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2025二轮复习专项训练28
定点、定值问题
[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,定点和定值问题
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、定点问题
求解定点问题常用的方法
(1)“特殊探路,一般证明”,即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目标的一
般性证明.
(2)“一般推理,特殊求解”,即先由题设条件得出曲线的方程,再根据参数的任意性得到
定点坐标.
(3)求证直线过定点(x,y),常利用直线的点斜式方程y-y=k(x-x)来证明.
0 0 0 0
二、定值问题
求圆锥曲线中定值问题常用的方法
(1)引出变量法:其解题流程为
→
↓
→
↓
→
(2)特例法:从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
一、单选题
1.(22-23高三下·河北衡水·阶段练习)已知抛物线 过点 ,动点
M,N为C上的两点,且直线AM与AN的斜率之和为0,直线l的斜率为 ,且过C的焦
点F,l把 分成面积相等的两部分,则直线MN的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(22-23高二上·山东济宁·期末)已知双曲线 ,抛物线
学科网(北京)股份有限公司的焦点为 ,抛物线 的准线与双曲线 的两条渐近线分别交于点 ,若
为正三角形,则双曲线 的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
3.(22-23高三上·山东东营·期末)已知椭圆 与直线
交于 两点,记直线 与 轴的交点为 ,点 关于原点对称,若 ,则
( )
A. B.椭圆 过 个定点
C.存在实数 ,使得 D.
4.(2023·江苏·二模)已知椭圆 ,点 为右焦点,直线 与椭圆交
于 两点,直线 与椭圆交于另一点 ,则( )
A. 周长为定值 B.直线 与 的斜率乘积为定值
C.线段 的长度存在最小值 D.该椭圆离心率为
三、填空题
5.(2023·全国·模拟预测)已知双曲线 的一条渐近线的倾斜角的正切值
为 .若直线 ( 且 )与双曲线交于A,B两点,直线 , 的
学科网(北京)股份有限公司斜率的倒数和为 ,则直线 恒经过的定点为 .
6.(2023·福建漳州·三模)已知椭圆 的长轴长为 ,离心率为 ,
为 上的两个动点,且直线 与 斜率之积为 ( 为坐标原点),则椭圆 的
短轴长为 , .
四、解答题
7.(2024·北京·高考真题)已知椭圆 : ,以椭圆 的焦点和短轴端
点为顶点的四边形是边长为2的正方形.过点 且斜率存在的直线与椭圆 交于
不同的两点 ,过点 和 的直线 与椭圆 的另一个交点为 .
(1)求椭圆 的方程及离心率;
(2)若直线BD的斜率为0,求t的值.
8.(23-24高三上·上海闵行·期中)已知双曲线 : 的离心率为 ,
点 在双曲线 上.过 的左焦点F作直线 交 的左支于A、B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若 ,试问:是否存在直线 ,使得点M在以 为直径的圆上?请说明理由.
(3)点 ,直线 交直线 于点 .设直线 、 的斜率分别 、 ,求证:
为定值.
参考答案:
题号 1 2 3 4
答案 D C AB BCD
学科网(北京)股份有限公司1.D
【分析】由题意求出抛物线方程为 ,设 ,直线 ,
联立直线和抛物线的方程结合韦达定理由 ,可求出 ,再求出直线l的方
程,由题意可转化为 到直线 的距离为 到直线 距
离的 ,代入求解即可得出答案.
【详解】因为抛物线 过点 ,
所以 ,解得: ,所以 ,
设 ,
直线 ,代入 中整理得 ,
所以 , ,
所以
,即 ,
则 ,解得: ,
所以直线 ,
直线l的斜率为 ,且过C的焦点 ,
所以 ,则 到直线 的距离为 ,
所以l把 分成面积相等的两部分,因为直线 与直线 平行,
所以 到直线 的距离为 到直线 距离的 ,
学科网(北京)股份有限公司,解得: 或 (舍去).
所以直线MN的方程为 .
故选:D.
2.C
【分析】根据双曲线方程,把渐近线表示出来,推出 两点坐标,利用 为正三角
形,列方程解系数既可.
【详解】双曲线 的两条渐近线方程为 ,
抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,不妨取 , ,
为正三角形,由对称性可知,直线 的倾斜角为 ,则 ,解得
,
所以双曲线 的两条渐近线方程为 .
故选:C
3.AB
【分析】将椭圆方程与直线方程联立可得韦达定理的结论,利用垂直关系的向量表示,结
合向量数量积坐标运算和韦达定理可整理得到A正确;由A中结论变形可得 ,
由此可得椭圆所过四个定点坐标,知B正确;利用弦长公式表示并化简得到
,根据 可求得 的范围,由此可知C错误;令
学科网(北京)股份有限公司,可解得 ,知D错误.
【详解】设 , ,
由 得: ,
则 , ,
, ;
对于A,由题意知: , ,
, ,
即 ,
, ,A正确;
对于B,由 知: ,则当 时,椭圆方程恒成立,
椭圆 过定点 , , , ,共 个,B正确;
对于C, ,
即
学科网(北京)股份有限公司;
又 , ,
,即 ,
不存在实数 ,使得 ,C错误;
对于D,令 ,解得: , 存在实数 使得 ,D错误.
