文档内容
微专题18 圆锥曲线经典难题之一类交点轨迹问题的通性通法
研究
【秒杀总结】
交点轨迹问题的常用技巧:
1、两直线方程相乘消元
2、两直线方程相除,相当于两斜率比问题,平方转韦达结构可消元
3、定比点差法
4、同构
5、硬解坐标
【典型例题】
例1.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 过点 ,离心
率为 ,直线 交 轴于点 ,过点 作直线交双曲线 于 两点.
(1)求双曲线 的标准方程;
(2)若 是线段 的中点,求直线 的方程;
(3)设 是直线 上关于 轴对称的两点,直线 与 的交点是否在一条直线上?请说
明你的理由.
【解析】(1)由题意得: , , .
解得 , ,所以双曲线 的标准方程为 .
(2)方法1:设 ,则
依题意有 解得 ,
所以直线 的方程为 或 .
方法2:设直线 的方程为 ,与双曲线的方程 联立得:
.
当 时
设 , ,得 , .又因为 ,所以 , ,解得 .
此时 ,所以直线MN的方程为 或 .
(3)方法1:设 , ,
直线PM的方程为 ,直线ON的方程 ,
联立两方程,可得 ①
结合(2)方法2,可得
代入①得
故 .
所以直线PM与QN的交点在定直线 上.
方法2:设直线MN的方程为 ,与双曲线的方程 联立得:
.
设 , , , ,由根与系数的关系,得
, .
: , : ,联立两方程,可得:
,
解得
所以直线PM与QN的交点在定直线 上.例2.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 的顶点为原点,其焦点 到
直线 的距离为 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)设点 , 为直线 上一动点,过点 作抛物线 的两条切线 , ,其中 ,
为切点,求直线 的方程,并证明直线 过定点 ;
(3)过(2)中的点 的直线 交抛物线 于 , 两点,过点 , 分别作抛物线 的切
线 , ,求 , 交点 满足的轨迹方程.
【解析】(1)设抛物线的方程为 ,
∵抛物线 的焦点 到直线 的距离为 ,
∴ ,解得 或 (舍去 ,
∴ , ,
∴抛物线 的方程为 .
(2)设 , ,设切点为 ,曲线 , ,
则切线的斜率为 ,化简得 ,
设 , , ,则 , 是以上方程的两根,
则 , ,
,
直线 的方程为: ,整理得 ,
∵切线 的方程为 ,整理得 ,且点 , 在切线 上,
∴ ,即直线 的方程为: ,化简得 ,
又∵ ,∴ ,
故直线 过定点 .(3)设 , , ,
过 的切线 ,过 的切线 ,
则交点 ,
设过 点的直线为 ,
联立 ,得 ,
∴ , ,
∴ ,
∴ .
∴点 满足的轨迹方程为 .
例3.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的离心率为 ,椭圆
上的点到焦点的最小距离为1.
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 与椭圆 交于 , 两点,且 为坐标原点), 于 点.试
求点 的轨迹方程.
【解析】(1)由题意知: , , ,解得 , .
故椭圆的方程为 .
(2)设 , , , ,
(i)若 轴,可设 , ,因 ,则 , .由 ,得 ,
即 ;
若 轴,可设 ,同理可得 ;
(ii)当直线 的斜率存在且不为0时,设 ,
由 ,消去 得: ,
则 ,,
由 ,知 .故 ,
即 (记为① .
由 ,可知直线 的方程为 ,
联立方程组 ,得 (记为② ,
将②代入①,化简得 .
综合(1)、(2),可知点 的轨迹方程为 .
例4.(2023·全国·高三开学考试)椭圆 : 的离心率为 ,且过点
.
(1)求椭圆 的方程;
(2) , 分别为椭圆 的左、右焦点,动点A,B在椭圆上(不含长轴端点),且关于y轴
对称,P为椭圆上异于A,B的动点,直线PA与PB分别交y轴于M,N两点求证:直线
与 的交点在定圆上.
【解析】(1)解:由 得 ,由 ,所以 ,
把点 代入方程得 ,所以 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)解:设 , , ,
由 方程: ,得 ,
由BP方程: ,得 ,
∴ 的方程为 ,①的方程为 ,②
由①②相乘得 ,③
由 , 在椭圆上可得 , ,
代入③式可得: ,
即直线 与 的交点在定圆 上.
