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秘籍08圓錐曲線小題目錄【高考預(yù)測(cè)】概率預(yù)測(cè)+題型預(yù)測(cè)+考向預(yù)測(cè)【應(yīng)試秘籍】總結(jié)??键c(diǎn)及應(yīng)對(duì)的策略【誤區(qū)點(diǎn)撥】點(diǎn)撥常見的易錯(cuò)點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn):基本結(jié)論【搶分通關(guān)】精選名校模擬題,講解通關(guān)策略【題型一】圓錐曲線定義型【題型二】焦點(diǎn)弦與焦半徑型【題型三】定比分點(diǎn)【題型四】離心率綜合【題型五】雙曲線漸近線型【題型六】拋物線中的設(shè)點(diǎn)計(jì)算型【題型七】切線型【題型八】切點(diǎn)弦型【題型九】曲線軌跡型概率預(yù)測(cè)☆☆☆☆☆題型預(yù)測(cè)選擇題、填空題☆☆☆☆☆考向預(yù)測(cè)圓錐曲線幾何原理圓錐曲線屬于高考難點(diǎn),也是解析幾何的主要內(nèi)容,多出現(xiàn)在壓軸題的位置,考察的內(nèi)容和題型也偏多,需要學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)熟練掌握的基礎(chǔ)上還需要利用數(shù)形結(jié)合等的思想結(jié)合幾何和代數(shù)的方法來(lái)解決相應(yīng)問(wèn)題。需要記憶的結(jié)論很多,所以相應(yīng)的推理方法也都必須要能夠理解,這里通過(guò)梳理題型來(lái)理解其中的含義和方法。易錯(cuò)點(diǎn):基本結(jié)論1.利用橢圓的定義定形狀時(shí),一定要注意常數(shù)2a>|F1F2|這一條件.2.注意長(zhǎng)軸長(zhǎng)、短軸長(zhǎng)、焦距不是a,b,c,而應(yīng)是a,b,c的兩倍.3.求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的基本方法是待定系數(shù)法,具體過(guò)程是先定形,再定量,即首先確定焦點(diǎn)所在位置,然后再根據(jù)條件建立關(guān)于a,b的方程組.如果焦點(diǎn)位置不確定,要考慮是否有兩解,有時(shí)為了解題方便,也可把橢圓方程設(shè)為mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)的形式.例(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))設(shè)雙曲線的一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為,焦距為,則雙曲線的漸近線方程為(
)A. B.C. D.【答案】D【詳解】雙曲線中,半焦距為,即,又雙曲線一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為,即,解得,所以雙曲線的漸近線方程為.故選:D.變式1:(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))設(shè)雙曲線,橢圓的離心率分別為,.若這4個(gè)焦點(diǎn)所形成的封閉圖形中最大的內(nèi)角為,則,分別為(
)A., B., C., D.,【答案】D【詳解】由題意可設(shè)雙曲線的左、右焦點(diǎn)為,,設(shè)橢圓的上、下焦點(diǎn)為,,記坐標(biāo)原點(diǎn)為,因?yàn)檫@4個(gè)焦點(diǎn)所形成的封閉圖形中最大的內(nèi)角為,由此可得,則,所以.所以,兩邊平方后即可求得,,,故分別為,.故選:D.變式2:(2024·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的離心率為,則拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】因?yàn)闄E圓的離心率為,所以,解得,則拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,它的焦點(diǎn)坐標(biāo)為.故選:D.