- 导数的概念及其几何意义
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已知抛物线 y=x2﹣4与直线y=x+2.
(1)求两曲线的交点;
(2)求抛物线在交点处的切线方程.
正确答案
解:(1)由,
求得交点A(﹣2,0),B(3,5)
(2)因为y'=2x,则y'|x=﹣2=﹣4,y'|x=3=6,
所以抛物线在A,B处的切线方程分别为
y=﹣4(x+2)与 y﹣5=6(x﹣3)4x+y+8=0 与6x﹣y﹣13=0
已知动圆S过点T(0,2)且被x轴截得的弦CD长为4。
(1)求动圆圆心S的轨迹E的方程;
(2)设P是直线l:y=x-2上任意一点,过P作轨迹E的切线PA,PB,A,B是切点,求证:直线AB恒过定点M;
(3)在(2)的条件下,过定点M作直线l:y=x-2的垂线,垂足为N,求证:MN是∠ANB的平分线。
正确答案
解:(1)设S(x,y),根据题意,
|ST|2=|SC|2=22+|y|2,
即。
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2)
所以
则PA:,即
设P(t,t-2),P在PA上
同理,P在PB上
故x1,x2是方程
的两根,
故恒过点(2,2)。
(3)证明:过点M所作垂线l1的方程为y-2=-(x-2)x+y-4=0,解出垂足N(3,1)
MN的斜率为-1,故倾斜角为
若AN,BN的斜率均存在,则设其分别为k1,k2,
对应的倾斜角分别为α,β,
要证MN是∠ANB的平分线,只要证∠ANM=∠BNM,
即,
即要证k1k2=1
设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y= k(x-2)+2代入x2=4y,
得x2-4kx+8k-8=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=8k-8
y1+y2=k(x1-2)+2+k(x2-2)+2 =4k2-4k+4,②
将②,③代入①,得
当时,k1k2=1,当
时,解得A,B两点的坐标分别为(-2,1),
,
验证AN与BN的斜率一个不存在,一个为零,
即∠ANM=∠BNM,
即MN是∠ANB的平分线。
已知顶点在原点、焦点F在y轴正半轴上的抛物线Q1过点(1,2),抛物线Q2与Q1关于x轴对称,
(Ⅰ)求抛物线Q2的方程;
(Ⅱ)过点F的直线交抛物线Q1于点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2),过A,B分别作Q1的切线l1,
l2,记直线l1与Q2的交点为M(m1,n1),N(m2,n2)(m1<m2),求证:抛物线Q2上的点S(s,t)若满足条件m2s=4,则S恰在直线l2上。
正确答案
解:(Ⅰ)设抛物线Q1的方程为x2=2py(p>0),
由过点(1,2)得4=2p,解得p=2,
∴Q1:x2=4y,
抛物线Q2与Q1关于x轴对称,故抛物线Q2的方程为x2=-4y;
(Ⅱ)由题意知AB的斜率必存在且过焦点,
设AB:y=kx+1,联立消y得x2-4kx-4=0,
根据韦达定理有:x1+x2=4k,x1x2=-4,
∵抛物线Q1的方程为,
∴,
∴,
,
∴,同理可得l2:
,
∵N(m2,n2)在直线l1上,且,
∴,
,
∴
代入上式得,
两边同乘以,得
,
而,故有
,
即S(s,t)满足l2的方程,
故点S恰在直线l2上。
在平面直角坐标系xOy中,动点P到定点F(0,)的距离比点P到x轴的距离大
,设动点P的轨迹为曲线C,直线l:y=kx+1交曲线C于A,B两点,M是线段AB的中点,过点M作x轴的垂线交曲线C于点N,(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)证明:曲线C在点N处的切线与AB平行;
(Ⅲ)若曲线C上存在关于直线l对称的两点,求k的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)解:由已知,动点P到定点F的距离与动点P到直线
的距离相等,
由抛物线定义可知,动点P的轨迹为以为焦点,直线
为准线的抛物线,
所以曲线C的方程为y=x2.
(Ⅱ)证明:设,
由,得
,
所以,
设,则
,
因为MN⊥x轴,所以N点的横坐标为,
由y=x2,可得y′=2x,所以当x=时,y′=k,
所以曲线C在点N处的切线斜率为k,与直线AB平行.
(Ⅲ)解:由已知,k≠0,设直线l的垂线为l′:,
代入y=x2,可得, (*)
若存在两点关于直线l对称,则
,
又在l上,
所以,
由方程(*)有两个不等实根,
所以,即
,
所以,解得
或
。
设抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,A∈C,已知以F为圆心,FA为半径的圆F交l于B,D两点;
(1)若∠BFD=90°,△ABD的面积为;求p的值及圆F的方程;
(2)若A,B,F三点在同一直线m上,直线n与m平行,且n与C只有一个公共点,求坐标原点到m,n距离的比值。
正确答案
解:(1)由对称性知:△BFD是等腰直角△,斜边|BD|=2p
点A到准线l的距离,
∵△ABD的面积S△ABD=,
∴=
,解得p=2,
∴圆F的方程为x2+(y-1)2=8。
(2)由题设,则
,
∵A,B,F三点在同一直线m上,
又AB为圆F的直径,故A,B关于点F对称
由点A,B关于点F对称得:得:
,
直线
切点
直线
坐标原点到m,n距离的比值为。
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