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文檔簡介
1第三章圓錐曲線的方程典型例題講解目錄一、基本概念回歸二、重點例題(高頻考點)高頻考點一:圓錐曲線的定義高頻考點二:圓錐曲線的標準方程高頻考點三:焦點三角形問題高頻考點四:離心率問題高頻考點五:圓錐曲線中的最值問題高頻考點六:弦長問題高頻考點七:中點弦問題高頻考點八:軌跡方程問題高頻考點九:面積問題高頻考點十:圓錐曲線中的定點、定值問題高頻考點十一:圓錐曲線中的向量問題一、基本概念回歸知識回顧1:橢圓的定義平面內(nèi)一個動點到兩個定點、的距離之和等于常數(shù),這個動點的軌跡叫橢圓.這兩個定點(,)叫橢圓的焦點,兩焦點的距離()叫作橢圓的焦距.知識回顧2:橢圓的標準方程焦點位置焦點在軸上焦點在軸上標準方程()()圖象焦點坐標,,的關(guān)系知識回顧3:橢圓的簡單幾何性質(zhì)焦點的位置焦點在軸上焦點在軸上圖形標準方程()()范圍,,頂點,,,軸長短軸長=,長軸長=焦點焦距對稱性對稱軸:軸、軸對稱中心:原點離心率,知識回顧4:雙曲線的定義4.1、定義:一般地,我們把平面內(nèi)與兩個定點,的距離的差的絕對值等于非零常數(shù)(小于)的點的軌跡叫做雙曲線.這兩個定點叫做雙曲線的焦點,兩焦點間的距離叫做雙曲線的焦距.4.2、集合語言表達式雙曲線就是下列點的集合:.4.3雙曲線的標準方程焦點位置焦點在軸上焦點在軸上標準方程()()圖象焦點坐標,,的關(guān)系兩種雙曲線,()的相同點是:它們的形狀、大小都相同,都有,;不同點是:兩種雙曲線的位置不同,它們的焦點坐標也不同.知識回顧5:雙曲線的簡單幾何性質(zhì)標準方程()()圖形性質(zhì)范圍或或?qū)ΨQ性對稱軸:坐標軸;對稱中心:原點頂點坐標,,漸近線離心率,,a,b,c間的關(guān)系知識回顧6:拋物線的定義1、拋物線的定義:平面內(nèi)與一個定點和一條定直線(其中定點不在定直線上)的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,定點叫做拋物線的焦點,定直線叫做拋物線的準線.2、拋物線的數(shù)學表達式:(為點到準線的距離).知識回顧7:拋物線的標準方程設,拋物線的標準方程、類型及其幾何性質(zhì):方程()()()()圖形焦點準線知識回顧8:拋物線的簡單幾何性質(zhì)標準方程()()()()圖形范圍,,,,對稱軸軸軸軸軸焦點坐標準線方程頂點坐標離心率通徑長知識回顧9:弦長公式:若直線與圓錐曲線相交與、兩點,則:弦長弦長這里的求法通常使用韋達定理,需作以下變形:;知識回顧10:中點弦點差法:設直線和曲線的兩個交點,,代入橢圓方程,得;;將兩式相減,可得;;最后整理得:同理,雙曲線用點差法,式子可以整理成:設直線和曲線的兩個交點,,代入拋物線方程,得;;將兩式相減,可得;整理得:知識回顧11:面積問題11.1三角形面積問題直線方程:11.2焦點三角形的面積直線過焦點的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項系數(shù)二、重點例題(高頻考點)高頻考點一:圓錐曲線的定義1.(2022·全國·高二課時練習)如圖,把橢圓的長軸分成8等份,過每個分點作軸的垂線分別交橢圓的上半部分于點,,…,,是左焦點,則()A.21 B.28 C.35 D.42【答案】C【詳解】設橢圓的右焦點為,則由橢圓的定義,得,由橢圓的對稱性,知,.同理,可知,.又,.故選:C.2.(2022·江蘇·高三開學考試)在平面直角坐標系中,設拋物線的焦點為,準線為,為拋物線上一點,過點作,交準線于點,若直線的傾斜角為,則點的縱坐標為()A.3 B.2 C.1 D.【答案】A【詳解】設準線與軸交于點,則,,∴,連接,則,又,所以是正三角形,∴,準線的方程是,∴點縱坐標為3.故選:A3.(2022·全國·高二課時練習)已知焦點為F的拋物線的準線是直線l,點P為拋物線C上一點,且垂足為Q,點則的最小值為()A. B.2 C. D.【答案】A【詳解】連接PF,由拋物線的定義可知PF=PQ,所以,故選A.4.(多選)(2022·全國·高二課時練習)(多選)已知在平面直角坐標系中,點,,點P為一動點,且,則下列說法中正確的是()A.當時,點P的軌跡不存在B.當時,點P的軌跡是橢圓,且焦距為3C.當時,點P的軌跡是橢圓,且焦距為6D.當時,點P的軌跡是以AB為直徑的圓【答案】AC【詳解】對A,,故點P的軌跡不存在,A正確;對BC,,故點P的軌跡是橢圓,且焦距為,故B錯誤,C正確;對D,,故點P的軌跡為線段AB,D錯誤.故選:AC5.(多選)(2022·吉林·長春市實驗中學高二期末)若,,動點滿足,當和時,點軌跡()A.雙曲線 B.雙曲線的一支 C.一條射線 D.一條直線【答案】BC【詳解】當時,,故軌跡為雙曲線的右支;當時,,故軌跡為射線;故選:BC.6.