内容正文:
热点7-2 圆锥曲线的定义、方程与几何性质
三年考情分析
2025考向预测
考查内容主要包括圆锥曲线的定义、标准方程及其几何性质.题型多样,以选择题和填空题为主,部分解答题涉及直线与圆锥曲线的综合应用.命题综合性增强,常与其他知识结合,同时注重创新性题型的设计.
圆锥曲线的定义、方程与几何性质将继续作为高考的重点内容,题型不会有太大变化.复杂的代数运算和几何推理仍然是解题的关键,特别是涉及离心率、渐近线、弦长等几何性质的计算.
题型1 椭圆的定义及标准方程
1、在椭圆的定义中条件不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.
否则:①当时,其轨迹为线段; ②当时,其轨迹不存在.
2、利用椭圆定义求距离和差的最值的两种方法:
(1)抓住|PF1|与|PF2|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;
(2)利用定义|PF1|+|PF2|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值.
3、利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤:(1)定位:确定焦点在那个坐标轴上;(2)定量:依据条件及确定的值;(3)写出标准方程.
1.(24-25高三下·全国·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为,,P是C上在第二象限内的一点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·河北衡水·月考)已知,是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,则的最大值是( )
A. B.9 C.16 D.25
3.(24-25高三上·河北邯郸·月考)已知曲线C:,则C为焦点在y轴上的椭圆的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·海南·月考)已知椭圆的短轴的两个端点分别为、,为椭圆上一动点,则的重心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
题型2 椭圆的几何性质及应用
1、已知椭圆的方程讨论性质时,若不是标准形式的先化成标准形式,再确定焦点的位置,进而确定椭圆的类型;
2、焦点位置不确定的要分类讨论,找准与,正确利用求出焦点坐标,再写出顶点坐标.同时要注意长轴长、短轴长、焦距不是,,,而应是,,.
1.(24-25高三上·湖北随州·月考)已知椭圆,则下列结论正确的是( )
A.长轴长为 B.焦距为
C.短轴长为 D.离心率为
2.(23-24高三下·江苏南通·月考)已知椭圆的一个焦点坐标为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三下·云南昆明·开学考试)已知椭圆和椭圆有相同的离心率,则( )
A. B. C.或4 D.或4
4.(24-25高三下·湖南·开学考试)在直角坐标系中,分别为椭圆的左、右焦点,过点作轴的垂线交于两点,连接并延长交于另一点,且,则的长轴长为( )
A.7或10 B.6 C.7或9 D.10
题型3 双曲线的定义及标准方程
1、双曲线的定义:判定满足某条件的平面内动点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出曲线方程.
2、双曲线标准方程的求法
(1)利用定义求双曲线的标准方程,根据双曲线的定义得到相应的,,的值,再写出方程;
(2)待定系数法,先设出双曲线的标准方程或(均为正数),然后根据条件求出待定的系数,最后代入方程即可.
注意:当焦点的位置不明确时,可以分类讨论,也可以设双曲线方程为的形式,注意表明条件.
1.(24-25高三上·四川·二模)双曲线两个焦点,焦距为8,M为曲线上一点,则( )
A.1 B.1或9 C.9 D.3
2.(24-25高三上·辽宁·期末)已知,,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三上·湖南·月考)已知分别为双曲线右支与渐近线上的动点,为左焦点,则的最小值为 .
4.(23-24高三上·天津河西·月考)已知抛物线的焦点F是双曲线的右焦点,抛物线的准线与双曲线的渐近线交于A,B两点.若是等边三角形,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
题型4 双曲线的几何性质及应用
已知双曲线的方程讨论其几何性质时,需先看所给方程是否为标准方程,若不是,需先把方程化为标准方程,然后由标准方程确定焦点所在的坐标轴,找准和,才能正确地写出焦点坐标、顶点坐标等.注意与椭圆的相关几何性质进行比较.
1.(24-25高三下·湖北·月考)若双曲线的焦距为6,则( )
A.5 B.3 C. D.
2.(24-25高三下·山东·模拟预测)双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三下·湖南·月考)若点到双曲线的一条渐近线的距离为1,则的虚轴长为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·山东青岛·期末)已知双曲线的右焦点为,过点作垂直于轴的直线l,M,N分别是与双曲线及其渐近线在第一象限内的交点.若是线段的中点,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
题型5 抛物线的定义及标准方程
1、利用抛物线的定义解决问题,应灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.即“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”.
2、注意灵活运用抛物线上一点P(x,y)到焦点F的距离|PF|=|x|+或|PF|=|y|+.
3、抛物线的标准方程求法
(1)定义法:根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.
(2)待定系数法:根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程;焦点位置不确定时要注意分类讨论.
1.(24-25高三下·辽宁·模拟预测)已知为抛物线:的焦点,上一点到轴的距离为,则( )
A. B.2 C. D.3
2.(24-25高三下·福建·月考)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,过作的垂线,垂足为,若,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末)在抛物线上求一点P,使其到焦点F的距离与到点的距离之和最小,则该点P的坐标为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·四川德阳·期末)2024年3月20号,我国成功发射鹊桥二号中继卫星,其通过一个大型可展开的星载天线,实现了月球背面与地球之间的信号传输.星载天线展开后形成一把直径(口径)为的“金色大伞”,它的曲面与轴截面的交线为抛物线,在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入接收天线,经反射聚集到焦点处.若“金色大伞”的深度为,则“金色大伞”的边缘点到焦点的距离为( )
A. B. C. D.
题型6 抛物线的几何性质及应用
1、涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
2、与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正确解题的关键.
