内容正文:
2025年高考数学二轮复习压轴题突破拿高分(圆锥曲线篇)
专题训练01 导数十大基础题型
题型1:圆锥曲线标准方程
1. (2023浦东新区三模)已知,曲线.
(1)若曲线为圆,且与直线交于两点,求的值;
(2)若曲线为椭圆,且离心率,求椭圆的标准方程;
2.已知平面内点与两定点,连线的斜率之积等于 .
(1)求点的轨迹连同点,所构成的曲线的方程;
(2)设不过坐标原点且不垂直于坐标轴的直线与曲线交于、两点,点为弦的中点:
①求证:直线与直线的斜率之积为定值;
②过点作直线的垂线交曲线于、两点,点为弦的中点设直线与直线交于点,若有,求的最大值.
3. (2023南洋模范中学三模)已知是焦距为的双曲线上一点,过的一条直线与双曲线的两条渐近线分别交于,,且,过作垂直的两条直线和,与轴分别交于,两点,其中与轴交点的横坐标是.
(1)求的值;
(2)求的最大值,并求此时双曲线的方程;
4.(2024•杨浦区校级三模)设,是双曲线上的两点.直线与双曲线的交点为,两点.
(1)若双曲线的离心率是,且点在双曲线上,求双曲线的方程;
(2)设、分别是双曲线的左、右顶点,直线平行于轴.求直线与斜率的乘积,并求直线与的交点的轨迹方程;
(3)设双曲线,其中,,点是抛物线上不同于点、的动点,且直线与双曲线相交于另一点,直线与双曲线相交于另一点,问:直线是否恒过某一定点?若是,求该定点的坐标;若不是,请说明理由.
题型2:圆锥曲线的几何特征
5.(2024大同中学模拟)双曲线的左、右焦点分别为、,直线l过且与双曲线交于A、B两点.
(1)若双曲线的离心率为2;求b的值;
(2)若l的倾斜角为,是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(3)设,若l的斜率存在,且,求l的斜率.
6.(2021年•浦东新区一模)已知椭圆,、为的左、右焦点.
(1)求椭圆的焦距;
(2)点,为椭圆一点,与平行的直线与椭圆交于两点、,若面积为1,求直线的方程;
题型3:直线方程
7.(2020金山区二模)已知动直线l与与椭圆C:x2+=1交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两不同点,且△OPQ的面积S△OPQ=,其中O为坐标原点.
(1)若动直线l垂直于x轴.求直线l的方程;
(2)证明:x12+x22和y12+y22均为定值;
(3)椭圆C上是否存在点D,E,G,使得三角形面积S△ODG=S△ODE=S△OEG=?若存在,判断△DEG的形状;若不存在,请说明理由.
8.(2024·上海崇明·一模)已知椭圆,点、分别是椭圆的下焦点和上焦点,过点的直线与椭圆交于A、B两点.
(1)若直线平行于轴,求线段AB的长;
(2)若点A在y轴左侧,且,求直线l的方程;
9.(2024•浦东新区三模)已知双曲线,点、分别为双曲线的左、右焦点,,、,为双曲线上的点.
(1)求右焦点到双曲线的渐近线的距离;
(2)若,求直线的方程;
题型4:双曲线的渐近线方程
11.(2024·上海青浦·二模)已知双曲线,,分别为其左、右焦点.
(1)求,的坐标和双曲线的渐近线方程;
(2)如图,是双曲线右支在第一象限内一点,圆是△的内切圆,设圆与,,分别切于点,,,当圆的面积为时,求直线的斜率;
13.(2024•宝山区二模)已知双曲线的左、右顶点分别为、,设点在第一象限且在双曲线上,为坐标原点.
(1)求双曲线的两条渐近线夹角的余弦值;
(2)若,求的取值范围;
题型5:求点的坐标
14.(2024·上海嘉定·一模)在平面直角坐标系中,已知椭圆是其左、右焦点,过椭圆右焦点的直线交椭圆于两点.
(1)若,求点的坐标;
(2)若的面积为,求直线的方程;
15.(2024·上海虹口·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,右顶点为,上顶点为,设为上的一点.
(1)当时,求的值;
(2)若点坐标为,则在上是否存在点使的面积为,若存在,请求出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由;
16.(2024•浦东新区校级模拟)已知抛物线的焦点为,过的直线交于,两点,过与垂直的直线交于,两点,其中,在轴上方,,分别为,的中点.
