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五年(2021-2025)高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題17圓錐曲線(解答題)6種常見考法歸類知識五年考情(2021-2025)命題趨勢知識1圓錐曲線的綜合(5年5考)考點01圓錐曲線的面積問題2025·全國二卷2025·北京2024·新課標(biāo)Ⅰ卷2023·全國甲卷2023·天津2022·新高考全國Ⅰ卷2022·天津2021·全國乙卷1.面積問題:近5年高頻出現(xiàn),常結(jié)合圓錐曲線的方程、直線與曲線的位置關(guān)系,通過聯(lián)立方程求出交點坐標(biāo),再利用面積公式(如三角形面積公式、分割法求面積等)進(jìn)行計算,重點考查學(xué)生對代數(shù)運算與幾何圖形結(jié)合的處理能力。2.斜率問題:多次在各地高考試卷中出現(xiàn),往往涉及直線的斜率公式、韋達(dá)定理的應(yīng)用,需通過分析直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,建立斜率之間的聯(lián)系,考查學(xué)生的邏輯推理和運算變形能力。3.證明問題:是命題的重要方向,要求證明線段相等、角相等、直線平行或垂直等幾何關(guān)系,需要學(xué)生將幾何條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)表達(dá)式,通過代數(shù)運算進(jìn)行推導(dǎo)證明,強(qiáng)調(diào)對數(shù)學(xué)思維嚴(yán)謹(jǐn)性的考查。4.最值問題:在多地試卷中頻繁出現(xiàn),涉及距離、面積、斜率、截距等的最值求解。這類問題常與函數(shù)思想、不等式思想結(jié)合,通過建立目標(biāo)函數(shù),利用二次函數(shù)最值、基本不等式、導(dǎo)數(shù)等方法求解,考查學(xué)生轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想。5.定點、定值和定直線問題:是命題的經(jīng)典題型。此類問題需要學(xué)生在變化的過程中尋找不變的量,通常通過設(shè)參數(shù)、聯(lián)立方程,消去參數(shù)得到定點坐標(biāo)、定值或定直線方程,體現(xiàn)了從特殊到一般的思維方法,注重對學(xué)生抽象思維能力的考查??键c02圓錐曲線的斜率問題2024·北京2022·北京2022·全國甲卷2021·新高考全國Ⅰ卷2021·北京2021·全國乙卷考點03圓錐曲線的證明問題2025·天津2024·全國甲卷2023·北京2023·新課標(biāo)Ⅰ卷2022·新高考全國Ⅱ卷考點04圓錐曲線的最值問題2025·全國一卷2025·上海2024·天津2024·上海2023·上海2022·上海2022·浙江2021·浙江考點05圓錐曲線的定點、定值和定直線問題2023·全國乙卷2023·新課標(biāo)Ⅱ卷2022·全國乙卷考點06圓錐曲線與其他知識的綜合2021·全國甲卷2024·新課標(biāo)Ⅱ卷考點01圓錐曲線的面積問題1.(2024·新課標(biāo)Ⅰ卷·高考真題)已知和為橢圓上兩點.(1)求C的離心率;(2)若過P的直線交C于另一點B,且的面積為9,求的方程.【答案】(1)(2)直線的方程為或.〖祥解〗(1)代入兩點得到關(guān)于的方程,解出即可;(2)方法一:以為底,求出三角形的高,即點到直線的距離,再利用平行線距離公式得到平移后的直線方程,聯(lián)立橢圓方程得到點坐標(biāo),則得到直線的方程;方法二:同法一得到點到直線的距離,再設(shè),根據(jù)點到直線距離和點在橢圓上得到方程組,解出即可;法三:同法一得到點到直線的距離,利用橢圓的參數(shù)方程即可求解;法四:首先驗證直線斜率不存在的情況,再設(shè)直線,聯(lián)立橢圓方程,得到點坐標(biāo),再利用點到直線距離公式即可;法五:首先考慮直線斜率不存在的情況,再設(shè),利用弦長公式和點到直線的距離公式即可得到答案;法六:設(shè)線法與法五一致,利用水平寬乘鉛錘高乘表達(dá)面積即可.【詳析】(1)由題意得,解得,所以.(2)法一:,則直線的方程為,即,,由(1)知,設(shè)點到直線的距離為,則,則將直線沿著與垂直的方向平移單位即可,此時該平行線與橢圓的交點即為點,設(shè)該平行線的方程為:,則,解得或,當(dāng)時,聯(lián)立,解得或,即或,當(dāng)時,此時,直線的方程為,即,當(dāng)時,此時,直線的方程為,即,當(dāng)時,聯(lián)立得,,此時該直線與橢圓無交點.綜上直線的方程為或.法二:同法一得到直線的方程為,點到直線的距離,設(shè),則,解得或,即或,以下同法一.法三:同法一得到直線的方程為,點到直線的距離,設(shè),其中,則有,聯(lián)立,解得或,即或,以下同法一;法四:當(dāng)直線的斜率不存在時,此時,,符合題意,此時,直線的方程為,即,當(dāng)線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程有,則,其中,即,解得或,,,令,則,則同法一得到直線的方程為,點到直線的距離,則,解得,此時,則得到此時,直線的方程為,即,綜上直線的方程為或.法五:當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r,到距離,此時不滿足條件.當(dāng)?shù)男甭蚀嬖跁r,設(shè),令,,消可得,,且,即,,到直線距離,或,均滿足題意,或,即或.法六:當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r,到距離,此時不滿足條件.當(dāng)直線斜率存在時,設(shè),設(shè)與軸的交點為,令,則,聯(lián)立,則有,,其中,且,則,則,解得或,經(jīng)代入判別式驗證均滿足題意.則直線為或,即或.2.(2023·全國甲卷·高考真題)已知直線與拋物線交于兩點,且.(1)求;(2)設(shè)F為C的焦點,M,N為C上兩點,,求面積的最小值.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)利用直線與拋物線的位置關(guān)系,聯(lián)立直線和拋物線方程求出弦長即可得出;(2)設(shè)直線:,利用,找到的關(guān)系,以及的面積表達(dá)式,再結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)即可求出其最小值.【詳析】(1)設(shè),由可得,,所以,所以,即,因為,解得:.(2)因為,顯然直線的斜率不可能為零,設(shè)直線:,,由可得,,所以,,,因為,所以,即,亦即,將代入得,,,所以,且,解得或.設(shè)點到直線的距離為,所以,,所以的面積,而或,所以,當(dāng)時,的面積.【『點石成金』】本題解題關(guān)鍵是根據(jù)向量的數(shù)量積為零找到的關(guān)系,一是為了減元,二是通過相互的制約關(guān)系找到各自的范圍,為得到的三角形面積公式提供定義域支持,從而求出面積的最小值.3.(2021·全國乙卷·高考真題)已知拋物線的焦點為,且與圓上點的距離的最小值為.(1)求;(2)若點在上,是的兩條切線,是切點,求面積的最大值.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)根據(jù)圓的幾何性質(zhì)可得出關(guān)于的等式,即可解出的值;(2)設(shè)點、、,利用導(dǎo)數(shù)求出直線、,進(jìn)一步可求得直線的方程,將直線的方程與拋物線的方程聯(lián)立,求出以及點到直線的距離,利用三角形的面積公式結(jié)合二次函數(shù)的基本性質(zhì)可求得面積的最大值.【詳析】(1)[方法一]:利用二次函數(shù)性質(zhì)求最小值由題意知,,設(shè)圓M上的點,則.所以.從而有.因為,所以當(dāng)時,.又,解之得,因此.[方法二]【最優(yōu)解】:利用圓的幾何意義求最小值拋物線的焦點為,,所以,與圓上點的距離的最小值為,解得;(2)[方法一]:切點弦方程+韋達(dá)定義判別式求弦長求面積法拋物線的方程為,即,對該函數(shù)求導(dǎo)得,設(shè)點、、,直線的方程為,即,即,同理可知,直線的方程為,由于點為這兩條直線的公共點,則,所以,點A、的坐標(biāo)滿足方程,所以,直線的方程為,聯(lián)立,可得,由韋達(dá)定理可得,,所以,,點到直線的距離為,所以,,,由已知可得,所以,當(dāng)時,的面積取最大值.[方法二]【最優(yōu)解】:切點弦法+分割轉(zhuǎn)化求面積+三角換元求最值同方法一得到.過P作y軸的平行線交于Q,則..P點在圓M上,則.故當(dāng)時的面積最大,最大值為.[方法三]:直接設(shè)直線AB方程法設(shè)切點A,B的坐標(biāo)分別為,.設(shè),聯(lián)立和拋物線C的方程得整理得.判別式,即,且.拋物線C的方程為,即,有.則,整理得,同理可得.聯(lián)立方程可得點P的坐標(biāo)為,即.將點P的坐標(biāo)代入圓M的方程,得,整理得.由弦長公式得.點P到直線的距離為.所以,其中,即.當(dāng)時,.【整體點評】(1)方法一利用兩點間距離公式求得關(guān)于圓M上的點的坐標(biāo)的表達(dá)式,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為關(guān)于的表達(dá)式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)得到最小值,進(jìn)而求得的值;方法二,利用圓的性質(zhì),與圓上點的距離的最小值,簡潔明快,為最優(yōu)解;(2)方法一設(shè)點、、,利用導(dǎo)數(shù)求得兩切線方程,由切點弦方程思想得到直線的坐標(biāo)滿足方程,然手與拋物線方程聯(lián)立,由韋達(dá)定理可得,,利用弦長公式求得的長,進(jìn)而得到面積關(guān)于坐標(biāo)的表達(dá)式,利用圓的方程轉(zhuǎn)化得到關(guān)于的二次函數(shù)最值問題;方法二,同方法一得到,,過P作y軸的平行線交于Q,則.