- 直线的方程
- 共3297题
在平面直角坐标系xOy中,已知动点M(x,y)和N(﹣4,y)满足.
(1)求动点M的轨迹C的方程;
(2)若过点D(1,﹣1)的直线与轨迹交C于A、B两点,且D为线段AB的中点,求此直线的方程.
正确答案
解:(1)因M(x,y),N(﹣4,y),满足,
所以﹣4x+y2=0,
即:y2=4x,即为动点M的轨迹C的方程.
(2)由题意得AB与x轴垂直,A(x1,y1),B(x2,y2),
由题设条件A、B两点在抛物线上.y12=4x1,y22=4x2两式相减得:y12﹣y22=4x1﹣4x2由中点坐标公式得y1+y2=﹣2,
∴k=,
所以直线方程为y=﹣2x+1.
抛物线C的顶点在坐标原点,焦点在y轴的负半轴上,过点M(0,-2)作直线l与抛物线C交于A,B两点,且满足=(-4,-12)。
(1)求直线l和抛物线C的方程;
(2)当抛物线C上一动点P从点A向点B运动时,求△ABP的面积的最大值;
(3)在抛物线C上是否存在关于直线l对称的相异两点?若存在,请找出;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)由题意可设所求直线l的方程为y=kx-2,所求抛物线的方程为,由
,消去y得:
,
设点A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
∴
∵,
∴,
解得,
故直线l的方程为y=2x-2,
抛物线的方程为x2=-2y;
(2)据题意,当抛物线过点P的切线m与直线l平行时,△ABP的面积最大,
此时切线m的方程为y=2x+b,由消去y,整理得:
,
∵,
∴b=2,
m的方程为y=2x+2,即y=2x+2,
此时点P到直线l的距离为,
由消去y得:
故,
所以△ABP的最大面积为=;
(3)在抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点,
假设在抛物线C存在相异两点A(x1,y1),B(x2,y2)关于直线l对称,
则直线AB的方程为
由,消去y得:
,
,
于是可得AB的中点M的坐标为(),又点M在直线l上,所以
,即
,AB的方程为
,而此时△=7>0,即直线AB与抛物线C有两个相异公共点,
综上所述,在抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点。
(选做题)在平面直角坐标系中,以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l上两点M,N的极坐标分别为(2,0),(),圆C的参数方程
(θ为参数)。
(1)设P为线段MN的中点,求直线OP的平面直角坐标方程;
(2)判断直线l与圆C的位置关系
正确答案
解:(1)M,N的极坐标分别为(2,0),(),
所以M、N的直角坐标分别为:M(2,0),N(0,),
P为线段MN的中点(1,),
直线OP的平面直角坐标方程y=;
(2)圆C的参数方程(θ为参数)
它的直角坐标方程为:(x-2)2+(y+)2=4,
圆的圆心坐标为(2,-),半径为2,
圆心到直线的距离为:=
>2,
所以,直线l与圆C相离。
已知AB和CD是曲线(t为参数)的两条相交于点P(2,2)的弦,若AB⊥CD,且|PA|·|PB|=|PC|·
|PD|,
(Ⅰ)将曲线(t为参数)化为普通方程,并说明它表示什么曲线;
(Ⅱ)试求直线AB的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)由y=4t得y2=16t2,而x=4t2,
∴y2=4x,它表示抛物线;
(Ⅱ)设直线AB和CD的倾斜角分别为α,β,
则直线AB和CD的参数方程分别为,
把①代入y2=4x中,
得t2sin2α+(4sinα-4cosα)t-4=0,③
依题意知sinα≠0且方程③的判别式Δ=16(sinα-cosα)2+16sin2α>0,
∴方程③有两个不相等的实数解t1,t2,
则
由t的几何意义知|PA|=|t1|,|PB|=|t2|,
∴|PA|·|PB|=|t1t2|=,
同理|PC|·|PD|=,
由|PA|·|PB|=|PC|·|PD|知,即sin2α=sin2β,
∵0≤α,β<π,
∴α=π-β,
∵AB⊥CD,
∴β=α+90°或α=β+90°,
∴直线AB的倾斜角
∴kAB=1或kAB=-1,
故直线AB的方程为y=x或x+y-4=0。
如图是A﹣B﹣C﹣D﹣E﹣F是一个滑滑板的轨道截面图,其中AB,DE,EF是线段,B﹣C﹣D是一抛物线弧;点C是抛物线的顶点,直线DE与抛物线在D处相切,直线L是地平线.已知点B离地面L的高度是9米,离抛物线的对称轴距离是6米,直线DE与L的夹角是45.试建立直角坐标系:
(Ⅰ)求抛物线方程,并确定D点的位置;
(Ⅱ)现将抛物线弧B-C-D改造成圆弧,要求圆弧经过点B,D,且与直线DE在D处相切.试判断圆弧与地平线L的位置关系,并求该圆弧长.
(可参考数据,精确到0.1米)
正确答案
解:(Ⅰ)以C为原点,L所在的直线为X轴,
如图所示建立直角坐标系,则B(﹣6,9).
设抛物线的方程为y=ax2,
把点B(﹣6,9)代入y=ax2得,
故抛物线方程为.
设,
根据直线DE与L的夹角是45.
得直线L的斜率为1,
由,
∴,∴x0=2,
故D点的坐标是(2,1).
(Ⅱ)设所求圆的圆心为H.
过D与L垂直的直线方程是l1:y=﹣x+3,
BD的中点坐标是(﹣2,5),kBD=﹣1,
故BD中垂线方程是y=x+7,
由 .
∴H(﹣2,5).
∵B(﹣6,9)∈l1,∴BD是直径.
∵.
∴.
∵圆心H到L的距离为d=5,,
故圆弧与地平线L相离.
如图,线段AB过y轴上一点 N(0,m),AB所在直线的斜率为k(k≠0),两端点A,B到y 轴的距离之差为4k。
(1)求以y轴为对称轴,过A,O,B三点的抛物线方程;
(2)过抛物线的焦点F作动弦CD,过C,D两点分别作抛物线的切线,设其交点为M,求点M的轨迹方程,并求的值。
正确答案
解:(1)依题意,设AB所在直线方程为y=kx+m,抛物线方程为x2=2py(p>0),
且A(x1,y1),B(x2,y2),
由题设知x1>0,x2<0,
∴|x1|-|x2|=4k,即x1+x2=4k,
由消去y并整理,得x2-2pkx-2pm=0,
∴x1+x2=2pk=4k,
∴p=2
故所求抛物线方程为x2=4y。
(2)由(1)得,求导数得
设
则过抛物线上C,D两点的切线方程分别为
即
联立上述两个方程,得
∴两条切线的交点M的坐标为
设CD所在直线方程为y=nx+1,代入x2=4y,得x2-4nx-4 =0
∴x3x4=-4,
∴M的坐标为
故点M的轨迹方程为y=-1
又∵
∴
而
∴。
在平面直角坐标系xOy中,抛物线C的顶点在原点,经过点A(2,2),其焦点F在x轴上.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)求过点F,且与直线OA垂直的直线的方程.
正确答案
解:(1)由题意,可设抛物线C的标准方程为y2=2px.
因为点A(2,2)在抛物线C上,
所以p=1.
因此,抛物线C的标准方程是y2=2x.
(2)由(1)可得焦点F的坐标是(,0),
又直线OA的斜率为=1,
故与直线OA垂直的直线的斜率为﹣1,
所求直线的方程是x+y﹣=0.
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