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2025二轮复习专项训练27
最值、范围问题
[考情分析] 解析几何是数形结合的典范,是高中数学的主要知识模块,最值、范围问题
是高考考查的重点知识,在解答题中一般会综合考查直线、圆、圆锥曲线等,试题难度较
大,多次以压轴题出现.
【练前疑难讲解】
一、最值问题
圆锥曲线中的最值问题类型较多,解法灵活多变,但总体上主要有两种方法
一是几何方法,即通过利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理、性质等进行求
解;
二是代数方法,即把要求最值的几何量或代数表达式表示为关于某个(些)变量的函数,然
后利用函数方法、不等式方法等进行求解.
二、范围问题
范围问题的求解策略
解决有关范围问题时,先要恰当地引入变量(如点的坐标、角、斜率等),其方法有:
(1)利用判别式来构造不等式;
(2)利用已知参数的取值范围;
(3)利用隐含的不等关系;
(4)利用已知不等关系构造不等式;
(5)利用函数值域的求法.
一、单选题
1.(22-23高三上·广西桂林·阶段练习)已知双曲线 的左,右焦点分别为 ,
点 在双曲线的右半支上,点 ,则 的最小值为( )
A. B.4 C.6 D.
2.(2023·全国·模拟预测)已知直线 与椭圆 交于 两点,
是椭圆上异于 的一点.若椭圆 的离心率的取值范围是 ,则直线 ,
斜率之积的取值范围是( )
学科网(北京)股份有限公司A. B.
C. D.
二、多选题
3.(2023·山东烟台·二模)已知双曲线C经过点 ,且与椭圆 有公共的
焦点 ,点M为椭圆 的上顶点,点P为C上一动点,则( )
A.双曲线C的离心率为 B.
C.当P为C与 的交点时, D. 的最小值为1
4.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)已知点 是左、右焦点为 , 的椭圆 :
上的动点,则( )
A.若 ,则 的面积为
B.使 为直角三角形的点 有6个
C. 的最大值为
D.若 ,则 的最大、最小值分别为 和
三、填空题
5.(23-24高二上·重庆沙坪坝·阶段练习)过椭圆 上一动点 分别向圆 :
学科网(北京)股份有限公司和圆 : 作切线,切点分别为 , ,则 的
取值范围为 .
6.(22-23高三上·安徽阜阳·期末)已知椭圆 C的焦点为 为 C 上一点满足
,则C 的离心率取值范围是 .
四、解答题
1
7.(2024·天津·高考真题)已知椭圆 的离心率为 .左顶点为 ,下
2
顶点为 是线段 的中点(O为原点), 的面积为 .
(1)求椭圆的方程.
(2)过点C的动直线与椭圆相交于 两点.在 轴上是否存在点 ,使得 恒成
立.若存在,求出点 纵坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
8.(22-23高二下·浙江杭州·期末)设抛物线 ,过焦点 的直线与抛物
线 交于点 , .当直线 垂直于 轴时, .
(1)求抛物线 的标准方程.
(2)已知点 ,直线 , 分别与抛物线 交于点 , .
①求证:直线 过定点;
②求 与 面积之和的最小值.
学科网(北京)股份有限公司参考答案:
题号 1 2 3 4
答案 D D ACD BCD
1.D
【分析】首先利用双曲线的定义转化 ,再结合图象,求
的最小值,再联立方程求交点坐标.
【详解】由题意并结合双曲线的定义可得
,
当且仅当 , , 三点共线时等号成立.
而直线 的方程为 ,由 可得 ,所以 ,
(3 1)
所以点 的坐标为 , .
2 2
(3 1)
所以当且仅当点 的坐标为 , 时, 的最小值为 .
2 2
故选:D.
2.D
【分析】先设点 的坐标,然后将 的坐标代入方程中,相减,构造出直线 ,
的斜率,相乘转化只含有 的表达式,再根据 的关系以及椭圆 的离心率的取
学科网(北京)股份有限公司值范围是 建立不等式,求出直线 , 斜率之积的取值范围即可.
【详解】设 ,
由直线 与椭圆 交于 两点可知 两点关于原点对称,
所以 且 ,
由题意知: ,两式相减得:
,
即 ,
又 ,
由椭圆的离心率的取值范围是 ,
即 ,
所以 ,
即 ,
故选:D.
