内容正文:
清单05 椭圆、双曲线、抛物线(选填)
(个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】椭圆的定义
1、椭圆的定义:平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数,
这个动点的轨迹叫椭圆. 这两个定点(,)叫椭圆的焦点,两焦点的距离()叫作椭圆的焦距.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
【清单02】椭圆的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
【清单03】双曲线的定义
1、定义:一般地,我们把平面内与两个定点,的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线.
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
2、集合语言表达式
双曲线就是下列点的集合:.
3、说明
若将定义中差的绝对值中的绝对值符号去掉,则点的轨迹为双曲线的一支,具体是哪一支,取决于与的大小.
(1)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支;
(2)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支.
【清单04】双曲线的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
两种双曲线 , ()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种双曲线的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
【清单05】抛物线的定义
1、抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线(其中定点不在定直线上)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
2、抛物线的数学表达式:(为点到准线的距离).
【清单06】抛物线的标准方程
设,抛物线的标准方程、类型及其几何性质:
方程
()
()
()
()
图形
焦点
准线
【考点题型一】椭圆,双曲线,抛物线定义辨析
【例1】(24-25高二上·北京·阶段练习)下列说法正确的个数是( )
①动点满足,则P的轨迹是椭圆
②动点满足,则P的轨迹是双曲线
③动点满足到y轴的距离比到的距离小1,则P的轨迹是抛物线
④动点满足,则P的轨迹是圆和一条直线( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【知识点】轨迹问题——圆、轨迹问题——椭圆、双曲线定义的理解、抛物线定义的理解
【分析】根据椭圆、双曲线、抛物线、直线和圆的知识对四个说法进行分析,从而确定正确答案.
【详解】①,表示点与点的距离和为,
而两点的距离为,所以点轨迹是两点间的线段,①错误.
②,表示点与点的距离和为,
而两点的距离为,,所以点的轨迹是椭圆,②错误.
③,动点满足到y轴的距离比到的距离小1,
当点在y轴左侧或在y轴上时则动点满足到直线的距离和到的距离相等,则P的轨迹是抛物线;
当点在y轴右侧时,此时P的轨迹是射线,③不正确.
④,动点满足,
则或,
表示的是直线在圆外和圆上的部分;
表示一个圆,所以P的轨迹是圆和两条射线,④错误.
所以正确的有0个.
故选:A
【变式1-1】(24-25高二上·江苏连云港·期中)一动圆与圆外切,与圆内切,则该动圆圆心的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【答案】B
【知识点】椭圆定义及辨析、轨迹问题——椭圆
【分析】先把两圆方程化成标准方程,得出圆心和半径,设出动圆圆心坐标,根据两圆相切的性质推导出满足的关系式后即可求解.
【详解】由可得,,圆心为,半径;
由可得,圆心为,半径.
设动圆的圆心为,半径为,
由于动圆和外切,根据两圆外切的性质,,
由于动圆和内切,根据两圆内切的性质,,
于是,
即动点到的距离之和是,且大于两定点间距离,
根据椭圆的定义,动圆圆心的轨迹是椭圆.
故选:B
【变式1-2】(24-25高二上·全国·课前预习)设定点,,动点满足条件,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.射线 D.椭圆或线段
【答案】D
【知识点】椭圆定义及辨析
【分析】利用基本不等式求出的范围,根据椭圆的定义可得答案.
【详解】因为,所以,
当且仅当时等号成立,
当时,,而,此时点的轨迹是线段;
当时,,
此时点的轨迹是以、为焦点的椭圆.
综上所述,点的轨迹是以、为焦点的椭圆或线段.
故选:D.
【考点题型二】利用圆锥曲线定义求轨迹方程
【例2】(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)平面内,动点的坐标满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】利用椭圆定义求方程、轨迹问题——椭圆
【分析】根据椭圆的定义求解即可.
【详解】由题意,点到两个定点,的距离之和等于常数,
故根据椭圆的定义可知:此点的轨迹为焦点在轴上的椭圆,且,,
故,故椭圆的标准方程为.
故选:B
【变式2-1】(2024高三·全国·专题练习)已知点,若动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】利用双曲线定义求方程、根据a、b、c求双曲线的标准方程
【分析】根据中为定值,故先化简再分析满足的距离关系即可.
【详解】设,因为,
故,即.
故点的轨迹是以为焦点的双曲线的下支,
且,故.
所以点的轨迹方程为.
故选:B.
【变式2-2】(22-23高三·全国·课后作业)已知点F(1,0),直线,若动点P到点F和到直线l的距离相等,则点P的轨迹方程是 .
【答案】
【知识点】利用抛物线定义求动点轨迹
【分析】根据抛物线的定义,结合焦点坐标,直接求轨迹方程.
【详解】根据抛物线定义可知,点在以为焦点,直线为准线的抛物线上,
所以,,抛物线方程为.
故答案为:.
【考点题型三】圆锥曲线上点到焦点距离及最值
【例3】(2023·河南郑州·一模)设,为双曲线C:的左、右焦点,Q为双曲线右支上一点,点P(0,2).当取最小值时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、利用定义求双曲线中线段和、差的最值
【分析】结合双曲线定义数形结合判断取最小值时,三点共线,联立直线及双曲线方程解出Q的坐标为,即可求解的值.
【详解】由双曲线定义得,
故
如图示,当三点共线,即Q在M位置时,取最小值,
,故方程为,
联立,解得点Q的坐标为 (Q为第一象限上的一点),
故
故选:A
【变式3-1】(24-25高二上·吉林·期中)已知动点在椭圆上,若点,点满足,且,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【知识点】椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】由得,,问题转化为求,结合图象可知当点为椭圆的右顶点时,有最小值,计算,得到.
【详解】椭圆中,.
如图,由得,
∴,
∴当取最小值时,最小.
由题意得,点A为椭圆右焦点,当点为椭圆的右顶点时,,
∴.
故选:C.
【变式3-2】(23-24高二上·上海·期末)设,为双曲线的左右焦点,为双曲线右支上一点,点,当取最小值时,的值为 .
【答案】/
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】结合双曲线定义数形结合判断出取最小值时,、、三点共线,且点在点、之间,后续计算即可得.
【详解】由双曲线为,则,为双曲线右支上一点,
则,即
故,
当且仅当点、、三点共线,且点在点、之间时,等号成立,
由题意可得,又,则,即,
代入得,,化简得,
故或,由,故舍去,
则,即点,则.
故答案为:.
【考点题型四】椭圆,双曲线中焦点三角形问题(周长问题)
核心方法:圆锥曲线定义+余弦定理
【例4-1】(24-25高二上·重庆·阶段练习)经过椭圆的右焦点的直线交椭圆于,两点,是椭圆的左焦点,则的周长是( )
A.8 B.9 C.10 D.20
【答案】D
【知识点】椭圆定义及辨析、椭圆中焦点三角形的周长问题
【分析】为焦点三角形,周长等于两个长轴长,再根据椭圆方程,即可求出的周长.
