- 直线的交点坐标与距离公式
- 共2610题
已知椭圆E的方程为+
=1(a>b>0),长轴是短轴的2倍,且椭圆E过点(
,
);斜率为k(k>0)的直线l过点A(0,2),
为直线l的一个法向量,坐标平面上的点B满足条件|
•
|=|
|.
(1)写出椭圆E方程,并求点B到直线l的距离;
(2)若椭圆E上恰好存在3个这样的点B,求k的值.
正确答案
(1)由题意得解得a2=4,b2=1,
∴椭圆E方程为:+y2=1.
直线l的方程为y=kx+2,其一个法向量=(k,-1),设点B的坐标为B(x0,y0),由
=(x0,y0-2)及|
•
|=|
|得|kx0-y0+2|=
,
∴B(x0,y0)到直线y=kx+2的距离为d==1.
(2)由(1)知,点B是椭圆E上到直线l的距离为1的点,即与直线l的距离为1的二条平行线与椭圆E恰好有三个交点.
设与直线l平行的直线方程为y=kx+t
由得x2+4(kx+t)2=4,即(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0△=64k2t2-4(1+4k2)(4t2-4)=16(1+4k2-t2)①
当△=0时,k2=②
又由两平行线间的距离为1,可得=1③
把②代入③得(t-2)2=1+,即3t2-16t+13=0,(3t-13)(t-1)=0
解得t=1,或t=
当t=1时,代入②得k=0,与已知k>0不符,不合题意;
当t=时,代入②得k=
,代回③得t=
或t=
当k=,t=
时,由①知△>0
此时两平行线y=x+
和y=
x+
,与椭圆E有三个交点,
∴k=.
已知点P是抛物线y2=2x上动点,求P到直线l:x-y+6=0的距离的最小值.
正确答案
由点P在抛物线y2=2x上,设P(,y0),
则点P到直线l:x-y+6=0的距离d==
,
当y0=1时d最小,为.
所以点P到直线l:x-y+6=0的距离的最小值为.
已知圆E经过点A(2,-3)、B(-2,-5),且圆心在直线x-2y-3=0上.
(1)求圆E的方程;
(2)若直线x+y+m=0与圆E交于P、Q两点,且 EP⊥EQ,求m的值.
正确答案
(1)∵圆心E在直线x-2y-3=0,可设圆心E(2b+3,b ).
由|EA|=|EB|可得 =
,
平方化简可得 5b2+10b+10=5b2+30b+30,
解得 b=-2,故点E(-1,-2).
由两点间距离公式得r2 =|EA|2=10,
所以,圆的方程为(x+1)2+(y+2)2=10.
(2)由题意可得△EPQ为等腰直角三角形,EP=EQ=r=,
设圆心到直线PQ的距离为d,可得 d=,
再由点E(-1,-2),PQ的方程为x+y+m=0,故有 =
,
解得m=3±.
(13分)已知圆C的方程为x2+(y﹣4)2=4,点O是坐标原点.直线l:y=kx与圆C交于M,N两点.
(Ⅰ)求k的取值范围;
(Ⅱ)设Q(m,n)是线段MN上的点,且.请将n表示为m的函数.
正确答案
(Ⅰ)(﹣∞,﹣)∪(
,+∞)(Ⅱ)n=
(m∈(﹣
,0)∪(0,
))
(Ⅰ)将y=kx代入x2+(y﹣4)2=4中,得:(1+k2)x2﹣8kx+12=0(*),
根据题意得:△=(﹣8k)2﹣4(1+k2)×12>0,即k2>3,
则k的取值范围为(﹣∞,﹣)∪(
,+∞);
(Ⅱ)由M、N、Q在直线l上,可设M、N坐标分别为(x1,kx1),(x2,kx2),
∴|OM|2=(1+k2)x12,|ON|2=(1+k2)x22,|OQ|2=m2+n2=(1+k2)m2,
代入=
+
得:
=
+
,
即=
+
=
,
由(*)得到x1+x2=,x1x2=
,
代入得:=
,即m2=
,
∵点Q在直线y=kx上,∴n=km,即k=,代入m2=
,化简得5n2﹣3m2=36,
由m2=及k2>3,得到0<m2<3,即m∈(﹣
,0)∪(0,
),
根据题意得点Q在圆内,即n>0,
∴n==
,
则n与m的函数关系式为n=(m∈(﹣
,0)∪(0,
)).
