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1、第八章 第八節(jié) 曲線與方程
一、選擇題
1.已知| |=3,A、B分別在y軸和x軸上運動,O為原點, = + ,則動點P的軌跡方程是 ( )
A.+y2=1 B.x2+=1
C.+y2=1 D.x2+=1
解析:設A(0,y0),B(x0,0),P(x,y),則由| |=3得x+y=9,又因為 =(x,y), =(0,y0), =(x0,0),由 = + 得x=,y=,因此x0=,y0=3y,將其代入x+y=9得+y2=1.
答案:A
2.(2020·深圳模擬)已知
2、兩個定點A(-2,0),B(1,0),如果動點P滿足|PA|=2|PB|,則點P的軌跡所圍成的圖形的面積等于 ( )
A.π B.4π
C.8π D.9π
解析:設P(x,y),則|PA|2=(x+2)2+y2,|PB|2=(x-1)2+y2,又|PA|=2|PB|,
∴(x+2)2+y2=4(x-1)2+4y2,
∴(x-2)2+y2=4,表示圓,∴S=πr2=4π.
答案:B
3.平面直角坐標系中,已知兩點A(3,1),B(-1,3),若點C滿足 =λ1 +λ2 (O為原點)
3、,其中λ1,λ2∈R,且λ1+λ2=1,則點C的軌跡是 ( )
A.直線 B.橢圓
C.圓 D.雙曲線
解析:設C(x,y),則 =(x,y), =(3,1),
=(-1,3),
∵=λ1 +λ2 ,∴,又λ1+λ2=1,
∴x+2y-5=0,表示一條直線.
答案:A
4.已知A(0,7),B(0,-7),C(12,2),以C為一個焦點作過A、B的橢圓,橢圓的另一個焦點F的軌跡方程是 ( )
A.y2-=1(y≤-1) B
4、.y2-=1(y≥1)
C.x2-=1(x≤-1) D.x2-=1(x≥1)
解析:由題意知|AC|=13,|BC|=15,|AB|=14,
又|AF|+|AC|=|BF|+|BC|,
∴|AF|-|BF|=|BC|-|AC|=2,
故點F的軌跡是以A,B為焦點,實軸長為2的雙曲線的下支,又c=7,a=1,b2=
48,∴點F的軌跡方程為y2-=1(y≤-1).
答案:A
5.(2020·杭州模擬)給出以下方程:
①2x+y2=0;②3x2+5y2=1;③3x2-5y2=1;④|x|+|y|=2;⑤|x-y|=2,則其對應的曲線可以放進一個足夠大的圓內的方程的個數(shù)是
5、 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:所給出的方程中,①2x+y2=0是拋物線,②3x2+5y2=1是橢圓,③3x2-5y2=1是雙曲線,④|x|+|y|=2是一個正方形,⑤|x-y|=2是兩條平行直線,只有②④兩個方程對應的曲線是封閉曲線,可以放進一個足夠大的圓內.
答案:B
6.圓O:x2+y2=16,A(-2,0),B(2,0)為兩個定點.直線l是圓O的一條切線,若經過A、B兩點的拋物線以直線l為準線,則拋物線焦點所在的軌跡是
6、 ( )
A.雙曲線 B.橢圓
C.拋物線 D.圓
解析:設拋物線的焦點為F,因為A、B在拋物線上,所以由拋物線的定義知,A、B到F的距離AF、BF分別等于A、B到準線l的距離AM、BN,于是|AF|+|BF|=|AM|+|BN|.
過O作OP⊥l,由于l是圓O的一條切線,所以四邊形AMNB是直角梯形,OP是中位線,故有|AF|+|BF|=|AM|+|BN|=2|OP|=8>4=|AB|.
根據(jù)橢圓的定義知,焦點F的軌跡是一個橢圓.
答案:B
二、填空題
7.直線+=1與x、y軸交點的中點的軌跡方程是____________.
解析:(參數(shù)
7、法)設直線+=1與x、y軸交點為A(a,0),B(0,2-a),A、B中點為M(x,y),則x=,y=1-,消去a,得x+y=1,∵a≠0,a≠2,∴x≠0,x≠1.
答案:x+y=1(x≠0,x≠1)
8.△ABC的頂點A(-5,0),B(5,0),△ABC的內切圓圓心在直線x=3上,則頂點C的軌跡方程是________.