3.ACD
【分析】根据题意中的点求出双曲线方程,结合离心率的定义即可判断A;根据双曲线的
渐近线,结合图形即可判断B;根据椭圆与双曲线的定义,结合余弦定理计算即可判断C;
由两点距离公式,结合二次函数的性质即可判断D.
学科网(北京)股份有限公司【详解】A:由题意, ,设双曲线的标准方程为 ,
将点 代入得 ,所以双曲线方程为 ,
得其离心率为 ,故A正确;
B:由A选项的分析知,双曲线的渐近线方程为 ,如图,
,所以 ,得 ,故B错误;
C:当P为双曲线和椭圆在第一象限的交点时,由椭圆和双曲线的定义知,
,解得 ,
又 ,在 中,由余弦定理得 ,故C正确;
D:设 ,则 ,
所以 ,
当 时, ,故D正确.
故选:ACD.
学科网(北京)股份有限公司4.BCD
【分析】根据焦点三角形面积的相关结论即可判断A;结合椭圆性质可判断B;结合椭圆定
义可求线段和差的最值,判断CD.
【详解】A选项:由椭圆方程 ,所以 , ,所以 ,
所以 的面积为 ,故A错误;
B选项:当 或 时 为直角三角形,这样的点 有4个,
设椭圆的上下顶点分别为 , ,则 ,同理 ,
知 ,所以当 位于椭圆的上、下顶点时 也为直角三角形,
其他位置不满足,满足条件的点 有6个,故B正确;
C选项:由于 ,
所以当 最小即 时, 取得最大值 ,故C正确;
D选项:因为 ,
又 ,则 的最大、最小值分别为 和 ,
当点 位于直线 与椭圆的交点时取等号,故D正确.
故选:BCD
5.
学科网(北京)股份有限公司【分析】易知两圆的圆心为椭圆的两焦点,由勾股定理可得 ,
,由椭圆的定义可得 ,设 ,利用二次函数的
基本性质可求得 的取值范围.
【详解】 , , ,易知 、 为椭圆的两个焦点,
,
根据椭圆定义 ,
设 ,则 ,即 ,
则 ,
当 时, 取到最小值 .
当 时, 取到最大值 .
故 的取值范围为: .
故答案为: .
6.
学科网(北京)股份有限公司【分析】设 , ,利用余弦定理可得 ,再结合基本不等式
推出 ,即可求得答案.
【详解】设椭圆C的方程为 ,
设 , ,则 ,
在 中, ,有 ,
得 ,即 ,
故 ,因为 ,即 ,当且仅当 时取等号,
故 ,即 ,故 ,
解得 ,由 ,所以C的离心率取值范围是 ,
故答案为:
7.(1)
(2)存在 ,使得 恒成立.
【分析】(1)根据椭圆的离心率和三角形的面积可求基本量,从而可得椭圆的标准方程.
(2)设该直线方程为: , , 联立直线方程和椭圆方
程并消元,结合韦达定理和向量数量积的坐标运算可用 表示 ,再根据
可求 的范围.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为 ,故 , ,其中 为半焦距,
学科网(北京)股份有限公司所以 ,故 ,
故 ,所以 , ,故椭圆方程为: .
(2)
若过点 的动直线的斜率存在,则可设该直线方程为: ,
设 ,
由 可得 ,
故 且
而 ,
故
学科网(北京)股份有限公司,
因为 恒成立,故 ,解得 .
若过点 的动直线的斜率不存在,则 或 ,
此时需 ,两者结合可得 .
综上,存在 ,使得 恒成立.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要用合适的参数表示目标代数式,表
示过程中需要借助韦达定理,此时注意直线方程的合理假设.
8.(1)
(2)①证明见解析;② .
【分析】(1)利用弦长求解p,即可求解抛物线方程;
(2)(i)设直线方程,与抛物线联立,韦达定理找到坐标关系,表示出直线方程,即可
求出定点;
(ii)利用面积分割法求出两个三角形面积表达式,然后利用二次函数求最值即可.
【详解】(1)由题意,当直线 垂直于 轴时, ,代入抛物线方程得 ,则
,所以 ,即 ,所以抛物线 .
(2)(i)设 , ,直线 ,
与抛物线 联立,得 ,因此 , .
设直线 ,与抛物线 联立,得 ,
学科网(北京)股份有限公司因此 , ,则 .同理可得 .
所以 .
因此直线 ,由对称性知,定点在 轴上,
令 得,
,
所以直线 过定点 .
(ii)因为 ,
,
所以 ,
当且仅当 时取到最小值 .