(多選)(2022·浙江嘉興·高二期末)已知平面內(nèi)兩個定點,直線相交于點,且它們的斜率之積為常數(shù),設點的軌跡為.下列說法中正確的有()A.存在常數(shù),使上所有的點到兩點的距離之和為定值B.存在常數(shù),使上所有的點到兩點的距離之差的絕對值為定值C.存在常數(shù),使上所有的點到兩點的距離之和為定值D.存在常數(shù),使上所有的點到兩點的距離之差的絕對值為定值【答案】BC【詳解】設M坐標為,則,化簡得的軌跡方程為:由得,此時表示焦點為的雙曲線,故B正確,A錯誤.由得,此時表示焦點為的橢圓,故C正確,顯然不管為何值都不可能是焦點在y軸的雙曲線,故D錯誤.故選:BC.7.(2022·全國·高三專題練習)如圖,為雙曲線的左焦點,雙曲線上的點與關(guān)于軸對稱,則______.【答案】【詳解】設雙曲線的右焦點為,因為雙曲線上的點與,關(guān)于軸對稱,所以,,又雙曲線的實軸長為,根據(jù)雙曲線的定義可得.故答案為:.8.(2022·全國·高二課時練習)若動點的坐標滿足方程,試判斷動點的軌跡,并寫出其標準方程.【答案】動點的軌跡是橢圓,其標準方程為【詳解】由于點滿足,即點到兩個定點,的距離之和等于常數(shù),由橢圓的定義可知:此點的軌跡為焦點在軸上的橢圓,且,故,故橢圓的標準方程為.高頻考點二:圓錐曲線的標準方程1.(2022·全國·高二課時練習)已知,,,以為一個焦點作過,的橢圓,則橢圓的另一個焦點的軌跡方程為()A. B.C. D.【答案】A【詳解】由題意得,,,因為,都在橢圓上,所以,所以,故的軌跡是以,為焦點的雙曲線的下支,又因為,,即,,所以,因此的軌跡方程是.故選:A.2.(2022·全國·高二課時練習)與橢圓共焦點且過點的雙曲線的標準方程為()A. B.C. D.【答案】C【詳解】橢圓的焦點坐標為,設雙曲線的標準方程為,由雙曲線的定義可得,,,,因此,雙曲線的方程為.故選:C.3.(2022·河南新鄉(xiāng)·二模(文))已知圓與圓相交于A,B兩點,若圓,的圓心為橢圓E的焦點,A,B在橢圓E上,則橢圓E的標準方程為______.【答案】【詳解】設橢圓E的方程為,由題意可得:,又A在橢圓E上,可知,而,所以,故橢圓E的標準方程為,故答案為:4.(2022·全國·高二課時練習)若動圓M經(jīng)過雙曲線的左焦點且與直線x=2相切,則圓心M的坐標滿足的方程是______.【答案】【詳解】雙曲線的左焦點為F(-2,0),動圓M經(jīng)過F且與直線x=2相切,則圓心M到點F的距離和到直線x=2的距離相等,由拋物線的定義知圓心的軌跡是焦點為F,準線為x=2的拋物線,其方程為.故答案為:.5.(2022·全國·高三專題練習)已知動點的坐標滿足,則動點的軌跡方程為_____________.【答案】【詳解】設直線,則動點到點的距離為,動點到直線的距離為,又因為,所以動點M的軌跡是以為焦點,為準線的拋物線,其軌跡方程為.故答案為:6.(2022·全國·高二課時練習)求滿足下列條件的橢圓的標準方程:(1)焦點在y軸上,焦距是4,且經(jīng)過點;(2)離心率為,且橢圓上一點到兩焦點的距離之和為26.【答案】(1);(2)或(1)由焦距是4可得,又焦點在y軸上,所以焦點坐標為,,由橢圓的定義可知,所以,所以,所以橢圓的標準方程為;(2)由題意知,即,又,所以,所以,當橢圓的焦點在軸上時,橢圓的方程為;當橢圓的焦點在軸上時,橢圓的方程為,所以橢圓的方程為或7.(2022·全國·高二專題練習)分別根據(jù)下列條件,求橢圓的標準方程:(1)一個焦點坐標為,且橢圓上的點到兩焦點的距離之和是26;(2)一個焦點坐標為,且橢圓經(jīng)過點.【答案】(1)(2)(1)由題意,,又,所以,橢圓標準方程為;(2)由題意橢圓另一焦點為.,,,所以,焦點在軸,橢圓方程為.8.(2022·全國·高二課時練習)平面上動點到定點的距離比到直線:的距離大,求動點滿足的方程.【答案】【詳解】因為動點到定點的距離比到直線:的距離大,所以動點到定點的距離與到直線:的距離相等,所以的軌跡是以為焦點,直線:為準線的拋物線,此時,故所求的點滿足的方程是.高頻考點三:焦點三角形問題1.(2022·安徽·蕪湖一中模擬預測)已知分別為橢圓的左右焦點,點P為橢圓上一點,以為圓心的圓與直線恰好相切于點P,則是()A. B. C. D.【答案】A【詳解】依題意,設,由橢圓定義得,由于以為圓心的圓與直線恰好相切于點P,所以,即,整理得,得,得,所以.故選:A2.(2022·全國·高二課時練習)已知為雙曲線的左焦點,,為雙曲線右支上的點,若的長等于虛軸長的2倍,點在線段上,則的周長為()A.28 B.36 C.44 D.48【答案】C【詳解】如圖所示:∵雙曲線的左焦點為,∴點是雙曲線的右焦點,又,∴虛軸長為2b=8,∴.∵①,②,∴①+②得,∴的周長.