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简答题

已知曲线C:x2+y2+2x+m=0(m∈R)

(1)讨论曲线C的形状;

(2)若m=-7,过点P(-1,2)的直线与曲线C交于A,B两点,且|AB|=2,求直线AB的倾斜角α.

正确答案

(1)由曲线C:x2+y2+2x+m=0可得(x+1)2+y2=1-m,

①当1-m>0,即m<1时,曲线C表示的是以C(-1,0)为圆心,r=为半径的圆;

②当1-m=0,即m=1时,曲线C表示的是一个点C(-1,0);

③当1-m<0,即m>1时,曲线C不表示任何图形.

(2)当m=-7时,曲线C化为:(x+1)2+y2=8.

若直线AB⊥x轴,则线段AB为直径,于是|AB|=4与已知|AB|=2矛盾,应舍去,因此直线AB与x轴不垂直.

设直线AB的斜率为k,则方程为y-2=k(x+1),化为kx-y+k+2=0.

由点到直线的距离公式可得圆心C(-1,0)到直线AB的距离d==

∵|AB|=2

∴2=2,化为k2=3,∴k=±

∴tanα=±,又∵α∈[0,π),∴α=

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简答题

已知抛物线y2=4x的焦点为F,直线l过点M(4,0).

(Ⅰ)若点F到直线l的距离为,求直线l的斜率;

(Ⅱ)设A,B为抛物线上两点,且AB不与x轴重合,若线段AB的垂直平分线恰过点M,求证:线段AB中点的横坐标为定值.

正确答案

(Ⅰ)由已知,x=4不合题意.设直线l的方程为y=k(x-4),

由已知,抛物线C的焦点坐标为(1,0),…(1分)

因为点F到直线l的距离为

所以=,…(3分)

解得k=±,所以直线l的斜率为±.…(5分)

(Ⅱ)设线段AB中点的坐标为N(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),

因为AB不垂直于x轴,

则直线MN的斜率为

直线AB的斜率为,…(7分)

直线AB的方程为y-y0=(x-x0),…(8分)

联立方程

消去x得(1-)y2-y0y++x0(x0-4)=0,…(10分)

所以y1+y2=,…(11分)

因为N为AB中点,

所以=y0,即=y0,…(13分)

所以x0=2.即线段AB中点的横坐标为定值2.…(14分)

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简答题

已知直线l:x+ay+1-a=0.

(Ⅰ)若l与线段AB有交点,其中A(-2,-1),B(1,1),求实数a的取值范围;

(Ⅱ)若l与x轴的负半轴交M点,交y轴正半轴于N,求△OMN的面积最小时直线l的方程.

正确答案

(Ⅰ)直线l过定点P(-1,1),KPA=2,KPB=0,要使l满足条件,必须

当a=0时,满足条件;当a≠0时,l的斜率-≥2或-<0

即a>0或0>a≥-,综上得a≥-

(Ⅱ)M(a-1,0),N(0,),依题意有,而S△OMN=-(a+-2),∵a<0,∴a+-2≤-4,即S△OMN=-(a+-2)≥2,当a=-1时,面积的最小值为2,此时直线的方程为x-y+2=0.

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简答题

已知定点A(2,-5),动点B在直线2x-y+3=0上运动,当线段AB最短时,求B的坐标.

正确答案

如图.易知当AB的连线与已知直线垂直时,AB的长度最短.

直线2x-y+3=0的斜率k=2,

∴AB的斜率KAB=-

AB的斜率的方程为:

y+5=-(x-2),⇒x+2y+8=0,

B的坐标为(-,-).

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简答题

已知双曲线-y2=1与射线y=x(x≥0)公共点为P,过P作两条倾斜角互补且不重合的直线,它们与双曲线都相交且另一个交点分别为A,B(不同于P).

(1)求点P到双曲线两条渐近线的距离之积;

(2)设直线PA斜率为k,求k的取值范围;

(3)求证直线AB的斜率为定值.