1.(23-24高三下·河南驻马店·二模)已知点在焦点为的抛物线上,若,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
2.(23-24高三下·重庆·模拟预测)是抛物线上的不同两点,点F是抛物线的焦点,且的重心恰为F,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(23-24高三上·广东广州·期中)直线经过抛物线的焦点F,且与抛物线交于A,B两点.若,则( )
A. B.3 C. D.
4.(24-25高三上·河北·月考)已知过抛物线的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,若,AB的中点到轴的距离为,则p的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
题型7 圆锥曲线的焦点三角形问题
1、椭圆的焦点三角形:
性质1:,.(两个定义)
的周长为;的周长为
性质2:(余弦定理)
2、在双曲线的“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,经常结合||PF1|-|PF2||=2a,运用平方的方法,建立|PF1|与|PF2|的关系.
1.(24-25高三下·湖南长沙·月考)如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,交轴于点.若,是线段的三等分点,则的周长为( )
A.20 B.10 C. D.
2.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中)(多选)设是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,且.则下列说法中正确的是( )
A. B.离心率为
C.的面积为6 D.的面积为12
3.(24-25高三下·安徽·开学考试)设 分别是双曲线 的上、下焦点,双曲线上的点 满足 ,则 的面积等于( )
A. B.12 C. D.6
4.(24-25高三上·四川成都·期中)设双曲线 的左,右焦点分别为F1,F2,以 F1F2为直径的圆与双曲线在第一象限内的交点为 P ,直线 PF1与双曲线的渐近线在第二象限内的交点为Q .若点Q 恰好为线段PF1的中点,则直线 PF2的斜率的值为( )
A.−2 B. C. D.
题型8 圆锥曲线的中点弦问题
1、椭圆的中点弦
(1)根与系数关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中点坐标公式解决;
(2)点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系,具体如下:直线(不平行于轴)过椭圆()上两点、,其中中点为,则有.
2、双曲线、抛物线的中点弦与椭圆的解题策略一样,既可以联立直线与曲线的方程,利用一元二次方程根与系数的关系求解,也可以用点差法建立斜率与中点坐标的等式关系求解.
1.(24-25高三上·河北正定·月考)已知抛物线,过点作弦,弦恰被点平分,则弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·山西·期末)已知椭圆的离心率为,过点的直线与椭圆交于A,B两点,且满足,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三上·贵州贵阳·期末)已知双曲线与直线相交于A,B两点,其中中点的横坐标为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·陕西宝鸡·模拟预测)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线于、两点.若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
题型9 圆锥曲线的离心率问题
求圆锥曲线离心率的方法
(1)和易求,由求得离心率.
(2)在椭圆中,,故;在双曲线中,,故.因此,求出和的比值即可求出的值,反之亦然.
(3)和不易求,和的比值不易求,但是以条件可求出,,的关系式,从而得到齐次式,等号两边同时除以,得到关于的方程,求解即可.注意根据的取值范围进行检验.
1.(24-25高三上·河南周口·期末)如图所示的金烧蓝嵌珠椭圆盒嵌表来自于世纪的英国,此盒表的盒内可放化妆品或首饰,美观且实用,现收藏于故宫博物馆.该盒的上底面为椭圆,盒长,宽,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·河南·期末)设椭圆的一个焦点为,为内一点,若上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三下·贵州·开学考试)已知双曲线的左右焦点分别为,以为直径的圆与双曲线的渐近线在第一象限的交点为,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
4.(24-25高三上·安徽马鞍山·月考)已知、分别为双曲线:(,)的左右焦点,为其左支上一点,且,则双曲线离心率的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
题型10 直线与圆锥曲线位置关系
1、直线与圆锥曲线的位置关系判断主要依靠联立直线与曲线方程,通过判别式来确定,但要注意双曲线与抛物线中只有一个交点时的特殊情况.
2、弦长公式
设,,根据两点距离公式.
(1)若,在直线上,代入化简,得.
(2)若,在直线上,代入化简,得.
(3)构造直角三角形求解弦长.其中为直线斜率,为直线倾斜角.
1.(24-25高三上·河北唐山·月考)已知双曲线的离心率为,若直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三上·北京·月考)过点且与抛物线恰有一个公共点的直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.(24-25高三上·湖南·开学考试)已知直线与曲线有两个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·甘肃白银·月考)在直角坐标系中,,分别是,轴上一点,且.动点满足,点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线与曲线交于,两点,求面积的最大值.
5.(24-25高三上·浙江金华·期末)已知双曲线的一个焦点是,渐近线方程是
(1)求双曲线的方程;
(2)点为轴上一点,点是双曲线的右顶点,点是双曲线上异于顶点的一点,若是正三角形,求点的坐标.