求经过点,且与圆
相切于点
的圆
的方程,并判断两圆是外切还是内切?
正确答案
解:⑴圆的方程可整理为
直线 ①
直线,可得
,
而设
的中点为
所以可以得到的中垂线的方程为:
②
圆的圆心过直线
和
的中垂线,所以由①②联立得到
即圆
的圆心为
所以所求圆的方程为
⑵因为所求圆过
在圆
外,所以两圆外切
或者,
两圆的半径和为:
所以两圆外切
略
定长为3的线段AB的两端点在抛物线y2=x上移动,记线段AB的中点为M,求点M到y轴的最短距离,并求此时点M的坐标.
正确答案
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB长度为3,
那么x1=y12,x2=y22,(1)
32=(x2-x1)2+(y2-y1)2=(y22-y12)2+(y2-y1)2=(y2-y1)2[(y2+y1)2+1](2)
线段AB的中点M(x,y)到y轴的距离为x==
(
+
)=
[(y1-y2)2+((y1+y2)2+1)-1]≥
[2
-1]
由(2)得x≥(2×3-1)=
,并且当(y1-y2)2=(y1+y2)2+1=3(3)
时x取得最小值x0=
下证x能达到最小值,根据题意不妨设y1>y2,由(3)得
由此解得y1,y2,由(1)解得x1,x2,所以x可取得最小值.
相应的M点纵坐标y0==±
∴M点坐标为(,
)或(
,-
)
在直角坐标系xoy中,直线l的参数方程是(t为参数),在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的极坐标方程是ρ=2cosθ
(I)求圆C的直角坐标方程;
(II)求圆心C到直线l的距离.
正确答案
(I)由圆ρ=2cosθ得ρ2=2ρcosθ,
∵x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴ρ2=x2+y2,
所以圆ρ=2cosθ的直角坐标方程为x2+y2=2x,
(II)圆的方程配方得(x-1)2+y2=1.
由直线l的参数方程为:(t为参数),将t=x代入第二个方程得:
直线l的直角坐标方程2x-y+1=0.
故圆心C(1,0)到直线的距离为d==
,
答:(I)圆C的直角坐标方程是x2+y2-2x=0;
(II)圆心C到直线l的距离d=.
已知直线l1和l2在x轴上的截距相等,且它们的倾斜角互补,又直线l1过点P(-3,3).如果点Q(2,2)到l2的距离为1,求l2的方程.
正确答案
由题意可设直线l2的方程为y=k(x-a),则直线l1的方程为y=-k(x-a).
∵点Q(2,2)到l2的距离为1,
∴=1.(1)
又因为直线l1过点P(-3,3),则3=-k(-3-a).(2)
由(2)得ka=3-3k,代入(1),得=1,∴12k2-25k+12=0.
解k=,
.
则k=时,代入(2)得k=-
,此时直线l2:4x-3y+3=0;
k=时,a=1,此时直线l2:3x-4y-3=0.
所以直线l2的方程为:4x-3y+3=0,或3x-4y-3=0.
已知△ABC中,∠A的平分线所在的直线的方程为2x+y-1=0,顶点B(,
),C(-1,1),
求:(1)顶点A的坐标;
(2)△ABC的面积.
正确答案
(1)设C点关于直线2x+y-1=0的对称点为D(x,y),
则有,
解得,所以点D的坐标是(
,
),
所以直线AB的方程是7x+y-6=0,
再与方程2x+y-1=0联立解得点A的坐标为(1,-1);
(2)求得|AB|=,由点到直线的距离公式求得C点到AB的距离等于
,
所以△ABC的面积等于.
已知圆C:x2+y2-4x-6y+9=0.
(I)若点Q(x,y)在圆C上,求x+y的最大值与最小值;
(II)已知过点P(3,2)的直线l与圆C相交于A、B两点,若P为线段AB中点,求直线l的方程.
正确答案
圆C:(x-2)2+(y-3)2=4,∴圆心C(2,3),半径r=2,
(I)设 x+y=d,则由圆心到直线x+y=d 的距离等于半径得 =2⇒d=5±2
,
∴x+y最大值为5+2,最小值5-2
.
(II)依题意知点P在圆C内,若P为线段AB中点时,则CP⊥AB,∵kCP=-1,∴kAB=1,
由点斜式得到直线l的方程:y-2=x-3,即 x-y-1=0.
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