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圓錐曲線解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u【題型一】軌跡 2【題型二】新結(jié)構(gòu)卷中19題“定義”型軌跡 7【題型三】直線所過定點不在坐標軸上 13【題型四】面積比值范圍型 17【題型五】非常規(guī)型四邊形面積最值型 22【題型六】“三定”型:圓過定點 27【題型七】“三定”型:斜率和定 31【題型八】“三定”型:斜率積定 36【題型九】圓錐曲線切線型 40【題型十】“韋達定理”不能直接用 45【題型十一】“非韋達”型:點帶入型 49【題型一】軌跡求軌跡方程的常見方法有:(1)直譯法:直接將條件翻譯成等式,整理化簡后即得動點的軌跡方程;(2)定義法:如果能確定動點的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可利用曲線的定義寫出方程;(3)相關(guān)點法:用動點的坐標、表示相關(guān)點的坐標、,然后代入點的坐標所滿足的曲線方程,整理化簡可得出動點的軌跡方程;(4)參數(shù)法:當動點坐標、之間的直接關(guān)系難以找到時,往往先尋找、與某一參數(shù)得到方程,即為動點的軌跡方程;(5)交軌法:將兩動曲線方程中的參數(shù)消去,得到不含參數(shù)的方程,即為兩動曲線交點的軌跡方程.1.(2024·重慶·模擬預(yù)測)已知點和直線,點到的距離.(1)求點的軌跡方程;(2)不經(jīng)過圓點的直線與點的軌跡交于,兩點.設(shè)直線,的斜率分別為,,記,是否存在值使得的面積為定值,若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【答案】(1)(2)存在,【分析】(1)利用直接法求得軌跡方程;(2)設(shè),,分別表示,及,進而表示,可知,當時,為定值,即面積為定值.【詳解】(1)設(shè)點,由,當時,,不成立,所以,則,即;(2)設(shè),,則,,又點在橢圓上,則,則,同理,設(shè)直線與的傾斜角分別為,,則,則,則,所以當時,為定值,即面積為定值.
2.(2024·遼寧·一模)已知平面上一動點到定點的距離比到定直線的距離小,記動點的軌跡為曲線.(1)求的方程;(2)點為上的兩個動點,若恰好為平行四邊形的其中三個頂點,且該平行四邊形對角線的交點在第一?三象限的角平分線上,記平行四邊形的面積為,求證:.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)距離公式列等量關(guān)系即可求解,或者利用拋物線的定義求解,(2)根據(jù)點差法可得斜率關(guān)系,聯(lián)立直線與拋物線方程得韋達定理,即可根據(jù)弦長公式求解長度,由點到直線的距離公式表達面積,即可利用導數(shù)求解函數(shù)的最值.【詳解】(1)解法一:設(shè),易知,根據(jù)題意可得,化簡得,所以的方程為.解法二:因為點到定點的距離比到定直線的距離小,所以點到定點的距離與到定直線的距離相等,由拋物線的定義可知,點的軌跡是以定點為焦點,定直線為準線的拋物線,所以的方程為.(2)證明:設(shè),直線的斜率為,線段的中點為,
因為平行四邊形MANB對角線的交點在第一?三象限的角平分線上,所以線段的中點在直線上,設(shè),所以所以,又所以,即.設(shè)直線的方程為,即,聯(lián)立整理得,所以,解得,,則.又點到直線的距離為,所以,記,因為,所以,所以.令,則,令,可得,當時,在區(qū)間,內(nèi)單調(diào)遞增,當時,在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以當,即時,取得最大值,即,所以.3.(2024·山東淄博·一模)在平面直角坐標系xOy中,點.點是平面內(nèi)的動點.若以PF為直徑的圓與圓相切,記點P的軌跡為曲線C.(1)求C的方程;(2)設(shè)點,直線AM,AN分別與曲線C交于點S,T(S,T異于A),過點A作,垂足為H,求的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè),根據(jù)代入坐標化簡得到軌跡方程;(2)設(shè)直線,將其與雙曲線方程聯(lián)立得到韋達定理式,求出的縱坐標,從而有,代入韋達定理式化簡得,從而得到直線所過定點,得到點軌跡方程,從而得到最大值.【詳解】(1)設(shè),則的中點,根據(jù)題意得,即,整理得,化簡整理,得點的軌跡方程.(2)設(shè),由對稱性可知直線的斜率存在,所以可設(shè)直線,聯(lián)立直線與曲線的方程,得,消元整理,得,則,①②所以,令,得點縱坐標,同理可得點縱坐標,故,將代入上式整理,得,將②代入得,若,則直線,恒過不合題意;若,則,恒過,因為直線恒過,且與始終有兩個交點,又,,垂足為,所以點軌跡是以為直徑的圓(不含點),設(shè)中點為,則圓心,半徑為1,所以,當且僅當點在線段上時,取最大值.【題型二】新結(jié)構(gòu)卷中19題“定義”型軌跡1.