故选:AB.
4.BCD
【分析】通过 取不同值求出周长即可判断A,设出点的坐标利用斜率公式化简即可判断
B,确定线段 取最小值的条件即可判断C,确定 、 的值即可求出离心率从而判断
D.
【详解】该椭圆中 ,则 ,
所以离心率为 ,故D正确;
设 , , ,
则在 、 斜率都存在的前提下有 , ,
于是
为定值,故B正确;
学科网(北京)股份有限公司由题意可设 的方程为 ,
联立 ,消 得 ,
则 ,
所以
,
则当 时, ,
所以线段 的长度存在最小值,故C正确.
当 时,直线 与椭圆 交于点 和 ,
不妨取点 为 ,得直线 方程为 ,
求得交点 为 ,
则 , , ,此时 的周长为 ,
当 时,联立 ,解得 ,不妨取 ,
则 垂直于 轴,此时 , , ,
此时 的周长为 ,
显然 周长不为定值,故A错误;
学科网(北京)股份有限公司故选:BCD.
5.
【分析】先根据渐近线的倾斜角算出 ,然后联立直线和双曲线,结合题目条件和韦达定
理找到 的关系,从而得到定点.
【详解】因为双曲线方程为 一条渐近线的倾斜角的正切值为 .所以
,解得 ,所以双曲线方程为 .
设 , ,联立 得 ,
.
由韦达定理得 , .
因为 ,所以
.
所以 ,由题意知 ,此时 .
所以直线方程为 ,恒经过的定点为 .
学科网(北京)股份有限公司故答案为:
6.
【分析】根据椭圆长轴长、离心率可求得 ,由此可得短轴长及椭圆方程;设
, ,根据斜率关系,结合两角和差公式可整理得到
,利用两点间距离公式,结合诱导公式和同角三角函数关系可求得结
果.
【详解】 椭圆 的长轴长为 , ,又离心率 ,
, 椭圆 的短轴长为 , 椭圆 ;
设 , ,
, ,
.
故答案为: ; .
【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆的几何性质,求解距离平方和的关键是能够通过三角
换元的方式,结合斜率关系得到 所满足的关系式,进而结合诱导公式来进行求解.
7.(1)
(2)
学科网(北京)股份有限公司【分析】(1)由题意得 ,进一步得 ,由此即可得解;
(2)设 , ,联立椭圆方程,由韦达定理有
,而 ,令 ,即可得解.
【详解】(1)由题意 ,从而 ,
所以椭圆方程为 ,离心率为 ;
(2)直线 斜率不为0,否则直线 与椭圆无交点,矛盾,
从而设 , ,
联立 ,化简并整理得 ,
由题意 ,即 应满足 ,
所以 ,
若直线 斜率为0,由椭圆的对称性可设 ,
所以 ,在直线 方程中令 ,
得 ,
所以 ,
学科网(北京)股份有限公司此时 应满足 ,即 应满足 或 ,
综上所述, 满足题意,此时 或 .
8.(1) ;
(2)不存在,理由见解析;
(3)证明见解析
【分析】(1)根据题意列式求 ,进而可得双曲线方程;
(2)设 ,联立方程,利用韦达定理判断 是否为零即可;
(3)用 两点坐标表示出直线 ,得点 坐标,表示出 ,结合韦达定理,证明
为定值.
【详解】(1)由双曲线 的离心率为 ,且 在双曲线 上,
可得 ,解得 ,∴双曲线的方程为 .
(2)双曲线 的左焦点为 ,
当直线 的斜率为0时,此时直线为 ,与双曲线 左支只有一个交点,舍去;
当直线 的斜率不为0时,设 ,
联立方程组 ,消 得 ,易得 ,
学科网(北京)股份有限公司设A(x ,y ),B(x ,y ),则 ,可得 ,
1 1 2 2
∵ ,
则
,
即 ,可得 与 不垂直,
∴不存在直线 ,使得点 在以 为直径的圆上.
(3)由直线 ,得 ,
∴ ,又 ,
∴
,
∵ ,∴ ,且 ,
∴ ,即 为定值.
【基础保分训练】
一、单选题
学科网(北京)股份有限公司1.(22-23高二上·北京丰台·期末)设圆 ,直线 , 为 上的动
点.过点 作圆 的两条切线 ,切点为 ,给出下列四个结论:
①当四边形 为正方形时,点 的坐标为
② 的取值范围为
③当 为等边三角形时,点 坐标为
④直线 恒过定点
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(21-22高二上·安徽蚌埠·期末)已知直线l与抛物线 交于不同的两点A,B,O
为坐标原点,若直线 的斜率之积为 ,则直线l恒过定点( )
A. B. C. D.
3.(22-23高三下·湖南·阶段练习)已知抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线上(异
于顶点), (点 为坐标原点),过点 作直线 的垂线与 轴交于点 ,
则 ( )
A.6 B. C.4 D.
4.(22-23高二上·上海浦东新·期末)已知双曲线 : ,点P为曲线 在第三象
限一个动点,以下两个命题,则( )
①点P到双曲线两条渐近线的距离为 , ,则 为定值.
②已知A、B是双曲线上关于原点对称不同于P的两个点,若PA、PB的斜率存在且分别为
学科网(北京)股份有限公司, ,则 为定值.
