内容正文:
完成时间: 月 日 天气:
作业11 圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)的标准方程、
轨迹方程、定值、定点、最值及范围问题
求轨迹方程的5种常用方法
1 直接法: 直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直接法。
2 定义法: 如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
3 相关点法: 用动点 的坐标 表示相关点 的坐标 ,然后代入点 的坐标 所满足的曲线方程,整理化简便得到动点 轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。(用未知表示已知,带入已知求未知)
4 参数法: 当动点坐标 之间的直接关系难以找到时,往往先寻找 与某一变数 的关系,再消去参变数 ,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
5 交轨法: 将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
1.平面上动点到定点的距离比点到轴的距离大,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C.或 D.或
2.已知椭圆的离心率为,右焦点为,圆,过且垂直于轴的直线被圆所截得的弦长为.
(1)求的标准方程;
(2)若直线与曲线交于两点,求面积的最大值.
3.已知双曲线的一条渐近线方程为,且点在双曲线上.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设双曲线左右顶点分别为,在直线上取一点,直线交双曲线右支于点,直线交双曲线左支于点,直线和直线的交点为,求证:点在定直线上.
4.在平面直角坐标系xOy中,已知圆心为的动圆过点,且在轴上截得的弦长为4,记的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知及曲线上的两点和,直线BD经过定点,直线AB、AD的斜率分别为,判断是否为定值,说明理由.
5.已知双曲线经过点,其右焦点为,且直线是的一条渐近线.
(1)求的标准方程;
(2)设是上任意一点,直线.证明:与双曲线相切于点;
(3)设直线与相切于点,且,证明:点在定直线上.
6.已知双曲线的方程为,虚轴长为2,点在上.
(1)求双曲线的方程;
(2)过原点的直线与交于两点,已知直线和直线的斜率存在,证明:直线和直线的斜率之积为定值;
(3)过点的直线交双曲线于两点,直线与轴的交点分别为,求证:的中点为定点.
7.已知双曲线,过该曲线上的点作不平行于坐标轴的直线交双曲线的右支于另一点,作直线交双曲线的渐近线于两点A,B(A在第一象限),其渐近线方程为,且,
(1)求双曲线方程.
(2)证明:直线过定点.
(3)当的斜率为负数时,求四边形的面积的取值范围.
8.已知双曲线的焦距为4,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过双曲线的左焦点分别作斜率为的两直线与,直线交双曲线于两点,直线交双曲线于两点,设分别为与的中点,若,证明:直线过定点.
9.已知点,动点满足.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)记动点的轨迹为,若是上的不同两点,是坐标原点,求的最小值.
10.已知焦点在轴上的等轴双曲线的左、右顶点分别为,且到的渐近线的距离为,直线与双曲线的左、右支分别交于点(异于点).
(1)当时,证明:以为直径的圆经过两点.
(2)设直线的斜率分别为,若点在双曲线上,证明为定值,并求出该定值.
1.在平面直角坐标系中,已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴是坐标轴,右支与x轴的交点为,其中一条渐近线的倾斜角为.
(1)求C的标准方程;
(2)过点作直线l与双曲线C的左右两支分别交于A,B两点,在线段上取一点E满足,证明:点E在一条定直线上.
2.设,为椭圆的左、右两个焦点,为椭圆上一点,且,.
(1)求的值;
(2)若直线:与椭圆交于,两点,线段的垂直平分线经过点,证明:为定值.
3.已知椭圆的焦距为,且过点.
(1)求的方程.
(2)记和分别是椭圆的左、右焦点.设是椭圆上一个动点且纵坐标不为.直线交椭圆于点(异于),直线交椭圆于点(异于).若的中点为,求三角形面积的最大值.
1.已知抛物线的准线过椭圆E:的左焦点,且椭圆E的上顶点与两个焦点构成一个正三角形.
(1)求椭圆E的方程;
(2)直线交椭圆E于A,B两点,点P在线段上移动,连接交椭圆于M,N两点,过P作的垂线交x轴于Q,求面积的最小值.
2.已知A,B分别是双曲线的左、右顶点,是上异于A,B的一点,直线PA,PB的斜率分别为,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线交于两点(异于A,B),直线与直线交于点.求证:点在定直线上.
