文档文本内容
9.5 圆锥曲线的综合问题
综合篇
考法 一 求轨迹方程 x2 y2 x2 y2
A. + =1 B. - =1
1.( 山东聊城二模ꎬ )已知点 P 在圆 O x2 16 9 16 9
2022 4 : x2 y2 x2 y2
y2 上 点 A B 则满足 AP
C. + =1 D. - =1
+ =4 ꎬ (-3ꎬ0)ꎬ (0ꎬ4)ꎬ
4 3 4 3
BP 的点 P 的个数为
答案 C 连接 PB.因为点 P 为线段 AB 的
⊥ ( )
垂直平分线与直线 AC 的交点 所以 PA
A.3 B.2 C.1 D.0
ꎬ | | = |
答案 B 设点P x y 则x2 y2 且A→P PB
( ꎬ )ꎬ + =4ꎬ = |ꎬ
x y B→P x y 由 AP BP 得A→P 所以 PB PC PA PC AC 而
( +3ꎬ )ꎬ =( ꎬ -4)ꎬ ⊥ | |+| | = | |+| | = | | =4ꎬ
BC 所以点P 的轨迹是以B C 为焦点
B→P x x y y x2 y2 x y 即 | | =2ꎬ ꎬ ꎬ
= ( +3)+ ( -4)= + +3 -4 =0ꎬ
x2 y2
æ ö2 为长轴长的椭圆.设其方程为 a
è
çx
+
3
ø
÷
+(
y
-2)
2
=
25
ꎬ
故点 P 的轨迹是一个 4 a2 +b2 =1( >
2 4
æ ö b 则 a c a 则 b a2 c2
以ç 3 ÷为圆心 5 为半径的圆 则两圆的 >0)ꎬ 2 =4ꎬ =1ꎬ =2ꎬ = - =
è-
2
ꎬ2ø 、
2
ꎬ
所以点 P 的轨迹方程是
x2 y2
.故
3ꎬ + = 1
圆心距为5 又半径和为5 9 半径差为 4 3
ꎬ +2= ꎬ
选
2 2 2
C.
5 1 4.( 课标 ꎬ文 ꎬ理 ꎬ 分)设 O 为坐
-2= ꎬ 2017 Ⅱ 20 20 12
2 2 x2
标原点 动点 M 在椭圆 C y2 上 过 M
且1 5 9 所以两圆相交 则满足条件的点 ꎬ : + =1 ꎬ
< < ꎬ ꎬ 2
2 2 2
作 x 轴的垂线 垂足为 N 点 P 满足N→P
P 有 个.故选 ꎬ ꎬ =
2 B.
2.( 课标 文ꎬ ꎬ 分)在平面内 A B 是 N→M.
2020 Ⅲ 6 5 ꎬ ꎬ 2
求点 P 的轨迹方程
两个定点 C 是动点.若 A→C B→C 则点 C (1) ꎻ
ꎬ =1ꎬ
的轨迹为 设点 Q 在直线 x 上 且O→P P→Q .
( ) (2) =-3 ꎬ =1
圆 椭圆 抛物线 直线 证明 过点 P 且垂直于 OQ 的直线 l 过 C 的
A. B. C. D. :
答案 A 不妨以 AB 所在直线为 x 轴 AB 左焦点 F.
ꎬ
的中点为原点 建立平面直角坐标系 设 C 解析 设 P x y M x y 则 N x
ꎬ ꎬ (1) ( ꎬ )ꎬ ( 0ꎬ 0)ꎬ ( 0ꎬ
x y A c B c c 则 A→C x c N→P x x y N→M y .由 N→P
( ꎬ )ꎬ (- ꎬ0)ꎬ ( ꎬ0)ꎬ >0ꎬ =( + ꎬ 0)ꎬ =( - 0ꎬ )ꎬ =(0ꎬ 0) = 2
y B→C x c y 由 A→C B→C 得 x c
5 )ꎬ =( - ꎬ )ꎬ =1ꎬ ( + ) N→M得 x x y 2y.
年 x c y y 即x2 y2 c2 点C 的 0 = ꎬ 0 = 2
高 ( - )+ =1ꎬ + = +1>0ꎬ∴
考 轨迹为圆.故选 . 因为 M x y 在 C 上 所以 x2 y2 .
年
3 A ( 0ꎬ 0) ꎬ + =1
3.( 届贵州遵义新高考协作体入学质量监 2 2
模
拟 2023 因此点 P 的轨迹方程为 x2 y2 .
测ꎬ )已知圆 C 的方程为 x 2 y2 + =2
A 8 ( -1) + =16ꎬ 证明 由题意知 F .设 Q t P
版 B A 为圆C 上任意一点 若点P 为线 (2) : (-1ꎬ0) (-3ꎬ )ꎬ
(-1ꎬ0)ꎬ ꎬ
高 m n 则 O→Q t P→F m n
考 段 AB 的垂直平分线与直线 AC 的交点 则点 ( ꎬ )ꎬ =(-3ꎬ )ꎬ =(-1- ꎬ- )ꎬ
ꎬ
数
学 P 的轨迹方程为 O→Q P→F m tn O→P m n P→Q
( ) = 3+3 - ꎬ = ( ꎬ )ꎬ =
392
m t n . k
(-3- ꎬ - ) 由根与系数的关系得 x x 30 x x
1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 =
由 O→P P→Q 得 m m2 tn n2 4+5
=1 -3 - + - =1ꎬ
又由 知 m2 n2 故 m tn . 25 x x
(1) + =2ꎬ 3+3 - =0 k2 ꎬ 1 2>0ꎬ
4+5
所以 O→Q P→F 即 O→Q P→F. x x
=0ꎬ ⊥
QH QK x x 1 2
又过点 P 存在唯一直线垂直于 OQ 所以过 | |+| | = | H+ K| = y +y
ꎬ 1 +2 2 +2
点 P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F. x x kx x x x
1 2 2 1 2 -( 1 + 2)
5.( 届长沙市明德中学检测ꎬ )平面直角 = kx +kx = k2x x k x x
2023 21 1 -1 2 -1 1 2 - ( 1 + 2)+1
k k
坐标系内有一定点F 定直线l x 50 30
(-1ꎬ0)ꎬ : =-5ꎬ k2 - k2
PF 4+5 4+5 k
设动点 P 到定直线的距离为 d 且满足| | = k2 k2 =5| |ꎬ
ꎬ d 25 30
k2 - k2 +1
4+5 4+5
因为 QH QK 所以 k 即 k
5.
= | |+| |≤35ꎬ 5| |≤35ꎬ | |
5 .
≤7
求动点 P 的轨迹方程
(1) ꎻ 综上 k 或 k .
ꎬ-7≤ <-1 1< ≤7
直线 m y kx 过定点 Q 与动点 P 的
(2) : = -3 ꎬ 所以 k 的取值范围是 .
[-7ꎬ-1)∪(1ꎬ7]
轨迹交于不同的两点 M N 动点 P 的轨迹与
ꎬ ꎬ
y 的负半轴交于 A 点 直线 AM AN 分别交直 考法 二 定值与定点问题
ꎬ 、
线 y 于点 H K 若 QH QK 求 k
考向一 定值问题
=-3 、 ꎬ | |+| |≤35ꎬ
的取值范围.
1.( 届江苏百校联考ꎬ )设 F 为椭圆 C
2023 21 :
解析 设动点 P 的坐标为 x y 因为
(1) ( ꎬ )ꎬ
x2
y2 的右焦点 过点 F 且与 x 轴不重合
PF + =1 ꎬ
| | 5 2
d = ꎬ 的直线 l 交椭圆 C 于 A B 两点.
5 ꎬ
x 2 y2 当B→F F→A时 求 F→A
所以 ( +1) + 5 即 x 2 y2 (1) =2 ꎬ | |ꎻ
x = ꎬ 5[( +1) + ]= | 在 x 轴上是否存在异于 F 的定点 Q 使
| +5| 5
(2) ꎬ
x2 y2 k
x 2 整理得 .所以动点 P 的轨迹 QA 为定值 其中 k k 分别为直线 QA QB
+5| ꎬ + =1 k ( QAꎬ QB ꎬ
5 4 QB
x2 y2 的斜率 若存在 求出 Q 的坐标 若不存
方程为 . )? ꎬ ꎻ
+ =1
5 4 在 请说明理由.
ꎬ
设 M x y N x y 由 可得点 A
解析 由题意知 F .设直线 l 的方程为
(2) ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ (1)
(1ꎬ0)
y
x my A x y B x y
的坐标为
(0ꎬ-2)ꎬ
故直线 AM
:
y
=
1
x
+2x
-2ꎬ
=
{
+
x
1ꎬ
my
( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ
令 y =-3ꎬ 则 x H=-y
x
1 ꎬ 同理 x K=-y
x
1
2 .
联立
x2
=
+2
y2
+
=
1ꎬ
2ꎬ
消 x 得
(
m2
+2)
y2
+2
my
-1
1
+2
2
+2
{y kx
=0ꎬ
由 = -3ꎬ 消去 y 得 k2 x2 kx
则 y y 2
m
y y -1 .
专
题
4
x2
+5
y2
=20
(4+5 ) -30 + 1 + 2 =-m2
+2
ꎬ 1 2 =m2
+2
九
平
25=0ꎬ 因为B→F F→A 所以 x y x 面
(1) =2 ꎬ (1- 2ꎬ- 2)= 2( 1 - 解
由 Δ
=900
k2
-100(4+5
k2
)>0ꎬ
解得 k
<-1
或 k
析
y 所以 y y 解得 m2 2 则 y 几
. 1ꎬ 1)ꎬ - 2 =2 1ꎬ = ꎬ | 1| = 何
>1 7
393
m 由椭圆定义知 QF a QF QF
2| | 14 | 1| =2 -| 2| =4-| 2|ꎬ
m2 = ꎬ QF QA QA QF
+2 8 ∴ | 1|+| | = | |-| 2|+4ꎬ
QA QF F A 当且仅当 A F Q
所以 F→A m2 y 3 2. ∵ | |-| 2 |≤| 2 |( ꎬ 2ꎬ
| | = 1+ | 1| = 三点共线 即与图中 T 点重合时取等号
8 ꎬ )ꎬ
假设在 x 轴上存在异于点 F 的定点 Q
(2)
æ ö2
又 F A ç 1 ÷ 2 5
k | 2 | = è -1ø +(1-0) = ꎬ
t t 使得 QA 为定值. 2 2
( ꎬ0)( ≠1)ꎬ k
QB
QF QA 的最大值为 5.
m ∴ | 1|+| | 4+
因为 y y -2 y y -1 所以 y y 2
1 + 2 =m2 ꎬ 1 2 =m2 ꎬ 1 + 2
+2 +2
my y
=2 1 2ꎬ
y
1
k x t y x t y my t
所以 QA 1 - 1( 2 - ) 1( 2 +1- )
k = y =y x t = y my t
QB 2 2( 1 - ) 2( 1 +1- )
x t
- 由题意知直线 l 的斜率存在 设 l y k x
2
(2) ꎬ : = (
my y t y my y t y
= my
1
y
2 +(1-
t
)
y
1
=
2
my
1
y
2 +2(1-
t
)
y
1 +1)ꎬ M ( x 1ꎬ y 1)ꎬ N ( x 2ꎬ y 2)ꎬ 则 P (0ꎬ k )ꎬ
1 2 +(1- ) 2 2 1 2 +2(1- ) 2 ì ï y k x
t y y ï = ( +1)ꎬ
=
(
y
3-2 ) 1
t
+
y
2. 由í
ï
x2 y2 消y 得
(3+4
k2
)
x2
+8
k2x
+4
k2
-
ï
1 +(3-2 ) 2 î + =1
4 3
k t
QA
要使 为定值 则有3-2 1 解得 t
k ꎬ = tꎬ =2 12=0ꎬ
QB 1 3-2 k2 k2
x x 8 x x 4 -12.
k
或 t 舍去 此时 QA . ∴ 1 + 2 =- k2 ꎬ 1 2 = k2
=1( )ꎬ k =-1
3+4 3+4
QB
P→M λ MF→ 即 x y k λ x
故在 x 轴上存在异于 F 的定点 Q 使 ∵ = 1ꎬ ( 1ꎬ 1 - )= (-1- 1ꎬ-
(2ꎬ0)ꎬ
y
k 1)ꎬ
QA
得 为定值. x x
k
QB 则 λ 1 同理可得 μ 2
=- x ꎬ =- x ꎬ
2.( 届贵州遵义新高考协作体入学质量监 1+ 1 1+ 2
2023 x x x x x x
x2 y2 λ μ 1 2 1(1+ 2)+ 2(1+ 1)
测ꎬ )已知点 F 是椭圆 C 的左焦 ∴ + =- x - x =- x x
20 1 : + =1 1+ 1 1+ 2 (1+ 1)(1+ 2)
4 3
k2 k2
æ ö 8 -24 8
点 Q 是椭圆 C 上的任意一点 Aç1 ÷. x x x x k2 - k2
ꎬ ꎬ è ꎬ1ø 2 1 2 +( 1 + 2) 3+4 3+4
2 = -x x x x = - k2 k2 =
求 QF QA 的最大值 1 2 +( 1 + 2)+1 4 -12 8
(1) | 1|+| | ꎻ k2 - k2 +1
3+4 3+4
过点 F 的直线 l 与椭圆 C 相交于两点
5 (2) 1 k2 k2
年 8 -24-8 8 λ μ 是定值
高 M N 与y 轴相交于点P.若P→M λ MF→ P→N - k2 k2 k2 = - ꎬ∴ +
考 ꎬ ꎬ = 1ꎬ = 4 -12-8 +3+4 3
3
μ NF→ 试问 λ μ 是不是定值 若是 求出
年 8.
模
1ꎬ : + ? ꎬ
-
拟 该定值 若不是 请说明理由. 3
ꎻ ꎬ
A 解析 由椭圆方程知 a b c 3.( 新高考 ꎬ ꎬ 分)已知椭圆 C
x2
版 (1) =2ꎬ = 3ꎬ∴ = 2020 Ⅰ 22 12 :a2 +
高
考
数
a2
-
b2
=1ꎬ
则 F
1(-1ꎬ0)ꎬ
设右焦点为 F
2ꎬ
则
y2
a b 的离心率为 2 且过点A .
