- 直线与方程
- 共7398题
已知不重合的两个点P(1,cosx),Q(cosx,1),O为坐标原点.
(1)求夹角的余弦值f(x)的解析式及其值域;
(2)求△OPQ的面积S(x),并求出其取最大值时,的值.
正确答案
解:(1)cosθ=,
∵P,Q不重合,
∴,
∵cosx>0,,
因此f(x)=,
由函数的单调性,
得.
(2)S(x)==
=
∴S(x)=,
,
当,S(x)取最大值
,
=2
=
.
已知双曲线的离心率为2,过点P(0,﹣2)的直线l与双曲线E交于不同
的两点M,N.
(I)当求直线l的方程;
(II)设(O为坐标原点),求实数t的取值范围.
正确答案
解:(I)∵双曲线的离心率为2,
∴a2=m,b2=12,c2=m+12,
,∴m=4,双曲线E的方程为
,
当直线l与x轴垂直时,直线l与双曲线没有交点,
设直线l的方程为:y=kx﹣2,点M(x1,kx1﹣2),N(x2,kx2﹣2),
当时,x1=2x2,
,
∴,①
y=kx﹣2代入,得:(3﹣k2)x2+4kx﹣16=0,
3﹣k2≠0,且△=16k2﹣4(3﹣k2)(﹣16)>0,
即﹣2<k<2,且k,
∴,
代入①得9×=2(
)2,解得k=
,满足△>0,
所以直线l的方程为.
(II)=
==(k2+1)x1x2﹣2k(x1+x2)+4=
=12+
,
∵0≤k2<4,且k2≠3,
∴,或
,
∴t>52,或t≤﹣20
若直线l过点(3,4),且(1,2)是它的一个法向量,则直线l的方程为______.
正确答案
直线的法向量是(1,2),直线的方向向量为:(-2,1),所以直线的斜率为:-,所以直线的方程为:y-4=-
(x-3),
所以直线方程为:x+2y-11=0.
故答案为:x+2y-11=0.
设p>0是一常数,过点Q(2p,0)的直线与抛物线y2=2px交于相异两点A、B,以线段AB为直经作圆H(H为圆心),试证抛物线顶点在圆H的圆周上;并求圆H的面积最小时直线AB的方程。
正确答案
解:由题意,直线AB不能是水平线,故可设直线方程为:
又设,则其坐标满足
消去x得
由此得,
因此,即
故O必在圆H的圆周上
又由题意圆心H()是AB的中点,故
由前已证,OH应是圆H的半径,且
从而当k=0时,圆H的半径最小,亦使圆H的面积最小
此时,直线AB的方程为:x=2p。
已知F1,F2是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,A是椭圆上位于第一象限内的一点,
,若椭圆的离心率等于
。
(1)求直线AO的方程(O为坐标原点);
(2)直线AO交椭圆于点B,若三角形ABF2的面积等于4,求椭圆的方程。
正确答案
解:(1)由,知AF2⊥F1F2,
因为椭圆的率心率等于
所以
可得
设椭圆方程为x2+2y2=a2设A(x0,y0),由,知x0=c,
∴A(c,y0),代入椭圆方程可得,
∴,故直线AO的斜率
直线AO的方程为。
(2)连接AF1,BF1,AF2,BF2,
由椭圆的对称性可知,
所以
又由,解得a2=16,b2=16-8=8
故椭圆方程为。
已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F和椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线C的方程,并求其准线方程;
(2)设P(1,2),是否存在平行于OP(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OP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:(1)∵椭圆的右焦点F(1,0),
∴=1,p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x,
其准线方程为x=﹣1.
(2)假设存在符合题意的直线l,其方程为2x+b,
由,得y2﹣2y+2b=0,
∵直线l与抛物线有公共点,
∴△=4﹣8b≥0,即b≤,
∵直线OP与l的距离d=,
∴,即b=±1.
从而b=﹣1.
∴符合题意的直线l存在,其方程为y=2x﹣1.
