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05解析几何(教师版)_小初高学习资料合集(每天更新)_2027版高考数学《解答题每日一题训练》(word版)

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文档文本内容

05 解析几何(30题)
常用公式
直线的倾斜角
1.倾斜角的定义
(1)当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角 α叫做直
线l的倾斜角.
(2)当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
2.倾斜角的范围:直线的倾斜角α的取值范围为 0°≤ α <180° .
【注意】(1)从运动变化的观点来看,直线的倾斜角是由x轴绕一定点按逆时针方向旋转到与直线重
合时所得到的最小正角(未作旋转时倾斜角为0°)
(2)倾斜角从“形”的方面体现了直线对x轴的倾斜程度,倾斜程度相同的直线,其倾斜角相等
直线的斜率
1.斜率的定义:一条直线的倾斜角 α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母 k表示,即
k= tan α .
y −y
2.斜率公式:经过两点 P (x ,y ),P (x ,y )(x ≠x )的直线的斜率公式为 k= 2 1.当x =x 时,
1 1 1 2 2 2 1 2 x −x 1 2
2 1
直线P P 的斜率不存在.
1 2
3.直线的方向向量与斜率的关系
(1)经过两点 P (x ,y ),P (x ,y )(x ≠x )的直线,其方向向量为⃗P P =(x -x ,y -y )=(x -x )·
1 1 1 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1
y −y
( )
1, 2 1 ,因此,当直线的斜率k存在时,直线的一个方向向量为(1,k).
x −x
2 1
y
(2)当直线的一个方向向量的坐标为(x,y)(x≠0)时,直线的斜率k= .
x
【注意】(1)当x =x 时,直线的斜率不存在,倾斜角为90°.
1 2
(2)斜率公式中k的值与P ,P 两点在该直线上的位置无关.
1 2
(3)斜率公式中两纵坐标和两横坐标在公式中的顺序可以同时调换.
(4)若直线与x轴平行或重合,则k=0.
直线斜率的基本求法
y −y
(1)利用两点坐标求直线的斜率,即k= 2 1 (x ≠x ),用此法时要注意两点的横坐标不能相等,同时
x −x 1 2
2 1
要注意横、纵坐标必须对应.
(2)利用倾斜角求斜率,即k=tan α,用此法时一定注意倾斜角为90°时,直线的斜率不存在.
2.利用斜率公式求直线的斜率时,如果点的坐标中含有参数,需要先对直线斜率是否存在作出判断,
即对参数进行分类讨论.
两条直线平行与斜率之间的关系
类型 斜率存在 斜率不存在
条件 α =α ≠90° α =α =90°
1 2 1 2
1对应关系 l ∥l ⇔k = k l ∥l ⇔两直线斜率都不存在
1 2 1 2 1 2
图示
两条直线垂直与斜率之间的关系
对应 l 与l 的斜率都存在(且不为零),分别 l 与l 中的一条斜率不存在,另一条斜
1 2 1 2
关系 为k ,k ,则l ⊥l ⇔k k =-1 率为零,则l 与l 的位置关系是l ⊥l
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
图示
直线的点斜式方程
1.方程 y - y = k ( x - x )由直线上一个定点(x ,y )及该直线的斜率k确定,我们把这个方程叫做直线
0 0 0 0
的点斜式方程,简称点斜式.
2.当k=0时(如图1),过P (x ,y )的直线可以写成 y = y ;当k不存在时(如图2),过P (x ,y )的直
0 0 0 0 0 0 0
线可以写成 x = x .
0
直线的斜截式方程
1.截距:直线l与y轴的交点(0,b)的 纵坐标 b 叫做直线l在y轴上的截距.
2.斜截式:方程 y = kx + b 由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程 y = kx + b 叫做直
线的斜截式方程,简称斜截式.
利用斜截式方程求直线平行与垂直的条件
对于直线l :y=k x+b ,l :y=k x+b .
1 1 1 2 2 2
(1)l ∥l ⇔k = k ,且 b ≠ b ;
1 2 1 2 1 2
(2)l ⊥l ⇔k k =- 1.
1 2 1 2
直线的两点式方程
y−y x−x
1.经过两点P (x ,y ),P (x ,y )(其中x ≠x ,y ≠y )的直线方程为 1 = 1 ,我们把它叫做
1 1 1 2 2 2 1 2 1 2 y −y x −x
2 1 2 1
直线的两点式方程,简称两点式.
2.当x =x 时,直线P P 垂直于x轴,直线方程为x-x =0,即 x = x ;当y =y 时,直线P P 垂直
1 2 1 2 1 1 1 2 1 2
于 y轴,直线方程为y-y =0,即y=y .
1 1
2直线的截距式方程
x y
方程 + =1叫做直线的截距式方程,简称截距式.直线与x轴的交点(a,0)的横坐标a叫做直线在
a b
x 轴 上的截距,此时直线在y轴上的截距是 b.
直线的一般式方程
[新知生成]
关于x,y的二元一次方程 Ax + By + C = 0 (其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般
式.
利用一般式研究直线的平行与垂直
已知直线l :A x+B y+C =0(A ,B 不同时为0),l :A x+B y+C =0(A ,B 不同时为0).
1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
(1)l ∥l ⇔A B -A B =0,且B C -B C ≠0或A C -A C ≠0.
1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1
(2)l ⊥l ⇔A A +B B =0.
1 2 1 2 1 2
两条直线的交点
已知两条直线的方程是l :A x+B y+C =0,l :A x+B y+C =0,设这两条直线的交点为P,则点
1 1 1 1 2 2 2 2
{A x+B y+C =0,
P的坐标就是方程组 1 1 1 的解.
A x+B y+C =0
2 2 2
两直线的位置关系和方程组解的个数的关系
直线l :A x+B y+C =0(A ,B 不同时为0);l :A x+B y+C =0(A ,B 不同时为0)的位置关系如
1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
表所示:
{A x+B y+C =0,
方程组 1 1 1 的解 一组 无数组 无解
A x+B y+C =0
2 2 2
直线l 和l 公共点的个数 一个 无数个 零个
1 2
直线l 和l 的位置关系 相交 重合 平行
1 2
解含参数的直线恒过定点问题的策略
(1)任意给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,求得这两条直线的交点,然后验证
该交点在题目中所给的含参数直线上,从而说明该交点就是直线所过的定点,从而问题得解.
(2)含有一个参数的二元一次方程若能整理为 A x+B y+C +λ(A x+B y+C )=0,其中λ是参数,这
1 1 1 2 2 2
{A x+B y+C =0,
就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组 1 1 1 解得.
A x+B y+C =0
2 2 2
两点间的距离公式
1.点P (x ,y ),P (x ,y )两点间的距离公式为
1 1 1 2 2 2
|P1P2|=√(x −x ) 2+(y −y ) 2.
2 1 2 1
2.原点O(0,0)与任一点P(x,y)间的距离|OP|=√x2+ y2.
3点到直线的距离
(1)定义:点到直线的距离,就是点到直线的垂线段的长度.
|Ax +B y +C|
(2)公式:点P(x ,y )到直线l:Ax+By+C=0的距离d= 0 0 .
