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第二十六讲:椭圆、双曲线、抛物线
【考点梳理】
1、求曲线的轨迹方程
直接法、定义法、相关点法
2、椭圆方程
椭圆相关计算
2 2 2
(1)椭圆标准方程中的三个量a,b,c的几何意义 a =b +c
(2)通径:过焦点且垂直于长轴的弦,其长 焦点弦:椭圆过焦点的弦。
最短的焦点弦为通经 ,最长为 。
(3)最大角: 是椭圆上一点,当
是椭圆的短轴端点时,∠F PF
为最大角。
1 2
(4)椭圆上一点和两个焦点构成的三角形称为焦点三角形。
焦点三角形的面积 ,其中 (注意公式的推导)
3、双曲线
(1)双曲线的通径
过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为 .
(2)点与双曲线的位置关系
对于双曲线 ,点 在双曲线内部,等价于 .
点 在双曲线外部,等价于 结合线性规划的知识点来分析.
(3)双曲线常考性质
性质1:双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数 ;顶点到两条渐近线的距离为常数 ;
性质2:双曲线上的任意点 到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数 ;
(4)双曲线焦点三角形面积为 (可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)
(5)双曲线的切线在双曲线 上,过点 作双曲线的切线方程为 .若点
点
在双曲线 外,则点 对应切点弦方程为
4、抛物线
(1)、焦半径
抛物线上的点 与焦点 的距离称为焦半径,若 ,则焦半径 ,
.
(2)、焦点弦
若 为抛物线 的焦点弦, , ,则有以下结论:
(1) .(2) .
(3)焦点弦长公式1: , ,当 时,焦点弦取最小值 ,即
所有焦点弦中通径最短,其长度为 .
焦点弦长公式2: ( 为直线 与对称轴的夹角).
(4) 的面积公式: ( 为直线 与对称轴的夹角).
(3)、抛物线的通径
过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.
对于抛物线 ,由 , ,可得 ,故抛物线的通径长为 .
、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:
(4)
(5)、焦点弦的常考性质
已知 、 是过抛物线 焦点 的弦, 是 的中点, 是抛物线的准线,
, 为垂足.y
C A
N M
O F x
D B
(1)以 为直径的圆必与准线 相切,以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;
(2) ,
(3) ;
(4)设 , 为垂足,则 、 、 三点在一条直线上
【典型题型讲解】
考点一:椭圆
【典例例题】
例1.(2022·广东清远·高三期末)若椭圆 的焦距为6,则实数 ( )
A.13 B.40 C.5 D.
【答案】.A
【详解】解:因为椭圆 的焦距为6,
可知 ,则 ,所以 ,
所以 ,解得: .
故选:A.
例2.(2022·广东珠海·高三期末)已知椭圆 的长轴长为4,左顶点A到上顶点B的
距离为 ,F为右焦点.
(1)求椭圆C的方程和离心率;
(2)设直线l与椭圆C交于不同的两点M,N(不同于A,B两点),且直线 时,求F在l上的射影H的轨迹方程.
【答案】21.(1) ,离心率为 (2)
(1)
由题意可得: , , ,
可得 , , ,
所以椭圆C的方程为 ,
离心率为 .
(2)
当直线斜率存在时,可设 代入椭圆方程 ,
得: .
设 , ,则 .
因为直线 , 垂直,斜率之积为 ,所以 ,
所以 .
将 代入,整理化简得: ,
所以 或 .
由直线 ,当 时,直线l经过 ,与B点重合,舍去,当 时,直线l经过定点 ,
当直线斜率不存在时,可设 ,则 , ,
因为 ,所以 ,解得 ,舍去.
综上所述,直线l经过定点 ,
而F在l上的射影H的轨迹为以 为直径的圆,
其 , ,所以圆心 ,半径 ,
所以圆的方程为 ,即为点H的轨迹方程.
