- 直线与方程
- 共7398题
设直线l的方程为2x+(k﹣3)y+6=0(k≠3),根据下列条件分别确定k的值:
(1)直线l的斜率为﹣1;
(2)直线l在x轴与y轴上截距之和等于
正确答案
(1)因为直线的斜率为﹣1,
∴﹣=﹣1
k=5.
(2)直线与两坐标轴的交点分别为 (k﹣3,0),(0,2),
由题意可得 k﹣3+2=0,∴k=1.
已知m∈R,直线l:mx﹣(m2+1)y=4m和圆C:x2+y2﹣8x+4y+16=0.
(1)求直线l斜率的取值范围;
(2)直线l能否将圆C分割成弧长的比值为 的两段圆弧?为什么?
正确答案
解:(1)直线l的方程可化为,
此时斜率,即km2﹣m+k=0,
∵△≥0,
∴1﹣4k2≥0,
所以,斜率k的取值范围是.
(2)不能.由(1)知l的方程为y=k(x﹣4),其中;
圆C的圆心为C(4,﹣2),半径r=2;
圆心C到直线l的距离
由,得
,即
,
从而,若l与圆C相交,则圆C截直线l所得的弦所对的圆心角小于,
l不能将圆C分割成弧长的比值为的两段弧.
设直线l过点(﹣2,0)且与圆x2+y2=1相切,则l的斜率为( ).
正确答案
±
已知A(1,1)是椭圆(a>b>0)上一点,F1、F2是椭圆的两焦点,且满足|AF1|+|AF2|=4。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点C、D是椭圆上两点,直线AC、AD的倾斜角互补,求直线CD的斜率。
正确答案
解:(1)由椭圆定义知
所以a=2
即椭圆方程为 ①
把A(1,1)代入①式得
所以得
所以椭圆的标准方程为。
(2)由题意知,直线AC的倾斜角不为90°,故设直线AC的方程为y=k(x-1)+1
联立方程得
消去y得
∵点A(1,1)、点C在椭圆上
∴
∵直线AC、AD的倾斜角互补,
∴直线AD的方程为y=-k(x-1)+1,
同理
∴
又
∴
∴
∴直线CD的斜率为。
设直线l的方程为2x+(k﹣3)y+6=0(k≠3),根据下列条件分别确定k的值:
(1)直线l的斜率为﹣1;
(2)直线l在x轴与y轴上截距之和等于0.
正确答案
解:(1)因为直线的斜率为﹣1,
∴﹣=﹣1
k=5.
(2)直线与两坐标轴的交点分别为 (k﹣3,0),(0,2),
由题意可得 k﹣3+2=0,
∴k=1.
已知P(x,y)为圆C:x2+y2-4x-14y+45=0上的动点,
(1)求x2+y2+4x-6y+13的最大值和最小值;
(2)求的最大值和最小值。
正确答案
解:(1)设Q(-2,3),则x2+y2-4x+6y+13=(x+2)2+(y-3)2=|PQ|2,
∴ |PQ|max=|CQ|+R=6,|PQ|min=|CQ|-R=2
,
所以,原式的最大值为72,原式的最小值为8。
(2)依题意,k为(-2,3)与圆C上任意一点连线的斜率,
它的最大值和最小值分别是过(-2,3)的圆C的切线的斜率,
所以,kmax=tan(45°+30°)=2+,kmin=tan(45°-30°)=2-
,(注意kQC=1)。
已知A(-1,0),B(2,0),动点(x,y)满足,设动点M的轨迹为C。
(1)求动点M的轨迹方程,并说明轨迹C是什么图形;
(2)求动点M与定点B连线的斜率的最小值;
(3)设直线:y=x+m交轨迹C于P,Q两点,是否存在以线段PQ为直径的圆经过A?若存在,求出实数m的值;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)由题意,得,
化简,得,
∴轨迹C是以(-2,0)为圆心,2为半径的圆。
(2)设过点B的直线为,圆心到直线的距离
,
∴,即
。
(3)假设存在,联立方程,
得,
设,
则,
又PA⊥QA,
∴,
即,
化简,得m2-3m-1=0,
解得,且满足
,
∴。
已知椭圆C :的离心率为
,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切,A,B分别是椭圆的左右两个顶点,P为椭圆C上的动点,
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若P与A,B均不重合,设直线PA与PB的斜率分别为k1,k2,证明:k1·k2为定值;
(Ⅲ)M为过P且垂直于x轴的直线上的点,若,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可得圆的方程为,
∵直线与圆相切,
∴,即
,
又,即
,
,
解得,
,
所以椭圆方程为。
(Ⅱ)设,
,
,
则,即
,
则,
,
即,
∴为定值
。
(Ⅲ)设,其中
,
