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专题05 解析几何(解答题10种考法)
1.(2023·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)已知 , 分别是椭圆 : 的右顶点和
上顶点, ,直线 的斜率为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)直线 ,与 , 轴分别交于点 , ,与椭圆相交于点 , .
(i)求 的面积与 的面积之比;
(ⅱ)证明: 为定值.
【答案】(1)
(2)(i)1(ⅱ)证明见解析
【解析】(1)∵ 、 是椭圆 ,的两个顶点,且 ,
直线 的斜率为 ,由 , ,得 ,
又 ,
解得 , ,
∴椭圆的方程为 ;
(2)
设直线 的方程为 ,则 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】联立方程 消去 ,
整理得 , ,得
设 , ,∴ , .
(i) , ,
∴ ,
∴ 的面积与 的面积之比为1;
(ii)证明:
综上, .
2.(2023·全国·河南省实验中学校考模拟预测)已知椭圆 的左右焦点分别为
是椭圆的中心,点 为其上的一点满足 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设定点 ,过点 的直线 交椭圆 于 两点,若在 上存在一点 ,使得直线 的斜率与直线
的斜率之和为定值,求 的范围.
【答案】(1)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2) 或
【解析】(1)设 ,在 中,设 ,
,
,
,
,
所以椭圆 的方程为:
(2)设 ,直线 的方程为 ,
,
,
,
设
,
若 为常数,则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即 ,而此时 ,
又 ,即 或 ,
综上所述, 或 ,存在点 ,使得直线 的斜率与直线 的斜率之和为定值
3(2023·陕西商洛·陕西省丹凤中学校考模拟预测)已知椭圆 的左、右顶点分别为
,长轴长为短轴长的2倍,点 在 上运动,且 面积的最大值为8.
(1)求 的方程;
(2)若直线 经过点 ,交 于 两点,直线 分别交直线 于 , 两点,试问
与 的面积之比是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2) 与 的面积之比为定值
【解析】(1)由题意得 ,即 ①.
当点 为 的上顶点或下顶点时, 的面积取得最大值,
所以 ,即 ②.
联立①②,得 .
故 的方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)
与 的面积之比为定值.
由(1)可得 ,
由题意设直线 .
联立 得 ,
则 ,
,
所以 .
直线 的方程为 ,
令 ,得 ,即 .
同理可得 .
故 与 的面积之比为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
即 与 的面积之比为定值 .
4.(2023·山西大同·统考模拟预测)已知椭圆 的离心率为 ,且直线 是
抛物线 的一条切线.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 的动直线 交椭圆 于 两点,试问:在直角坐标平面上是否存在一个定点 ,使得以
为直径的圆恒过定点 ?若存在,求出 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在;
【解析】(1)由 得
直线 是抛物线 的一条切线.所以
,所以椭圆
(2)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】当直线 与 轴平行时,以 为直径的圆方程为
当直线 与 轴重合时,以 为直径的圆方程为
所以两圆的交点为点 猜想:所求的点 为点 .
证明如下.当直线 与 轴垂直时,以 为直径的圆过点
当直线 与 轴不垂直时,可设直线 为:
由 得 ,设 , 则
则
所以 ,即以 为直径的圆过点
所以存在一个定点 ,使得以 为直径的圆恒过定点 .
5.(2023·江苏南京·南京市第九中学校考模拟预测)椭圆E的方程为 ,左、右顶点分别为
, ,点P为椭圆E上的点,且在第一象限,直线l过点P
(1)若直线l分别交x,y轴于C,D两点,若 ,求 的长;
(2)若直线l过点 ,且交椭圆E于另一点Q(异于点A,B),记直线 与直线 交于点M,试问点
M是否在一条定直线上?若是,求出该定直线方程;若不是,说明理由.
【答案】(1) ;
(2)点M在定直线 上,理由见解析.
【解析】(1)设 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 ①, ②,
由①②可得 ,
,即 ,
(2)依题可设直线l的方程为 , , , .