(2024·新疆烏魯木齊·二模)在平面直角坐標系中,重新定義兩點之間的“距離”為,我們把到兩定點的“距離”之和為常數(shù)的點的軌跡叫“橢圓”.(1)求“橢圓”的方程;(2)根據(jù)“橢圓”的方程,研究“橢圓”的范圍、對稱性,并說明理由;(3)設(shè),作出“橢圓”的圖形,設(shè)此“橢圓”的外接橢圓為的左頂點為,過作直線交于兩點,的外心為,求證:直線與的斜率之積為定值.【答案】(1)(2)答案見解析(3)證明見解析【分析】(1)設(shè)“橢圓”上任意一點為,則,再根據(jù)兩點之間的“距離”得新定義即可得解;(2)將點分別代入即可判斷其對稱性,取絕對值符號,進而可得出范圍;(3)先求出橢圓方程,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程,利用韋達定理求出,分別求出直線的方程,設(shè),再次求出的關(guān)系,進而求出,從而可得出結(jié)論.【詳解】(1)設(shè)“橢圓”上任意一點為,則,即,即,所以“橢圓”的方程為;(2)由方程,得,因為,所以,即,所以或或,解得,由方程,得,即,所以,所以,所以“橢圓”的范圍為,,將點代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于軸對稱,將點代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于軸對稱,將點代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于原點對稱,所以“橢圓”關(guān)于軸,軸,原點對稱;
(3)由題意可設(shè)橢圓的方程為,將點代入得,解得,所以橢圓的方程為,,由題意可設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,得,恒成立,則,因為的中點為,所以直線的中垂線的方程為,同理直線的中垂線的方程為,設(shè),則是方程的兩根,即是方程的兩根,所以,又因,所以,兩式相比得,所以,所以,所以直線與的斜率之積為定值.
2.(2024·湖南·二模)直線族是指具有某種共同性質(zhì)的直線的全體,例如表示過點的直線,直線的包絡(luò)曲線定義為:直線族中的每一條直線都是該曲線上某點處的切線,且該曲線上的每一點處的切線都是該直線族中的某條直線.(1)若圓是直線族的包絡(luò)曲線,求滿足的關(guān)系式;(2)若點不在直線族:的任意一條直線上,求的取值范圍和直線族的包絡(luò)曲線;(3)在(2)的條件下,過曲線上兩點作曲線的切線,其交點為.已知點,若三點不共線,探究是否成立?請說明理由.【答案】(1)(2)(3)成立,理由見解析【分析】(1)根據(jù)包絡(luò)曲線的定義利用直線和圓相切即可得;(2)易知方程無解,根據(jù)判別式可得,證明可得直線族的包絡(luò)曲線為;(3)法一:求出兩點處曲線的切線的方程,解得,根據(jù)平面向量夾角的表達式即可得,即;法二:過分別作準線的垂線,連接,由導數(shù)求得切線斜率并利用拋物線定義和三角形內(nèi)角關(guān)系即可證明.【詳解】(1)由定義可知,與相切,則圓的圓心到直線的距離等于1,則,.(2)點不在直線族的任意一條直線上,所以無論取何值時,無解.將整理成關(guān)于的一元二次方程,即.若該方程無解,則,即.證明:在上任取一點在該點處的切線斜率為,于是可以得到在點處的切線方程為:,即.今直線族中,則直線為,所以該曲線上的每一點處的切線都是該直線族中的某條直線,而對任意都是拋物線在點處的切線.所以直線族的包絡(luò)曲線為.(3)法一:已知,設(shè),則,;由(2)知在點處的切線方程為;同理在點處的切線方程為;聯(lián)立可得,所以.因此,同理.所以,,即,可得,所以成立.法二:過分別作準線的垂線,連接,如圖所示:則,因為,顯然.又由拋物線定義得,故為線段的中垂線,得到,即.同理可知,所以,即.則.所以成立.3.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知復(fù)平面上的點對應(yīng)的復(fù)數(shù)滿足,設(shè)點的運動軌跡為.點對應(yīng)的數(shù)是0.(1)證明是一個雙曲線并求其離心率;(2)設(shè)的右焦點為,其長半軸長為,點到直線的距離為(點在的右支上),證明:;(3)設(shè)的兩條漸近線分別為,過分別作的平行線分別交于點,則平行四邊形的面積是否是定值?若是,求該定值;若不是,說明理由.【答案】(1)證明見解析;離心率為;(2)證明見解析;(3)平行四邊形的面積為定值.【分析】(1)設(shè)復(fù)數(shù),由化簡得到判斷,并求離心率;(2)由(1)得到,,,從而直線,設(shè),由和復(fù)數(shù)的模求解證明;(3)由(1)得到的兩條漸近線,,不妨設(shè),得到,.聯(lián)立和,求得點P,易知直線,求得點到直線的距離,再由求解.【詳解】(1)設(shè)復(fù)數(shù),則兩邊平方得所以是一個焦點在實軸上,頂點為,漸近線為的雙曲線.其離心率.