- 直线与方程
- 共7398题
已知椭圆+
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率e=
,右准线方程为x=2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点F1的直线l与该椭圆交于M、N两点,且|+
|=
,求直线l的方程.
正确答案
(1)由已知得,
解得a=,c=1
∴b==1∴所求椭圆的方程为
+y2=1
( 2)由(1)得F1(-1,0)、F2(1,0)
①若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=-1,
由得y=±
设M(-1,)、N(-1,-
),
∴|+
|=|(-2,
)+(-2,-
)|=|(-4,0)|=4,这与已知相矛盾.
②若直线l的斜率存在,设直线直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+1),
设M(x1,y1)、N(x2,y2),
联立,消元得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0
∴x1+x2=,x1x2=
,
∴y1+y2=k(x1+x2+2)=.
又∵=(x1-1,y1),
=(x2-1,y2)
∴+
=(x1+x2-2,y1+y2)
∴|+
|=
=
=
化简得40k4-23k2-17=0
解得k2=1或k2=-(舍去)
∴k=±1
∴所求直线l的方程为y=x+1或y=-x-1
过点P(1,4)作直线与两坐标轴的正半轴相交,当直线在两坐标轴上的截距之和最小时,求此直线方程.
正确答案
设直线的方程为+
=1(a>0,b>0).
把点P(1,4)代入可得+
=1.
∴a+b=(a+b)(+
)=5+
+
≥5+2
=9,当且仅当b=2a=6时取等号,
a+b的最小值为9,此时直线的方程为+
=1.
已知函数f(x)=x3-3x及y=f(x)上一点P(1,-2),过点P作直线l.
(1)求使直线l和y=f(x)相切且以P为切点的直线方程;
(2)求使直线l和y=f(x)相切且切点异于P的直线方程.
正确答案
(1)由f(x)=x3-3x得,f′(x)=3x2-3,
过点P且以P(1,-2)为切点的直线的斜率f′(1)=0,
∴所求直线方程为y=-2.
(2)设过P(1,-2)的直线l与y=f(x)切于另一点(x0,y0),
则f′(x0)=3x02-3.
又直线过(x0,y0),P(1,-2),
故其斜率可表示为=
,
又=3x02-3,
即x03-3x0+2=3(x02-1)•(x0-1),
解得x0=1(舍)或x0=-,
故所求直线的斜率为k=3×(-1)=-
,
∴y-(-2)=-(x-1),
即9x+4y-1=0.
(文)若直线l经过点P(1,2),且法向量为=(3,-4),则直线l的方程是______(结果用直线的一般式表示).
正确答案
设直线l上任一M(x,y),又点P(1,2),
则=(1-x,2-y),
又∵直线l的法向量=(3,-4),
∴有⊥
,即3(1-x)-4(2-y)=0,
即3x-4y+5=0,
则l的方程为3x-4y+5=0.
故答案为:3x-4y+5=0
已知圆O:x2+y2=1(点O为坐标原点),一条直线l:y=kx+b(b>0)与圆O相切,并与椭圆+y2=1交于不同的两点A、B.
(1)设b=f(x),求f(k)的表达式;
(2)若•
=
,求直线l的方程.
正确答案
(1)y=kx+b(b>0)与x2+y2=1相切,则=1,
即b2=k2+1,∵b>0,∴b=.
由消去y,
得(2k2+1)x2+4kbx+2b2-2=0.
∵l与椭圆交于不同的两点,
∴△=16k2b2-4(2k2+1)(2b2-2)=8k2>0,k≠0.
∴b=(k≠0)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=
•
=x1x2+y1y2=+x1x2+(kx1+b)(kx2+b)=(1+k2)x1x2+kb(x1+x2)+b2=(1+k2)
+kx
+b2=
•
=
,
∴=
•k2=1.
所以b2=2,∵b>0,∴b=,
∴l:y=x+或y=-x+
设x、y∈R,、
为直角坐标平面内x、y轴正方向上的单位向量,
=x
+(y+2)
,
=x
+(y-2)
,且|
|+|
|=8.
(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(2)过点(0,3)作直线l与曲线C交于A、B两点,设=
+
,是否存在这样的直线l,使得四边形OAPB是矩形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,试说明理由.
正确答案
(1)∵=xi+(y+2)j,
=xi+(y-2)j,且|
|+|
|=8,
∴点M(x,y)到两个定点F1(0,-2),F2(0,2)的距离之和为8.
c=2,a=4,则b==2
∴轨迹C为以F1、F2为焦点的椭圆,方程为+
=1.
(2)∵l过y轴上的点(0,3),
若直线l是y轴,则A、B两点是椭圆的顶点.
∵=
+
=0,
∴P与O重合,与四边形OAPB是矩形矛盾.
∴直线l的斜率存在.设l方程为y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2),
由y=kx+3,+
=1,消y得(4+3k2)x2+18kx-21=0.
此时,△=(18k2)-4(4+3k2)>0恒成立且x1+x2=-,x1x2=-
.
∵=
+
,
∴四边形OAPB是平行四边形.若存在直线l,使得四边形OAPB是矩形,则OA⊥OB,即•
=0.
∵=(x1,y1),
=(x2,y2),
∴•
=x1x2+y1y2=0,
即(1+k2)x1x2+3k(x1+x2)+9=0,
即(1+k2)•(-)+3k•(-
)+9=0,即k2=
,得k=±
.
∴存在直线l:y=±x+3,使得四边形OAPB是矩形.
已知直线l:x=-2,l与x轴交于点A,动点M(x,y)到直线l的距离比到点F(1,0)的距离大1.
(Ⅰ)求点M的轨迹E的方程;
(Ⅱ)过点A作直线交曲线E于B,C两点,若=2
,求此直线的方程.