1.(2022·全国·高考真题)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
2.(2022·浙江·高考真题)如图,已知椭圆.设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;
(2)求的最小值.
3.(2023·全国·高考真题)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
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作业11 圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)的标准方程、
轨迹方程、定值、定点、最值及范围问题
求轨迹方程的5种常用方法
1 直接法: 直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直接法。
2 定义法: 如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
3 相关点法: 用动点 的坐标 表示相关点 的坐标 ,然后代入点 的坐标 所满足的曲线方程,整理化简便得到动点 轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。(用未知表示已知,带入已知求未知)
4 参数法: 当动点坐标 之间的直接关系难以找到时,往往先寻找 与某一变数 的关系,再消去参变数 ,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
5 交轨法: 将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
1.平面上动点到定点的距离比点到轴的距离大,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】设点,可得出,分、两种情况讨论,化简可得出点的轨迹方程.
【详解】设点,因为平面上动点到定点的距离比点到轴的距离大,
则,
当时,则有,即,
等式两边平方整理可得;
当时,则有,即,
等式两边平方可得.
综上所述,点的轨迹方程为或.
故选:D.
2.已知椭圆的离心率为,右焦点为,圆,过且垂直于轴的直线被圆所截得的弦长为.
(1)求的标准方程;
(2)若直线与曲线交于两点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知分别求出即可得到的标准方程;
(2)通过直曲联立,求出弦长,再由点到直线距离公式求出原点到直线的距离,
代入三角形面积公式,利用不等式求出面积的最大值.
【详解】(1)
设椭圆的半焦距为,过且垂直于轴的直线被圆所截得的弦长为,
则,又,
解得,
所以的标准方程为.
(2)设,
联立直线与椭圆的方程,可得,
所以,得.
又原点到直线的距离,
所以,
所以.
令,则,
所以,当且仅当时,等号成立,
即当时,的面积取得最大值.
3.已知双曲线的一条渐近线方程为,且点在双曲线上.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设双曲线左右顶点分别为,在直线上取一点,直线交双曲线右支于点,直线交双曲线左支于点,直线和直线的交点为,求证:点在定直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)利用双曲线的性质,代入点坐标计算即可;
(2)法一、用点P坐标表示直线,联立双曲线方程得出C、D坐标,再表示直线,联立求其交点即可证明;法二、直接利用C、D坐标表示直线,利用三点共线的斜率关系计算可用表示直线方程,联立求其交点即可证明.
【详解】(1)因为渐近线方程为,所以,设双曲线为,
代入得,双曲线的标准力程为;
(2)法一、
设直线,联立双曲线得:,
,且;
设直线,联立双曲线得:,
,且;
所以
则
设,则,两式相除消得
所以在直线上;
法二、
设直线,
直线,
由于,即,
由于,即,
则.
设,则,两式相除消得
所以在直线上;
4.在平面直角坐标系xOy中,已知圆心为的动圆过点,且在轴上截得的弦长为4,记的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知及曲线上的两点和,直线BD经过定点,直线AB、AD的斜率分别为,判断是否为定值,说明理由.
【答案】(1);
(2)是,.
【分析】(1)设圆心,半径为,由两点间距离公式和圆的弦长公式列方程,消去即可;
(2)设直线方程为,联立抛物线方程消去x,利用斜率公式将用坐标表示,然后由韦达定理代入化简即可.
【详解】(1)设圆心,半径为,由圆过点得,
又因为圆在轴上截得的弦长为4,所以,
则,整理得.
(2)易知直线的斜率不为0,
设直线方程为,即,
联立消去得,
由得或,
设,则,
,
所以,
即等于定值1.
5.已知双曲线经过点,其右焦点为,且直线是的一条渐近线.
(1)求的标准方程;
(2)设是上任意一点,直线.证明:与双曲线相切于点;
(3)设直线与相切于点,且,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
(3)证明过程见解析
【分析】(1)由题意得,解出的值即可;
(2)一方面是上任意一点,从而可得出它也在直线上面,联立椭圆方程,消元后得到一个一元二次方程,证明判别式等于0即可;
(3)由(2)中结论,设出点的坐标,可得,由向量数量积公式化简得,说明即可得证.