【详解】
为椭圆的两个焦点,
,
的周长为.
故选:D.
【例4-2】(24-25高二上·广东江门)设双曲线的左、右焦点分别为,,离心率为,是双曲线上一点,且.若的面积为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】由三角形面积公式可求,结合余弦定理得
,由离心率可求出,同理结合代入余弦定理可求,进而得解.
【详解】由题可知,,求得,
对由余弦定理可得
,即,
即,因为,解得,
又,
即,解得,,
所以的周长为.
故选:A
【变式4-1】(23-24高二上·河南周口·期中)设椭圆:的左、右焦点分别为,.若点在上,则的周长为 .
【答案】6
【知识点】椭圆中焦点三角形的周长问题
【分析】根据条件得出,再利用椭圆的定义即可求出结果.
【详解】因为在椭圆:上,所以,得到,
又,所以,又,所以,
由椭圆的定义知,,所以的周长为,
故答案为:.
【变式4-2】(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)设圆C与两圆,中的一个内切,另一个外切.
(1)求圆心C的轨迹E的方程;
(2)过曲线E上一点M(2,3)作斜率为的直线l,与曲线E交于另外一点N.试求的周长.
【答案】(1)
(2)10
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、利用双曲线定义求方程
【分析】(1)根据几何意义即可求得轨迹方程;
(2)求出直线l的方程,结合双曲线的几何性质即可得解.
【详解】(1)圆C与两圆,中的一个内切,另一个外切,
则,
所以的轨迹是以为焦点,2为实轴长的双曲线,
其标准方程
(2)过曲线E上一点M(2,3)作斜率为的直线l,
其方程,恰好经过,
N在线段上,,
,
即,
所以的周长
【考点题型五】椭圆,双曲线中焦点三角形问题(面积问题)
核心方法:圆锥曲线定义+正、余弦定理+面积公式+基本不等式
【例5-1】(23-24高二下·四川内江·阶段练习)设是双曲线C: 的两个焦点,O为坐标原点,点P在C上且,则面积为 .
【答案】3
【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】利用双曲线定理结合勾股定理求出的长,再利用三角形面积公式即可.
【详解】由题意得双曲线中,,则其焦点坐标,
根据双曲线对称性,不妨假设点在第一象限,
设,其中,
因为,则,
根据勾股定理知,
即,解得(负舍),
则,则面积为.
故答案为:3.
【例5-2】(24-25高二上·安徽·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上,且直线与轴垂直.
(1)证明:;
(2)若的角平分线恰好过点,求的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】椭圆中焦点三角形的面积问题、椭圆定义及辨析
【分析】(1)利用椭圆定义以及勾股定理计算可得结论;
(2)由角平分线定理可得,,解得,代入可求得面积.
【详解】(1)由椭圆的定义得,
因为直线与x轴垂直,所以,
即,
故.
(2)因为平分,所以,即,如下图所示:
由和,解得,,
代入得,解得;
故的面积为.
【变式5-1】(23-24高二上·江西·阶段练习)已知点在椭圆上,是椭圆的左、右焦点,若,且的面积为,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】三角形面积公式及其应用、椭圆中焦点三角形的面积问题、基本不等式求和的最小值
【分析】根据题意由向量数量积和三角形面积公式可得,再利用椭圆定义和基本不等式即可求出.
【详解】如图所示:
不妨设,
则可知,,
两式相除可得,所以,
又,所以,
可得,
由椭圆的定义,得(当且仅当时等号成立),
所以.
故选:B.
【变式5-2】(23-24高二上·四川达州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别是,点为双曲线上一点,若到原点的距离,则的面积是 .
【答案】
【知识点】轨迹问题——圆、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】由可得点在圆上,且,利用双曲线定义和勾股定理可得,即可知的面积为.
【详解】如下图所示:
不妨取点在双曲线的右支上,由可得点在圆上,
又易知,所以即为圆的直径,
所以,
利用双曲线定义可得,利用勾股定理可得,
所以,可得,
因此的面积为.
故答案为:
【考点题型六】椭圆,双曲线中焦点三角形问题(其他问题)
【例6】(多选)(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆上有一点P,分别为左、右焦点,,的面积为S,则下列选项正确的是( )
A.若,则
B.使得为直角三角形的点共6个
C.若为钝角三角形,则
D.的最大值是9
【答案】AC
【知识点】余弦定理解三角形、基本不等式求积的最大值、椭圆中焦点三角形的面积问题、椭圆中焦点三角形的其他问题
【分析】对于A,利用椭圆的定义结合余弦定理和三角形的面积公式可求得结果,对于B,利用余弦定理求出,结合椭圆的性质进行判断,对于C,当时,为钝角三角形,从而可求出三角形面积的范围,对于D,利用基本不等式结合椭圆的定义求解.
【详解】对于A,由,得,则,
设,则由椭圆的定义,
在中,,则余弦定理得,
,所以,,得,
所以的面积为,所以A正确,
对于B,当时,为直角三角形的点有2个,当时,为直角三角形的点有2个,
设椭圆的上顶点为,则,在中,
,
所以为锐角,所以在中不可能为是直角,
综上,使得为直角三角形的点共4个,所以B错误,
对于C,设,由选项B可知,当时,为钝角三角形,
当时,,得,
所以时,,
所以,即,所以C正确,
对于D,因为,所以,
当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最大值为16,所以D错误,
故选:AC
【点睛】关键点点睛:此题考查椭圆的几何性质,考查余弦定理的应用,解题的关键是利用椭圆的定义结合其性质求解,考查计算能力,属于较难题.
【变式6-1】(多选)(23-24高二上·江苏常州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上,的面积为,则( )
A.点的横坐标为 B.的周长为16
C.的内切圆的半径为 D.的外接圆的半径为
【答案】BCD
【知识点】椭圆中焦点三角形的周长问题、椭圆中焦点三角形的面积问题、椭圆中焦点三角形的其他问题
【分析】
根据椭圆的标准方程,椭圆的定义式,三角形的周长,以及三角形的周长与三角形的内切圆半径的关系,正余弦定理,即可依次得出答案.
【详解】由题意知,,,则,.
对于A选项,因为,解得,又,
则,,故A错误;
对于B选项,的周长为,故B正确;
对于C选项,设的内切圆的半径,
则,
又,,
解得,故C正确;
对于D选项,在中,
由,
解得,
又,
即,
整理得:,
即,
即,
又,
解得,
设的外接圆的半径为,
由正弦定理知: ,即,解得,故D正确.
故选:BCD.
【变式6-2】(多选)(24-25高二上·山东·期中)已知椭圆:()与双曲线:有相同的焦点,,且它们的离心率之积为,点是与的一个公共点,则( )
A.椭圆的方程为 B.
