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專題52定值問題(新高考專用)目錄目錄【真題自測】 2【考點突破】 9【考點1】長度或距離為定值 9【考點2】斜率或其表達式為定值 19【考點3】幾何圖形的面積為定值 28【分層檢測】 39【基礎(chǔ)篇】 39【能力篇】 49【培優(yōu)篇】 56真題自測真題自測一、解答題1.(2024·全國·高考真題)已知橢圓的右焦點為,點在上,且軸.(1)求的方程;(2)過點的直線交于兩點,為線段的中點,直線交直線于點,證明:軸.2.(2023·全國·高考真題)已知橢圓的離心率是,點在上.(1)求的方程;(2)過點的直線交于兩點,直線與軸的交點分別為,證明:線段的中點為定點.3.(2023·北京·高考真題)已知橢圓的離心率為,A、C分別是E的上、下頂點,B,D分別是的左、右頂點,.(1)求的方程;(2)設(shè)為第一象限內(nèi)E上的動點,直線與直線交于點,直線與直線交于點.求證:.4.(2022·全國·高考真題)設(shè)拋物線的焦點為F,點,過F的直線交C于M,N兩點.當直線MD垂直于x軸時,.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線與C的另一個交點分別為A,B,記直線的傾斜角分別為.當取得最大值時,求直線AB的方程.參考答案:1.(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)Fc,0,根據(jù)的坐標及軸可求基本量,故可求橢圓方程.(2)設(shè),Ax1,y1,Bx2,y2【詳解】(1)設(shè)Fc,0,由題設(shè)有且,故,故,故,故橢圓方程為.(2)直線的斜率必定存在,設(shè),Ax1,y1由可得,故,故,又,而,故直線,故,所以,故,即軸.【點睛】方法點睛:利用韋達定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點坐標為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;(3)列出韋達定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達定理求解.2.(1)(2)證明見詳解【分析】(1)根據(jù)題意列式求解,進而可得結(jié)果;(2)設(shè)直線的方程,進而可求點的坐標,結(jié)合韋達定理驗證為定值即可.【詳解】(1)由題意可得,解得,所以橢圓方程為.(2)由題意可知:直線的斜率存在,設(shè),聯(lián)立方程,消去y得:,則,解得,可得,因為,則直線,令,解得,即,同理可得,則,所以線段的中點是定點.
【點睛】方法點睛:求解定值問題的三個步驟(1)由特例得出一個值,此值一般就是定值;(2)證明定值,有時可直接證明定值,有時將問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值;(3)得出結(jié)論.3.(1)(2)證明見解析【分析】(1)結(jié)合題意得到,,再結(jié)合,解之即可;(2)依題意求得直線、與的方程,從而求得點的坐標,進而求得,再根據(jù)題意求得,得到,由此得解.【詳解】(1)依題意,得,則,又分別為橢圓上下頂點,,所以,即,所以,即,則,所以橢圓的方程為.(2)因為橢圓的方程為,所以,因為為第一象限上的動點,設(shè),則,
易得,則直線的方程為,,則直線的方程為,聯(lián)立,解得,即,而,則直線的方程為,令,則,解得,即,又,則,,所以,又,即,顯然,與不重合,所以.4.(1);(2).【分析】(1)由拋物線的定義可得,即可得解;(2)法一:設(shè)點的坐標及直線,由韋達定理及斜率公式可得,再由差角的正切公式及基本不等式可得,設(shè)直線,結(jié)合韋達定理可解.【詳解】(1)拋物線的準線為,當與x軸垂直時,點M的橫坐標為p,此時,所以,所以拋物線C的方程為;(2)[方法一]:【最優(yōu)解】直線方程橫截式設(shè),直線,由可得,,由斜率公式可得,,直線,代入拋物線方程可得,,所以,同理可得,所以又因為直線MN、AB的傾斜角分別為,所以,若要使最大,則,設(shè),則,當且僅當即時,等號成立,所以當最大時,,設(shè)直線,代入拋物線方程可得,,所以,所以直線.[方法二]:直線方程點斜式由題可知,直線MN的斜率存在.設(shè),直線由得:,,同理,.直線MD:,代入拋物線方程可得:,同理,.代入拋物線方程可得:,所以,同理可得,由斜率公式可得:(下同方法一)若要使最大,則,設(shè),則,當且僅當即時,等號成立,所以當最大時,,設(shè)直線,代入拋物線方程可得,,所以,所以直線.[方法三]:三點共線設(shè),設(shè),若P、M、N三點共線,由所以,化簡得,反之,若,可得MN過定點因此,由M、N、F三點共線,得,
