第03
讲
线的中点弦问题
抛物
目 录
思维导图................................................................................................................................................................. 2
高考分析................................................................................................................................................................. 2
学习目标................................................................................................................................................................. 2
知识要点................................................................................................................................................................. 3
解题策略................................................................................................................................................................. 4
题型归纳................................................................................................................................................................. 5
题型01:求弦所在直线方程.................................................................................................................................. 5
题型02:求直线斜率............................................................................................................................................. 7
题型03:求与弦中点有关的轨迹方程...................................................................................................................8
题型:04:求中点坐标问题.....................................................................................................................................9
题型:05:求参数问题...........................................................................................................................................10
题型06:中点弦的弦长....................................................................................................................................... 11
题型07: 与中点弦有关的面积问题..................................................................................................................... 12
题型08:曲线上两点关于直线对称问题.............................................................................................................13
一. 高考地位
1. 属于圆锥曲线高频基础考点,常出现在选择填空、解答题第一问,是解决中点弦、斜率、弦中点轨迹、存在性
问题的核心通法。
2.全国卷、新高考卷几乎每年都会间接或直接考查:
① 已知中点求直线斜率/方程
② 已知直线求中点坐标
③ 中点存在性、轨迹方程、定点定值综合
3. 难度:中档偏易,计算量小、套路极强,是必须拿满分的题型。
二. 命题特点
1. 抛物线标准方程
2. 常与韦达定理、判别式、直线与抛物线位置关系结合考查。
3. 易错点:忽略判别式检验、斜率不存在、点差法适用条件(直线与抛物线有两个交点)。
1. 掌握抛物线点差法核心公式推导,不用死记硬背,能快速写出斜率与中点的关系。
2. 熟练用点差法解决4 类基础题:
①已知弦中点,求直线斜率/方程
②已知直线,求弦中点坐标
③求中点轨迹方程
④判断中点是否存在
3. 区分椭圆/双曲线/抛物线点差法异同,避免公式混淆。
4. 养成最后检验判别式的规范,规避丢分陷阱。
知识点一:点差法
利用中点弦求解圆锥曲线问题的核心思路是通过 “点差法” 或 “韦达定理法” 建立中点坐标与直线斜率的关
系,进而推导所需结论。无论何种中点弦问题(求直线方程、轨迹、存在性等),均遵循 “设点→代入→作差 /
联立→推导关系→验证” 的基本流程,关键是建立中点坐标与弦所在直线斜率的联系。