学 F . b2 =1( > >0) ꎬ (2ꎬ1)
2(1ꎬ0) 2
394
求 C 的方程
(1) ꎻ 若 D 与 P 重合 则 DQ 1 AP .
ꎬ | | = | |
点 M N 在 C 上 且 AM AN AD MN D
2
(2) ꎬ ꎬ ⊥ ꎬ ⊥ ꎬ
æ ö
为垂足.证明 存在定点 Q 使得 DQ 为定值.
综上 存在点 Qç4 1 ÷ 使得 DQ 为定值.
: ꎬ | |
ꎬ è ꎬ øꎬ | |
a2 b2 3 3
解析 由题设得4 1 - 1
(1) a2 +b2 =1ꎬ a2 = ꎬ 4.( 山东泰安三模ꎬ )已知椭圆 E
x2 y2
2 2022 21 :a2 +b2
x2 y2
解得 a2 b2 .所以 C 的方程为 .
=6ꎬ =3 + =1
a b 的离心率 e 2 四个顶点组成
6 3
=1( > >0) = ꎬ
证明 设 M x y N x y . 2
(2) : ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)
的菱形的面积为 O 为坐标原点.
若直线 MN 与 x 轴不垂直 设直线 MN 的方 8 2ꎬ
ꎬ
求椭圆 E 的方程
x2 y2 (1) ꎻ
程为 y kx m 代入 得 k2 x2
= + ꎬ + =1 (1+2 ) +
6 3 过 O x2 y2 8上任意点 P 作 O 的切
(2) ☉ : + = ☉
kmx m2 . 3
4 +2 -6=0
线 l 与椭圆 E 交于点 M N 求证 P→M P→N为
于是 x x 4
km
x x 2
m2
-6. ꎬ ꎬ :
1 + 2 =- k2 ꎬ 1 2 = k2 ① 定值.
1+2 1+2
由 AM AN 知A→M A→N 故 x x c
⊥ =0ꎬ ( 1 -2)( 2 -2) 解析 (1) 由题意得 2 ab =8 2ꎬ e = a = 2 ꎬ a2
y y 可得 k2 x x 2
+( 1 -1)( 2 -1)= 0ꎬ ( +1) 1 2 + b2 c2
km k x x m 2 .将 代入 = + ꎬ
( - -2)( 1 + 2)+( -1) +4=0 ① x2
解得 a b 所以椭圆 E 的方程为
m2 km =2 2ꎬ =2ꎬ +
上式可得 k2 2 -6 km k 4
8
( +1) k2 -( - -2) k2
1+2 1+2 y2
.
m 2 .整理得 k m k m =1
+( -1) +4=0 (2 +3 +1)(2 + - 4
.因为 A 不在直线MN 上 所以 k 证明 当切线 l 的斜率不存在时 其方程
1)= 0 (2ꎬ1) ꎬ 2 (2) : ꎬ
m 故 k m k .于是 MN 的
+ -1≠0ꎬ 2 +3 +1=0ꎬ ≠1 为 x 2 6
æ ö =± ꎬ
方程为 y kçx 2÷ 1 k .所以直线 MN 3
= è - ø- ( ≠1)
3 3 x2 y2
当 x 2 6时 将 x 2 6代入椭圆方程
æ ö = ꎬ = +
过点 Pç2 1÷.若直线 MN 与 x 轴垂直 可 3 3 8 4
è ꎬ- ø ꎬ
3 3 æ ö
得 y 2 6 不妨令 M çç2 6 2 6÷÷
得 N x y .由A→M A→N 得 x x = 1ꎬ = ± ꎬ è ꎬ øꎬ
( 1ꎬ- 1) =0 ( 1 -2)( 1 - 3 3 3
x2 y2 æ ö
y y .又 1 1 可得 Nçç2 6 2 6÷÷
2)+( 1 -1)(- 1 -1)= 0 + =1ꎬ è ꎬ- øꎬ
6 3 3 3
æ ö æ ö
x2 x .解得 x 舍去 或 x 2.此 P çç2 6 ÷÷ P→M çç 2 6÷÷ P→N
3 1 -8 1 +4=0 1 =2( ) 1 = ∵ è ꎬ0øꎬ ∴ = è0ꎬ øꎬ
3 3 3
æ ö æ ö
时直线 MN 过点Pç2 1÷.令 Q 为 AP 的中 çç 2 6÷÷
è ꎬ- ø = è0ꎬ- øꎬ
3 3 3
æ ö 专
点 即 Qç4 1 ÷. P→M P→N 8 题
ꎬ è ꎬ ø ∴ =- ꎻ 九
3 3 3
若 D 与 P 不重合 则由题设知 AP 是 平
ꎬ 面
当 x 2 6时 同理可得P→M P→N 8.
解
=- ꎬ =-
析
ADP的斜边 故 DQ 1 AP 2 2. 3 3 几
Rt△ ꎬ | | = | | = 当切线 l 的斜率存在时 设 l 的方程为 y kx 何
2 3 ꎬ =
395
m M x y N x y p2 q2 c2 p q 2 c2 pq
+ ꎬ ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ F PF + -4 ( + ) -4 -2
cos∠ 1 2 = pq = pq
m 2 2
因为 l 与 O 相切 所以 | | 2 6 所以
☉ ꎬ = ꎬ b2 pq b2 b2 b2
k2 3 2 - 2 2 2 当且
+1 = pq = pq -1≥æp qö2 -1= a2 -1(
m2 k2 ç + ÷
3 =8 +8ꎬ è ø
2
ìy kx m
ï
ï = + ꎬ b2 b2
由í ï x2 y2 得 (1+2 k2 ) x2 +4 kmx +2 m2 -8=0ꎬ 仅当 p = q 时取等号 )ꎬ 从而2 a2 -1= 1 ꎬ 得 a2 =
ï 2
î + =1
8 4
km m2
3
ꎬ
又 a
=2ꎬ∴
b2
=3ꎬ
x x 4 x x 2 -8
4
∴ 1 + 2 =- k2 ꎬ 1 2 = k2 ꎬ
1+2 1+2 x2 y2
则 C 的方程为 .
由 Δ km 2 k2 m2 得 k2 + =1
=(4 ) -4(1+2 )(2 -8)>0ꎬ 8
4 3
m2 .
- +4>0 若直线 l 的斜率不存在 易得O→A O→B
(2) ꎬ -
P→M P→N O→M O→P O→N O→P O→P2 O→P
=( - )( - )= - O→M O→N
=-3ꎻ
O→M
-
O→P
O→N
+
O→M
O→N
=
O→P2
-
O→P2
-
O→P2
+ 若直线 l 的斜率存在 设其方程为 y kx m
ꎬ = + ꎬ
O→M O→N 8 O→M O→N ì ï y kx m
=- + ꎬ ï = + ꎬ
3 联立í
ï
x2 y2 消 y 得
(4
k2
+3)
x2
+8
kmx
+
O→M O→N x x y y x x kx m kx î ï + =1ꎬ
∵ = 1 2 + 1 2 = 1 2 +( 1 + )( 2 + 4 3
m
) 4
m2
-12=0ꎬ
易知 Δ
>0
恒成立
ꎬ
k2 x x km x x m2
æx x y y ö
= (1+ ) 1 2 + ( 1 + 2)+ 设 A x y B x y 则 Nçç 1 + 2 1 + 2÷÷
m2 æ km ö ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ è ꎬ øꎬ
k2 2 -8 km çç 4 ÷÷ m2 2 2
= ( 1 + )
1+2
k2 + è -
1+2
k2ø + =
且 x x -8
km
x x 4
m2
-12.
m2 k2 1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 = k2
3 -8 -8 4 +3 4 +3
k2 =0ꎬ
y y
1+2
O→A O→B O→M O→N x x y y m 1 + 2
- = 1 2 + 1 2 -
P→M P→N 8. 2
∴ =-
3 m
x x kx m kx m kx m kx
综上 P→M P→N为定值 8. = 1 2 +( 1 + )( 2 + )- 2 ( 1 + + 2 +
ꎬ -
3 m
)
x2 y2
5.( 河北衡水二调ꎬ )已知椭圆 C km m2
2022 21 :a2 +b2
= (
k2
+1)
x
1
x
2 + (
x
1 +
x
2)= (
k2
+1)
4
k2
-12
+
2 4 +3
a b 的长轴长为 P 在 C 上运动
=1( > >0) 4ꎬ ꎬ km km
-8
F F 为 C 的两个焦点 且 F PF 的最
1ꎬ 2 ꎬ cos∠ 1 2 2
4
k2
+3
小值为1. k2 m2 k2 m2
5 -12 +4 -12 -3(4 +3)+4 -3
年 2 = k2 = k2 = -3
高 4 +3 4 +3
求 C 的方程
考
(1) ꎻ m2
3 4 -3
年
模 (2)
已知过点 M
(0ꎬ
m
)(-
b
<
m
<
b
)
的动直线 l +
4
k2
+3
ꎬ
拟
交 C 于两点 A B 线段 AB 的中点为 N 若O→A 要使上式为常数 必须且只需 m2 即
ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ 4 -3=0ꎬ
A
版 O→B O→M O→N为定值 试求 m 的值.
- ꎬ m 3 .
高 =± ∈(- 3ꎬ 3)
解析 由题意得 a 设 PF PF
考 2
数 (1) =2ꎬ | 1 |ꎬ| 2 |
学 分别为 p q 则 p q a 此时O→A O→B O→M O→N 为定值 符合
ꎬ ꎬ + =2 ꎬ - =-3 ꎬ
396
题意. æ k2 ö
1ç çx 4 6 ÷ ÷
=-k è + k2ø ꎬ
综上 当 m 3时 能使得O→A O→B O→M 1-2
ꎬ =±
2
ꎬ -
令 y 得 x 6 6
k2
则 H
æ
ç ç 6 6
k2 ö
÷ ÷
O→N . =0ꎬ =- k2 ꎬ è - k2 ꎬ0ø ꎬ
=-3 1-2 1-2
6.( 届福建部分名校联考ꎬ )已知两点 k2 k2
2023 22 FH 6 6 2 6(1+ ) .
M N 动点 P 在 x 轴的投影为 | | = 2 6+ k2 = k2
(0ꎬ-4)ꎬ (0ꎬ4)ꎬ 1-2 1-2
Q
ꎬ
且P→M
P→N
=3
P→Q2
ꎬ
记动点 P 的轨迹为曲 又
|
AB
| = 1+
k2
(
x
1 +
x
2)
2
-4
x
1
x
2
线 C. æ k2 ö2 k2
k2 ç ç-8 6 ÷ ÷ -48 -16
求 C 的方程 = 1+ è k2 ø -4 k2
(1) ꎻ 1-2 1-2
(2)
过点 F
(2 6ꎬ0)
的直线与曲线 C 在 y 轴
= 1+
k2
右侧相交于 A B 两点 线段 AB 的垂直平分
ꎬ ꎬ k4 k2 k2
384 (192 +64)(1-2 )
线与 x 轴相交于点 H 试问 | AB | 是不是定 k2 2 + k2 2
(1-2 ) (1-2 )
ꎬ FH
| | k2
8(1+ )
值 若是 求出该定值 若不是 请说明理由.
? ꎬ ꎻ ꎬ = k2 ꎬ
1-2
解析 设 P x y 则 Q x P→M
AB AB
(1) ( ꎬ )ꎬ ( ꎬ0)ꎬ =(-
所以| | 8 2 6.故 | | 是定值 该定
FH = = FH ꎬ
x y P→N x y P→Q y .
ꎬ-4- )ꎬ =(- ꎬ4- )ꎬ =(0ꎬ- ) | | 2 6 3 | |
因为P→M P→N P→Q2 所以 x2 y2 y2
=3 ꎬ + -16=3 ꎬ 值为2 6.
x2 y2
3
故 C 的方程为 .
- =1 考向二 定点问题
16 8
由题可知直线 AB 的斜率一定存在 且不 1.( 全国乙ꎬ理 ꎬ文 ꎬ 分)已知椭圆
(2) ꎬ
2022 20 21 12
为 设直线 AB 的方程为 y k x A E 的中心为坐标原点 对称轴为 x 轴 y 轴
0ꎬ = ( -2 6)ꎬ ꎬ 、 ꎬ
x y B x y . æ ö
( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2) 且过 A Bç3 ÷两点.
ì ïy k x (0ꎬ-2)ꎬ è ꎬ-1ø
2
ï = ( -2 6)ꎬ
联立í
ï x2 y2
消去 y 整理得
(1-2
k2
) (1)
求 E 的方程
ꎻ
î ï - =1ꎬ 设过点 P 的直线交 E 于 M N 两
16 8 (2) (1ꎬ-2) ꎬ
点 过 M 且平行于 x 轴的直线与线段 AB 交
x2 k2x k2
ꎬ
+8 6 -48 -16=0ꎬ
ì ï Δ k4 k2 k2 于点 T 点 H 满足M→T T→H.证明 直线 HN 过
=384 +(1-2 )(192 +64)>0ꎬ ꎬ = :
ï
ï k2 定点.
ïx x -8 6
则 í 1 + 2 = k2 >0ꎬ 整 理 x2 y2
ï 1-2 解析 解法一 设椭圆 E 的方程为
ï k2 (1) : a2 +b2
ïx x -48 -16
î ï 1 2 = k2 >0ꎬ a b 且 a b 将 A B
1-2 =1( >0ꎬ >0 ≠ )ꎬ (0ꎬ-2)ꎬ
ì
ï
得 k2
>
1.
æ ö ï ïb
4
2 =1ꎬ 专
2 ç3 ÷两点的坐标代入 得í 解 题
x
1 +
x
2 4 6
k2 y
1 +
y
2 2 6
k è
2
ꎬ-1ø ꎬ ï
ï 9 1
九
=- k2 ꎬ =- k2 ꎬ î ï a2 +b2 =1ꎬ 平
2 1-2 2 1-2 4 面
则线段 AB 的垂直平分线的方程为 y 2 6 k 得
{a2
=3ꎬ故椭圆 E 的方程为 x2 y2 .
解
析 几
+
1-2
k2 b2
=4ꎬ 3
+
4
=1 何
397
解法二 设椭圆 E 的方程为 mx2 ny2 m k k k
: + =1( > 3 ( +4) y y -8(2+ ) y y
ì n k2 ꎬ 1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 =
ï ï4 =1ꎬ 3 +4 3 +4
n 且 m n .由题意可得í m 解 k k2 k
0ꎬ >0 ≠ ) ï9 n 4(4+4 -2 ) x y x y -24 .