0 0 √A2+B2
两条平行直线间的距离
(1)概念:两条平行直线间的距离是指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.
(2)公式:两条平行直线l :Ax+By+C =0与l :Ax+By+C =0(A,B不同时为0,C ≠C )之间的距
1 1 2 2 1 2
|C −C |
离d= 1 2 .
√A2+B2
圆的标准方程
确定圆的标准方程需要两个条件:圆心坐标与半径.
点与圆的位置关系
圆 C:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),其圆心为 C(a,b),半径为 r,点 P(x ,y ),设 d=|PC|=
0 0
√(x −a) 2+(y −b) 2.
0 0
位置关系 d与r的大小 点P的坐标的特点
点在圆外 d>r ( x - a ) 2 + ( y - b ) 2 > r 2
0 0
点在圆上 d=r ( x - a ) 2 + ( y - b ) 2 = r 2
0 0
点在圆内 d<r ( x - a ) 2 + ( y - b ) 2 < r 2
0 0
圆的一般方程
1.圆的一般方程
当D2+E2-4F>0时,二元二次方程 x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0 叫做圆的一般方程,此时方程表示以
( − D ,− E) 为圆心, 1 √D2+E2−4F为半径的圆.
2 2 2
2.方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示的图形
条件 图形
D2+E2-4F<0 不表示任何图形
( D E)
D2+E2-4F=0 表示一个点 − ,−
2 2
D2+E2-4F>0 表示以 ( − D ,− E) 为圆心,以 1 √D2+E2−4F为半径的圆
2 2 2
4直线与圆位置关系的判定
直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断
位置关系 相交 相切 相离
公共点个数 两个 一个 零个
|Aa+Bb+C|
判 几何法:设圆心到直线的距离d= d<r d=r d>r
√A2+B2
定
{Ax+By+C=0,
方 代数法:由
(x−a) 2+(y−b) 2=r2 Δ>0 Δ=0 Δ<0
法
消元得到一元二次方程,计算方程的判别式Δ
用坐标法解决几何问题
用坐标法解决几何问题时,先用坐标和方程表示相应的几何元素:点、直线、圆,将几何问题转化
为代数问题;然后通过代数运算解决代数问题;最后解释代数运算结果的几何含义,得到几何问题
的结论.这就是用坐标法解决平面几何问题的“三步曲”:
两圆位置关系的判断
1.几何法:若两圆的半径分别为r ,r ,两圆的圆心距为d,则两圆的位置关系如下:
1 2
位置关系 外离 外切 相交 内切 内含
图示
d 与 r ,r 的 |r -r |<d
1 2 1 2
d > r + r d = r + r d = | r - r | d < | r - r |
1 2 1 2 1 2 1 2
关系 <r + r
1 2
2.代数法:设两圆的一般方程为:
C :x2+y2+D x+E y+F =0(D2+E2-4F >0),
1 1 1 1 1 1 1
C :x2+y2+D x+E y+F =0(D2+E2-4F >0),
2 2 2 2 2 2 2
{x2+ y2+D x+E y+F =0,
联立方程得 1 1 1
x2+ y2+D x+E y+F =0.
2 2 2
则方程组解的个数与两圆的位置关系如下:
方程组解的个数 2组 1组 0组
两圆的公共点个数 2 个 1 个 0 个
两圆的位置关系 相交 外切或内切 外离或内含
5椭圆的定义
1.椭圆的定义
把平面内与两个定点F ,F 的距离的和等于常数(大于|F F |)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做
1 2 1 2
椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
2.几何表示:|MF |+|MF |=2a(常数)且2a>|F F |.
1 2 1 2
椭圆的标准方程
焦点在x轴上 焦点在y轴上
x2 y2 y2 x2
标准方程 + =1(a>b>0) + =1(a>b>0)
a2 b2 a2 b2
图形
焦点坐标 F ( - c , 0) , F ( c , 0) F (0 ,- c ) , F (0 , c )
1 2 1 2
a,b,c的关系 c 2 = a 2 - b 2
椭圆的几何性质
1.椭圆的几何性质:范围、顶点、焦点、对称性.
焦点的位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
图形
标准 x2 y2 y2 x2
+ =1(a>b>0) + =1 (a>b>0)
方程
a2 b2 a2 b2
- a ≤ x ≤ a 且 - b ≤ x ≤ b 且
范围
- b ≤ y ≤ b - a ≤ y ≤ a
对称性 对称轴为坐标轴,对称中心为原点
A (-a,0),A (a,0), A (0,-a),A (0,a),
1 2 1 2
顶点
B (0,-b),B (0,b) B (-b,0),B (b,0)
1 2 1 2
轴长 短轴长|B B |= 2 b ,长轴长|A A |= 2 a
1 2 1 2
焦点 F ( - c , 0) , F ( c , 0) F (0 ,- c ) , F (0 , c )
1 2 1 2
焦距 |F F |= 2 c
1 2
a,b,c的关系 c2=a2-b2
2.椭圆的离心率
(1)定义:椭圆的焦距与长轴长的比.
c
(2)记法:e= ∈(0,1).
a
求椭圆的离心率
6直线与椭圆的位置关系
1.点与椭圆的位置关系
x2 y2
点P(x ,y )与椭圆 + =1(a>b>0)的位置关系及判断方法:
0 0 a2 b2
x2 y2
点P在椭圆上⇔ 0+ 0=1;
a2 b2
x2 y2
点P在椭圆内部⇔ 0+ 0<1;
a2 b2
x2 y2
点P在椭圆外部⇔ 0+ 0>1.
a2 b2
2.直线与椭圆的位置关系
{y=kx+m,
x2 y2
直线y=kx+m与椭圆 + =1(a>b>0)的位置关系及判断方法:联立 x2 y2 消去y(或x),得
a2 b2 + =1,
a2 b2
关于x(或y)的一元二次方程.
当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根,直线与椭圆相交;
当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,直线与椭圆相切;
当Δ<0时,方程没有实数根,直线与椭圆相离.
双曲线的定义
文字 平面内与两个定点F ,F 的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F F |)的点的
1 2 1 2
语言 轨迹叫做双曲线
符号语言 ||MF |-|MF ||=2a(常数)(2a<|F F |)
1 2 1 2
焦点 定点F , F
1 2
焦距 两焦点间的距离
双曲线的标准方程
焦点位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
图形
7x2 y2 y2 x2
标准方程 − =1(a>0,b>0) − =1(a>0,b>0)
a2 b2 a2 b2
焦点坐标 F (-c,0),F (c,0) F (0 ,- c ) , F (0 , c )
1 2 1 2
a,b,c的关系 c2= a 2 + b 2
双曲线的几何性质
1.双曲线的几何性质
x2 y2 y2 x2
− =1 − =1
标准方程
a2 b2 a2 b2
(a>0,b>0) (a>0,b>0)
图形
范围 x ≤ - a 或 x ≥ a ; y ∈ R y ≤ - a ,或 y ≥ a ; x ∈ R
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标:A ( - a , 0) ,A ( a , 顶点坐标:A (0 ,- a ) ,A (0 ,
1 2 1 2
顶点
0) a )
性质
轴长 实轴长: 2 a ;虚轴长: 2 b
b a
渐近线 y=± x y=± x
a b
c
离心率 e= ,e∈(1,+∞)
a
a,b,c的关系 c2= a 2 + b 2 (c>a>0,c>b>0)
2.等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,其渐近线方程为 y = ± x ,离心率为√2.
