已知双曲线C的实半轴长和虚半轴长的乘积为,C的两个焦点分别为F1、F2,直线L过F2且与直线F1F2的夹角为,tg=,L与线段F1F2的垂直平分线的交点是P,线段PF2与双曲线C的交点为Q(且|PQ|∶|PF2=2∶1),求双曲线的方程.
解:如图,
以直线F1F2为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴建立坐标系.
设双曲线C的方程为-=1 (a>b>0)
设F1,F2的坐标分别为(-c,0)、(c,0),其中C=,则点P的坐标为(0,-,c).
由线段的定比分点公式可得Q点的坐标为(c,- c).
将Q点坐标代入双曲线方程得
-=1,整理得
16()4-41()2-21=0
解得()2=3或()2=-(舍去)
由()2=3和题设ab=,解得a=1,b=.
故所求双曲线方程为x2-=1.
已知点P在直线x=2上移动,直线l通过原点且OP垂直 ,过点A(1,0)和点P的直线m和直线l交于点Q,求点Q的轨迹方程,并指出该轨迹的名称和它 的焦点坐标.
解:设点P的坐标为(2,y1),则直线OP的斜率
kOP=.
∵l⊥直线OP.
∴直线l的斜率k1满足kOP·k1=-1,即·k1=-1,得k 1=-.
又直线l过原点,所以l的方程为y=-x.
∵直线m过点A(1,0),P(2,y1).
∴m的方程为y1x-y-y1=0
由l的方程得y1=-代入m的方程得--x-y+=0,即2x2+y2-2x=0.
显然点Q与点A(1,0)不重合,故x≠1.
又2x2+y2-2x=0可化为
+=1 (x≠1),
已知椭圆的焦点为F1(0,-1)和F2(0,1),直线 y=4是椭圆的一条准线.
(1)求椭圆方程;
(2)设点P在椭圆上,且│PF1│-│PF2│=1,求
tan∠F1PF2的值.
解:如图.
(1)设所求椭圆方程为+=1,(a> b>0)
由F1(0,-1)和F2(0,1),知c=1,得a2=b2+1, ①
由一条准线方程为y=4知,=4 ②
又a2=b2+c2 ③
由①、②、③解得a2=4,b2=3.
故所求椭圆方程为+=1.
(2)由椭圆定义及a=2有│PF1│+│PF2│=4 ①
由题设有│PF1│-│PF2│=1 ②
解出│PF1│=,│PF2│=,又│F1F2 │=2.
在△PF1F2中,∠F1PF2=θ,
∴cosθ==,
从而sinθ=,tgθ=,tg∠F1PF2=.
四、能力训练
(一)选择题
1.“点M的坐标是方程f(x,y)=0的解”是“点M在方程f(x,y)=0曲线上”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
2.抛物线x=-的焦点坐标是( )
A.(0,1) B.(-1,0)
C.(0,-) D.(-,0)
3.椭圆(1-m)x2-my2=1的长轴长是( )
A. B.
C. D.
4.下列各对双曲线中,既有相同离心率又有相同渐近线的是( )
A.-y2=1和-=1
B. -y2=1和y2-=1
C.y2-=1和x2-=1
D. -y2=-1和-=1
5.抛物线x2-4y=0上一点P到焦点的距离为3,那么P的纵坐标是( )
A.3 B.2 C. D.-2
6.已知椭圆+=1 (a>b>0)的两 个焦点把夹在两条准线间的线段三等分,那么这个椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
7.圆x2+y2-2axsinα-2bycosα-a2cos2α=0在x轴上截得的弦长是( )
A.2a B.2│a│ C.│a│ D.4│a│
8.过双曲线的一个焦点,有垂直于实轴的弦PQ,F′是另一个焦点,若∠PF′Q=,则双曲线离心率是( )
A.+2 B. +1 C. D. -1
9.抛物线y2+4y-4x=0的准线方程是( )
A.x=0 B.y=0 C.x=-2 D.y=-2
10.椭圆的两准线方程分别为x=,x=-,一个 焦点坐标为(6,2),则椭圆方程是( )
A.+=1
B.+=1
C.+=1
D.+=1
11.设双曲线-=1的两条渐近线含 实轴的夹角为θ,而离心率e∈[,2],则θ的取值范围是( )
A.[,] B.[,]
C.[,] D.[,π]
12.椭圆+=1的弦AB被点(1,1)平分,则 AB所在的直线方程是( )
A.4x-9y-11=0 B.4x+9y-13=0
C.9x+4y-10=0 D.9x-4y-5=0
13.和x轴相切,且和圆x2+y2=1外切的动圆圆心的轨迹方程是( )
A.x2=2y+1 B.x2=-2y+1
C.x2=2y+1或x2=-2y+1 D.x2=2│y│+1
14.如果椭圆+=1 (a>b>0)和曲线+=1(m>0,n>0)有相同的焦点F1和F2 ,P是这两条曲线的交点,则│PF1│·│PF2│的值是( )
A.a-m B.(a-m)
C.a2-m2 D.-
15.已知0<a<1<b,那么曲线a2x2-a2y2=logab是( )
A.焦点在x轴的双曲线
B.焦点在y轴的椭圆
C.焦点在x轴的等轴双曲线
D.焦点在y轴的等轴双曲线
(二)填空题
16.直线xsinα+ycosα=m(常量α∈(0,)) 被圆x2+y2=2所截的弦长为,则m=________.