î ï + =1ꎬ k2 ꎬ 1 2 + 2 1 = k2
4 3 +4 3 +4
ìy y
ì ï
ï n 1 ï = 1ꎬ æ y ö
得í
ï ï =
4
ꎬ
故椭圆 E 的方程为
x2 y2
.
联立í
ïy 2x
可得 T
è
çç3 1
+3ꎬ
y
1ø
÷÷
ꎬ
由M→T
=
ï + =1 î ï = -2ꎬ 2
ïm 1 3 4 3
ï
î = ꎬ
3 T→H 可得H y x y 故此时直线 HN
ꎬ (3 1 +6- 1ꎬ 1)ꎬ
æ ö
y y
由 A Bç3 ÷可得直线 AB 的
(2) (0ꎬ-2)ꎬ è ꎬ-1ø 的方程为 y y 1 - 2 x x 将
2 - 2 = y x x ( - 2)ꎬ (0ꎬ
3 1 +6- 1 - 2
方程为 y 2x . 代入并整理得 x x y y x y
= -2 -2) 2( 1 + 2)-6( 1 + 2)+ 1 2
3 k k
x y y y 即 6 (2+ )
若过点P 的直线的斜率不存在 则其
① (1ꎬ-2) ꎬ + 2 1 -3 1 2 -12 = 0ꎬ 2× k2 -6×
3 +4
方程为x 与方程
x2 y2
联立 可得 y k k k k2
=1ꎬ + =1 ꎬ =± -8(2+ ) -24 4(4+4 -2 ) 恒
3 4 k2 + k2 -3× k2 -12=0
3 +4 3 +4 3 +4
æ ö æ ö
成立 则直线 HN 过定点 .
2 6 结合题意可知Nçç 2 6÷÷ Mçç 2 6÷÷ 由 ꎬ (0ꎬ-2)
3
ꎬ è1ꎬ
3
øꎬ è1ꎬ-
3
øꎬ
综上 直线 HN 过定点 .
ꎬ (0ꎬ-2)
ì
ï ï ï y = 2x -2ꎬ ì ï ï x =- 6+3ꎬ 2.( 2019 北京理ꎬ 18 ꎬ 14 分)已知抛物线 C : x2 =
í 3 得í py 经过点 .
-2 (2ꎬ-1)
ï ï
y 2 6
î ï ï y =- 2 6 ꎬ î ï =- 3 ꎬ (1) 求抛物线 C 的方程及其准线方程 ꎻ
3 设 O 为原点 过抛物线 C 的焦点作斜率
æ ö (2) ꎬ
则Tçç 2 6÷÷ 由M→T T→H 不为 的直线 l 交抛物线 C 于两点 M N 直
è- 6+3ꎬ- øꎬ = ꎬ 0 ꎬ ꎬ
3 线 y 分别交直线 OM ON 于点 A 和点 B.
得 =-1 ꎬ
求证 以 AB 为直径的圆经过 y 轴上的两个
ì ï x :
ïï
- 6+3-1= H-(- 6+3)ꎬ 定点.
í 则
ï 解析 由抛物线 C x2 py 经过点
î ï y H=- 2 6 ꎬ (1) : =-2 (2ꎬ
3
得 p .所以抛物线 C 的方程为 x2
-1)ꎬ =2 =-
æ ö
y 其准线方程为 y .
Hçç 2 6÷÷ 4 ꎬ =1
è-2 6+5ꎬ- øꎬ
证明 抛物线 C 的焦点为 F .
3
(2) : (0ꎬ-1)
æ ö
设直线 l 的方程为 y kx k .
所以直线 HN 的方程为 y çç 2 6÷÷x 易 = -1( ≠0)
= è2+ 3 ø -2ꎬ {y kx
5 知直线 HN 过点 (0ꎬ-2)ꎻ
由
x2
= -
y
1ꎬ得 x2
+4
kx
-4=0
.设 M
(
x
1ꎬ
y
1)ꎬ
N
年 =-4
高 若过点 P 的直线的斜率存在 设其
考 ② (1ꎬ-2) ꎬ x y
( 2ꎬ 2)ꎬ
3 方程为 y k x M x y N x y .
年 +2= ( -1)ꎬ ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2) y
则 x x 直线 OM 的方程为 y 1x.
模 拟 ì ï ï y +2= k ( x -1)ꎬ 1 2 =-4ꎬ =x 1
版
A 联立í
ï ï
x2 y2 得
(3
k2
+4)
x2
-6
k
(2+
k
) 令 y 得点 A 的横坐标 x
x
1.
î + =1ꎬ =-1ꎬ A=-y
3 4
高 1
考 k k x
数 x k k 则 x x 6 (2+ ) x x 同理得点 B 的横坐标 x 2.
学 +3 ( +4)= 0ꎬ 1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 = B=-y
3 +4 2
398
æ x ö 即 y y y y
设点 D n 则 D→A çç 1 n÷÷ D→B 1 2 +2( 1 + 2)+36=0ꎬ
(0ꎬ )ꎬ = è-y ꎬ-1- øꎬ 所以 n m 即n m 满足Δ
1 -4 +8 +36=0ꎬ =2 +9ꎬ >0ꎬ
æ x ö 所以直线 MN 的方程为 x my m m y
çç 2 n÷÷ = +2 +9= ( +
= è-y ꎬ-1- øꎬ
2 2)+9ꎬ
x x x x
所以直线 MN 过定点 .
D→A D→B 1 2 n 2 1 2 n (9ꎬ-2)
=y y +( +1) = æ x2öæ x2ö +( +
1 2 çç 1÷÷çç 2÷÷ 考法 三 最值与范围问题
è- øè- ø
4 4
考向一 最值问题
2
1)
x2
1.( 全国乙文ꎬ ꎬ 分)设 B 是椭圆 C
16 n 2 n 2. 2021 11 5 :
=x x +( +1) =-4+( +1) 5
1 2
y2 的上顶点 点 P 在 C 上 则 PB 的最
令D→A D→B 即 n 2 得 n 或 + =1 ꎬ ꎬ | |
=0ꎬ -4+( +1) =0ꎬ =1 大值为
n . ( )
=-3
综上 以 AB 为直径的圆经过 y 轴上的定点 5
ꎬ A. B. 6 C. 5 D.2
2
和 .
(0ꎬ1) (0ꎬ-3) 答案 A 由题意可知 B
(0ꎬ1)ꎬ
3.( 广东韶关九校联考ꎬ )已知抛物线
2022 21 x2
C : y2 =2 px ( p >0) 上的点 P (1ꎬ y 0)( y 0>0) 到
设 P
(
x
0ꎬ
y
0)ꎬ
则
5
0
+
y2
0 =1ꎬ
即 x2
0 =5-5
y2
0ꎬ
焦点的距离为 .
2 PB x2 y 2 y2 y2 y
求点 P 的坐标及抛物线 C 的方程 | | = 0 +( 0 -1) = 5-5 0 + 0 -2 0 +1 =
(1) ꎻ æ ö2
若点 M N 在抛物线 C 上 且 k k y2 y çy 1÷ 25.因为
(2) 、 ꎬ PM PN= -4 0 -2 0 +6 = -4è 0 + ø + -1≤
4 4
1 求证 直线 MN 过定点.
- ꎬ : y 所以 y 1时 PB 取得最大值5
2 0≤1ꎬ 0 =- ꎬ| | ꎬ
4 2
解析 设抛物线的焦点为 F 则 F
(1) ꎬ 故选 .
A
æ p ö p
ç ÷ 准线方程为 x 由抛物线的定义 2.(多选)( 届河北“五个一”名校联盟摸
è ꎬ0øꎬ =- ꎬ 2023
2 2
æ ö2
p 底ꎬ )已知圆 C x2 çy 1÷ 上两点 A B
得 解得 p 所以抛物线的方程为 12 : +è - ø =1 、
1+ =2ꎬ =2ꎬ 2
2
满足 AB 点M x 满足 MA MB
y2
=4
x
ꎬ
把
(1ꎬ
y
0)
代入得 y2
0 =4ꎬ
因为 y
0>0ꎬ
所 | |≥ 2ꎬ ( 0ꎬ0) | | =| |ꎬ
则下列结论中正确的是
以 y 所以 P .
( )
0 =2ꎬ (1ꎬ2)
证明 由题意知直线 MN 的斜率不为
当 AB 时 x 1
(2) : 0ꎬ A. | | = 2 ꎬ 0 =
æ ö 2
设直线 MN 的方程为 x my n Mç1y2 y ÷ 当 x 时 过 M 点的圆 C 的最短弦长是
= + ꎬ è 4 1ꎬ 1øꎬ B. 0 =0 ꎬ
æ ö {x my n
Nç1y2 y ÷ 联立 = + ꎬ得 y2 my n 2 3
è 2ꎬ 2øꎬ y2 x -4 -4 =
4 =4 ꎬ 线段 AB 的中点纵坐标的最小值是1- 2
C.
0ꎬ
Δ
=16
m2
+4×4
n
>0ꎬ
y
1 +
y
2 =4
m
ꎬ
y
1
y
2 =-4
n
ꎬ 2
过 M 点作圆 C 的切线且切点为 A B 则 x 专
y y
因为 k PM= 1 -2 =y 4 ꎬ k PN= 2 -2 =y 4 ꎬ D. æ ù é ꎬ ꎬ ö 0 题 九
ú ê
1y2 1 -1 1 +2 1y2 2 -1 2 +2 的取值范围是 è çç -∞ꎬ- 7 û úú∪ë êê 7 ꎬ+∞ø ÷÷ 平 面
4 4 2 2
解
æ ö2 析
k
PM
k
PN=-
1
ꎬ
所以
y
16
y = -
1
ꎬ
答案 CD 圆 C
:
x2
+è
çy
-
1
ø
÷
=1
的圆心 C 几
何
2 ( 1 +2)( 2 +2) 2 2
399
æ ö
ç 1 ÷ 半径 r 令圆心 C 到直线 AB 的距 解得x 7或x 7 所以x 的取值范围
è0ꎬ 2 øꎬ =1ꎬ 0≤- 2 0≥ 2 ꎬ 0
离为 d. æ ù é ö
ú ê
是çç 7 7 ÷÷ 正确.故选
è-∞ꎬ- û úú∪ë êê ꎬ+∞øꎬD CD.
对于 令直线 AB x 2 则 d 2 显然有 2 2
Aꎬ : = ꎬ = ꎬ 3.( 届山东青岛调研ꎬ )在平面直角坐标
2 2
2023 21
AB r2 d2
| | =2 - = 2ꎬ 系 xOy 中 动圆 P 与圆 C x2 y2 x 45
线段 AB 的垂直平分线平行于 x 轴 此时点 ꎬ 1: + +2 - =0
ꎬ 4
M 不存在 即 x 不存在 故 不正确
ꎬ 0 ꎬ A ꎻ 内切 ꎬ 且与圆 C 2: x2 + y2 -2 x + 3 =0 外切 ꎬ 记动
对于 当 x 时 点 M 在圆 C 内 而 4
Bꎬ 0 =0 ꎬ (0ꎬ0) ꎬ 圆 P 的圆心的轨迹为 E.
圆 C 的直径长为 则过 M 点的圆 C 的最短
2ꎬ
求 E 的方程
弦长小于 而 故 不正确 (1) ꎻ
2ꎬ 2 3>2ꎬ B ꎻ 不过圆心 C 且与 x 轴垂直的直线交 E
对于 令线段AB 的中点为P t s 则 PC (2) 2
Cꎬ ( ꎬ )ꎬ | | 于 A M 两个不同的点 连接 AC 并延长交 E
ꎬ ꎬ 2
d r2 æ ç 1 AB ö ÷ 2 æ çç 2 ö ÷÷ 2 2 于点 B.
= = -è | |ø ≤ 1- è ø = ꎬ
2 2 2 若直线 MB 交 x 轴于点 N 证明 N 为一
(i) ꎬ :
æ ö2
则 t2 çs 1÷ 1 则点 t s 在 以 点 个定点
+ è - ø ≤ ꎬ ( ꎬ ) ꎻ
2 2 若过圆心 C 的直线交 E 于 D G 两个不
æ ö (ii) 1 ꎬ
ç 1 ÷为圆心 2为半径的圆内及圆上 结合 同的点 且 AB DG 求四边形 ADBG 面积的
è0ꎬ ø ꎬ ꎬ ꎬ ⊥ ꎬ
2 2
最小值.
图形可得s 1 2 正确 解析 设动圆 P 的半径为 R 圆心 P 的
min = - ꎬC ꎻ (1) ꎬ
2 2
坐标为 x y .由题意可知圆 C 的圆心为 C
对于 连接 CA CB ( ꎬ ) 1 1
Dꎬ ꎬ ꎬ
AB 依题意及切线长定 半径为 7 圆 C 的圆心为 C
ꎬ (-1ꎬ0)ꎬ ꎻ 2 2(1ꎬ
理得 MA AC MC 2
⊥ ꎬ ⊥
AB 因 为 S 半径为1.
ꎬ 四边形MBCA = 0)ꎬ
2
S 所以 1 AB 动圆 P 与圆 C 内切 且与圆 C 外切
2 △ MACꎬ | | ∵ 1 ꎬ 2 ꎬ
2 ì
ï
PC 7 R
| MC | = | MA || AC |ꎬ 1 | AB | = |
MA
| M C |
AC
| í
ï ï| 1| =
2
- ꎬ
PC PC C C
2 | | ∴ ï ⇒| 1|+| 2| =4>| 1 2
ï PC 1 R
ï
| MA | | MC | 2 -1
î| 2| =
2
+
= MC = MC
| | | | | =2ꎬ
5 动圆 P 的圆心的轨迹 E 是以 C C 为焦
年 x 2 æ ç 1 ö ÷ 2 ∴ 1ꎬ 2
高 ( 0 -0) +è0- ø -1 点的椭圆.
考 2
3 = æ ö2 ꎬ x2 y2
年 x 2 ç 1÷ 设其方程为 a b
模 ( 0 -0) +è0- ø a2 +b2 =1( > >0)ꎬ
拟 2
A
其中 a c a c 则 b2 .
