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13/120專題03直線和圓錐曲線的位置關(guān)系(期末復(fù)習(xí)講義)核心考點復(fù)習(xí)目標(biāo)考情規(guī)律直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判定(基礎(chǔ)必考點)基礎(chǔ)目標(biāo):能熟練聯(lián)立方程,準(zhǔn)確用判別式判定橢圓、拋物線與直線的位置關(guān)系,準(zhǔn)確率達(dá)100%.能力目標(biāo):主動考慮“直線斜率不存在”“雙曲線漸近線”等特殊場景,避免漏判、誤判.題型分布:選擇題/填空題(1題,5分)+解答題第一問(鋪墊作用,3-4分),總分值8-9分.考查頻率:期末必考點,無試卷例外命題陷阱:常設(shè)“直線垂直x軸”“雙曲線與漸近線平行”的干擾項,考查細(xì)節(jié)處理能力載體偏好:橢圓(基礎(chǔ)判定)、雙曲線(特殊情況)、拋物線(斜率范圍求解).弦長問題(高頻解答考點)基礎(chǔ)目標(biāo):能根據(jù)曲線類型選擇弦長公式,代入數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計算(計算失誤率≤5%)能力目標(biāo):結(jié)合三角形面積公式,解決綜合計算問題.題型分布:解答題第二問(核心得分點,4-5分),少數(shù)情況出現(xiàn)在填空題考查頻率:高頻考點,90%以上試卷會涉及載體偏好:橢圓(最主要,計算量適中)、拋物線(焦點弦特例??迹┑梅蛛y點:計算過程中忽略“先驗證”(弦長存在的前提),導(dǎo)致步驟不完整扣分.中點弦問題(中頻考點)基礎(chǔ)目標(biāo):能獨立用兩種方法求解“已知中點求直線”“已知直線求中點”的基礎(chǔ)問題能力目標(biāo):主動驗證中點弦的存在性(如判斷中點是否在橢圓內(nèi)部),避免“不存在的弦”的錯誤結(jié)論.題型分布:選擇題/填空題(1題,5分)或解答題第一問(3-4分)考查頻率:中頻,60%-70%試卷會考查.命題特點:常給出“中點坐標(biāo)”“弦過定點”等條件,直接套用方法即可求解,難度中等.易錯陷阱:雙曲線中點弦中,忽略“中點與原點連線平行于漸近線時無弦”的情況.定點/定值問題(壓軸高頻考點)基礎(chǔ)目標(biāo):掌握“參數(shù)分離”“特殊值驗證”的核心思路,能在提示下完成證明.能力目標(biāo):獨立分析含參數(shù)的表達(dá)式,規(guī)范書寫“設(shè)參→化簡→求解”的步驟,突破壓軸問.題型分布:解答題壓軸問(最后1問,5-6分)考查頻率:高頻,80%以上試卷以壓軸形式考查載體偏好:橢圓(最主要,性質(zhì)穩(wěn)定易化簡)、拋物線(焦點相關(guān)定值常考)難度梯度:前半步驟(設(shè)參、聯(lián)立)較基礎(chǔ),后半步驟(化簡消參)需技巧,區(qū)分度高.最值/范圍問題(選考壓軸考點)基礎(chǔ)目標(biāo):能針對單一類型問題(如長度最值),選擇一種方法求解能力目標(biāo):根據(jù)題目條件靈活選擇最優(yōu)方法(如“面積范圍”優(yōu)先用函數(shù)法,“距離最值”優(yōu)先用幾何法),規(guī)范書寫范圍推導(dǎo)過程.題型分布:僅部分試卷(約40%-50%)的解答題壓軸問考查考查頻率:選考,非必考點載體偏好:橢圓(最主要,幾何性質(zhì)易結(jié)合)、拋物線(參數(shù)范圍問題常考)得分關(guān)鍵:明確變量的取值范圍(如橢圓上點的橫坐標(biāo)),避免函數(shù)求最值時忽略定義域.綜合應(yīng)用(輔助考點)基礎(chǔ)目標(biāo):能將向量、斜率條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)等式(如轉(zhuǎn)化為)能力目標(biāo):結(jié)合弦長、中點弦等考點,解決“向量條件+長度/面積”的綜合問題.題型分布:不單獨出題,作為其他考點的“附加條件”考查(如“弦長問題+向量垂直”“定點問題+斜率乘積”)考查頻率:輔助高頻,幾乎所有綜合題都會涉及命題特點:通過向量、斜率條件增加題目綜合性,但轉(zhuǎn)化難度低,核心仍在基礎(chǔ)考點載體偏好:橢圓(向量結(jié)合最頻繁)、拋物線(斜率相關(guān)較簡單).一、考點1:位置關(guān)系的判定(基礎(chǔ)必考點)1.基礎(chǔ)知識點判定核心邏輯:通過“直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立→消去一個變量(如)→得到整式方程(一元一次/一元二次)→分析方程解的個數(shù)”判斷位置關(guān)系.三類整式方程處理:一元一次方程(如聯(lián)立后得,):1個解→直線與曲線相交(特殊:雙曲線中可能是與漸近線平行).一元二次方程(,):通過判別式判斷解的個數(shù).無實數(shù)解的整式方程:直線與曲線相離.特殊場景:直線斜率不存在(垂直軸,方程為):直接代入曲線方程,看的解是否存在及個數(shù).雙曲線(如):直線與漸近線()平行時,聯(lián)立得一元一次方程,僅有1個交點(仍屬相交,非相切).2.核心概念與公式判別式公式(僅一元二次方程)::2個不同實數(shù)解→直線與曲線相交.:1個實數(shù)解(重根)→直線與曲線相切.:無實數(shù)解→直線與曲線相離.雙曲線漸近線方程(標(biāo)準(zhǔn)式):的漸近線為;的漸近線為.3.易錯點聯(lián)立方程后未先判斷整式方程類型(一元一次/二次),直接用判別式(如直線與雙曲線漸近線平行時,得一元一次方程,無判別式,易誤判為“無交點”或“相切”).忽略直線斜率不存在的情況(如判斷“與橢圓的位置關(guān)系”,易漏代入直接用斜率分析,導(dǎo)致錯判).計算判別式時符號錯誤(如展開時,誤算為,正確應(yīng)為).4.??冀Y(jié)論橢圓(,)與直線相交的條件:(聯(lián)立后化簡結(jié)果,可直接用).拋物線(,)與直線相切的條件:(聯(lián)立后化簡結(jié)果).雙曲線()與直線有兩個交點的條件:且(排除與漸近線平行的情況).二、考點2:弦長問題(高頻解答考點)1.基礎(chǔ)知識點弦長定義:直線與曲線相交,兩個交點間的線段長度.核心計算思路:方法1:先求兩交點坐標(biāo)、,再用距離公式(計算量大,少用).方法2:聯(lián)立方程得一元二次方程,用韋達(dá)定理和判別式簡化計算(通用方法,必掌握).焦點弦特殊情況:過圓錐曲線焦點的弦(如拋物線的焦點,橢圓的右焦點),有專屬簡化公式.2.核心概念與公式通用弦長公式(直線斜率為,聯(lián)立后一元二次方程,):推導(dǎo)依據(jù):,.公式:.若直線斜率不存在():弦長(代入曲線方程得的兩個解,作差取絕對值).拋物線焦點弦公式(,):若焦點弦端點為、,則.若焦點弦斜率為,則(垂直軸時不存在,弦長,即通徑).韋達(dá)定理公式:,(用于計算,避免求交點).3.易錯點計算弦長前未驗證(弦長存在的前提是直線與曲線相交,無交點則無弦長,步驟不寫會扣分).混淆“直線斜率存在/不存在”的公式(如直線與拋物線的弦長,誤代入公式,正確應(yīng)為直接求).拋物線焦點弦公式記錯開口方向(如()的焦點弦長,誤用,正確應(yīng)為).根號內(nèi)計算錯誤(如,誤算為,漏乘5到).4.??冀Y(jié)論橢圓()的通徑(垂直長軸的焦點弦)長度:(??甲疃探裹c弦).拋物線的焦點弦性質(zhì):,(可快速計算焦點弦長或斜率).直線過定點與橢圓相交,弦長最大值為橢圓長軸長(當(dāng)直線過橢圓中心時).三、考點3:中點弦問題(中頻考點)1.基礎(chǔ)知識點中點弦定義:過某點且以該點為中點的圓錐曲線的弦(如“以為中點的橢圓弦”).兩種核心求解方法:方法1:聯(lián)立方程+韋達(dá)定理(普適性強,適用于所有曲線)步驟:設(shè)直線方程(如)→聯(lián)立曲線方程→得一元二次方程→用韋達(dá)定理→解出→得直線方程.方法2:點差法(計算量小,適用于橢圓、雙曲線、拋物線,需驗證)步驟:設(shè)弦端點、,中點→代入曲線方程→兩式相減→用,和→推導(dǎo)與的關(guān)系→得直線方程.關(guān)鍵驗證:點差法求出直線后,需聯(lián)立曲線方程驗證(避免“不存在的弦”,如中點在橢圓外時無弦).2.核心概念與公式點差法推導(dǎo)的斜率公式(核心):橢圓:中點弦斜率(為中點,).雙曲線:中點弦斜率().拋物線:中點弦斜率(,為中點).韋達(dá)定理與中點關(guān)系:,(為聯(lián)立后一元二次方程二次項系數(shù),為一次項系數(shù)).3.易錯點點差法求出直線后,未驗證(如“求以為中點的橢圓的弦”,用點差法得直線,但代入橢圓無解,實際無此弦,漏驗證會錯答).忽略中點在曲線內(nèi)部的隱含條件:橢圓中點弦:中點需滿足(在橢圓內(nèi)部),否則無弦.拋物線中點弦:中點需滿足(在拋物線內(nèi)部).點差法中分母為0的情況(如中點,橢圓點差法斜率公式分母,此時直線垂直軸,需單獨設(shè)求解).4.??冀Y(jié)論橢圓中,若中點弦過原點,則弦為橢圓直徑,此時弦的斜率與端點坐標(biāo)滿足(為弦的一個端點坐標(biāo)),且弦長最大值為(長軸).拋物線()的中點弦:若弦過定點,則中點滿足(推導(dǎo)自點差法,可直接用于求中點軌跡方程).雙曲線中點弦不存在的特殊情況:當(dāng)中點與原點連線的斜率(即平行于漸近線)時,無滿足條件的中點弦.四、考點4:定點/定值問題(壓軸高頻考點)1.基礎(chǔ)知識點定點定義:直線或曲線在參數(shù)(如斜率、截距)變化時,始終經(jīng)過的固定點(坐標(biāo)與參數(shù)無關(guān)).