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文檔簡介
專題02圓錐曲線中的中點弦問題(點差法+聯(lián)立法)(典型題型歸類訓練)一、必備秘籍1、相交弦中點(點差法)直線與曲線相交,涉及到交線中點的題型,多數(shù)用點差法。按下面方法整理出式子,然后根據(jù)實際情況處理該式子。主要有以下幾種問題:(1)求中點坐標;(2)求中點軌跡方程;(3)求直線方程;(4)求曲線;中點,,2、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:二、典型題型題型一:求直線方程1.(2024上·江蘇南通·高二統(tǒng)考期末)已知橢圓,直線經(jīng)過點與交于兩點.若是線段的中點,則的方程為(
)A. B.C. D.2.(2024·全國·高二專題練習)已知雙曲線的一條漸近線與直線垂直,且右頂點到該條漸近線的距離為.(1)求雙曲線的方程;(2)若直線與雙曲線交于兩點,線段的中點為,求直線的斜率.3.(2024上·河北保定·高二統(tǒng)考期末)一動圓經(jīng)過點且與直線相切,設該動圓圓心的軌跡為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)若直線l與C交于A,B兩點,且線段AB的中點坐標為,求直線l的方程.4.(2024·全國·高二專題練習)過點的直線l與雙曲線相交于A,B兩點,且P為線段AB的中點,求直線l的方程.題型二:求離心率1.(2024上·遼寧大連·高二校聯(lián)考期末)橢圓,,,為橢圓過點E的一條弦,且,直線的斜率與的斜率乘積為,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.2.(2024上·山東棗莊·高三統(tǒng)考期末)斜率為的直線分別與軸,軸交于兩點,且與橢圓,在第一象限交于兩點,且,則該橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.3.(2024上·云南昭通·高二昭通市第一中學校聯(lián)考期末)斜率為的直線與橢圓交于A,B兩點,為線段的中點,則橢圓的離心率為.4.(2024上·河北石家莊·高二統(tǒng)考期末)已知過點的直線與雙曲線:交于A、B兩點,若點P是線段的中點,則雙曲線C的離心率取值范圍是.題型三:求弦中點的軌跡方程1.(2023上·河南南陽·高二統(tǒng)考階段練習)已知橢圓.(1)求過點且被點平分的弦所在直線的方程;(2)過點引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程.2.(2023上·江西南昌·高三南昌市外國語學校??茧A段練習)已知拋物線,過其焦點作兩條相互垂直且不平行于軸的直線,分別交拋物線于點和點的中點分別為.(1)若直線的斜率為2,求直線的方程;(2)求線段的中點的軌跡方程.題型四:求曲線方程1.(2023·全國·高一專題練習)已知橢圓方程為,其右焦點為F(4,0),過點F的直線交橢圓與A,B兩點.若AB的中點坐標為,則橢圓的方程為(
)A. B.C. D.2.(2023·全國·高三專題練習)已知橢圓G:,斜率為的直線l交橢圓于A,B兩點.若AB的中點坐標為,試寫出橢圓G的一個標準方程.3.(2022上·陜西銅川·高二??计谀┮阎獟佄锞€的焦點為,直線交拋物線C于兩點,線段的中點為為坐標原點,且直線的斜率為.(1)求拋物線C的方程;(2)求實數(shù)m的值.題型五:處理存在性問題1.(2024上·上海·高二上海市育才中學??计谀┮阎p曲線中,離心率為,且經(jīng)過點.(1)求雙曲線方程;(2)若直線與雙曲線左支有兩個交點,求的取值范圍;(3)過點是否能作直線與雙曲線交于、兩點,且使得是的中點,若存在,求出直線的方程,若不存在,請說明理由.2.(2023·廣西南寧·南寧三中??寄M預測)已知雙曲線()經(jīng)過點,其漸近線方程為.