联立方程组 ,整理得 ,
,
则 ,
直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
联立方程组 ,得 ,
因为
,
,
由 ,得 ,得 .
所以 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故点M在定直线 上.
6.(2023·河南洛阳·模拟预测)已知椭圆 : 的离心率为 ,右焦点为 ,
, 分别为椭圆 的左、右顶点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 作斜率不为 的直线 ,直线 与椭圆 交于 , 两点,记直线 的斜率为 ,直线 的
斜率为 ,求证: 为定值;
(3)在(2)的条件下,直线 与直线 交于点 ,求证:点 在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【解析】(1)依题可得 ,解得 ,所以 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)设 , ,因为直线 过点 且斜率不为 ,
所以可设 的方程为 ,代入椭圆方程 得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】其判别式 ,所以 , .
两式相除得 ,即 .
因为 分别为椭圆 的左、右顶点,所以点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,
所以 , .
从而 .
(3)由(1)知 ,设 ,则 ,
所以直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
联立 可得 ,
所以直线 与直线 的交点 的坐标为 ,
所以点 在定直线 上.
7.(2023·北京海淀·中央民族大学附属中学校考模拟预测)已知曲线 .
(1)若曲线C是椭圆,求m的取值范围.
(2)设 ,曲线C与y轴的交点为A,B(点A位于点B的上方),直线 与曲线C交于不同的
两点M,N.设直线AN与直线BM相交于点G.试问点G是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不
是,说明理由.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)
(2)在定直线 上,理由见详解.
【解析】(1)因为曲线C是椭圆,所以 ,解得 ;.
(2)是在定直线 上,理由如下:
当 时,此时椭圆 ,设点 与直线l联立得
,
,且 ,
所以
易知 ,则 ,
两式作商得 是定值,
故G在定直线 上.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】8.(2023·河南·襄城高中校联考三模)设双曲线 的左、右焦点分别为 ,
,且E的渐近线方程为 .
(1)求E的方程;
(2)过 作两条相互垂直的直线 和 ,与E的右支分别交于A,C两点和B,D两点,求四边形ABCD面积
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意,得 的渐近线方程为 ,
因为双曲线 的渐近线方程为 ,所以 ,即 ,
又因为 ,所以 ,则 ,
故 的方程为 .
(2)根据题意,直线 , 的斜率都存在且不为0,
设直线 , ,其中 ,
因为 , 均与 的右支有两个交点,所以 , ,所以 ,
将 的方程与 联立,可得 ,
设 ,则 , ,
所以
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
用 替换 ,可得 ,
所以 .
令 ,所以 ,
则 ,
当 ,即 时,等号成立,
故四边形 面积的最小值为 .
9.(2023·湖北襄阳·襄阳四中校考模拟预测)已知双曲线 的离心率为 ,点 ,
分别是其左右焦点,过点 的直线交双曲线的右支于P,A两点,点P在第一象限.当直线PA的斜
率不存在时, .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(1)求双曲线的标准方程.
(2)线段 交圆 于点B,记 , , 的面积分别为S,S,S,求
1 2
的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)解:因为双曲线 的离心率为 ,
所以 ,又过点 的直线PA的斜率不存在时, ,
所以 .
解得 ,
所以双曲线的方程为: ;
(2)设 ,则 ,且 ,
所以 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
,
由双曲线定义得 ,
所以 ,则 ,
所以 ,
,
,
所以 ,
当且仅当 时,等号成立,
所以 的最小值 .
10.(2023·贵州·校联考模拟预测)已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,
焦点到渐近线的距离为 .
(1)求 的方程;
(2)过双曲线 的右焦点 作互相垂直的两条弦(斜率均存在) 、 .两条弦的中点分别为 、 ,那
么直线 是否过定点?若不过定点,请说明原因;若过定点,请求出定点坐标.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)
(2)直线 过定点
【解析】(1)设双曲线的焦点坐标为 ,
依题意渐近线方程为 ,即 ,
有 ,解得 , ;
(2)由(1)可知右焦点 ,
设直线 : , , ,
由联立直线与双曲线 ,
化简得 , ,
故 , ,
,
又 ,则 ,
同理可得:
,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
化简得 ,
故直线 过定点 .