A.①真②真 B.①假②真
C.①真②假 D.①假②假
二、多选题
5.(23-24高三上·湖南长沙·阶段练习)已知 是抛物线 的焦点,
是 上的两点, 为原点,则( )
A.若 垂直 的准线于点 ,且 ,则四边形 的周长为
B.若 ,则 的面积为
C.若直线 过点 ,则 的最小值为
D.若 ,则直线 恒过定点
6.(22-23高二下·浙江·开学考试)设 为双曲线 : 上一动点, , 为上、
下焦点, 为原点,则下列结论正确的是( )
A.若点 ,则 最小值为7
B.若过点 的直线交 于 两点( 与 均不重合),则
C.若点 , 在双曲线 的上支,则 最小值为
D.过 的直线 交 于 、 不同两点,若 ,则 有4条
7.(22-23高二上·湖南衡阳·期中)圆锥曲线的弦与过弦端点的两条切线所围成的三角形叫
做“阿基米德三角形”.如图 是抛物线 的阿基米德三角形,弦AB
经过焦点F,又BC,AD均垂直于准线l,且C,D为垂足,则下列说法正确的有( )
学科网(北京)股份有限公司A.以AB为直径的圆必与准线l相切于M点
B. 为定值4
C. 为定值
D. 有最小值
8.(22-23高三上·广东云浮·阶段练习)已知椭圆 的左、右焦点分别是 ,
左、右顶点分别是 ,点 是椭圆 上异于 的任意一点,则下列说法正确的是
( )
A. B.若 的面积为 ,则点 的横坐
标为
C.存在点 满足 D.直线 与直线 的斜率之积为
三、填空题
9.(2023·湖南长沙·一模)如图,已知抛物线C: ,圆E: ,直线
OA,OB分别交抛物线于A,B两点,且直线OA与直线OB的斜率之积等于 ,则直线
AB被圆E所截的弦长最小值为 .
学科网(北京)股份有限公司10.(22-23高二上·山东枣庄·期末)设椭圆 的上顶点为 ,且长轴长为 ,过
任作两条互相垂直的直线分别交椭圆 于 , 两点,则直线 过定点 .
11.(2022高三·全国·专题练习)已知椭圆 左顶点为 , 为椭圆 上两动
点,直线 交 于 ,直线 交 于 ,直线 的斜率分别为 且
, ( 是非零实数),求 .
12.(2023·湖北武汉·模拟预测)已知 为双曲线 上一点,以 为切点的切线为
,直线 与双曲线 的两条渐近线分别交于点 ,则 ( 为坐标原点)的面积为
.
四、解答题
13.(2024·浙江杭州·二模)已知 是椭圆 的左,右顶点,点
与椭圆上的点的距离的最小值为1.
(1)求点 的坐标.
(2)过点 作直线 交椭圆 于 两点(与 不重合),连接 , 交于点 .
(ⅰ)证明:点 在定直线上;
(ⅱ)是否存在点 使得 ,若存在,求出直线 的斜率;若不存在,请说明理由.
14.(2023·江苏南通·一模)已知双曲线 的左顶点为 ,过左焦
学科网(北京)股份有限公司点 的直线与 交于 两点.当 轴时, , 的面积为3.
(1)求 的方程;
(2)证明:以 为直径的圆经过定点.
15.(2023·四川南充·三模)已知椭圆 的左、右焦点为 , ,离
心率为 .点P是椭圆C上不同于顶点的任意一点,射线 、 分别与椭圆C交于点
A、B, 的周长为8.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若 , ,求证: 为定值.
16.(23-24高二上·浙江·期中)已知双曲线 的右焦点 ,离心
率为 .
(1)求双曲线的方程;
(2)过点 直线与双曲线交于 两点,设直线 的斜率分别为 ,
求证: 为定值.
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B A A A BCD CD ABC BD
1.B
【分析】对于①,当四边形 为正方形时,利用 ,求出 ,
学科网(北京)股份有限公司再设 ,利用 ,解方程 ,可知①不正确;
对于②,设 ,利用 , 以及二次函数
知识可得 ;故②正确
对于③,根据 为等边三角形,可得 , ,设出点 的
坐标,利用 可求出结果;
对于④,设出点 的坐标,求出以 为直径的圆的方程,利用两圆的方程相减得到公共
弦 的方程,将 代入直线 的方程恒成立,可得答案.
【详解】对于①,当四边形 为正方形时, ,
又圆 的圆心 ,半径 ,
所以 ,
设点 ,则 ,
所以 ,
化简得 ,该方程的判别式 ,该方程无解,
所以不存在点 使得四边形 为正方形,故①不正确;
对于②,由①可知,
,即 的取值范围为 ,故②正确;
对于③,设点 ,则 ,
当 为等边三角形时,可知 ,
又 平分 ,所以 ,
学科网(北京)股份有限公司在直角三角形 中,由于 ,
所以 ,即 ,所以 ,
又点 ,所以 ,
化简得 ,解得 ,所以 ,则 ,故③不正确;
对于④,设点 ,则 , ,
以 为直径的圆的圆心为 ,半径为 ,
所以以 为直径的圆的方程为 ,
化简得 ,
联立 ,得 ,
所以直线 的方程为: ,
将 代入直线 的方程恒成立,
故直线 恒过定点 ,故④正确.