正确答案

(1)由,得P(2,1),

双曲线-y2=1的渐近线方程是x-2y=0和x+2y=0,

点P(2,1)到两条渐近线x-2y=0和x+2y=0的距离分别是

d1=和d2=

∴点P到双曲线两条渐近线的距离之积

d1d2==

(2)设直线PA斜率为k,则PA的方程为:y-1=k(x-2),

即kx-y+1-2k=0,

,消去y,并整理,得(1-2k2)x2+(8k2-4k)x+8k-8k2-4=0,

∵直线PA与双曲线-y2=1有两个交点,

∴△=(8k2-4k)2-4(1-2k2)(8k-8k2-4)>0,

即k2-2k+1>0,

∴k≠1.

故k的取值范围是(-∞,1)∪(1,+∞).

(3)∵P(2,1),设A(x1,y1),B(x2,y2),

∵PA和PB是两条倾斜角互补且不重合的直线,

设PA斜率是m,则PB斜率是-m

则PA:y=m(x-2)+1,PB:y=-m(x-2)+1,

分别与双曲线方程联立,得

-(mx1-2m+1)2=1,

(1-2m2)x12+(8m2-4m)x1+8m-8m2-4=0,

∵2是方程的一个根,

∴x1=-2,

同理,x2=-2,

∴x1-x2=

∵y1=m(-4)+1,

y2=-m(-4)+1,

∴y1-y2=

∴kAB===-1.

即直线AB的斜率为定值-1.

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简答题

已知动点P到直线x=-1的距离与到定点C(,  0)的距离的差为.动点P的轨迹设为曲线C.

(Ⅰ)求曲线C的方程;

(Ⅱ)设过点A(-4,0)的直线与曲线C交于E、F两点,定点A'(4,0),求直线A'E、A'F的斜率之和.

正确答案

(Ⅰ)由题意知,动点P到定点C(,  0)的距离等于到定直线x=-的距离,

所以动点P的轨迹为抛物线,

=

P=1.

所以点P的轨迹方程为y2=2x.…(6分)

(Ⅱ)设过点A的直线方程为y=k(x+4)(k≠0).

联立方程组

消去x,得y2-y+4k=0.…(8分)

设E(x1,y1)、F(x2,y2),

则y1•y2=8,且y12=2x1,y22=2x2

∵kA′E=,kA′F=

∴kA′E+kA′F=+=

=

=

由y1•y2=8,得kA'E+kA'F=0.…(14分)

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简答题

(1)当且仅当m为何值时,经过两点A(-m,6),B(1,3m)的直线的斜率为12?

(2)当且仅当m为何值时,经过两点A(m,2),B(-m,2m-1)的直线的倾斜角为60度?

正确答案

(1)∵经过两点A(-m,6),B(1,3m)的直线的斜率为12

=12

∴m=-2

(2)∵经过两点A(m,2),B(-m,2m-1)的直线的倾斜角为60°,

=tan60°

∴2m-3=-2m

∴m=

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简答题

已知抛物线的方程为x2=2py(p>0),过点P(0,p)的直线l与抛物线相交于A、B两点,分别过点A、B作抛物线的两条切线l1和l2,记l1和l2相交于点M.

(Ⅰ)证明:直线l1和l2的斜率之积为定值;

(Ⅱ)求点M的轨迹方程.

正确答案

(Ⅰ)依题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+p,

将其代入x2=2py,消去y整理得x2-2pkx-2p2=0(2分)

设A,B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=-2p2(3分)

将抛物线的方程改写为y=x2,求导得y′=x.

所以过点A的切线l1的斜率是k1=,过点B的切线l2的斜率是k2=

故k1k2==-2,所以直线l1和l2的斜率之积为定值-2(6分)

(Ⅱ)设M(x,y).因为直线l1的方程为y-y1=k1(x-x1),即y-=(x-x1),

同理,直线l2的方程为y-=(x-x2),

联立这两个方程,消去y得-=(x-x2)-(x-x1),

整理得(x1-x2)(x-)=0,注意到x1≠x2,所以x=(10分)

此时y=+(x-x1)=+(-x1)==-p(12分)

由(Ⅰ)知,x1+x2=2pk,所以x==pk∈R,

所以点M的轨迹方程是:y=-p.(14分)

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简答题

求直线3x-2y+24=0的斜率及它在x、y轴上的截距.