C.为等腰三角形 D.对于上的任意一点,
【答案】ABC
【知识点】椭圆定义及辨析、根据a、b、c求椭圆标准方程、双曲线定义的理解、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】根据椭圆的关系可求解选项A;利用椭圆和双曲线的定义求解选项B、C;利用向量数量积的坐标表示求解选项D.
【详解】
由双曲线:的方程可知,双曲线的焦点,,
离心率为,
所以椭圆的焦点为,,离心率为,
所以椭圆中,,
所以椭圆的方程为,A正确;
因为点是与的一个公共点,
所以点在双曲线上,
所以根据双曲线的定义可知,
,且,
所以,B正确;
根据对称性,不妨设,则,
又根据椭圆的定义可知,,
所以联立,解得
,所以,所以为等腰三角形,C正确;
设,则,,
所以,
解得,此时,
所以存在点的坐标为或或或,
使得,D错误;
故选:ABC.
【考点题型七】圆锥曲线中线段和差最值问题
【例7】(24-25高二上·吉林·期中)已知椭圆的右焦点为,上顶点为,点是上一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】椭圆定义及辨析、椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值、求椭圆中的最值问题
【分析】运用椭圆定义对长度进行转化计算即可.
【详解】设椭圆的左焦点为,则由椭圆的定义知,
所以.
当三点共线时,,
所以的最小值为.
故选:C.
【变式7-1】(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,为上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值
【分析】根据圆上的点到定点的距离范围可知,即,
结合椭圆的定义可转化为,即可得解.
【详解】
由椭圆可知椭圆的实轴长,,,
圆的圆心,半径,
由已知圆上任意一点到得距离,
所以,
又根据椭圆定义,
则,
当且仅当,都在线段上时,等号成立,
故答案为:.
【变式7-2】(24-25高二上·重庆北碚·阶段练习)已知双曲线的左右焦点分别为、,为双曲线右支上一点,点的坐标为,则的最小值为 .
【答案】/
【知识点】利用定义求双曲线中线段和、差的最值
【分析】利用双曲线定义可将转化为,结合三角形三边关系可确定最小值为三点共线时的取值,由此可计算得到结果.
【详解】
由双曲线方程知:,,,则,,
由双曲线定义知:,
(当且仅当在线段上时取等号),
又,.
故答案为:.
【考点题型八】求圆锥曲线方程
【例8】(24-25高二上·广西玉林·期中)一动圆与圆和都外切,则动圆的圆心的轨迹方程为 .
【答案】
【知识点】利用双曲线定义求方程、求双曲线的轨迹方程
【分析】求出已知圆的圆心和半径,再利用两圆外切建立等式求出轨迹方程.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
设动圆的圆心,半径为,依题意,,
则,因此动圆的圆心的轨迹是以为焦点,实轴长为的双曲线下支,
实半轴长,半焦距,虚半轴长,方程为.
故答案为:
【变式8-1】(24-25高二上·江苏常州)在直角坐标平面内,已知,若,则点所在曲线的方程为 .
【答案】
【知识点】求平面轨迹方程、双曲线定义的理解、利用双曲线定义求方程
【分析】由题意判断满足双曲线的定义,通过双曲线的定义求出所求的方程即可.
【详解】因为在直角坐标平面内,已知,,
所以点满足双曲线的定义,到与到的距离的差是常数2,轨迹是双曲线的一支.
由题意可知,,所以,
所求的点所在曲线的方程为:,即.
故答案为:.
【变式8-2】(24-25高二上·云南大理·期中)分别求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点分别是,,并且椭圆经过点;
(2)经过两点、.
【答案】(1)
(2)
【知识点】利用椭圆定义求方程、根据a、b、c求椭圆标准方程、根据椭圆过的点求标准方程
【分析】(1)法:根据焦点坐标以及点在椭圆上得到关于的方程组,由此可求的值,则椭圆标准方程可知;法:根据椭圆定义求解出的值,根据求出的值,则椭圆标准方程可知;
(2)设出椭圆方程,代入点的坐标可求,则椭圆标准方程可求.
【详解】(1)法:由题意可知椭圆的焦点在轴上,设它的标准方程为,
由已知得,
又因为,所以,
因为点在椭圆上,所以,即,
从而有,解得或(舍去),
因此,
从而所求椭圆的标准方程为.
法:由题意可知椭圆的焦点在轴上,且,
所以,
故,
从而所求椭圆的标准方程为.
(2)设椭圆的方程为,
因为椭圆经过两点、,
所以,解得,,
即椭圆方程为,
故椭圆的标准方程为:.
【考点题型九】判断方程为椭圆、双曲线的条件
【例9】(23-24高二下·广西柳州·阶段练习)已知曲线.下列正确的是( )
A.若,则是椭圆,其焦点在轴上
B.若,则是圆,其半径为
C.若,则是双曲线,其渐近线方程为
D.若,则是两条直线
【答案】A
【知识点】判断方程是否表示双曲线、判断方程是否表示椭圆、二元二次方程表示的曲线与圆的关系
【分析】根据给定条件,结合椭圆、圆、双曲线的标准方程逐一判断各个选项即可得解.
【详解】对于A,若,则化为,由,得,
因此曲线C表示焦点在y轴上的椭圆,A正确;
对于B,若,则化为,
此时曲线C表示圆心在原点,半径为的圆,B错误;
对于C,若,则化为,此时曲线C表示双曲线,
由得渐近线方程为,C错误;
对于D,,方程,若,方程不表示任何曲线,D错误.
故选:A
【变式9-1】(多选)(23-24高二上·陕西宝鸡·期末)若方程所表示的曲线为C,则( )
A.曲线C可能是圆
B.若,则C不一定是椭圆
C.若C为椭圆,且焦点在x轴上,则
D.若C为双曲线,且焦点在y轴上,则
【答案】ABC
【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围、判断方程是否表示双曲线、根据方程表示椭圆求参数的范围、判断方程是否表示椭圆
【分析】令即可判断AB;由方程表示椭圆、双曲线的条件即可判断CD.
【详解】对于AB,当时,曲线C的方程为,所以曲线C可能是圆,不一定是椭圆故AB正确;
对于C,若C为椭圆,且焦点在x轴上,则,解得,故C正确;
对于D,若C为双曲线,且焦点在y轴上,则,解得,故D错误.
故选:ABC.
【变式9-2】.(多选)(23-24高二上·湖北武汉·期中)若方程所表示的曲线为,则下列说法错误的是( )
A.若为椭圆,则
B.若为双曲线,则或
C.若为椭圆,则焦距为定值
D.若为双曲线,则焦距为定值
【答案】ACD
【知识点】根据方程表示椭圆求参数的范围、判断方程是否表示双曲线、根据方程表示双曲线求参数的范围、求双曲线的焦距
【分析】根据椭圆以及双曲线的标准方程,即可结合选项逐一求解.