所以正确的答案有2个,
故选:B.
2.A
【分析】设出直线方程 ,联立抛物线方程,得到 ,进而得
到 的值,将直线 的斜率之积为 ,用A,B点坐标表示出来,结合 的值即可
求得答案.
学科网(北京)股份有限公司【详解】设直线方程为 ,
联立 ,整理得: ,
需满足 ,即 ,
则 ,
由 ,得: ,
所以 ,即 ,
故 ,
所以直线l为: ,当 时, ,
即直线l恒过定点 ,
故选:A.
3.A
【分析】设 ,由 ,得 为 的中点, 表示 的方程,求出点 的
坐标,结合抛物线的定义求得结果.
【详解】法一:依题意,设 ,由 ,得 为 的中点且 ,
则 ,易得直线 的垂线 的方程为 .
令 ,得 ,故 ,由抛物线的定义易知 ,
故 ,
故选:A.
学科网(北京)股份有限公司法二:特殊值法.不妨设 ,则 ,则 ,易得直线 的垂线 的方程
为 .令 ,得 ,故 ,又 ,故 .
故选:A.
4.A
【分析】
根据给定条件,求出双曲线的渐近线方程,借助点到直线距离计算 判断①,利用斜率
坐标公式计算判断②作答.
【详解】依题意,设 ,且有 ,双曲线 的渐近线为
,
因此 为定值,①真;
设 ,则 ,且 ,显然 ,
否则, 之一垂直于y轴,由双曲线对称性知另一条必垂直于x轴,其斜率不存在,
不符合题意,
则 为定值,
②真,
所以①真②真.
故选:A
5.BCD
【分析】对于A,由条件可得 垂直于 轴,然后可得四边形 的周长,对于B,由
条件可得点 的横纵坐标,即可得 的面积,对于C,设直线 ,然后联
学科网(北京)股份有限公司立抛物线的方程消元,然后得到 ,然后结合基本不等式可得 的最小值,对
于D,设直线 ,然后联立抛物线方程消元,然后由 可求出 的值.
【详解】
对于选项 ,由题意知 ,且 垂直于 轴,根据抛物线的定义可知 .
设 与 轴的交点为 ,易知 ,
故 ,
所以四边形 的周长为 ,选项 错误;
对于选项 ,由题意得 ,解得 ,所以 ,
从而 ,选项 正确;
对于选项 ,若直线 过点 ,设直线 ,
联立直线 与抛物线方程得 ,易得 ,
则 ,
所以 ,
当且仅当 时,等号成立,选项C正确;
对于选项D,设直线 ,联立直线 与抛物线方程得 ,
学科网(北京)股份有限公司则 ,即 , ,所以 ,
由 可得 ,
即 ,解得 ,
故直线 的方程为 ,即直线 恒过定点 ,选项D正确.
故选:BCD.
6.CD
【分析】结合双曲线的图象与性质,逐项判断,即可确定本题答案.
【详解】由双曲线 : ,得 ,设 ,
则 ,当且仅当 时取等号,所以 最
小值为 ,故A错误;
设 两点坐标分别为 , ,
当 时,有 ,
又因为 ,所以 ;
当 时, 有一个不存在; 故B错误;
,故C正确;
由双曲线 : ,可得通径长为 ,且实轴长 ,所以这样的直
线 有4条,故D正确.
学科网(北京)股份有限公司故选:CD
7.ABC
【分析】根据抛物线的切线方程,相似关系,联立直线与抛物线方程后根与系数的关系,
两角和的正切公式代入即可求解.
【详解】
先证明出抛物线 在其上一点 处的切线方程为
证明如下:
由于点 在抛物线 上,
则 ,
联立
即 , ,
所以抛物线 在其上一点
处的切线方程为
学科网(北京)股份有限公司设 , ,设直线AB的方程为 ,
联立 消去x得 ,
根据根与系数的关系可得 ,
又抛物线 在点A处的切线方程为 ,即
同理可知,抛物线 在点B处的切线方程为 ,
由题意知 , ,
直线MA的斜率为 ,直线MB的斜率为 ,
,
所以, ,即点M在以AB为直径的圆上,
联立 ,
解得 ,
所以点M的横坐标为 ,
所以点M在抛物线的准线上,即以AB为直径的圆必与准线l相切于M点,
故A正确;
当AB垂直于x轴时,由抛物线的对称性可知,点 M为抛物线的准线与x轴的交点,
学科网(北京)股份有限公司此时 ,则 , ,
又此时 ,则 为定值4,
当AB不与x轴垂直时,直线AB的斜率为 ,
直线MF的斜率为 ,
,
则 ,在 中, ,
又以AB为直径的圆与准线l相切于M点,
设以AB为直径的圆的圆心为 ,即得 ,
则点M坐标为 ,
则 ,
故B正确;
,
故C正确;
由题意知 , ,
则
又根据题意知 ,则 无最小值.
学科网(北京)股份有限公司故D错误.
故选:ABC.
8.BD
【分析】结合椭圆的定义、直线斜率、椭圆中三角形的面积等知识对选项进行分析,从而
确定正确选项.
