- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
已知抛物线L的方程为x2=2py(p>0),直线y=x截抛物线L所得弦.
(1)求p的值;
(2)抛物线L上是否存在异于点A、B的点C,使得经过A、B、C三点的圆和抛物线L在点C处有相同的切线.若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由 解得A(0,0),B(2p,2p)
∴ ,
∴p=2
(2)由(1)得x2=4y,A(0,0),B(4,4)
假设抛物线L上存在异于点A、B的点C ,
使得经过A、B、C三点的圆和抛物线L在点C处有相同的切线令圆的圆心为N(a,b),
则由
得
得
∵抛物线L在点C处的切线斜率
又该切线与NC垂直,
∴ ∴
∵t≠0,t≠4,
∴t=﹣2 故存在点C且坐标为(﹣2,1).
已知四点O(0,0),,M(0,1),N(0,2),点P(x0,y0)在抛物线x2=2y上。
(1)当x0=3时,延长PN交抛物线于另一点Q,求∠POQ的大小;
(2)当点P(x0,y0)(x0≠0)在抛物线x2=2y上运动时,
(i)以MP为直径作圆,求该圆截直线所得的弦长;
(ii)过点P作x轴的垂线交x轴于点A,过点P作该抛物线的切线l交x轴于点B,问:是否总有∠FPB=∠BPA?如果有,请给予证明;如果没有,请举出反例。
正确答案
解:(1)当x0=3时,
直线PN:代入x2=2y,
得或3,
所以
所以∠POQ=90°。
(2)(i)以MP为直径的圆的圆心为
所以圆的半径
圆心到直线的距离
故截得的弦长
=2。
(ii)总有∠FPB=∠BPA
证明:,y'=x,
所以切线l的方程为
即
令y=0,得,
所以点B的坐标为
点B到直线PA的距离为
下面求直线PF的方程
因为
所以直线PF的方程为
整理得
所以点B到直线PF的距离为
所以d1=d2,
所以∠FPB=∠BPA。
已知动圆过定点F(0,2),且与定直线L:y=-2相切。
(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;
(2)若AB是轨迹C的动弦,且AB过F(0,2),分别以A、B为切点作轨迹C的切线,设两切线交点为Q,证明:AQ⊥BQ。
正确答案
(1)解:依题意,圆心的轨迹是以F(0,2)为焦点,L:y=-2为准线的抛物线上,
因为抛物线焦点到准线距离等于4,
所以圆心的轨迹是。
(2)证明:∵直线AB与x轴不垂直,设AB:y=kx+2,,
由,可得
,
∴,
,
抛物线的方程为,求导得
,
所以过抛物线上A、B两点的切线斜率分别是,
∴
所以,AQ⊥BQ。
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
∴。
已知函数y=kx与y=x2+2(x≥0)的图象相交于A(x1,y1),B(x2,y2),l1,l2分别是y=x2+2(x≥0)的图象在A,B两点的切线,M,N分别是l1,l2与x轴的交点。
(1)求k的取值范围;
(2)设t为点M的横坐标,当x1<x2时,写出t以x1为自变量的函数式,并求其定义域和值域;
(3)试比较|OM|与|ON|的大小,并说明理由(O是坐标原点)。
正确答案
解:(1)由方程消y得
①
依题意,该方程有两个正实根
故解得
。
(2)由,求得
切线的方程为
,
由,并令
,得
,
,
是方程①的两实根,且
,
故,
,
是关于k的减函数,所以
的取值范围是
t是关于的增函数,定义域为
,所以值域为
,
(3)当时,由(2)可知
类似可得,
由①可知
从而
当时,有相同的结果
所以。
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