【題型一】圓錐曲線定義型基本定義:(1)橢圓定義:動(dòng)點(diǎn)P滿足:|PF1|+|PF2|=2a,|F1F2|=2c且a>c(其中a>0,c0,且a,c為常數(shù))(2)雙曲線定義:動(dòng)點(diǎn)P滿足:||PF1|-|PF2||=2a,|F1F2|=2c且a<c(其中a,c為常數(shù)且a>0,c>0).(3)拋物線定義:|PF|=|PM|,點(diǎn)F不在直線l上,PM⊥l于M.拓展定義:1.A,B是橢圓C:+=1(a>0,b>0)上兩點(diǎn),M為A,B中點(diǎn),則(可用點(diǎn)差法快速證明)2.A,B是雙曲線C:-=1(a>0,b>0)上兩點(diǎn),M為A,B中點(diǎn),則(可用點(diǎn)差法快速證明)【例1】(2024·廣東深圳·二模)P是橢圓C:()上一點(diǎn),、是的兩個(gè)焦點(diǎn),,點(diǎn)在的平分線上,為原點(diǎn),,且.則的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】如圖,設(shè),,延長(zhǎng)交于A,由題意知,O為的中點(diǎn),故為中點(diǎn),又,即,則,又由,則是等腰直角三角形,故有,化簡(jiǎn)得,即,代入得,即,由所以,所以,.故選:C.【例2】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn),,,動(dòng)點(diǎn)P滿足線段PE的中點(diǎn)在曲線上,則的最小值為(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【詳解】設(shè),則PE的中點(diǎn)坐標(biāo)為,代入,可得,故動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是以F為焦點(diǎn),直線l:為準(zhǔn)線的拋物線,由于,故在拋物線內(nèi)部,過(guò)點(diǎn)P作,垂足為Q,則,(拋物線的定義),故當(dāng)且僅當(dāng)M,P,Q三點(diǎn)共線時(shí),最小,即最小,最小值為點(diǎn)M到直線l的距離,所以,故選:B.【例3】(多選)(2024·河南開封·三模)橢圓的焦點(diǎn)為,,上頂點(diǎn)為A,直線與C的另一個(gè)交點(diǎn)為B,若,則(
)A.C的焦距為2 B.C的短軸長(zhǎng)為C.C的離心率為 D.的周長(zhǎng)為8【答案】ABD【詳解】由于,所以,故,因此,故,所以橢圓,對(duì)于A,焦距為,故A正確,對(duì)于B,短軸長(zhǎng)為,B正確,對(duì)于C,離心率為,C錯(cuò)誤,對(duì)于D,的周長(zhǎng)為,D正確,故選:ABD【變式1】(2024·貴州安順·一模)已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為為上一點(diǎn),且,若,的外接圓面積是其內(nèi)切圓面積的25倍,則橢圓的離心率.【答案】【詳解】根據(jù)已知條件有,有正弦定理面積公式有:,又,所以,設(shè)的外接圓半徑為,內(nèi)切圓半徑為,因?yàn)闉闄E圓上一點(diǎn),則,又,以的三邊為底,內(nèi)切圓半徑為高的三個(gè)三角形面積和等于面積,所以,解得,由正弦定理有:,解得,又的外接圓面積是其內(nèi)切圓面積的25倍,即,即,所以,即,即,兩邊同除以,得,又,解得.故答案為:【變式2】(2024·上海奉賢·二模)點(diǎn)是棱長(zhǎng)為1的正方體棱上一點(diǎn),則滿足的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為.【答案】【詳解】因?yàn)檎襟w的棱長(zhǎng)為1,所以,又,所以點(diǎn)是以為焦距,以為長(zhǎng)半軸,以為短半軸的橢球上的一點(diǎn),且焦點(diǎn)分別為,所以點(diǎn)是橢球與正方體棱的交點(diǎn),在以為頂點(diǎn)的棱上,所以共有6個(gè),故答案為:6.【變式3】(2023·河南焦作·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左焦點(diǎn)為,為坐標(biāo)原點(diǎn),,線段的垂直平分線與交于兩點(diǎn),且與的一條漸近線交于第二象限的點(diǎn),若,則的周長(zhǎng)為.