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2025高考--圆锥曲线的方程(一轮复习)课时十二
知识点一 根据a、b、c求椭圆标准方程,求椭圆的离心率或离心率的取值范围,椭圆中的直线过定点
问题
典例1、已知椭圆C: 过点 .右焦点为F,纵坐标为 的点M在C上,
且AF⊥MF.
(1)求C的方程;
(2)设过A与x轴垂直的直线为l,纵坐标不为0的点P为C上一动点,过F作直线PA的垂线交l于
点Q,证明:直线PQ过定点.
随堂练习:已知点 ,圆 ,点 在圆 上运动, 的垂直平分线交 于点 .
(1)求动点 的轨迹 的方程.
(2)动点 的轨迹 与 轴交于 , 两点 在 点左侧 ,直线 交轨迹 于 , 两点 不在
轴上 ,直线 , 的斜率分别为 , ,且 ,求证:直线 过定点.典例2、已知椭圆 的中心为坐标原点,对称轴为 轴, 轴,且过 两点.
(1)求椭圆 的方程;
(2) 为椭圆 的右焦点,直线 交椭圆 于 (不与点 重合)两点,记直线 的斜率分
别为 ,若 ,证明: 的周长为定值,并求出定值.
随堂练习:已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,且焦距长为2,过 且斜率为
的直线与椭圆 的一个交点在 轴上的射影恰好为 .(1)求椭圆 的方程;
(2)如图,下顶点为 ,过点 作一条与 轴不重合的直线,该直线交椭圆 于 两点,直
线 分别交 轴于 , 两点, 为坐标原点.求证: 与 的面积之积为定值,并
求出该定值.
典例3、如图,已知椭圆 的离心率为 ,且过点 .
(1)求椭圆 的标准方程;(2)过左焦点 且斜率为正的直线 与椭圆 交于 、 两点,过点 、
分别作与直线 垂直的直线,交 轴于 、 两点,求 的最小值.知识点二 根据椭圆过的点求标准方程,根据韦达定理求参数
典例4、已知椭圆 ,其长轴长为短轴长的 倍,且两焦点距离为2,点 .
(1)求椭圆的方程;
(2)过点P的直线交椭圆 于M、N两点,O为坐标原点,求 面积的最大值,并求此时直线的方
程;
(3)已知斜率为k的直线l交椭圆 于A、B两点,直线 、 分别交椭圆于C、D,且直线 过点,求k的值.
随堂练习:已知椭圆 过点 ,且离心率为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)设 ,直线l与椭圆C交于 两点,且 ,当 (O为坐标原点)的面积S
最大时,求直线l的方程.
典例5、已知椭圆 的离心率为 ,椭圆C与y轴交于A,B两点,且 .
(1)求椭圆C的方程.(2)设点P是椭圆C上的一个动点,且点P在y轴的右侧.直线PA,PB与直线 分别交于M,N两
点.若以MN为直径的圆与x轴交于两点E,F,求点P横坐标的取值范围及 的最大值.
随堂练习:已知焦点在 轴上,中心在原点,离心率为 的椭圆经过点 ,动点 (不与定
点
重合)均在椭圆上,且直线 与 的斜率之和为1, 为坐标原点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)求证直线 经过定点;
(3)求 的面积 的最大值典例6、在平面直角坐标系 中,已知椭圆 的离心率 ,且椭圆C上一点
N到 距离的最大值为4,过点 的直线交椭圆C于点A、B.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P为椭圆上一点,且满足 (O为坐标原点),当 时,求实数t的取值范
围.
随堂练习:已知M,N分别是x轴,y轴上的动点,且 ,动点P满足 ,设点P
的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的轨迹方程;
(2)直线 与曲线C交于A,B两点,G为线段AB上任意一点(不与端点重合),斜率为k的直线 经过点G,与曲线C交于E,F两点.若 的值与G的位置无关,求k的值.
2025高考--圆锥曲线的方程(一轮复习)课时十二答案
典例1、答案: (1) (2)过定点 ;证明过程见详解
解:(1)设点 ,其中 ,则 ,
因为椭圆 过点 ,则 ,
将点 的坐标代入椭圆 的方程得 , 所以 ,解得 ,
因此椭圆 的标准方程为 ;
(2)设点 , 则 ,所以直线 的垂线的斜率为 ,
由题可知 ,故直线 的方程为 ,
在直线 的方程中,令 ,可得 ,即点 ,所以直线 的方程为 ,
即 ,
因为 ,所以 , 所以 ,
所以 , 所以直线 过定点 .