【详解】方程,由,解得,,,此时曲线是椭圆,所以A不正确.
由得或,此时表示的曲线是双曲线,所以B正确,
当,解得,此时曲线表示焦点在轴上的椭圆,
故焦距为,不为定值,故C错误,
当,解得时,此时曲线表示焦点在轴上的双曲线,
则焦距为,不为定值,故D错误,
故选:ACD.
【考点题型十】圆锥曲线中的离心率(定值)
【例10】(24-25高二上·江苏扬州·期中)设双曲线的左、右焦点分别为,,直线过点,若点关于的对称点恰好在双曲线右支上,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据已知结合双曲线的定义可推得,.然后根据,可推得.最后根据余弦定理,即可得到关于的齐次方程,即可得出离心率.
【详解】
设,
由已知可得,,
根据双曲线的定义有.
又,所以.
在中,由余弦定理可得,,
即,
整理可得,
等式两边同时除以可得,,
解得或(舍去),
所以.
故选:B.
【变式10-1】(24-25高二上·广东佛山·期中)已知A,B分别为椭圆的左、右顶点,,直线与轴交于点,与直线交于点,且平分,则此椭圆的离心率为 .
【答案】
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】由题意可得,求得,由角平分线定理,结合离心率公式计算即可得到所求值.
【详解】如图,由题意可知,
所以,
所以,
因为平分,所以,
解得,所以,所以离心率,
故答案为:.
【变式10-2】(24-25高二上·湖南·期中)已知双曲线的左焦点为,过的直线交圆于,两点,交的右支于点,若,则的离心率为 .
【答案】
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】作出辅助线,结合题目条件得到方程组,求出,结合双曲线定义得到方程,求出离心率.
【详解】设的半焦距为,如图,设为坐标原点,的中点为的右焦点为,连接,.
因为,所以也是的中点.设,
由双曲线的定义得,所以,
在中,由,得,所以,
在中,由,得.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求解离心率的常用方法:(1)直接法:直接求出,求解;(2)变用公式,整体求出;(3)利用题目中所给的几何关系或者条件得出的关系;(4)构造的齐次式,解出.
【考点题型十一】圆锥曲线中的离心率(最值+范围)
【例11】(24-25高二上·安徽·期中)已知为坐标原点,是椭圆的左焦点.若椭圆上存在两点满足,且关于原点对称,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】设椭圆C的右焦点为,连接.由椭圆的性质分析出以为直径的圆与椭圆有公共点,得到,消去,即可求出离心率的取值范围.
【详解】设椭圆C的右焦点为,连接.
由椭圆的性质得,,,即椭圆上存在点A,满足,即以为直径的圆与椭圆有公共点.
设椭圆C的半焦距为,所以只需,所以,即,所以椭圆C的离心率的取值范围为.
故选:C
【变式11-1】(24-25高二上·河北石家庄·阶段练习)设分别是椭圆的左、右焦点,且,若在直线上存在P,使线段的中垂线过点,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】先由题意得,设直线与x轴交于点D,从而得,再结合离心率公式和范围解该不等式即可得解.
【详解】由题意可得,
设直线与x轴交于点D,则,
所以即,即,故,
又,所以.,
所以椭圆离心率的取值范围是.
故选:D.
【变式11-2】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线的左焦点为,若双曲线右支上存在点满足(为坐标原点),则双曲线的离心率的取值范围是 .
【答案】
【知识点】数量积的坐标表示、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】设,则,然后由函数单调性及题意可得,即可得答案.
【详解】设,则,
则,
令,
则在上单调递增,所以当时,,
要使双曲线右支上存在点满足,则.
故,即,又因为,所以双曲线的离心率的取值范围是.
故答案为:
【考点题型十二】抛物线中的和差最值问题
【例12】(24-25高二上·湖南·期中)已知抛物线的焦点为点,P是C上一个动点,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】C
【知识点】抛物线定义的理解、抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】利用抛物线的定义可求的最小值.
【详解】
由题意得,准线为,点A在抛物线C的内部,
过点A作AB垂直于准线,垂足为B,过点P作PD垂直于准线,垂足为D,
则有,
当且仅当,P为AB与抛物线的交点时,等号成立,
所以的最小值为
故选:C.
【变式12-1】(2024·湖南·模拟预测)已知点,抛物线的焦点为为抛物线上一动点,当运动到时,,则的最小值为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】A
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】
利用抛物线的定义结合三点共线即可解决.
【详解】
由抛物线的定义可知,,
所以,所以抛物线的方程为,
过点作垂直抛物线的准线,垂足为,
则,
当且仅当和三点共线时等号成立.
故选:A.
【变式12-2】(23-24高二下·河南安阳·阶段练习)已知抛物线:的准线为,点的坐标为,点在抛物线上,点到直线的距离为,则的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【知识点】抛物线定义的理解、抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】利用抛物线定义,把问题转化为抛物线上的点到点A和焦点F距离差的最大值求解.
【详解】抛物线:的焦点,依题意,,则,
当且仅当点P,F,A共线,即点P为抛物线顶点时取“=”,
所以的最大值为.
故选:A
【考点题型十三】抛物线中焦半径问题
【例13】(24-25高二上·河南·期中)已知为抛物线的焦点,点,,在抛物线上,为的重心,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】抛物线的焦半径公式
【分析】根据重心坐标公式,焦半径公式求解.
【详解】由题意,,
设,,,
是的重心,则,
,
故选:A.
【变式13-1】(2024·北京西城·三模)点F抛物线的焦点,A,B,C为抛物线上三点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】C
【知识点】抛物线定义的理解、抛物线的焦半径公式
【分析】设,根据抛物线方程求出焦点坐标和准线方程,再由可得为的重心,从而可求出,再根据抛物线的定义可求得结果.
【详解】设,
由,得,所以,准线方程为,
因为,所以为的重心,
所以,所以,
所以
,
故选:C
【考点题型十四】抛物线的标准方程
【例14】(23-24高二上·全国·课后作业)以为焦点的抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
【分析】由题意设抛物线方程为,结合焦点坐标求得,即可得出答案.
【详解】因为抛物线焦点为,所以可设抛物线方程为,
且,则,所以抛物线方程为.
故选:D.
【变式14-1】(23-24高三下·湖北·开学考试)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点关于其准线的对称点为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据焦点或准线写出抛物线的标准方程
【分析】设抛物线的方程为,设焦点关于准线的对称点为,求得,得到,进而得抛物线的方程.
【详解】由题意,设抛物线的方程为,
可得焦点坐标,准线方程为,
设焦点关于准线的对称点为,可得,解得,
因为点关于其准线的对称点为,可得,解得,
所以抛物线的方程为.
故选:A.
