- 曲线与方程
- 共215题
如图,已知点S(-2,0)和圆是圆O的直经,从左到M、和N依次是ST的四等分点,P(异于S、T)是圆O上的动点,PD⊥ST,交ST于D,
,直线PS与TE交于C,|CM|+|CN|为定值。
(1)求的值及点C的轨迹曲线E的方程;
(2)设n是过原点的直线,是与n垂直相交于Q点、与轨迹E相交于A,B两点的直线,
,是否存在上述直线
,使
成立?若存在,求出直线
的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)易得,
,
,设
,则
,
直线PS与TE交于C,故,
① 且
,② 。
①②相乘得,又点P是圆O上的动点,故
即
要使为定值,则
解得
此时
即时,点C的轨迹曲线E的方程为
(2)设A,B两点的坐标分别为,假设使
=1成立的直线
存在,
(ⅰ)当不垂直于x轴时,设
的方程为
,
由与
垂直相交于Q点且|
|=1.得
,即
∵=1
∴
即 ,将
代入椭圆方程,得
由求根公式可得, ④
⑤
=
=
将④,⑤代入上式并化简得 ⑥
将代入⑥并化简得
,矛盾 即
此时直线
不存在
(ⅱ)当垂直于x轴时,满足
的直线
的方程为x=1或x=-1,
当X=1时,A,B,Q的坐标分别为,∴
,
∴=
≠1当x=-1时,同理可得
≠1,矛盾 即此时直线
也不存在
综上可知,使=1成立的直线
不存在.
·
知识点
极坐标系与直角坐标系xOy有相同的长度单位,以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴。已知曲线C1的极坐标方程为
,曲线C2的极坐标方程为
,射线
与曲线C1分别交异于极点O的四点A,B,C,D。
(1)若曲线C1关于曲线C2对称,求“的值,并把曲线C1和C2化成直角坐标方程;
(2)求|OA|·|OC|+|OB|·|OD|的值
正确答案
见解析
解析
解:(1):
,
:
,
曲线
关于曲线
对称,
,
:
(2);
,
知识点
已知函数,
。
(1)若曲线与
在公共点
处有相同的切线,求实数
、
的值;
(2)当时,若曲线
与
在公共点
处有相同的切线,求证:点
唯一;
(3)若,
,且曲线
与
总存在公切线,求正实数
的最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1),
,
∵曲线与
在公共点
处有相同的切线,
∴ ,解得,
。 …………………3分
(2)设,则由题设有
①
又在点有共同的切线,
∴代入①得
…………5分
设,则
,
∴在
上单调递增,所以
=0最多只有
个实根,
从而,结合(1)可知,满足题设的点只能是
…………………7分
(3)当,
时,
,
,
曲线在点
处的切线方程为
,即
。
由,得
。
∵ 曲线与
总存在公切线,∴ 关于
的方程
,
即
总有解。 …………………9分
若,则
,而
,显然
不成立,所以
。 ………10分
从而,方程可化为
。
令,则
。
∴ 当时,
;当
时,
,即
在
上单调递减,在
上单调递增,∴
在
的最小值为
,
所以,要使方程有解,只须
,即
。 …………………12分
知识点
已知、
,圆
:
,一动圆在
轴右侧与
轴相切,同时与圆
相外切,此动圆的圆心轨迹为曲线
,曲线
是以
,
为焦点的椭圆。
(1)求曲线的方程;
(2)设曲线与曲线
相交于第一象限点
,且
,求曲线
的标准方程;
(3)在(1)、(2)的条件下,直线与椭圆
相交于
,
两点,若
的中
点在曲线
上,求直线
的斜率
的取值范围。
正确答案
(1)(2)
(3)
解析
(1)设动圆圆心的坐标为
因为动圆在轴右侧与
轴相切,同时与圆
相外切,所以
, ……………1分
,化简整理得
,曲线
的方程为
; …3分
(2)依题意,,
, 可得
, …………………4分
,又由椭圆定义得
. …………………5分
,所以曲线
的标准方程为
; …………………6分
(3)设直线与椭圆
交点
,
的中点
的坐标为
,
将的坐标代入椭圆方程中,得
两式相减得
, …………………7分
,
直线
的斜率
, …………………8分
由(2)知,
∴
由题设,
, …………………10分
即. …………………12分
知识点
已知O为坐标原点,向量.若平面区域D由所有满足
的点C组成,则能够把区域D的周长和面积同时分为相等的两部分的曲线是
正确答案
解析
略
知识点
如图,在圆上任取一点
,过点
作
轴的垂线段
,
为垂足,设
为线段
的中点。
(1)当点在圆
上运动时,求点
的轨迹
的方程;
(2)若圆在点
处的切线与
轴交于点
,试判断直线
与轨迹
的位置关系。
正确答案
见解析
解析
(1)设,则
。
点
在圆
上,
,
即点的轨迹
的方程为
,…………………………………………4分
(2)解法一:
(i) 当直线的斜率不存在时,直线
的方程为
或
,显然与轨迹
相切;
(ii)当直线的斜率存在时,设
的方程为
,
因为直线与圆
相切,所以
,即
,………………7分
又直线的斜率等于
,点
的坐标为
。
所以直线的方程为
,即
。 …………………………9分
由得
。
,故直线
与轨迹
相切。
综上(i)(ii)知,直线与轨迹
相切。 ……………………………………………13分
解法二 :设(
),则
,……………………………………5分
(i)当时,直线
的方程为
或
,此时,直线
与轨迹
相切;
(ii)当时,直线
的方程为
,即
。
令,则
。
,又点
,
所以直线的方程为
,即
,………………9分
由得
即
。
,所以,直线
与轨迹
相切。
综上(i)(ii)知,直线与轨迹
相切,……………………………………………13分
知识点
为了监测某海域的船舶航行情况,海事部门在该海域设立了如图所示东西走向,相距海里的
,
两个观测站,观测范围是到
,
两观测站距离之和不超过
海里的区域。
(1)建立适当的平面直角坐标系,求观测区域边界曲线的方程;
(2)某日上午7时,观测站B发现在其正东10海里的C处,有一艘轮船正以每小时8海里的速度向北偏西45°方向航行,问该轮船大约在什么时间离开观测区域?
