内容正文:
专题08 圆锥曲线专题训练
目录
压轴题型讲练 1
类型一、圆锥曲线的定义应用 1
类型二、圆锥曲线的离心率 3
类型三、圆锥曲线的焦点弦 5
类型四、圆锥曲线定点、定值问题 7
类型五、圆锥曲线有关证明结论问题 12
类型一、圆锥曲线的定义应用
1.(23-24高二下·甘肃白银·期末)已知椭圆的方程为,其中依次将椭圆的下半部分分成10等份,若是椭圆的右焦点,则( )
A.10 B.16 C.20 D.12
2.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期末)以下几个命题中,其中真命题的序号为( ).
①双曲线与椭圆有相同的焦点;
②在平面内,到定点的距离与到定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线;
③设为两个定点,为非零常数,,则动点的轨迹为双曲线;
④过定圆上一定点作圆的动弦为坐标原点,若,则动点的轨迹为椭圆.
A.① B.①② C.①④ D.③④
3.(23-24高二下·甘肃白银·期末)设双曲线的左,右焦点分别为,过的直线分别交双曲线左右两支于点,连接,若,则( )
A.1 B. C. D.2
4.(23-24高二上·贵州遵义·期中)已知抛物线的焦点为,点,若点为抛物线上任意一点,当取最小值时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·河北张家口·期中)(多选)已知椭圆的左、右两个焦点分别为,,为椭圆上一动点,,则下列说法正确的是( )
A.存在点使 B.的周长为16
C.的最大面积为12 D.的最大值为
6.(23-24高二下·四川广元·期末)(多选)已知分别是椭圆C:的左、右焦点,P为椭圆C上异于长轴端点的动点,则下列结论正确的是( )
A.的周长为10 B.面积的最大值为25
C.的最小值为1 D.椭圆C的离心率为
7.(23-24高二下·云南昆明·期末)(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的右支上,则下列说法正确的是( )
A.若的周长为24,则的面积为48
B.
C.
D.若为锐角,则点的纵坐标范围是
8.(23-24高二下·广西南宁·期末)(多选)已知双曲线的左,右焦点分别为为双曲线右支上一点,则下列说法正确的是( )
A.若的内切圆圆心为,直线的斜率为
B.若的内切圆圆心为的外接圆半径为
C.若且,则
D.若且,则
9.(23-24高二下·湖北武汉·期末)(多选)泰戈尔说过一句话:世界上最远的距离,不是星星之间的轨迹,而是纵然轨迹交汇,却在转瞬间无处寻觅.已知点,直线,动点到点的距离比到直线的距离小1.若某直线上存在这样的点,则称该直线为“最远距离直线”,则下列结论正确的是( )
A.点的轨迹曲线是线段
B.是“最远距离直线”
C.过点的直线与点的轨迹交于、两点,则以为直径的圆与轴相交
D.过点的直线与点的轨迹交于、两点,则的最小值为
10.(2024·江苏南通·模拟预测)(多选)设抛物线的焦点为,是上的一个动点,则下列结论正确的是( )
A.点到的距离比到轴的距离大2
B.点到直线的最小距离为
C.以为直径的圆与轴相切
D.记点在的准线上的射影为,则不可能是正三角形
类型二、圆锥曲线的离心率
1.(22-23高二上·北京·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点为椭圆与轴的交点,若是钝角三角形,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)已知椭圆上一点关于原点的对称点为点,为其右焦点,若,设,且,则该椭圆离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·吉林·期中)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,上顶点为A,过作的垂线,与y轴交于点P,若,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二下·浙江·期中)已知椭圆,为椭圆上一动点(不含左右端点),左右端点为,则离心率e的范围为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·山西运城·期中)已知分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交于两点,若的最大值为8,则的离心率为( ).
A. B. C. D.
6.(2024·海南海口·模拟预测)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,P为C上一点,满足,以C的短轴为直径作圆O,截直线的弦长为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二下·安徽·期末)关于椭圆有如下结论:“过椭圆上一点作该椭圆的切线,切线方程为.”设椭圆:的左焦点为F,右顶点为A,过F且垂直于x轴的直线与C的一个交点为M,过M作椭圆的切线,若切线与直线的倾斜角互补,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·贵州毕节·期末)设椭圆的左、右焦点分别为,,点在上,,且椭圆过点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
9.(23-24高二下·云南红河·期末)已知椭圆C:,的右焦点为,过F的直线与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
10.(23-24高二下·广西桂林·期末)已知点是椭圆C:()的左焦点,过原点作直线l交C于A,B两点,M,N分别是,的中点,若存在以线段MN为直径的圆过原点,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
11.(23-24高一下·重庆·期末)已知,是椭圆的左、右焦点,若椭圆上总存在点,使得,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高二下·江西九江·期末)设双曲线的左焦点为,为坐标原点,为双曲线右支上的一点,,在上的投影向量的模为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
13.(2024·山西阳泉·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,双曲线的右支上有一点与双曲线的左支交于点,线段的中点为,且满足,若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
14.(23-24高二下·山西长治·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过点的直线交的左支于两点,若,,成等差数列,且,则的离心率是( )
A. B. C. D.
15.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知双曲线,如图,过的右焦点作直线与的两条渐近线分别交于点,与轴交于点,若,且,则的离心率为( )
A. B. C.2 D.
类型三、圆锥曲线的焦点弦
1.(23-24高二下·重庆·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线与交于点.直线为在点处的切线,点关于的对称点为.由椭圆的光学性质知,三点共线.若,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·安徽亳州·期末)设分别是离心率为的椭圆的左、右焦点,过点的直线交椭圆于两点,且,则( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期末)(多选)已知椭圆的长轴长为4,离心率为分别为椭圆的左、右焦点,过点的直线与椭圆相交于两点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆的标准方程为
B.椭圆上存在点,使得
C.是椭圆上一点,若,则
D.若的内切圆半径分别为,当时,直线的斜率
4.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)(多选)圆锥曲线具有丰富的光学性质.双曲线的光学性质:从双曲线的一个焦点处发出的光线,经过双曲线在点处反射后,反射光线所在直线经过另一个焦点,且双曲线在点处的切线平分.如图,对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线过点,其左、右焦点分别为.若从发出的光线经双曲线右支上一点反射的光线为,点处的切线交轴于点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的方程为
B.过点且垂直于的直线平分
C.若,则
D.若,则
5.(23-24高二上·河北沧州·期末)(多选)已知抛物线的焦点为,过的直线与交于两点,点在第一象限内,点在的准线上,则下列判断正确的是( )
A.若与相切,则也与相切
B.