双曲线定义及其应用
c
双曲线的第二定义:当点M与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e= (e>1)时,
a
点M的轨迹是双曲线.
直线与双曲线位置关系的判断
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
x2 y2
双曲线C: − =1(a>0,b>0),②
a2 b2
将①代入②,
得Ax2+Bx+C=0.
a.当A=0时,直线l与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线C相交于一点.
b.当A≠0时.
8①Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时直线与双曲线相交;
②Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时直线与双曲线相切;
③Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时直线与双曲线相离.
抛物线的定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物
线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
抛物线的标准方程
图形 标准方程 焦点坐标 准线方程
(p ) p
y 2 = 2 px ( p >0) F ,0 x=-
2 2
( p ) p
y 2 =- 2 px ( p >0) F − ,0 x =
2 2
( p) p
x 2 = 2 py ( p >0) F 0, y=-
2 2
( p) p
x 2 =- 2 py ( p >0) F 0,− y=
2 2
抛物线的几何性质
标准 y2=2px y2=-2px x2=2py x2=-2py
方程 (p>0) (p>0) (p>0) (p>0)
图形
(p ) ( p ) ( p) ( p)
焦点 ,0 − ,0 0, 0,−
2 2 2 2
p p p p
准线 x=- x= y=- y=
2 2 2 2
x≥0, x≤0, y ≥0 , y ≤0 ,
性
范围
质 y∈R y∈R x ∈ R x ∈ R
对称
x 轴 y 轴
轴
顶点 (0 , 0)
离心率 e=1
抛物线焦点弦的性质
9如图,AB 是抛物线 y2=2px(p>0)过焦点 F 的一条弦,设 A(x ,y ),B(x ,y ),AB 的中点 M(x ,
1 1 2 2 0
y ),相应的准线为l.
0
p2
(1)x ·x = ,y ·y = - p 2.
1 2 4 1 2
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切.
( p) 2p
(3)|AB|=x +x +p=2 x + = (α是直线AB的倾斜角,α≠0°).
1 2 0 2 sin2α
1 1 2
(4) + = 为定值.
|AF| |BF| p
直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
设直线y=kx+m,抛物线y2=2px(p>0),将y=kx+m代入y2=2px,消去y并化简,得k2x2+2(mk-
p)x+m2=0.
(1)k=0时,直线与抛物线只有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
(2)k≠0时,Δ>0⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
Δ=0⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
Δ<0⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
基础通关练
1.(2026·河北·二模)已知双曲线 的渐近线方程为 ,点 在双曲线上.
(1)求双曲线 的焦距;
(2)过双曲线的右焦点且倾斜角为 的直线 与 交于 两点,求 .
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)根据双曲线的渐近线方程得到 与 的关系,再将点 的坐标代入双曲线方程,联立求解出 , 的
值,进而求出 的值,得到焦距;
(2)先求出直线 的方程,然后联立直线 与双曲线 的方程,利用弦长公式求出 即可.
【详解】(1)由题意得:
10,
又 ,可得 ,
,则双曲线 的焦距为 .
(2) 双曲线 的方程为 ,
右焦点坐标为 ,
设直线 的斜率为 .
直线 的方程为: ,
联立 ,整理得 ,
因
设 ,则
.
2.(2026·湖北荆州·一模)已知椭圆C: 的一个焦点与抛物线 的焦点重合,且椭圆
C的离心率为 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C的左顶点A且倾斜角为30°的直线交椭圆C于另一点B,O为坐标原点,求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由抛物线焦点求椭圆 值,再结合离心率求 ,最后由 、 求 得椭圆方程.
(2)直线方程代入椭圆方程消元,求解 , ,以 为底、 纵坐标绝对值为高求三角形面积.
11【详解】(1)抛物线 的焦点为 ,则 ,
又椭圆C的离心率 ,则 ,所以 ,
故椭圆C的标准方程为 ;
(2)由(1)可知,椭圆C的左顶点 ,
则直线 : ,即: ,
设 , ,消去 得 ,
解得 或 (舍去),
所以 .
3.(2026·四川内江·二模)已知双曲线 经过点 ,其渐近线方程为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)过点 的直线 与双曲线 相交于 两点, 能否是线段 的中点?请说明理由.
【答案】(1)
(2)不能,理由见解析
【分析】(1)由题设条件得出 的方程,求解即得曲线的方程;
(2)假设 是线段 的中点,利用点差法求出直线的斜率,将得到直线的方程与双曲线方程联立,通过判别式
判断方程是否有实根,即可确定 能否为中点.
【详解】(1)双曲线 经过点 ,得 ,
12由渐近线方程为 ,得 ,
解得 , ,
双曲线 的方程为 .
(2)假设 是线段 的中点,设 ,
则由 两式相减,可得 ,
因为 是线段 的中点, ,
代入上式,可得 ,即此时直线 的斜率为 ,
于是直线 的方程为 ,即 .
联立 ,消元得 ,
,所以方程无实数解,
即此时直线与双曲线无交点,
故 不能是线段 的中点.
4.(2026·陕西西安·模拟预测)已知椭圆 的离心率 ,以椭圆 的四个顶点为顶点
的四边形面积为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 为椭圆 的上顶点, 为椭圆上任意一点,求 的最大值及此时点 坐标.
【答案】(1)
(2) ; 或
【分析】(1)由面积公式和离心率公式,解得 ,可得椭圆方程.
(2)设出点 坐标,将 表示成关于纵坐标 的二次函数,从而求解.
13【详解】(1)以椭圆 的四个顶点为顶点的四边形面积为 ,即 .
由 ,得 ,则 ,即 .
代入 解得 ,所以椭圆 的方程为 .
(2)由题可设 ,且满足 ,即 , .
而上顶点 ,则 ,
.所以当 时 ,
所以 的最大值为 .此时 , ,
所以点 坐标为 或 .
5.(2026·云南大理·二模)过点 的直线l与抛物线 交于M,N两点,F是C的焦点.
(1)若线段MN中点的横坐标为2,求 的值;
(2)求 的取值范围.
【答案】(1)6
(2)
【分析】(1)利用抛物线的定义及中点横坐标可求答案;
(2)联立方程,利用判别式求出 的范围,结合韦达定理可求答案.
【详解】(1)抛物线 的焦点 ,设 , ,
由线段MN中点的横坐标为2,得 ,由抛物线定义得
, ,
所以 .
(2)由直线l过点 ,设直线l的方程为 ,
14由 消去x并整理得 ,
由 ,得 ,
且 , ,
则 ,
所以 的取值范围为 .
6.(2026·海南海口·一模)已知抛物线C: 上的点 与焦点 的距离为4,点 到 轴的距离为
.