【基础保分训练】
一、单选题
1.(2024·江苏泰州·模拟预测)已知F为椭圆 的右焦点,P为C上一点,Q
为圆 上一点,则 的最大值为( )
A.5 B. C. D.6
2.(21-22高二上·陕西西安·期末)已知 是双曲线 的左焦点, , 是双
学科网(北京)股份有限公司曲线右支上的动点,则 的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
3.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 交
于 两点, 为坐标原点,记 与 的面积分别为 和 ,则 的最小值
为( )
A. B. C. D.
二、多选题
4.(23-24高二上·江西·阶段练习)已知椭圆 的左焦点为 ,点 是 上任
意一点,则 的值可能是( )
A. B.3 C.6 D.8
5.(23-24高二上·全国·课后作业)(多选)设抛物线 的准线与x轴交于点Q,若
过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率可以是( )
A. B.
C.1 D.2
6.(21-22高二·江苏·假期作业)已知双曲线 : ,下列结论正确的是( )
A.双曲线 的渐近线方程为
B.双曲线 的焦点到渐近线的距离为
C.与双曲线 的渐近线平行的直线与双曲线 一定没有交点
D.若直线 与双曲线 没有交点,则 的取值范围为
三、填空题
学科网(北京)股份有限公司7.(23-24高二上·重庆沙坪坝·期中)若P是椭圆 上一动点, ,则 的
最大值为 .
8.(2024·全国·模拟预测)已知点 是抛物线 : 上的动点,过点 作圆 :
的切线,切点为 ,则 的最小值为 .
9.(2023·浙江·一模)已知 , 分别是双曲线 的左右焦点,且C上
存在点P使得 ,则a的取值范围是 .
四、解答题
10.(2022·江苏泰州·模拟预测)已知 , 是过点 的两条互相垂直的直线,且 与椭
圆 相交于A,B两点, 与椭圆 相交于C,D两点.
(1)求直线 的斜率k的取值范围;
(2)若线段 , 的中点分别为M,N,证明直线 经过一个定点,并求出此定点的坐
标.
11.(2022·江苏盐城·三模)已知双曲线 : 过点 ,渐近线
方程为 ,直线 是双曲线 右支的一条切线,且与 的渐近线交于A,B两点.
(1)求双曲线 的方程;
(2)设点A,B的中点为M,求点M到y轴的距离的最小值.
12.(2023·全国·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,直线
与 交于 两点,且当 , 时, .
(1)求抛物线 的方程;
学科网(北京)股份有限公司(2)若 ,求 面积的最小值.
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B A B BC BC ABD
1.B
【分析】由题意设椭圆的左焦点为 ,作出图形,结合图形和椭圆的定义可知当
三点共线时 取到最大值.
【详解】由题意知, ,设椭圆的左焦点为 ,
如图,P为C上一点,Q为圆 上一点, ,半径为1,
,
当且仅当 三点共线时,等号成立,
所以 的最大值为 .
故选:B
2.A
【分析】由双曲线方程求出 ,再根据点 在双曲线的两支之间,结合
可求得答案
【详解】由 ,得 ,则 ,
所以左焦点为 ,右焦点 ,
学科网(北京)股份有限公司则由双曲线的定义得 ,
因为点 在双曲线的两支之间,
所以 ,
所以 ,当且仅当 三点共线时取等号,
所以 的最小值为9,
故选:A
3.B
【分析】设出直线 ,联立 ,得到两根之和,两根之积,得
, , ,利用基本不等式即可求出最值.
【详解】由题意得: ,设直线 ,联立 得:
,设 ,不妨令 ,
则 ,
故 ,
,
则 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
故选:B
4.BC
【分析】根据到焦点距离的范围求解即可.
学科网(北京)股份有限公司【详解】由题意可知 ,所以 ,即 .
故选:BC.
5.BC
【分析】设直线方程,并与抛物线联立方程,再用根的判别式来处理,即可求得斜率范围.
【详解】 抛物线 的准线与x轴交于点Q,
准线为 ,Q点的坐标 ,
又直线l过点Q,且斜率必存在,
可设l: ,
联立 ,可得 ,
当 时,得 ,即交点为 ,
当 时,由 得,即 ,
解得, 或 ,
综上,k的取值范围是 .
故选:BC.
