圆锥曲线之轨迹问题(有答案)(3)

2019-03-29 17:39

A到L的距离为a, B到L的距离为b

那么 根据抛物线的性质 有 a=|AF| b=|BF| 于是 |AF|+|BF|=a+b

而a+b 恰是圆的直径(画个示意图 想想为什么) 既有 |AF|+|BF|=4

故 动焦点F的轨迹是分别以A,B为焦点的椭圆,而且半长轴是2

y2x2??1。 故所求轨迹方程是43 12、已知圆O的方程x2?y2?2,圆O?的方程x2?y2?8x?10?0,由动点P向圆O和圆O?所引的切线长相等,求动点P的轨迹方程。

解:设由动点P向圆O和圆O?所引的的切线的切点分别为A、B,则由题意有: PA?PB, 即 PO?OA?222222P?O?2?O B 设P(x,y)

2则 x?y?2?(x?4)?y?6?x?3 即为动点P的轨迹方程。 2 13、已知抛物线y2?2px,过顶点的两弦OA、OB互相垂直,以OA、OB为直径的两圆的另一交点Q的轨迹方程。

2y12y2解:设A(,y1),B(,y2). 由OA⊥OB 可得

2p2pkOA?kOB?2p2p???1,?y1y2??4p2.…………..① y1y2可以求得,以OA为直径的圆的方程为:x(x?x1)?y(y?y1)?0.

y12 即 x(x?)?y(y?y1)?0.

2p2y2同理,以OB为直径的圆的方程为x(x?)?y(y?y2)?0.

2p设P(x0,y0),点P为两圆交点,则

2y12y2x0(x0?)?y0(y0?y1)?0,x0(x0?)?y0(y0?y2)?0.

2p2pz2所以,y1,y2可以看作是关于z的方程x0(x0?)?y0(y0?z)?0的两根

2p11

22整理得x0z2?2py0z?2p(x0?y0)?0.

222p(x0?y0)由根与系数的关系,可知 y1y2??.

x0222结合①式,有 x0?y0?2px0 即 (x0?p)2?y0?p2 2所以 P的轨迹方程为 (x?p)?y2?p2(x?0 ).故 点P的轨迹是以(p,0)为圆心,p为半径的圆(去掉原点).

(另法);解:设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y?kx?b(显然b?0) ∴

y?kxy?kx?1 则 y2?2px?1?2px? ?by2?2pxy?2pkx2(两边同时除以x2)bbyy?b()2?2p()?2pk?0 ∵OA⊥OB 则

xxy1y22pk???1?b??2pk. x1x2b代入直线AB的方程:y?k(x?2p)………..① ∵OP⊥AB ∴OP的方程为: y??1x………….② k2①、②式联立消去k,得到P的轨迹方程y??x(x?2p),(x?0)

当AB⊥x轴时,斜率k不存在,此时P点为AB中点,且在x轴上,坐标为(2p,0) 满足上面的方程,因此P点的轨迹方程为y??x(x?2p),(x?0).

14、已知三点N (0,?2?a),P (t,?2?a),F(0,a),其中a?0,动点M满足NP?PM?0 且PM?MF?2.

(1) 求动点M的轨迹方程;

(2) 过点F作直线与动点M的轨迹交于A、B两点,求?AOB的面积的最小值。 解:(1)∵动点M满足NP?PM?0,且PM?MF?2. ∴动点M的轨迹是以F(0,a)为焦点,以y??a为准线的抛物线。 所以点M的轨迹方程是x?4ay.

(2)显然直线AB的斜率存在设为k,则直线AB的方程为y?kx?a与抛物线方程联立消

12

22去y得:x?4akx?4a?0 设A(x1,y1),B(x2,y2) 则 x1?x2?4ak,x1x2??4a2 而 S?AOB?2211ax1?x2?a(x1?x2)2?4x1x2?2a2k2?1 222 所以 当k?0时,?AOB面积的最小值为2a.

15、已知点Q位于直线x??3右侧,且到点F(-1,0)与直线x??3的距离之和为4. (1)求动点Q的轨迹C的方程;

(2)直线l过点M(1,0)且交曲线C于A、B两点,点P满足FP? EP?AB?0,求点E(x0,0)的横坐标x0的取值范围。 解:(1)设Q(x,y)(x??3)由题意有

1(FA?FB),且 2x?3?(x?1)2?y2?4?y2??4x,x???3,0?

