文档内容
专题 02 圆锥曲线中的中点弦问题(点差法+联立法)
目录
一、必备秘籍.......................................................................................1
二、典型题型.......................................................................................2
题型一:求直线方程......................................................................2
题型二:求离心率..........................................................................3
题型三:求弦中点的轨迹方程.......................................................4
题型四:求曲线方程......................................................................6
题型五:处理存在性问题...............................................................7
题型六:确定参数的取值范围.......................................................9
题型七:定值问题........................................................................11
三、专项训练.....................................................................................13
一、必备秘籍
1、相交弦中点(点差法)
直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后
根据实际情况处理该式子。
主要有以下几种问题:
(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;
x +x y +y
中点M(x ,y ) , x 0 = 1 2 2 , y 0 = 1 2 2
0 0
2、点差法
x y
2 2
设直线和曲线的两个交点 , ,代入椭圆方程,得 1 + 1 =1;
A(x
1
,y
1
) B(x
2
,y
2
) a2 b2x y
2 2
2 + 2 =1;
a2 b2
x
2
−x
2
y
2
−y
2 (x +x )(x −x ) (y +y )(y −y )
将两式相减,可得 1 2 + 1 2 =0; 1 2 1 2 =− 1 2 1 2 ;
a2 b2 a2 b2
a2 (y +y )(y −y ) a2 y
最后整理得:1=− 1 2 1 2 1=−k⋅ ⋅ 0
b2 (x +x )(x −x ) b2 x
1 2 1 2 ⇒ 0
a2 (y +y )(y −y ) a2 y
同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:1= 1 2 1 2 1=k⋅ ⋅ 0
b2 (x +x )(x −x ) b2 x
1 2 1 2 ⇒ 0
设直线和曲线的两个交点A(x 1 ,y 1 ),B(x 2 ,y 2 ),代入抛物线方程,得 y 1 2 =2px 1;
y =2px
2 2;
2
y −y 2p
1 2
将两式相减,可得 ;整理得: =
(y −y )(y +y )=2p(x −x ) x −x y +y
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
二、典型题型
题型一:求直线方程
1.(2024·全国·模拟预测)已知斜率为 的直线 与椭圆 交于 , 两
点, 为坐标原点,以 , 为邻边作平行四边形 ,点 恰好在 上.若线段
的中点 在直线 上,则直线 的方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·山东·期中)已知中心在原点,半焦距为4的椭圆 ( ,
, )被直线方程 截得的弦的中点横坐标为 ,则椭圆的标准方程
为( )
A. B.
C. 或 D. 或3.(23-24高二上·广东深圳·期中)已知椭圆方程为 ,其右焦点为
,过点 的直线交椭圆与 , 两点.若 的中点坐标为 ,则椭圆的方程
为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·重庆·期中)已知直线 与双曲线 交于 、 两点,若弦 的
中点为 ,则直线 的方程为 .
5.(2024高三·全国·专题练习)以 为中点的双曲线 的弦所在直线的方程
为 .
6.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)已知抛物线 ,过点 的直线交抛
物线 于 两点,若 为 的中点,则直线 的方程为 .
题型二:求离心率
1.(2023高三·全国·专题练习)设 是椭圆 上不关于坐标轴对称
的两点, 是线段 的中点, 是坐标原点,若直线 与直线 的斜率之积为 ,
则椭圆 的离心率为 .
2.(23-24高二上·云南昭通·期末)斜率为 的直线与椭圆 交于A,B
两点, 为线段 的中点,则椭圆的离心率为 .
3.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知直线 与椭圆 相
交于 两点,且线段 的中点在直线 上,则此椭圆的离心率为 .
4.(2024·福建厦门·二模)不与x轴重合的直线l过点N( ,0)(xN≠0),双曲线C:
(a>0,b>0)上存在两点A、B关于l对称,AB中点M的横坐标为 .若
,则C的离心率为 .
5.(23-24高三·重庆渝中·阶段练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过 作直线l与双曲线的左、右两支分别交于A,B两点,设P为线段AB的
中点,若 ,则双曲线的离心率为 .
6.(23-24高三下·江苏南京·开学考试)已知F,F 分别为双曲线C:
1 2
的左右焦点,过点F 且斜率存在的直线L与双曲线C的渐近线相交
1
于AB两点,且点AB在x轴的上方,AB两个点到x轴的距离之和为 ,若 ,
则双曲线的离心率
题型三:求弦中点的轨迹方程
1.(2024高三下·全国·专题练习)求证:椭圆 中斜率为 的平行弦的中点轨迹必
过椭圆中心.