由M、D、A三點共線,得,
由N、D、B三點共線,得,則,AB過定點(4,0)(下同方法一)若要使最大,則,設(shè),則,當且僅當即時,等號成立,所以當最大時,,所以直線.【整體點評】(2)法一:利用直線方程橫截式,簡化了聯(lián)立方程的運算,通過尋找直線的斜率關(guān)系,由基本不等式即可求出直線AB的斜率,再根據(jù)韋達定理求出直線方程,是該題的最優(yōu)解,也是通性通法;法二:常規(guī)設(shè)直線方程點斜式,解題過程同解法一;法三:通過設(shè)點由三點共線尋找縱坐標關(guān)系,快速找到直線過定點,省去聯(lián)立過程,也不失為一種簡化運算的好方法.考點突破考點突破【考點1】長度或距離為定值一、解答題1.(24-25高三上·江西九江·開學考試)已知橢圓的離心率為,右焦點為,點在上.(1)求的方程;(2)已知為坐標原點,點在直線上,若直線與相切,且,求的值.2.(24-25高三上·江西·開學考試)已知雙曲線其左、右焦點分別為,若,點到其漸近線的距離為.(1)求雙曲線C的標準方程;(2)設(shè)過點的直線l與雙曲線C的左、右兩支分別交于A,B兩點,且,若成等比數(shù)列,則稱該雙曲線為“黃金雙曲線”,判斷雙曲線C是否為“黃金雙曲線”,并說明理由.3.(24-25高三上·青海西寧·開學考試)已知橢圓的離心率為,點在橢圓上運動,且面積的最大值為.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè),分別是橢圓的右頂點和上頂點,不過原點的直線與直線平行,且與軸,軸分別交于點,,與橢圓相交于點,,為坐標原點.(ⅰ)求與的面積之比;(ⅱ)證明:為定值.4.(24-25高三上·山東德州·開學考試)已知雙曲線焦點在軸上,離心率為,且過點,直線與雙曲線交于兩點,的斜率存在且不為0,直線與雙曲線交于兩點.(1)若的中點為,直線的斜率分別為為坐標原點,求;(2)若直線與直線的交點在直線上,且直線與直線的斜率和為0,證明:.5.(24-25高三上·安徽·開學考試)已知橢圓的左右頂點分別為是橢圓上異于的動點,滿足,當為上頂點時,的面積為8.(1)求橢圓的標準方程;(2)過點的直線與橢圓交于不同的兩點(與不重合),直線分別與直線交于兩點,求的值.6.(24-25高三上·廣西·階段練習)橢圓E:的離心率為,過點的直線l與橢圓E交于M,N兩點.當直線l過坐標原點O時,.(1)求橢圓E的方程.(2)設(shè)A,B分別是橢圓E的右頂點和上頂點,過點M作x軸的平行線分別與直線AB,NB交于C,D兩點.試探究D,C,M三點的橫坐標是否構(gòu)成等差數(shù)列,并說明理由.參考答案:1.(1)(2)【分析】(1)根據(jù)橢圓離心率定義和橢圓上的點以及的關(guān)系式列出方程組,解之即得;(2)將直線與橢圓方程聯(lián)立,消元,根據(jù)題意,由推得,又由,寫出直線的方程,與直線聯(lián)立,求得點坐標,計算,將前式代入化簡即得.【詳解】(1)設(shè)Fc,0,依題意,解得故的方程為.(2)
如圖,依題意F1,0,聯(lián)立消去,可得,依題意,需使,整理得(*).因為,則直線的斜率為,則其方程為,聯(lián)立解得即故,將(*)代入得,故.2.(1)(2)是,理由見詳解【分析】(1)根據(jù)焦距可得,再根據(jù)點到其漸近線的距離可得,即可得方程;(2)設(shè),根據(jù)結(jié)合韋達定理可得,進而求,結(jié)合等比中項分析判斷.【詳解】(1)由題意可知:,即,則,其中一條漸近線為,即,因為點到其漸近線的距離為,則,所以雙曲線C的標準方程.(2)雙曲線C為“黃金雙曲線”,理由如下:設(shè)Px0,y0為雙曲線C可得,若為雙曲線C的上左支一點,則,則,且,可得;若為雙曲線C的上右支一點,則,則,且,可得;由題意可知:,漸近線方程為,則直線l的斜率存在,,
