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第 04 讲 圆锥曲线综合(练)
一、解答题
1.已知椭圆 为左、右焦点,直线 过 交椭圆于 两点.
(1)若直线 垂直于 轴,求 ;
(2)若直线 交 轴于 ,直线 交 轴于 ,是否存在直线 ,使得 ,若
存在,求出直线 的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,直线 的方程为 或
【分析】(1)根据题意可求得焦点坐标,进而求得直线 的方程,联立直线 和椭圆的方
程即可得到 两点的纵坐标,即可得 .
(2)当直线 的斜率为0时,不能构成三角形,不满足题意舍去;当直线 的斜率不为0时,
可设直线 ,通过联立直线和椭圆方程得到 两点纵坐标 的关系,再写
出直线 的方程,以及直线 的方程,求出两直线分别与 轴交点 的纵坐标,然
后用 来表示 和 ,再根据 即可求得 的值,进而得到直线 的方
程.
【详解】(1)根据题意得, ,
当 轴时,将 代入 ,解得 ,
当 在 轴上方时,则 ,
当 在 轴下方时, ,
所以 .
(2)设 ,
当直线 的斜率为0时,直线 与 轴重合,此时 都在 轴上,不能构成三角形,
不满足题意,舍去;
当直线 的斜率不为0时,可设直线 ,
则 , ,联立 ,得 ,
则 .
所以直线 的方程: ,令 ,解得 纵坐标 ;
所以直线 的方程: ,令 ,解得 的纵坐标 .
若 ,即 ,
,
,
代入根与系数的关系 ,
得 ,解得 .
所以存在直线 ,使得 ,直线 的方程为 或 .
2.设椭圆 的左顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为 ,
.
(1)求椭圆的方程;
(2)设P,Q为椭圆E上异于点A的两动点,若直线AP,AQ的斜率之积为 .证明直线PQ
恒过定点,并求出该点坐标.
【答案】(1)(2)证明见解析,定点
【分析】(1)由题意可得 , ,再结合 ,可求出 ,从而
可求得椭圆的方程,
(2) 当直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 ,代入椭圆方程中消去 ,
利用根与系数的关系,再结合 化简可得 ,从
而可得 或 进而可求出定点,当直线 的斜率不存在时,若直线 过定点
,求出 两点坐标,求解 即可,
【详解】(1)由于 ,①
又 ,②
由①②解得 ,
椭圆的方程为 .
(2)在(1)的条件下,当直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 ,
由 ,消去 得: ,
设 ,则 ,.
又 ,由题知 ,
则 ,且 ,
则 .
,
则 ,
或
当 时,直线 的方程为 ,
此时直线 过定点 ,显然不适合题意,
当 时,直线 的方程为 .
此时直线 过定点 .当直线 的斜率不存在时,若直线 过定点 ,
点的坐标分别为 .
满足 .
综上,直线 过定点 .
3.已知椭圆 的长轴长为 , , 为 的左、右焦点,点
在 上运动,且 的最小值为 .连接 , 并延长分别交椭
圆 于 , 两点.
(1)求 的方程;
(2)证明: 为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知可得 ,根据焦点三角形各边长,结合余弦定理可得 ,即可得椭圆
方程;
(2)设出直线 与 ,分别与椭圆联立可得点 与点 的坐标,代入面积即可得证.
【详解】(1)由题意得 ,
设 , 的长分别为 , ,
则 ,当且仅
当 时取等号,
从而 ,得 , ,则椭圆的标准方程为 ;
(2)由(1)得 , ,
设 , ,
设直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
由 ,得 ,
则 ,
,
同理可得 ,
所以
.
所以 为定值 .
4.设抛物线 的焦点为F,准线为l, ,以M为圆心的圆M与l相切于点Q,Q的纵坐标为 , 是圆M与x轴的不同于F的一个交点.
(1)求抛物线C与圆M的方程;
(2)过F且斜率为 的直线n与C交于A,B两点,求 ABQ的面积.
