- 直线与方程
- 共7398题
已知圆C:x2+(y-1)2=5,直线l:mx-y+1-m=0。
(Ⅰ)求证:对m∈R,直线l与圆C总有两个不同交点;
(Ⅱ)设l与圆C交与不同的两点A、B,求弦AB的中点M的轨迹方程;
(Ⅲ)若定点P(1,1)分弦AB为,求此时直线l的方程。
正确答案
(Ⅰ)证明:圆C:的圆心为C(0,1),半径为
,
∴圆心C到直线:mx-y+1-m=0的距离
,
∴直线与圆C相交,即直线
与圆C总有两个不同交点。
(Ⅱ)解:当M与P不重合时,连结CM、CP,则CM⊥MP,
∴,
设,则
,
化简,得,
当M与P重合时,x=1,y=1也满足上式,
故弦AB中点的轨迹方程是。
(Ⅲ)解:设,
由,得
,
∴,化简得
, ①
又由,消去y,得
, (*)
∴, ②
由①②,解得,
代入(*)式,解得,
∴直线的方程为x-y=0或x+y-2=0。
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,过右顶点A 的直线l与椭圆C相交于A、B两点,且B(﹣1,﹣3).
(1)求椭圆C和直线l的方程;
(2)若圆D:x2﹣2mx+y2+4y+m2﹣4=0与直线lAB相切,求实数m的值.
正确答案
解:(1)由题意,
,
∴,
∴椭圆C的方程为;
∵右顶点A(2,0),B(﹣1,﹣3)
∴直线l的方程为x﹣y﹣2=0;
(2)圆D:x2﹣2mx+y2+4y+m2﹣4=0的标准方程为:(x﹣m)2+(y+2)2=8
∵圆D:x2﹣2mx+y2+4y+m2﹣4=0与直线lAB相切
∴
∴m=±4
已知圆M:x2+(y-2)2=1,设点B,C是直线l:x-2y=0上的两点,它们的横坐标分别是,点P在线段BC上,过P点作圆M的切线PA,切点为A。
(1)若t=0,,求直线PA的方程;
(2)经过A,P,M三点的圆的圆心是D,求线段DO长的最小值L(t)。
正确答案
解:(1)设
解得a=1或(舍去)
由题意知切线PA的斜率存在,设斜率为k.
所以直线PA的方程为y-1=k(x-2),即kx-y-2k+1=0
直线PA与圆M相切,
,解得k=0或
直线PA的方程是y=1或4x+3y-11=0
(2)设
与圆M相切于点A,
经过A,P,M三点的圆的圆心D是线段MP的中点.
的坐标是
设
当,即
时,
当,即
时,
当,即
时
则
已知圆C:x2+y2=9,点A(﹣5,0),直线l:x﹣2y=0.
(1)求与圆C相切,且与直线l垂直的直线方程;
(2)在直线OA上(O为坐标原点),存在定点B(不同于点A),满足:对于圆C上任一点P,都有为一常数,试求所有满足条件的点B的坐标.
正确答案
解:(1)设所求直线方程为y=﹣2x+b,即2x+y﹣b=0,∵直线与圆相切,
∴,得
,
∴所求直线方程为,
(2)方法1:假设存在这样的点B(t,0),
当P为圆C与x轴左交点(﹣3,0)时,;
当P为圆C与x轴右交点(3,0)时,,
依题意,,解得,t=﹣5(舍去),或
.
下面证明点对于圆C上任一点P,都有
为一常数.
设P(x,y),则y2=9﹣x2,
∴,
从而为常数.
方法2:假设存在这样的点B(t,0),使得为常数λ,则PB2=λ2PA2,
∴(x﹣t)2+y2=λ2[(x+5)2+y2],将y2=9﹣x2代入得,
x2﹣2xt+t2+9﹣x2=λ2(x2+10x+25+9﹣x2),
即2(5λ2+t)x+34λ2﹣t2﹣9=0对x∈[﹣3,3]恒成立,
∴,解得
或
(舍去),
所以存在点对于圆C上任一点P,都有
为常数
.
已知圆C的方程为:x2+y2-2mx-2y+4m-4=0,(m∈R).
(1)试求m的值,使圆C的面积最小;
(2)求与满足(1)中条件的圆C相切,且过点(1,﹣2)的直线方程.
正确答案
解:配方得圆的方程:(x﹣m)2+(y﹣1)2=(m﹣2)2+1
(1)当m=2时,圆的半径有最小值1,此时圆的面积最小.
(2)当m=2时,圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=1
设所求的直线方程为y+2=k(x﹣1),即kx﹣y﹣k﹣2=0由直线与圆相切,
得,
所以切线方程为,即4x﹣3y﹣10=0
又过点(1,﹣2)且与x轴垂直的直线x=1与圆也相切
所发所求的切线方程为x=1与4x﹣3y﹣10=0.