随堂练习:答案: (1) (2)证明见解析
解:(1)圆 的圆心为 ,半径为 ,
依题意得 , 则动点 的轨迹是以 , 为焦点的椭圆,
其中 , , , 所以动点 的轨迹 的方程为 .
(2)设直线 的方程为 , , ,
则由 得 ,由根与系数的关系得 ①,
由题意 , 两点不在 轴上,所以 , , ,
又点 , , 所以 , ,由 得 ,
从而由已知 得 ,即 ②,
又 , ③,
将③代入②得 ,
将①代入上式并整理得: .
,
整理得 , ,直线 的方程为 , 故直线 恒过定点 .
典例2、答案: (1) (2)证明见解析,定值为
解:(1)由已知设椭圆 方程为: ,
代入 ,得 , 故椭圆 方程为 .
(2)设直线 ,
由得: , ,
又 ,
故
,
由 ,得 ,
故 或 ,
①当 时,直线 ,过定点 ,与已知不符,舍去;
②当 时,直线 ,过定点 ,即直线 过左焦点,
此时 ,符合题意.
所以 的周长为定值 .
随堂练习:答案: (1) (2)证明见解析,定值为
解:(1)由题意, , ,故过 且斜率为 的直线的方程为 ,
令 ,得 ,由题意可得 ,解得 , .求椭圆 的方程为 ;
(2)证明:由题意知,直线 的斜率存在,设直线 ,
, , , , 联立 ,得 .
, , 由 ,得 ,
,
,
直线 的方程为 ,令 ,解得 ,
则 , ,同理可得 , ,
典例3、答案:(1) ;(2)最小值是 .
解:(1)由题意 ,解得 ,因此,椭圆 的标准方程为 ;
(2)设点 、 ,设直线 的方程为 ,由 得 , ,
由韦达定理可得 , ,
直线 的方程为 ,令 得 ,
同理 , 所以 ,
令 ,则 ,
当且仅当 时,即当 时, 取最小值 .
典例 4、答案: (1) ; (2) 面积的最大值为 ,直线的方程为:
或 ; (3)
解:(1)由题知,其长轴长为短轴长的 倍,且两焦点距离为2
则 , ,又 解得: ,
椭圆的方程为:
(2)由椭圆的方程知,当过点P的直线斜率不存在时,直线与椭圆无交点,
所以直线的斜率存在,设过点P的直线的斜率为
则直线的方程为: , ,由(1)可得椭圆的方程为:
联立直线方程与椭圆方程: 得:
解得: ,即 ,
设点 到直线的距离为 ,则
令 且 得: ,当且仅当 ,即 时取等号 此时, ,即
所以 面积的最大值为
直线的方程为: 或
(3)设 , ,由题意知,直线 的斜率不为 ,
则直线 的方程为:
由(1)知椭圆方程为
联立直线 与椭圆的方程: , 得
所以 即
所以 同理可得: ,设 ,则 即
化简得: 即 所以直线l的斜率为
随堂练习:答案: (1) ; (2) 或
解:(1)因为椭圆 过点 ,且离心率为 ,
所以 ,解得 , 所以椭圆 的方程为 ;
(2)显然,直线 的斜率 存在,
①当 时,可设直线 的方程为 由 可设 ,
则 ,所以 ,
所以 ,
当且仅当 ,即 时取等号,此时直线 的方程为 ;
②当 时,可设直线 的方程为 即 , ,
联立 ,消去 整理得 ,由 ,得 (*),则有 ,
于是可得 的中点为 即 ,
因为 ,所以 ,化简得 ,
结合(*)可得 解得 ,
又 到直线 的距离为
所以 , 即 ,
所以,当 时, 取最大值,
此时由 可得 ,直线 的方程为 ,
综上所述,直线 的方程为 或 .
典例5、答案:(1) (2)横坐标的取值范围为 , 的最大值为2
解:(1)由题意,可得 , ,得 ,解得: .
椭圆C的标准方程为 .
(2)解法1:设点P的坐标为 ,点A的坐标为(0,1),点B的坐标为 .
∴ ,直线PA的方程为 ,同理:直线PB的方程为 .
直线PA与直线 的交点为 ;
直线PB与直线 的交点为 .
∵线段MN的中点坐标为 , ∴圆的方程为 .
令 ,则 .
∵ ,∴ , ∴ .