△
【答案】(1)抛物线 ,圆
(2)
【分析】(1)分别求点 的坐标,再利用圆心在线段 的垂直平分线上,求得 值,
即可求得抛物线和圆的方程;
(2)直线与抛物线方程联立,求得点 的坐标,求得 ,以及点 到直线 的距离,
再求三角形的面积.
【详解】(1)由抛物线的定义知,圆M经过焦点 ,
,点M的纵坐标为 ,又 ,则 ,得 ,
则 , .
由题意,M是线段EF的垂直平分线上的点,所以 ,解得p=2,
故抛物线 ,圆 .
(2)由题意知直线n的方程为 ,
由 ,解得 或
设 , ,则 .
点 到直线 的距离 ,
所以 ABQ的面积 .
△
5.已知椭圆 和双曲线 . 、 分别为 和 的离心率.(1)若 ,求 的渐近线方程;
(2)若 ,过椭圆 的左焦点 作斜率为 的直线与 交于不同两点 、 ,过原点
作 的垂线,垂足为 .若点 恰好是 与 的中点,求线段 的长度.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可得出关于实数 的等式,求出 的值,即可得出双曲线 的渐近
线方程;
(2)分析可知 ,设点 ,根据 可求出点 的坐标,进而可
得出直线 的方程,将该直线的方程与椭圆 的方程联立,求出点 的坐标,进而可求
得 .
【详解】(1)解:由已知可得 ,因为 ,解得
,
因此,双曲线 的渐近线方程为 .
(2)解:当 时,椭圆 的方程为 ,其左焦点为 ,
因为 且 为 的中点,则 ,
设点 ,则 ,解得 ,则 ,
由对称性,不妨设点 , ,则直线 的方程为 ,
联立 解得 或 ,即点 ,
故 .
6.已知双曲线C: ,过点 的直线l与双曲线C相交于A,B两点,O为坐
标原点.
(1)判断点P能否为线段AB的中点,说明理由(2)若直线OA,OB的斜率分别记为 , ,且 ,求直线l的方程
【答案】(1)不能,理由见解析;
(2)
【分析】(1)设过点 的直线为 ,联立双曲线方程得
,由韦达定理及两点中点公式列式求解即可判断;
(2) ,由(1)代入直线方程及韦达定理求解即可
【详解】(1)证明: 设过点 的直线为 ,
i. 时,直线与双曲线右支相切,不成立;
ii. 时,联立双曲线方程得 ,
直线l与双曲线C相交于A,B两点,故 ,且 ,
, ,
若P为线段AB的中点,则 ,方程组无解,故点P不能为线段
AB的中点;
(2)由(1)得,
整理得 ,即
,
即 ,得 或
(舍,此时不满足直线与曲线有两个交点)
故直线l为
7.已知椭圆 的长轴是短轴的2倍,且右焦点为 ,点B在
椭圆上,且点C为点B关于x轴的对称点.(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若点B在第一象限且 为等边三角形,求该等边三角形的边长;
(3)设P为椭圆E上异于B,C的任意一点,直线 与x轴分别交于点M,N,判断
是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由.
【答案】(1) ;
(2) ;
(3) 是定值4,理由见解析.
【分析】(1)根据题干条件得到 ,结合 ,求出 , ,得
到椭圆方程;
(2)设出 点坐标,根据等边三角形得到 ,再由 ,求出 ,
从而得到等边三角形的边长;
(3)设出 , ,则 ,利用两点式表达出直线 的方程,求出
, ,结合 求出 是定值4.
【详解】(1)长轴是短轴的2倍,且右焦点为 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,解得: ,
故 ,
椭圆的标准方程为: ;
(2)若点B在第一象限且 为等边三角形,
设 , ,
则 ,又 ,故 ,
该等边三角形的边长为 ;
(3) 是定值4,理由如下:
因为P为椭圆E上异于B,C的任意一点,
所以直线 的斜率存在,
设 , ,则 , , ,
则 ,
则直线 ,
令 得: ,则 ,
直线 ,
令 得: ,则 ,
所以
因为 ,
所以 ,
故 ,
故 是定值,为4.