2 =4ꎬ2 =2ꎬ∴ =2ꎬ =1ꎬ =3
版 x2 3
0
- x2 y2
高 因为 AB 所以 4 2 从而 E 的方程为 .
| |≥ 2ꎬ ≥ ꎬ + =1
考
数 x2 1 2 4 3
学 0 + 证明 设直线 AB 的方程为 y k x
4 (2)(i) : = ( -
400
1 k A x y B x y 则 M x
)( ≠0)ꎬ ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ ( 1ꎬ- 当1 1 即 k 时 S 288.
y t = ꎬ =±1 ꎬ min =
1)ꎬ 2 49
ì
ï ï
y
=
k
(
x
-1)ꎬ 4.( 济南三模ꎬ )已知椭圆 C
y2 x2
由í
ï
x2 y2 可得
(4
k2
+3)
x2
-8
k2x
+4
k2
-
2022 21 :a2 +b2 =1
ï
î + =1
4 3 a b 的离心率为 6 且经过点P .
( > >0) ꎬ (1ꎬ 3)
12=0ꎬ 3
k2 k2 求椭圆 C 的方程
x x 8 x x 4 -12. (1) ꎻ
∴ 1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 = k2 A B 为椭圆 C 上两点 直线 PA 与 PB 的
4 +3 4 +3
(2) 、 ꎬ
y y
直线 BM 的方程为 y y 2 + 1 x x 倾斜角互补 ꎬ 求 △ PAB 面积的最大值.
+ 1 =x x ( - 1)ꎬ
2 - 1 ì ï c
令 y 可得 N 点的横坐标为 ïe 6
=0ꎬ = a = ꎬ
ï
3
x x k x x x ï
x 2 - 1 y x ( 2 - 1)( 1 -1) x 解析 由题意得í 解得 a
N = y 2 + y 1 1 + 1 = k ( x 1 + x 2 -2) + 1 (1) ï ïa 3 2 +b 1 2 =1ꎬ =
x x x x ï
2 1 2 -( 1 + 2) î ï a2 b2 c2
= x x = + ꎬ
1
+
2
-2
y2 x2
k2 k2 b 椭圆 C 的方程为 .
4 -12 8 6ꎬ = 2ꎬ∴ + =1
2× k2 - k2 6 2
4 +3 4 +3 由题意可知直线 AB 的斜率一定存在.
= k2 =4ꎬ (2)
8
4
k2
+3
-2 设直线 AB 的方程为 y
=
kx
+
t
ꎬ
A
(
x
1ꎬ
y
1)ꎬ
B
N 为一个定点 其坐标为 . x y
∴ ꎬ (4ꎬ0) ( 2ꎬ 2)ꎬ
根据 可求得 y2 x2
(ii) (i) 将 y kx t 代入 得 k2 x2 ktx
= + + =1 ( +3) +2 +
AB k2 x x k2 6 2
| | = 1+ | 2 - 1 | = 1+
t2
x x 2 x x -6=0ꎬ
× ( 2 + 1) -4 1 2 由 Δ k2t2 k2 t2 得 k2 t2
æ k2 ö2 k2 =4 -4( +3)( -6)>0 6 -3 +
k2 çç 8 ÷÷ 4 -12 .
= 1+ × è k2 ø -4× k2 18>0
4 +3 4 +3
kt t2
k2 x x -2 x x -6.
=
12(
k2
+1). 1 + 2 =k2
+3
ꎬ 1 2 =k2
+3
4 +3
直线 PA 和直线 PB 的倾斜角互补
k2
∵ ꎬ
AB DG k 1 则 DG 12( +1).
∵ ⊥ ꎬ∴ DG=-kꎬ | | = k2 y y
3 +4 k k 即 1 - 3 2 - 3
AB DG ∴ PA=- PBꎬ x =- x ꎬ
∵ ⊥ ꎬ 1 -1 2 -1
化简可得 x y x y y y x
四边形 ADBG 的面积 S 1 AB DG
∴ = | || | = 2 3+ 1 2 + 2 1 =( 1 + 2)+ 3( 1 +
2 x
k2 k2 2)ꎬ
1 12( +1) 12( +1) t
× k2 × k2 y y kx t kx t k x x t 6
2 4 +3 3 +4 ∵ 1 + 2 = 1 + + 2 + = ( 1 + 2)+2 =k2 ꎬ
k2 2 +3
72( +1)
x y x y x kx t x kx t kx x t 专
= (4 k2 +3)(3 k2 +4) ꎬ 1 2 + 2 1 = 1( 2 + )+ 2( 1 + )= 2 1 2 + 题
九
令 k2
+1=
t
ꎬ
t
∵
2
k
≠0ꎬ∴
t
>1ꎬ ( x 1 + x 2)= - k2 1
+
2
3
k
ꎬ 平
面
则 S 72 72 72 解
= t2 t = = æ ö2 ꎬ k t kt 析
12 + -1 1 1 ç 1 1÷ 49 -12 6 -2 几
-t2 + t +12 -è t - ø + ∴ 2 3+k2 =k2 + 3k2 ꎬ 何
2 4 +3 +3 +3
401
化简得 k k t 的直线与椭圆的
( - 3)( + - 3)= 0ꎬ
切点为 N 此时
直线 AB 不过点 P k x x
ꎬ
∵ ꎬ∴ = 3ꎬ∴ 1 + 2 =
AMN 的面积取
t t2 △
- 3 x x -6 t 由判别式求
ꎬ 1 2 = ꎬ-2 3< <2 3( 得最大值.
3 6
得 联 立
)ꎬ
ìx y m
ï
则 AB 2 x x 2 x x ï -2 = ꎬ
| | = 1+( 3) ( 1 + 2) -4 1 2 íx2 y2 消 去
ï
2 3 12-
t2
î
ï
+ =1ꎬ
= ꎬ 16 12
3 x 得 y2 my m2
16 +12 +3 -48=0ꎬ
t
又点 P 到直线 AB 的距离为 | 3- 3+ | 所以 Δ m2 m2 即 m2
=144 -4×16(3 -48)= 0ꎬ =
( 3) 2 +1 解得 m 与 AM 距离比较远的直线方
64ꎬ =±8ꎬ
t
| | 程为 x y 两平行线 直线 AM 与直线 x
= ꎬ -2 =8ꎬ ( -
2
y 之间的距离为 d |8+4| 12 5 AM
S 1 2 3 12-
t2
|
t
| 3 2 =8) = = ꎬ|
∴ △ PAB = = 1+4 5
2 3 2 6
2 2 .所以 AMN 的面积
t2 t2 当且仅当 t 时等号成 | = (2+4) +3 = 3 5 △
(12- ) ≤ 3ꎬ =± 6
立 PAB 面积的最大值为 . 的最大值为1 12 5 .
ꎬ∴ △ 3 ×3 5× =18
x2 2 5
5.( 新高考 ꎬ ꎬ 分)已知椭圆 C
2020 Ⅱ 21 12 :a2 + 考向二 范围问题
y2 1.(多选)( 届湖北“宜荆荆恩”起点考试ꎬ
a b 过点 M 点 A 为其左顶 2023
b2 =1( > >0) (2ꎬ3)ꎬ
x2 y2
)已知椭圆 C a b 的左 右
11 :a2 +b2 =1( > >0) ꎬ
点 且 AM 的斜率为1.
ꎬ
2 焦点分别为F F 长轴长为 点 P
求 C 的方程 1ꎬ 2ꎬ 4ꎬ ( 2ꎬ1)
(1) ꎻ 在椭圆 C 外 点 Q 在椭圆 C 上 则
点 N 为椭圆上任意一点 求 AMN 的面 ꎬ ꎬ ( )
(2) ꎬ △ æ ö
积的最大值. 椭圆 C 的离心率的取值范围是çç 2÷÷
A. è0ꎬ ø
解析 由题意可知直线 AM 的方程为 y 2
(1) -
当椭圆 C 的离心率为 3时 QF 的取值
1 x 即 x y 当 y 时 解得 x B. ꎬ| 1|
3= ( -2)ꎬ -2 =-4ꎬ =0 ꎬ 2
2
所以 a 范围是
=-4ꎬ =4ꎬ [2- 3ꎬ2+ 3]
x2 y2 存在点 Q 使得QF→ QF→
年
5 由椭圆 C :a2 +b2 =1( a > b >0) 过点 M (2ꎬ3)ꎬ C. ꎬ 1 2 =0
高 1 1 的最小值为
考 D. QF + QF 1
年
3
可得
1
4
6
+b
9
2
=1ꎬ
解得 b2
=12ꎬ
所以 C 的方程为
答案
| 1
B
|
C
|
D
2
由
|
题意得 a 又点 P
模
拟 x2 y2 =2ꎬ ( 2ꎬ
.
A + =1 在椭圆C 外 则2 1 解得 b 所
版 16 12 1) ꎬ +b2 >1ꎬ 0< < 2ꎬ
设与直线 AM 平行的直线方程为 x y 4
高 (2) -2 =
考 m 当直线与椭圆相切时 与 AM 距离比较远 c b2
数 ꎬ ꎬ 以椭圆 C 的离心率 e 4- 2 即椭
学 = a = > ꎬ
2 2
402
æ ö
圆 C 的离心率的取值范围是çç 2 ÷÷ 故 t 则Δ′ t 解得t 1.x x
è ꎬ1øꎬ A -4 =0ꎬ =4+16 >0ꎬ >- 1 + 2 =-
2 4
不正确
ꎻ y y 1 x x t t 显然线段
2ꎬ 1 + 2 =- ( 1 + 2)+2 =2 +1ꎬ
2
当 e 3时 c b 所以 QF 的取值
æ ö
= ꎬ = 3ꎬ =1ꎬ | 1 | AB 的中点ç t 1÷在直线 l 上 于是得 t
2
è-1ꎬ + ø ꎬ +
范围是 a c a c 即 故 2
[ - ꎬ + ]ꎬ [2- 3ꎬ2+ 3]ꎬ B
正确 1 m 即有 t m 5 而 t 1 因此 m
ꎻ =-2+ ꎬ = - ꎬ >- ꎬ ꎬ -
2 2 4
设椭圆的上顶点为 A b F c F
(0ꎬ )ꎬ 1(- ꎬ0)ꎬ 2
5 1 解得 m 9 所以实数 m 的取值范围
c 由于AF→ AF→ b2 c2 b2 a2 >- ꎬ > ꎬ
( ꎬ0)ꎬ 1 2 = - =2 - <0ꎬ 2 4 4
æ ö
所以存在点 Q 使得QF→ QF→ 故 是ç9 ÷.
ꎬ 1 2 = 0ꎬ C è ꎬ+∞ø
正确 4
ꎻ
x2 y2
æ ö QF 3.( 北京ꎬ ꎬ 分)已知椭圆 E
QF QF ç 1 1 ÷ | 2| 2021 20 15 :a2 +b2 =1
(| 1|+| 2|)è QF + QF ø =2+ QF
| 1| | 2| | 1| a b 的一个顶点为 A 以椭圆 E
QF ( > >0) (0ꎬ-2)ꎬ
| 1| 当且仅当 QF QF
的四个顶点为顶点的四边形面积为 .
+ QF ≥2+2=4ꎬ | 1| = | 2| =
4 5
| 2|
求椭圆 E 的方程
时 等号成立 又 QF QF 所以
(1) ꎻ
2 ꎬ ꎬ | 1| +| 2 | = 4ꎬ
过点 P 作斜率为 k 的直线与椭圆
(2) (0ꎬ-3)
1 1 则 1 1 的最小值
QF + QF ≥1ꎬ QF + QF E 交于不同的两点 B C 直线 AB AC 分别与
| 1| | 2| | 1| | 2| ꎬ ꎬ ꎬ
为 故 正确.故选 直线 y 交于点 M N.当 PM PN
1ꎬ D BCD. =-3 ꎬ | |+| |≤15
2.( 山东滨州二模ꎬ )已知抛物线 C x2 时 求 k 的取值范围.
2022 21 : = ꎬ
解析 将A 代入椭圆E 的方程得
(1) (0ꎬ-2)
py p 在点 M y 处的切线斜率为1.
2 ( >0) (1ꎬ 0) b 由椭圆 E 的四个顶点围成的四边形面
2 =2ꎬ
求抛物线 C 的方程 积为 ab 解得 a 所以椭圆 E 的
(1) ꎻ 2 =4 5ꎬ = 5ꎬ
若抛物线 C 上存在不同的两点关于直线
(2)
x2 y2
方程为 .
l y x m 对称 求实数 m 的取值范围. + =1
: =2 + ꎬ 5 4
æ ö 设 B x y C x y
解析 由题意知点 Mç 1 ÷ 则切线方 (2) ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ
(1) è1ꎬ pøꎬ
2 由题意得直线l 的方程为y k x 即y
+3= ( -0)ꎬ
{ py p x
程为 y 1 1 x 由 2 -1= ( -1)ꎬ消 = kx -3ꎬ
-
2
p=
2
( -1)ꎬ x2
=2
py
将 y kx 代入椭圆 E 的方程并化简得
= -3 (4+
去 y 并整理得 x2 px p 依题意 有 Δ
k
- + -1=0ꎬ ꎬ =
k2 x2 kx 则 x x 30 x x
p2 p 解得 p 所以抛物线 C 的 5 ) -30 +25=0ꎬ 1 + 2 = k2 ꎬ 1 2
-4( -1)= 0ꎬ =2ꎬ 4+5
方程是 x2 y.
=4 25
设抛物线 C 上关于直线 l 对称的两点为 = k2 ꎬ 专
(2) 4+5 题
A x y B x y 直线 AB 的方程为 y 由 Δ k 2 k2 解得 k 九
( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ =- =(-30 ) -4×25(4+5 )>0ꎬ <-1
ì 或 k . 平
1x + t ꎬ 由í ï ï ï y =- 2 1x + t ꎬ消去 y 并整理得 x2 +2 x 直线 > A 1 B 的方程为 y +2 x -0 面 解 析 几
2 î ï x2 y y =x ꎬ 何
=4 1 +2 1 -0
403
x æ x ö
令 y 解得 x 1 得 Mçç 1 ÷÷ 所以 k k 10 2 5 当 y 时等号
=-3ꎬ =-y ꎬ è-y ꎬ-3øꎬ | 1|+| 2| = y ≥ ꎬ 0 = 5
1 +2 1 +2 3 0 3
æ x ö
同理可得 Nçç 2 ÷÷ 所以 PM PN 成立 即 k k 的最小值为2 5.
