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专题 圆锥曲线的轨迹问题
近三年:
1、圆锥曲线的轨迹问题是近3 年高考解析几何部分的核心考查内容,考查频率高,题型综合,难度中档
及以上,本质是运用代数手段刻画几何图形。
2、从近几年高考命题来看,轨迹问题可分为两类:一是直接求已知圆锥曲线的方程(如通过几何性质求
椭圆、双曲线方程);二是求满足特定条件的动点轨迹方程。
预测2026 年:
轨迹问题将继续作为高考解析几何解答题的命题重点。其考查将更加注重数学思想的渗透和问题情境的构
建,复习中必须熟练掌握求轨迹方程的基本方法(直接法、定义法、相关点法、参数法、交轨法等),并
强化运算求解能力的训练,同时提升运用数学思想(方程思想、数形结合思想、分类讨论思想)分析问题
的能力。
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题型01 求圆的轨迹方程
解|题|策|略
1、定义法:根据圆的定义(通常有到定点距离等于定长、过定点的两垂直直线的交点等),
来判断我们的轨迹是圆,然后根据圆心半径等确定我们的轨迹方程。
2、直接法:设我们要求的点坐标为( x , y),根据题目条件列出方程,化简整理可得我们的轨迹
方程。
1.(2025·江苏连云港·模拟预测)已知线段
的端点
的坐标是
,端点
在圆
上运动,则
线段
的中点
的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】由中点坐标公式以及圆的方程,可得答案.
【详解】设
,
,由
为
的中点,则
,即
,
由点
在圆
上,则
,即
,
化简可得
.
故选:D.
2.(2025·安徽·模拟预测)已知A,B 为椭圆
上两点,
为坐标原点且
,过点
作
直线
的垂线,垂足为H,则点H 的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】若直线
的斜率不存在时,则
在
轴上,设
的坐标为
,求得
;同理可得,
若直线
的斜率为零时,
;若直线
的斜率存在时,设直线
,联立方程组,求
得
,由
,列出方程,得到
,再由直线
的方程为
,联立方程组,求得
,进而得到
,即
,结合圆的定义,
即可求解.
【详解】若直线
的斜率不存在时,则点
在
轴上,
设
的坐标为
,不妨设
,
因为
两点在椭圆
上,可得
,解得
,此时
;
同理可得,若直线
的斜率为零时,
;
若直线
的斜率存在且不为零时,设直线
的方程为
,
联立方程组
,整理得,
,
设
,则
且
,
因为
,可得
,
则
,
所以
,整理得
,
又由
,可得过原点的直线
的方程为
,
联立方程组
,解得
,即
,
则
,
综上可得,点
的轨迹是以原点为圆心,半径为
的一个圆,
且该圆的方程为
.
故选:D.
3.(2025·湖北·模拟预测)如图,半径为1 的
与半径为2 的
内切于点A,
沿
的圆弧无滑
动的滚动一周.若
上一定点P 从A 点出发随着
的滚动而运动,设点P 的轨迹为C,则( )
A.C 是半径为
的圆
B.C 是半径为1 的圆
C.C 是长度为2 的线段
D.C 是长度为4 的线段
【答案】D
【分析】作圆
运动后的某圆
,设此时与圆
相切于
点,点
从
运动到
,通过题设运动中的等
量关系结合弧长公式得到
即可得到
的轨迹求解.
【详解】圆
运动到
,设此时与圆
相切于
点,点
从
运动到
,
易知
,所以
,
所以
,
所以
的轨迹为圆
中过
,
的直径,长度为4.
故选:D
4.(2025·浙江·三模)若坐标原点O 关于动直线l:
的对称点为A,则点A 的轨迹
为( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线
D.抛物线
【答案】A
【分析】先求出直线过的定点
,再利用对称性得
,最后根据圆的定义即可判断.
【详解】由
得
,所以直线l 过定点
,
又由对称性可知,
,所以点A 到点B 的距离为
,所以点A 的轨迹为圆.
故选:A.
