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- 2021-06-11 发布
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[练案57]第八讲 曲线与方程
A组基础巩固
一、单选题
1.(2019·云南质量检测)已知M(-2,0),N(2,0),则以MN为斜边的直角三角形的直角顶点P的轨迹方程为( D )
A.x2+y2=2 B.x2+y2=4
C.x2+y2=2(x≠±) D.x2+y2=4(x≠±2)
[解析] MN的中点为原点O,易知|OP|=|MN|=2,∴P的轨迹是以原点O为圆心,2为半径的圆,除去与x轴的两个交点,即P的轨迹方程为x2+y2=4(x≠±2),故选D.
2.方程lg(x2+y2-1)=0所表示的曲线图形是( D )
3.已知点F(1,0),直线l:x=-1,点B是l上的动点.若过B垂直于y轴的直线与线段BF的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹是( D )
A.双曲线 B.椭圆
C.圆 D.抛物线
[解析] 连接MF,由中垂线性质知|MB|=|MF|,
即M到定点F的距离与它到直线x=-1距离相等.
∴点M的轨迹是抛物线,∴D正确.
4.(2019·金华模拟)已知点P是直线2x-y+3=0上的一个动点,定点M(-1,2),Q是线段PM延长线上的一点,且|PM|=|MQ|,则Q点的轨迹方程是( D )
A.2x+y+1=0 B.2x-y-5=0
C.2x-y-1=0 D.2x-y+5=0
[解析] 设Q(x,y),∵|PM|=|MQ|,∴M为线段PQ的中点,∴则P为(-2-x,4-y),代入2x-y+3=0,得Q点的轨迹方程为2x-y+5=0.
5.(2019·四川雅安调研)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( B )
- 8 -
A.圆 B.两条平行直线
C.抛物线 D.双曲线
[解析] 设P(1,a),Q(x,y).以点O为直角顶点作等腰直角三角形OPQ,=-1,x=-ay,∵|OP|=|OQ|,∴1+a2=x2+y2=a2y2+y2=(a2+1)y2,而a2+1>0,∴y2=1,∴y=1或y=-1,∴动点Q的轨迹是两条平行于x轴的直线.
6.若曲线C上存在点M,使M到平面内两点A(-5,0),B(5,0)距离之差的绝对值为8,则称曲线C为“好曲线”,以下曲线不是“好曲线”的是( B )
A.x+y=5 B.x2+y2=9
C.+=1 D.x2=16y
[解析] M点的轨迹是双曲线 -=1,依题意,是“好曲线”的曲线与M点的轨迹必有公共点.四个选项中,只有圆x2+y2=9与M点的轨迹没有公共点,其他三个曲线与M点的轨迹都有公共点,所以圆x2+y2=9不是“好曲线”.
7.(2019·大同模拟)设点A为圆(x-1)2+y2=1上的动点,PA是圆的切线,且|PA|=1,则P点的轨迹方程为( D )
A.y2=2x B.(x-1)2+y2=4
C.y2=-2x D.(x-1)2+y2=2
[解析] 如图,设P(x,y),圆心为M(1,0),
连接MA,则MA⊥PA,且|MA|=1.
又∵|PA|=1,∴|PM|==,
即|PM|2=2,∴(x-1)2+y2=2.
8.已知F是抛物线y=x2的焦点,P是该抛物线上的动点,则线段PF中点的轨迹方程是( A )
A.x2=2y-1 B.x2=2y-
C.x2=y- D.x2=2y-2
[解析] 把抛物线方程y=x2化成标准形式x2=4y,可得焦点F(0,1),
- 8 -
设P(x0,y0),PF的中点为M(x,y).
由中点坐标公式得,∴
又∵P(x0,y0)在抛物线y=x2上,
∴2y-1=(2x)2,即x2=2y-1,故选A.
9.(2019·江西省萍乡市模拟)已知动圆C经过点A(2,0),且截y轴所得的弦长为4,则圆心C的轨迹是( D )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线
[解析]
设圆心C(x,y),弦为BD,过点C作CE⊥y轴,垂足为E,则|BE|=2,∴|CA|2=|BC|2=|BE|2+|CE|2,∴(x-2)2+y2=22+x2,化为y2=4x,y2=4x为抛物线.
二、多选题
10.当α∈(,)时,方程x2sin α+y2cos α=1表示的轨迹可以是( ACD )
A.两条直线 B.圆
C.椭圆 D.双曲线
[解析] 当α∈(,)时,sin α∈(,1),∈(1,),cos α∈(0,),∈(,+∞),
>>0.
方程x2sin α+y2cos α=1可化为+=1,
表示焦点在y轴上的椭圆.
当α=时,sin α=1,cos α=0,方程x2sin α+y2cos α=1化为x2=1,x=±1,表示两条直线.
当α∈(,)时,
- 8 -
sin α∈(,1),∈(1,),
cos α∈(-,0),∈(-∞,-),
方程x2sin α+y2cos α=1可化为-=1,
表示焦点在x轴上的双曲线.
所以曲线不可能表示圆,故选A、C、D.