已知圆F1:(x+1)2+y2=16,定点F2(1,0),动圆M过点F2且与圆F1相内切。
(1)求点M的轨迹C的方程;
(2)若过原点的直线l与(1)中的曲线C交于A,B两点,且△ABF1的面积为,求直线l的方程。
正确答案
解:(1)由题意可知:|MF2|为动圆M的半径
根据两圆相内切的性质得:4-|MF2|=|MF1|,即|MF1|+|MF2|=4
所以点M的轨迹C是以F1、F2为左、右焦点的椭圆,
设其方程为(a>b>0)
则2a=4,c=1,
故b2=a2-c2=3,
所以点M的轨迹C的方程为。
(2)当直线l为y轴时,=
,不合题意
故直线l的斜率存在,设直线l:y=kx,A(x1,y1),y1>0,则B(-x1,-y1),
由△ABF1的面积为知:
,所以y1=
,x1=±
,
即点A的坐标为或
所以直线l的斜率为±
故所求直线l的方程为x±2y=0。
已知圆C:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25及直线l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4.(m∈R)
(1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆C恒相交;
(2)求直线l与圆C所截得的弦长的最短长度及此时直线l的方程.
正确答案
解:(1)直线方程l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4,
可以改写为m(2x+y﹣7)+x+y﹣4=0,
所以直线必经过直线2x+y﹣7=0和x+y﹣4=0的交点.
由方程组解得
即两直线的交点为A(3,1),
又因为点A(3,1)与圆心C(1,2)的距离,
所以该点在C内,故不论m取什么实数,直线l与圆C恒相交.
(2)连接AC,当直线l是AC的垂线时,此时的直线l与圆C相交于B、D.
BD为直线l被圆所截得的最短弦长.
此时,,
所以.即最短弦长为
.
又直线AC的斜率,
所以直线BD的斜率为2.
此时直线方程为:y﹣1=2(x﹣3),即2x﹣y﹣5=0.
直线l过点(4,0)且与圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=25交于A、B两点,如果|AB|=8,那么直线l的方程为( )。
正确答案
x=4或5x﹣12y﹣20=0
已知圆C:x2+y2+Dx+Ey+3=0关于直线x+y-1=0对称,圆心C在第二象限,半径为。
(1)求圆C的方程;
(2)是否存在直线l与圆C相切,且在x轴、y轴上的截距相等?若存在,求直线的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)由x2+y2+Dx+Ey+3=0,
得
∴圆C的圆心C的坐标为
半径
由,得
故D2+E2=20 ①
∵圆C关于直线x+y-1=0对称,
故圆心在直线x+y-1=0上,
∴,故D+E=-2,②
由②式,得E=-2-D,
代入①式,得D2+(-2-D)2=20,
即D2+2D-8=0,解得D=-4,或D=2
又∵圆心在第二象限,
故,解得D>0,
故D=2,E=-2-2=-4,
∴圆C的方程为:x2+y2+2x-4y+3=0,
即(x+1)2+(y-2)2=2。
(2)直线l在x轴,y轴上的截距相等,设为a,
由(1)知圆C的圆心C(-1,2),
当a=0时,直线l过原点,设其方程为y=kx,
即kx-y=0,
若直线l:kx-y-0与圆C相切,则
即k2-4k-2=0,解得
此时直线l的方程为
即
当a≠0时,直线l的方程为
即x+y-a=0,
若直线l:x+y-a=0与圆C相切,
则
即|a-1|=2,解得a=-1,或a=3
此时直线l的方程为x+y+1=0,或x+y-3=0
综上所述,存在四条直线满足题意,其方程为或x+y+1=0或x+y-3=0。
已知圆M:x2+(y﹣2)2=1,Q是x轴上的动点,QA、QB分别切圆M于A,B两点
(1)求四边形QAMB的面积的最小值
(2)若点Q的坐标为(1,0),求切线QA、QB及直线AB的方程.
正确答案
解:(1)圆M:x2+(y﹣2)2=1,Q是x轴上的动点,QA、QB分别切圆M于A,B两点
∴MA⊥AQ,MA=1.
∴SQAMB=2S△AQB=MA·QA=QA= =
≥
=
.
(2)点Q的坐标为(1,0),
设过点Q的圆的切线方程为x=my+1,
则圆心M到切线x﹣my﹣1=0的距离为1.
∴ 即
解得m=0或
.
∴切线QA、QB的方程分别为3x+4y﹣1=0和x=1.切点B(1,2),
∵AB⊥MQ,所以KAB=﹣ =﹣
=
.
所以AB的方程为:y﹣2= (x﹣1).即x﹣2y+3=0.