11.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点
分别为 , ,A,B分别是C的右、上顶点,且 ,D是C上一点, 周长的最大值为8.
(1)求C的方程;
(2)C的弦 过 ,直线 , 分别交直线 于M,N两点,P是线段 的中点,证明:以 为
直径的圆过定点.
【答案】(1) ;
(2)证明见解析.
【解析】1)依题意, ,
周长 ,当且仅当 三点共线时等号成立,
故 ,
所以 ,所以 的方程 ;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)设 ,直线 ,代入 ,整理得 ,
, ,
易知 ,令 ,得 ,同得 ,
从而中点 ,
以 为直径的圆为 ,
由对称性可知,定点必在 轴上,
令 得, ,
,
所以 ,即 ,因为 ,
所以 ,即 ,
解得 ,所以圆过定点 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】12.(2023·江苏徐州·校考模拟预测)已知抛物线 : ,过点 作斜率互为相反数的直线 ,
分别交抛物线 于 及 两点.
(1)若 ,求直线 的方程;
(2)求证: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】(1)设 , ,∵ ,∴ , ,
∵ ,∴ , .
又∵ ,∴ ,即 ,
又∵ ,∴ , 或 ,
当 时, ,∴ , ;
当 时, ,∴ , ,此时直线AB的斜率不存在,舍去,
∴ , ,∴直线 的方程为: .
(2)设直线 : ,则直线 : ,
设 , , , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 ,即 ,则 ,所以 , ,
又∵ , ,
∴
,同理可证: ,
∴ ,∴ ,
又∵ ,∴ ,∴ .
13.(2023·广东梅州·统考三模)已知双曲线 的右焦点,右顶点分别为 , ,
, ,点 在线段 上,且满足 ,直线 的斜率为1, 为坐标原点.
(1)求双曲线 的方程.
(2)过点 的直线 与双曲线 的右支相交于 , 两点,在 轴上是否存在与 不同的定点 ,使得
恒成立?若存在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)存在,
【解析】(1)设 ,所以 , , ,
因为点 在线段 上,且满足 ,所以点 ,
因为直线 的斜率为1,所以 ,所以 ,
因为 ,所以 ,解得 , , .
所以双曲线 的方程为 .
(2)假设在 轴上存在与 不同的定点 ,使得 恒成立,
当直线l的斜率不存在时,E在x轴上任意位置,都有 ;
当直线l的斜率存在且不为0时,设 ,直线l的方程为 ,
直线 与双曲线 的右支相交于 , 两点,则 且 ,
设 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 ,得 , , ,
所以 , ,
因为 ,即 ,所以 平分 , ,
有 ,即 ,得 ,
所以 ,由 ,解得 .
综上所述,存在与 不同的定点 ,使得 恒成立,且 .
14.(2023·江苏扬州·统考模拟预测)已知椭圆 的左顶点为 ,过右焦点 且平行
于 轴的弦 .
(1)求 的内心坐标;
(2)是否存在定点 ,使过点 的直线 交 于 ,交 于点 ,且满足 ?若存在,
求出该定点坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在定点
【解析】(1)
∴椭圆 的标准方程为 ,
不妨取 ,则 ;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因为 中, ,所以 的内心在 轴,设直线 平分 ,交 轴于 ,则 为
的内心,且 ,所以 ,则 ;
(2)∵椭圆和弦 均关于 轴上下对称.若存在定点 ,则点 必在 轴上∴设
当直线 斜率存在时,设方程为 ,直线方程与椭圆方程联立 ,
消去 得 ,
则 ①
∵点 的横坐标为1, 均在直线 上,
,整理得 ,
因为点 在椭圆外,则直线 的斜率必存在.∴存在定点 满足题意
15(2023·广东佛山·统考模拟预测)在平面直角坐标系中,点 为坐标原点, , , 为线
段 上异于 的一动点,点 满足 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(1)求点 的轨迹 的方程;
(2)点 是曲线 上两点,且在 轴上方,满足 ,求四边形 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1) , , ,
,
点轨迹是以 为焦点,长轴长为 的椭圆,
设椭圆方程为 ,则 , , ,
点 的轨迹 的方程为: .