(1)若,求点的横坐标;
(2)证明:直线过定点;
题型6:求离心率的值或范围
17.(2024·上海长宁·二模)已知椭圆为坐标原点;
(1)求的离心率;
(2)设点,点在上,求的最大值和最小值;
18.(2024•嘉定区校级模拟)已知曲线.
(1)若曲线为双曲线,且渐近线方程为,求曲线的离心率;
(2)若曲线为椭圆,且在曲线上.过原点且斜率存在的直线和直线与不重合)与椭圆分别交于,两点和,两点,且点满足到直线和的距离都等于,求直线和的斜率之积.
题型7:求弦长或距离
19.(浦东新区2020届高三上期末(一模))已知曲线,过点作直线和曲线交于、两点.
(1)求曲线的焦点到它的渐近线之间的距离;
(2)若,点在第一象限,轴,垂足为,连结,求直线倾斜角的取值范围;
20.(2024•徐汇区校级模拟)已知点,分别为双曲线的左、右焦点,直线与有两个不同的交点,.
(1)当时,求到的距离;
(2)若为原点,直线与的两条渐近线在一、二象限的交点分别为,,证明;当的面积最小时,直线平行于轴;
21.(2024•宝山区三模)已知抛物线,在上有一点位于第一象限,设的纵坐标为.
(1)若到抛物线准线的距离为3,求的值;
(2)当时,若轴上存在一点,使的中点在抛物线上,求到直线的距离;
题型8:求斜率
22.(2022浦东新区一模)已知斜率为的直线经过抛物线:的焦点,且与抛物线交于不同的两点、.
(1)若点和到抛物线准线的距离分别为和,求;
(2)若,求的值;
(3)点,,对任意确定的实数,若是以为斜边的直角三角形,判断符合条件的点有几个,并说明理由.
23.在平面直角坐标系中,已知双曲线与椭圆,A,B分别为的左、右顶点,点在双曲线上,且位于第一象限.
(1)直线与椭圆相交于第一象限内的点,设直线,,,的斜率分别为,,,,求的值;
(2)直线与椭圆相交于点(异于点A),求的取值范围.
题型9:求参数
24.如图,已知P是圆上的动点,过作直线BP的垂线,垂足为B,交AP于Q,设线段PQ中点M的轨迹为曲线E.
(1)求E的方程;
(2)设E与x轴交于C,D,过点M且斜率为1的直线与E的另一个交点为N,与x轴的交点为G.判断:当M在E上运动时,是否存在常数,使得?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
题型10:三角形周长或面积
25.如图,已知双曲线,经过点且斜率为的直线与交于两点,与的渐近线交于两点(从左至右的顺序依次为),其中.
(1)若点是的中点,求的值;
(2)求面积的最小值.
26.(2022•青浦区二模)已知椭圆的右焦点为F,过F的直线l交Γ于A,B两点.
(1)若直线l垂直于x轴,求线段AB的长;
(2)若直线l与x轴不重合,O为坐标原点,求△AOB面积的最大值;
(3)若椭圆Γ上存在点C使得|AC|=|BC|,且△ABC的重心G在y轴上,求此时直线l的方程.
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2025年高考数学二轮复习压轴题突破拿高分(圆锥曲线篇)
专题训练01 导数十大基础题型
题型1:圆锥曲线标准方程
1. (2023浦东新区三模)已知,曲线.
(1)若曲线为圆,且与直线交于两点,求的值;
(2)若曲线为椭圆,且离心率,求椭圆的标准方程;
【答案】(1)4 (2)
【解析】
【分析】(1)根据曲线是圆,得到,由垂径定理得到弦长;
(2)分焦点在轴与轴上,两种情况,由离心率求出的值,得到椭圆方程;
(3)联立与曲线方程,得到两根之和,两根之积,表达出点坐标,计算出,从而得到A,,三点共线.
【小问1详解】
若曲线为圆,则
圆方程为:,此时圆心到直线的距离
此时;
【小问2详解】
曲线的方程为
当焦点轴上时,
此时
此时椭圆的标准方程为
当焦点轴上时,
此时
此时椭圆的标准方程为;
【点睛】直线与圆锥曲线的位置关系,处理三点共线,四点共圆,或两直线倾斜角互补或相等问题时,往往会转化为斜率之和为0或斜率相等,进而列出方程,代入计算即可.
2.已知平面内点与两定点,连线的斜率之积等于 .