【详解】(1)因为双曲线经过点,且直线是的一条渐近线,
所以,解得,
所以的标准方程为;
(2)
首先设是上任意一点,所以有,
这表明了点也在直线上,也可以得到,
联立直线的方程与椭圆的方程有,
化简并整理得,
而,且,
这也就是说与双曲线相切于点;
(3)
不妨设,
由(2)可知过点的直线的方程为,
因为点在直线上,
所以,即有,
又,从而,
所以,
若,则
,
整理得,
因为,所以,也就是说,
从而,
所以点在定直线上上.
6.已知双曲线的方程为,虚轴长为2,点在上.
(1)求双曲线的方程;
(2)过原点的直线与交于两点,已知直线和直线的斜率存在,证明:直线和直线的斜率之积为定值;
(3)过点的直线交双曲线于两点,直线与轴的交点分别为,求证:的中点为定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据虚轴长和点坐标联立方程组可得,,可求得双曲线的方程为;
(2)设出两点坐标,写出斜率表达式,联立双曲线方程化简计算可得证明;
(3)设直线的方程为,求出直线与轴的交点分别为的坐标,联立直线和双曲线方程利用韦达定理化简即可得出证明.
【详解】(1)因为虚轴长,所以.
又因为点在双曲线上,所以,
解得.
故双曲线的方程为.
(2)证明:如下图所示:
设,则
所以
因为在双曲线上,所以,可得;
于是,
所以直线和直线的斜率之积为定值,定值是.
(3)证明:设,直线的方程为,如下图所示:
联立,消去整理可得①
则
所以②
③
直线的方程为,令,得点的横坐标为;
同理可得点的横坐标为;
所以
将①②③式代入上式,并化简得到
所以的中点的横坐标为,
故的中点是定点.
7.已知双曲线,过该曲线上的点作不平行于坐标轴的直线交双曲线的右支于另一点,作直线交双曲线的渐近线于两点A,B(A在第一象限),其渐近线方程为,且,
(1)求双曲线方程.
(2)证明:直线过定点.
(3)当的斜率为负数时,求四边形的面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据渐近线方程可得,结合双曲线所过的点可求,故可得双曲线方程.
(2)联立直线方程和双曲线方程,结合判别式可得的斜率的范围,再由渐近线方程可得的坐标,由平行四边形可求出的方程,故可得定点.
(3)利用(2)的结果结合弦长公式可用的斜率表示面积,结合斜率的范围可求面积的范围.
【详解】(1)因为渐近线,则,代入点可得,
故,即双曲线方程为:.
(2)
设
,
由可得,
故且,
故或且,
又,故,
由解得,则,
同理可得, 故,
而,可得,
故,故,
故,,
设直线的斜率为,则,
直线的方程为,即,
所以过定点.
(3)由(2)可得直线与的距离为,故,
由题意可得四边形是平行四边形,
而,
故四边形的面积为,
,结合(2)中的取值范围可得.故,
故.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要联立不同类型的方程,用合适的变量变式目标函数,而后者的最值往往可以通过函数的单调性或基本不等式来处理.
8.已知双曲线的焦距为4,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过双曲线的左焦点分别作斜率为的两直线与,直线交双曲线于两点,直线交双曲线于两点,设分别为与的中点,若,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意得,再将代入双曲线方程,结合可求出,从而可求出双曲线方程
(2)设直线方程为,,将直线方入双曲线方程化简后利用根与系数的关系,结合中点坐标公式可表示点M的坐标,再利用表示出点N的坐标,再表示出直线MN的方程,可求得直线MN过定点,从而可求得答案.
【详解】(1)由题意得,得,所以,
因为点在双曲线上,所以,解
得,
所以双曲线方程为.
(2),设直线方程为,
,
由,得,
则,
所以,所以的中点,
因为,所以用代换,得,
当,即时,直线的方程为,过点,
当时,,
直线的方程为,
令,得,
所以直线也过定点.
9.已知点,动点满足.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)记动点的轨迹为,若是上的不同两点,是坐标原点,求的最小值.
【答案】(1)
(2)1
【分析】(1)根据双曲线定义求出轨迹方程;
(2)分直线斜率不存在和直线斜率存在两种情况,当斜率不存在时求出,斜率存在时,,得到答案.
【详解】(1)因为,
由双曲线定义可知:点的轨迹是以为焦点的双曲线的右支,
所以,,
所以动点的轨迹方程为:.