è-y ꎬ-3øꎬ | |+| | ꎬ | 1|+| 2|
2 +2 3
x x x y x y 设 M x y N x y 直线 l y kx
1 2 1( 2 +2)+ 2( 1 +2) (2) ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ : = -3
= y + y = y y
k
1 +2 2 +2 ( 1 +2)( 2 +2) ( >0)ꎬ
x kx x kx
ìy kx
= kx
1( 2 -1)+ 2(
kx
1 -1) ï
ï
= -3ꎬ
[( 1 -3)+2][( 2 -3)+2] 联立í ï x2 y2 得 (5+9 k2 ) x2 -54 kx +36=0ꎬ 由
ï
= î + =1
9 5
2 kx 1 x 2 -( x 1 + x 2) 2 kx 1 x 2 -( x 1 + x 2) 题意得 Δ =(-54 k ) 2 -4×36×(5+9 k2 )>0ꎬ 因
kx kx = k2x x k x x
( 1 -1)( 2 -1) 1 2 - ( 1 + 2)+1 为 k 所以 k 2.
k >0ꎬ >
k 25 30 3
2 k2 - k2
k
4+5 4+5
由根与系数的关系得 x x 54 x x
= k
k2
25
k2 -
k
30
k2 +1
1 + 2 =
9
k2
+5
ꎬ 1 2
4+5 4+5
36 .
k k
50 -30 k = k2
= k2 k2 k2 = |5 |≤15ꎬ 9 +5
25 -30 +4+5 y
解得 k .故 k 的取值范围为 易知直线 AM 的方程是 y 1 x 令 x
-3≤ ≤3 [-3ꎬ-1) =x ( +3)ꎬ
1
+3
.
∪(1ꎬ3] y æ y ö
4.( 2022 长沙长郡中学月考一ꎬ 20 )设椭圆 C : =0ꎬ 解得 y =x 3 1 + 1 3 ꎬ 所以 S è çç 0ꎬx 3 1 + 1 3 ø ÷÷ ꎬ 同理可
x2 y2
æ y ö
的左 右顶点分别为 A B.
+ =1 ꎬ ꎬ 得 Tçç 3 2 ÷÷.
9 5 è0ꎬx ø
2
+3
若 P Q 是椭圆上关于 x 轴对称的两点
æ y ö æ y ö
(1) 、 ꎬ
所以D→S çç 3 1 ÷÷ D→T çç 3 2 ÷÷
直线 AP BQ 的斜率分别为 k k k k = è0ꎬx +3øꎬ = è0ꎬx +3øꎬ
ꎬ 1ꎬ 2( 1 2≠0)ꎬ 1 +3 2 +3
求 k k 的最小值
| 1|+| 2| ꎻ 因为D→O D→S λ D→O D→T μ D→O 所以
=(0ꎬ3)ꎬ = ꎬ = ꎬ
已知过点 D 的直线 l 交椭圆 C 于
(2) (0ꎬ-3) y y y
M N 两个不同的点 直线 AM AN 分别交 y 3 1 λ 3 2 μ 所以 λ μ 1
、 ꎬ ꎬ x +3=3 ꎬx +3=3 ꎬ + =x +
1
+3
2
+3
1
+3
轴于点 S T 记D→S λ D→O D→T μ D→O O 为坐 y
ꎬ ꎬ = ꎬ = (
2
标原点 当直线 l 的倾斜角 θ 为锐角时 求 x +2
)ꎬ ꎬ 2 +3
λ μ 的取值范围. kx kx
+ 1 -3 2 -3
解析 由题意设点 P x y Q x = x + x + 2 =
5
(1) ( 0ꎬ 0)ꎬ ( 0ꎬ- 1
+3
2
+3
kx x k x x
年 高 y 0)ꎬ-3< x 0<3ꎬ 不妨令 0< y 0≤ 5ꎬ 因为A (-3ꎬ 2 1
x
2 +
x
3( -1
x
)(
x
1 + 2)-18
+ 2 =
考
年 3 B 所以 k y 0 k - y 0 则 k 1 2 +3( 1 + 2)+9 k
模 拟 0)ꎬ (3ꎬ0)ꎬ 1 =x 0 +3 ꎬ 2 =x 0 -3 ꎬ | 1| 2 k k 3 2 6 +3( k -1) 5 k2 4 -18
A k
y
0
y
0 6
y
0 由
x2
0
y2
0 可得
9 +5
k
9 +5
+ 2 = -
36 54
版 +| 2| = 3+ x 0 + 3- x 0 = 9- x2 0 ꎬ 9 + 5 =1 9 9 k2 +5 +3 9 k2 +5 +9
高
考
y2
数 x2 9 0 则 k k 10 因为 y 10
学 - 0 = ꎬ | 1|+| 2| = y ꎬ 0< 0≤ 5ꎬ k +2ꎬ
5 3 0 9( +1)
404
因为 k 2 所以4 λ μ . -2)ꎬ
> ꎬ < + <2
ì y
3 3 ï
y 1 x
æ ö ï =my ( +2)ꎬ
所以 λ + μ 的取值范围是 è ç4 ꎬ2ø ÷. 联 立 í ï 1 -1 解 得 x
3 ï y
考法 四 存在性问题 ï ï y 2 x
î =my ( -2)ꎬ
2
-5
1.( 届重庆八中入学考ꎬ )已知 B my y y y
2023 21 (-1ꎬ 2(2 1 2 - 2 -5 1)
C 为 ABC 的两个顶点 P 为 = y y ꎬ
0)ꎬ (1ꎬ0) △ ꎬ - 2 +5 1
ABC 的重心 边 AC AB 上的两条中线长度
△ ꎬ ꎬ 把 my y 5 y y 代入上式得 x
之和为 . 2 1 2 = ( 1 + 2) =
3
6
求点 P 的轨迹 T 的方程 æ ö
(1) ꎻ ç2y 10y ÷ 4 y y
已知点 N E F 直 2è 3 2 - 3 1ø 3 ( 2 -5 1) 4
(2) (-3ꎬ0)ꎬ (-2ꎬ0)ꎬ (2ꎬ0)ꎬ y y = y y =- ꎬ
线 PN 与T 的另一个公共点为Q 直线EP 与 - 2 +5 1 - 2 +5 1 3
ꎬ 所以当点 P 运动时 点 M 恒在定直线 x
FQ 交于点 M 试问 当点 P 变化时 点 M 是 ꎬ =-
ꎬ : ꎬ
否恒在一条定直线上 若是 请证明 若不 4上.
? ꎬ ꎻ
是 请说明理由. 3
ꎬ 2.( 深圳实验学校、长沙市一中联考ꎬ )
解析 因为 P 为 ABC 的重心 且边 2022 20
(1) △ ꎬ
x2 y2
AC AB 上的两条中线长度之和为 设双曲线 C a b 的左 右焦
ꎬ 6ꎬ :a2 -b2 =1( >0ꎬ >0) ꎬ
所以 PB PC 2 BC 由椭圆的
| |+| | = ×6=4>| |ꎬ 点分别是 F F 渐近线分别为 l l 过 F
3 1ꎬ 2ꎬ 1ꎬ 2ꎬ 2
定义知 点 P 的轨迹 T 是以 B C 作渐近线的垂线 垂足为 P 且 OPF 的面
ꎬ (-1ꎬ0)ꎬ (1ꎬ ꎬ ꎬ △ 1
为焦点的椭圆 不包括长轴的端点 且 a b2
0) ( )ꎬ 积为 .
c 所以 b 所以点 P 的轨迹 T 的 4
=2ꎬ =1ꎬ = 3ꎬ
求双曲线 C 的离心率
x2 y2
(1) ꎻ
方程为 x .
+ =1( ≠±2) 动直线 l 分别交直线 l l 于 A B 两点
4 3 (2) 1ꎬ 2 ꎬ
设直线 PQ 的方程为 x my P x A B 分别在第一 四象限 且 OAB 的面
(2) = -3ꎬ ( 1ꎬ ( ꎬ 、 )ꎬ △
y Q x y 积恒为 是否存在总与直线l 有且只有一个
1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ 8ꎬ
ìx my
ï 公共点的双曲线 C 若存在 求出双曲线 C
ï
= -3ꎬ
? ꎬ
联立í ï x2 y2 消 x 得 (3 m2 +4) y2 -18 my +15 的方程 若不存在 说明理由.
ï ꎻ ꎬ
î + =1ꎬ
4 3 解析 由题意易知 PF b OP a
(1) ꎬ| 2| = ꎬ| | = ꎬ
=0ꎬ ab
m 由 PF OP 得 S 又因为 S
则 y y 18 y y 15 2⊥ △ OPF 2 = ꎬ △ OPF 1 =
1 + 2 = m2 ꎬ 1 2 = m2 ꎬ 2
3 +4 3 +4 b2 ab b2
S 所以 解得 b a 则 c
所以 my y 5 y y △ OPF 2 = ꎬ = ꎬ =2 ꎬ = 5
2 1 2 = ( 1 + 2)ꎬ 4 2 4
3
a 所以双曲线 C 的离心率e .
y y ꎬ = 5 专
又直线 PE 的方程为 y 1 x 1 题
=x ( +2)= my 由 及题意得渐近线 l y x l y 九
1
+2
1
-1 (2) (1) 1: =2 ꎬ 2: =-
(
x
+2)ꎬ x 设双曲线的方程为
x2 y2
依题意得
平
面
y y 2 ꎬ a2 - a2 =1ꎬ 解
析
直线 QF 的方程为 y 2 x 2 x 4 几
=x ( -2)= my ( 直线 l 的斜率不为零 因此设直线 l 的方程 何
2 -2 2 -5 ꎬ
405
ì ïc
为 x = my + t ꎬ- 1 < m < 1 ꎬ t >0ꎬ ï a = 3 ꎬ
2 2 ïï 2
解 析 依 题 意 得 í 解
设直线 l 交 x 轴于点 D
(
t
ꎬ0)ꎬ
A
(
x
1ꎬ
y
1)(
x
1>
(1) ï
ï
a2
+
b2
= 5ꎬ
y B x y x y ï
0ꎬ 1>0)ꎬ ( 2ꎬ 2)( 2>0ꎬ 2<0)ꎬ
îa2
=
b2
+
c2
ꎬ
联立
{x
=
my
+
t
ꎬ得 y 2
t
同 理 得 y
ì
ï
a2
=4ꎬ
y x 1 = mꎬ 2 ï
=2 ꎬ 1-2 得íb2
ï =1ꎬ
t ï
-2 .
îc2
=3ꎬ
= m
1+2 x2
椭圆 C 的方程为 y2 .
∴ + =1
则 S 1 OD y y 得 1 t 4
△ OAB = | | | 1 - 2 | = 8ꎬ
2 2 存在.因为 P 是椭圆 C 上异于椭圆 C 顶
(2)
t t
点的任意一点 且 l OP 所以直线 l 的斜率
2 2 即 t2 m2
ꎬ ∥ ꎬ
m+ m =8ꎬ =4|1-4 | =4(1-
1-2 1+2 存在且不为 .
0
m2
4 )>0ꎬ① 设过点 Q 的直线 l 的方程为 y kx
(0ꎬ-2) = -
ì ï x = my + t ꎬ {y kx
联立í ï ï x2 y2 得 (4 m2 -1) y2 +8 mty +4( t2 - 2ꎬ A ( x 1ꎬ y 1)ꎬ B ( x 2ꎬ y 2) .由 x2 = y - 2 2ꎬ 消去 y
î ï a2 - a2 =1ꎬ +4 =4
4 得 k2 x2 kx 则 Δ k 2
(1+4 ) -16 +12=0ꎬ =(-16 ) -
a2
)= 0ꎬ k2 k2
4×12×(1+4 )>0⇒4 >3ꎬ
若直线l 与双曲线C 只有一个公共点 则 Δ
ꎬ = k
x x 16 x x 12
0ꎬ 即Δ =64 m2t2 -16(4 m2 -1)( t2 - a2 )= 0ꎬ 化简 1 + 2 = 1+4 k2 ꎬ 1 2 = 1+4 k2 ꎬ
得t2 a2 m2 将 式代入可得 a2
+ (4 -1)= 0ꎬ ① =4ꎬ QA QB k2 x x k2 x
| || | = 1+ | 1 - Q | 1+ | 2 -
x2 y2
所以双曲线的方程为 x k2 x x .
- =1ꎬ Q| =(1+ )| 1 2|
4 16 {y kx
因此 存在总与直线 l 有且只有一个公共点 由
P= Pꎬ
得 x2 4 所以 OP 2
ꎬ
x2 y2
x2
P+4
y2
P=4
P=
1+4
k2 ꎬ | | =(1+
的双曲线 C 双曲线 C 的方程为 .
ꎬ - =1
4 16
k2
)
x2
P = (1+
k2
)
4
k2 ꎬ
又因为Q→A
Q→B
=
λ
x2 y2 1+4
3.( 重庆八中摸底ꎬ )已知椭圆 C
2022 21 :a2 +b2 O→P2 所以 QA QB λ OP 2 所以 x x
ꎬ | || | = | | ꎬ | 1 2|
λ
=1(
a
>
b
>0)
的离心率为 3
ꎬ
长轴端点和短轴 =
λx2
Pꎬ
即
1+
1
4
2
k2 =
1+
4
4
k2 ꎬ
解得 λ
=3
.
2
端点的距离为 .
故存在实数 λ
ꎬ
使得Q→A
Q→B
=
λ O→P2 成立
ꎬ
5
5 且 λ .
求椭圆 C 的方程 =3
年 (1) ꎻ
高 4.( 湖北部分学校质量检测ꎬ ) 已知
考
若P 为椭圆C 上异于椭圆C 顶点的任意
2022 21
(2)
3
年 模 拟 一 与 点 椭 ꎬ 圆 过 C 点 相 Q 交 (0 于 ꎬ- A 2) B 且 两 平 点 行于 点 O O P 为 的 坐 直 标 线 原 l F 1(- c ꎬ0)ꎬ F 2( c ꎬ0) 分别为椭圆 C :a x2 2 + y b 2 2 =
ꎬ (
A æ cö
版 点
)ꎬ
是否存在实数 λ
ꎬ
使得Q→A
Q→B
=
λ O→P2
1(
a
>
b
>0)
的左
ꎬ
右焦点
ꎬ
P
è
çc
ꎬ
3
ø
÷是椭圆C 上
2
高
成立 若存在 求出 λ 的值 若不存在 请说
考
? ꎬ ꎻ ꎬ
数 一点 且PF→ PF→ 9.