(2)由(1)的計算得,,,則直線,設(shè),則,,由得,代入得所以,原式得證.(3)由(1)得的兩條漸近線,,由對稱性,不妨設(shè),則,所以,同理得.聯(lián)立和:,得,易知直線,所以點到直線的距離由(1),所以而,所以,故平行四邊形的面積為定值.【題型三】直線所過定點不在坐標軸上存在性問題求解的思路及策略(1)思路:先假設(shè)存在,推證滿足條件的結(jié)論,若結(jié)論正確則存在;若結(jié)論不正確則不存在.(2)策略:①當條件和結(jié)論不唯一時要分類討論;②當給出結(jié)論而要推導出存在的條件時,先假設(shè)成立,再推出條件;③當條件和結(jié)論都不知,按常規(guī)法解題很難時,可先由特殊情況探究,再推廣到一般情況.1.已知點M是拋物線的對稱軸與準線的交點,過M作拋物線的一條切線,切點為P,且滿足.(1)求拋物線C的方程;(2)過作斜率為2的直線與拋物線C相交于點B,點,直線AT與BT分別交拋物線C于點E,F(xiàn),設(shè)直線EF的斜率為k,是否存在常數(shù),使得?若存在,求出值;若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)存在,【分析】(1)利用導數(shù)求得切線方程,根據(jù)切線方程過點求得,再結(jié)合兩點間距離公式運算求解;(2)根據(jù)題意聯(lián)立方程求點B的坐標,再分別求直線的方程和的坐標,代入斜率公式運算求解即可.【詳解】(1)∵拋物線,則,∴,設(shè),則在點處的切線斜率,故在點處的切線方程為,即,∵切線過點,則,解得,則,解得,故拋物線C的方程為.(2)存在,,理由如下:由題意可得:直線的方程為,即,聯(lián)立方程,解得或,即直線與拋物線的交點坐標為,∵直線的斜率,故其方程為,聯(lián)立方程,解得或,即點,又∵直線的斜率,故其方程為,聯(lián)立方程,解得或,即點,故直線EF的斜率為,則.2.已知雙曲線:(,)的離心率為,點到其左右焦點,的距離的差為2.(1)求雙曲線的方程;(2)在直線上存在一點,過作兩條相互垂直的直線均與雙曲線相切,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)雙曲線離心率以及點到左、右焦點的距離之差為2,可求得a,b,c,進而求得雙曲線的標準方程;(2)根據(jù)過點作兩條相互垂直的直線與雙曲線相切,討論斜率不存在和斜率存在兩種情況,①若其中一條切線的斜率不存在,則另一條切線的斜率為0,則不滿足條件;②若切線的斜率存在,則設(shè)其斜率為,,從而得到切線方程,再根據(jù)切線與雙曲線相切,聯(lián)立方程組,得,進而可得關(guān)于的一元二次方程,再根據(jù)兩切線互相垂直有,即可得到,再結(jié)合在直線上,推出,求解即可得到的取值范圍.【詳解】(1)依題意有雙曲線的左、右焦點為,,則,得,則,所以雙曲線的方程為;(2)①若其中一條切線的斜率不存在,則另一條切線的斜率為0,則不滿足條件;②若切線的斜率存在,則設(shè)其斜率為,,則切線方程為,聯(lián)立,消并整理得,則,化簡得,即,化成關(guān)于的一元二次方程,設(shè)該方程的兩根為,,即為兩切線的斜率,所以,即,又點在直線上,所以直線與圓有交點,所以,即,即,故的取值范圍為.3.已知雙曲線C:上任意一點Q(異于頂點)與雙曲線兩頂點連線的斜率之積為,E在雙曲線C上,F(xiàn)為雙曲線C的右焦點,|EF|的最小值為.(1)求雙曲線C的標準方程;(2)過橢圓上任意一點P(P不在C的漸近線上)分別作平行于雙曲線兩條漸近線的直線,交兩漸近線于M,N兩點,且,是否存在m,n使得橢圓的離心率為?若存在,求出橢圓的方程,若不存在,說明理由.【答案】(1)(2)存在符合題意的橢圓,其方程為【分析】(1)設(shè),由及可得,得,再結(jié)合即可解決問題;(2)設(shè),則PM方程為,聯(lián)立漸近線方程得到,進一步得到,同理得到,再利用計算即可得到答案.【詳解】(1)設(shè),由,所以,
①又點在上,所以,即,
②由①②得:,
③又E在雙曲線C上,F(xiàn)為雙曲線C的右焦點,|EF|的最小值為,所以,
④又,⑤聯(lián)立③④⑤解得:,所以雙曲線C的標準方程為:(2)假設(shè)存在,由(1)知的漸近線方程為,則由題意如圖:所以由,
設(shè),則直線方程為,直線方程為由,得;由,得