8.如图,已知 ,直线 , 为平面上的动点,过点 作 的垂线,垂足为点 ,
且 .(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)过点 的直线交轨迹 于 两点,交直线 于点 .
(i)已知 , ,求 的值;
(ii)求 的最小值.
【答案】(1) ;
(2)(i)0;(ii)16.
【分析】(1)结合已知条件,设 ,利用直接法求轨迹方程即可.
(2)(i)首先设出直线 的方程,然后联立直线 与抛物线方程,利用韦达定理以及向量的
共线关系即可求解;(ii)结合韦达定理以及距离公式表示出 ,然后利用基本不等
式即可求解.
【详解】(1)设点 ,则 ,且 ,
由 得: ,
即 化简得 ,
故动点 的轨迹 的方程为: .
(2)(i)设直线 的方程为: .
设 , ,又 ,
联立 ,消去 得, , ,
由韦达定理知,
由 , 得: , ,
整理得: , ,故 .
(ii)
.
当且仅当 ,即 时等号成立,所以 的最小值为 .
一、解答题
1.如图,长轴长为4的椭圆 的左顶点为A,过原点 的直线(与
坐标轴不重合)与椭圆 交于 , 两点,直线 , 与 轴分别交于 , 两点,当
直线 的斜率为 时, .
(1)求椭圆 的方程.
(2)试问是否存在定点 ,使得 恒成立?若存在,求出定点 的坐标;若不存
在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在定点 , .
【分析】(1)由题意可得 ,再利用直线 的斜率为 时, 设
,列出方程求得 ,进而求得 ,可得答案;
(2)设 ,则 ,表示出直线 , 的方程,求出 ,
坐标,利用以 为直径的圆过点,进而求得答案.【详解】(1)由题意可知 ,则椭圆方程 即 ,
当直线 的斜率为 时, ,
故设 , ,解得 ,
将 代入 得 ,即 ,
故 ,所以椭圆的标准方程为 ;
(2)设 ,则 ,
则 ,
由椭圆方程 可得 ,∴直线 方程为︰ ,
令 可得 ,
直线 方程为: ,令 得 ,
假设存在定点 ,使得 ,则定点 必在以 为直径的圆上,
以 为直径的圆为 ,
即 ,
∵ ,即
∴ ,
令 ,则 ,解得 ,
∴以 为直径的圆过定点 ,即存在定点 ,使得 .
2.如图,已知抛物线 : ( )的焦点为 ,双曲线 : 的斜率
大于0的渐近线为 ,过点 作直线 ,交抛物线 于A, 两点,且 .(1)求抛物线 的方程;
(2)若直线 ,且与抛物线 相切于点 ,求 的值.
【答案】(1) ;(2)2.
【分析】(1)确定渐近线 的方程,设 ,写出直线 方程为 ,
与抛物线方程联立消元后应用韦达定理得 ,由弦长公式可求得 得抛物线方程;
(2)设切线方程为 ,与抛物线方程联立,消元后由 求得 ,从而得切线
坐标,由(1)得直线 方程为 , ,代入 可得结
论.
【详解】(1)由题意直线 的方程为 , ,
因此直线 方程为 ,
由 ,得 ,
设 ,则 , ,
, ,
所以抛物线方程为 ;
(2)设直线 方程为 ,
由 得 ,所以 , , ,从而 ,
即 ,
由(1)直线 方程为 , , ,
.3.已知椭圆 ,左右焦点为 ,离心率为 ,短轴长为 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线y=x+m(m>0)与椭圆交于P、Q两点,且OP⊥OQ,求m.
(3)若点A 在椭圆上且在第一象限内, ,直线AF 与椭圆交于另外一点B,设点M在
1
椭圆上,记三角形OAB与三角形MAB的面积分别为S、S,若S=3S,求M坐标.
1 2 2 1
【答案】(1)
(2)
(3) 或
【分析】(1)由椭圆基本量列方程组即可;
(2)直线与椭圆联立结合韦达定理求解;
(3)求出点 到直线AB的距离,再设平行直线与椭圆联立即可.
