《优化方案》高中苏教版数学选修2-1第二章同步练习题(11份打包)

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名称 《优化方案》高中苏教版数学选修2-1第二章同步练习题(11份打包)
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文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 数学
更新时间 2013-06-07 22:11:06

文档简介

已知点A(-1,0),B(1,0),动点P满足PA+PB=3,则动点P的轨迹是________.
解析:由PA+PB=3>AB结合椭圆的定义有:动点P的轨迹是以A(-1,0),B(1,0)为焦点的椭圆.
答案:以A(-1,0),B(1,0)为焦点的椭圆
已知点A(-2,0),B(2,0),动点M满足|MA-MB|=4,则动点M的轨迹为________.
解析:动点M满足|MA-MB|=4=AB,结合图形思考判断动点M的轨迹为直线AB(不包括线段AB内部的点)上的两条射线.
答案:直线AB(不包括线段AB内部的点)上的两条射线
到两定点F1(0,-10),F2(0,10)的距离之和为20的动点M的轨迹是________.
解析:MF1+MF2=20=F1F2,故动点M为线段F1F2上任意一点,即动点M的轨迹是线段F1F2.
答案:线段F1F2
到定点(2,1)和定直线x+2y-4=0的距离相等的点的轨迹是________.
解析:点(2,1)在直线x+2y-4=0上,不符合抛物线定义.
答案:过点(2,1)且和直线x+2y-4=0垂直的直线
(2012·马鞍山学业水平测试)已知动点P(x,y)满足-=2,则动点P的轨迹是________.
解析: -=2即动点P(x,y)到两定点(-2,0),(2,0)的距离之差等于2,由双曲线定义知动点P的轨迹是双曲线的一支.
答案:双曲线的一支
[A级 基础达标]
动点M到定点A,B的距离之和是2,则动点M的轨迹是________.
解析:根据椭圆的定义判断,要注意定义中的“常数”是否大于AB.
答案:椭圆
已知F1(-8,3),F2(2,3),动点P满足PF1-PF2=10,则点P的轨迹是________.
解析:由于两点间的距离为10,所以满足条件PF1-PF2=10的点P的轨迹应是一条射线.
答案:一条射线
动点P到直线x+2=0的距离减去它到M(1,0)的距离之差等于1,则动点P的轨迹是________.
解析:将直线x+2=0向右平移1个长度单位得到直线x+1=0,则动点到直线x+1=0的距离等于它到M(1,0)的距离,由抛物线定义知:点P的轨迹是以点M为焦点的抛物线.
答案:以点M为焦点的抛物线
动点P到定点A(0,-2)的距离比到定直线l:y=10的距离小8,则动点P的轨迹为________.
解析:将直线l:y=10沿y轴向下平移8个单位,得到直线l′:y=2,则动点P到A(0,-2)的距离等于到定直线l′:y=2的距离,故点P的轨迹为抛物线.
答案:抛物线
已知椭圆的焦点是F1、F2,P是椭圆上的一个动点,如果延长F1P到Q使得PQ=PF2,则动点Q的轨迹是________.
解析:由P是椭圆上的一点,根据椭圆的定义,则PF1+PF2=定值,而PQ=PF2,则QF1=PF1+PQ=PF1+PF2=定值,所以点Q的轨迹是以F1为圆心的圆.
答案:圆
设定点F1(0,-3),F2(0,3),动点P满足条件PF1+PF2=a(a>0),试求动点P的轨迹.
解:当a=6时,PF1+PF2=a=F1F2,所以点P的轨迹为线段F1F2.
当a>6时,PF1+PF2=a>F1F2,所以点P的轨迹为椭圆.
当0若动点P到两个定点F1(-1,0)、F2(1,0)的距离之差的绝对值为定值a(0≤a≤2),试求动点P的轨迹.
解:当a=0时,|PF1-PF2|=0,从而PF1=PF2,所以点P的轨迹为直线:线段F1F2的垂直平分线.
当a=2时,|PF1-PF2|=2=F1F2,所以点P的轨迹为两条射线.
当0[B级 能力提升]
过已知圆B内一个定点A作圆C与已知圆相切,则圆心C的轨迹是________.
解析:分A点与B点是否重合两种情况讨论.
答案:圆或椭圆
若点M到定点F和到定直线l的距离相等,则下列说法正确的是________.
①点M的轨迹是抛物线;
②点M的轨迹是一条与x轴垂直的直线;
③点M的轨迹是抛物线或一条直线.
解析:当点F不在直线l上时,点M的轨迹是以F为焦点、l为准线的抛物线;而当点F在直线l上时,点M的轨迹是一条过点F,且与l垂直的直线.
答案:③
求满足下列条件的动圆圆心M的轨迹.
(1)与⊙C:(x+2)2+y2=2内切,且过点A(2,0);
(2)与⊙C1:x2+(y-1)2=1和⊙C2:x2+(y+1)2=4都外切;
(3)与⊙C1:(x+3)2+y2=9外切,且与⊙C2:(x-3)2+y2=1内切.
解:设动圆M的半径为r.
(1)∵⊙C与⊙M内切,点A在⊙C外,
∴MC=r-.
∴MA=r,∴MA-MC=,
且<4.∴点M的轨迹是以C,A为焦点的双曲线的一支.
(2)∵⊙M与⊙C1,⊙C2都外切,
∴MC1=r+1,MC2=r+2.∴MC2-MC1=1,且1<2.
∴点M的轨迹是以C2,C1为焦点的双曲线的一支.
(3)∵⊙M与⊙C1外切,且与⊙C2内切,
∴MC1=r+3,MC2=r-1.∵MC1-MC2=4,且4<6,
∴点M的轨迹是以C1,C2为焦点的双曲线的一支.
(创新题)已知定直线l及定点A(A不在l上),n为过点A且垂直于l的直线,设N为l上任意一点,线段AN的垂直平分线交n于B,点B关于AN的对称点为P,求证:点P的轨迹为抛物线.
证明:如图所示,建立平面直角坐标系,并且连结PA,PN,NB.
由题意知PB垂直平分AN,
且点B关于AN的对称点为P,
∴AN也垂直平分PB.
∴四边形PABN为菱形,
∴PA=PN.
∵AB⊥l,∴PN⊥l.
故点P符合抛物线上点的条件:到定点A的距离和到定直线l的距离相等,
∴点P的轨迹为抛物线.(2010·高考江苏卷)在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线-=1上一点M的横坐标为3,则点M到此双曲线的右焦点的距离为________.
解析:由圆锥曲线的共同性质得=e==2,d为点M到右准线x=1的距离,则d=2,所以MF=4.
答案:4
已知双曲线-y2=1(a>0)的一条准线为x=,则c=________,双曲线的离心率为________.
解析:由=,b=1得c=2,a=,∴e==.
答案:2 
椭圆+=1的准线垂直于y轴,则实数m的取值范围为________.
解析:由题意(m-1)2>m2,m≠1且m≠0解得m<且m≠0.
答案:m<且m≠0
已知椭圆的两个焦点将长轴三等分,焦点到相应准线距离为8,则此椭圆的长轴长为________.
解析:由题意得2c=,-c=8,解得a=3,∴2a=6.
答案:6
设双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为,且它的一条准线与抛物线y2=4x的准线重合,则此双曲线方程为________.
解析:由题意得=,=1,得a=,c=3,则b2=6,所以此双曲线方程为-=1.
答案:-=1
[A级 基础达标]
点A(x0,y0)在双曲线-=1的右支上,若点A到右焦点的距离等于2x0,则x0=________.
解析:设A点到右焦点的距离为r,A点到该双曲线右准线的距离为d,由已知得a=2,c=6,=e r=3d,所以2x0=3(x0-) x0=2.
答案:2
已知椭圆+=1上一点P到右准线的距离为10,则点P到它的左焦点的距离为________.
解析:设F1,F2分别为椭圆的左,右焦点,P到左准线的距离为d1,P到右准线的距离为d2=10,由圆锥曲线的统一定义知,==,解得PF2=6,又PF1+PF2=2a=10,解得PF1=4,故P到它的左焦点距离为4.
答案:4
如果双曲线-=1上一点P到双曲线右焦点的距离是2,那么点P到y轴的距离是________.
解析:由双曲线方程可知a=2,b=,c=,e=,设F1,F2分别为双曲线的左,右焦点,设P点坐标为(x,y),由已知条件知P点在右支上,且PF2=ex-a=2,解得x=.
答案:
椭圆+=1(a>b>0)的焦点为F1,F2,两条准线与x轴的交点分别为M,N,若MN≤2F1F2,则该椭圆的离心率的取值范围是________.
解析:由MN≤2F1F2,得≤2c,即a2≤2c2,则e2≥,解得≤e<1.
答案:[,1)
设F1,F2分别是椭圆+=1(a>b>0)的左,右焦点,P是其右准线上纵坐标为c(c为半焦距)的点,且F1F2=F2P,则椭圆的离心率是________.
解析:如图有P(,c),设右准线交x轴于H点,
∵F2P=F1F2=2c,且PH=c,故∠PF2H=60°;
∴F2H=c,OH==2c e2= e=.
答案:
求下列曲线的焦点坐标与准线方程:
(1)x2+2y2=4;(2)2y2-x2=4;(3)x2+y=0.
解:(1)方程即为+=1,焦点在x轴上,a=2,b=,则c==,=2.
