文档内容
解答题:圆锥曲线的综合应用
题型一:最值问题
(24-25高三上·福建福州·月考)已知椭圆 经过点 ,
右焦点为
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 与 交于 两点,且直线 与 的斜率互为相反数,求
的中点 与 的最小距离.求最值及问题常用的两种方法:
(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,则考虑用几何图形
性质来解决;
(2)代数法:题中所给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建
立目标函数,再求该函数的最值,求函数的最值常见的方法有基本不等
式法、单调性法、导数法和三角换元法等。
1.(24-25高三上·贵州黔东南·开学考试)已知双曲线 :
的一个焦点与抛物线 : 的焦点 重合,
且 被 的准线 截得的弦长为 .
(1)求 的方程;
(2)若过 的直线与 的上支交于 , 两点,设 为坐标原点,求
的取值范围.
2.(24-25高三上·四川成都·期中)已知抛物线 : 经
过点 ,直线 : 与 的交点为A,B,且直线 与 倾
斜角互补.
(1)求抛物线在点 处的切线方程;(2)求 的值;
(3)若 ,求 面积的最大值.
题型二:参数范围问题
(23-24高三下·全国·模拟预测)已知椭圆 .
(1)若椭圆 的左右焦点分别为 为 的上顶点,求 的周
长;
(2)设过定点 的直线 与椭圆 交于不同的两点 ,且 为
锐角(其中 为坐标原点),求直线 的斜率 的取值范围.
圆锥曲线的取范围问题
1、利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的
取值范围;
2、利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是建立
两个参数之间的等量关系;
3、利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
4、利用已知的不等关系构造不等式,从而求出参数的取值范围;
5、利用求函数的值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
1.(23-24高三下·江苏苏州·月考)在平面直角坐标系 中,已知动点
到定点 的距离和它到定直线 的距离之比为 ,记
的轨迹为曲线 .
(1)求 的方程;
(2)已知点 ,不过 的直线 与 交于 , 两点,直线 ,
, 的斜率依次成等比数列,求 到 距离的取值范围.
2.(24-25高三上·湖南·开学考试)已知抛物线 的焦点
为 ,点 在抛物线 上,且 .
(1)求抛物线 的标准方程;
(2)抛物线的准线与 轴交于点 ,过 的直线 交抛物线 于 两
点,且 ,点 为线段 的垂直平分线与 轴的交
点,求点 的横坐标 的取值范围.
题型三:定值问题(24-25高三上·贵州毕节·期中)已知椭圆 的焦距
为4, 为椭圆 上一点.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设 为椭圆 的左焦点,直线 , 为椭圆上任意一点,点 到
的距离为 ,点 到 的距离为 ,若 为定值,求此定值及 的值.
圆锥曲线的定值问题
(1)解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,
角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值和题目中的参数无
关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值,
求定值问题常见的解题方法有两种:
法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值
与变量无关;
法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中
消去参数,从而得到定值。
(2)直接法解题步骤
第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:
或 、点的坐标;
第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情
况通过题干所给的已知条件,进行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;
第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入
的变量无关,是一个常数。
1.(24-25高三上·湖北武汉·开学考试)已知曲线 上的点到点
的距离比到直线 的距离小 为坐标原点.直线 过定点 .
(1)直线 与曲线 仅有一个公共点,求直线 的方程;
(2)曲线 与直线 交于 两点,试分别判断直线 的斜率之和、
斜率之积是否为定值?并说明理由.
2.(24-25高三上·甘肃张掖·模拟预测)已知双曲线
的焦距为8,右焦点为 ,直
线 与双曲线在一、三象限的交点分别为 ,且 .
(1)求双曲线 的方程及 的面积;
(2)直线 与双曲线 交于 两点,若直线 与 轴
分别交于点 ,且 .证明: 为定值.题型四:过定点问题
(24-25高三上·河南驻马店·开学考试)已知动圆P过点 ,并且与
圆 外切,设动圆的圆心P的轨迹为C.
(1)直线 与圆 相切于点Q,求 的值;
(2)求曲线C的方程;
(3)过点 的直线 与曲线C交于E,F两点,设直线 ,点
,直线 交 于点M,证明直线 经过定点,并求出该定点
的坐标.