由求得面積關(guān)于坐標(biāo)的表達(dá)式,并利用三角函數(shù)換元求得面積最大值,方法靈活,計算簡潔,為最優(yōu)解;方法三直接設(shè)直線,聯(lián)立直線和拋物線方程,利用韋達(dá)定理判別式得到,且.利用點在圓上,求得的關(guān)系,然后利用導(dǎo)數(shù)求得兩切線方程,解方程組求得P的坐標(biāo),進(jìn)而利用弦長公式和點到直線距離公式求得面積關(guān)于的函數(shù)表達(dá)式,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求得最大值;4.(2025·全國二卷·高考真題)已知橢圓的離心率為,長軸長為4.(1)求C的方程;(2)過點的直線l與C交于兩點,為坐標(biāo)原點,若的面積為,求.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)根據(jù)長軸長和離心率求出基本量后可得橢圓方程;(2)設(shè)出直線方程并聯(lián)立橢圓方程后結(jié)合韋達(dá)定理用參數(shù)表示面積后可求的值,從而可求弦長.【詳析】(1)因為長軸長為4,故,而離心率為,故,故,故橢圓方程為:.(2)由題設(shè)直線的斜率不為0,故設(shè)直線,,由可得,故即,且,故,解得,故.5.(2022·天津·高考真題)橢圓的右焦點為F,右頂點A和上頂點為B滿足.(1)求橢圓的離心率;(2)直線l與橢圓有唯一公共點M,與y軸相交于點N(N異于M).記O為原點,若,且的面積為,求橢圓的方程.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)根據(jù)已知條件可得出關(guān)于、的等量關(guān)系,由此可求得該橢圓的離心率的值;(2)由(1)可知橢圓的方程為,設(shè)直線的方程為,將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,由可得出,求出點的坐標(biāo),利用三角形的面積公式以及已知條件可求得的值,即可得出橢圓的方程.【詳析】(1)解:,離心率為.(2)解:由(1)可知橢圓的方程為,易知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,由,①,,由可得,②由可得,③聯(lián)立①②③可得,,,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.6.(2023·天津·高考真題)已知橢圓的左右頂點分別為,右焦點為,已知.(1)求橢圓的方程和離心率;(2)點在橢圓上(異于橢圓的頂點),直線交軸于點,若三角形的面積是三角形面積的二倍,求直線的方程.【答案】(1)橢圓的方程為,離心率為.(2).〖祥解〗(1)由解得,從而求出,代入橢圓方程即可求方程,再代入離心率公式即求離心率.(2)先設(shè)直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,消去,再由韋達(dá)定理可得,從而得到點和點坐標(biāo).由得,即可得到關(guān)于的方程,解出,代入直線的方程即可得到答案.【詳析】(1)如圖,
由題意得,解得,所以,所以橢圓的方程為,離心率為.(2)由題意得,直線斜率存在,由橢圓的方程為可得,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,消去整理得:,由韋達(dá)定理得,所以,所以,.所以,,,所以,所以,即,解得,所以直線的方程為.7.(2022·新高考全國Ⅰ卷·高考真題)已知點在雙曲線上,直線l交C于P,Q兩點,直線的斜率之和為0.(1)求l的斜率;(2)若,求的面積.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)由點在雙曲線上可求出,易知直線l的斜率存在,設(shè),,再根據(jù),即可解出l的斜率;(2)根據(jù)直線的斜率之和為0可知直線的傾斜角互補(bǔ),根據(jù)即可求出直線的斜率,再分別聯(lián)立直線與雙曲線方程求出點的坐標(biāo),即可得到直線的方程以及的長,由點到直線的距離公式求出點A到直線的距離,即可得出的面積.【詳析】(1)因為點在雙曲線上,所以,解得,即雙曲線.易知直線l的斜率存在,設(shè),,聯(lián)立可得,,所以,,且.所以由可得,,即,即,所以,化簡得,,即,所以或,當(dāng)時,直線過點,與題意不符,舍去,故.(2)[方法一]:【最優(yōu)解】常規(guī)轉(zhuǎn)化不妨設(shè)直線的傾斜角為,因為,所以,由(1)知,,當(dāng)均在雙曲線左支時,,所以,即,解得(負(fù)值舍去)此時PA與雙曲線的漸近線平行,與雙曲線左支無交點,舍去;當(dāng)均在雙曲線右支時,因為,所以,即,即,解得(負(fù)值舍去),于是,直線,直線,聯(lián)立可得,,因為方程有一個根為,所以,,同理可得,,.所以,,點到直線的距離,故的面積為.[方法二]:設(shè)直線AP的傾斜角為,,由,得,由,得,即,聯(lián)立,及得,,同理,,,故,而,,由,得,故【整體點評】(2)法一:由第一問結(jié)論利用傾斜角的關(guān)系可求出直線的斜率,從而聯(lián)立求出點坐標(biāo),進(jìn)而求出三角形面積,思路清晰直接,是該題的通性通法,也是最優(yōu)解;法二:前面解答與法一求解點坐標(biāo)過程形式有所區(qū)別,最終目的一樣,主要區(qū)別在于三角形面積公式的選擇不一樣.8.(2025·北京·高考真題)已知橢圓的離心率為,橢圓E上的點到兩焦點的距離之和為4.(1)求橢圓E的方程;(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點,點在橢圓E上,直線與直線,分別交于點A,B.設(shè)與的面積分別為,比較與的大小.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)根據(jù)橢圓定義以及離心率可求出,再根據(jù)的關(guān)系求出,即可得到橢圓方程;(2)法一:聯(lián)立直線方程求出點坐標(biāo),即可求出,再根據(jù),即可得出它們的大小關(guān)系.法二:利用直線的到角公式或者傾斜角之間的關(guān)系得到,再根據(jù)三角形的面積公式即可解出.【詳析】(1)由橢圓可知,,所以,又,所以,,故橢圓E的方程為;(2)聯(lián)立,消去得,,整理得,①,又,所以,,故①式可化簡為,即,所以,所以直線與橢圓相切,為切點.設(shè),易知,當(dāng)時,由對稱性可知,.故設(shè),易知,聯(lián)立,解得,聯(lián)立,解得,所以,,故.法二:不妨設(shè),易知,當(dāng)時,由對稱性可知,.故設(shè),聯(lián)立,解得,聯(lián)立,解得,若,則,由對稱性,不妨取,則,,,所以,同理,當(dāng)時,,當(dāng)時,則,,,又,所以,所以,,則,即,所以.考點02圓錐曲線的斜率問題9.(2024·北京·高考真題)已知橢圓:,以橢圓的焦點和短軸端點為頂點的四邊形是邊長為2的正方形.過點且斜率存在的直線與橢圓交于不同的兩點,過點和的直線與橢圓的另一個交點為.(1)求橢圓的方程及離心率;(2)若直線BD的斜率為0,求t的值.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)由題意得,進(jìn)一步得,由此即可得解;(2)設(shè),,聯(lián)立橢圓方程,由韋達(dá)定理有,而,令,即可得解.【詳析】(1)由題意,從而,所以橢圓方程為,離心率為;(2)直線斜率不為0,否則直線與橢圓無交點,矛盾,從而設(shè),,聯(lián)立,化簡并整理得,由題意,即應(yīng)滿足,所以,若直線斜率為0,由橢圓的對稱性可設(shè),所以,在直線方程中令,得,所以,此時應(yīng)滿足,即應(yīng)滿足或,綜上所述,滿足題意,此時或.10.(2022·北京·高考真題)已知橢圓的一個頂點為,焦距為.(1)求橢圓E的方程;(2)過點作斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點B,C,直線AB,AC分別與x軸交于點M,N,當(dāng)時,求k的值.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)依題意可得,即可求出,從而求出橢圓方程;(2)首先表示出直線方程,設(shè)、,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元列出韋達(dá)定理,由直線、的方程,表示出、,根據(jù)得到方程,解得即可;【詳析】(1)解:依題意可得,,又,所以,所以橢圓方程為;(2)解:依題意過點的直線為,設(shè)、,不妨令,由,消去整理得,所以,解得,所以,,直線的方程為,令,解得,直線的方程為,令,解得,所以,所以,即即即整理得,解得11.(2021·新高考全國Ⅰ卷·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點、,點的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點在直線上,過的兩條直線分別交于、兩點和,兩點,且,求直線的斜率與直線的斜率之和.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)利用雙曲線的定義可知軌跡是以點、為左、右焦點雙曲線的右支,求出、的值,即可得出軌跡的方程;(2)方法一:設(shè)出點的坐標(biāo)和直線方程,聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,結(jié)合韋達(dá)定理求得直線的斜率,最后化簡計算可得的值.【詳析】(1)因為,所以,軌跡是以點、為左、右焦點的雙曲線的右支,設(shè)軌跡的方程為,則,可得,,所以,軌跡的方程為.(2)[方法一]【最優(yōu)解】:直線方程與雙曲線方程聯(lián)立如圖所示,設(shè),設(shè)直線的方程為.