【变式14-2】(24-25高三上·云南昆明·开学考试)已知点到点的距离比它到直线的距离小,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】求抛物线的轨迹方程
【分析】分析可知点的轨迹是以点为焦点,以直线为准线的抛物线,进而可求得点的轨迹方程.
【详解】由题意,点到点的距离等于它到直线的距离,
则点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,则点的轨迹方程为,
故选:B .
【变式14-3】(2024高二·全国·专题练习)到点的距离比到直线的距离小的动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】求抛物线的轨迹方程
【分析】分析可知点的轨迹是抛物线,确定该抛物线的焦点坐标和准线方程,即可得出点的轨迹方程.
【详解】由题意可知,动点到点的距离等于到直线的距离,
故点的轨迹为以点为焦点,以直线为准线的抛物线,其轨迹方程为.
故选:C.
【考点题型十五】圆锥曲线中新定义题(小题)
【例15】(24-25高二上·上海·期中)在平面直角坐标系中,定义为两点,的“切比雪夫距离”,又设点与直线上任意一点,称的最小值为点与直线间的“切比雪夫距离”,记作,给定下列两个命题:①已知点,直线,则;②定点、,动点满足,则点的轨迹与直线(k为常数)有且仅有2个公共点;下列说法正确的选项是( )
A.命题①成立,命题②不成立 B.命题①不成立,命题②成立
C.命题①②都成立 D.命题①②都不成立
【答案】C
【知识点】求点到直线的距离、求平面轨迹方程
【分析】对于①,设是直线上一点,且,可得 ,讨论与的大小,可得距离,再由函数的性质,可得最小值;对于②,根据定义得,再根据对称性进行讨论,求得轨迹方程,即可判断.
【详解】设点是直线上一点,且,可得
由,解得,即有,
由,解得或,,
所以故①正确;
对于②,定点、,动点满足,
则:,显然上述方程所表示的曲线关于原点对称,
故不妨设,
当时,有,得:;
当时,有,此时无解;
当时,有,;
则点的轨迹是如图所示的以原点为中心的两支折线.
结合图像可知,点的轨迹与直线(为常数)有且仅有个公共点,因此②正确.
故选:C.
【点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解,对于此题中的新概念,对阅读理解能力有一定的要求,但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好基础知识,以不变应万变才是制胜法宝,
【变式15-1】(24-25高二上·吉林·期中)如图,已知半椭圆与半椭圆组成的曲线称为“果圆”,其中.“果圆”与轴的交点分别为,与轴的交点分别为,点为半椭圆上一点(不与重合),若存在.,则半椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】解法一:利用参数方程,代入计算向量数量积得,再结合以及和的关系得到关于的齐次不等式,解出即可;方法二:利用椭圆上点的坐标从而得到向量坐标,利用向量坐标表示数量积得到相应等量关系,再由点的变化范围得到相应不等式,进而求得取值范围.
【详解】
(解法1)设,
因为,所以.
,所以.
因为,所以.
因为,所以,即,解得.
(解法2)设,
因为,所以,
所以.
因为,所以.
因为存在.,所以在上有解.
因为,且,
所以在上有解,
即在上有解.
因为,所以,即解得.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是采用设点法,再代入计算相关向量数量积,转化为在上有解,从而得到不等式组,解出即可.
【变式15-2】(24-25高二上·浙江台州·期中)数学中有许多寓意美好的曲线,曲线被称为“四叶玫瑰线”(如图所示).给出下列三个结论:
①曲线C关于直线对称;
②曲线C上任意一点到原点的距离都不超过2;
③存在一个以原点为中心、边长为的正方形,使曲线C在此正方形区域内(含边界).
其中,正确结论的序号是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】A
【知识点】由方程研究曲线的性质、求两曲线的交点、求平面两点间的距离
【分析】对于①,只需任取曲线上一点,证明点也在曲线上即可;对于②,在曲线的第一象限部分上任取点,利用基本不等式,推理得到,即可分析得到,再利用图形对称性即可判断;对于③,联立得四个交点,满足条件的最小正方形是各边以为中点,边长为4的正方形,即得③错误.
【详解】对于①,设点是曲线上任一点,则有,
易得也成立,即点也在曲线上,故曲线C关于直线对称,①正确;
对于②,不妨设点为曲线上的任一点,
则,化简得,当且仅当时取等号,
于是即得,故可得曲线C上任意一点到原点的距离都不超过2,故②正确;
对于③,联立,解得,
从而可得四个交点坐标分别为,
依题意满足条件的最小正方形是各边以为中点,边长为4的正方形(如图),
故不存在一个以原点为中心、边长为的正方形,使曲线C在此正方形区域内(含边界),即③错误.
故选:A.
【点睛】思路点睛:本题主要考查由曲线方程研究曲线的对称性,考查了不等式知识和求曲线交点坐标,属于较难题.
解题思路即是判断最远距离点时,常在曲线上任取一点,计算距离,运用基本不等式或函数的值域求出其最值;对于区域覆盖问题,要结合图形的对称性,通过计算关键点,求得其面积再判断.
提升训练
一、单选题
1.(24-25高二上·山东济宁·期中)设分别为椭圆的两个焦点,过且不与坐标轴重合的直线椭圆于两点,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆定义及辨析、椭圆中焦点三角形的周长问题
【分析】根据条件,利用椭圆的定义,即可求解.
【详解】如图,的周长为
又椭圆,得到,所以的周长为,
故选:B.
2.(福建省龙岩市非一级达标校联盟2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷)已知是双曲线的右焦点,则点到的渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求点到直线的距离、求双曲线的焦点坐标、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据题设写出焦点坐标、渐近线方程,应用点线距离公式求距离.
【详解】由题设,渐近线为,则点到的渐近线的距离.
故选:A
3.(24-25高二上·广东佛山·期中)已知是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】C
【知识点】求椭圆中的最值问题、椭圆中焦点三角形的其他问题
【分析】设点,用焦半径公式代入化简成二次函数,求其最值即得.
【详解】由,可得,
设点,则,
于是
,
因,故当时,取得最大值为4.
故选:C.
4.(2024·陕西商洛·一模)已知直线与抛物线交两点,为坐标原点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据韦达定理求参数、垂直关系的向量表示
【分析】联立抛物线与直线方程可得,,进而可得,由可得,进而可得的值.
【详解】如图所示,
设,,联立整理得,
则,解得且,
,,
所以,
因为,所以,即,解得.
故选:C.
5.(24-25高二上·黑龙江鸡西·期中)已知双曲线C:分别为双曲线的左、右焦点,是双曲线右支上一点.连接交双曲线C左支于点,若是以为直角顶点的等腰直角三角形,则双曲线C的离心率是( )
A. B.2 C. D.5
【答案】A
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、余弦定理解三角形
【分析】设,由双曲线定义表达各边,且,在中,由余弦定理得到方程,求出,得到答案.