故選:C3.(2022·全國·高三專題練習)已知雙曲線:的離心率為2,的左?右焦點分別為,,點在的右支上,的中點在圓:上,其中為半焦距,則()A. B. C. D.【答案】A【詳解】連接,則有是的中位線,因為,所以所以由雙曲線的定義可得因為雙曲線:的離心率為2,所以所以,在中由余弦定理可得所以故選:A4.(2022·全國·高二課時練習)經(jīng)過橢圓的左焦點,作不垂直于x軸的直線AB,交橢圓于A、B兩點,是橢圓的右焦點,則的周長為______.【答案】8【詳解】由橢圓,可得a=2.由橢圓的定義可得.所以的周長.故答案為:85.(2022·江蘇·高二)設、是橢圓的左右焦點,過的直線交橢圓于、兩點,則的最大值為______.【答案】【詳解】由題意,橢圓,可得,即,根據(jù)橢圓的定義,可得,則,所以,當垂直于軸時,取得最小值,此時取得最大值,此時,所以的最大值為.故答案為:.6.(2022·全國·高三專題練習)已知橢圓的左、右焦點為,,點P為橢圓上動點,則的值是______;的取值范圍是______.【答案】【詳解】對橢圓,其,焦點坐標分別為,由橢圓定義可得:;設點的坐標為,則,且,故,又,故,即的取值范圍為:.故答案為:;.高頻考點四:離心率問題1.(2022·江蘇南京·高三階段練習)已知橢圓的左右焦點分別,左頂點為A,上頂點為B,點P為橢圓上一點,且,若,則橢圓的離心率為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】由題知:,因為,所以,整理得,所以,得,.故選:A2.(2022·四川·高三階段練習(理))已知雙曲線C:(,)的左、右焦點分別是,,過右焦點且不與x軸垂直的直線交C的右支于A,B兩點,若,且,則C的離心率為()A. B. C. D.【答案】C【詳解】如圖,設,則.又,所以,所以.又,所以,由,得,則,而,則,化簡得,所以.3.(2022·安徽蚌埠·一模)若橢圓上存在兩點到點的距離相等,則橢圓的離心率的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】B【詳解】記中點為,則,由題意點在線段的中垂線上,將坐標代入橢圓方程得兩式相減可得,所以,得,所以的中垂線的方程為,令得,由題意,,故,所以所以故選:B.4.(2022·全國·高二課時練習)已知橢圓(),橢圓的左、右焦點分別為,,P是橢圓C上的任意一點,且滿足,則橢圓C的離心率e的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】B【詳解】解:由已知得,,設,則,,因為,所以,即,即,因為點P是橢圓上的任意一點,所以表示橢圓上的點到原點的距離的平方,因為,所以,所以,即,所以,故選:B.5.(2022·廣東·仲元中學高三階段練習)已知直線與雙曲線無公共交點,則雙曲線C離心率e的取值范圍為().A. B. C. D.【答案】C【詳解】由題意得,的斜率為,而的漸近線為,由于直線與雙曲線沒有公共交點,如圖,所以,即,故,即,所以,故,即.故選:C.6.(2022·廣東汕頭·高三階段練習)已知雙曲線的左?右焦點分別為、,過的直線與的右支交于,兩點.若,,則的離心率為___________.【答案】【詳解】解:根據(jù)題意,作圖如下,設,則,所以,,,,即,,,,,由余弦定理知,在中,,在中,,,,,.故答案為:.7.(2022·江蘇·南京市中華中學高二開學考試)已知橢圓,過橢圓的左焦點且斜率為的直線l與橢圓交于兩點(點在點的上方),若有,則橢圓的離心率為________.【答案】【詳解】設,,因為,,,將代入橢圓方程得,,兩式相減得:,,,則,,因為直線斜率為,,,將代入橢圓方程整理得:,或(舍),故.故答案為:8.(2022·全國·高三專題練習)已知橢圓,點是上任意一點,若圓上存在點、,使得,則的離心率的取值范圍是___________.【答案】【詳解】連接,當不為橢圓的上、下頂點時,設直線、分別與圓切于點A、B,,∵存在、使得,∴,即,又,∴,連接,則,∴.又是上任意一點,則,又,∴,則由,得,又,∴.故答案為:.9.(2022·全國·高三專題練習)已知橢圓C:的左頂點為A,右焦點為F,過點A作斜率為的直線與C相交于點A,B,且,O為坐標原點,求橢圓C的離心率.【答案】【詳解】由題易知,,,則.代入橢圓C的方程,可得,所以,即.所以,所以.高頻考點五:圓錐曲線中的最值問題1.(2022·浙江·慈溪中學高三開學考試)已知點、,直線,動點到點的距離和它到直線的距離之比為,則的最大值是()A. B. C. D.【答案】C【詳解】設點,由題意可得,整理可得,則,其中,所以,,所以,當時,取最大值,即.故選:C.2.(2022·全國·高三專題練習)已知點滿足,點A,B關(guān)于點對稱且,則的最大值為()A.10 B.9 C.8 D.2【答案】C【詳解】由橢圓定義可得點在橢圓上,因為點A,B關(guān)于點對稱,所以,而,因為,所以當時取得最大值3,所以的最大值為.