(参考数据:)
正确答案
见解析
解析
本题主要考查直线、椭圆、直线与椭圆的位置关系等基础知识,考查运算求解能力、推理论证能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想,考查应用意识。
以所在直线为
轴,线段
的垂直平分线为
轴建立平面直角坐标系,……1分
(1)依题意可知:考察区域边界曲线是以A,B为焦点的椭圆,…………2分
设椭圆方程为:,
则,……………………5分
解得,……………………6分
∴考察区域边界曲线的方程为:.………………………………7分
(2)设轮船在观测区域内航行的时间为小时,航线与区域边界的交点为
、
,
∵,
,
∴直线方程:
…………………………………………………8分
联立方程,整理得:
,…………………9分
解得………………………………………………………………10分
∴……………………………………………11分
∴ (小时). ……………………………………………12分
∴轮船大约在当日上午10时离开观测区域. . ……………………………13分
(其他解法相应给分)
知识点
已知点点
分别是
轴和
轴上的动点,且
,动点
满足
,设动点
的轨迹为E.
(1)求曲线E的方程;
(2)点Q(1,a),M,N为曲线E上不同的三点,且,过M,N两点分别作曲线E的切线,记两切线的交点为
,求
的最小值。
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1)解:设
,由
得
………………4分
(2)解法一:易知,设
,
,
,
设的方程为
联立方程 消去
,得
,所以
.
同理,设的方程为
,
. ……………… 6分
对函数求导,得
,
所以抛物线在点
处的切线斜率为
,
所以切线的方程为
, 即
.
同理,抛物线在点
处的切线
的方程为
.…………… 8分
联立两条切线的方程
解得,
,
所以点的坐标为
. 因此点
在直线
上. …10分
因为点到直线
的距离
,
所以,当且仅当点
时等号成立。
由,得
,验证知符合题意.
所以当时,
有最小值
. ………………12分
解法二:由题意,,设
,
,
,
对函数求导,得
,
所以抛物线在点
处的切线斜率为
,
所以切线的方程为
, 即
.
同理,抛物线在点
处的切线
的方程为
.
联立两条切线的方程
解得,
, ………………8分
又
由得
所以点在直线
上 ………………10分
因为点到直线
的距离
,
所以,当且仅当点
时等号成立。
有最小值
. ………………12分
知识点
在平面直角坐标系中,曲线C1的参数方程为 (a>b>0,
为参数),以Ο为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2是圆心在极轴上且经过极点的圆,已知曲线C1上的点M
对应的参数
=
,
与曲线C2交于点D
(1)求曲线C1,C2的方程;
(2)A(ρ1,θ),Β(ρ2,θ+)是曲线C1上的两点,求
的值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)将M及对应的参数φ=
,
;代入
得
,
所以,所以C1的方程为
,
设圆C2的半径R,则圆C2的方程为:ρ=2Rcosθ(或(x-R)2+y2=R2),将点D代入得:
∴R=1 ∴圆C2的方程为:ρ=2cosθ(或(x-1)2+y2=1)--------5分
(2)曲线C1的极坐标方程为:,将A(ρ1,θ),Β(ρ2,θ+
)代入得:
,
所以
即的值为
。 --------10分
知识点
已知曲线的极坐标方程是
,以极点为原点,极轴为
轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线
的参数方程为
(
为参数)。
(1)写出直线的普通方程与曲线
的直角坐标方程;
(2)设曲线经过伸缩变换
得到曲线
,设
为曲线
上任一点,求
的最小值,并求相应点
的坐标。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)
------------------------ 4分
(2):
设
为:
---------------- 7分
所以当为(
)或
的最小值为1 ----------------10分
知识点
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