知识点二:圆锥曲线点差法
其本质是利用圆锥曲线的对称性和方程的整体性:设弦的两端点在曲线上,代入方程后作差,可通过平方差公
式分解出含中点坐标和直线斜率的表达式,直接搭建二者的桥梁。
椭 圆:设圆锥曲线x
2
a
2 +y
2
b
2 =1(a>b>0)与直线AB 交于A(x1,y1)、B(x2,y2),弦AB 中点为M(x0,y0)
。
则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0
。将A,B 两点代入x
2
a
2 +y
2
b
2 =1得:x1
2
a
2 +y1
2
b
2 =1
,x2
2
a
2 +y2
2
b
2 =1
两
式
作
差
得
:
x1
2−x2
2
a
2
+y1
2−y2
2
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)(x1+x2)
a
2
+(y1−y2)(y1+y2)
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)2
∙x0
a
2
+k(x1−x2)2
∙y0
b
2
=0
所以得:x0
a
2 +ky0
b
2 =0,即kAB=−b
2
a
2 ∙x0
y0
双曲线:设圆锥曲线x
2
a
2 −y
2
b
2 =1(a>b>0)与直线AB 交于A(x1,y1)、B(x2,y2),弦AB 中点为M(x0,y0)
。
则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0
。将A,B 两点代入x
2
a
2 −y
2
b
2 =1得:x1
2
a
2 −y1
2
b
2 =1
,x2
2
a
2 −y2
2
b
2 =1
两
式
作
差
得
:
x1
2−x2
2
a
2
−y1
2−y2
2
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)(x1+x2)
a
2
−(y1−y2)(y1+y2)
b
2
=0 进一步
⇔
(x1−x2)2
∙x0
a
2
−k(x1−x2)2
∙y0
b
2
=0
所以得:x0
a
2 −ky0
b
2 =0,即kAB=b
2
a
2 ∙x0
y0
抛物线:设圆锥曲线y
2=2px(p>0)与直线AB 交于A(x1,y1)、B(x2,y2),弦AB 中点为M(x0,y0)。
则x1+x2=2x0,y1+y2=2y0
。将A,B 两点代入y
2=2px
得:y1
2=2px1
,y2
2=2px2
两式作差得:(y1−y2)(y1+y2)=2p(x1−x2) 进一步
⇔
k(x1−x2)2
∙y0=2p(x1−x2)
所以:k=p
y0
知识点三:弦中点性质
椭
圆:则弦AB的斜率kAB与线段OM(O为原点)的斜率kOM之积为定值−b
2
a
2 ,即:
kAB·kOM =−b
2
a
2 ∙x0
y0
×y0
x0
=−b
2
a
2
双曲线:则弦AB的斜率kAB与线段OM(O为原点)的斜率kOM之积为定值b
2
a
2 ,即:
kAB·kOM = b
2
a
2 ∙x0
y0
×y0
x0
= b
2
a
2
抛物线:则弦AB的斜率kAB与线段OM(O为原点)的斜率kOM之积为定值b
2
a
2 ,即:kAB·kOM=p
y0
×y0
x0
=p
x0
知识点四:弦中点坐标或斜率求离心率
椭 圆:已知中点坐标和所在弦的斜率求离心率:则e = ❑√
1−b
2
a
2 = ❑√1+kAB·kOM= ❑√1+kAB·y0
x0
双曲线:已知中点坐标和所在弦的斜率求离心率:则e = ❑√
1+ b
2
a
2 = ❑√1−kAB·kOM= ❑√1−kAB·y0
x0
知识点五:弦长公式
设直线l:y=kx+ m 与圆锥曲线交于A(x1,y1)、B(x2,y2),则A,B 两点间距离为:
|AB|=
❑√(x1−x2)
2+( y1−y2)
2=
❑√1+k
2|x1−x2|=
❑√1+k
2∙
❑√(x1+x2)
2
4
−x1x2
;
|AB|= ❑√1+(
1
k)
2
∙
❑√( y1+ y2)
2
4
−y1 y2
;
特殊情况(焦点弦):
椭 圆:|A B|=
2ab
2
a
2−c
2cos
2θ
;其中θ
为直线的倾斜角。
双曲线:|A B|=
2ab
2
|a
2−c
2cos
2θ|
;其中θ
为直线的倾斜角。
抛物线:|A B|=
2 p
sin
2θ
;其中θ为直线的倾斜角。
注意:以上情况为焦点在x 轴情况,若焦点在y 轴,则cosθ与sinθ互换
通用解题步骤
步骤 1:明确已知条件与目标
确定圆锥曲线类型(椭圆、双曲线、抛物线)及其标准方程;明确中点坐标(或中点满足的条件)、待求量
(直线方程、轨迹方程、参数范围等)。
步骤 2:设点与表示中点
设弦的两个端点为A(x1,y1)、B(x2,y2),弦的中点为M(x0,y0);
根据中点坐标公式,得到:x1+x2=2x0,y1+y2=2y0
步骤 3:代入曲线方程并作差(点差法核心)
代入方程:将A,B两点坐标代入圆锥曲线方程,进行作差化简。
步骤 4:结合条件求解目标
求直线方程:已知中点(x0,y0),用点斜式写出直线方程(斜率由步骤 3 得);
求中点轨迹:设中点为(x,y),用斜率关系(如直线过定点、斜率满足某条件)消去参数,得到轨迹方
程;
存在性判断:求出直线方程后,联立曲线方程,通过判别式Δ>0验证是否有实根。
步骤 5:验证特殊情况与范围
检查直线斜率不存在的情况(如垂直x轴的直线是否符合条件);
限制轨迹范围:确保中点对应的弦与曲线有两个交点(利用判别式或曲线范围)。
题型01:求弦所在直线方程
【典型例题1】设斜率为
的直线与抛物线
交于
,
两点,若
为线段
的中点,则直线
的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设
,
,则
,由
作差得
,
得
,所以直线方程为
,即
.
故选:C
【典型例题2】已知抛物线
,过点
的直线交抛物线
于
两点,若
为
的中点,则直线
的方程为 .
【答案】
【分析】设出
,
的坐标,代入抛物线方程,利用作差法,结合中点坐标公式代入先求出直线的斜率,再利用点
斜式方程即可得到结论.
【详解】设
,
,由题意
,
因为
,
在抛物线上,所以
,
,两式相减得,
,整理得,
,
即直线
的斜率
,
直线
的中点为
,
,
,
所以直线
的方程为
,化简得
.