【答案】/【詳解】記的右焦點(diǎn)為,由題意可知:雙曲線的一條漸近線為,可知點(diǎn)在的漸近線上,且,即,且,,則,可知和均為等邊三角形,則,即,所以雙曲線的方程為.不妨設(shè)A在上方,則的周長(zhǎng)為,又因?yàn)榈闹本€方程為,與雙曲線方程聯(lián)立得,整理得,解得,且,可知,所以的周長(zhǎng)為.故答案為:.【題型二】焦點(diǎn)弦與焦半徑型1.已知F是拋物線的焦點(diǎn),點(diǎn)P在拋物線上,則2.若焦點(diǎn)弦的傾斜角為,則(橫放)若的傾斜角為,則(豎放)【例1】已知A,B為橢圓上兩個(gè)不同的點(diǎn),F(xiàn)為右焦點(diǎn),,若線段AB的垂直平分線交x軸于點(diǎn)T,則.【答案】【詳解】取橢圓方程為,,直線方程為(橢圓右準(zhǔn)線),橢圓上點(diǎn),右焦點(diǎn),設(shè)點(diǎn)到直線的距離為d,則,所以,因?yàn)楸绢}橢圓離心率:,設(shè)由焦半徑公式:得:,即中點(diǎn),,則垂直平分線斜率為根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,則有,,作差化簡(jiǎn)得,則線段的垂直平分線方程為,代入得:,即,則.故答案為:.【例2】已知橢圓的左右焦點(diǎn)分別為,,拋物線的焦點(diǎn)為,設(shè)兩曲線的一個(gè)交點(diǎn)為,若,則橢圓的離心率為A. B. C. D.【答案】A【詳解】由題意可知,則拋物線的方程為,設(shè)不妨設(shè)在第一象限,且有數(shù)量積的投影可知,則,由橢圓的焦半徑公式可知,由拋物線的定義,則,所以,即,解得.故選:A.【變式1】已知橢圓()的焦點(diǎn)為,,若點(diǎn)在橢圓上,且滿足(其中為坐標(biāo)原點(diǎn)),則稱點(diǎn)為“”點(diǎn),則橢圓上的“”點(diǎn)有個(gè)A. B. C. D.【答案】C【詳解】設(shè)橢圓上的點(diǎn),由焦半徑公式可知,因?yàn)?,則有,解得,因此滿足條件的有四個(gè)點(diǎn)故選:C.【變式2】(多選)設(shè),為橢圓:的兩個(gè)焦點(diǎn),為上一點(diǎn)且在第一象限,為的內(nèi)心,且內(nèi)切圓半徑為1,則(
)A. B. C. D.【答案】ABD【詳解】如下圖所示,設(shè)切點(diǎn)為,,,對(duì)于A,由橢圓的方程知:,由橢圓的定義可得:,易知,所以,所以,故A正確;對(duì)于BCD,,又因?yàn)?,解得:,又因?yàn)闉樯弦稽c(diǎn)且在第一象限,所以,解得:,故B正確;從而,所以,所以,而,所以,故C錯(cuò)誤;從而,故D正確.故選:ABD.【變式3】已知拋物線的焦點(diǎn)為,為拋物線在第一象限內(nèi)的一點(diǎn),拋物線在點(diǎn)處的切線與圓相切(切點(diǎn)為)且交軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作圓的另一條(切點(diǎn)為)交軸于點(diǎn),若,則的最小值為.【答案】【詳解】由題:設(shè),,所以,,設(shè),,,拋物線第一象限的函數(shù)解析式為,所以,中,由正弦定理:,令,當(dāng)時(shí),取得等號(hào).故答案為:【題型三】定比分點(diǎn)1.過(guò)圓錐曲線的焦點(diǎn)F的弦AB與對(duì)稱軸(橢圓是長(zhǎng)軸,雙曲線是實(shí)軸)的夾角為2.已知AB為拋物線的焦點(diǎn)弦,【例1】(多選)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知F1,F(xiàn)2分別是橢圓的左,右焦點(diǎn),點(diǎn)A,B是橢圓C上異于長(zhǎng)軸端點(diǎn)的兩點(diǎn),且滿足,則(
)A.△ABF2的周長(zhǎng)為定值 B.AB的長(zhǎng)度最小值為1C.若AB⊥AF2,則λ=3 D.λ的取值范圍是[1,5]【答案】AC【詳解】因?yàn)?,則三點(diǎn)共線,周長(zhǎng)是定值,A對(duì).,B錯(cuò).∵,則,A在上、下頂點(diǎn)處,不妨設(shè),則解得或,,,,C對(duì).令消x可得,時(shí),時(shí),∴,D錯(cuò).故選:AC.【例2】(2022·浙江·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C的離心率,左右焦點(diǎn)分別為,P為橢圓C上一動(dòng)點(diǎn),則的取值范圍為.【答案】【詳解】設(shè),,且得:.故答案為:.【變式1】(多選)(2024·甘肅蘭州·三模)已知拋物線的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l且與x軸交于點(diǎn)Q,P是l上一點(diǎn),直線PF與拋物線交于M,N兩點(diǎn),若,則(