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.(24-25高三上·云南德宏·期末)若椭圆C:的焦点和顶点分别是双曲线E的顶点和焦点,则双曲线E的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三下·河北·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为线段上有一点A,过点A作x轴的垂线交椭圆于B,C两点,且则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三上·河南许昌·期中)已知,分别是椭圆的左、右焦点,过的直线与交于A,B两点,且,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三下·广东深圳·模拟预测)设,为椭圆的两个焦点,为上一点且在第一象限,若为等腰三角形,则的面积为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高三上·湖南永州·模拟预测)设、分别是椭圆的左、右焦点,过点作x轴的垂线交C于A、B两点,其中点A在第一象限,且.若P是C上的动点,则满足是直角三角形的点P的个数为( )
A.0 B.2 C.4 D.6
6.(24-25高三上·天津·期末)已知双曲线为的左顶点,抛物线的准线与轴交于.若在的渐近线上存在点,使得,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高三上·天津·月考)已知抛物线,焦点为F,第一象限的点A、B均在抛物线上,,,,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高三上·江苏镇江·模拟预测)抛物线:的焦点为,直线 经过点,交于两点,交轴于点,若,则错误的是( )
A. B.弦的中点到轴的距离为
C. D.点的坐标为
二、多选题
9.(24-25高三下·江西·开学考试)已知双曲线的左,右焦点分别是,其中的一条渐近线方程为,过的直线交于两点,则( )
A.的离心率为
B.若,则的周长为
C.若的斜率为1,则的面积为
D.若为的右支上两点,则直线的斜率
10.(24-25高三上·江西·期末)已知抛物线()的焦点为是C上不同的两点,则( )
A.C的方程为
B.点F到C的准线距离为4
C.的最小值为4
D.若共线,则的最大值为
11.(23-24高三下·安徽·模拟预测)设两点的坐标分别为直线相交于点,且它们的斜率之积为,则下列说法中正确的是( )
A.的轨迹方程为
B.的轨迹与椭圆共焦点
C.是的轨迹的一条渐近线
D.过能做4条直线与的轨迹有且只有一个公共点
三、填空题
12.(24-25高三上·北京通州·期末)已知抛物线的焦点为,点在上,若,则线段的中点的横坐标为 .
13.(24-25高三上·河北唐山·月考)已知椭圆的离心率为是椭圆的左、右焦点,为椭圆的上顶点,为线段的中点,直线与椭圆交于两点,若的周长为16,则椭圆的标准方程为 .
14.(24-25高三上·山东日照·一模)设分别为双曲线的左、右焦点,过且斜率为的直线与的右支交于点,与的左支交于点,点满足,则双曲线的渐近线方程为 .
四、解答题
15.(24-25高三上·山西·期末)如图,在平面直角坐标系中,双曲线E:(,)的两条渐近线的方程分别为,,直线l是E的切线,l分别交直线,于A,B两点(A,B分别在第一,四象限),且时,的面积为8.
(1)若E的离心率为,求E的方程;
(2)试探究:是否存在双曲线E,使的面积恒为8?若存在,求出双曲线E的方程;若不存在,请说明理由.
16.(24-25高三上·贵州铜仁·期末)在平面直角坐标系中,椭圆的离心率是,上的点到两焦点的距离之和等于4.
(1)求椭圆的方程;
(2)过焦点作斜率为1的直线与椭圆相交于两点.求的面积.
17.(24-25高三上·云南昆明·月考)已知不在轴下方的动点到点的距离比到轴的距离长,记动点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程.
(2)已知直线与轨迹交于,两点,以,为切点作两条切线,切线分别为,.直线,相交于点.若,求.
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热点7-2 圆锥曲线的定义、方程与几何性质
三年考情分析
2025考向预测
考查内容主要包括圆锥曲线的定义、标准方程及其几何性质.题型多样,以选择题和填空题为主,部分解答题涉及直线与圆锥曲线的综合应用.命题综合性增强,常与其他知识结合,同时注重创新性题型的设计.
圆锥曲线的定义、方程与几何性质将继续作为高考的重点内容,题型不会有太大变化.复杂的代数运算和几何推理仍然是解题的关键,特别是涉及离心率、渐近线、弦长等几何性质的计算.
题型1 椭圆的定义及标准方程
1、在椭圆的定义中条件不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边得出来的.
否则:①当时,其轨迹为线段; ②当时,其轨迹不存在.
2、利用椭圆定义求距离和差的最值的两种方法:
(1)抓住|PF1|与|PF2|之和为定值,可联系到利用基本不等式求|PF1|·|PF2|的最值;
(2)利用定义|PF1|+|PF2|=2a转化或变形,借助三角形性质求最值.
3、利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤:(1)定位:确定焦点在那个坐标轴上;(2)定量:依据条件及确定的值;(3)写出标准方程.
1.(24-25高三下·全国·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为,,P是C上在第二象限内的一点,且,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由椭圆的定义得,
结合,解得,,
所以,从而,
所以故选:D.
2.(24-25高三上·河北衡水·月考)已知,是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,则的最大值是( )
A. B.9 C.16 D.25
【答案】D
【解析】由题意,,,
,当且仅当时,等号成立,
的最大值是25.故选:D.