C.若点在轴上,则为定值
D.若点在轴上,且满足,则直线的斜率为
6.(23-24高二上·福建福州·期末)(多选)已知抛物线C:与圆O:交于A,B两点,且,直线过C的焦点F,且与C交于M,N两点,则下列说法中正确的是( )
A.若直线的斜率为,则
B.的最小值为
C.若以MF为直径的圆与y轴的公共点为,则点M的横坐标为
D.若点,则的周长最小值为
7.(23-24高二下·上海长宁·期末)设、为双曲线Γ:左、右焦点,且Γ的离心率为,若点M在Γ的右支上,直线与Γ的左支相交于点N,且,则 .
8.(23-24高二下·广东茂名·期末)已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为,.过点的直线与轴交于点,与交于点,且,点在以为直径的圆上,则的渐近线方程为 .
类型四、圆锥曲线定点、定值问题
1.(23-24高二下·广东惠州·期中)已知椭圆:,,分别为椭圆的左顶点和右焦点,过的直线交椭圆于点,若,且当直线轴时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线,的斜率分别为,,问是否为定值? 并证明你的结论;
(3)记的面积为,求的最大值.
2.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆经过点,且焦距为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的左、右焦点分别为,,若,,,四点都在椭圆上,直线与交于点,且直线,分别过点,.
①若直线和的斜率存在且分别为,,求证:为定值;
②求四边形面积的最大值.
3.(23-24高二下·北京·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,离心率为,过椭圆的左焦点作不与x轴重合的直线MN与椭圆相交于M,N两点,的周长为8,过点M作直线的垂线ME,E为垂足.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)证明:直线EN经过定点P,并求定点P的坐标.
4.(23-24高二下·黑龙江大庆·期中)已知椭圆分别为椭圆的左顶点和右焦点,过作斜率不为的直线交椭圆于点,两点,且.当直线轴时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线的斜率分别为,问是否为定值?并证明你的结论;
(3)直线交轴于点,若过点作直线的平行线交椭圆于点,求的最小值.
5.(23-24高二下·上海·期中)已知椭圆,点是椭圆中心与该椭圆一个顶点的中点,点为椭圆与轴正半轴的交点,且离心率为,过点的直线(与轴不重合)交椭圆于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线和直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个值,若不是请说明理由;
(3)若圆的方程为,直线,分别交圆于,两点,试证明:直线恒过定点.
6.(23-24高二下·陕西安康·期中)设椭圆,,分别是C的左、右焦点,C上的点到的最小距离为1,P是C上一点,且的周长为6.
(1)求C的方程;
(2)过点且斜率为k的直线l与C交于M,N两点,过原点且与l平行的直线与C交于A,B两点,求证:为定值.
7.(23-24高二下·福建厦门·期末)已知动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,记的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过原点的直线交于两点,过作直线的垂线交于点(异于点),直线与轴,轴分别交于点.设直线,的斜率分别为,.
(ⅰ)证明:为定值;
(ⅱ)求四边形面积的最大值.
8.(23-24高二下·北京东城·期末)已知椭圆,过点,,分别是的左顶点和下顶点,是右焦点,.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于点,,直线,分别与直线交于不同的两点,.设直线,的斜率分别为,,求证:为定值.
9.(23-24高二下·陕西西安·期中)已知双曲线经过点,右焦点为,且成等差数列.
(1)求的方程;
(2)过的直线与的右支交于两点(在的上方),的中点为在直线上的射影为为坐标原点,设的面积为,直线的斜率分别为,试问是否为定值,如果是,求出该定值,如果不是,说明理由.
类型五、圆锥曲线有关证明结论问题
1.(23-24高二下·上海·期末)如图,已知椭圆经过点,离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上任意点轴上一点,若的最小值为,求实数的取值范围;
(3)设是经过右焦点的任一弦(不经过点),直线与直线相交于点,记的斜率分别为,求证:成等差数列.
2.(2024·江苏·一模)已知椭圆C:的右焦点为,右顶点为A,直线l:与x轴交于点M,且,
(1)求C的方程;
(2)B为l上的动点,过B作C的两条切线,分别交y轴于点P,Q,
①证明:直线BP,BF,BQ的斜率成等差数列;
②⊙N经过B,P,Q三点,是否存在点B,使得,?若存在,求;若不存在,请说明理由.
3.(2024·福建泉州·模拟预测)设A,B为椭圆C:的短轴端点,P为椭圆上异于A,B的任意一点,D在直线上.
(1)求直线,的斜率的乘积;
(2)证明:;
(3)过右焦点F作x轴的垂线,E为上异于F的任意一点,直线交C于M,N两点,记直线,,的斜率分别为,,,是否存在,,的某个排列,使得这三个数成等差数列?若存在,加以证明;若不存在,请说明理由.
4.(2024·全国·二模)已知双曲线:()经过点和,,,,分别在双曲线的左、右两支上,为双曲线左支上一点,且,,三点共线,,,三点共线,直线,的斜率分别记为,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求证:为定值;
(3)试判断直线是否过定点,若是,请求出定点坐标,若不是,请说明理由.
5.(23-24高二下·贵州黔西·期末)已知为抛物线的焦点,过点作抛物线的两条相互垂直的弦.
(1)求的值;
(2)过定点任意作抛物线的一条弦,均有,求的值.
6.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)定义:若椭圆上的两个点满足,则称为该椭圆的一个“共轭点对”.
如图,为椭圆的“共轭点对”,已知,且点在直线上,直线过原点.
(1)求直线的方程;
(2)已知是椭圆上的两点,为坐标原点,且.
