第 12 讲 平面解析几何 章节总结 (精讲)
第一部分:典型例题讲解
题型一:直线与方程
角度1:直线的倾斜角与斜率
角度2:两条直线的平行与垂直
角度3:直线方程
角度4:直线的交点坐标与距离
题型二:圆与方程
角度1:圆的方程
角度2:直线与圆的位置关系
角度3:圆与圆的位置关系
题型三:圆锥曲线
角度1:根据定义求轨迹方程
角度2:求圆锥曲线的标准方程
角度3:离心率
角度4:中点弦问题
角度5:焦点三角形中的问题
角度6:圆锥曲线中的定点问题
角度7:圆锥曲线中的定值问题
角度8:圆锥曲线中的定直线问题
角度9:圆锥曲线中的向量问题
角度10:圆锥曲线中的最值、范围问题
第二部分:高考真题感悟
第一部分:典 型 例 题 剖 析
题型一:直线与方程
角度1:直线的倾斜角与斜率典型例题
例题1.(2022·全国·高二)设点 , ,直线 过点 且与线段 相交,则直线 的斜
率 的取值范围是( )
A. 或 B.
C. D.以上都不对
【答案】A
如图所示,直线PB,PA的斜率分别为 ,
结合图形可知 或
故选:A
例题2.(2022·四川凉山·高二期末(文))已知实数 满足 ,则 的取值范围
( )
A.-1 m B.-1 m<0或0<m
C.m 或m -1 D.m 1或m -1
【答案】C
就是点 , 所确定的直线的斜率,而 在 上,因为
, .
故选:C同类题型归类练
1.(2022·湖北·监利市教学研究室高二期末)已知点 ,若直线 与线段
没有公共点,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
直线 经过定点 .
因为 ,所以 ,
所以要使直线 与线段 没有公共点,
只需: ,即 .所以 的取值范围是 .
故选:A
2.(2022·贵州毕节·三模(理))曲线 与直线 有两个交点,则实数 的
取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
由 得: ,
令 ,解得: , 直线 恒过定点 ;
由 得: ,
由此可得曲线 的图形如下图所示,
由图形可知:当直线过点 时,直线斜率为 ,
若直线与曲线有两个不同交点,则直线斜率的取值范围为 ,
即 ,解得: ,即实数 的取值范围为 .
故选:D.
角度2:两条直线的平行与垂直
典型例题
例题1.(2022·江西鹰潭·高二期末(文)) 是直线 与直线 互相平
行的( )条件
A.必要而不充分 B.充分而不必要C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】B
由 解得 或 ,当 时, 与 平行,
当 时, 与 平行,
则直线 与直线 平行等价于 或 ,
所以 是直线 与直线 互相平行的充分而不必要条件.
故选:B
例题2.(2022·全国·高三专题练习)已知 , ,直线 : , : ,
且 ,则 的最小值为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】D
因为 ,所以 ,所以 , ,
所以
,
当且仅当 即 , 时取等号, 的最小值为 ,
故选:D
同类题型归类练
1.(2022·辽宁·建平县实验中学高二期末)已知直线 : 与直线 :
平行,则a的值是( )
A. B.1 C. 或1 D.4或
【答案】B
因直线 : 与直线 : 平行,
则有 ,解得 或 ,
当 时,直线 : 与直线 : 平行,
当 时,直线 : 与直线 : ,即 重合,
所以a的值是1.
故选:B2.(2022·广东·深圳市第七高级中学高三阶段练习)设 ,则直线 与直线
垂直的充分不必要条件是( )
A. B.
C. 或1 D. 或
【答案】B
直线 与直线 垂直,等价于 ,解得 或 ,
所以直线 与直线 垂直的充分不必要条件是B选项.
故选:B
3.(2022·全国·高三专题练习(文))已知 , ,直线 , ,
且 ,则 的最小值为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】D
因为 ,所以 ,即 ,
因为 , ,所以 , ,
所以
,
当且仅当 , 时,等号成立.
故选:D.
角度3:直线方程
典型例题
例题1.(2022·贵州贵阳·高二期末(理))过点 且与直线 平行的直线方程是
( )
A. B. C. D.
【答案】A
因为所求直线与直线l平行,
所以设所求直线方程为: ,
又所求直线过点 ,代入可得 ,解得 ,所以所求直线为 ,即 .
故选:A
例题2.(2022·内蒙古赤峰·高二期末(理))已知直线 , ,则过 和 的交点且
与直线 垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
由于所求出直线与直线 垂直,所以设所求直线为 ,
由 ,得 ,即 和 的交点为 ,
因为直线 过点 ,
所以 ,得 ,
所以所求直线方程为 ,
故选:D
同类题型归类练
1.(2022·全国·高二专题练习)直线 过点 且与点 的距离最远,那么 的方程为______.
【答案】
直线 过点 且与点 的距离最远,
则直线 与直线AB垂直,
直线 的斜率为: ,
直线 的方程为 ,即 .
故答案为: .
2.(2022·贵州遵义·高二期末(文))过点 且与双曲线: 的渐近线垂直的直线方程为
______.
【答案】 或
解:因为双曲线 的渐近线为 ,
过点 与 垂直的直线方程为 ,即 ;
过点 与 垂直的直线方程为 ,即 ;故答案为: 或 .
3.(2022·江苏·高二)经过两条直线 和 的交点,并且平行于直线 的直线
的一般式方程为______.
【答案】
由 解得 ,故交点坐标为 ,由平行于直线 可得斜率为1,
故方程为 ,化为一般方程为 .
故答案为: .
角度4:直线的交点坐标与距离
典型例题
例题1.(2022·全国·高二专题练习)已知直线 和 相交,且交点在第二象限,则实数
的取值范围为____.
【答案】
当 ,直线 和 平行,不满足题意,
故 ,此时联立方程 ,解得 ,
因为交点在第二象限,
所以 ,解得 ,
故实数 的取值范围为 .
故答案为:
例题2.(2022·江西上饶·高二期末(文))双曲线 的右焦点到直线 的距离为
___________.
【答案】
双曲线 ,则 , ,
所以 ,所以双曲线的右焦点为 ,所以右焦点 到直线 的距离为 .
故答案为: .
例题3.(2022·全国·高二期末)数学家华罗庚说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”,事实上,很多
代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如:与 相关的代数问题,可以转化为点
与点 之间的距离的几何问题.结合上述观点:对于函数 ,
的最小值为______.
【答案】
函数 ,
表示点 与点 与 距离之和的最小值,则点 在 轴上,
点 关于 轴的对称点 ,
所以 ,
所以 的最小值为: .
故答案为: .