例5.(【全国市级联考】山西省晋中市2023届高三1月高考适应性调研考试数学(理)
试题)已知抛物线 : ( )的焦点是椭圆 : ( )
的右焦点,且两曲线有公共点
(1)求椭圆 的方程;
(2)椭圆 的左、右顶点分别为 , ,若过点 且斜率不为零的直线 与椭圆
交于 , 两点,已知直线 与 相较于点 ,试判断点 是否在一定直线上?
若在,请求出定直线的方程;若不在,请说明理由.
【解析】试题分析:(1)由条件易得: ,从而得到椭圆 的方程;
(2)先由特殊位置定出 ,猜想点 在直线 上,由条件可得直线 的斜
率存在, 设直线 ,联立方程 ,消 得:
有两个不等的实根,利用韦达定理转化条件即可.
试题解析:
(1)将 代入抛物线 得
∴抛物线的焦点为 ,则椭圆 中 ,
又点 在椭圆 上,∴ , 解得 ,
椭圆 的方程为
(2)方法一
当点 为椭圆的上顶点时,直线 的方程为 ,此时点 ,
,则直线 和直线 ,联立
,解得 ,
当点 为椭圆的下顶点时,由对称性知: .
猜想点 在直线 上,证明如下:
由条件可得直线 的斜率存在, 设直线 ,
联立方程 ,
消 得: 有两个不等的实根,
,
设 ,则 ,
则直线 与直线
联立两直线方程得 (其中 为 点横坐标)
将 代入上述方程中可得 ,
即 ,
即证
将 代入上式可得
,此式成立∴点 在定直线 上.
方法二
由条件可得直线 的斜率存在, 设直线
联立方程 ,
消 得: 有两个不等的实根,
,
设 ,则 ,
,
由 , , 三点共线,有:
由 , , 三点共线,有:
上两式相比得
,
解得
∴点 在定直线 上.
例6.(安徽省淮北市树人高级中学、萧县实验中学2022-2023学年高三上学期期中联考数
学试题)已知椭圆 : 的左右顶点分别为 , ,右焦点为 ,
点 在椭圆上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 : 与椭圆 交于 , 两点,已知直线 与 相交
于点 ,证明:点 在定直线上,并求出此定直线的方程.
【解析】解:
(1)因为 ,所以c=1,由题意知: ,解得 ,
则椭圆的方程为: .
(2)由椭圆对称性知G在 上,假设直线 l过椭圆上顶点,则 ,
则 ,而 ,
其交点 ,
所以G在定直线x=1上;
当M不在椭圆顶点时,设 ,
由 ,整理得: ,
则 ,
当x=1时, ,
得 ,
得 ,
得 ,
上式显然成立,
所以G在定直线x=1上.
例7.(【全国百强校】黑龙江省双鸭山市第一中学2022-2023学年高三4月月考数学
(理)试题)已知椭圆 的左、右焦点分别为F、F,离心率为 ,
1 2
且经过点 .
(1)求椭圆C的方程;(2)动直线 与椭圆C相交于点M,N,椭圆C的左右顶点为 ,
直线 与 相交于点 ,证明点 在定直线上,并求出定直线的方程.
【解析】(1)离心率为 ,即 ,而 所以 ①,椭圆经过点 .
所以 ②,由①②联立方程组,解得 ,
所以椭圆的方程为
(2)由椭圆的对称性可知点G一定在 上,假设直线 过椭圆的上顶点,则M ,
,显然直线 过定点(4,0)所以 ,椭圆方程与直线方程
联立,求出点N的坐标为
两方程联立,解得交点 ,所以G在定直线 上.
当M不是椭圆顶点时,设
椭圆方程与直线 联立 消去y,整理得
所以有
当 时, 把 代入整理得:
所以有 显然成立,
所以G在定直线 上.
例8.(山西省晋城市2023届高三上学期第一次模拟考试数学试题)已知点 在椭圆
上, 为椭圆 的右焦点, 、 分别为椭圆 的左、右两个顶
点.若过点 且斜率不为 的直线 与椭圆 交于 、 两点,且线段 、 的斜率之积为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)已知直线 与 相交于点 ,证明: 、 、 三点共线.
【解析】(1)设点 ,其中 ,则 ,可得 ,
易知点 、 , ,
所以, ,解得 , ,因此,椭圆 的方程为 .