所以焦点坐标为(,0),(-,0),
准线方程为x=±=±2;
(2)方程可化为-=1知焦点在y轴上,a=,b=2,c==,==.所以焦点坐标为(0,),(0,-),准线方程为y=±=±;
(3)方程可化为x2=-y可知抛物线焦点在y负半轴上,
∴-2p=-1 p=,
所以焦点坐标为(0,-),准线方程为y=.
在椭圆+=1上求一点P,使它到左焦点F1的距离是它到右焦点F2距离的2倍,试求点P的坐标.
解:由题意可设P点坐标为(x0,y0),
由椭圆的方程+=1,
可得a=5,b=3,c=4,离心率e=.
所以PF1=a+ex0=5+x0,PF2=a-ex0=5-x0.又PF1=2PF2,解得x0=,代入椭圆方程得y0=±,故点P的坐标为(,±).
[B级 能力提升]
已知椭圆+=1外一点A(5,6),l为椭圆的左准线,P为椭圆上动点,点P到l的距离为d,则PA+d的最小值为________.
解析:如图,设F为椭圆的左焦点,可知其坐标为F(-3,0),根据圆锥曲线的统一定义有:=e=,即PF=d,所以PA+d=PA+PF,可知当P,F,A三点共线且P在线段AF上时,PA+PF最小,最小值AF=10.故PA+d的最小值为10.
答案:10
已知F是椭圆C的一个焦点,B是短轴的一个端点,线段BF的延长线交C于点D,且=2,则C的离心率为________.
解析:如图,BF==a,作DD1⊥y轴于点D1,则由=2,得==,所以DD1=OF=c,即xD=,由圆锥曲线的统一定义得FD=e(-)=a-;
又由BF=2FD,得a=2a-,整理得3c2=a2.
解得e=-(舍去)或e=.
答案:
已知A,B为椭圆+=1上的两点,F2是椭圆右焦点,若AF2+BF2=a,AB的中点M到椭圆的左准线的距离为,试确定椭圆的方程.
解:由椭圆的方程可得b=a,则c=a,e=,两准线间的距离为a,设A,B两点到右准线的距离分别是dA,dB,则==,∴AF2+BF2=(dA+dB)=a,∴dA+dB=2a,则AB的中点M到椭圆右准线的距离为a,于是M到左准线的距离为a-a=,解得a=1,故椭圆方程为x2+=1.
(创新题)设椭圆的左焦点为F,AB为椭圆中过点F的弦,试分析以AB为直径的圆与椭圆的左准线的位置关系.
解:设M为弦AB的中点(即以AB为直径的圆的圆心),A1,B1,M1分别是A、B、M在准线l上的射影(如图).由圆锥曲线的统一定义得AB=AF+BF=e(AA1+BB1)=2eMM1.
∵0∴以AB为直径的圆与左准线相离.(2011·高考安徽卷改编)双曲线2x2-y2=8的实轴长是________.
解析:∵2x2-y2=8,∴-=1,
∴a=2,∴2a=4.
答案:4
(2010·高考北京卷)已知双曲线-=1的离心率为2,焦点与椭圆+=1的焦点相同,那么双曲线的焦点坐标为________;渐近线方程为________.
解析:双曲线焦点即为椭圆焦点,不难算出为(±4,0),又双曲线离心率为2,即=2,c=4,故a=2,b=2,渐近线为y=±x=±x.
答案:(±4,0) x±y=0
双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程是________.
解析:由题意得2a+2b=2c,即a+b=c,又因为a=2,c2=a2+b2=4+b2,所以b=c-2,所以c2=4+(c-2)2,即c2-4c+8=0,所以c=2,b=2,所求的双曲线的标准方程是-=1.
答案:-=1
(2011·高考湖南卷改编)设双曲线-=1(a>0)的渐近线方程为3x±2y=0,则a的值为________.
解析:渐近线方程可化为y=±x.∵双曲线的焦点在x轴上,∴=(±)2,解得a=±2,由题意知a>0,∴a=2.
答案:2
(2010·高考辽宁卷改编)设双曲线的一个焦点为F,虚轴的一个端点为B,如果直线FB与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为________.
解析:设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),F(c,0),B(0,b),直线FB:bx+cy-bc=0与渐近线y=x垂直,所以·=-1,即b2=ac,所以c2-a2=ac,即e2-e-1=0,解得e=或e=(舍去).
答案:
[A级 基础达标]
已知双曲线C经过点(1,1),它的一条渐近线方程为y=x,则双曲线C的标准方程是________.
解析:设双曲线的方程为y2-3x2=λ(λ≠0),将点(1,1)代入可得λ=-2,故双曲线C的标准方程是-=1.
答案:-=1
(2011·高考北京卷)已知双曲线x2-=1(b>0)的一条渐近线的方程为y=2x,则b=________.
解析:∵双曲线的焦点在x轴上,∴=2,∴=4.
∵a2=1,∴b2=4.又∵b>0,∴b=2.
答案:2
在平面直角坐标系xOy中,双曲线中心在原点,焦点在y轴上,一条渐近线方程为x-2y=0,则它的离心率为________.
解析:由双曲线焦点在y轴上,一条渐近线方程为x-2y=0,可知=,则e==== =.
答案:
已知双曲线-=1的右顶点为A,右焦点为F.过点F作平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B,则△AFB的面积为________.
解析:由题意求出双曲线中a=3,b=4,c=5,则双曲线渐近线方程为y=±x,不妨设直线BF斜率为,可求出直线BF的方程为4x-3y-20=0①,将①式代入双曲线方程解得yB=-,则S△AFB=AF·|yB|=(c-a)·=.
答案:
(2011·高考山东卷改编)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线均和圆C:x2+y2-6x+5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C的圆心,则该双曲线的方程为________.
解析:双曲线的渐近线方程为bx+ay=0和bx-ay=0,圆心为(3,0),半径r=2.由圆心到直线的距离为r=,所以4a2=5b2,又双曲线的右焦点为圆C的圆心,所以c=3,即9=a2+b2,a2=5,b2=4.故所求双曲线方程为-=1.
答案:-=1
已知F1、F2是双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,过F1且垂直于x轴的直线与双曲线的左支交于A,B两点,若△ABF2是正三角形,试求该双曲线的离心率.
解:由△ABF2是正三角形,则在Rt△AF1F2中,有∠AF2F1=30°,∴AF1=AF2,又AF2-AF1=2a,
∴AF2=4a,AF1=2a,又F1F2=2c,
又在Rt△AF1F2中有AF+F1F=AF,即4a2+4c2=16a2,∴e=.
设双曲线-=1(a>1,b>0)的焦距为2c,直线l过(a,0)、(0,b)两点,且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l的距离之和s≥c,求双曲线的离心率e的取值范围.
解:直线l过(a,0)、(0,b)两点,得到直线方程为bx+ay-ab=0.
由点到直线的距离公式,且a>1,得点(1,0)到直线l的距离为d1=,
同理得到点(-1,0)到直线l的距离为d2=,由s≥c得到≥c①.将b2=c2-a2代入①式的平方,整理得4c4-25a2c2+25a4≤0,
两边同除以a4后令=x,得到4x2-25x+25≤0,
解得≤x≤5,
又e==,故≤e≤ .
[B级 能力提升]
(2011·高考课标全国卷改编)设直线l过双曲线C的一个焦点,且与C的一条对称轴垂直,l与C交于A,B两点,AB为C的实轴长的2倍,则C的离心率为________.
解析:设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),由于直线l过双曲线的焦点且与对称轴垂直,因此直线l的方程为l:x=c或x=-c,代入-=1得y2=b2=,∴y=±,故AB=,
依题意=4a,∴=2,
∴=e2-1=2,∴e=.
答案:
(2011·高考浙江卷改编)已知椭圆C1:+=1(a>b>0)与双曲线C2:x2-=1有公共的焦点,C2的一条渐近线与以C1的长轴为直径的圆相交于A,B两点,若C1恰好将线段AB三等分,则b2=________.
解析:C2的一条渐近线为y=2x,设渐近线与椭圆C1:+=1(a>b>0)的交点分别为C(x1,2x1),D(x2,2x2),则OC2=x+4x=,即x=,又由C(x1,2x1)在C1:+=1上,所以有+=1,①
又由椭圆C1:+=1(a>b>0)与双曲线C2:x2-=1有公共的焦点可得a2-b2=5,②
由①②可得b2=.
答案:
已知双曲线的中心在原点,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率为,且过点M(4,-).
(1)求双曲线方程;
(2)若点N(3,m)在双曲线上,求证:·=0;
(3)求△F1NF2的面积.
解:(1)∵e=,故可设等轴双曲线的方程为x2-y2=λ(λ≠0),
∵过点M(4,-),∴16-10=λ,∴λ=6.
∴双曲线方程为-=1.
(2)证明:由(1)可知:在双曲线中,a=b=,∴c=2.
∴F1(-2,0),F2(2,0).
∴=(-2-3,-m),=(2-3,-m).
∴·=[(-2-3)·(2-3)]+m2
=-3+m2.
∵N点在双曲线上,∴9-m2=6,∴m2=3.
∴·=0.
(3)∵△F1NF2的底F1F2=4,高h=|m|=,∴△F1NF2的面积S=6.
(创新题)热电厂的冷却塔的外形是双曲线型,是双曲线的一部分绕其虚轴所在直线旋转所成的曲面,它的最小直径是24 m,上口直径是26 m,下口直径是50 m,高是55 m,建立如图所示的直角坐标系,求此双曲线的方程(精确到1 m).