3.(24-25高三上·河北邯郸·月考)已知曲线C:,则C为焦点在y轴上的椭圆的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,得,
若曲线C是焦点在y轴上的椭圆,则,解得,
结合选项可知,曲线C是焦点在y轴上的椭圆的一个充分不必要条件是“”.故选:A.
4.(24-25高三上·海南·月考)已知椭圆的短轴的两个端点分别为、,为椭圆上一动点,则的重心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意知、是椭圆的短轴的两个端点,所以,
设,
由为的重心,所以,
又为椭圆上一动点,所以即,所以有:,
又为的重心,
所以,即的轨迹方程为.故选:B.
题型2 椭圆的几何性质及应用
1、已知椭圆的方程讨论性质时,若不是标准形式的先化成标准形式,再确定焦点的位置,进而确定椭圆的类型;
2、焦点位置不确定的要分类讨论,找准与,正确利用求出焦点坐标,再写出顶点坐标.同时要注意长轴长、短轴长、焦距不是,,,而应是,,.
1.(24-25高三上·湖北随州·月考)已知椭圆,则下列结论正确的是( )
A.长轴长为 B.焦距为
C.短轴长为 D.离心率为
【答案】D
【解析】把椭圆方程化为标准方程可得=1,
所以,,,
则长轴长,焦距,短轴长,离心率.故选:D.
2.(23-24高三下·江苏南通·月考)已知椭圆的一个焦点坐标为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知可得椭圆的焦点在轴上,
故,
则,得.故选:D.
3.(24-25高三下·云南昆明·开学考试)已知椭圆和椭圆有相同的离心率,则( )
A. B. C.或4 D.或4
【答案】D
【解析】易知椭圆的离心率为,
对于椭圆,
当焦点在轴上时离心率为,解得;
当焦点在轴上时离心率为,解得,
所以或.故选:D.
4.(24-25高三下·湖南·开学考试)在直角坐标系中,分别为椭圆的左、右焦点,过点作轴的垂线交于两点,连接并延长交于另一点,且,则的长轴长为( )
A.7或10 B.6 C.7或9 D.10
【答案】D
【解析】依题意,,设椭圆的半长轴长为,则,
,在中,,
在中,,
则,整理得,即,
解得或,当时,,不满足题意,
当时,,满足题意,所以的长轴长为10.故选:D
题型3 双曲线的定义及标准方程
1、双曲线的定义:判定满足某条件的平面内动点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出曲线方程.
2、双曲线标准方程的求法
(1)利用定义求双曲线的标准方程,根据双曲线的定义得到相应的,,的值,再写出方程;
(2)待定系数法,先设出双曲线的标准方程或(均为正数),然后根据条件求出待定的系数,最后代入方程即可.
注意:当焦点的位置不明确时,可以分类讨论,也可以设双曲线方程为的形式,注意表明条件.
1.(24-25高三上·四川·二模)双曲线两个焦点,焦距为8,M为曲线上一点,则( )
A.1 B.1或9 C.9 D.3
【答案】C
【解析】由题意可得,即,
又,即,
由双曲线的定义可得,解得或9,
又,所以.故选:C
2.(24-25高三上·辽宁·期末)已知,,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由及双曲线的定义可知,
点的轨迹为以为焦点,实轴为的双曲线的上支,则,
因为,所以,故点的轨迹方程为.故选:A
3.(24-25高三上·湖南·月考)已知分别为双曲线右支与渐近线上的动点,为左焦点,则的最小值为 .
【答案】4
【解析】设双曲线的右焦点为,渐近线为,
则,
,
当且仅当三点共线时,,
的最小值为垂直于渐近线时,
所以的最小值为.
4.(23-24高三上·天津河西·月考)已知抛物线的焦点F是双曲线的右焦点,抛物线的准线与双曲线的渐近线交于A,B两点.若是等边三角形,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题意,抛物线的焦点,准线方程为,
即直线,不妨令点在第二象限,
由是等边三角形,得直线的方程为,
于是点,
显然点在双曲线的渐近线上,则,
又,解得,,
所以双曲线的方程为.故选:C
题型4 双曲线的几何性质及应用
已知双曲线的方程讨论其几何性质时,需先看所给方程是否为标准方程,若不是,需先把方程化为标准方程,然后由标准方程确定焦点所在的坐标轴,找准和,才能正确地写出焦点坐标、顶点坐标等.注意与椭圆的相关几何性质进行比较.
1.(24-25高三下·湖北·月考)若双曲线的焦距为6,则( )
A.5 B.3 C. D.
【答案】D
【解析】若双曲线的焦点在轴上,
依题意可得,解得;
若双曲线的焦点在轴上,
依题意可得,解得.
综上可得:.故选:D.
2.(24-25高三下·山东·模拟预测)双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】双曲线的方程可化为,
所以渐近线方程为.故选:B
3.(24-25高三下·湖南·月考)若点到双曲线的一条渐近线的距离为1,则的虚轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对于双曲线,其渐近线方程为,即.
点到渐近线(取这条渐近线计算,取另一条结果相同)的距离,
已知距离,则.
即,两边同时平方可得,解得.
把代入可得虚轴长为.故选:B.