定值定義:含變量(如交點坐標(biāo)、直線斜率)的表達(dá)式,其值始終為常數(shù)(與變量無關(guān)).核心處理思路:定點問題:設(shè)含參數(shù)的方程(如直線,其中與存在關(guān)聯(lián))→整理為“參數(shù)×+=0”的形式→令且,解方程組得定點坐標(biāo).定值問題:設(shè)變量(如直線斜率、交點橫坐標(biāo))→用韋達(dá)定理或曲線方程化簡目標(biāo)表達(dá)式→消去變量,證明結(jié)果為常數(shù).常用輔助技巧:特殊值法(先取2個特殊參數(shù)值,求對應(yīng)直線/曲線的交點,即為疑似定點;定值可先算特殊情況的值,再證明一般情況).2.核心概念與公式參數(shù)分離通用形式(以直線含參數(shù)為例):若直線方程整理為,則定點滿足.示例:直線可整理為,定點為.定值化簡常用公式:韋達(dá)定理:,(聯(lián)立后一元二次方程).橢圓/拋物線方程代入:如橢圓上點滿足,可用于替換化簡.向量相關(guān)定值轉(zhuǎn)化:若涉及(為原點),則,可結(jié)合韋達(dá)定理化簡為定值.3.易錯點參數(shù)分離不徹底(如直線,誤整理為,未消去分母,正確應(yīng)為,再按和分離參數(shù)).特殊值法僅取1個特殊情況(如僅取求直線,無法確定定點,需取和,求兩直線交點).定值化簡時忽略曲線方程代入(如橢圓中未用替換,導(dǎo)致無法消去變量).忘記驗證“一般情況”(特殊值法求出定點/定值后,需證明對任意參數(shù)/變量均成立,否則步驟不完整).4.??冀Y(jié)論橢圓中,過定點的直線與橢圓交于兩點,若(定點在橢圓上),則直線恒過定點(即定點本身).拋物線()的焦點弦:(定值,與焦點弦斜率無關(guān)).橢圓中,若在橢圓上且(為原點),則原點到直線的距離(定值).五、考點5:最值/范圍問題(選考壓軸考點)1.基礎(chǔ)知識點常見類型:長度最值:橢圓/雙曲線上一點到定直線的距離最值、過定點的直線與曲線相交的弦長最值.面積范圍:以曲線弦為底、定點為頂點的三角形面積范圍(如,為原點)、曲線內(nèi)接四邊形面積范圍.參數(shù)范圍:直線斜率/截距的取值范圍(如直線與曲線有交點時)、曲線交點橫/縱坐標(biāo)的范圍.核心求解方法:函數(shù)法:設(shè)變量(如點的橫坐標(biāo)、直線斜率)→將目標(biāo)量(如距離、面積)表示為變量的函數(shù)→求函數(shù)在定義域內(nèi)的最值/范圍.不等式法:用基本不等式(,)或二次不等式(判別式)求范圍.幾何法:數(shù)形結(jié)合,利用曲線幾何性質(zhì)(如橢圓的范圍、)或圓的半徑/距離性質(zhì).2.核心概念與公式長度最值相關(guān)公式:點到直線的距離:(橢圓上點到定直線的距離最值,可設(shè)點坐標(biāo)為橢圓參數(shù)形式,,轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)最值).弦長公式:(弦長最值可結(jié)合判別式或函數(shù)單調(diào)性求解).面積范圍相關(guān)公式:三角形面積:(底為弦長,高為定點到直線的距離).(,)面積:(避免求距離,直接用坐標(biāo)計算).函數(shù)最值公式:二次函數(shù)()在上的最值:若對稱軸,則最值在頂點或端點;若對稱軸不在區(qū)間內(nèi),最值在端點.3.易錯點函數(shù)法中忽略變量定義域(如橢圓上點的橫坐標(biāo),求二次函數(shù)的最值時,誤按全體實數(shù)求頂點最值,未結(jié)合的范圍).基本不等式應(yīng)用不滿足“三相等”條件(如求的最大值,誤直接用,但未驗證即是否在定義域內(nèi)).幾何法中誤解最值的幾何意義(如橢圓上點到定點的距離最值,誤認(rèn)為是定點到橢圓中心的距離加減半徑,正確應(yīng)為結(jié)合橢圓參數(shù)方程或函數(shù)法求解).面積范圍計算時漏乘系數(shù)(如面積公式誤寫為,遺漏).4.常考結(jié)論橢圓上一點到定直線的最短距離:(當(dāng)直線與橢圓相離時,若相交則最短距離為0).過橢圓中心的弦(直徑)為底時,橢圓內(nèi)接三角形面積最大值:(高最大為短半軸或長半軸,取決于底的方向).拋物線()上一點到定點的距離最小值:當(dāng)時,最小值為;當(dāng)時,最小值為.六、考點6:綜合應(yīng)用(輔助考點)1.基礎(chǔ)知識點向量與圓錐曲線結(jié)合:通過向量條件(垂直、共線、數(shù)量積定值)轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系,結(jié)合弦長、中點弦等考點求解.斜率與圓錐曲線結(jié)合:利用斜率乘積/和為定值的條件,推導(dǎo)直線過定點或弦的性質(zhì).核心轉(zhuǎn)化邏輯:將幾何條件(向量、斜率)轉(zhuǎn)化為代數(shù)等式→聯(lián)立曲線方程→用韋達(dá)定理或基礎(chǔ)考點方法(如弦長、中點弦)求解.2.核心概念與公式向量條件轉(zhuǎn)化公式:向量垂直:.向量共線:(為實數(shù))且.向量數(shù)量積定值:(為常數(shù)).斜率相關(guān)轉(zhuǎn)化公式:斜率乘積定值:(為常數(shù)).斜率和定值:(為常數(shù)).3.易錯點向量垂直轉(zhuǎn)化錯誤(如誤寫為,正確應(yīng)為).斜率計算忽略“分母為0”的情況(如時,不存在,需單獨討論在軸上的情況).綜合題中思路混亂(未拆解考點,如“向量垂直+弦長”問題,應(yīng)先轉(zhuǎn)化向量條件得,再結(jié)合韋達(dá)定理求弦長,分步求解).代入曲線方程時符號錯誤(如雙曲線方程,代入點坐標(biāo)時誤寫為,導(dǎo)致后續(xù)計算全錯).4.常考結(jié)論橢圓中,若(為原點),則弦長的最小值為,最大值為(長軸).拋物線()中,若直線過定點且,則(定點為拋物線的準(zhǔn)線與軸交點的對稱點).雙曲線中,若(漸近線斜率平方),則直線恒過原點.題型一直接判定直線與曲線的位置關(guān)系(選擇/填空/解答第一問,基礎(chǔ)必考)解|題|技|巧1.聯(lián)立方程:設(shè)直線方程(如,若斜率可能不存在,需單獨討論)與圓錐曲線方程,消去(或)得整式方程(或).2.判斷方程類型:若為一元一次方程(二次項系數(shù)為0):→有1個解→相交(雙曲線中需注明“與漸近線平行”).若為一元二次方程(二次項系數(shù)):→計算判別式(為方程的系數(shù)).3.下結(jié)論:→相交;→相切;→相離.4.特殊情況補充:若直線斜率不存在(如),直接代入曲線方程得的解,解的個數(shù)對應(yīng)位置關(guān)系.【典例1】(2025·廣東廣州·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點,點為圓上任意一點,線段的垂直平分線交半徑于點,當(dāng)點在圓上運動時,記點的軌跡為.(1)求的方程;(2)若點,試判斷直線與的位置關(guān)系,并說明理由;【詳解】(1)圓心,半徑,線段的垂直平分線交半徑于點點的軌跡是以為焦點的橢圓,其方程為(2)直線過,斜率為,直線,聯(lián)立,可得,即,只有一個解,直線與橢圓相切.【典例2】(24-25高二下·上海浦東新·期中)已知雙曲線.(1)若雙曲線的離心率為,求的值;(2)若直線與圓相切,證明:直線與雙曲線的左右兩支各有一個公共點.【詳解】(1)由題意可得,因為,解得.(2)因為直線與圓相切,所以,可得,聯(lián)立得,即,則,所以方程有兩個不等的實根,設(shè)這兩個實根分別為、,則,因此,直線與雙曲線的左右兩支各有一個公共點.【變式1】(24-25高二上·內(nèi)蒙古興安盟·月考)已知拋物線的焦點為F,過F的直線與C交于兩點,.(1)求的值;(2)求直線與C的公共點個數(shù).【詳解】(1)易知直線的斜率不為零,可設(shè)直線的方程為,與聯(lián)立得,,所以.(2)直線的斜率為,所以直線的方程為,即,與聯(lián)立得,解得,所以直線與C只有1個公共點A.【變式2】(2024·上海閔行·一模)已知圓,雙曲線,直線,其中.(1)當(dāng)時,求雙曲線的離心率;(2)若與圓相切,證明:與雙曲線的左右兩支各有一個公共點;【詳解】(1)由題意,,所以,,因此,雙曲線的離心率.(2)由直線與圓相切,得,即,聯(lián)立得,即,該一元二次方程的判別式,因此有兩個不相等的實數(shù)根,且兩根之積為,因此兩根一正一負(fù),即與雙曲線的左右兩支各有一個公共點.【變式3】(2025·湖北武漢·模擬預(yù)測)已知橢圓的離心率為,左、右焦點分別為.(1)求的方程;(2)已知點,證明:線段的垂直平分線與橢圓恰有一個公共點;【詳解】(1)因為橢圓左、右焦點分別為,所以,又因為橢圓的離心率為,得,∴,所以橢圓方程為.(2)如圖:
由得直線的斜率為,中點坐標(biāo)為,所以線段的垂直平分線方程為,聯(lián)立垂直平分線方程和橢圓方程,得,∵,∴所以直線與橢圓相切,且,即線段的垂直平分線與恰有一個公共點.題型二求直線與曲線有交點時參數(shù)(斜率/截距)的范圍(解答第一問,基礎(chǔ)必考)答|題|模|板1.設(shè)參數(shù):設(shè)直線參數(shù)(如斜率、截距),寫出直線方程(斜率不存在時單獨討論).2.聯(lián)立消元:聯(lián)立直線與曲線方程,得一元二次方程(,否則無兩個交點).3.列不等式:由“有交點”得(相交2個點用,相切1個點用),代入整理不等式.4.求解范圍:解不等式得參數(shù)范圍,若有特殊情況(如雙曲線需排除與漸近線平行的斜率),補充排除條件.5.綜上:寫出參數(shù)的最終取值范圍.【典例1】(25-26高二上·北京順義·期中)已知橢圓()長軸長為4,且橢圓C的離心率,其左右焦點分別為,.直線.(1)求橢圓C的方程;(2)當(dāng)直線l與橢圓C有兩個公共點時,求m的取值范圍;【詳解】(1)由題設(shè),則,故橢圓;(2)聯(lián)立,則,即,由直線l與橢圓C有兩個公共點,則,得.【典例2】(2025高二上·全國·專題練習(xí))已知A,B分別是雙曲線的左、右頂點,P是C上異于A,B的一點,直線,的斜率分別為,且.(1)求雙曲線C的方程;(2)已知過點的直線,交C的左,右兩支于D,E兩點(異于A,B).(i)求m的取值范圍;【詳解】(1)