)A. B.C. D.【答案】ABC【詳解】對(duì)C:拋物線的焦點(diǎn)為,,準(zhǔn)線為,易知,則,C正確;對(duì)D,設(shè),,,,,到準(zhǔn)線的距離分別為,,由拋物線的定義可知,,于是.,則直線的傾斜角為或,斜率為,因?yàn)?,故,D錯(cuò)誤;對(duì)AB:,,直線的方程為,將,代入方程,并化簡(jiǎn)得,,于是.,故AB正確;故選:ABC.【變式2】已知橢圓的離心率為,過(guò)右焦點(diǎn)作傾斜角60°的直線交于,兩點(diǎn)(A在第一象限),則.【答案】【詳解】因?yàn)殡x心率為,所以,設(shè)直線的方程代入橢圓方程:得:,又∵點(diǎn)在第一象限,故,所以【變式3】(2022·安徽馬鞍山·三模)雙曲線C:(,)的焦點(diǎn)為、,P在雙曲線右支上,且,為C的漸近線方程,若的面積為,則雙曲線C的焦距長(zhǎng)為.【答案】【詳解】∵C的漸近線方程是,∴C為等軸雙曲線,a=b,∴.設(shè),則2a=3m-m=2m,即m=a,則,設(shè)∠=θ,在△中,由余弦定理得,,即,化簡(jiǎn)可得,∴,∵,,,,,.故答案為:.【題型四】離心率綜合解題時(shí)要把所給的幾何特征轉(zhuǎn)化為的關(guān)系式.求離心率的常用方法有:(1)根據(jù)條件求得,利用或求解;(2)根據(jù)條件得到關(guān)于的方程或不等式,利用將其化為關(guān)于的方程或不等式,然后解方程或不等式即可得到離心率或其范圍.【例1】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知O為坐標(biāo)原點(diǎn)A,B,C為橢圓E:上三點(diǎn),且,,直線BC與x軸交于點(diǎn)D,若,則E的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】取BC的中點(diǎn)M,設(shè),,,,則.∵A,C在橢圓E上,∴,兩式相減,得,即,∴.∵,∴,連接OM,則,∴,∴,∴.∵,∴,又,,∴,得.∴,∴,即,∴E的離心率.故選:D.【例2】(2024·廣東佛山·二模)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)A,B在C上,且滿足,,則C的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】B【詳解】如圖,由,得,取的中點(diǎn)M,則四邊形為平行四邊形,,于是,則,解得,,由橢圓定義知,又,,由,得,即,在和中,余弦定理得:,即,整理得,所以C的離心率為.故選:B【變式1】(2024·四川德陽(yáng)·三模)設(shè)是雙曲線的左、右焦點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P是C上異于實(shí)軸端點(diǎn)的任意一點(diǎn),若則C的離心率為(
)A. B. C.3 D.2【答案】D【詳解】令雙曲線的焦點(diǎn),設(shè),則,即有,,同理,而,故,因此,即,所以雙曲線C的離心率.故選:D【變式2】(2024·四川遂寧·二模)已知,分別是雙曲線C:的左、右焦點(diǎn),過(guò)的直線與圓相切,與C在第一象限交于點(diǎn)P,且軸,則C的離心率為(
)A.3 B. C.2 D.【答案】D【詳解】設(shè)圓心為,直線與圓相切于點(diǎn),則故,由于,所以,故,因此在,由,故,即.故選:D【變式3】(2024·陜西西安·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,上頂點(diǎn)為,過(guò)作的垂線,與軸交于點(diǎn),若,則橢圓的離心率為.【答案】/0.5【詳解】設(shè),,,則直線的斜率為,直線的斜率為,直線的方程為,令,得,即,因?yàn)椋?,即,解得.故答案為:【題型五】雙曲線漸近線型(1)焦點(diǎn)到漸近線的距離為b(2)定點(diǎn)到漸近線的距離為【例1】(2024·福建·模擬預(yù)測(cè))設(shè)雙曲線C其中一支的焦點(diǎn)為F,另一支的頂點(diǎn)為A,其兩漸近線分別為.若點(diǎn)B在m上,且,則m與n的夾角的正切值為(