(1)求抛物线 的方程;
(2)已知点 , 为抛物线 上一点,连接 ,线段 的中点 也在抛物线 上, 为坐标原点,
,求点 的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线定义可得 , ,代入计算即可求解;
(2)设 ,则 ,由平面向量数量积坐标运算可得 ,因为M,Q均在抛物线上,
建立方程组计算即可求解.
【详解】(1)由题意知 , ,
代入抛物线方程得
15因为 ,即 ,解得 ,
所以方程为 .
(2)设 , ,
因为点 为线段 的中点,所以 , ,
即 , ,则 ,
所以 ,
又M,Q均在抛物线上,
所以 ,解得 ,即 .
7.(2026·浙江杭州·一模)已知抛物线 的焦点为F,点 在C上, ,斜率
为 的直线 与 交于 两点.
(1)求 的方程;
(2)若 ,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线的定义求出 的值,即可得抛物线方程;
(2)设 ,直线 的方程为 ,与抛物线方程联立写出韦达定理,利用弦长公式求出
的值,即得直线的方程.
【详解】(1)由抛物线的定义可得 ,
16解得 ,所以抛物线方程为: .
(2)设 ,直线 的方程为 ,
消去 可得 ,
故 ,则 ,
所以 ,
则 ,
解得 ,检验符合题意,
故直线 的方程为 .
8.(2026·河北张家口·二模)已知椭圆 : 的长轴长为4,且与直线 相切, ,
为 上不在坐标轴上的不同两点.
(1)求 的方程;
(2)若以 为直径的圆经过点 ,证明:直线 过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据长轴长及直线与椭圆的位置关系求解即可.
(2)设出直线方程 ,与椭圆方程联立,根据圆的性质得到 ,结合韦达定理及直线过定点问题
证明即可.
【详解】(1)由题易知 ,
联立 得 ,
,
17令 ,因为 ,解得 ,
所以C的方程为 .
(2)证明:当直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 , , ,
联立 ,整理得 ,
,
则 , ,
所以 .
因为以 为直径的圆经过点 ,则 ,即 ,
即 ,
则 ,即 或 .
当 时, ,
直线 的方程为 ,此时直线 过定点 ,舍去;
当 时, ,
直线 的方程为 ,此时直线 过定点 .
当直线 的斜率不存在时,直线方程为 ,此时 , 两点为 , ,以 为直径的圆的方程为
,点 在该圆上.
18综上所述,直线 过定点 .
9.(2026·重庆北碚·模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,且 ,点
在椭圆上,满足 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)斜率为1的直线 与椭圆 交于 、 两点,点 为坐标原点,若 ,求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意求出 的值,结合 的值,可得出 的值,由此可得出椭圆 的标准方程;
(2)设点 、 ,将直线 与椭圆联立,列出韦达定理,结合弦长公式可得出关于 的方
程,求出参数,再应用点线距离公式、三角形面积公式求 的面积.
【详解】(1)由椭圆的定义可得 ,可得 ,
因为 ,所以 ,故 ,
因此椭圆 的标准方程为 .
(2)设点 、 ,且 ,
联立 可得 , ,
由韦达定理可得 , ,
19所以
,解得 ,
所以 ,则 到直线 的距离 ,
所以 .
10.(2026·宁夏·二模)在平面直角坐标系 中,已知点 ,动点 关于 的对称点为 ,且直线
的斜率之积是 ,记 的轨迹为曲线 .
(1)求 的方程;
(2)直线 与 轴交于点 ,点 与点 关于 轴对称,直线 与 轴交于点 .在 轴上是否存在点 ,使得
?若存在,求点 的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)设出点 的坐标,利用对称性写出 的坐标,再根据斜率公式表示出 与 ,将已知斜率之积代
入并化简,即可得到轨迹 的方程.
(2)设 ,依次写出 、 的坐标,设 ,由 得出正切关系式,结合椭圆方程消去
,解出 ,从而判断存在点 .
【详解】(1)设 ( ),则 .
直线 的斜率 ,直线 的斜率 .
由 ,得 ,即 .
整理得 ,即 ,故 ( ,即 ).
所以 的方程为 ( ).
20(2)设 ( )在 上,则 .
点 与 关于 轴对称,故 .
直线 的方程为 ,令 ,得 ,所以 .
直线 的方程为 ,令 ,得 ,所以 .
设 ,如图所示: , .
由 ,得 ,即 .
由 ,得 .
代入得 ,即 .
因为 ,所以 ,即 .
故存在点 ,坐标为 或 .
中档提升练
11.(2026·江苏扬州·模拟预测)在平面直角坐标系 中,点 为椭圆 的左焦点,
点 为 上一点, 为 的右焦点,且 的周长为12.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线 与 轴的交点为 ,过点 的直线与 交于 两点,设直线 的斜率分别为 .
21(i) 是否为定值?若是,则求出这个定值;若不是,请说明理由;
(ii)求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i) 为定值0;(ii)
【分析】(1)结合题意得 , ,进而解方程即可求得椭圆方程;
(2)(i)由题意知 ,故根据直线 的斜率为0时得 ;再结合直线 的斜率不为0时,设直
线 的方程为 , ,进而联立方程,结合韦达定理即可求得 ;
(ii)结合(i),根据弦长公式得由题 ,点 到直线 的距离为 ,
再结合基本不等式求解面积的最值即可.
【详解】(1)设椭圆的焦距为 ,因为椭圆的左焦点为 ,所以 ,
因为点 为 上一点, 为 的右焦点,所以 ,
因为 的周长为12,
所以 ,
所以 ,
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)(i)因为直线 与 轴的交点为 ,所以 .
当直线 的斜率为0时, 三点共线且在 轴上,故 ,此时 ;
当直线 的斜率不为0时,设直线 的方程为 , ,
联立 ,化简消去 得: ,
22,
解得 或 ,
所以,由韦达定理得 , ,
所以
,
综上, 为定值0.
(ii)由题 .
点 到直线 的距离为 ,
所以 ,
令 ,则 ,
所以 .
因为 ,当且仅当 ,即 时等号成立,
所以 ,当且仅当 时等号成立,此时 成立,
所以 面积的最大值为
2312.(2026·重庆渝中·模拟预测)已知抛物线C: ,焦点为F,过点F作斜率不为0的直线 交抛物线C于
、 两点.
(1)求证: 为定值;
(2)若点 ,直线 、 分别与抛物线的准线交于M、N两点,求 的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)设直线 的方程为 ,与抛物线方程联立,由韦达定理即可得证;
(2)先求出直线 的方程,与抛物线准线联立求得点 的坐标,利用(1)中的韦达定理化简 的表
达式,即可求得其范围.
【详解】(1)依题意, ,设直线 的方程为 ,
联立 ,得 ,
因 , 则 , ,
故 为定值 .
(2)设 , ,则 ,
所以直线 的方程 ,把 代入解得 ,
同理得 ,由(1)知: ,
则
又 ,所以 ,
24因 ,则 .
的取值范围是 .
13.(2026·甘肃金昌·三模)已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线 与 的交点为
,与 轴的交点为 ,且点 在 轴上方.