(1)求雙曲線C的方程;(2)過點的直線l與雙曲線C相交于A,B兩點,P能否是線段AB的中點?請說明理由.3.(2023上·四川遂寧·高二四川省蓬溪中學校校考階段練習)已知,,動圓與圓和圓都外切,圓心的軌跡為曲線.(1)求曲線C的方程;(2)若過點的直線交曲線C于A,B兩點,點Q能否為線段的中點?為什么?題型六:確定參數(shù)的取值范圍1.(2024上·內蒙古錫林郭勒盟·高二統(tǒng)考期末)設橢圓C:()的兩個焦點是和(),且橢圓C與圓有公共點.(1)求實數(shù)a的取值范圍;(2)若橢圓C上的點到焦點的最長距離為,求橢圓C的方程;(3)對(2)中的橢圓C,直線:()與C交于不同的兩點M,N,若線段的垂直平分線恒過點,求實數(shù)的取值范圍.2.(2023·全國·高三專題練習)已知橢圓:,A為橢圓的下頂點,設橢圓與直線相交于不同的兩點、,為弦的中點,當時,求的取值范圍.3.(2023上·河北邢臺·高三邢臺市第二中學??计谀E圓,,,,四點中恰有三點在橢圓上.(1)求橢圓的標準方程;(2)橢圓上兩點、,若直線過點,且,線段的中點為,求直線的斜率的取值范圍.題型七:定值問題1.(2024上·河北邯鄲·高三磁縣第一中學校考階段練習)已知橢圓的右焦點為,右頂點為,上頂點為,點為坐標原點,線段的中點恰好為,點到直線的距離為.(1)求的方程;(2)設點在直線上,過作的垂線交橢圓于兩點.記與面積分別為,求的值.2.(2023上·山東青島·高二青島二中??计谥校┮阎獮樽鴺嗽c,,,直線,的斜率之積為4,記動點的軌跡為.(1)求的方程;(2)直線經(jīng)過點,與交于,兩點,線段中點在第一象限,且縱坐標為4,求.3.(2022上·陜西安康·高二??计谀┮阎獧E圓E的中心在原點,焦點為,且離心率.(1)求橢圓E的方程;(2)過點的直線l與橢圓E相交于A,B兩點且P為AB的中點求弦長.三、專項訓練一、單選題1.(2024上·山西太原·高二統(tǒng)考期末)在橢圓中,以點為中點的弦所在的直線方程為(
)A. B. C. D.2.(2024上·遼寧大連·高二校聯(lián)考期末)橢圓,,,為橢圓過點E的一條弦,且,直線的斜率與的斜率乘積為,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.3.(2024上·湖南·高二校聯(lián)考期末)過拋物線的焦點的直線與拋物線C相交于A,B兩點,若線段中點的坐標為,則(
)A.4 B.3 C.2 D.14.(2024上·山東棗莊·高三統(tǒng)考期末)斜率為的直線分別與軸,軸交于兩點,且與橢圓,在第一象限交于兩點,且,則該橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.5.(2024上·重慶·高二重慶八中校考期末)直線經(jīng)過橢圓的左焦點,且與橢圓交于兩點,若為線段中點,,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.6.(2024上·湖北武漢·高三統(tǒng)考期末)已知A,B為雙曲線上不同兩點,下列點中可為線段的中點的是(
)A. B. C. D.7.(2024上·內蒙古呼和浩特·高三統(tǒng)考開學考試)已知雙曲線C:,若雙曲線C的一條弦的中點為,則這條弦所在直線的斜率為(
)A. B. C.1 D.8.(2023上·山東棗莊·高二滕州市第一中學新校校考階段練習)直線與拋物線交于兩點,中點的橫坐標為2,則為(