設(shè),聯(lián)立方程,消去y可得,則,因為,則,可得,即,解得,此時,,且,因為,即,則成等比數(shù)列,所以該雙曲線為“黃金雙曲線”.【點睛】方法點睛:求解定值問題的三個步驟(1)由特例得出一個值,此值一般就是定值;(2)證明定值,有時可直接證明定值,有時將問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值.3.(1)(2)(?。?;(ⅱ)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率及三角形的面積列出方程組求解即可;(2)設(shè)出直線方程,直線與橢圓交點坐標,聯(lián)立直線方程與橢圓方程,可得出根與系數(shù)的關(guān)系,(?。┍硎境鋈切蔚拿娣e,由根與系數(shù)的關(guān)系化簡可得解,(ⅱ)直接由兩點間的距離公式及根與系數(shù)的關(guān)系化簡即可得證.【詳解】(1)根據(jù)題意,可得,解得,,所以橢圓的方程為.(2)如圖所示:由橢圓方程知,,故,設(shè)直線的方程為,則,,聯(lián)立方程,消去,整理得,,得且,設(shè),,則,.(ⅰ),,,與的面積之比為1.(ⅱ)證明:.綜上,.4.(1)16(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率和,得到方程組,求出雙曲線方程,利用點差法進行求解;(2)設(shè),設(shè)直線的方程為,聯(lián)立雙曲線方程,得到兩根之和,兩根之積,利用弦長公式得到,得到,由,所以,從而,證明出結(jié)論.【詳解】(1)設(shè)雙曲線方程為,則,解得,所以,設(shè)因為兩點都在雙曲線上,所以,兩式作差得,整理得則;
(2)設(shè),設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,化簡得,,則,故,,由,所以,從而,即.【點睛】定值問題常見方法:(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個值與變量無關(guān);(2)直接推理計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值.5.(1);(2).【分析】(1)根據(jù)給定條件,取橢圓上頂點列式求出即可得解.(2)設(shè)出直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,借助韋達定理計算即得.【詳解】(1)不妨設(shè)橢圓上頂點,此時,因為的面積為8,所以,聯(lián)立解得,所以橢圓的標準方程為.(2)依題意,直線的斜率存在,設(shè)斜率為,則直線的方程為,由消去并整理得,設(shè),則,直線的方程為y=y1x1+4x+4,令,得點則,同理得,所以.
6.(1)(2)D,C,M三點的橫坐標構(gòu)成等差數(shù)列,證明見解析【分析】(1)由題意,得直線l的方程,根據(jù)直線l與橢圓相交弦長MN,求出的坐標,從而由離心率與的坐標列出等式求出和的值,進而可得橢圓的方程;(2)設(shè)出直線的方程,將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,將問題轉(zhuǎn)化成求證,按部就班求解即可.【詳解】(1)由于離心率,所以,當過點的直線l過坐標原點O時,直線斜率為,則此時直線l的方程為,設(shè)直線l與橢圓E交點,不妨取,則,且①,因為,所以②,由①②可得,,所以可得,解得,故橢圓E的方程為(2)D,C,M三點的橫坐標構(gòu)成等差數(shù)列,理由如下:不妨設(shè)直線的方程為,,,,,,因為直線經(jīng)過點,所以,聯(lián)立,消去并整理得,由韋達定理得,,所以,因為,,三點共線,所以,而,即,則,故,,三點的橫坐標成等差數(shù)列.反思提升:探求圓錐曲線中的定線段的長的問題,一般用直接求解法,即先利用弦長公式把要探求的線段表示出來,然后利用題中的條件(如直線與曲線相切等)得到弦長表達式中的相關(guān)量之間的關(guān)系式,把這個關(guān)系式代入弦長表達式中,化簡可得弦長為定值.【考點2】斜率或其表達式為定值一、解答題1.(24-25高三上·北京·開學考試)已知橢圓的離心率為,左、右頂點分別為A、B,左、右焦點分別為.過右焦點的直線l交橢圓于點M、N,且的周長為16.(1)求橢圓C的標準方程;(2)記直線AM、BN的斜率分別為,證明:為定值.2.(24-25高三上·陜西·開學考試)已知雙曲線的左焦點為F,左頂點為E,虛軸的上端點為P,且,.(1)求雙曲線C的標準方程;(2)設(shè)是雙曲線C上不同的兩點,Q是線段的中點,O是原點,直線的斜率分別為,證明:為定值.3.(24-25高三上·遼寧鞍山·開學考試)已知橢圓,右焦點為且離心率為,直線,橢圓的左右頂點分別為為上任意一點,且不在軸上,與橢圓的另一個交點為與橢圓C的另一個交點為.