(1)若 ,求 的方程;
(2)若 ,求过点 的圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出抛物线的方程 ,设 的方程 ,代入 ,写出韦达定理,利用抛物线的定
义,结合题设条件求得 ,即得 的方程;
(2)先求出 ,将点 的坐标代入 推得 ,由(1)的结论求得 ,
结合 ,利用待定系数法即可求得圆的标准方程.
【详解】(1)因为 的焦点为 ,所以 ,解得 ,
故 的方程为 ,
设 的方程为 ,将其代入 ,消去 整理得 ,
设 ,则 ,
因为 ,所以 ,
25由 ,得 ,
所以 的方程为 ,即 .
(2)对于 ,令 ,得点 ,
则 ,故得 ,
由(1)知 ,所以 , ,
因为 ,所以 ,从而 ,则 ,
因为点 在 轴上方,所以 ,进而可得 ,
设过 三点的圆的方程为 ,又 ,
则得
解得 ,
所以过 三点的圆的方程为 .
14.(2026·重庆·二模)已知抛物线 的顶点为原点,焦点 ( )到直线 : 的距离为 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)设 为直线 上的点,过点 作抛物线 的两条切线 , ,其中 , 为切点.
(ⅰ)证明:直线 的方程为 ;
(ⅱ)求 面积的最小值.
26【答案】(1)
(2)(i)证明过程见解析; (ii)
【分析】(1)根据抛物线性质求解即可;
(2)结合导数的几何性质整理出切线方程,再利用两点确定一条直线即可证明;利用弦长公式,点到直线距离公
式表示出三角形面积即可求解最小值.
【详解】(1)由已知可知抛物线开口向上,标准形式设为 ,
焦点 到直线 的距离为 ,解得 ,
因此抛物线 的方程为 .
(2)
(i)设切点 ,由 得 , .
则抛物线在 点处的切线斜率为 ,切线方程为 且 ,
整理得 , 因为 在切线上,代入切线方程得 ,
同理,对切点 可得 .
说明 两点都满足方程 ,由两点确定一条直线得,直线 的方程就是 得证.
(ii)联立直线 与抛物线 的方程 ,
消去 得 ,判别式 ,
由韦达定理得 ,
弦长 ,
点 到直线 的距离 ,
27因此 的面积 .
因为 ,当 即 时, 取得最小值 ,
因此 面积的最小值为 .
15.(2026·甘肃张掖·模拟预测)已知抛物线 的焦点为 , 为抛物线 上任意一点,点 到焦
点 的距离与到点 的距离之和的最小值为3.
(1)求抛物线 的方程;
(2)若过点 的两条直线 分别与抛物线 交于点 , 与 ,且 ,求证:直线
的斜率之和为0.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用抛物线的定义和最值可得答案;
(2)设出直线方程,联立,结合韦达定理和弦长公式可证结论.
【详解】(1)抛物线的准线方程为 ,焦点坐标为 ,
因为点 到焦点 的距离与到点 的距离之和最小值为3,所以 ,解得 ,
故方程为 .
(2)证明:设过 的直线斜率为 ,则直线方程为 ,
联立抛物线方程可得 ,
设直线与抛物线的交点为 ,则 .
, ,
所以 ;
设直线 的斜率为 , 的斜率为 ,则 , ,
因为 ,所以 ,即 ,
28因为 是两条不同的直线,所以 ,即 ,直线 的斜率之和为0.
16.(2026·陕西咸阳·模拟预测)在平面直角坐标系 中,过点 的圆 与直线 相切,设圆心 的
轨迹为曲线 .
(1)求 的方程;
(2)已知点 是 上的一点,过点 的直线 与 有两个不同的交点 .
(i)当点 到直线 的距离取得最大值时,求 ;
(ii)记直线 交 轴于点 ,直线 交 轴于点 ,若 ,试判断 是否为定值?若
是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)8;(ii) 为定值2.
【分析】(1)根据两点间距离公式及条件,列出方程,整理即可得答案.
(2)(i)根据C的方程,可得点P的坐标,分析可得当 时,点 到直线 的距离取得最大值,求出 的方
程,与曲线C联立,根据韦达定理,可得 的值,代入弦长公式,即可得答案.
(ii)设出直线 的方程,与曲线C联立,根据韦达定理,可得 的表达式,写出直线 的方程,即可得
点M的纵坐标 的表达式,同理可得点N的纵坐标 的表达式,结合条件可得 的表达式,整理计算,即可
得答案.
【详解】(1)设点 为 上任意一点,因为圆 过点 且与直线 相切,
29所以 与点 到直线 的距离相等,故 ,整理得 ,
即 的方程为 .
(2)(i)因为点 是 上的一点,所以 ,解得 ,即 ,
当点 到直线 的距离取得最大值时,有 ,
又 ,所以直线 的斜率为 ,则直线 的方程为 ,
设 ,由 ,得 ,所以 ,
所以 .
(ii)由题意可知直线 的斜率存在且不为0,
设直线 的方程为 ,
由 ,得 ,
此时 即 即 且 ,
又 ,
则直线 的方程为 ,
令 ,得点 的纵坐标为 .
同理得点 的纵坐标为 .
由 ,得 .
所以
.即 为定值2.
3017.(2026·重庆·模拟预测)已知点 是抛物线 的焦点,点 在曲线 上,且 .
(1)求 的方程;
(2)过点 作两条直线 交 于 两点, 交 于 两点,且 .
①求证: 为定值;
②求四边形 面积的最小值.
【答案】(1)
(2)① ;②
【分析】(1)由点 在曲线 上,求得 ,再由 ,利用抛物线的定义,列出方程,求得 的
值,即可求解;
(2)①设 的斜率为 ,得到 的斜率为 ,得到 和 的方程,联立方程组,利用弦长公式分别求得
,代入运算,即可得证;
②由 ,化简 ,结合基本不等式,即可求解.
【详解】(1)由抛物线 , 可得焦点 , 准线为 ,
因为点 , 可得 , 解得 ,
又因为 , 由抛物线的定义, 可得 , 解得 ,所以抛物线 的方程为
.
31(2)①由(1)知 , 由题可知直线 斜率均存在且不为 , 否则必有一条直线与抛物线 只有一个交
点, 不符合题意.
设 的斜率为 , 因为 , 则 的斜率为 , 则 的方程为 , 联立方程组
整理得 ,
设 , 则 , ,
则
同理可得: ,
所以
所以 为定值 .
②因为 ,所以四边形 的面积为 ,
由①知: ,
所以 ,
令 ,则 ,
当且仅当 时,即 时,即 时,等号成立,
所以四边形 的面积的最小值为288.
3218.(2026·浙江台州·二模)已知椭圆 的离心率为 ,右焦点为 ,点 ,点
T是椭圆C上位于第四象限内的任意一点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P作椭圆C的两条切线 , ,过点T作椭圆C的切线l,l与 , 的交点分别为M,N,
(ⅰ)求切线 , 的方程:
(ⅱ)问 是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ) , ;(ⅱ) 为定值,定值为90°.