同类题型归类练
1.(2022·全国·高二课时练习)两平行线 与 之间的距离为______.
【答案】
因为直线 ,即为 ,
所以两平行直线 与 之间的距离为
.
故答案为: .
2.(2022·青海海东·高二期末(理))我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难人
微”.事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:与 相关的代数问题可以
转化为点 与点 之间距离的几何问题.结合上述观点,可得方程
的解是__________.
【答案】因为 ,所以 ,可转化为点 到点
和点 的距离之和为 ,所以点 在椭圆 上,则 ,解得 .
故答案为:
题型二:圆与方程
角度1:圆的方程
典型例题
例题1.(2022·陕西咸阳·高一期末)过四点 , , , 中的三点的一个圆的方程为
______.
【答案】 或
或 或
设圆的一般方程为 ,
若圆过 三点,
则 ,解得 ,
此时圆的一般方程为 ;
若圆过 三点,
则 ,解得 ,
此时圆的一般方程为 ;
若圆过 三点,
则 ,解得 ,
此时圆的一般方程为 ;
若圆过 三点,
则 ,解得 ,此时圆的一般方程为 ;
故答案为: 或
或 或
同类题型归类练
1.(2022·全国·高二专题练习)求过直线 和圆 的交点,并且面积最小的
圆的方程.
【答案】
由已知条件,所求圆一定是以直线 被圆 截得的弦为直径的圆,
由方程组 ,解得直径的两端点分别为 , ,线段 的中点为
即所求圆的圆心, ,则 ,
所求圆的方程为 .
2.(2022·江苏·高二专题练习)求下列圆的方程
(1)若圆 的半径为 ,其圆心与点 关于直线 对称,求圆 的标准方程;
(2)过点 的圆 与直线 相切于点 ,求圆 的标准方程.
【答案】(1)
(2)
(1) 点 关于直线 对称的点为 ,
圆 是以 为圆心, 为半径的圆, 圆 的标准方程为 .
(2) 两点在圆 上, 圆 的圆心在 垂直平分线上;
, 中点为 , 的垂直平分线方程为 ;
直线 与圆 相切于点 , 直线 与直线 垂直,
, 直线 方程为: ,即 ;
由 得: , 圆心 ,半径 ,
圆 的标准方程为 .
角度2:直线与圆的位置关系典型例题
例题1.(2022·重庆南开中学高一期末)已知圆 .
(1)过点 作圆 的切线l,求切线l的方程;
(2)设过点 的直线 与圆 交于 两点,若点 、 分圆周得两段弧长之比为1:2,求直线 得方
程.
【答案】(1) 或 ;
(2) 或
(1)由 可得 ,
即圆心为 ,半径 ,
显然当直线斜率不存在时, 是圆的切线,
当直线斜率存在时,设直线为 ,即 ,
由圆心到直线的距离 ,解得 ,
故切线为 或 .
(2)因为点A、B分圆周得两段弧长之比为1:2,故 ,
所以 ,故圆心到直线的距离 ,
直线斜率不存在时,由 知,不符合题意,
当直线斜率存在时,设直线方程为 ,
则圆心到直线的距离 ,解得 ,
故直线方程为 或 .
例题2.(2022·江苏·高二专题练习)已知圆 .
(1)若一直线被圆 所截得的弦的中点为 ,求该直线的方程;
(2)设直线 与圆 交于 , 两点,把 的面积 表示为 的函数,并求 的最大值.
【答案】(1)
(2) ,最大值为 .
(1)圆 化为标准方程为: .则 .
设所求的直线为m.由圆的几何性质可知: ,所以 ,
所以所求的直线为: ,即 .
(2)设圆心C到直线l的距离为d,则 ,且 ,所以
因为直线 与圆C交于A,B两点,所以 ,解得: 且 .
而 的面积:
因为
所以 (其中 时等号成立).
所以S的最大值为 .
同类题型归类练
1.(2022·贵州遵义·高二期末(文))在平面直角坐标系中,光线 过点 ,经 轴反射后与圆 :
有交点
(1)当反射后光线经过圆心 ,求光线 的方程;
(2)当反射后光线与圆 相切,求光线 的方程.
【答案】(1) (2) 或
(1)点 关于 轴对称的点为 ,由光线的折射性质,反射光线经过圆心 ,所以
,
易知 ,所以 ,
所以光线 的方程为 .
(2)设经过 的直线方程为 由于折射光线与圆相切,
所以圆心到直线的距离等于半径,即 ,
化简得: ,解得 或 ,
所光线 的方程为 或 .
2.(2022·四川乐山·高一期末)已知直线l过点 交圆 于A、B两点.
(1)当直线l的倾斜角为 时,求 的长;
(2)当 最小时,求直线l的方程.
【答案】(1) (2)
(1)圆 的圆心 ,半径
因为直线l的斜率为 ,
则过点 的直线l的方程为 ,即 ,
则圆心 到直线l的距离 ,
所以 .
(2)由题知,当直线 时, 最小,此时 ,
故直线l的方程为 ,即 .
角度3:圆与圆的位置关系
典型例题
例题1.(2022·上海市复旦实验中学高二期末)已知圆 : ,其中 .
(1)已知圆 与圆: 外切,求 的值;
(2)如果直线 与 相交所得的弦长为 ,求 的值.
【答案】(1) ;(2) .
(1)解:由圆 ,可得 ,则圆心 ,半径 ,
由圆 ,可得圆心 ,半径 ,因为两圆外切,则 ,解得
.
(2)解:圆 的圆心坐标为 ,半径为 .圆心到直线的距离 ,又直线
与圆 相交所得的弦长为 , ,解得 . 的值为 .
例题2.(2022·全国·高二专题练习)已知圆 与圆 .(1)求证:圆 与圆 相交;
(2)求两圆公共弦所在直线的方程;
(3)求经过两圆交点,且圆心在直线 上的圆的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
(1)证明:圆 : 化为标准方程为 ,
,
圆 的圆心坐标为 ,半径为 ,
,
, 两圆相交;
(2)解:由圆 与圆 ,
将两圆方程相减,可得 ,
即两圆公共弦所在直线的方程为 ;
(3)解:由 ,解得 ,
则交点为 , ,
圆心在直线 上,设圆心为 ,
则 ,即 ,解得 ,
故圆心 ,半径 ,
所求圆的方程为 .
例题3.(2022·江苏南通·高二期末)已知圆 ,点 .
(1)若 ,半径为 的圆 过点 ,且与圆 相外切,求圆 的方程;
(2)若过点 的两条直线被圆 截得的弦长均为 ,且与 轴分别交于点 、 , ,求 .