(i)求证:线段被直线平分;
(ii)若点在第二象限,直线与相交于点,点为的中点,求面积的最大值.
7.(23-24高二下·河南商丘·期末)已知是抛物线的焦点,纵坐标为的点在上,且,是上两点,直线不与轴垂直,且直线关于轴对称.
(1)求的方程;
(2)求证:直线过定点;
(3)求的取值范围.
8.(23-24高二下·贵州铜仁·期末)已知椭圆,以的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.设为原点,直线与交于不同的两点,且与轴交于点,点满足,过点的直线与的另一个交点为.
(1)求的方程及离心率;
(2)若轴,证明:是等腰直角三角形.
9.(23-24高二下·广东深圳·期末)已知椭圆的焦距为,直线过点,且与椭圆相交于两点,是线段的中点,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若梯形的顶点都在椭圆上,且,对角线和交于点,线段的中点分别为.
(i)证明:四点共线;
(ii)试探究直线与直线的交点是否为定点,若是,请求出该定点并证明;若不是,请说明理由.
10.(23-24高二下·重庆·期末)已知椭圆 的左右顶点为A₁,A₂, 左右焦点为F₁,F₂,过F₁,F₂分别作两条互相平行的直线l₁,l₂,其中l₁交E于A,B两点, l₂交E于C,D两点, 且点A,C位于x轴同侧, 直线A₁C与A₂A交于点P. 当l₁与x轴垂直时,△PF₁F₂是面积为1的等腰直角三角形.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线A₁C与直线A₂A的斜率之和为1, 求直线l₁,l₂的方程;
(3)求 的取值范围.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题08 圆锥曲线专题训练
目录
压轴题型讲练 1
类型一、圆锥曲线定义的应用 3
类型二、圆锥曲线的离心率 5
类型三、圆锥曲线焦点弦 7
类型四、圆锥曲线定点、定值问题 12
类型五、圆锥曲线有关证明结论问题 17
类型一、圆锥曲线的定义应用
1.(23-24高二下·甘肃白银·期末)已知椭圆的方程为,其中依次将椭圆的下半部分分成10等份,若是椭圆的右焦点,则( )
A.10 B.16 C.20 D.12
【答案】C
【详解】因为若是椭圆的右焦点,且,可得,
设椭圆的左焦点为,连接,
由椭圆的对称性,可得,
所以.
故选:C.
2.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期末)以下几个命题中,其中真命题的序号为( ).
①双曲线与椭圆有相同的焦点;
②在平面内,到定点的距离与到定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线;
③设为两个定点,为非零常数,,则动点的轨迹为双曲线;
④过定圆上一定点作圆的动弦为坐标原点,若,则动点的轨迹为椭圆.
A.① B.①② C.①④ D.③④
【答案】A
【详解】①双曲线的焦点坐标为,椭圆的焦点坐标为,故①正确;
②因为定点在直线上,所以到定点的距离与到定直线的距离相等的点的轨迹是直线,故②错误;
③若动点的轨迹为双曲线,则要小于两个定点间的距离,
当大于或等于两个定点间的距离时动点的轨迹不是双曲线,故③错误;
④由知是线段的中点,
所以,所以在以为直径的圆上,即动点的轨迹为圆,故④错误.
故选:A.
3.(23-24高二下·甘肃白银·期末)设双曲线的左,右焦点分别为,过的直线分别交双曲线左右两支于点,连接,若,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【详解】
结合题意可知,设,则,
结合双曲线的定义可得,则,
又由双曲线的定义可得,则,解得,
所以,,,
在中,则余弦定理得:
,
所以,则,即.
故选:B.
4.(23-24高二上·贵州遵义·期中)已知抛物线的焦点为,点,若点为抛物线上任意一点,当取最小值时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】抛物线的焦点为,准线为,
设点在准线上的射影为,如图,
则根据抛物线的定义可知,
求的最小值,即求的最小值,
显然当,,三点共线时取得最小值,
此时点的横坐标为,则,解得,即.
故选:D.
5.(23-24高二下·河北张家口·期中)(多选)已知椭圆的左、右两个焦点分别为,,为椭圆上一动点,,则下列说法正确的是( )
A.存在点使 B.的周长为16
C.的最大面积为12 D.的最大值为
【答案】BCD
【详解】由,得.
对于A:假设存在点使得,则,
所以点的轨迹是以原点为圆心,为直径的圆,则,
因为椭圆上的任一点到原点的最小距离是短轴顶点与原点的距离,即,
由可知,圆与椭圆没有交点,
所以假设不成立,即不存在点使得,故A错误;
对于B:的周长为,故B正确;
对于C:当为椭圆短轴顶点时,点到的距离最大,则的面积最大,
所以,故C正确;
对于D: ,又,所以,
所以,故D正确.
故选:BCD.
6.(23-24高二下·四川广元·期末)(多选)已知分别是椭圆C:的左、右焦点,P为椭圆C上异于长轴端点的动点,则下列结论正确的是( )
A.的周长为10 B.面积的最大值为25
C.的最小值为1 D.椭圆C的离心率为
【答案】AD
【详解】由题意可知:,
则,,
对于选项A:的周长为,故A正确;
对于选项B:当P为短轴顶点时,面积取到最大值为,故B错误;
对于选项C:的最小值为,此时P为长轴顶点,
但本题取不到长轴顶点,故没有最小值,故C错误;
对于选项D:椭圆C的离心率为,故D正确;
故选:AD.
7.(23-24高二下·云南昆明·期末)(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的右支上,则下列说法正确的是( )
A.若的周长为24,则的面积为48
B.
C.
D.若为锐角,则点的纵坐标范围是
【答案】BC
【详解】可得,
由于点在的右支上,故,
对于A,若的周长为24,则,
进而,,故,
故的面积为,A错误,
对于B,由于,当在右顶点时等号取到,
故,故B正确,
对于C,由于双曲线一三象限的渐近线方程为,
故,
又当在右顶点时,,故,C正确,
对于D,设,,
则,
则,
解得或,故D错误.
故选:BC.