又,所以,所以,,同理可得,,由四邊形是平行四邊形,知,所以,,即,所以,存在符合題意的橢圓,其方程為.【題型四】面積比值范圍型圓錐曲線中取值范圍問題的五種求解策略:(1)利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)或判別式構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;(2)利用已知參數(shù)的范圍,求新的參數(shù)的范圍,解這類問題的核心是建立兩個參數(shù)之間的等量關(guān)系;(3)利用隱含的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;(4)利用已知的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;(5)利用求函數(shù)值域的方法將待求量表示為其他變量的函數(shù),求其值域,從而確定參數(shù)的取值范圍.1.(2022·全國·高三專題練習)是橢圓的右焦點,其中.點、分別為橢圓的左、右頂點,圓過點與坐標原點,是橢圓上異于、的動點,且的周長小于.(1)求的標準方程;(2)連接與圓交于點,若與交于點,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知可得出,由橢圓的定義結(jié)合三點共線可得出的周長小于,可得出關(guān)于的不等式,結(jié)合可求得,即可求得、的值,由此可得出橢圓的標準方程;(2)設(shè),可得出,求出點、的橫坐標,利用三角形的面積公式可得出關(guān)于的表達式,結(jié)合可求得結(jié)果.【詳解】(1)解:因為圓過點與坐標原點,.設(shè)的左焦點為,則的周長,所以,,則,且,故,所以,,.因此,橢圓的坐標方程為.(2)解:設(shè),其中,其中,且,直線的斜率為,所以,直線的方程為,同理可知直線的方程為,又,所以,直線的方程為.聯(lián)立直線、的方程,可得,解得,聯(lián)立直線、的方程,可得,解得.所以,.2.(2023下·福建福州·高三??迹┤鐖D,已知圓的左頂點,過右焦點F的直線l與橢圓C相交于M,N兩點,當直線軸時,.(1)求橢圓C的方程;(2)記的面積分別為,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)由頂點坐標得,再由通徑長得,從而得橢圓方程;(2)設(shè)直線方程為,設(shè),,直線方程代入橢圓方程整理后應(yīng)用韋達定理得,求出的范圍,解不等式得的范圍,從而得出結(jié)論.【詳解】(1)由已知,當直線軸時,是橢圓的通徑,所以,,橢圓方程為;(2)由(1)得,即,由題意直線斜率不可能為0,設(shè)直線方程為,設(shè),由得,,,,時,,,時,,記,顯然,則,解得,,綜上,,所以.3.(2022·湖北黃岡·蘄春縣第一高級中學??寄M預(yù)測)已知橢圓的左、右頂點分別為,左、右焦點分別為,圓,橢圓與圓交于點,且.(1)求橢圓方程.(2)若過橢圓右焦點的直線與橢圓交于兩點,與圓交于兩點,且,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)由題意得到,得到,設(shè),得到,即可橢圓的方程;(2)由(1)得,得到且,分別為橢圓和圓的弦長,當直線的斜率不存在時,直線的方程為,得到和,和分別重合,求得;設(shè)直線,聯(lián)立方程組得到,求得,以及點到直線的距離和,得到,令,則,得到,結(jié)合導數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與最值,即可求解.【詳解】(1)解:由題意,圓,可得圓心坐標,則,即,設(shè),則,整理得,即橢圓的方程為.(2)解:由(1)得,因為且,所以且,分別為橢圓和圓的弦長,當直線的斜率不存在時,直線的方程為,由,可得此時和,和分別重合,所以,所以,此時,則;當直線的斜率存在時設(shè)直線,聯(lián)立方程組,整理得,則,所以,因為點到直線的距離,所以,又由,兩邊平方,可得,因為,令,則,又因為,所以,設(shè),可得,當時,,所以在上單調(diào)遞減,又由,所以,即,綜上可得,的取值范圍為.【題型五】非常規(guī)型四邊形面積最值型求非常規(guī)型四邊形的面積最大值,首先要選擇合適的面積公式,對于非常規(guī)四邊形,如果使用的面積公式為,為此計算,代入轉(zhuǎn)化為的函數(shù)求最大值.1.(2023·全國·高三專題練習)已知圓為坐標原點,點在圓上運動,為過點的圓的切線,以為準線的拋物線恒過點,拋物線的焦點為,記焦點的軌跡為.(1)求的方程;(2)過動點的兩條直線均與曲線相切,切點分別為,且的斜率之積為,求四邊形面積的取值范圍.【答案】(1)(2).【分析】(1)由拋物線的定義結(jié)合橢圓的定義可得,即可求出的方程;(2)設(shè)過的切線,聯(lián)立橢圓方程并整理為關(guān)于x的一元二次方程,由l與橢圓C相切有,整理為關(guān)于k的一元二次方程,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系及求得直線的方程,聯(lián)立直線與橢圓的方程,用韋達定理表示出,再求出,點到直線的距離為,則,結(jié)合的范圍,代入化簡即可求出答案.【詳解】(1)分別過作的垂線,垂足分別為,連接,由拋物線的定義,可得,則.因為,所以焦點的軌跡是以為焦點的橢圓,其中,所以拋物線的焦點的軌跡方程為
(2)設(shè)點,過點的直線的斜率為,則方程為,聯(lián)立方程組,消得,,整理得,,即,所以點在方程為的圓上.設(shè)點在橢圓上,則,則,由知,滿足:則,即,故,從而得切線的方程為整理得,點滿足方程,則,同理可得即點滿足方程,所以的方程為.消得,,,.設(shè),點到直線的距離為,;.所以.