解:设所求双曲线的方程是-=1(a>0,b>0),那么AA′=2a=24,a=12,点B,C的横坐标分别是-25,-13,
设点B,C的坐标分别是(-25,y1),(-13,y2),(y1<0,y2>0),
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(625,144)-\f(y,b2)=1,\f(169,144)-\f(y,b2)=1)),解得:y1=-b,y2=b,
又因为塔高为55 m,所以y2-y1=55,即b+b=55,b≈25,故所求的双曲线的方程是-=1.本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
(时间:120分钟;满分:160分)
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分.把答案填在题中横线上)
椭圆+=1的焦距为6,则k的值为________.
解析:由已知2c=6,∴c=3,而c2=9,∴20-k=9或k-20=9,∴k=11或k=29.
答案:11或29
双曲线mx2+y2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m=________.
解析:由题意知,m<0,双曲线mx2+y2=1化为标准形式y2-=1,故a2=1,b2=-,所以a=1,b=,则由2=2×2,解得m=-.
答案:-
在给定椭圆中,过焦点且垂直于长轴的弦长为,焦点到相应准线的距离为1,则该椭圆的离心率为________.
解析:不妨设椭圆方程为+=1(a>b>0),则有,即
①÷②得e=.
答案:
与x2-4y2=1有相同的渐近线,且过M(4,)的双曲线方程为________.
解析:设方程为x2-4y2=λ(λ≠0),将M(4,)代入方程得λ=4,所以方程为-y2=1.
答案:-y2=1
已知双曲线3x2-y2=9,则双曲线右支上的点P到右焦点的距离与点P到右准线的距离之比等于________.
解析:即求离心率,双曲线化为标准方程-=1,
可知a=,c===2,e===2.
答案:2
若抛物线y2=2px的焦点与椭圆+=1的右焦点重合,则p的值为________.
解析:椭圆+=1的右焦点为(2,0),而抛物线y2=2px的焦点为(,0),则=2,故p=4.
答案:4
设O为坐标原点,F为抛物线y2=4x的焦点,A是抛物线上一点,若·=-4,则点A的坐标是________.
解析:由题意得F(1,0),设A(eq \f(y,4),y0),则=(eq \f(y,4),y0),=(1-eq \f(y,4),-y0),由·=-4,解得y0=±2,此时点A的横坐标为eq \f(y,4)=1,故点A的坐标为(1,±2).
答案:(1,±2)
设P是椭圆+=1上的任意一点,又点Q的坐标为(0,-4),则PQ的最大值为________.
解析:设P的坐标(x,y),则PQ2=x2+(y+4)2=25(1-)+(y+4)2=-(y-)2+(-4≤y≤4),
当y=4时,PQ2最大,
此时PQ最大,且PQ的最大值为
=8.
答案:8
以双曲线-=1的右焦点为圆心,且与其渐近线相切的圆的方程是________.
解析:由题意知圆心坐标应为(5,0).又因为点(5,0)到渐近线y=±x的距离为4,所以圆的方程为x2+y2-10x+9=0.
答案:x2+y2-10x+9=0
椭圆对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点构成一个正三角形,焦点到椭圆上的点的最短距离为,则这个椭圆方程为________.
解析:由题意知,解得,
椭圆方程为+=1或+=1.
答案:+=1或+=1
已知两点M(-2,0),N(2,0),点P为坐标平面内的动点,满足||·||+·=0,则动点P(x,y)的轨迹方程为________.
解析:设P(x,y),M(-2,0),N(2,0),则=(4,0),||=4,=(x+2,y),=(x-2,y);
由||·||+·=0,得4+4(x-2)=0,
化简整理得y2=-8x.
答案:y2=-8x
设过点P(x,y)的直线分别与x轴的正半轴和y轴的正半轴交于A,B两点,点Q与点P关于y轴对称,O为坐标原点,若=2且·=1,则点P的轨迹方程是________.
解析:设P(x,y),则Q(-x,y),又设A(a,0),B(0,b),则a>0,b>0.
于是=(x,y-b),=(a-x,-y),由=2可得a=x,b=3y,所以x>0,y>0.
又=(-a,b)=(-x,3y),
由·=1可得x2+3y2=1(x>0,y>0).
答案:x2+3y2=1(x>0,y>0)
椭圆+=1与曲线+=1(0①有相等的焦距,相同的焦点;
②有相等的焦距,不同的焦点;
③有不等的焦距,相同的焦点;
④有不等的焦距,不同的焦点.
解析:椭圆+=1的焦点在y轴上,曲线+=1(0答案:②
已知F1,F2为双曲线-=1(a>0,b>0且a≠b)的两个焦点,P为双曲线右支上异于顶点的任意一点,O为坐标原点.下面四个命题:
①△PF1F2的内切圆的圆心必在直线x=a上;
②△PF1F2的内切圆的圆心必在直线x=b上;
③△PF1F2的内切圆的圆心必在直线OP上;
④△PF1F2的内切圆必通过点(a,0).
其中真命题有________(写出所有真命题的代号).
解析:设△PF1F2的内切圆分别与PF1,PF2切于点A、B,与F1F2切于点M,则PA=PB,F1A=F1M,F2B=F2M,又点P在双曲线右支上,所以PF1-PF2=2a,故F1M-F2M=2a,而F1M+F2M=2c,设M点坐标为(x,0),则由F1M-F2M=2a可得(x+c)-(c-x)=2a解得x=a,显然内切圆的圆心与点M的连线垂直于x轴,故①④正确.
答案:①④
二、解答题(本大题共6小题,共90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
(本小题满分14分)如图,一个抛物线形拱桥,当水面离拱顶4 m时,水面宽8 m.
(1)试建立坐标系,求抛物线的标准方程;
(2)若水面上升1 m,求水面宽度.
解:(1)如图建立坐标系,
设抛物线的标准方程为x2=-2py(p>0).
由已知条件可知,点B的坐标是(4,-4),代入方程,得42=-2p×(-4),即p=2.
所以,所求抛物线标准方程是x2=-4y.
(2)若水面上升1 m,则y=-3,代入x2=-4y,
得x2=-4×(-3)=12,x=±2,所以这时水面宽为4 m.
(本小题满分14分)已知双曲线过点(3,-2),且与椭圆4x2+9y2=36有相同的焦点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求以双曲线的右准线为准线的抛物线的标准方程.
解:(1)把椭圆方程化为标准形式为+=1,焦点坐标为F1(-,0),F2(,0).
故设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),则,解得,
故所求双曲线的标准方程为-=1.
(2)由(1)知双曲线的右准线方程为x=,即为抛物线的准线方程.故设抛物线的标准方程为y2=-2px(p>0),则有=,故p=.
所以抛物线的标准方程为y2=-x.
(本小题满分14分)已知双曲线-=1与点M(5,3),F为右焦点,试在双曲线上求一点P,使PM+PF最小,并求出这个最小值.
解:双曲线的右焦点F(6,0),离心率e=2,右准线为l:x=.作MN⊥l于N,交双曲线右支于P,连结FP,则PF=ePN=2PN PN=PF.此时PM+PF=PM+PN=MN=5-=为最小值.
在-=1中,令y=3,x2=12 x=±2;
又∵x>0,∴取x=2.
即当所求P点的坐标为(2,3)时,PM+PF取最小值.
(本小题满分16分)已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,点N(-,1)在椭圆上,线段NF2与y轴的交点M满足+=0;
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P为椭圆C上一点,且∠F1PF2=,求△F1PF2的面积.
解:(1)由已知,点N(-,1)在椭圆上,
∴有+=1,①
又∵+=0,M在y轴上,∴M为NF2的中点,
∴-+c=0,c=.∴有a2-b2=2,②
由①②,解得b2=2(b2=-1舍去),∴a2=4,故所求椭圆C的方程为+=1.
(2)设PF1=m,PF2=P,则S△F1PF2=mnsin= mn.
由椭圆的定义知PF1+PF2=2a,即m+n=4.①
又由余弦定理得PF+PF-2PF1·PF2cos=F1F,即m2+n2-mn=(2)2.②
由①2-②,得mn=,∴S△F1PF2=.
(本小题满分16分)已知点A(0,-2),B(0,4),动点P(x,y)满足·=y2-8.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)若(1)中所求轨迹方程与直线y=x+2交于C,D两点,求证OC⊥OD(其中O为原点).
解:(1)由题意得·=(-x,-2-y)·(-x,4-y)=y2-8,化简得x2=2y.故动点P的轨迹方程为x2=2y.
(2)证明:设C,D两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).将y=x+2代入x2=2y得x2=2(x+2),即x2-2x-4=0,则Δ=4+16=20>0,x1+x2=2,x1x2=-4.因为y1=x1+2,y2=x2+2,所以y1y2=(x1+2)(x2+2)=x1x2+2(x1+x2)+4=4.所以kOC·kOD=·==-1.所以OC⊥OD.
(本小题满分16分)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上横坐标为4,且位于x轴上方的点,A到抛物线准线的距离等于5.过A作AB垂直于y轴,垂足为B,OB的中点为M.
(1)求抛物线方程;
(2)过M作MN⊥FA,垂足为N,求点N的坐标;
(3)以M为圆心,MB为半径作圆M,当K(m,0)是x轴上一动点时,讨论直线AK与圆M的位置关系.