由已知及点P在椭圆C上可得
,
整理得,其中
,
①当时,化简得
,
所以点M的轨迹方程为,轨迹是两条平行于x轴的线段;
②当时,方程变形为
,其中
,
当时,点M的轨迹为中心在原点、实轴在y轴上的双曲线满足
的部分;
当时,点M的轨迹为中心在原点、长轴在x轴上的椭圆满足
的部分;当
时,点M的轨迹为中心在原点、长轴在x轴上的椭圆。
已知O(0,0),B(1,0),C(b,c)是△OBC的三个顶点,
(Ⅰ)写出△OBC的重心G,外心F,垂心H的坐标,并证明G,F,H三点共线;
(Ⅱ)当直线FH与OB平行时,求顶点C的轨迹。
正确答案
解:(Ⅰ)由△OBC三顶点坐标O(0,0),B(1,0),C(b,c)(c≠0),
可求得重心,外心F
,垂心
,
当时,G,F,H三点的横坐标均为
,故三点共线;
当时,设G,H所在直线的斜率为kGH,F,G所在直线的斜率为kFG,
因为,
,
所以,G,F,H三点共线,
综上可得,G,F,H三点共线;
(Ⅱ)若FH∥OB,由,得
,
配方得,
即,
所以,顶点C的轨迹是中心在(,0),长半轴长为
,短半轴长为
,且短轴在x轴上的椭圆,除去(0,0),(1,0),
四点。
已知O(0,0),B(1,0),C(b,c)是△OBC的三个顶点。
(1)写出△OBC的重心G,外心F,垂心H的坐标,并证明G,F,H三点共线;
(2)当直线FH与OB平行时,求顶点C的轨迹。
正确答案
解:(1)由△OBC三顶点坐标O(0,0),B(1,0),C(b,c)(c≠0),可求得
重心,外心F
,垂心
当时,G,F,H三点的横坐标均为
,故三点共线;
当时,设G,H所在直线的斜率为
,F,G所在直线的斜率为
因为,
,
所以,G,F,H三点共线。
综上可得,G,F,H三点共线。
(2)若FH//OB,由,得
,
配方得,即
即
因此,顶点C的轨迹是中心在(,0),长半轴长为
,短半轴长为
,
且短轴在x轴上的椭圆,除去(0,0),(1,0),(,
),(
,-
)四点。
设椭圆的对称中心为坐标原点,其中一个顶点为A(0,2),右焦点F与点B(,
)的距离为2。
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在经过点(0,-2)的直线l,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足?若存在,求直线l的倾斜角α;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)依题意,设椭圆方程为
则其右焦点坐标为
由2
得
即
故
又∵
∴
从而可得椭圆方程为。
(2)由题意可设直线l的方程为
由知点A在线段MN的垂直平分线上
由消去y得
即可得方程 (*)
由得方程(*)的
即方程(*)有两个不相等的实数根
设,
,线段MN的中点
则是方程(*)的两个不等的实根
故有
从而
于是,可得线段MN的中点P的坐标为
又由于
因此直线AP的斜率为
由得
即
解得
即
又
故或
综上可知存在直线l满足题意,其倾斜角或
。
如图,已知椭圆的离心率为
,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F1、F2为顶点的三角形的周长为4(
+1)。一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P为该双曲线上异于顶点的任一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D,
(Ⅰ)求椭圆和双曲线的标准方程;
(Ⅱ)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2,证明:k1·k2=1;
(Ⅲ)是否存在常数λ,使得|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,由题意知:,
所以,
又a2=b2+c2,因此b=2,
故椭圆的标准方程为,
由题意设等轴双曲线的标准方程为,
因为等轴双曲线的顶点是椭圆的焦点,所以m=2,
因此双曲线的标准方程为。
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
则,
因为点P在双曲线x2-y2=4上,所以x02-y02=4,
因此,即k1k2=1。
(Ⅲ)由于PF1的方程为y=k1(x+2),
将其代入椭圆方程得,
由韦达定理得,
所以
,
同理可得,
则,
又k1k2=1,
所以,
故|AB|+|CD|=|AB|·|CD|,
因此,存在λ=,使|AB|+|CD|=λ|AB|·|CD|恒成立.