5.(2025·江苏南通·三模)已知抛物线
的方程为
,直线与
交于
,
两点,
,
两点分别
位于
轴的上下两侧,且
,其中
为坐标原点.过抛物线
的焦点
向作垂线交于点
,动点
的轨迹为
,则
所在曲线的方程为 ,直线
斜率的最大值为 .
【答案】
(除去点
)
/
【分析】根据
即可求出直线过定点
,再数形结合可知点
的轨迹为圆
即可写出轨迹方程;最后根据图形可判断过原点的直线和点
的轨迹在第一象限内相切时,斜率最大,即
可求出.
【详解】由题可设
,
,则
,
解得
或者
(不符合题意,舍),
设直线的方程为
,与抛物线方程联立得
,
所以
,
,故
,故直线的方程为
,
所以直线过定点
,
又因为
,由圆的定义可知动点
的轨迹是以
为直径的圆,
因为
,
,
中点坐标为
,
所以
点的轨迹方程为
(除去点
),
过原点的直线和
在第一象限内相切时,斜率最大,
所以直线
斜率的最大值为
.
故答案为:
(除去点
);
.
题型02 定义法求轨迹方程
解|题|策|略
根据圆锥曲线的三大定义来判断轨迹是椭圆、双曲线还说抛物线。
1、圆锥曲线定义
椭圆定义:平面内与两个定点F1, F2的距离之和等于常数2a(2a>| F1 F2|)的点的轨迹叫做椭圆,记
| P F1|+| P F2|=2a(2a>| F1 F2|=2c>0)
双曲线定义:平面内与两个定点F1, F2的距离之差的绝对值等于常数2a(0 < 2a <| F1 F2|)的点
的轨迹叫做双曲线。|| PF ₁| - | PF ₂|| = 2a( 0 < 2a < | F1 F2|)
抛物线定义:平面内到一个定点F的距离与到一条定直线(准线l)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。
2、圆锥曲线第二定义
平面内到一个定点(焦点F)的距离与到一条定直线(准线l)的距离之比为一个常数 e (离心率)的
点的轨迹,当0<e<1时,轨迹为椭圆,当e > 1时,轨迹为双曲线,当e=1 时,轨迹为抛物线
3、圆锥曲线第三定义(椭圆与双曲线)
平面内动点P与两个定点 A(-a, 0), B(a, 0) 的连线的斜率之积为一个定值,表示为
k AP∙K BP=e
2-1,根据离心率e 的范围确定是椭圆还是双曲线。
1.(2025·山西临汾·三模)已知动点
满足
,则动点M 的轨迹方
程是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】由椭圆的定义,结合题意,可得焦点坐标,从而可得
的值,可得答案.
【详解】由题意可得动点
到
与
两点的距离之和为
,
且
,则动点
的轨迹为椭圆,
易知
,
,
,即方程为
.
故选:C.
2.(2025·北京海淀·二模)已知
.若动点
满足
,则
的轨迹的方程为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】由双曲线的定义即可得出答案.
【详解】∵
,动点
满足
,
∴动点
的轨迹为双曲线且为右支,
,
,
,
∴
的轨迹的方程为
,
故选:D.
3.(多选)(2025·广东汕头·一模)已知复数
,
(x,
),则下列结论正确的是
( )
A.方程
表示的z 在复平面内对应点的轨迹是圆
B.方程
表示的z 在复平面内对应点的轨迹是椭圆
C.方程
表示的z 在复平面内对应点的轨迹是双曲线
D.方程
表示的z 在复平面内对应点的轨迹是直线
【答案】AD
【分析】根据复数的几何意义逐个选项判断即可.
【详解】根据复数的几何表示知:
对A,方程表示到定点
的距离等于2 的动点轨迹,即圆,A 正确;
对B,方程表示到定点
与
距离的和为2 的动点轨迹,而
与
的距离也为2,所以z 在复平
面内对应点的轨迹为线段,B 错误;
对C,方程表示到定点
与
的距离的差为1 的动点轨迹,即双曲线的一支,C 错误;
对D,方程表示到定点
与
的距离相等的动点轨迹,即线段的中垂线,D 正确.