由題意可知,因為,所以.設(shè),則,所以,又,所以.所以雙曲線C的方程為.(2)(i)由題意知直線l的方程為.聯(lián)立,化簡得,因為直線l與雙曲線左右兩支相交,所以,即滿足:,解得或;
【變式1】(25-26高二上·江蘇揚州·期中)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)若離心率時,求的值;(2)若,過點且斜率為的直線與雙曲線只有一個交點,求的值;【詳解】(1)由題意可得,故.(2)當(dāng)時,雙曲線的方程為,由題意可知,直線的方程為,聯(lián)立可得(*),當(dāng)時,即當(dāng)時,方程(*)即為,該方程只有一個解,合乎題意;當(dāng)時,即當(dāng)時,則,解得.綜上所述,或.【變式2】(25-26高二上·江蘇揚州·期中)在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的兩個焦點分別是,,并且經(jīng)過點.(1)求橢圓的離心率;(2)直線:與橢圓交于不同的兩點.(ⅰ)求的取值范圍;【詳解】(1)因為橢圓的焦點在軸上,所以設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.依題意可得,又,所以,則.故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,則橢圓的離心率(2)(?。┰O(shè),.聯(lián)立,整理得.由,解得或.即的取值范圍為.【變式3】(25-26高二上·江蘇無錫·期中)已知圓C1:,圓C2:,動圓M與圓C2外切,同時與圓C1內(nèi)切,(1)求動圓圓心M的軌跡方程C;(2)若直線l:與C有且只有一個公共點,求m的值.【詳解】(1)如圖:
設(shè)圓的半徑為,因為圓與圓內(nèi)切,與圓外切,由已知,圓心,半徑為5,圓心,半徑為1,所以,兩式相加得:.所以點軌跡是以、為焦點的橢圓,且,,所以.所以圓心的軌跡方程為.(2)將代入,得:,整理得:.因為直線與C有且只有一個公共點,所以,即,即,解得或.題型三求通用弦長(直線與橢圓/雙曲線/拋物線相交的弦長,解答第二問,高頻)答|題|模|板1.前置判定:先聯(lián)立直線與曲線方程,驗證(確保弦存在,步驟必寫,避免扣分).2.用韋達(dá)定理:設(shè)弦端點、,由一元二次方程得:,,計算.3.代弦長公式:若直線斜率存在:.若直線斜率不存在():(代入曲線方程得,作差取絕對值).4.計算結(jié)果:代入數(shù)據(jù)化簡,得弦長具體數(shù)值或含參數(shù)的表達(dá)式.【典例1】(25-26高二上·江蘇南通·期中)已知點,,直線,相交于點,且它們的斜率之積是,記點的軌跡方程為曲線.(1)求曲線的方程;(2)直線與曲線交于,兩點,求線段的長.【詳解】(1)設(shè)點,則直線的斜率為,直線的斜率為,根據(jù)題意有:,化簡得,由于時斜率不存在,故曲線的方程為.(2)設(shè),,聯(lián)立,消去并整理得,,所以,,直線斜率為1,弦長公式為,因此【典例2】(25-26高二上·江蘇連云港·期中)已知雙曲線C:.(1)若直線l:與雙曲線C有且僅有一個公共點,求k的值;(2)若直線l:與雙曲線C相交于A,B兩點,求.【詳解】(1)聯(lián)立方程組,消去,得到,整理得到,當(dāng)時,即時,,滿足直線l:與雙曲線C有且僅有一個公共點;當(dāng)時,即時,則,即,解得,綜上可知,直線l:與雙曲線C有且僅有一個公共點,或;(2)聯(lián)立方程組,消去,得到,整理得到,直線l:與雙曲線C相交于A,B兩點,設(shè),則,.【變式1】(25-26高二上·湖南·期中)已知為坐標(biāo)原點,拋物線:的焦點為,點在拋物線上,且.(1)求拋物線的方程;(2)若經(jīng)過點的直線與拋物線交于點,,且,求.【詳解】(1)由點在拋物線上,得,由,可得,得,所以拋物線的方程;(2)當(dāng)斜率不存在時,方程為:,此時,則,,不符合題意,當(dāng)斜率存在時,設(shè)直線方程為:,聯(lián)立拋物線方程消去可得:,設(shè),又,則,代入,可得:代入得:化簡可得:,即或,當(dāng)時,直線方程為,過坐標(biāo)原點,不符合題意舍去,當(dāng),直線方程為,所以由弦長公式得:【變式2】(25-26高二上·上海松江·期中)已知雙曲線的離心率為為上一點.(1)求的方程;(2)過的右焦點且傾斜角為的直線交于兩點,為坐標(biāo)原點,求的長度.【詳解】(1)由題得:,解得,所以雙曲線的方程為:.(2)設(shè),如圖所示:由題得直線的方程為,聯(lián)立得:,整理得:,所以,所以所以.【變式3】(25-26高二上·天津·期中)已知橢圓:的焦距為2,離心率為.(1)求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,并寫出橢圓的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的取值范圍、頂點坐標(biāo)、長軸與短軸的長度.(2)經(jīng)過橢圓的左焦點作傾斜角為的直線,直線與橢圓相交于,兩點,求線段的長;【詳解】(1)設(shè)橢圓的半焦距為,由題意可得,,解得:,,,則橢圓的方程為:,橢圓的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的取值范圍分別為,頂點坐標(biāo)分別為、長軸與短軸的長度分別為;(2)過橢圓的左焦點,傾斜角為的直線的方程為,由可得,設(shè)的橫坐標(biāo)分別為,可得,,則,所以線段的長為.題型四求拋物線焦點弦長(解答第二問,高頻,結(jié)合焦點性質(zhì))答|題|模|板1.確定拋物線與焦點:明確拋物線方程(如,焦點),判斷直線是否過焦點.2.選公式:已知端點坐標(biāo):用(或,若拋物線開口向上/向下).已知直線斜率:用(垂直軸時不存在,弦長).3.補全計算:若未知或,聯(lián)立焦點弦方程與拋物線方程,用韋達(dá)定理求,再代入公式.4.得結(jié)果:化簡計算,寫出焦點弦長.【典例1】(25-26高二上·河北邯鄲·期中)已知焦點為的拋物線上的動點到直線距離的最小值為.(1)求的值;(2)過焦點的直線與交于兩點,若,試說明直線與的位置關(guān)系.【詳解】(1)解法一:設(shè),∴點到的距離,即,當(dāng)時,的最小值為0,不符合題意;當(dāng),即時,顯然時取得最小值,為,由,得.解法二:當(dāng)點到的距離最小時,點為與平行的的切線的切點,設(shè)該切線方程為,,解得或,當(dāng)時,在上方,不合題意,,將中,整理得,由解得或(舍).(2)由(1)得,拋物線.設(shè),當(dāng)直線的斜率不存在時,直線的方程為,此時,不滿足題意,所以直線的斜率存在且不為0,設(shè)其方程為,代入中整理得,,則,解得,即,當(dāng)時,,當(dāng)時,.【典例2】(25-26高三上·黑龍江哈爾濱·期中)已知拋物線:的焦點為,過點的直線與拋物線交于A,B兩點.(1)求拋物線C的方程;(2)求的最小值.【詳解】(1),,.(2)由于直線與拋物線交于A,B兩點,則直線不與x軸平行,設(shè)直線:,設(shè),,則,,所以,聯(lián)立得,,則,,代入可得,所以最小值為,此時.【變式1】(24-25高二下·四川達(dá)州·開學(xué)考試)已知拋物線的焦點到準(zhǔn)線的距離為2,過的直線與交于,兩點.(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線的傾斜角為45°,求.【詳解】(1)由拋物線的性質(zhì),,故拋物線.(2)由直線的傾斜角為45°,則斜率為1,直線方程為,設(shè),聯(lián)立,,故.【變式2】(24-25高二上·貴州貴陽·期末)已知拋物線的焦點為,點是上的一點,且.(1)求拋物線的方程;(2)過拋物線的焦點作直線,與拋物線交于兩點,若,求直線的傾斜角.【詳解】(1)由題意得,由拋物線的定義得,解得,將代入拋物線,得到,且,所以(負(fù)根舍去),故拋物線的方程為.(2)由(1)知,當(dāng)直線斜率不存在時(不合題意),如圖,故設(shè),聯(lián)立,化簡得,則又,得,則,所以直線的傾斜角為或.題型五已知直線求弦的中點坐標(biāo)(選擇/填空,中頻)答|題|模|板1.設(shè)直線方程:已知直線斜率或截距,寫出直線方程(如).2.聯(lián)立消元:聯(lián)立直線與曲線方程,得一元二次方程,驗證.3.用韋達(dá)定理求中點橫坐標(biāo):.4.求中點縱坐標(biāo):將代入直線方程,得.5.寫中點:最終中點坐標(biāo)為.【典例1】(24-25高二下·河南·期末)設(shè)橢圓過點.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若過點且斜率為的直線與橢圓交于兩點,求線段中點的坐標(biāo).【詳解】(1)因橢圓過點,則有,解得,所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為:;(2)依題意,直線的方程為:,由消去y并整理得:,顯然,設(shè),則,因此線段中點的橫坐標(biāo),其縱坐標(biāo),所以線段中點的坐標(biāo)為.