故答案为:
.
【变式训练1-1】已知抛物线C:x2=2py(p>0)的准线为y=﹣2,点P,Q 在抛物线C 上,且线段PQ 的中点
为(﹣2,4),则直线PQ 的方程为( )
A.x+2y﹣6=0
B.x+3y﹣10=0
C.2x+y=0
D.2x+3y﹣8=0
【变式训练1-2】已知动点P 到定点
的距离比它到直线
的距离大1,直线与动点
的轨迹交于A,
B 两点,且线段AB 的中点为
,则直线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练1-3】已知抛物线
,过点
的直线l 与C 相交于A,B 两点,且M 为弦
的中点,
则直线l 的方程为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练1-4】已知抛物线
上的点
到其准线的距离为
,直线交抛物线于
,
两点,且
的中点
为
,则
到直线的距离为( )
A.
或
B.
或
C.
或
D.
或
【变式训练1-5】已知抛物线
的顶点为坐标原点,准线为
,直线与抛物线
交于
两点,若线段
的中点为
,则直线的方程为 .
【变式训练1-6】已知A,B 是抛物线
上的两点,线段AB 的中点为
,则直线AB 的方程为
.
【变式训练1-7】已知抛物线C : y
2=2 px( p>0)
的焦点为F,点A(6, y0)
在抛物线C上,且|AF|=10.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交抛物线C于M , N两点,且点(4,2)为线段MN的中点,求直线l的方程.
【变式训练1-8】已知抛物线C : x
2=−2 py( p>0)
的焦点为F , A(x0,−9)
是抛物线C上的点,且|AF|=15.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交抛物线C于M , N两点,且MN的中点为(6,−4),求直线l的方程.
【变式训练1-9】已知抛物线
的焦点为
,点
在抛物线
上,且
.
(1)求抛物线
的方程;
(2)已知直线交抛物线
于
两点,且点
为线段
的中点,求直线的方程.
题型02:求直线斜率
【典型例题1】已知直线l交抛物线C : x
2=−18 y于M , N两点,且MN的中点为(3,−2),则直线l的斜率为
( )
A.−3
B.−1
6
C.1
9
D.−1
3
【答案】D
【分析】设出直线l
的斜率为k
,点M , N
两点的坐标,代入抛物线方程x
2=−18 y
,作差,可得y1−y2
x1−x2
=−x1+ x2
18
,
又MN的中点为(3,−2),即求出k.
【详解】易知直线l的斜率存在,设直线l的斜率为k , M (x1, y1), N (x2, y2)
,
则¿
两式相减得x1
2−x2
2=−18( y1−y2)
,整理得y1−y2
x1−x2
=−x1+ x2
18
,
因为MN的中点为(3,−2),则x1+ x2=2×3=6,
所以k = y1−y2
x1−x2
=−6
18 =−1
3
,即直线l
的斜率为−1
3
.
故选:D.
【典型例题2】已知
为抛物线
上的两点,且线段AB 中点的纵坐标为2,则直线AB 的斜率为 .
【答案】
/0.5
【分析】设出点
的坐标并代入抛物线的方程,即可求出直线AB 的斜率.
【详解】由题意,
为抛物线
上的两点,且线段AB 中点的纵坐标为2,
设
,线段AB 中点为
,
∴
,
,
∴
即
∴直线AB 的斜率为:
故答案为:
【变式训练2-1】已知直线l 交抛物线C : y
2=18 x于M,N 两点,且MN 的中点为(5,3),则直线l 的斜率为( )
A.9
5
B.3
2
C.3
D.18
5
【变式训练2-2】已知抛物线C:
,过点
的直线l 与抛物线C 交于A,B 两点,若
,则
直线l 的斜率是( )
A.
B.4 C.
D.
【变式训练2-3】已知抛物线C : y
2= 4 x
,过点M(
3
2 ,−1)
的直线l
与C
相交于A,B 两点,且M
为弦AB 的中点,
则直线l的斜率为( )
A.−1
2
B.−3
4
C.−1
D.−2
【变式训练2-4】已知直线
与抛物线
相交于
、
两点,点
是抛
物线
的准线与以
为直径的圆的公共点,则下列结论错误的是( )
A.
B.
C.
的面积为
D.
【变式训练2-5】已知抛物线Γ:y2=2x,直线l 与Γ 交于A,B 两点,M(2,1)为弦AB 的中点,则直线l 的斜
率为 .