解:(1)抛物线y2=2px的准线为x=-,
于是4+=5,∴p=2.
∴抛物线方程为y2=4x.
(2)∵点A的坐标是(4,4),由题意得B(0,4),M(0,2),
又∵F(1,0),∴kFA=;MN⊥FA,∴kMN=-,
则FA的方程为y=(x-1),MN的方程为y-2=-x.
解方程组,得,
∴点N的坐标为(,).
(3)由题意得,圆M的圆心是点(0,2),半径为2.
当m=4时,直线AK的方程为x=4,此时,直线AK与圆M相离,
当m≠4时,直线AK的方程为y=(x-m),即为4x-(4-m)y-4m=0,
圆心M(0,2)到直线AK的距离d=,令d>2,解得m>1.
∴当m>1时,直线AK与圆M相离;
当m=1时,直线AK与圆M相切;
当m<1时,直线AK与圆M相交.
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网椭圆x2+my2=1的焦点在y轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m的值为________.
解析:把椭圆的方程化为标准形式+=1,故a2=,b2=1,所以a=,b=1,2=4,解得,m=,符合题意.
答案:
已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为,则椭圆的方程是________.
解析:由题意,知2a=12,=,故a=6,c=2,
∴b2=a2-c2=32,故所求椭圆的方程为+=1.
答案:+=1
若椭圆短轴上的两顶点与一焦点的连线互相垂直,则离心率等于________.
解析:由题意,知b=c,即a2-c2=c2,a2=2c2,e2=,
故e=.
答案:
已知椭圆的短半轴长为1,离心率e满足0解析:由e2===,得0<≤,解得1答案:4
[A级 基础达标]
若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是________.
解析:由题意知2b=a+c,又b2=a2-c2,
∴4(a2-c2)=a2+c2+2ac.
∴3a2-2ac-5c2=0,∴5c2+2ac-3a2=0.
∴5e2+2e-3=0,∴e=或e=-1(舍去).
答案:
若椭圆+=1的离心率为,则m的值为________.
解析:由已知得1-=或1-=,∴m=或18.
答案:或18
已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率等于________.
解析:由题意得a=2b.于是e= = = =.
答案:
已知F1、F2是椭圆的两个焦点,满足·=0的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是________.
解析:结合图形,转化为c答案:
设P为椭圆+=1(a>b>0)上一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,如果∠PF1F2=75°,∠PF2F1=15°,则椭圆的离心率是________.
解析:在Rt△PF1F2中,由正弦定理,
得===2c,
∴=2c.
由椭圆的定义,知PF1+PF2=2a.
代入上式,有e===.
答案:
已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,焦点在x轴上,短轴的一个顶点B与两个焦点F1,F2组成的三角形的周长为4+2,且∠F1BF2=,求椭圆的标准方程.
解:设长轴长为2a,焦距为2c,则在△F2OB中,由∠F2BO=得:c=a,所以△F2BF1的周长为2a+2c=2a+a=4+2,∴a=2,c=,∴b2=1;故所求椭圆的标准方程为+y2=1.
已知椭圆中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率e=,点P到这个椭圆上的点的最远距离为,求此椭圆方程,并求椭圆上到点P的距离等于的点的坐标.
解:设所求的椭圆的方程为+=1(a>b>0),由e=,得=,即=,则b2=a2.故x2=a2-4y2.设Q(x,y)为椭圆上的任意一点,则PQ2=(x-0)2-=-3y2-3y+a2+=-3+a2+3.分类讨论:①若0PQ=-3b2+3b+a2+=7,
又b2=a2,则消去a得4b2+12b-19=0,此时无解;
②若b≥,则当y=-时,PQ=a2+3=7,得a2=4.故所求椭圆的方程为+y2=1.当y=-时,由此得,x=±.故椭圆上到点P的距离等于的点的坐标为.
[B级 能力提升]
过椭圆+=1的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为________.
解析:椭圆+=1的右焦点F2(1,0),故直线AB的方程y=2(x-1),由,消去y,整理得3x2-5x=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),x1则x1,x2是方程3x2-5x=0的两个实根,解得x1=0,x2=,故A(0,-2),B,
故S△OAB=S△OFA+S△OFB=××1=.
答案:
2011年7月27日5时44分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第九颗北斗导航卫星送入太空预定轨道,若该卫星运行的轨道是以地球中心为一个焦点的椭圆,近地点m km,远地点n km,地球的半径为R km,则该卫星运行轨道的短轴长等于________.
解析:画出草图,结合草图,知a-c-R=m,a+c-R=n,
则a-c=m+R,a+c=n+R,
故2b=2=2
=2.
答案:2
已知F1,F2为椭圆的焦点,P为椭圆上的任意一点,∠F1PF2=45°.
(1)求椭圆的离心率的取值范围;
(2)求证:△F1PF2的面积与椭圆的短轴长有关.
解:(1)不妨设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),则cos45°=eq \f(PF+PF-F1F,2PF1·PF2)=,得PF1·PF2=4a2-2PF1·PF2-4c2,故(2+)PF1·PF2=4a2-4c2=4b2,即PF1·PF2=.
又PF1·PF2≤=a2,∴≤a2,
解得:e2≥,即e≥,又e<1,
故椭圆的离心率的取值范围是.
(2)证明:由(1)知PF1·PF2=,
故S△F1PF2=PF1·PF2sin45°=··=(-1)b2.
即△F1PF2的面积与椭圆的短轴长有关.
(创新题)如图,在平面直角坐标系xOy中,M,N分别是椭圆+=1的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P,A两点,其中点P在第一象限.过P作x轴的垂线,垂足为C.连结AC并延长,交椭圆于点B.设直线PA的斜率为k.
(1)若直线PA平分线段MN,求k的值;
(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;
(3)对任意的k>0,求证:PA⊥PB.
解:(1)由题设知,a=2,b=,故M(-2,0),N(0,-),所以线段MN中点的坐标为.由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点,又直线PA过坐标原点,所以k==.
(2)直线PA的方程为y=2x,代入椭圆方程得+=1,解得x=±,因此P,A.于是C,直线AC的斜率为=1,故直线AB的方程为x-y-=0.因此,d==.
(3)证明:法一:将直线PA的方程y=kx代入+=1,解得x=± .记μ=,则P(μ,μk),A(-μ,-μk).于是C(μ,0).故直线AB的斜率为=,其方程为y=(x-μ),代入椭圆方程得(2+k2)x2-2μk2x-μ2(3k2+2)=0,解得x=或x=-μ.因此B.
于是直线PB的斜率k1=
==-.
因此k1k=-1,所以PA⊥PB.
法二:设P(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,x2>0,x1≠x2,A(-x1,-y1),C(x1,0).
设直线PB,AB的斜率分别为k1,k2.
因为C在直线AB上,所以k2===.
从而k1k+1=2k1k2+1=2··+1
=eq \f(2y-2y,x-x)+1=eq \f((x+2y)-(x+2y),x-x)=eq \f(4-4,x-x)=0.
因此k1k=-1,所以PA⊥PB.过点且2c=8的椭圆的标准方程为________.
解析:由于焦点的位置不确定,故分类求解.
答案:+=1和+=1
椭圆的两个焦点是F1(-1,0),F2(1,0),P为椭圆上一点,且F1F2是PF1与PF2的等差中项,则该椭圆方程是________.
解析:椭圆的两个焦点是F1(-1,0),F2(1,0),
∵P为椭圆上一点,F1F2是PF1与PF2的等差中项,
∴2a=PF1+PF2=2F1F2=4,a=2,c=1.
∴b2=a2-c2=3,故所求椭圆的方程为+=1.
答案:+=1
设M(-5,0),N(5,0),△MNP的周长是36,则△MNP的顶点P的轨迹方程为________.
解析:由于点P满足PM+PN=36-10=26>10,知点P的轨迹是以M、N为焦点,且2a=26的椭圆(由于P与M、N不共线,故y≠0),再利用待定系数法求解.
答案:+=1(y≠0)
如果方程x2+ky2=2表示焦点在x轴上的椭圆,那么实数k的取值范围是________.
解析:方程x2+ky2=2化为方程+=1,所以0<<2,即k>1.
答案:k>1
[A级 基础达标]
椭圆的焦点为F1(0,-5),F2(0,5),点P(3,4)是椭圆上的一个点,则椭圆的方程为________.
解析:∵焦点为F1(0,-5),F2(0,5),可设椭圆方程为+=1;
点P(3,4)在椭圆上,∴+=1,a2=40,
∴椭圆方程为+=1.
答案:+=1
若椭圆+=1上任意一点P到一个焦点的距离为5,则点P到另一个焦点的距离为________.
解析:由椭圆定义PF1+PF2=2a=10,∴PF2=10-PF1=5.
答案:5
与椭圆9x2+4y2=36有相同焦点,且2b=4的椭圆方程是________.
解析:椭圆9x2+4y2=36化为标准方程+=1,则焦点在y轴上,且c2=9-4=5,
又因为2b=4,则b2=20,a2=b2+c2=25,
故所求椭圆的标准方程为+=1.
答案:+=1
椭圆5x2-ky2=5的一个焦点是(0,2),那么k等于____.
解析:椭圆5x2-ky2=5化为标准方程+=1,则c2=-1=4,解得k=-1,满足>1,故k=-1.
答案:-1
方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数m的取值范围是________.