【详解】由题意得,设,
因为是以为直角顶点的等腰直角三角形,故,
由双曲线定义知,,故,
,
其中,
解得,则,,
因为,所以,
在中,由余弦定理得
,
解得,
故双曲线C的离心率为.
故选:A
6.(24-25高二上·广西南宁·期中)已知抛物线,直线过抛物线的焦点,直线与抛物线交于A,B两点,弦AB长为12,则直线的方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】B
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、与抛物线焦点弦有关的几何性质、根据韦达定理求参数
【分析】设直线l的方程为,直曲联立,由韦达定理表示弦长求出斜率即可;
【详解】根据题意可得抛物线的焦点,根据题意可得直线的斜率存在,(显然当斜率不存在时,不符合题意)
设直线l的方程为,联立,
得,所以,
因为,解得,
则直线l的方程为或.
故选:B.
7.(24-25高二上·河北石家庄·期中)如图所示,点是抛物线的焦点,点分别在抛物线及圆的实线部分上运动,且总是平行于轴,则的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】抛物线上的点到定点和焦点距离的和、差最值
【分析】过点作准线的垂线,垂足为,则的周长为,求出后可得所求的范围.
【详解】
过点作准线的垂线,垂足为,
则的周长为,
由可得,
故,故的周长的取值范围为,
故选:D.
8.(24-25高二上·安徽·阶段练习)已知曲线,过上任意一点向轴引垂线,垂足为,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】轨迹问题——椭圆
【分析】设,,,则,
然后利用,得到点,然后代入即可求解.
【详解】设,,,则,
由题意可知,即,
将点代入,
得,即
故选:D.
9.(24-25高二上·浙江·期中)已知双曲线:,过点的直线与双曲线交于,两点.若点为线段的中点,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】直线的点斜式方程及辨析、由弦中点求弦方程或斜率
【分析】运用点差法,设,代入双曲线方程,作差变形,由是线段AB的中点,求得直线的斜率,再用点斜式可得直线方程.
【详解】设,代入双曲线方程,
可得,作差,
因为点为线段的中点,所以
所以,即,
所以直线的方程是,即,
经检验,直线满足题意.
故选:A.
10.(24-25高二上·云南昆明·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,若上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】椭圆定义及辨析、求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据椭圆的定义, 可求得的长,根据三角形的几何性质,即可求得答案,
【详解】由椭圆的定义可得,又,
所以,
在椭圆中,,
所以,即,
又,所以,
所以该椭圆离心率的取值范围是.
故选:B
二、多选题
11.(24-25高二上·重庆·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点为椭圆上一点,则( )
A.的周长为
B.存在点,使得
C.若,则的面积为
D.使得为等腰三角形的点共有4个
【答案】AB
【知识点】椭圆中焦点三角形的周长问题、椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆定义及辨析、椭圆中焦点三角形的其他问题
【分析】根据焦点三角形的周长为判断A的真假;考虑为短轴顶点时,焦点三角形的形状判断B的真假;结合椭圆定义和余弦定理,计算焦点三角形的面积,判断C的真假;分情况讨论,找出使为等腰三角形的所有点,判断D的真假.
【详解】对于,由题意,,,故周长为,所以A正确;
对于B,当点位于上下顶点时,为直角,所以B正确.
对于C,当时,如图:
设,,则.
所以,所以C错误;
对于D,若是以为顶点的等腰三角形,点位于上下顶点;若是以为顶点的等腰三角形,则,此时满足条件的点有两个;同理,若是以为顶点的等腰三角形,满足条件的点有两个;故使得为等腰三角形的点共六个,所以D错误.
故选:AB
12.(24-25高二上·河北石家庄·期中)已知双曲线的离心率为2,,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的右支交于点,两点,和的内心分别为,,则( )
A.始终垂直于轴 B.
C. D.
【答案】ABC
【知识点】二倍角的正弦公式、双曲线定义的理解、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】由与的内切圆性质可得和点的横坐标判断AB;设出直线的倾斜角,求出的表达式并求出其范围判断CD.
【详解】由双曲线的离心率为2,得半焦距,
对于A,记的内切圆在边,,上的切点分别为,
则,,
令点,则,解得,而轴,则点的横坐标为,
同理点的横坐标为,因此始终垂直于轴,A正确;
对于B,由分别平分,得,
因此,B正确;
对于CD,设直线的倾斜角为,则,(为坐标原点),
在中,,
双曲线的渐近线为,其倾斜角分别为和
由直线与双曲线的右支交于两点,得直线与双曲线的两条渐近线在轴右侧部分都相交,
因此,即,从而,C正确,D错误.
故选:ABC
三、填空题
13.(2024高二·全国·专题练习)设椭圆的右焦点为,动点在椭圆上,点是直线上的动点,则的最小值为
【答案】
【知识点】椭圆上点到焦点和定点距离的和、差最值、椭圆定义及辨析
【分析】根据椭圆的定义可知,则,则要求的最小值,即求得最小值,再结合点到直线的距离公式即可得解.
【详解】根据题意知椭圆的右焦点坐标为,左焦点坐标为,
根据椭圆的定义可知,所以,
则,
所以最小时,即最小,
即定点到直线最短距离是过定点到直线的垂线段长,
根据点到直线的距离公式可得,
所以.
故答案为:.
14.(24-25高二上·山西·期中)已知椭圆与双曲线有公共焦点与在第一象限的交点为,且,记的离心率分别为,则 .
【答案】2
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、椭圆定义及辨析、双曲线定义的理解
【分析】根据椭圆和双曲线的定义可得,根据勾股定理化简可得,结合离心率定义即可得结果.
【详解】由题意可知,,
所以.
因为,所以,即,
所以,
故答案为:2.
15.(24-25高二上·安徽·期中)已知定直线,点分别是上的动点,且,则的中点的轨迹方程为 .
【答案】
【知识点】求平面轨迹方程
【分析】设,设线段中点,由中点坐标公式得,再利用两点间距离公式,代入化简即可.
【详解】由题:,
设,设线段中点,
则,即,
而
,
所以,化简为.
故答案为:
16.(24-25高二上·江苏常州·期中)已知点,,点满足直线的斜率之积为,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】数量积的坐标表示、轨迹问题——椭圆
【分析】先求出的轨迹方程,再结合向量数量积的坐标形式可求最小值.
【详解】设,则,故,
整理得到:,而
故,
而,故,
故答案为:
17.(24-25高二上·福建福州·期中)如图,一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面(椭圆绕其对称轴旋转一周形成的曲面)的一部分.过对称轴的截口是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点上,片门位于另一个焦点上.由椭圆的一个焦点发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点.已知,.若透明窗所在的直线与截口所在的椭圆交于一点,且,则的面积为 .
【答案】
【知识点】椭圆定义及辨析、椭圆中三角形(四边形)的面积
【分析】由椭圆定义,根据,结合勾股定理可得可得的值,则即可求的面积.