8.(23-24高二下·广西南宁·期末)(多选)已知双曲线的左,右焦点分别为为双曲线右支上一点,则下列说法正确的是( )
A.若的内切圆圆心为,直线的斜率为
B.若的内切圆圆心为的外接圆半径为
C.若且,则
D.若且,则
【答案】ACD
【详解】如图1,由条件,点应在双曲线的右支上,
设圆分别与的三边切于点,
则,
,得,连接,
则,
所以,A选项正确;
同理,是直角三角形..
由正弦定理,得选项错误;
若,则,
且,可得,
所以,故C正确;
对于选项D:因为,所以
因为,即,
解得,若,即,
则
即,即,故D正确.
故选:ACD
9.(23-24高二下·湖北武汉·期末)(多选)泰戈尔说过一句话:世界上最远的距离,不是星星之间的轨迹,而是纵然轨迹交汇,却在转瞬间无处寻觅.已知点,直线,动点到点的距离比到直线的距离小1.若某直线上存在这样的点,则称该直线为“最远距离直线”,则下列结论正确的是( )
A.点的轨迹曲线是线段
B.是“最远距离直线”
C.过点的直线与点的轨迹交于、两点,则以为直径的圆与轴相交
D.过点的直线与点的轨迹交于、两点,则的最小值为
【答案】BC
【详解】因为点,直线,动点到点的距离比到直线的距离小1,
所以动点到点的距离等于到直线的距离,
所以点的轨迹是以为焦点,以为准线的抛物线,
所以抛物线方程为,
对于A,点的轨迹是抛物线,所以A错误,
对于B,由,得,解得,
所以直线与抛物线相交于点,
所以是“最远距离直线”,所以B正确,
对于C,设过点的直线为,,
由,得,
所以,
所以,
所以,
所以以为直径的圆的半径为,
因为圆心到轴的距离为,
所以以为直径的圆与轴相交,所以C正确,
对于D,,
所以D错误,
故选:BC
10.(2024·江苏南通·模拟预测)(多选)设抛物线的焦点为,是上的一个动点,则下列结论正确的是( )
A.点到的距离比到轴的距离大2
B.点到直线的最小距离为
C.以为直径的圆与轴相切
D.记点在的准线上的射影为,则不可能是正三角形
【答案】BC
【详解】由抛物线,可得焦点,准线方程为,设,
因为,因此不正确;
因为,则点到直线的距离为,
当时取等号,可得点到直线的最小距离为,因此正确;
设的中点为,则,于是以为直径的圆与轴相切,
因此正确;
,令,则,,解得,
此时,是正三角形,因此不正确.
故选:BC.
类型二、圆锥曲线的离心率
1.(22-23高二上·北京·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点为椭圆与轴的交点,若是钝角三角形,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
如图,因为是钝角三角形,所以,
所以,即,
则椭圆的离心率的取值范围是,故A,B,C错误.
故选:D.
2.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)已知椭圆上一点关于原点的对称点为点,为其右焦点,若,设,且,则该椭圆离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设椭圆的左焦点为,
因为,所以四边形为为矩形,所以,
因为,
所以,,则,
由椭圆的定义得,
所以,
因为,所以,
所以,
其中
,
所以,
所以.
故选:A
3.(23-24高二下·吉林·期中)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,上顶点为A,过作的垂线,与y轴交于点P,若,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,则直线的斜率为,
直线的斜率为,
直线的方程为.
令,得,即.
因为,
所以,解得.
故选:B.
4.(23-24高二下·浙江·期中)已知椭圆,为椭圆上一动点(不含左右端点),左右端点为,则离心率e的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,,,,
,
由题意可知,,即,得,
则.
故选:B
5.(23-24高二下·山西运城·期中)已知分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交于两点,若的最大值为8,则的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由椭圆的定义,可知,
所以当最小时,最大,
由椭圆的性质得,过椭圆焦点的弦中垂直于长轴的弦最短,
当直线AB垂直于轴时,取得最小值,此时,
由解得,此时的离心率.
故选:A.
6.(2024·海南海口·模拟预测)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,P为C上一点,满足,以C的短轴为直径作圆O,截直线的弦长为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】过作,
由于圆O截直线的弦长为,所以,
由于,所以,结合是的中点,
所以,
故,,
化简得,
所以,
故选:A
7.(23-24高二下·安徽·期末)关于椭圆有如下结论:“过椭圆上一点作该椭圆的切线,切线方程为.”设椭圆:的左焦点为F,右顶点为A,过F且垂直于x轴的直线与C的一个交点为M,过M作椭圆的切线,若切线与直线的倾斜角互补,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知:,
令代入椭圆方程可得,不妨设,
则切线,即,
可知直线的斜率,切线的斜率,
由题意可知:,即.
故选:C.
8.(23-24高二下·贵州毕节·期末)设椭圆的左、右焦点分别为,,点在上,,且椭圆过点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由点在上,,即,
所以,
又椭圆过点,则
故椭圆方程为,
所以离心率,
故选:C.
9.(23-24高二下·云南红河·期末)已知椭圆C:,的右焦点为,过F的直线与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设
则,两式作差得:,
线段AB的中点为,故,
所以,
且直线AB过和,
则直线AB的斜率:,
故,
解得.
故选:B
10.(23-24高二下·广西桂林·期末)已知点是椭圆C:()的左焦点,过原点作直线l交C于A,B两点,M,N分别是,的中点,若存在以线段MN为直径的圆过原点,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令椭圆右焦点为,半焦距为c,连接,因为分别是、的中点,O为的中点,
则,由以为直径的圆过原点,得,
则有,又点A,B关于原点O对称,即四边形为平行四边形,且是矩形,
于是,有,,
因此,当且仅当时取等号,
即有,,则,而,解得.
故选:A.
11.(23-24高一下·重庆·期末)已知,是椭圆的左、右焦点,若椭圆上总存在点,使得,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由椭圆性质可知,当点位于短轴端点时取得最大值,
要使椭圆上总存在点,使得,
只需满足,且,
记,则有,且,
所以,解得(舍去)或,
所以,即,
整理得,所以,所以.