(1)直線和直線的斜率分別記為,求證:為定值;(2)求證:直線過定點.4.(23-24高二上·云南昆明·階段練習)已知雙曲線的左、右焦點分別為,左、右頂點分別為M,N,且經(jīng)過點.(1)求C的方程;(2)動點A在圓上,動點B在雙曲線C上,設(shè)直線MA,MB的斜率分別為,若N,A,B三點共線,試探索之間的關(guān)系.5.(2024高二上·江蘇·專題練習)已知圓C的圓心坐標為,且該圓經(jīng)過點.(1)求圓C的標準方程;(2)直線m交圓C于M,N兩點,若直線AM,AN的斜率之和為0,求證:直線m的斜率是定值,并求出該定值.6.(2024·廣東佛山·模擬預(yù)測)已知雙曲線的離心率為,右焦點到雙曲線的一條漸近線的距離為1,兩動點在雙曲線上,線段的中點為.(1)證明:直線的斜率為定值;(2)為坐標原點,若的面積為,求直線的方程.參考答案:1.(1)(2)【分析】(1)由已知條件結(jié)合橢圓定義、離心率公式,確定a,b,c的值,得出橢圓的標準方程.(2)設(shè)直線的方程為:,與橢圓方程聯(lián)立,消去得到關(guān)于的一元二次方程,由韋達定理得到,,再把用,表示出來,化簡即可得解.【詳解】(1)由的周長為16,及橢圓的定義,可知:,即,又離心率為所以.所以橢圓C的方程為:.(2)依題意,直線l與x軸不重合,設(shè)l的方程為:.聯(lián)立得:,因為在橢圓內(nèi),所以,即,易知該不等式恒成立,設(shè),由韋達定理得.又,則注意到,即:.【點睛】方法點睛:利用韋達定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點坐標為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,必要時計算;(3)列出韋達定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達定理求解.2.(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)雙曲線C的半焦距為,利用雙曲線的定義結(jié)合勾股定理計算即可;(2)設(shè)的坐標,利用中點坐標公式表示Q,再利用點差法計算即可.【詳解】(1)不妨設(shè)雙曲線C的半焦距為,,,解得,則,故雙曲線C的標準方程為;(2)設(shè),則,為雙曲線C上的兩點,兩式相減得,整理得,則,故為定值,定值為4.3.(1)證明見解析(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率列式求,即可得橢圓方程,結(jié)合斜率公式分析證明;(2)解法一:設(shè),聯(lián)立方程可得韋達定理,根據(jù)斜率關(guān)系列式求得,即可得結(jié)果;解法二:設(shè),聯(lián)立方程求坐標,進而根據(jù)直線方程分析定點.【詳解】(1)由題意,可得,所以橢圓,且設(shè),則,即,可得,所以為定值.(2)解法一:設(shè),則,可得,設(shè)直線,,聯(lián)立方程,消去x可得,則,解得,且,則,整理可得,則,因為,則,解得,所以直線過定點解法二:設(shè),則,直線,可知與橢圓必相交,聯(lián)立方程,消去y可得,則,解得,同理,直線的斜率存在時,,則,令,;當?shù)男甭什淮嬖跁r,則,解得;綜上所述:直線過定點【點睛】方法點睛:1.過定點問題的兩大類型及解法(1)動直線l過定點問題.解法:設(shè)動直線方程(斜率存在)為由題設(shè)條件將t用k表示為,得,故動直線過定點;(2)動曲線C過定點問題.解法:引入?yún)⒆兞拷⑶€C的方程,再根據(jù)其對參變量恒成立,令其系數(shù)等于零,得出定點.2.求解定值問題的三個步驟(1)由特例得出一個值,此值一般就是定值;(2)證明定值,有時可直接證明定值,有時將問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值;(3)得出結(jié)論.4.(1)(2)【分析】(1)借助雙曲線定義計算即可得;(2)設(shè),則有,即可得,結(jié)合得到,即可得解.【詳解】(1)由題意知,,由雙曲線定義得,所以,所以C的方程為.(2)設(shè)點,則,即,由,則①,又②,因為N,A,B三點共線,所以,由①②得,即.5.(1);(2)證明見解析,.【分析】(1)根據(jù)給定條件,求出圓C的半徑即可作答.(2)設(shè)出直線AM,AN的方程,與圓C的方程聯(lián)立,求出點M,N的坐標,再用斜率坐標公式計算作答.【詳解】(1)依題意,圓C的半徑,所以圓C的標準方程是:.(2)設(shè)直線方程為:,由消去y并整理得:,則有點,而直線:,同理,于是得直線的斜率,所以直線m的斜率是定值,該定值為.6.(1)證明見解析(2)【分析】(1)由題意可得的關(guān)系,求解即可.(2)設(shè),求得弦長與原點到直線的距離,由面積可求直線的方程.【詳解】(1)由已知可得,解得,所以雙曲線方程為,設(shè),所以,兩式相減,可得,又線段的中點為,所以,,所以,解得,所以直線的斜率為定值;(2)由(1)設(shè)直線的方程為,由,所以,整理可得,所以,解得或,所以,,