4.(24-25高三上·山东青岛·期末)已知双曲线的右焦点为,过点作垂直于轴的直线l,M,N分别是与双曲线及其渐近线在第一象限内的交点.若是线段的中点,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线的右焦点,过第一象限的渐近线方程为,
直线与直线交于点,交双曲线于点,
由M是线段的中点,得,则,,
所以C的渐近线方程为.故选:C
题型5 抛物线的定义及标准方程
1、利用抛物线的定义解决问题,应灵活地进行抛物线上的点到焦点的距离与到准线距离的等价转化.即“看到准线想到焦点,看到焦点想到准线”.
2、注意灵活运用抛物线上一点P(x,y)到焦点F的距离|PF|=|x|+或|PF|=|y|+.
3、抛物线的标准方程求法
(1)定义法:根据抛物线的定义,确定p的值(系数p是指焦点到准线的距离),再结合焦点位置,求出抛物线方程.标准方程有四种形式,要注意选择.
(2)待定系数法:根据抛物线焦点是在x轴上还是在y轴上,设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于p的方程,解出p,从而写出抛物线的标准方程;焦点位置不确定时要注意分类讨论.
1.(24-25高三下·辽宁·模拟预测)已知为抛物线:的焦点,上一点到轴的距离为,则( )
A. B.2 C. D.3
【答案】A
【解析】易知抛物线:的准线方程为,
由上一点到轴的距离为,得点到直线的距离为,
由抛物线的定义可知.故选:A.
2.(24-25高三下·福建·月考)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,过作的垂线,垂足为,若,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【解析】记坐标原点为,过点作,垂足为.
由已知及抛物线定义可得,,,
∴△为等边三角形,,
又∵,∴,则.
∴,解得.故选:B.
3.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末)在抛物线上求一点P,使其到焦点F的距离与到点的距离之和最小,则该点P的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得抛物线的焦点为,准线方程为.
过点作于点,由定义可得,
所以,
由图可得,当三点共线时,最小,此时.
故点的纵坐标为1,所以横坐标.即点的坐标为.故选:C.
4.(24-25高三上·四川德阳·期末)2024年3月20号,我国成功发射鹊桥二号中继卫星,其通过一个大型可展开的星载天线,实现了月球背面与地球之间的信号传输.星载天线展开后形成一把直径(口径)为的“金色大伞”,它的曲面与轴截面的交线为抛物线,在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入接收天线,经反射聚集到焦点处.若“金色大伞”的深度为,则“金色大伞”的边缘点到焦点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意,建立如图所示的平面直角坐标系,点
设抛物线的方程为,则,解得,
抛物线的焦点,准线方程为,,
所以“金色大伞”的边缘点到焦点的距离为.故选:B
题型6 抛物线的几何性质及应用
1、涉及抛物线几何性质的问题常结合图形思考,通过图形可以直观地看出抛物线的顶点、对称轴、开口方向等几何特征,体现了数形结合思想解题的直观性.
2、与抛物线的焦点弦长有关的问题,可直接应用公式求解.解题时,需依据抛物线的标准方程,确定弦长公式是由交点横坐标还是由交点纵坐标定,是p与交点横(纵)坐标的和还是与交点横(纵)坐标的差,这是正确解题的关键.
1.(23-24高三下·河南驻马店·二模)已知点在焦点为的抛物线上,若,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】A
【解析】抛物线,准线,,
由抛物线的定义可知,解得.故选:A.
2.(23-24高三下·重庆·模拟预测)是抛物线上的不同两点,点F是抛物线的焦点,且的重心恰为F,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】设,
因为的重心恰为F,则,解得,
由可知关于x轴对称,即,
则,即,
又因为,解得.故选:D.
3.(23-24高三上·广东广州·期中)直线经过抛物线的焦点F,且与抛物线交于A,B两点.若,则( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【解析】抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
设,则,
由,得,则,
由,得,得,
联立解得,,所以.故选:C
4.(24-25高三上·河北·月考)已知过抛物线的焦点F作直线交抛物线于A、B两点,若,AB的中点到轴的距离为,则p的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】抛物线的焦点,准线,准线交轴于点,
由对称性,不妨令点在第一象限,过分别作,垂足分别为,
过作于,交于,令,,
,由,得,即,则,
线段中点,过作于,则,
由AB的中点到轴的距离为,得,因此,所以.故选:B
题型7 圆锥曲线的焦点三角形问题
1、椭圆的焦点三角形:
性质1:,.(两个定义)
的周长为;的周长为
性质2:(余弦定理)
2、在双曲线的“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,经常结合||PF1|-|PF2||=2a,运用平方的方法,建立|PF1|与|PF2|的关系.
1.(24-25高三下·湖南长沙·月考)如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,交轴于点.若,是线段的三等分点,则的周长为( )
A.20 B.10 C. D.