已知椭圆M:的面积为πab,且M包含于平面区域Ω:
内,向Ω内随机投一点Q,点Q落在椭圆M内的概率为
,
(1)试求椭圆M的方程;
(2)若斜率为的直线l与椭圆M交于C,D两点,点P(1,
)为椭圆M上一点,记直线PC的斜率为k1,直线PD的斜率为k2,试问:k1+k2是否为定值?请证明你的结论。
正确答案
解:(1)平面区域Ω:是一个矩形区域,如图(1)所示,
依题意及几何概型知识,可得,
故ab=2,因为0<a≤2,0<b≤
,
所以a=2,b=,
所以椭圆M的方程为。
(2)如图(2),设直线l的方程为,
,
联立直线l的方程与椭圆方程得,
将①代入②得,
化简得,③
当△>0,即,
也即|b|<2时,直线l与椭圆有两交点,
由韦达定理得,
所以,
则
,
所以k1+k2为定值。
已知椭圆的离心率
,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,已知点A的坐标为(-a,0),
(ⅰ)若,求直线l的倾斜角;
(ⅱ)若点Q(0,y0)在线段AB的垂直平分线上,且,求y0的值。
正确答案
解:(Ⅰ)由,得3a2=4c2,再由c2=a2-b2,解得a=2b,
由题意可知,即ab=2,
解方程组,得a=2,b=1,
所以椭圆的方程为。
(Ⅱ)(ⅰ)由(Ⅰ)可知点A的坐标是(-2,0),
设点B的坐标为(x1,y1),直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+2),
于是A,B两点的坐标满足方程组,
消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2-4)=0,
由,得
,从而
,
所以,
由,得
,
整理得32k4-9k2-23=0,
即(k2-1)(32k2+23)=0,
解得k=±1,
所以直线l的倾斜角为或
。
(ⅱ)设线段AB的中点为M,由(ⅰ)得M的坐标为,
以下分两种情况:
(1)当k=0时,点B的坐标是(2,0),线段AB的垂直平分线为y轴,
于是,
由4,得
;
(2)当k≠0时;线段AB的垂直平分线方程为,
令x=0,解得,
由,
整理得,
,
故,故
,
所以;
综上,或
。
椭圆C :(a>b>0) 的离心率为
,长轴端点与短轴端点间的距离为
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点D(0,4)的直线l与椭圆C交于两点E,F,O为坐 标原点,若OE⊥OF,求直线l的斜率.
正确答案
解:(1) 由已知,a2+b2=5.又a2= b2+c2,解得a2=4,b2=1,
所以椭圆C的方程为
(2)根据题意,过点D(0,4)满足题意的直线斜率存在,
设l:y= kx +4.
联立消去y得(1+4k2)x2+32kx+60=0.
由题知Δ=(32k)2-240(1+4k2)=64k2-240>0,解得
设E,F两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则
因为OE⊥OF,所以,即x1x2+y1y2=0,
所以(1+k2)x1x2+4k(x1+x2)+16=0,
所以,解得
所以直线l的斜率为
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