【方法技巧与总结】
标准方程
图形
焦点 , ,
焦距
范围 , ,
性质
对称性 关于 轴、 轴和原点对称
顶点 , ,
轴 长轴长 ,短轴长离心率
(注:离心率越小越圆,越大越扁)
【变式训练】
1.(2022·广东佛山·高三期末)(多选)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,上顶
点为B,且 ,点P在C上,线段 与 交于Q, ,则( )
A.椭圆C的离心率为 B.椭圆C上存在点K,使得
C.直线 的斜率为 D. 平分
【答案】ACD
【详解】令椭圆半焦距为c,则 ,由 得 , ,椭圆
,
,而 ,则点 ,
对于A,椭圆C的离心率 ,A正确;
对于B,设 ,即有 ,
,
即 为锐角,B不正确;
对于C,直线 的斜率 ,C正确;对于D,直线 的方程为 ,点Q到直线 的距离 ,
即点Q到直线 与 的距离相等,则 平分 ,D正确.
故选:ACD
2.(2022·广东·金山中学高三期末)已知椭圆 : 与圆 : ,若在椭
圆 上不存在点P,使得由点P所作的圆 的两条切线互相垂直,则椭圆 的离心率的取值范围是
________.
【答案】
【详解】
设过 的两条直线与圆 分别切于点 ,
由两条切线相互垂直,知: ,
又在椭圆C 上不存在点P,使得由P所作的圆C 的两条切线互相垂直,
1 2
所以 ,即得 ,所以 ,
所以椭圆C 的离心率 ,又 ,
1所以 .
故答案为: .
3.(2022·广东汕尾·高三期末)已知 分别是椭圆C: 的左、右两个焦点,若椭圆C上存在四
个不同的点P,使得 ,的面积为 ,则正实数m的取值范围为______.
【答案】
【详解】当点P在椭圆C上运动时, ,
故只需 ,即 ,
,解得: .
故答案为: .
4.(2022·广东肇庆·二模)已知点 , 分别是椭圆 的左、右焦点,点A是椭圆
上一点,点О为坐标原点,若 ,直线 的斜率为 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,由 ,得 ,故 .因为直线 的斜率为 ,
所以 ,所以 ,
又 ,所以 , ,
又 ,
故 ,得 ,
所以 .
故选:D.
5.(2022·广东汕头·二模)已知椭圆C的左、右焦点分别为 , ,直线AB过 与该椭圆交于A,B两点,
当 为正三角形时,该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设正三角形 的边长为 ,
设椭圆的标准方程为: ,设左、右焦点分别为 ,
设 ,则有 ,
由椭圆的定义可知: ,
,解得: , ,
在 中,由余弦定理可知: ,故选:B
6.(2022·广东中山·高三期末)已知椭圆 的右焦点为 ,离心率为 ,直线
被椭圆截得的弦长为
求椭圆 的标准方程
若 是椭圆 上一点, 是坐标原点,过点 与直线 平行的直线与椭圆 的两个交点为 ,且
,求 的最大值
【答案】(1) (2)
【详解】 设椭圆 的焦距为 ,则
椭圆 的方程化为
由 得
由条件知
椭圆 的方程为 .
由 知 ,过 与直线平行的直线方程
由 得设 ,则
由点 是椭圆 上一点,得
,当且仅当 时,取等号,
的最大值为
7.(2022·广东·金山中学高三期末)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: 的左,右顶
点分别为A、B,点F是椭圆的右焦点, , .
(1)求椭圆C的方程;
(2)不过点A的直线l交椭圆C于M、N两点,记直线l、AM、AN的斜率分别为k、 、 .若 ,
证明直线l过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1) ;(2)证明见解析,(-5,0).
(1)
由题意,知A(-a,0),B(a,0),F(c,0).
∵ ,∴
解得 从而b2=a2-c2=3.
∴椭圆C的方程 ;
(2)
设直线l的方程为y=kx+m, , .
∵直线l不过点A,因此-2k+m≠0.
由 得 .
时, , ,
∴
.
由 ,可得3k=m-2k,即m=5k,
故l的方程为y=kx+5k,恒过定点(-5,0).
8.(2022·广东潮州·高三期末)已知椭圆 的离心率为 ,以原点O为圆心,椭圆
C的长半轴长为半径的圆与直线 相切.
(1)求椭圆C的标准方程;(2)已知点A,B为动直线y=k(x-2)(k≠0)与椭圆C的两个交点,问:在x轴上是否存在定点E,使得
为定值?若存在,试求出点E的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)存在定点 ,使得 为定值
(1)
解:由离心率为 ,得 ,及 ,
又以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆为 ,
且与直线 相切,
所以 ,
所以 , ,
所以椭圆C的标准方程为 ;
(2)
解:假设存在,设 ,
联立 ,消 整理得 ,
,
设 ,
则 ,
由 ,
则,
要使上式为定值,即与 无关,
则应 ,即 ,
此时 为定值,
所以在x轴上存在定点 ,使得 为定值 .