学 明理由. ꎬ 1 2 =
4
406
求椭圆 C 的方程 x
(1) ꎻ ( -1)ꎬ
过点 F 的直线与椭圆C 交于A B 两点 ì
ï
x2 y2
(2) 2 ꎬ ꎬ ï
A x y B x y 由í + =1ꎬ 得 k2
试问 是否存在定点 G x 使得G→A G→B ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ ï4 3 (4 +
: ( 0ꎬ0)ꎬ
î
ï
y k x
为定值 若存在 求出 x 的值 若不存在 请 = ( -1)
? ꎬ 0 ꎻ ꎬ x2 k2x k2 则 Δ k4 k2
说明理由. 3) -8 +4 -12=0ꎬ =64 -4(4 +
k2
æ ö 3)(4 -12)>0ꎬ
解析 因为PF→ PF→ ç c 3c÷
(1) 1 2 = è-2 ꎬ- ø x x 8
k2
x x 4
k2
-12.
2
1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 = k2
æ ö 4 +3 4 +3
ç 3c÷ 9 c2 9 又 c 所以 c P
è0ꎬ- ø = = ꎬ >0ꎬ = 1ꎬ 所以G→A x x y G→B x x y 则G→A
2 4 4 =( 1 - 0ꎬ 1)ꎬ =( 2 - 0ꎬ 2)ꎬ
æ ö
ç 3 ÷ 又 点 P 在 椭 圆 上 所 以 G→B x x x x x x2 k2 x x
è1ꎬ øꎬ ꎬ = 1 2 -( 1 + 2) 0 + 0 + ( 1 -1)( 2 -1)
2 k2 x x x k2 x x k2 x2
ì
í
ï
ï a
1
2 +
9
b2 =1ꎬ解得
{a2
=4ꎬ
= (
(4 x
+
2 0 -
1
8
)
x 0 -
1
5
2
)
-
k
(
2 +
0
3
+
x2 0 -1
)
2
( 1 + 2)+ + 0
î
ï
ï a2
4
b2
b2
=3
. =
4
k2
+3
ꎬ
= +1ꎬ
x2 x
x2 y2 因为 G→A G→B 为定值 所以 4 0 -8 0 -5
所以椭圆 C 的方程为 . ꎬ =
+ =1 4
4 3
x2
存在.若直线 AB 的斜率不存在 即直线 3 0 -12 解得 x 11 定值为 135 而 x 11
(2) ꎬ ꎬ 0 = ꎬ - ꎬ 0 =
æ ö æ ö 3 8 64 8
AB 的方程为 x 令 Aç 3 ÷ Bç 3÷ 则
=1ꎬ è1ꎬ 2 øꎬ è1ꎬ- 2 øꎬ 时 ꎬ( x 0 -1) 2 - 9 =- 135 ꎬ 故存在定点 G ꎬ 使得
4 64
G→A G→B x 2 9.
=( 0 -1) - G→A G→B为定值 此时 x 11.
4 ꎬ 0 =
若直线 AB 的斜率存在 设 AB 的方程为 y k 8
ꎬ =
专
题
九
平
面
解
析
几
何
407
专题综合检测
一、单项选择题 个交点 则 PF PF 的值是
ꎬ | 1|| 2| ( )
1.( 福建莆田一模ꎬ )若直线 l a x y
2022 3 :( +1) - m s 1 m s
A. - B. ( - )
与直线 m x a y 互相平行 2
+3=0 : -( +1) -3=0 ꎬ
则 a m2 s2 m s
= ( ) C. - D. -
或 答案 A 不妨设点 P 是两曲线在第一象限
A.-1 B.-2 C.-2 0 D.0
答案 D 易得 a a 即 内 的 交 点 由 题 意 得
( +1)×[-( +1)]+1=0ꎬ ꎬ
a 2 解得a 或a 经检验 a ì ïï PF PF m
( +1) =1ꎬ =-2 =0ꎬ ꎬ =0 í | 1|+| 2| =2 ꎬ 解
符合题意 故选 . ïï
ꎬ D î PF PF s
| 1|-| 2| =2 ꎬ
2.( 重庆云阳江口中学期末ꎬ )已知直线l 过
2022 2 ì ïï PF m s
点M 则 直线l 的斜率小于或等于 是
得í | 1| = + ꎬ
(3ꎬ0)ꎬ “ 0” î ïï PF m s
直线l 与圆C x2 y2 y 有公共点 的 | 2| = - ꎬ
“ : + -6 =0 ”
则 PF PF m s m s m
| 1|| 2| =( + )( - )= -
( )
s.故选
充分而不必要条件 A.
A.
4.( 课标 理ꎬ ꎬ 分)已知 M x2 y2
必要而不充分条件 2020 Ⅰ 11 5 ☉ : + -
B.
x y 直线l x y P 为 l 上的动
充要条件 2 -2 -2=0ꎬ :2 + +2=0ꎬ
C.
点.过点P 作 M的切线PA PB 切点为A B
既不充分也不必要条件
☉ ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ
D.
当 PM AB 最小时 直线AB 的方程为
答案 A 由题意得圆 C 的标准方程为 x2 | || | ꎬ
+
y 2 则圆心为 半径为 若直 ( )
( -3) =9ꎬ (0ꎬ3)ꎬ 3ꎬ
x y x y
线 l 的斜率不存在 直线 l x 则圆心到直 A.2 - -1=0 B.2 + -1=0
ꎬ : =3ꎬ
x y x y
线的距离为 直线 l 与圆有公共点 成立 C.2 - +1=0 D.2 + +1=0
3ꎬ ꎬ ꎻ
答案 D M x
若直线 l 的斜率存在 设 l y k x 即 kx ☉ :( -
ꎬ : = ( -3)ꎬ
y k 若直线 l 与圆有公共点 则圆心到 1) 2 +( y -1) 2 =4ꎬ 半径 r
- -3 =0ꎬ ꎬ
圆心为 M
k =2ꎬ (1ꎬ1)ꎬ
直线的距离 d |-3-3 | 则 k .
= ≤3ꎬ ≤0 如图 由题可知 AB
k2 ꎬ ꎬ ⊥
1+
PM PM AB
直线 l 的斜率小于或等于 能推出直线 l 与 ꎬ| | | | =
0
S S
圆 C : x2 + y2 -6 y =0 有公共点 ꎬ 但直线 l 与圆 2 四边形APBM = 2( △ PAM +
S PA PB
C : x2 + y2 -6 y =0 有公共点不能推出直线 l 的 △ PBM)= 2(| |+| |)ꎬ
PA PB PM AB PA
5 斜率小于或等于 所以 直线 l 的斜率小于 ∵ | | = | |ꎬ∴ | | | | =4| | =
0ꎬ “
年
高
考
或等于
0”
是
“
直线 l 与圆 C
:
x2
+
y2
-6
y
=0
有
4 |
PM
|
2
-|
AM
|
2
=4 |
PM
|
2
-4ꎬ
当
|
PM
|
最
3 公共点 的充分而不必要条件.故选 小时 PM AB 最小 易知 PM
年 ” A. ꎬ | | | | ꎬ | |min =
模
拟 3.( 江苏盐城四校期初联测ꎬ )若椭圆
x2
5 此时 PA AB l 设直线 AB
2022 5 m+ = 5ꎬ | | =1ꎬ ∥ ꎬ
A 4+1
版 y2 x2 y2 的方程为 y x b b 圆心 M 到直线
m n 和双曲线 s t 有 =-2 + ( ≠-2)ꎬ
高 n =1( > >0) s - t =1( ꎬ >0)
b PA
考
AB 的距离为 d |3- | AB 4| | 4
数
相同的焦点 F 和 F 而 P 是这两曲线的一 = ꎬ| | = PM = ꎬ
学
1 2ꎬ 5 | | 5
408
AB 2 b 2 因为以 AF 为直径的圆过点 所以
d2 MA 2 即(3- ) 4 解得 (0ꎬ2)ꎬ
∴ + = | | ꎬ + =4ꎬ
2 5 5
æ x ö2 æ y ö2 æx ö2
çç 1 +1÷÷ çç 1÷÷ çç 1 +1÷÷ 可得y 所
b 或 b 舍 .综上 直线 AB 的方程为 è0- ø + è2- ø = è ø ꎬ 1 =4ꎬ
=-1 =7( ) ꎬ 2 2 2
y x 即 x y 故选 . 以 x 所以点 A 所以直线 AB 的斜
=-2 -1ꎬ 2 + +1=0ꎬ D 1 =4ꎬ (4ꎬ4)ꎬ
5.( 湖北部分重点中学联考ꎬ )已知双曲
2022 7 率为4-0 4 故选
= ꎬ A.
x2 y2
4-1 3
线 a b 的左 右焦点分别为
a2 -b2 =1( >0ꎬ >0) ꎬ 7.( 山东枣庄三模ꎬ )已知点 F F 分别
2022 8 1、 2
F F 过 F 的直线交双曲线右支于 A B 两 x2 y2
1ꎬ 2ꎬ 2 ꎬ 为椭圆C a b 的左 右焦点 点
:a2 +b2 =1( > >0) 、 ꎬ
点 若BF→ BF→ 且 F AF 4 则双
ꎬ 1 2 =0ꎬ cos∠ 1 2 =
5
ꎬ
P 为直线 x
a2
上一个动点.若 F PF 的
曲线的离心率为 = b tan∠ 1 2
( )
3 5 10 最大值为 3 则椭圆 C 的离心率为
A. 2 B. C. D. ꎬ ( )
2 2 2 3
答案 D 设 AF m 因为BF→ BF→
| 1 | = ꎬ 1 2 =0ꎬ 3 3 2 2
A. B. C. D.
4 3 4 2
且 F AF 4 所以 BF 3m AB
cos∠ 1 2 = ꎬ | 1| = ꎬ| | = 答案 D 根据对称性 不妨设点 P 在第一
5 5 ꎬ
æa2 ö
4m.由双曲线的定义得 BF 3 m a 象限且坐标为ç m÷ m 如图 记直线 x
| 2| = -2 ꎬ| è bꎬ ø( >0)ꎬ ꎬ
5 5
AF m a 因为 AF BF AB 所 a2
2| = -2 ꎬ | 2 |+| 2 | = | |ꎬ = b 与 x 轴的交点为 M ꎬ 设 ∠ F 2 PM = α ꎬ
以3m a m a 4m 解得 m a 所以在
-2 + -2 = ꎬ =5 ꎬ F PM β 则 F PF β α.
5 5 ∠ 1 = ꎬ ∠ 1 2 = -
BF F 中 BF 2 BF 2 F F 2 即 a2
Rt△ 1 2 ꎬ| 1| +| 2 | = | 1 2 | ꎬ 因为 F c F c 所以 MF c
1(- ꎬ0)ꎬ 2( ꎬ0)ꎬ | 1| = b + ꎬ
c2
9
a2
+
a2
=4
c2
ꎬa2 =
10
ꎬ
解得 e
=
10
ꎬ
故选
D.
MF
a2
c 所以 α
4 2
| 2| = b - ꎬ tan
6.( 江苏南通如皋调研一ꎬ )已知抛物线
2022 6 a2 a2
C
:
y2
=4
x 的焦点为 F
ꎬ
过 F 的直线交抛物线
b -
c
b +
c
β
C 于 A B 以 AF 为直径的圆过点 则 = m ꎬtan = m ꎬ
ꎬ ꎬ (0ꎬ2)ꎬ
直线 AB 的斜率为 c
( ) 2
m
所以 F PF β α
A.
4
B.
3
C. 3 D.
8 tan∠ 1 2 =tan( - )= æa2ö2
3 3 15
ç ÷ c2
è b ø -
答案 A 抛物线 C y2 x 的焦点为 F
: =4 (1ꎬ 1+ m2
.设 A x y 由抛物线的定义得 AF x
0) ( 1ꎬ 1)ꎬ | | = 1 mcb2 cb2
p æx y ö 2 2 .
x 又 AF 的中点为çç 1 +1 1÷÷ 所以 =m2b2 a4 b2c2 = a4 b2c2
+ 2 = 1 +1ꎬ è 2 ꎬ 2 øꎬ + - mb2 + - m
专
以 AF 为直径的圆的方程为 æ
è
ççx
-
x 1 +1 ö
ø
÷÷ 2
+
因 为 m
> 0ꎬ
所 以 mb2
+
a4 -
m
b2c2
≥ 2
题 九
2 平
æ
è
ççy
-
y
1
ö
ø
÷÷
2
=
æ
è
çç
x
1 +1
ö
ø
÷÷
2
ꎬ
b2
(
a4
-
b2c2
)ꎬ
当且仅当 mb2
=
a4
-
m
b2c2
ꎬ
即 m2
面
解
析
2 2 几
何
409
a4 b2c2 æ ö
- 时等号成立 1p 或 x 3p 所以 Açç1p 3p÷÷ 同理直线
= b2 ꎬ = = ꎬ è ꎬ øꎬ
6 2 6 3
cb2 æ p ö
所 以 F PF 2 BF 的方程为 y çx ÷
tan ∠ 1 2 = a4 b2c2 ≤ = 3è - øꎬ
mb2 - 2
+ m
ì æ p ö
ï
cb2 由í ïy = 3è çx - ø ÷ ꎬ得 æ çx p ö ÷ 2 px 解得 x
2 3 ï 2 3è - ø =2 ꎬ =
2
b2
(
a4
-
b2c2
)
=
3
ꎬ î ï y2
=2
px 2
把b2 a2 c2 代入整理得 c4 a2c2 a4 所 æ ö
= - 4 -4 + =0ꎬ 1p 或 x 3p 所以 Bç3p p÷ 因为 FB
= ꎬ è ꎬ 3 øꎬ | |+
6 2 2
以 e4 e2 解得 e2 1 所以 e 2 即
4 -4 +1=0ꎬ = ꎬ = ꎬ
FA 所以 x x p 所以1p 3p p
2 2 | | =8ꎬ A+ B+ =8ꎬ + + =
6 2
椭圆 C 的离心率为 2.故选 解得 p 所以两条反射光线 a′ b′之间
D. 8ꎬ =3ꎬ ꎬ
2
的距离为 y y .故选
8.( 届山东青岛调研ꎬ )抛物线有一条重 B- A=3 3- 3 =2 3 D.