所以,又原點到直線的距離為,所以的面積為,化簡可得,解得,所以直線的方程.反思提升:第一步求圓錐曲線的方程第二步特殊情況分類討論第三步聯(lián)立直線和圓錐曲線的方程第四步應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系用參數(shù)表示點的坐標第五步根據(jù)相關(guān)條件計算推證第六步明確結(jié)論【考點3】幾何圖形的面積為定值一、解答題1.(2024高二上·江蘇·專題練習)在平面直角坐標系中,已知橢圓的左頂點為A,上頂點為B,右焦點為F,連接BF并延長交橢圓C于點橢圓P.(1)若,,求橢圓C的方程(2)若直線AB與直線AP的斜率之比是-2,證明:為定值,并求出定值.2.(2024·江蘇蘇州·模擬預(yù)測)已知橢圓與圓在第一、第二象限分別交于Q、P兩點,且滿足(1)求橢圓γ的標準方程;(2)A是橢圓上的一點,若存在橢圓的弦BC使得,求證:四邊形OABC的面積為定值.3.(23-24高二上·福建泉州·期中)已知圓:,直線過點且與圓交于點B,C,中點為D,過中點E且平行于的直線交于點P,記P的軌跡為.(1)求的方程;(2)坐標原點O關(guān)于,的對稱點分別為,,點,關(guān)于直線的對稱點分別為,,過的直線與交于點M,N,直線,相交于點Q.請從下列結(jié)論中,選擇一個正確的結(jié)論并給予證明.①的面積是定值;②的面積是定值;③的面積是定值.4.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知雙曲線C的中心是坐標原點,對稱軸為坐標軸,且過A?2,0,兩點.(1)求C的方程;(2)設(shè)P,M,N三點在C的右支上,,,證明:(?。┐嬖诔?shù),滿足;(ⅱ)的面積為定值.5.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知橢圓分別為橢圓的左?右頂點,分別為橢圓的左?右焦點,斜率存在的直線交橢圓于兩點,記直線的斜率分別為.(1)證明:;(2)若,求的取值范圍.6.(2024高三·全國·專題練習)如圖所示,已知橢圓系方程:(,),、是橢圓的焦點,是橢圓上一點,且.(1)求的離心率,求出的方程.(2)P為橢圓上任意一點,過P且與橢圓相切的直線l與橢圓交于M、N兩點,點P關(guān)于原點的對稱點為Q,求證:的面積為定值.參考答案:1.(1)(2)證明見解析,.【分析】(1)由和在橢圓上求出,即可.(2)求出直線BF的方程,并與橢圓方程聯(lián)立求得點坐標,再由給定條件結(jié)合面積公式求解即可.【詳解】(1)由,,得:,解得,又點在橢圓上,則,解得,所以橢圓的方程為.(2)證明:依題意,令,直線,由,得,直線AB的斜率,直線AP的斜率,則,即,有,得,,于是得點,,,所以為定值.2.(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)橢圓和圓的對稱性可得,,再代入橢圓和圓的方程中,解方程組求出和的值即可;(2)設(shè),,易知四邊形是平行四邊形,設(shè)直線的方程為,將其與橢圓方程聯(lián)立,結(jié)合韋達定理,弦長公式以及橢圓的方程,推出,再利用點到直線的距離公式,表示出四邊形的面積,然后化簡即可得定值.【詳解】(1)由對稱性知,,因為,,所以△是邊長為1的等邊三角形,因為位于第一象限,所以,,代入橢圓的方程有,代入圓的方程有,聯(lián)立解得,,所以橢圓的標準方程為.(2)證明:設(shè),,則直線的斜率為,且,即,因為,所以四邊形是平行四邊形,,設(shè)直線的方程為,,,,,聯(lián)立,得,所以,,所以,因為,所以,整理得,即,而點到直線的距離為,所以四邊形的面積,為定值.3.(1)(2)結(jié)論③正確,證明見解析【分析】(1)由幾何性質(zhì)知到,兩點的距離之和為定值可得的軌跡為橢圓.