故选:D.
12.(23-24高二下·江西九江·期末)设双曲线的左焦点为,为坐标原点,为双曲线右支上的一点,,在上的投影向量的模为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】取为的中点,为右焦点,
,
,,
在上的投影为,,
,,,
,
,.
故选:C
13.(2024·山西阳泉·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,双曲线的右支上有一点与双曲线的左支交于点,线段的中点为,且满足,若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【详解】
因为是线段的中点,且,所以,
又,所以是等边三角形,
设的边长为,由双曲线的定义知,,,
所以,
又,所以,即,
所以,
在中,由余弦定理知,,
所以
即,所以离心率.
故选:C
14.(23-24高二下·山西长治·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过点的直线交的左支于两点,若,,成等差数列,且,则的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,,成等差数列,
所以,即,
又因为,
所以,所以,
设,则,
故,
在中,由余弦定理得,
,
解得(舍去),
所以,
因为,所以,
即,
即,
整理得,所以,
即的离心率是.
故选:A.
15.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知双曲线,如图,过的右焦点作直线与的两条渐近线分别交于点,与轴交于点,若,且,则的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【详解】在中,因,可设,则,
因,则,即,则,
故.由三角形相似可知,因此.
又因,所以.设,则,
故,又中,,
故得,即,从而,
故得,从而离心率为.
故选:B.
类型三、圆锥曲线的焦点弦
1.(23-24高二下·重庆·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线与交于点.直线为在点处的切线,点关于的对称点为.由椭圆的光学性质知,三点共线.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如下图所示:
因为点关于的对称点为,则,
因为,且,
所以,,
所以,,可得,
则,
所以,,故.
故选:D
2.(23-24高二下·安徽亳州·期末)设分别是离心率为的椭圆的左、右焦点,过点的直线交椭圆于两点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以.设,则.
在中,.
在中,,
所以,整理得,.
于是.
故选:D.
3.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期末)(多选)已知椭圆的长轴长为4,离心率为分别为椭圆的左、右焦点,过点的直线与椭圆相交于两点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆的标准方程为
B.椭圆上存在点,使得
C.是椭圆上一点,若,则
D.若的内切圆半径分别为,当时,直线的斜率
【答案】AC
【详解】对于A,因为椭圆的长轴长为,所以,又因为椭圆的离心率,
所以,所以,所以椭圆,故A正确;
对于B,若椭圆上存在点,使得,则点在圆上,
又因为方程组无解,故B错误;
对于C,设,则,
在中,由余弦定理可得
,因为,所以,
所以,故C正确;
对于D,显然直线斜率不为0,设直线,
由,整理得:恒成立,
所以,依题意有,
得,所以,即,
同理可得,因为,所以,又因为,所以,
因为,所以,解得,
代入到,得,解得:,
所以直线的斜率为:,故D错误.
故选:AC.
4.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)(多选)圆锥曲线具有丰富的光学性质.双曲线的光学性质:从双曲线的一个焦点处发出的光线,经过双曲线在点处反射后,反射光线所在直线经过另一个焦点,且双曲线在点处的切线平分.如图,对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线过点,其左、右焦点分别为.若从发出的光线经双曲线右支上一点反射的光线为,点处的切线交轴于点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的方程为
B.过点且垂直于的直线平分
C.若,则
D.若,则
【答案】ABD
【详解】对于A,因为双曲线为等轴双曲线,设双曲线方程为,
所以,解得,得到双曲线的方程为,正确,
对于B,如图,由题知,,所以,
若,所以, 正确,
对于C,记,所以,
又,得到,又,
所以,又,
由,得,错误,
对于D,因为,,
由,得,
又,得到,得到,
从而有,得到,
由,得到,
从而有,解得,正确,
故选:ABD.
5.(23-24高二上·河北沧州·期末)(多选)已知抛物线的焦点为,过的直线与交于两点,点在第一象限内,点在的准线上,则下列判断正确的是( )
A.若与相切,则也与相切
B.
C.若点在轴上,则为定值
D.若点在轴上,且满足,则直线的斜率为
【答案】AB
【详解】抛物线的焦点为,准线方程为,
对于A:设,,依题意可得过,两点的抛物线的切线不与坐标轴垂直,
不妨设过的抛物线的切线方程为:,
即,
由,有,
∴,
又,整理得,解得,
∴过的抛物线的切线方程为:,整理得,
同理可得过的抛物线的切线方程为:,
设两切线的交点为,由,
可得,
设直线的方程为:,由有,
∴,,则,
∴,
即两切线的交点在抛物线的准线上,
所以若与相切,则也与相切,故A正确;
对于B:设的中点为,由,则,则,
又,所以到准线的距离,
所以以为直径的圆与抛物线的准线相切,
又点在的准线上,所以,故B正确;
对于C:依题意可得,所以,,
所以
,显然不是定值,故C错误;
对于D:因为
,
所以轴为的平分线,
根据角平分线定理可得,
设直线的倾斜角为,
则,,
所以,解得,所以,
则直线的斜率为,故D错误.
故选:AB
6.(23-24高二上·福建福州·期末)(多选)已知抛物线C:与圆O:交于A,B两点,且,直线过C的焦点F,且与C交于M,N两点,则下列说法中正确的是( )
A.若直线的斜率为,则
B.的最小值为
C.若以MF为直径的圆与y轴的公共点为,则点M的横坐标为
D.若点,则的周长最小值为
【答案】BCD
【详解】抛物线C:与圆O:交于A,B两点,且,
则第一象限内的交点的纵坐标为,代入圆方程得横坐标为1,即,
所以,,即抛物线方程为,焦点为,
对选项A,设直线方程为,由得,
设,则,,
,
直线的斜率为时,,所以,A错误;
对选项B,由抛物线定义得
,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
因此的最小值为,B正确;
对选项C,如图,过点作准线的垂线,垂足为,交轴于,取的中点,过作轴垂线,垂足为,
则,是梯形的中位线,
由抛物线定义可得,
所以,
所以以为直径的圆与轴相切,
因此为切点,所以点纵坐标为1,
又是中点,所以点纵坐标为2,
而是抛物线上的点,因此其横坐标为1,C正确;
对选项D,过作垂直于抛物线的准线,垂足为,
所以的周长为,
当且仅当点的坐标为时取等号(即与准线垂直),D正确.