【分析】(1)根据离心率、焦点坐标确定椭圆的参数,即可得;
(2)(i)设过点P的直线方程为 ,联立椭圆并结合相切关系得 求直线的斜率,即可得;
(ii)利用相切关系求得 ,结合(2)所得 , 求交点坐标,再应用向量数量积的坐标运算求得
,即可得.
【详解】(1)由题意得 , ,解得 , ,所以椭圆C的标准方程为 .
(2)(ⅰ)由题意,设过点P的直线方程为 ,联立 ,
消去y并整理得 ,
由 ,即 ,解得 , .
所以切线方程分别为 , .
33(ⅱ)设 且 ,则 且 ,联立 ,
所以 ,则 ,
由相切关系知 ,则 ,
所以 ,则 ,
由 ,则 ,
所以 ,则 ,得 ,
所以 ,即 ,
由 ,联立直线 得 ,则 ,
由 ,联立直线 得 , ,则 ,
因为 , , ,
所以 ,即 ,
故 为定值,且定值为90°.
19.(2026·陕西榆林·三模)已知椭圆 上一点 到其两焦点的距离之和为 .
(1)求 的标准方程;
(2)设直线 与 的两个交点分别为 都不是 的顶点, 是坐标原点,
34的面积为 为 的左顶点.
(i)求 的值;
(ii)过 作 ,交 于另一点 ,交直线 于点 ,求 .
【答案】(1)
(2)(i) ;(ii)
【分析】(1)根据椭圆上一点以及该点到焦点的距离联立方程可得;
(2)联立直线与椭圆,根据韦达定理即可求解.
【详解】(1)由题意得 解得
所以 的标准方程为 .
(2)(i)如图所示,由 消去 ,得 ,
,
,
又点 到直线 的距离 ,
所以 ,
所以 ,
所以 .
35(ii)如图所示,由(i)知 ,
由 .
设直线 的斜率为 ,则 .
联立 消去 ,得 .
所以 .又 ,所以 ,
由 得 所以 ,
所以 ,所以 ,所以 .
20.(2026·河南开封·二模)已知椭圆 经过点 ,F为C的右焦点,且 与x轴垂
直.
(1)求C的标准方程;
(2)设直线l与C交于A,B两点,且 (O为坐标原点),探究:是否存在定圆与直线l始终相切? 若存在,
36求出该定圆的方程;若不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下,求 面积的最大值,并求此时直线l的方程.
【答案】(1)
(2)存在,定圆的方程为
(3) , 的方程为 或
【分析】(1)先根据 与 轴垂直求出 的值,再根据点 在椭圆上以及 求解出 .
(2)设出直线 的方程,与椭圆方程联立,利用 得到 之间的关系,再利用原点到 的距离为定值从而
确定圆的方程.
(3)根据三角形的面积公式 ,其中 为定值,利用弦长公式将 表示成 的函数,然后利用换
元法求解出最大值即可.
【详解】(1)因为 与 轴垂直,所以 , ,
又点 在椭圆上, ,得 .
所以椭圆 的标准方程为 .
(2)当直线 的斜率存在时,设直线 方程为 , .
联立得 ,整理得 .
,即 .
,
, ,即 ,整理得 .
原点 到直线 的距离 ,将 代入得
37故距离 为定值 ,所以存在定圆 与直线 相切.
当直线 的斜率不存在时,设直线 的方程为 , .
联立 , ,则 , .
,得 ,即直线 的方程为 ,
此时直线 与圆 相切,符合题意.
综上,存在定圆与直线 相切,定圆的方程为 .
(3)由三角形面积公式得 ,其中 为定值.
当直线 的斜率存在时, ,
将 代入整理得 .
令 ,则 .
当 时,即 (此时 )时, 有最大值 .
此时三角形面积有最大值,最大值为 .
此时 ,代入 ,得 , .
38直线 的方程为 或 .
当直线 的斜率不存在时,由(2)可得 或 .
此时 , .
综上, 面积的最大值为 ,此时直线 的方程为 或 .
‌冲刺满分练
21.(2026·陕西西安·模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,点
在 上, 轴,且 .
(1)求 的方程;
(2)过点 的直线交 于不同的两点 于点 ,
①求 面积的最大值;
②判断直线 是否过定点,若是,求出定点坐标;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)① ;② 过定点 .
【分析】(1)先由焦点得 ,建立 ;再利用 轴,将点 横坐标代入椭圆,联立方程组,求
出 的解,得到椭圆方程;
(2)①设直线 ,联立椭圆得一元二次方程,由韦达定理写出 、 ;将 面积转化为
,换元后用均值不等式求最值,得最大值即可;
②由 得 ,写出直线 方程,令 求 ;代入 并结合韦达定理化简,消去参数后
得 ,即可得到直线 的定点.
【详解】(1)因为椭圆 ,焦点 ,
39,
由 轴,点 的横坐标为 ,代入椭圆方程: , ,
联立方程组: ,解得 ,
∴椭圆 的方程为: .
(2)由(1)知点 , 为直线 ,由 ,得 ,
设直线 的方程为 , ,
则联立: ,
消元得: ,
,所以
由韦达定理:
① ,
则 ,
令 ,则 ,所以 ,
由均值不等式 ,当且仅当 时取等号,
40②直线 过点 和 ,方程为:
令 ,得: ,
将 代入: ,
由韦达定理得 ,
代入化简: ,
∴直线 恒过定点 .
22.(2026·江苏·二模)在平面直角坐标系 中,已知椭圆 的离心率为 ,右顶点和
上顶点分别为 和 , .
(1)求 的标准方程;
(2)设 为线段 上的动点,过 作平行于 轴的直线与 在第一象限内交于点 ,点 满足 ,延长线
段 交 于另一点 .
①当 的横坐标为1时,记直线 和 的斜率分别为 和 ,求 的值;
②当直线 的斜率为1时,直线 与线段 交于点 ,记 和 的面积分别为 和 ,求 的值.
【答案】(1)
(2)① ;②
【分析】(1)根据椭圆的性质结合离心率构造方程求出 ,进而求出椭圆方程;
(2)①根据已知条件结合椭圆方程求出相关点坐标,利用斜率公式表示斜率,进而求解;②设 坐标及直线
41方程 ,联立椭圆方程,利用韦达定理结合 构造方程求出 ,进而得出点 坐标,进而求出 .
【详解】(1)设 的焦距为 ,右顶点 ,上顶点 ,
离心率为 , ,
, ,
,解得 ,故 ,
,
的标准方程为 .
(2)由题意可得 , ,直线 的方程为 ,
①当 的横坐标为1时, ,
由题意可知点 为线段 的中点, ,
,
;
②设 ,直线 的方程为 ,
由 ,得 ,
,
42为线段 上的动点,
,
,
,故 ,
三点共线,
,
又 ,
,
将 代入上式并化简,得:
,
即 ,解得 ,
当 时, ,与点 在第一象限内矛盾,舍去;
当 时,直线 的方程为 ,
, ,
又 ,得 ,
.
23.(2026·河北·二模)已知双曲线 的离心率为 点 在 上.
(1)求 的方程.