解析:如圖,|AD|=|AE|=8,
|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,
所以|CA|-|CB|=8-2=6.
根據(jù)雙曲線定義,所求軌跡是以A、B為焦點,實軸長為6的雙曲線的右支,
方程為-=1(x>3).
答案:-=1(x>3).
9.(20
8、20·北京高考)曲線C是平面內與兩個定點F1(-1,0)和F2(1,0)的距離的積等于常數(shù)a2(a>1)的點的軌跡.給出下列三個結論:
①曲線C過坐標原點;
②曲線C關于坐標原點對稱;
③若點P在曲線C上,則△F1PF2的面積不大于a2.
其中,所有正確結論的序號是____.
解析:因為原點O到兩個定點F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0)的距離的積是1,而a>1,所以曲線C不過原點,即①錯誤;因為F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0)關于原點對稱,所以|PF1||PF2|=a2對應的軌跡關于原點對稱,即②正確;因為S△F1PF2=|PF1||PF2|sinF1PF2≤|PF1||PF2|=a2
9、,即面積不大于a2,所以③正確.
答案:②③
三、解答題
10.已知A、B分別是直線y=x和y=-x上的兩個動點,線段AB的長為2,P是AB的中點.
求動點P的軌跡C的方程.
解:設P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2).
∵P是線段AB的中點,∴
∵A、B分別是直線y=x和y=-x上的點,
∴y1=x1,y2=-x2.
∴
又|AB|=2,∴(x1-x2)2+(y1-y2)2=12.
∴12y2+x2=12.
∴動點P的軌跡C的方程為+y2=1.
11.已知橢圓C的中心為直角坐標系xOy的原點,焦點在x軸上,它的一個頂點到兩個焦點的距離分別是7和1.
(
10、1)求橢圓C的方程;
(2)若P為橢圓C上的動點,M為過P且垂直于x軸的直線上的點,=λ,求點M的軌跡方程,并說明軌跡是什么曲線.
解:(1)設橢圓長半軸長及半焦距分別為a、c,
由已知得解得a=4,c=3.
b2=a2-c2=16-9=7.
所以橢圓C的方程為+=1.
(2)設M(x,y),其中x∈[-4,4].
由已知=λ2及點P在橢圓C上可得
=λ2,
整理得(16λ2-9)x2+16λ2y2=112,其中x∈[-4,4].
①λ=時,化簡得9y2=112,
所以點M的軌跡方程為y=±(-4 ≤x≤4),軌跡是兩條平行于x軸的線段.
②λ≠時,方程變形為+=1,
11、
其中x∈[-4,4];
當0<λ<時,點M的軌跡為中心在原點、實軸在y軸上的雙曲線滿足-4≤x≤4的部分;
當<λ<1時,點M的軌跡為中心在原點、長軸在x軸上的橢圓滿足-4≤x≤4的部分;
當λ≥1時,點M的軌跡為中心在原點、長軸在x軸上的橢圓.
12.(2020·廣東高考改編)在平面直角坐標系xOy中,直線l:x=-2交x軸于點A,設P是l上一點,M是線段OP的垂直平分線上一點,且滿足∠MPO=∠AOP.
當點P在l上運動時,求點M的軌跡E的方程.
解:如圖,可得直線l:x=-2與x軸交于點A(-2,0),設P(-2,m),
(1)當m=0時,點P與點A重合,這時OP的垂直
12、平分線為x=-1,由∠AOP=∠MPO=0°,得M(-1,0);
(2)當m≠0時,設M(x0,y0),
①若x0>-1,由∠MPO=∠AOP得MP∥OA,有y0=m,
又kOP=-,OP的中點為(-1,),
∴OP的垂直平分線為y-=(x+1),而點M在OP的垂直平分線上,
∴y0-=(x0+1),又m=y(tǒng)0,
于是y0-=(x0+1),即y=4(x0+1)(x0>-1).
②若x0<-1,如圖,由∠MPO=∠AOP得點M為OP的垂直平分線與x軸的交點,在y-=(x+1)中,令y=0,有x=--1<-1,即M(- -1,0),
∴點M的軌跡E的方程為y2=4(x+1)(x≥-1)和y=0(x<-1)