)A. B. C.2 D.【答案】B【詳解】記兩漸近線的交點(diǎn)為O,設(shè),雙曲線實(shí)軸長(zhǎng),焦距,由雙曲線的定義得:,其漸近線方程為:,由知,,所以,因?yàn)?,知為的平分線,記n交于點(diǎn)H,因?yàn)闈u近線的性質(zhì),有,綜上,,則m與n的夾角的正切值為.故選:B.【例2】(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線,直線.雙曲線上的點(diǎn)到直線的距離最小,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】由題意得直線與雙曲線無(wú)交點(diǎn);設(shè)直線的平行線,直曲聯(lián)立,整理得:,由直線與雙曲線相切知:,解得,由圖形可知時(shí),雙曲線上的點(diǎn)到直線的距離最小,代入,即,解得.故選:D.【變式1】(2024·山西晉城·二模)已知雙曲線(,)的兩條漸近線均和圓相切,且雙曲線的左焦點(diǎn)為圓C的圓心,則該雙曲線的方程為(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】因?yàn)閳A的圓心為,半徑,又因?yàn)殡p曲線的一條漸近線為,即,雙曲線的左焦點(diǎn)到漸近線的距離,由題意可知:,可得,所以該雙曲線的方程為.故選:D.【變式2】(2024·山東聊城·二模)已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,一條漸近線的方程為,若直線與在第一象限內(nèi)的交點(diǎn)為,且軸,則的值為(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】因?yàn)殡p曲線的漸近線方程為,依題意有,即,又右焦點(diǎn)為,且軸,所以,所以,故選:C.
【變式3】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線(,)的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)P為雙曲線右支上一點(diǎn),交雙曲線的左支于點(diǎn)M,直線交雙曲線的右支于另一點(diǎn)N,若,,則該雙曲線的漸近線方程為.【答案】【詳解】由雙曲線的定義得,又,得.又,所以,又,所以.設(shè),則,.由,得,即,得,因此.在中,.在中,由余弦定理得,得,所以,得,所以該雙曲線的漸近線方程為.故答案為:.
【題型六】拋物線中的設(shè)點(diǎn)計(jì)算型是拋物線的焦點(diǎn)弦,設(shè),在準(zhǔn)線上的射影分別為,則:(1);(2);(3)若傾斜角為,則;(4)以為直徑的圓與準(zhǔn)線相切;(5);(6)若是中點(diǎn),則,;(7)共線,共線;(8).【例1】(2023·河南焦作·模擬預(yù)測(cè))已知直線交曲線于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的上方),為的焦點(diǎn),則(
)A. B. C.2 D.【答案】D【詳解】聯(lián)立方程組,消元得,設(shè),,解得,,易知過(guò)直線,根據(jù)拋物線的定義,可得,,所以.故選:D.【例2】(2024·北京順義·二模)已知拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為,為上一點(diǎn),直線與相交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn).若為的中點(diǎn),則(
)A.4 B.6 C. D.8【答案】B【詳解】,準(zhǔn)線的方程為,過(guò)點(diǎn)左,垂足為,則,因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,所以,所以,所以,則,根據(jù)拋物線的對(duì)稱性不妨設(shè)在第一象限,則,則,所以直線的方程為,令,則,即,所以.