聯(lián)立,化簡得,,則.故.則.設(shè)的方程為,同理.因為,所以,化簡得,所以,即.因為,所以.[方法二]:參數(shù)方程法設(shè).設(shè)直線的傾斜角為,則其參數(shù)方程為,聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,可得,整理得.設(shè),由根與系數(shù)的關(guān)系得.設(shè)直線的傾斜角為,,同理可得由,得.因為,所以.由題意分析知.所以,故直線的斜率與直線的斜率之和為0.[方法三]:利用圓冪定理因為,由圓冪定理知A,B,P,Q四點共圓.設(shè),直線的方程為,直線的方程為,則二次曲線.又由,得過A,B,P,Q四點的二次曲線系方程為:,整理可得:,其中.由于A,B,P,Q四點共圓,則xy項的系數(shù)為0,即.【整體點評】(2)方法一:直線方程與二次曲線的方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理處理圓錐曲線問題是最經(jīng)典的方法,它體現(xiàn)了解析幾何的特征,是該題的通性通法,也是最優(yōu)解;方法二:參數(shù)方程的使用充分利用了參數(shù)的幾何意義,要求解題過程中對參數(shù)有深刻的理解,并能夠靈活的應(yīng)用到題目中.方法三:圓冪定理的應(yīng)用更多的提現(xiàn)了幾何的思想,二次曲線系的應(yīng)用使得計算更為簡單.12.(2021·北京·高考真題)已知橢圓一個頂點,以橢圓的四個頂點為頂點的四邊形面積為.(1)求橢圓E的方程;(2)過點P(0,-3)的直線l斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點B,C,直線AB,AC分別與直線交于點M,N,當(dāng)|PM|+|PN|≤15時,求k的取值范圍.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)根據(jù)橢圓所過的點及四個頂點圍成的四邊形的面積可求,從而可求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè),求出直線的方程后可得的橫坐標(biāo),從而可得,聯(lián)立直線的方程和橢圓的方程,結(jié)合韋達(dá)定理化簡,從而可求的范圍,注意判別式的要求.【詳析】(1)因為橢圓過,故,因為四個頂點圍成的四邊形的面積為,故,即,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)設(shè),因為直線的斜率存在,故,故直線,令,則,同理.直線,由可得,故,解得或.又,故,所以又故即,綜上,或.13.(2021·全國乙卷·高考真題)已知拋物線的焦點F到準(zhǔn)線的距離為2.(1)求C的方程;(2)已知O為坐標(biāo)原點,點P在C上,點Q滿足,求直線斜率的最大值.【答案】(1);(2)最大值為.〖祥解〗(1)由拋物線焦點與準(zhǔn)線的距離即可得解;(2)設(shè),由平面向量的知識可得,進(jìn)而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.【詳析】(1)拋物線的焦點,準(zhǔn)線方程為,由題意,該拋物線焦點到準(zhǔn)線的距離為,所以該拋物線的方程為;(2)[方法一]:軌跡方程+基本不等式法設(shè),則,所以,由在拋物線上可得,即,據(jù)此整理可得點的軌跡方程為,所以直線的斜率,當(dāng)時,;當(dāng)時,,當(dāng)時,因為,此時,當(dāng)且僅當(dāng),即時,等號成立;當(dāng)時,;綜上,直線的斜率的最大值為.[方法二]:【最優(yōu)解】軌跡方程+數(shù)形結(jié)合法同方法一得到點Q的軌跡方程為.設(shè)直線的方程為,則當(dāng)直線與拋物線相切時,其斜率k取到最值.聯(lián)立得,其判別式,解得,所以直線斜率的最大值為.[方法三]:軌跡方程+換元求最值法同方法一得點Q的軌跡方程為.設(shè)直線的斜率為k,則.令,則的對稱軸為,所以.故直線斜率的最大值為.[方法四]:參數(shù)+基本不等式法由題可設(shè).因為,所以.于是,所以則直線的斜率為.當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,所以直線斜率的最大值為.【整體點評】方法一根據(jù)向量關(guān)系,利用代點法求得Q的軌跡方程,得到直線OQ的斜率關(guān)于的表達(dá)式,然后利用分類討論,結(jié)合基本不等式求得最大值;方法二同方法一得到點Q的軌跡方程,然后利用數(shù)形結(jié)合法,利用判別式求得直線OQ的斜率的最大值,為最優(yōu)解;方法三同方法一求得Q的軌跡方程,得到直線的斜率k的平方關(guān)于的表達(dá)式,利用換元方法轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求得最大值,進(jìn)而得到直線斜率的最大值;方法四利用參數(shù)法,由題可設(shè),求得x,y關(guān)于的參數(shù)表達(dá)式,得到直線的斜率關(guān)于的表達(dá)式,結(jié)合使用基本不等式,求得直線斜率的最大值.14.(2022·全國甲卷·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(dāng)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(dāng)取得最大值時,求直線AB的方程.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)由拋物線的定義可得,即可得解;(2)法一:設(shè)點的坐標(biāo)及直線,由韋達(dá)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(dá)定理可解.【詳析】(1)拋物線的準(zhǔn)線為,當(dāng)與x軸垂直時,點M的橫坐標(biāo)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(dāng)且僅當(dāng)即時,等號成立,所以當(dāng)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(dāng)且僅當(dāng)即時,等號成立,所以當(dāng)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(dāng)且僅當(dāng)即時,等號成立,所以當(dāng)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(dá)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(biāo)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03圓錐曲線的證明問題15.(2025·天津·高考真題)已知橢圓的左焦點為F,右頂點為A,P為上一點,且直線的斜率為,的面積為,離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)過點P的直線與橢圓有唯一交點B(異于點A),求證:PF平分.【答案】(1)(2)證明見解析〖祥解〗(1)根據(jù)題意,利用橢圓的離心率得到,再由直線的斜率得到,從而利用三角形的面積公式得到關(guān)于的方程,解之即可得解;(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,利用其位置關(guān)系求得,進(jìn)而得到直線的方程與點的坐標(biāo),法一:利用向量的夾角公式即可得證;法二:利用兩直線的夾角公式即可得證;法三利用正切的倍角公式即可得證;法四:利用角平分線的性質(zhì)與點線距離公式即可得證.【詳析】(1)依題意,設(shè)橢圓的半焦距為,則左焦點,右頂點,離心率,即,因為為上一點,設(shè),又直線的斜率為,則,即,所以,解得,則,即,因為的面積為,,高為,所以,解得,則,,所以橢圓的方程為..(2)由(1)可知,,,易知直線的斜率存在,設(shè)其方程為,則,即,聯(lián)立,消去得,,因為直線與橢圓有唯一交點,所以,即,則,解得,則,所以直線的方程為,聯(lián)立,解得,則,以下分別用四種方法證明結(jié)論:法一:則,所以,,則,又,所以,即平分.法二:所以,,,由兩直線夾角公式,得,,則,又,所以,即平分.法三:則,,故,又,所以,即平分.法四:則,所以直線的方程為,即,則點到直線的距離為,又點到直線的距離也為,所以平分.16.(2022·新高考全國Ⅱ卷·高考真題)已知雙曲線的右焦點為,漸近線方程為.(1)求C的方程;(2)過F的直線與C的兩條漸近線分別交于A,B兩點,點在C上,且.過P且斜率為的直線與過Q且斜率為的直線交于點M.從下面①②③中選取兩個作為條件,證明另外一個成立:①M在上;②;③.注:若選擇不同的組合分別解答,則按第一個解答計分.【答案】(1)(2)見解析〖祥解〗(1)利用焦點坐標(biāo)求得的值,利用漸近線方程求得的關(guān)系,進(jìn)而利用的平方關(guān)系求得的值,得到雙曲線的方程;(2)先分析得到直線的斜率存在且不為零,設(shè)直線AB的斜率為k,M(x0,y0),由③|AM|=|BM|等價分析得到;由直線和的斜率得到直線方程,結(jié)合雙曲線的方程,兩點間距離公式得到直線PQ的斜率,由②等價轉(zhuǎn)化為,由①在直線上等價于,然后選擇兩個作為已知條件一個作為結(jié)論,進(jìn)行證明即可.【詳析】(1)右焦點為,∴,∵漸近線方程為,∴,∴,∴,∴,∴.∴C的方程為:;(2)由已知得直線的斜率存在且不為零,直線的斜率不為零,若選由①②推③或選由②③推①:由②成立可知直線的斜率存在且不為零;若選①③推②,則為線段的中點,假若直線的斜率不存在,則由雙曲線的對稱性可知在軸上,即為焦點,此時由對稱性可知、關(guān)于軸對稱,與從而,已知不符;總之,直線的斜率存在且不為零.設(shè)直線的斜率為,直線方程為,則條件①在上,等價于;兩漸近線的方程合并為,聯(lián)立消去y并化簡整理得:設(shè),線段中點為,則,設(shè),則條件③等價于,移項并利用平方差公式整理得:,,即,即;由題意知直線的斜率為,直線的斜率為,∴由,∴,所以直線的斜率,直線,即,代入雙曲線的方程,即中,得:,解得的橫坐標(biāo):,同理:,∴∴,∴條件②等價于,綜上所述:條件①在上,等價于;條件②等價于;條件③等價于;選①②推③:由①②解得:,∴③成立;選①③推②:由①③解得:,,∴,∴②成立;選②③推①:由②③解得:,,∴,∴,∴①成立.17.(2024·全國甲卷·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.【答案】(1)(2)證明見解析〖祥解〗(1)設(shè),根據(jù)的坐標(biāo)及軸可求基本量,故可求橢圓方程.(2)設(shè),,,聯(lián)立直線方程和橢圓方程,用的坐標(biāo)表示,結(jié)合韋達(dá)定理化簡前者可得,故可證軸.【詳析】(1)設(shè),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),,,由可得,故,故,又,而,故直線,故,所以,故,即軸.【『點石成金』】方法『點石成金』:利用韋達(dá)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(biāo)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(dá)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(dá)定理求解.18.(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:.【答案】(1)(2)證明見解析〖祥解〗(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(biāo),進(jìn)而求得,再根據(jù)題意求得,得到,由此得解.【詳析】(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.19.(2023·新課標(biāo)Ⅰ卷·高考真題)在直角坐標(biāo)系中,點到軸的距離等于點到點的距離,記動點的軌跡為.(1)求的方程;(2)已知矩形有三個頂點在上,證明:矩形的周長大于.【答案】(1)(2)見解析〖祥解〗(1)設(shè),根據(jù)題意列出方程,化簡即可;(2)法一:設(shè)矩形的三個頂點,且,分別令,,且,利用放縮法得,設(shè)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出其最小值,則得的最小值,再排除邊界值即可.法二:設(shè)直線的方程為,將其與拋物線方程聯(lián)立,再利用弦長公式和放縮法得,利用換元法和求導(dǎo)即可求出周長最值,再排除邊界值即可.法三:利用平移坐標(biāo)系法,再設(shè)點,利用三角換元再對角度分類討論,結(jié)合基本不等式即可證明.【詳析】(1)設(shè),則,兩邊同平方化簡得,故.(2)法一:設(shè)矩形的三個頂點在上,且,易知矩形四條邊所在直線的斜率均存在,且不為0,