(2)连接 ,延长交椭圆 于点 ,连接 ,
由椭圆对称性可知: ,又 , 四边形 为平行四边形,
, , 且 三点共线
四边形 的面积 ,
设直线 , ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 得: ,
, ,
,
又 , 点 到直线 的距离即为点 到直线 的距离,
点 到直线 的距离 , ,
设 ,则 , , ,
又 , 当 ,即 时,四边形 面积取得最大值,最大值为 .
16.(2023·四川成都·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)设椭圆 过点
,且左焦点为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2) 内接于椭圆 ,过点 和点 的直线 与椭圆 的另一个交点为点 ,与 交于点 ,满足
,求 面积的最大值.
【答案】(1) ;
(2) .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】(1)令椭圆 的半焦距为c,依题意, ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)设点 的坐标分别为 ,
显然 均不为零,依题意,令 ,有 且 ,
又 四点共线,从而 ,
即 , ,
于是 ,从而 ①, ②,
又点 在椭圆 上,即 ③, ④,
①+② 并结合③,④得 ,即动点 总在定直线 上,因此直线 方程为
,
由 消去y得 , ,
设 ,则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】于是 ,设 ,
则点 到直线 的距离 ,其中锐角 由 确定,
因此 ,当且仅当 时
取等号,
所以 的面积最大值为 .
17.(2023·四川·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)设椭圆 过点
,且左焦点为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2) 内接于椭圆 ,过点 和点 的直线 与椭圆 的另一个交点为点 ,与 交于点 ,满足
,证明: 面积为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定值为
【解析】(1)由题意得 ,
解得 ,
所以椭圆C的方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)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,即 ③, ④,
①+②×2并结合③、④得 ,
即点 总在定直线 上.
∴ 所在直线为 上.
由 消去y得 , ,
设 ,则 ,
于是 ,
又 到 的距离 ,
∴
∴ 面积定值为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】18(2023·河北·统考模拟预测)已知椭圆 的左焦点为 ,过点 作直线 交 于点 , .
(1)若 ,求直线 的斜率;
(2)设 , 是 上异于 的点,且 , , 三点共线,求证: .
【答案】(1)
(2)证明见解析.
【解析】(1)依题意,椭圆 的左焦点 ,
当直线 的斜率为0时,此时 、 两点是椭圆长轴上的两点,
向量 , 或 , 均不满足 ,
不合题意,所以直线 的斜率不为0.
故可设直线 的方程为 , , ,
由 得: ,
,
则 , ①,
由 可得 ,
所以 ,即 ②,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由①②可得 , ,
化简整理得 ,所以 ,
所以直线 的斜率为 .
(2)证明:由 , 可得直线 的方程为 ,
由 得: ,
所以 ,结合
可得: , ,即 ,
又 ,则 ,
所以 ,所以 .
19.(2023·重庆巴南·统考一模)在平面直角坐标系 中,已知点 、 , 的内切
圆与直线 相切于点 ,记点M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)设点T在直线 上,过T的两条直线分别交C于A、B两点和P,Q两点,连接 .若直线 的
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】斜率与直线 的斜率之和为0,试比较 与 的大小.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)因为点 、 , 的内切圆与直线 相切于点 ,
所以 ,
因此根据双曲线的定义可知,点 的轨迹为以 , 为焦点的双曲线的右支,
设点 的轨迹C的方程为 ,焦距为 ,
所以 , ,
所以 , , ,
所以点 的轨迹方程C为
(2)由题意,直线 的斜率互为相反数,记 ,
则 , , , , ,
设 ,则直线 , .