【详解】(1)由题知 ,解得
所以椭圆 的标准方程
(2)设
联立 ,得
由 ,得
因为 ,所以即
所以 ,又 ,所以
(3)
由题知 ,得
由题知直线AB的斜率
又直线AB过点 ,所以直线AB的方程为 ,即
点 到直线AB的距离
因为 ,所以点 到直线AB的距离
设与直线AB平行且两直线距离为 的直线方程为
则 ,所以 或
若 ,即 ,即
联立 ,得
,则直线与椭圆无交点,故舍去
若 ,即 ,即联立 ,得
解得 或
代入直线方程得 点的坐标为 或
4.已知椭圆 ,过动点 的直线 交 轴于点 ,交椭圆于点 , (点
在第一象限),且 是线段 的中点,过点 作 轴的垂线交椭圆于另一点 ,延长 交
椭圆于点 .点 在椭圆上.
(1)求椭圆的焦距;
(2)设直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,证明: 为定值;
(3)求直线 斜率的最小值.
【答案】(1) ;
(2)证明见解析;
(3) .
【分析】(1)将T点坐标代入椭圆方程,求出b后代入椭圆方程,根据椭圆方程求出焦距;
(2)设 ,则直线 的斜率 ,直线 的斜率 ,进
而可证明: ;
(3)联立直线 和椭圆方程,得出A点坐标,利用同构写出 点坐标,把直线 的斜率用
表示, ,再结合基本不等式求 的最小值,即可求直线
倾斜角的最小值.【详解】(1)解:由题知把 点代入椭圆方程得到 ,解得 ,
所以焦距为 ;
(2)由题知,设,
由 ,可得 , ,
所以直线 的斜率 ,
直线 的斜率 ,
此时 ,
所以 为定值 ;
(3)由题知,设 , , ,
直线 的方程为 ,由(2)知 ,所以 的斜率为 ,
所以直线 的方程为 ,
联立 ,
整理得 .
由 ,可得
所以 .
同理 .
所以 ,
,
所以 ,由 , ,可知 ,
所以 ,等号当且仅当 时取得,
此时 ,即 ,
所以直线 的斜率的最小值为 ,
所以倾斜角的最小值为 .
5.已知椭圆中有两顶点为 , ,一个焦点为 .
(1)若直线 过点 且与椭圆交于 , 两点,当 时,求直线 的方程;
(2)若直线 过点 且与椭圆交于 , 两点,并与 轴交于点 ,直线 与直
线 交于点 ,当点 异 , 两点时,试问 是否是定值?若是,请求出此定值,
若不是,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2)是定值,且 .
【分析】(1)由条件求出椭圆的方程,与所设直线方程联立,利用弦长公式求得直线斜率,
得到直线方程.
(2)根据过 的直线l的方程可表示出点P的坐标,该直线与椭圆交于C、D两点,
直线AC与直线BD交于点Q,求出直线AC与直线BD的方程,解该方程组即可求得点Q
的坐标,代入 即可得到定值的结论.
【详解】(1)∵椭圆的焦点在 轴上,设椭圆的标准方程为 ,
由已知得 , ,所以 ,
椭圆的方程为 ,
当直线 与 轴垂直时与题意不符,
设直线 的方程为 , , ,
将直线 的方程代入椭圆的方程化简得 ,
则 , ,∴ ,
解得 .
∴直线 的方程为 ;
(2)当 轴时, ,不符合题意,
当 与 轴不垂直时,设 : ,则 ,
设 , ,联立方程组 得 ,
∴ , ,
又直线 : ,直线 : ,
由 可得 ,即 ,
,
,
,
,
,即 ,
得 ,
∴ 点坐标为 ,
∴ ,
所以 为定值.
6.已知双曲线 的右焦点 到渐近线的距离为 .
(1)求双曲线 的方程.(2)过点 的直线与双曲线 的右支交于 两点,在 轴上是否存在点 ,使得点 到直
线 的距离相等? 若存在,求出点 的坐标; 若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在 .