【答案】(1) 或 (2)
(1)解:设圆心 ,圆 的圆心为 ,由题意可得 ,解得 或 ,
因此,圆 的方程为 或 .
(2)解:若过点 的直线斜率不存在,则该直线的方程为 ,
圆心 到直线 的距离为 ,不合乎题意.
设过点 且斜率存在的直线的方程为 ,即 ,
由题意可得 ,整理可得 ,
设直线 、 的斜率分别为 、 ,
则 、 为关于 的二次方程 的两根,
,
由韦达定理可得 , ,
在直线 的方程 中,令 ,可得 ,即点
在直线 的方程 中,令 ,可得 ,即点 ,
所以, ,解得 .
同类题型归类练
1.(2022·江苏·高二课时练习)求圆 与圆 的公共弦的长.
【答案】
根据题意,设两圆的交点为 和 ,
又由圆 ,圆 ,
则直线 的方程为 ,
圆 的圆心为 ,半径 ,
圆心 到直线 的距离 ,
则 ,即圆 与圆 的公共弦的长为 .
2.(2022·天津西青·高二期末)已知圆 : ,直线 : .
(1)求证:直线 与圆 相交,并求相交所得弦中最短弦的长;
(2)若圆 : ,圆 、直线 三者有公共点,求 的值.
【答案】(1)证明见解析, (2)
(1)易知直线 : 恒过点 ,
, 点 在圆 内,
直线 与圆 相交,
圆 的圆心坐标为 ,半径为 .
当点 为弦中点时,弦长最短,此时半弦、 、半径构成以半径为直角边的直角三角形.
, 所求最短弦的长为 .
(2)圆 与圆 的公共点在直线 上,
即在直线 上,
,
点 在直线 上、在圆 内,且圆 、圆 、直线 有公共点,
直线 : 与直线 重合.
,解得 即为所求.
题型三:圆锥曲线
角度1:根据定义求轨迹方程
典型例题
例题1.(2022·全国·高二课时练习)若动点 满足 ,则点 的轨
迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【答案】D
由题意,动点 满足 ,
即 ,即动点 到定点 的距离等于动点 到定直线 的距离,
又由点 不在直线 上,
根据抛物线的定义,可得动点 的轨迹为以 为焦点,以 的抛物线.
故选:D.
例题2.(2022·全国·高二专题练习)已知 是两个定点 且 的周长等于 则顶点 的轨
迹方程为______.
【答案】 或
【详解】
,且△ABC的周长等于16,
,故顶点 的轨迹是以 为焦点的椭圆,除去与 轴的交点,
, ,
,故顶点 的轨迹方程为 或
故答案为: 或
例题3.(2022·全国·高二课时练习)已知平面内两定点 , ,动点 满足 ,
则点 的轨迹方程是___________.
【答案】
由题意知: , ,故M的轨迹是以 为焦点,实轴长 的双曲线,
设双曲线方程为 ,由 可得 ,故点M的轨迹方程是 .
故答案为: .
同类题型归类练
1.(2022·全国·高二单元测试)若动圆与两定圆 及 都外切,则动圆圆心的
轨迹方程是___________.
【答案】
设圆 为 可得圆心 ,半径 ,
设圆 为 可得圆心 ,半径 ,且 ,
设动圆圆心为 ,半径为 ,因为动圆 同时与圆 外切和圆 外切,所以 , ,
所以 ,
所以点 的轨迹是以 , 为焦点的双曲线的左支,
所以 , , ,
所以动圆的圆心 的轨迹方程为: .
故答案为: .
2.(2022·全国·高二专题练习)点P到点 、 的距离之和为 ,求动点P的轨迹方程.
【答案】见解析
解:由题意, ,
当 时,点P到点 、 的距离之和为8,所以动点P的轨迹为线段 ,
所以动点P的轨迹方程为 ;
当 时,点P到点 、 的距离之和为 ,所以由椭圆的定义知动点P的轨迹
为以 、 为焦点,长轴长为 的椭圆,
所以 ,
所以动点P的轨迹方程为 ;
当 时,点P到点 、 的距离之和为 ,所以动点P的轨迹不表示任何曲线,
无轨迹方程.
3.(2022·全国·高三专题练习)动点 到y轴的距离比它到定点 的距离小2,求动点
的轨迹方程.
【答案】 或 .
解:∵动点M到y轴的距离比它到定点 的距离小2,
∴动点M到定点 的距离与它到定直线 的距离相等.
∴动点M到轨迹是以 为焦点, 为准线的抛物线,且 .
∴抛物线的方程为 ,
又∵x轴上点 左侧的点到y轴的距离比它到 点的距离小2,
∴M点的轨迹方程为 ②.综上,得动点M的轨迹方程为 或 .
角度2:求圆锥曲线的标准方程
典型例题
例题1.(2022·贵州遵义·高二期末(理))若直线 过椭圆 短轴端点和左
顶点,则椭圆方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
直线 交x轴于 ,交y轴于 ,依题意, ,
所以椭圆方程为 .
故选:B
例题2.(2022·河南·信阳高中高二期末(理))已知焦距为4的双曲线 的一条渐近
线与直线 垂直,则该双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
由已知焦距为4,所以 , ,又双曲线方程的渐近线方程为: ,而直线的斜率
,且直线与一条渐近线垂直,所以 ,即 ,由 解得 ,所
以双曲线方程为:
故选:C.
例题3.(2022·上海徐汇·高二期末)以坐标原点为顶点,以 轴为对称轴,并经过点 的抛物线
的标准方程为___________.
【答案】
由题意设抛物线方程为 ( ),
则 , ,
所以抛物线方程为 .故答案为: .
同类题型归类练
1.(2022·贵州铜仁·高二期末(文))焦点在x轴上的椭圆过点 ,离心率 ,则其标准方
程是______________.
【答案】
解:设椭圆的标准方程为 ,
则有 ,解得 ,
所以椭圆的标准方程为 .
故答案为: .
2.(2022·全国·高二专题练习)椭圆的离心率为 , 为椭圆的一个焦点,若椭圆上存在一点与 关于直
线 对称,则椭圆方程为________.
【答案】 或
由椭圆的离心率 ,则 c,
由 则 ,
不妨设椭圆方程为
所以焦点 关于 : 的对称点设为 ,则
,解得 ,
由点 在椭圆上,得
由椭圆的对称性可知椭圆的焦点坐标也可以在 轴上,
所以椭圆的标准方程为: 或 .故答案为: 或 .
3.(2022·全国·高二专题练习)已知双曲线的一条渐近线方程为 ,且经过点 ,则该双曲线
的标准方程为________.