6.ABD
【分析】A选项,利用焦点在 轴上的双曲线方程为 进行求解;B选项,利用点到
直线距离公式进行求解;C选项,与渐近线平行的直线与双曲线有一个焦点;D选项,直线
的斜率与渐近线斜率相比较,得到 的取值范围.
【详解】解:对于 ,由双曲线 : ,则 , ,所以其渐近线方程为
,故A正确;
对于B,由双曲线 : ,则 , , ,其焦点坐标为 ,其渐近
学科网(北京)股份有限公司线方程为 ,所以一个焦点到渐近线的距离为 ,故B正确;
对于C,与渐近线平行的直线与双曲线 有且仅有一个交点,故C不正确;
对于D,若直线 与双曲线 没有交点,则 的斜率应该和双曲线渐近线斜率比较,
则 或 ,故D正确.
故选:ABD.
7.4
【分析】令 ,应用两点距离公式有 ,结合椭圆的有界性求最
大值.
【详解】令 ,则 ,又 ,
所以 ,又 ,
当 时, 的最大值为4.
故答案为:4
8.
【分析】设 ,求出 到圆的圆心 的距离的最小值,然后根据勾股定理
求解|MA|的最小值.
【详解】设 ,则 ,
故当 时, 取最小值 .
又由圆的切线性质可得此时 .
学科网(北京)股份有限公司故答案为:
9.
【分析】根据双曲线的定义结合条件可得 , ,进而可得 ,
即得.
【详解】因为 ,双曲线 ,
又 ,
所以 , ,
又 ,
解得 ,
即a的取值范围是 .
故答案为: .
10.(1) ;
(2)证明见解析;定点 .
【分析】(1)根据直线 , 均与椭圆 相交,联立方程利用 求解;(2)利用韦达定理
学科网(北京)股份有限公司分别求M,N的坐标,进而求出直线 的方程判断定点.
【详解】(1)根据题意直线 , 的斜率均存在且不为0
直线 , 分别为 , ,
联立 得 ,
由 得 ,则 或 ,
同理 ,则 ,
所以k的取值范围为 .
(2)设 , ,由(1)得 ,
所以 ,则 ,
所以 ,则 ,
同理 ,
则直线 的方程为 ,
化简整理得
因此直线 经过一个定点 .
11.(1)
学科网(北京)股份有限公司(2)2
【分析】(1)由渐近线可得 ,再把点代入方程即可解得 ;
(2)点M到y轴的距离的即为点M的横坐标为 ,联立方程利用韦达定理可求 ,分
析求解即可,但要注意讨论直线 的斜率是否存在.
【详解】(1)由题设可知 ,解得
则 : .
(2)设点M的横坐标为
当直线 斜率不存在时,则直线 :
易知点 到 轴的距离为 ﹔
当直线 斜率存在时,设 : , , ,
联立 ,整理得 ,
,
整理得
联立 ,整理得 ,
则 ,则 ,即
则 ,即
∴此时点 到 轴的距离大于2;
综上所述,点 到 轴的最小距离为2.
学科网(北京)股份有限公司12.(1)
(2)
【分析】(1)已知条件直线 的解析式为 ,设A(x ,y ),B(x ,y ),联立抛
1 1 2 2
物线方程,利用韦达定理结合弦长公式可得拋物线 的方程;
(2)利用 得到m,n的关系,利用面积公式将 的面积表示为关于n的函
数,结合二次函数的性质可得答案.
【详解】(1)当 , 时,直线 的解析式为 .
设A(x ,y ),B(x ,y ),联立 消去 并整理得 ,
1 1 2 2
, ,
,解得 .
,
,
整理得 ,解得 (舍负),
抛物线 的方程为 .
(2)由(1)知, ,设A(x ,y ),B(x ,y ),联立
1 1 2 2
学科网(北京)股份有限公司消去 并整理得 , , ,
, .
, ,
即 ,
整理得 .
将 , ,代入上式得 .
又 , ,且 ,
解得 或 .
点 到直线 的距离 ,
,
的面积 .
又 或 ,
当 时, 的面积最小,且最小面积为 .
【点睛】方法点睛:与圆锥曲线有关的最值问题的两种解法
学科网(北京)股份有限公司(1)数形结合法:根据待求值的几何意义,充分利用平面图形的几何性质求解;
(2)构建函数法:先引入变量,构建以待求量为因变量的函数,再求其最值,常用基本不
等式或导数法求最值(注意:有时需先换元后再求最值).