【详解】由,,,得,
则椭圆长轴长,由点在椭圆上,得,又,
则,
因此,所以的面积为.
故答案为:
18.(24-25高二上·山东德州·期中)已知直线与抛物线交于、两点,且(为坐标原点),则 ;的面积为 .
【答案】
【知识点】抛物线中的三角形或四边形面积问题、根据韦达定理求参数
【分析】设点、,将直线的方程与抛物线的方程联立,列出韦达定理,由题意可得出,结合韦达定理可求得的值,然后利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】设点、,联立可得,
,由韦达定理可得,,
所以,,解得,
所以,,,则,
直线交轴于点,
所以,.
故答案为:;.
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清单05 椭圆、双曲线、抛物线(选填)
(个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】椭圆的定义
1、椭圆的定义:平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数,
这个动点的轨迹叫椭圆. 这两个定点(,)叫椭圆的焦点,两焦点的距离()叫作椭圆的焦距.
说明:
若,的轨迹为线段;
若,的轨迹无图形
2、定义的集合语言表述
集合.
【清单02】椭圆的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
【清单03】双曲线的定义
1、定义:一般地,我们把平面内与两个定点,的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线.
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
2、集合语言表达式
双曲线就是下列点的集合:.
3、说明
若将定义中差的绝对值中的绝对值符号去掉,则点的轨迹为双曲线的一支,具体是哪一支,取决于与的大小.
(1)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支;
(2)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支.
【清单04】双曲线的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
两种双曲线 , ()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种双曲线的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
【清单05】抛物线的定义
1、抛物线的定义:平面内与一个定点和一条定直线(其中定点不在定直线上)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
2、抛物线的数学表达式:(为点到准线的距离).
【清单06】抛物线的标准方程
设,抛物线的标准方程、类型及其几何性质:
方程
()
()
()
()
图形
焦点
准线
【考点题型一】椭圆,双曲线,抛物线定义辨析
【例1】(24-25高二上·北京·阶段练习)下列说法正确的个数是( )
①动点满足,则P的轨迹是椭圆
②动点满足,则P的轨迹是双曲线
③动点满足到y轴的距离比到的距离小1,则P的轨迹是抛物线
④动点满足,则P的轨迹是圆和一条直线( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式1-1】(24-25高二上·江苏连云港·期中)一动圆与圆外切,与圆内切,则该动圆圆心的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
【变式1-2】(24-25高二上·全国·课前预习)设定点,,动点满足条件,则点的轨迹是( )
A.椭圆 B.线段 C.射线 D.椭圆或线段
【考点题型二】利用圆锥曲线定义求轨迹方程
【例2】(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)平面内,动点的坐标满足方程,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(2024高三·全国·专题练习)已知点,若动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(22-23高三·全国·课后作业)已知点F(1,0),直线,若动点P到点F和到直线l的距离相等,则点P的轨迹方程是 .
【考点题型三】圆锥曲线上点到焦点距离及最值
【例3】(2023·河南郑州·一模)设,为双曲线C:的左、右焦点,Q为双曲线右支上一点,点P(0,2).当取最小值时,的值为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(24-25高二上·吉林·期中)已知动点在椭圆上,若点,点满足,且,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【变式3-2】(23-24高二上·上海·期末)设,为双曲线的左右焦点,为双曲线右支上一点,点,当取最小值时,的值为 .
【考点题型四】椭圆,双曲线中焦点三角形问题(周长问题)
核心方法:圆锥曲线定义+余弦定理
【例4-1】(24-25高二上·重庆·阶段练习)经过椭圆的右焦点的直线交椭圆于,两点,是椭圆的左焦点,则的周长是( )
A.8 B.9 C.10 D.20
【例4-2】(24-25高二上·广东江门)设双曲线的左、右焦点分别为,,离心率为,是双曲线上一点,且.若的面积为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(23-24高二上·河南周口·期中)设椭圆:的左、右焦点分别为,.若点在上,则的周长为 .
【变式4-2】(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)设圆C与两圆,中的一个内切,另一个外切.
(1)求圆心C的轨迹E的方程;
(2)过曲线E上一点M(2,3)作斜率为的直线l,与曲线E交于另外一点N.试求的周长.
【考点题型五】椭圆,双曲线中焦点三角形问题(面积问题)
核心方法:圆锥曲线定义+正、余弦定理+面积公式+基本不等式
【例5-1】(23-24高二下·四川内江·阶段练习)设是双曲线C: 的两个焦点,O为坐标原点,点P在C上且,则面积为 .
【例5-2】(24-25高二上·安徽·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上,且直线与轴垂直.
(1)证明:;
(2)若的角平分线恰好过点,求的面积.
【变式5-1】(23-24高二上·江西·阶段练习)已知点在椭圆上,是椭圆的左、右焦点,若,且的面积为,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式5-2】(23-24高二上·四川达州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别是,点为双曲线上一点,若到原点的距离,则的面积是 .
【考点题型六】椭圆,双曲线中焦点三角形问题(其他问题)
【例6】(多选)(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆上有一点P,分别为左、右焦点,,的面积为S,则下列选项正确的是( )
A.若,则
B.使得为直角三角形的点共6个
C.若为钝角三角形,则
D.的最大值是9
【变式6-1】(多选)(23-24高二上·江苏常州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆上,的面积为,则( )
A.点的横坐标为 B.的周长为16
C.的内切圆的半径为 D.的外接圆的半径为
【变式6-2】(多选)(24-25高二上·山东·期中)已知椭圆:()与双曲线:有相同的焦点,,且它们的离心率之积为,点是与的一个公共点,则( )
A.椭圆的方程为 B.
C.为等腰三角形 D.对于上的任意一点,
【考点题型七】圆锥曲线中线段和差最值问题
【例7】(24-25高二上·吉林·期中)已知椭圆的右焦点为,上顶点为,点是上一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,为上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值为 .
【变式7-2】(24-25高二上·重庆北碚·阶段练习)已知双曲线的左右焦点分别为、,为双曲线右支上一点,点的坐标为,则的最小值为 .
【考点题型八】求圆锥曲线方程
【例8】(24-25高二上·广西玉林·期中)一动圆与圆和都外切,则动圆的圆心的轨迹方程为 .
【变式8-1】(24-25高二上·江苏常州)在直角坐标平面内,已知,若,则点所在曲线的方程为 .
【变式8-2】(24-25高二上·云南大理·期中)分别求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点分别是,,并且椭圆经过点;
(2)经过两点、.