联立直线 和双曲线方程 ,
整理得 .
该方程有两个不等实根 , ,
则
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】根据韦达定理可得 , ,
同理可得 , .
又因为 , .
, .
则 ,
同理可得
即
进而可得 相似于 ,
即 , ,
也即A,B,Q,P四点共圆,可得
从而得 .
因此
20.(2023·四川成都·成都七中校考模拟预测)已知椭圆 , , 为C的左右焦点.
点 为椭圆上一点,且 .过P作两直线与椭圆C相交于相异的两点A,B,直线PA、
PB的倾斜角互补,直线AB与x,y轴正半轴相交.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点M满足 ,求M的轨迹方程.
【答案】(1)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)
【解析】(1)因为 ,所以 ,即 ,
把 代入 ,得 ,所以 ,
故椭圆C的方程为 ;
(2)由题意,直线AB斜率存在,不妨设其方程为 ,
设点 ,
联立椭圆方程 ,得 ,
其中 ,则 ,
所以 ,
因为直线 、 的倾斜角互补,所以 ,
所以 ,化简得 ,
即 ,
所以 ,若 ,此时直线AB过点P,不合题意舍去;
故 ,所以 ,所以直线AB方程为 ,
设 ,因为 ,所以M为AB的中点,
所以 ,则 ,
消去m得 ,又 ,且 ,所以 ,
所以 ,所以点M的轨迹方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】21.(2023·重庆·统考模拟预测)已知椭圆 : 的长轴长是短轴长的2倍,直线
被椭圆截得的弦长为4.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设M,N,P,Q为椭圆 上的动点,且四边形MNPQ为菱形,原点О在直线MN上的垂足为点H,求H
的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意可得 ,则椭圆 : ,
联立 ,解得 或 ,
所以弦长 ,解得 ,所以 ,
所以椭圆 的方程为 ,即 ;
(2)因为四边形MNPQ为菱形,所以 垂直且平分,
设 ,
则 ,
两式相减得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即 ,
设菱形的中心为 ,
若直线 的斜率都存在,设直线 的斜率分别为 ,
由 ,得 ,
所以 ,即 ,
同理 ,
所以 ,
由 得 ,所以 ,即菱形的中心为原点,
则直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
联立 ,解得 ,
所以 ,
同理 ,
因为 ,
所以
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
所以点 在圆 上;
若直线 中有一条直线的斜率不存在,由对称性可知棱形的中心为原点,
四点分别为椭圆的顶点,不妨设 为右顶点, 为上顶点,
则 ,
同理可得 ,
点 任在圆 上,
综上所述,H的轨迹方程为 .
22(2023·海南海口·海南中学校考二模)已知过点 的直线 与双曲线 : 的左右两支分别
交于 、 两点.
(1)求直线 的斜率 的取值范围;
(2)设点 ,过点 且与直线 垂直的直线 ,与双曲线 交于 、 两点.当直线 变化时,
恒为一定值,求点 的轨迹方程.
【答案】(1)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)
【解析】(1)当 时,显然符合题意,
当 时,设直线 的方程为 ,其中 ,设 、 ,
与双曲线方程联立可得 ,
因为直线 与双曲线交于不同的两支,所以 ,又 ,
所以 ,解得 ,即 ,所以 且 ,解得 或 ,
综上可得 ;
(2)由(1)知,因为 ,
所以 ,
设 ,则直线 的方程为: ,设 ,
直线 与双曲线方程联立可得 ,
即 ,
所以 ,
所以 ,
得 ,
又因为 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,
当 时,
即 时, 为定值 ,
所以 或 ,又因为 ,
所以点 的轨迹方程为 .
23.(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)已知双曲线 : ( , )的离心率
为 ,右顶点 到渐近线的距离等于 .
(1)求双曲线 的方程.
