- 直线与方程
- 共7398题
已知点A(﹣1,0),B(1,0),动点P(x,y)满足:PA与PB的斜率之积为3.设动点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)记点F(﹣2,0),曲线E上的任意一点C(x1,y1)满足:x1<﹣1,x1≠﹣2且y1>0,设∠CFB=α,∠CBF=β.
①求证:tanα=tan2β;
②设过点C的直线与轨迹E相交于另一点D(x2,y2)(x2<﹣1,y2<0),若
∠FCB与∠FDB互补,求实数b的值.
正确答案
解:(1)∵点A(﹣1,0),B(1,0),动点P(x,y),
∴ ,
,
∵PA与PB的斜率之积为3,
∴ ,x≠±1,
∴ .
(2)①∵∠CFB=α,∠CBF=β,β为锐角,
∵tanα= ,tanβ=
,
,
∴tan2β= =
=
=tanα.
②由题意C(x1,y1),y1>0,D(x2,y2),y2<0,
联立 ,得2y2+6by﹣9b2+9=0,
则△=36b2﹣4×2(﹣9b2+9)>0,
∴ , y1+y2=﹣3b,
,
∴b2>1.故y2﹣y1=﹣3b, ,
∴b2>1,故 ,
设∠DFB=γ,∠DBF=θ,
∵ ,tan
,
,
∴tan2θ= =
=﹣
=tanγ,
∵2θ∈(0,π),γ∈(0,π),
∴γ=2θ,即∠DFB=2∠DBF,
∵α,2β∈(0,π),
∴由(2)①得α=2β,即∠CFB=2∠CBF,
又∠DFB=2∠DBF,
∴∠FCB与∠FDB互补,即∠FCB+∠FDB=π,
∴2π﹣3∠CBF﹣3∠DBF=π,则 ,
由到角公式,得 =
, ∴
=
,
即 ,
∴4b+4=﹣ ,解得b=﹣
,满足b2>1,
∴b=﹣ .
已知动圆过定点,且与直线
相切,其中p>0,
(Ⅰ)求动圆圆心C的轨迹的方程;
(Ⅱ)设A、B是轨迹C上异于原点O的两个不同点,直线OA和OB的倾斜角分别为α和β,当α,β变化且α+β为定值θ(0<θ<π)时,证明直线AB恒过定点,并求出该定点的坐标。
正确答案
解:(Ⅰ)如图,设M为动圆圆心,为记为F,
过点M作直线的垂线,垂足为N,
由题意知:|MF|=|MN|,即动点M到定点F与定直线的距离相等,
由抛物线的定义知,点M的轨迹为抛物线,其中为焦点,
为准线,
所以轨迹方程为;
(Ⅱ)如图,设,
由题意得(否则
)且
,
所以直线AB的斜率存在,设其方程为y=kx+b,
显然,
将y=kx+b与联立消去x,得
,
由韦达定理知,①
(1)当时,即
时,
,
所以,
,
所以,
由①知:,所以b=2pk,
因此直线AB的方程可表示为y=kx+2pk,即k(x+2p)-y=0,
所以直线AB恒过定点(-2p,0);
(2)当时,由
,
得,
将①式代入上式整理化简可得:,
所以,
此时,直线AB的方程可表示为,
即,
所以直线AB恒过定点;
所以由(1)(2)知,当时,直线AB恒过定点(-2p,0);
当时直线AB恒过定点
。
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F作直线l与抛物线交于A、B两点,抛物线的准线与x轴交于点C,
(1)证明:∠ACF=∠BCF;
(2)求∠ACB的最大值,并求∠ACB取得最大值时线段AB的长。
正确答案
解:(Ⅰ)由题设知,F,C
,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l方程为x=my+,
代入抛物线方程y2=2px,得y2-2pmy-p2=0,
y1+y2=2pm,y1y2=-p2,
不妨设y1>0,y2<0,
则,
,
∴tan∠ACF=tan∠BCF,所以∠ACF=∠BCF。
(Ⅱ)如(Ⅰ)所设y1>0,tan∠ACF==1,
当且仅当y1=p时取等号,
此时∠ACF取最大值,∠ACB=2∠ACF取最大值
,
并且A(,p),B(
,-p),|AB|=2p。
在平面直角坐标系xOy中,F是抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点,M是抛物线C上位于第一象限内的任意一点,过M,F,O三点的圆的圆心为Q,点Q到抛物线C的准线的距离为。(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)是否存在点M,使得直线MQ与抛物线C相切于点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)若点M的横坐标为,直线l:y=kx+
与抛物线C有两个不同的交点A,B,l与圆Q有两个不同的交点D,E,求当
≤k≤2时,
的最小值。
正确答案
解:(Ⅰ)F抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F,
设M,
,由题意可知
,
则点Q到抛物线C的准线的距离为,解得
,
于是抛物线C的方程为。
(Ⅱ)假设存在点M,使得直线MQ与抛物线C相切于点M,
而,
,
,
,
,
由可得
,
,
则,即
,解得
,
点M的坐标为
(Ⅲ)若点M的横坐标为,则点M
,
。
由可得
,
设,
圆,
,
于是,
令,
设,
,
当时,
,
即当时
.