(2)①当直线斜率不存在时,设直线方程为:,
此时,
所以;
②当直线斜率存在时,设直线方程为:,
代入双曲线方程可得:,
可知其有两个不等的正实数根,
解得:,
所以
.
由得,
,
综上所述,的最小值为1.
10.已知焦点在轴上的等轴双曲线的左、右顶点分别为,且到的渐近线的距离为,直线与双曲线的左、右支分别交于点(异于点).
(1)当时,证明:以为直径的圆经过两点.
(2)设直线的斜率分别为,若点在双曲线上,证明为定值,并求出该定值.
【答案】(1)证明见解析
(2),证明见解析
【分析】(1)只需要证明,就可得以为直径的圆经过点,同理可证,所以可得以为直径的圆经过两点;
(2)联立直线方程与双曲线方程,结合韦达定理表示出,通过消元化简即可得定值.
【详解】(1)设双曲线,则,渐近线方程为,
因为到的渐近线的距离为,所以,所以,
所以双曲线的方程为.
当时,设,则,
因为,所以.
因为,所以,所以.
同理可证,所以以为直径的圆经过两点.
(2)设,
联立方程组得,
则.由,得.
因为直线与双曲线的左、右支分别各有一个交点,所以.
因为点在双曲线上,所以.
因为,所以.
因为,
,
所以,
所以为定值,且.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
1.在平面直角坐标系中,已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴是坐标轴,右支与x轴的交点为,其中一条渐近线的倾斜角为.
(1)求C的标准方程;
(2)过点作直线l与双曲线C的左右两支分别交于A,B两点,在线段上取一点E满足,证明:点E在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】
(1)根据题意可得双曲线焦点在轴上,且,,即可求得双曲线方程;
(2)根据双曲线对称性以及交点特征,设出直线方程并与双曲线联立,利用韦达定理根据题目中的表达式代入整理可知点E在定直线上.
【详解】(1)
根据题意,设双曲线的方程为,
由题知,,可得;
所以双曲线方程为.
(2)
易知为双曲线的右焦点,如下图所示:
由题知直线l斜率存在,
根据对称性,不妨设斜率为,故直线的方程为,
代入双曲线方程得,
设,,
由韦达定理有,,
且,,
设,点E在线段上,所以
由可得
化简得,
代入和并化简可得,
即存在点E满足条件,并且在定直线上.
2.设,为椭圆的左、右两个焦点,为椭圆上一点,且,.
(1)求的值;
(2)若直线:与椭圆交于,两点,线段的垂直平分线经过点,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由,可得点的横坐标,代入椭圆的方程,可得点的纵坐标的绝对值,求出,的表达式,由题意可得的值;
(2)联立直线的方程与椭圆的方程,两个两根之和,求出的中点的坐标,由题意可得,由斜率之积为,整理可证得为定值.
【详解】(1)由椭圆的方程可得,,,
因为,则的横坐标为,代入到椭圆的方程可得,
即的纵坐标的绝对值为,
所以,,
因为,即,解得;
(2)由(1)可得椭圆的方程为:,
设,,
联立,整理可得,
由,即,
所以,,
所以的中点,
因为的中垂线过,所以,即,
整理可得,即证明为定值,且定值为.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为、;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;
(5)代入韦达定理求解.
3.已知椭圆的焦距为,且过点.
(1)求的方程.
(2)记和分别是椭圆的左、右焦点.设是椭圆上一个动点且纵坐标不为.直线交椭圆于点(异于),直线交椭圆于点(异于).若的中点为,求三角形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)根据焦距和椭圆所过点可构造方程求得结果;
(2)设直线,与椭圆方程联立可得韦达定理的结论,结合中点坐标公式可整理得到,结合三角形面积公式和基本不等式可求得最值.
【详解】(1)椭圆的焦距,;
椭圆过点,,又,
(舍)或,,椭圆的方程为:.
(2)
由(1)知:,,
设,,,
由题意可设直线,其中,,
由得:,,
;
同理可得:;
,
,
(当且仅当,即时取等号),
面积的最大值为.
【点睛】关键点点睛:本题考查直线与椭圆综合应用中的三角形面积最值的求解问题,解题关键是能够将三角形面积表示为关于某一变量的函数,从而利用函数最值的求法或基本不等式求得结果.