故選:C.3.(2023·全國·高三專題練習)已知分別為雙曲線的左?右焦點,為雙曲線右支上任一點,則最小值為()A.19 B.23 C.25 D.85【答案】B【詳解】令且,則,而,所以,令,則,當且僅當,即時等號成立,所以,即最小值為23.故選:B4.(2022·云南民族大學附屬中學模擬預測(理))已知點為拋物線上的動點,設點到的距離為,到直線的距離為,則的最小值是()A. B. C. D.【答案】B【詳解】直線為拋物線的準線,點到準線的距離等于點到焦點的距離,過焦點作直線的垂線,如下圖所示,此時最小,為點到直線的距離.,則.故選:B.5.(2021·四川成都·高三開學考試(文))已知點M是橢圓上的一動點,點T的坐標為,點N滿足,且∠MNT=90°,則的最大值是______.【答案】【詳解】設點,則,即,,,當時,,而,,因此,所以當點時,取得最大值.故答案為:6.(2022·全國·高二課時練習)已知點為拋物線上的一個動點,設點到拋物線的準線的距離為,點,則的最小值為______.【答案】【詳解】拋物線的焦點,準線方程為.過點作拋物線準線的垂線,垂足為點,由拋物線的定義可得,則,當且僅當為線段與拋物線的交點時,等號成立,因此,的最小值為.故答案為:.7.(2022·全國·高二單元測試)已知直線,拋物線C:上一動點P到直線l與到y(tǒng)軸距離之和的最小值為______,P到直線l距離的最小值為______.【答案】
1
##0.75【詳解】設拋物線C:上的點P到直線的距離為,到準線的距離為,到y(tǒng)軸的距離為,由拋物線方程可得:焦點F的坐標為,準線方程為,則,,因此,因為的最小值是焦點F到直線的距離,即,所以的最小值為;設平行于直線l且與拋物線C:相切的直線方程為,由,得,因為直線與拋物線C:相切,所以,解得,因此該切線的方程為,所以兩平行線間的距離為,即P到直線l距離的最小值為.故答案為:1;.8.(2022·全國·高二課時練習)已知點是橢圓上一點,求點P到點的距離的取值范圍.【答案】【詳解】解:因為點是橢圓上一點,所以,又,,所以,,設,,則,所以函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以,,所以,所以函數(shù)點P到點的距離的取值范圍.9.(2023·全國·高三專題練習)已知雙曲線的離心率等于,且點在雙曲線上.(1)求雙曲線的方程;(2)若雙曲線的左頂點為,右焦點為,P為雙曲線右支上任意一點,求的最小值.【答案】(1)(2)-4(1)依題又,所以,,故雙曲線的方程為.(2)由已知得,,設,于是,,因此,由于,所以當時,取得最小值,為.10.(2022·全國·高三專題練習)在平面直角坐標系中,雙曲線左、右焦點分別為.(1)若直線l過點,且與雙曲線C的左、右支各有一個公共點,求直線l的斜率k的取值范圍;(2)若點P為雙曲線C上一點,求的最小值.【答案】(1).(2)-1(1)顯然,直線l的斜率不存在時,與雙曲線不相交,故l的斜率必存在,設其為k,則直線l:,代入雙曲線方程得:.要使l與雙曲線C的左、右支各有一個公共點,只需,解得:.即斜率k的取值范圍為.(2)雙曲線左、右焦點分別為.設,則,所以,因為,所以,所以,即的最小值為-1.11.(2022·全國·高二課時練習)已知動圓過定點,且在y軸上截得的弦長為8.(1)求動圓圓心的軌跡C的方程;(2)已知P為軌跡C上的一動點,求點P到直線和y軸的距離之和的最小值.【答案】(1)(2)(1)解:設圓心的坐標為,則半徑,又因動圓在y軸上截得的弦長為8,所以,化簡得,即動圓圓心的軌跡C的方程為;(2)解:如圖,設軌跡C的焦點為F,點P到直線的距離為,到y(tǒng)軸的距離為,F(xiàn)到直線的距離為,由拋物線的定義,可知,所以,由圖可知的最小值為F到直線的距離,所以,所以的最小值為.12.(2022·全國·高二課時練習)設是拋物線上的一個動點,點是焦點.(1)求點到點的距離與點到直線的距離之和的最小值;(2)若,求的最小值.【答案】(1)(2)4(1)拋物線的焦點為,準線是.由拋物線的定義,知點到直線的距離等于點到焦點的距離,所以問題轉(zhuǎn)化為求拋物線上一點到點的距離與其到點的距離之和的最小值,如圖,當A,,共線時上述距離之和最小,連接交拋物線于點,此時所求的最小值為.(2)由題意,可知,故點B在拋物線內(nèi)部(焦點所在一側(cè)),如圖,作垂直準線于點,交拋物線于點,連接,此時,當點與點重合時,的值最小,此時,即的最小值為4.高頻考點六:弦長問題1.(2022·安徽·合肥市第十一中學高二期末)已知橢圓C:的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,離心率為,橢圓C上點M滿足.