)A. B.2 C.或2 D.以上都不是二、解答題9.(2023上·湖北襄陽·高二襄陽市第一中學??茧A段練習)直線與橢圓相交于不同的兩點,若的中點的橫坐標為,求:(1)的值;(2)弦長的值.13.(2022上·陜西咸陽·高二咸陽市實驗中學??茧A段練習)已知雙曲線的右焦點為,虛軸長為.(1)求雙曲線的方程;(2)若直線與雙曲線交于兩點,且線段的中點為,求直線的方程.14.(2023·四川成都·成都七中??寄M預測)已知橢圓,,為C的左右焦點.點為橢圓上一點,且.過P作兩直線與橢圓C相交于相異的兩點A,B,直線PA、PB的傾斜角互補,直線AB與x,y軸正半軸相交.(1)求橢圓C的方程;(2)點M滿足,求M的軌跡方程.15.(2023下·福建·高二福建師大附中??奸_學考試)已知雙曲線.(1)試問過點能否作一條直線與雙曲線交于,兩點,使為線段的中點,如果存在,求出其方程;如果不存在,說明理由;(2)直線:與雙曲線有唯一的公共點,過點且與垂直的直線分別交軸、軸于,兩點.當點運動時,求點的軌跡方程.專題02圓錐曲線中的中點弦問題(點差法+聯(lián)立法)(典型題型歸類訓練)一、必備秘籍1、相交弦中點(點差法)直線與曲線相交,涉及到交線中點的題型,多數(shù)用點差法。按下面方法整理出式子,然后根據(jù)實際情況處理該式子。主要有以下幾種問題:(1)求中點坐標;(2)求中點軌跡方程;(3)求直線方程;(4)求曲線;中點,,2、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:二、典型題型題型一:求直線方程1.(2024上·江蘇南通·高二統(tǒng)考期末)已知橢圓,直線經(jīng)過點與交于兩點.若是線段的中點,則的方程為(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】設點、,利用點差法可求得直線的斜率,利用點斜式可得出直線的方程.【詳解】設點、,則,因為,兩式作差得,即,即,所以,因此直線的方程為,即.故選:D.2.(2024·全國·高二專題練習)已知雙曲線的一條漸近線與直線垂直,且右頂點到該條漸近線的距離為.(1)求雙曲線的方程;(2)若直線與雙曲線交于兩點,線段的中點為,求直線的斜率.【答案】(1)(2)6【分析】(1)根據(jù)題意求出即可;(2)利用點差法求解即可.【詳解】(1)因為雙曲線的一條漸近線與直線垂直,且直線的斜率為,且雙曲線的漸近線為,則,可得,所以,雙曲線的漸近線方程為,即,因為右頂點到該條漸近線的距離為,所以,解得,所以,所以雙曲線的方程為;(2)設、,則,則,所以,化簡得,因為線段的中點為,所以,,所以,所以,即直線的斜率為,經(jīng)檢驗符合題意,所以直線的斜率為.3.(2024上·河北保定·高二統(tǒng)考期末)一動圓經(jīng)過點且與直線相切,設該動圓圓心的軌跡為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)若直線l與C交于A,B兩點,且線段AB的中點坐標為,求直線l的方程.【答案】(1)(2).【分析】(1)根據(jù)拋物線的定義和標準方程可以確定曲線C的方程.(2)利用點差法結合中點坐標公式和斜率公式求解.【詳解】(1)依題意得該動圓的圓心到點的距離到直線的距離相等.又點不在直線上,所以根據(jù)拋物線的定義可知該動圓圓心的軌跡是以為焦點,為準線的拋物線,所以曲線C的方程為.(2)設,,則,兩式相減得,即.因為線段AB的中點坐標為,所以,則,即直線l的斜率為,所以直線l的方程為,即,經(jīng)檢驗,直線與曲線相交,滿足題意,所以直線l的方程為.4.(2024·全國·高二專題練習)過點的直線l與雙曲線相交于A,B兩點,且P為線段AB的中點,求直線l的方程.【答案】【分析】由“點差法”求出直線的斜率,再由點斜式方程求解即可.【詳解】解:設,,則,,兩式相減得.∵P為線段AB的中點,∴,.∴,即所求直線l的斜率為1,∴直線l的方程為,即.經(jīng)檢驗符合題意.題型二:求離心率1.(2024上·遼寧大連·高二校聯(lián)考期末)橢圓,,,為橢圓過點E的一條弦,且,直線的斜率與的斜率乘積為,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】取線段的中點為,可得,進而借助點差法求解的值,從而得解.【詳解】如圖,取線段的中點為,連接,