【答案】
根据题意知, ,所以点 在渐近线方程 的右下方,
所以该双曲线的焦点在 轴上,设标准方程为 ,且 ;
又 ,所以 ;
又 1,即 1,
解得 , ,
所以双曲线的标准方程是 .
故答案为:
4.(2022·云南曲靖·高二期末)过抛物线 的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线于
点C,若 ,则此抛物线方程为__________.
【答案】
如图,作 准线于 , 准线于 ,设 ,由抛物线定义得 , ,故 ,
在直角三角形 中,因为 , ,所以 ,从而得 ,
设准线与x轴交于 ,则 ,所以 ,因此抛物线方程为 .
故答案为: .
角度3:离心率
典型例题
例题1.(2022·全国·郑州一中模拟预测(理))已知 , 分别为双曲线 的两个
焦点,双曲线上的点 到原点的距离为 ,且 ,则该双曲线的离心率为
( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
设 为双曲线的下焦点, 为双曲线的上焦点,如图,过点P作 于点H,
∵ ,
∴ ,∴ .
∵ ,∴ .
∵ ,且 ,∴ ,则
由余弦定理得 ,
化简得 .例题2.(2022·浙江湖州·模拟预测)已知双曲线 的左、右焦点分别是 、
,点 是双曲线 右支上一点,满足 ,若以点 为圆心, 为半径的圆与圆
内切,与圆 外切,其中 ,则双曲线 的离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
由已知可得 ,所以 ,
由余弦定理可得 ,可得 ,
,因此, .
故选:C.
例题3.(2022·全国·南京外国语学校模拟预测)在平面直角坐标 中,双曲线 :
的右焦点为 ,点 是 在第一象限内的点,延长 交 于另一点 ,使得
, ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.3
【答案】B
如图,记 的左焦点为 ,连接 , ,
由双曲线的对称性知, ,所以 ,
在 上,根据双曲线性质知: ,即 .
因为 ,所以 .
因为 , , ,而 ,
所以 ,即 是直角三角形,故 .
在 中, ,整理得 ,所以 .
故选:B.
例题4.(2022·全国·模拟预测)设 是椭圆C: 的上顶点, 是 上的一个动点,
当 运动到下顶点时, 取得最大值,则 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
设 , ,因为 , ,
所以 , ,由题意知当
时, 取得最大值,所以 ,可得 ,即 .
故选:C.
同类题型归类练
1.(2022·青海·海东市第一中学模拟预测(文))已知椭圆 ,直线 与椭圆C
交于A,B两点,O为原点,若三角形AOB是等腰直角三角形,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
将 代入C中,得 , ,由题意得 ,
即 , .
故选:D.2.(2022·四川成都·模拟预测(理))椭圆 的左右焦点分别为 ,右顶点为 ,点 在椭圆
上,满足 ,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
由 , 得 ,故 ,即 ,故
, ,在 中,由余弦定理可得:
, △
,化简得
,即 ,则 ,
,因为 ,所以
解得 或 (舍),
故选:B.
3.(2022·河南安阳·模拟预测(理))已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点A
是C左支上一点,点B是C渐近线上一点,O为坐标原点.若 ,则C的离心率为
_________.
【答案】如图,不妨设 在第三象限,则 在 上, ,又 ,则 ,则
,
则 的纵坐标为 ,代入 得 ,则 ,由 可得 ,
,
又 为 中点,则 为 中点,则 ,又 在 上,则 ,
整理得 ,则离心率为 .
故答案为: .
4.(2022·河南省杞县高中模拟预测(理))如图,已知 , 分别为椭圆C: 的左、
右焦点,A为C上位于第一象限内的一点, 与y轴交于点B,若 ,则C的离心率
为______.
【答案】
由题意知, ,设 ,
由 ,得 , ,
, ,
在 中, , ,
在 中, ;
根据椭圆的定义, ,所以 .
故答案为:
5.(2022·河南洛阳·模拟预测(理))已知F是椭圆 : ( )的右焦点,A为椭圆
的下顶点,双曲线 : ( , )与椭圆 共焦点,若直线 与双曲线 的一条渐近
线平行, , 的离心率分别为 , ,则 的最小值为______.
【答案】
解:设 的半焦距为c( ),则 ,又 ,
所以 ,又直线 与 的一条渐近线平行,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
又 ,
当且仅当 ,即 , 时等号成立,
即 的最小值为 .
故答案为:
角度4:中点弦问题
典型例题
例题1.(2022·陕西·长安一中模拟预测(理))已知椭圆 + =1( )的右焦点为 ,过
点 的直线交椭圆于 、 两点.若 的中点坐标为(1,-1),则 的方程为
A. + =1 B. + =1C. + =1 D. + =1
【答案】D
设 、 ,所以 ,运用点差法,所以直线 的斜率为 ,设直线方程为
,联立直线与椭圆的方程 ,所以 ;又因为
,解得 .
例题2.(2022·云南曲靖·二模(文))设直线 与双曲线 交于 , 两点,若 是
线段 的中点,直线 与直线 ( 是坐标原点)的斜率的乘积等于 ,则双曲线 的离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
设 , ,则直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
即 .
因为点 , 在双曲线 上,所以有 , ,
化简可得: ,
所以有 ,离心率为 .
故选:D.
例题3.(2022·四川绵阳·二模(理))已知 为抛物线 上的两点, ,若 ,
则直线 的方程为_________.
【答案】
设 又 ,
因为 ,所以 ,
又 ,则 ,得则直线 的斜率为 ,故直线 的方程为 ,
化简为 .
联立 ,可得
,直线与抛物线有两个交点,成立
故答案为: .
同类题型归类练
1.(2022·贵州·贵阳一中高三阶段练习(理))已知双曲线 的左、右焦点分别为 过左焦点
作斜率为2的直线与双曲线交于A,B两点,P是AB的中点,O为坐标原点,若直线OP的斜率为 ,
则b的值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
解:设 、 ,则 , ,
两式相减可得 ,
为线段 的中点, , ,
,又 , ,
,即 , ,
故选:D.
2.(2022·全国·三模(理))已知抛物线C: 的焦点为F,直线l与抛物线C交于A,B两点,线
段AB的中点为 ,则点F到直线l的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
设 , ,则 , ,所以 ,
即 ,
因为AB的中点为 , ,所以直线 的斜率 ,所以直线 的方程为 ,
所以焦点 到直线 的距离 ,
故选:A.
3.(2022·上海·模拟预测)已知椭圆 ( )与直线 交于A、B两点, ,
且 中点的坐标为 ,则此椭圆的方程为________.
【答案】
由于 的中点坐标为 且满足直线方程 ,
即有 ,解得 ,则 的中点坐标为 .