设A(x1,y1),B(x2,y2)两点在抛物线y=2x2上,l是AB的垂直平分线,
(Ⅰ)当且仅当x1+x2取何值时,直线l经过抛物线的焦点F?证明你的结论;
(Ⅱ)当x1=1,x2=﹣3时,求直线l的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)∵抛物线y=2x2,即 ,
∴ , ∴焦点为
(1)直线l的斜率不存在时,显然有x1+x2=0
(2)直线l的斜率存在时,设为k,截距为b 即直线l:y=kx+b
由已知得:
即l的斜率存在时,不可能经过焦点
所以当且仅当x1+x2=0时,直线l经过抛物线的焦点F
(Ⅱ)当x1=1,x2=﹣3时,直线l的斜率显然存在,设为l:y=kx+b
则由(Ⅰ)得:
所以直线l的方程为 ,即x﹣4y+41=0
⊙O1和⊙O2的极坐标方程分别为ρ=4cosθ,ρ=-4sinθ,
(Ⅰ)把⊙O1和⊙O2的极坐标方程化为直角坐标方程;
(Ⅱ)求经过⊙O1,⊙O2交点的直线的直角坐标方程。
正确答案
解:以极点为原点,极轴为x轴正半轴,建立平面直角坐标系,两坐标系中取相同的长度单位,
(Ⅰ),
由,
所以,
即为⊙O1的直角坐标方程;
同理为⊙O2的直角坐标方程。
(Ⅱ)由,解得
,
即⊙O1,⊙O2交于点(0,0)和(2,-2),
过交点的直线的直角坐标方程为y=-x。
已知点H(﹣3,0),点P在y轴上,点Q在x轴的正半轴上,点M在直线PQ上,且满足,
.
①当点P在y轴上移动时,求点M的轨迹C;
②过点R(2,1)作直线l与轨迹C交于A,B两点,使得R恰好为弦AB的中点,求直线l的方程.
正确答案
解:①设点M(x,y),
由,得
,
,
由,得
,
所以y2=4x.
又点Q在x轴的正半轴上,得x>0.
所以,动点M的轨迹C是以(0,0)为顶点,以(1,0)为焦点的抛物线,除去原点.
②方法一:设直线l:y=k(x﹣2)+1,其中k≠0,
代入y2=4x,整理得k2x2﹣(4k2﹣2k+4)x+(2k﹣1)2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
由,解得:k=2.
所以,直线l的方程为y=2(x﹣2)+1,即:y=2x﹣3.
方法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
,
两式相减 得:.
整理得:,
因为R(2,1)为弦AB的中点,
所以y1+y2=2,
代入上式得,即kAB=2.
所以,直线l的方程为y=2(x﹣2)+1,即:y=2x﹣3
设椭圆的两个焦点是F1(-c,0),F2(c,0)(c>0),且椭圆上存在点P,使得直线PF1与直线PF2垂直,
(Ⅰ)求实数m的取值范围;
(Ⅱ)设l是相应于焦点F2的准线,直线PF2与l相交于点Q。若=2-
,求直线PF2的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)∵直线PF1⊥直线PF2,
∴以O为圆心以c为半径的圆:x2+y2=c2与
椭圆:有交点,即
有解,
又∵c2=a2-b2=m+1-1=m>0,
∴,
∴。
(Ⅱ)设P(x0,y0),Q(x1,y1),
∵准线l的方程为:,
∴x1=,
∵,
∴,
∵, ①
将代入①,
化简得:,
由题设,
得:,无解;
将代入①,
化简得:,
由题设,
得:,解得m=2,
从而,
得到直线PF2的方程为:。
如图,直线y=kx+b与椭圆=1交于A、B两点,记△AOB的面积为S,
(Ⅰ)求在k=0,0<b<1的条件下,S的最大值;
(Ⅱ)当|AB|=2,S=1时,求直线AB的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设点A的坐标为(x1,b),点B的坐标为(x2,b),
由,解得
,
所以,
当且仅当时,S取得最大值1。
(Ⅱ)由得
,
, ①
,②
设O到AB的距离为d,则,
又因为,
所以,
代入②式并整理,得,解得
,
代入①式检验,△>0,
故直线AB的方程是
。
已知点Pn(an,bn)(n∈N)满足an+1=anbn+1,bn+1=,且点P1的坐标为(1,﹣1).