故选:BCD.
7.(23-24高二下·上海长宁·期末)设、为双曲线Γ:左、右焦点,且Γ的离心率为,若点M在Γ的右支上,直线与Γ的左支相交于点N,且,则 .
【答案】3
【详解】如图,画出草图.
由的离心率为,且,可得,解得.
因为,
所以由双曲线的定义,可得.
故答案为:.
8.(23-24高二下·广东茂名·期末)已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为,.过点的直线与轴交于点,与交于点,且,点在以为直径的圆上,则的渐近线方程为 .
【答案】
【详解】依题意,设,则,
因为点在以为直径的圆上,则,
在Rt中,,则,
故或(舍去),所以,
则,故,
所以在中,,
整理得,则,则,则,
故的渐近线方程为.
故答案为:.
类型四、圆锥曲线定点、定值
1.(23-24高二下·广东惠州·期中)已知椭圆:,,分别为椭圆的左顶点和右焦点,过的直线交椭圆于点,若,且当直线轴时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线,的斜率分别为,,问是否为定值? 并证明你的结论;
(3)记的面积为,求的最大值.
【答案】(1)
(2)为定值,证明见解析
(3)
【详解】(1)设椭圆的右焦点为,,则,
由,得,
又当直线轴时,,的横坐标为,将代入中,得,
则,
联立,解得,,,
所以椭圆的方程为.
(2)为定值,证明如下:
显然直线不与轴垂直,可设的方程为,
联立椭圆方程,消去并整理得,
又设,,由韦达定理得
从而,
,
所以
,
即,故得证.
(3)由(2)知,,
所以
.
令,,
则,设函数,
由对勾函数性质易知在上为增函数,
所以当,即时,,
此时取得最大值为.
2.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆经过点,且焦距为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的左、右焦点分别为,,若,,,四点都在椭圆上,直线与交于点,且直线,分别过点,.
①若直线和的斜率存在且分别为,,求证:为定值;
②求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【详解】(1)依题意可得,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)①因为,,,四点都在椭圆上,直线与交于点,
所以四边形为平行四边形,
又直线,的斜率均存在,
所以设的方程,,,,
显然,
椭圆的方程,则,,
所以,
又,,
,
为定值;
②由(1)可知:椭圆的左焦点,右焦点,
当所在直线与轴垂直时,则所在直线方程为,代入,得,则,,所以,,
平行四边形的面积;
当所在直线斜率存在时,设直线方程为,
联立,得.
显然,设,,则,,
,
两条平行线间的距离,
平行四边形的面积
,
由,,,
设,由在上单调递减,
,
,
综上,平行四边形面积的最大值为.
3.(23-24高二下·北京·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,离心率为,过椭圆的左焦点作不与x轴重合的直线MN与椭圆相交于M,N两点,的周长为8,过点M作直线的垂线ME,E为垂足.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)证明:直线EN经过定点P,并求定点P的坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定点
【详解】(1)的周长为8,,故,
,,故,所以,,
故椭圆的标准方程为;
(2),
设直线MN方程:,,,,
联立方程,得,
所以,,
所以,
又,所以直线EN方程为:,
令,则,
所以直线EN过定点.
4.(23-24高二下·黑龙江大庆·期中)已知椭圆分别为椭圆的左顶点和右焦点,过作斜率不为的直线交椭圆于点,两点,且.当直线轴时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线的斜率分别为,问是否为定值?并证明你的结论;
(3)直线交轴于点,若过点作直线的平行线交椭圆于点,求的最小值.
【答案】(1)
(2)为定值,证明见解析
(3)
【详解】(1)设椭圆的右焦点为,,则,
由,得,
又当直线轴时,,的横坐标为,将代入中,解得,
则,
联立,解得,,,
所以椭圆的方程为
(2)为定值,证明如下:
显然,直线不与轴垂直,可设的方程为,
联立椭圆方程,消去并整理得,
又设,,显然,所以由韦达定理得,
从而,
,
所以
,
即,故得证.
(3)依题意直线的斜率存在且不为,设直线的方程为:,
则直线的方程为.
联立直线与椭圆的方程可得:,
由,可得,
联立直线与椭圆的方程可得:,即,
即
,
当且仅当,即时取等号,
即的最小值为.
5.(23-24高二下·上海·期中)已知椭圆,点是椭圆中心与该椭圆一个顶点的中点,点为椭圆与轴正半轴的交点,且离心率为,过点的直线(与轴不重合)交椭圆于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线和直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个值,若不是请说明理由;
(3)若圆的方程为,直线,分别交圆于,两点,试证明:直线恒过定点.
【答案】(1)
(2)是定值,
(3)证明见解析
【详解】(1)根据题意可得,,又,则,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)设过点的直线为,,,易知,
联立,消去整理得,易得,
则,,
所以
.
所以直线与直线的斜率之积为定值.
(3)设直线的斜率为,直线的斜率为,,,且,
则直线的方程为,直线的方程为,
联立,消去整理得,
解得,,
同理可得,,
当直线的斜率为时,易知此时,解得,直线过点.
当直线的斜率不为时,,,所以,
所以直线过点,
综上,直线恒过定点.
6.(23-24高二下·陕西安康·期中)设椭圆,,分别是C的左、右焦点,C上的点到的最小距离为1,P是C上一点,且的周长为6.
(1)求C的方程;
(2)过点且斜率为k的直线l与C交于M,N两点,过原点且与l平行的直线与C交于A,B两点,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意知椭圆,C上的点到的最小距离为1,
P是C上一点,且的周长为6,
设椭圆的焦距为2c,则,解得,
故C的方程为;
(2)证明:由题意知,故直线l的方程为,
设,联立,
得,由于直线l过椭圆焦点,必有,
故,
故,
由题意知直线的方程为,联立,得,
设,则不妨取,
故,
故,即为定值.
