- 直线与方程
- 共7398题
已知双曲线C:(a>b>0)和圆O:x2+y2=b2(其中原点O为圆心),过双曲线C上一点P(x0,y0)引圆O的两条切线,切点分别为A,B。
(1)若双曲线C上存在点P,使得∠APB=90°,求双曲线离心率e的取值范围;
(2)求直线AB的方程;
(3)求三角形OAB面积的最大值。
正确答案
解:(1)因为a>b>0,
所以
所以
由∠APB=90°及圆的性质,可知四边形PAOB是正方形,
所以
因为
所以
所以
故双曲线离心率e的取值范围为。
(2)因为
所以以点P为圆心,|PA|为半径的圆P的方程为
因为圆O与圆P两圆的公共弦所在的直线即为直线AB,
所以联立方程组
消去x2,y2,即得直线AB的方程为x0x+y0y=b2。
(3)由(2)知,直线AB的方程为x0x+y0y=b2,
所以点O到直线AB的距离为
因为
所以三角形OAB的面积
因为点P(x0,y0)在双曲线上,
所以,
即
设
所以
因为S'
所以当0<t<b时,S'>0,当t>b时,S'<0
所以
在(0,b)上单调递增,在(b,+∞)上单调递减,
当,即
时,
S最大值=
当,即
时,
S最大值=
综上可知,当,S最大值=
当时,S最大值=
。
已知椭圆的左,右两个顶点分别为A、B,曲线C是以A、B两点为顶点,焦距为
的双曲线。设点P在第一象限且在曲线C上,直线AP与椭圆相交于另一点T。
(1)求曲线C的方程;
(2)设P、T两点的横坐标分别为x1、x2,求证x1·x2为一定值;
(3)设△TAB与△POB(其中O为坐标原点)的面积分别为S1与S2,且,求S12-
S22的取值范围。
正确答案
解:(1)依题意可得A(-1,0),B(1,0)
双曲线的焦距为
,∴c=
,
∴b2=c2-a2=5-1=4
∴双曲线C的方程为(2)证明:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,i=1,2),直线AP的斜率为k(k>0),则直线AP的方程为y=k(x+1)
联立方程组 整理,得
解得x=-1或∴
同理方程组可得:
∴x1·x2=1为一定值
(3)设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,i=1,2),
则,
.
∵≤15,∴
,即
∵点P在双曲线上,则,所以
,即
又∵点P是双曲线在第一象限内的一点,所以
∵,
∴
由(2)知,,即
,设
,则
,
∴,
∵在
上单调递减,在
上单调递增、
∴当t=4,即时,
当t=2,即时,
∴的取值范围为
直线l 与中心在原点,焦点在x 轴上,实轴长为2 ,离心率为的双曲线交于A、B两点,若AB的中点为(2,1),则直线l 的方程是_______.
正确答案
4x-y-7=0
已知双曲线C:的两个焦点为M(-2,0),N(2,0),点P(3,
)在曲线C上,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)记O为坐标原点,过点Q(0,2)的直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,若△OEF的面积为2,求直线l的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)依题意,由a2+b2=4,得双曲线方程为(0<a2<4),
将点(3,)代入上式,
得,解得a2=18(舍去)或a2=2,
故所求双曲线方程为。
(Ⅱ)依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,
代入双曲线C的方程并整理,得(1-k2)x2-4kx-6=0,
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
∴,
∴k∈,
设E(x1,y1),F(x2,y2),则由①式得x1+x2=,
于是|EF|=
=,
而原点O到直线l的距离d=,
∴SΔOEF=,
若SΔOEF=2,即
,
解得k=±,满足②,
故满足条件的直线l有两条,其方程分别为y=。
抛物线P:x2=2py上一点Q(m,2)到抛物线P的焦点的距离为3,A、B、C、D为抛物线的四个不同的点,其中A、D关于y轴对称,D(x0,y0), B(x1,y1), C(x2,y2),-x0<x1<x0<x2,直线BC平行于抛物线P的以D为切点的切线。
(1)求p的值;
(2)证明:∠BAC的角平分线在直线AD上;
(3)如果点D到直线AB、AC的距离分别为m、n,且m+n=|AD|,△ABC的面积为48,求直线BC的方程。
正确答案
解:(1)∵|QF|=3=2+
∴p=2。
(2)抛物线方程为
A(),D(
),B(
),C(
)
∵
∴
∴
∵
∴
所以直线AC和直线AB的倾斜角互补,
所以
所以的角平分线在直线AD上。
(3)设,则m=n=|AD|sinα
∴
∵
∴
∴
即
把与抛物线方程
联立得
∴
∴
同理可得
∵
∴
∴
∴
∴
∴。
已知椭圆C1和抛物线C2有公共焦点F(1,0),C1的中心和C2的顶点都在坐标原点,过点M(4,0)的直线l与抛物线C2分别相交于A,B两点。
(Ⅰ)写出抛物线C2的标准方程;
(Ⅱ)若,求直线l的方程;