(1)求点的轨迹连同点,所构成的曲线的方程;
(2)设不过坐标原点且不垂直于坐标轴的直线与曲线交于、两点,点为弦的中点:
①求证:直线与直线的斜率之积为定值;
②过点作直线的垂线交曲线于、两点,点为弦的中点设直线与直线交于点,若有,求的最大值.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)根据题意,利用两点求出直线PA、PB的斜率,整理即可求解;
(2)①设A、B、M坐标,利用点差法和两点求斜率公式、中点坐标公式计算即可证明;
②由①知,由直线的点斜式方程直线AB、DE方程,将代入直线方程和可得表达式,同理可得的表达式,根据平面向量的线性运算可得.,结合基本不等式计算即可求解.
【解析】(1)设点,由题,则,
故点的轨迹方程为,
所以曲线的方程为.
(2)①设点,,,则,
由题意知故,
即,
所以,
即,命题得证.
②由①易知,故,
又,故,,
设,点在直线上,则,
又由①同理得,则,
联立式和式得,
又由式得,则,
联立,解得,
易知点与点在轴的同侧,故点在线段上,即与同向,
故,
又
.
当且仅当时取等,所以,
故的最大值为.
3. (2023南洋模范中学三模)已知是焦距为的双曲线上一点,过的一条直线与双曲线的两条渐近线分别交于,,且,过作垂直的两条直线和,与轴分别交于,两点,其中与轴交点的横坐标是.
(1)求的值;
(2)求的最大值,并求此时双曲线的方程;
【答案】(1)
(2)最大值为,双曲线方程为
【解析】
【分析】(1)根据向量运算得到,根据渐近线方程得到,,代入计算得到答案.
(2)考虑和两种情况,根据得到,再利用均值不等式计算得到答案.
(3)确定直线方程,计算两点的坐标,根据得到圆方程,再根据且,得到定点.
【小问1详解】
,即,即,
故,
双曲线的渐近线方程为,,在渐近线上,
不妨取,则,则,
点在双曲线上,则,
故,,
故,
【小问2详解】
当时,,与轴的交点为,
,
,同号,于是,
,,,
当且仅当时,此时,双曲线方程为;
当时,,,,
,点在双曲线上,则,,,
当时,同样当且仅当时,
综上所述:的最大值为,双曲线方程为.
4.(2024•杨浦区校级三模)设,是双曲线上的两点.直线与双曲线的交点为,两点.
(1)若双曲线的离心率是,且点在双曲线上,求双曲线的方程;
(2)设、分别是双曲线的左、右顶点,直线平行于轴.求直线与斜率的乘积,并求直线与的交点的轨迹方程;
(3)设双曲线,其中,,点是抛物线上不同于点、的动点,且直线与双曲线相交于另一点,直线与双曲线相交于另一点,问:直线是否恒过某一定点?若是,求该定点的坐标;若不是,请说明理由.
【分析】(1)根据所给条件得到关于,的方程组,解得即可;
(2)设,或,,则,,表示出,,利用点在双曲线上得到,再由三点共线得到,代入双曲线方程,整理可得;
【解答】解:(1)由题意可得,
解得,,
故双曲线的方程为;
(2)设,或,则,,,,,
则,所以,
又,即,
所以,
则,,由,,三点共线得:,
,,由,,三点共线得:,
所以,,又,
所以,即,则,
故直线与直线的交点的轨迹的方程为;
【点评】本题考查了双曲线的性质及直线与双曲线的位置关系,属于难题.
题型2:圆锥曲线的几何特征
5.(2024大同中学模拟)双曲线的左、右焦点分别为、,直线l过且与双曲线交于A、B两点.
(1)若双曲线的离心率为2;求b的值;
(2)若l的倾斜角为,是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(3)设,若l的斜率存在,且,求l的斜率.
【答案】(1);
(2);
【分析】(1)利用离心率求解即可,(2)利用是等边三角形,得到.
【解析】(1),,∴.
∴,∴;
(2)设.由题意,,,,
因为是等边三角形,所以,即,
解得.故双曲线的渐近线方程为;
6.(2021年•浦东新区一模)已知椭圆,、为的左、右焦点.
(1)求椭圆的焦距;
(2)点,为椭圆一点,与平行的直线与椭圆交于两点、,若面积为1,求直线的方程;
【答案】)(1)(2)(3)
【详解】(1)由椭圆,
可得,,,
则椭圆的焦距为;
(2)由,设,代入得,
由△,得,
,,
所以,
又到直线的距离为,
由,
所以;
题型3:直线方程
7.(2020金山区二模)已知动直线l与与椭圆C:x2+=1交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两不同点,且△OPQ的面积S△OPQ=,其中O为坐标原点.