9.(2022·广东东莞·高三期末)已知点 为椭圆 的左顶点,点 为右焦点,直
线 与 轴的交点为 ,且 ,点 为椭圆上异于点 的任意一点,直线 交 于点 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)证明: .
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)
由题知 ,得 ,
又因为右焦点为 ,则 ,
解得 ,所以 ,所以椭圆 的方程为 .
(2)
设点 的坐标为 ,则 ,
所以直线 的方程是 ,
当 时, ,所以点 的坐标为 ,
所以 , ,
所以 .
因为点 在椭圆 上,所以 ,即 ,
所以,
又因为 和 是锐角,
所以 .
10.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系 中,点 在椭圆 上,
过点 的直线l与C交于M,N两点(异于点A),记直线AM,AN的斜率分别为 , ,当
时, .
(1)求C的方程;
(2)证明: 为定值.
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
(1)
∵ 在 上,∴ ,
当 时,直线 的方程为: ,
将 代入 ,并整理得 ,
解得 ,或 ,
∴ ,解得 ,
∴椭圆 的方程为: .
(2)
由题意知,直线 的斜率存在,
不妨设直线 的方程为 , , ,联立 得
∴ ,且 ,
∴
,
∴ ,即 为定值 .
11.(2021·广东汕头·高三期末)已知椭圆 的离心率为 ,又点 在椭圆
上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若动直线 与椭圆 有且只有一个公共点,过点 作直线 的垂线,垂足为 ,试探究: 是
否为定值,如果是,请求出该值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1) ;(2) 是定值,且 .
(1)
解:由已知可得 ,解得 ,因此,椭圆 的方程为 .
(2)
解:①当切线 的斜率存在且不为 时,设 的方程为 ,
联立直线 和椭圆 的方程得 ,消去 并整理,得 ,
因为直线 和椭圆 有且仅有一个公共点,即方程有两个相等的根,
,化简并整理,得 ,
因为直线 与 垂直,所以直线 的方程为 ,
联立 ,解得 ,即点 .
,
所以, ;
②当切线 的斜率为 时,直线 ,过点 作直线 的垂线为 ,
即此时 或 , ;
③当切线 的斜率不存在时,直线 ,过点 作直线 的垂线为 ,
即此时 或 ,则 .
综上所述, 恒为定值.
12.(2022·广东潮州·二模)设椭圆 为左右焦点, 为短轴端点,长轴长为4,焦距为
,且 , 的面积为 .
(Ⅰ)求椭圆 的方程
(Ⅱ)设动直线 椭圆 有且仅有一个公共点 ,且与直线 相交于点 .试探究:在坐标平面内是
否存在定点 ,使得以 为直径的圆恒过点 ?若存在求出点 的坐标,若不存在.请说明理由.【答案】(1) (2)存在定点P(1,0)
【详解】(1)由题意知 ,解得: ,故椭圆C的方程是 .
(2)由 得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.
因为动直线l与椭圆C有且只有一个公共点M(x ,y ),所以m≠0且Δ=0,
0 0
即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0.(*)
此时x =- =- ,y =kx +m= ,所以M(-
0 0 0
由 得N(4,4k+m).
假设平面内存在定点P满足条件,由图形对称性知,点P必在x轴上.
设P(x 0),则 对满足(*)式的m、k恒成立.
1,
因为 =(- , =(4-x 4k+m),由 ,
1,
得- + -4x +x+ +3=0,
1
整理,得(4x -4) +x-4x +3=0.(**)
1 1
由于(**)式对满足(*)式的m,k恒成立,所以 解得x =1.
1
故存在定点P(1,0),使得以MN为直径的圆恒过点M.
考点二:双曲线
【典例例题】例1.(2022·广东珠海·高三期末)双曲线 的右支上一点M关于原点O的对称点为点N,F为
双曲线的右焦点,若 , ,则双曲线C的离心率e为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设 为双曲线左焦点,连接 , , ,由平面几何知识可知 ,根据对
称性,四边形 为矩形,在 中, ,所以 , ,根据双曲线的
定义可知 .故选:D.
