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2026年高考数学真题(天津卷)第18题 · 椭圆曲线大题 · 解题全解

2026年高考数学真题(天津卷)第18题 · 椭圆曲线大题 · 解题全解

题目

已知椭圆 )的离心率为 ,椭圆被直线  截得的线段长为 

(1)求  的标准方程;

(2)斜率为  的直线与圆  相切,且该直线交椭圆于 ), 是椭圆的上顶点。记直线  的斜率分别为 ,求 


第(1)问:求椭圆  的标准方程

设椭圆  的半焦距为 

由离心率 ,可得 

根据椭圆的基本关系 ,代入 ,得:

将直线  代入椭圆方程 ,得:

结合 ,化简得 ,解得 

因此,直线  截椭圆所得线段长为 

已知该线段长为 ,故 ,则 

结合 ,解得 

因此,椭圆  的标准方程为:


第(2)问:求  的值

由(1)知 ,故圆的方程为 ,半径 ;椭圆上顶点 


解法一:代数联立通法

设斜率为  的直线方程为 ,整理为一般式:

因为直线与圆相切,圆心  到直线的距离等于半径,即:

解得 ,即直线方程为  或 

将直线与椭圆方程联立:

代入消元并整理得:

代入 ,判别式 ,直线与椭圆有两个不同交点。

情况 1:

方程化为 ,因式分解得 ,解得 

代入直线方程得对应纵坐标:

由 ,得 

计算斜率:

情况 2:

方程化为 ,因式分解得 ,解得 

代入直线方程得对应纵坐标:

由 ,得 

计算斜率:


解法二:几何法 + 中心对称法

步骤 1:直角三角形几何关系求直线截距

直线斜率为 ,可知其倾斜角为 ,即直线与  轴正方向的夹角为 

设直线与  轴交于点 ,过原点  作直线的垂线,垂足为切点 ,则 ,且  为直角三角形,

在  中,由三角函数定义:

解得 ,即两条切线方程为 

步骤 2:求上切线()的交点坐标

联立  与椭圆方程,解得交点为  和 

由  排序,得 

步骤 3:利用中心对称性直接得下切线交点

椭圆  与圆  均关于原点中心对称,两条斜率相同的切线也关于原点对称。

因此,下切线与椭圆的交点,是上切线交点关于原点的对称点:

  •  的对称点为 
  •  的对称点为 

由  排序,得下切线的 ,无需再次联立方程。

步骤 4:计算斜率比

上切线情况: 同解法一,

下切线情况:

故 


最终答案

综上,两种情况均得


考点分析

本题考查解析几何的基础综合应用,核心考点包括:

  • 椭圆的标准方程与基本性质(离心率、 的关系、顶点坐标、对称性)
  • 直线与圆的位置关系(相切的代数判定与几何意义)
  • 直线与椭圆的位置关系(联立方程、一元二次方程求解)
  • 直线斜率公式与比值运算

解题技巧

  1. 椭圆参数速推:利用离心率和  建立  的比例关系,代入弦长条件即可求解,是椭圆第一问的标准流程。

  2. 切线的几何快算:已知直线斜率时,可通过直角三角形的三角函数关系直接求截距,比点到直线距离公式更直观、计算更快。

  3. 中心对称简化运算:椭圆、圆均为中心对称图形,对称直线的交点也满足中心对称。算出一组交点后,第二组直接取坐标相反数,避免重复联立计算,大幅节省时间。

  4. 分类有序讨论:根据  明确  的对应关系,避免因点的顺序颠倒导致斜率比计算错误。


总结

  • 第(1)问为基础送分题,熟练掌握椭圆基本性质即可快速得分。
  • 第(2)问有两种主流解法:代数联立法通用性强,适用于所有直线与椭圆交点问题;几何 + 对称法计算量小,适合斜率固定、对称特征明显的场景,是考场提速的关键技巧。
  • 本题整体难度中等偏基础,核心考察运算准确性与几何性质的灵活应用,是椭圆大题的典型基础题型。