(1)求橢圓C的標準方程:(2)若過坐標原點的直線l交橢圓C于P,Q兩點,求線段PQ長為時直線l的方程.【答案】(1)(2)(1)解:依題意,解得,所以橢圓方程為;(2)解:當直線的斜率不存在時,直線的方程為,此時,不符合題意;所以直線的斜率存在,設直線方程為,則,消元整理得,設,,則,,所以,即,解得,所以直線的方程為;2.(2022·遼寧丹東·高二期末)平面直角坐標系xOy中,點,,點M滿足.記M的軌跡為C.(1)說明C是什么曲線,并求C的方程;(2)已知經(jīng)過的直線l與C交于A,B兩點,若,求.【答案】(1)C是以點,為左右焦點的橢圓,(2)(1)因為,,所以C是以點,為左右焦點的橢圓.于是,,故,因此C的方程為.(2)當垂直于軸時,,,舍去.當不垂直于軸時,可設,代入可得.因為,設,,則,.因為,所以.同理.因此.由可得,,于是.根據(jù)橢圓定義可知,于是.3.(2022·湖北·武漢市第十一中學高二期末)已知橢圓的上頂點與橢圓的左,右頂點連線的斜率之積為.(1)求橢圓C的離心率;(2)若直線與橢圓C相交于A,B兩點,,求橢圓C的標準方程.【答案】(1)(2)(1)解:由題意可知,橢圓上頂點的坐標為,左右頂點的坐標分別為、,∴,即,則.又,∴,所以橢圓的離心率;(2)解:設,,由得:,∴,,,∴,解得,∴,滿足,∴,∴橢圓C的方程為.4.(2021·山東·菏澤一中高二期中)已知雙曲線與有相同的漸近線,點為的右焦點,,為的左右頂點.(1)求雙曲線的方程;(2)過點傾斜角為的直線交雙曲線于,兩點,求.【答案】(1)(2)3(1)因為的漸近線為,所以有,又,所以,,所以雙曲線的方程為.(2)直線過點,傾斜角為所以直線的方程為,由得,設,所以,,所以.5.(2021·全國·高三專題練習(理))已知雙曲線的離心率為,且其頂點到其漸近線的距離為.(1)求雙曲線的標準方程;(2)直線:與雙曲線交于,兩點,若,求的值.【答案】(1);(2).【詳解】(1)由題得頂點到漸近線,即的距離為,即,離心率,又,則可解得,故雙曲線方程為;(2)設,聯(lián)立可得,則,解得,則,解得.6.(2022·云南·羅平縣第一中學高二開學考試)已知拋物線上一點到焦點的距離為4.(1)求實數(shù)的值;(2)若直線過的焦點,與拋物線交于,兩點,且,求直線的方程.【答案】(1)(2)或(1)由題意可知:,解得:.(2)由(1)知拋物線,則焦點坐標為,由題意知直線斜率不為0,設直線為:,聯(lián)立直線與拋物線:,消得:,則則所以,解得,所以直線為:或7.(2022·四川·富順第二中學校高二階段練習(理))已知拋物線的頂點在坐標原點,對稱軸為軸,開口向右且焦點到準線的距離為.(1)求拋物線的標準方程.(2)若過的焦點的直線與拋物線交于兩點,且,求直線的方程.【答案】(1)(2)或(1)設拋物線,拋物線的焦點到準線的距離為,,拋物線的標準方程為:;(2)由(1)得:,設直線,,,由得:,則,,解得:,直線方程為:或,即或.8.(2022·內(nèi)蒙古烏蘭察布·高二期末(理))已知拋物線C的焦點為,N為拋物線上一點,且(1)求拋物線C的方程;(2)過點F且斜率為k的直線l與C交于A,B兩點,,求直線l的方程.【答案】(1)(2)或(1)拋物線的方程為,設,依題意,由拋物線定義,即.所以,又由,得,解得(舍去),所以拋物線的方程為.(2)由(1)得,設直線的方程為,,,由,得.因為,故所以.由題設知,解得或,因此直線方程為或.高頻考點七:中點弦問題1.(2022·全國·高三專題練習)已知動點與平面上點,的距離之和等于.(1)求動點的軌跡方程;(2)若經(jīng)過點的直線與曲線交于,兩點,且點為的中點,求直線的方程.【答案】(1)(2)(1)解:設點的坐標為,,由橢圓定義可知,點軌跡是以,為焦點的橢圓,,,,動點的軌跡的方程為.(2)解:顯然直線的斜率存在且不等于,設,,則,,又、在橢圓上,所以,,兩式相減得,即所以,即,即,所以直線的方程為,即;2.(2022·全國·高三專題練習)已知橢圓C∶經(jīng)過點,O為坐標原點,若直線l與橢圓C交于A,B兩點,線段AB的中點為M,直線l與直線OM的斜率乘積為.求橢圓C的標準方程;【答案】【詳解】解:因為橢圓經(jīng)過點,所以(1),設,因為直線l與橢圓C交于A,B兩點,所以,兩式相減得,因為線段AB的中點為M,且直線l與直線OM的斜率乘積為-,所以(2),由(1)(2)解得,所以橢圓方程為:;3.(2022·河南·夏邑第一高級中學高二期末(文))已知橢圓經(jīng)過點,且的離心率與雙曲線的離心率互為倒數(shù).(1)求的方程;(2)若直線與交于,兩點,點是弦的中點,求直線的方程.【答案】(1);(2).(1)由橢圓經(jīng)過,則.雙曲線的離心率為2,則的離心率為,,所以,故的方程為.(2)設,,因為,在上,所以,①-②,得,所以.