(2)易知点 、 、 ,设点 、 ,
设直线 的方程为 ,其中 ,
联立 ,可得 ,
,解得 或 ,
由韦达定理可得 , ,
,直线 的方程为 ,
,直线 的方程为 ,
联立 可得
,
解得 ,即点 的横坐标为 ,因此, 、 、 三点共线.
例9.(广东省东莞市2022-2023学年度第一学期期末教学质量检查高三数学试题)已知椭
圆 的两个焦点分别是 ,点 在椭圆 上,且 ,记椭圆 的左右顶点分别为 ,上顶点为 , 的面积为2.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)不过点 的直线 与椭圆 相交于 两点,记直线 的斜率分
别为 ,且 .试问:直线 是否恒过一定点?若是,求出该定点的坐标;若
不是,请说明理由.
【解析】(1)设椭圆C的长半轴为a.依题意, 得 ,
由 的面积为2得 得
所以,椭圆C的方程是
(2)将直线 的方程 代入 ,消去 ,
整理得
(*)
设 则. ,
由题意 ,
将 代入上式并化简得
整理得
将式代入
由直线不过点B得 ,从而化简后:
所以直线 过定点
【过关测试】
1.(四川省2023届高三大数据精准教学第二次统一监测数学试题)在直角坐标系内,点
A,B的坐标分别为 , ,P是坐标平面内的动点,且直线 , 的斜率之积
等于 .设点P的轨迹为C.
(1)求轨迹C的方程;
(2)某同学对轨迹C的性质进行探究后发现:若过点 且倾斜角不为0的直线 与轨迹
C相交于M,N两点,则直线 , 的交点Q在一条定直线上.此结论是否正确?若正确,请给予证明,并求出定直线方程;若不正确,请说明理由.
【解析】(1)设点P的坐标为 ,
由 ,得 ,即 .
故轨迹C的方程为:
(2)根据题意,可设直线 的方程为: ,
由 ,消去x并整理得
其中, .
设 , ,则 , .
因直线 的倾斜角不为0,故 , 不等于 ( , 不为0),
从而可设直线 的方程为 ①,
直线 的方程为 ②,
所以,直线 , 的交点 的坐标满足:
而
,
因此, ,即点Q在直线 上.
所以,探究发现的结论是正确的.
2.(浙江省杭州第二中学2022-2023学年高三上学期期中数学试题)已知圆
以及圆 .(1)求过点(1,2),并经过圆M与圆C的交点的圆的标准方程;
(2)设 ,过点D作斜率非0的直线 ,交圆M于P、Q两点.
(i)过点D作与直线l 垂直的直线l,交圆M于EF两点,记四边形EPFQ的面积为S,求
1 2
S的最大值;
(ii)设B(6,0),过原点O的直线OP与BQ相交于点N,试讨论点N是否在定直线上,若
是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)联立两圆方程,可得 ,消去 整理可得:
,解得 ,则 ,
则所求圆所过点分别为 , , ,
由 的中垂线为 轴,则可设圆心 ,
由 ,则 ,解得 ,
故所求圆的半径 ,故圆 的标准方程为 .
(2)(i)由 ,则圆心 ,半径 ,
由直线 过点D且斜率非0,则可设 ,
即点 到直线 的距离 ,故
,
由 ,且直线 过点D,则可设 ,即点 到直线 的距离 ,故
,
故 ,
当且仅当 ,即 时,取等号,
故四边形EPFQ的面积为S最大值为 .
(ii)设 ,设直线 ,
联立 ,消 得 ,则 ,即
,
直线 的方程为 ,直线 的直线方程为 ,
联立 ,消 得 ,
解得 ,
由 ,则 ,即 ,
N在定直线 .
3.(江苏省南通市海安高级中学2022-2023学年高三上学期期中数学试题)古希腊数学家
阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积.即椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长
与短半轴长的乘积.若椭圆 的中心为坐标原点,焦点 , 均在x轴上,椭圆 的面积
为 ,且短轴长为 .椭圆 与椭圆 有相同的离心率.(1)求m的值与椭圆 的标准方程;
(2)过椭圆 的左顶点A作直线l,交椭圆 于另一点B,交椭圆 于P,Q两点(点P
在A,Q之间).