如图,椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,其左焦点到点P(2,1)的距离为
.不过原点O的直线l与C相交于A,B两点,且线段AB被直线OP平分。
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求△ABP的面积取最大时直线l的方程
正确答案
解:(Ⅰ)由题:; (1)
左焦点(-c,0)到点P(2,1)的距离为:(2)
由(1)(2)可解得:
∴所求椭圆C的方程为:。
(Ⅱ)易得直线OP的方程:y=x,
设A(xA,yA),B(xB,yB),R(x0,y0)
其中y0=x0∵A,B在椭圆上,
∴
设直线AB的方程为l:y=﹣(m≠0),
代入椭圆:
显然
∴﹣<m<
且m≠0
由上又有:=m,
=
∴|AB|=|
|=
=
∵点P(2,1)到直线l的距离为:
∴S△ABP=d|AB|=
|m+2|
,
当|m+2|=,即m=-3 or m=0(舍去)时,
(S△ABP)max=
此时直线l的方程y=-。
已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆C的离心率为,且经过点(-1,
),过点P(2,1)的直线l与椭圆C在第一象限相切于点M,
(1)求椭圆C的方程;
(2)求直线l的方程以及点M的坐标;
(3)是否存过点P的直线l1与椭圆C相交于不同的两点A、B,满足?若存在,求出直线l1的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆C的方程为,
由题意得,解得
,
故椭圆C的方程为;
(Ⅱ)因为过点P(2,1)的直线l与椭圆在第一象限相切,所以l的斜率存在,
故可设直线l的方程为,
由得
,①
因为直线l与椭圆相切,所以,
整理得,解得
,
所以直线l的方程为,
将代入①式,可以解得M点横坐标为1,故切点M坐标为
;
(Ⅲ)若存在直线l1满足条件的方程为,
代入椭圆C的方程得,
因为直线l1与椭圆C相交于不同的两点A,B,设A,B两点的坐标分别为,
所以,
所以,
又,
因为,
即,
所以,
即,
所以,解得
,
因为A,B为不同的两点,所以,
于是存在直线l1满足条件,其方程为。
已知点M(k,l)、P(m,n),(klmn≠0)是曲线C上的两点,点M、N关于x轴对称,直线MP、NP分别交x轴于点E(xE,0)和点F(xF,0),
(Ⅰ)用k、l、m、n分别表示xE和xF;
(Ⅱ)当曲线C的方程分别为:x2+y2=R2(R>0)、时,探究xE·xF的值是否与点M、N、P的位置相关;
(Ⅲ)类比(Ⅱ)的探究过程,当曲线C的方程为y2=2px(p>0)时,探究xE与xF经加、减、乘、除的某一种运算后为定值的一个正确结论。(只要求写出你的探究结论,无须证明)
正确答案
解:(Ⅰ)依题意N(k,-l),且∵klmn≠0及MP、NP与x轴有交点知:
M、P、N为不同点,直线PM的方程为,
则,同理可得
。
(Ⅱ)∵M,P在圆C:x2+y2=R2上,
∴,
(定值),
∴的值是与点M、N、P位置无关,
同理∵M,P在椭圆C:上,
∴,
(定值),
∴的值是与点M、N、P位置无关。
(Ⅲ)一个探究结论是:,
证明如下:依题意,,
,
∵M,P在抛物线C:y2=2px(p>0)上,
∴n2=2pm,l2=2pk,
,
∴为定值。
已知圆C:x2+y2=4.
(1)直线l过点P(1,2),且与圆C交于A、B两点,若,求直线l的方程;
(2)过圆C上一动点M作平行于x轴的直线m,设m与y轴的交点为N,若向量,求动点Q的轨迹方程,并说明此轨迹是什么曲线。
正确答案
解(1)①当直线l垂直于x轴时,则此时直线方程为x=1,
l与圆的两个交点坐标为和
,其距离为
,满足题意
②若直线l不垂直于x轴,
设其方程为,即
设圆心到此直线的距离为d,则,得d=1
∴,
,
故所求直线方程为
综上所述,所求直线为或x=1
(2)设点M的坐标为,Q点坐标为
则N点坐标是
∵,
∴ 即
,
又∵,
∴
由已知,直线m //ox轴,
所以,,
∴Q点的轨迹方程是
已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为
,以原点O为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线x-y+
=0相切。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P(4,0),A,B是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连结PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴交于定点Q;
(3)在(2)条件下,过点Q的直线与椭圆C交于M,N两点,求的取值范围。
正确答案
解:(1)由题意知
所以
即
又因为
所以
故椭圆C的方程为。
(2)由题意知直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为
由
得 ①
设点
则
直线AE的方程为
令,得
将代入
整理得 ②
由①得代入②整理得
x=1
所以直线AE与x轴相交于定点Q(1,0)。
(3)当过点Q的直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为
且在椭圆C上
由得
①
易知
所以
则,
因为
所以
所以,
当过点Q的直线MN的斜率不存在时,其方程为x=1
解得
此时;
所以的取值范围是
。
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