(2)已知A,B分别为 的左、右顶点,过点 的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为 ,求 ;
43(ii)若直线BC交直线 于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i) ;(ii)证明见解析
【分析】(1)通过离心率与点在曲线上的条件求解双曲线方程;
(2)(i)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理计算斜率乘积;
(ii)联立直线方程,结合韦达定理关系化简,确定交点横坐标为定值.
【详解】(1)由双曲线离心率 ,得 .
结合 ,得 ,故 .
将点 代入双曲线方程 ,得 ,
解得 ,则 .
故双曲线 的方程为 .
(2)(i)双曲线的左右顶点为 , .
设过 的直线为 ,与 交于 , .
联立方程 ,消去 得 , ,
由韦达定理, , .
直线 、 的斜率分别为 , ,则 ,
代入 , ,
得
,
44因此 .
(ii)直线 的方程为 ,令 ,得 .
直线 的方程为 ,
直线 的方程为 .
联立两直线方程: ,
代入 , ,结合 ,
即 ,
所以 ,
,
,
,
,
,即 ,
因 在右支, 不恒为 ,故 .
即点 在定直线 上.
4524.(2026·上海杨浦·模拟预测)如图,在平面直角坐标系xOy上,有一系列点 , ,…,
,其中n为正整数,每一个点均位于抛物线 的图像上,点F为抛物线的焦点,以点 为
圆心的 都与x轴相切,且 与 外切;若 ,且 ,所有幂函数均与抛物线 交于点M.
(1)设点Q是抛物线 上不与点M重合的动点,R是线段MQ上一点,且满足 ,求:动点
R的轨迹方程;
(2)设 ,求:数列 前2026项的和 ;
(3)已知直线 与某个以点 为圆心的 相切,当 最大时,设AB,CD是抛物线 的两条经过
切点的动弦,满足AB⊥CD,点S与点T分别为弦AB,CD的中点,是否存在定点N,使得点N,T,S始终三点共
线,若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) , 且
(2)
(3)存在, ,理由见解析
【分析】(1)求出 ,利用相关点法求轨迹方程;
(2)推出 为等差数列,求出 ,利用裂项相消法求和;
(3)先求出切点坐标,联立求出 与 点坐标,由对称性可得 在 轴上,根据向量平行得到方程,求出答案.
46【详解】(1)所有幂函数均过点 ,点 在抛物线 上,故 ,
设点 , ,则 , ,
由 得 ,
故 ,所以 ,
又 在抛物线 上,且与点 不重合,
所以 ,且 , ,
即 , 且 ,
化简得 , 且 ;
(2)由题意得 ,设点 , , ,
则 的半径为 , ,解得 ,
因为 与 外切,则 ,
即 ,整理可得 ,
又 ,所以 ,即 ,
故数列 是 为首项,公差为2的等差数列,
则 , ,
,
47;
(3)存在定点 ,使得点N,T,S始终三点共线,理由如下:
的方程为 ,显然 与 为两切线,
最大时, ,由(2)知, ,其单调递减,故最大值为 ,
故切点坐标为 ,
若过点 的其中一条直线斜率不存在,此时直线与抛物线只有1个交点,不合要求,
故过点 的直线斜率也不为0,
设过 的直线 方程为 ,
联立 与 得 ,
设 ,则 ,
则 ,故 点横坐标为 ,
将 代入 中得 ,
故 ,同理可得 ,
由对称性可知 在 轴上,不妨设 ,
则 , ,
点N,T,S始终三点共线,故 ,
,
,
48化简得 ,显然 ,
所以 ,即 时,上式恒成立,
故存在定点 ,使得点N,T,S始终三点共线.
25.(2026·云南昆明·模拟预测)已知曲线 上任意一点到直线 的距离是该点到点 的距离的两倍.
(1)求曲线 的轨迹方程;
(2)已知A,B,C三点均在 上,
(i)若直线AC过点 ,直线BC过点 ,记直线AC,AB,BC的斜率分别为 , ,且满足 成
等差数列,求点 的坐标;
(ii)若 的重心是坐标原点,求 的面积.
【答案】(1)
(2)(i) ;(ii)
【分析】(1)根据题设点到直线与定点的距离关系列等式,平方化简后得到椭圆标准方程.
(2)(i)用 点坐标表示 ,结合等差数列条件 ,联立直线与椭圆方程求 坐标,计算 后代
入条件解方程得 点坐标.(ii)分直线 斜率存在与不存在两种情况,利用重心坐标公式、弦长公式和点到直线
的距离公式计算面积,最终得面积为 .
【详解】(1)由题意知,设曲线 上任意一点的坐标为 ,
所以 ,即 ,
所以曲线 的轨迹方程为 .
(2)(i)设 ,则 ,
49设 其中 ,
由 ,消去 ,得 ,
则 ,
从而 ,
同理可得 ,
则
,
由 成等差数列,得 ,即 ,
解得 ,或 (舍),或 (舍),
相应的 ,所以点 的坐标为 .
(ii)设 ,
当直线AB的斜率不存在时,易得 ,直线AB的方程是 ,
或 ,直线AB的方程为 .
将 代入椭圆方程,可得 ,
50所以 的面积 .
当直线AB的斜率存在时,
根据重心的性质可得AB的中点 ,
由 两式相减并化简得 ,
即 , ,
所以直线AB的方程为 ,
即 .
令 ,可得直线AB在 轴上的截距为 ,则
将 代入椭圆方程可得 ,
即 ,则 ,
所以 ,
所以 ,
设坐标原点为 ,因为 是 的重心,所以 ,
所以 的面积是 .
26.(2026·湖北·二模)如图,有一个“果圆”, 轴左边为一个半圆, 轴右边为一个半椭圆(焦点在 轴上),
51且它与 轴正半轴的交点为 ,椭圆的离心率为 .
(1)求半椭圆的标准方程;
(2)过点 作直线 与果圆交于另一点 ( 与 不重合),若 的面积为1,求直线 的方程:
(3)若 轴上方有一条斜率为0的直线 与果圆相交于 、 两点,连接 、 并延长,分别交果圆于点 、
点 ,连接 ,记 、 的面积分别为 、 ,求 的最大值.
【答案】(1)
(2) 或
(3)
【分析】(1)设半椭圆的方程为 ,结合题意,列出方程,求得 的值,即可求解;
(2)设点 到直线 的距离为 ,根据题意,求得 ,得到点 落在直线 上,联立方程组,求得
点 的坐标,进而求得 的方程;
(3)根据题意,转化为 ,设直线 ,联立方程组,分别求得 的坐标,
以及 的横坐标,结合基本不等式,即可求解.
【详解】(1)设半椭圆的方程为 ,
因为半椭圆与 轴正半轴的交点为 ,可得 ,
又因为椭圆的离心率为 ,可得 ,即 ,
52因为 ,即 ,解得 ,
所以半椭圆的标准方程为 .
(2)设点 到直线 的距离为 ,
由点 ,可得直线 的方程为 ,且 ,
因为若 的面积为1,可得 ,解得 ,
设点 落在直线 时,则 ,解得 或 ,
此时 或 ,
当 时,联立方程组 ,其中 ,
整理得 ,此时 ,不符合题意,舍去;
当 时,联立方程组 ,其中 ,
整理得 ,解得 或 ,此时点 或 ,
所以 的方程为 或 .
