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专题 10 圆锥曲线
1.(新课标全国Ⅱ卷)已知曲线C: ( ),从C上任意一点P向x轴作垂线段 ,
为垂足,则线段 的中点M的轨迹方程为( )
A. ( ) B. ( )
C. ( ) D. ( )
【答案】A
【分析】设点 ,由题意,根据中点的坐标表示可得 ,代入圆的方程即可求解.
【详解】设点 ,则 ,
因为 为 的中点,所以 ,即 ,
又 在圆 上,
所以 ,即 ,
即点 的轨迹方程为 .
故选:A
2.(全国甲卷数学(理))已知双曲线 的上、下焦点分别为 ,
点 在该双曲线上,则该双曲线的离心率为( )
A.4 B.3 C.2 D.
【答案】C【分析】由焦点坐标可得焦距 ,结合双曲线定义计算可得 ,即可得离心率.
【详解】由题意, 、 、 ,
则 , , ,
则 ,则 .
故选:C.
3.(新高考天津卷)双曲线 的左、右焦点分别为 是双曲线右支上一点,
且直线 的斜率为2. 是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】可利用 三边斜率问题与正弦定理,转化出三边比例,设 ,由面积公式求出 ,
由勾股定理得出 ,结合第一定义再求出 .
【详解】如下图:由题可知,点 必落在第四象限, ,设 ,
,由 ,求得 ,
因为 ,所以 ,求得 ,即 ,
,由正弦定理可得: ,则由 得 ,
由 得 ,
则 ,
由双曲线第一定义可得: , ,
所以双曲线的方程为 .
故选:C
4.(新课标全国Ⅰ卷)(多选)造型 可以做成美丽的丝带,将其看作图中曲线C的一部分.已知C过坐
标原点O.且C上的点满足横坐标大于 ,到点 的距离与到定直线 的距离之积为4,则
( )
A. B.点 在C上
C.C在第一象限的点的纵坐标的最大值为1 D.当点 在C上时,
【答案】ABD
【分析】根据题设将原点代入曲线方程后可求 ,故可判断A的正误,结合曲线方程可判断B的正误,利
用特例法可判断C的正误,将曲线方程化简后结合不等式的性质可判断D的正误.
【详解】对于A:设曲线上的动点 ,则 且 ,
因为曲线过坐标原点,故 ,解得 ,故A正确.
对于B:又曲线方程为 ,而 ,故 .
当 时, ,
故 在曲线上,故B正确.
对于C:由曲线的方程可得 ,取 ,
则 ,而 ,故此时 ,
故 在第一象限内点的纵坐标的最大值大于1,故C错误.
对于D:当点 在曲线上时,由C的分析可得 ,
故 ,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】思路点睛:根据曲线方程讨论曲线的性质,一般需要将曲线方程变形化简后结合不等式的性质等
来处理.
5.(新课标全国Ⅱ卷)(多选)抛物线C: 的准线为l,P为C上的动点,过P作
的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
A.l与 相切
B.当P,A,B三点共线时,
C.当 时,
D.满足 的点 有且仅有2个
【答案】ABD
【分析】A选项,抛物线准线为 ,根据圆心到准线的距离来判断;B选项, 三点共线时,先求出 的坐标,进而得出切线长;C选项,根据 先算出 的坐标,然后验证 是否成立;
D选项,根据抛物线的定义, ,于是问题转化成 的 点的存在性问题,此时考察
的中垂线和抛物线的交点个数即可,亦可直接设 点坐标进行求解.
【详解】A选项,抛物线 的准线为 ,
的圆心 到直线 的距离显然是 ,等于圆的半径,
故准线 和 相切,A选项正确;
B选项, 三点共线时,即 ,则 的纵坐标 ,
由 ,得到 ,故 ,
此时切线长 ,B选项正确;
C选项,当 时, ,此时 ,故 或 ,
当 时, , , ,
不满足 ;
当 时, , , ,
不满足 ;
于是 不成立,C选项错误;
D选项,方法一:利用抛物线定义转化
根据抛物线的定义, ,这里 ,
于是 时 点的存在性问题转化成 时 点的存在性问题,
, 中点 , 中垂线的斜率为 ,
于是 的中垂线方程为: ,与抛物线 联立可得 ,,即 的中垂线和抛物线有两个交点,
即存在两个 点,使得 ,D选项正确.
方法二:(设点直接求解)
设 ,由 可得 ,又 ,又 ,
根据两点间的距离公式, ,整理得 ,
,则关于 的方程有两个解,
即存在两个这样的 点,D选项正确.
故选:ABD
6.(新课标全国Ⅰ卷)设双曲线 的左右焦点分别为 ,过 作平行于 轴的直
线交C于A,B两点,若 ,则C的离心率为 .
【答案】
【分析】由题意画出双曲线大致图象,求出 ,结合双曲线第一定义求出 ,即可得到 的值,
从而求出离心率.
【详解】由题可知 三点横坐标相等,设 在第一象限,将 代入
得 ,即 ,故 , ,又 ,得 ,解得 ,代入 得 ,
故 ,即 ,所以 .
故答案为:
7.(新高考北京卷)已知抛物线 ,则焦点坐标为 .
【答案】
【分析】形如 的抛物线的焦点坐标为 ,由此即可得解.
【详解】由题意抛物线的标准方程为 ,所以其焦点坐标为 .
故答案为: .
8.(新高考北京卷)已知双曲线 ,则过 且和双曲线只有一个交点的直线的斜率为
.
【答案】
【分析】首先说明直线斜率存在,然后设出方程,联立双曲线方程,根据交点个数与方程根的情况列式即
可求解.
【详解】联立 与 ,解得 ,这表明满足题意的直线斜率一定存在,
设所求直线斜率为 ,则过点 且斜率为 的直线方程为 ,联立 ,化简并整理得: ,
由题意得 或 ,
解得 或无解,即 ,经检验,符合题意.
故答案为: .
9.(新高考天津卷) 的圆心与抛物线 的焦点 重合, 为两曲线的交点,
则原点到直线 的距离为 .
【答案】 /
【分析】先求出圆心坐标,从而可求焦准距,再联立圆和抛物线方程,求 及 的方程,从而可求原点
到直线 的距离.
【详解】圆 的圆心为 ,故 即 ,
由 可得 ,故 或 (舍),
故 ,故直线 即 或 ,
故原点到直线 的距离为 ,
故答案为:
10.(新高考上海卷)已知抛物线 上有一点 到准线的距离为9,那么点 到 轴的距离为 .