例2.(2022·广东佛山·高三期末)已知双曲线C的渐近线方程为 ,且过点 .
(1)求C的方程;
(2)设 ,直线 不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线 与C交于另一点D,求证:
直线 过定点.
【答案】(1)
(1)
解:因为双曲线C的渐近线方程为 ,
则可设双曲线的方程为 ,
将点 代入得 ,解得 ,所以双曲线C的方程为 ;
(2)
解:显然直线 的斜率不为零,
设直线 为 , ,
联立 ,消 整理得 ,
依题意得 且 ,即 且 ,
,
直线 的方程为 ,
令 ,
得
.
所以直线 过定点 .【方法技巧与总结】
1.双曲线的定义:焦点三角形
2.双曲线的性质:离心率、双曲线的渐近线
【变式训练】
1.(2022·广东潮州·高三期末) 、 分别为双曲线 的左、右焦点,过 的直线 与 的左、
右两支曲线分别交于 、 两点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在双曲线 中, , , ,则 、 ,
因为直线 过点 ,由图可知,直线 的斜率存在且不为零,
,则 为直角三角形,可得 ,
由双曲线的定义可得 ,所以,
,
可得 ,联立 ,解得 ,
因此, .
故选:C.
2.(2022·广东汕尾·高三期末)已知双曲线 的渐近线方程为 ,则该双曲线的
离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【详解】双曲线 的渐近线方程为 , , ,离心率
,
故选:D.
3.(2022·广东清远·高三期末)(多选)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点
P是双曲线C上位于第一象限的点,过点 作 的角平分线的垂线,垂足为A,若O为坐标原点,
,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为 B.双曲线C的渐近线方程为
C.双曲线C的离心率为 D.双曲线C的离心率为
【答案】AC
【详解】如图,延长 交 于Q,则 ,因为 ,所以 .因为 为
的中位线,所以 .因为 ,所以 ,故双曲线C的渐近线方程为
,离心率 .
故选:AC.
4.(2022·广东东莞·高三期末)已知 为双曲线 : 的一个焦点,则点 到双曲线 的一条渐近
线的距离为_______.
【答案】
【详解】双曲线 : 的焦点为
双曲线 : 的渐近线为
由双曲线 的对称性,不妨取焦点 ,渐近线为
则则点 到渐近线的距离为
故答案为:4
5.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系 中, 为双曲线 的一个焦点,以 为圆心的圆与 的两条渐近线交于 、 、 三点,若四边形 的面积为 ,则 的离心
率为______.
【答案】
【详解】不妨设点 为双曲线 的右焦点,则 ,
则以 为圆心,且过原点 的圆的方程为 ,
联立 ,解得 或 ,
不妨设点 ,由对称性可知点 ,
由已知可得 ,即 ,
即 ,由已知 ,解得 ,
因此,双曲线 的离心率为 .
故答案为: .
6.(2022·广东中山·高三期末)已知点M为双曲线C: 在第一象限上一点,点F为双曲
线C的右焦点,O为坐标原点, ,则双曲线C的离心率为___________;若
分别交双曲线C于P、Q两点,记直线QM与PQ的斜率分别为 ,则 ___________.
【答案】 4 -15
【详解】设 ,如图所示:因为 ,所以 .
所以 , ,即 .
所以 ,整理得: ,
,即 ,解得 或 .
因为 ,所以 ,即 .
设 ,由题知: ,
因为 ,所以 ,即 ,
所以
又因为 ,
所以 ,
所以 .故答案为: ; .
29.(2022·广东深圳·一模)已知双曲线 : 经过点A ,且点 到 的渐近线
的距离为 .
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点 作斜率不为 的直线 与双曲线 交于M,N两点,直线 分别交直线AM,AN于点E,F.
试判断以EF为直径的圆是否经过定点,若经过定点,请求出定点坐标;反之,请说明理由.