(3)由 ,
因为 ,可得 所以 ,
设直线 ,不妨设点 在点 的右边,
当 时,可得“果圆”的方程为 ,
联立方程组 ,解得 ,此时 ;
当 时,可得“果圆”的方程为 ,
53联立方程组 ,解得 ,此时
所以直线 ,直线
联立方程组 ,可得 ,
联立方程组 ,可得 ,
则
因为
当且仅当 即 时,等号成立,所以 .
27.(2026·甘肃金昌·三模)已知椭圆 : 的离心率为 ,点 在 上.
(1)求 的方程;
(2)若斜率为 的直线 交 于 , 两点,点 不在直线 上.
(ⅰ)求弦长 的取值范围;
(ⅱ)设直线 ,直线 与直线 分别交于点 , ,试问 的中点是否是定点?若是,请求出这个定
点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
54(2)(ⅰ) ;(ⅱ)是定点
【分析】(1)根据离心率及椭圆上的点代入求解即可.
(2)(ⅰ)设出直线方程 ,与椭圆方程联立,结合 即已知条件求出 的范围,设出 , 坐标,利用
两点间距离公式即韦达定理得到 ,进一步求范围即可.
(ⅱ)直线 方程与 联立,求出点 坐标,直线 方程与 联立,求出点 坐标,结合韦达定理化简
求解即可.
【详解】(1)设 的半焦距为 ,离心率 , ,所以 , .
又点 在 上,所以 ,所以 ,
所以 , , 的方程是 .
(2)(ⅰ)设斜率为 的直线 的方程是 .
由 不在 上,知 ,所以 ,
联立 ,消去 化简得 .
则判别式 ,解得 ,所以 .
设点 , ,则由韦达定理得 , .
55所以由弦长公式,得
.
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以 .
所以弦长 的取值范围是 .
(ⅱ)由(ⅰ) , ,
直线 的方程为 ,直线 的方程与 联立,解得 .
直线 的方程为 ,直线 的方程与 联立,解得 ,
所以 的中点 的坐标为 ,
因为直线 的方程为 , , , , ,
所以
,
56所以 的中点是定点 .
28.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知双曲线 : 的左、右顶点分别为 , ,点 是 上一点,
过点 向 的两条渐近线作垂线,垂足分别为 , ,且 .
(1)求 的方程;
(2)若 是 的左支上异于点 的一点,直线 交直线 于点 ,直线 交 于另一点 .
(i)设直线 的斜率分别为 , ,求证: 为定值;
(ii)求坐标原点 到直线 距离的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)4
【分析】(1)先设点 ,再应用点到直线距离公式计算求解得出参数即可得出双曲线方程;
(2)(i)先设点的坐标,再应用斜率公式结合双曲线方程化简求值;(ii)结合对称性设直线 的方程,再联立
计算斜率乘积得出 ,最后应用定点得出距离的最大值.
【详解】(1)由题意知 的渐近线方程为 ,
设 ,则 .
因为 ,所以 ,
所以 的方程为 .
(2)(i)证明:由(1),得 , ,设 , , ,
57直线 的斜率 ,直线 的斜率 .
因为 ,所以 .
因为 , ,
所以 .
因为 ,所以 ,
所以 ,即 为定值 .
(ii)解:若直线 的斜率为0,根据对称性,直线 与直线 的交点 应在 轴上,不符合题意,
所以直线 的斜率不为0,又 , 不重合,故可设直线 的方程为 .
联立 得 ,
由题意得 且 ,即 ,
由韦达定理,得 , .
由(i)得 ,
故 ,
所以 ,
化简,得 .
因为 ,所以 ,解得 .
58所以直线 的方程为 ,因此直线 恒过点 ,
所以当 时,坐标原点 到直线 的距离取得最大值4.
29.(2026·江西南昌·二模)已知双曲线 : ( , )的离心率 ,其上顶点为 ,过
点 作斜率为 的直线 与双曲线的两支分别相交于 , 两点( 在双曲线 的上支)且与 轴相交于
点,直线 与 轴相交于 点.
(1)求双曲线 的标准方程;
(2)设直线 , 的斜率分别为 , ,求证: 为定值;
(3)是否存在直线 使得 ,若存在,求出 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)存在;
【分析】(1)根据离心率及上顶点坐标求解即可.
(2)设出直线 的方程 ,与双曲线方程联立,得到点 坐标,同理设出直线 的方程 ,
求出点 坐标,设出 方程,将点 、点 代入,得到 , 是方程 的两根,结合韦达定理证
明即可.
(3)利用三角形相似得到 ,设出直线 , , 的倾斜角,判断之间的关系,结合韦达定理
进一步求解即可.
【详解】(1)因为 ,所以 ,即 ,
因为上顶点为 ,所以 ,则 ,
所以双曲线的标准方程为 .
59(2)设直线 的方程为 ,直线 的方程为 .
联立直线 与双曲线 方程 ,整理得 ,
解得 ,所以 ,所以 ,
设直线 的方程为 ,
因为 ,则有 ,
整理得 ,同理可得 ,
所以 , 是方程 的两根,所以 .
(3)假设存在 使得 ,所以 ,
设直线 , 的倾斜角分别为 , ,直线 的倾斜角为 ,
当 时,
则 ,所以 ,
又 , 是方程 的两根,则 , ,
所以 ,
所以 ,整理得 ,即 ,解得 .
当 时,结合对称性同理可得, ,满足条件.
故存在直线 使得 ,此时 .
6030.(2026·重庆·二模)已知抛物线C: 经过点 是抛物线C上异于点A的动点,且
(1)求直线AB的斜率 (用 表示);
(2)设不经过点A的直线l与C交于M,N两点,且直线 的斜率之和为1.
①求证:直线l恒过定点Q;
②若向量 ,且 ,求 的面积S的取值范围.
【答案】(1)
(2)① ;②
【分析】(1)将点 的坐标代入抛物线方程,求出 的值,即可得解;
(2)①设直线 方程为 ,将其与抛物线方程联立,设 ,由斜率之和为 ,
结合韦达定理可证明结论;
②由于 轴,则 ,进而化简求最值.
【详解】(1)根据题意,将点 代入抛物线方程,
得 ,所以抛物线C: ,
则 ,由于 ,则 ,
所以 ;
(2)①设 ,直线 的方程为 ,
所以 ,
联立 ,消去 并化简得: ,
所以 , ,
61所以 ,
即 ,
所以 ,所以 ,
所以直线 的方程为 ,即
所以直线 过定点,该点坐标为 ;
②由 , ,可得 轴,且 ,
联立 与 ,并令 ,得 ,
则 ,且由 得 ,
由 ,即 ,
得 ,
由于 得 ,且 ,
则 的面积
,
而
,
由于 ,得 ,而 即 ,
即 ,所以 ,且 ,则 且 ,
62由于 在 单调递减,在 单调递增,
所以,当 ,当 ,
当 ,
故面积S的取值范围为 .
63