2.(2023·全國·高三專題練習)已知是橢圓的左右焦點,以為直徑的圓和橢圓在第一象限的交點為,若三角形的面積為1,其內(nèi)切圓的半徑為.(1)求橢圓的方程;(2)已知A是橢圓的上頂點,過點的直線與橢圓交于不同的兩點,點在第二象限,直線分別與軸交于,求四邊形面積的最大值.【答案】(1)(2)4【分析】(1)根據(jù)三角形的面積及內(nèi)切圓的半徑列出方程組求得得橢圓方程;(2)設(shè)直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,,寫出直線的方程求出的坐標,并求出,,將表示為的函數(shù),使用基本不等式求最大值.【詳解】(1)由題意知,則,又,則,又,解得,所以橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為聯(lián)立方程組,可得,則,直線的方程:,所以,同理,,,,當且僅當時,四邊形的面積最大,最大值為4.3.(2023·全國·高三專題練習)如圖.已知圓,圓.動圓與這兩個圓均內(nèi)切.
(1)求圓心的軌跡的方程;(2)若、是曲線上的兩點,是曲線C上位于直線兩側(cè)的動點.若直線的斜率為,求四邊形面積的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)動圓與兩個已知圓的切點分別為,根據(jù)橢圓的定義可得點的軌跡是以M,N為焦點的橢圓,求出可得答案;(2)設(shè),,直線的方程為,代入橢圓方程,由得的范圍,利用韋達定理得四邊形的面積可得答案;【詳解】(1)如圖,設(shè)動圓與兩個已知圓的切點分別為,由,,所以點的軌跡是以M,N為焦點的橢圓,所以,所以點的軌跡方程為:;
(2)設(shè),,直線的方程為,代入中,整理得,,解得,,,
四邊形的面積,當時,,所以四邊形面積的最大值為;
【題型六】“三定”型:圓過定點圓過定點思維:1.可以根據(jù)特殊性,計算出定點,然后證明2.利用以“某線段為直徑”,轉(zhuǎn)化為向量垂直計算2.利用對稱性,可以猜想出定點,并證明。4.通過推導求出定點(計算推導難度較大)1.已知橢圓的左、右頂點分別為,且,離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓上不同于的一點,直線,與直線分別交于點.試判斷以為直徑的圓是否過定點,若過定點,求出定點坐標;若不過定點,請說明理由.【答案】(1)(2)以為直徑的圓過定點,.【分析】(1)根據(jù)橢圓的標準方程和離心率列方程組求解即可;(2)設(shè),由題意可得,,設(shè)定點為,利用即可得到結(jié)論.【詳解】(1)由題意可知,解得,所以所以求橢圓的方程為.(2)設(shè),由(1)可知,斜率存在且不為0,依題意可知的直線方程為,的直線方程為,令,可得,,假設(shè)以為直徑的圓過定點,不妨設(shè)定點為,依題意可知,,所以,,為,所以.因為,所以,令,可得,解得,,所以以為直徑的圓過定點,.2.已知橢圓經(jīng)過點,且右焦點為.(1)求橢圓C的標準方程;(2)過點的直線與橢圓交于兩個不同的點,,直線與軸交于點,直線與軸交于點,問以為直徑的圓是否過軸上的定點,若是求出定點坐標,若不是說明理由.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)圖像過的點和右焦點得到,求出,即可得到橢圓C的標準方程(2)設(shè)出直線的解析式,與橢圓聯(lián)立,得到與的表達式,設(shè)出直線與直線的解析式,得到點與點坐標,進而求出圓的方程,即可得到以為直徑的圓過軸上的定點.【詳解】(1)由題意在橢圓中,圖像過點,且右焦點為∴∴∴橢圓的標準方程為(2)由題意及(1)得在中,過點的直線與橢圓交于兩個不同的點,,直線與軸交于點,直線與軸交于點,∴直線斜率存在,設(shè),,將直線方程代入橢圓方程,得∴,直線的解析式為直線的解析式為∴,圓心為以為直徑的圓的方程為:即∵∴在中,令,得∴以為直徑的圓過軸上的定點3.已知雙曲線的左頂點為,過左焦點的直線與交于兩點.當軸時,,的面積為3.(1)求的方程;(2)證明:以為直徑的圓經(jīng)過定點.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意,可得,,進而求解;(2)設(shè)方程為,,聯(lián)立直線和雙曲線方程組,可得,以為直徑的圓的方程為,由對稱性知以為直徑的圓必過軸上的定點,進而得到,進而求解.【詳解】(1)當軸時,兩點的橫坐標均為,代入雙曲線方程,可得,,即,由題意,可得,解得,,,雙曲線的方程為:;(2)方法一:設(shè)方程為,,以為直徑的圓的方程為,由對稱性知以為直徑的圓必過軸上的定點,令,可得,而,,對恒成立,,以為直徑的圓經(jīng)過定點;方法二:設(shè)方程為,由對稱性知以為直徑的圓必過軸上的定點.