【详解】依题意 ,
所以 ,A选项错误.
, ,
,B选项正确.
,“ ” 中的等号成立的条件是 ,
所以不存在 满足 ,C选项错误.
设 , ,
,
,D选项正确.
学科网(北京)股份有限公司故选:BD.
9.
【分析】先由两直线斜率之积构造齐次化方程,得出直线AB过定点 ,再利用直线与
圆的位置关系计算弦长确定最值即可.
【详解】设 , ,设 : ,又 ,∴ ,
∴ ,∴ .
∴ ,∴ ,
∴直线AB恒过点 ,
由图结合圆的弦长公式可知,当圆心E到动直线AB的距离最大时,即
当直线 时,弦长最短,此时弦 最小为 .
故答案为:
10.
【分析】根据题意求出椭圆C的方程,设直线AB的方程为 ,与椭圆方程联立,
结合韦达定理与 ,求得 的值,进而可得答案.
【详解】根据题意椭圆的焦点在 轴上,设椭圆的方程为
学科网(北京)股份有限公司∵上顶点为 ,∴ ,
又长轴长为 ,∴ ,
则椭圆C的方程为 ,
易知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为 ,
由 可得 ,
∴ ,
又 ,
∴ ,解得 或 .
当 时,直线AB经过点D,不满足题意,
学科网(北京)股份有限公司则直线AB的方程为 ,故直线AB过定点 .
故答案为: .
11.1
【分析】设 ,由 以及 解出
,代入椭圆方程求出 ;同理可得 ;进而求出
的值.
【详解】解法1:可得点 ,设 ,则 ,
由 可得 ,即有 ,
, ,两边同乘以 ,可得
,解得 ,将 代
入椭圆方程可得 ,由 可得 ,可得 ;
故答案为: .
解法2:作变换 之后椭圆变为圆,方程为 ,
,
设 ,则 ,
,
学科网(北京)股份有限公司∴ ,
,
∴ .
故答案为: .
12.
【分析】根据给定条件,求出双曲线渐近线方程,设出直线 的方程,联立求出点 的
纵坐标,再利用直线 与双曲线相切借助判别式求出三角形面积作答.
【详解】双曲线 的渐近线为 ,直线 与双曲线 的两条渐近线分别交于点
,
显然直线 不垂直于y轴,设直线 , ,
由 得点 的纵坐标 ,由 得点 的纵坐标 ,
由 消去x得 ,
于是 ,化简得 ,
直线 与x轴交点的横坐标为 ,
学科网(北京)股份有限公司所以 的面积 .
故答案为:
13.(1) ;
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)存在,
【分析】(1)设P(x ,y ),利用两点间距离公式得 ,然后
0 0
根据 分类讨论求解即可;
(2)(ⅰ)设直线 ,与椭圆方程联立方程,结合韦达定理
得 ,写出直线 , 的方程,进而求解即可;
(ⅱ)由题意点 在以 为直径的圆上,代入圆的方程求得 ,写出直线
的方程,与椭圆联立,求得点C的坐标,进而可得答案.
【详解】(1)设P(x ,y )是椭圆上一点,则 ,
0 0
因为 ,
①若 ,解得 (舍去),
②若 ,解得 (舍去)或 ,
所以 点的坐标位 .
(2)(ⅰ)设直线 ,
学科网(北京)股份有限公司由 ,得 ,所以 ,
所以 ,①
由 ,得 或 ,
y
易知直线 的方程为y= 1 (x+2),②
x +2
1
直线 的方程为 ,③
联立②③,消去 ,得 ,④
联立①④,消去 ,则 ,
解得 ,即点 在直线 上;
(ⅱ)由图可知, ,即 ,所以点 在以 为直径的圆上,
设 ,则 ,所以 ,即 .
故直线 的方程为 ,
直线 的方程与椭圆方程联立,得 ,因为 ,
所以 ,所以 ,故 .
学科网(北京)股份有限公司14.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,可得 , ,进而求解;
(2)设 方程为 , ,联立直线和双曲线方程组,可得
,以 为直径的圆的方程为 ,
由对称性知以 为直径的圆必过 轴上的定点,进而得到 ,
进而求解.
【详解】(1)当 轴时, 两点的横坐标均为 ,
代入双曲线方程,可得 , ,即 ,
由题意,可得 ,解得 , , ,
双曲线 的方程为: ;
学科网(北京)股份有限公司(2)方法一:设 方程为 , ,
以 为直径的圆的方程为 ,
由对称性知以 为直径的圆必过 轴上的定点,令 ,可得
,
而 ,
,
对 恒成立, ,
以 为直径的圆经过定点 ;
方法二:设 方程为 ,
由对称性知以 为直径的圆必过 轴上的定点.
学科网(北京)股份有限公司设以 为直径的圆过 ,
,
而
,
,
,即 对 恒成立,
,即以 为直径的圆经过定点 .
15.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用椭圆的定义及性质计算即可;
(2)设直线PA的方程为 ,设 , ,联立椭圆方程结合
韦达定理可得 的关系,再由易知向量线性关系转化 ,计算即
可.
【详解】(1)∵ ,
∴ ,
由离心率为 得 ,从而 ,
所以椭圆C的标准方程为 .