因為,所以為中點,又為中點,所以,直線的斜率與的斜率乘積為,所以.設,則,兩式相減可得,整理得,即,所以,所以,則.故選:B.2.(2024上·山東棗莊·高三統(tǒng)考期末)斜率為的直線分別與軸,軸交于兩點,且與橢圓,在第一象限交于兩點,且,則該橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】設,,根據(jù)題意得到,即,設直線的方程為,得,得,進而得,再根據(jù)求解即得.【詳解】設,,線段AB的中點為E,由,,兩式相減可得,即,又由,,則,設直線的方程為,(),可得,,又,所以線段AB的中點為E也就是線段MN的中點,得,所以,所以,即,得,故選:A3.(2024上·云南昭通·高二昭通市第一中學校聯(lián)考期末)斜率為的直線與橢圓交于A,B兩點,為線段的中點,則橢圓的離心率為.【答案】/【分析】令,應用點差法及直線斜率、中點坐標得,即可求離心率.【詳解】令,則,可得,所以,又為線段的中點,且直線斜率為,所以,則.故答案為:4.(2024上·河北石家莊·高二統(tǒng)考期末)已知過點的直線與雙曲線:交于A、B兩點,若點P是線段的中點,則雙曲線C的離心率取值范圍是.【答案】【分析】利用點差法得到,根據(jù)題意和漸近線方程得到,故,從而求出離心率的取值范圍.【詳解】設,則,兩式相減得,若,則的中點在軸上,不合要求,若,則的中點在軸上,不合要求,所以,因為為的中點,所以,故,因為的漸近線方程為,要想直線與雙曲線:交于A、B兩點,則,即,解得,所以離心率.故答案為:【點睛】直線與圓錐曲線相交涉及中點弦問題,常用點差法,該法計算量小,模式化強,易于掌握,若相交弦涉及的定比分點問題時,也可以用點差法的升級版—定比點差法,解法快捷.題型三:求弦中點的軌跡方程1.(2023上·河南南陽·高二統(tǒng)考階段練習)已知橢圓.(1)求過點且被點平分的弦所在直線的方程;(2)過點引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)用“點差法”求出直線的斜率,利用點斜式求出直線方程,從而可得結論;(2)設過點的直線與橢圓截得的弦的中點,交點為,利用點差法分析求解.【詳解】(1)因為,所以在橢圓的內部,則所求弦必然存在,設這條弦與橢圓交于點,由中點坐標公式知,把代入,則,作差整理得,可得,所以這條弦所在的直線方程為,即.(2)由題意可知:過點引橢圓的割線的斜率存在且不為0,設割線方程為,聯(lián)立方程,消去得,則,解得,設過點的直線與橢圓截得的弦的中點,交點為,根據(jù)橢圓性質可知,則,令,則,可得,因為在上單調遞減,在上單調遞增,且,可知,則,所以,則,可得,把代入,則,兩式相減得,整理得,即,整理得.【點睛】方法點睛:弦中點問題的解決方法(1)用“點差法”求解弦中點問題的解題步驟;(2)對于弦中點問題常用“根與系數(shù)的關系”或“點差法”求解,在使用根與系數(shù)的關系時,要注意使用條件,在用“點差法”時,要檢驗直線與圓錐曲線是否相交.2.(2023上·江西南昌·高三南昌市外國語學校??茧A段練習)已知拋物線,過其焦點作兩條相互垂直且不平行于軸的直線,分別交拋物線于點和點的中點分別為.(1)若直線的斜率為2,求直線的方程;(2)求線段的中點的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)聯(lián)立直線和拋物線方程,求得中點坐標,即可求解直線的方程;(2)首先設直線的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,求得點的坐標,并利用直線與直線的關系,求得點的坐標,即可求解點,再通過消參求得點的軌跡方程.【詳解】(1)拋物線的焦點,,直線的方程為,設,聯(lián)立,得,,所以中點的橫坐標為,中點的縱坐標為,即,直線的方程為,設,聯(lián)立,得,,所以中點的橫坐標為,中點的縱坐標為,即,所以,直線的方程為,化簡為直線的方程為;(2)設直線的方程為,設,,聯(lián)立,得,得,所以中點的橫坐標為,縱坐標為,即,將換成得,得的中點的坐標為,即,得,題型四:求曲線方程1.