故选:AD
4.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)设A,B 两点的坐标分别为
,直线AM,BM 相交于点M,且
它们的斜率之积是
,则点M 的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】设出交点的坐标,写出两直线的斜率,直接由斜率之积列式化简.
【详解】设
,则由已知得
,
化简得
.
故选:C.
5.(2025·辽宁鞍山·二模)如图,圆
与
轴交于
、
两点,、
是分别过
、
的圆
的切线,过圆
上任意一点
作圆
的切线,分别交、
于点
、
两点,记直线
与
交于点
,
则点
的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】先求出切线
的方程,然后分别令
求出
两点坐标,利用点斜式求出直线
和直线
的方程,联立解出点
坐标即可求出点
的轨迹方程,要注意挖掉两个不能取到的点.
【详解】设点
,当圆心
与切点
所成直线的斜率不存在时,即当点
时,
易知以
,所以此时点
为矩形
的对角线的交点,即
;
当圆心
与切点
所成直线的斜率存在时,则
,因为
,
所以切线
的斜率为
,又切线
过点
,
所以切线
的方程为
,整理得
,
又点
在圆
上,所以
,故切线
的方程为
.
易知
,在切线
的方程中,令
,则
,
令
,则
,所以
,
所以直线
的斜率
,直线
的方程为
,
直线
的斜率
,直线
的方程为
,
联立直线
和直线
的方程
,解得
,
所以点
,又
,所以点
所满足的方程为
,
因为切线
分别交、
于点
、
两点,所以切线不能为
,即
,
且前述直线
的斜率不存在时即
也满足上述方程,
所以点
的轨迹方程为
.
故选:B.
题型03 几何法求轨迹方程
解|题|策|略
将题目中的几何信息提取、分析图形性质,发现动点运动规律和动点满足的条件是否满足圆锥曲线的定
义,从而求动点的轨迹方程
1.(2025·四川成都·三模)已知动圆
与圆
外切,同时与圆
内切,则动圆
的圆心轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】分析出
,确定圆心M 的轨迹为椭圆,求出
,得到轨迹方程.
【详解】设圆
圆心
且与圆
切于点P,圆
圆心
与圆
切于点Q,
由题意得:
,
,其中
,
所以
,
由椭圆定义可知:动圆圆心C 的轨迹为以
为焦点的椭圆,设
,
则
,解得:
,
故动圆圆心C 的轨迹方程为
.
故选:A
2.(多选)(2025·四川攀枝花·三模)圆O 的半径为定长r,A 是圆O 所在平面内一个定点,P 是圆O 上
一个动点.线段AP 的垂直平分线l 与直线OP 相交于点Q,则点Q 的轨迹可能是( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线
D.抛物线
【答案】ABC
【分析】由题设条件线段和垂直平分线的性质,结合圆锥曲线的定义,分类讨论,即可求解.
【详解】(1)若
为圆内的一定点,P 是圆O 上一个动点,线段AP 的垂直平分线l 与
直线OP 相交于点Q,可得
,
,
即动点
到两定点
的距离之和为定值,
①当
不重合时,根据椭圆的定义,可知
点的轨迹是:以
为焦点的椭圆;
②当
重合时,点
的轨迹是以
为圆心的圆;
(2)若
为圆外的一定点,
为圆上的一动点,线段
的垂直平分线交直线
于点
,
可得
,
,即动点
到两定点
的距离之差绝对值为定值,根据双曲线的定义,可得点
的轨迹是:
以
为焦点的双曲线;
(3)若
为圆上的一定点,
为圆上的一动点,此时
点的轨迹是圆心
.
综上可得即
点的轨迹可能是点、圆、椭圆和双曲线.
故选:ABC
3.(多选)(2025·辽宁大连·一模)在平面内,存在定圆M 和定点A,点P 是圆M 上的动点,若线段PA
的中垂线交直线PM 于点Q,关于点Q 轨迹叙述正确的是( )
A.当点A 与圆心M 重合时,点Q 的轨迹为圆
B.当点A 在圆M 上时,点Q 的轨迹为拋物线
C.当点A 在圆M 内且不与圆心M 重合时,点Q 的轨迹为椭圆
D.当点A 在圆M 外时,点Q 的轨迹为双曲线
【答案】ACD
【分析】根据选项中点A 的位置,分析判断各选项即可.