设 , ,由 得 ,
则 ,
∵ 的中点坐标为 ,∴ ,即 ,
则 ,即 ,故 ,
又 ,
解得 ,故 .
∴椭圆方程为 .
故答案为: .
4.(2022·青海·大通回族土族自治县教学研究室一模(文))已知椭圆 : 的左焦
点为 ,过 作一条倾斜角为 的直线与椭圆 交于 , 两点,若 为线段 的中点,则椭
圆 的离心率是___________.
【答案】设 , , , 在椭圆上,所以 , ,
两式相减,得 ,
又 为线段 的中点,所以
,即 ,即 ,所以 .
故答案为:
5.(2022·黑龙江·哈尔滨三中一模(理))椭圆 内,过点 且被该点平分的弦所在的直线
方程为______.
【答案】
设直线与椭圆的两个交点为 ,因为 在椭圆上,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 的方程为: ,即 ,
故答案为: .
角度5:焦点三角形中的问题
典型例题
例题1.(2022·江苏南京·高三开学考试)双曲线 的左、右焦点分别为 为 左支
上一动点,直线 与 的右支交于点 ,且 与 的周长相等,则
( )
A. B. C. D.
【答案】B
记 的焦距为 ,则 ,又 与 的周长相等,即 ,
又 ,且 ,即 ,
所以 .
故选:B.
例题2.(2022·河南·华中师范大学附属息县高级中学高二阶段练习(文))若 为椭圆 : 的
右焦点, 为 上两动点,则 周长的最大值为( )
A.4 B.8 C.10 D.20
【答案】D
解:设 为椭圆 的左焦点,
则由椭圆的定义可得:
,
当 共线时, ,
当 不共线时, ,
所以△ABF周长的最大值为20.
故选:D.
例题3.(2022·新疆·三模(理))已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过点
且斜率为 的直线与双曲线在第二象限交于点 , 为 的中点,且 ,则双曲线
的渐近线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A解:由 ,即 ,又 ,且 ,
解得 或 (舍去),
由 且 为 的中点,知 ,
∴ ,
∴ ,∴ ,又 ,
∴ ,∴渐近线方程为 .
故选:A
例题4.(2022·全国·高二专题练习)设 是椭圆 的两个焦点, 是椭圆上的点,且
,则 的面积等于_______.
【答案】
由 ,且 ,
在 中, ∠
.
故答案为:
例题5.(2022·全国·高二专题练习)已知双曲线 1的左、右焦点分别为 , 为双曲线的中心, 是双曲线右支上的点, 的内切圆的圆心为 ,且圆 与 轴相切于点 ,过 作直线 的
垂线,垂足为 ,则 ________.
【答案】
根据题意得 、 ,
设 的内切圆分别与 切于点 ,与 切于点 ,
则 , , ,
又点 在双曲线右支上,
,故 ,而 ,
设 点坐标为 ,
则由 可得 ,解得 ,
故 ,
则 的内切圆的圆心在直线 上,
延长 交 于 ,在三角形 中,由题意得,三角形 是一个等腰三角形, ,
在三角形 中,有 ,
.
故答案为:1.
同类题型归类练1.(2022·江西九江·三模(理))双曲线 的左右焦点分别为 , , 为圆
与该双曲线的一个公共点,则 的面积为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
由双曲线方程 知 , ,
恰好为圆 的直径,所以 ,如图所示:
由双曲线定义知 , ,
∴ ,
∴ ,
故选:A.
2.(2022·河南安阳·模拟预测(文))已知 , 分别是双曲线C: 的左、右两个焦点,点M
在双曲线的右支上,且 ,则 ( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【答案】D
由 , 分别是双曲线C: 的左、右两个焦点,可得: .
由双曲线的定义可得: ,而 ,解得: .
由余弦定理得:所以 90°.
故选:D
3.(2022·陕西·长安一中三模(文))已知椭圆C: 的焦点为 , ,第一象限点P在C上,且
,则 的内切圆半径为_________.
【答案】 ##
由已知条件得 , , ,则 (-1,0), (1,0).
设点P的坐标为( , ),则 ,
,即 ①,
∵第一象限点P在C上,
∴则 ,即 ②,
联立解得
由椭圆的定义得
设 的内切圆半径为r,则
又∵ ,
∴ ,即 .
故答案为:
4.(2022·全国·高二专题练习)椭圆 的焦点为 点 在椭圆上,若 则 的大
小为___.
【答案】
, .
在 中, ,
.
故答案为: .5.(2022·全国·模拟预测(理))已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,过 的
直线与 交于A,B两点,满足 且 ,则 ______.
【答案】
因为 , ,所以 , .设 ,根据椭圆定义可得
,所以 .因为 ,所以 ,所以 ,即
,解得 .所以 ,则 ,
,所以
.
故答案为:
6.(2022·广东广州·高二期末)双曲线 的左、右焦点分别为 , ,直线 过
与双曲线 的左支和右支分别交于 两点, .若 轴上存在点 满足 ,则双曲线
的离心率为__________.
【答案】
由题意, 即有 ,根据相似关系可得 ,设 ,则 , 在双曲线的左支,则 , 在双曲线的右支,则 ,又 ,列出勾股
定理方程: ,解得 .在 中, , ,列勾股定理可
得 ,于是 , .
故答案为: .
7.(2022·上海市第三女子中学高二期末)已知椭圆 : 的离心率为 ,其左右焦点
为 、 ,斜率为1的直线 经过右焦点 ,与椭圆 交于不同的两点A、B, 的周长为12.
(1)求椭圆 的方程;
(2)求 的面积.
【答案】(1) (2)
(1)解:由题可知, 的周长为12,即 ,所以 ,
又椭圆 的离心率为 ,即 ,所以 ,
又 ,所以 ,所以椭圆 的方程为 .
(2)解:由(1)得 ,则直线 的方程为 ,
设 ,且 ,
由 消去 ,得 , ,
则 ,
所以 ,
因为
所以 .
即 的面积为 .8.(2022·全国·高二专题练习)已知椭圆 : 内有一点 , , 分别为椭圆的左、右焦
点, 为椭圆 上的一点,求:
(1) 的最大值与最小值;
(2) 的最大值与最小值.
【答案】(1)最大值为 ,最小值为
(2)最大值为 ,最小值为
(1)由椭圆 可知 , , ,
则 , ,
则 ,当且仅当 、 、 三点共线时成立,
所以 ,
所以 的最大值与最小值分别为 和 ;
(2) , , ,
设 是椭圆上任一点,由 , ,
,
等号仅当 时成立,此时 、 、 共线,
由 ,
,
等号仅当 时成立,此时 、 、 共线,故 的最大值 与最小值为 .