故選:B.【例3】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),直線與拋物線交于與不重合的兩點(diǎn).若,則(
)A. B. C. D.【答案】A【詳解】由點(diǎn)在拋物線上,得,解得,所以拋物線.聯(lián)立拋物線方程與直線方程,得消去,整理得.,設(shè),則.由根與系數(shù)的關(guān)系,得,.因?yàn)椋?,即,所以.又點(diǎn)與點(diǎn)不重合,所以,等式兩邊同時(shí)除以,得,得,即,所以.故選:A.【變式1】(2024·四川成都·三模)已知點(diǎn)分別是拋物線和直線上的動(dòng)點(diǎn),若拋物線的焦點(diǎn)為,則的最小值為(
)A.3 B. C. D.4【答案】C【詳解】設(shè)的坐標(biāo)為,則,拋物線的焦點(diǎn),準(zhǔn)線方程為,當(dāng)點(diǎn)在直線及右側(cè),即時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng)是與直線的交點(diǎn)時(shí)取等號(hào),此時(shí),當(dāng)且僅時(shí)取等號(hào),當(dāng)點(diǎn)在直線左側(cè),即時(shí),點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)是,則,,當(dāng)且僅當(dāng)是與直線的交點(diǎn),且時(shí)取等號(hào),而,所以的最小值為.故選:C【變式2】(2024·江蘇蘇州·模擬預(yù)測(cè))設(shè)橢圓的離心率等于,拋物線的焦點(diǎn)是橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),A、B分別是橢圓的左右頂點(diǎn).動(dòng)點(diǎn)P、Q為橢圓上異于A、B兩點(diǎn),設(shè)直線、的斜率分別為,且.則(
)A.的斜率可能不存在,且不為0B.點(diǎn)縱坐標(biāo)為C.直線的斜率D.直線過(guò)定點(diǎn)【答案】D【詳解】A選項(xiàng),由題意得,故,因?yàn)?,且,解得,故橢圓方程為,故,若的斜率不存在,則重合,因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)P、Q為橢圓上異于A、B兩點(diǎn),故A錯(cuò)誤;B選項(xiàng),因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)P、Q為橢圓上異于A、B兩點(diǎn),所以直線的斜率存在且不為0,設(shè)直線,聯(lián)立得,,則,故,故,B錯(cuò)誤;C選項(xiàng),直線,聯(lián)立得,,則,故,則,因?yàn)?,所以,,若,則,,,,此時(shí)不與重合,兩者也不重合,滿足要求,C錯(cuò)誤;D選項(xiàng),若,此時(shí),故直線與軸垂直,且過(guò)點(diǎn);若,由于,,故,故直線方程為,令得.故直線過(guò)定點(diǎn),綜上,直線過(guò)定點(diǎn),D正確.故選:D【變式3】(2024·山東棗莊·一模)已知為拋物線的焦點(diǎn),的三個(gè)頂點(diǎn)都在上,為的中點(diǎn),且,則的最大值為(
)A.4 B.5 C. D.【答案】B【詳解】設(shè)、、,由可得,由,為的中點(diǎn),則有,即,即,故,,又,故,此時(shí)點(diǎn)在原點(diǎn).故選:B.【題型七】切線型1.橢圓:若在橢圓上,則過(guò)的橢圓的切線方程是.2.雙曲線:若在雙曲線(a>0,b>0)上,則過(guò)的雙曲線的切線方程是.3.點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),則拋物線過(guò)點(diǎn)P的切線方程是:;【例1】(2024·全國(guó)·一模)我國(guó)著名科幻作家劉慈欣的小說(shuō)《三體Ⅱ·黑暗森林》中的“水滴”是三體文明使用新型材料-強(qiáng)互作用力(SIM)材料所制成的宇宙探測(cè)器,其外形與水滴相似,某科研小組研發(fā)的新材料水滴角測(cè)試結(jié)果如圖所示(水滴角可看作液、固、氣三相交點(diǎn)處氣—液兩相界面的切線與液—固兩相交線所成的角),圓法和橢圓法是測(cè)量水滴角的常用方法,即將水滴軸截面看成圓或者橢圓(長(zhǎng)軸平行于液—固兩者的相交線,橢圓的短半軸長(zhǎng)小于圓的半徑)的一部分,設(shè)圖中用圓法和橢圓法測(cè)量所得水滴角分別為,,則(