【详解】当点A 与圆M 的圆心重合时,线段PA 的中垂线与直线PM 的交点Q,
即Q 为PM 的中点,因此点Q 的轨迹为圆,故A 选项正确;
当点A 在圆M 上时,PA 的中垂线恒过圆心M,即点Q 的轨迹为一个点M,故B 选项错误;
当点A 在圆M 内且非圆心时,
,则
(其中r 为圆M 的半径),
因此点Q 的轨迹为以
为焦点的椭圆,故C 选项正确;
当点A 在圆M 外时,
,则
或
(其中r 为圆M 的半径),
因此点Q 的轨迹为以
为焦点的双曲线,故D 正确.
故选:ACD.
4.(2024·福建莆田·三模)已知圆
,
,P 是圆C 上的动点,线段
的垂直平
分线与直线
(点C 是圆C 的圆心)交于点M,则点M 的轨迹是( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线
D.抛物线
【答案】C
【分析】利用双曲线的定义结合垂直平分线的性质判定即可.
【详解】由题意可得圆心
,半径
.
因为M 是线段
的垂直平分线,所以
,
则
.
因为
,所以点M 的轨迹是以A,C 为焦点的双曲线.
故选:C
5.(2025·河南·三模)已知等腰三角形
的顶点为
,底边的一个端点为
,则另一个端
点P 的轨迹方程为 ;又
,线段
的垂直平分线与直线
交于点Q,则动点Q 的轨迹方程
为 .
【答案】
(
且
)
(
且
)
【分析】根据等腰三角形的定义及两点间距离公式可得所以
,由圆的定义可知点P 的轨迹
是以M 为圆心,10 为半径的圆(
且
),即可求解答题空1;根据线段垂直平分线定义可知
.分点Q 在线段
的延长线上和点Q 在线段
的延长线上两类讨论,数形结合分析可得
,结合双曲线的定义即可求解动点Q 的轨迹方程,即可求解答题空2.
【详解】因为等腰三角形
的顶点为
,底边的一个端点为
,另一个端点为P,
所以
,
故点P 的轨迹是以M 为圆心,10 为半径的圆(
且
),
故点P 的轨迹方程为
(
且
).
因为线段
的垂直平分线与直线
交于点Q,所以
.
又
,
,所以点A 在圆
外,线段
的垂直平分线与直线
的交点Q 在线段
的延长线或反向延长线上.
当点Q 在线段
的延长线上时,如下图所示.
此时,
;
当点Q 在线段
的延长线上时,如下图所示.
此时,
,
综上,
,即动点Q 到两个定点M 与A 的距离之差的绝对值为10.
又
,所以点Q 的轨迹是以点
和
为焦点的双曲线,其中
,
,
所以
,
,
,所以双曲线方程为
.
当点P 为
时,线段
的垂直平分线的方程为
,直线
的方程为
,直线与
直线
的交点为
,
故动点Q 的轨迹方程为
(
且
).
故答案为:
(
且
);
(
且
).
题型04 直接法求轨迹方程
解|题|策|略
直接法:直接法按下面4 个步骤求轨迹方程。
1、建系设点 2、列出条件 3、代入坐标、整理得方程 4、限制条件
直接法求点的轨迹方程,在高考中有以下两个命题角度:一种是明确给出等式,求轨迹方程;另一种是给出已
知条件,寻找题设中的等量关系,求轨迹方程.
1.(2025·湖南永州·模拟预测)已知两条直线:
,
:
,有一动圆M 与交于A,B 两点,
与
交于C,D 两点,且
,
,则圆心M 的轨迹为( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线
D.抛物线
【答案】C
【分析】分别求得圆心到直线,
的距离
,由
可求解.