【典例2】(2025高三·全國·專題練習(xí))已知雙曲線經(jīng)過點,離心率為.(1)求的方程.(2)已知的左、右焦點分別為、,直線與相交于、兩點,若的斜率為,求線段的中點的軌跡方程.【詳解】(1)由題意可得,解得,故雙曲線的方程為.(2)設(shè)點、,設(shè)點,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立可得,則,由韋達(dá)定理可得,可得,則,即點的軌跡方程為.【變式1】(2025高三·全國·專題練習(xí))求直線被拋物線截得線段的中點坐標(biāo).【詳解】解法一:設(shè)直線與拋物線交于,中點為,由題意得消去得,即,所以,即中點坐標(biāo)為.解法二:設(shè)直線與拋物線交于,中點為,由題意得兩式相減得,所以,所以,即,即中點坐標(biāo)為.解法三:設(shè)中點坐標(biāo)為,由結(jié)論易得:.由題目已知,,所以有,代入直線中,求得,即中點坐標(biāo)為.【變式2】(2025高二·全國·專題練習(xí))已知橢圓經(jīng)過點且離心率為,設(shè)直線與橢圓相交于兩點.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線的斜率為1,求線段中點的軌跡方程;【詳解】(1)由題可得:,解得:,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:;(2)因為直線的斜率為1,所以可設(shè)直線的方程為,,聯(lián)立,化簡得,則,解得:,所以,設(shè)弦中點,則,消去,得,而,所以點的軌跡方程為.【變式3】(24-25高三下·福建福州·開學(xué)考試)已知為坐標(biāo)原點,雙曲線經(jīng)過點,左、右焦點分別為.(1)求的離心率;(2)一組平行于的直線與相交,證明這些直線被截得的線段的中點在同一條直線上.【詳解】(1)解法一:依題意,得解得,所以的離心率.解法二:因為兩焦點分別為,所以,,即,所以的離心率.(2)解法一:由(1)知的方程為.直線的斜率,設(shè)平行于的一組直線方程為,與交于點,線段的中點為.由得,即,,所以,因為,所以,即這些直線被截得的線段的中點在同一條直線上.解法二:由(1)知的方程為.直線的斜率,設(shè)平行于的一組直線與交于點,線段的中點為.由兩式相減得:,顯然,所以,所以,即,即這些直線被截得的線段的中點在同一條直線上.
題型六已知中點求弦所在直線方程(解答第一問,中頻)答|題|模|板1.設(shè)點:設(shè)弦端點、,中點(已知條件給出).2.代入曲線:將代入圓錐曲線方程,得兩個等式:橢圓:,;拋物線:,.3.作差推導(dǎo)斜率:兩式相減,整理得:橢圓:,代入,,,得(橢圓);拋物線:(拋物線).4.寫直線方程:用點斜式,整理為一般式.5.驗證:聯(lián)立直線與曲線方程,計算,確認(rèn)弦存在(若,說明無此弦).【典例1】(25-26高二上·陜西西安·期中)已知是曲線上的動點,且動點與定點的距離和到直線的距離的比是常數(shù).(1)求曲線的軌跡方程;(2)若過點的直線和曲線相交于,兩點,且為線段的中點,求直線的方程.【詳解】(1)因為動點與定點的距離和到直線的距離的比是常數(shù),則,整理可得,所以曲線的軌跡方程為.(2)由題意點在橢圓內(nèi),且直線l的斜率存在且不為0,設(shè)點、,因為為線段的中點,所以,所以直線的方程為即.【典例2】(25-26高三上·陜西漢中·開學(xué)考試)已知雙曲線的實軸長為,離心率為.直線與雙曲線相交于兩點.(1)求雙曲線的方程;(2)若的中點為,求直線的方程.【詳解】(1)根據(jù)題意,雙曲線的實軸長為,離心率為,則,解得,所以雙曲線的方程為.(2)由(1)知,雙曲線的方程為,設(shè),,聯(lián)立,化簡得,則,且,,由為的中點,得,解得,,且滿足,所以直線的方程為.【變式1】(25-26高二上·江蘇泰州·期中)已知圓的圓心是拋物線的焦點.(1)求拋物線的方程;(2)若直線交拋物線于,兩點,且點是弦的中點,求直線的方程.【詳解】(1)圓的方程可化為,故圓心的坐標(biāo)為.設(shè)拋物線的方程為,所以,所以,所以拋物線的方程為.(2)設(shè),,則,兩式相減,得,即,所以直線的斜率.因為點是弦的中點,所以,所以,所以直線的方程為,即.
【變式2】(2025高三·全國·專題練習(xí))已知雙曲線,經(jīng)過點能否作一條直線,使與雙曲線交于點,且點是線段的中點?若存在這樣的直線,求出它的方程;若不存在,說明理由.【詳解】設(shè)存在被點平分的弦,且,則,兩式相減,得.又點為弦的中點,∴,,.∴直線的方程為,聯(lián)立方程組,消去,得,此時,所以直線與雙曲線不相交,故被點平分的弦不存在,即不存在這樣的直線.【變式3】(2025高三·全國·專題練習(xí))為橢圓內(nèi)一定點,過點作一弦,使此弦被點平分,求此弦所在直線的方程.【詳解】解法1如圖,設(shè)所求直線方程為.由方程組消去,得.由題可得判別式大于0.設(shè)弦的兩端點為,由韋達(dá)定理.又是弦的中點,所以,所以,解得.所以弦所在的直線方程是,即.解法2設(shè)弦的兩端點為,弦所在直線的斜率為,則,兩式相減整理得:.由題,則,又直線過點,則弦所在的直線方程為,即.題型七求直線斜率的取值范圍答|題|模|板1.設(shè)直線方程:設(shè)直線為(已知或與有關(guān)).2.聯(lián)立消元:聯(lián)立直線與曲線方程,得一元二次方程().3.列不等式:由“直線與曲線有交點”(或題目條件,如“弦長≥2”)得(或?qū)?yīng)不等式),代入,整理為關(guān)于的不等式.4.解不等式:求解一元二次不等式(或分式不等式),得的取值范圍.5.補充特殊情況:若直線斜率不存在時符合條件,需加入范圍【典例1】(2024高三·全國·專題練習(xí))已知橢圓E的焦點在x軸上,離心率為,對稱軸為坐標(biāo)軸,且經(jīng)過點.(1)求橢圓E的方程.(2)直線與橢圓E相交于A,B兩點,O為原點,在OA,OB上分別存在異于點的點M,N,使得點O在以MN為直徑的圓外,求直線斜率k的取值范圍.【詳解】(1)依題意,可設(shè)概圓E的方程為.由,,∵橢圓經(jīng)過點,∴,解得,則,.∴橢圓E的方程為.(2)聯(lián)立方程組消去y整理,得,∵直線與橢圓E有兩個交點,∴,解得.①∵原點O在以MN為直徑的圓外,∴為銳角,即.而點M,N分別在OA,OB上且異于O點,即.設(shè)A,B兩點坐標(biāo)分別為,,則,∴,化簡得,解得,②綜合①②可知.【點睛】關(guān)鍵點點睛:此題考查橢圓方程的求解,考查直線與橢圓的位置關(guān)系,解題的關(guān)鍵是根據(jù)原點O在以MN為直徑的圓外,得為銳角,轉(zhuǎn)化為,考查數(shù)形結(jié)合的思想和計算能力,屬于較難題.【典例2】(24-25高二上·江西·期中)已知雙曲線的離心率為,點的坐標(biāo)是,為坐標(biāo)原點.(1)若雙曲線的離心率,求實數(shù)的取值范圍;(2)當(dāng)時,設(shè)過點的直線與雙曲線的左支交于,兩個不同的點,求該直線斜率的取值范圍.【詳解】(1)由雙曲線方程可知,,,,,因為,所以,解得,即實數(shù)的取值范圍是;(2)由(1)可知,,解得,所以雙曲線方程為,設(shè),,過點的直線方程為,由,消去整理得,,,由,,,解得,所以該直線斜率的取值范圍是.【變式1】(24-25高二上·安徽宿州·期末)已知雙曲線的焦點在軸上,其漸近線方程為,實軸長為2.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過點的直線與雙曲線的左、右支各交于一點,求該直線斜率的取值范圍.【詳解】(1)由題意雙曲線的焦點在軸上,其漸近線方程為,實軸長為2,可設(shè)雙曲線方程為,且,則雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)由題意可知過點的直線與雙曲線的左、右支各交于一點,故該直線斜率一定存在,且不和雙曲線漸近線平行,故設(shè)直線方程為,聯(lián)立,整理得,需滿足,解得,即該直線斜率的取值范圍為.【變式2】(2025·福建廈門·三模)焦點在軸上的等軸雙曲線,其頂點到漸近線的距離為,直線過點與雙曲線的左、右支分別交于點、.(1)求雙曲線的方程;(2)若線段的中垂線與軸交于點,求直線的斜率;(3)若點關(guān)于原點的對稱點在第三象限,且,求直線斜率的取值范圍.【詳解】(1)設(shè)等軸雙曲線的方程為,其漸近線方程為,故,解得,所以雙曲線的方程為.(2)由題意,過點的直線斜率存在且不為,可設(shè)其方程為,設(shè)、,聯(lián)立,整理得,由題意可得,解得,由韋達(dá)定理得:,,所以或,設(shè)線段的中點為,則,,即點,,,因為,所以,解得,經(jīng)驗證均滿足題意,所以直線的斜率為.(3)點在第三象限,如圖所示,故直線的斜率是正數(shù),由,得,所以,則,則,由,得,所以,則,又因為直線交兩支兩點,故直線的斜率,所以.【變式3】(2025高三·全國·專題練習(xí))已知,為雙曲線:的左、右焦點,在拋物線的準(zhǔn)線上,且點在的一條漸近線上.(1)求的方程;(2)過點的直線與的右支交于,兩點,若,求直線斜率的取值范圍.【詳解】(1)由拋物線的準(zhǔn)線方程為,得,又在的漸近線上,則,即,又,解得,所以的方程為.(2)設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立,消去得,令,解得,又與的右支交于兩點,則,,聯(lián)立解得,故,又,所以,又,,則,整理得,將,代入,得,解得,綜上可知,的取值范圍是.題型八求橢圓/雙曲線/拋物線上一點到定直線的距離最值(解答壓軸問,選考)答|題|模|板1.設(shè)參數(shù)坐標(biāo):用橢圓參數(shù)方程設(shè)點,如橢圓上一點為(為參數(shù)).2.寫距離公式:代入點到直線距離公式,得: .3.化簡三角函數(shù):將分子整理為(其中,為輔助角).4.求最值:利用,得:最大值:;最小值:(若直線與橢圓相離,最小值為).【典例1】(25-26高二上·重慶·月考)已知橢圓,直線,則橢圓C上的點P到直線l的距離的最小值為.【詳解】方法一:設(shè),即,與橢圓C的方程聯(lián)立,得.,∴,當(dāng)時,點P到直線l的距離為,即橢圓C上的點P到直線l的距離的最小值為.方法二:設(shè),由點到直線距離公式∵,∴∴,∴.故答案為:.【典例2】(25-26高三上·貴州貴陽·期中)若點是拋物線上的動點,點是直線上的動點,則的最小值為.【詳解】不妨設(shè)點,則點到直線的距離為,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,故的最小值為.故答案為:.【變式1】(24-25高二下·浙江·月考)若動點P在直線上,動點Q在曲線上,則的最小值為.【詳解】設(shè)為曲線上一點,則,則到直線的距離為,當(dāng)且僅當(dāng)令,取等號,所以的最小值為.故答案為:.【變式2】(24-25高二上·貴州黔西·期末)已知拋物線與直線,點為拋物線上一動點,則當(dāng)點到直線的距離最小時,點的坐標(biāo)為(