【答案】D
【解析】不妨设点在第一象限,,分别为椭圆的左右两焦点,令椭圆半焦距为c,
由,是线段的三等分点,得是线段的中点,而坐标原点是的中点,
则,轴,把代入椭圆方程,得,而,则,
由为线段的中点,得,
因此,解得,
而,于是,
所以的周长为.故选:D
2.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中)(多选)设是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,且.则下列说法中正确的是( )
A. B.离心率为
C.的面积为6 D.的面积为12
【答案】ABC
【解析】由,得,则,
因为是椭圆上一点,所以,
因为,所以,,故A正确;
对于B,离心率为,故B正确;
对于CD,因为,所以为直角三角形,,
所以,故C正确,D错误.故选:ABC
3.(24-25高三下·安徽·开学考试)设 分别是双曲线 的上、下焦点,双曲线上的点 满足 ,则 的面积等于( )
A. B.12 C. D.6
【答案】D
【解析】由可得,故,
又,故,即,
故的面积为,故选:D
4.(24-25高三上·四川成都·期中)设双曲线 的左,右焦点分别为F1,F2,以 F1F2为直径的圆与双曲线在第一象限内的交点为 P ,直线 PF1与双曲线的渐近线在第二象限内的交点为Q .若点Q 恰好为线段PF1的中点,则直线 PF2的斜率的值为( )
A.−2 B. C. D.
【答案】A
【解析】如图所示,以为直径的圆与双曲线在第一象限内的交点为,
可得,又因为为的中点,为的中点,
所以,,,
所以,
又,得,
由双曲线的定义可得,所以,
所以,所以,故选:A
题型8 圆锥曲线的中点弦问题
1、椭圆的中点弦
(1)根与系数关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中点坐标公式解决;
(2)点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系,具体如下:直线(不平行于轴)过椭圆()上两点、,其中中点为,则有.
2、双曲线、抛物线的中点弦与椭圆的解题策略一样,既可以联立直线与曲线的方程,利用一元二次方程根与系数的关系求解,也可以用点差法建立斜率与中点坐标的等式关系求解.
1.(24-25高三上·河北正定·月考)已知抛物线,过点作弦,弦恰被点平分,则弦所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设点、,
因为点为线段的中点,则,,
若直线轴,则线段的中点在轴上,不合乎题意,
由题意可得,将这两个等式作差可得,
即,所以,直线的斜率为.故选:D.
2.(24-25高三上·山西·期末)已知椭圆的离心率为,过点的直线与椭圆交于A,B两点,且满足,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题设,,即,可得,
过的直线与椭圆交于且满足,则为线段的中点,
所以,,又,,
则,即,
所以,
故直线的方程为,即.故选:C.
3.(24-25高三上·贵州贵阳·期末)已知双曲线与直线相交于A,B两点,其中中点的横坐标为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设中点为,由题设易知,故,
因为,故,
所以,而,故,
故,故.故选:A
4.(24-25高三上·陕西宝鸡·模拟预测)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线于、两点.若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设、,
若轴,则线段的中点在轴上,不合乎题意,
因为线段的中点坐标为,则,
则,两式相减得,
则,
因为,所以,,
所以,,解得,
因此,双曲线的标准方程为.故选:D.
题型9 圆锥曲线的离心率问题
求圆锥曲线离心率的方法
(1)和易求,由求得离心率.
(2)在椭圆中,,故;在双曲线中,,故.因此,求出和的比值即可求出的值,反之亦然.
(3)和不易求,和的比值不易求,但是以条件可求出,,的关系式,从而得到齐次式,等号两边同时除以,得到关于的方程,求解即可.注意根据的取值范围进行检验.
1.(24-25高三上·河南周口·期末)如图所示的金烧蓝嵌珠椭圆盒嵌表来自于世纪的英国,此盒表的盒内可放化妆品或首饰,美观且实用,现收藏于故宫博物馆.该盒的上底面为椭圆,盒长,宽,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知得,设椭圆方程为,
则,,
所以该椭圆离心率为.故选:C
2.(24-25高三上·河南·期末)设椭圆的一个焦点为,为内一点,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
【解析】令椭圆的左焦点为,则,
由椭圆定义知,则,
设直线交椭圆于、两点(如图),
而,即,
当且仅当点、、共线时取等号.
当点与重合时,,则,
当点与重合时,,则,
所以,即,经检验,此时点在内,
所以.故选:B.
3.(24-25高三下·贵州·开学考试)已知双曲线的左右焦点分别为,以为直径的圆与双曲线的渐近线在第一象限的交点为,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【解析】因为,,
所以,
所以,.故选:D
4.(24-25高三上·安徽马鞍山·月考)已知、分别为双曲线:(,)的左右焦点,为其左支上一点,且,则双曲线离心率的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】由双曲线的定义可知,对于双曲线,.
已知,即.
将代入,可得.
化简得,所以,那么.
因为为双曲线左支上一点,有.
已知,,且,
所以. 即,化简得.
双曲线的离心率,且.
由可得,所以.
则双曲线离心率的最大值为. 故选:C
题型10 直线与圆锥曲线位置关系
1、直线与圆锥曲线的位置关系判断主要依靠联立直线与曲线方程,通过判别式来确定,但要注意双曲线与抛物线中只有一个交点时的特殊情况.
2、弦长公式
设,,根据两点距离公式.
(1)若,在直线上,代入化简,得.
(2)若,在直线上,代入化简,得.
(3)构造直角三角形求解弦长.其中为直线斜率,为直线倾斜角.