【详解】设动圆的圆心坐标为
,
圆心到直线:
的距离为
,
圆心到直线
:
的距离为
,
又动圆M 与交于A,B 两点,与
交于C,D 两点,且
,
,
所以
,即
,
化简得
,所以圆心M 的轨迹为双曲线,
故选:
2.(2025·辽宁沈阳·一模)已知平面直角坐标系中不同的三点
,圆心在y 轴上的圆E
经过A,B,C 三点,设点M 的坐标为
,则M 点的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】根据给定条件可得
,再利用数量积的坐标表示求出方程.
【详解】由圆心在y 轴上的圆E 经过点
,得线段
为圆
的直径,
而点
在
轴上,则
,又
,
于是
,而
不重合,即
,
所以M 点的轨迹方程为
.
故选:D
3.(2025·广东广州·模拟预测)如图,在平面直角坐标系
中,点
在
轴上运动,点
在
轴上运
动,点
在线段
的延长线上,且
,
,则点
的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据已知条件得到向量
,然后用坐标表示出来,根据线段的长度即可求得点
的轨迹
方程.
【详解】设
,
由题意
,又
,
所以
,即
,
所以
,所以
,
所以曲线C 的方程为
.
故答案为:
.
4.(2025·广东广州·模拟预测)已知点
是平面内的一个动点,
与直线
垂直,垂足
位于第一
象限,
与直线
垂直,垂足
位于第二象限.若四边形
(其中
为原点)的面积为2,则
动点
的轨迹方程是 .
【答案】
【分析】设点
,利用点到直线距离公式以及四边形的形状和面积即可求得动点
的轨迹方程.
【详解】设点
,
易知
与
互相垂直,又
与直线
垂直,
与直线
垂直,
所以四边形
为矩形,如下图所示:
依题意可知点
在
轴上方,即
,且
;
因此
,
所以四边形
的面积为
,
即可得
;
所以动点
的轨迹方程为
.
故答案为:
5.(2025·山东泰安·模拟预测)在平面直角坐标系中,
满足
,
、
分别为
的重心、内心,若
轴,则点
的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据重心的性质和内心的性质,求出两点的坐标,根据线段平行
轴,纵坐标相等,列出坐标的
关系式,求出轨迹方程.
【详解】设
,则重心
,设内切圆半径为,
又
,所以
,
因为
,则
,又
,所以
,
所以点
的轨迹方程为
.
故答案为:
.
题型05 相关点法求轨迹方程
解|题|策|略
相关点法:题目给出了已知的曲线方程C,所求的动点P跟这个已知曲线上的点M成一定的几何关系。
1、求谁设谁,设所求的点P坐标为( x , y)
2、根据题目给出的条件,用点P的坐标( x , y)来表示出曲线上的点M ( x0, y0)
3、将M点坐标代入到曲线C方程中,整理可得P的轨迹方程。
1.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)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.(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)已知曲线
,从曲线上任意一点
向
轴作垂线,垂足为
,
且⃗PN = 1
3⃗P P
',则点
的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】设出点
的坐标,并表示出点
,再代入已知曲线方程即可.
【详解】设点
,由
轴于点
,且
,得
,则
,
又点
是曲线
上的任意一点,因此
,
所以点
的轨迹方程为
.
故选:A
3.(2025·江苏·三模)已知曲线
,从
上任意一点
向
轴作垂线段
,
为垂足,
则线段
的中点
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
4.(2025·新疆·三模)长为3 的线段
的两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,则点A 关于点B 对称
的点M 的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】利用中点求出
的坐标,利用相关点法即可求解.
【详解】设
依题意有
,即
,
所以
,即
,所以
,
故选:D.
5.(2025·甘肃金昌·模拟预测)过直线
上的动点
作
的两条切线,切点分别为
,则
的重心的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】设
,
,
,
的重心为
,通过求导确定
的方程
.
的方程为
,再结合重心坐标公式得到
,即可求解.
【详解】设
,
,
,
的重心为
,
的方程为
,
对
求导可得
.
故
,
的方程为
,
将
,代入
的方程化简得
.
同理
的方程为
,
两方程联立解得
,
.
,则
,
,
故
的重心的轨迹方程为
.
故选:C.