7.(23-24高二下·福建厦门·期末)已知动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,记的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过原点的直线交于两点,过作直线的垂线交于点(异于点),直线与轴,轴分别交于点.设直线,的斜率分别为,.
(ⅰ)证明:为定值;
(ⅱ)求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ).
【详解】(1)设,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,则,即,得,
化简得:.所以的方程为.
(2)设,,则.
(ⅰ)因为在椭圆上,所以,,
即,,
所以,
所以为定值.
(ⅱ)由题意得,直线的斜率一定存在,且不为0.
因为,所以,因为,所以.
由(ⅰ)得,所以,所以:.
令,得,所以,令,得,所以,
所以四边形的面积为.
因为,
又,即,所以,
当且仅当,时,等号成立.
所以,所以四边形的面积的最大值为.
8.(23-24高二下·北京东城·期末)已知椭圆,过点,,分别是的左顶点和下顶点,是右焦点,.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于点,,直线,分别与直线交于不同的两点,.设直线,的斜率分别为,,求证:为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【详解】(1)由椭圆过点,得,
由,得椭圆半焦距,则长半轴长,
所以的方程为.
(2)显然直线不垂直于y轴,设直线的方程为,,
由消去x得,显然,
,直线的方程为,
令,得点的纵坐标,同理点的纵坐标,
因此
为定值,
所以为定值.
9.(23-24高二下·陕西西安·期中)已知双曲线经过点,右焦点为,且成等差数列.
(1)求的方程;
(2)过的直线与的右支交于两点(在的上方),的中点为在直线上的射影为为坐标原点,设的面积为,直线的斜率分别为,试问是否为定值,如果是,求出该定值,如果不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为
【详解】(1)因为,,成等差数列,所以,
又,所以.
将点的坐标代入C的方程得,解得,
所以,所以C的方程为.
(2)依题意可设PQ:,
由,得,
设,,,则.
,,
则,
而,
所以,
所以是定值,定值为.
类型五、圆锥曲线有关证明结论问题
1.(23-24高二下·上海·期末)如图,已知椭圆经过点,离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上任意点轴上一点,若的最小值为,求实数的取值范围;
(3)设是经过右焦点的任一弦(不经过点),直线与直线相交于点,记的斜率分别为,求证:成等差数列.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【详解】(1)由题意,点在椭圆上得,可得 ①
又由,所以 ②
由①②联立且,可得,,,
故椭圆的标准方程为.
(2)设,,
令,对称轴为,因为,
当,即,
,故符合题意;
当,即,
,
所以,解得,不符合题意;
当,即,
,解得;
所以实数的取值范围为:.
(3)由(1)知,椭圆的方程为,可得椭圆右焦点坐标,
显然直线斜率存在,设的斜率为,则直线的方程为,
联立方程组,整理得,
易知,设,,则有,,
由直线的方程为,令,可得,即,
从而,,,
又因为共线,则有,即有,
所以
,
将,代入得,
又由,所以,即,,成等差数列.
2.(2024·江苏·一模)已知椭圆C:的右焦点为,右顶点为A,直线l:与x轴交于点M,且,
(1)求C的方程;
(2)B为l上的动点,过B作C的两条切线,分别交y轴于点P,Q,
①证明:直线BP,BF,BQ的斜率成等差数列;
②⊙N经过B,P,Q三点,是否存在点B,使得,?若存在,求;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②存在,
【详解】(1)由右焦点为,得,
因为,所以,
若,则,得,无解,
若,则,得,所以,因此C的方程.
(2)设,易知过B且与C相切的直线斜率存在,
设为,
联立,消去y得,
由,得,
设两条切线BP,BQ的斜率分别为,,则,.
①设BF的斜率为,则,
因为,所以BP,BF,BQ的斜率成等差数列,
②法1:在中,令,得,所以,
同理,得,所以PQ的中垂线为,
易得BP中点为,所以BP的中垂线为,
联立,解得,
所以,,
要使,即,整理得,
而,
所以,解得,,因此,
故存在符合题意的点B,使得,此时.
法2:在中,令,得,因此,
同理可得,所以PQ的中垂线为,
因为BP中点为,所以BP的中垂线为,
联立,解得,
要使,则,所以,即,
而,
所以,解得,,因此,
故存在符合题意的点B,使得,此时.
法3:要使,即或,
从而,又,所以,
因为,
所以,解得,,所以,
故存在符合题意的点B,使得,此时.
法4:要使,即或,
从而,
在中,令,得,故,
同理可得,
因此,,
所以,
故,即,
整理得,
所以,整理得,解得或(舍去),
因此,,
故存在符合题意的点B,使得,此时.
法5:要使,即或,
在中,令,得,故,
同理可得,
由等面积法得,
即,整理得,
所以,整理得,解得或(舍去),
因此,,
故存在符合题意的点B,使得,此时.
3.(2024·福建泉州·模拟预测)设A,B为椭圆C:的短轴端点,P为椭圆上异于A,B的任意一点,D在直线上.
(1)求直线,的斜率的乘积;
(2)证明:;
(3)过右焦点F作x轴的垂线,E为上异于F的任意一点,直线交C于M,N两点,记直线,,的斜率分别为,,,是否存在,,的某个排列,使得这三个数成等差数列?若存在,加以证明;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)存在;证明见解析
【详解】(1)不妨设,,设,
则直线,的斜率分别为,,
所以.
又因为,所以,
故,
即直线,的斜率的乘积为.
(2)由椭圆的对称性,不妨设P位于第一象限或长轴右端点,
设直线,的倾斜角分别为,,
则.
由(1)知,,故,
从而,
当且仅当时等号成立,此时P为C的右顶点.
因为,
又因为,且,
所以.
(3)设,
①当在轴上时,,不妨设,,
,,,从而;
②当不在轴上时,设,,直线:,
由得,所以.
由消去,得,
因为直线过点,则,
从而,(*),
又
.
将(*)式代入上式,得.
综上,可得,即,,或,,成等差数列.