圆锥曲线的定点问题
1、参数无关法:把直线或者曲线方程中的变量 , 当作常数看待,
把方程一端化为零,既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成
立,这时的参数的系数就要全部为零,这样就得到一个关于 , 的方
程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点。
2、特殊到一般法:根据动点或动直线、动曲线的特殊情况探索出定
点,再证明该定点与变量无关。
3、关系法:对满足一定条件上的两点连结所得直线定点或满足一定条
件的曲线过定点问题,可设直线(或曲线)上两点的坐标,利用坐标在
直线(或曲线)上,建立点的坐标满足方程(组),求出相应的直线
(或曲线),然后再利用直线(或曲线)过定点的知识求解。1.(24-25高三上·湖北襄阳·月考)已知抛物线 与双
曲线 的渐近线在第一象限的交点为Q,且Q点的横坐标为3.
(1)求抛物线E的方程;
(2)过点 的直线l与抛物线E相交于 两点,B关于x轴的对称
点为 ,求证:直线 必过定点.
2.(24-25高三上·天津北辰·期中)已知椭圆 : (
)的一个焦点为 ,其短轴长是焦距的 倍,点 为椭圆上任意一点,
且 的最大值为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设动直线 : 与椭圆 有且只有一个公共点 ,且与直线
相交于点 .问: 轴上是否存在定点 ,使得以 为直径的圆恒
过定点 ?若存在,求出点 的坐标;若不存在,说明理由.
题型五:定直线问题(24-25高三上·北京·月考)已知椭圆C: 的左、右
焦点分别为 、 ,一个焦点为 ,P是椭圆上一动点(与左、
右顶点不重合).已知 的面积的最大值为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点 且斜率不为0的直线l与椭圆C相交于M,N两点,椭圆长
轴的两个端点分别为 , , 与 相交于点Q,求证:点Q在某
条定直线上.
解决圆锥曲线中动点在定直线问题的解题步骤:
1、联立直线与圆锥曲线的方程消元;2、挖掘图形中的对称性,解出动
点横坐标或纵坐标;3、将动点的横纵坐标分别用参数表示,再消去参
数;4、设点,将方程变形解出定直线方程。
1.(23-24高三下·湖南长沙·三模)已知抛物线 ,过点
的直线 与 交于不同的两点 .当直线 的倾斜角为 时,
.
(1)求 的方程;
(2)在线段 上取异于点 的点 ,且满足 ,试问是否存在一条定直线,使得点 恒在这条定直线上?若存在,求出该直线;若
不存在,请说明理由.
2.(24-25高三上·上海·期中)已知双曲线C的中心为坐标原点,
是 的两个焦点,其中左焦点为 ,离心率为 .
(1)求 的方程;
(2)双曲线 上存在一点 ,使得 ,求三角形 的面
积;
(3)记 的左、右顶点分别为 ,过点 的直线与 的左支交于
M,N两点, 在第二象限,直线 与 交于点 .证明:点 在定
直线上.
题型六:动点轨迹问题
(23-24高三下·湖南益阳·一模)已知两点 , 及一动点 ,
直线 , 的斜率满足 ,动点 的轨迹记为 .过点
的直线 与 交于 , 两点,直线 , 交于点 .
(1)求 的方程;(2)求 的面积的最大值;
(3)求点 的轨迹方程.
求解动点 的轨迹方程的常见方法:
(1)定义法:如果动点 的运动规律符合我们已知的某种曲线(如
圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已
知条件待定方程中的参数,即可求得轨迹方程;
(2)直接法:如果动点 的运动规律满足的等量关系容易建立,则可
用点 的坐标 表示该等量关系,即可得轨迹方程;
(3)相关点法:如果动点 的运动是由另外一点 的运动引发的,而
点 的运动规律已知(坐标满足某已知的曲线方程),则用点 的坐标
表示出相关点 的坐标,然后将点 的坐标代入已知曲线方程,
即可得到点 的轨迹方程;
(4)交轨消参法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的
轨迹问题,这类问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再
消去参数求得所求的轨迹方程.
1.(23-24高三下·江西抚州·月考)在平面直角坐标系 中,已知双曲
线 经过点 ,点 与点 关于原点对称, 为 上一
动点,且 异于 两点.
(1)求 的离心率;(2)若△ 的重心为 ,点 ,求 的最小值;
(3)若△ 的垂心为 ,求动点 的轨迹方程.
2.(23-24高三下·安徽合肥·模拟预测)图1为一种卫星信号接收器,该
接收器的曲面与其轴截面的交线为抛物线的一部分,已知该接收器的口
径 ,深度 ,信号处理中心 位于抛物线的焦点处,以
顶点 为坐标原点,以直线 为 轴建立如图2所示的平面直角坐标系
.