题型06 参数法、交轨法求轨迹方程
解|题|策|略
1、参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一参数k得到
方程,即为动点的轨迹方程;
2、交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用
此法,也可以引入参数来建立这些动曲线的联系,然而消去参数得到轨迹方程。可以说是参数法的
一种变种。
1.(2025·辽宁·一模)已知双曲线
,作垂直于x 轴的垂线交双曲线于
两点,作垂直于y 轴的
垂线交双曲线于
两点,且
,两垂线相交于点
,则点
的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据题目条件建立方程化简即可求解.
【详解】设
,
则
,
则由
得:
,
化简得:
,
即
点的轨迹是
,
故选:C
2.(2025·安徽马鞍山·一模)双曲线具有光学性质:从双曲线的一个焦点发出的光线,经双曲线反射后,
反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.已知双曲线
的左、右焦点分别为
,
.
从点
发出的光线经双曲线C 右支上的点
反射,若反射光线垂直于直线
,则点
的横坐标为
;过双曲线
右支上任一点
(异于右顶点)作其切线l,过坐标原点O 作l 的垂线,与直线
交于点
,
则点
的轨迹方程为 .
【答案】
,
【分析】设
,根据
,可得
,从而可求出
,法1:求出在
处切线
的方程及斜率,进而可求出过原点且垂直的方程,再将
点的坐标用这两条直线的交点坐标表示,代入
双曲线方程即可得解;法2:过
作
平行于
,求出
,其他同方法1.
【详解】设
,因为
,所以
,即
,
又因为
,解得
,
解法1:在
处切线
斜率为
,
设直线n 过原点O 且
,则
的方程:
,
与
交于
,
联立得
,
,
代入
得
,
又
在双曲线右支上(异于顶点),则
,
所以
,
综上点
的轨迹方程为
,
.
解法2:过
作
平行于
,由题易得
,
因为
,且
,
,
所以
,所以
,
所以
在以
为圆心半径为1 的圆上,其他同解法1.
故答案为:
;
,
.
3.(2025·浙江丽水·一模)已知
是椭圆
上的两点.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)已知
是椭圆
上的两动点,且
的横坐标之和为
,设直线为线段
的中垂线,过点
作直
线
,垂足为
.求垂足
横坐标
的取值范围,并求
的轨迹方程.
【答案】(1)
;
(2)
,
且
.
【分析】(1)根据椭圆上两点代入方程求解
的值即可得椭圆方程;
(2)设
,线段
的中点
,分别讨论直线
的斜率是否存在,当斜率
存在时
确定直线的方程与直线
联立得
横坐标
与
的关系,结合函数得
的取值范围,结合圆的定义从
而得
的轨迹方程.
【详解】(1)由题意
解得
,所以椭圆
的标准方程为
;
(2)设
,线段
的中点
,则
,
,
①当
时,
的中垂线为
轴,过点
向中垂线作垂线,垂足
为点
②当
时,直线
的斜率
,则
,
所以
,将
代入椭圆方程得
,
所以
,从而
或
,
线段
的中垂线方程为
,即
.
故线段
的中垂线过定点
故垂足
轨迹是在以
为圆心,半径为的圆弧,其方程为
过点
与
垂直的直线为
,
联立方程组
消去
得
,因为
,
所以
,综上①,②所得
所以垂足
轨迹方程是
,且
.
(建议用时:30 分钟)
1.(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知过点
的直线与圆
交于
两点,则弦
的中点
的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设点
,当
不重合时,根据圆的几何性质,利用垂直建立方程求解即可得解,当
重合时,代入检验即可.
【详解】由直线过点
,圆
可知,圆心
为
,
设点
,
由题意可知,当点
与点
不重合时,
,则
,整理得
,即
,
此时点
的轨迹为圆
但不包括点
.
当点
与点
重合时,其坐标满足方程
.
综上,点
的轨迹方程为
.
故答案为:
2.(2025·广东揭阳·三模)已知动点P 到坐标原点O,x 轴,y 轴的距离之和为2,则
的取值范围是
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据题意,设出
点坐标,写出距离代数式,列出方程,根据圆的标准方程,使用三角函数替换
点横纵坐标,根据角的范围,求出结果.