【答案】
【分析】根据抛物线的定义知 ,将其再代入抛物线方程即可.
【详解】由 知抛物线的准线方程为 ,设点 ,由题意得 ,解得 ,代入抛物线方程 ,得 ,解得 ,
则点 到 轴的距离为 .
故答案为: .
11.(新课标全国Ⅰ卷)已知 和 为椭圆 上两点.
(1)求C的离心率;
(2)若过P的直线 交C于另一点B,且 的面积为9,求 的方程.
【答案】(1)
(2)直线 的方程为 或 .
【分析】(1)代入两点得到关于 的方程,解出即可;
(2)方法一:以 为底,求出三角形的高,即点 到直线 的距离,再利用平行线距离公式得到平移
后的直线方程,联立椭圆方程得到 点坐标,则得到直线 的方程;方法二:同法一得到点 到直线 的
距离,再设 ,根据点到直线距离和点在椭圆上得到方程组,解出即可;法三:同法一得到点 到
直线 的距离,利用椭圆的参数方程即可求解;法四:首先验证直线 斜率不存在的情况,再设直线
,联立椭圆方程,得到点 坐标,再利用点到直线距离公式即可;法五:首先考虑直线 斜率
不存在的情况,再设 ,利用弦长公式和点到直线的距离公式即可得到答案;法六:设线
法与法五一致,利用水平宽乘铅锤高乘 表达面积即可.
【详解】(1)由题意得 ,解得 ,所以 .
(2)法一: ,则直线 的方程为 ,即 ,
,由(1)知 ,
设点 到直线 的距离为 ,则 ,
则将直线 沿着与 垂直的方向平移 单位即可,
此时该平行线与椭圆的交点即为点 ,
设该平行线的方程为: ,
则 ,解得 或 ,
当 时,联立 ,解得 或 ,
即 或 ,
当 时,此时 ,直线 的方程为 ,即 ,
当 时,此时 ,直线 的方程为 ,即 ,
当 时,联立 得 ,
,此时该直线与椭圆无交点.
综上直线 的方程为 或 .法二:同法一得到直线 的方程为 ,
点 到直线 的距离 ,
设 ,则 ,解得 或 ,
即 或 ,以下同法一.
法三:同法一得到直线 的方程为 ,
点 到直线 的距离 ,
设 ,其中 ,则有 ,
联立 ,解得 或 ,
即 或 ,以下同法一;
法四:当直线 的斜率不存在时,此时 ,
,符合题意,此时 ,直线 的方程为 ,即 ,
当线 的斜率存在时,设直线 的方程为 ,
联立椭圆方程有 ,则 ,其中 ,即 ,
解得 或 , , ,令 ,则 ,则
同法一得到直线 的方程为 ,
点 到直线 的距离 ,
则 ,解得 ,
此时 ,则得到此时 ,直线 的方程为 ,即 ,
综上直线 的方程为 或 .
法五:当 的斜率不存在时, 到 距离 ,
此时 不满足条件.
当 的斜率存在时,设 ,令 ,
,消 可得 ,
,且 ,即 ,
,
到直线 距离 ,
或 ,均满足题意, 或 ,即 或 .法六:当 的斜率不存在时, 到 距离 ,
此时 不满足条件.
当直线 斜率存在时,设 ,
设 与 轴的交点为 ,令 ,则 ,
联立 ,则有 ,
,
其中 ,且 ,
则 ,
则 ,解的 或 ,经代入判别式验证均满足题意.
则直线 为 或 ,即 或 .
12.(新课标全国Ⅱ卷)已知双曲线 ,点 在 上, 为常数, .按照
如下方式依次构造点 ,过 作斜率为 的直线与 的左支交于点 ,令 为 关于 轴
的对称点,记 的坐标为 .(1)若 ,求 ;
(2)证明:数列 是公比为 的等比数列;
(3)设 为 的面积,证明:对任意的正整数 , .
【答案】(1) ,
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)直接根据题目中的构造方式计算出 的坐标即可;
(2)根据等比数列的定义即可验证结论;
(3)思路一:使用平面向量数量积和等比数列工具,证明 的取值为与 无关的定值即可.思路二:使用
等差数列工具,证明 的取值为与 无关的定值即可.
【详解】(1)
由已知有 ,故 的方程为 .
当 时,过 且斜率为 的直线为 ,与 联立得到 .
解得 或 ,所以该直线与 的不同于 的交点为 ,该点显然在 的左支上.
故 ,从而 , .(2)由于过 且斜率为 的直线为 ,与 联立,得到方程
.
展开即得 ,由于 已经是直线 和
的公共点,故方程必有一根 .
从而根据韦达定理,另一根 ,相应的
.
所以该直线与 的不同于 的交点为 ,而注意到 的横坐标亦可通过
韦达定理表示为 ,故 一定在 的左支上.
所以 .
这就得到 , .
所以
.
再由 ,就知道 ,所以数列 是公比为 的等比数列.
(3)方法一:先证明一个结论:对平面上三个点 ,若 , ,则.(若 在同一条直线上,约定 )
证明:
.
证毕,回到原题.
由于上一小问已经得到 , ,
故 .
再由 ,就知道 ,所以数列 是公比为 的等比数列.
所以对任意的正整数 ,都有
.而又有 , ,
故利用前面已经证明的结论即得
.
这就表明 的取值是与 无关的定值,所以 .
方法二:由于上一小问已经得到 , ,
故 .
再由 ,就知道 ,所以数列 是公比为 的等比数列.
所以对任意的正整数 ,都有
.这就得到 ,
以及 .
两式相减,即得 .
移项得到 .
故 .
而 , .
所以 和 平行,这就得到 ,即 .
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于将解析几何和数列知识的结合,需要综合运用多方面知识方可得解.
13.(全国甲卷数学(理)(文))设椭圆 的右焦点为 ,点 在 上,且
轴.
(1)求 的方程;
(2)过点 的直线与 交于 两点, 为线段 的中点,直线 交直线 于点 ,证明:
轴.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设 ,根据 的坐标及 轴可求基本量,故可求椭圆方程.
(2)设 , , ,联立直线方程和椭圆方程,用 的坐标表示 ,
结合韦达定理化简前者可得 ,故可证 轴.【详解】(1)设 ,由题设有 且 ,故 ,故 ,故 ,
故椭圆方程为 .
(2)直线 的斜率必定存在,设 , , ,
由 可得 ,
故 ,故 ,
又 ,
而 ,故直线 ,故 ,
所以
,
故 ,即 轴.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为 ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 (或 )的一元二次方程,注意 的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 、 (或 、 )的形式;
(5)代入韦达定理求解.