解析:由题意得,即.
故所求实数m的取值范围是(-∞,0)∪.
答案:(-∞,0)∪
根据椭圆的方程写出椭圆的焦点坐标:
(1)+=1;(2)2x2+y2=1;
(3)+=1(a∈R).
解:(1)由方程知,焦点在x轴上,且a2=25,b2=9,∴c2=a2-b2=16,∴c=4,故所求椭圆的焦点坐标为(-4,0),(4,0).
(2)把方程化为标准方程为y2+=1,故焦点在y轴上,且a2=1,b2=,∴c2=a2-b2=,
∴c=,故所求椭圆的焦点坐标为,.
(3)a2+5>a2+1,故焦点在x轴上,且c2=(a2+5)-(a2+1)=4,∴c=2,故所求椭圆的焦点坐标为(2,0),(-2,0).
已知△ABC的三边a、b、c(a>b>c)成等差数列,A、C两点的坐标分别为(-1,0)、(1,0).求顶点B的轨迹方程.
解:设点B的坐标为(x,y),∵a、b、c成等差数列,
∴a+c=2b,即BC+BA=2AC=4.由椭圆的定义知,点B的轨迹方程为+=1;
又∵a>b>c,∴a>c,∴BC>BA,∴(x-1)2+y2>(x+1)2+y2,x<0;
又当x=-2时,点B、A、C在同一条直线上,不能构成△ABC,∴x≠-2.
∴顶点B的轨迹方程为+=1(-2[B级 能力提升]
已知椭圆mx2+3y2-6m=0的一个焦点为(0,2),则m的值是________.
解析:方程变形为+=1,∵焦点在y轴上,
∴a2=2m,b2=6,又c=2且a2-b2=c2,
∴2m-6=22,∴m=5.
答案:5
已知椭圆的方程为+y2=1(m>0,m≠1),则该椭圆的焦点坐标为________.
解析:当0∴c2=a2-b2=1-m,
∴c=,故所求方程的焦点坐标为(0,),(0,-);
当m>1时,此时焦点在x轴上,a2=m,b2=1,∴c2=a2-b2=m-1,∴c=,故所求方程的焦点坐标为(,0),(-,0).
答案:(0,),(0,-)或(,0),
(-,0)
(2012·淮安高二检测)若B(-8,0),C(8,0)为△ABC的两个顶点,AC、AB两边上的中线和是30,求△ABC重心G的轨迹方程.
解:
如图,设CD、BE分别是AB、AC边上的中线,则CD+BE=30,又G是△ABC的重心,
∴BG=BE,CG=CD,
∴BG+CG=(BE+CD)=×30=20.
又B(-8,0),C(8,0),∴BC=16<20=BG+CG,
∴G点的轨迹是以B、C为焦点的椭圆,
∴2a=20,2c=16,即a=10,c=8,
∴b2=a2-c2=102-82=36,
∴G点的轨迹方程是+=1.
(创新题)如图,在直角坐标系xOy中,设椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右两个焦点分别为F1、F2.过右焦点F2且与x轴垂直的直线l与椭圆C相交,其中一个交点为M(,1).求椭圆C的方程.
解:∵l⊥x轴,M(,1),∴F2的坐标为(,0),由题意知椭圆的焦点在x轴上,标准方程为:+=1(a>b>0)可知,
∴解得,
∴所求椭圆C的方程为+=1已知抛物线的准线方程是x=-7,则抛物线的标准方程是________.
解析:由题意,设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),准线方程是x=-,则-=-7,解得p=14,故所求抛物线的标准方程为y2=28x.
答案:y2=28x
抛物线y=x2(a≠0)的焦点坐标是________.
解析:y=x2(a≠0)化为标准方程x2=ay,故焦点坐标为.
答案:
已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆x2+y2-6x-7=0相切,则p的值为________.
解析:抛物线的准线为x=-,
将圆的方程化简得到(x-3)2+y2=16,准线与圆相切,则-=-1 p=2.
答案:2
(2010·高考上海卷)动点P到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则点P的轨迹方程为________.
解析:由题意知,点P的轨迹是以点F(2,0)为焦点,以直线x+2=0为准线的抛物线,所以p=4,得出抛物线方程为y2=8x,即为所求.
答案:y2=8x
[A级 基础达标]
以双曲线-=1的右顶点为焦点的抛物线的标准方程为________.
解析:∵双曲线的方程为-=1,∴右顶点为(4,0).设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),则=4,即p=8,∴抛物线的标准方程为y2=16x.故填y2=16x.
答案:y2=16x
抛物线x2=4ay(a≠0)的准线方程为________.
解析:抛物线x2=4ay(a≠0)的焦点坐标及准线方程与a的符号无关,只与焦点所在的坐标轴有关.∵抛物线的焦点在y轴上,∴准线方程为y=-,即y=-a.
答案:y=-a
抛物线y=12x2的焦点到准线的距离为________.
解析:将方程化为标准形式是x2=y,因为2p=,所以p=,故焦点到准线的距离为.
答案:
已知F是抛物线y2=x的焦点,A,B是该抛物线上的两点,AF+BF=3,则线段AB的中点到y轴的距离为________.
解析:如图,由抛物线的定义知,AM+BN=AF+BF=3.CD=,所以中点C的横坐标为-=,即线段AB的中点到y轴的距离为.
答案:
动圆M经过点A(3,0)且与直线l:x=-3相切,则动圆圆心M的轨迹方程为________.
解析:设动圆圆心M到直线l的距离为d,则MA=d.由抛物线的定义,M的轨迹为抛物线,以A(3,0)为焦点、直线l为准线,方程为y2=12x.
答案:y2=12x
(1)抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为坐标轴,又知抛物线经过点P(4,2),求抛物线的方程;
(2)已知抛物线C:x2=2py(p>0)上一点A(m,4)到其焦点的距离为,求p与m的值.
解:(1)∵抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为坐标轴,
∴抛物线的方程为标准方程.
又∵点P(4,2)在第一象限,
∴抛物线的方程设为y2=2px,x2=2py(p>0).
当抛物线为y2=2px时,则有22=2p×4,故2p=1,y2=x;
当抛物线为x2=2py时,则有42=2p×2,故2p=8,x2=8y.
综上,所求的抛物线的方程为y2=x或x2=8y.
(2)由抛物线方程得其准线方程y=-,根据抛物线定义,点A(m,4)到焦点的距离等于它到准线的距离,即4+=,解得p=;∴抛物线方程为:x2=y,将A(m,4)代入抛物线方程,解得m=±2.
抛物线的顶点是椭圆16x2+25y2=400的中心,而焦点是椭圆的右焦点,求此抛物线的方程.
解:椭圆方程可化为+=1,c2=25-16=9,c=3,故中心(0,0),右焦点为(3,0).设抛物线的方程为y2=2px(p>0),则=3,故p=6,所以抛物线方程为y2=12x.
[B级 能力提升]
(2010·高考浙江卷)设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则B到该抛物线准线的距离为________.
解析:利用抛物线的定义结合题设条件可得出p的值为,B点坐标为,所以点B到抛物线准线的距离为.
答案:
若双曲线-=1的左焦点在抛物线y2=2px的准线上,则p的值为________.
解析:把双曲线-=1化为标准形式-=1,故c2=3+,c==,左焦点,由题意知,抛物线的准线方程为x=-,又抛物线y2=2px的准线方程为x=-,所以-=-,解得,p=4或p=-4(舍去).故p=4.
答案:4
抛物线顶点在原点,它的准线过双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点,并与双曲线实轴垂直,已知抛物线与双曲线的一个交点为,求抛物线与双曲线的方程.
解:由题设知,抛物线以双曲线的右焦点为焦点,准线过双曲线的左焦点,∴p=2c.设抛物线方程为y2=4c·x,∵抛物线过点,∴6=4c·.∴c=1,故抛物线方程为y2=4x.
又双曲线-=1过点,
∴-=1.又a2+b2=c2=1,∴ -=1.
∴a2=或a2=9(舍去).
∴b2=,故双曲线方程为:4x2-=1.
(创新题)已知抛物线x2=4y,点P是抛物线上的动点,点A的坐标为(12,6),求点P到点A的距离与到x轴的距离之和的最小值.
解:将x=12代入x2=4y,得y=36>6,所以点A在抛物线外部.抛物线焦点为F(0,1),准线l:y=-1.如图所示,过P点作PB⊥l于点B,交x轴于点C,则PA+PC=PA+PB-1=PA+PF-1.
由图可知,当A、P、F三点共线时,PA+PF的值最小,所以PA+PF的最小值为FA=13,故PA+PC的最小值为12.方程4x2-y2=0表示的曲线是________.
解析:原方程可化为(2x+y)(2x-y)=0,
即2x+y=0或2x-y=0.
所以表示的曲线是两条直线.
答案:两条直线
下列各组方程表示相同曲线的是________(填序号).
①y=x与y=;
②y=()2与y=|x|;
③(x-1)2+(y+2)2=0与(x-1)(y+2)=0;
④y=与xy=1.
解析:①y取值不同;②中x的取值不同;③中前者x=1且y=-2,后者x=1或y=-2.
答案:④
已知曲线C:xy+3x+ky+2=0,则当k=________时,曲线C经过点(2,-1).
解析:由题意,得2×(-1)+3×2+k×(-1)+2=0,
∴k=6.