【能力提升训练】
一、单选题
1.(22-23高三上·山西·阶段练习)已知点F为抛物线C: 的焦点,过点F作两条
互相垂直的直线 , ,直线 与C交于A,B两点,直线 与C交于D,E两点,则
的最小值为( )
A.64 B.54 C.50 D.48
2.(2023·河北邯郸·三模)在平面直角坐标系内,已知 , ,动点 满
足 ,则 ( )的最小值是( )
A. B.2 C.4 D.16
3.(2023·安徽蚌埠·一模)若椭圆 上存在两点
到点 的距离相等,则椭圆的离心率的取值范围是
( )
A. B. C. D.
二、多选题
4.(2022·河北唐山·二模)双曲线具有如下光学性质:如图 , 是双曲线的左、右焦点,
从右焦点 发出的光线m交双曲线右支于点P,经双曲线反射后,反射光线n的反向延长
学科网(北京)股份有限公司线过左焦点 .若双曲线C的方程为 ,下列结论正确的是( )
A.若 ,则
B.当n过 时,光由 所经过的路程为13
C.射线n所在直线的斜率为k,则
D.若 ,直线PT与C相切,则
5.(23-24高二上·广西南宁·期中)已知椭圆 , 、 分别为它的左右焦点,
、 分别为它的左、右顶点,点 是椭圆上的一个动点,下列结论中正确的有( )
A.点 到右焦点的距离的最大值为3,最小值为1
B. 的最小值为
C.若 为直角三角形,则 的面积为
D. 的范围为
6.(23-24高二上·江苏扬州·期中)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,
点 是双曲线 的右支上一点,过点 的直线 与双曲线 的两条渐近线分别交于 ,
则( )
A. 的最小值为8
学科网(北京)股份有限公司B. 为定值
C.若直线 与双曲线 相切,则点 的纵坐标之积为 ;
D.若直线 经过 ,且与双曲线 交于另一点 ,则 的最小值为 .
三、填空题
7.(2023·辽宁·一模)已知椭圆C: 的左、右焦点分别为 、 ,点
、 在椭圆C上,满足 , ,若椭圆C的离心率 ,则
实数λ取值范围为 .
8.(21-22高二上·江西抚州·阶段练习)椭圆 与双曲线
有公共焦点 ,设椭圆 与双曲线 在第一象限内交于点
,椭圆 与双曲线 的离心率分别为 为坐标原点, ,则 的
取值范围是 .
9.(2022高二上·全国·专题练习)设双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过
的直线 交双曲线左支于 , 两点,则 的最小值为 .
四、解答题
1
10.(2024·天津·高考真题)已知椭圆 的离心率为 .左顶点为 ,
2
学科网(北京)股份有限公司下顶点为 是线段 的中点(O为原点), 的面积为 .
(1)求椭圆的方程.
(2)过点C的动直线与椭圆相交于 两点.在 轴上是否存在点 ,使得 恒成
立.若存在,求出点 纵坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
11.(2023·广西柳州·二模)已知抛物线 经过点 ,过点 的直线
与抛物线 有两个不同交点 ,且直线 交 轴于 ,直线 交 轴于 .
(1)求直线 斜率的取值范围;
(2)证明:存在定点 ,使得 , 且 .
12.(23-24高三下·江西抚州·阶段练习)在平面直角坐标系 中,已知双曲线
经过点 ,点 与点 关于原点对称, 为 上一动点,且 异于
两点.
(1)求 的离心率;
(2)若△ 的重心为 ,点 ,求 的最小值;
(3)若△ 的垂心为 ,求动点 的轨迹方程.
13.(2022·全国·高考真题)设抛物线 的焦点为F,点 ,过F的
直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时, .
(1)求C的方程;
(2)设直线 与C的另一个交点分别为A,B,记直线 的倾斜角分别为 .
当 取得最大值时,求直线AB的方程.
学科网(北京)股份有限公司14.(2024·山东济宁·一模)已知椭圆 ,直线 与椭圆 交于A、B两点,
为坐标原点,且 , ,垂足为点 .
(1)求点 的轨迹方程;
(2)求 面积的取值范围.
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C C B CD ACD AB
1.C
【分析】利用韦达定理表示出弦长 和 ,利用基本不等式可求最小
值.
【详解】抛物线 : 的焦点 ,
因为 ,所以直线 , 斜率存在,且均不为0.
设直线 的方程为 , , ,
由 得 ,
所以 ,所以 ,
因为 ,所以将 中的 替换为 可得 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时取等号.