【分析】(1)利用点线距离公式及 即可求得 ,从而求得双曲线 的方
程;
(2)假设存在点 ,据题意设 ,联立方程得到 , ,
再由点 到直线 的距离相等可得 ,由此代入式子即可求得 ,故存在
.
【详解】(1)由题意得, ,故 ,
又因为双曲线 的渐近线为 ,故 是双曲线C的一条渐近线,
所以右焦点 到渐近线的距离为 ,解得 ,
所以 , ,
所以双曲线C的标准方程为 .
(2)假设存在 ,设 , ,
由题意知,直线斜率不为0,设直线 ,
联立 ,消去 ,得 ,
则 , ,
且 , ,
因为使得点F到直线PA,PB的距离相等,所以PF是 的角平分线,
则 ,即 ,则 ,
整理得 ,故 ,
即 ,因为 ,所以 ,
故存在 .7.已知椭圆 的一个焦点为 ,点 在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若 是椭圆上异于点 的两动点,当 的角平分线垂直于椭圆长轴时,试问直线
的斜率是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为
【分析】(1)根据已知条件求得 ,从而求得椭圆的方程.
(2)根据直线 、直线 的方程求得 两点的坐标,从而计算出直线 的斜率为定
值.
(1)
依题意得 ,解得 ,
所以椭圆方程为 .
(2)
依题意可知直线 和直线 的斜率存在且互为相反数,
设直线 的斜率为 ,则直线 的斜率为 ,
直线 的方程为 ,
由 消去 并化简得 ,
,
则 ,根据直线 、直线 的对称性可知 .
设 ,则 ,
,则 ,
故 ,以 替换 ,得 ,
所以 ,
所以直线 的斜率为定值 .
8.已知双曲线 的左焦点坐标为 ,直线 与双
曲线 交于 两点,线段 中点为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)经过点 与 轴不重合的直线 与双曲线 交于两个不同点 ,点 ,直
线 与双曲线 分别交于另一点 .
①若直线 与直线 的斜率都存在,并分别设为 .是否存在实常数 ,使得 ?
若存在,求出 的值;若不存在,请说明理由.
②证明:直线 恒过定点.
【答案】(1)
(2)①存在, ;②证明见解析
【分析】(1)由点差法可得 ,结合 及 ,可求得结果.
(2)①又直线 与双曲线 相交可求得 ,再设 ,联立结
合韦达定理可求得 的坐标,进而得 ,代入可求解.
②由①知 ,由对称性知 过的定点 在 轴上,计算
可得解.
(1)
由题意知 ,直线 的斜率为 ,设 ,
由题意 ,两式相减得: ,整理得: ,即 ,
又 ,所以 ,即双曲线 ,
经检验满足题意.
(2)
①因为 的斜率 存在且 ,设 , ,
联立 ,消去 整理得: ,
由题意得 ,解得
又 ,设直线 ,
联立 ,整理得 ,
由韦达定理得 ,
又 , ,
于是 ,
故 ,同理可得 ,
, ,为定值 ,所以 的值
②由①知 (*),
由对称性知 过的定点 在 轴上,在(*)
令 ,得 ,
解得
直线 恒过定点
一、解答题
1.(2022·全国·高考真题)已知双曲线 的右焦点为 ,渐近线
方程为 .
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点 在C上,且
.过P且斜率为 的直线与过Q且斜率为 的直线交于点M.从下面
①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立:
①M在 上;② ;③ .
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】(1)利用焦点坐标求得 的值,利用渐近线方程求得 的关系,进而利用
的平方关系求得 的值,得到双曲线的方程;
(2)先分析得到直线 的斜率存在且不为零,设直线AB的斜率为k, M(x,y),由③|AM|=|
0 0
BM|等价分析得到 ;由直线 和 的斜率得到直线方程,结合双曲线的
方程,两点间距离公式得到直线PQ的斜率 ,由② 等价转化为 ,
由① 在直线 上等价于 ,然后选择两个作为已知条件一个作为结论,进行证明即可.
(1)
右焦点为 ,∴ ,∵渐近线方程为 ,∴ ,∴ ,∴
,∴ ,∴ .