【变式训练2-6】已知抛物线
上两点A,B 关于点
对称,则直线AB 的斜率为 .
【变式训练2-7】已知F是抛物线C : x
2=2 py( p>0)
的焦点,M (4 , y0)
是抛物线C上一点,且| MF |= 4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l与抛物线C交于A ,B两点,且线段AB的中点坐标为(8,12),求直线l的斜率.
题型03:求与弦中点有关的轨迹方程
【典型例题1】已知斜率为2 的直线与曲线
交于
两点,则线段
的中点
的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】利用点差法,即可求得
,设直线
的方程,与抛物线方程联立,运用韦达定理求解取值范围.
【详解】设
,则
,
两式相减得:
,
即
,
因为直线
的斜率为2,所以
,所以
,
因为
,所以
.
设直线
的方程为
,由
,
可得:
,
,解得:
.
在直线
上,则
,
,所以
.
所以
.
故选:C
【典型例题2】直线
(
是参数)与抛物线
的相交弦是
,则弦
的中点轨
迹方程是 .
【答案】
【解析】设
,
中点
,则
.
,
过定点
,
.
又
,(1)
,(2)
得:
,
. 于是
,即
.
又弦中点轨迹在已知抛物线内,
联立
故弦
的中点轨迹方程是
故直线的方程为
,即
.
【变式训练3-1】已知抛物线
(
),过其焦点且斜率为2 的直线交抛物线于A,B 两点,若线段AB
的中点的纵坐标为1,则该抛物线的准线方程为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-2】已知抛物线C : y
2=2 x的焦点为F,平行于x 轴的两条直线l1,l2分别交C 于A,B 两点,交C 的
准线l 于P,Q 两点.
(1)若F 在线段AB上,R 是PQ的中点,AR与FQ平行吗?
(2)若△PQF的面积是△ABF的2 倍,求AB中点的轨迹方程.
题型:04:求中点坐标问题
【典型例题1】直线
被抛物线
截得的线段
的中点坐标是( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】联立直线与抛物线方程,由韦达定理和中点坐标公式即可得解.
【详解】联立
,则
,
设直线
与抛物线交点
,
则
,故
,
所以线段
的中点坐标是
.
故选:B.
【变式训练4-1】若直线经过抛物线
焦点,且与抛物线相交于
两点,且
,则
的中点横坐标
为 .
【变式训练4-2】已知抛物线C:y
2=2 px(p>0)上一点M (1,m)(m>0)与焦点的距离为2.
(1)求p 和m;
(2)若在抛物线C 上存在点A,B,使得MA ⊥MB,设AB的中点为D,且D 到抛物线C 的准线的距离为15
2
,求
点D 的坐标.
题型:05:求参数问题
【典型例题1】过抛物线
的焦点F,且倾斜角为
的直线与抛物线交于A,B 两点,若弦
的垂
直平分线经过点
,则p 等于( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】写出弦
所在直线方程为
,可设
,
,
,
,直线
的方程和抛物线方程联立消
去
可得到关于
的一元二次方程,由韦达定理即可求出弦
的中点坐标为
,而弦
的垂直平分线方程可
写出为
,弦中点坐标带入该方程便可求出
的值.
【详解】抛物线的焦点
坐标是
,直线
方程为:
,
设
,联立
,则
,
所以
,
,
故
中点坐标为
,由两直线互相垂直有
,得
.
故选:C.
【典型例题2】斜率为1 的直线与双曲线C :x
2
a
2 −y
2=1(a>0)交于A,B 两点,若线段AB 的中点为(3,
1),则a=( )
A.❑√2
B.❑√3
C.❑√6
D.2❑√3
【考点】抛物线的中点弦.版权所有
【分析】先求出直线AB 的方程,再与双曲线联立,并结合韦达定理,以及中点坐标公式,即可求解.
【解答】解:由题意可知,直线AB 的方程为y﹣1=x﹣3,即x=y+2,
联立{
x
2
a
2 −y
2=1
x = y +2 )
,化简整理可得,y2(1﹣a2)+4y+4﹣a2=0,
若线段AB 的中点为(3,1),
则−4
1−a
2 =1×2,解得a= ❑√3(负值舍去).
故选:B.
【点评】本题主要考查抛物线的中点弦,属于基础题.
【变式训练5-1】已知抛物线
与直线
交于
,
两点,且线段
中点的横坐标
为
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练5-2】已知抛物线
,直线
与抛物线相交于
两点,且
的中点为
,则
.