(2)点 , 在 上,且 ,直线 是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线 过定点
【解析】(1)由题意,取渐近线 ,
右顶点 到该渐近线的距离 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 , ,解得 , , ,
的方程为 .
(2)由题意知直线 的斜率存在且不为 ,
设直线 : ,
与 的方程联立,消去 得 ,
易知 ,
由韦达定理得 ,则 .
因为 ,所以 ,
用 代替 (显然此时 ),
同理得 ,
得 ,
直线 : ,
过定点 .
当 时,直线 的斜率不存在,
易知直线 的方程为 ,过左焦点 .
综上,直线 过定点 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】24.(2023·福建三明·统考三模)已知 是椭圆 的右焦点, 为坐标原点, 为
椭圆上任意一点, 的最大值为 .当 时, 的面积为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2) 、 为椭圆的左、右顶点,点 满足 ,当 与 、 不重合时,射线 交椭圆 于点 ,
直线 、 交于点 ,求 的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)解:设点 ,则 , ,
因为
,
所以, ,
设椭圆左焦点为 ,因为 ,所以 .
即 ,
又因为 ,所以 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,所以 ,所以 ,
因为此时 ,所以 ,所以 ,所以 .
因为 ,所以 , ,所以椭圆 的方程为 .
(2)解:设点 , , ,
因为点 满足 ,则 ,解得 ,所以 ,
由题知 不与 轴重合,设直线 的方程为 ,
联立方程组 ,消 整理得 ,
,
设 、 ,则 , .
因为 的方程为 , 的方程为
两直线方程联立得: .
因为 .
所以 ,解得 ,
所以动点 的轨迹方程为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由椭圆的对称性不妨设 ,直线 、 的倾斜角为 、 ,
由图可知 ,且 ,
因为 ,则 ,
因为 , ,
所以 ,
当且仅当 时等号成立,此时 , ,
所以 的最大值为 .
25.(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测) 中, 是边 上的点, ,
且 .
(1)若 ,求 面积的最大值;
(2)若 内是否存在点 ,使得 ?若存在,求 ;若不存
在,说明理由.
【答案】(1)
(2) 存在,
【解析】(1)由面积公式可得:
,
,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因为 ,故 ,
由 可得 即 ,
建立如图所示的平面直角坐标系,
则 ,设 ,
则 ,整理得到: ,
即点A的轨迹是以 圆心, 为半径的圆,
故 的 边上的高的最大值为 ,故其面积的最大值为 .
(2)因为 ,故 ,又 ,故 ,
故 为直角三角形,且 ,
假设 内存在点 ,使得 ,
法一:如图,设 ,
则 ,故 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】在 中,由正弦定理可得 ,即 ,
故 ,故 ,
因为 为锐角,故 ,
故 存在且 .
法二:如图,设 ,则 ,故 ,
同理 ,故 ,
而 ,故 ,
在 中,由余弦定理可得: ,
整理得到: ,
所以 ,
整理得到: ,解得 或 ,
但 为锐角,故 ,故 ,
故 存在且 .
26.(2023·河北·校联考三模)已知椭圆 ,其焦距为 ,连接椭圆 的四个顶点
所得四边形的面积为6.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)已知点 ,过点 作斜率不为0的直线交椭圆 于不同两点 ,求证:直线 与直线
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所成的较小角相等.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】(1)由题意得, ,
解得 , , ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)证明:由题意,直线 的斜率一定存在,
设直线 的方程为 , ,设 , ,
联立 ,整理得 ,
所以 ,即 ,且 ,
, ,
因为直线 平行于 轴,
所以要证直线 与直线 所成的较小角相等,
即证直线 的倾斜角互补,
即证 ,下面进行证明:
所以直线 与直线 所成的较小角相等.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】27.(2023·江苏盐城·盐城中学校考模拟预测)阿基米德(公元前287年-公元前212年,古希腊)不仅是
著名的哲学家、物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到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.在平面直角坐标系 中,椭圆 : 的面积为 ,
两焦点与短轴的一个顶点构成等边三角形.过点 的直线 与椭圆C交于不同的两点A,B.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为P,Q,直线PA与直线 交于点F,试证明B,Q,F三点共线.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】(1)依题意有 ,解得 ,所以椭圆C的标准方程是 .