∴C的方程为: ;
(2)
由已知得直线 的斜率存在且不为零,直线 的斜率不为零,
若选由①②推③或选由②③推①:由②成立可知直线 的斜率存在且不为零;
若选①③推②,则 为线段 的中点,假若直线 的斜率不存在,则由双曲线的对称
性可知 在 轴上,即为焦点 ,此时由对称性可知 、 关于 轴对称,与从而 ,
已知不符;
总之,直线 的斜率存在且不为零.
设直线 的斜率为 ,直线 方程为 ,
则条件① 在 上,等价于 ;
两渐近线的方程合并为 ,
联立消去y并化简整理得:
设 ,线段中点为 ,则 ,
设 ,
则条件③ 等价于 ,
移项并利用平方差公式整理得:
,
,即 ,
即 ;
由题意知直线 的斜率为 , 直线 的斜率为 ,
∴由 ,
∴ ,所以直线 的斜率 ,
直线 ,即 ,
代入双曲线的方程 ,即 中,
得: ,
解得 的横坐标: ,
同理: ,
∴
∴ ,
∴条件② 等价于 ,
综上所述:
条件① 在 上,等价于 ;
条件② 等价于 ;
条件③ 等价于 ;
选①②推③:
由①②解得: ,∴③成立;
选①③推②:
由①③解得: , ,
∴ ,∴②成立;
选②③推①:
由②③解得: , ,∴ ,
∴ ,∴①成立.
2.(2022·全国·高考真题(理))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.
【答案】(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.
(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 ;
(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 ,
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
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 .
3.(2022·全国·高考真题(文))已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,
且过 两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点 的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点
T,点H满足 .证明:直线HN过定点.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将给定点代入设出的方程求解即可;
(2)设出直线方程,与椭圆C的方程联立,分情况讨论斜率是否存在,即可得解.
(1)
解:设椭圆E的方程为 ,过 ,则 ,解得 , ,
所以椭圆E的方程为: .
(2)
,所以 ,
①若过点 的直线斜率不存在,直线 .代入 ,
可得 , ,代入AB方程 ,可得
,由 得到 .求得HN方程:
,过点 .
②若过点 的直线斜率存在,设 .
联立 得 ,
可得 , ,
且
联立 可得
可求得此时 ,
将 ,代入整理得 ,
将 代入,得
显然成立,
综上,可得直线HN过定点
4.(2022·北京·高考真题)已知椭圆: 的一个顶点为 ,焦距为 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点 作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴
交于点M,N,当 时,求k的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得 ,即可求出 ,从而求出椭圆方程;
(2)首先表示出直线方程,设 、 ,联立直线与椭圆方程,消元列出韦达
定理,由直线 、 的方程,表示出 、 ,根据 得到方程,解得即
可;
(1)
解:依题意可得 , ,又 ,
所以 ,所以椭圆方程为 ;
(2)
解:依题意过点 的直线为 ,设 、 ,不妨令
,
由 ,消去 整理得 ,
所以 ,解得 ,
所以 , ,
直线 的方程为 ,令 ,解得 ,
直线 的方程为 ,令 ,解得 ,
所以,
所以 ,
即
即
即
整理得 ,解得
5.(2022·全国·高考真题)已知点 在双曲线 上,直线l交C于
P,Q两点,直线 的斜率之和为0.
(1)求l的斜率;
(2)若 ,求 的面积.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)由点 在双曲线上可求出 ,易知直线l的斜率存在,设 ,
,再根据 ,即可解出l的斜率;
(2)根据直线 的斜率之和为0可知直线 的倾斜角互补,根据
即可求出直线 的斜率,再分别联立直线 与双曲线方程求出
点 的坐标,即可得到直线 的方程以及 的长,由点到直线的距离公式求出点A到
直线 的距离,即可得出 的面积.
(1)
因为点 在双曲线 上,所以 ,解得 ,即双曲
线 .
易知直线l的斜率存在,设 , ,联立 可得, ,
所以, ,
且 .