2.(2024高三·全国·专题练习)设椭圆方程为 ,过点 的直线 交椭圆于
点A、B,O是坐标原点,点P满足 ,当l绕点M旋转时,求动点P的轨
迹方程.
3.(2024高三·全国·专题练习)已知曲线 上一动点 到两定点 , 的距离之和为 ,过点 的直线 与曲线 相交于点 , .
(1)求曲线 的方程;
(2)动弦 满足: ,求点 的轨迹方程;
4.(23-24高二·全国·课后作业)已知椭圆 .
(1)过椭圆的左焦点 引椭圆的割线,求截得的弦的中点 的轨迹方程;
(2)求斜率为2的平行弦的中点 的轨迹方程;
5.(23-24高三上·上海宝山·开学考试)已知曲线 上一动点 到两定点 ,
的距离之和为 ,过点 的直线 与曲线 相交于点 ,
.
(1)求曲线 的方程;
(2)动弦 满足: ,求点 的轨迹方程;6.(2024高三下·全国·专题练习)已知 为抛物线 的焦点,点 在该抛物线上且
位于 轴的两侧, (其中 为坐标原点).直线 在绕着定点转动的过程中,
求弦 中点 的轨迹方程.
7.(23-24高二上·全国·课前预习)已知抛物线 ,过点 作一条直线交抛物线
于 , 两点,试求弦 的中点轨迹方程.
题型四:求曲线方程
1.(23-24高二上·云南玉溪·期末)已知椭圆C的中心为坐标原点,一个焦点为 ,
过F的直线l与椭圆C交于A,B两点.若 的中点为 ,则椭圆C的方程为
( )
A. B. C. D.2.(23-24高三上·天津西青·阶段练习)已知双曲线 的中心为原点, 是 的焦
点,过 的直线 与 相交于 , 两点,且 的中点为 ,则 的方程为
( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二下·河北沧州·阶段练习)已知双曲线的中心在原点且一个焦点为 ,
直线 与其相交于M,N两点,若MN中点的横坐标为 ,则此双曲线的方程是
( )
A. B. C. D.
4.(2024 高三下·江苏·专题练习)已知 O 为坐标原点,点 在椭圆 C:
上,直线l: 与C交于A,B两点,且线段AB的中点为M,直
线OM的斜率为 ,则C的方程为 .
5.(2024·内蒙古呼和浩特·一模)已知椭圆 与直线 交于 两
点,且线段 的中点为 ,则椭圆 的方程为 .
6.(2024·上海杨浦·一模)已知抛物线 的焦点为 ,第一象限的 、 两
点在抛物线上,且满足 , .若线段 中点的纵坐标为4,则抛物线
的方程为 .题型五:处理存在性问题
1.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知 ,直线 不过原点 且不平行
于坐标轴, 与 有两个交点 ,线段 中点为 .
(1)若 ,点 在椭圆 上, 分别为椭圆的两个焦点,求 的取值范
围;
(2)若 过点 ,射线 与椭圆 交于点 ,四边形 能否为平行四边形?若
能,求出此时直线 的斜率;若不能,请说明理由.
2.(23-24高二下·安徽宿州·期末)已知椭圆 : 的左、右焦点为
, ,点 在椭圆 上,且 面积的最大值为 ,周长为6.
(1)求椭圆 的方程,并求椭圆 的离心率;
(2)已知直线 : 与椭圆 交于不同的两点 ,若在 轴上存在点,使得 与 中点的连线与直线 垂直,求实数 的取值范围
3.(23-24高二下·上海浦东新·期中)已知双曲线 .
(1)若离心率为 ,求b的值, 的顶点坐标、渐近线方程;
(2)若 ,是否存在被点 平分的弦?如果存在,求弦所在的直线方程;如不存
在,请说明理由.
4.(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知双曲线M与椭圆 有相同的焦
点,且M与圆 相切.
(1)求M的虚轴长.
(2)是否存在直线l,使得l与M交于A,B两点,且弦AB的中点为 ?若存在,求l的斜率;若不存在,请说明理由.
题型六:确定参数的取值范围
1.(23-24高二上·安徽合肥·期末)设圆 与两圆 中的
一个内切,另一个外切.
(1)求圆心 的轨迹 的方程;
(2)已知直线 与轨迹 交于不同的两点 ,且线段 的中点在圆
上,求实数 的值.
2.(23-24高二上·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系xOy中,动圆P和圆 :
内切,且与圆 : 外切,记动圆P的圆心轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若直线l: 与E交于不同的两点M、N,线段MN的中点记为A,且线段
MN的垂直平分线过定点 ,求k的取值范围.