角度6:圆锥曲线中的定点问题
典型例题
例题1.(2022·全国·高三专题练习)双曲线 ,过点 的直线 和 相互垂直(斜率存
在), 、 分别是 和 的中点.求证:直线 过定点.
【答案】证明见解析
设 直线为 , ,
可得 且 ,
由 , ,两式相减得到 ,即 ,
又由 ,解得 ,即 ,
(1)当 时,M点即是P点,此时,直线MN为x轴.
(2)当 时,将上式M点坐标中的 换成 ,同理可得 .
①当直线 不垂直于x轴时,直线 的斜率 ,
其方程 ,化简得 ,
此时直线 过定点 .
②当直线 垂直于x轴时, ,此时 ,直线MN也过定点 .综上所述,直线MN过定点 .
例题2.(2022·湖北·武汉市第十一中学高二期末)已知双曲线 的左、右焦点分
别为 , ,动点 满足 .
(1)求动点 的轨迹方程;
(2)若动点 在双曲线 上,设双曲线 的左支上有两个不同的点 , ,点 ,且
,直线 与双曲线 交于另一点 .证明:动直线PB经过定点.
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)因为 ,
所以,动点M的轨迹是以点 、 为左、右焦点的双曲线的左支,
则 ,可得 , ,所以,点M的轨迹方程为 ;
(2)证明:∵ ,∴直线PQ垂直于x轴,
易知,直线BP的斜率存在且不为0,设直线BP的方程为 ,
设 , ,则 ,
联立 ,化简得: ,
直线与双曲线左支、右支各有一个交点,需满足 或 ,∴ , ,
又 ,又N、B、Q三点共线,且NQ斜率存在,
∴ ,即 ,∴ ,
∴ ,∴ ,
化简得: ,∴ ,
∴ ,即 ,满足判别式大于0,即直线BP方程为 ,所以直线BP过定点 .
例题3.(2022·河南·模拟预测(理))已知抛物线 的焦点为 ,过 且不垂直于 轴
的直线 交 于 , 两点,且当 的倾斜角为 时, .
(1)求 的方程;(2)设 为 轴上一点,且 ,证明: 的外接圆过定点.
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)当l的倾斜角为 时,l的斜率为1, ,则 : ,代入C的方程,得 ,即
,
设 , ,则 , ,
根据抛物线的几何性质可知, , ,
由 ,可知, ,
因为 ,
可知 ,
,
所以 ,
所以 ,C的方程为 .
(2)设 的外接圆与x轴的另一个交点为 ,
由 可知, ,
则直线AQ的斜率 与直线BQ的斜率 满足 .
设l的斜率为k,由(1)可知, ,代入 ,
则 ,即 , .
设 , ,则 , , , ,
所以 ,
即 , ,
所以 , 为定点,则 的外接圆过定点 ,得证.
角度7:圆锥曲线中的定值问题典型例题
例题1.(2022·湖南郴州·高二期末)已知椭圆 : 的离心率为 ,左顶点坐标为
.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 的直线 与椭圆 相交于 , 两点,设点 ,问:直线 , 的斜率之和
是否为定值?若是,请求出该值;否则,请说明理由.
【答案】(1) (2) 为定值,定值为-2
(1)由题意得
又 ,所以
所以 ,
所以椭圆C: .
(2)当直线l斜率存在时,设直线l: ,(其中 ), , ,
联立 ,消y可得 ,
则 ,解得 或 ,
,
所以
(定值)
当直线l的斜率不存在时,直线l: ,则M,N关于x轴对称,所以 ,
所以 ,
综上可得 (定值)例题2.(2022·全国·高二)已知双曲线 的虚轴长为4,直线 为双曲
线 的一条渐近线.
(1)求双曲线 的标准方程;
(2)记双曲线 的左、右顶点分别为 ,过点 的直线 交双曲线 于点 (点 在第一象限),记
直线 斜率为 ,直线 斜率为 ,求 的值.
【答案】(1) ;(2) .
(1)∵虚轴长为4,
∴ ,即 ,
∵直线 为双曲线C的一条渐近线,
∴ ,∴ ,
故双曲线C的标准方程为 .
(2)由题意知, , ,
由题可知,直线 斜率不能为零,故可设直线 的方程为 ,
设 , ,
联立 ,得 ,
, ,
,
直线 的斜率 ,直线 的斜率 ,
.
同类题型归类练
1.(2022·江西上饶·高二期末(理))已知椭圆 的离心率为 ,短轴一个端点到
右焦点 的距离为2.
(1)求椭圆 的标准方程;(2)过点 的直线 交椭圆于 两点,交 轴于 点,设 ,试判断 是否为定值?
请说明理由.
【答案】(1) (2)是定值,理由见解析
(1)由题可得, ,又 ,
所以 ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)由题可得直线斜率存在,由(1)知 设直线 的方程为 ,则 ,消去 ,整理
得: ,
设 ,则 , ,
又 ,则 ,由 可得 ,所以
.
同理可得 ,.
所以
所以, 为定值 .
2.(2022·福建省龙岩第一中学高二开学考试)已知双曲线的中心在原点,对称轴为坐标轴,一条渐近线
方程为 ,右焦点 ,双曲线的实轴为 , 为双曲线上一点(不同于 , ),直线 ,
分别于直线 交于 , 两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)试判断 是否为定值,若为定值,求出该值;若不为定值,请说明理由.【答案】(1) (2)为定值,定值为
(1)依题意可设双曲线方程为: ,
则 ,所以所求双曲线方程为 .
(2) 、 、 ,
设 , , ,
因为 、 、 三点共线,所以 ,
所以 即 ,同理得 ,
, ,
则 ,
因为 ,所以 ,
∴
故 (定值).
3.(2022·广西柳州·模拟预测(理))已知平面上动点Q(x,y)到F(0,1)的距离比Q(x,y)到直
线 的距离小1,记动点Q(x,y)的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设点P的坐标为(0,-1),过点P作曲线C的切线,切点为A,若过点P的直线m与曲线C交于M,
N两点,证明: .
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
(1)Q(x,y),由题意,得 ,
当 时, ,平方可得 ,
当 时, ,平方可得 ,
由 可知 ,不合题意,舍去.综上可得 ,所以Q的轨迹方程C为 .
(2)不妨设 ,因为 ,所以 ,
从而直线PA的斜率为 ,解得 ,即A(2,1),
又F(0,1),所以 轴.要使 ,只需 .
设直线m的方程为 ,代入 并整理,得 .
首先, ,解得 或 .
其次,设 ,则 ,
,故
.