故 的最小值是50.
故选:C.
学科网(北京)股份有限公司2.C
【分析】由题意求出点P的轨迹方程,则 可以看成圆 上
动点 与定直线 上动点 的距离,求得其最小值,即可求得答案.
【详解】因为 , ,动点 满足 ,
则 ,整理得 ,
可以看成圆 上动点 与定直线 上动点 的
距离,
其最小值为圆心 到直线 的距离减去圆的半径2,即 ,
因此, 的最小值是 ,
故选:C.
3.B
【分析】利用点差法可得直线AB的斜率,从而可得AB垂直平分线直线方程,由点P在
AB垂直平分线上,结合AB的中点在椭圆内可解.
【详解】记 中点为 ,则 ,
由题意点 在线段 的中垂线上,
将 坐标代入椭圆方程得
两式相减可得 ,
所以 ,得 ,
所以 的中垂线的方程为 ,令 得 ,
由题意, ,故 ,所以
学科网(北京)股份有限公司所以
故选:B.
4.CD
【分析】对于A:判断出 ,由定义和勾股定理联立方程组即可求得;对于B:
利用双曲线的定义直接求得;对于C:先求出双曲线的渐近线方程,由P在双曲线右支上,
即可得到n所在直线的斜率的范围;对于D:设直线PT的方程为 .利用
相切解得 ,进而求出 .即可求出 .
【详解】对于A:若 ,则 .
因为P在双曲线右支上,所以 .由勾股定理得:
二者联立解得: .故A错误;
对于B:光由 所经过的路程为
.
学科网(北京)股份有限公司故B错误;
对于C:双曲线 的方程为 .设左、右顶点分别为A、B.如图示:
当 与 同向共线时, 的方向为 ,此时k=0,最小.
因为P在双曲线右支上,所以n所在直线的斜率为 .即 .
故C正确.
对于D:设直线PT的方程为 .
,消去y可得: .
其中 ,即 ,解得
代入 ,有 ,解得:x=9.
由P在双曲线右支上,即 ,解得: ( 舍去),所以 .
学科网(北京)股份有限公司所以 .
故D正确
故选:CD
5.ACD
【分析】对于A,利用焦半径的范围求解即可;对于B,利用 位于椭圆上顶点时 最
大求解即可;对于C,利用 点坐标求 的面积即可;对于D,设 利用二次函
数求 的范围即可.
【详解】对A,易知 ,则 ,故A正确;
对B, 位于椭圆上顶点时 最大,
此时 最小,且
故此时 为等边三角形, ,故B错误;
对C,若 为直角三角形,由B知, ,
所以 或 ,不妨设 ,
则此时 点横坐标 ,代入 ,得 ,
故 的面积为: ,故C正确;
对D, ,设
则 ,
由 得: ,
故 ,
学科网(北京)股份有限公司故 ,故D正确.
故选:ACD
6.AB
【分析】设 ,由 ,可判定A正确;化简 ,可
判定B正确;设直线 的方程为 ,联立方程组,结合 ,得到 ,在
化简 ,可判定C不正确;根据通经长和实轴长,可判定D错误.
【详解】由题意,双曲线 ,可得 ,则 ,
所以焦点 ,且 ,
设 ,则 ,且 ,即 ,
双曲线 的两条渐近线的方程为 ,
对于A中,由 ,
所以A正确;
对于B中,
(定值),所以B正确;
对于C中,不妨设 ,直线 的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,
若直线 与双曲线 相切,则 ,
整理得 ,
学科网(北京)股份有限公司联立方程组 ,解得 ,即点 的纵坐标为 ,
联立方程组 ,解得 ,即点 的纵坐标为 ,
则点 的纵坐标之积为
所以C不正确;
对于D中,若点 在双曲线的右支上,则通经最短,其中通经长为 ,
若点 在双曲线的左支上,则实轴最短,实轴长为 ,所以D错误.
故选:AB.
7.
【分析】先写出点 、 的坐标,再利用 求得点 的坐标,将点 的坐标代入
椭圆C方程即可化简出实数λ与离心率 的关系,从而得到实数λ取值范围.
【详解】根据题意知 ,由 得 ,
不妨设点 在第一象限,则点 的坐标为 .
由 知 ,且 ,
学科网(北京)股份有限公司从而得到点 的坐标为 .
将点 的坐标代入椭圆C方程得 ,
整理得 ,即 ,
所以 .