)A. B. C. D.【詳解】不妨設(shè)點,其中,則點到直線的距離為,故當(dāng)時,取最小值,此時點的坐標(biāo)為.故選:C.【變式3】(25-26高二上·浙江·期中)已知橢圓,為上的一動點,則點到直線距離的最大值為(
)A. B. C.2 D.【詳解】橢圓,即,又為上的一動點,設(shè),則點到直線距離,又,所以當(dāng)時有最大值,即點到直線距離的最大值為.故選:D.題型九求的面積范圍(解答壓軸問)答|題|模|板1.設(shè)直線方程:設(shè)直線為(斜率不存在時單獨討論),聯(lián)立與曲線方程,驗證.2.求弦長與高:弦長;原點到直線的距離.3.寫面積表達(dá)式:.4.轉(zhuǎn)化為單變量函數(shù):利用聯(lián)立方程中與的關(guān)系(如橢圓中),消去一個變量(如),得關(guān)于的函數(shù).5.求范圍:根據(jù)變量定義域(如),結(jié)合二次函數(shù)或基本不等式求的取值范圍.【典例1】(25-26高二上·陜西渭南·期中)已知橢圓的離心率為,以橢圓的四個頂點為頂點的四邊形的面積為4.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)不過橢圓頂點的動直線與橢圓交于A、B兩點,求(為原點)面積的最大值.【詳解】(1)由橢圓的離心率為,得,解得,由橢圓的四個頂點為頂點的四邊形的面積為4,得,即,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)當(dāng)直線斜率存在時,設(shè)其方程為,,由消去得,,,,原點到直線的距離,因此的面積,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,此時,符合題意;當(dāng)直線斜率不存在時,設(shè)其方程為,由,得,,因此的面積,當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號,所以面積的最大值為1.
【典例2】(2025·山東濟(jì)南·一模)已知雙曲線的離心率為,點為坐標(biāo)原點,過的右焦點的直線交的右支于兩點,當(dāng)軸時,.(1)求的方程;(2)過點作直線的垂線,垂足為.①證明:直線過定點;②求面積的最小值.【詳解】(1)由題可知,則,由軸時,,可令,代入雙曲線得,解得,則所求方程為;(2)①證明:設(shè),則,由斜率不為0,可設(shè),聯(lián)立雙曲線并整理得,則,,所以,由,直線,根據(jù)雙曲線的對稱性,直線所過定點必在軸上,令,則,解得,因為,所以,而,所以,則,所以過定點;②,由①得,解得,令,則,因為,所以,則,當(dāng)時取等號,所以的最小值為.【變式1】(24-25高二下·廣東深圳·期末)已知雙曲線經(jīng)過,,三個點中的兩個,若為原點,點在上,點在直線上,且.(1)求的漸近線方程:(2)求面積S的最小值:(3)證明:直線與定圓相切,并求出該定圓的方程.【詳解】(1)由題意,雙曲線的焦點在軸上,不可能經(jīng)過點,將,代入得:,解得,,的漸近線方程為;(2)設(shè),,則,由于,則,顯然,可得,且,,,當(dāng)且僅當(dāng),時,等號成立,的最小值為16;(3)顯然,直線,即,其中,,即,,故點到直線的距離為,存在定圓與直線相切.【變式2】(2024·甘肅張掖·一模)已知曲線上任意一點滿足.(1)化簡曲線的方程;(2)已知圓(為坐標(biāo)原點),直線經(jīng)過點且與圓相切,過點作直線的垂線,交于、兩點,求面積的最小值.【詳解】(1)記點、,則,所以,點的軌跡是以點、為左、右焦點的雙曲線的右支,設(shè)雙曲線的方程為,則,,可得,,所以,,因此,曲線的方程為.(2)由圖可知,直線的斜率存在且不為.設(shè)、,直線的方程為,
則直線的方程為,即.因為直線與圓相切,所以,則.由消去,化簡得.由題意,且(因為),,所以或,又原點到直線的距離為,所以.由或得,設(shè),,因為,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,且,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,所以當(dāng)時,.所以當(dāng),即時,.【點睛】方法點睛:圓錐曲線中的最值問題解決方法一般分兩種:一是幾何法,特別是用圓錐曲線的定義和平面幾何的有關(guān)結(jié)論來求最值;二是代數(shù)法,常將圓錐曲線的最值問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)或三角函數(shù)的最值問題,然后利用基本不等式、函數(shù)的單調(diào)性或三角函數(shù)的有界性等求最值.【變式3】(25-26高二上·廣西柳州·期中)已知橢圓離心率為,過點.(1)求橢圓的方程;(2)過橢圓右焦點作直線交橢圓于、兩個不同的點,記的面積為S,求S的最大值及取得最大值時直線的方程.【詳解】(1)由題意離心率,所以,又在橢圓C上,所以,與上式聯(lián)立,解得,則橢圓的方程為.(2)由(1)得,則,所以.如圖:當(dāng)直線l垂直x軸時,方程,代入橢圓C的方程可得,所以,所以;當(dāng)直線l不垂直x軸時,設(shè)斜率為(時,),則方程為,聯(lián)立,可得,,則,所以,則,令,則,所以則,因為,所以,因為在上單調(diào)遞減,所以,綜上,的最大面積,此時直線l的方程為.題型十證明表達(dá)式為定值(解答壓軸問,高頻)答|題|模|板1.設(shè)變量:設(shè)目標(biāo)表達(dá)式中的變量(如直線斜率、交點坐標(biāo)),寫出目標(biāo)表達(dá)式(如).2.聯(lián)立消元:聯(lián)立直線與曲線方程,得一元二次方程,用韋達(dá)定理得,.3.化簡目標(biāo)表達(dá)式:將、(或曲線方程)代入目標(biāo)表達(dá)式,如:.4.消去變量:展開并代入韋達(dá)定理結(jié)果,化簡后消去、等變量,得到常數(shù)(如).5.下結(jié)論:說明表達(dá)式的值與變量無關(guān),即為定值.【典例1】(25-26高二上·浙江·期中)已知橢圓過,直線交橢圓于,兩點,且為線段中點,設(shè)直線和直線(為坐標(biāo)原點)的斜率分別為和.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)直線和直線的斜率分別為和都存在時,證明:為定值;(3)若關(guān)于的對稱點在橢圓上,證明:的面積為定值.【詳解】(1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:過;(2)設(shè),則,,則,兩式作差可得,所以;(3)①當(dāng)直線斜率不存在時,則直線的方程為,根據(jù)對稱性,取直線的方程為,則,解得,即,此時;②當(dāng)直線斜率不存在時,直線的方程為,同理可得;③當(dāng)直線斜率存在時,設(shè)直線的方程為,,因為所以,在橢圓上,所以,即,設(shè)到直線的距離為,則,,所以.【典例2】(25-26高三上·湖南·期中)已知橢圓的離心率為,上?下頂點分別為,且.(1)求的方程.(2)是橢圓的左頂點,是上除頂點外的任意一點,直線與交于點,直線與軸交于點,設(shè)直線的斜率為,直線的斜率為.(i)求點的坐標(biāo)(用表示);(ii)證明:為定值.【詳解】(1)由題意得,,,,得,則的方程為;(2)(i),直線,聯(lián)立,得,得或,則,代入中得,,故;(ii)因,則由(i)可得,,則直線的方程為,則,因,則直線,聯(lián)立,得,即,則,則.【變式1】(25-26高二上·江蘇揚州·期中)已知雙曲線過點,且右焦點為,直線與雙曲線的右支交于兩點.(1)求雙曲線的方程;(2)若線段的中點為,求直線的方程;(3)若直線過,交軸于點,且,求證:為定值.【詳解】(1)由題意可得:.所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)設(shè),,則,兩式相減得:,又線段的中點為,所以,所以,即直線的斜率為1.所以直線的方程為:即.直線過點,故直線與雙曲線相交,滿足條件;(3)如圖:因為直線過點,且與軸相交,所以直線必存在斜率.設(shè)直線方程為:,代入雙曲線方程得.整理得:().設(shè),,則,.又,,所以,為定值.【變式2】(25-26高二上·江蘇宿遷·期中)已知雙曲線的漸近線方程為,且點在雙曲線上.(1)求雙曲線的方程;(2)點為雙曲線的左右頂點,為雙曲線上異于的點,求的值;(3)點在雙曲線上,且為垂足,證明:存在定點,使得為定值.【詳解】(1)由,因為在雙曲線上,所以有;(2)由題意可知,設(shè),則有,所以;(3)因為,所以直線的斜率存在,因此設(shè)直線的方程為,設(shè),,,且,,或,當(dāng)時,,直線過點,不符合題意;當(dāng)時,,因為,所以是直角三角形,且,當(dāng)定點為斜邊中點時,,即存在定點,使得為定值.【變式3】(25-26高二上·河北邯鄲·期中)已知雙曲線的一條漸近線的傾斜角為,點在雙曲線上.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知點,為雙曲線的左、右頂點,直線與雙曲線交于,兩點,直線,分別與直線交于,兩點.(i)當(dāng)時,求;(ii)求點與點的縱坐標(biāo)的比值.【詳解】(1)由雙曲線的一條漸近線的傾斜角為,有,可得,