1.已知抛物线的准线过椭圆E:的左焦点,且椭圆E的上顶点与两个焦点构成一个正三角形.
(1)求椭圆E的方程;
(2)直线交椭圆E于A,B两点,点P在线段上移动,连接交椭圆于M,N两点,过P作的垂线交x轴于Q,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线的准线求得椭圆的焦点,根据一个焦点与短轴两端点构成正三角形可求得,即可得椭圆方程.
(2)根据题意可判断直线斜率存在且不为0,设直线方程与椭圆联立求得,根据设出点坐标,用斜率公式求得坐标,再用点到直线的公式求得三角形高,用面积公式将面积写出,分离常数,变为积为定值的形式,再用的单调性计算即可.
【详解】(1)由题知抛物线的准线为,,
因为椭圆的一个焦点与短轴的两个端点构成一个正三角形,
,
故椭圆的标准方程为:;
(2)由(1)得椭圆的方程为,
的垂线交轴于,的斜率存在,
连接交椭圆于两点,的斜率不为0,
不妨设,
因为与椭圆的交点为,所以,
则,
联立,即,
,
,
设,,,
解得:,
到直线的距离为:,
,
因为,所以,
因为函数在上是增函数,
所以的最小值为,
因此,当时,面积的最小值为.
2.已知A,B分别是双曲线的左、右顶点,是上异于A,B的一点,直线PA,PB的斜率分别为,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线交于两点(异于A,B),直线与直线交于点.求证:点在定直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)由可求,利用两点斜率公式表示,由条件列方程求,由此可得双曲线方程;
(2)设的方程为, ,利用设而不求法可得,
求直线直线与直线的交点坐标,由此证明结论.
【详解】(1)由题意可知,
因为,所以.
设,则,所以,
又,
所以.
所以双曲线的方程为.
(2)若直线的斜率为,则直线与双曲线交于点,与条件矛盾,
所以直线的斜率不能为0,
设的方程为.
联立,化简得
所以,所以,
,
直线AD的方程为,
直线BE的方程为.
联立直线AD与BE的方程,得,
所以,
所以,
所以.
所以点的横坐标始终为1,故点在定直线上.
【点睛】方法点睛:(1)解答直线与双曲线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
1.(2022·全国·高考真题)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将给定点代入设出的方程求解即可;
(2)设出直线方程,与椭圆C的方程联立,分情况讨论斜率是否存在,即可得解.
【详解】(1)解:设椭圆E的方程为,过,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
(2),所以,
①若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,过点.
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
可得,,
且
联立可得
可求得此时,
将,代入整理得,
将代入,得
显然成立,
综上,可得直线HN过定点
【点睛】求定点、定值问题常见的方法有两种:
①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
2.(2022·浙江·高考真题)如图,已知椭圆.设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;
(2)求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)设是椭圆上任意一点,再根据两点间的距离公式求出,再根据二次函数的性质即可求出;
(2)设直线与椭圆方程联立可得,再将直线方程与的方程分别联立,可解得点的坐标,再根据两点间的距离公式求出,最后代入化简可得,由柯西不等式即可求出最小值.
【详解】(1)设是椭圆上任意一点,,
,当且仅当时取等号,故的最大值是.
(2)设直线,直线方程与椭圆联立,可得,设,所以,
因为直线与直线交于,
则,同理可得,.则
,
当且仅当时取等号,故的最小值为.
【点睛】本题主要考查最值的计算,第一问利用椭圆的参数方程以及二次函数的性质较好解决,第二问思路简单,运算量较大,求最值的过程中还使用到柯西不等式求最值,对学生的综合能力要求较高,属于较难题.
3.(2023·全国·高考真题)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析.
【分析】(1)由题意求得的值即可确定双曲线方程;
(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线与的方程,联立直线方程,消去,结合韦达定理计算可得,即交点的横坐标为定值,据此可证得点在定直线上.
【详解】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,
则由可得,,
双曲线方程为.
(2)由(1)可得,设,
显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,
与联立可得,且,
则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,
由可得,即,
据此可得点在定直线上运动.
【点睛】关键点点睛:求双曲线方程的定直线问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中根据设而不求的思想,利用韦达定理得到根与系数的关系可以简化运算,是解题的关键.
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