又因为 ,所以 ,即实数λ取值范围为 .
故答案为: .
8.
【分析】根据椭圆和双曲线得定义求得 ,再根据 ,可得
,从而有 ,求出 的范围,根据
,结合基本不等式即可
得出答案.
【详解】解:设 ,
则有 ,
所以 ,即 ,
学科网(北京)股份有限公司又因为 ,所以 ,
所以 ,即 ,则 ,
由 ,得 ,所以 ,所以 ,
则 ,
由 ,得 ,
因为 ,
当且仅当 ,即 时,取等号,
因为 ,所以 ,所以 ,
即 ,
所以 的取值范围是 .
故答案为: .
学科网(北京)股份有限公司9.22
【分析】由双曲线的定义可得 , ,据此
,再由 两点的位置特征可得 是双曲线的通径时,
最小,从而可得答案.
【详解】根据双曲线 ,得 , ,
由双曲线的定义可得: ①,
②,
①+②可得: ,
由于过双曲线的左焦点 的直线交双曲线的左支于 , 两点,
可得 ,即有 .
则 ,当 是双曲线的通径时 最小,
故 .
故答案为:22
学科网(北京)股份有限公司10.(1)
(2)存在 ,使得 恒成立.
【分析】(1)根据椭圆的离心率和三角形的面积可求基本量,从而可得椭圆的标准方程.
(2)设该直线方程为: , , 联立直线方程和椭圆方
程并消元,结合韦达定理和向量数量积的坐标运算可用 表示 ,再根据
可求 的范围.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为 ,故 , ,其中 为半焦距,
所以 ,故 ,
故 ,所以 , ,故椭圆方程为: .
(2)
若过点 的动直线的斜率存在,则可设该直线方程为: ,
设 ,
由 可得 ,
故 且
学科网(北京)股份有限公司而 ,
故
,
因为 恒成立,故 ,解得 .
若过点 的动直线的斜率不存在,则 或 ,
此时需 ,两者结合可得 .
综上,存在 ,使得 恒成立.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要用合适的参数表示目标代数式,表
示过程中需要借助韦达定理,此时注意直线方程的合理假设.
11.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由抛物线过 可求得抛物线方程,设 ,与抛物线方程联
立,由 可得 的范围,并确定韦达定理结论;根据 可求得 且 ,
学科网(北京)股份有限公司由此可确定 的范围;
(2)易知 在 轴上,设 ,利用向量数乘的坐标运算可得 , ,
求得 方程后,令 可推导得到 ,同理得到 ,代入 中,整理后代入
韦达定理的结论可构造方程求得 的值,从而确定定点.
【详解】(1) 抛物线 经过点 , ,解得: , 抛物线 ;
由题意知:直线 斜率存在,设 , , ,
{y=k(x+1)
由 得: ,
x2=4 y
,解得: 或 ;
,x x =-4k, , ,
1 2
又直线 与 轴相交于 两点,
,
即 ,解得: 且 ;
综上所述:直线 斜率的取值范围为 .
(2)设点 , ,
由 , , 知: 共线,即 在 轴上,
则可设 , , ,
, , ,同理可得: ,
学科网(北京)股份有限公司, 直线 ,
令 得: ,同理可得: ,
, ,
由(1)知: ,x x =-4k,
1 2
,
解得: ,
存在定点 满足题意.
【点睛】思路点睛:本题考查直线与抛物线综合应用中存在定点满足某条件的问题,求解
此类问题的基本思路如下:
①假设直线方程,与抛物线方程联立,整理为关于 或 的一元二次方程的形式;
②利用 求得变量的取值范围,得到韦达定理的形式;
③利用韦达定理表示出所求量,将所求量转化为关于变量的函数的形式或构造方程;
④化简所得函数式或方程,整理可得定点坐标.
12.(1)
(2)
(3) (去除点 ).
【分析】(1)将点 代入双曲线的方程求出 值,即可求得 的离心率;
(2)根据三角形的重心公式求得动点 的轨迹方程,根据两点间距离公式求出 的最小
值;
(3)根据 求动点 的轨迹方程.
学科网(北京)股份有限公司【详解】(1)因为双曲线 经过点 ,所以 ,解得 ,
所以 的离心率 ,
(2)易知 .设 .
因为△ 的重心为 ,所以 ,解得 ,
因为 ,所以 ,即 .
因为 不共线,所以 且 ,
所以 的轨迹不含 两点.