①求 面积的最大值(O为坐标原点);
②设PQ的中点为M,椭圆 的右顶点为C,直线OM与直线BC的交点为N,试探究点N
是否在某一条定直线上运动,若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意可得
解得 ,
因为椭圆 的焦点在x轴上,所以 的标准方程为
椭圆 的离心率为 ,椭圆 得焦点在y轴上,则
则
(2)①当直线AB与x轴重合时,O,P,Q三点共线,不符合题意
故设直线AB的方程为: 且
设 ,
由(1)知椭圆 的方程为:
联立方程 消去x得:
由韦达定理得: ;
又令
此时
∴ 面积的最大值为:
②由①知: ,则
∴
∴直线OM的斜率:
则直线OM的方程为:
联立方程 消去x得: ,
解得:
∴
∴
则直线BC的方程为:
联立直线OM和BC的方程
解得:∴点N在定值直线 运动.
4.(湖南省部分校教育联盟2022-2023学年高三上学期入学摸底测试数学试题)设
是双曲线 的左、右两个焦点, 为坐标原点,若点 在双曲线
的右支上,且 的面积为3.
(1)求双曲线 的渐近线方程;
(2)若双曲线 的两顶点分别为 ,过点 的直线 与双曲线 交于 ,
两点,试探究直线 与直线 的交点 是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线
方程;若不在,请说明理由.
【解析】(1)由 得 ,且
所以
即 解得
又 ,
故双曲线的渐近线方程为 .
(2)由(1)可知双曲线的方程为 .
(i)当直线 的斜率不存在时, ,直线 的方程为 ,直线
的方程为 ,联立直线 与直线 的方程可得 ,
(ii)当直线 的斜率存在时,易得直线l不和渐近线平行,且斜率不为0,设直线 的方程
为 ,
联立 得
直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联立直线 与直线 的方程可得:
,两边平方得 ,
又 满足 ,
.
,
,或 ,(舍去 .
综上, 在定直线上,且定直线方程为 .
5.(上海市格致中学2023届高三上学期期中数学试题)椭圆 : 的
焦点 , 是等轴双曲线 : 的顶点,若椭圆 与双曲线 的一个交点是P,
的周长为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)点M是双曲线 上任意不同于其顶点的动点,设直线 、 的斜率分别为 , ,
求证 , 的乘积为定值;
(3)过点 任作一动直线l交椭圆 与A,B两点,记 ,若在直线AB
上取一点R,使得 ,试判断当直线l运动是,点R是否在某一定直线上运动?
若是,求出该直线的方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)有由题可知: ,由 的周长为
所以 ,即
所以
所以椭圆的方程为
(2)设 ,由所以
所以 ,又 ,则
所以
(3)依题可知:直线的斜率存在,设方程为 ,
所以
所以
由 ,设
由
所以
所以
6.(黑龙江省齐齐哈尔市2022-2023学年高三上学期期末考试数学(理)试题)已知椭圆
的离心率 , 为椭圆的右焦点, 为椭圆上的动点, 的
最大值为3.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2) , 分别为椭圆 的左、右顶点,过点 作直线交椭圆 于 , 两点,直线
、 交于点 ,试探究点 是否在某条定直线上,若是,请求出该定直线方程,若
不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意得: , ,则 , , ,
椭圆的标准方程为 .
(2)由题知, , , ,设 , ,设直线 的方程为 ,将其与 联立,
消去 并整理得 ,
由韦达定理得 ①, ②,
联立①②得 ,
设直线 方程为 ③,
直线 方程为 ④,
联立③④得
,
则 ,解得 ,即 点在定直线 上.
7.(湖北省云学新高考联盟学校2022-2023学年高三上学期10月联考数学试题)在平面
直角坐标系中,圆M是以 两点为直径的圆,且圆N与圆M关于直线
对称.
(1)求圆N的标准方程;
(2)设 ,过点C作直线 ,交圆N于P、Q两点,P、Q不在y轴上.
①过点C作与直线 垂直的直线 ,交圆N于 两点,记四边形 的面积为S,求S
的最大值;
②设直线 , 相交于点G,试讨论点G是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若
不是,说明理由.
【解析】(1)由题意得: 为线段 的中点,故圆M的圆心坐标为 ,半径
圆M的方程为: ,
因为圆N关于圆M关于直线 对称,所以圆N的圆心为
所以圆N的标准方程为: .