答案:6
若两条直线2x-y+k=0与x-y-1=0的交点在曲线x2+y2=1上,则k=________.
解析:由得
∵交点在x2+y2=1上,∴(-1-k)2+(-2-k)2=1.
解得k=-1或-2.
答案:-1或-2
直线l:y=k(x-1)与椭圆+=1的交点个数为________.
解析:∵直线l恒过点(1,0),而点(1,0)在椭圆的内部.
∴直线与椭圆恒有两个交点.
答案:2
[A级 基础达标]
“点M在曲线y2=8x上”是“点M的坐标满足方程y=-2”的 ________条件.
解析:由y2=8x得y=±2.
答案:必要不充分
方程(x2-4)2+(y2-4)2=0表示的图形是________.
解析:由得或
或或故方程(x2-4)2+(y2-4)2=0表示的图形是四个点(±2,±2).
答案:四个点(±2,±2)
曲线x2-xy-y2-3x+4y-4=0与x轴的交点坐标是________.
解析:在方程x2-xy-y2-3x+4y-4=0中令y=0,得x2-3x-4=0,解得x=4或x=-1.
答案:(4,0)和(-1,0)
已知0≤α<2π,点P(cosα,sinα)在曲线(x-2)2+y2=3上,则α的值是________.
解析:将P点坐标代入方程求解,
(cosα-2)2+sin2α=3,∴cosα=.
∵0≤α<2π,∴α=或.
答案:或
设a为非零实数,则曲线y=ax2+(3a-1)x-(10a+3)恒过定点________.
解析:原方程可转化为y=a(x2+3x-10)+(-x-3),
即a(x2+3x-10)-(x+y+3)=0,
∴由得或,故可得该曲线恒过(2,-5),(-5,2).
答案:(2,-5),(-5,2)
(1)判断点A(-4,3)、B(-3,-4)、C(,2)是否在方程x2+y2=25(x≤0)所表示的曲线上;
(2)方程x2(x2-1)=y2(y2-1)所表示的曲线是C,若点M(m,)与点N在曲线C上,求m、n的值.
解:(1)把点A(-4,3)的坐标代入方程x2+y2=25,满足方程,且A点的横坐标满足x≤0,则点A在方程x2+y2=25(x≤0)所表示的曲线上.
把点B(-3,-4)的坐标代入x2+y2=25,
∵(-3)2+(-4)2=34≠25,
∴点B不在方程所表示的曲线上.
∵C点的横坐标不满足小于或等于0的条件,
∴点C不在曲线x2+y2=25(x≤0)上.
(2)∵M(m,)、N(,n)在曲线C上,
∴它们的坐标都是方程的解.
∴m2(m2-1)=2×1,×=n2(n2-1).
∴m=±,n=±或n=±.
求曲线y=|x-2|-2与x轴所围成的三角形的面积.
解:(1)当x-2≥0时,原方程可化为y=x-4.
(2)当x-2<0时,原方程可化为y=-x,故原方程表示两条共顶点的射线,易得顶点为B(2,-2),与x轴交于点O(0,0),A(4,0),它与x轴围成的三角形的面积为S△AOB=|OA|·|yB|=4.
[B级 能力提升]
下列四条曲线:
①x2+y2=;②+=1;③x2+=1;④+y2=1.
其中与直线x+y-=0有且仅有一个交点的曲线是________(填序号).
解析:对于①,∵d===r,∴直线与圆相切,即有且仅有一个交点,故①符合.对于②,由消去y得13x2-18x+9=0,
∵Δ=(-18)2-4×9×13>0,∴方程有两个不相等的实根,即直线与椭圆+=1有两个不同的交点,故②不符合.对于③,由消去y得5x2-2x+1=0,∵Δ=20-4×5=0,∴方程有两个相等的实根,即直线与椭圆x2+=1有且仅有一个交点,故③符合.由对称性知,④也符合.
答案:①③④
已知(4,2)是直线l被椭圆+=1所截得线段的中点,则l的方程是________.
解析:设直线与椭圆的交点坐标为P1(x1,y1),P2(x2,y2),则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x,36)+\f(y,9)=1,①,\f(x,36)+\f(y,9)=1.②))由①-②得(x1+x2)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0.又∵x1+x2=4×2=8,y1+y2=2×2=4,∴=-,即kP1P2=-.由点斜式得l的方程为y-2=-(x-4),即x+2y-8=0.
答案:x+2y-8=0
已知点P(x0,y0)在曲线f(x,y)=0上,P也在曲线g(x,y)=0上,求证:P在曲线f(x,y)+λg(x,y)=0上(λ∈R).
证明:∵P(x0,y0)在曲线f(x,y)=0上,
∴f(x0,y0)=0.
又∵P(x0,y0)也在曲线g(x,y)=0上,
∴g(x0,y0)=0.
∴对λ∈R,有f(x0,y0)+λg(x0,y0)=0+λ·0=0,
即P(x0,y0)适合方程f(x,y)+λ·g(x,y)=0.
∴点P在曲线f(x,y)+λg(x,y)=0(λ∈R)上.
(创新题)对于椭圆x2+=1,是否存在直线l,使l与椭圆交于不同的两点M、N,且线段MN恰好被直线x+=0平分?若存在,求出l的倾斜角的范围;若不存在,请说明理由.
解:设l的方程为y=kx+m,由
得(k2+9)x2+2kmx+m2-9=0,
∴Δ=4k2m2-4(k2+9)(m2-9)>0,
即m2-k2-9<0.
又=-=-,
∴m=.∴-(k2+9)<0.
解得k2>3,即k>或k<-,
∴倾斜角满足<α<或<α<,
即满足条件的直线l存在,其倾斜角的范围是(,)∪(,).已知双曲线的焦点在x轴上,且a+c=9,b=3,则它的标准方程是________.
解析:因为b=3,所以c2-a2=(c+a)(c-a)=9,所以c-a=1,a=4,此双曲线的标准方程是-=1.
答案:-=1
双曲线8kx2-ky2=8的一个焦点为(0,3),那么k的值是________.
解析:焦点在y轴上,所以双曲线的标准方程是-=1,k<0,则 =3,解得k=-1.
答案:-1
在双曲线中,=,且双曲线与椭圆4x2+9y2=36有公共焦点,则双曲线方程是________.
解析:与椭圆的知识点综合.焦点在x轴上,由椭圆4x2+9y2=36知,c=,所以a=2,b2=c2-a2=1,所以方程为-y2=1.
答案:-y2=1
过双曲线-=1左焦点F1的弦AB长为6,则△ABF2(F2为右焦点)的周长是________.
解析:据题意AF2-AF1=2a,BF2-BF1=2a,
故(AF2+BF2)-(AF1+BF1)=(AF2+BF2)-AB=4a,
因此(AF2+BF2)=AB+4a=6+16=22,故三角形周长为22+6=28.
答案:28
已知F是双曲线-=1的左焦点,A(1,4),P是双曲线右支上的动点,则PF+PA的最小值为________.
解析:设双曲线的右焦点为F1,
则由双曲线的定义可知PF=2a+PF1=4+PF1,
∴PF+PA=4+PF1+PA.
∴当PF1+PA最小时需满足PF1+PA最小.由双曲线的图象可知当点A、P、F1共线时,满足PF1+PA最小,易求得最小值为AF1=5,故所求最小值为9.
答案:9
[A级 基础达标]
椭圆+=1与双曲线-=1的焦点相同,则a=________.
解析:因为焦点在x轴上,所以c= =,4-a2=a2+2,a2=1,a=±1.
答案:1或-1
如图,已知双曲线以长方形ABCD的顶点A,B为左,右焦点,且过C,D两顶点.若AB=4,BC=3,则此双曲线的标准方程为________.
解析:设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0).
由题意,得B(2,0),C(2,3).
∴,解得,
∴双曲线的标准方程为x2-=1.
答案:x2-=1
与x2-=1有相同的焦点,且过点(2,)的双曲线方程为________.
解析:设方程为-=1(4-k>0,1+k>0),将点(2,)代入方程得k=2.所以方程为-=1.
答案:-=1
已知双曲线的两个焦点F1(-,0),F2(,0),P是此双曲线上的一点,且·=0,||·||=2,则该双曲线的方程是________.
解析:由于三角形PF1F2为直角三角形,故PF+PF=4c2=40 (PF1-PF2)2+2PF1·PF2=40,由双曲线定义得(2a)2+4=40 a2=9,故b2=1,双曲线方程为-y2=1.
答案:-y2=1
设P为双曲线x2-=1上的一点,F1,F2是该双曲线的两个焦点,若PF1∶PF2=3∶2,则△PF1F2的面积为________.
解析:双曲线的a=1,b=2,c=.
设PF1=3r,PF2=2r.∵PF1-PF2=2a=2,∴r=2.
于是PF1=6,PF2=4.∵PF+PF=52=F1F,故知△PF1F2是直角三角形,∠F1PF2=90°.
∴S△PF1F2=PF1·PF2=×6×4=12.
答案:12
已知双曲线经过点A,且a=4,求双曲线的标准方程.
解:若设所求双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
则将a=4代入,得-=1.
又∵点A(1,)在双曲线上,
∴-=1.由此得b2<0,
∴不合题意,舍去.
若设所求双曲线方程为-=1(a>0,b>0),则将a=4代入得-=1,代入点A(1,),得b2=9,
∴双曲线的标准方程为-=1.