(Ⅲ)若坐标原点O关于直线l的对称点P在抛物线C2上,直线l与椭圆C1有公共点,求椭圆C1的长轴长的最小值。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,抛物线C2的方程为:y2=4x。
(Ⅱ)设直线AB的方程为:y=k(x-4)(k存在且k≠0),
联立,消去x,得ky2-4y-16k=0,
显然△=16+64k2>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则, ①
y1·y2=-16, ②
又,所以,
,③
由①②③消去y1,y2,得k2=2,
故直线l的方程为y=x-4
或y=-x
+4
。
(Ⅲ)设P(m,n),则OP中点为,
因为O,P两点关于直线y=k(x-4)对称,
所以,,
即,解得:
,
将其代入抛物线方程,得:,
所以,k2=1,
联立,消去y,得
(b2+a2k2)x2-8k2a2x+16a2k2-a2b2=0,
由△=(-8k2a2)2-4(b2+a2k2)(16a2k2-a2b2)≥0,
得16a2k4-(b2+a2k2)(16k2-b2)≥0,
即a2k2+b2≥16k2,
将k2=1,b2=a2-1代人上式并化简,得 2a2≥17,所以,
即2a≥,
因此,椭圆C1长轴长的最小值为。
设抛物线的焦点为
,准线为l,
,已知以
为圆心,
为半径的圆
交
于
两点;
(1)若,
的面积为
;求
的值及圆
的方程;
(2)若三点在同一直线
上,直线
与
平行,且
与
只有一个公共点,求坐标原点到m,n距离的比值。
正确答案
解:(1)由对称性知:是等腰直角三角形,斜边
点到准线
的距离
圆的方程为
;
(2)由对称性设,则
点关于点
对称得:
得:,
直线
切点
直线
坐标原点到距离的比值为
。
已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点A(1,-2)。
(I)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(Ⅱ)是否存在平行于OA(O为坐标原点)的直线l,使得直线l与抛物线C有公共点,且直线OA与l的距离等于?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(I)将(1,-2)代入y2=2px,得(-2)2=2p·1
所以p=2
故所求的抛物线C的方程为y2=4x,其准线方程为x=-1;
(Ⅱ)假设存在符合题意的直线l,其方程为y=-2x+t
由得
因为直线l与抛物线C有公共点,所以△=4+8t≥0,解得t≥
另一方面,由直线OA与l的距离
可得
解得t=±1
因为
所以符合题意的直线l存在,其方程为2x+y-1=0。
判断适合下列条件的动点轨迹的形状.
(1) 到点A(2 ,0) 的距离等于到直线x=-2的距离的动点P的轨迹;
(2) 到点A(1 ,0) 的距离等于到直线x=1的距离的动点P 的轨迹
正确答案
解:(1)由抛物线的定义知,动点P的轨迹是抛物线,且A是焦点,直线x=-2是准线.
(2)由于点A(1,0)恰好在直线x=1上,所以动点P的轨迹是直线,此直线过点A且垂直于x=1,也就是x轴.
已知椭圆C1:,抛物线C2:(y-m)2=2px(p>0),且C1、C2的公共弦AB过椭圆C1的右焦点。
(1)当AB⊥x轴时,求m、p的值,并判断抛物线C2的焦点是否在直线AB上;
(2)若且抛物线C2的焦点在直线AB上,求m的值及直线AB的方程。
正确答案
解;(1)当AB⊥x轴时,点A、B关于x轴对称,所以m=0,
直线AB的方程为x=1,从而点A的坐标为(1,)或(1,-
)
因为点A在抛物线上,
所以,即
此时C2的焦点坐标为(,0),该焦点不在直线AB上。
(2)当C2的焦点在AB时,由(1)知直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为
由消去y得
①
设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则x1,x2是方程①的两根,x1+x2=
因为AB既是过C1的右焦点的弦,又是过C2的焦点的弦,
所以,且
从而
所以,即
解得,即
因为C2的焦点在直线
上,
所以
即或
当时,直线AB的方程为
当时,直线AB的方程为
。
在平面直角坐标系xOy中,过定点C(0,p)作直线与抛物线x2=2py(p>0)相交于A、B两点。
(1)若点N是点C关于坐标原点O的对称点,求△ANB面积的最小值;
(2)是否存在垂直于y轴的直线l,使得l被以AC为直径的圆截得的张长恒为定值?若存在,求出l的方程;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)依题意,点N的坐标为,可设
直线AB的方程为,与
联立得
,消去y得
由韦达定理得,
于是
∴当,
。
(2)假设满足条件的直线l存在,其方程为,
设AC的中点为,l与AC为直径的圆相交于点P,Q,PQ的中点为H
则,
点的坐标为
∵
∴
∴
令,得
,此时
为定值,故满足条件的直线l存在,
其方程为
即抛物线的通径所在的直线。
已知抛物线y2=4x的焦点为F.