故 ,当且仅当 时,等号成立,
即 的最小值为 .
(3)因为 为△ 的垂心,所以 ,
设 ,
当直线 或 的斜率为0时,点 的坐标为 或 ,
此时点 与点 重合,不合题意,舍.
当直线 或 的斜率不为0时,直线 与 的斜率存在,
则 ,
由(2)知 ,则 ,
学科网(北京)股份有限公司则 .
因为 ,所以 ,
,则 ,得 ,
则 ,因为 构成三角形,故 不能在轨迹上,
综上,动点 的轨迹方程为 (去除点 ).
13.(1) ;
(2) .
【分析】(1)由抛物线的定义可得 ,即可得解;
(2)法一:设点的坐标及直线 ,由韦达定理及斜率公式可得 ,
再由差角的正切公式及基本不等式可得 ,设直线 ,结合韦达定理
可解.
【详解】(1)抛物线的准线为 ,当 与x轴垂直时,点M的横坐标为p,
此时 ,所以 ,
所以抛物线C的方程为 ;
学科网(北京)股份有限公司(2)[方法一]:【最优解】直线方程横截式
设 ,直线 ,
由 可得 , ,
由斜率公式可得 , ,
直线 ,代入抛物线方程可得 ,
,所以 ,同理可得 ,
所以
又因为直线MN、AB的倾斜角分别为 ,所以 ,
若要使 最大,则 ,设 ,则
,
当且仅当 即 时,等号成立,
所以当 最大时, ,设直线 ,
代入抛物线方程可得 ,
,所以 ,
学科网(北京)股份有限公司所以直线 .
[方法二]:直线方程点斜式
由题可知,直线MN的斜率存在.
设 ,直线
由 得: , ,同理, .
直线MD: ,代入抛物线方程可得: ,同理, .
代入抛物线方程可得: ,所以 ,同理可得 ,
由斜率公式可得:
(下同方法一)若要使 最大,则 ,
设 ,则 ,
当且仅当 即 时,等号成立,
所以当 最大时, ,设直线 ,
代入抛物线方程可得 , ,所以 ,所以
直线 .
[方法三]:三点共线
学科网(北京)股份有限公司设 ,
设 ,若 P、M、N三点共线,由
所以 ,化简得 ,
反之,若 ,可得MN过定点
因此,由M、N、F三点共线,得 ,
由M、D、A三点共线,得 ,
由N、D、B三点共线,得 ,
则 ,AB过定点(4,0)
(下同方法一)若要使 最大,则 ,
设 ,则 ,
当且仅当 即 时,等号成立,
所以当 最大时, ,所以直线 .
【整体点评】(2)法一:利用直线方程横截式,简化了联立方程的运算,通过寻找直线
的斜率关系,由基本不等式即可求出直线AB的斜率,再根据韦达定理求出直线方
程,是该题的最优解,也是通性通法;
法二:常规设直线方程点斜式,解题过程同解法一;
学科网(北京)股份有限公司法三:通过设点由三点共线寻找纵坐标关系,快速找到直线 过定点,省去联立过程,
也不失为一种简化运算的好方法.
14.(1)
(2)
【分析】(1)分直线l斜率不存在和存在两种情况进行讨论,结合韦达定理以及向量垂直
的坐标表示即可求得P的轨迹方程;
(2)分直线l斜率不存在和存在两种情况进行讨论,求出弦长|AB|的取值范围,结合面积
公式 即可求得答案.
【详解】(1)①当直线l斜率不存在时,由椭圆的对称性,不妨设直线l在y轴右侧,
直线OA的方程为 ,
由 ,解得 , ,所以, ,
所以,直线AB的方程为 ,此时 .
同理,当直线l在y轴左侧时, .
②当直线l斜率存在时,设直线l的方程为 ,A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
由 消去y整理得, ,
∴ ,且 , ,
又∵ ,∴ 即: ,
所以, ,
学科网(北京)股份有限公司则 ,
故 ,
所以 满足 ,
所以, .
综上, ,所以,点P的轨迹方程为 .
(2)①由(1)可知,当直线l斜率不存在或斜率为0时, .
②当直线l斜率存在且不为0时,
,
∵ ,∴ ,当且仅当 ,即 等号成立.
∴ ,∴ ,
∴ ,
综上, .
学科网(北京)股份有限公司【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为 ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 (或 )的一元二次方程,注意 的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 、 (或 、 )的形式;
(5)代入韦达定理求解.
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