14.(新高考北京卷)已知椭圆方程C: ,焦点和短轴端点构成边长为2的正方形,
过 的直线l与椭圆交于A,B, ,连接AC交椭圆于D.
(1)求椭圆方程和离心率;
(2)若直线BD的斜率为0,求t.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意得 ,进一步得 ,由此即可得解;
(2)说明直线 斜率存在,设 , ,联立椭圆方程,由韦达定理
有 ,而 ,令 ,即可得解.
【详解】(1)由题意 ,从而 ,
所以椭圆方程为 ,离心率为 ;
(2)显然直线 斜率存在,否则 重合,直线 斜率不存在与题意不符,
同样直线 斜率不为0,否则直线 与椭圆无交点,矛盾,从而设 , ,
联立 ,化简并整理得 ,
由题意 ,即 应满足 ,
所以 ,
若直线 斜率为0,由椭圆的对称性可设 ,
所以 ,在直线 方程中令 ,
得 ,
所以 ,
此时 应满足 ,即 应满足 或 ,
综上所述, 满足题意,此时 或 .
15.(新高考天津卷)已知椭圆 椭圆的离心率 .左顶点为 ,下顶点为 是
线段 的中点,其中 .
(1)求椭圆方程.(2)过点 的动直线与椭圆有两个交点 .在 轴上是否存在点 使得 恒成立.若存在
求出这个 点纵坐标的取值范围,若不存在请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在 ,使得 恒成立.
【分析】(1)根据椭圆的离心率和三角形的面积可求基本量,从而可得椭圆的标准方程.
(2)设该直线方程为: , , 联立直线方程和椭圆方程并消元,结合
韦达定理和向量数量积的坐标运算可用 表示 ,再根据 可求 的范围.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为 ,故 , ,其中 为半焦距,
所以 ,故 ,
故 ,所以 , ,故椭圆方程为: .
(2)
若过点 的动直线的斜率存在,则可设该直线方程为: ,
设 ,由 可得 ,
故 且
而 ,
故
,
因为 恒成立,故 ,解得 .
若过点 的动直线的斜率不存在,则 或 ,
此时需 ,两者结合可得 .
综上,存在 ,使得 恒成立.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要用合适的参数表示目标代数式,表示过程中需要借
助韦达定理,此时注意直线方程的合理假设.
16.(新高考上海卷)已知双曲线 左右顶点分别为 ,过点 的直线 交双曲线 于 两点.
(1)若离心率 时,求 的值.
(2)若 为等腰三角形时,且点 在第一象限,求点 的坐标.
(3)连接 并延长,交双曲线 于点 ,若 ,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据离心率公式计算即可;
(2)分三角形三边分别为底讨论即可;
(3)设直线 ,联立双曲线方程得到韦达定理式,再代入计算向量数量积的等式计算即可.
【详解】(1)由题意得 ,则 , .
(2)当 时,双曲线 ,其中 , ,
因为 为等腰三角形,则
①当以 为底时,显然点 在直线 上,这与点 在第一象限矛盾,故舍去;
②当以 为底时, ,
设 ,则 , 联立解得 或 或 ,
因为点 在第一象限,显然以上均不合题意,舍去;(或者由双曲线性质知 ,矛盾,舍去);
③当以 为底时, ,设 ,其中 ,
则有 ,解得 ,即 .
综上所述: .
(3)由题知 ,
当直线 的斜率为0时,此时 ,不合题意,则 ,
则设直线 ,
设点 ,根据 延长线交双曲线 于点 ,
根据双曲线对称性知 ,
联立有 ,
显然二次项系数 ,
其中 ,
①, ②,
,
则 ,因为 在直线 上,则 , ,
即 ,即 ,
将①②代入有 ,
即
化简得 ,
所以 , 代入到 , 得 , 所以 ,
且 ,解得 ,又因为 ,则 ,
综上知, , .
【点睛】关键点点睛:本题第三问的关键是采用设线法,为了方便运算可设 ,将其与双曲线方
程联立得到韦达定理式,再写出相关向量,代入计算,要注意排除联立后的方程得二次项系数不为0.
一、单选题
1.(2024·福建泉州·二模)若椭圆 的离心率为 ,则该椭圆的焦距为( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】D
【分析】分焦点在 轴或 轴两种情况,求椭圆的离心率,求解参数 ,再求椭圆的焦距.
【详解】若椭圆的焦点在 轴,则离心率 ,得 ,此时焦距 ,
若椭圆的焦点在 轴,则离心率 ,得 ,此时焦距 ,所以该椭圆的焦距为 或 .
故选:D
2.(2024·河北衡水·三模)已知双曲线 : ,圆 与圆
的公共弦所在的直线是 的一条渐近线,则 的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【分析】两圆的方程相减可得双曲线的一条渐近线方程,据此可求双曲线的离心率.
【详解】因为 , ,所以两圆方程相减可得 ,
由题意知 的一条渐近线为 ,即 ,
双曲线 的离心率 .
故选:C.
3.(2024·北京·三模)已知双曲线 的一个焦点坐标是 ,则 的值及 的离心率分别
为( )
A. B. C.1,2 D.
【答案】A
【分析】化双曲线方程为标准形式,再求出 的值及离心率.
【详解】依题意,双曲线 化为: ,
则 ,解得 ,双曲线 的离心率 .
故选:A4.(2024·贵州贵阳·三模)过点 的直线 与圆 相交于不同的两点M,N,则线
段MN的中点 的轨迹是( )
A.一个半径为10的圆的一部分 B.一个焦距为10的椭圆的一部分
C.一条过原点的线段 D.一个半径为5的圆的一部分
【答案】D
【分析】设 , 根据垂径定理得到 ,再转化为 ,写出相关向量,代入化简即可.
【详解】设 ,根据线段 的中点为 ,则 ,即 ,
所以 ,又 ,
所以 ,即 ,
所以点 的轨迹是以 为圆心,半径为5的圆在圆 内的一部分,
故选:D.
5.(2024·湖南·模拟预测)已知点 ,点 ,动点M满足直线AM,BM的斜率之积为4,则动
点M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据两点斜率公式即可列等量关系化简求解即可.
【详解】设动点由于 , ,根据直线 与 的斜率之积为 .
整理得 ,化简得: .