(2)设直线 的方程为 ,即 ,则圆心 到直线 的距离 ,所以 ,
(ⅰ)若 ,则直线 斜率不存在,则 , ,则 ,
若 ,则直线 的方程为 ,即 ,则圆心 到直线 的距离
,
所以 ,则
,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
综上所述,因为 ,所以S的最大值为7;
(ⅱ)设 ,联立方程组得:
消y得 ,则 ,
直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联立解得
则 ,
所以 ,所以点G在定直线 上.
8.(江苏省南京市第九中学2022-2023学年高三上学期期末模拟数学试题)在平面直角坐
标系中,圆M是以 , 两点为直径的圆,且圆N与圆M关于直线 对
称.
(1)求圆N的标准方程;
(2)设 , ,过点C作直线 ,交圆N于P、Q两点,P、Q不在y轴上.
(i)过点C作与直线 垂直的直线 ,交圆N于E、F两点,记四边形EPFQ的面积为S,
求S的最大值;
(ii)设直线OP,DQ相交于点G,试讨论点G是否在定直线上,若是,求出该直线方程;
若不是,说明理由.【解析】(1)由题意得:圆M的半径为 ,
圆心M即AB的中点为 ,
圆M的方程为: ,
因为圆N与圆M关于直线 对称,
所以圆N的圆心 ,半径为 ,
所以圆N的标准方程为: ;
(2)依题意可知,直线 的斜率存在,
设直线 的方程为 ,即 ,
则圆心 到直线 的距离 ,
所以 ,
(i)若 ,则直线 斜率不存在,则 , ,
则 ,
若 ,则直线 的方程为 ,即 ,
则圆心 到直线 的距离 ,
所以 ,
则
,
当且仅当 即 时取等号,
综上所述,因为 ,所以S的最大值为 ;
(ii)设 , ,联立 ,消去y得 , 恒成立,
则 , ,
直线OP的方程为 ,
直线DQ的方程为 ,
联立 ,解得 ,
因为 , ,所以 ,所以 ,
则
,
所以 ,
所以点G在定直线 上.
9.(【市级联考】江苏省盐城市2018~2019学年高三第二学期期末考试数学(文理合卷)
试题)如图,已知椭圆 与椭圆 的离心率相同.
(1)求 的值;
(2)过椭圆 的左顶点 作直线 ,交椭圆 于另一点 ,交椭圆 于 两点(点
在 之间).①求 面积的最大值( 为坐标原点);②设 的中点为 ,椭圆的右顶点为 ,直线 与直线 的交点为 ,试探究点 是否在某一条定直线上运
动,若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1) 由椭圆 方程知: ,
离心率:
又椭圆 中, ,
,又 ,解得:
(2)①当直线 与 轴重合时, 三点共线,不符合题意
故设直线 的方程为: 且
设 ,
由(1)知椭圆 的方程为:
联立方程消去 得:
即:
解得: , ,
又
令
,此时
面积的最大值为:
②由①知:
直线 的斜率:
则直线 的方程为:
联立方程 消去 得: ,解得:则直线 的方程为:
联立直线 和 的方程 ,解得:
点 在定直线 上运动
10.(四川省内江市2022-2023学年高三上学期期末考试数学(理)试题)已知圆
.设 ,过点 作斜率非 的直线 ,交圆 于 、 两点.
(1)过点 作与直线 垂直的直线 ,交圆 于 两点,记四边形 的面积为 ,求
的最大值;
(2)设 ,过原点 的直线 与 相交于点 ,试讨论点 是否在定直线上,若是,
求出该直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)由圆 知,圆心为 ,半径 ,
因为直线 过点 且斜率非0,
所以设直线 方程为: ,即 ,
则点 到直线 的距离为: ,
所以 ,
由 ,且直线 过点 ,
所以设直线 方程为: ,即 ,
则点 到直线 的距离为: ,所以 ,
故
,
当且仅当 时取等号,
所以四边形 的面积 的最大值为17.
(2)点 在定直线 上.
证明:设 ,直线 过点 ,
则设直线 方程为: ,
联立 ,消去 整理得:
,
,
所以 ,
由 ,
所以直线 的方程为: ,
,
所以直线 的方程为: ,
因为直线 与直线 交于点 ,
所以联立 ,所以
,
所以 ,
所以点 在定直线 上.
