- 直线与方程
- 共7398题
平面直角坐标系xOy中,已知⊙M经过点F1(0,-c),F2(0,c),A(c,0)三点,其中c>0.
(1)求⊙M的标准方程(用含c的式子表示);
(2)已知椭圆+
=1(a>b>0)(其中a2-b2=c2)的左、右顶点分别为D、B,⊙M与x轴的两个交点分别为A、C,且A点在B点右侧,C点在D点右侧.
①求椭圆离心率的取值范围;
②若A、B、M、O、C、D(O为坐标原点)依次均匀分布在x轴上,问直线MF1与直线DF2的交点是否在一条定直线上?若是,请求出这条定直线的方程;若不是,请说明理由.
正确答案
(1)设⊙M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则由题设,得
解得
⊙M的方程为x2+y2-cx-c2=0,
⊙M的标准方程为(x-c)2+y2=
c2;(5分)
(2)⊙M与x轴的两个交点A(c,0),C(-
c,0),
又B(b,0),D(-b,0),
由题设即
所以解得
<
<
,
即<e<
.所以椭圆离心率的取值范围为(
,
);(10分)
(3)由(1),得M(c,0).
由题设,得c-b=b-
c=
c.
∴b=c,D(-
c,0).
∴直线MF1的方程为-
=1,
①直线DF2的方程为-+
=1.
②由①②,得直线MF1与直线DF2的交点Q(c,3c),
易知kOQ=为定值,
∴直线MF1与直线DF2的交点Q在定直线y=x上.(15分)
已知直线y=-2上有一个动点Q,过点Q作直线l1垂直于x轴,动点P在l1上,且满足OP⊥OQ(O为坐标原点),记点P的轨迹为C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若直线l2是曲线C的一条切线,当点(0,2)到直线l2的距离最短时,求直线l2的方程.
正确答案
(1)设点P的坐标为(x,y),则点Q的坐标为(x,-2).
∵OP⊥OQ,∴kOP•kOQ=-1.
当x≠0时,得•
=-1,化简得x2=2y.(2分)
当x=0时,P、O、Q三点共线,不符合题意,故x≠0.
∴曲线C的方程为x2=2y(x≠0).(4分)
(2)∵直线l2与曲线C相切,∴直线l2的斜率存在.
设直线l2的方程为y=kx+b,(5分)
由得x2-2kx-2b=0.
∵直线l2与曲线C相切,
∴△=4k2+8b=0,即b=-.(6分)
点(0,2)到直线l2的距离d==
•
(7分)=
(
+
)(8分)≥
×2
(9分)=
.(10分)
当且仅当=
,即k=±
时,等号成立.此时b=-1.(12分)
∴直线l2的方程为x-y-1=0或
x+y+1=0.(14分)
过点(-2,1),倾斜角的正弦为的直线方程为 ______.
正确答案
设该直线的倾斜角为α(0≤α<π),由题意得sinα=,则α=30°或α=150°
则直线的斜率k=tanα=tan30=或tan150°=-
,
所以所求直线的方程为y-1=±(x+2),化简得x-
y+2+
=0或x+
y+2-
=0
故答案为:x-y+2+
=0或x+
y+2-
=0
(1)求经过直线l1:x+y-1=0与直线l2:2x-3y+8=0的交点M,且与直线2x+y+5=0平行的直线l的方程;
(2)已知点A(1,1),B(2,2),点P在直线l上,求|PA|2+|PB|2取得最小值时点P的坐标.
正确答案
(1)由 ,解得
,所以交点为(-1,2).
∵所求直线与直线2x+y+5=0平行,∴k=-2,∴直线方程为2x+y=0.
(2)设P(t,-2t),则|PA|2+|PB|2=(t-1)2+(-2t-1)2+(t-2)2+(-2t-2)2=10t2+6t+10,
故当 t=-时,|PA|2+|PB|2取得最小值,此时,P(-
,
).
经过点A(1,2)并且在两个坐标轴上的截距的绝对值相等的直线有几条?请求出这些直线的方程
正确答案
当截距为0时,设y=kx,把点A(1,2)代入,则得k=2,即y=2x;
当截距不为0时,设+
=1,或
+
=1,过点A(1,2),
则得a=3,或a=-1,即x+y-3=0,或x-y+1=0
这样的直线有3条:y=2x,x+y-3=0,或x-y+1=0.
设圆C:(x-3)2+(y-5)2=5,过圆心C作直线l交圆于A,B两点,与y轴交于点P,若A恰好为线段BP的中点,则直线l的方程为______.
正确答案
由题意可得,C(3,5),直线L的斜率存在
可设直线L的方程为y-5=k(x-3)
令x=0可得y=5-3k即P(0,5-3k),设A(x1,y1),B(x2,y2)
联立消去y可得(1+k2)x2-6(1+k2)x+9k2+4=0
由方程的根与系数关系可得,x1+x2=6,x1x2=①
∵A为PB的中点
∴=x1即x2=2x1②
把②代入①可得x2=4,x1=2,x1x2==8
∴k=±2
∴直线l的方程为y-5=±2(x-3)即y=2x-1或y=-2x+11
故答案为:y=2x-1或y=-2x+11
已知直线x-y+2=0,点P的坐标为(1,-1),求:
(1)点P到直线l的距离;
(2)过点P与直线l平行的直线l1的方程;
(3)过点P与直线l垂直的直线l2的方程.