故选:D
6.(2024·陕西榆林·三模)在平面直角坐标系 中,把到定点 距离之积等于
的点的轨迹称为双纽线.若 ,点 为双纽线 上任意一点,则下列结论正确的个数是( )
① 关于 轴不对称
② 关于 轴对称
③直线 与 只有一个交点
④ 上存在点 ,使得
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】用定义法把动点的轨迹方程求出来 ,利用 代换,方程没有变化,可
知双纽线关于 轴, 轴,原点对称,再利用它与 联立方程组,解得只有一组解,可知③正确,再利
用原点到 的距离正好是 ,可知满足题意,所以④正确,从而可以做出所有选项的判断.
【详解】①设 到定点 的距离之积为4,
可得 . ,整理得 ,
即曲线 的方程为 ,
由 用 代换,方程没变,可知曲线 关于 轴对称,
由 用 代换,方程没变,可知曲线 关于 轴对称,
由 用 代换, 用 同时代换,方程没变,可知曲线 关于原点对称,
图象如图所示:所以①不正确,②正确;
③联立方程组 ,可得 ,即 ,所以 ,
所以直线 与曲线 只有一个交点 ,所以③正确.
④原点 满足曲线 的方程,即原点 在曲线 上,则 ,
即曲线 上存在点 与原点 重合时,满足 ,所以④正确.
故选:C.
7.(2024·福建泉州·二模)双曲线 ,左、右顶点分别为A,B,O为坐标原点,如图,
已知动直线l与双曲线C左、右两支分别交于P,Q两点,与其两条渐近线分别交于R,S两点,则下列命
题正确的是( )
A.存在直线l,使得
B.当且仅当直线l平行于x轴时,
C.存在过 的直线l,使得 取到最大值
D.若直线l的方程为 ,则双曲线C的离心率为
【答案】D【分析】根据与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点可对A项判断;设直线 分别与双
曲线联立,渐近线联立,分别求出和坐标,从而可对B、C项判断;根据 ,求出 ,从而
可对D项判断.
【详解】解:对于A项:与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点,故A项错误;
对于B项:设直线 ,与双曲线联立 ,得:
,其中 ,
设 ,由根与系数关系得: ,
所以线段PQ中点 ,
将直线 ,与渐近线 联立得点S坐标为 ,
将直线 与渐近线 联立得点R坐标为 ,
所以线段RS中点 ,
所以线段PQ与线段RS的中点重合.所以,对任意的直线l,都有 ,故B项不正
确;
对于C项:因为 为定值,当k越来越接近渐近线 的斜率 时, 趋向于无穷,
所以 会趋向于无穷,不可能有最大值,故C项错误;
对于D项:联立直线l与渐近线 ,解得 ,联立直线l与渐近线 ,解得 由题可知, ,
,解得 ,所以 ,故D项正确.
故选:D.
【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的三种方法:
①定义法:通过已知条件列出方程组,求得 得值,根据离心率的定义求解离心率 ;
②齐次式法:由已知条件得出关于 的二元齐次方程,然后转化为关于 的一元二次方程求解;
③特殊值法:通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
8.(2024·河南·二模)已知双曲线 的左,右焦点分别为 为坐标原点,焦距
为 ,点 在双曲线 上, ,且 的面积为 ,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.4
【答案】C
【分析】依题意可得 为直角三角形,且 ,设 , ,利用双曲线的定义及
勾股定理求出 ,再由 的面积为 求出 ,最后由焦距求出 ,即可求出离心率.
【详解】因为 的面积为 ,所以 的面积为 .
又 ,所以 ,所以 为直角三角形,且 .
设 , ,所以 ,
所以 ,
所以 ,又 ,所以 .
焦距为 ,所以 ,则 ,所以 ,则离心率 .
故选:C.
9.(2024·重庆·三模)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 交抛物线于A,B两点,点 在第
一象限,点 为坐标原点,且 ,则直线 的斜率为( )
A. B. C.1 D.-1
【答案】A
【分析】设直线 的倾斜角为 ,利用抛物线的焦半径公式 , 表示出 、
,再根据 ,求出 ,利用同角三角函数的基本关系求 ,就是直线的斜率.
【详解】如图:
设直线倾斜角为 ,抛物线的准线 :
作 于 ,根据抛物线的定义, ,
所以 ,类似的 .由 知 ,得 ,故 .
故选:A
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)设 为抛物线 的焦点,若点 在 上,则 ( )
A.3 B. C. D.
【答案】D
【分析】利用点 在抛物线上,得到抛物线的标准方程,确定准线方程,利用抛物线的定义, .
【详解】依题意, ,解得 ,所以 的准线为 ,所以 ,
故选:D.
11.(2024·山东泰安·二模)设抛物线 的焦点为 ,过抛物线上点 作准线的垂线,设垂足为 ,
若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意得 ,结合正切定义以及 可得 ,进一步即可求解.
【详解】如图所示:
设 为准线与 轴的交点,
因为 ,且 ,所以 ,
因为 ,所以 ,而在 中, ,
所以 .
故选:A.
二、多选题
12.(2024·江西·模拟预测)已知 , , ,动点 满足 与 的斜率之积为 ,
动点 的轨迹记为 ,过点 的直线交 于 , 两点,且 , 的中点为 ,则( )
A. 的轨迹方程为
B. 的最小值为1
C.若 为坐标原点,则 面积的最大值为
D.若线段 的垂直平分线交 轴于点 ,则 点的横坐标是 点的横坐标的 倍
【答案】BCD
【分析】根据求轨迹方程的方法即可求得选项A,结合椭圆的性质即可判断选项B,联立直线 与椭圆方
程,结合韦达定理,即可求出 的面积,利用导数可判断选项C,利用中点坐标公式及直线 与直
线 的关系,即可求出 点和 点的横坐标,从而判断选项D.
【详解】对于选项A,设 ,因为 , ,所以 ,化简得
,故A错误;
对于选项B,因为 ,则 , ,则 ,所以 为椭圆的右焦点,则 ,故B正确;
对于选项C,设 的方程 ,代入椭圆方程,得 ,
设 ,则 , ,
所以 ,
令 ,则 ,
令 ,则 , 在 为增函数,
, ,
所以 ,当且仅当 时即 等号成立,故C正确;
对于选项D,因为 , , ,
所以 ,则 ,
设 ,则 ,则 ,
所以 ,则 点的横坐标是 点的横坐标的 倍,故D正确.
故选:BCD.【点睛】关键点点睛:本题求解的关键有两个:一是利用面积公式得出面积表达式,结合导数得出最值;
二是根据垂直平分得出点之间的关系.