11.(一题打天下之椭圆与方程(39问))已知①如图,长为 ,宽为 的矩形 ,
以 、 为焦点的椭圆 恰好过 两点,
②设圆 的圆心为 ,直线 过点 ,且与 轴不重合,直线 交圆
于 两点,过点 作 的平行线交 于 ,判断点 的轨迹是否为椭圆,若是,求出
椭圆方程,
(1)在①②两个条件中任选一个条件,求椭圆 的标准方程;
(2)根据(1)所得椭圆 的标准方程,若 是椭圆 的左右顶点,过点 的动直线
交椭圆 与 两点,试探究直线 与 的交点是否在一定直线上,若在,请求出该
直线方程,若不在,请说明理由.
【解析】(1)若选①,可得 ,所以 ,
令 ,可得 ,由 可得 ,所以椭圆 的标准方程为 ,
若选②,如图所示,圆的半径为 ,
易知 ,所以 ,所以 ,
所以 ,
所以 点轨迹为以 , 为焦点的椭圆,
,所以 ,
所以椭圆方程为 ,所以不是椭圆;
(2)当斜率为 时,直线 与 都和 轴重合,
当斜率不为 时,设直线方程为 ,
代入椭圆方程可得 ,
设 ,
有 ,
, ,
所以直线 方程为 ,
直线 方程为 ,
联立两直线方程可得:
,
所以 ,解得 ,
故直线 与 的交点在定直线 上.12.(【全国百强校】河北省邢台市育才中学2023届高三上学期第三次月考数学试题)已
知 分别是焦距为 的椭圆 的左、右顶点, 为椭圆 上非顶
点的点,直 线的斜率分别为 ,且 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 (与 轴不重合)过点 且与椭圆 交于 两点,直线 与 交于
点 ,试求 点的轨迹是否是垂直 轴的直线,若是,则求出 点的轨迹方程,若不是,请
说明理由.
【解析】试题分析:
(1)由题意可求得 ,则椭圆 的方程为 .
(2)由题意分类讨论直线斜率存在和斜率不存在两种情况可得点 的轨迹方程为 .
试题解析:
(1)设 为椭圆 上非顶点的点, ,又
,即 ,
,故椭圆 的方程为 .
(2)当过点 直线 斜率不存在时,不妨设 ,直线 的方程是
,直线 的方程是 ,交点为 .若 ,由对称
性可知交点为 .
点 在直线 上,
当直线斜率存在时,设 的方程为 ,
由 得 ,
记 ,则 .
的方程是 的方程是 ,由 得 ,
即
.
综上所述,点 的轨迹方程为 .
13.(广东省新高考2023届高三下学期开学调研数学试题)已知 两点的坐标分别为
, ,直线 , 相交于点 ,且它们的斜率之积为 .
(1)求点 的轨迹方程;
(2)过点 的直线 与点 的轨迹交于 , 两点,试探究直线 与 的交点 是否
在某条定直线上,若是求出该定直线方程,若不是请说明理由.
【解析】(1)设 ,由题意可知 ,
即 ,化简整理,得 ,
所以点 的轨迹方程为 .
(2)由题意可设 的方程为 ,
联立 ,消 整理得 ,
设 , ,则 ,即 ,
由韦达定理有 ,
又直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联立 ,
解得
,
解得 ,
所以存在定直线,其方程为 .
14.(2021年全国高中名校名师原创预测卷数学(第四模拟))已知椭圆 :
( )的离心率为 ,上、下顶点分别为 , ,直线 经过点 且与椭
圆 交于 , 两点,当 时,四边形 的面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程.
(2)若直线 , 交于点 ,试判断点 是否在定直线上,若是,求出该直线方程;
若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意知 ,当 时,易得 为 的中点,
所以 ,
又直线 过点 ,所以
此时四边形 的面积
又 , ,
得 , ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)点 在定直线上.
显然直线 的斜率存在,由题可设 : , , .将 代入 ,得 ,
则 , ,
所以 .
由(1)知 , ,
直线 的方程为 即 . ①
同理求得直线 的方程为 ,即 . ②
由①②得 ,
所以 ,
所以点 在定直线上,且定直线的方程为 .