則,令,同理令,且,則,設(shè)矩形周長為,由對稱性不妨設(shè),,則,易知則令,令,解得,當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減,當(dāng),,此時單調(diào)遞增,則,故,即.當(dāng)時,,且,即時等號成立,矛盾,故,得證.法二:不妨設(shè)在上,且,
依題意可設(shè),易知直線,的斜率均存在且不為0,則設(shè),的斜率分別為和,由對稱性,不妨設(shè),直線的方程為,則聯(lián)立得,,則則,同理,令,則,設(shè),則,令,解得,當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減,當(dāng),,此時單調(diào)遞增,則,,但,此處取等條件為,與最終取等時不一致,故.法三:為了計算方便,我們將拋物線向下移動個單位得拋物線,矩形變換為矩形,則問題等價于矩形的周長大于.設(shè),根據(jù)對稱性不妨設(shè).則,由于,則.由于,且介于之間,則.令,,則,從而故①當(dāng)時,②當(dāng)時,由于,從而,從而又,故,由此,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,故,故矩形周長大于.
.【『點石成金』】關(guān)鍵『點石成金』:本題的第二個的關(guān)鍵是通過放縮得,同時為了簡便運算,對右邊的式子平方后再設(shè)新函數(shù)求導(dǎo),最后再排除邊界值即可.考點04圓錐曲線的最值問題20.(2025·全國一卷·高考真題)設(shè)橢圓的離心率為,下頂點為A,右頂點為B,.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知動點P不在y軸上,點R在射線AP上,且滿足.(i)設(shè),求點的坐標(biāo)(用m,n表示);(ⅱ)設(shè)O為坐標(biāo)原點,是橢圓上的動點,直線OR的斜率為直線的斜率的3倍,求的最大值.【答案】(1)(2)(ⅰ)(ⅱ)〖祥解〗(1)根據(jù)題意列出的關(guān)系式,解方程求出,即可得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)(ⅰ)設(shè),根據(jù)斜率相等以及題目條件列式,化簡即可求出或者利用數(shù)乘向量求出;(ⅱ)根據(jù)斜率關(guān)系可得到點的軌跡為圓(除去兩點),再根據(jù)點與圓的最值求法結(jié)合三角換元或者直接運算即可解出.【詳析】(1)由題可知,,所以,解得,故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)(ⅰ)設(shè),易知,法一:所以,故,且.因為,,所以,即,解得,所以,所以點的坐標(biāo)為.法二:設(shè),則,所以,,故點的坐標(biāo)為.(ⅱ)因為,,由,可得,化簡得,即,所以點在以為圓心,為半徑的圓上(除去兩個點),為到圓心的距離加上半徑,法一:設(shè),所以,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,所以.法二:設(shè),則,,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,故.21.(2024·上?!じ呖颊骖})已知雙曲線,左、右頂點分別為,過點的直線交雙曲線于兩點.(1)若的離心率為2,求.(2)若為等腰三角形,且點在第一象限,求點的坐標(biāo).(3)連接(為坐標(biāo)原點)并延長交于點,若,求的最大值.【答案】(1);(2)當(dāng)時,;(3)的最大值為.〖祥解〗(1)根據(jù)離心率的概念求出,再求出即可;(2)如圖,易知為鈍角,則,根據(jù)兩點距離公式建立方程組,解之即可求解;(3)設(shè),:,聯(lián)立雙曲線方程,利用韋達(dá)定理和平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示建立關(guān)于的方程,得,結(jié)合即可求解.【詳析】(1)由雙曲線的方程知,,因為離心率為2,所以,得.(2)當(dāng)時,雙曲線,且.因為點在第一象限,所以為鈍角.又為等腰三角形,所以.設(shè)點,且,則得,所以.(3)由雙曲線的方程知,且由題意知關(guān)于原點對稱.設(shè),則.由直線不與軸垂直,可設(shè)直線的方程為.聯(lián)立直線與雙曲線的方程得消去,得,且,即,得.,由,得,所以,即,整理得,所以,整理得,所以.又,所以,解得,所以,又,故的取值范圍是,故的最大值為.【『點石成金』】關(guān)鍵點『點石成金』:解圓錐曲線與平面向量交匯題的關(guān)鍵是設(shè)相關(guān)點的坐標(biāo),將平面向量用坐標(biāo)表示,運用相應(yīng)的平面向量坐標(biāo)運算法則(加、減、數(shù)量積、數(shù)乘)或運算律或數(shù)量積的幾何意義,將問題中向量間的關(guān)系(相等、垂直、平行等)轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系.22.(2022·上?!じ呖颊骖})設(shè)有橢圓方程,直線,下端點為A,M在l上,左、右焦點分別為.(1),AM的中點在x軸上,求點M的坐標(biāo);(2)直線l與y軸交于B,直線AM經(jīng)過右焦點,在中有一內(nèi)角余弦值為,求b;(3)在橢圓上存在一點P到l距離為d,使,隨a的變化,求d的最小值.【答案】(1)(2)或(3)〖祥解〗(1)由題意可得橢圓方程為,從而確定點的縱坐標(biāo),進(jìn)一步可得點的坐標(biāo);(2)由直線方程可知,分類討論和兩種情況確定的值即可;(3)設(shè),利用點到直線距離公式和橢圓的定義可得,進(jìn)一步整理計算,結(jié)合三角函數(shù)的有界性求得即可確定的最小值.【詳析】(1)解:由題意可得,所以,的中點在軸上,的縱坐標(biāo)為,代入得;(2)解:由直線方程可知,,①若,則,即,,.②若,則,,,,,即,,.綜上,或;(3)解:設(shè),結(jié)合已知條件,由橢圓的定義及點到直線距離公式可得,顯然橢圓在直線的左下方,則,即,,,即,,整理可得,即,,即的最小值為.23.(2025·上?!じ呖颊骖})已知橢圓,,A是的右頂點.(1)若的焦點,求離心率e;(2)若,且上存在一點P,滿足,求m;(3)已知AM的中垂線l的斜率為2,l與交于C、D兩點,為鈍角,求a的取值范圍.【答案】(1)(2)(3)〖祥解〗(1)由方程可得,再由焦點坐標(biāo)得,從而求出得離心率;(2)設(shè)點坐標(biāo),由向量關(guān)系坐標(biāo)化可解得坐標(biāo),代入橢圓方程可得;(3)根據(jù)中垂線性質(zhì),由斜率與中點坐標(biāo)得直線方程,聯(lián)立直線與橢圓方程,將鈍角條件轉(zhuǎn)化為向量不等式,再坐標(biāo)化利用韋達(dá)定理代入化簡不等式求解可得范圍.【詳析】(1)由題意知,,則,由右焦點,可知,則,故離心率.(2)由題意,由得,,解得,代入,得,又,解得.(3)由線段的中垂線的斜率為,所以直線的斜率為,則,解得,由得中點坐標(biāo)為,故直線,顯然直線過橢圓內(nèi)點,故直線與橢圓恒有兩不同交點,設(shè),由消得,由韋達(dá)定理得,因為為鈍角,則,且,則有,所以,即,解得,又,故,即的取值范圍是.24.(2024·天津·高考真題)已知橢圓的離心率為.左頂點為,下頂點為是線段的中點(O為原點),的面積為.(1)求橢圓的方程.(2)過點C的動直線與橢圓相交于兩點.在軸上是否存在點,使得恒成立.若存在,求出點縱坐標(biāo)的取值范圍;若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)存在,使得恒成立.〖祥解〗(1)根據(jù)橢圓的離心率和三角形的面積可求基本量,從而可得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè)該直線方程為:,,聯(lián)立直線方程和橢圓方程并消元,結(jié)合韋達(dá)定理和向量數(shù)量積的坐標(biāo)運算可用表示,再根據(jù)可求的范圍.【詳析】(1)因為橢圓的離心率為,故,,其中為半焦距,所以,故,故,所以,,故橢圓方程為:.(2)若過點的動直線的斜率存在,則可設(shè)該直線方程為:,設(shè),由可得,故且而,故,因為恒成立,故,解得.若過點的動直線的斜率不存在,則或,此時需,兩者結(jié)合可得.綜上,存在,使得恒成立.【『點石成金』】思路『點石成金』:圓錐曲線中的范圍問題,往往需要用合適的參數(shù)表示目標(biāo)代數(shù)式,表示過程中需要借助韋達(dá)定理,此時注意直線方程的合理假設(shè).25.(2023·上?!じ呖颊骖})曲線,第一象限內(nèi)點A在Γ上,A的縱坐標(biāo)是a.(1)若A到準(zhǔn)線距離為3,求a;(2)若a=4,B在x軸上,AB中點在上,求點B坐標(biāo)和坐標(biāo)原點O到AB距離;(3)直線,令P是第一象限Γ上異于A的一點,直線PA交l于Q,H是P在l上的投影,若點A滿足“對于任意P都有”,求a的取值范圍.【答案】(1)(2)(3)〖祥解〗(1)代入求出,利用拋物線定義即可求出值;(2)代入值求出,設(shè),則得到的中點坐標(biāo),再代入拋物線方程則得值,則得到直線的方程,利用點到直線的距離即可;(3)設(shè),寫出直線的方程,求出點坐標(biāo),則,分和討論即可.【詳析】(1)令,解得,即,而拋物線的準(zhǔn)線方程為,根據(jù)拋物線的定義有,解得,因為為第一象限的點,則.(2)由代入拋物線方程有,解得,則,設(shè),則的中點為,代入拋物線方程有,解得,直線的斜率為,其方程為,即,坐標(biāo)原點到的距離為.(3)設(shè),根據(jù),則,則直線方程為,化簡得,令,則,又,,化簡得①對任意的恒成立.則,結(jié)合,,當(dāng)時,,則,則①也成立.綜上所述:.