【详解】设点
,由题意可得
,
不妨令
,取
,
,其中
,
,
则
,故
,
由
可知
,故
,
的取值范围是
.
故选:B.
3.(2025·河北保定·一模)已知直线
,点
到
的距离之积为
,记点
的
轨迹为曲线
,若
与曲线
有四个交点,则
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】设出
,根据题干列出等式,求出轨迹方程,再根据与曲线有4 个交点,求出参数a 的范
围.
【详解】设
,由题意得
,所以
,即
,
所以点
的轨迹
为两个双曲线
.
双曲线
的实半轴长为1,双曲线
1 的实半轴长为3,
由
,得
0),表示以原点为圆心,
为半径的圆的上半圆,
若曲线
与半圆
有四个交点,则
3,即
.
故选:B.
4.(多选)(2025·云南昭通·一模)已知
,
,
,动点
满足MA 与MB 的斜率之
积为
,动点
的轨迹记为
,过点
的直线交
于
,
两点,则下列说法正确的是( )
A.
的轨迹方程为
(
)
B.
的最大值为3
C.
的最小值为
D.过点
的直线垂直AC 交曲线
于
,
,则
的周长为8
【答案】ABD
【分析】设
,根据题意列出方程即可判断A;根据椭圆得范围结合两点间得距离公式即可判断
B;分直线斜率是否存在两种情况讨论,设直线
的方程为
,
,联立方程,利
用韦达定理求出
,再利用弦长公式求出
的表达式即可判断C;易得
为椭圆
的上,下焦点,再根据椭圆的定义即可判断D.
【详解】对于A:设
,
则
,整理得
,
所以
的轨迹方程为
(
),故A 正确;
对于B:
,
故
,
故当
时,
,故B 正确;
对于C:当直线
的斜率不存在时,
,
当直线
的斜率存在时,设直线
的方程为
,
,
联立
,消
得
,
则
,
所以
,
当且仅当
取等号,
综上所述,
的最小值为3,故C 错误;
对于D:在
中,
,则
,
故
为正三角形,则
垂直平分
,则
,
由题意
为椭圆
的上,下焦点,
则
的周长为
,故D 正确.
故选:ABD.
5.(2025·黑龙江辽宁·模拟预测)若圆
上恰有三个点到直线
的
距离为1,则动点
的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】由圆
上恰有三个点到直线
的距离为,得到圆心到直线的距离恰好为
,求得
,设
,得到
,代入方程,即可得到点
的轨迹方程.
【详解】由圆
,可得标准方程为
,
所以圆心
,半径为
,
若圆
上恰有三个点到直线
的距离为,
则满足圆心到直线的距离恰好为
,即
,即
,
设
,则
,
代入
,可得
,
整理得
,即点
的轨迹方程为
.
故选:A.
6.(24-25 高三上·辽宁·期末)已知
,
,
为坐标原点,点
是圆
上任意一
点,点
是圆
外一点,若
,
,则点
的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】延长
交直线
于点
,连接
,由条件判断
且
为
中点,利用中位线性质
得
且
,从而利用双曲线的定义得点
在以
,
为焦点的双曲线
上,进而利用双
曲线的标准方程求解轨迹方程即可.
【详解】由题意知,圆
的半径
,延长
交直线
于点
,连接
,
因为
,且
,所以
,且
为
中点,
所以
,且
,
因此,
,
所以点
在以
,
为焦点的双曲线
上,
设
的方程为
,可知
,所以
,
又
,则
,所以
的方程为
,即
,
又点
是圆
外一点,
所以
,即
,故所求轨迹方程为
.
故选:B
7.(24-25 高二上·海南·阶段练习)已知圆
:
,点
,点
.点P 是圆O 上异于
,
的动点.过点P 作x 轴的垂线,垂足为Q,点
满足
,则点
的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】设
,
,则
,根据
可得
,代入
即可求解.
【详解】设
,
,则
,
所以
,
,
因为
,所以
,所以
,
因为
在圆
上,所以
,
所以
,即
,
因为点
是圆
上异于
,
的动点,所以
,
所以点
的轨迹方程为
.
故选:
.