【答案】(1)
(2)以 为直径的圆经过定点,定点坐标为 和
(1)
由题意得:
因为双曲线C的渐近线方程为 ,所以有:
解得:
因此,双曲线C的方程为:
(2)
①当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为
由 可得:
设 、 ,
则由: ,由直线AM方程 ,令 ,得点
由直线AN方程 ,令 ,得点
则以EF为直径的圆的方程为:
令 ,有:
将 , 代入上式,得
可得:
解得: ,或
即以EF为直径的圆经过点 和 ;
②当直线l的斜率不存在时,点E、F的坐标分别为 、 ,以EF为直径的圆方程为
,该圆经过点 和
综合可得,以EF为直径的圆经过定点 和
考点三:抛物线
【典例例题】
例1.(2022·广东惠州·一模)若抛物线 ( )上一点P(2, )到其焦点的距离为4,则抛
物线的标准方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=6x D.y2=8x
【答案】D【详解】抛物线 上一点 到焦点的距离等于到其准线的距离,即为4,∴ ,解得
,∴抛物线的标准方程为 .
故选:D.
例2.(2022·广东韶关·一模)已知在平面直角坐标系中,有两定点 ,动点 满足 .
(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)若抛物线 与轨迹 按顺时针方向依次交于四点 (点 在第一象限).
①求证:直线 与直线 相交于 点;
②设 的面积为S,求S取最大值时的抛物线方程.
【答案】.(1) (也可写 )
(2)①证明见解析;②
(1)
据题意,设 ,则
即
故 为轨迹 的方程;(也可写 )
(2)
如图:由圆与抛物线的对称性,四边形 是以 轴为对称轴的等腰梯形不妨设 , , 在第一象限, ,则
联立 消去 整理得:
(1)
据题意,方程(1)有两相异正实根
故
①证明:依据圆与抛物线的对称性,直线 与直线 的公共点必在 轴上,
要证直线 与直线 相交于 点,
只要证: 三点共线;
只要证:
只要证:
只要证:
只要证:上式显然成立,且各步可逆,
故直线 与直线 相交于 点
②解法一:
当且仅当 ,即 时, ,
此时抛物线方程为
解法二:
当且仅当 ,即 时, ,此时抛物线方程为
【方法技巧与总结】
1.抛物线的定义:到准线与到定点距离相等.
2.抛物线的性质:焦点弦长
【变式训练】
1.(2022·广东广州·一模)设抛物线 的焦点为F,过点 的直线与E相交于A,B两点,与
E的准线相交于点C,点B在线段AC上, ,则 与 的面积之比 ( )
A. B. C. D.
【答案】C【详解】如图,过点B作BD垂直准线 于点D,则由抛物线定义可知: ,
设直线AB为 , , , ,不妨设 ,则 ,
所以 ,解得: ,则 ,解得: ,则 ,
所以 ,解得: ,则直线AB为 ,
所以当 时,即 ,解得: ,则 ,
联立 与 得: ,则 ,
所以 ,其中 .
故选:C
2.(2022·广东广东·一模)已知O为坐标原点,F为抛物线 的焦点,P为C上一点,若 ,
则点F到直线PO的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设 ,,解得: ,代入抛物线方程得 ,
则 ,直线 的方程式 ,即 ,
点 到直线 的距离 .
故选:D
3.(2022·广东茂名·一模)(多选)已知抛物线C: 的焦点为 ,准线为 ,P是抛物线 上第一象
限的点, ,直线PF与抛物线C的另一个交点为Q,则下列选项正确的是( )
A.点P的坐标为(4,4) B. C.