13.(2024·江苏常州·二模)双曲线具有光学性质:从双曲线一个焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,
其反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图,双曲线 的左、右焦点分别为
,从 发出的两条光线经过 的右支上的 两点反射后,分别经过点 和 ,其中 共线,
则( )
A.若直线 的斜率 存在,则 的取值范围为
B.当点 的坐标为 时,光线由 经过点 到达点 所经过的路程为6
C.当 时, 的面积为12
D.当 时,
【答案】ABD
【分析】根据双曲线的渐近线的斜率,可得判定A正确;根据双曲线的定义,求得由 经过点 到达点所经过的路程,可判定B正确;根据向量的数量积的运算,得到 ,得到 ,设 ,
列出方程,求得 ,进而可判定C错误;在直角 中,结合 ,可判定D
正确.
【详解】如图所示,过点 分别作 的两条渐近线的平行线 ,则 的斜率分别为 和 ,
对于A中,由图可知,当点 均在 的右支时, 或 ,所以A正确;
对于B中,光线由 经过点 到达点 所经过的路程为
,所以B正确;
对于C中,由 ,得 ,即 ,所以 ,
设 ,则 ,
因为 ,所以 ,整理得 ,
解得 或 (舍去),所以 , ,
所以 的面积 ,所以C错误;
对于D项,在直角 中, ,
所以 ,所以D正确.
故选:ABD.14.(2024·重庆·三模)已知双曲线 的左,右焦点分别为 为双曲线 上点,且
的内切圆圆心为 ,则下列说法正确的是( )
A. B.直线PF 的斜率为
1
C. 的周长为 D. 的外接圆半径为
【答案】ACD
【分析】对于A,根据三角形与其内切圆性质结合双曲线定义即可求解;根据已知条件 、 、 以
及与各个所需量的关系即可求出 、 和 ,进而可依次求出直线PF
1
的斜率、结合焦三角形面积公式 得 的周长、结合正弦定理得 的
外接圆半径.
【详解】如图1,由条件,点 应在双曲线 的右支上,
设圆 分别与 的三边切于点 ,则由题 ,
且 , ,
又
,A选项正确;由选项A得 ,连接 、 、 ,则 ,
所以 ,B选项错误;
同理, ,
,
,
所以由焦三角面积公式得 ,
又 ,故得 ,
的周长为 , 选项正确;
由 ,
由正弦定理 得 ,D选项正确.故选:ACD.
【点睛】关键点睛:求直线PF 的斜率、 的周长、 的外接圆半径的关键是根据已知条件 、
1
、 以及与各个所需量的关系即可求出 、 和 .
15.(2024·湖北襄阳·二模)抛物线 的焦点为 , 为其上一动点,当 运动到 时,
,直线 与抛物线相交于 两点,下列结论正确的是( )
A.抛物线的方程为:
B.抛物线的准线方程为:
C.当直线 过焦点 时,以AF为直径的圆与 轴相切
D.
【答案】BC
【分析】根据焦半径即可求解A,根据准线方程即可求解B,求解圆心和半径即可判断C,设出直线 方程,
与抛物线方程联立,韦达定理,利用焦半径公式求出 ,即可判断D.
【详解】对于A:当 运动到 时, ,故 ,即抛物线为 ,故A错误;
对于B:由 ,故抛物线的准线方程为: ,故B正确;
对于C:当直线 过焦点 时,设 为 ,则 ,
故以 为直径的圆的半径为 ,又 ,故以 为直径的圆的圆心坐标为 ,
圆心到 轴的距离与该圆半径相等,即该圆与 轴相切,故C正确;
对于D:由题意直线 斜率存在,设 的方程为 ,联立 ,
整理得 , ,即 ,所以 ,
所以 , ,
所以 ,
不能确定什么时候最小,则D错误.
故选:BC
16.(2024·浙江杭州·三模)如图,平面直角坐标系上的一条动直线l和x,y轴的非负半轴交于A,B两点,
若 恒成立,则l始终和曲线C: 相切,关于曲线C的说法正确的有( )
A.曲线C关于直线 和 都对称
B.曲线C上的点到 和到直线 的距离相等
C.曲线C上任意一点到原点距离的取值范围是
D.曲线C和坐标轴围成的曲边三角形面积小于
【答案】BCD
【分析】根据方程与图形,进行距离和面积的相关计算,逐项判断即可.【详解】对于A,曲线C: 中, ,所以不关于直线 对称,故错误;
对于B,设C上一点 ,则 ,而
,故正确;
对于C, , ,
所以 ,所以曲线C上任意一点到原点距离的取值范围是 ,故正确;
对于D, 到点 的距离 ,
故曲线C位于圆 的左下部分四分之一圆弧的下方,故围成面积小于 .
故选:BCD.
17.(2024·河南·三模)已知椭圆 经过点 ,且离心率为 .记 在 处的
切线为 ,平行于OP的直线 与 交于A,B两点,则( )
A.C的方程
B.直线OP与 的斜率之积为-1
C.直线OP,l与坐标轴围成的三角形是等腰三角形
D.直线PA,PB与坐标轴围成的三角形是等腰三角形
【答案】ACD
【分析】根据题干列出方程组,解方程组可判断A;根据直线与椭圆相切的可求出直线 的方程即可判断
B,C;通过计算 可判断D.【详解】 椭圆方程为: ,故A正确;
如图,因为点 在第一象限,取椭圆方程的右半部分得: ,则
,
所以 ,所以 ,故B错误;
,则 为等腰三角形,故C正确;
,消 可得 ,
与坐标轴围成的三角形是等腰三角形,故D正确.
故选:D18.(2024·辽宁·模拟预测)已知抛物线 的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点P
在C的准线上,那么( )
A.若PA与C相切,则PB也与C相切
B.
C.若点P在x轴上,则 为定值
D.若点P在x轴上,且满足 ,则直线l的斜率绝对值为
【答案】ABD
【分析】通过证明过焦点弦两个端点的切线的交点在抛物线的准线上判断A,根据以 为直径的圆与抛
物线的准线相切判断B,设直线 的方程为: , , ,联立直线与抛物线
方程,消元,列出韦达定理,计算出 判断C,推导出 ,可得 轴为 的平分线,即
可得到 ,设直线 的倾斜角为 ,利用焦半径公式求出 ,从而判断D.