(2023·全國·高一專題練習)已知橢圓方程為,其右焦點為F(4,0),過點F的直線交橢圓與A,B兩點.若AB的中點坐標為,則橢圓的方程為(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】設,利用點差法求解即可.【詳解】設,代入橢圓的方程可得,.兩式相減可得:.由,,代入上式可得:=0,化為.又,,聯(lián)立解得.∴橢圓的方程為:.故選:D.2.(2023·全國·高三專題練習)已知橢圓G:,斜率為的直線l交橢圓于A,B兩點.若AB的中點坐標為,試寫出橢圓G的一個標準方程.【答案】(答案不唯一)【分析】設點,,利用點差法可得答案.【詳解】設點,,則,兩個等式作差得,整理可得,因為線段AB的中點為,可得,又,所以,所以,故可設,此時橢圓G的方程為.故答案為:.(答案不唯一)
3.(2022上·陜西銅川·高二??计谀┮阎獟佄锞€的焦點為,直線交拋物線C于兩點,線段的中點為為坐標原點,且直線的斜率為.(1)求拋物線C的方程;(2)求實數(shù)m的值.【答案】(1)(2)或【分析】(1)根據(jù)焦點坐標即可求解,進而可得拋物線方程,(2)聯(lián)立直線與拋物線方程,得韋達定理,由中點坐標公式和斜率公式即可求解.【詳解】(1)拋物線C的焦點為,,即.∴拋物線C的方程為.(2)由消去得,此時,..點M坐標為.,解得或.
題型五:處理存在性問題1.(2024上·上?!じ叨虾J杏胖袑W??计谀┮阎p曲線中,離心率為,且經(jīng)過點.(1)求雙曲線方程;(2)若直線與雙曲線左支有兩個交點,求的取值范圍;(3)過點是否能作直線與雙曲線交于、兩點,且使得是的中點,若存在,求出直線的方程,若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)(3)不存在,理由見解析【分析】(1)根據(jù)已知條件可得出關于、、的值,即可得出雙曲線的方程;(2)將直線的方程與雙曲線的方程聯(lián)立,根據(jù)已知條件結合韋達定理、判別式可得出關于實數(shù)的不等式組,即可解得實數(shù)的取值范圍;(3)利用點差法求出直線的方程,再將直線的方程與雙曲線的方程聯(lián)立,計算,即可得出結論.【詳解】(1)解:因為雙曲線中,離心率為,且經(jīng)過點,則,解得,所以,雙曲線的方程為.(2)解:設直線交雙曲線于點、,聯(lián)立可得,因為直線與雙曲線左支有兩個交點,則,解得,故實數(shù)的取值范圍是.(3)解:若直線軸,則直線與雙曲線相切,不合乎題意,所以,直線的斜率存在,設點、,因為為線段的中點,則,將點、的坐標代入雙曲線的方程可得,作差可得,即,即,所以,直線的斜率為,所以,直線的方程為,即,聯(lián)立可得,則,因此,不存在滿足題設條件的直線.2.(2023·廣西南寧·南寧三中校考模擬預測)已知雙曲線()經(jīng)過點,其漸近線方程為.(1)求雙曲線C的方程;(2)過點的直線l與雙曲線C相交于A,B兩點,P能否是線段AB的中點?請說明理由.【答案】(1);(2)不能,證明見解析;【分析】(1)由漸近線方程求得一個關系,再代入點的坐標,可解得得雙曲線方程;(2)設出交點坐標,若是線段的中點,利用點差法求出直線l方程,再聯(lián)直線與雙曲線查看是否有解,即可判斷.【詳解】(1)由題雙曲線()經(jīng)過點,其漸近線方程為,所以,,解得,所以雙曲線C的方程為:.(2)當直線l垂直x軸時,直線l的方程為,此時直線l與雙曲線只有一個交點,不滿足;當直線l不垂直x軸時,斜率存在,設,所以,兩式作差得,即,若是線段的中點,則,則,所以直線l的斜率,則直線l的方程為,將直線l與雙曲線聯(lián)立,得,,方程無解,所以這樣的直線不存在,即點P不能是線段的中點.3.(2023上·四川遂寧·高二四川省蓬溪中學校校考階段練習)已知,,動圓與圓和圓都外切,圓心的軌跡為曲線.(1)求曲線C的方程;(2)若過點的直線交曲線C于A,B兩點,點Q能否為線段的中點?為什么?【答案】(1)(2)能,理由見解析【分析】(1)畫出圖形,由圓的外切、圓心坐標、圓的半徑以及雙曲線的定義即可得解.(2)畫出圖形,中點弦問題用到中點坐標公式以及點差法來做稍微方便一些.【詳解】(1)如圖所示:
由題意,的圓心分別為,,且動圓與兩定圓分別外切與兩點,所以,,解得,所以圓心的軌跡是以為焦點,為實軸頂點的雙曲線但不包括實軸頂點,所以曲線C的方程為,(且).(2)如圖所示:
過點的直線交曲線C于A,B兩點,點Q能為線段的為中點,理由如下:由題意設點在雙曲線上,且點為弦的中點,所以,又因為,所以,即,,存在過點且斜率為的直線:,即,且聯(lián)立,消去并整理得,,兩根均小于,滿足題意,綜上所述:存在過點且斜率為的直線交曲線C于A,B兩點,且點Q為線段的中點.題型六:確定參數(shù)的取值范圍1.(2024上·內蒙古錫林郭勒盟·高二統(tǒng)考期末)設橢圓C:()的兩個焦點是和(),且橢圓C與圓有公共點.(1)求實數(shù)a的取值范圍;(2)若橢圓C上的點到焦點的最長距離為,求橢圓C的方程;(3)對(2)中的橢圓C,直線:()與C交于不同的兩點M,N,若線段的垂直平分線恒過點,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)由橢圓及圓的性質可得,則,結合即可求得結果;(2)由題可知,又,求解即可;(3)設線段的中點為,由結合點差法求得的坐標,根據(jù)點P在橢圓內部得的范圍,又點P在直線上,代入得的關系式,從而得實數(shù)的取值范圍.【詳解】(1)橢圓C的短半軸,圓的圓心為原點,半徑為,∵橢圓C與圓有公共點,∴,,則,又,從而解得,所以a的取值范圍為.
(2)由題可知,又,聯(lián)立解得,,所以橢圓的方程為.(3)設線段的中點為,∵,∴①,設,,則,,兩式作差得,即,即,即②,聯(lián)立①②解得,即,因為點P在橢圓內部,則,代入點P坐標化簡得,又點P在直線上,代入得,因此,實數(shù)的取值范圍是.
2.(2023·全國·高三專題練習)已知橢圓:,A為橢圓的下頂點,設橢圓與直線相交于不同的兩點、,為弦的中點,當時,求的取值范圍.【答案】【分析】聯(lián)立直線和橢圓的方程,由判別式大于0可得,以及可得根與系數(shù)的關系,根據(jù),可得,結合根與系數(shù)的關系化簡可得,解不等式即可求得答案.【詳解】由題設,聯(lián)立,得,由題設知,即①,設,則,因為為弦的中點,∴,從而,又由題意知,,∴,∵,則,即②,把②代入①得,解得,又,故的取值范圍是.3.(2023上·河北邢臺·高三邢臺市第二中學??计谀E圓,,,,四點中恰有三點在橢圓上.(1)求橢圓的標準方程;(2)橢圓上兩點、,若直線過點,且,線段的中點為,求直線的斜率的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)已知條件求得,從而求得橢圓的標準方程.(2)設出直線的方程并與橢圓方程聯(lián)立,化簡寫出根與系數(shù)關系,結合以及點差法求得直線的斜率的取值范圍.【詳解】(1)由于,,關于軸對稱,所以經(jīng)過,兩點,故不過,所以在上.由題意可得,解得,所以橢圓的標準方程為.(2)由題意知,直線的斜率存在且不為零,設其方程為,由,得,由,得,設,,則,,所以,因為,所以,得,所以,設直線的斜率為,因為,所以,化簡得,所以,所以,解得或,所以直線的斜率的取值范圍為題型七:定值問題1.(2024上·河北邯鄲·高三磁縣第一中學??茧A段練習)已知橢圓的右焦點為,右頂點為,上頂點為,點為坐標原點,線段的中點恰好為,點到直線的距離為.(1)求的方程;(2)設點在直線上,過作的垂線交橢圓于兩點.記與面積分別為,求的值.【答案】(1)(2)1【分析】(1)根據(jù)題意可得,又點到直線的距離為列式計算求得;(2)設線段的中點,利用點差法可得,三點共線,即直線過線段的中點,得解.