故当时,
。
对称轴为坐标轴,顶点在坐标原点的抛物线C经过两点A(a,2a)、B(4a,4a)(其中a为正常数),
(1)求抛物线C的方程;
(2)设动点T(m,0)(m>a),直线AT、BT与抛物线C的另一个交点分别为A1、B1,当m变化时,记所有直线A1B1组成的集合为M,求证:集合M中的任意两条直线都相交且交点都不在坐标轴上。
正确答案
解:(1)当抛物线焦点在x轴上时,设抛物线方程y2=2px,
∵,
∴p=2a,
∴y2=4ax;
当抛物线焦点在y轴上时,设抛物线方程x2=2py,
∵,
∴方程无解,
∴抛物线不存在。
(2)设A1(as2,2as)、B1(at2,2at),T(m,0)(m>a),
∵,
∴,
∴as2+(m-a)s-m=0,
∵(as+m)(s-1)=0,
∴,
∴A1(,-2m),
∵,
∴,
∵2at2+(m-4a)t-2m=0,
∴(2at+m)(t-2)=0,
∴t=,
∴B1(,-m),
∴的直线方程为y+2m=
,
∵直线的斜率为在(a,+∞)单调,
∴所以集合M中的直线必定相交,
∵直线的横截距为在(a,+∞)单调,纵截距为
在(a,+∞)单调,
∴任意两条直线都相交且交点都不在坐标轴上。
已知直线l的参数方程为(t为参数),若以直角坐标系xOy的O点为极点,Ox方向为极轴,选择相同的长度单位建立极坐标系,得曲线C的极坐标方程为
(1)求直线l的倾斜角;
(2)若直线l与曲线C交于A,B两点,求|AB|.
正确答案
解:(1)直线参数方程可以化,
根据直线参数方程的意义,
这条经过点,倾斜角为60°的直线.
(2)l的直角坐标方程为,
的直角坐标方程为
,
所以圆心到直线l的距离
,
∴.
已知An(an,bn)(n∈N*)是曲线y=ex上的点,a1=a,Sn是数列{an}的前n项和,且满足:
,n=2,3,4,…
(Ⅰ)证明数列是常数数列;
(Ⅱ)确定a的取值集合M,使a∈M时,数列{an}是单调递增数列;
(Ⅲ)证明当a∈M时,弦AnAn+1(n∈N*)的斜率随n单调递增。
正确答案
解:(Ⅰ)当n≥2时,由已知得,
因为, …………①
于是, …………②
由②-①得, …………③
于是, …………④
由④-③得, …………⑤
所以(n≥2)是常数列。
(Ⅱ)由①有,
由③有,
而⑤表明:数列分别是以a2、a3为首项,6为公差的等差数列,
所以,
数列是单调递增数列
对任意的k∈N*成立
,
即所求a的取值集合是。
(Ⅲ)弦,
任取x0,设函数,
记,
当上为增函数,
当上为减函数,
所以,从而f′(x)>0,
所以f(x)在上都是增函数;
由(Ⅱ)知,当a∈M时,数列单调递增,
取;
取;
所以的斜率随n单调递增。
已知数列{an}是等差数列,a4=15,S5=55,则过点P(4,a2010)和点Q(3,a2011)的直线的倾斜角是______.(用反三角函数表示结果)
正确答案
设公差为d,由题意可得,a1+3d=15,5a1+d=55,解得 a1=3,d=4.
则过点P(4,a2010)和点Q(3,a2011)的直线的斜率为 =-d=-4,
设直线的倾斜角是θ,则 tanθ=-4,又 0≤θ<π,∴θ=π-arctan4,
故答案为π-arctan4.
已知数列{an}是等差数列,a4=15,S5=55,则过点P(4,a2010)和点Q(3,a2011)的直线的倾斜角是( )(用反三角函数表示结果)。
正确答案
设点P是圆x2+y2=4上任意一点,由点P向x轴作垂线PP0,垂足为Po,且=
.
(Ⅰ)求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+m(m≠0)与(Ⅰ)中的轨迹C交于不同的两点A,B.
(1)若直线OA,AB,OB的斜率成等比数列,求实数m的取值范围;
(2)若以AB为直径的圆过曲线C与x轴正半轴的交点Q,求证:直线l过定点(Q点除外),并求出该定点的坐标.
正确答案
(Ⅰ)设点M(x,y),P(x0,y0),则由题意知P0(x0,0).
由=(x0-x,-y),
=(0,-y0),且
=
,得(x0-x,-y)=
(0,-y0).
所以,于是
,
又x02+y02=4,所以x2+y2=4.
所以,点M的轨迹C的方程为+
=1.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
联立,得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0.
所以,△=(8mk)2-16(3+4k2)(m2-3)>0,即3+4k2-m2>0.①,且,
(1)依题意,kAB2=kOA•kOB,即k2=,所以k2=
•
.
所以x1x2k2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.
所以km(x1+x2)+m2=0,即km(-)+m2=0.
因为m≠0,所以k(-)+1=0,解得k2=
.
将得k2=代入①,得m2<6.
所以,m的取值范围是(-,0)∪(0,
).
(2)曲线+
=1与x轴正半轴的交点为Q(2,0).
依题意,⊥
,即
•
=0.
于是(2-x1,-y1)•(2-x2,-y2)=0.
∴x1 x2-2(x1+x2)+4+y1y2=0,即x1 x2-2(x1+x2)+4+(kx1+m)(kx2+m)=0,
∴(k2+1)•+(km-2)•(-
)+4+m2=0,
化简,得7m2+16mk+4k2=0.
解得,m=-2k或m=-,且均满足3+4k2-m2>0,
当m=-2k时,直线l的方程为y=k(x-2),直线过定点(2,0)(舍去);
当m=-时,直线l的方程为y=k(x-
),直线过定点(
,0).
所以,直线过定点(,0).
经过点(1,0)且垂直于直线x-2y+4=0的直线方程为( )
正确答案
过点C(1,2)作直线,使其在坐标轴上的截距相等,则满足条件的直线的斜率为( )
正确答案
直线x-y+7=0的倾斜角等于( )
正确答案
下列四种说法,不正确的是( )
正确答案
直线l的斜率是直线x+2y+3=0的斜率的2倍,且过点(1,2),则直线l的方程为( )
正确答案
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