(1)求该抛物线的方程;
(2)设 是该抛物线的准线与 轴的交点,直线 过点 ,且与抛物线交于
, 两点,若线段 上有一点 ,满足 ,求点 的轨迹方
程.题型七:角度关系证明问题
(24-25高三上·云南昆明·开学考试)在平面直角坐标系 中,已知点
,动点 满足直线 与直线 的斜率之积为 ,
设点 的轨迹为曲线 .
(1)求 的方程;
(2)已知点 ,直线 与 轴交于点 ,直线 与 交于点
,证明: .
角度关系的证明往往转化为斜率问题或坐标问题,其中角相等问题优先
考虑转为斜率之和为零处理,或考虑用向量进行计算。
1.(23-24高三下·山西运城·三模)已知双曲线 的左、右焦
点分别为 , ,点 为 的左
顶点,点 为 右支上一点(非顶点), 的平分线 交 轴于(1)过右焦点 作 于 ,求 ;
(2)求证: .
2.(23-24高三下·广西·二模)已知抛物线 ,过点 作直
线交抛物线C于A,B两点,过A,B两点分别作抛物线C的切线交于点
P.
(1)证明:P在定直线上;
(2)若F为抛物线C的焦点,证明: .
题型八:向量共线问题
(24-25高三上·四川成都·模拟预测)椭圆 的中心为坐标原点 ,焦点
在 轴上,离心率 ,椭圆上的点到焦点的最短距离为 ,直线
与 轴交于点 ( ),与椭圆 交于相异两点 、 ,且
.
(1)求椭圆方程;
(2)求 的取值范围.三点共线问题证明的解题策略一般有以下几种:
(1)斜率法:若过任意两点的直线的斜率都存在,通过计算证明过任
意两点的直线的斜率相等来证明三点共线;
(2)距离法:计算出任意两点间的距离,若某两点间的距离等于另外
两个距离之和,则这三点共线;
(3)向量法:利用向量共线定理证明三点共线;
(4)直线方程法:求出过其中两点的直线方程,在证明第三点也在该
直线上;
(5)点到直线的距离法:求出过其中某两点的直线方程,计算出第三
点到该直线的距离,若距离为0,则三点共线;
(6)面积法:通过计算求出以三点为三角形的面积,若面积为0,则三
点共线,在处理三点共线问题,离不开解析几何的重要思想:“设而不
求思想”。
1.(23-24高三下·山西太原·三模)已知双曲线
的左、右顶点分别为 与 ,点
在 上,且直线 与 的斜率之和为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)过点 的直线与 交于 两点(均异于点 ),直线
与直线 交于点 ,求证: 三点共线.2.已知抛物线 经过点 ,直线 与抛物线 有两
个不同的交点 ,直线 交 轴于 ,直线 交 轴于 .
(1)若直线 过点 ,求直线 的斜率 的取值范围;
(2)若直线 过抛物线 的焦点 ,交 轴于点 ,
求 的值;
(3)若直线 过点 ,设 ,求 的
值.
题型九:存在性问题探究
(23-24高三下·上海·三模)已知椭圆 : , 、 分别为
左、右焦点,直线 过 交椭圆于 、 两点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)当 ,且点 在 轴上方时,求 、 两点的坐标;
(3)若直线 交 轴于 ,直线 交 轴于 ,是否存在直线 ,使得
?若存在,求出直线 的方程;若不存在,请说明理由.圆锥曲线存在性问题的解题技巧:
1、特殊值(点)法:对于一些复杂的题目,可通过其中的特殊情况,
解得所求要素的必要条件,然后再证明求得的要素也使得其他情况均成
立;
2、假设法: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。
1.(24-25高三上·上海·月考)已知双曲线 的
离心率 ,左顶点 ,过C的右焦点F作与x轴不重合的直线
l,交C于P、Q两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)求证:直线 、 的斜率之积为定值;
(3)设 ,试问:在x轴上是否存在定点T,使得
恒成立?若存在,求出点T的坐标;若不存在,说明理由.
2.(23-24高三下·西藏拉萨·月考)已知抛物线 ,准线
与 轴交于点 为抛物线 上一点, 交 轴于点 .当
时, .
(1)求抛物线 的方程;(2)设直线 与抛物线 的另一交点为 (点 在点 之间),过点
且垂直于 轴的直线交 于点
.是否存在实数 ,使得 ?若存在,求出 的
值;若不存在,请说明理由.
题型十:“非对称”韦达定理
(23-24高三上·陕西西安·期中)已知椭圆 的长轴
长为4,左、右顶点分别为A,B,经过点P(1,0)的动直线与椭圆
相交于不同的两点C,D(不与点A,B重合).
(1)求椭圆 的方程及离心率;
(2)若直线CB与直线AD相交于点M,判断点M是否位于一条定直线上?