正确答案

∵直线3x-2y+24=0化成斜截式,得y=x+12

∴直线的斜率k=,---------------------------------------------------(4分)

∵对直线3x-2y+24=0令y=0,得x=-8

∴直线交x轴于点(-8,0),可得直线在x轴上截距是-8,-------------------(8分)

∵对直线3x-2y+24=0令x=0,得y=12

∴直线交y轴于点(0,12),可得直线在y轴上的截距为12.-----(13分)

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简答题

椭圆E的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为.点P(1,)、A、B在椭圆E上,且+=m(m∈R);

(Ⅰ)求椭圆E的方程及直线AB的斜率;

(Ⅱ)求证:当△PAB的面积取得最大值时,原点O是△PAB的重心.

正确答案

(Ⅰ)由e2=1-=+=1,

解得a2=4,b2=3,…(1分)

椭圆方程为+=1; …(2分)

设A(x1,y1)、B(x2,y2),

+=m

(x1+x2-2,y1+y2-3)=m(1,),

…(3分)

+=1,+=1,

两式相减得kAB==-×=-×=-;…(5分)

(Ⅱ)证明:设AB的方程为 y=-x+t,

代入椭圆方程得:x2-tx+t2-3=0,…(6分)

△=3(4-t2),|AB|=×=×

点P到直线AB的距离为d=

S△PAB=|2-t|=(-2<t<2). …(8分)

令f(t)=3(2-t)3(2+t),

则f’(t)=-12(2-t)2(t+1),

由f’(t)=0得t=-1或2(舍),

当-2<t<-1时,f’(t)>0,

当-1<t<2时f’(t)<0,

所以当t=-1时,f(t)有最大值81,

即△PAB的面积的最大值是;                 …(10分)

根据韦达定理得 x1+x2=t=-1,

而x1+x2=2+m,所以2+m=-1,得m=-3,

于是x1+x2+1=3+m=0,y1+y2+=3++=0,

因此△PAB的重心坐标为(0,0).        …(12分)

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简答题

已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0),点P是点F关于y轴的对称点,过点P的动直线ι交抛物线与A,B两点.

(1)若△AOB的面积为,求直线ι的斜率;

(2)试问在x轴上是否存在不同于点P的一点T,使得TA,TB与x轴所在的直线所成的锐角相等,若存在求出定点T的坐标,若不存在说明理由.

正确答案

(1)由题意知:抛物线方程为:y2=4x且P(-1,0),

设A(x1,y1),B(x2,y2),

由已知直线l斜率存在,设l:y=k(x+1)(k≠0),代入y2=4x得,k2x2+(2k2-4)x+k2=0,

由△>0得-1<k<1,

|AB|=,h=

|AB|h=,得k=±,满足△>0,

(2)假设存在T(a,0)满足题意,

因为TA,TB与x轴所在的直线所成的锐角相等,

所以直线TA,TB的斜率之和为0,则

kAT+kBT=+=

==0,

∴k[2x1x2-(a-1)(x1+x2)-2a]=0,即k[2-(a-1)-2a]=0,

整理得:a-1=0,解得a=1,

∴存在T(1,0).

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简答题

动圆C过定点F(,0),且与直线x=-相切,其中p>0.设圆心C的轨迹Γ的程为F(x,y)=0

(1)求F(x,y)=0;

(2)曲线Γ上的一定点P(x0,y0)(y0≠0),方向向量=(y0,-p)的直线l(不过P点)与曲线Γ交与A、B两点,设直线PA、PB斜率分别为kPA,kPB,计算kPA+kPB

(3)曲线Γ上的两个定点P0(x0,y0)、Q0(x0,y0),分别过点P0,Q0作倾斜角互补的两条直线P0M,Q0N分别与曲线Γ交于M,N两点,求证直线MN的斜率为定值.

