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专题02 圆锥曲线中的中点弦问题(点差法+联立法)
(典型题型归类训练)
一、必备秘籍
1、相交弦中点(点差法)
直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后根据实际情况处
理该式子。
主要有以下几种问题:
(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;
中点M (x0, y0), x0= x1+x2
2
, y0= y1+ y2
2
2、点差法
设直线和曲线的两个交点A(x1, y1),B( x2, y2),代入椭圆方程,得
x
12
a2 +
y
12
b2 =1;
x
22
a2 +
y
22
b2 =1;
将两式相减,可得
x
12−x
22
a2
+
y
12−y
22
b2
=0 ;( x1+x2)( x1−x2)
a2
=−( y1+ y2)( y1−y2)
b2
;
最后整理得:1=−a2( y1+ y2)( y1−y2)
b2( x1+x2)( x1−x2) ⇒
1=−k⋅a2
b2⋅y0
x0
同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:1=a2( y1+ y2)( y1−y2)
b2( x1+x2)( x1−x2) ⇒
1=k⋅a2
b2⋅y0
x0
设直线和曲线的两个交点A(x1, y1),B( x2, y2),代入抛物线方程,得y
12=2 px 1; y
22=2 px 2 ;
将两式相减,可得( y1−y2)( y1+ y2)=2 p( x1−x2);整理得:
y1−y2
x1−x2
=
2 p
y1+ y2
二、典型题型
题型一:求直线方程
1.(2024 上·江苏南通·高二统考期末)已知椭圆
,直线经过点
与
交于
两点.
若
是线段
的中点,则的方程为( )
A.
B.
C.
D.
1
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2.(2024·全国·高二专题练习)已知双曲线
的一条渐近线与直线
垂直,
且右顶点
到该条渐近线的距离为
.
(1)求双曲线
的方程;
(2)若直线与双曲线
交于
两点,线段
的中点为
,求直线的斜率.
3.(2024 上·河北保定·高二统考期末)一动圆经过点
且与直线
相切,设该动圆圆心的轨迹
为曲线C.
(1)求曲线C 的方程;
(2)若直线l 与C 交于A,B 两点,且线段AB 的中点坐标为
,求直线l 的方程.
4.(2024·全国·高二专题练习)过点
的直线l 与双曲线
相交于A,B 两点,且P 为线段
AB 的中点,求直线l 的方程.
题型二:求离心率
1.(2024 上·辽宁大连·高二校联考期末)椭圆
,
,
,
为椭圆
过点E 的一条弦,且
,直线
的斜率与
的斜率乘积为
,则椭圆
的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
2
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2.(2024 上·山东枣庄·高三统考期末)斜率为
的直线分别与
轴,
轴交于
两点,且与椭圆
,在第一象限交于
两点,且
,则该椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2024 上·云南昭通·高二昭通市第一中学校联考期末)斜率为
的直线与椭圆
交于
A,B 两点,
为线段
的中点,则椭圆的离心率为 .
4.(2024 上·河北石家庄·高二统考期末)已知过点
的直线与双曲线
:
交
于A、B 两点,若点P 是线段
的中点,则双曲线C 的离心率取值范围是 .
题型三:求弦中点的轨迹方程
1.(2023 上·河南南阳·高二统考阶段练习)已知椭圆
.
(1)求过点
且被
点平分的弦所在直线的方程;
(2)过点
引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程.
2.(2023 上·江西南昌·高三南昌市外国语学校校考阶段练习)已知拋物线
,过其焦点
作两条
相互垂直且不平行于
轴的直线,分别交抛物线
于点
和点
的中点分别为
.
(1)若直线
的斜率为2,求直线
的方程;
(2)求线段
的中点
的轨迹方程.
3
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题型四:求曲线方程
1.(2023·全国·高一专题练习)已知椭圆方程为
,其右焦点为F(4,0),过点F 的
直线交椭圆与A,B 两点.若AB 的中点坐标为
,则椭圆的方程为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆G:
,斜率为
的直线l 交椭圆于A,B 两
点.若AB 的中点坐标为
,试写出椭圆G 的一个标准方程 .
3.(2022 上·陕西铜川·高二校考期末)已知抛物线
的焦点为
,直线
交
抛物线C 于
两点,线段
的中点为
为坐标原点,且直线
的斜率为
.
(1)求抛物线C 的方程;
(2)求实数m 的值.
题型五:处理存在性问题
1.(2024 上·上海·高二上海市育才中学校考期末)已知双曲线
中,离心率为
,
且经过点
.
(1)求双曲线方程;
(2)若直线
与双曲线左支有两个交点,求
的取值范围;
(3)过点
是否能作直线
与双曲线交于
、
两点,且使得
是
的中点,若存在,求出直线
的方程,若不存在,请说明理由.
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2.(2023·广西南宁·南宁三中校考模拟预测)已知双曲线
(
)经过点
,其渐
近线方程为
.
(1)求双曲线C 的方程;
(2)过点
的直线l 与双曲线C 相交于A,B 两点,P 能否是线段AB 的中点?请说明理由.
3.(2023 上·四川遂宁·高二四川省蓬溪中学校校考阶段练习)已知
,
,动圆
与圆
和圆
都外切,圆心
的轨迹为曲线
.
(1)求曲线C 的方程;
(2)若过点
的直线交曲线C 于A,B 两点,点Q 能否为线段
的中点?为什么?