若是,求出该直线的方程;若不是,说明理由.
将直线的方程与圆锥曲线方程联立,消去 ,得到关键方程(设方程的
两根 和 ),在某些问题中,可能会涉及到需计算两根系数不相同
的代数式。例如,运算过程中出现了 、 等结构,且无法直接通过合并同类项化为系数相同的情况处理,像这种非对称的结
构,通常是无法根据伟大定理直接求出的,此时一般的处理技巧是抓住
和 的关系将两根积向两根和转化,通过局部计算、整体约分
的方法解决问题。
1.(23-24高三上·上海闵行·期中)已知双曲线 :
的离心率为 ,点 在双曲线 上.过 的
左焦点F作直线 交 的左支于A、B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若 ,试问:是否存在直线 ,使得点M在以 为直径的圆
上?请说明理由.
(3)点 ,直线 交直线 于点 .设直线 、 的斜率
分别 、 ,求证: 为定值.
2.(24-25高三上·重庆·月考)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 的值;
(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.
1.(23-24高三下·河北·模拟预测)椭圆 : 左右
顶点分别为 , ,且 ,离心率 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与抛物线 相切,且与 相交于 、 两点,求 面
积的最大值.
2.(24-25高三上·河北石家庄·月考)已知焦距为 的椭圆
的右焦点为 ,右顶点为 ,过F作直线 与椭
圆 交于 、 两点(异于点 ),当 轴时, .
(1)求椭圆 的方程;
(2)证明: 是钝角.3.(24-25高三上·重庆·月考)已知双曲线 的
一条渐近线方程为 ,点 在双曲线C上.
(1)求双曲线C的方程.
(2)设过点 的直线l与双曲线C交于M,N两点,问在x轴上是否存
在定点Q,使得 为常数?若存在,求出Q点坐标及此常数的
值;若不存在,说明理由.
4.(24-25高三上·云南保山·期中)若 为抛物线 上一
点,过 作两条关于 对称的直线分别另交 于 两
点.
(1)求抛物线 的方程与焦点坐标;
(2)判断直线 的斜率是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明
理由.5.(24-25高三上·湖北武汉·期中)已知椭圆 :
的离心率为 ,点 在 上,直线 与 交于不同于A的两点
, .
(1)求 的方程;
(2)若 ,求 面积的最大值;
(3)记直线 , 的斜率分别为 , ,若 ,证明:以
为直径的圆过定点,并求出定点坐标.
6.(24-25高三上·上海宝山·月考)已知椭圆 的
左、右焦点分别为 为椭圆的一个顶点,且右焦点 F
₂
到双曲线. 渐近线的距离为
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线 与椭圆C交于 A、B两点.
①若直线 过椭圆右焦点F ,且△AF B的面积为 求实数k的值;
②若直线 过定点P(0,2), ₂且k>0, 在₁ x轴上是否存在点T(t,0)使得以
TA、TB为邻边的平行四边形为菱形? 若存在,则求出实数t的取值范
围; 若不存在,请说明理由.1.(2024·全国·高考真题)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.
2.(2024·全国·高考真题)已知椭圆 的右焦点为
,点 在 上,且 轴.
(1)求 的方程;
(2)过点 的直线交 于 两点, 为线段 的中点,直线
交直线 于点 ,证明: 轴.3.(2024·天津·高考真题)已知椭圆 的离心率为
.左顶点为 ,下顶点为 是线段 的中点(O为原点),
的面积为 .
(1)求椭圆的方程.
(2)过点C的动直线与椭圆相交于 两点.在 轴上是否存在点 ,使
得 恒成立.若存在,求出点 纵坐标的取值范围;若不存在,
请说明理由.
4.(2024·北京·高考真题)已知椭圆 : ,以椭圆
的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.过点
且斜率存在的直线与椭圆 交于不同的两点 ,过点
和 的直线 与椭圆 的另一个交点为 .
(1)求椭圆 的方程及离心率;
(2)若直线BD的斜率为0,求t的值.
5.(2024·上海·高考真题)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.
6.(2024·上海·高考真题)在平面直角坐标系 中,已知点 为椭圆
上一点, 、 分别为椭圆的左、右焦点.
(1)若点 的横坐标为2,求 的长;
(2)设 的上、下顶点分别为 、 ,记 的面积为
的面积为 ,若 ,求 的取值范围
(3)若点 在 轴上方,设直线 与 交于点 ,与 轴交于点
延长线与 交于点 ,是否存在 轴上方的点 ,使得
成立?若存在,请求出点 的
坐标;若不存在,请说明理由.