【詳解】(1)設,則,由線段的中點恰好為,得,所以,整理得,由得直線方程為,所以點到直線的距離為,所以,橢圓的方程為.(2)設,線段的中點,則.由(1)知,直線的斜率,當時,直線的斜率.因為點在橢圓上,所以,兩式相減,整理得,又,所以,直線的斜率為,因為直線的斜率為,所以三點共線,即直線過線段的中點,當時,直線也過線段的中點,所以到直線的距離相等,即與等底等高.所以.【點睛】思路點睛:設,線段的中點,利用點差法可得,三點共線,即線段的中點在直線上,得解.2.(2023上·山東青島·高二青島二中校考期中)已知為坐標原點,,,直線,的斜率之積為4,記動點的軌跡為.(1)求的方程;(2)直線經(jīng)過點,與交于,兩點,線段中點在第一象限,且縱坐標為4,求.【答案】(1)(2)【分析】(1)設出動點坐標為,根據(jù)斜率之積為4列出等式,化簡即可.(2)首先直線斜率存在且經(jīng)過點,設出直線方程并將其與雙曲線方程聯(lián)立,由韋達定理結合已知條件算出斜率,進而由弦長的計算公式直接計算即可.【詳解】(1)設點的坐標為,因為,,所以,化簡得:.所以的方程為.(2)當直線的斜率不存在時,顯然不符合題意;設,,直線方程為,與聯(lián)立得:,由且,解得且,由韋達定理得,因為線段中點在第一象限,且縱坐標為,所以,解得或(舍去),所以直線為,所以,所以.3.(2022上·陜西安康·高二??计谀┮阎獧E圓E的中心在原點,焦點為,且離心率.(1)求橢圓E的方程;(2)過點的直線l與橢圓E相交于A,B兩點且P為AB的中點求弦長.【答案】(1)(2)【分析】(1)由焦點坐標求出c,再根據(jù)離心率求出a,可得,可得橢圓方程;(2)設出A,B坐標,代入橢圓方程,兩式相減,利用平方差公式分解因式,轉化為斜率與中點坐標的關系式,可求出弦所在直線斜率和直線的方程,將直線方程代入橢圓方程,求出,坐標,求出弦長.【詳解】(1)由題意橢圓的焦點在軸上,,又,,,所以橢圓的方程為.(2)由題知直線的斜率不為0,設,,代入橢圓方程得,作差得,即,可得,所以直線的斜率,故直線的方程為即.聯(lián)立,消去得,解得或,所以,,所以弦長.三、專項訓練一、單選題1.(2024上·山西太原·高二統(tǒng)考期末)在橢圓中,以點為中點的弦所在的直線方程為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先確定點在橢圓內部,設交點為,代入橢圓方程做差,然后整理可得直線斜率,利用點斜式可得直線方程.【詳解】因為,故點在橢圓內部,過點的直線恒與橢圓有兩個交點,設交點為,則,又,兩式相減得,整理得,所以以點為中點的弦所在的直線方程為,即.故選:D.2.(2024上·遼寧大連·高二校聯(lián)考期末)橢圓,,,為橢圓過點E的一條弦,且,直線的斜率與的斜率乘積為,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】取線段的中點為,可得,進而借助點差法求解的值,從而得解.【詳解】如圖,取線段的中點為,連接,
因為,所以為中點,又為中點,所以,直線的斜率與的斜率乘積為,所以.設,則,兩式相減可得,整理得,即,所以,所以,則.故選:B.3.(2024上·湖南·高二校聯(lián)考期末)過拋物線的焦點的直線與拋物線C相交于A,B兩點,若線段中點的坐標為,則(