题型六:确定参数的取值范围
1.(2024 上·内蒙古锡林郭勒盟·高二统考期末)设椭圆C:
(
)的两个焦点是
和
(
),且椭圆C 与圆
有公共点.
(1)求实数a 的取值范围;
(2)若椭圆C 上的点到焦点的最长距离为
,求椭圆C 的方程;
(3)对(2)中的椭圆C,直线:
(
)与C 交于不同的两点M,N,若线段
的垂直平分线
恒过点
,求实数
的取值范围.
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2.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆
:
,A 为椭圆的下顶点,设椭圆
与直线
相交于不同的两点
、
,
为弦
的中点,当
时,求
的取值范围.
3.(2023 上·河北邢台·高三邢台市第二中学校考期末)椭圆
,
,
,
,
四点中恰有三点在椭圆
上.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)椭圆
上两点
、
,若直线
过点
,且
,线段
的中点为
,求直线
的
斜率的取值范围.
题型七:定值问题
1.(2024 上·河北邯郸·高三磁县第一中学校考阶段练习)已知椭圆
的右焦点为
,
右顶点为
,上顶点为
,点
为坐标原点,线段
的中点恰好为
,点
到直线
的距离为
.
(1)求
的方程;
(2)设点
在直线
上,过
作
的垂线交椭圆
于
两点.记
与
面积分别为
,
求
的值.
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2.(2023 上·山东青岛·高二青岛二中校考期中)已知
为坐标原点,
,
,直线
,
的斜率之积为4,记动点
的轨迹为
.
(1)求
的方程;
(2)直线经过点
,与
交于
,
两点,线段
中点
在第一象限,且纵坐标为4,求
.
3.(2022 上·陕西安康·高二校考期末)已知椭圆E 的中心在原点,焦点为
,且离心
率
.
(1)求椭圆E 的方程;
(2)过点
的直线l 与椭圆E 相交于A,B 两点且P 为AB 的中点求弦长
.
三、专项训练
一、单选题
1.(2024 上·山西太原·高二统考期末)在椭圆
中,以点
为中点的弦所在的直线方程为
( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024 上·辽宁大连·高二校联考期末)椭圆
,
,
,
为椭圆
过点E 的一条弦,且
,直线
的斜率与
的斜率乘积为
,则椭圆
的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2024 上·湖南·高二校联考期末)过抛物线
的焦点的直线与抛物线C 相交于A,B 两
点,若线段
中点的坐标为
,则
( )
A.4
B.3
C.2
D.1
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4.(2024 上·山东枣庄·高三统考期末)斜率为
的直线分别与
轴,
轴交于
两点,且与椭圆
,在第一象限交于
两点,且
,则该椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
5.(2024 上·重庆·高二重庆八中校考期末)直线
经过椭圆
的左焦点
,且与椭圆交于
两点,若
为线段
中点,
,则椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2024 上·湖北武汉·高三统考期末)已知A,B 为双曲线
上不同两点,下列点中可为线段
的中点的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2024 上·内蒙古呼和浩特·高三统考开学考试)已知双曲线C:
,若双曲线C 的一条弦的中点
为
,则这条弦所在直线的斜率为( )
A.
B.
C.1
D.
8.(2023 上·山东枣庄·高二滕州市第一中学新校校考阶段练习)直线
与抛物线
交于
两点,
中点的横坐标为2,则
为( )
A.
B.2
C.
或2
D.以上都不是
二、解答题
9.(2023 上·湖北襄阳·高二襄阳市第一中学校考阶段练习)直线
与椭圆
相交于不同
的两点
,若
的中点的横坐标为
,求:
(1)
的值;
(2)弦长
的值.
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10.(2023 上·江西南昌·高三南昌市外国语学校校考阶段练习)已知拋物线
,过其焦点
作两
条相互垂直且不平行于
轴的直线,分别交抛物线
于点
和点
的中点分别为
.
(1)若直线
的斜率为2,求直线
的方程;
(2)求线段
的中点
的轨迹方程.
11.(2023 上·江苏南京·高二南京外国语学校校考阶段练习)以两条坐标轴为对称轴的椭圆
过点
和
,直线与椭圆
相交于
两点,
为线段
的中点.
(1)求椭圆
的方程;
(2)若点
的坐标为
,求直线的方程;
12.(2023 上·江西·高二校联考阶段练习)已知椭圆
:
的离心率为
,
是
椭圆
上一点.
(1)求椭圆
的方程;
(2)若
,
是椭圆
上两点,且线段
的中点坐标为
,求直线
的方程.
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13.(2022 上·陕西咸阳·高二咸阳市实验中学校考阶段练习)已知双曲线
的右焦点
为
,虚轴长为
.
(1)求双曲线
的方程;
(2)若直线与双曲线
交于
两点,且线段
的中点为
,求直线
的方程.
14.(2023·四川成都·成都七中校考模拟预测)已知椭圆
,
,
为C 的左右焦点.
点
为椭圆上一点,且
.过P 作两直线与椭圆C 相交于相异的两点A,B,直线PA、
PB 的倾斜角互补,直线AB 与x,y 轴正半轴相交.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)点M 满足
,求M 的轨迹方程.
15.(2023 下·福建·高二福建师大附中校考开学考试)已知双曲线
.
(1)试问过点
能否作一条直线与双曲线交于,
两点,使
为线段
的中点,如果存在,求出其
方程;如果不存在,说明理由;
(2)直线:与双曲线有唯一的公共点,过点且与垂直的直线分别交轴、轴于,两点.当点运动时,求点的轨迹
方程.
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