2023 8
9.( 北京ꎬ ꎬ 分)数学中有许多形状优
要性质 从焦点发出的光线 经过抛物线上
2019 8 5
: ꎬ
的一点反射后 反射光线平行于抛物线的对
美 寓意美好的曲线 曲线 C x2 y2 x y
、 ꎬ : + =1+| |
ꎬ
就是其中之一 如图 .给出下列三个结论
称轴.如图所示 从拋物线 C y2 px p
( ) :
ꎬ : =2 ( >0)
曲线 C 恰好经过 个整
的焦点F 向x 轴上方发出的两条光线a b 分
① 6
ꎬ
点 即横 纵坐标均为整数
别经抛物线上的 A B 两点反射 已知两条入
( 、
ꎬ ꎬ
的点
射光线与 x 轴所成角均为π 且 FB FA )ꎻ
ꎬ | |+| | 曲线 C 上任意一点到原
3
②
则两条反射光线 a′ b′之间的距离为 点的距离都不超过
=8ꎬ ꎬ 2ꎻ
曲线 C 所围成的 心形 区域的面积小
( ) ③ “ ”
于 .
3
其中 所有正确结论的序号是
ꎬ ( )
A.① B.②
C.①② D.①②③
答案 C x2 y2 x y x y
∵ + =1+| | ≤1+| | | |≤1
x2 y2
+ x2 y2 .
+ ꎬ∴ + ≤2
A. 3 B.4 C.2 D.2 3 2
æ p ö x 可能取得的整数值为 代入曲线 C
答案 D 由题意得 a′ b′ Fç ÷ 因为 ① ±1ꎬ0ꎬ
∥ ꎬ è ꎬ0øꎬ 的方程得整点坐标为
2
5
(1ꎬ1)ꎬ(1ꎬ0)ꎬ(-1ꎬ
年 OFA π 所以直线 FA 的斜率为 π 故 正确
高 ∠ = ꎬ -tan = 1)ꎬ(-1ꎬ0)ꎬ(0ꎬ1)ꎬ(0ꎬ-1)ꎬ ① ꎻ
考 3 3 设曲线 C 上任意一点到原点的距离为 d
3 ② ꎬ
æ p ö
年 模 - 3ꎬ 所以直线 FA 的方程为 y =- 3è çx - ø ÷ ꎬ 则 d2 = x2 + y2 ≤2ꎬ∴ d ≤ 2ꎬ 故 ② 正确 ꎻ
拟 2
由图知 图形在第一象限的
A ì ï æ p ö ③ ꎬ
版 由í ïy =- 3è çx - ø ÷ ꎬ得 æ çx p ö ÷ 2 px 解得 x 面积 S 图形在第四象限的
高 ï 2 3è - ø =2 ꎬ 1>1ꎬ
考
数
î ï y2
=2
px 2
面积 S 1 由对称性得 心
学
4> ꎬ ꎬ“
2
410
æ ö 右焦点 过F 作倾斜角为 °的直线分别交
形 区域面积 S ç 1÷ 故 错误.综 ꎬ 1 30
” >è1+ ø×2=3ꎬ ③
y 轴与双曲线右支于点M P PM MF
2
ꎬ ꎬ| | =| 1|ꎬ
上可知选 .
下列判断正确的是
C
( )
二、多项选择题
PF F π
10.( 海南中部六市县模拟ꎬ )在平面直角 A.∠ 2 1 =
2022 11 3
坐标系中 三点A B C 动
ꎬ (-1ꎬ0)ꎬ (1ꎬ0)ꎬ (0ꎬ7)ꎬ MF 1 PF
B.| 2| = | 1|
点P满足 PA PB 则以下结论正确的是 2
| |= 2| |ꎬ
E 的离心率等于
C. 3
( )
A. 点 P 的轨迹方程为 ( x -3) 2 + y2 =8 D. E 的渐近线方程为 y =± 2 x
答案 BCD PM
PAB 面积最大时 PA ∵ | | =
B.△ ꎬ| | =2 2
MF M 为 PF 的中
PAB 最大时 PA | 1|ꎬ∴ 1
C.∠ ꎬ| | =2 2 点 又O 为F F 的中点
ꎬ 1 2 ꎬ
P 到直线 AC 的距离的最小值为4 2 OM PF
D. ∴ ∥ 2ꎬ
5
OM F F PF F F
答案 ACD 对于 设 P x y 由 PA ∵ ⊥ 1 2ꎬ∴ 2⊥ 1 2ꎬ
Aꎬ ( ꎬ )ꎬ | | =
PF F ° MF 1 PF 错误
2 | PB | 得 | PA | 2 =2| PB | 2 ꎬ 即 ( x +1) 2 + y2 =2 ∴ ∠ 2 1 =90 ꎬ| 2 | = | 1|ꎬA ꎬ
2
[(
x
-1)
2
+
y2
]ꎬ
化简可得
(
x
-3)
2
+
y2
=8ꎬ
即点
正确 由 PF F F 知 PF
b2
又 F F
P 的轨迹方程为 x 2 y2 故 正确 B ꎻ 2⊥ 1 2 | 2| = aꎬ | 1 2
( -3) + =8ꎬ A ꎻ
对于 直线 AB 过圆 x 2 y2 的圆 c PF F °
Bꎬ∵ ( -3) + =8 | =2 ꎬ∠ 1 2 =30 ꎬ
心 点 P 到直线 AB 的距离的最大值为圆 b2
ꎬ∴ 3 c 即 c2 a2 ac e2 e
∴ a =2 ꎬ 3( - )= 2 ꎬ∴ 3 -2 -
x 2 y2 的半径 即 AB
( -3) + =8 ꎬ 2 2ꎬ∵ | | =2ꎬ
解得 e 或 e 3 舍去
PAB 面积的最大值为1
3 = 0ꎬ = 3 = - ( )ꎬC
∴ △ ×2×2 2 =2 2ꎬ
3
2
正确
此时 P PA 2 2 ꎻ
(3ꎬ±2 2)ꎬ| | = (3+1) +(2 2) c
e c2 a2 b2 c2 a2 a2
故 不正确 ∵ = a = 3ꎬ∴ =3 ꎬ∴ = - =2 ꎬ∴
=2 6ꎬ B ꎻ
对于 当 PAB 最大时 PA 为圆 x 2 y2 b
Cꎬ ∠ ꎬ ( -3) +
a = 2ꎬ
的切线 PA 2 故
=8 ꎬ∴ | | = (3+1) -8 =2 2ꎬ
E 的渐近线方程为 y x 正确.故
正确
∴ = ± 2 ꎬD
C ꎻ
选
对于 直线 AC 的方程为 x y 则圆
BCD.
Dꎬ 7 - +7=0ꎬ
12.( 河北部分重点中学期中ꎬ )已知直
2022 10
心 到直线 AC 的距离为 |7×3+7|
(3ꎬ0) = 线l 过抛物线C x2 y 的焦点F 且直线l
2 : =-4 ꎬ
7 +1
与抛物线 C 交于 A B 两点 过 A B 两点分
ꎬ ꎬ ꎬ
14 2 点 P 到直线 AC 的距离的最小值为
别作抛物线 C 的切线 两切线交于点 G 设
ꎬ∴
ꎬ ꎬ
5
A x y B x y G x y 则下列选 专
( Aꎬ A)ꎬ ( Bꎬ B)ꎬ ( Gꎬ G)ꎬ 题
14 2 4 2 正确.故选 九
项正确的是
-2 2 = ꎬD ACD.
( )
5 5 平
11.( 2022 广东汕头澄海中学月考ꎬ 9 )已知 F 1ꎬ A. y A y B=4 面 解
析
x2 y2 以线段 AB 为直径的圆与直线 y 3相离 几
F 是双曲线 E a b 的左 B. = 何
2 :a2 -b2 =1( >0ꎬ >0) 、 2
411
当A→F F→B时 AB 9 于是 S 1 AB h 1 k2 k2
C. =2 ꎬ| | = △ GAB= | | = (4 +4)2 +1
2 2 2
GAB 面积的取值范围为 k2 3 2 当且仅当 k 时取 则
D.△ [4ꎬ+∞) =4( +1) ≥4ꎬ =0 “=”ꎬ
答案 BCD 抛物线 C x2 y 的焦点为 F GAB 面积的取值范围为 正确.
: =-4 △ [4ꎬ+∞)ꎬD
准线方程为 y 设直线 l 的方程 故选
(0ꎬ-1)ꎬ =1ꎬ BCD.
{y kx 三、填空题
为 y kx 由 = -1ꎬ消去 y 得 x2 kx
= -1ꎬ x2 y +4 -4 13.( 上海交通大学附中期中ꎬ )已知直
=-4 2022 9
=0ꎬ
则 x
A+
x
B=-4
k
ꎬ
x
A
x
B=-4ꎬ 线 l y x 与双曲线
x2 y2
a b
x2 x2 : =2 -10 a2 -b2 =1( >0ꎬ >
A B
则 y y 不正确
A B= =1ꎬA ꎻ 的一条渐近线平行 且经过双曲线的一
-4 -4 0) ꎬ
设以线段 AB 为直径的圆的圆心为 x y 个焦点 则双曲线的标准方程为 .
( 0ꎬ 0)ꎬ ꎬ
则 y
y
A+
y
B
k
(
x
A+
x
B)-2 k2 点 x 答案
x2 y2
0 = = =-2 -1ꎬ ( 0ꎬ - =1
2 2 5 20
解析 对于直线 l y x 令 y 解得 x
y 到直线 y 3的距离 d k2 5 由抛物线 : =2 -10ꎬ =0ꎬ
0) = =2 + ꎬ 所以双曲线的一个焦点为 双曲
2 2 =5ꎬ (5ꎬ0)ꎬ
定义得
|
AB
| = |
AF
|+|
BF
| =2-(
y
A+
y
B)= 4
k2
线 x2 y2 a b 的渐近线为 y b x
a2 -b2 =1( >0ꎬ >0) =±a ꎬ
显然 d 1 AB 即以线段 AB 为直径的
+4ꎬ > | |ꎬ
b
2
依题意得 又 c c2 a2 b2 解得a2
a =2ꎬ =5ꎬ = + ꎬ =
圆与直线 y 3相离 正确
= ꎬB ꎻ
2
x2 y2
b2 所以双曲线的标准方程为 .
当A→F F→B时 有 x x 即 x 5ꎬ =20ꎬ - =1
=2 ꎬ 0- A=2( B-0)ꎬ A=- 5 20
14.( 重庆云阳江口中学期末ꎬ )已知椭
x 而x x k x x 于是得k2 1 2022 14
2 Bꎬ A+ B=-4 ꎬ A B=-4ꎬ = ꎬ x2 y2 x2 y2
8 圆 C 双曲线 C a
1: + =1ꎬ 2:a2 -b2 =1( >0ꎬ
AB k2 9 正确 25 5
| | =4 +4= ꎬC ꎻ
b 的离心率互为倒数 F F 为双曲线
2
>0) ꎬ 1ꎬ 2
C 的左 右焦点 设点 M 为 C 的渐近线上
对 y
=-
1x2 求导得 y′
=-
1x
ꎬ
则抛物线 C 在
2 ꎬ ꎬ 2
4 2 的一点 若O→M MF→ O 为坐标原点
x ꎬ 1 =0( )ꎬ
A
A处的切线斜率为 于是得抛物线 C 在 A MF F 的面积为 则 C 的方程为
- ꎬ △ 1 2 16ꎬ 2
2
.
x
A
处的切线方程为 y y x x 即 y
- A =- ( - A)ꎬ =- x2 y2
答案
2
- =1
x 32 8
A
x 1x2 同理 抛物线C 在B 处的切线方程
5 + Aꎬ ꎬ
年 高 2 4 x 解析 椭圆 C 1 的离心率为 25 2 - 5 5 = 2 5 5 ꎬ 所
考 为 y B x 1x2 联立两切线方程解得 x
3 =- + Bꎬ G= c c2
年 2 4 以双 曲 线 的 离 心 率 为 e
模 = a = a2 =
拟 1 x x k y 1x x 点 G k
( A+ B)= -2 ꎬ G=- A B=1ꎬ (-2 ꎬ
A 2 4 æ b ö2 b
ç ÷ 5 5 1 不妨设 M 在
版 到 直 线 l kx y 的 距 离 h 1+èaø = = ⇒ a = ꎬ
1) : - - 1 = 0 = 2 5 2 2
高
k k
考 æ ö
数
|-2 -2|
=2
k2
+1ꎬ 直线 y 1 x 上 M çx 1x ÷ 则 O→M
学 k2 = ꎬ è 0ꎬ 0øꎬ =
+1 2 2
412
æ ö 解析 由题意得 b2 c .所以 a2 b2
çx 1x ÷ 又 F c F c 则MF→ (1) ꎬ =1ꎬ =1 =
è 0ꎬ 0øꎬ 1(- ꎬ0)ꎬ 2( ꎬ0)ꎬ 1 = x2
2 c2 .所以椭圆 C 的方程为 y2 .
æ ö
+ =2 + =1
ç c x 1x ÷ O→M MF→ x c 2
è- - 0ꎬ- 0øꎬ∵ 1 = 0ꎬ∴ 0(- - 证明 设 P x y Q x y 则直线 AP
2 (2) : ( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ
y
x
0)-
1x2
0
=0
. 的方程为 y
=
1
x
-1x
+1
.令 y
=0ꎬ
得点 M 的横
4 1
x
整理得 c + 4 5x 0 =0①ꎬ 依题意有1 2 ×2 c × 2 1 | x 0| 坐标 x M=-y 1 - 1 1 .又 y 1 = kx 1 + t ꎬ 从而 | OM | = |
x x
=16ꎬ 即 c | x 0| =32②ꎬ 联立 ①② 解得 c = 2 x M| = kx 1 t .同理 ꎬ| ON | = kx 2 t .由
1
+ -1
2
+ -1
. a 2 10 则 b2 c2 a2 ì ï y kx t
10 ∴ = = 4 2ꎬ = - =40-32 ï = + ꎬ
5 í
ï
ï
x2
y2
得
(1+2
k2
)
x2
+4
ktx
+2
t2
-2=0
.