学科网(北京)股份有限公司(2)
设 , ,则 ,
可设直线PA的方程为 ,其中 ,
联立 ,化简得 ,
则 ,同理可得, .
因为 , .
所以
,
所以 是定值 .
16.【小题1】 ; 【小题2】证明见解析
【分析】
学科网(北京)股份有限公司(1)根据焦点坐标,离心率列出方程组,求出 ,即可写出双曲线方程.
(2)先根据题意可判断直线AB的斜率存在且不为0,结合过点 设出直线方程;再与双曲
线方程联立得到两根之和、两根之积;最后表示出 ,结合韦达定理化简即可证明结果.
【详解】(1)由题意得 ,解得 ,所以双曲线的方程为 .
(2)由题意得直线AB的斜率存在且不为0.设直线 方程为 , ,
.
联立 ,消去 得 ,
所以 .
,
又 ,
.
【能力提升训练】
一、单选题
1.(21-22高二下·四川遂宁·阶段练习)点 , 是曲线C: 的左右焦点,过
学科网(北京)股份有限公司作互相垂直的两条直线分别与曲线交于A,B和C,D;线段AB,CD的中点分别为M,
N,直线 与x轴垂直且点G在C上.若以G为圆心的圆与直线MN恒有公共点,则圆面积
的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(21-22高二下·贵州贵阳·期末)抛物线 的焦点为 ,其准线与 轴的交点为 ,
过点 作直线与此抛物线交于 , 两点,若 ,则 ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
二、多选题
3.(2023·安徽·三模)已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 、 是 上异于点
的两点( 为坐标原点)则下列说法正确的是( )
A.若 、 、 三点共线,则 的最小值为
B.若 ,则 的面积为
C.若 ,则直线 过定点
D.若 ,过 的中点 作 于点 ,则 的最小值为
4.(22-23高三下·广东清远·阶段练习)已知 是抛物线 的焦点,点
在抛物线 上,过点 的两条互相垂直的直线 , 分别与抛物线 交于 , 和
, ,过点 分别作 , 的垂线,垂足分别为 , ,则( )
A.四边形 面积的最大值为2
B.四边形 周长的最大值为
学科网(北京)股份有限公司C. 为定值
D.四边形 面积的最小值为32
三、填空题
5.(2023·辽宁大连·三模)已知 为坐标原点, 是双曲线
的左、右焦点,双曲线 上一点 满足 ,且 ,则双曲线
的渐近线方程为 .点A是双曲线 上一定点,过点 的动直线 与双曲线
交于 两点, 为定值 ,则当 时实数 的值为 .
6.(2023·黑龙江哈尔滨·一模)如图,椭圆 与双曲线
有公共焦点 , ,椭圆的离心率为 ,双曲
线的离心率为 ,点 为两曲线的一个公共点,且 ,则 ; 为
的内心, 三点共线,且 , 轴上点 满足 ,
,则 的最小值为 .
四、解答题
学科网(北京)股份有限公司7.(2022·辽宁沈阳·二模)已知椭圆 的焦距为2,且经过点
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)经过椭圆右焦点F且斜率为 的动直线l与椭圆交于A、B两点,试问x轴上是否
存在异于点F的定点T,使 恒成立?若存在,求出T点坐标,若不存
在,说明理由.
8.(2023·重庆·一模)已知双曲线E: 的离心率为2,左、右焦点分
别为 ,点 为双曲线E右支上异于其顶点的动点,过点A作圆C:
的一条切线AM,切点为M,且 .
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)设直线 与双曲线左支交于点B,双曲线的右顶点为 ,直线 AD, BD分别与
圆C相交,交点分别为异于点D的点P,Q.判断弦PQ是否过定点,如果过定点,求出定
点,如果不过定点,说明理由.
9.(24-25高二上·湖南株洲·阶段练习)椭圆 与椭圆 : 有相同的焦点,且经
学科网(北京)股份有限公司过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)椭圆 的右焦点为 ,设动直线 与坐标轴不垂直, 与椭圆 交于不同的 , 两点,
且直线 和 的斜率互为相反数.
①证明:动直线 恒过 轴上的某个定点,并求出该定点的坐标;
②求 面积的最大值.
10.(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)已知 ,M为平面上一动点,
且满足 ,记动点M的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)若 ,过点 的动直线 交曲线E于P,Q(不同于A,B)两点,直线
AP与直线BQ的斜率分别记为 , ,求证: 为定值,并求出定值.
参考答案:
题号 1 2 3 4
答案 B B ABD ABD
1.B
【分析】讨论 斜率,斜率存在时设 、 联立曲线C,应
用韦达定理求线段AB,CD的中点坐标,进而确定 的方程,可得 过定点 ,
若以G为圆心的圆半径为 ,只需保证 可满足圆与直线恒有公共点,即得面积最
小值.
【详解】当直线 斜率均存在时,令 且 ,则
学科网(北京)股份有限公司,
联立 与曲线C并整理得: ,
且 ,则 ,
所以 ,故 ,
联立 与曲线C并整理得: ,
同理, , ,可得 ,
直线 ,故 过定点 ,
当直线 中一条的斜率不存在时,令 ,则 ,
所以 , ,故 过 ,
而 ,要使以G为圆心的圆与直线MN恒有公共点,且圆面积最小,
若圆的半径为 ,只需 恒成立,故圆最小面积为 .