又由點在雙曲線上,有,代入,有,可得,,故雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)設(shè),兩點的坐標(biāo)分別為,
聯(lián)立方程,消去后整理為,則,即,可得,.(i)當(dāng)時,有,,
可得,故.(ii)由,,可得直線的方程為,代入,可得點的縱坐標(biāo).同理可得直線的方程為,點的縱坐標(biāo)為,又由,有,則.故點與點的縱坐標(biāo)的比值為.題型十一證明直線/曲線過定點(解答壓軸問,高頻)答|題|模|板1.設(shè)含參方程:設(shè)直線方程(如,其中與有關(guān)聯(lián),或設(shè)參數(shù)的直線方程).2.聯(lián)立化簡:聯(lián)立直線與曲線方程,利用韋達(dá)定理或曲線性質(zhì),推導(dǎo)與的關(guān)系(如).3.參數(shù)分離:將直線方程整理為“參數(shù)×表達(dá)式1+表達(dá)式2=0”,如整理為.4.求定點:令兩個表達(dá)式均為0,解方程組:,得定點.5.驗證:取2個特殊參數(shù)值(如、),求對應(yīng)直線的交點(如時直線為,時直線為,交點為),與步驟4求得的定點一致,證明直線恒過該定點.【典例1】(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知橢圓的離心率為,點在橢圓上,不過點的直線與橢圓相交于兩點.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若弦的中點的縱坐標(biāo)為,求面積的最大值;(3)若,求證:直線過定點.【詳解】(1)由題意得:,解得,橢圓方程為:(2)因為弦的中點的縱坐標(biāo)為,所以直線斜率存在.設(shè)直線,代入,可得,設(shè),,則,,因為弦的中點的縱坐標(biāo)為,所以,即,,O到直線MN的距離,,由,,可得,當(dāng)即時,取得最大值.(3),,即,,,代入(*)式,得,即,化簡得,即
,或,當(dāng)時,則直線,此時直線過點,不合題意舍去,當(dāng)時,則直線,此時直線過定點,當(dāng)直線斜率不存在時,直線交橢圓于,,此時,顯然成立.直線過定點.【典例2】(25-26高二上·河南·期中)已知雙曲線經(jīng)過兩點,其左?右焦點分別為,過點的直線與的右支交于兩點.(1)求的方程;(2)若的周長為,求直線的方程;(3)記點,直線與的左支分別交于點,證明:直線過定點.【詳解】(1)由雙曲線經(jīng)過點兩點,得,解得,故的方程為.(2)因為,均在的右支上,且的周長為,所以.由雙曲線的定義,知,所以.由(1)知,顯然直線的斜率不為0,則設(shè)直線,代入整理得.由題知,設(shè),則.因為,均在的右支上,所以,所以,所以,解得,所以直線的方程為或.(3)由題意得直線的方程為.代入,得.設(shè),則,所以,則,所以.同理得.當(dāng)時,,所以,所以直線的方程為,即.所以直線過定點.當(dāng)時,的方程為,易求.所以過定點.綜上,直線過定點.
【變式1】(25-26高二上·浙江衢州·期中)已知拋物線,斜率為的直線交于兩點,且線段中點縱坐標(biāo)為4.(1)求拋物線的方程;(2)若直線不過點,且直線交于另一點,記直線的斜率為,(i)求證:;(ii)求證:直線過定點.【詳解】(1)設(shè)直線的方程為,代入得,設(shè)點,則,而線段中點縱坐標(biāo)為4,則,解得,故的方程為.(2)(i)法一:由(1),且,則所以.法二:設(shè)直線方程為,拋物線的方程可表示為,由,得,,,直線的斜率為,,.(ii)法一:如圖,作出符合題意的圖形,
由已知得,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,可得,,,,整理得,即,當(dāng)時,直線與直線重合,舍去,直線的方程,直線過定點.法二:由已知得,,,(舍)或,直線的方程是,直線過定點.【變式2】(25-26高二上·江蘇常州·期中)橢圓的離心率為,過點的動直線與橢圓相交于,兩點,當(dāng)直線平行于軸時,直線被橢圓截得線段長為.(1)求橢圓的方程;(2)已知點,過點作關(guān)于軸對稱的直線,,與橢圓交于,兩點,且直線不平行軸,那么直線是否過定點?若是,求出定點;若不是,說明理由.【詳解】(1)由題意可得,則,當(dāng)直線平行于軸時,,聯(lián)立,則,故,解得,則,即橢圓的方程為;(2)設(shè),若直線與橢圓僅有交點,則直線與橢圓僅有交點,且平行軸,不符,故可設(shè)直線與橢圓另一交點為,由直線,關(guān)于軸對稱且直線不平行軸,則,且兩直線斜率存在,設(shè),聯(lián)立,消去得,,即,有、,則,由對稱性可得,若直線過定點,則定點必在軸上,令,則,故直線過定點.【變式3】(25-26高二上·重慶·期中)已知圓和圓,動圓與圓、圓都外切或都內(nèi)切,記點的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)若過點的直線與曲線的兩個交點分別在軸兩側(cè).①求直線斜率的取值范圍;②若是點關(guān)于軸的對稱點,證明:直線過定點,并求出該定點.【詳解】(1)設(shè)動圓的半徑為,當(dāng)動圓與圓、圓都外切時,,所以.當(dāng)動圓與圓、圓都內(nèi)切時,,所以,所以,所以點的軌跡是以,為焦點,實軸長為的雙曲線,所以,,所以,所以曲線的方程為.(2)①由題意直線斜率存在,設(shè)為,設(shè)點,,由消去得,,則,則由題意,解得,所以直線斜率的取值范圍為.②由題意,則,所以直線方程為,即,因為,因為,所以,所以直線方程為,恒過點.題型十二向量垂直()結(jié)合弦長/面積(解答綜合問,高頻)答|題|模|板1.轉(zhuǎn)化向量條件:由得核心等式(必寫推導(dǎo)依據(jù):向量垂直則數(shù)量積為0).2.聯(lián)立與韋達(dá):設(shè)直線方程為(斜率不存在時單獨討論),聯(lián)立與圓錐曲線方程(如橢圓),得一元二次方程,驗證(確保交點存在),由韋達(dá)定理得:,.3.代入向量等式化簡:將、代入,展開整理:→,代入韋達(dá)定理結(jié)果,得到與的關(guān)系式(如,橢圓場景).4.結(jié)合目標(biāo)考點計算:若求弦長:代入通用弦長公式,將步驟3中與的關(guān)系代入,化簡得弦長(可能為定值或含參數(shù)表達(dá)式).若求面積:先求原點到直線的距離,再用面積公式,代入和的表達(dá)式,結(jié)合與的關(guān)系化簡(常為定值或可求范圍).5.補充特殊情況:若直線斜率不存在(),代入曲線方程得,由得,結(jié)合曲線方程求解,驗證是否符合條件,避免漏解.6.總結(jié)結(jié)果:寫出弦長或面積的最終值(或范圍),明確是否需舍去不符合的情況.【典例1】(2025高三·全國·專題練習(xí))設(shè)為坐標(biāo)原點,若橢圓與直線交于兩點,且,圓過點.(1)求的方程及圓的半徑;(2)若點在上,且,判斷直線與圓的位置關(guān)系,并說明理由.【詳解】(1)設(shè),聯(lián)立,得,,則,即,解得,故的方程為.設(shè)圓的方程為,又圓過點,代入可得,故圓的半徑為2.(2)
直線的斜率不存在時,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,不妨令,由,得,解得,此時圓心到直線的距離為,故直線與圓相交.當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,得,則,由得,即,即,故,解得,設(shè)圓心到直線的距離為,則,故直線與圓相交.綜上,直線與圓相交.【典例2】(24-25高二上·遼寧·月考)“對號函數(shù)”的圖象也可以看成是以與為漸近線的雙曲線.設(shè)函數(shù),若將其圖象看成雙曲線.(1)求雙曲線的焦點坐標(biāo);(2)將雙曲線繞著坐標(biāo)原點O順時針旋轉(zhuǎn),使焦點落到x軸上,得到雙曲線,設(shè)雙曲線的右焦點為F,過F的直線l與雙曲線的右支交于A,B兩點,當(dāng)時,求直線l的方程.【詳解】(1)設(shè)雙曲線的實軸長為,虛軸長為,焦距為,(傾斜角為)與(傾斜角為)為漸近線,故直線(傾斜角為)為雙曲線的一條對稱軸,設(shè)直線與函數(shù)圖象交于,兩點,聯(lián)立可得,,則,即,又,所以,,設(shè)雙曲線的焦點分別為,,則
