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专题07 圆锥曲线大题综合(陕西专用)
一、解答题
1.(2023·陕西安康·陕西省安康中学校考模拟预测)已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴,且过点,.直线(不经过点)与椭圆交于两点,,直线与椭圆交于另一点,点满足,且在直线上.
(1)求的方程;
(2)证明:直线过定点,且存在另一个定点,使为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设方程为,代入点的坐标,得出方程组,求解即可得出答案;
(2)设的方程为,与椭圆方程联立,根据韦达定理表示出坐标关系,得出的方程为.令,整理可得,即可得出定点.
进而由已知可推得,即可得出的轨迹,得出答案.
【详解】(1)设的方程为,
则,解得,
所以的方程为.
(2)
由题意可知直线的斜率存在且不为0,
设的方程为,
设点,,则,.
联立,消去,得,
则,
且,.
所以,所以的方程为.
令,则,
所以直线恒过定点,设为点.
又因为,在上,
所以,
则点在以为直径的圆上,从而的中点,使为定值.
【点睛】思路点睛:设的方程为,与椭圆联立得出方程,根据韦达定理得出坐标关系.进而整理化简,即可得出定点坐标.
2.(2023·陕西西安·校联考一模)已知抛物线的焦点为F,圆,过C上一点作C的切线,该切线经过点.
(1)求C的方程;
(2)若与C相切的直线l,与E相交于P,Q两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用导数求出切线的斜率,然后可建立方程求出;
(2)设l与C相切于点,然后求出切线的方程,然后求出、点到l的距离,然后表示出面积,然后可得答案.
【详解】(1)由,得,则.
设该切线的斜率为k,则.
由题可知,,因为该切线经过点,所以,
解得,故C的方程为.
(2)设l与C相切于点,则l的方程为,即.
由(1)可知,E的方程为.则圆心到l的距离.
因为l与E相交,所以,整理得.
.
点到l的距离,
的面积,
当且仅当时,等号成立,故面积的最大值为.
3.(2023·陕西咸阳·统考三模)已知椭圆的左,右焦点分别为,,离心率为,M为椭圆C上的一个动点,且点M到右焦点距离的最大值为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知过点的直线l交椭圆C于A,B两点,当的面积最大时,求此时直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)根据题意,由椭圆的几何性质可得、,结合求出a、b即可求解;
(2)设直线l的方程为,,,联立椭圆方程,利用韦达定理表示、,根据弦长公式表示,结合基本不等式计算即可求解.
【详解】(1)椭圆C的离心率为,
又点M到右焦点距离的最大值为,即,
解得,.
又由,可得.
∴椭圆C的方程为:.
(2)由题意,设直线l的方程为,
联立得,
设,,
则,,
,
当且仅当即时取等号.
∴所求直线l的方程为或.
4.(2023·陕西安康·陕西省安康中学统考模拟预测)已知椭圆的焦点分别别为的上、下顶点,过且垂直于的直线与交于两点,
(1)求椭圆的方程;
(2)已知原点,过的直线分别交于两点和两点,在轴的上方,若三点共线,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据结合椭圆的特征得出,在应用弦长公式计算可得椭圆方程;
(2)设点应用点差法,消元可得定点.
【详解】(1)设,则,所以.
设椭圆的方程为,即,
,
为正三角形,
过且垂直于的直线与交于两点,为线段的垂直平分线,
直线的斜率为,斜率倒数为,
直线的方程:,代入椭圆方程,
整理化简得到:,
判别式,
.
,所以.
故椭圆的方程为.
(2)设因为,
所以,即①,
又因为点均在椭圆上,所以,
两式整理,可得,②,
由②除以①可得,消元可得,
同理可得,
所以直线的方程为,
又,
所以直线的方程为,故直线过定点.
5.(2023·陕西榆林·统考模拟预测)已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,过且垂直于轴的直线被椭圆所截得的线段长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于两点,连接并交椭圆于另一点,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据题意可得,结合离心率和即可求解;
(2)根据题意可设直线AC的方程为,,,联立椭圆方程,利用韦达定理表示出,根据弦长公式求出,利用点到直线的距离公式求出点O到直线AC的距离,结合三角形面积公式计算求出t,即可求解.
【详解】(1)联立得,由题意得,所以.
因为椭圆的离心率,所以.
因为,所以,
故椭圆的方程为.
(2)由题意知,直线不垂直于轴.
设直线的方程为,
联立方程组,消去并整理得,
所以,
所以
因为点到直线的距离,且是线段的中点,
所以点到直线的距离为,
所以.
由,解得或(舍去),
所以,
故直线的方程为,即或.
6.(2023·陕西榆林·统考模拟预测)已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,短