正确答案

(1)过点C作直线x=-的垂线,垂足为N,

由题意知:|CF|=|CN|,即动点C到定点F与定直线x=-的距离相等,

由抛物线的定义知,点C的轨迹为抛物线,

其中F(,0)为焦点,x=-为准线,

所以轨迹方程为y2=2px(p>0);       

(2)设 A(x1,y1)、B(x2,y2

不过点P的直线l方程为y=-x+b,

得y2+2y0y-2y0b=0,

则y1+y2=-2y0

kAP+kBP=+

=+

=+

==0.

(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),

则kMN===(***)                    

设MP0的直线方程为为y-y0=k(x-x0)与曲线y2=2px的交点P0(x0,y0),M(x1,y1).

,y2-y+-2px0=0的两根为y0,y1

则y0+y1=,∴y1=-y0

同理y0+y2=,得y2=--y0

∴y1+y2=-(y0+y0),

代入(***)计算得kMN=-.是定值,命题得证

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简答题

抛物线C1:y2=4mx(m>0)的准线与x轴交于F1,焦点为F2,以F1、F2为焦点、离心率e=的椭圆C2与抛物线C1的一个交点为P.

(1)当m=1时求椭圆的方程;

(2)在(1)的条件下,直线L经过椭圆C2的右焦点F2与抛物线L1交于A1,A2两点.如果弦长|A1A2|等于△PF1F2的周长,求直线L的斜率;

(3)是否存在实数m,使△PF1F2的边长是连续的自然数.

正确答案

(1)m=1时,抛物线C1:y2=4x,焦点为F2 (1,0). 由于椭圆离心率e=,c=1,

故 a=2,b=,故所求的椭圆方程为  +=1.

(2)由于△PF1F2周长为 2a+2c=6,故弦长|A1A2|=6,设直线L的斜率为k,则直线L的方程为 y-0=k(x-2),

代入抛物线C1:y2=4x 化简得 k2x2-(4k2+4)x+4k2=0,∴x1+x2= 4+,x1x2=4,

∴|A1A2|== =6,解得  K=±

(3)假设存在实数m,△PF1F2的边长是连续自然数,经分析在△PF1F2中|PF1|最长,|PF2|最短,令|F1F2|=2c=2m,

则|PF1|=2m+1,|PF2|=2m-1. 由抛物线的定义可得|PF2|=2m-1=xP-(-m),∴xP=m-1.

把P(m-1,)代入椭圆+=1,解得m=3.故存在实数m=3 满足条件.

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简答题

已知函数f(x)=x3-2x2+ax(a∈R,x∈R)在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直.

(Ⅰ)求a的值和切线l的方程;

(Ⅱ)设曲线y=f(x)上任一点处的切线的倾斜角为θ,求θ的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)∵f(x)=x2-2x2+ax,

∴f/(x)=x2-4x+a.(2分)

∵在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线y=x垂直,

∴x2-4x+a=-1有且只有一个实数根.

∴△=16-4(a+1)=0,

∴a=3.(4分)

∴x=2,f(2)=

∴切线l:y-=-(x-2),即3x+3y-8=0.(7分)

(Ⅱ)∵f/(x)=x2-4x+3=(x-2)2-1≥-1.(9分)

∴tanθ≥-1,(10分)

∵θ∈[0,π),

∴θ∈[0,)∪[,π)(13分)

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简答题

已知实数x、y满足(x-2)2+(y-1)2=1,求z=的最大值与最小值.

正确答案

zmax,zmin

表示过点A(0,-1)和圆(x-2)2+(y-1)2=1上的动点(x,y)的直线的斜率.如右图,

当且仅当直线与圆相切时,直线的斜率分别取得最大值和最小值.设切线方程为y=kx-1,即kx-y-1=0,则=1,解得k=.因此,zmax,zmin

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