)A.4 B.3 C.2 D.1【答案】A【分析】利用點差法及中點與焦點坐標分別表示直線的斜率,可建立關于的方程,求解可得.【詳解】設,,則,兩式作差得,,當時,則中點坐標為焦點,不滿足題意;當時,得.設線段中點,因為坐標,且過焦點,所以,則的斜率,解得.故選:A.4.(2024上·山東棗莊·高三統(tǒng)考期末)斜率為的直線分別與軸,軸交于兩點,且與橢圓,在第一象限交于兩點,且,則該橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】設,,根據(jù)題意得到,即,設直線的方程為,得,得,進而得,再根據(jù)求解即得.【詳解】設,,線段AB的中點為E,由,,兩式相減可得,即,又由,,則,設直線的方程為,(),可得,,又,所以線段AB的中點為E也就是線段MN的中點,得,所以,所以,即,得,故選:A5.(2024上·重慶·高二重慶八中??计谀┲本€經(jīng)過橢圓的左焦點,且與橢圓交于兩點,若為線段中點,,則橢圓的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)得到,結合點差法相關知識計算求得,進而求得離心率.【詳解】如圖所示,因為,所以,所以,設,則,兩式相減得,則,因為直線,為線段中點,,所以,,代入上式得,則,所以橢圓的離心率.故選:D.6.(2024上·湖北武漢·高三統(tǒng)考期末)已知A,B為雙曲線上不同兩點,下列點中可為線段的中點的是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用點差法結合選項得出方程,再與雙曲線方程聯(lián)立一一驗證是否有兩個不同交點即可.【詳解】設的中點,所以,易知,由點差法可得,若,此時,與雙曲線聯(lián)立,即與雙曲線只有一個交點,故A錯誤;若,則此時,與雙曲線聯(lián)立,即與雙曲線有兩個交點,故B正確;若,則此時,與雙曲線聯(lián)立,即與雙曲線有一個交點,故C錯誤;若,則此時,與雙曲線聯(lián)立,顯然無解,即與雙曲線沒有交點,故D錯誤;故選:B7.(2024上·內蒙古呼和浩特·高三統(tǒng)考開學考試)已知雙曲線C:,若雙曲線C的一條弦的中點為,則這條弦所在直線的斜率為(
)A. B. C.1 D.【答案】D【分析】運用點差法,結合一元二次方程根與系數(shù)的關系進行求解判斷即可.【詳解】設該弦為,設,則有,兩式相減,得,因為雙曲線C的一條弦的中點為,所以,因此由,即這條弦所在直線的斜率為,方程為,代入雙曲線方程中,得,因為,所以該弦存在,故選:D8.(2023上·山東棗莊·高二滕州市第一中學新校??茧A段練習)直線與拋物線交于兩點,中點的橫坐標為2,則為(
)A. B.2 C.或2 D.以上都不是【答案】B【分析】設,得到,求得,再由,兩式相減,得到,得出方程,即可求解.【詳解】設,因為中點的橫坐標為,則,可得,又由,兩式相減得到,可得,可得,解得或,聯(lián)立方程組,整理得,由,解得,所以.故選:B.二、解答題9.(2023上·湖北襄陽·高二襄陽市第一中學??茧A段練習)直線與橢圓相交于不同的兩點,若的中點的橫坐標為,求:(1)的值;(2)弦長的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用點差法構造關于的方程,即可求得的值;(2)聯(lián)立直線方程與橢圓方程,得出和的值,利用弦長公式代入計算即可.【詳解】(1)設,中點為,因為在直線上,所以,由,得:,所以,即,解得.(2)由(1)得,直線方程為,由,得,則,,所以.10.(2023上·江西南昌·高三南昌市外國語學校??茧A段練習)已知拋物線,過其焦點作兩條相互垂直且不平行于軸的直線,分別交拋物線于點和點的中點分別為.(1)若直線的斜率為2,求直線的方程;(2)求線段的中點的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)聯(lián)立直線和拋物線方程,求得中點坐標,即可求解直線的方程;(2)首先設直線的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,求得點的坐標,并利用直線與直線的關系,求得點的坐標,即可求解點,再通過消參求得點的軌跡方程.【詳解】(1)拋物線的焦點,,直線的方程為,設,聯(lián)立,得,,所
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