∵这个圆与x轴相交,该方程有两个不同的实数解, ∴ ,解得 .
设交点坐标分别为 , ,则 .
∴该圆被x轴截得的弦长的最大值为2.
解法2:设点P的坐标为 ,点A的坐标为(0,1),点B的坐标为 .
∴ ,直线PA的方程为 ,
同理:直线PB的方程为 .
直线PA与直线 的交点为 ;
直线PB与直线 的交点为 .若以MN为直径的圆与x轴相交,则 ,
即 ,即 .
∵ , ∴ ,代入得到 ,解得 .
该圆的直径为 ;
圆心到x轴的距离为 ;
该圆在x轴上截得的弦长为 .
∴该圆被x轴截得的弦长的最大值为2.
解法3:设点P的坐标为 ,点A的坐标为(0,1),点B的坐标为 .
∴ ,直线PA的方程为 同理:直线PB的方程为 .
直线PA与直线 的交点为 ;
直线PB与直线 的交点为 .
∴ .
圆心到x轴的距离为 .若该圆与x轴相交,则 ,即 .
∵ ,∴ ,∴ ,解得 .
该圆在x轴上截得的弦长为 .
∴该圆被x轴截得的弦长的最大值为2.
解法4:记点D的坐标为(2,0),点H的坐标为(4,0),设点P的坐标为 ,
点M的坐标为 ,点N的坐标为 .
由已知可得点A的坐标为(0,1),点B的坐标为 .
∴AP的直线方程为 ,BP的直线方程为 .
令 ,分别可得 , .
∴点M的坐标为 ,点N的坐标为 .
若以MN为直径的圆与x轴相交于点E,F,
∵ , ∴ .
.
∵ , ∴ ,代入得到 ,
∴ . ∴ .∴该圆被x轴截得的弦长的最大值为2.
解法5:设直线OP与 交于点T.
∵ 轴, ∴有 , .
∴ , ,即T是MN的中点.
又设点P的坐标为 ,则直线OP方程为 .
令 ,得 ,∴点T的坐标为 .
而 ,若以MN为直径的圆与x轴相交于点E,F,
则 ,即 .
∵ ,∴ , ∴ ,解得 或 .
∵ ,∴ , ∴ .
∴该圆被x轴截得的弦长的最大值为2.
随堂练习:答案:(1) ;(2) ;(3) .
解:(1)设椭圆 ( )的离心率为 ,
可知 ,又因为 ,所以 .由定点 在椭圆上可得 ,故 , .
所以椭圆 的方程为 .
(2)当直线 与 轴垂直时,设 ( ),则 .
由题意得: ,即 .所以直线 的方程为 .
当直线 不与 轴垂直时,可设直线 为 , , ,
将 代入 得 .
所以 , .
由直线 与 的斜率之和为1可得 ①,
将 和 代入①,
并整理得 ②,
将 , 代入②, 并整理得 ,
分解因式可得 ,
因为直线 : 不经过点 ,所以 ,故 .
所以直线 的方程为 ,经过定点 . 综上所述,直线 经过定点 .(3)由(2)可得: , .
因为坐标原点 到直线 的距离为 ,
所以 的面积 ( ).
令 ,则 ,且 ,
当且仅当 ,即 时, 的面积 取得最大值 .
典例6、答案: (1) ;(2) 或 .
解:(1)椭圆C的半焦距c, ,即 ,
则椭圆方程为 ,即 ,设 ,
则 ,
当 时, 有最大值 ,即 ,解得 , ,
故椭圆方程是 ;
(2)设 , , ,直线AB的方程为 ,由 ,整理得 ,
则 ,解得 , , ,
因 且 ,则 ,
于是有 ,化简,得 ,
则 ,即 , 所以 ,
由 得 ,则 ,
,
而点P在椭圆上,即 ,化简得 ,
从而有 ,而 ,
于是得 ,解得 或 ,
故实数t的取值范围为 或 .
随堂练习:答案: (1) (2)解:(1)设 , ,则 .
设 ,则 , .
由题意,得 解得
所以 ,化简得 ,
即曲线C的方程为 .
(2)由题意并结合(1)易知(不妨设点A在第一象限内), , .
设点 ,其中 ,则 , ,
所以 .
因为斜率为k的直线 经过点G,所以直线 的方程为 .
将直线 的方程代入曲线C的方程化简、整理,
得: .
设 , ,则 , ,
所以
,所以 .
因为 的值与m的值无关,
所以 ,解得 .