正确答案
(1)根据点到直线的距离公式,
可得P到直线l的距离d==2
;
(2)设过点P与直线l平行的直线l1的方程为x-y+m=0,
将点P(1,-1)代入,得1-(-1)+m=0,解之得m=-2
∴过点P与直线l平行的直线l1的方程为x-y-2=0;
(3)∵直线x-y+2=0的斜率为1,
∴点P与直线l垂直的直线的斜率k=-1,
由此可得过点P与直线l垂直的直线l2的方程为y+1=-(x-1),
化简得x+y=0,即为所求过点P与直线l垂直的直线l2的方程.
在x轴和y轴上的截距分别为-3,5的直线方程是______.
正确答案
由直线的截距式方程可得所求直线方程是 +
= 1,
即 5x-3y+15=0,
故答案为5x-3y+15=0.
已知直线l与圆x2+y2+2x=0相切于点T,且与双曲线x2-y2=1相交于A、B两点.若T是线段AB的中点,求直线l的方程.
正确答案
直线l与x轴不平行,设l的方程为 x=ky+a,代入双曲线方程 整理得(k2-1)y2+2kay+a2-1=0.
而k2-1≠0,于是=
=-
,从而xT=kyT+a=-
,即 T(
,
).
∵点T在圆上,∴()2+(
)2+
=0,即k2=a+2,
由圆心O'(-1,0),O'T⊥l 得 kO'T•kl=-1,则 k=0,或 k2=2a+1.
当k=0时,由①得 a=-2,∴l 的方程为 x=-2;
当k2=2a+1时,由①得 a=1K=±,∴l的方程为 x=±
y+1.
故所求直线l的方程为x=-2或 x=±y+1.
若直线l1:ax+(a+1)y=0与l2:2x+y+3a=0平行,则实数a=______.
正确答案
∵直线l1:ax+(a+1)y=0与l2:2x+y+3a=0平行,
∴=
≠
即
=
≠
,
解得 a=-2,
故答案为-2.
若直线l经过点A(-3,4),且在坐标轴上截距互为相反数,则直线l的方程为______.
正确答案
①当在坐标轴上截距为0时,所求直线方程为:y=-x,即4x+3y=0;
②当在坐标轴上截距不为0时,∵在坐标轴上截距互为相反数,
∴x-y=a,将A(-3,4)代入得,a=-7,
∴此时所求的直线方程为x-y+7=0;
故答案为:4x+3y=0或x-y+7=0.
求经过点A(-2,3),B(4,-1)的直线的两点式方程,并把它化成点斜式,斜截式和截距式.
正确答案
过AB两点的直线方程是=
.
点斜式为:y+1=-(x-4)
斜截式为:y=-x+
截距式为:+
=1.
故答案为:=
;y+1=-
(x-4);y=-
x+
;
+
=1.
已知两定点F1(-,0),F2(
,0),满足条件|
|-|
|=2的点P的轨迹是曲线E,直线y=kx-1与曲线E交于A,B两点.如果|AB|=6
,求直线AB的方程.
正确答案
由双曲线的定义可知,曲线E是以F1(-,0),F2(
,0)为焦点的双曲线的左支,
且c=,a=1,∴b=1,
故曲线E的方程为x2-y2=1(x<0).
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由题意建立方程组,消去y,得(1-k2)x2+2kx-2=0.
∵已知直线与双曲线左支交于两点A、B,∴,解得-
<k<-1.
又∵|AB|=•|x1-x2|=
•
=•
=2
,
依题意得2=6
,整理后得28k4-55k2+25=0,
解得k2=或k2=
,但-
<k<-1,∴k=-
,
故直线AB的方程为x+y+1=0.
已知圆M:x2+y2+6x-4y+17=0,过点A(-1,0)作△ABC,使其满足条件:直线AB经过圆心M,∠BAC=30°,且B、C两点均在圆M上,则直线AC的方程为______.
正确答案
由题意得:M(-3,2),A(-1,0),kAM=-
,设直线AC的斜率为k,则有
=
,解得k=-
当斜率不存在时也成立,故所求直线AC的方程为x=-1或x+y+1=0.
已知圆C:x2+y2-2x-4y-20=0,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0,m∈R.
(I)直线l是否过定点,有则求出来?判断直线与圆的位置关系及理由?
(II)求直线被圆C截得的弦长L的取值范围及L最短时弦所在直线的方程.
正确答案
(I)直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0 即 (x+y-4)+m(2x+y-7)=0,由 求得
,故直线过定点A(3,1).
再由圆C:x2+y2-2x-4y-20=0,即 (x-1)2+(y-2)2=25,表示以C(1,2)为圆心,以5为半径的圆,而|AC|=,小于半径,
故点A在圆内,故直线和圆相交.
(II)当直线l过圆心时,弦长L最大为直径10,当CA和直线l垂直时,弦长L最小,为2=4
,
故直线被圆C截得的弦长L的取值范围为[4,10].
当弦长L最小时,AC的斜率KAC==-
,故直线l的斜率为2,故直线l的方程为 y-1=2(x-3),即 2x-y-5=0.
扫码查看完整答案与解析