【『點石成金』】關(guān)鍵『點石成金』:本題第三問的關(guān)鍵是設(shè),從而寫出直線的方程,再得到,再轉(zhuǎn)化為恒成立問題,分類討論即可.26.(2022·浙江·高考真題)如圖,已知橢圓.設(shè)A,B是橢圓上異于的兩點,且點在線段上,直線分別交直線于C,D兩點.(1)求點P到橢圓上點的距離的最大值;(2)求的最小值.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)設(shè)是橢圓上任意一點,再根據(jù)兩點間的距離公式求出,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可求出;(2)設(shè)直線與橢圓方程聯(lián)立可得,再將直線方程與的方程分別聯(lián)立,可解得點的坐標(biāo),再根據(jù)兩點間的距離公式求出,最后代入化簡可得,由柯西不等式即可求出最小值.【詳析】(1)設(shè)是橢圓上任意一點,,,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,故的最大值是.(2)設(shè)直線,直線方程與橢圓聯(lián)立,可得,設(shè),所以,因為直線與直線交于,則,同理可得,.則,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,故的最小值為.【『點石成金』】本題主要考查最值的計算,第一問利用橢圓的參數(shù)方程以及二次函數(shù)的性質(zhì)較好解決,第二問思路簡單,運算量較大,求最值的過程中還使用到柯西不等式求最值,對學(xué)生的綜合能力要求較高,屬于較難題.27.(2021·浙江·高考真題)如圖,已知F是拋物線的焦點,M是拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點,且,(1)求拋物線的方程;(2)設(shè)過點F的直線交拋物線與A?B兩點,斜率為2的直線l與直線,x軸依次交于點P,Q,R,N,且,求直線l在x軸上截距的范圍.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)求出的值后可求拋物線的方程.(2)方法一:設(shè),,,聯(lián)立直線的方程和拋物線的方程后可得,求出直線的方程,聯(lián)立各直線方程可求出,根據(jù)題設(shè)條件可得,從而可求的范圍.【詳析】(1)因為,故,故拋物線的方程為:.(2)[方法一]:通式通法設(shè),,,所以直線,由題設(shè)可得且.由可得,故,因為,故,故.又,由可得,同理,由可得,所以,整理得到,故,令,則且,故,故即,解得或或.故直線在軸上的截距的范圍為或或.[方法二]:利用焦點弦性質(zhì)設(shè)直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為,由題設(shè)可得且.由得,所以.因為,,.由得.同理.由得.因為,所以即.故.令,則.所以,解得或或.故直線在x軸上的截距的范圍為.[方法三]【最優(yōu)解】:設(shè),由三點共線得,即.所以直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為.設(shè)直線的方程為,則.所以.故(其中).所以.因此直線在x軸上的截距為.【整體點評】本題主要是處理共線的線段長度問題,主要方法是長度轉(zhuǎn)化為坐標(biāo).方法一:主要是用坐標(biāo)表示直線,利用弦長公式將線段長度關(guān)系轉(zhuǎn)為縱坐標(biāo)關(guān)系,再將所求構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,再利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍.方法二:利用焦點弦的性質(zhì)求得直線的斜率之和為0,再利用線段長度關(guān)系即為縱坐標(biāo)關(guān)系,再將所求構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,再利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍.方法三:利用點在拋物線上,巧妙設(shè)點坐標(biāo),借助于焦點弦的性質(zhì)求得點橫坐標(biāo)的關(guān)系,這樣有助于減少變元,再將所求構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,再利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍.考點05圓錐曲線的定點、定值和定直線問題28.(2023·全國乙卷·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.【答案】(1)(2)證明見詳析〖祥解〗(1)根據(jù)題意列式求解,進(jìn)而可得結(jié)果;(2)設(shè)直線的方程,進(jìn)而可求點的坐標(biāo),結(jié)合韋達(dá)定理驗證為定值即可.【詳析】(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.
【『點石成金』】方法『點石成金』: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.29.(2023·新課標(biāo)Ⅱ卷·高考真題)已知雙曲線C的中心為坐標(biāo)原點,左焦點為,離心率為.(1)求C的方程;(2)記C的左、右頂點分別為,,過點的直線與C的左支交于M,N兩點,M在第二象限,直線與交于點P.證明:點在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析.〖祥解〗(1)由題意求得的值即可確定雙曲線方程;(2)設(shè)出直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立,然后由點的坐標(biāo)分別寫出直線與的方程,聯(lián)立直線方程,消去,結(jié)合韋達(dá)定理計算可得,即交點的橫坐標(biāo)為定值,據(jù)此可證得點在定直線上.【詳析】(1)設(shè)雙曲線方程為,由焦點坐標(biāo)可知,則由可得,,雙曲線方程為.(2)由(1)可得,設(shè),顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線的方程為,且,與聯(lián)立可得,且,則,
直線的方程為,直線的方程為,聯(lián)立直線與直線的方程可得:,由可得,即,據(jù)此可得點在定直線上運動.【『點石成金』】關(guān)鍵點『點石成金』:求雙曲線方程的定直線問題,意在考查學(xué)生的計算能力,轉(zhuǎn)化能力和綜合應(yīng)用能力,其中根據(jù)設(shè)而不求的思想,利用韋達(dá)定理得到根與系數(shù)的關(guān)系可以簡化運算,是解題的關(guān)鍵.30.(2022·全國乙卷·高考真題)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點,對稱軸為x軸、y軸,且過兩點.(1)求E的方程;(2)設(shè)過點的直線交E于M,N兩點,過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點T,點H滿足.證明:直線HN過定點.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)將給定點代入設(shè)出的方程求解即可;(2)設(shè)出直線方程,與橢圓C的方程聯(lián)立,分情況討論斜率是否存在,即可得解.【詳析】(1)解:設(shè)橢圓E的方程為,過,則,解得,,所以橢圓E的方程為:.(2),所以,①若過點的直線斜率不存在,直線.代入,可得,,代入AB方程,可得,由得到.求得HN方程:,過點.②若過點的直線斜率存在,設(shè).聯(lián)立得,可得,,且即聯(lián)立可得可求得此時,將,代入整理得,將代入,得顯然成立,綜上,可得直線HN過定點【『點石成金』】求定點、定值問題常見的方法有兩種: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.考點06圓錐曲線與其他知識的綜合31.(2021·全國甲卷·高考真題)拋物線C的頂點為坐標(biāo)原點O.焦點在x軸上,直線l:交C于P,Q兩點,且.已知點,且與l相切.(1)求C,的方程;(2)設(shè)是C上的三個點,直線,均與相切.判斷直線與的位置關(guān)系,并說明理由.【答案】(1)拋物線,方程為;(2)相切,理由見解析〖祥解〗(1)根據(jù)已知拋物線與相交,可得出拋物線開口向右,設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程,再利用對稱性設(shè)出坐標(biāo),由,即可求出;由圓與直線相切,求出半徑,即可得出結(jié)論;(2)方法一:先考慮斜率不存在,根據(jù)對稱性,即可得出結(jié)論;若斜率存在,由三點在拋物線上,將直線斜率分別用縱坐標(biāo)表示,再由與圓相切,得出與的關(guān)系,最后求出點到直線的距離,即可得出結(jié)論.【詳析】(1)依題意設(shè)拋物線,,所以拋物線的方程為,與相切,所以半徑為,所以的方程為;(2)[方法一]:設(shè)若斜率不存在,則方程為或,若方程為,根據(jù)對稱性不妨設(shè),則過與圓相切的另一條直線方程為,此時該直線與拋物線只有一個交點,即不存在,不合題意;若方程為,根據(jù)對稱性不妨設(shè)則過與圓相切的直線為,又,,此時直線關(guān)于軸對稱,所以直線與圓相切;若直線斜率均存在,則,所以直線方程為,整理得,同理直線的方程為,直線的方程為,與圓相切,整理得,與圓相切,同理所以為方程的兩根,,到直線的距離為:,所以直線與圓相切;綜上若直線與圓相切,則直線與圓相切.