故选:B
【点睛】关键点点睛:讨论直线 斜率,设直线方程联立曲线方程,结合韦达定理求
线段中点坐标,进而确定 的方程,得到 过定点 ,根据恒有公共点有圆半径
为 ,只需保证 恒成立即可.
学科网(北京)股份有限公司2.B
【分析】根据抛物线标准方程,得到焦点坐标和准线方程,设出直线方程,联立抛物线方
程,整理得到关于 的一元二次方程,根据垂直,得到点 的横坐标,根据韦达定理,得
到 的横坐标,在由抛物线的定义,可得答案.
【详解】由 ,则焦点 ,且准线方程为直线 ,即 ,
设过点 的直线方程为 ,联立抛物线可得: ,
消去 可得: ,化简得: ,
因为 ,且直线 过点 ,所以 ,
即点 位于以线段 为直径的圆上,
易知以线段 为直径的圆的方程为 ,
将 代入上式,可得 ,解得 , (舍去),
则点 的横坐标 ,设点 的横坐标 ,
由韦达定理可得: ,则 ,
根据抛物线的定义,可得 , ,
则 ,
故选:B.
3.ABD
【分析】设出直线 的方程,将直线 的方程与抛物线的方程联立,利用韦达定理、焦
半径公式以及基本不等式可求得 的最小值,可判断A选项;求出点 的横坐标的绝对
值,利用三角形的面积公式可判断B选项;设直线 的方程为 ,将直线 的方
程与抛物线的方程联立,利用韦达定理以及 求出 的值,求出直线 所过定点
的坐标,可判断C选项;利用抛物线的定义以及基本不等式可判断D选项.
学科网(北京)股份有限公司【详解】对于A选项,易知抛物线 的焦点为 ,
当直线 与 轴重合时,直线 与抛物线 只有一个公共点,不合乎题意,
设直线 的方程为 ,设点 、 ,
联立 可得 , ,
由韦达定理可得 , ,则 ,
易知 , ,所以, ,
当且仅当 时,等号成立,故 的最小值为 ,A对;
对于B选项,设点 , ,可得 ,所以, ,
则 ,所以, ,B对;
对于C选项,易知 的斜率存在,设直线 的方程为 ,
设点 、 ,由于直线 不过原点,所以, ,
联立 可得 , ,
由韦达定理可得 ,所以, ,
因为 ,则 ,解得 ,
所以,直线 的方程为 ,故直线 过定点 ,C错;
对于D选项,过点 作 于点 ,过点 作 于点 ,
设 , ,所以 ,
学科网(北京)股份有限公司因为
,
所以 ,则 的最小值为 ,当且仅当 时,等号成立,D对.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的
一般性证明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线
系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的
解为坐标的点即为所求点;
(3)求证直线过定点 ,常利用直线的点斜式方程 或截距式
来证明.
4.ABD
【分析】根据给定条件,求出抛物线 的方程,确定四边形 形状,利用勾股定理及
均值不等式计算判断A,B;设出直线 的方程,与抛物线方程联立,求出弦 长即
可计算推理判断C,D作答.
【详解】依题意, ,解得 ,即抛物线 : ,焦点 ,准线方程为:
学科网(北京)股份有限公司x=-1,直线 , 与坐标轴不垂直,
因为 , ,则四边形 为矩形,有
,
当且仅当 时取等号, ,即四边形 面积的最大
值为2,A正确;
因为 ,则 ,
当且仅当 时取等号,因此四边形 周长 的最大值为
,B正确;
{x=ty+1
设直线 方程为: , ,由 消去y得:
y2=4x
,则 ,
,同理 ,
因此 ,C错误;
学科网(北京)股份有限公司四边形 面积 ,
当且仅当 时取等号,所以四边形 面积的最小值为32,D正确.
故选:ABD
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的几何图形面积范围或最值问题,可以以直线的斜率、横
(纵)截距、图形上动点的横(纵)坐标为变量,建立函数关系求解作答.
5.
【分析】第一空,先判定△ 为直角三角形.再由勾股定理求得 即可;
第二空,设直线 ,根据韦达定理表示
,由于 为定值 ,用待定系数法计
算即可.
【详解】(1)根据 ,取 的中点 ,易知 ,
可知 , ,即△ 为直角三角形.
设 ,依题意有 ,解得 ,
根据勾股定理得 ,解得 ,
故双曲线为等轴双曲线,渐近线为 .
学科网(北京)股份有限公司(2)当 时,双曲线 ,
设直线 ,
联立方程组 ,化简得 ,
,
,
因为 为定值 ,所以
法一: ,
,
,解得 ,
法二: ,解得 .
故答案为: ,
6. 4
学科网(北京)股份有限公司【分析】第一空:利用椭圆与双曲线的定义及性质,结合图形建立方程,求出 ,
在利用余弦定理建立关于离心率的齐次方程解出即可;
第二空:由 为 的内心,得出角平分线,利用角平分线的性质结合平面向量得出
及 ,代入 中利用基本不等式求最值即可.
