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圆锥曲线中的动点问题
1、(安徽理21)设,点的坐标为(1,1),点在抛物线上运动,点满足,经过点与轴垂直的直线交抛物线于点,点满足,求点的轨迹方程。
本题考查直线和抛物线的方程,平面向量的概念,性质与运算,动点的轨迹方程等基本知识,考查灵活运用知识探究问题和解决问题的能力,全面考核综合数学素养.
解:由知Q,M,P三点在同一条垂直于x轴的直线上,故可设
①
再设
解得 ②
将①式代入②式,消去,得 ③
又点B在抛物线上,所以,再将③式代入,得
故所求点P的轨迹方程为
2、(全国新课标理20) 在平面直角坐标系xOy中, 已知点A(0,-1),B点在直线上,M点满足,,M点的轨迹为曲线C.
(I)求C的方程;
(II)P为C上动点,为C在点P处的切线,求O点到距离的最小值.
解:(Ⅰ)设M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).
所以=(-x,-1-y), =(0,-3-y), =(x,-2).
再由题意可知(+)• =0, 即(-x,-4-2y)• (x,-2)=0.
所以曲线C的方程式为y=x-2.
(Ⅱ)设P(x,y)为曲线C:y=x-2上一点,因为y=x,所以的斜率为x
因此直线的方程为,即.
则O点到的距离.又,所以
当=0时取等号,所以O点到距离的最小值为2.
3、(陕西理17) 如图,设P是圆上的动点,点D是P在x轴上的摄影,M为PD上一点,且。
(Ⅰ)当P在圆上运动时,求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截线段的长度
解:(Ⅰ)设M的坐标为(x,y)P的坐标为(xp,yp)
由已知得∵P在圆上, ∴ ,即C的方程为
(Ⅱ)过点(3,0)且斜率为的直线方程为,
设直线与C的交点为
将直线方程代入C的方程,得 即
∴
∴线段AB的长度
注:求AB长度时,利用韦达定理或弦长公式求得正确结果,同样得分。
4、(天津理18)在平面直角坐标系中,点为动点,分别为椭圆的左右焦点.已知△为等腰三角形.
(Ⅰ)求椭圆的离心率;
(Ⅱ)设直线与椭圆相交于两点,是直线上的点,满足,求点的轨迹方程.
本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线的方程、平面向量等基础知识,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质及数形结合的数学思想,考查解决问题能力与运算能力.满分13分.
(I)解:设由题意,可得
即整理得(舍),或所以
(II)解:由(I)知可得椭圆方程为
直线PF2方程为
A,B两点的坐标满足方程组消去y并整理,得
解得得方程组的解
不妨设
设点M的坐标为,
由
于是由
即,化简得
将所以
因此,点M的轨迹方程是
5、(四川理21) 椭圆有两顶点A(-1,0)、B(1,0),过其焦点F(0,1)的直线与椭圆交于C、D两点,并与x轴交于点P.直线AC与直线BD交于点Q.
(I)当|CD | = 时,求直线的方程;
(II)当点P异于A、B两点时,求证:为定值。
解:(Ⅰ)由已知可得椭圆方程为,
设的方程为为的斜率。(直线l垂直于x轴与题意不符)
由已知得:,解得
的方程为。
(Ⅱ)直线l与x轴垂直时与题意不符。
设直线l的方程为,所以P点坐标为
设,由(Ⅰ)知,
直线AC的方程为,直线BD的方程为,
将两直线方程联立,消去y得
因为,所以异号。
又
所以异号,同号,所以解得x=-k
因此Q点的坐标为(-k,)
,故为定值。
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