(Ⅰ)求经过点P1,P2的直线l的方程;
(Ⅱ) 已知点Pn(an,bn)(n∈N)在P1,P2两点确定的直线l上,求数列{an}通项公式;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求对于所有n∈N,能使不等式(1+a1)(1+a2)…(1+an)k
成立的最大实数k的值。
正确答案
解:(Ⅰ)因为 =
,所以a2=a1b2=
.所以P2(
,
).
所以过点P1,P2的直线l的方程为 2x+y=1.
(Ⅱ)∵已知点Pn(an,bn)(n∈N)在P1,P2两点确定的直线l上,
∴2an+bn=1.由an+1=anbn+1 可得 an+1=an(1﹣2an+1),
∴=
,即
﹣
=2,
故{}是公差等于2的等差数列.所以
=1+2(n﹣1)=2n﹣1,所以an=
.
(Ⅲ)由上可得 bn=1﹣2an=.
依题意 k (1+a1)(1+a2)(1+a3)…(1+an)
恒成立.
设F(n)=(1+a1)(1+a2)(1+a3)…(1+an),
所以只需求满足 kF(n)的F(n)的最小值.
∴=
=(1+a n+1)
=
=
>1,
所以F(n)(x ∈N*)为增函数.
所以F(n)min=F(1)==
.
所以 k.所以kmax=
.
如图,直线y=kx+b与椭圆交于A、B两点,记△AOB的面积为S,
(Ⅰ)求在k=0,0<b<1的条件下,S的最大值;
(Ⅱ)当|AB|=2,S=1时,求直线AB的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设点A的坐标为,点B的坐标为
,
由,解得
,
所以,
当且仅当时,S取到最大值1.
(Ⅱ)由得
,
,
, ②
设O到AB的距离为d,则,
又因为,
所以,代入②式并整理,得
,
解得,
代入①式检验,△>0,
故直线AB的方程是或
。
过点P(2,1)作直线l分别交x,y正半轴于A,B两点.
(1)当△AOB面积最小时,求直线l的方程;
(2)当|PA|•|PB|取最小值时,求直线l的方程.
正确答案
(1)设所求的直线方程为+
=1(a>0,b>0),由已知
+
=1.
于是 •
≤(
2
a
+
1
b
2
)2=,当且仅当
=
=
,即a=4,b=2时,取最大值,
即S△AOB=•ab取最小值4.
故所求的直线l的方程为+
=1,即x+2y-4=0.
(2)设直线l:y-1=k(x-2),分别令y=0,x=0,得A(2-,0),B(0,1-2k).
则|PA|•|PB|==
≥4,
当且仅当k2=1,即k=±1时,|PA|•|PB|取最小值,又∵k<0,
∴k=-1,这时l的方程为x+y-3=0.
已知椭圆(a>b>0)上两点A,B,直线OA,OB的斜率之积为
(其中O为坐标原点),
(Ⅰ)试求线段AB的中点轨迹方程;
(Ⅱ)若已知点M(x0,y0)为线段AB的中点,求直线AB的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆(a>b>0)上两点A(x1,y1),B(x2,y2),
线段AB的中点为M(x,y),则,
且,
于是
由kOA·kOB=,即
由①②得,
则点M的轨迹方程为;
(Ⅱ)由已知
(1)当AB⊥x轴,即x1=x2时,由③④得y1=-y2,再由⑤得,
∴,
此时,即
,
直线AB的方程为;
(2)当AB不垂直于x轴,即x1≠x2时,由③④得,,
即
由⑥得直线AB的斜率,
∴直线AB的方程为
由⑦变形得,
并结合①⑤得
而x1+x2=2x0,y1+y2=2y0, ⑨
由⑧⑨得,
又情形(1)也符合,
故所求直线AB的方程为。
扫码查看完整答案与解析