1.(24-25高三上·河北唐山·月考)已知双曲线的离心率为,若直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意得,即,故,
故渐近线方程为,
直线与双曲线没有公共点,则,故.故选:B
2.(24-25高三上·北京·月考)过点且与抛物线恰有一个公共点的直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】当直线过点,且与轴平行时,此时直线与抛物线只有1个公共点;
当直线过点,且与轴垂直时,此时直线与抛物线有2个公共点;
当直线过点,斜率存在且不为0时,设直线,
代入抛物线,得:,
因为.
由,因为,所以方程有两根,
故过点可以作两条直线与抛物线相切.
综上,过点共有3条直线,与抛物线只有1个公共点.故选:D
3.(24-25高三上·湖南·开学考试)已知直线与曲线有两个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,得,即,
所以为椭圆的右半部分.
当时,直线与有两个公共点;
当时,直线,令,
将代入,得,
则,得,则.
由图可知,所以.
综上,的取值范围是.故选:D.
4.(24-25高三上·甘肃白银·月考)在直角坐标系中,,分别是,轴上一点,且.动点满足,点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)过点的直线与曲线交于,两点,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)1
【解析】(1)由题意,,分别是,轴上一点,且.
动点满足,
设,,,
∴,,,
即
∴,解得:,
∴曲线的方程为:.
(2)由题意及(1)得,在中,
过点的直线与曲线交于,两点,
易知直线的斜率存在,设其方程为,即,设,,
由消去得,
由,得,
,.
设点到直线距离为,的面积为,
,解得:
设,则,
,
当且仅当时取等号,
∴面积的最大值为1.
5.(24-25高三上·浙江金华·期末)已知双曲线的一个焦点是,渐近线方程是
(1)求双曲线的方程;
(2)点为轴上一点,点是双曲线的右顶点,点是双曲线上异于顶点的一点,若是正三角形,求点的坐标.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)因为渐近线方程是,得,,
又,,即,整理得,
解得:,,故双曲线方程为.
(2)设直线的方程为,
联立,可得,根据题意,
解得点纵坐标为,代入,解得,所以,
设线段的中点为,依题意,则点的坐标为,
设点,因为是正三角形,所以有,
,,则由得,,
即,整理有:,所以①.
在正三角形中,有,由结合弦长公式得,
,化简得.
代入①可得,所以点或.
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.(24-25高三上·云南德宏·期末)若椭圆C:的焦点和顶点分别是双曲线E的顶点和焦点,则双曲线E的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由椭圆可得,,,且焦点在y轴上,
可知椭圆的长轴顶点为,焦点为,
所以双曲线的焦点为,顶点为,
设双曲线方程为,可得,,则,
所以双曲线的方程为.故选:A.
2.(24-25高三下·河北·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为线段上有一点A,过点A作x轴的垂线交椭圆于B,C两点,且则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】连接由椭圆对称性知
故选:D
3.(24-25高三上·河南许昌·期中)已知,分别是椭圆的左、右焦点,过的直线与交于A,B两点,且,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,令,则,
由椭圆的定义可知,,
又,由余弦定理得,所以,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
因为,所以,
所以,所以.
所以的离心率是.故选:A.
4.(24-25高三下·广东深圳·模拟预测)设,为椭圆的两个焦点,为上一点且在第一象限,若为等腰三角形,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由椭圆:可得,, ,
因为上一点且在第一象限,则
由为等腰三角形,则可得或,
当时,,
此时的面积为:;
当时,,不合题意,舍去.
综上,可得的面积为.故选:C.
5.(24-25高三上·湖南永州·模拟预测)设、分别是椭圆的左、右焦点,过点作x轴的垂线交C于A、B两点,其中点A在第一象限,且.若P是C上的动点,则满足是直角三角形的点P的个数为( )
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】C
【解析】由题,又,.
,即(t为参数),
取上顶点时最大,此时.
不会为直角,只有当或是直角才符合题意,
所以由对称性可知满足是直角三角形的点P的个数为4.故选:C.
6.(24-25高三上·天津·期末)已知双曲线为的左顶点,抛物线的准线与轴交于.若在的渐近线上存在点,使得,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】抛物线的准线与轴交于,则,
设的中点为,,则,
在的渐近线上存在点,使得,
是以为圆心,半径为的圆与渐近线有公共点,
所以,
,
所以.故选:D
7.(24-25高三上·天津·月考)已知抛物线,焦点为F,第一象限的点A、B均在抛物线上,,,,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设抛物线准线为,过两点分别作,垂足分别为,
作于点,如下图所示:
易知,可得,
在直角三角形中,,,
可得直线的倾斜角为,易知,
所以,
即直线的斜率为.故选:B
8.(24-25高三上·江苏镇江·模拟预测)抛物线:的焦点为,直线 经过点,交于两点,交轴于点,若,则错误的是( )
A. B.弦的中点到轴的距离为
C. D.点的坐标为
【答案】D
【解析】对于A,因为抛物线:的焦点为,
由题意,所以,即,故A正确;
对于D,如图:过点作垂直于轴,
因为,所以,
因为,所以,
所以,代入可得,故D错误;
不妨设点在轴下方,则,
所以直线的方程为:,即,
由得,所以,
对于B,弦的中点到轴的距离为,故B正确;
对于C,,故C正确.故选:D
二、多选题
9.(24-25高三下·江西·开学考试)已知双曲线的左,右焦点分别是,其中的一条渐近线方程为,过的直线交于两点,则( )
A.的离心率为
B.若,则的周长为
C.若的斜率为1,则的面积为
D.若为的右支上两点,则直线的斜率
【答案】ACD
【解析】因为的一条渐近线方程为,所以,
由题知,,故A正确;
当为的右支上两点时,由双曲线的定义得的周长为,
当分别为的左,右两支上两点时,的周长为,故B错误;
由题意的方程为,与联立得,
所以,
所以,故C正确;
因为为的右支上两点,所以或,故D正确.故选:ACD.