此时直线m的斜率的取值范围为 .
角度8:圆锥曲线中的定直线问题
典型例题
例题1.(2022·天津市新华中学高三阶段练习)设 , 分别为椭圆 : 的左、右
焦点,点 在椭圆 上,且点 和 关于点 对称.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 的直线 交椭圆 于 , 两点,过点 且平行于 的直线与椭圆交于另一点 ,问是否存在
直线 ,使得四边形 为平行四边形?若存在,求出 的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
(1)由点 和 关于点 对称,得 ,
所以椭圆 的焦点为 , ,由椭圆定义,得 .
所以 , .故椭圆 的方程为 .
(2)由题可知直线 ,直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,直线 的方程为 .
设 , ,
由 消去 ,得 ,
由题意,可知 ,则 , ,
由 消去 ,得 ,
由 ,可知 ,设 ,又 ,
则 , .
因为四边形 为平行四边形,
所以 ,即 ,故 .
所以 .得 .
所以 为 .
例题2.(2022··一模)设双曲线 ,其虚轴长为 ,且离心率为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)过点 的动直线与双曲线的左右两支曲线分别交于点 、 ,在线段 上取点 使得 ,
证明:点 落在某一定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(1)解:设双曲线 ,其虚轴长为 ,且离心率为 ,
∴ , ,∵ ,
∴ , ,∴双曲线 的方程为 .(2)解:设点 ,A, 的坐标分别为 , , ,且 ,
∵ ,∴ ,
即 ,①
设直线 的方程为 ,②
将②代入 中整理,得 ,
∴ , ,代入①,
整理可得,得 ,联立②消 得,
∴点 落在某一定直线 上.
例题3.(2022·浙江·高三专题练习)已知抛物线 ,过点 的直线 交抛物线 于 两点,
交 轴于点 ,分别过点 作直线 的垂线,垂足分别为 ,如图.
(1)若 ( 为坐标原点),求 的值;
(2)过 作直线 的垂线交 于点 .记 , 的面积分别为 .若
,求直线 的方程.
【答案】(1)4;(2) .
(1)设直线 为 ,设 ,则 ,
由 ,得 ,则 ,
因为 ,
所以 (舍)或4.
.
(2)由(1) (*) . .,令
.①
由几何关系知. . 不妨设 .
又
将(*)代入
.②
由①②:
又 过点
.代入.
仅有一个解 .
.
角度9:圆锥曲线中的向量问题
典型例题
例题1.(2022·甘肃酒泉·模拟预测(理))已知 为曲线 上一点, , 为圆 与 轴的两
个交点,直线 , 的斜率之积为 .
(1)求 的轨迹方程;
(2)过点 的直线与 交于 , 两点,若 ,求 的取值范围.
【答案】(1) (2)
(1)由题意,不妨令 , ,
设 ,则 , 斜率之积为 .化简得 ,∴曲线C的轨迹方程为 .
(2)显然 点在曲线 的内部,若直线 与 轴重合,则直线 与曲线 没有公共点,
当直线 不与 轴重合时,令直线 的方程为 ,
联立直线方程与曲线 的方程,消去 并整理得
,令 , ,则 ,
, , ,∴ ,
∵ 与 方向相同,∴ ,不妨令 , ,则 ,①
,∴ ,②
由①②得 ,
∴ ,即 ,
∴ ,∴ ,∴ 的取值范围是 .
例题2.(2022·山东济南·二模)已知椭圆 的焦点坐标为 和 ,且椭圆经过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若 ,椭圆 上四点 , , , 满足 , ,求直线 的斜率.
【答案】(1) (2)
(1)解:由题意可知,c=1,
设椭圆方程为 ,将点 代入椭圆方程,
得 ,
解得 (舍), ,
所以椭圆方程为 .
(2)设 , , , , ,因为 ,所以 ,即 ,
又 , 都在椭圆上,
所以 , ,
即 ,
②-①得 ,
即 ……③,
又 ,同理得 ……④
④-③得 ,
所以 .
例题3.(2022·上海市光明中学模拟预测)已知双曲线 是其左、右两个焦点. 是位
于双曲线 右支上一点,平面内还存在 满足 .
(1)若 的坐标为 ,求 的值;
(2)若 ,且 ,试判断 是否位于双曲线上,并说明理由;
(3)若 位于双曲线上,试用 表示 ,并求出 时 的值.
【答案】(1)
(2) 在双曲线上;理由见解析
(3) ;
(1)∵ ,
设 ,则 ,因为 ,
所以 ,解得 ,所以 ,
将 代入双曲线方程 中,化简得 ,
解得 或 (舍去).
所以 的值为 .
(2)由(1)知, ,
,
设 ,则 ,
因为点 在双曲线上,所以 ①,
②,
联立①②,得 ,所以 ,
设 ,所以 ,
因为 ,所以 ,解得 ,所以 ,
将点 代入双曲线方程 中,即 ,
所以Q在双曲线上
(3)由(1)知, ,
设 , ,则
因为 ,所以 ,解得 ,所以 ,
因为点Q在双曲线上,所以 即 ,
化简得 , ,
∴ ,解得 ,
代入 ,解得 .
所以 的值为 .
例题4.(2022·江苏省滨海中学模拟预测)在平面直角坐标系 中,已知直线 ,点 ,动点
到点 的距离是它到直线 的距离的 倍,记 的轨迹为曲线 .
(1)求曲线 的方程;
(2)过点 且斜率大于 的直线交 于两点,点 ,连接 、 交直线 于 、 两点,证明:
点 在以 为直径的圆上.
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)解:设 ,由题意得 ,化简得 ,
所以曲线 的方程为 .
(2)证明:设 、 、 、 ,
设直线 的方程为 且 ,
联立 得 ,
,
由韦达定理可得 , ,因为点 在直线 上,则 ,即 ,可得 ,
同理可得 , , ,
所以,
,
故点 在以 为直径的圆上.
角度10:圆锥曲线中的最值、范围问题
典型例题
例题1.(2022·北京·人大附中模拟预测)已知椭圆 的左右焦点分别为
.过点 的直线 与椭圆 交于 两点,过点 作 的垂线交椭圆 于 两点,
的周长为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)求 的取值范围.
【答案】(1) (2)
(1)由题,
由椭圆定义, 的周长为 ,所以
所以椭圆 的方程为 .
(2)当 轴时,MN与x轴重合,不符合题意,
当直线 与 轴重合时, ,所以 ;
当直线 斜率存在且不为0时,设
,
由韦达定理所以
同理
所以
综上所述, 的取值范围是 .
例题2.(2022·上海·模拟预测)在平面直角坐标系 中,点 与点 关于原点 对称, 是动点,
且直线 与 的斜率之积等于 .