所以由 可得, ,
即 ,
即 ,
所以 ,
化简得, ,即 ,
所以 或 ,
当 时,直线 过点 ,与题意不符,舍去,
故 .
(2)
[方法一]:【最优解】常规转化
不妨设直线 的倾斜角为 ,因为 ,所以 ,由
(1)知, ,
当 均在双曲线左支时, ,所以 ,
即 ,解得 (负值舍去)
此时PA与双曲线的渐近线平行,与双曲线左支无交点,舍去;
当 均在双曲线右支时,
因为 ,所以 ,即 ,
即 ,解得 (负值舍去),
于是,直线 ,直线 ,
联立 可得, ,因为方程有一个根为 ,所以 , ,
同理可得, , .
所以 , ,点 到直线 的距离 ,
故 的面积为 .
[方法二]:
设直线AP的倾斜角为 , ,由 ,得 ,
由 ,得 ,即 ,
联立 ,及 得 , ,
同理, , ,故 ,
而 , ,
由 ,得 ,
故
6.(2020·山东·高考真题)已知抛物线的顶点在坐标原点 ,椭圆 的顶点分别
为 , , , ,其中点 为抛物线的焦点,如图所示.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若过点 的直线 与抛物线交于 , 两点,且 ,求直线 的方程.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)根据抛物线的焦点,求抛物线方程;(2)首先设出直线 的方程为,与抛物线方程联立,并利用韦达定理表示 ,并利用
,求直线的斜率,验证后,即可得到直线方程.
【详解】解:(1)由椭圆 可知 , ,
所以 , ,则 ,
因为抛物线的焦点为 ,可设抛物线方程为 ,
所以 ,即 .
所以抛物线的标准方程为 .
(2)由椭圆 可知 , ,
若直线 无斜率,则其方程为 ,经检验,不符合要求.
所以直线 的斜率存在,设为 ,直线 过点 ,
则直线 的方程为 ,
设点 , ,
联立方程组 ,
消去 ,得 .①
因为直线 与抛物线有两个交点,
所以 ,即 ,
解得 ,且 .
由①可知 ,
所以 ,则 ,
因为 ,且 ,
所以 ,
解得 或 ,
因为 ,且 ,
所以 不符合题意,舍去,
所以直线 的方程为 ,
即 .
7.(2022·天津·高考真题)椭圆 的右焦点为F、右顶点为A,上顶点
为B,且满足 .
(1)求椭圆的离心率 ;
(2)直线l与椭圆有唯一公共点M,与y轴相交于N(N异于M).记O为坐标原点,若
,且 的面积为 ,求椭圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件可得出关于 、 的等量关系,由此可求得该椭圆的离心率的
值;
(2)由(1)可知椭圆的方程为 ,设直线 的方程为 ,将直线 的方
程与椭圆方程联立,由 可得出 ,求出点 的坐标,利用三角形的面
积公式以及已知条件可求得 的值,即可得出椭圆的方程.
(1)
解: ,
离心率为 .
(2)
解:由(1)可知椭圆的方程为 ,易知直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,
联立 得 ,
由 ,①
, ,
由 可得 ,②
由 可得 ,③
联立①②③可得 , , ,故椭圆的标准方程为 .
8.(2022·浙江·高考真题)如图,已知椭圆 .设A,B是椭圆上异于 的两
点,且点 在线段 上,直线 分别交直线 于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;
(2)求 的最小值.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)设 是椭圆上任意一点,再根据两点间的距离公式求出
,再根据二次函数的性质即可求出;
(2)设直线 与椭圆方程联立可得 ,再将直线 方程与 的方程分别联立,可解得点 的坐标,再根据两点间的距离公式求出 ,
最后代入化简可得 ,由柯西不等式即可求出最小值.
(1)
设 是椭圆上任意一点, ,
,当且仅当
时取等号,故 的最大值是 .
(2)
设直线 ,直线 方程与椭圆 联立,可得 ,
设 ,所以 ,
因为直线 与直线 交于 ,
则 ,同理可得, .则
,
当且仅当 时取等号,故 的最小值为 .