【详解】依题意,不妨设点 在第一象限,
抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
对于A:设 , ,
依题意可得过 , 两点的抛物线的切线不与坐标轴垂直,
不妨设过 的抛物线的切线方程为: ,
即 ,
由 ,有 ,
所以 ,又 ,整理得 ,解得 ,
所以过 的抛物线的切线方程为: ,整理得 ,
同理可得过 的抛物线的切线方程为: ,
设两切线的交点为 ,由 ,
可得 ,
设直线 的方程为: ,由 有 ,
所以 , ,则 ,
所以 ,
即两切线的交点 在抛物线的准线上,
所以若 与 相切,则 也与 相切,故A正确;
对于B:设 的中点为 ,由 ,则 ,则 ,
又 ,所以 到准线的距离 ,
所以以 为直径的圆与抛物线的准线相切,
又点 在 的准线上,所以 ,故B正确;对于C:依题意可得 ,所以 , ,
所以
,显然 不是定值,故C错误;
对于D:因为
,
所以 轴为 的平分线,
根据角平分线定理可得 ,
设直线 的倾斜角为 ,则 , ,
所以 ,解得 ,所以 ,
则直线 的斜率为 ,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为 、 ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 (或 )的一元二次方程,必要时计算 ;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 、 的形式;
(5)代入韦达定理求解.
19.(2024·广东汕头·二模)用一个不垂直于圆锥的轴的平面截圆锥,当圆锥的轴与截面所成的角不同时,
可以得到不同的截口曲线,也即圆锥曲线.探究发现:当圆锥轴截面的顶角为 时,若截面与轴所成的角
为 ,则截口曲线的离心率 .例如,当 时, ,由此知截口曲线是抛物线.如图,圆锥
中, 、 分别为 、 的中点, 、 为底面的两条直径,且 、 , .现用平
面 (不过圆锥顶点)截该圆锥,则( )
A.若 ,则截口曲线为圆
B.若 与 所成的角为 ,则截口曲线为椭圆或椭圆的一部分
C.若 ,则截口曲线为抛物线的一部分D.若截口曲线是离心率为 的双曲线的一部分,则
【答案】BCD
【分析】根据情境,由题可知 ,再对每个选项,求出过点 的平面与旋转轴 所成角的余
弦,即 的值,代入 求值,从而利用离心率的范围判断截口曲线类型即可.
【详解】对于A,由题意知过MN的平面与底面不平行,则截口曲线不为圆,故A错误;
对于B, 与 所成的角为 ,所以 ,
因为 ,所以 ,即 ,
所以 ,所以平面 截该圆锥得的截口曲线为椭圆或椭圆的一部分,
故B正确;
对于C,因为 平面 , 平面 ,所以 ,
因为 , , SOD,
所以 平面SOD,又因为 平面SOD,所以
又 为 、 的中点,所以 ,
平面MAB,
所以 平面MAB,所以 与SO所成的角为 ,
所以 , ,故C正确;
对于D, 截口曲线是离心率为 的双曲线的一部分,
则 ,所以平面 ,故平面 不经过原点O,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是理解截口曲线(圆锥曲线)的离心率的定义,根据情境,由题可知
,再对每个选项,求出过点 的平面与旋转轴 所成角的余弦,即 的值,代入
求值,从而利用离心率的范围判断截口曲线类型即可.
三、填空题
20.(2024·北京·三模)已知双曲线 .则 的离心率是 ;若 的一条渐近线与圆
交于 , 两点,则 .
【答案】
【分析】根据双曲线的标准方程,得到 的值,结合双曲线的几何性质,求得双曲线的离心率和渐近
线方程,再利用圆的弦长公式,即可求解.
【详解】由双曲线 ,可得 ,则 ,
所以双曲线 的离心率为 ;
又由双曲线 的其中一条渐近线方程为 ,即 ,
因为圆 的圆心为 ,半径 ,所以圆心 到渐近线的距离为 ,
由圆的弦长公式,可得 .
故答案为: ; .
21.(2024·河北衡水·三模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,焦距为6,点
,直线 与 交于A,B两点,且 为AB中点,则 的周长为 .
【答案】
【分析】设A,B两点坐标分别为 ,利用点差法可得 ,结合 ,即可求
得a的值,再结合 的周长为4a,即得答案.
【详解】由题意知 ,
设A,B两点坐标分别为 ,
两式相减得 ,
由题意 为AB中点,
则 ,代入整理得 .即由题意知 ,
因此 ,所以 ,由焦距为6,解得 .
由椭圆定义知 的周长为 .
故答案为:
22.(2024·山东聊城·三模)已知双曲线 的一个焦点为 为坐标原点,点 在
双曲线上运动,以 为直径的圆过点 ,且 恒成立,则 的离心率的取值范围为
.
【答案】 /
【分析】先根据题意得到 ,即 ,再联立直线方程和双曲线方程利用韦达定理化简得
到 ,再结合等面积法和向量运算,即可求解离心率.
【详解】设 ,直线 : ,
因为以 为直径的圆过点 ,所以 ,即 ,
联立 ,整理得 ,
且 ,
, ,则 ,
所以
整理得 ,
即由 到直线 : 的距离 ,
又 ,
即 ,
而 ,
因为 ,即 ,
所以 ,
又 ,
所以 .
故答案为:
【点睛】关键点点睛:此题考查双曲线的离心率,难点是联立方程后的化简过程,对计算的要求较高,其中利用等面积法转化 为关键.
23.(2024·湖南衡阳·三模)如图所示,已知双曲线 的右焦点F,过点F作直线l
交双曲线C于 两点,过点F作直线l的垂线交双曲线C于点G, ,且三点 共线
(其中O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
【答案】
【分析】利用双曲线的几何定义,设 就可以来研究各焦半径的长度,再利用两个勾股定理就可以
求出离心率.
【详解】
设另一个焦点 ,连接 ,设 则
再根据双曲线的定义可知:
由双曲线的对称性可知, 是 的中点, 也是 的中点,
所以四边形 是平行四边形,又因为 ,所以可得 ,所以由勾股定理得: ,
化简得: ,
再由勾股定理得: ,
代入 得: ,
故答案为: .
24.(2024·北京·三模)已知抛物线 的焦点为 ,则 的坐标为 ;过点 的直线交抛物
线 于 两点,若 ,则 的面积为 .
【答案】
【分析】由给定的抛物线方程直接求出焦点坐标;利用抛物线定义求出点 的纵坐标,再求出三角形面积.
【详解】抛物线 的焦点为 ,准线方程为 ,
设 ,则 ,解得 ,于是 , ,
所以 的面积为 .
故答案为: ;
25.(2024·湖南长沙·三模)已知椭圆 的离心率为 ,过 的左焦点且斜率为1的
直线与 交于 两点.若 ,则 的焦距为 .【答案】
【分析】根据题意,得到椭圆 的方程为 ,由 的方程为 ,联立方程组,求得
,结合弦长公式,列出方程求得 的值,即可求解.