8.(多选)(2025·辽宁·一模)已知点Q 在圆
上,
,动点
满足:在
中,
.则( )
A.记
的轨迹方程为轨迹:
B.
的最大值为
C.
的最小值是
D.
(点O 为坐标原点)的最小值为7
【答案】ACD
【分析】根据题意作出示意图,设点
坐标,然后表示出
,即可建立方程,求得
的
轨迹方程,判断A 选项;设点
在一象限,化简
,由基本不等式求得
的最值,
从而得到角的范围,判断B 选项;由抛物线的性质化简得
,由
的范围求得结果判
断C 选项;由图可知当
在圆与
轴的左交点处时,此时
同时取最小,即可判断D 选项.
【详解】由题意可知
,设
,过点
作
轴于点
,如图:
则
,
,
∴
,即
,∴
,A 选项正确;
∵由对称性可假设点
在一象限,则
,∵
,
当且仅当
,即
时取等号,
所以
,∴
,B 选项错误;
,∴
,C 选项正确;
当
在圆与
轴的左交点处时,此时
同时取最小,
,∴
的最小
值为:7,D 选项正确.
故选:ACD.
9.(多选)(2025·湖南邵阳·模拟预测)有这样一句诗歌:世界上最远的距离,不是树枝无法相依,而是
相互瞭望的星星,却没有交汇的轨迹;世界上最远的距离,不是星星之间的轨迹,而是纵然轨迹交汇,却
在转瞬间无处寻觅.已知点
,直线
,动点
与点
之间的距离是点
到直线的距离的一半.若
某直线上存在这样的点
,则称该直线为“最远距离直线”,则下列结论中正确的是( )
A.点
的轨迹方程是
B.直线
是“最远距离直线”
C.平面上有一点
,则
的最小值为5
D.点
到直线
的距离的最大值为
【答案】BCD
【分析】选项A:已知点
轨迹是椭圆,由条件求出椭圆方程即可判断;选项B:联立直线
与
椭圆方程,得到交点坐标,判断它是“最远距离直线”;选项C:利用
,当
与
纵坐标相等且
在
右侧时,
取最小值;选项D:根据直线
与椭圆相切及平行关系,通过两平
行切线距离求距离最大值.
【详解】由题意可知点
的轨迹是椭圆,其中
,
,则
.
所以点
的轨迹方程为
,故A 错误.
由
得
,
,则直线
是“最远距离直线”,故B 正确.
由
可知,
,当点
与点
纵坐标相等且点
在点
右侧时,
取得
最小值,为
,C 正确.
由
可知,直线
与椭圆相切,直线
与直线
平行,
由椭圆的对称性易知与直线
平行的另一条椭圆的切线方程为
,
故直线
与直线
之间的距离即所求距离的最大值,为
,故D 正确.
故选:BCD.
10.(2025·福建三明·三模)平面直角坐标系
中,M 是一个动点,直线
与直线
垂直,垂
足
位于第一象限,直线
与直线
垂直,垂足
位于第四象限,且
.
(1)求动点M 的轨迹方程C;
(2)若过点
的直线交曲线C 于B、D 两点,D 关于x 轴的对称点为点A(异于点B),直线AB 与x 轴
交于点G,求
面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件得到
,利用点到直线的距离得到
和
,再根据向量的数量积即可求解;
(2)设直线BD 方程为
,联立直线BD 的方程和曲线C,利用韦达定理得到
和
,写出直线AB 的方程,令
得到
,进而得到
,利用换元法结合二次函数在给定区间的值域求解即可.
【详解】(1)设
,直线
与直线
的夹角为
,即
,
又因为
,所以
,
又因为
,
,
所以
,化简得
,
由于
位于第一象限,
位于第四象限,
所以M 的轨迹方程
;
(2)由题可知直线斜率不为0,故设直线BD 方程为
,
,
,
,
,
联立直线BD 与曲线C,可得
且
,
化简得
,
,
,
,
,所以
,
设直线AB 方程为
,
令
,得
,
所以
,
所以
,
令
,
,
所以
,
,
,
综上,
面积的取值范围为
.