(2)設(shè)直線:,Mx1,y1,Nx2,y2,表示出直線【詳解】(1)由題意得,,,因為D為BC中點,所以,即,又,所以,又E為的中點,所以,所以,所以點P的軌跡是以,為焦點的橢圓(左、右頂點除外),設(shè):,其中,,則,,,,故的方程為:.(2)結(jié)論③正確,下證:的面積是定值.由題意得,,,,,且直線的斜率不為0,可設(shè)直線:,Mx1,y1,Nx2由,得,所以,,所以,直線的方程為:y=y1x1+2x+2由,得,解得,故點Q在直線上,所以Q到的距離,因此的面積是定值為.4.(1)(2)(?。┳C明見解析;(ⅱ)證明見解析【分析】(1)設(shè)C的方程為,其中.由C過A,B兩點,代入解得,即可.(2)(ⅰ)設(shè)Px0,y0,Mx1,y1,Nx2,y2聯(lián)立結(jié)合韋達定理得到,.同理,.再結(jié)合向量運算即可解決.(ⅱ)結(jié)合前面結(jié)論,運用點到直線距離公式,三角形面積公式可解.【詳解】(1)設(shè)C的方程為,其中.由C過A,B兩點,故,,解得,.因此C的方程為.(2)(?。┰O(shè)Px0,y0,Mx1,y
因為,所以直線BM的斜率為,方程為.由,得,所以,.因此.同理可得直線AN的斜率為,直線AN的方程為.由,得,所以,,因此.則,即存在,滿足.(ⅱ)由(?。本€MN的方程為,所以點P到直線MN的距離.而,所以的面積為定值.【點睛】難點點睛:本題屬于中難題,考查直線與雙曲線.本題第(1)小問設(shè)問基礎(chǔ),但需要注意所設(shè)方程的形式;第(2)(?。┬栐陬}干條件翻譯上未設(shè)置較多障礙,但是對4個坐標分量的求解非常考驗學生的代數(shù)基本功和計算能力,區(qū)分度較大.5.(1)證明見解析(2)【分析】(1)設(shè)出直線,聯(lián)立后消去得與有關(guān)的韋達定理后結(jié)合斜率公式計算即可得;(2)借助(1)中的結(jié)論,將面積用未知數(shù)表達后結(jié)合換元法,借助函數(shù)性質(zhì)求最最值即可得.【詳解】(1)設(shè)的方程為,聯(lián)立,消去,得,需滿足,設(shè),則,易知,所以,同理;(2)因為,則由(1)知,,即,由與軸不垂直可得,所以,即,所以,即,整理得,,整理得,解得或,因為在軸的兩側(cè),所以,解得,又時,直線與橢圓有兩個不同的交點,因此,直線恒過點,當時,,,設(shè),則,由與軸不垂直得,且,因為函數(shù)在上為減函數(shù),所以的取值范圍為.【點睛】方法點睛:利用韋達定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點坐標為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;(3)列出韋達定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達定理求解.6.(1)(2)證明見解析【分析】(1)先根據(jù)橢圓,,,求得a,b,進而得到橢圓的方程求解;(2)作伸縮變換,使橢圓變?yōu)閳A,橢圓變?yōu)閳A,由題意得到,再由點P關(guān)于原點的對稱點為Q,求解.【詳解】(1)解:橢圓的方程為,即,∵,∴,,∴,即.又,∴,,∴橢圓的方程為.∴的離心率,橢圓的方程為.(2)作伸縮變換,則橢圓變?yōu)閳A,橢圓變?yōu)閳A.如圖所示.∵直線MN與橢圓相切于點P,則變換后直線與圓相切于點,此時.而,,則,從而,故,于是.又點P關(guān)于原點的對稱點為Q,則,即的面積為定值.【點睛】方法點睛:本題第二問通過作伸縮變換,將橢圓問題轉(zhuǎn)化為圓的問題,易得,再利用對稱性,由而得解.反思提升:探求圓錐曲線中幾何圖形的面積的定值問題,一般用直接求解法,即可先利用三角形面積公式(如果是其他凸多邊形,可分割成若干個三角形分別求解)把要探求的幾何圖形的面積表示出來,然后利用題中的條件得到幾何圖形的面積表達式中的相關(guān)量之間的關(guān)系式,把這個關(guān)系式代入幾何圖形的面積表達式中,化簡即可.分層檢測分層檢測【基礎(chǔ)篇】一、單選題1.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知橢圓:的上、下頂點分別為,,是橢圓上異于,的一點,直線和的斜率分別為,,則滿足的橢圓的方程是(
)A. B. C. D.2.(2024·江西鷹潭·二模)雙曲線:的左,右頂點分別為,曲線上的一點關(guān)于軸的對稱點為,若直線的斜率為,直線的斜率為,則(
)A.3 B. C. D.3.(23-24高三上·湖北·期末)拋物線的方程為,過點的直線交于兩點,記直線的斜率分別為,則的值為(