.(2)由(1)可得雙曲線的方程為,右焦點,設(shè)直線l的方程為,與的方程聯(lián)立可得,設(shè),,易知,,則①,②,,化簡可得,解得,此時均滿足此時直線l的方程為或.【變式1】(24-25高二上·河北唐山·期中)已知雙曲線的離心率為,實軸長為2.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程(2)設(shè)直線與雙曲線交于兩點,是否存在滿足(其中為坐標(biāo)原點)若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【詳解】(1)由實軸長為2可得,即;再由離心率為可得,即,所以,可得雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)如下圖所示:聯(lián)立,整理可得,顯然,且,解得且;設(shè),可得,所以,即,解得,不滿足且,不合題意;因此不存在滿足.【變式2】(25-26高三上·重慶·月考)已知橢圓的離心率為,以原點為圓心?橢圓的短半軸長為半徑的與直線相切.(1)求橢圓的方程;(2)過定點斜率為的直線與橢圓交于兩點,若求實數(shù)的值及的面積.【詳解】(1)由題可知原點到直線距離.因為橢圓的離心率為,所以,所以.所以橢圓C的方程為:.(2)過定點斜率為的直線方程為:.設(shè).由,得.所以.因為,所以,所以,整理得:,所以.所以.所以,所以的面積.【變式3】(24-25高二下·上海閔行·期末)在直角坐標(biāo)系中,已知橢圓()的長軸長為,離心率為,直線與軸交于點,與相交于、兩點.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若的斜率為,且,求的值;【詳解】(1)由已知橢圓的長軸長為,即,又橢圓的離心率,則,所以,故橢圓方程為;(2)由已知直線的斜率為,且過點,則直線的方程為,設(shè),,聯(lián)立直線與橢圓,得,則,即,且,,則,則,解得;題型十三斜率乘積/和為定值結(jié)合定點(解答壓軸綜合問,中頻)答|題|模|板1.明確斜率條件:設(shè)題目給出的斜率定值(如,為常數(shù),橢圓中常為),轉(zhuǎn)化為代數(shù)等式:→.2.設(shè)直線方程:設(shè)直線的方程為(或斜截式,避免討論斜率不存在),聯(lián)立與曲線方程得一元二次方程(或),驗證,得韋達(dá)定理結(jié)果.3.代入斜率等式化簡:將、(或、)代入,展開后代入韋達(dá)定理,整理得參數(shù)關(guān)系(如,為常數(shù)).4.分析定點/定值:若證直線過定點:將參數(shù)關(guān)系代入直線方程,整理為“參數(shù)×表達(dá)式1+表達(dá)式2=0”(如),令表達(dá)式1和2為0,解得定點(如).若證其他定值:結(jié)合步驟3的參數(shù)關(guān)系,代入目標(biāo)表達(dá)式(如、,為定點),化簡得常數(shù).5.驗證特殊情況:當(dāng)直線斜率為0(或垂直x軸)時,代入驗證是否符合結(jié)論,確保通用性.6.下結(jié)論:明確直線過定點或表達(dá)式為定值,完整書寫解題結(jié)果.【典例1】(25-26高二上·廣東東莞·期中)已知橢圓,點P為C的上頂點.(1)求橢圓C的離心率;(2)設(shè)與兩坐標(biāo)軸均不垂直的直線l與橢圓C交于異于P的兩點A和B,設(shè)直線PA、PB的斜率分別為、.當(dāng)時,判斷直線l是否經(jīng)過定點?若是,請求出這一定點;若不是,請說明理由.【詳解】(1)橢圓的長短半軸長分別為,半焦距,所以離心率.(2)如圖:
設(shè),,由直線l與橢圓C交于異于P的兩點、,得,由,得,則,,即,整理得,而,于是,此時直線,過定點,所以直線過定點.【典例2】(25-26高二上·河南南陽·月考)已知A,B是雙曲線的左、右頂點,,點在C上.(1)求C的方程.(2)M是C左支上一點(異于點A),設(shè)直線交直線于點P,連接,直線與C的另一個交點為N,設(shè)直線,的斜率分別為,.(?。┳C明:為定值.(ii)證明:直線恒過定點.【詳解】(1)因為,所以,則雙曲線,又點在C上,所以,解得,所以C的方程為.(2)(?。┮字?,設(shè),,則,,即,而,所以,又,所以,故,為定值.(ii)設(shè)直線的方程為,,,,由,得,所以.由(?。┛芍?,,即,即,化簡得,解得,所以直線的方程為,因此直線經(jīng)過定點.【變式1】(25-26高二上·江西南昌·期中)已知雙曲線(,)的一條漸近線方程為,且過點.設(shè)A,B分別是C的左、右頂點,M,N是C的右支上異于點B的兩點.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線AM,BN的斜率分別為,,若,求證:直線MN恒過定點.【詳解】(1)由題意得,解得,所以C的方程為.(2)(方法一)由題意得,MN的斜率不為0,
設(shè)MN的方程為,,.由,消去,可得,由可得,由可得.由韋達(dá)定理,,.因為,,,所以.又,即,則有,因為,,,故有,整理得,所以,化簡得,解得或2.當(dāng)時,MN的方程為,此時MN過點,不合題意,當(dāng)時,MN的方程為,此時MN過點,符合題意,所以MN恒過定點.(方法二)①若MN的斜率不存在,設(shè)MN為(),,.因為,,,所以,由對稱性知,,則,解得,所以MN的方程為,此時MN過點.②若MN的斜率存在,設(shè)MN的方程為,,.由,得,所以,且,.因為,,,所以.又,即,所以,即,整理得,所以,化簡得,解得或.當(dāng)時,MN為,此時MN過點,不合題意,當(dāng)時,MN為,此時MN過點,符合題意.綜上,MN恒過定點(方法三)因為,,AM,BN的斜率分別為,,所以AM,BN的方程分別為,.由,得,所以,又,所以,所以,即.由,得,所以,又,所以,又,即,所以,所以,即.①若MN的斜率不存在,則,即,解得,則,所以MN為,此時MN過點.②若MN的斜率存在,則,所以MN的方程為,即,化簡得,即,此時MN過點.綜上,MN恒過定點.【變式2】(24-25高二上·吉林長春·月考)已知點,是平面上一動點,以為直徑的圓與軸相切,設(shè)動點的軌跡為曲線.(1)求曲線的軌跡方程;(2)已知點,為不過點的直線與曲線的交點,直線的斜率記為,直線的斜率記為,若,求證:直線過定點,并求出定點坐標(biāo).【詳解】(1)設(shè),則中點,以為直徑的圓半徑為:,因為以為直徑的圓與軸相切,所以,化簡可得:,即曲線的軌跡方程是;(2)設(shè)點,,直線的方程為:,聯(lián)立,得,所以,所以因為,即,即所以,所以或當(dāng)時,直線的方程:過定點,舍去;當(dāng)時,直線的方程:過定點,所以直線過定點.【變式3】(25-26高三上·湖北·期中)已知、分別是橢圓的左、右頂點,動點滿足,過作于,線段交橢圓于點;過作,交橢圓于點.(1)設(shè)直線、的斜率分別為、,求的值;(2)求證:直線過定點;(3)設(shè)線段的垂直平分線交橢圓于、兩點,若,求直線的斜率.【詳解】(1)因為,則,故點的軌跡方程為,設(shè)點,則,易知點、,因為,,所以,所以.(2)設(shè)點、,設(shè)直線的方程為,設(shè)直線的方程為,則,則直線的方程為,則,易知,則,由得,可得,即①,聯(lián)立得,由韋達(dá)定理可得,,代入①式得,即,解得(舍去)或,即直線的方程為,故直線過定點.(3)易知直線、的斜率都存在,設(shè)線段的中點為,設(shè)直線的方程為,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,由韋達(dá)定理可得,,則,同理可得,因為為線段的中垂線,且,記,在中,,所以,所以四點、、、共圓,且,則,化簡得,又因為,故.期末基礎(chǔ)通關(guān)練(測試時間:45分鐘)一、解答題1.(25-26高二上·廣東惠州·期中)已知雙曲線C的方程為實軸長和離心率均為2.(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過且傾斜角為45°的直線l與雙曲線C交于A,B兩點,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由離心率,再結(jié)合實軸長求解;(2)設(shè)的方程為,與雙曲線的方程聯(lián)立,再利用弦長公式求解.【詳解】(1)由離心率,又,則,又實軸長,所以,所以,故雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)∵直線的傾斜角為,故其斜率為1,又過點,∴的方程為,設(shè),由,消去,得,∴,∴.2.(25-26高二上·江蘇揚州·期中)在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的兩個焦點分別是,,并且經(jīng)過點.(1)求橢圓的離心率;(2)直線:與橢圓交于不同的兩點.(ⅰ)求的取值范圍;(ⅱ)若,求的值.【答案】(1)(2)(?。?;(ⅱ)【分析】(1)由條件確定,再由橢圓的定義求得,即可求解;(2)設(shè),,(?。┞?lián)立直線與橢圓的方程,由判別式大于0即可求解;(ⅱ)由,借助于韋達(dá)定理代入計算即得.【詳解】(1)因為橢圓的焦點在軸上,所以設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.依題意可得,又,所以,則.故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,則橢圓的離心率(2)(?。┰O(shè),.聯(lián)立,整理得.由,解得或.即的取值范圍為.(ⅱ)由(?。┛傻?,,,(*)則.因為,所以,則得,將(*)代入,可得.解得,滿足.所以的值為.3.(25-26高二上·湖南衡陽·期中)已知動點到點的距離比它到直線的距離小2,記動點的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)直線與曲線交于兩點,若線段的中點坐標(biāo)為,求直線的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用拋物線的定義計算即可;(2)利用點差法結(jié)合點斜式計算即可.【詳解】(1)設(shè),因為到點的距離比它到直線的距離小2,則有,根據(jù)距離公式得,化簡得,即動點的軌跡是以為焦點,為準(zhǔn)線的拋物線,所以曲線的方程為.(2)設(shè),則兩式相減得,整理可得.因為線段的中點坐標(biāo)為,易知在拋物線內(nèi)部,且,所以直線的斜率,故直線的方程為,即.4.(25-26高二上·安徽·期中)已知點在拋物線上,直線與拋物線交于A,B兩點.(1)求的方程;(2)設(shè)直線與的斜率分別為,,.①證明:直線的斜率為定值;②若的面積為6,求所在直線方程.【答案】(1)(2)(i)證明見解析(ii),或,或【分析】(1)利用代入法進(jìn)行求解即可;(2)①根據(jù)直線斜率公式進(jìn)行運算證明即可;②根據(jù)拋物線弦長公式,結(jié)合點到直線距離公式、三角形面積公式進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)因為點在拋物線上,所以,所以拋物線的方程為;(2)①設(shè),,,,所以,同理可得因為,所以,因為,所以直線的斜率為定值;②因為直線的斜率為定值,故設(shè)所在直線方程為,聯(lián)立方程消掉得,設(shè),,所以,,,點的直線的距離,所以,得,故,,所以直線的方程為,或,或.