[方法二]【最優(yōu)解】:設(shè).當(dāng)時,同解法1.當(dāng)時,直線的方程為,即.由直線與相切得,化簡得,同理,由直線與相切得.因為方程同時經(jīng)過點,所以的直線方程為,點M到直線距離為.所以直線與相切.綜上所述,若直線與相切,則直線與相切.【整體點評】第二問關(guān)鍵點:過拋物線上的兩點直線斜率只需用其縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))表示,將問題轉(zhuǎn)化為只與縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))有關(guān);法一是要充分利用的對稱性,抽象出與關(guān)系,把的關(guān)系轉(zhuǎn)化為用表示,法二是利用相切等條件得到的直線方程為,利用點到直線距離進(jìn)行證明,方法二更為簡單,開拓學(xué)生思路32.(2024·新課標(biāo)Ⅱ卷·高考真題)已知雙曲線,點在上,為常數(shù),.按照如下方式依次構(gòu)造點:過作斜率為的直線與的左支交于點,令為關(guān)于軸的對稱點,記的坐標(biāo)為.(1)若,求;(2)證明:數(shù)列是公比為的等比數(shù)列;(3)設(shè)為的面積,證明:對任意正整數(shù),.【答案】(1),(2)證明見解析(3)證明見解析〖祥解〗(1)直接根據(jù)題目中的構(gòu)造方式計算出的坐標(biāo)即可;(2)思路一:根據(jù)等比數(shù)列的定義即可驗證結(jié)論;思路二:利用點差法和合比性質(zhì)即可證明;(3)思路一:使用平面向量數(shù)量積和等比數(shù)列工具,證明的取值為與無關(guān)的定值即可.思路二:使用等差數(shù)列工具,證明的取值為與無關(guān)的定值即可.思路三:利用點差法得到,,再結(jié)合(2)中的結(jié)論得,最后證明出即可.【詳析】(1)由已知有,故的方程為.當(dāng)時,過且斜率為的直線為,與聯(lián)立得到.解得或,所以該直線與的不同于的交點為,該點顯然在的左支上.故,從而,.(2)方法一:由于過且斜率為的直線為,與聯(lián)立,得到方程.展開即得,由于已經(jīng)是直線和的公共點,故方程必有一根.從而根據(jù)韋達(dá)定理,另一根,相應(yīng)的.所以該直線與的不同于的交點為,而注意到的橫坐標(biāo)亦可通過韋達(dá)定理表示為,故一定在的左支上.所以.這就得到,.所以.再由,就知道,所以數(shù)列是公比為的等比數(shù)列.方法二:因為,,,則,由于,作差得,,利用合比性質(zhì)知,因此是公比為的等比數(shù)列.(3)方法一:先證明一個結(jié)論:對平面上三個點,若,,則.(若在同一條直線上,約定)證明:.證畢,回到原題.由于上一小問已經(jīng)得到,,故.再由,就知道,所以數(shù)列是公比為的等比數(shù)列.所以對任意的正整數(shù),都有.而又有,,故利用前面已經(jīng)證明的結(jié)論即得.這就表明的取值是與無關(guān)的定值,所以.方法二:由于上一小問已經(jīng)得到,,故.再由,就知道,所以數(shù)列是公比為的等比數(shù)列.所以對任意的正整數(shù),都有.這就得到,以及.兩式相減,即得.移項得到.故.而,.所以和平行,這就得到,即.方法三:由于,作差得,變形得①,同理可得,由(2)知是公比為的等比數(shù)列,令則②,同時是公比為的等比數(shù)列,則③,將②③代入①,即,從而,即.【『點石成金』】關(guān)鍵點『點石成金』:本題的關(guān)鍵在于將解析幾何和數(shù)列知識的結(jié)合,需要綜合運用多方面知識方可得解.專題17圓錐曲線(解答題)6種常見考法歸類知識五年考情(2021-2025)命題趨勢知識1圓錐曲線的綜合(5年5考)考點01圓錐曲線的面積問題2025·全國二卷2025·北京2024·新課標(biāo)Ⅰ卷2023·全國甲卷2023·天津2022·新高考全國Ⅰ卷2022·天津2021·全國乙卷1.面積問題:近5年高頻出現(xiàn),常結(jié)合圓錐曲線的方程、直線與曲線的位置關(guān)系,通過聯(lián)立方程求出交點坐標(biāo),再利用面積公式(如三角形面積公式、分割法求面積等)進(jìn)行計算,重點考查學(xué)生對代數(shù)運算與幾何圖形結(jié)合的處理能力。2.斜率問題:多次在各地高考試卷中出現(xiàn),往往涉及直線的斜率公式、韋達(dá)定理的應(yīng)用,需通過分析直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,建立斜率之間的聯(lián)系,考查學(xué)生的邏輯推理和運算變形能力。3.證明問題:是命題的重要方向,要求證明線段相等、角相等、直線平行或垂直等幾何關(guān)系,需要學(xué)生將幾何條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)表達(dá)式,通過代數(shù)運算進(jìn)行推導(dǎo)證明,強(qiáng)調(diào)對數(shù)學(xué)思維嚴(yán)謹(jǐn)性的考查。4.最值問題:在多地試卷中頻繁出現(xiàn),涉及距離、面積、斜率、截距等的最值求解。這類問題常與函數(shù)思想、不等式思想結(jié)合,通過建立目標(biāo)函數(shù),利用二次函數(shù)最值、基本不等式、導(dǎo)數(shù)等方法求解,考查學(xué)生轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想。5.定點、定值和定直線問題:是命題的經(jīng)典題型。此類問題需要學(xué)生在變化的過程中尋找不變的量,通常通過設(shè)參數(shù)、聯(lián)立方程,消去參數(shù)得到定點坐標(biāo)、定值或定直線方程,體現(xiàn)了從特殊到一般的思維方法,注重對學(xué)生抽象思維能力的考查。考點02圓錐曲線的斜率問題2024·北京2022·北京2022·全國甲卷2021·新高考全國Ⅰ卷2021·北京2021·全國乙卷考點03圓錐曲線的證明問題2025·天津2024·全國甲卷2023·北京2023·新課標(biāo)Ⅰ卷2022·新高考全國Ⅱ卷考點04圓錐曲線的最值問題2025·全國一卷2025·上海2024·天津2024·上海2023·上海2022·上海2022·浙江2021·浙江考點05圓錐曲線的定點、定值和定直線問題2023·全國乙卷2023·新課標(biāo)Ⅱ卷2022·全國乙卷考點06圓錐曲線與其他知識的綜合2021·全國甲卷2024·新課標(biāo)Ⅱ卷考點01圓錐曲線的面積問題1.(2024·新課標(biāo)Ⅰ卷·高考真題)已知和為橢圓上兩點.(1)求C的離心率;(2)若過P的直線交C于另一點B,且的面積為9,求的方程.【答案】(1)(2)直線的方程為或.〖祥解〗(1)代入兩點得到關(guān)于的方程,解出即可;(2)方法一:以為底,求出三角形的高,即點到直線的距離,再利用平行線距離公式得到平移后的直線方程,聯(lián)立橢圓方程得到點坐標(biāo),則得到直線的方程;方法二:同法一得到點到直線的距離,再設(shè),根據(jù)點到直線距離和點在橢圓上得到方程組,解出即可;法三:同法一得到點到直線的距離,利用橢圓的參數(shù)方程即可求解;法四:首先驗證直線斜率不存在的情況,再設(shè)直線,聯(lián)立橢圓方程,得到點坐標(biāo),再利用點到直線距離公式即可;法五:首先考慮直線斜率不存在的情況,再設(shè),利用弦長公式和點到直線的距離公式即可得到答案;法六:設(shè)線法與法五一致,利用水平寬乘鉛錘高乘表達(dá)面積即可.【詳析】(1)由題意得,解得,所以.(2)法一:,則直線的方程為,即,,由(1)知,設(shè)點到直線的距離為,則,則將直線沿著與垂直的方向平移單位即可,此時該平行線與橢圓的交點即為點,設(shè)該平行線的方程為:,則,解得或,當(dāng)時,聯(lián)立,解得或,即或,當(dāng)時,此時,直線的方程為,即,當(dāng)時,此時,直線的方程為,即,當(dāng)時,聯(lián)立得,,此時該直線與橢圓無交點.綜上直線的方程為或.法二:同法一得到直線的方程為,點到直線的距離,設(shè),則,解得或,即或,以下同法一.法三:同法一得到直線的方程為,點到直線的距離,設(shè),其中,則有,聯(lián)立,解得或,即或,以下同法一;法四:當(dāng)直線的斜率不存在時,此時,,符合題意,此時,直線的方程為,即,當(dāng)線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程有,則,其中,即,解得或,,,令,則,則同法一得到直線的方程為,點到直線的距離,則,解得,此時,則得到此時,直線的方程為,即,綜上直線的方程為或.法五:當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r,到距離,此時不滿足條件.當(dāng)?shù)男甭蚀嬖跁r,設(shè),令,,消可得,,且,即,,到直線距離,或,均滿足題意,或,即或.法六:當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r,到距離,此時不滿足條件.當(dāng)直線斜率存在時,設(shè),設(shè)與軸的交點為,令,則,聯(lián)立,則有,,其中,且,則,則,解得或,經(jīng)代入判別式驗證均滿足題意.則直線為或,即或.2.(2023·全國甲卷·高考真題)已知直線與拋物線交于兩點,且.(1)求;(2)設(shè)F為C的焦點,M,N為C上兩點,,求面積的最小值.