(1)若动直线l垂直于x轴.求直线l的方程;
(2)证明:x12+x22和y12+y22均为定值;
(3)椭圆C上是否存在点D,E,G,使得三角形面积S△ODG=S△ODE=S△OEG=?若存在,判断△DEG的形状;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)设直线l的方程为:x=m,由S△OPQ==,可得点P(m,),代入椭圆C的方程即可求出m的值,从而得到直线l的方程;
(2)当直线l的斜率不存在时,易求x12+x22=1,y12+y22=2,当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:y=kx+m,与椭圆方程联立,利用弦长公式以及点到直线距离公式,根据三角形的面积,可得到2+k2=2m2,代入,y12+y22化简即可得到x12+x22=1,y12+y22=2;
【解答】解:(1)设直线l的方程为:x=m,
∴S△OPQ==,
∴,
∴点P(m,),代入椭圆C的方程得:,
解得:,∴m=,
∴直线l的方程为:x=;
(2)①当直线l的斜率不存在时,点P,Q两点关于x轴对称,所以x2=x1,y2=﹣y1,
因为点P(x1,y1)在椭圆上,因此①,
又因为S△OPQ=,所以②,
由①、②得:,|y1|=1,
此时x12+x22=1,y12+y22=2;
②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为:y=kx+m,依题意m≠0,
联立方程,消去y得:(2+k2)x2+2kmx+m2﹣2=0,
∴△=4k2m2﹣4(2+k2)(m2﹣2)>0,即2+k2>m2 (*),
且x1+x2=,,
∴|PQ|==,
又∵原点O到直线l的距离为d=,
∴S△OPQ==×==,
整理得:2+k2=2m2,符合(*)式,
此时,=====1,
=2(1﹣x12)+2=4﹣2()=2,
综上所述,x12+x22=1,y12+y22=2;
【点评】本题主要考查了点到直线距离公式,考查了直线与椭圆的位置关系,以及三角形面积公式,是中档题.
8.(2024·上海崇明·一模)已知椭圆,点、分别是椭圆的下焦点和上焦点,过点的直线与椭圆交于A、B两点.
(1)若直线平行于轴,求线段AB的长;
(2)若点A在y轴左侧,且,求直线l的方程;
【答案】(1)3
(2)或
(3)存在,或或
【分析】(1)根据椭圆方程求出直线与椭圆交点的横坐标后可求;
(2)设,根据点在椭圆上和可得关于的方程组,求出其解后可得直线方程;
【详解】(1)由题意,、,所以直线的方程是,
代入中,得,所以
(2)设,则
所以,
又,所以所以点坐标是或,
所以直线的方程是或.
9.(2024•浦东新区三模)已知双曲线,点、分别为双曲线的左、右焦点,,、,为双曲线上的点.
(1)求右焦点到双曲线的渐近线的距离;
(2)若,求直线的方程;
【分析】(1)由已知结合点到直线的距离公式即可直接求解;
(2)先设直线的方程,联立直线与双曲线方程,结合方程的根与系数关系可求;
【解答】解:(1)由题,右焦点,
渐近线方程为,
因此焦点到渐近线的距离为;
(2)显然,直线不与轴重合,设直线方程为,
由,得,
联立方程,得,
其中,△恒成立,,,
代入,消元得,,
即,解得,
所以,直线的方程为;
【点评】本题主要考查了双曲线的性质及直线与双曲线位置关系的应用,属于中档题.
题型4:双曲线的渐近线方程
11.(2024·上海青浦·二模)已知双曲线,,分别为其左、右焦点.
(1)求,的坐标和双曲线的渐近线方程;
(2)如图,是双曲线右支在第一象限内一点,圆是△的内切圆,设圆与,,分别切于点,,,当圆的面积为时,求直线的斜率;
【答案】(1),,
(2);
【分析】(1) 直接根据题干给的双曲线的标准方程求得答案;
(2)由双曲线的定义以及切线的性质可得圆的半径,再借助于点到直线的距离公式求直线的斜率;
【详解】(1)因为双曲线,所以,所以,
即,,
所以双曲线的渐近线方程是 ;
(2)由题意可知,,,
所以,
,即是椭圆右顶点
设圆的半径为,因为圆的面积为,则,即,
,
设直线的斜率为,则直线的方程为,即,
由圆心到直线的距离等于圆的半径,
可得,
解得直线的斜率为
【点睛】关键点点睛:针对类似于的角度问题,一般情况下会转化垂直问题,再结合垂直时的斜率之积为-1即可解决问题.