因為是弦的中點,則,,由上有,故直線的斜率,所以直線的方程為,即.4.(2022·全國·高三專題練習)已知橢圓的左、右焦點為,P為橢圓上一點,且,.(1)求橢圓的離心率;(2)已知直線交橢圓于兩點,且線段的中點為,若橢圓上存在點,滿足,試求橢圓的方程.【答案】(1)(2)(1)解:因為,所以,即,則,解得.(2)解:設,由,得,所以,所以設,即由于在橢圓上,則,,①由,得,即由在橢圓上,則,即,即,②將①代入②得:,③線段的中點為,設可知,所以,其中,解得,所以,方程為又,④將④代入③得:,經(jīng)檢驗滿足,所以橢圓的方程為.5.(2022·全國·高二單元測試)已知雙曲線過點,焦距為,.(1)求雙曲線C的方程;(2)是否存在過點的直線與雙曲線C交于M,N兩點,使△構(gòu)成以為頂角的等腰三角形?若存在,求出所有直線l的方程;若不存在,請說明理由.【答案】(1).(2)存在,直線為或.(1)由題設,,又在雙曲線上,∴,可得,∴雙曲線C的方程為.(2)由(1)知:,直線的斜率一定存在,當直線斜率為0時,直線:,符合題意;設直線為,,聯(lián)立雙曲線方程可得:,由題設,∴,,則.要使△構(gòu)成以為頂角的等腰三角形,則,∴的中點坐標為,∴,可得或,當時,,不合題意,所以,直線l:,∴存在直線為或,使△構(gòu)成以為頂角的等腰三角形.6.(2022·江西·南昌縣蓮塘第二中學高二期中(理))已知中心在原點的雙曲線的右焦點為,右頂點為.()求雙曲線的方程;()若直線與雙曲線交于不同的兩點,,且線段的垂直平分線過點,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1);(2).試題解析:()設雙曲線方程為.由已知得,,,∴.故雙曲線的方程為.()聯(lián)立,整理得.∵直線與雙曲線有兩個不同的交點,∴,可得.()設、,的中點為.則,,.由題意,,∴.整理得.()將()代入(),得,∴或.又,即.∴的取值范圍是.7.(2022·全國·高二單元測試)如圖,點A是拋物線y2=2px(p>0)上的動點,過點M(2,1)的直線AM與拋物線交于另一點B.(1)當A的坐標為(1,2)時,求點B的坐標;(2)已知點P(2,0),若M為線段AB的中點,求△PAB面積的最大值.【答案】(1)B(9,﹣6)(2)2(1)當A的坐標為(1,2)時,則22=2p?1,所以2p=4,所以拋物線的方程為:y2=4x,由題意可得直線AM的方程為:y﹣2(x﹣1),即x=﹣y+3,代入拋物線的方程可得y2+4y﹣12=0,解得y=﹣6或2,代入拋物線的方程可得或,所以B(9,﹣6);(2)易知直線AB的斜率存在且不等于0,設直線AB的方程:x=my+n,因為M在直線AB上,所以m+n=2,P到直線AB的距離d,設A(x1,y1),B(x2,y2),由M(2,1)是AB的中點可得,y1+y2=2×1=2,聯(lián)立,整理可得:y2﹣2pmy﹣2pn=0,所以y1+y2=2pm=2,即pm=1,y1y2=﹣2pn,|AB||y1﹣y1|?,所以S△PAB|AB|?d???,將pm=1,代入,S△PAB2,所以當m=2時,取等號,所以△PAB面積的最大值為2.8.(2022·福建·龍海二中高三階段練習(文))已知頂點在原點,對稱軸為軸的拋物線,焦點在直線上.(1)求拋物線的方程;(2)過焦點的直線交拋物線于、兩點,求弦的中點的軌跡方程.【答案】(1);(2).【詳解】(1)焦點在直線上,且拋物線的頂點在原點,對稱軸是軸,焦點的坐標為,設方程為,則,求得,則此拋物線方程為.(2)設,,因為、在拋物線上,所以,①,②,,①-②得,當直斜率存在時,.設直線方程:,代入,,得,。當直線斜率不存在,與重合,滿足.。綜上,弦的中點的軌跡方程:.9.(2022·上海·模擬預測)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,直線y=k(x+1)與C相切于點A,|AF|=2.(Ⅰ)求拋物線C的方程;(Ⅱ)設直線l交C于M,N兩點,T是MN的中點,若|MN|=8,求點T到y(tǒng)軸距離的最小值及此時直線l的方程.【答案】(Ⅰ)y2=4x(Ⅱ)T到y(tǒng)軸的距離的最小值為3,此時直線的方程為x±y-1=0.【詳解】(Ⅰ)設A(x0,y0),直線y=k(x+1)代入y2=2px,可得k2x2+(2k2-2p)x+k2=0,由△=(2k2-2p)2-4k4=0,解得p=2k2,解得x0=1,由|AF|=1+=2,即p=2,可得拋物線方程為y2=4x;(Ⅱ)由題意可得直線l的斜率不為0,設l:x=my+n,M(x1,y1),N(x2,y2),聯(lián)立拋物線方程可得y2-4my-4n=0,△=16m2+16n>0,y1+y2=4m,y1y2=-4n,|AB|=?