【考点题型九】判断方程为椭圆、双曲线的条件
【例9】(23-24高二下·广西柳州·阶段练习)已知曲线.下列正确的是( )
A.若,则是椭圆,其焦点在轴上
B.若,则是圆,其半径为
C.若,则是双曲线,其渐近线方程为
D.若,则是两条直线
【变式9-1】(多选)(23-24高二上·陕西宝鸡·期末)若方程所表示的曲线为C,则( )
A.曲线C可能是圆
B.若,则C不一定是椭圆
C.若C为椭圆,且焦点在x轴上,则
D.若C为双曲线,且焦点在y轴上,则
【变式9-2】.(多选)(23-24高二上·湖北武汉·期中)若方程所表示的曲线为,则下列说法错误的是( )
A.若为椭圆,则
B.若为双曲线,则或
C.若为椭圆,则焦距为定值
D.若为双曲线,则焦距为定值
【考点题型十】圆锥曲线中的离心率(定值)
【例10】(24-25高二上·江苏扬州·期中)设双曲线的左、右焦点分别为,,直线过点,若点关于的对称点恰好在双曲线右支上,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.2
【变式10-1】(24-25高二上·广东佛山·期中)已知A,B分别为椭圆的左、右顶点,,直线与轴交于点,与直线交于点,且平分,则此椭圆的离心率为 .
【变式10-2】(24-25高二上·湖南·期中)已知双曲线的左焦点为,过的直线交圆于,两点,交的右支于点,若,则的离心率为 .
【考点题型十一】圆锥曲线中的离心率(最值+范围)
【例11】(24-25高二上·安徽·期中)已知为坐标原点,是椭圆的左焦点.若椭圆上存在两点满足,且关于原点对称,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式11-1】(24-25高二上·河北石家庄·阶段练习)设分别是椭圆的左、右焦点,且,若在直线上存在P,使线段的中垂线过点,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式11-2】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线的左焦点为,若双曲线右支上存在点满足(为坐标原点),则双曲线的离心率的取值范围是 .
【考点题型十二】抛物线中的和差最值问题
【例12】(24-25高二上·湖南·期中)已知抛物线的焦点为点,P是C上一个动点,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【变式12-1】(2024·湖南·模拟预测)已知点,抛物线的焦点为为抛物线上一动点,当运动到时,,则的最小值为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【变式12-2】(23-24高二下·河南安阳·阶段练习)已知抛物线:的准线为,点的坐标为,点在抛物线上,点到直线的距离为,则的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【考点题型十三】抛物线中焦半径问题
【例13】(24-25高二上·河南·期中)已知为抛物线的焦点,点,,在抛物线上,为的重心,则( )
A. B. C. D.
【变式13-1】(2024·北京西城·三模)点F抛物线的焦点,A,B,C为抛物线上三点,若,则( )
A.2 B. C.3 D.
【考点题型十四】抛物线的标准方程
【例14】(23-24高二上·全国·课后作业)以为焦点的抛物线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【变式14-1】(23-24高三下·湖北·开学考试)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点关于其准线的对称点为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【变式14-2】(24-25高三上·云南昆明·开学考试)已知点到点的距离比它到直线的距离小,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式14-3】(2024高二·全国·专题练习)到点的距离比到直线的距离小的动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【考点题型十五】圆锥曲线中新定义题(小题)
【例15】(24-25高二上·上海·期中)在平面直角坐标系中,定义为两点,的“切比雪夫距离”,又设点与直线上任意一点,称的最小值为点与直线间的“切比雪夫距离”,记作,给定下列两个命题:①已知点,直线,则;②定点、,动点满足,则点的轨迹与直线(k为常数)有且仅有2个公共点;下列说法正确的选项是( )
A.命题①成立,命题②不成立 B.命题①不成立,命题②成立
C.命题①②都成立 D.命题①②都不成立
【变式15-1】(24-25高二上·吉林·期中)如图,已知半椭圆与半椭圆组成的曲线称为“果圆”,其中.“果圆”与轴的交点分别为,与轴的交点分别为,点为半椭圆上一点(不与重合),若存在.,则半椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式15-2】(24-25高二上·浙江台州·期中)数学中有许多寓意美好的曲线,曲线被称为“四叶玫瑰线”(如图所示).给出下列三个结论:
①曲线C关于直线对称;
②曲线C上任意一点到原点的距离都不超过2;
③存在一个以原点为中心、边长为的正方形,使曲线C在此正方形区域内(含边界).
其中,正确结论的序号是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
提升训练
一、单选题
1.(24-25高二上·山东济宁·期中)设分别为椭圆的两个焦点,过且不与坐标轴重合的直线椭圆于两点,则的周长为( )
A. B. C. D.
2.(福建省龙岩市非一级达标校联盟2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷)已知是双曲线的右焦点,则点到的渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·广东佛山·期中)已知是椭圆的两个焦点,点在上,则的最大值为( )
A.3 B. C.4 D.
4.(2024·陕西商洛·一模)已知直线与抛物线交两点,为坐标原点,若,则( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·黑龙江鸡西·期中)已知双曲线C:分别为双曲线的左、右焦点,是双曲线右支上一点.连接交双曲线C左支于点,若是以为直角顶点的等腰直角三角形,则双曲线C的离心率是( )
A. B.2 C. D.5
6.(24-25高二上·广西南宁·期中)已知抛物线,直线过抛物线的焦点,直线与抛物线交于A,B两点,弦AB长为12,则直线的方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
7.(24-25高二上·河北石家庄·期中)如图所示,点是抛物线的焦点,点分别在抛物线及圆的实线部分上运动,且总是平行于轴,则的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二上·安徽·阶段练习)已知曲线,过上任意一点向轴引垂线,垂足为,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
9.(24-25高二上·浙江·期中)已知双曲线:,过点的直线与双曲线交于,两点.若点为线段的中点,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·云南昆明·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,若上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.(24-25高二上·重庆·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,,点为椭圆上一点,则( )
A.的周长为
B.存在点,使得
C.若,则的面积为
D.使得为等腰三角形的点共有4个
12.(24-25高二上·河北石家庄·期中)已知双曲线的离心率为2,,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的右支交于点,两点,和的内心分别为,,则( )
A.始终垂直于轴 B.
C. D.
三、填空题
13.(2024高二·全国·专题练习)设椭圆的右焦点为,动点在椭圆上,点是直线上的动点,则的最小值为
14.(24-25高二上·山西·期中)已知椭圆与双曲线有公共焦点与在第一象限的交点为,且,记的离心率分别为,则 .
15.(24-25高二上·安徽·期中)已知定直线,点分别是上的动点,且,则的中点的轨迹方程为 .
16.(24-25高二上·江苏常州·期中)已知点,,点满足直线的斜率之积为,则的最小值为 .
17.(24-25高二上·福建福州·期中)如图,一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面(椭圆绕其对称轴旋转一周形成的曲面)的一部分.过对称轴的截口是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点上,片门位于另一个焦点上.由椭圆的一个焦点发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点.已知,.若透明窗所在的直线与截口所在的椭圆交于一点,且,则的面积为 .
18.(24-25高二上·山东德州·期中)已知直线与抛物线交于、两点,且(为坐标原点),则 ;的面积为 .
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