(2)(i)当直线 的斜率不存在,易知 , ,或 , ,
当 , 时,直线PA的方程为: ,所以点 ,
此时, , ,显然B,Q,F三点共线,
同理 , 时,B,Q,F三点共线;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(ii)当直线 的斜率存在时,显然斜率 ,设直线 的方程: ,
设 , ,
由 整理可得: ,
, ,
由(1)可得左右顶点分别为 , ,
直线PA的方程为 ,又因为直线 与 交于F,所以 ,
所以 , ,
因为
,
又
,
所以 ,所以 ,所以B,Q,F三点共线;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】28.(2023·北京·北京四中校考模拟预测)椭圆 的焦距为 为椭圆右焦
点, .
(1)求椭圆 的方程与离心率;
(2)设 为原点, 为椭圆上一点, 的中点为 .直线 与直线 交于点 ,过 且平行于 的直
线与直线 交于点 .求证: .
【答案】(1) , .
(2)证明见解析.
【解析】(1)椭圆的焦距为 ,所以 , ,
又 ,所以 ,椭圆 的方程是 ,
离心率为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)由(1)得 .设 的中点为 , .
设直线 的方程为: ,
将其代入椭圆方程,整理得
,所以 ,
所以 , ,即 ,
所以直线 的斜率是 ,
所以直线 的方程是 ,令 得 ,
直线 的方程是 ,令 得 ,
由 ,得直线 的斜率是 ,所以 ,记垂足为 ;
因为直线 的斜率是 ,所以 ,记垂足为 .
在 和 中, 和 都与 互余,所以 .
29.(2023·甘肃张掖·高台县第一中学校考模拟预测)已知椭圆C: 经过圆 :
的圆心,C的左焦点F到圆 上的点的距离的最小值为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(1)求C的标准方程.
(2)过点F作斜率之积为-1的两条直线 , , 与C相交于A,B两点, 与C相交于M,N两点,点
P,Q分别满足 , ,问:直线PQ是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;
若不过定点,试说明理由.
【答案】(1)
(2)直线PQ过定点 .
【解析】(1)圆 的方程可化为 ,故 ,半径 ,将 代入椭圆方程得 .
设C的左焦点F的坐标为(-c,0),则 ,解得 ,
所以 ,所以C的标准方程为 .
(2)直线PQ过定点 ,理由如下.
由(1)知 ,因为 , 的斜率之积为-1,所以 ,易知 , 的斜率存在且不为0.
由 , ,可知点P为线段AB的中点,点Q为线段MN的中点.
设 的方程为 , , ,
由 消去y,得 ,
则 ,所以 ,
所以点P的坐标为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】将点P坐标中的k换成 ,可得
当 时,解得 ,此时直线PQ的方程为 ,恒过x轴上的点 ;
当 时, , ,
所以 ,即直线PQ过定点 .
综上所述,直线PQ过定点 .
30.(2023·浙江·校联考三模)已知双曲线 为其左右焦点,点 为其右支上一点,
在 处作双曲线的切线 .
(1)若 的坐标为 ,求证: 为 的角平分线;
(2)过 分别作 的平行线 ,其中 交双曲线于 两点, 交双曲线于 两点,求 和
的面积之积 的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】(1)解:由题意点 处的切线为 ,
所以过点 处的切线方程为 ,
交 轴于点 ,则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即 ,所以 为 的角平分线;
(2)过 的切线 ,
当 时,即 不为右顶点时, ,
即 ,
(或由直线与单支有两个交点,则 也可)
联立
设 ,则
所以
又
所以 ,
,
当 时,即点 为右顶点时, ,
所以 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以 的最小值为 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】