题目内容
(2013•闸北区二模)在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C1为到定点F(
,
)的距离与到定直线l1:
x+y+2=0的距离相等的动点P的轨迹,曲线C2是由曲线C1绕坐标原点O按顺时针方向旋转30°形成的.
(1)求曲线C1与坐标轴的交点坐标,以及曲线C2的方程;
(2)过定点M0(m,0)(m>2)的直线l2交曲线C2于A、B两点,已知曲线C2上存在不同的两点C、D关于直线l2对称.问:弦长|CD|是否存在最大值?若存在,求其最大值;若不存在,请说明理由.
| ||
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
(1)求曲线C1与坐标轴的交点坐标,以及曲线C2的方程;
(2)过定点M0(m,0)(m>2)的直线l2交曲线C2于A、B两点,已知曲线C2上存在不同的两点C、D关于直线l2对称.问:弦长|CD|是否存在最大值?若存在,求其最大值;若不存在,请说明理由.
分析:(1)利用两点间的距离公式和抛物线的定义可知曲线C1为抛物线,由抛物线C1的对称轴、焦点、准线可知:C2是以(1,0)为焦点,以x=-1为准线的抛物线,得出即可;
(2)由于曲线C2上存在不同的两点C、D关于直线l2对称,设出直线l2的斜率可得直线CD的方程,与抛物线方程联立,联立根与系数的关系即可得出弦长|CD|,通过换元利用二次函数的单调性即可得出.
(2)由于曲线C2上存在不同的两点C、D关于直线l2对称,设出直线l2的斜率可得直线CD的方程,与抛物线方程联立,联立根与系数的关系即可得出弦长|CD|,通过换元利用二次函数的单调性即可得出.
解答:解:(1)设P(x,y),由题意,可知曲线C1为抛物线,并且有
=
|
x+y+2|,
化简,得抛物线C1的方程为:x2+3y2-2
xy-8
x-8y=0.
令x=0,得y=0或y=
,
令y=0,得x=0或x=8
,
∴曲线C1与坐标轴的交点坐标为(0,0)和(0,
),(8
,0).
由题意可知,曲线C1为抛物线,过焦点与准线垂直的直线为y-
=
(x-
),化为y=
x.
可知此对称轴过原点,倾斜角为30°.
又焦点F(
,
)到l1:y=-
x-2的距离为|
|=2.
∴C2是以(1,0)为焦点,以x=-1为准线的抛物线,其方程为:y2=4x.
(2)设C(x1,y1),D(x2,y2),
由题意知直线l2的斜率k存在且不为零,设直线l2的方程为y=k(x-m),则直线CD的方程为y=-
x+b,
则
得y2+4ky-4kb=0,
∴△=16k(k+b)>0①
∴y1+y2=-4k,y1•y2=-4kb,
设弦CD的中点为G(x3,y3),则y3=-2k,x3=k(b+2k).
∵G(x3,y3)在直线l2上,-2k=k(bk+2k2-m),即b=
②
将②代入①,得0<k2<m-2,
|CD|=
•|y1-y2|=
•
=4
设t=k2,则0<t<m-2.
构造函数f(t)=4
,0<t<m-2.
由已知m>2,当
,即2<m≤3时,f(t)无最大值,所以弦长|CD|不存在最大值.
当m>3时,f(t)有最大值2(m-1),即弦长|CD|有最大值2(m-1).
(x-
|
| 1 |
| 2 |
| 3 |
化简,得抛物线C1的方程为:x2+3y2-2
| 3 |
| 3 |
令x=0,得y=0或y=
| 8 |
| 3 |
令y=0,得x=0或x=8
| 3 |
∴曲线C1与坐标轴的交点坐标为(0,0)和(0,
| 8 |
| 3 |
| 3 |
由题意可知,曲线C1为抛物线,过焦点与准线垂直的直线为y-
| 1 |
| 2 |
| 1 | ||
|
| ||
| 2 |
| ||
| 3 |
可知此对称轴过原点,倾斜角为30°.
又焦点F(
| ||
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| ||||||||
|
∴C2是以(1,0)为焦点,以x=-1为准线的抛物线,其方程为:y2=4x.
(2)设C(x1,y1),D(x2,y2),
由题意知直线l2的斜率k存在且不为零,设直线l2的方程为y=k(x-m),则直线CD的方程为y=-
| 1 |
| k |
则
|
∴△=16k(k+b)>0①
∴y1+y2=-4k,y1•y2=-4kb,
设弦CD的中点为G(x3,y3),则y3=-2k,x3=k(b+2k).
∵G(x3,y3)在直线l2上,-2k=k(bk+2k2-m),即b=
| m-2-2k2 |
| k |
将②代入①,得0<k2<m-2,
|CD|=
| 1+(-k)2 |
| 1+k2 |
| (y1+y2)2-4y1y2 |
-(k2-
|
设t=k2,则0<t<m-2.
构造函数f(t)=4
-(t-
|
由已知m>2,当
|
当m>3时,f(t)有最大值2(m-1),即弦长|CD|有最大值2(m-1).
点评:熟练掌握抛物线的定义及其性质、直线与抛物线相交问题转化为一元二次方程的根与系数的关系、弦长公式、换元法、二次函数的单调性、分类讨论的思想方法是解题的关键.
练习册系列答案
相关题目