15.(江苏省南京师大附中2022-2023学年高三上学期期中数学试题)在平面直角坐标系
xoy中,已知椭圆C: =1(a> b>0 )的离心率为 ,以椭圆上的一点和长轴的两个端点
为顶点的三角形面积最大值为
(1)求a,b的值
(2)当过点P(6,0)的动直线1与椭圆C交于不同的点A,B时,在线段AB上取点Q,使
得 = ,问点Q是否总在某条定直线上?若是,求出该直线方程,若不是,
说明理由.
【解析】(1)由已知得 ,解得 ,所以 ;
(2)由(1)得椭圆的方程为C: ,
设点 的坐标分别为 , .
由题设知 均不为零,记 ,则 且 ,又四点共线,从而 ,于是 , ,
, ,从而 ①, ②,又点 在椭圆上,
所以 ③, ④,
所以 ① ②并结合③,④,得
,
化简得 .即点 总在定直线 上.
16.(福建省泉州第一中学2022-2023学年高三上学期期中考试数学试题)已知椭圆 :
的左、右顶点分别为 , ,离心率为 ,点 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的方程.
(2)若过点 且斜率不为0的直线与椭圆 交于 , 两点,已知直线 与 相
交于点 ,试判断点 是否在定直线上?若是,请求出定直线的方程;若不是,请说明理
由.
【解析】(1)依题意可得 ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)设 , ,直线 的方程为: ,
联立方程组可得 ,得到 ,
,则 或
由根与系数的关系得到 , ,
因为直线 : ,
直线 : ,联立两直线方程得到: ,
即
,
即 ,整理得: ,
所以点 在定直线 上.
17.(四川省成都市锦江区成都市盐道街中学2022-2023学年高三上学期期中数学试题)
已知椭圆 的左、右顶点分别为 , ,左、右焦点分别为 , ,
离心率为 ,点 , 为线段 的中点.
(1)求椭圆 的方程.
(2)若过点 且斜率不为0的直线与椭圆 的交于 , 两点,已知直线 与 相
交于点 ,试判断点 是否在定直线上?若是,请求出定直线的方程;若不是,请说明理
由.
【解析】(1)点 , ,
由题意可知 ,即 , ①
又因为椭圆的离心率 ,即 , ②
联立方程①②可得 , ,则 ,
所以椭圆 的方程为 .(2)根据椭圆的对称性猜测点 是与 轴平行的直线 上.
假设当点 为椭圆的上顶点时,直线 的方程为 ,
所以点 ,
则联立直线 和直线 可得点 ,
据此猜想点 在直线 上,下面对猜想给予证明:
设 , ,直线 的方程为
联立方程 可得 , ,
由韦达定理可得 , (*),
因为直线 , ,
联立两直线方程得 (其中 为 点的横坐标)
即证: ,
即 ,
即证 ,
将(*)代入上式可得
,
此式明显成立,原命题得证.
所以点 在定直线上 上
18.(江西省鹰潭市2023届高三第二次模拟考数学试题)已知椭圆 :
离心率为 ,点 , 分别为椭圆 的左、右顶点点 , 分别为
椭圆 的左、右焦点.过点 任作一条不与 轴垂直的直线与椭圆 交于 , 两点,
的周长为8.(1)求椭圆 的方程.
(2)若直线 , 交于点 ,试判断点 是否存在某条定直线 上.若是,求出
的值;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意知 的周长为 ,
根据椭圆的定义得 ,
解得 ,又由离心率 ,可得 ,所以 ,
所以椭圆的标准方程为 .
(2)设直线 ,
联立方程组 ,整理得 ,
可得 , ,
由直线 与 ,
联立得 ,
将 , 代入,可得 .
即 ,即直线 与 的交点 的横坐标为4,
故点 在直线 上,所以 .
19.(重庆市第十一中学校2023届高三上学期12月月考数学试题)已知椭圆 :
,点 、 分别为椭圆 的左右顶点,点 、 分别为
椭圆 的左右焦点,过点 任作一条不与y轴垂直的直线与椭圆 交于 、 两点,
的周长为8.(1)求椭圆的方程.
(2)若直线 , 交于点 ,试判断点 是否在某条定直线点 上,若是,求出
的值;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由 的周长为8得: ,即 ,由 、 ,故
,
∴椭圆的方程为 .
(2)设 : ,与椭圆C: ,联立得 ,
由韦达定理得 , ,
直线 : 与 : ,
联立得 ,将 , 代入整理得:
,
即 ,即直线 与 的交点D的横坐标为4,
故点D在直线 上,∴ .