=8,可得n=-m2,=2m,==2m2+n=+m2=+m2+1-1≥2-1=3,當且僅當=m2+1,即m2=1,即m=±1,T到y(tǒng)軸的距離的最小值為3,此時n=1,直線的方程為x±y-1=0..高頻考點八:軌跡方程問題1.(2022·河南·高三階段練習(文))直線和各有一點,的面積為2,則的中點M的軌跡方程為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】如圖所示:設,則,且有,,,∴,∵,∴,則,,即的中點M的軌跡方程為:.故選:A.2.(2022·全國·高二課時練習)在平面直角坐標系xOy中,已知M(2,-1),N(0,1),動點P滿足,則動點P的軌跡E的方程為______.【答案】【詳解】設P(x,y),則,,.由,知,化簡得,即動點P的軌跡E的方程為.故答案為:.3.(2022·全國·高二課時練習)已知P是圓O:上任意一點,過點P作PQ⊥y軸于點Q,延長QP到點M,使.則點M的軌跡E的方程為______.【答案】【詳解】設M(x,y),因為,所以P為QM的中點,又有PQ⊥y軸,所以.因為P是圓O:上的點,所以,即點M的軌跡E的方程為.故答案為:.4.(2022·全國·高二專題練習)已知點P是橢圓上任意一點,過點P作x軸的垂線,垂足為M,則線段PM的中點的軌跡方程為______.【答案】【詳解】因為軸,垂足為M,且PM的中點為,所以,又因為P是橢圓上任意一點,所以,即.故答案為:.5.(2022·全國·高二課時練習)連接定點和曲線上動點的線段的中點的軌跡方程是______.【答案】【詳解】設,,因為是的中點,所以,則,代入曲線可得,整理可得,所以的軌跡方程是.故答案為:.6.(2022·河北保定·高二階段練習)已知定點,,動點P滿足.(1)求動點P的軌跡C的方程;(2)已知點B(6,0),點A在軌跡C運動,求線段AB上靠近點B的三等分點Q的軌跡方程.【答案】(1)(2)(1)設動點P的坐標為,因為,,且,所以,整理得,所以動點P的軌跡C的方程為;(2)設點的坐標為,點A坐標為,因為Q是線段AB上靠近點B的三等分點,所以,即,解得,又點A在軌跡C運動,由(1)有:,化簡得:,即Q的軌跡方程:.7.(2022·全國·高二課時練習)已知橢圓.(1)過橢圓的左焦點引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程;(2)求斜率為2的平行弦的中點的軌跡方程;(3)求過點且被平分的弦所在直線的方程.【答案】(1)(在橢圓內(nèi)部分)(2)(在橢圓內(nèi)部分)(3)(1)解:設弦與橢圓兩交點坐標分別為、,設,當時,.當時,,兩式相減得,即(*),因為,,,所以,代入上式并化簡得,顯然滿足方程.所以點P的軌跡方程為(在橢圓內(nèi)部分).(2)解:設,在(1)中式子里,將,,代入上式并化簡得點Q的軌跡方程為(在橢圓內(nèi)部分).所以,點的軌跡方程(在橢圓內(nèi)部分).(3)解:在(1)中式子里,將,,代入上式可求得.所以直線方程為.8.(2022·全國·高二課時練習)已知曲線所圍成的封閉圖形的面積為,曲線的內(nèi)切圓的半徑為,記是以曲線與坐標軸的交點為頂點的橢圓.(1)求橢圓的標準方程;(2)設AB是過橢圓中心的任意弦,l是線段AB的垂直平分線,M是l上異于橢圓中心的點,(O為坐標原點,),當點A在橢圓上運動時,求點M的軌跡方程.【答案】(1);(2).【解析】(1),的軌跡為對角線長分別為,邊長為,原點為內(nèi)切圓圓心的菱形,其頂點分別為,所以由題意得所以,,所以的標準方程為.(2)設,當AB所在直線的斜率存在且不為0時,設AB所在直線的方程為,由可得,,所以,設,由題意得,即,又因為直線l的方程為,即,所以,又因為,所以.易得當AB所在直線的斜率不存在時,且;AB所在直線斜率為0時,且,上式仍然成立.綜上所述,點M的軌跡方程為.9.(2022·江西上饒·高二期末(文))已知拋物線上的任意一點到的距離比到x軸的距離大1.(1)求拋物線的方程;(2)若過點的直線l與拋物線交于A,B兩點,過A,B兩點分別作拋物線的切線,兩條切線交于點Q,求重心G的軌跡方程.【答案】(1)(2)(1)由拋物線的定義可得,∴拋物線的方程為;(2)由題意可得直線的斜率存在,設其為k,設,則直線的方程為;代入拋物線方程得,則有,∵,∴,∴,即①同理可得②,①-②有,得,∴.∴又,設,則,消k得,所以G的軌跡方程為.高頻考點九:面積問題1.(2022·全國·高三專題練習)在①,②,③軸時,這三個條件中任選一個,補充在下面的橫線上,并解答.問題:已知拋物線的焦點為F,點在拋物線C上,且______.(1)求拋物線C的標準方程;(2)若直線與拋物線C交于A,B兩點,求的面積.【答案】(1)(2)(1)解:選擇條件①,由拋物線的定義可得,因為,所以,解得,故拋物線C的標準方程為.選擇條件②,因為,所以,,因為點在拋物線C上,所以,即,解得,所以拋物線C的標準方程為.