)A. B. C. D.4.(23-24高三上·四川內(nèi)江·期末)橢圓的焦點為、,點在橢圓上且軸,則到直線的距離為(
)A. B.3 C. D.二、多選題5.(22-23高三上·湖北咸寧·階段練習)過拋物線的焦點F的一條直線交拋物線于,兩點,則下列結(jié)論正確的是(
)A.為定值B.若經(jīng)過點A和拋物線的頂點的直線交準線于點C,則軸C.存在這樣的拋物線和直線AB,使得OA⊥OB(O為坐標原點)D.若直線AB與x軸垂直,則6.(22-23高二下·河南·階段練習)已知橢圓的兩個焦點為是橢圓上的動點,且的面積最大值是,則下列結(jié)論中正確的是(
)A.橢圓的離心率是B.若是左,右端點,則的最大值為C.若點坐標是,則過的的切線方程是D.若過原點的直線交于兩點,則7.(22-23高二上·江蘇泰州·期中)已知橢圓與雙曲線有公共的焦點,,設(shè)是,的一個交點,與的離心率分別是,,則下列結(jié)論正確的有(
)A. B.的面積C.若,則 D.三、填空題8.(22-23高二上·全國·期中)若雙曲線的左、右頂點分別為,,是上的點(異于,),則直線與的斜率乘積等于.9.(23-24高二上·廣西南寧·期中)已知拋物線,過拋物線焦點的直線與拋物線交于,則.10.(22-23高三下·遼寧本溪·階段練習)如圖,已知橢圓C:的左、右頂點分別為A,B,點P是直線上的一點,直線PB交C于另外一點M,記直線PA,AM的斜率分別為,,則.四、解答題11.(24-25高三上·云南大理·開學考試)已知橢圓過點,焦距為,斜率為的直線與橢圓相交于異于點的兩點,且直線均不與軸垂直.(1)求橢圓的方程.(2)記直線的斜率為,直線的斜率為,證明:為定值.(3)若為橢圓的上頂點,求的面積.12.(20-21高三上·西藏日喀則·階段練習)設(shè)拋物線,F(xiàn)為C的焦點,過F的直線l與C交于A,B兩點.(1)若l的斜率為2,求的值;(2)求證:為定值.參考答案:題號1234567答案CBCAABDBDABD1.C【分析】利用點在橢圓上及兩點斜率公式轉(zhuǎn)化計算得,再判定選項即可.【詳解】由題意可知,.設(shè)(),則,所以,所以,所以.結(jié)合選項可得橢圓的方程可以為.故選:C.2.B【分析】依題求出點坐標,設(shè)出點,得,寫出,利用點在雙曲線上,化簡的表達式,計算即得.【詳解】如圖,,不妨設(shè),則,依題意,,因點在雙曲線上,故有,于是,.故選:B.3.C【分析】設(shè)出直線的方程,與拋物線方程聯(lián)立,利用斜率坐標公式結(jié)合韋達定理計算即得.【詳解】顯然直線的斜率存在,設(shè)其方程為,,由消去y并整理得,則,所以.故選:C4.A【分析】先求出、的坐標,再由軸,可求出,再由勾股定理可求出,然后利用等面積法可求得結(jié)果.【詳解】由,得,所以,所以,,當時,,解得,因為軸,所以,所以,設(shè)到直線的距離為,因為,所以,解得,故選:A5.ABD【分析】由已知可得AB的斜率不等于0,所以設(shè)直線方程為,代入拋物線方程,運用韋達定理,可判斷A;求得直線OA方程和準線方程聯(lián)立,求得交點C,可判斷B;若,即,運用韋達定理和點滿足拋物線方程,解方程即可判斷C;當AB與x軸垂直時,,可求得,可判斷D.【詳解】
由已知可得AB的斜率不等于0,所以設(shè)AB的方程為,聯(lián)立直線與拋物線的方程,消去x得,所以為定值,即A正確,經(jīng)過點A和拋物線的頂點的直線的方程為,與準線的交點的坐標,因為,所以,即軸,所以B正確,因為,所以不可能,即C錯誤,當AB與x軸垂直時,,則由拋物線定義得,所以D正確,故選:ABD.6.BD【分析】利用已知解出得到橢圓方程,由離心率的公式計算結(jié)果驗證選項A;利用橢圓定義計算驗證選項B;通過聯(lián)立方程組求切線方程驗證選項C;運用點差法驗證選項D.【詳解】的面積最大值是,則,橢圓方程.,橢圓離心率,A選項錯誤;若是橢圓的左,右端點,則,以為焦點作新橢圓,P為兩個橢圓的交點,當新橢圓短軸最長時最大,所以當P為橢圓的上頂點或下頂點時,有最大值為,B選項正確;點在橢圓上,過點的的切線斜率顯然存在,設(shè)切線方程為,代入橢圓方程消去y得,由,解得,則切線方程為,即,故C選項錯誤;設(shè),都在橢圓上,有和,兩式相減得,,,,D選項正確.故選:BD.7.ABD【分析】根據(jù)焦點三角形與橢圓雙曲線的聯(lián)系,結(jié)合余弦定理,面積公式即可求解.【詳解】設(shè),,又∵,即,又∵,,令,∴,,∴,故A正確;,,,故B正確;當時,,得,∴,故C不正確.