設(shè)以為直徑的圓過,,而,,,即對恒成立,,即以為直徑的圓經(jīng)過定點.【題型七】“三定”型:斜率和定設(shè)拋物線,其上有不同的三點:,當?shù)男甭蕽M足:①時,過定點②時,過定點或者1.已知點F是橢圓的右焦點,P是橢圓E的上頂點,O為坐標原點且.(1)求橢圓的離心率e;(2)已知,,過點M作任意直線l與橢圓E交于A,B兩點.設(shè)直線,的斜率分別為,,若,求橢圓E的方程.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)可求出;(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立直線與橢圓,利用韋達定理建立關(guān)系可得對任意成立,可求出,得出橢圓方程.【詳解】(1)由題可得,,,即,,;(2)由(1)可得橢圓方程為,當直線l的斜率存在時,設(shè)l:,設(shè),聯(lián)立直線與橢圓,得,則,即,則,,,,即對任意成立,即,則橢圓方程為,當直線斜率不存在時,則直線方程為,則,且此時,滿足題意,綜上,橢圓方程為.2..在平面直角坐標系中,己知圓心為點Q的動圓恒過點,且與直線相切,設(shè)動圓的圓心Q的軌跡為曲線.(Ⅰ)求曲線的方程;(Ⅱ)過點F的兩條直線、與曲線相交于A、B、C、D四點,且M、N分別為、的中點.設(shè)與的斜率依次為、,若,求證:直線MN恒過定點.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)證明見解析.【分析】(Ⅰ)設(shè),根據(jù)題意得到,即可求得曲線的方程;(Ⅱ)設(shè),的方程為,聯(lián)立方程組分別求得,和,進而得出,進而得出,得出直線的方程,即可判定直線恒過定點.【詳解】(Ⅰ)由題意,設(shè),因為圓心為點Q的動圓恒過點,且與直線相切,可得,化簡得.(Ⅱ)設(shè),的方程分別為,,聯(lián)立方程組,整理得,所以,則,同理所以,由,可得,所以直線的方程為整理得,所以直線恒過定點.3.已知右焦點為的橢圓經(jīng)過點.(1)求橢圓的方程;(2)經(jīng)過的直線與橢圓分別交于、(不與點重合),直線、分別與軸交于、,是否存在直線,使得?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.【答案】(1);(2)存在,且直線的方程為.【分析】(1)根據(jù)題意可得出關(guān)于、的方程組,解出、的值,即可得出橢圓的標準方程;(2)由題意可知,直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,設(shè)點、,將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,列出韋達定理,設(shè)直線、的斜率分別為、,將韋達定理代入等式,求出的值,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)因為橢圓經(jīng)過點,且該橢圓的右焦點為.所以,,解得,因此,橢圓的標準方程為;(2)存在直線,使得,理由如下:若直線與軸垂直,則直線過點,不合乎題意,由已知可設(shè)所在直線的方程為,代入橢圓的方程,得,,設(shè)、,則,,記直線、的斜率分別為、,欲使直線滿足,只需.因為、、三點共線,所以,即.即.由,即,可得.所以存在直線,使得,此時直線的方程為,即.【題型八】“三定”型:斜率積定給定橢圓,與橢圓上定點,過P點走兩條射線PA、PB,與橢圓交與A和B兩點,記直線PA、PB的斜率分別為K1,K2,則有①若,則直線過定點②若,則直線過定點1.已知橢圓經(jīng)過點,其左焦點為.(1)求橢圓C的標準方程;(2)橢圓C的右頂點為A,若點P,Q在橢圓C上,且滿足直線AP與AQ的斜率之積為,證明:直線PQ過定點.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)橢圓所過點和左焦點的坐標,列出關(guān)于的方程組,解之可得;(2)直線的方程為,設(shè),直線方程代入橢圓方程后應(yīng)用韋達定理得,代入后化簡得的關(guān)系,此關(guān)系代入直線方程可得定點坐標.【詳解】(1)由題意可得,解得,橢圓方程為;(2)由(1)知,由已知直線斜率同號,因此直線的斜率存在且不為0,設(shè)直線的方程為,設(shè),由得,,,由韋達定理得,,代入,,得,整理得或,時,滿足,此時直線方程為,過定點,不合題意,時,由得,直線方程為,過定點.2.已知橢圓的左、右頂點分別為A,B.直線l與C相切,且與圓交于M,N兩點,M在N的左側(cè).