正确答案
(Ⅰ)依题意,动点M(x,y)到直线x=-1和点N(1,0)的距离相等,
所以=|x+1|,
即y2=4x.
所以点M的轨迹E的方程y2=4x.
(Ⅱ)设B(x1,y1)C(x2,y2),则y12=4x1,y22=4x2,
所以=(x1+2,y1),
=(x2-x1,y2-y1).
由=2
得,y1=2(y2-y1),即
=
,所以
=
…①
设直线AB的方程为y=k(x+2),(k≠0),
消去y,得k2x2+4(k2-1)x+4k2=0,
由根与系数的关系得:x1+x2=…②
x1x2=4…③
由①、③得,x1=,x2=3,代入②,得k2=
,
所以k=±.
所以所求直线方程为y=±(x+2).
已知圆C:(x-1)2+y2=9内有一点P(2,2),过点P作直线l交圆C于A、B两点.
(1)当l经过圆心C时,求直线l的方程;
(2)当弦AB的长为4时,写出直线l的方程.
正确答案
(1)由圆的标准方程可得圆心坐标为(1,0),直线的斜率k==2,
故直线的方程为y-0=2(x-1),整理得2x-y-2=0. (4分)
(2)由于圆的半径为3,当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y-2=k(x-2),
整理得kx-y+(2-2k)=0,圆心到直线l的距离为d==1=
,
解得k=,代入整理得3x-4y+2=0. (8分)
当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=2,经检验符合题意.
∴直线l的方程为3x-4y+2=0,或x=2. (10分)
(1)平面过坐标原点
,
是平面
的一个法向量,求
到平面
的距离;
(2)直线过
,
是直线
的一个方向向量,求
到直线
的距离.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:这是空间向量在空间距离上的应用问题.(1)先求出向量的坐标,然后点
到平面
的距离由公式
即可算出;(2)先算出
的坐标,然后计算出
的值,再由同角三角函数的基本关系式求出
,最后由公式
计算出所求的距离即可.
试题解析:(1)依题意可得,,设
到平面
的距离为
,则
(2)设到直线
的距离为
,依题意有
所以
所以
所以.
(1)求经过点A(2,1),且与直线2x+y-10=0平行的直线l的方程.
(2)求过点B(3,2)且垂直于直线4x+5y-8=0的直线方程.
正确答案
(1)直线l经过点A(2,1),且与直线2x+y-10=0平行,直线l的斜率为:-2
所以直线l的方程为:y-1=-2(x-2).
即2x+y-5=0.
(2)∵所求直线方程与直线4x+5y-8=0垂直,
∴设方程为5x-4y+m=0
∵直线过点(3,2),
∴5×3-4×2+m=0
∴m=-7
∴所求直线方程为5x-4y-7=0.
已知△ABC的顶点A为(0,5),AB边上的中线所在直线方程为4x+11y-27=0,∠B的平分线所在直线方程为x-2y+5=0,求BC边所在直线的方程.
正确答案
设B(x0,y0),由AB中点在4x+11y-27=0上,可得4•+11•
-27=0
联立x0-2y0+5=0
解得B(-3,1)…(5分)
设A点关于x-2y+5=0的对称点为A′(x′,y′),
则有
解得A′(2,1)…(10分)
∴BC边所在的直线方程为y=1…(12分)
已知△ABC的顶点为A(1,3),B(3,1),C(-1,0).
(I)求AB边所在直线的方程;
(II)求△ABC的面积.
正确答案
(I)AB边所在直线的方程为=
,…(2分)
即x+y-4=0.…(4分)
(II)|AB==2
|,…(6分)
点C到直线AB的距离d==
,就是AB边上的高h,…(10分)
所以,S△ABC=|AB|•h=
×2
×
=5.…(12分)
在△ABC中,已知A(1,1),AC边上的高线所在直线方程为x-2y=0,AB边上的高线所在直线方程为3x+2y-3=0.求BC边所在直线方程.
正确答案
因为AC边上的高线所在直线方程为x-2y=0,所以kAC=-2,
AB边上的高线所在直线方程为3x+2y-3=0.所以kAB=.
∴直线AC的方程:y-1=-2(x-1),即2x+y-3=0,
直线AB的方程:y-1=(x-1),即2x-3y+1=0.
由,得C(3,-3),
由得B(-2,-1),
=
直线BC的方程:2x+5y+9=0.
已知△ABC的三个顶点A(-3,0),B(2,1),C(-2,3).
求:
(Ⅰ)BC边上中线AD所在直线的方程;
(Ⅱ)BC边上高线AH所在直线的方程.
正确答案
(Ⅰ)∵A(-3,0),B(2,1),C(-2,3),
∴BC的中点M(0,2),
∴BC边上中线AD所在直线的方程为:y-2=(x-0),
∴2x-3y+6=0;
(Ⅱ)∵BC的斜率kBC=-,
∴BC边上高线AH所在直线的斜率kAH=2,
∴由点斜式得AH所在直线的方程为:y=2(x+3),即2x-y+6=0.
已知两条直线l1:x-2y+4=0与l2:x+y-2=0的交点为P,直线l3的方程为:3x-4y+5=0.
(1)求过点P且与l3平行的直线方程;
(2)求过点P且与l3垂直的直线方程.
正确答案
(1)由得
∴P(0,2)
∵Kl3=
∴过点P且与l3平行的直线方程为:y-2=(x-0)
即3x-4y+8=0
(2)由题意,设与直线l33x-4y+5=0垂直的直线方程为4x+3y+c=0
∵直线过点P(0,2),
∴6+c=0,
∴c=-6
∴4x+3y-6=0
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