(1)求动点 的轨迹方程 ;
(2)设直线 与第(1)问的曲线C交于不同的两点E、F,以线段 为直径作圆D,圆心为D,设
是圆 上的动点,当t变化时,求 的最大值;
(3)设直线 和 分别与直线 交于点 、 ,问:是否存在点 使得 与 的面积相等?
若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在, 或
(1)设 ,依题意有 , ,即 ,
整理得: 或 ;
(2)当 时, ,即圆D的半径为 ,当 最大时,
必有 , ,当 时, ,
当 时, ,当 时, ,
在 时, 取最大值= ;(3)
设 , ,当 时,有 ,
由弦长公式得 ,
,
∴ , ,
此时 ,点P的坐标为 或 ;
综上,轨迹C的方程为 , 取最大值= ,
存在,P 或P .
例题3.(2022·新疆乌鲁木齐·模拟预测(文))已知椭圆 的焦距为 ,且过点
.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 分别为椭圆 的右顶点和上顶点,点 是椭圆 上在第一象限的任意一点,直线 与 轴交于
点 ,直线 与 轴交于点 , 与 的面积分别为 ,求 的取值范围.
【答案】(1) (2)
(1)解:设椭圆 的焦距为由题意可知: ,解得 ,所以 ;
(2)设 ,
由题意可知 ,
所以直线 方程为 ,直线 方程为 ;
令 代入直线 方程,可得 ,
令 代入直线 方程,可得 ,
所以
所以
又 ,所以 ,
又 ,所以 ,当且仅当 时等号成立.
所以 ,当且仅当 时等号成立.
所以 ,即 的取值范围 .
例题4.(2022·浙江省杭州学军中学模拟预测)如图,在平面直角坐标系 中,已知抛物线
的焦点为 ,准线为 ,过点 且斜率大于0的直线交抛物线 于 , 两点,过线段
的中点 且与 轴平行的直线依次交直线 , , 于点 , , .(1)求证: ;
(2)若线段 上的任意一点均在以点Q为圆心、线段 长为半径的圆内或圆上,若 ,求实数
的取值范围;
【答案】(1)证明见解析(2)
(1)解:设 ,
则 ,
由于A,F,B三点共线,则 ,整理得 ,
又 ,
则 ,同理可得
则 ,
,所以 ,即证;
(2)解:若线段 上的任意一点均在以点Q为圆心、线段 长为半径的圆内或圆上,
即 ,则 ,化简得 , ,
即
可得 ,又因为 ,
,
可得 , , ,
, ,即
例题5.(2022·浙江绍兴·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,准线为 .直线 与抛物线 相
切于点 且与 轴交于点 ,点 是点 关于点 的对称点,直线 与抛物线 交于另一点 ,与准线
交于点 .
(1)证明:直线 直线 ;
(2)设 的面积分别为 ,若 ,求点 的横坐标的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2) .
(1)不妨设 且 ,而在 上 ,则 ,
所以切线斜率为 , ,则切线为 ,
整理得 ,令 得: ,由题意 ,则 .所以 ,则直线 直线 ,得证.
(2)由(1)知: , ,
所以 ,则 ,
直线
将 代入 得: ,
,即 ,
在 中取 得: ,
所以 ,又 ,
化简得: ,解得 ,
,故 的横坐标的取值范围 .
第二部分:高 考 真 题 感 悟
1.(2022·天津·高考真题) 、 是双曲线 的两个焦点,抛物线 的准线
过双曲线的焦点 ,准线与渐近线交于点 , ,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
抛物线 的准线方程为 ,则 ,则 、 ,
不妨设点 为第二象限内的点,联立 ,可得 ,即点 ,
因为 且 ,则 为等腰直角三角形,且 ,即 ,可得 ,
所以, ,解得 ,因此,双曲线的标准方程为 .
故选:C.
2.(2022·天津·高考真题)若直线 被圆 所截得的弦长为 ,则
的值为_____.
【答案】
圆 的圆心坐标为 ,半径为 ,
圆心到直线 的距离为 ,
由勾股定理可得 ,因为 ,解得 .
故答案为: .
3.(2022·全国·高考真题)设点 ,若直线 关于 对称的直线与圆
有公共点,则a的取值范围是________.
【答案】
解: 关于 对称的点的坐标为 , 在直线 上,
所以 所在直线即为直线 ,所以直线 为 ,即 ;
圆 ,圆心 ,半径 ,
依题意圆心到直线 的距离 ,
即 ,解得 ,即 ;
故答案为:
4.(2022·全国·高考真题)已知椭圆 ,C的上顶点为A,两个焦点为 , ,离心
率为 .过 且垂直于 的直线与C交于D,E两点, ,则 的周长是________________.【答案】13
∵椭圆的离心率为 ,∴ ,∴ ,∴椭圆的方程为
,不妨设左焦点为 ,右焦点为 ,如图所示,∵
,∴ ,∴ 为正三角形,∵过 且垂直于 的直线与C交于
D,E两点, 为线段 的垂直平分线,∴直线 的斜率为 ,斜率倒数为 , 直线 的方程:
,代入椭圆方程 ,整理化简得到: ,
判别式 ,
∴ ,
∴ , 得 ,
∵ 为线段 的垂直平分线,根据对称性, ,∴ 的周长等于 的周长,
利用椭圆的定义得到 周长为
故答案为:13.
5.(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) .
(1)设 是椭圆上任意一点, ,则
,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 .
6.(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
(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.
7.(2022·上海·高考真题)在椭圆 中,直线 上有两点C、D (C点在第一象限),左顶
点为A,下顶点为B,右焦点为F.
(1)若∠AFB ,求椭圆 的标准方程;
(2)若点C的纵坐标为2,点D的纵坐标为1,则BC与AD的交点是否在椭圆上?请说明理由;
(3)已知直线BC与椭圆 相交于点P,直线AD与椭圆 相交于点Q,若P与Q关于原点对称,求 的
最小值.
【答案】(1) (2)交点为 ,在椭圆上,理由见解析
(3)6
(1)由题可得 ,又 ,
所以 ,解得 ,
所以 ,
故椭圆 的标准方程为 ;
(2)由 ,得直线 的方程为: ,由 ,得直线 的方程为: ,
联立两方程,解得交点为 ,
代入椭圆方程的左边,得 ,
故直线 与 的交点在椭圆上;
(3)由题有
因为 两点在椭圆上,且关于原点对称,
则设 ,
直线 ,则 ,
直线 ,则 ,
所以
设 ,则 ,
因为 ,所以 ,则 ,即 的最小值为6.