设双曲线与椭圆+=1有相同的焦点,且与椭圆相交,一个交点A位于y轴右侧且纵坐标为4,求此双曲线的方程.
解:法一:设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),
由题意知c2=36-27=9,c=3.
又点A的纵坐标为4,则横坐标为,于是有
解得
所以双曲线方程为-=1.
法二:设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),
将点A的纵坐标代入椭圆方程得A(,4),
又两焦点分别为F1(0,3),F2(0,-3),
所以2a= -
=8-4=4,
a=2,b2=c2-a2=9-4=5,
所以双曲线方程为-=1.
[B级 能力提升]
若椭圆+=1(m>n>0)和双曲线-=1(a>0,b>0)有相同的焦点F1,F2,P是两条曲线的一个交点,则PF1·PF2的值是________.
解析:运用椭圆和双曲线的定义写出两个定义式,然后平方,观察之后,两式相减,求出整体未知数PF1·PF2的值.PF1+PF2=2,|PF1-PF2|=2a,
所以PF+PF+2PF1·PF2=4m,PF-2PF1·PF2+PF=4a2,两式相减得:
4PF1·PF2=4m-4a2,∴PF1·PF2=m-a2.
答案:m-a2
已知双曲线的方程是-=1,点P在双曲线上,且到其中一个焦点F1的距离为10,另一个焦点为F2,点N是PF1的中点,则ON的大小(O为坐标原点)为________.
解析:连接ON,ON是三角形PF1F2的中位线,所以ON=PF2,因为|PF1-PF2|=8,PF1=10,所以PF2=2或18,ON=PF2=1或9.
答案:1或9
已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点为F1(-,0),过右焦点F2作垂直于x轴的直线交双曲线于点P,且∠PF1F2=30°,求该双曲线的标准方程.
解:由题意在Rt△PF1F2中∠PF2F1=90°,又∠PF1F2=30°,则设PF2=m,得F1F2=m,PF1=2m,又F1F2=2,则解得m=2,所以2a=PF1-PF2=2,所以b2=c2-a2=2,则所求双曲线的标准方程为x2-=1.
(创新题)
在抗震救灾行动中,某部队在如图所示的P处空降了一批救灾药品,急需把这批药品沿道路PA,PB送到矩形灾民区ABCD中去,已知PA=100 km,PB=150 km,BC=60 km,∠APB=60°,试在灾民区确定一条界线,使位于界线一侧的点沿道路PA送药较近,而另一侧的点沿道路PB送药较近,请说明这一界线是一条什么曲线?并求出其方程.
解:灾民区ABCD中的点可分为三类,第一类沿道路PA送药较近,第二类沿道路PB送药较近,第三类沿道路PA,PB送药一样远近,由题意可知,界线应该是第三类点的轨迹.设M为界线上的任意一点,则有PA+MA=PB+MB,即MA-MB=PB-PA=50(定值).界线为以A,B为焦点的双曲线的右支的一部分.如图所示.
以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,
设所求双曲线的标准方程为
-=1(a>0,b>0),
∵a=25,
2c=AB==50,
∴c=25,b2=c2-a2=3750,
∴双曲线方程为-=1,因为C的坐标为(25,60),所以y的最大值为60,此时x=35.因此界线的曲线方程为-=1(25≤x≤35,y>0).已知椭圆的焦点是F1、F2,P是椭圆的一个动点,如果M是线段F1P的中点,则动点M的轨迹是________.
解析:由图知PF1+PF2=2a.连结MO,则F1M+MO=a(a>F1O).故M的轨迹是以F1、O为焦点的椭圆.
答案:椭圆
已知动点M到A(2,0)的距离等于它到直线x=-1的距离的2倍,则点M的轨迹方程为________.
解析:设M(x,y),由题意,得=2|x+1|.
化简,得-3x2-12x+y2=0.
答案:y2=3x2+12x
已知动抛物线以y轴为准线,且过点(1,0),则抛物线焦点的轨迹方程为________.
解析:设焦点坐标为(x,y),则=|x|,
即y2=2x-1.
答案:y2=2x-1
(2011·高考广东卷改编)设圆C与圆x2+(y-3)2=1外切,与直线y=0相切,则C的圆心轨迹为________.
解析:设圆C的半径为r,则圆心C到直线y=0的距离为r.由两圆外切可得,圆心C到点(0,3)的距离为r+1,也就是说,圆心C到点(0,3)的距离比到直线y=0的距离大1,故点C到点(0,3)的距离和它到直线y=-1的距离相等,符合抛物线的特征,故点C的轨迹为抛物线.
答案:抛物线
设动点P在直线x=1上,O为坐标原点,以OP为直角边,点O为直角顶点作等腰Rt△OPQ,则动点Q的轨迹是________.
解析:设Q(x,y),P(1,y0),由·=0知y0y=-x.① 又由OQ=OP,得=eq \r(1+y),即x2+y2=1+y.② 由①②消去y0,得点Q的轨迹方程为y=1或y=-1.
答案:两条平行线
[A级 基础达标]
已知两个定点F1(-1,0),F2(1,0),且F1F2是PF1与PF2的等差中项,则动点P的轨迹是________.
解析:PF1+PF2=2F1F2=4>F1F2,根据定义可知动点P的轨迹是椭圆.
答案:椭圆
动点P到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则动点P的轨迹方程为________.
解析:由抛物线定义知P的轨迹是以F(2,0)为焦点的抛物线,∴=2,即p=4,所以其方程为y2=8x.
答案:y2=8x
在平面直角坐标系中,A为平面内一个动点,B(2,0),若·=||(O为坐标原点),则动点A的轨迹是________.
解析:设A(x,y),则=(x,y),=(x-2,y),因为·=||,所以x(x-2)+y2=2,即(x-1)2+y2=3,所以动点A的轨迹是圆.
答案:圆
设过点P(x,y)的直线分别与x轴的正半轴和y轴的正半轴交于A,B两点,点Q与点P关于y轴对称,O为坐标原点,若=2且·=1,则点P的轨迹方程是________.
解析:设P(x,y),则Q(-x,y),又设A(a,0),B(0,b),则a>0,b>0,于是=(x,y-b),=(a-x,-y),由=2可得a=x,b=3y,所以x>0,y>0.又=(-a,b)=(-x,3y),由·=1可得x2+3y2=1(x>0,y>0)
答案:x2+3y2=1(x>0,y>0)
已知A(-2,0)、B(2,0),点C、D满足||=2,=(+).则点D的轨迹方程为________.
解析:设C、D点的坐标分别为C(x0,y0),D(x,y),
则=(x0+2,y0),=(4,0),
故+=(x0+6,y0),
所以=(AB+)=(+3,);
又=(x+2,y),故,解得
代入||=eq \r((x0+2)2+y)=2得x2+y2=1,即为所求点D的轨迹方程.
答案:x2+y2=1
如图,从双曲线x2-y2=1上一点Q引直线x+y=2的垂线,垂足为N,求线段QN的中点P的轨迹方程.
解:设P点坐标为(x,y),双曲线上点Q的坐标为(x0,y0),因为点P是线段QN的中点,所以N点的坐标为(2x-x0,2y-y0).
又点N在直线x+y=2上,所以2x-x0+2y-y0=2,
即x0+y0=2x+2y-2.①
又QN⊥l,kQN==1,即x0-y0=x-y.②
由①②,得x0=(3x+y-2),y0=(x+3y-2).
又因为点Q在双曲线上,
所以(3x+y-2)2-(x+3y-2)2=1.
化简,得(x-)2-(y-)2=.
所以线段QN的中点P的轨迹方程为(x-)2-(y-)2=.
如图所示,在Rt△ABC中,∠CAB=90°,AB=2,AC=,一曲线E过点C,动点P在曲线E上运动,且保持PA+PB的值不变.
(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线E的方程;
(2)设点K是曲线E上的一个动点,求线段KA的中点的轨迹方程.
解:(1)如图所示,以AB所在的直线为x轴,线段AB的中点为原点,建立平面直角坐标系.设动点P(x,y),因为PA+PB=CA+CB=+=4>AB=2为定值,所以动点P的轨迹为椭圆,且a=2,c=1,b=.所以曲线E的方程为+=1.
(2)设曲线E上的动点K(x1,y1),线段KA的中点为Q(x,y),A(-1,0),则x=,y=,即x1=2x+1,y1=2y,所以+=1,即+=1.所以线段KA的中点的轨迹方程为+=1.
[B级 能力提升]
设向量i,j为平面直角坐标系的x轴、y轴正方向上的单位向量,若向量a=(x+3)i+yj,b=(x-3)i+yj,且|a|-|b|=2,则满足上述条件的点P(x,y)的轨迹方程是________.
解析:因为|a|-|b|=2,
所以-=2,
其几何意义是动点P(x,y)到定点(-3,0),(3,0)的距离之差为2,由双曲线定义可知点P(x,y)的轨迹是以点(-3,0)和(3,0)为焦点,且2a=2的双曲线的一支,由c=3,a=1,解得b2=c2-a2=8,
故点P(x,y)的轨迹方程是x2-=1(x>0)或者(x≥1).
答案:x2-=1(x>0)(或x2-=1(x≥1))
如图, 半径为1的圆C过原点,Q为圆C与x轴的另一个交点,OQRP为平行四边形,其中RP为圆C在x轴上方的一条切线,当圆心C运动时,则点R的轨迹方程为________.