【详解】由椭圆 的离心率为 ,可得 ,则 ,
所以椭圆 的方程为 ,即 ,
由直线 过椭圆 的右焦点 且斜率为 ,可得 的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,
则 ,
设 ,则 ,
所以 ,
解得 ,所以椭圆 的焦距为 .
故答案为: .
26.(2024·河北保定·三模)若双曲线C: 的左、右焦点为 , ,P是其右支上的动点.若存
在P,使得 , , 依次成等比数列,则t的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据题意,设 ,由双曲线定义可得 ,则问题转化为
在 上有解,求出二次函数 的值域得解.【详解】由题意可知, , , ,且 , ,
设 ,则 ,所以 在 上有解,
又 在 上单调递增,所以 ,
所以 ,且 ,解得 .
故答案为: .
四、解答题
27.(2024·北京·三模)已知椭圆 的离心率为 .
(1)求椭圆 的方程和短轴长;
(2)设直线 与椭圆 相切于第一象限内的点 ,不过原点 且平行于 的直线 与椭圆 交于不
同的两点A,B,点 关于原点 的对称点为 .记直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,求 的值.
【答案】(1)椭圆 的方程为 ,短轴长为
(2)
【分析】(1)根据椭圆的离心率求出 ,即可得解;
(2)根据直线 与椭圆相切,求出切点 的坐标,再求出直线 的斜率 ;根据 ,设出 的方程,
表示出 的坐标,得到 的斜率 ,再探索 的值.【详解】(1)由题意可得 ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 ,短轴长为 ;
(2)由 消 得 ①,
由 ,得 ,
此时方程①可化: ,
解得: (由条件可知: 异号),
设 ,则 , ,
即 ,所以 ,
因为 ,所以可设直线 : ( , ),
由 消 得 ,
当 时,方程有两个不相等的实根,
设 , ,
则 , ,
因为 两点关于原点对称,所以 ,
所以 ,所以 .
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
28.(2024·江西·模拟预测)已知双曲线 的离心率为2,顶点到渐近线的距离为
.
(1)求 的方程;
(2)若直线 交 于 两点, 为坐标原点,且 的面积为 ,求 的值.
【答案】(1)
(2) 或
【分析】(1)由离心率及顶点到渐近线的距离列方程即可求;
(2)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理及弦长公式,点到直线距离公式求解面积即可.
【详解】(1)记 的半焦距为 ,由题得 的离心率 ,①
由对称性不妨设 的顶点为 ,渐近线方程为 ,则 ,②
又 ,③联立①②③解得 , , ,
所以 的方程为 .
(2)设 ,
由 得 ,
所以 ,
解得 ,且 ,
所以 , ,
所以 .
又点 到直线 的距离 ,
所以 的面积 ,
解得 或 ,符合 式,
所以 或 .
29.(2024·山东·模拟预测)已知抛物线 : 经过点 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)设直线 与 的交点为 , ,直线 与 倾斜角互补.
(i)求 的值;
(ii)若 ,求 面积的最大值.
【答案】(1)(2)(i) ;(ii) .
【分析】(1)把 点坐标代入抛物线方程,可求 的值.
(2)(i)把直线方程代入抛物线方程,消去 ,得到关于 的一元二次方程,利用一元二次方程根与系
数的关系,得到 和 ,把直线 与 倾斜角互补,转化成 ,可求 的值;(ii)先求弦
长 ,再求 到直线 的距离,可表示出 的面积,再结合基本不等式可求面积的最大值.
【详解】(1)由题意可知, ,所以 ,
所以 抛物线 的方程为 .
(2)(i)如图:
设 ,将直线 的方程代入 得:
,所以 ,
因为直线 与 倾斜角互补,
所以 ,
即 ,
所以 ,即 ,所以 .
(ii)由(i)可知 ,所以 ,
则 ,
因为 ,所以 ,即 ,
又点 到直线 的距离为 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,当且仅当 ,即 时,等号成立,
所以 面积最大值为 .
30.(2024·山东济宁·三模)已知椭圆 的左焦点为 ,上顶点为 ,离心率 ,
直线FB过点 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 的直线 与椭圆 相交于M,N两点(M、N都不在坐标轴上),若 ,求直线 的
方程.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)根据给定条件,求出 即得椭圆 的标准方程.(2)根据给定条件,借助倾斜角的关系可得 ,设出直线 的方程,与椭圆方程联立,利用韦达
定理结合斜率的坐标公式求解即得.
【详解】(1)令 ,由 ,得 ,则直线 的斜率 ,
由直线 过点 ,得直线 的方程为 ,因此 ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)设 ,直线 的倾斜角为 ,
直线 的倾斜角为 ,由直线 的斜率 知直线 的倾斜角为 ,
于是 ,即有 ,显然 均不等于 ,
则 ,即直线 的斜率满足 ,
由题设知,直线 的斜率不为0,设直线 的方程为 ,
由 ,消去x并整理得, ,显然 ,
设 ,则 ,
由 ,得 ,即 ,
则 ,整理得 ,
即 ,于是 ,而 ,解得, ,
所以直线 的方程为 ,即 .【点睛】关键点点睛:本题第2问,由 ,结合直线倾斜角及斜率的意义求得 是
解题之关键.
31.(2024·重庆·三模)已知 为圆 上一个动点,MN垂直 轴,垂足为N,O为坐标原点,
的重心为 .
(1)求点 的轨迹方程;
(2)记(1)中的轨迹为曲线 ,直线 与曲线 相交于A、B两点,点 ,若点 恰好是
的垂心,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设 ,根据 为 的重心,得 ,代入 ,化简即可求
解.
(2)根据垂心的概念求得 ,设直线 方程,与椭圆联立韦达定理,利用 得
,将韦达定理代入化简即可求解.
【详解】(1)设 ,则 ,因 为 的重心,故有: ,解得 ,代入 ,化简得 ,
又 ,故 ,所以 的轨迹方程为 .
(2)因 为 的垂心,故有 ,
又 ,所以 ,故设直线 的方程为 ,
与 联立消去 得: ,
由 得 ,
设 ,则 ,
由 ,得 ,所以 ,
所以 ,
所以 ,化简得 ,
解得 (舍去)或 (满足 ),故直线 的方程为 .
32.(2024·云南曲靖·模拟预测)已知抛物线 ,焦点为 ,点 为曲线 的准线与对称轴的交点,
过 的直线 与抛物线 交于 两点.