5.(25-26高二上·北京·期中)已知橢圓:()的右頂點為,離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)過點的直線與橢圓交于,兩點,為坐標(biāo)原點,若的面積為,求直線的方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)依題意得到關(guān)于、的方程組,求出、,再求出,即可求出橢圓方程;(2)設(shè)的方程為,聯(lián)立方程組,設(shè),,利用面積分割法得,解方程求得的值,即可求解.【詳解】(1)依題意,所以,則,所以橢圓的方程為.(2)由題意知,直線的斜率存在,設(shè)的方程為,聯(lián)立方程組,整理得到,由,解得,設(shè),,則,,所以的面積,平方化簡得,解得,所以,所以l的方程為或,即直線l的方程為或.6.(25-26高三上·安徽·月考)已知橢圓的離心率為,短軸長為.(1)求C的方程;(2)若直線與C交于兩點,O為坐標(biāo)原點,的面積為,求t的值.【答案】(1)(2)或【分析】(1)根據(jù)題意可得,進(jìn)而解出即可求解;(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,根據(jù)弦長公式及點到直線的距離公式表示出的面積,建立方程即可求解.【詳解】(1)由題意,得,解得,則橢圓C的方程為.(2)設(shè),聯(lián)立,得,則,解得,且,所以,點到直線的距離為,
則,解得或,滿足,則或.7.(22-23高二上·廣東肇慶·期中)已知雙曲線與雙曲線的漸近線相同,且經(jīng)過點.(1)求雙曲線的方程;(2)若斜率為的直線過雙曲線的左焦點,分別交雙曲線于、兩點,求證:.【答案】(1)(2)證明見詳解【分析】(1)根據(jù)題意可設(shè):,再代點即可得到雙曲線的方程;(2)設(shè),聯(lián)立可得,再通過計算即可證明垂直.【詳解】(1)因為雙曲線與雙曲線的漸近線相同,所以可設(shè):,又雙曲線過,所以,則,即,所以雙曲線的方程為.(2)證明:設(shè),又,所以左焦點,則,,,,則,所以.8.(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知雙曲線的左頂點為,離心率為3,是上的兩點.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若線段的中點為,求直線的方程;(3)若(不在直線上),證明:直線過定點.【答案】(1)(2).(3)證明見解析【分析】(1)利用離心率公式和雙曲線的關(guān)系得到雙曲線方程;(2)根據(jù)點差法結(jié)合線段中點坐標(biāo)解得直線的斜率,從而解得答案;(3)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組消元得到通過韋達(dá)定理有,,結(jié)合,化簡得,解得或,當(dāng)和時,分別分析直線的方程,進(jìn)而求得定點;【詳解】(1)因為,,所以,故的標(biāo)準(zhǔn)方程為·(2)設(shè),,根據(jù)題意易得.因為是上的兩點,所以兩式相減得,即因為,所以所以直線的方程為經(jīng)檢驗,此時直線與雙曲線C有兩個交點,滿足題意,則直線的方程為.(3)證明:依題意可設(shè)直線的方程為.由,得則,,,由(2)知,因為,所以即即即,得,解得或.當(dāng)時,直線,直線過點,不符合題意,舍去;當(dāng)時,直線,滿足,則直線過定點故直線過定點期末重難突破練(測試時間:120分鐘)一、解答題1.(25-26高二上·江西南昌·期中)已知拋物線的焦點為F,,O為坐標(biāo)原點,拋物線C上存在點P,使得.(1)求拋物線C的方程;(2)已知過點F的直線交拋物線C于A,B兩點,△AOB的面積為,求以線段AB為直徑的圓的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)點,根據(jù),聯(lián)立方程組,求得的值,代入拋物線的方程,求得,即可求解;(2)設(shè)直線,聯(lián)立方程組,得到,利用的面積為,列出方程求得,進(jìn)而確定圓的圓心和半徑,即可求解.【詳解】(1)解:設(shè)點,且,由,可得,解得,代入拋物線,可得,解得,所以拋物線的方程為.(2)解:由拋物線,可得其焦點,設(shè)直線,聯(lián)立方程組,整理得,可得,則的面積為,即,解得,設(shè)的中點為,可得,則,所以中點坐標(biāo),半徑,所以所求圓方程為.
2.(25-26高二上·天津·期末)已知橢圓的長軸長為4,焦距為2.(1)求橢圓的方程和離心率;(2)設(shè)為橢圓的右頂點,若直線與橢圓有唯一的公共點(在第一象限),直線與軸的正半軸交于點,直線與直線交于點(為原點),且,求直線的方程.【答案】(1);(2)【分析】(1)依題意可得、的值,從而求出,即可得到橢圓方程與離心率;(2)根據(jù)截距式設(shè)得直線的方程為,聯(lián)立直線與橢圓方程,根據(jù)相切判別式得,,再聯(lián)立直線與的方程得坐標(biāo),即可根據(jù)面積比例關(guān)系求解.【詳解】(1)依題意可得,所以,則,所以橢圓的方程為,離心率;(2)如圖所示:由題可知,直線的斜率存在且為負(fù)數(shù),設(shè)直線:.則有,,所以直線的方程為,將與橢圓方程聯(lián)立,消去并整理得,,由題意直線與橢圓相切于點,則,即,所以,,即點的坐標(biāo)為,所以直線的方程為,將其與直線的方程聯(lián)立,解得,,即點的坐標(biāo)為,由題意得,整理得.又,且,解得,,即滿足題意的直線的方程為.3.(25-26高二上·北京·期中)已知橢圓的上頂點為,四個頂點組成的四邊形面積為.(1)求橢圓的方程;(2)過點的動直線與橢圓交于兩點,點關(guān)于軸的對稱點為點,求證:直線恒過定點,并求出定點坐標(biāo)【答案】(1)橢圓的方程為;(2)直線恒過定點,該定點為點.【分析】(1)由題意列出關(guān)于的方程組求出即可得解;(2)先由題意設(shè)直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程求出韋達(dá)定理,接著利用點D寫出直線AD的方程為,令,求出x為定值即可得解.【詳解】(1)由題得,所以橢圓的方程為;(2)證明:由題可得直線的斜率存在,設(shè),聯(lián)立,則,設(shè),則,,則直線AD斜率為,所以直線AD的方程為,令,則,所以直線恒過定點,該定點為點.4.(25-26高三上·河北承德·期中)已知橢圓的焦距為2,點在橢圓上.(1)求橢圓的方程;(2)若為橢圓上的動點,求的取值范圍;(3)若點在橢圓上,點在直線上,且(O為坐標(biāo)原點),判斷直線與圓的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.【答案】(1)(2)(3)直線與圓相切,證明見解析【分析】(1)根據(jù)已知條件求出,再根據(jù)的關(guān)系及橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程求解即可;(2)將取值范圍問題轉(zhuǎn)化為直線與橢圓有公共點問題,聯(lián)立方程,結(jié)合判別式求的取值范圍即可;(3)設(shè)點到直線的距離為,則,根據(jù)點在橢圓上化簡前者可得,故直線與圓相切.【詳解】(1)由題可得,,所以橢圓的方程為.(2)令,則直線與橢圓有公共點,由,得,則,解得,所以的取值范圍為.(3)設(shè),若,則,此時即為軸,此時不在直線上,舍;若,則,此時,故,,設(shè)到的距離為,則,故,此時直線與圓相切.若,則直線,故,故直線,故,故,,故,而,故,故故即,故直線與圓相切.
5.(25-26高二上·河南濮陽·期中)已知雙曲線E:(,)的左、右焦點分別為,,離心率為,P為E上一點,且.(1)求E的方程;(2)過點且不與x軸重合的直線l交E于A,B兩點,點B關(guān)于x軸的對稱點為,求證:直線恒過點.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)利用雙曲線的性質(zhì)求得,利用離心率求得,進(jìn)而求得,可求解析式;(2)設(shè)直線l的方程為,,,聯(lián)立方程組,結(jié)合韋達(dá)定理得,,求得直線的方程為,令,可求得定點坐標(biāo).【詳解】(1)設(shè)E的半焦距為c().由題意知P在E的右支上,,∴,∵,∴,∴,∴E的方程為.(2)依題意,設(shè)直線l的方程為,,.聯(lián)立直線與雙曲線的方程,得消去x并整理,得,∴,且,解得,且.∴,.由題意知
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