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)利用直線與拋物線的位置關(guān)系,聯(lián)立直線和拋物線方程求出弦長即可得出;(2)設(shè)直線:,利用,找到的關(guān)系,以及的面積表達(dá)式,再結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)即可求出其最小值.【詳析】(1)設(shè),由可得,,所以,所以,即,因為,解得:.(2)因為,顯然直線的斜率不可能為零,設(shè)直線:,,由可得,,所以,,,因為,所以,即,亦即,將代入得,,,所以,且,解得或.設(shè)點到直線的距離為,所以,,所以的面積,而或,所以,當(dāng)時,的面積.【『點石成金』】本題解題關(guān)鍵是根據(jù)向量的數(shù)量積為零找到的關(guān)系,一是為了減元,二是通過相互的制約關(guān)系找到各自的范圍,為得到的三角形面積公式提供定義域支持,從而求出面積的最小值.3.(2021·全國乙卷·高考真題)已知拋物線的焦點為,且與圓上點的距離的最小值為.(1)求;(2)若點在上,是的兩條切線,是切點,求面積的最大值.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)根據(jù)圓的幾何性質(zhì)可得出關(guān)于的等式,即可解出的值;(2)設(shè)點、、,利用導(dǎo)數(shù)求出直線、,進(jìn)一步可求得直線的方程,將直線的方程與拋物線的方程聯(lián)立,求出以及點到直線的距離,利用三角形的面積公式結(jié)合二次函數(shù)的基本性質(zhì)可求得面積的最大值.【詳析】(1)[方法一]:利用二次函數(shù)性質(zhì)求最小值由題意知,,設(shè)圓M上的點,則.所以.從而有.因為,所以當(dāng)時,.又,解之得,因此.[方法二]【最優(yōu)解】:利用圓的幾何意義求最小值拋物線的焦點為,,所以,與圓上點的距離的最小值為,解得;(2)[方法一]:切點弦方程+韋達(dá)定義判別式求弦長求面積法拋物線的方程為,即,對該函數(shù)求導(dǎo)得,設(shè)點、、,直線的方程為,即,即,同理可知,直線的方程為,由于點為這兩條直線的公共點,則,所以,點A、的坐標(biāo)滿足方程,所以,直線的方程為,聯(lián)立,可得,由韋達(dá)定理可得,,所以,,點到直線的距離為,所以,,,由已知可得,所以,當(dāng)時,的面積取最大值.[方法二]【最優(yōu)解】:切點弦法+分割轉(zhuǎn)化求面積+三角換元求最值同方法一得到.過P作y軸的平行線交于Q,則..P點在圓M上,則.故當(dāng)時的面積最大,最大值為.[方法三]:直接設(shè)直線AB方程法設(shè)切點A,B的坐標(biāo)分別為,.設(shè),聯(lián)立和拋物線C的方程得整理得.判別式,即,且.拋物線C的方程為,即,有.則,整理得,同理可得.聯(lián)立方程可得點P的坐標(biāo)為,即.將點P的坐標(biāo)代入圓M的方程,得,整理得.由弦長公式得.點P到直線的距離為.所以,其中,即.當(dāng)時,.【整體點評】(1)方法一利用兩點間距離公式求得關(guān)于圓M上的點的坐標(biāo)的表達(dá)式,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為關(guān)于的表達(dá)式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)得到最小值,進(jìn)而求得的值;方法二,利用圓的性質(zhì),與圓上點的距離的最小值,簡潔明快,為最優(yōu)解;(2)方法一設(shè)點、、,利用導(dǎo)數(shù)求得兩切線方程,由切點弦方程思想得到直線的坐標(biāo)滿足方程,然手與拋物線方程聯(lián)立,由韋達(dá)定理可得,,利用弦長公式求得的長,進(jìn)而得到面積關(guān)于坐標(biāo)的表達(dá)式,利用圓的方程轉(zhuǎn)化得到關(guān)于的二次函數(shù)最值問題;方法二,同方法一得到,,過P作y軸的平行線交于Q,則.由求得面積關(guān)于坐標(biāo)的表達(dá)式,并利用三角函數(shù)換元求得面積最大值,方法靈活,計算簡潔,為最優(yōu)解;方法三直接設(shè)直線,聯(lián)立直線和拋物線方程,利用韋達(dá)定理判別式得到,且.利用點在圓上,求得的關(guān)系,然后利用導(dǎo)數(shù)求得兩切線方程,解方程組求得P的坐標(biāo),進(jìn)而利用弦長公式和點到直線距離公式求得面積關(guān)于的函數(shù)表達(dá)式,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求得最大值;4.(2025·全國二卷·高考真題)已知橢圓的離心率為,長軸長為4.(1)求C的方程;(2)過點的直線l與C交于兩點,為坐標(biāo)原點,若的面積為,求.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)根據(jù)長軸長和離心率求出基本量后可得橢圓方程;(2)設(shè)出直線方程并聯(lián)立橢圓方程后結(jié)合韋達(dá)定理用參數(shù)表示面積后可求的值,從而可求弦長.【詳析】(1)因為長軸長為4,故,而離心率為,故,故,故橢圓方程為:.(2)由題設(shè)直線的斜率不為0,故設(shè)直線,,由可得,故即,且,故,解得,故.5.(2022·天津·高考真題)橢圓的右焦點為F,右頂點A和上頂點為B滿足.(1)求橢圓的離心率;(2)直線l與橢圓有唯一公共點M,與y軸相交于點N(N異于M).記O為原點,若,且的面積為,求橢圓的方程.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)根據(jù)已知條件可得出關(guān)于、的等量關(guān)系,由此可求得該橢圓的離心率的值;(2)由(1)可知橢圓的方程為,設(shè)直線的方程為,將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,由可得出,求出點的坐標(biāo),利用三角形的面積公式以及已知條件可求得的值,即可得出橢圓的方程.【詳析】(1)解:,離心率為.(2)解:由(1)可知橢圓的方程為,易知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,由,①,,由可得,②由可得,③聯(lián)立①②③可得,,,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.6.(2023·天津·高考真題)已知橢圓的左右頂點分別為,右焦點為,已知.(1)求橢圓的方程和離心率;(2)點在橢圓上(異于橢圓的頂點),直線交軸于點,若三角形的面積是三角形面積的二倍,求直線的方程.【答案】(1)橢圓的方程為,離心率為.(2).〖祥解〗(1)由解得,從而求出,代入橢圓方程即可求方程,再代入離心率公式即求離心率.(2)先設(shè)直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,消去,再由韋達(dá)定理可得,從而得到點和點坐標(biāo).由得,即可得到關(guān)于的方程,解出,代入直線的方程即可得到答案.【詳析】(1)如圖,
由題意得,解得,所以,所以橢圓的方程為,離心率為.(2)由題意得,直線斜率存在,由橢圓的方程為可得,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,消去整理得:,由韋達(dá)定理得,所以,所以,.所以,,,所以,所以,即,解得,所以直線的方程為.7.(2022·新高考全國Ⅰ卷·高考真題)已知點在雙曲線上,直線l交C于P,Q兩點,直線的斜率之和為0.(1)求l的斜率;(2)若,求的面積.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)由點在雙曲線上可求出,易知直線l的斜率存在,設(shè),,再根據(jù),即可解出l的斜率;(2)根據(jù)直線的斜率之和為0可知直線的傾斜角互補(bǔ),根據(jù)即可求出直線的斜率,再分別聯(lián)立直線與雙曲線方程求出點的坐標(biāo),即可得到直線的方程以及的長,由點到直線的距離公式求出點A到直線的距離,即可得出的面積.【詳析】(1)因為點在雙曲線上,所以,解得,即雙曲線.易知直線l的斜率存在,設(shè),,聯(lián)立可得,,所以,,且.所以由可得,,即,即,所以,化簡得,,即,所以或,當(dāng)時,直線過點,與題意不符,舍去,故.(2)[方法一]:【最優(yōu)解】常規(guī)轉(zhuǎn)化不妨設(shè)直線的傾斜角為,因為,所以,由(1)知,,當(dāng)均在雙曲線左支時,,所以,即,解得(負(fù)值舍去)此時PA與雙曲線的漸近線平行,與雙曲線左支無交點,舍去;當(dāng)均在雙曲線右支時,因為,所以,即,即,解得(負(fù)值舍去),于是,直線,直線,聯(lián)立可得,,因為方程有一個根為,所以,,同理可得,,.所以,,點到直線的距離,故的面積為.[方法二]:設(shè)直線AP的傾斜角為,,由,得,由,得,即,聯(lián)立,及得,,同理,,,故,而,,由,得,故【整體點評】(2)法一:由第一問結(jié)論利用傾斜角的關(guān)系可求出直線的斜率,從而聯(lián)立求出點坐標(biāo),進(jìn)而求出三角形面積,思路清晰直接,是該題的通性通法,也是最優(yōu)解;法二:前面解答與法一求解點坐標(biāo)過程形式有所區(qū)別,最終目的一樣,主要區(qū)別在于三角形面積公式的選擇不一樣.8.(2025·北京·高考真題)已知橢圓的離心率為,橢圓E上的點到兩焦點的距離之和為4.