解析:设圆心C的坐标为(x0,y0)(x0≠0),则点Q、P的坐标分别为(2x0,0) 、(x0,y0+1),得PQ的中点M的坐标为(,),因为OQRP为平行四边形,PQ的中点M也是OR的中点,所以可得R点坐标为(3x0,y0+1),令R点坐标为(x,y),则即,又x+y=1,代入得+(y-1)2=1,故点R的轨迹方程为+(y-1)2=1(x≠0,x≠2).
答案:+(y-1)2=1(x≠0,x≠2)
已知动点A、B分别在x轴、y轴上,且满足|AB|=2,点P在线段AB上,且=t(t是不为零的常数).设点P的轨迹方程为C.
(1)求点P的轨迹方程C;
(2)若t=2,点M、N是C上关于原点对称的两个动点(M、N不在坐标轴上),点Q坐标为(,3),求△QMN的面积S的最大值.
解:(1)设A(a,0),B(0,b),P(x,y),因为=t,即(x-a,y)=t(-x,b-y),
所以,则,由题意知t>0,
因为|AB|=2,a2+b2=4,即(1+t)2x2+()2y2=4,
所以点P的轨迹方程为:+=1.
(2)t=2时,轨迹方程C为+y2=1,设M(x1,y1),
则N(-x1,-y1),|MN|=2eq \r(x+y),
设直线MN的方程为:y=x(x1≠0),点Q到直线MN的距离为:d=eq \f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)y1-3x1)),\r(x+y)),
所以S△MNQ=×2eq \r(x+y)×eq \f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)y1-3x1)),\r(x+y))=,又eq \f(9x,4)+eq \f(9y,16)=1,所以9x+eq \f(9y,4)=4.
所以S=4-9x1y1,而1=eq \f(9x,4)+eq \f(9y,16)≥-2··=-,
所以-9x1y1≤4,当且仅当=-,即x1=-y1时,取等号.
所以S△MNQ的面积最大值为2.
(创新题)已知点M(4,0),N(1,0),若动点P满足·=6||.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)设过点N的直线l交轨迹C于A,B两点,若-≤·≤-,求直线l的斜率的取值范围.
解:(1)设动点P(x,y),
则=(x-4,y),=(-3,0),=(1-x,-y).
由已知得-3(x-4)=6,
化简得3x2+4y2=12,即+=1.
所以点P的轨迹C的方程为+=1.
(2)由题意知,直线l的斜率必存在,
不妨设过N的直线l的方程为y=k(x-1),
设A,B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2).
由消去y得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0.
因为N在椭圆内,所以Δ>0.所以
因为·=(x1-1)(x2-1)+y1y2
=(1+k2)(x1-1)(x2-1)
=(1+k2)[x1x2-(x1+x2)+1]
=(1+k2)=.
所以-≤≤-,解得1≤k2≤3,所以-≤k≤-1或1≤k≤.经过抛物线y2=2x的焦点且平行于直线3x-2y+5=0的直线的方程是________.
解析:据题意设所求平行直线方程为3x-2y+c=0,又直线过抛物线y2=2x的焦点,代入求得c=-,故直线方程为6x-4y-3=0.
答案:6x-4y-3=0
设抛物线y2=mx的准线与直线x=1的距离为3,则抛物线的方程为________.
解析:当m>0时,准线方程为x=-=-2,∴m=8,此时抛物线方程为y2=8x;
当m<0时,准线方程为x=-=4,∴m=-16,此时抛物线方程为y2=-16x.
∴所求抛物线方程为y2=8x或y2=-16x.
答案:y2=8x或y2=-16x
已知抛物线C的顶点为坐标原点,焦点在x轴上,直线y=x与抛物线C交于A,B两点.若P(2,2)为AB的中点,则抛物线C的方程为________.
解析:设抛物线方程为y2=2px,A(x1,y1),B(x2,y2),则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=2px1,y=2px2)) y-y=2p(x1-x2),
即·(y1+y2)=2p 2p=1×4 p=2.
故y2=4x.
答案:y2=4x
抛物线y2=4x的焦点为F,过F且倾斜角等于的直线与抛物线在x轴上方的曲线交于点A,则AF的长为________.
解析:由已知可得直线AF的方程为y=(x-1),
联立直线与抛物线方程消元得:3x2-10x+3=0,解之得:x1=3,x2=(据题意应舍去),
由抛物线定义可得:AF=x1+=3+1=4.
答案:4
[A级 基础达标]
已知抛物线y=ax2的准线方程为y=1,则a的值为________.
解析:∵抛物线y=ax2,∴x2=y的准线方程是y=-,依题意得-=1,∴a=-.
答案:-
抛物线y2=24ax(a>0)上有一点M,它的横坐标是3,它到焦点的距离是5,则抛物线的方程为________.
解析:由题意知,3+6a=5,∴a=,∴抛物线方程为y2=8x.
答案:y2=8x
若抛物线y2=2x上的一点M到坐标原点O的距离为,则M到该抛物线焦点的距离为________.
解析:依题意,设点M(x,y),其中x>0,则有,由此解得x=1,又该抛物线的准线方程为x=-,结合抛物线的定义,点M到该抛物线的焦点的距离等于1+=.
答案:
直线y=x-3与抛物线y2=4x交于A,B两点,过A,B两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P,Q,则梯形APQB的面积为________.
解析:直线y=x-3与抛物线y2=4x交于A,B两点,过A,B两点向抛物线的准线作垂线,垂足分别为P,Q,联立方程组得,消元得x2-10x+9=0,解得,和,∴AP=10,BQ=2,PQ=8,∴梯形APQB的面积为48.
答案:48
如图,圆形花坛水池中央有一喷泉,水管OP=1 m,水从喷头P喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2 m,P距抛物线对称轴1 m,则为使水不落到池外,水池直径最小为________m.
解析:
如图,建立平面直角坐标系,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则P(-1,-1),代入抛物线方程得p=,抛物线x2=-y,代点(x,-2),得x=,即水池半径最小为r=(1+)m,水池直径最小为2r=(2+2)m.
答案:2+2
已知抛物线的焦点F在x轴上,直线l过点F且垂直于x轴,l与抛物线交于A、B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积等于4,求此抛物线的标准方程.
解:由题意,抛物线方程为y2=2px(p≠0),
焦点F,直线l:x=,
∴A、B两点坐标为,,
∴AB=2|p|.
∵△OAB的面积为4,
∴··2|p|=4,∴p=±2.
∴抛物线的标准方程为y2=±4x.
过抛物线x2=2py(p>0)的焦点F作倾斜角为30°的直线,与抛物线分别交于A、B两点(点A在y轴左侧),求的值.
解:直线方程为y-=x,
则x=,代入抛物线x2=2py,
得3y2-5py+=0,
解得y1=,y2=,
根据抛物线的定义得==.
[B级 能力提升]
等腰直角三角形OAB内接于抛物线y2=2px(p>0),O是抛物线的顶点,OA⊥OB,则△OAB的面积为________.
解析:设等腰直角三角形OAB的顶点A(x1,y1)、B(x2,y2),则y=2px1,y=2px2,由OA=OB,则x+y=x+y,
∴x-x+2px1-2px2=0,即(x1-x2)(x1+x2+2p)=0,
∵x1>0,x2>0,2p>0,
∴x1=x2,即A、B关于x轴对称.
故直线OA的方程为:y=xtan45°,即y=x.由,解得,或,故AB=4p,等腰三角形OAB的面积为×2p×4p=4p2.
答案:4p2
对于顶点在原点的抛物线,给出下列条件:
①焦点在y轴上;②焦点在x轴上;③抛物线上横坐标为1的点到焦点的距离等于6;④抛物线的通径的长为5;
⑤由原点向过焦点的某条直线作垂线,垂足坐标为(2,1).
其中能得出抛物线方程为y2=10x的条件是________(要求填写合适条件的序号).
解析:在①②两个条件中,应选择②,则由题意,可设抛物线方程为y2=2px(p>0);对于③,由焦半径公式r=1+=6,∴p=10,此时y2=20x,不符合条件;
对于④,2p=5,此时y2=5x,不符合题意;
对于⑤,设焦点为,则由题意,满足·=-1.解得p=5,此时y2=10x,所以②⑤能使抛物线方程为y2=10x.
答案:②⑤
某河上有座抛物线形拱桥,当水面距顶5 m时,水面宽为8 m,一木船宽4 m高2 m,载货后木船露在水面上的部分高为 m,问水面上涨到与拱顶相距多少时,木船开始不能通航?
解:
如图所示建立直角坐标系xOy,设抛物线方程为x2=-2py(p>0),过点(4,-5),
∴16=-2p(-5),∴2p=,
∴抛物线方程为x2=-y,x=2时,y=-,
∴相距为+=2时不能通行.
(创新题)已知抛物线y2=2px的焦点为F,过F的直线交抛物线于A、B两点.若A、B在抛物线准线l上的投影分别为A′、B′,求∠A′FB′的大小.
解:由定义知AF=AA′,BF=BB′,
∴∠AA′F=∠A′FA,
∠FB′B=∠B′FB.
又∵∠BB′F=∠B′FM,(如图)
∠AA′F=∠A′FM,
∴∠B′FM=∠B′FB,∠A′FM=∠A′FA,
∴∠A′FM+∠B′FM=∠B′FB+∠A′FA,
∴∠A′FM+∠B′FM=90°,
∴∠A′FB′=90°.