2 î + =1
2
x2 y2
C 的方程为 . kt t2
=8ꎬ∴
2 32
-
8
=1 则 x
1 +
x
2 =-
4
k2 ꎬ
x
1
x
2 =
2 -
k
2
2
.
1+2 1+2
15.( 全国甲文ꎬ ꎬ 分)记双曲线 C
x2
x x
2022 15 5 :a2 - 所以
|
OM
||
ON
| = kx
1
t kx
2
t
1
+ -1
2
+ -1
y2 x x
a b 的离心率为 e 写出满足条
b2 =1( >0ꎬ >0) ꎬ = k2x x k t 1 x 2 x t 2
1 2 + ( -1)( 1 + 2)+( -1)
件
“
直线 y
=2
x 与 C 无公共点
”
的 e 的一个
2
t2
-2
值 . k2
1+2
答案 答案不唯一 在 范围内取
=
k2 2
t2
-2 k t
æ
çç 4
kt ö
÷÷ t 2
2( ꎬ (1ꎬ 5] k2 + ( -1)è - k2ø+( -1)
值均可 1+2 1+2
) t
解析 欲使直线 y x 与双曲线 C 无公共 1+ . 又 OM ON 所以
= 2 t | | | | = 2ꎬ 2
=2
1-
点 则
b
所以 e
c a2
+
b2
1+
t
.
ꎬ 0 < a ≤2ꎬ = a = a = t =2
1-
解得 t 所以直线 l 经过定点 .
æ b ö2 =0ꎬ (0ꎬ0)
ç ÷ . 17.( 重庆涪陵实验中学期中ꎬ )已知椭
1+èaø ∈(1ꎬ 5]
2022 21
x2 y2
所以当 e 时 直线 y x 与双曲线 圆 C a b 过点 A 且离
∈(1ꎬ 5] ꎬ =2 :a2 +b2 =1( > >0) (0ꎬ1)ꎬ
C 无公共点.答案不唯一 可取 e .
ꎬ =2
四、解答题
心率为 3.
2
x2 y2 求椭圆 C 的方程
16.( 北京文ꎬ ꎬ 分)已知椭圆 C (1) ꎻ
2019 19 14 :a2 +b2
过 A 作斜率分别为 k k 的两条直线
(2) 1ꎬ 2 ꎬ
的右焦点为 且经过点 A . 分别交椭圆于点 M N 且 k k 证明
=1 (1ꎬ0)ꎬ (0ꎬ1) ꎬ ꎬ 1 + 2 =2ꎬ :
求椭圆 C 的方程 直线 MN 过定点.
专
(1) ꎻ
题
设 O 为原点 直线 l y kx t t 与 九
(2) ꎬ : = + ( ≠±1)
椭圆 C 交于两个不同点 P Q 直线 AP 与 x 平
ꎬ ꎬ 面
解
轴交于点 M 直线 AQ 与 x 轴交于点 N.若
析
ꎬ
几
OM ON 求证 直线 l 经过定点. 何
| || | =2ꎬ :
413
解析 椭圆 C
x2 y2
a b 过点
y2
a b 过点
æ
çç 6
ö
÷÷ 过其右焦点 F
(1)∵ :a2 +b2 =1( > >0) b2 =1( > >0) è1ꎬ øꎬ 2
3
且垂直于 x 轴的直线交椭圆 C 于 A B 两
A 即1 b . ꎬ
(0ꎬ1)ꎬ b2 =1ꎬ∴ =1
点 且 AB 2 3.
c ꎬ | | =
e 3 又 a2 b2 c2 a 3
∵ = a = ꎬ - = ꎬ∴ =2ꎬ 求椭圆 C 的方程
2 (1) ꎻ
x2
椭圆 C 的方程为 y2 . 若直线 l y kx 1 与椭圆 C 交于 E F
∴ + =1 (2) : = - ꎬ
4 2
当直线 MN 的斜率不存在时 两点 线段 EF 的中点为 Q 在 y 轴上是否
(2) ꎬ ꎬ ꎬ
设直线方程为 x t M t s N t s 存在定点 P 使得 EQP EFP 恒成立
= ꎬ ( ꎬ )ꎬ ( ꎬ- )ꎬ ꎬ ∠ =2∠ ?
s s s s 若存在 求出点 P 的坐标 若不存在 请说
则 k 1- k 1+ k k 1- 1+ 2 ꎬ ꎻ ꎬ
1 = t ꎬ 2 = t ꎬ∴ 1 + 2 = t + t = t 明理由.
- - - - -
解析 由 题 意 知 椭 圆 C 过 点
=2ꎬ
( 1) ꎬ
解得 t 直线方程为 x
æ ö æ ö
=-1ꎬ∴ =-1ꎻ
çç 6÷÷和ççc 3÷÷
当直线MN 的斜率存在时 设直线方程为y è1ꎬ ø è ꎬ øꎬ
ꎬ = 3 3
kx m m ì
+ ( ≠1)ꎬ ï 1 2
联立
{x2
+4
y2
=4ꎬ得 k2 x2 kmx m2
ï
ï ï
a2 +
3
b2 =1ꎬ
{a2
y kx m (4 +1) +8 +4 -4 所以íc2 解得 =3ꎬ
= + ꎬ ï
ïa2 +
1
b2 =1ꎬ
b2
=1ꎬ
=0ꎬ ï 3
ï
设 M x y N x y îa2 b2 c2
= + ꎬ
( 1ꎬ 1)ꎬ ( 2ꎬ 2)ꎬ
则 x x 8
km
x x 4
m2
-4
所以椭圆 C 的方程为
x2
+
y2
=1
.
1 + 2 =- k2 ꎬ 1 2 = k2 (∗)ꎬ 3
4 +1 4 +1
假设在 y 轴上存在定点 P 使得 EQP
y y y x x y x x (2) ꎬ ∠ =
则 k k 1 -1 2 -1 1 2 + 1 2 -( 1 + 2) EFP 恒成立.设 P y E x y F
1 + 2 = x + x = x x = 2∠ (0ꎬ 0)ꎬ ( 1ꎬ 1)ꎬ
1 2 1 2
x y
2
kx
1
x
2 +(
m
-1)(
x
1 +
x
2)
( 2ꎬ 2)ꎬ
x x =2ꎬ ì ï
y kx 1
1 2 ï ï = - ꎬ
将 (∗) 式代入化简可得8 4
k
m
m
2 - - 8 4
k
=2ꎬ 即 ( k - m
由í
ï ï ï x2 y2
2 得
(4+12
k2
)
x2
-12
kx
-9=0ꎬ
î + =1
m 整理得 k m 3
-1)( -1)= 0ꎬ = +1ꎬ
k
代入直线 MN 的方程得 y m x m m x x x 12 x x -9
=( +1) + = ( ∴ 1 + 2 = k2 ꎬ 1 2 = k2 ꎬ
4+12 4+12
x
5 +1)+ ꎬ Δ k2 k2 恒成立.
年 {x =144 +36(4+12 )>0
高 即 m x x y 由 +1=0ꎬ解得 x EQP EFP EQP QFP
考 ( +1)+ - =0ꎬ y x =-1ꎬ ∵ ∠ = 2 ∠ ꎬ ∠ = ∠ +
3
= QPF EFP FPQ QE QF
年 ∠ ꎬ∴ ∠ =∠ ꎬ∴ | | = | | =
模 y
拟 =-1ꎬ QP
| |ꎬ
直线 MN 恒过定点 .
A ∴ (-1ꎬ-1) 点 P 在以 EF 为直径的圆上 PE PF
版 ∴ ꎬ ⊥ ꎬ
综上所述 直线 MN 恒过定点 .
ꎬ (-1ꎬ-1)
高 P→E x y y P→F x y y
考 x2 ∵ =( 1ꎬ 1 - 0)ꎬ =( 2ꎬ 2 - 0)ꎬ
数 18.( 山东泰安二模ꎬ )已知椭圆 C
学
2022 21 :a2 + P→E P→F x x y y y y
∴ = 1 2 +( 1 - 0)( 2 - 0)
414
x x y y y y y y2 .
= 1 2 + 1 2 - 0( 1 + 2)+ 0 -2)
k ì t
ï
x x k2x x x x y k x x y x
= 1 2 + 1 2 - ( 1 + 2)- 0[ ( 1 + 2)-1]+ ï ï = ( +2)ꎬ
2 由í 3 得 t2 x2 t2x t2
1
+
y2
0 î
ï
ï
ï
x2
+
y2
=1
(4 +9) +16 +16 -
4
4
æ ö
=(1+
k2
)
x
1
x
2 -
kç
è
1
+
y
0ø
÷
(
x
1 +
x
2)+
y2
0 +
y
0 +
1
36=0
.
2 4 t2
12(
y2
0 -1)
k2
+4
y2
0 +4
y
0 -8 ∵ -2
是上述方程的一个根
ꎬ∴
x
P=
-8
t2
+18
ꎬ
= k2 =0ꎬ 4 +9
4+12
t æ t2 t ö
y2 k2 y2 y 恒成立 则 y 12 Pçç-8 +18 12 ÷÷.
∴ 12( 0 -1) +4 0 +4 0 -8=0 ꎬ P= t2 ꎬ∴ è t2 ꎬ t2 ø
{y2 4 +9 4 +9 4 +9
0
-1=0ꎬ
解得 y P æ t2 t ö
∴
4
y2
0 +4
y
0 -8=0ꎬ
0 =1ꎬ∴ (0ꎬ1)ꎬ 同理可得 Q
è
çç
4
8
t2 +
-
1
2
ꎬ 4 t
4
2 +1 ø
÷÷.
存在定点 P 使得 EQP EFP
∴ (0ꎬ1)ꎬ ∠ =2∠ 当 t 时 P Q 直线 PQ 为
=0 ꎬ (2ꎬ0)ꎬ (-2ꎬ0)ꎬ
恒成立.
x 轴
ꎻ
x2
19.( 广东深圳二调ꎬ )已知椭圆 E
2022 21 :a2 + 当 t t 3时
≠0ꎬ ≠± ꎬ
y2 æ ö 2
a b 经过点 Mçç 3÷÷ 且焦距
t
b2 = 1( > >0) è1ꎬ øꎬ y 4
2 - t2
F F 线段AB CD 分别是它的长轴 直 线 PQ 的 方 程 为 4 +1
| 1 2| =2 3ꎬ ꎬ 12 t 4 t
和短轴. t2 - t2
4 +9 4 +1
求椭圆 E 的方程
(1) ꎻ
t2
x 8 -2
若 N s t 是平面上的动点 从下面两 - t2
(2) ( ꎬ ) ꎬ 4 +1 .
个条件中选一个 证明 直线 PQ 经过定点. = t2 t2
ꎬ : -8 +18 8 -2
t2 - t2
4 +9 4 +1
s t 3 直线NA NB 与椭圆E 的另
① =1ꎬ ≠± ꎬ ꎬ
2
一交点分别为 P Q
ꎬ ꎻ
t s R 直线NC ND 与椭圆E 的另一
② =2ꎬ ∈ ꎬ ꎬ
交点分别为 P Q.
ꎬ 令 y 则 上 面 方 程 的 左 边
ì = 0ꎬ =
ï
1 3
解析 由已知得í ï a2 + b2 =1ꎬ -4 t2 -9 4 t2 +9
(1)
î
ï
ï a2 b
4
2 3(4
t2
+1)-(4
t2
+9)
= -
2(4
t2
-3)
ꎬ
- =3ꎬ
解得
{a2
=4ꎬ 椭圆 E 的方程为
x2
y2 . ∴
x
=
8
t
t
2
2
-2
+
4
t
t
2
2
+9
×
4(4
t
t
2
2
+3)(4
t
t
2
2
-3)
= 4
b2 ∴ + =1 4 +1 2(4 -3) (4 +9)(4 +1)
=1ꎬ 4
与 t 无关 .综上所述 直线 PQ 经过定点
选择条件 . ( ) ꎬ
(2) ①
.
(4ꎬ0) 专
题
证明 由题意得 N t t R t 3. 选择条件 . 九
: (1ꎬ )ꎬ ∈ ꎬ ≠± ②
2
证明 由题意得 N s 不妨设 C D 平
不妨令 A B 则直线 NA 的方 : ( ꎬ2)ꎬ (0ꎬ-1)ꎬ 面
(-2ꎬ0)ꎬ (2ꎬ0)ꎬ
解
则直线 NC 的方程为 x sy s 直
t (0ꎬ1)ꎬ 3 - - =0ꎬ 析
程为y x 直线NB 的方程为y t x 几
= ( +2)ꎬ =- ( 线 ND 的方程为 x sy s . 何
3 - + =0
415
ì x sy s
ï
ï3 - - =0ꎬ
由í
ï
ï
x2
y2
得
(
s2
+36)
y2
+2
s2y
+
s2
-36=0
.
î + =1
4
s2 s
y y -36 则 x 24
∵ C=-1ꎬ∴ P=-s2 ꎬ P=s2 ꎬ s2 s2
+36 +36 -36 -4
∴
P æ
è
çç
s2
2
+
4
3
s
6 ꎬ-
s
s
2
2
-
+
3
3
6
6
ö
ø
÷÷. 同 理 可 得 令 x
= 0ꎬ
则 y
=
s
s
2
2
-
+
4
4 +
-s
2
2
4
+
s
36 -s
8
2
s
+4
s2
8
+
s
4 =
s2 +s2
æ s s2 ö +36 +4
Qçç -8 -4÷÷.
ès2 ꎬs2 ø s2 -4 -2 s4 +288 1 s2 -4
+4 +4
s2 + s2 s2 s2 = s2 -
当 s 时 P Q 直线 PQ 为 +4 3( +4)+( +36) +4 +4
=0 ꎬ (0ꎬ1)ꎬ (0ꎬ-1)ꎬ
s2 s2
y 轴 2( +12)( -12) 1 1 与 s 无关 .
ꎻ s2 s2 = ( )
当 s 时 直线 PQ 的方程为 4( +12) +4 2
≠0 ꎬ æ ö
s2 s2 综上所述 直线 PQ 经过定点ç 1 ÷.
-36 -4 ꎬ è0ꎬ ø
s2 -s2 -s2 æ s ö 2
y -4 +36 +4ççx 8 ÷÷
-s2 = s s è +s2 øꎬ
+4 24 8 +4
s2 +s2
+36 +4
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考
数
学
416