)附:橢圓上一點(diǎn)處的切線方程為.A. B.C. D.和的大小關(guān)系無(wú)法確定【答案】A【詳解】由題意知,若將水滴軸截面看成圓的一部分,圓的半徑為,如圖所示,則,解得,所以,若將水滴軸截面看成橢圓的一部分,設(shè)橢圓方程為,如圖所示,則切點(diǎn)坐標(biāo)為,則橢圓上一點(diǎn)的切線方程為,所以橢圓的切線方程的斜率為,將切點(diǎn)坐標(biāo)代入切線方程可得,解得,所以,又因?yàn)?,所以,即,所?故選:A.【例2】(2023·浙江·模擬預(yù)測(cè))費(fèi)馬原理是幾何光學(xué)中的重要原理,可以推導(dǎo)出圓錐曲線的一些光學(xué)性質(zhì),如:點(diǎn)為橢圓(為焦點(diǎn))上一點(diǎn),則點(diǎn)處的切線平分外角.已知橢圓為坐標(biāo)原點(diǎn),是點(diǎn)處的切線,過(guò)左焦點(diǎn)作的垂線,垂足為,則為(
)A. B.2 C.3 D.【答案】A【詳解】依題意可知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,代入得,整理得,由于直線和橢圓相切,則,整理得,所以直線的方程為,對(duì)于橢圓,,所以,所以直線的方程為,由解得,所以.故選:A
【變式1】(2023·陜西咸陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))已知圓與圓交點(diǎn)的軌跡為,過(guò)平面內(nèi)的點(diǎn)作軌跡的兩條互相垂直的切線,則點(diǎn)的軌跡方程為(
)A. B.C. D.【答案】A【詳解】圓圓心,圓圓心,設(shè)兩圓交點(diǎn)為,則由題意知,,所以,又由于,所以由橢圓定義知,交點(diǎn)是以、為焦點(diǎn)的橢圓,且,,則,所以軌跡的方程為,
設(shè)點(diǎn),當(dāng)切線斜率存在且不為時(shí),設(shè)切線方程為:,聯(lián)立,消得,則,即,由于,則由根與系數(shù)關(guān)系知,即.
當(dāng)切線斜率不存在或?yàn)闀r(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為,,,,滿足方程,故所求軌跡方程為.故選:A.【變式2】(2023·山東·模擬預(yù)測(cè))已知拋物線:,過(guò)直線:上的動(dòng)點(diǎn)可作的兩條切線,記切點(diǎn)為,則直線(
)A.斜率為2 B.斜率為 C.恒過(guò)點(diǎn) D.恒過(guò)點(diǎn)【答案】D【詳解】設(shè),則,,由于,故過(guò)點(diǎn)的切線方程為,即,即,同理可得過(guò)點(diǎn)的切線方程為,設(shè),過(guò)點(diǎn)的兩切線交于點(diǎn),故,整理得,同理,整理得,故直線的方程為,斜率不為定值,AB錯(cuò)誤,當(dāng)時(shí),,恒過(guò)點(diǎn),C錯(cuò)誤,D正確.故選:D【變式3】(2024·吉林白山·二模)阿基米德三角形由偉大的古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德提出,有著很多重要的應(yīng)用,如在化學(xué)中作為一種穩(wěn)定的幾何構(gòu)型,在平面設(shè)計(jì)中用于裝飾燈等.在圓倠曲線中,稱圓錐曲線的弦與過(guò)弦的端點(diǎn)的兩條切線所圍成的三角形叫做阿基米德三角形.已知拋物線的焦點(diǎn)為,頂點(diǎn)為,斜率為的直線過(guò)點(diǎn)且與拋物線交于兩點(diǎn),若為阿基米德三角形,則(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】依題意,,設(shè)直線,聯(lián)立,則,解得或,不妨設(shè),設(shè)直線方程為,聯(lián)立得,,,,解得,故直線的斜率,故直線,同理可得直線的斜率,故直線,聯(lián)立,解得,即,則.故選:C.【題型八】切點(diǎn)弦型1.橢圓:若在橢圓外,則過(guò)Po作橢圓的兩條切線切點(diǎn)為P1、P2,則切點(diǎn)弦P1P2的直線方程是.2.雙曲線:若在雙曲線(a>0,b>0)外,則過(guò)Po作雙曲線的兩條切線切點(diǎn)為P1、P2,則切點(diǎn)弦P1P2的直線方程是.3.