17.设椭圆-=1的准 线平行于x轴,则m的取值范围是________.
18.如果方程x2cos2θ+y2sinθ=1,表示椭圆,那么θ 角的取值范围是_________.
19.设双曲线C:-=1椭圆的焦点恰为双 曲线C实轴上的两个端点,椭圆与双曲线离心率为互为倒数,则此椭圆方程是________.
(三)解答题
20.已知两圆C1∶x2+y2+4x-4y-5=0
C2∶x2+y2-8x+4y+7=0
(1)证明此两圆相切,并求过切点的公切线方程.
(2)求过点(2,3)且与两圆相切于上述切点的圆的方程.
21.(1)椭圆+=1上一点P与两焦点 F1F2连线所成的角∠F1PF2=α,求△F1PF2的面积;
(2)将上题的椭圆变成双曲线-=1 ,求△F1PF2的面积.
22.抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线-=1的一个焦点,并与双曲线的实轴垂直,又双曲线与抛物线的一个交点是(1. 5,),求抛物线和双曲线的方程.
23.已知椭圆+=1,左、右焦点分别为 F2、F1,右准线为L,问能否在椭圆上求得一点P,使│PF1│是P到L的距离d与│PF2│的比例中项?若能,求出P点坐标,若不能,说明理由.
24.试就k的取值(k∈R,且k≠4)讨论方程+(k-2)y2=1+k所表 示曲线的形状.
25.已知椭圆+=1中有一内接△PAB,∠X OP=60°,且kPA+kPB=0
(1)求证:直线AB斜率是定值;
(2)求△ABP的面积的最大值.
能力训练参考答案
(一)1.C 2.B 3.C 4.D 5.B 6.D 7.B 8.B 9.C 10.C 11.C 12.B 13.D 14.A 15.D
(二)16.±;17.(-,-);18.2kπ<θ<2kπ+或2kπ+<θ<2kπ+π(k∈ Z);19. +=1
(三)20.解 两圆方程化为:c1:(x+2)2+(y-2)2=13 C2∶(x-4)2+(y+2)2=13 ,C1、c2圆心分别为(-2,2)、(4,-2),半径都是,圆心距d==2,即圆心距等于两圆半径之和,故两 圆外切,因连心线斜率为k1==-,解方 程组
x2+y2+4x-4y-5=0
x2+y2-8x+4y+7=0
得切点坐标为(1 ,0),∴公切线方程为y=(x-1),即3x-2y-3=0,(两圆相外切时,两圆方程相 减得根轴方程,即过切的公切线方程).(2)与两圆相切于点(1,0)的圆圆心必在直线y=-(x-1)上,且(x-1)2+y2=(x-2)2+(y-3)2,解上面两方程组成的方程组得圆心坐标为(-4,),r2=,∴所求圆方程为(x-4)2+(y-)2= ,即3x2+3y2+24x-20y-2 7=0.
21.(1)(2c)2=PF12+PF22-2PF1PF2cosa=(PF1+PF2)2-2PF1PF2(1+cosa) ∴PF1·PF2=,S=PF1PF2sina=b2tg,
(2)(2c)2=(PF1-PF2)2+2PF1PF2(1-cosα),P F1·PF2=,S=b2ctg.
22.双曲线焦距是2设抛物线方程为y2=4;(1.5,)在其上,∴=1故抛物线方程为y2=4x,又-=1,a2+b2=1,∴双曲线方程是4x2-=1;
23.a=5,b=,c=2,e=,设若有点P,使PF12=d·PF2, 即=== PF1+PF2=10,PF1+PF2=10;PF2= ;PF1= PF2= ;PF1-PF2=>2c,∴P不存在;
24.k<-1或k>4实轴在y轴上的双曲线;-1<k<2,实轴在x轴上的双曲线2<k<4,k=3时, 圆k≠3,即k∈(2,3)∪(3,4)是长轴为y轴的椭圆.
y=x
25.(1) P(1, ),
+=1
由kPA+kPB=0 LPA∶y-=k(x-1) LPB:y- =-k(x-1)可求得
xA= xB=k2+2 k-3
kAB=(定值),
yB= yB=
(2)|AB| =,P到AB的距离d= ,S△PAB=|AB|·d=≤,S△PAB最大值是.