(1)求橢圓E的方程;(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點,點在橢圓E上,直線與直線,分別交于點A,B.設(shè)與的面積分別為,比較與的大小.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)根據(jù)橢圓定義以及離心率可求出,再根據(jù)的關(guān)系求出,即可得到橢圓方程;(2)法一:聯(lián)立直線方程求出點坐標(biāo),即可求出,再根據(jù),即可得出它們的大小關(guān)系.法二:利用直線的到角公式或者傾斜角之間的關(guān)系得到,再根據(jù)三角形的面積公式即可解出.【詳析】(1)由橢圓可知,,所以,又,所以,,故橢圓E的方程為;(2)聯(lián)立,消去得,,整理得,①,又,所以,,故①式可化簡為,即,所以,所以直線與橢圓相切,為切點.設(shè),易知,當(dāng)時,由對稱性可知,.故設(shè),易知,聯(lián)立,解得,聯(lián)立,解得,所以,,故.法二:不妨設(shè),易知,當(dāng)時,由對稱性可知,.故設(shè),聯(lián)立,解得,聯(lián)立,解得,若,則,由對稱性,不妨取,則,,,所以,同理,當(dāng)時,,當(dāng)時,則,,,又,所以,所以,,則,即,所以.考點02圓錐曲線的斜率問題9.(2024·北京·高考真題)已知橢圓:,以橢圓的焦點和短軸端點為頂點的四邊形是邊長為2的正方形.過點且斜率存在的直線與橢圓交于不同的兩點,過點和的直線與橢圓的另一個交點為.(1)求橢圓的方程及離心率;(2)若直線BD的斜率為0,求t的值.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)由題意得,進(jìn)一步得,由此即可得解;(2)設(shè),,聯(lián)立橢圓方程,由韋達(dá)定理有,而,令,即可得解.【詳析】(1)由題意,從而,所以橢圓方程為,離心率為;(2)直線斜率不為0,否則直線與橢圓無交點,矛盾,從而設(shè),,聯(lián)立,化簡并整理得,由題意,即應(yīng)滿足,所以,若直線斜率為0,由橢圓的對稱性可設(shè),所以,在直線方程中令,得,所以,此時應(yīng)滿足,即應(yīng)滿足或,綜上所述,滿足題意,此時或.10.(2022·北京·高考真題)已知橢圓的一個頂點為,焦距為.(1)求橢圓E的方程;(2)過點作斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點B,C,直線AB,AC分別與x軸交于點M,N,當(dāng)時,求k的值.【答案】(1)(2)〖祥解〗(1)依題意可得,即可求出,從而求出橢圓方程;(2)首先表示出直線方程,設(shè)、,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元列出韋達(dá)定理,由直線、的方程,表示出、,根據(jù)得到方程,解得即可;【詳析】(1)解:依題意可得,,又,所以,所以橢圓方程為;(2)解:依題意過點的直線為,設(shè)、,不妨令,由,消去整理得,所以,解得,所以,,直線的方程為,令,解得,直線的方程為,令,解得,所以,所以,即即即整理得,解得11.(2021·新高考全國Ⅰ卷·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點、,點的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點在直線上,過的兩條直線分別交于、兩點和,兩點,且,求直線的斜率與直線的斜率之和.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)利用雙曲線的定義可知軌跡是以點、為左、右焦點雙曲線的右支,求出、的值,即可得出軌跡的方程;(2)方法一:設(shè)出點的坐標(biāo)和直線方程,聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,結(jié)合韋達(dá)定理求得直線的斜率,最后化簡計算可得的值.【詳析】(1)因為,所以,軌跡是以點、為左、右焦點的雙曲線的右支,設(shè)軌跡的方程為,則,可得,,所以,軌跡的方程為.(2)[方法一]【最優(yōu)解】:直線方程與雙曲線方程聯(lián)立如圖所示,設(shè),設(shè)直線的方程為.
聯(lián)立,化簡得,,則.故.則.設(shè)的方程為,同理.因為,所以,化簡得,所以,即.因為,所以.[方法二]:參數(shù)方程法設(shè).設(shè)直線的傾斜角為,則其參數(shù)方程為,聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,可得,整理得.設(shè),由根與系數(shù)的關(guān)系得.設(shè)直線的傾斜角為,,同理可得由,得.因為,所以.由題意分析知.所以,故直線的斜率與直線的斜率之和為0.[方法三]:利用圓冪定理因為,由圓冪定理知A,B,P,Q四點共圓.設(shè),直線的方程為,直線的方程為,則二次曲線.又由,得過A,B,P,Q四點的二次曲線系方程為:,整理可得:,其中.由于A,B,P,Q四點共圓,則xy項的系數(shù)為0,即.【整體點評】(2)方法一:直線方程與二次曲線的方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理處理圓錐曲線問題是最經(jīng)典的方法,它體現(xiàn)了解析幾何的特征,是該題的通性通法,也是最優(yōu)解;方法二:參數(shù)方程的使用充分利用了參數(shù)的幾何意義,要求解題過程中對參數(shù)有深刻的理解,并能夠靈活的應(yīng)用到題目中.方法三:圓冪定理的應(yīng)用更多的提現(xiàn)了幾何的思想,二次曲線系的應(yīng)用使得計算更為簡單.12.(2021·北京·高考真題)已知橢圓一個頂點,以橢圓的四個頂點為頂點的四邊形面積為.(1)求橢圓E的方程;(2)過點P(0,-3)的直線l斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點B,C,直線AB,AC分別與直線交于點M,N,當(dāng)|PM|+|PN|≤15時,求k的取值范圍.【答案】(1);(2).〖祥解〗(1)根據(jù)橢圓所過的點及四個頂點圍成的四邊形的面積可求,從而可求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè),求出直線的方程后可得的橫坐標(biāo),從而可得,聯(lián)立直線的方程和橢圓的方程,結(jié)合韋達(dá)定理化簡,從而可求的范圍,注意判別式的要求.【詳析】(1)因為橢圓過,故,因為四個頂點圍成的四邊形的面積為,故,即,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)設(shè),因為直線的斜率存在,故,故直線,令,則,同理.直線,由可得,故,解得或.又,故,所以又故即,綜上,或.13.(2021·全國乙卷·高考真題)已知拋物線的焦點F到準(zhǔn)線的距離為2.(1)求C的方程;(2)已知O為坐標(biāo)原點,點P在C上,點Q滿足,求直線斜率的最大值.【答案】(1);(2)最大值為.〖祥解〗(1)由拋物線焦點與準(zhǔn)線的距離即可得解;(2)設(shè),由平面向量的知識可得,進(jìn)而可得,再由斜率公式及基本不等式即可得解.【詳析】(1)拋物線的焦點,準(zhǔn)線方程為,由題意,該拋物線焦點到準(zhǔn)線的距離為,所以該拋物線的方程為;(2)[方法一]:軌跡方程+基本不等式法設(shè),則,所以,由在拋物線上可得,即,據(jù)此整理可得點的軌跡方程為,所以直線的斜率,當(dāng)時,;當(dāng)時,,當(dāng)時,因為,此時,當(dāng)且僅當(dāng),即時,等號成立;當(dāng)時,;綜上,直線的斜率的最大值為.[方法二]:【最優(yōu)解】軌跡方程+數(shù)形結(jié)合法同方法一得到點Q的軌跡方程為.設(shè)直線的方程為,則當(dāng)直線與拋物線相切時,其斜率k取到最值.聯(lián)立得,其判別式,解得,所以直線斜率的最大值為.[方法三]:軌跡方程+換元求最值法同方法一得點Q的軌跡方程為.設(shè)直線的斜率為k,則.令,則的對稱軸為,所以.故直線斜率的最大值為.[方法四]:參數(shù)+基本不等式法由題可設(shè).因為,所以.于是,所以則直線的斜率為.當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,所以直線斜率的最大值為.【整體點評】方法一根據(jù)向量關(guān)系,利用代點法求得Q的軌跡方程,得到直線OQ的斜率關(guān)于的表達(dá)式,然后利用分類討論,結(jié)合基本不等式求得最大值;方法二同方法一得到點Q的軌跡方程,然后利用數(shù)形結(jié)合法,利用判別式求得直線OQ的斜率的最大值,為最優(yōu)解;方法三同方法一求得Q的軌跡方程,得到直線的斜率k的平方關(guān)于的表達(dá)式,利用換元方法轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求得最大值,進(jìn)而得到直線斜率的最大值;方法四利用參數(shù)法,由題可設(shè),求得x,y關(guān)于的參數(shù)表達(dá)式,得到直線的斜率關(guān)于的表達(dá)式,結(jié)合使用基本不等式,求得直線斜率的最大值.14.(2022·全國甲卷·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(dāng)直線MD垂直于x軸時,.(1)求C的方程;(2)設(shè)
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