11.已知双曲线C过点(3,)且渐近线为y=±x,则下列结论正确的是( AC )
A.C的方程为-y2=1
B.C的离心率为
C.曲线y=ex-2-1经过C的一个焦点
D.直线x-y-1=0与C有两个公共点
[解析] 对于选项A:由已知可设所求双曲线方程为x2-y2=λ,又双曲线C过点(3,),从而×32-()2=λ,即λ=1,从而A正确;对于选项B:由双曲线方程可知a=,b=1,c=2,从而离心率为e===,所以B错误;对于选项C:双曲线的右焦点坐标为(2,0),满足y=ex-2-1,从而C正确;对于选项D:联立,整理,得y2-2y+2=0,由Δ=(2)2-4×2=0,知直线与双曲线C只有一个交点,D错误.故选A、C.
三、填空题
12.已知圆的方程为x2+y2=4,若抛物线过点A(-1,0),B(1,0)且以圆的切线为准线,则抛物线的焦点轨迹方程是 +=1(y≠0) .
[解析] 设抛物线焦点为F,过A,B,O作准线的垂线AA1,BB1,OO1,则|AA1|+|BB1|=2|OO1|=4,由抛物线定义得|AA1|+|BB1|=|FA|+|FB|,∴|FA|+|FB|=4,故F点的轨迹是以A,B为焦点,长轴长为4的椭圆(去掉长轴两端点),所以抛物线的焦点轨迹方程为+=1(y≠0).
13.(2019·江西九江联考)设F(1,0),点M在x轴上,点P在y轴上,且=2,⊥,当点P在y轴上运动时,则点N的轨迹方程为__y2=4x__.
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[解析] 设M(x0,0),P(0,y0),N(x,y),由=2,得即因为⊥,=(x0,-y0),=(1,-y0),所以(x0,-y0)·(1,-y0)=0,所以x0+y=0,即-x+y2=0,所以点N的轨迹方程为y2=4x.
四、解答题
14.(2019·四川成都诊断)已知长度为4的线段AB的两个端点A,B分别在x轴和y轴上运动,动点P满足=3,记动点P的轨迹方程为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设不经过点H(0,1)的直线y=2x+t与曲线C相交于M,N若直线HM与HN的斜率之和为1,求实数t的值.
[解析] (1)设P(x,y),A(m,0),B(0,n),
∵=3,
∴(x,y-n)=3(m-x,-y)=(3m-3x,-3y),
即,∴.
又|AB|=4,∴m2+n2=16.从而+16y2=16.
∴曲线C的方程为+y2=1.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
联立,消去y,得37x2+36tx+9(t2-1)=0,
由Δ=(36t)2-4×37×9(t2-1)>0,
可得-8=|C1C2|,
所以M的轨迹是以C1,C2为焦点的椭圆,
且2a=16,2c=8,所以a=8,c=4,b=4.
故所求的轨迹方程为+=1.故选D.
2.△ABC的顶点A(-5,0),B(5,0),△ABC的内切圆圆心在直线x=3上,则顶点C的轨迹方程是( C )
A.-=1 B.-=1
C.-=1(x>3) D.-=1(x>4)
- 8 -
[解析] 如图,|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,所以|CA|-|CB|=8-2=6.
根据双曲线定义,所求轨迹是以A、B为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,方程为-=1(x>3).
3.已知A(0,7),B(0,-7),C(12,2),以C为一个焦点作过A,B的椭圆,椭圆的另一个焦点F的轨迹方程是( A )
A.y2-=1(y≤-1) B.y2-=1
C.y2-=-1 D.x2-=1
[解析] 显然|AC|=13,|BC|=15,又|AF|+|AC|=|BF|+|BC|,∴|AF|-|BF|=2.∴F的轨迹是以A、B为焦点的双曲线的下支,故选A.
4.过抛物线y2=4x的焦点作直线与其交于M、N两点,作平行四边形MONP,则点P的轨迹方程为__y2=4(x-2)__.
[解析] 设直线方程为y=k(x-1),点M(x1,y1),N(x2,y2),P(x,y),由=,得(x1,y1)=(x-x2,y-y2).
得x1+x2=x,y1+y2=y.
由联立得x=x1+x2=.
y=y1+y2=,消去参数k,得y2=4(x-2).
5.(2019·课标Ⅱ,21)已知点A(-2,0),B(2,0),动点M(x,y)满足直线AM与BM的斜率之积为-.记M的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PE⊥x轴,垂足为E,连接QE并延长交C于点G.
①证明:△PQG是直角三角形;
②求△PQG面积的最大值.
[解析] (1)由题设得·=-,
化简得+=1(|x|≠2),
- 8 -
所以C为中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆,不含左右顶点.
(2)①设直线PQ的斜率为k,则其方程为y=kx(k>0),
由得x=±.
记u=,则P(u,uk),Q(-u,-uk),E(u,0).
于是直线QG的斜率为,方程为y=(x-u).
由
得(2+k2)x2-2uk2x+k2u2-8=0.①
设G(xG,yG),则-u和xG是方程①的解,
故xG=,由此得yG=.
从而直线PG的斜率为=-.
所以PQ⊥PG,即△PQG是直角三角形.
②由①得|PQ|=2u,|PG|=,
所以△PQG的面积S=|PQ||PG|=
=
设t=k+,则由k>0得t≥2,当且仅当k=1时取等号,
因为S=在[2,+∞)单调递减,所以当t=2,
即k=1时,S取得最大值,最大值为.
因此,△PQG面积的最大值为.
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