選擇條件③.當軸時,,所以.故拋物線C的標準方程為.(2)解:設,,由(1)知.由,得,則,,所以,故.因為點F到直線l的距離,所以的面積為.2.(2022·全國·高二課時練習)已知橢圓與橢圓具有共同的焦點,,點P在橢圓上,,______.在下面三個條件中選擇一個,補充在上面的橫線上,并作答.①橢圓過點;②橢圓的短軸長為10;③橢圓的離心率為.(1)求橢圓的標準方程;(2)求的面積.【答案】(1)(2)(1)設橢圓C的方程為(),,則橢圓與橢圓具有共同的焦點,則.選①,由已知可得,則,所以橢圓的方程為.選②,由已知可得,則,所以橢圓的方程為.選②,由已知可得,則,所以,橢圓的方程為.(2)由橢圓的定義知,①又因為,所以,②由①②可得,解得,因此.3.(2022·全國·高二課時練習)已知點到定點的距離比它到x軸的距離大.(1)求點P的軌跡C的方程;(2)在(1)的條件下,且時,過軌跡C的焦點且傾斜角為45°的直線交軌跡C于點A、B,求△AOB的面積.【答案】(1)或(2)(1)依題意①,,兩邊平方得,②,兩邊平方得,整理得,可得或,當時,②轉(zhuǎn)化為,所以,此時①轉(zhuǎn)化為,所以.所以點的軌跡的方程為或.(2)當時,軌跡的方程為,是拋物線,,所以軌跡的焦點為.所以直線的方程為,,由消去并化簡得,設,則,所以.原點到直線的距離為.所以三角形的面積為.4.(2022·全國·高二課時練習)設,是雙曲線的兩個焦點,是該雙曲線上一點,且,求的面積.【答案】12【詳解】∵,是雙曲線的兩個焦點,∴不妨設,,∴,由,可設,則.由雙曲線的定義知,解得,∴,,∴,∴.∴的面積為.5.(2022·重慶一中高三階段練習)已知橢圓經(jīng)過點,其右焦點為.(1)求橢圓的離心率;(2)若點在橢圓上,右頂點為,且滿足直線與的斜率之積為.求面積的最大值.【答案】(1)(2)(1)依題可得,,解得,所以橢圓的方程為.所以離心率.(2)易知直線與的斜率同號,所以直線不垂直于軸,故可設,由可得,,所以,,而,即,化簡可得,,化簡得,所以或,所以直線或,因為直線不經(jīng)過點,所以直線經(jīng)過定點.設定點,因為,所以,設,所以,當且僅當即時取等號,即面積的最大值為.6.(2022·全國·高二單元測試)如圖,已知雙曲線,經(jīng)過點且斜率為的直線與交于兩點,與的漸近線交于兩點(從左至右的順序依次為),其中.(1)若點是的中點,求的值;(2)求面積的最小值.【答案】(1)(2)(1)設聯(lián)立直線與雙曲線方程,消去得,由韋達定理可知,聯(lián)立直線與其中一條漸近線方程,解得即,同理可得,則,則可知的中點與中點重合.由于是的中點,所以,解得;(2)與聯(lián)立,消去得由(1)知,.或由于,所以,又到直線的距離,所以整理得,令,則,當,即時,的最大值為2,所以的最小值為.高頻考點十:圓錐曲線中的定點、定值問題1.(2022·全國·高三專題練習)在平面直角坐標系xOy中,已知橢圓的左,右頂點分別為A,B,過點M(1,0)作直線l交橢圓于C,D兩點,若直線AD,BC的斜率分別為k1,k2.求證:為定值.【答案】證明見解析【詳解】證明:連結(jié)BD,設,,直線CD的方程為:,代入橢圓方程,整理得,,∴,,又,∴(定值).2.(2022·上海市進才中學高二階段練習)已知橢圓的左右頂點分別為,點在橢圓上,過橢圓的右焦點作與軸垂直的直線與橢圓相交于兩點,且四邊形的面積為6.(1)求橢圓的標準方程;(2)點是橢圓上異于的一點,直線的斜率為,直線的斜率為,求證:為定值;(3)軸上有一點,直線過點且與橢圓相交于兩點,若的值與的取值無關(guān),求直線的斜率.【答案】(1)(2)(3)(1)由題意,知,把代入橢圓方程有,,,,點在橢圓上,,,則橢圓的標準方程為;(2)由題意知,,設,,則,則;(3)由題意知斜率存在,設直線的方程為,聯(lián)立方程有,△設,,,,,,.要使的值與的取值無關(guān),則,,則直線的斜率為.3.(2022·全國·高三專題練習)已知雙曲線,.焦距為,浙近線方程為.(1)求雙曲線C的方程.(2)已知M,N是雙曲線C上關(guān)于x軸對稱的兩點,點P是C上異于M,N的任意一點直線PM、PN分別交x軸于點了T、S,試問:是否為定值.若不是定值,說明理由,若是定值,請求出定值(其中O是坐標原點)【答案】(1);(2)是定值,定值為2.【詳解】(1)又因為漸近線方程為,,,,.(2)是定值,定值為2設直線的方程為,,則,將直線方程代入得,因為漸近線方程為,與漸近線不平行,.設點,,則,由韋達定理可得,,由N,S,P三點共線得,故,,即為定值且定值為2.4.(2017·上海交大附中高二階段練習)設雙曲線:的一個焦點為,右頂點到的兩漸近線的距離
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