【变式训练5-3】已知抛物线
,直线
与抛物线相交于
,且
的中点为
,
则
.
【变式训练5-4】过抛物线C : y
2=2 px( p>0)
的焦点的直线与抛物线C 相交于A,B 两点,若线段AB
中点的坐标
为(4,2❑√2),则p=( )
A.4
B.3
C.2
D.1
题型06:中点弦的弦长
【典型例题1】过抛物线
的焦点作直线,交抛物线于
,
两点.若线段
中点的横坐标为6,则
等
于( )
A.20
B.16
C.12
D.8
【答案】B
【详解】由题设,抛物线的焦点为
,可设
,
联立
,可得
,则
,
所以
,
,则
,得
,
所以
.
故选:B
【典型例题2】已知抛物线
与过焦点的一条直线相交于A,B 两点,若弦
的中点M 的横坐标为
,则弦
的长
【答案】
【解析】由题意抛物线焦点
,且直线
斜率不为0,设
,
联立抛物线得
,
,故
,
,
所以
,即
,
则
.
【变式训练6-1】已知斜率为
的直线过抛物线
的焦点,且与抛物线
交于
两点,抛物线
的准线上一点
满足
,则
( )
A.
B.
C.5
D.6
【变式训练6-2】已知抛物线
上的点
到其准线的距离为
,直线交抛物线于
,
两点,且
的中点
为
,则
到直线的距离为( )
A.
或
B.
或
C.
或
D.
或
【变式训练6-3】过抛物线
的焦点的直线与该抛物线交于
两点,若线段
的中点的纵坐标为1,则
( )
A.12
B.
C.
D.
【变式训练6-4】已知直线
与抛物线
相交于
、
两点,点
是抛
物线
的准线与以
为直径的圆的公共点,则下列结论错误的是( )
A.
B.
C.
的面积为
D.
【变式训练6-5】设经过点
的直线与抛物线
相交于
,
两点,若线段
中点的横坐标为,则
( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练6-6】已知抛物线
,直线与抛物线交于
两点,满足
,设线段
的中点为
,则
到
轴的最小距离为 .
【变式训练6-7】若A,B 是抛物线
上不同的两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于点
,则
的
最大值为 .
题型07:与中点弦有关的面积问题
【典型例题】已知拋物线C : y
2=2 px( p>0)
的焦点为F
,点P(
1
2 ,t)
在抛物线C
上,且|PF)= 5
2
.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点Q (4,2)的直线l与抛物线交于A ,B两点,且点Q是线段AB的中点,求△ABF的面积.
【答案】(1)y
2=8 x
(2)2❑√7
【分析】(1)将点P 到焦点的距离转化为到准线的距离,求出p,得抛物线方程;
(2)利用点差法,求出直线AB 的方程,与抛物线联立,求出三角形的面积.
【详解】(1)由定义知|PF)= xP+ p
2 = 1
2 + p
2 = 5
2
,解得p= 4,
所以抛物线C的方程为y
2=8 x.
(2)设A(x1, y1)
,B(x2, y2)
,
因为Q (4,2)是线段AB的中点,所以y1+ y2= 4,
{
y1
2=8 x1
y2
2=8 x2)
,则( y2−y1)( y2+ y1)=8(x2−x1),
所以直线AB 的斜率k AB= y2−y1
x2−x1
=
8
y1+ y2
= 8
4 =2,
所以直线l的方程为2 x−y −6=0,设直线l与x轴交于点M,则M (3,0),
联立{
2 x−y −6=0
y
2=8 x )
,得y
2−4 y −24 =0
,所以y1+ y2= 4,y1 y2=−24,
所以|y1−y2)= ❑√( y1+ y2)
2−4 y1 y2= 4 ❑√7,S△ABF = 1
2 ×|FM )×|y2−y1)= 1
2 ×1×4 ❑√7=2❑√7.
【变式训练】已知直线x−2 y +2=0
与抛物线C:y
2=2 px ( p>0)
交于M,N 两点,|MN )=8 ❑√15
,O 为坐标原
点.
(1)求p;
(2)过点P(3,2)作直线l 交抛物线C于A,B 两点,且点P 是线段AB 的中点,求三角形OAB 的面积.
题型08:曲线上两点关于直线对称问题
【典型例题】若抛物线
上存在不同的两点关于直线
对称,求实数
的取值范围.