3.(23-24高二上·河南·阶段练习)已知椭圆 的离心率为 ,点
在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知直线 与椭圆C交于P,Q两点,点M是线段PQ的中点,直线
过点M,且与直线l垂直.记直线 与y轴的交点为N,求 的取值范围.
4.(23-24高二上·广东·阶段练习)已知中心在原点的双曲线 的右焦点为 ,右顶点为 .
( )求双曲线 的方程;
( )若直线 与双曲线 交于不同的两点 , ,且线段 的垂
直平分线过点 ,求实数 的取值范围.
题型七:定值问题
1.(23-24高二上·陕西西安·期末)已知椭圆 的一个顶点为
,椭圆上任一点到两个焦点的距离之和 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在实数m,使直线 与椭圆有两个不同的交点M、N,并使
,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.2.(23-24高二上·辽宁盘锦·期中)已知椭圆 的焦距为4,且离心
率为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线 与椭圆C交于不同的两点M,N,且线段MN的中点P在圆
上,求m的值.
3.(2024·云南·模拟预测)设圆 与两圆 中的一个内
切,另一个外切.
(1)求圆心 的轨迹 的方程;
(2)已知直线 与轨迹 交于不同的两点 ,且线段 的中点在圆
上,求实数 的值.
4.(2024高三·全国·专题练习)已知倾斜角为45°的直线l过点A(1,-2)和点B,B在第一象
限, .
(1)求点B的坐标;
(2)若直线 与双曲线 相交于E,F两点,且线段EF的中点坐标为
,求a的值.5.(2024·全国·模拟预测)已知长为 的线段 的中点为原点 ,圆 经过 两点
且与直线 相切,圆心 的轨迹为曲线 .
(1)求曲线 的方程;
(2)过点 且互相垂直的直线 分别与曲线 交于点 和点 ,且
,四边形 的面积为 ,求实数 的值.
三、专项训练
一、单选题
1.(23-24高二上·安徽六安·期末)已知椭圆 的右焦点为 ,
过点 的直线交椭圆 于 两点,若 的中点坐标为 ,则椭圆 的方程为
( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知椭圆 , 是椭圆
的一条弦 的中点,点 在直线 上,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.
3.(23-24高二上·山西太原·期末)在椭圆 中,以点 为中点的弦所在的
直线方程为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·湖南衡阳·期末)已知斜率为2的直线 与椭圆 交
于 两点, 为线段 的中点, 为坐标原点,若 的斜率为 ,则 的离心率为
( )
A. B. C. D.
5.(2024·陕西宝鸡·模拟预测)已知直线 与双曲线 交
于 两点,点 是弦 的中点,则双曲线 的离心率为( )
A.2 B. C. D.3
6.(23-24高三下·全国·阶段练习)设直线 与双曲线
分别交于 两点,若线段 的中点横坐标是 ,则该双曲线的离
心率是( )
A. B. C.2 D.
7.(23-24高二上·天津和平·期末)直线l与双曲线 交于A,B两点,线段AB的
中点为点 ,则直线l的斜率为( )
A. B. C. D.
二、填空题
8.(23-24高二上·福建福州·期末)已知椭圆 的右焦点为 ,离心率
为 ,过点 的直线 交椭圆于 两点,若 的中点为 ,则直线 的斜率为
.
9.(23-24高二上·北京平谷·期末)已知圆 内有一点 ,经过点 的直线 与圆 交于 两点,当弦 恰被点 平分时,直线 的方程为 .
10.(2024高二·全国) 与 的左支交于 两点,直线 过 及
中点,则 在 轴上截距范围为 .
11.(23-24高二上·广西河池·阶段练习)过点 的直线l与双曲线 交于A、
B两点,若M恰好是线段AB的中点,则直线l的斜率为 .
三、解答题
12.(23-24高二下·北京·开学考试)已知椭圆 的离心率 ,椭圆
上任意一点到椭圆的两个焦点的距离之和为4.若直线 过点 ,且与椭圆相交于不同的
两点 .
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若线段 中点的纵坐标 ,求直线 的方程.
13.(23-24高二上·江苏连云港·期中)已知双曲线E: 的左、右焦
点分别为 , ,斜率为2的直线l与E的一条渐近线垂直,且交E于A,B两点,
.
(1)求E的方程;
(2)设点P为线段AB的中点,求直线OP的方程.14.(2023·陕西汉中·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 ,点 在
抛物线 上,且 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)已知直线 交抛物线 于 两点,且点 为线段 的中点,求直线 的方程.