4.(2024·全国·二模)已知双曲线:()经过点和,,,,分别在双曲线的左、右两支上,为双曲线左支上一点,且,,三点共线,,,三点共线,直线,的斜率分别记为,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求证:为定值;
(3)试判断直线是否过定点,若是,请求出定点坐标,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)过定点
【详解】(1)依题意可得,解得,
所以双曲线方程为.
(2)设直线的方程为,
由得,
因为直线与双曲线的左、右支分别交于点,
所以,解得,
所以
则
,
即为定值.
(3)设直线的方程为,
由得,
,
所以,
由,结合(2)可知,
由,得,即或,
当时,直线过点,不符合题意,舍去,
当时,直线的方程为,令,则,
所以直线过定点.
5.(23-24高二下·贵州黔西·期末)已知为抛物线的焦点,过点作抛物线的两条相互垂直的弦.
(1)求的值;
(2)过定点任意作抛物线的一条弦,均有,求的值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)抛物线的焦点,准线方程为,
显然直线不垂直于坐标轴,设直线方程为,则直线方程为,
由消去得:,设,则,
于是,同理,
所以.
(2)由过定点任意作抛物线的一条弦,得,显然直线不垂直于轴,
设直线方程为,由消去得:,
设,则,
,同理,
,
因此
,即,
依题意,对任意实数,恒成立,因此,解得,
所以.
6.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)定义:若椭圆上的两个点满足,则称为该椭圆的一个“共轭点对”.
如图,为椭圆的“共轭点对”,已知,且点在直线上,直线过原点.
(1)求直线的方程;
(2)已知是椭圆上的两点,为坐标原点,且.
(i)求证:线段被直线平分;
(ii)若点在第二象限,直线与相交于点,点为的中点,求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;(ii).
【详解】(1)由已知,点在直线上,
又因为直线过原点,
所以所求直线的方程为:.
(2)(i)方法1:因为,所以
设,则,
两式相减得,
整理得,
即,所以线段的中点在直线上.
所以线段被直线平分.
方法2:因为,,
所以设,
由,
由韦达定理得,于是,
从而,所以线段的中点在直线上.
(ii)由(i)可知为的中点,而为的中点,
所以.
由解得,设,
由,
由,
由韦达定理得.
点到直线的距离,
令,则,
当时,单调递增;
当时,单调递减;
所以,所以的最大值为.
7.(23-24高二下·河南商丘·期末)已知是抛物线的焦点,纵坐标为的点在上,且,是上两点,直线不与轴垂直,且直线关于轴对称.
(1)求的方程;
(2)求证:直线过定点;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【详解】(1)由题知,点的横坐标为,
根据抛物线的定义知,,
解得或4(舍去),
的方程为.
(2)
由(1)知.
设,,直线的方程为,代入,整理得,
则,,.
直线,关于轴对称,
,
,
,,
直线过定点.
(3)由(Ⅱ)知,,,,
,
又在时单调递增,
,
的取值范围为.
8.(23-24高二下·贵州铜仁·期末)已知椭圆,以的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.设为原点,直线与交于不同的两点,且与轴交于点,点满足,过点的直线与的另一个交点为.
(1)求的方程及离心率;
(2)若轴,证明:是等腰直角三角形.
【答案】(1),离心率为
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意.
因为.所以,
所以椭圆方程为,离心率为.
(2)设,联立方程,
消去得:.
依题意,得,则.
直线,令得,
又因为,所以.
因为轴,所以点B与点关于x轴对称,所以,
所以向量,,
则有
.
所以,所以.
设的中点为,则,.
,
由题意可知,故,所以,
因为点B与点关于轴对称,所以,
所以,
所以为等腰直角三角形.
9.(23-24高二下·广东深圳·期末)已知椭圆的焦距为,直线过点,且与椭圆相交于两点,是线段的中点,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若梯形的顶点都在椭圆上,且,对角线和交于点,线段的中点分别为.
(i)证明:四点共线;
(ii)试探究直线与直线的交点是否为定点,若是,请求出该定点并证明;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii),证明见解析
【详解】(1)由直线过点,得,
联立,消得:,易知,
设,则,整理得:,
又因为,所以,解得,
即椭圆.
(2)
(i)不妨设的中点为,的中点为,
再设
由题可知直线斜率必存在,且,
以上两式相减得,
即,同理,
因为可得:,则,即三点共线;
又因为四边形是梯形,且与交于,
由平面几何知识可知三点共线,
即得证四点共线;
(ii)由(i)可知,,而,
所以,
设直线的方程为:,设直线的方程为:,
联立,消去并整理得,
由韦达定理得:,不妨设,
同理,,
因为,所以
化简得:,
即
上式两边平方化简得:,
由平面几何知识易知三点共线,故设,
由可得,
,,
所以,即或(舍去)
化简得:,
结合,可得,
故直线与直线的交点为定点.
10.(23-24高二下·重庆·期末)已知椭圆 的左右顶点为A₁,A₂, 左右焦点为F₁,F₂,过F₁,F₂分别作两条互相平行的直线l₁,l₂,其中l₁交E于A,B两点, l₂交E于C,D两点, 且点A,C位于x轴同侧, 直线A₁C与A₂A交于点P. 当l₁与x轴垂直时,△PF₁F₂是面积为1的等腰直角三角形.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线A₁C与直线A₂A的斜率之和为1, 求直线l₁,l₂的方程;
(3)求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)直线直线
(3)
【详解】(1)
设,
故直线的方程为
由,得, 所以
不妨设,
由△PF₁F₂是等腰直角三角形可得
所以直线方程为:,同理可得方程为:,
所以交点,
由△PF₁F₂是等腰直角三角形面积为1可得
解得,
又在直线上,
所以,
所以,又,
所以
所以椭圆方程.
(2)
由图形对称性可得:,
所以,
设,
将 和椭圆得方程联立得
所以
,
故直线直线
(3)
易得点关于原点对称,
由(2)知,
则直线,直线 ,
将两式相乘得 ,
其中 ,
故点P的轨迹方程为:,即
设 则
当时, ,
当时,, , ,
综上, ,
故.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$