點(diǎn)是拋物線外一點(diǎn),則拋物線過(guò)點(diǎn)P的切點(diǎn)弦方程是:;【例1】已知直線與橢圓切于點(diǎn),與圓交于點(diǎn),圓在點(diǎn)處的切線交于點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積的最大值為A. B.2 C. D.1【答案】A【詳解】設(shè),,,由,,可得四點(diǎn),,,共圓,可得以為直徑的圓,方程為,聯(lián)立圓,相減可得的方程為,又與橢圓相切,可得過(guò)的切線方程為,即為,由兩直線重合的條件可得,,由于在橢圓上,可設(shè),,,即有,,可得,且,,即有,,當(dāng)即或或或時(shí),的面積取得最大值.故選.
【例2】拋物線,過(guò)作拋物線的兩條切線,分別切拋物線于、兩點(diǎn),則線段中點(diǎn)與軸的距離為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【詳解】設(shè)過(guò)的拋物線的切線的斜率為,故切線方程為,所以聯(lián)立方程得,所以,解得,,所以等價(jià)于,所以方程的解為所以兩條切線的斜率分別為設(shè),,所以線段中點(diǎn)與軸的距離為.故選:C【變式1】.拋物線的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,斜率為2的直線m與拋物線C切于一點(diǎn)A,與準(zhǔn)線l交于點(diǎn)B,則的面積為(
)A.15 B.C. D.【答案】C【詳解】設(shè)切點(diǎn),則,,,可求切線為,則由得,切線與軸的交點(diǎn)為,故.故選:C【變式2】已知拋物線C:,點(diǎn)M為直線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作直線,與拋物線C分別切于點(diǎn)A,B,則(
)A.0 B.1 C.-1 D.0或1【答案】A【詳解】由,得,則,設(shè),,所以,得切線的方程為,即,切線的方程為,即,又兩條切線過(guò)切點(diǎn),有、,所以是方程即的兩實(shí)根,得,又,所以將代入上式,得.故選:A【題型九】曲線軌跡型求軌跡方程:(1)直譯法:直接將條件翻譯成等式,整理化簡(jiǎn)后即得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)定義法:如果能確定動(dòng)點(diǎn)的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可利用曲線的定義寫出方程;(3)相關(guān)點(diǎn)法:用動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)、表示相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)、,然后代入點(diǎn)的坐標(biāo)所滿足的曲線方程,整理化簡(jiǎn)可得出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(4)參數(shù)法:當(dāng)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)、之間的直接關(guān)系難以找到時(shí),往往先尋找、與某一參數(shù)得到方程,即為動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(5)交軌法:將兩動(dòng)曲線方程中的參數(shù)消去,得到不含參數(shù)的方程,即為兩動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡方程.【例1】(2024·陜西咸陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))已知正方形的邊長(zhǎng)為2,是平面外一點(diǎn),設(shè)直線與平面的夾角為,若,則的最大值是(
)A. B. C. D.【答案】B【詳解】由題意知,點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn),、為定點(diǎn),,由橢圓的定義知,點(diǎn)的軌跡是以、為焦點(diǎn),為焦距,長(zhǎng)軸為的橢圓,將此橢圓繞旋轉(zhuǎn)一周,得到一個(gè)橢球,即點(diǎn)的軌
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