(1)若直线l过点M(4,0),且F到直线l的距离为2,求直线l的方程;
(2)设A,B为抛物线上两点,且AB不与X轴垂直,若线段AB中点的横坐标为2.求证:线段AB的垂直平分线恰过定点.
正确答案
(1)解:由已知,抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),x=4不合题意,
设直线l的方程为y=k(x﹣4)
∵F到直线l的距离为2,
∴,
∴k=±
∴直线l的方程为y=±(x﹣4)
(2)证明:设A,B的坐标A(x1,y1),B(x2,y2),
∵AB不与x轴垂直,
∴设直线AB的方程为y=kx+b代入抛物线方程,消元可得k2x2+(2bk﹣4)+b2=0
∴x1+x2=
∵线段AB中点的横坐标为2
∴=4
∴b=
∵线段AB中点的坐标为(2,2k+b)
∴AB的垂直平分线方程为:y﹣(2k+b)=﹣(x﹣2)
∵b=
∴方程可化为x+4y﹣4=0,显然过定点(4,0)
∴线段AB的垂直平分线恰过定点
已知抛物线C:x2=y和定点P(1,2),A,B为抛物线C上的两个动点,且直线PA和PB的斜率为非零的互为相反数。
(Ⅰ)求证:直线AB的斜率是定值;
(Ⅱ)若抛物线C在A,B两点处的切线相交于点M,求M的轨迹方程;
(Ⅲ)若A′与A关于y轴成轴对称,求直线A′B与y轴交点P的纵坐标的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)设点A(xA,yA),B(xB,yB)(xA≠xB),直线PA的斜率为k(k≠0),则直线PB的斜率为-k,
∴PA的直线方程为y-2=k(x-2),
由消y,得
,
因为点P在曲线C上,所以,由韦达定理,得,
,
∴,同理
,
则。
(Ⅱ)设点M(x,y),则由y=2x2,得y′=4x,
所以直线M的方程为:y-yA=4xA(x-xA),①
同理直线MB的方程为:y-yB=4xB(x-xB),②
由①②,得,③
把③代入①整理,得,
所以,动点M的轨迹方程为x=-1(y<2)。
(Ⅲ)由已知,,
∴,
则直线A′B的方程为,
即,
令x=0,整理得,
即直线A′B与y轴交点P的纵坐标取值范围是(-∞,2)。
过点作直线
与抛物线
相交于两点
,圆
(1)若抛物线在点B处的切线恰好与圆C相切,求直线的方程;
(2)过点分别作圆C的切线
,试求
的取值范围
正确答案
解:(1)设
由,得
∴过点的切线方程为:
,
即
由已知:,
又,
,即点
坐标为
,
∴直线的方程为:
.
(2)由已知,直线的斜率存在,
则设直线的方程为:
,
联立,得
=
故的取值范围是
(Ⅰ)在平面直角坐标系中,已知某点,直线
.求证:点P到直线l的距离
(Ⅱ)已知抛物线C: 的焦点为F,点
为坐标原点,过P的直线l与抛物线C相交于A,B两点,若向量
在向量
上的投影为n,且
,求直线l的方程。
正确答案
(Ⅰ)证明:当A=0,B≠0时,直线l:,点P到直线l的距离
;
当A≠0,B=0时,直线l: ,点P到直线l的距离
当AB≠0时,如图,则
∴
PQ是直角△PRS斜边上的高,由三角形面积公式可得
综上知,点P到直线l的距离.
(Ⅱ)解:当直线l⊥x轴时,与已知矛盾;
故可设直线方程:y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2)
∴ ,∴ky2-4y-8k=0
∴y1y2=-8,y1+y2= .
代入抛物线方程可得:x1x2= =4,x1+x2=
∵,∴
∴ ,
解得tanθ=k=±1
∴l:x±y-2=0
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