(1)若直線l的斜率,求原點O到直線l的距離;(2)記直線AM,BN的斜率分別為,,證明:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)出直線l方程,根據(jù)直線l與C相切求出或,再利用點到直線距離公式即可求出.(2)設(shè)直線l方程為,根據(jù)直線l與C相切求出,再把直線方程與圓的方程聯(lián)立,借助韋達定理得到關(guān)系式,代入即可化簡出定值.【詳解】(1)由題意知直線l斜率存在,設(shè)直線l方程為,與橢圓聯(lián)立得.因為直線l與C相切,所以,故.當時,,或,直線l方程為.所以原點O到直線l的距離為.(2)設(shè),,,由已知可得,,∴,.由(1)得,,.所以①,由,得,由韋達定理得,,,故,∴,代入①式整理可得,所以為定值.3..已知橢圓的離心率為,短軸長為2.(1)求橢圓E的方程;(2)如圖,已知A,B,C為橢圓E上三個不同的點,原點O為的重心;①如果直線AB,OC的斜率都存在,求證:為定值;②試判斷的面積是否為定值,如果是,求出這個定值;如果不是,請說明理由.【答案】(1)(2)①證明見解析;②為定值,【分析】(1)利用條件直接求出,從而求出橢圓的方程;(2)①設(shè)出直線的方程,聯(lián)立橢圓方程得,利用豐達定理求出中點坐標,進而可得出證明;②分直線斜率存在和不存在兩種情況討論,利用條件分別求出的面積,從而判斷出是否為定值.【詳解】(1)因為,得到,又,解得所以橢圓的方程為.(2)①設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,消去得到,設(shè),由韋達定理得到,,由,得,設(shè)線段的中點,因為為的重心,所以,為定值.②設(shè),因為原點O為的重心,所以,當直線的斜率不存在時,有或,由重心的性質(zhì)知,當時,直線方程為,時,直線方程為,將或代入,均求得,又到直線的距離為3,所以,當直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,由①知,,又因為原點O為的重心,所以,又因為點在曲線上,代入,得,化簡得,又,所以,原點到直線的距離所以為定值,綜上所述,的面積是為定值,定值為.【題型九】圓錐曲線切線型在利用橢圓(雙曲線)的切線方程時,一般利用以下方法進行直線:(1)設(shè)切線方程為與橢圓方程聯(lián)立,由進行求解;(2)橢圓(雙曲線)在其上一點的切線方程為,再應(yīng)用此方程時,首先應(yīng)證明直線與橢圓(雙曲線)相切.雙曲線的以為切點的切線方程為拋物線的切線:(1)點是拋物線上一點,則拋物線過點P的切線方程是:;(2)點是拋物線上一點,則拋物線過點P的切線方程是:.1.已知橢圓E:的焦距為,且經(jīng)過點.(1)求橢圓E的標準方程:(2)過橢圓E的左焦點作直線l與橢圓E相交于A,B兩點(點A在x軸上方),過點A,B分別作橢圓的切線,兩切線交于點M,求的最大值.【答案】(1)(2)2【分析】(1)由待定系數(shù)法求解析式;(2)設(shè)出直線方程,由韋達定理法及導數(shù)法求得兩切線方程,即可聯(lián)立兩切線方程解得交點M,再由弦長公式及兩點距離公式表示出,進而討論最值.【詳解】(1)由題意得,所以,即橢圓方程為;(2)當直線l斜率為0時,A,B分別為橢圓的左右頂點,此時切線平行無交點.故設(shè)直線l:,由,得.,,.不妨設(shè)在x軸上方,則在x軸下方.橢圓在x軸上方對應(yīng)方程為,,則A處切線斜率為,得切線方程為,整理得.同理可得B處的切線方程為.由得,代入①得,所以.因為,所以設(shè),則,則,當且僅當,即時,的最大值是2.另解:當直線l的斜率存在時,設(shè)l:,由得,所以,,,橢圓在x軸上方的部分方程為,,則過的切線方程為,即,同理可得過的切線方程為.由得設(shè),則,所以直線l的方程為,所以.,令,則,所以,當時,即時,取得最大值,為2.2.已知橢圓的左、右焦點分別為,焦距為2,上一點到距離之和為6.(1)求的方程;(2)設(shè)在點處的切線交軸于點,證明:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)的值直接求解;(2)先求出過橢圓上一點的切線方程,再求出點坐標,從而即可證明.【詳解】(1)由題意知,,得,,得,由于,故橢圓C的方程為.(2)當切線斜率不存在時,切線方程為,重合,等式成立;當切線斜率為0時,切線與x軸不相交,不符合題意;當切線斜率存在時,設(shè)由于對稱性,不妨設(shè)為橢圓上半部分曲線的一個點,由,得,則,所以切線的斜率為,得切線方程為,即,整理得,即,所以切線方程為,令,得,即,由(1)知,,則,,,,又,得,所以,,所以,即,得證.3.