D.过点 作抛物线 的两条切线 ,其中 为切点,则直线 的方程为:
【答案】ABD
【详解】对于A,因为 ,所以由抛物线的定义得 ,得 ,所以 ,且点
在第一象限,所以坐标为(4,4),则A正确
对于B, 的直线方程为: ,由 与 联立得,Q( ),由两点距离公式得
,则B正确
对于C,方法一:
方法二:由B得 ,原点O到直线 的距离为 ,所以 ,所以C错误
对于D,设 ,由 得, ,则 ,MA切线方程为: ,
即 ,由 得, ,把点 代入 得,同理 ,即 两点满足方程: ,
所以 的方程为: ,则D正确,
故选:ABD
4.(2022·广东·一模)(多选)已知抛物线 的焦点为F,抛物线C上存在n个点 , , ,
( 且 )满足 ,则下列结论中正确的是( )
A. 时,
B. 时, 的最小值为9
C. 时,
D. 时, 的最小值为8
【答案】BC
【详解】当 时, ,此时不妨取 过焦点垂直于x轴,
不妨取 ,则 ,故A错误;
当 时, ,
此时不妨设 在抛物线上逆时针排列,设 ,
则 ,则 ,
故,
令 ,则 ,
令 ,则 ,
当 时, , 递增,当 时, , 递减,
故 ,
故当 ,即 时, 取到最小值9,故B正确;
当 时, ,
此时不妨设 在抛物线上逆时针排列,设 ,
则 ,
即 ,
故 ,
,
所以 ,故C正确;
由C的分析可知: ,
当 时, 取到最小值16,
即 最小值为16,故D错误;故选:BC
5.(2022·广东湛江·一模)(多选)已知F是抛物线 的焦点,过点F作两条互相垂直的直线 ,
, 与C相交于A,B两点, 与C相交于E,D两点,M为A,B中点,N为E,D中点,直线l为抛物线
C的准线,则( )
A.点M到直线l的距离为定值 B.以 为直径的圆与l相切
C. 的最小值为32 D.当 最小时,
【答案】BCD
【详解】设 , , , , ,
直线 的方程为 ,则直线 的方程为 ,
将直线 的方程 代入 ,化简整理得 ,
则 , ,
故 ,
所以 , ,
因为点A到直线l的距离 ,点B到直线l的距离 ,
点M到直线l的距离 ,
又 ,所以 ,故A错误;
因为 ,
所以以 为直径的圆的圆心M到l的距离为 ,
即以 为直径的圆与l相切,故B正确;同理, ,所以 , ,
,
则 ,当且仅当 时等号成立,故C正确;
.
设 ,则 , , .
当 时,即 时, 最小,这时 ,故D正确,
故选:BCD.
6.(2022·广东深圳·一模)(多选)已知定圆A的半径为1,圆心A到定直线l的距离为d,动圆C与圆A
和直线l都相切,圆心C的轨迹为如图所示的两条抛物线,记这两抛物线的焦点到对应准线的距离分别为
, ,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】解:动圆C与圆A和直线l都相切,
当圆C与圆A相外切时,取到A的距离为d+1,且平行于l的直线 ,
则圆心C到A的距离等于圆心C到 的距离,
由抛物线的定义得:圆心C的轨迹是以A为焦点,以 为准线的抛物线;当圆C与圆A相内切时,取到A的距离为d-1,且平行于l的直线 ,
则圆心C到A的距离等于圆心C到 的距离,
由抛物线的定义得:圆心C的轨迹是以A为焦点,以 为准线的抛物线;
所以 ,当 时,抛物线不完整,
所以 , , , ,
故选:ABD
【巩固练习】
一、单选题
1.椭圆 : 的左、右焦点分别为 , ,经过点 的直线与椭圆 相交于A, 两点,
若 的周长为16,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题可知 ,即 ,
所以椭圆 的离心率 .
故选:A.
2.已知椭圆 的左右焦点分别 ,左顶点为A,上顶点为B,点P为椭圆上一点,
且 ,若 ,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】由题知: ,因为 ,
所以 ,整理得 ,
所以 ,得 , .
故选:A
3.已知 分别为椭圆 的左右焦点,点P为椭圆上一点,以 为圆心的圆与直线 恰好相
切于点P,则 是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意 ,
设 ,由椭圆定义得 ,
由于以 为圆心的圆与直线 恰好相切于点P,
所以 ,即 ,
整理得 ,得 ,得 ,所以 .
故选:A
4.明朝的一个葡萄纹椭圆盘如图(1)所示,清朝的一个青花山水楼阁纹饰椭圆盘如图(2)所示,北宋
的一个汝窑椭圆盘如图(3)所示,这三个椭圆盘的外轮廊均为椭圆.已知图(1)、(2)、(3)中椭圆的长
轴长与短轴长的比值分别 ,设图(1)、(2)、(3)中椭圆的离心率分别为 ,则( )A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为椭圆的离心率 ,
所以椭圆的长轴长与短轴长的比值越大,离心率越大.由 ,
所以 .
故选:B.
5.设F为椭圆 的右焦点,点 ,点B在C上,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得, ,则 ,从而 .设左焦点为 ,
则 ,所以B为短轴端点,
所以 .
故选:C.
6.设椭圆 长轴的两个顶点分别为 、 ,点 为椭圆上不同于 、 的任一点,若将
的三个内角记作 、 、 ,且满足 ,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 可得 ,即 ,
而在三角形中, ,所以上式可得
而 ,
所以可得 ,即 ,
由题意可得 , ,设 , ,
可得 ,由椭圆的对称性设 在第一象限,如图所示:
在 中, ,
在 中, ,
所以 ,
所以可得 ,
所以离心率
故选: .