【详解】①由题意得椭圆与双曲线的焦距为 ,
椭圆的长轴长为 ,双曲线的实轴长为 ,
不妨设点 在双曲线的右支上,
由双曲线的定义: ,
由椭圆的定义: ,
可得: ,
又 ,由余弦定理得:
,
即 ,
整理得: ,
所以: ;
② 为 的内心,
所以 为 的角平分线,则有 ,同理: ,
所以 ,
学科网(北京)股份有限公司所以 ,即 ,
因为 ,
所以 ,故 ,
为 的内心, 三点共线,
即 为 的角平分线,则有 ,又 ,
所以 ,即 ,
因为 ,
所以 ,故 ,
所以
,
当且仅当 时,等号成立,
所以 的最小值为 ,
故答案为:4, .
【点睛】方法点睛:离心率的求解方法,
(1)直接法:由题意知道 利用公式求解即可;
(2)一般间接法:由题意知道 或 利用 的关系式求出 ,在利用公式计算即
学科网(北京)股份有限公司可;
(3)齐次式方程法:建立关于离心率 的方程求解.
7.(1)
(2)存在;点
【分析】(1)根据题意,得到 ,再由椭圆 经过点 ,联立方程组,求得
,即可求解.
(2)设直线l的方程为 ,联立方程组,得到 ,设
点坐标为 ,由 ,得到 ,得到
,得到 ,列出方程,求得 ,即可求解.
【详解】(1)解:由椭圆 的焦距为2,故 ,则 ,
又由椭圆 经过点 ,代入 得 ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)解:根据题意,直线l的斜率显然不为零,令 ,
由椭圆右焦点 ,故可设直线l的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,
则 ,
学科网(北京)股份有限公司设 , ,且 ,
设存在点 ,设 点坐标为 ,由 ,可得 ,
又因为 ,
所以 ,所以 ,
所以直线 和 关于 轴对称,其倾斜角互补,即有 ,
则 ,所以 ,
所以 ,整理得 ,
即 ,即 ,
解得 ,符合题意,即存在点 满足题意.
【点睛】方法技巧:解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略:
1、参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,
即确定题目中核心变量(通常为变量 );②利用条件找到 过定点的曲线 之间
的关系,得到关于 与 的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;
2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探
索出定点,再证明该定点与变量无关.
8.(1)
(2)是,定点为
【分析】(1)由切线有 ,结合条件等式、离心率即可求;
(2)直线 为 与双曲线联立,结合韦达定理可得B点坐标,则由
学科网(北京)股份有限公司可判断 ,即可得弦PQ恒过圆心.
【详解】(1)双曲线的离心率为 ,因为双曲线上点 切圆C:
于M,且 ,
则 ,即 ,即
,
故双曲线E的标准方程为 .
(2)弦PQ过定点,理由如下:
由(1)得 ,则 , .
则直线 为 ,联立 得 ,
则 , ,
,
,
,由 得 ,
学科网(北京)股份有限公司.
∴ ,∴ 为圆C的直径,故弦PQ恒过圆心
【点睛】直线与圆锥曲线定点问题,一般通过联立直线与圆锥曲线,结合韦达定理将可能
过定点的直线表示出来,进而判断是否过定点.
本题可能过定点的线段为圆上的弦,直径恒过圆心,故先通过分析 判断是否该弦
为直径.
9.(1)
(2)①证明见解析,定点 ;②
【分析】(1)根据椭圆的焦点及椭圆过的点列方程求解即可;
(2)①先联立方程组得出韦达定理再计算斜率和即可 ;②结合定点 列
出面积再换元得出面积的最大值.
学科网(北京)股份有限公司【详解】(1)椭圆 : 的焦点坐标为 ,
所以椭圆 的焦点坐标也为 ,即得焦距为 ,
∵椭圆 过点 ,
∴ ,
∴ , ,
∴椭圆的标准方程为 .
(2)设直线 : ( ),
由 ,得 ,
设M(x ,y ),N(x ,y ),所以 , ,
1 1 2 2
所以
,
因为直线 和 的斜率互为相反数,
所以 ,所以 ,
学科网(北京)股份有限公司所以 ,
所以 .
即 ,所以 ,
因为 ,所以 ,所以动直线 恒过 轴上的定点
②由①知, ,
且 ,即 ,
又
令 ,则 ,
∴
(当且仅当 时取“=”)
∴ .
【点睛】关键点点睛:求面积最值的关键点是令 换元得出
再结合基本不等式计算即可得出最值.
10.(1)
(2)证明见解析;
【分析】(1)利用圆锥曲线的定义即可得曲线方程,但要注意只有双曲线右支;
(2)设直线方程,联立方程组,根据韦达定理进行运算可证 为定值,之后求出定值即
可.
学科网(北京)股份有限公司【详解】(1)由题可知 ,则 的轨迹是实轴长为 ,
焦点为 即 的双曲线的右支,则 ,
所以曲线 的方程为: (或 ).
(2)由题可知过点 的动直线 斜率存在且不为 ,则设斜率为 ,
所以直线 的方程为: ,设 , ,
联立 ,可得 ,
则 ,可得 ,即 或 ,
则
学科网(北京)股份有限公司,
所以 为定值,定值为 .
学科网(北京)股份有限公司