∴动点Q的轨迹C为以F(?1,0)为焦点,坐标原点为顶点的抛物线在直线x??3右侧 的部分.

(2)由题意可设直线l的方程为y?k(x?1)

?y2??4x设A(x1,y1),B(x2,y2) 由?可得

y?k(x?1)?2k2?4,xx kx?(4?2k)x?k?0,?x1?x2?1?21. 2k2222?(4?2k2)2?4k4?03?2由题意?(x1?3)(x2?3)?0 解之得 ?k?1.

4?(x?3)?(x?3)?02?1????1????????k2?22,?) 由 FP?(FA?FB)可知:点P为线段AB的中点, ?P(2k2k????????由EP?AB?0可知 EP⊥AB

22kx???1. 整理得??k??1022kk?2x0?k11∴x0的取值范围是(?,?3)

313

x2y2 16、设双曲线C1的方程为2?2?1(a?0,b?0),

abA、B为其左、右两个顶点,P是双曲线C1上的任意一

点,引QB⊥PB,QA⊥PA,AQ与BQ交于点Q.

(Ⅰ)求Q点的轨迹方程;

(Ⅱ)设(I)中所求轨迹为C2,C1、C2 的离心率分别为e1、e2,当e1?

(I)解法一:设P(x0,y0), Q(x ,y )

2时,e2的取值范围.

?A(?a,0),B(a,0),QB?PB,QA?PAy?y0??x?ax?a??1??(1)?0???y0?y??1??(2)??x0?ax?a2yy2 0由(1)?(2)得:2??1??(3)x0?a2x2?a2b2?2?2?1,?2?22abx0?aa代入(3)得b2y2?x2a2?a4即a2x2?b2y2?a4 经检验点(?a,0),(a,0)不合

因此Q点的轨迹方程为a2x2-b2y2=a4(除点(-a,0),(a,0)外)

(I)解法二:设P(x0,y0), Q(x,y), ∵A(-a, 0), B(a , 0), QB⊥PB, QA⊥PA

x20y20y20y?y0??x?ax?a??1?(x?a)x?yy??ax?a2??(1)?0?00????2?y0?y??1??(x?a)x0?yy0?ax?a??(2)??x0?ax?a由(1)?(2)得2ax0??2ax?x0??x??(3)(x0?a)(x?a)(x?a)(x?a)x2?a2把(3)代入(2)解得:y0??????(4)yyy222222 把(3)(4)代入x0?y0?1得:x?(x?a)?122222

abayb?当x??a时,不合题意,?x2?a2?0?a2x2?b2y2?a4?Q点轨迹方程为a2x2?b2y2?a4(除点(?a,0),(a,0)外) (I)解法三:设P(x0,y0), Q(x,y), ∵PA⊥QA

14

y0y???1??(1)

x0?ax?a11|PQ|,|RB|?|PQ|22连接PQ,取PQ中点R

?PA?QA,QB?PB,?|RA|??|RA|?|RB|,?R点在y轴上x0?x?0,即x0??x??(2)2yy把(2)代入(1)得:202??1a?x2x0?a2?y0???(3)y?22x0y0x2(x2?a2)2把(2)(3)代入2?2?1,得2??1abay2b2?x??a时,不合题意,?x2?a2?0整理得:a2x2?b2y2?a4?Q点轨迹方程为a2x2?b2y2?a4(除去点(?a,0),(a,0)外)y2(II)解:由(I)得C2的方程为2?4?1aab2a422a?2aa212be??1??1??1?a2b2c2?a2e2?1?e1?22?e2?1?x2

1(2)?12?2?1?e?217、如右图,给出定点A(a,0)(a>0)和直线l:x=-1.B是直线l上的动点,∠BOA的角平分线交AB于C.求点C的轨迹方程,并讨论方程表示的曲线类型与a值的关系.

依题意,记B(-1,b)(b∈R),则直线OA和OB的方程分别为y=0和y=-bx.设点C(x,y),则有0≤x<a,由OC平分∠AOB,知点C到OA、OB距离相等.根据点到直线的距离公式得

|y|=|y?bx|1?b2.①

依题设,点C在直线AB上,故有

15


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