設(shè),證明橢圓的焦點三角形面積為,記,,在中,由余弦定理有:,∴,又由橢圓定義有:,∴;∴,又∵,∴,設(shè),證明雙曲線的焦點三角形面積為,記,,在中,由余弦定理有:,∴,又由雙曲線定義有:,∴;∴,又∵,∴,由,故D正確.故選:ABD.8./【分析】利用點在雙曲線上化簡斜率乘積的表達式可求解.【詳解】由題意得,,,不妨設(shè),則.故答案為:9.4【分析】設(shè)出過點的直線方程,與拋物線方程聯(lián)立,利用韋達定理求解即得.【詳解】拋物線的焦點,顯然直線不垂直于軸,設(shè)直線方程為,由消去x并整理得,顯然,所以.故答案為:410.【分析】設(shè),由斜率公式可得,設(shè),則有,由,可得.【詳解】,,設(shè),則,直線PB的斜率.設(shè),則有,由,,所以,所以,故.故答案為:11.(1)(2)證明見解析(3)6【分析】(1)根據(jù)題意得到,再解方程組即可.(2)設(shè),直線的方程為,與橢圓聯(lián)立得到,再利用根系關(guān)系求證為定值即可.(3)根據(jù)弦長公式得到或,利用點到直線的距離公式得到,即可得到答案.【詳解】(1)由題意得解得.故橢圓的方程為.(2)設(shè),直線的方程為.由得,由,得,則.因為直線PM,PN均不與軸垂直.,所以,則且,所以為定值.(3)由(2)易得,解得或.當時,直線經(jīng)過點,不符合題意,舍去.則時,此時直線的方程為.點到直線的距離,故的面積.12.(1)5(2)證明見解析【分析】(1)聯(lián)立直線與拋物線方程,利用焦點弦長公式,即可求解;(2)首先設(shè)直線的方程為,聯(lián)立直線與拋物線方程,并利用韋達定理表示,即可求解.【詳解】(1)過點F1,0,且直線的斜率為2的直線為,設(shè)Ax1,聯(lián)立,得,,;(2)設(shè)過點F1,0的直線,
聯(lián)立,得,,則,.【能力篇】一、單選題1.(2024高二上·江蘇·專題練習)已知橢圓:經(jīng)過點,右焦點為,,分別為橢圓的上頂點和下頂點,若過且斜率存在的直線與橢圓交于兩點,直線與直線的斜率分別為和,則的值為(
)A.1 B.3 C.2 D.二、多選題2.(24-25高三上·江蘇南京·開學考試)拋物線的焦點為為拋物線上一動點,當運動到時,,直線與拋物線相交于兩點,則下列結(jié)論正確的是(
)A.拋物線的方程為:B.拋物線的準線方程為:C.當直線過焦點時,以為直徑的圓與軸相切D.當直線過焦點時,以為直徑的圓與準線相切三、填空題3.(2024高三·全國·專題練習)已知曲線的方程為,設(shè)點在直線上,過的兩條直線分別交于A、兩點和,兩點,且,則直線的斜率與直線的斜率之和為.四、解答題4.(24-25高三上·云南昆明·階段練習)動點到直線與直線的距離之積等于,且.記點M的軌跡方程為.(1)求的方程;(2)過上的點P作圓的切線PT,T為切點,求的最小值;(3)已知點,直線交于點A,B,上是否存在點C滿足?若存在,求出點C的坐標;若不存在,說明理由.參考答案:題號12答案BACD1.B【分析】由已知可得關(guān)于,,的方程組,從而可得,的值,從而可得橢圓的方程;設(shè)直線,與橢圓方程聯(lián)立,可得根與系數(shù)的關(guān)系,利用兩點的斜率公式表示出和,作比,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系即可求解.【詳解】由題意可知,,,橢圓的標準方程為.設(shè)直線:,聯(lián)立直線和橢圓方程,,得,記,,則,由題意知和.則,,則,所以.故選:B2.ACD【分析】對于A,B,根據(jù)拋物線的定義即可求解p,進而知道拋物線方程和準線方程;對于C,D,由拋物線的性質(zhì)易知該結(jié)論正確.證明過程見詳解.【詳解】對于A,如圖所示,過點作準線的垂線,垂足為,
則由拋物線的定義可知:,解得.拋物線的方程為:,故正確;對于,拋物線的準線方程為,故錯誤;對于,如圖所示,取的中點C,過點C作x軸的垂線,垂足為D,
易知拋物線的焦點,設(shè),則,,所以,所以以為直徑的圓與軸相切,故C正確;對于,當直線過拋物線的焦點且與拋物線相交于兩點時,直線的斜率存在,假設(shè),設(shè),AB的中點為,則,如圖所示,作垂直于準線于點,則,
聯(lián)立,消去并整理可得,所以,所以所以,,,,以AB為直經(jīng)的圓與準線相切,故D正確.故選:ACD.【點睛】結(jié)論點睛:如圖所示,
已知拋物線,過其焦點且與
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