法國數(shù)學家加斯帕爾·蒙日被譽為畫法幾何之父.他在研究橢圓切線問題時發(fā)現(xiàn)了一個有趣的重要結(jié)論:一橢圓的任兩條互相垂直的切線交點的軌跡是一個圓,尊稱為蒙日圓,且蒙日圓的圓心是該橢圓的中心,半徑為該橢圓的長半軸與短半軸平方和的算術(shù)平方根.已知在橢圓中,離心率,左、右焦點分別是、,上頂點為Q,且,O為坐標原點.(1)求橢圓C的方程,并請直接寫出橢圓C的蒙日圓的方程;(2)設(shè)P是橢圓C外一動點(不在坐標軸上),過P作橢圓C的兩條切線,過P作x軸的垂線,垂足H,若兩切線斜率都存在且斜率之積為,求面積的最大值.【答案】(1)橢圓C的方程為,蒙日圓的方程為(2)【分析】(1)根據(jù)橢圓離心率結(jié)合題設(shè)求得,即得橢圓方程,進而寫出蒙日圓的方程;(2)設(shè),設(shè)過點P的切線方程為,聯(lián)立橢圓方程結(jié)合判別式確定點的軌跡方程,進而利用基本不等式求得,即可求得答案.【詳解】(1)設(shè)橢圓方程為,焦距為2c.由題意可知,所以,橢圓C的方程為,且蒙日圓的方程為;(2)設(shè),設(shè)過點P的切線方程為,由,消去y得①,由于相切,所以方程①的,可得:,整理成關(guān)于k的方程可得:,由于P在橢圓外,故,故,設(shè)過點P的兩切線斜率為,據(jù)題意得,,,又因為,所以可得,即點的軌跡方程為:,由不等式可知:,即,當且僅當時取等號,此時,所以,即的面積的最大值為.【題型十】“韋達定理”不能直接用1.利用公式,可消去參數(shù)2.可以直接借助韋達定理反解消去兩根定比分點型,即題中向量(或者線段長度滿足)可以利用公式,可消去1.已知橢圓的上下兩個焦點分別為,過點與軸垂直的直線交橢圓于兩點,的面積為,橢圓的離心率為.(1)求橢圓的標準方程;(2)已知為坐標原點,直線與軸交于點,與橢圓交于兩個不同的點,若存在實數(shù),使得,求的取值范圍.【答案】(1)(2)(﹣2,﹣1)∪(1,2)∪{0}【解析】(Ⅰ)根據(jù)題目條件,由橢圓焦點坐標和對稱性計算的面積,建立等式關(guān)系,結(jié)合關(guān)系式,離心率計算公式,問題可得解;(Ⅱ)由題意,可分直線是否過原點,對截距進行分類討論,再利用橢圓對稱性、向量共線、直線與橢圓有交點等性質(zhì)、條件進行運算即可.試題解析:(Ⅰ)根據(jù)已知橢圓的焦距為,當時,,由題意的面積為,由已知得,∴,∴,∴橢圓的標準方程為.(Ⅱ)若,則,由橢圓的對稱性得,即,∴能使成立.若,由,得,因為,,共線,所以,解得.設(shè),,由得,由已知得,即,且,,由,得,即,∴,∴,即.當時,不成立,∴,∵,∴,即,∴,解得或.綜上所述,的取值范圍為.2.在平面直角坐標系中,動點與定點的距離和到定直線的距離的比是常數(shù),點M的軌跡為曲線E.(1)求E的方程;(2)直線l交曲線E于P,Q兩點,交x軸于N點,交y軸于R點,若,若,求點N的坐標.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)點到直線距離和兩點間距離公式依題意計算即可.(2)根據(jù)已知把用兩根和及兩根積表示,計算即可.【詳解】(1)由題意,點到距離為,到的距離為,∴化簡得:即(2)法一:由題意,l斜率一定存在,設(shè)其斜率為k,設(shè)N點坐標,直線l方程為,由消去y得:令設(shè)點的坐標分別為則由,得∴同理由,得∵,得,得將得∴N點坐標為法二:由題意,設(shè)l方程為,則N為由得令設(shè)坐標分別為則由,得同理,由,得由,得,且得。。。∴N點坐標為3.已知橢圓,傾斜角為的直線過橢圓的左焦點和上頂點B,且(其中A為右頂點).(1)求橢圓C的標準方程;(2)若過點的直線l與橢圓C交于不同的兩點P,Q,且,求實數(shù)m的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)條件,列出關(guān)于的方程組,即可求橢圓方程;(2)討論直線的斜率不存在和存在兩種情況,聯(lián)立方程,將向量關(guān)系,轉(zhuǎn)化為坐標關(guān)系,并利用韋達定理消元整理,并根據(jù),求解.【詳解】(1)由題可知解得故橢圓的方程為.(2)當直線l的斜率不存在時,設(shè),,,由,,得,同理,當,時,得,所以,當直線l的斜率存在時,即時,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立消去y得.因為直線l與橢圓C交于不同的兩點P、Q,所以,即①.設(shè),則②,則,由,得③,③代入②得,化簡整理得④,將④代入①得,化簡得,解得或.綜上,m的取值范圍為.【
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