10.(24-25高三上·江西·期末)已知抛物线()的焦点为是C上不同的两点,则( )
A.C的方程为
B.点F到C的准线距离为4
C.的最小值为4
D.若共线,则的最大值为
【答案】BD
【解析】由,得,C的方程为,A错误;
根据抛物线的性质知,点F到C的准线距离为,B正确;
由抛物线上点到焦点距离最小点为顶点,故,
又为不同点,故,C错误;
设直线AB的方程为,与联立,得,
所以,则,
当且仅当且时取等号,D正确.故选:BD
11.(23-24高三下·安徽·模拟预测)设两点的坐标分别为直线相交于点,且它们的斜率之积为,则下列说法中正确的是( )
A.的轨迹方程为
B.的轨迹与椭圆共焦点
C.是的轨迹的一条渐近线
D.过能做4条直线与的轨迹有且只有一个公共点
【答案】BC
【解析】对于A,设点,,则,,
所以,化简得,所以点的轨迹方程为.故A错误;
对于B,由A选项,点的轨迹的焦点为与椭圆共焦点,故B正确;
对于C,点的轨迹对应曲线的渐近线为,故C正确;
对于D,点在轴上,则,,
所以直线,与渐近线平行,但点不在点的轨迹上,
故过点只能作点的轨迹两条切线,如图所示,故D错误.故选:BC.
三、填空题
12.(24-25高三上·北京通州·期末)已知抛物线的焦点为,点在上,若,则线段的中点的横坐标为 .
【答案】3
【解析】设,,则根据抛物线定义可得,解得,
所以线段的中点的横坐标为3.
13.(24-25高三上·河北唐山·月考)已知椭圆的离心率为是椭圆的左、右焦点,为椭圆的上顶点,为线段的中点,直线与椭圆交于两点,若的周长为16,则椭圆的标准方程为 .
【答案】
【解析】设椭圆的焦距为,
由题意有,有,
所以,可得为等边三角形,
又为线段的中点,可得是线段的垂直平分线,
所以,
又的周长为16,有,所以,
所以椭圆的标准方程为.
14.(24-25高三上·山东日照·一模)设分别为双曲线的左、右焦点,过且斜率为的直线与的右支交于点,与的左支交于点,点满足,则双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【解析】
由,得为的中点;又,所以,所以;
设,由双曲线的定义,得,,
所以,从而,所以;
由直线的斜率为,得.
在中,,即;
在中,由余弦定理,得,
即,整理得,
解得,所以,所以渐近线方程为.
四、解答题
15.(24-25高三上·山西·期末)如图,在平面直角坐标系中,双曲线E:(,)的两条渐近线的方程分别为,,直线l是E的切线,l分别交直线,于A,B两点(A,B分别在第一,四象限),且时,的面积为8.
(1)若E的离心率为,求E的方程;
(2)试探究:是否存在双曲线E,使的面积恒为8?若存在,求出双曲线E的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,.
【解析】(1)双曲线E的渐近线方程分别为,,
由双曲线E的离心率为,得,解得,
当时,由对称性知,直线l的方程为,此时的面积为,
则,所以双曲线E的方程为.
(2)由(1)知,当轴时,双曲线E的方程为,
若存在满足条件的双曲线E,则E的方程满足条件,
当直线l不与x轴垂直时,设直线l的方程为,直线l与x轴交于点C,
依题意,得或,则,记,.
由得,同理得,
由得,
而,由直线l与双曲线E相切,得,
于是,即,
因此,
所以存在双曲线E,使的面积恒为8,且E的方程为.
16.(24-25高三上·贵州铜仁·期末)在平面直角坐标系中,椭圆的离心率是,上的点到两焦点的距离之和等于4.
(1)求椭圆的方程;
(2)过焦点作斜率为1的直线与椭圆相交于两点.求的面积.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由椭圆的定义知,则
由,得,故.
∴椭圆C的方程为.
(2)设,由(1)知,则的方程为,
由得,
显然,,
∴.
∵点到直线的距离,
∴,故的面积为.
17.(24-25高三上·云南昆明·月考)已知不在轴下方的动点到点的距离比到轴的距离长,记动点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程.
(2)已知直线与轨迹交于,两点,以,为切点作两条切线,切线分别为,.直线,相交于点.若,求.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意可得点到点的距离与到直线的距离相等,
故动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以轨迹的方程为;
(2)设,,
联立方程组,得,,
则,,
易知直线的斜率存在,设直线的方程为,
联立方程组,得.
由,解得,所以切线的方程为,
同理可得,直线的方程为,
由,解得,即点,
因为,,,且,
所以,即,
即有,
化简得,
因此或,故有.
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