7.已知直线 过抛物线 : 的焦点,且与该抛物线交于 两点.若线段 的长为16,
的中点到 轴距离为6,则 ( 为坐标原点)的面积是( )
A. B. C. D.【答案】B
【详解】设 , , , ,
由抛物线的定义可得 ,
又因为 的中点到 轴的距离是6,所以 ,
所以 ,
所以抛物线的方程为: ,
设直线 的方程 ,
联立直线与抛物线的方程: ,整理可得 ,
,
所以 ,
解得 ,所以 的方程为: ,
.
故选:B
8.过抛物线 的焦点F作直线l,交抛物线于A,B两点,若 ,则直线l的倾斜角等
于( )
A. 或 B. 或 C. 或 D.与p值有关
【答案】C
【详解】如图所示,由抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
分别过A,B作准线的垂线,垂足为 , ,直线l交准线于 ,如图所示:
则 , , ,
所以 , ,
所以 ,即直线l的倾斜角等于 ,
同理可得直线l的倾斜角为钝角时即为 ,
故选:C.
二、多选题
9.已知 为椭圆的焦点, , 分别为椭圆的两个顶点(且 不是离 最近的那个顶点),若 ,
,则椭圆的离心率可以为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】不妨设焦点在 轴上且 为右焦点,显然 不会是右顶点,分类讨论:①若 为左顶点, 为右顶点,则 ,解得 ,此时离心率 ;
②若 为左顶点, 为上(下)顶点,则 ,无解,不满足;
③若 为上(下)顶点, 为左(右)顶点,则 ,无解,不满足;
④若 为上(下)顶点, 下(上)顶点,则 ,解得 , , ,此时离心率为
,
故选:AB.
2.设圆锥曲线C的两个焦点分别为 ,若曲线C上存在点P满足 ,则曲线C
的离心率可以是( )
A. B. C. D.2
【答案】AC
【解析】若曲线是椭圆则其离心率为 ;
若曲线是双曲线则其离心率为 ;
故选:AC
3.双曲线 的左,右焦点分别为 , ,点P在C上.若 是直角三角形,则 的面积为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】AC
【解析】由双曲线 可得 .根据双曲线的对称性只需考虑 或
.
当 时,将 代入 可得 ,所以 的面积为 .
当 时,由双曲线的定义可知,
,由勾股定理可得 .
因为 ,
所以 ,此时 的面积为
综上所述, 的面积为4或 .
故选: .
4.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , 为 上一点,则( )
A. 的离心率为 B. 的周长为
C. D.
【答案】CD
【解析】对于A,由椭圆方程知: , , 离心率 ,A错误;
对于B,由椭圆定义知: , ,的周长为 ,B错误;
对于C,当 为椭圆短轴端点时, ,
, ,即 ,
,C正确;
对于D, , , ,D正确.
故选:CD.
5.已知抛物线C: ,过其准线上的点T(1,-1)作C的两条切线,切点分别为A、B,下列说法
正确的是( )
A.p=1 B.抛物线的焦点为F(0,1)
C. D.直线AB的斜率为
【答案】BCD
【详解】解:易知准线方程为 ,∴ , : ,故选项A不正确;
抛物线 : 的焦点为F(0,1),所以选项B正确;
设直线 ,代入 ,得 ,
当直线与 相切时,有 ,即 ,
设 , 斜率分别为 , ,易知 , 是上述方程两根,故 ,
故 .故选项C正确;
设 , ,其中 , .则 : ,即 .
代入点 ,得 ,同理可得 ,
故 : ,故 . 故选项D正确.
故选:BCD
三、填空题
1.与双曲线 有相同的焦点,且短半轴长为 的椭圆方程是________.
【答案】
【解析】双曲线 的焦点在 轴上,且焦点为 ,
所以椭圆的焦点在 轴上,且 ,
依题意,椭圆短半轴 ,则 ,
所以椭圆的方程为 .