(1)证明:当 时, 与抛物线相切;(2)当 时,求 .
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由题意设直线 为 , ,将直线方程代入抛物线方程化简,利
用根与系数的关系,再结合 可求出 ,从而可求出 的坐标,则可求出直线 方
程,分别与抛物线方程联立可证得结论;
(2)由(1)可得 平分 ,则 ,利用三角函数恒等变换公式可求出
,从而得 , ,两式相乘化简可求得
,再利用弦长公式可求得结果.
【详解】(1)由题意得 ,设直线 为 , ,
由 ,得 ,
,
所以 ,
, ,
因为 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 , ,得 ,
所以直线 为 ,则 ,
此时直线 关于 对称,
, ,
所以 为 ,直线 为 ,
由 ,得 , ,
所以方程组只有一组解,所以直线 与抛物线相切,
由 ,得 , ,
所以方程组只有一组解,所以直线 与抛物线相切,
综上,当 时, 与抛物线相切;
(2)由(1)可知 , , ,所以 ,
所以 平分 ,
因为 ,所以 ,
因为 ,
所以 , ,
所以 ,
,
,
所以 ,
,得 ,
所以【点睛】关键点点睛:此题考查抛物线与直线的位置关系,考查根与系数的关系的应用,考查弦长公式的
应用,考查抛物线的焦点弦问题,解题的关键是将直线方程代入抛物线方程化简,利用根与系数的关系,
再结合斜率公式得到 平分 ,考查数形结合思想和计算能力,属于较难题.
33.(2024·四川·模拟预测)已知抛物线 : ( )的焦点为 , 为抛物线上一点,
,若 的最小值为2.
(1)求抛物线 的方程;
(2)直线 过点 且交抛物线 于 , 两点,求 的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设 ,根据 可求 的值,得到抛物线方程.
(2)设直线 的点斜式方程(注意讨论),与抛物线方程联立,设 , ,由一元二次方
程根与系数的关系,得到 , ,再根据抛物线的概念,用 , 表示出 ,利用二
次函数求它的范围.【详解】(1)设 ,则 ,等号成立当且仅当
,
所以 ,
所以抛物线 的方程为 .
(2)设 , ,当直线的斜率存在时,由题易知直线的斜率不为0,
设直线 的方程为 ( ),
与抛物线 的方程联立
消去 得 ,
由 在抛物线内部,故 ,所以 , .
由(1)知, 为抛物线 的焦点,由抛物线定义得,
,
所以当 , 时, 的最小值为 ;当直线的斜率不存在时, .
由抛物线定义知 .
综上, 的最小值为 .
34.(2024·湖南长沙·二模)已知椭圆 中心在原点,左焦点为 ,其四个顶点的连线围成的四边形
面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过椭圆 的左焦点 作斜率存在的两直线 、 分别交椭圆于 、 、 、 ,且 ,线段
、 的中点分别为 、 .求四边形 面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题可知椭圆的焦点在 轴上,标准方程可设为 ,由椭圆的性质可得
四边形面积为 ,由焦点坐标可知 ,联立方程即可求出 、
(2)由点斜式设出直线 、 的方程,联立直线 与椭圆 的方程,写出判别式和韦达定理,由弦
长公式得到 ,同理可得 ,四边形 面积为 ,而 、 ,利
用 和 进行转化,即可求出面积的最小值.
【详解】(1)根据题意可知椭圆的焦点在 轴上,设椭圆 的标准方程为 ,
椭圆四个顶点的连线围成的四边形是菱形,两条对角线互相垂直,而两条对角线长分别为 , ,
由已知得 ,即 ,因为左焦点为 ,所以 ,可得 ,
联立 ,解得 ,
故椭圆 的标准方程为 .
(2)作出椭圆 的图象,如下图所示:
根据题意可知直线 、 的斜率存在,且 ,
所以两直线 、 的斜率存在且不为0,
因此设直线AB、CD的斜率分别为 、 ,
又 ,设直线 方程为 ,直线 方程为 ,
设 、 、 、 的坐标分别为 、 、 、 ,
设四边形 面积为 .
联立 ,得 ,
,
因为 、 是该方程两根,由韦达定理可得 ,
由弦长公式可得 ,则 ,
同理可得, .
因为 、 分别是线段 、 的中点,且 ,
所以 , , ,
,
所以 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
故四边形 面积的最小值为 .
35.(2024·福建厦门·三模)平面直角坐标系 中,动点 在圆 上,动点 (异于原点)在
轴上,且 ,记 的中点 的轨迹为 .
(1)求 的方程;
(2)过点 的动直线 与 交于A,B两点.问:是否存在定点 ,使得 为定值,其中 分别为直线
NA,NB的斜率.若存在,求出 的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在, 或 或【分析】(1)设点 , ,由题意可得 代入 即可得结果;
(2)方法一: 设l的方程: ,联立方程,结合韦达定理可得
,由题意可得 ,分析求解即可;方法二:
设 的方程: ,联立方程,结合二次式的零点式分析可得 ,
由题意可得 ,分析求解即可.
【详解】(1)设点 , ,
因为 ,则 ,
由M为PO中点得 ,则 ,
代入 ,得 .
所以动点M的轨迹 的方程为 .
(2)方法一:存在N满足题意,证明如下:
依题意直线l的斜率存在且不为0,
设l的方程: , , , ,
联立方程 ,消去y得 ,则 , ,
直线 方程化为 ,
联立方程 ,消去x得 ,
则 ,
可得 .
,
依题意直线NA,NB与坐标轴不平行,且 为定值,
可得 ,
由 ,整理得 ,
由 ,整理得 ,
解得得 或 ,
代入 ,解得 或 或 ,
所以 或 或 满足题意;
方法二:存在 满足题意,证明如下:依题意直线 的斜率存在且不为0,
设 的方程: , , , ,
联立方程 ,消去y得 .
因为 为上式的两根,
则 ,
直线 方程化为 .
联立方程 ,消去x得 ,
因为 为上式的两根,
则 .(2)
由题意可得:
,
依题意直线NA,NB与坐标轴不平行,且 为定值,
可得 ,
由 ,整理得 ,
由 ,整理得 ,解得得 或 ,
代入 ,解得 或 或 ,
所以 或 或 满足题意.
【点睛】方法点睛:存在性问题求解的思路及策略
(1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在;若结论不正确则不存在.
(2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论;
②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;
③当条件和结论都不知,按常规法解题很难时,可先由特殊情况探究,再推广到一般情况.