故答案为:
2.已知椭圆 : 的焦点为 , .过 且倾斜角为60°的直线交椭圆的
上半部分于点 ,以 , ( 为坐标原点)为邻边作平行四边形 ,点 恰好也在椭圆上,则
______.【答案】
【解析】依题意可知 ,设 , ,
因为四边形 为平行四边形,所以 ,又因为 , ,所以 ,
因为 ,且直线 的倾斜角为60°,所以 ,所以 , , ,
所以 ,
将其代入 ,得 ,又因为 ,所以 , .
故答案为:
3.已知椭圆 的左、右顶点分别为 、 ,上顶点为 ,直线 和 的斜率分
别为 、 ,写出一个满足 的椭圆 的方程:___________.
【答案】 (答案不唯一)
【解析】由题意可知 、 、 ,
则 , ,
所以椭圆 的方程可以为 (只需满足 即可).
故答案为: (只需满足 即可).
4.因为正三角形内角余弦值为 ,所以有人将离心率为 的椭圆称为“正椭圆”.已知“正椭圆”C:
的上下顶点分别为 ,且“正椭圆”C上有一动点P(异于椭圆的上下顶点),若
直线 的斜率分别为 ,则 为______.【答案】
【解析】因为椭圆C: ,所以上下顶点的坐标分别为 ,
设 ,则 且 ,即 ,
所以 .
故答案为: .
5.抛物线 上一点 与焦点F的距离 ,则M到坐标原点的距离为___________.
【答案】
【详解】抛物线 的准线为: ,由抛物线定义得: ,解得 ,
抛物线方程为 ,而 在抛物线上,则 ,原点为O,即有 ,
所以M到坐标原点的距离为 .
故答案为:
四、解答题
1.(2022·黑龙江·佳木斯一中三模(理))已知椭圆 ,左焦点为 ,上顶
点为 ,直线BF与椭圆交于另一点Q,且 ,且点 在椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设 , ,M是椭圆C上一点,且不与顶点重合,若直线 与直线 交于点P,直线
与直线 交于点 .证明: 是等腰三角形.【解析】(1)因为 , , ,故 ,
故 ,所以 即 ,
而 在椭圆上,故 ,故 ,解得 ,
所以 ,故椭圆方程为: .
(2)设 , ,故 ,而 ,
由 可得 ,同理 .
,
因为 在椭圆上,故 ,故 即 ,
而 所以 ,
故 是等腰三角形.
2.(2022·广东深圳·二模)已知椭圆 经过点 ,且焦距 ,线段
分别是它的长轴和短轴.(1)求椭圆E的方程;
(2)若 是平面上的动点,从下面两个条件中选一个,证明:直线 经过定点.
① ,直线 与椭圆E的另一交点分别为P,Q;
② ,直线 与椭圆E的另一交点分别为P,Q.
(1) (2)见解析
(1)由已知, ,点 在椭圆上,所以 ,又因为 ,所以 ,
所以椭圆的方程为: .
(2)选①,则 ,设 , 所以
消去 得: ,
所以 ,所以 ,则 ,所以
, ,消去 得: ,
,所以 ,所以 ,则 ,所以,所以 ,所以直线 的方程为:
,所以 ,所以 ,故直
线 恒过定点 .选②,则 ,设 ,
所以 消去 得:
, 所以 ,所以 , 所以
同理: ,所以 ,所以
所以直线 的方程为: 令
,则 故直线 恒过定点 .
3.(2022·广东茂名·二模)已知椭圆C: 的上顶点为A,右焦点为F,原点O到直
线AF的距离为 ,△AOF的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;(2)过点F的直线l与C交于M,N两点,过点M作 轴于点E,过点N作 轴于点Q,QM与NE
交于点P,是否存在直线l使得△PMN的面积等于 ,若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理
由.
(1)
(2)存在; 或
(1)
由题意知 , ,
因为△AOF的面积为1,所以 .
又直线AF的方程 ,即 ,
因为点O到直线AF的距离为 ,
所以 ,解得 , , ,
所以椭圆C的方程为 .
(2)
依题意,当直线MN斜率为0时,不符合题意;
当直线斜率不为0时,设直线MN方程为 ,
联立 ,得 ,
易知 .
设 , ,则 , ,因为 轴, 轴,所以 , ,
所以直线QM: ①,
直线NE: ②,
联立①②解得 ,
因为 ,ME与直线 平行,
所以 ,
因为 ,
所以 ,
由 ,得 ,
解得 ,
故存在直线l的方程为 或 ,使得△PMN的面积等于 .