13.(2024•宝山区二模)已知双曲线的左、右顶点分别为、,设点在第一象限且在双曲线上,为坐标原点.
(1)求双曲线的两条渐近线夹角的余弦值;
(2)若,求的取值范围;
【分析】(1)根据题意可得两条渐近线方程为,则,设两条直线夹角为,则,,即可得答案.
(2)设,,,,由已知得,即,又点在双曲线上,有,推出,进而可得答案.
【解答】解:(1)两条渐近线方程为,
所以
设两条直线夹角为,则,
所以双曲线的两条渐近线夹角的余弦值为.
(2)设,,,,由已知得、,
,,
则,
得,
又点在双曲线上,有,即,
从而,
所以,
又点是双曲线在第一象限的点,
所以,
,
所以.
题型5:求点的坐标
14.(2024·上海嘉定·一模)在平面直角坐标系中,已知椭圆是其左、右焦点,过椭圆右焦点的直线交椭圆于两点.
(1)若,求点的坐标;
(2)若的面积为,求直线的方程;
【答案】(1)或;
(2)或;
【分析】(1)利用向量数量积的坐标表示计算可得或;
(2)设直线的方程为,联立直线与椭圆方程根据韦达定理计算可得,可得直线的方程;
【详解】(1)易知,设点,
可得,可得,
则,
所以,解得,
可得,
即或
(2)设直线的方程为,,
联立并整理可得,
所以,
易知的面积为
,
解得,即;
所以直线的方程为或.
15.(2024·上海虹口·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,右顶点为,上顶点为,设为上的一点.
(1)当时,求的值;
(2)若点坐标为,则在上是否存在点使的面积为,若存在,请求出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由;
【答案】(1)
(2)存在;或
【分析】(1)求出点坐标后,根据椭圆定义可求得结果;
(2)根据三角形面积可求得点到直线的距离为,利用平行直线间距离公式可求得到直线的距离为的直线方程,与椭圆方程联立可求得点坐标;
【详解】(1)由椭圆方程知:,,,则,
设,,解得:,即,
由椭圆定义知:.
(2)由(1)知:,
,;
若存在点,使的面积为,
则点到直线的距离,
,直线方程为:,即,
设平行于直线且到直线的距离为的直线方程为,
,解得:或;
当时,直线方程为,
由得:,解得:或,
或,点或;
当时,直线方程为,
由得:,方程无解,
即直线与椭圆无交点,此时不存在满足题意的点;
综上所述:存在满足条件的点,点坐标为或.
【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、参数取值范围的求解问题;本题求解参数范围的关键是能够根据向量数量积关系,将问题转化为,从而利用两点间距离公式和韦达定理化简该等量关系.
16.(2024•浦东新区校级模拟)已知抛物线的焦点为,过的直线交于,两点,过与垂直的直线交于,两点,其中,在轴上方,,分别为,的中点.
(1)若,求点的横坐标;
(2)证明:直线过定点;
【分析】(1)由抛物线的性质可得弦长的表达式,进而可得的中点的横坐标;
(2)设直线的方程,与抛物线的方程联立,可得两根之和及两根之积,可得的中点的坐标,同理可得的坐标,再分和两种情况讨论直线的方程,进而可得直线恒过的定点的坐标;
【解答】(1)解:由抛物线性质知,
可得,
所以的中点的横坐标;
(2)证明:如图,设,,,,不妨设,
设,则,
由,得,
故,,,,
所以,,因为,
同理可得,
若,则直线,
过点,
若,则直线,
综上所述:直线过定点;
【点评】本题考查抛物线的性质的应用,直线与抛物线的综合应用,三角形面积公式的应用,基本不等式的性质的应用,属于难题.
题型6:求离心率的值或范围
17.(2024·上海长宁·二模)已知椭圆为坐标原点;
(1)求的离心率;
(2)设点,点在上,求的最大值和最小值;
【答案】(1)
(2)的最大值为,最小值为
【分析】(1)利用椭圆方程即可直接求得其离心率;
(2)利用椭圆的几何性质,结合两点距离公式与二次函数的性质即可得解;
【详解】(1)设的半长轴长为,半短轴长为,半焦距为,
则,则,所以.
(2)依题意,设,则,,故,
则,
所以由二次函数的性质可知,当时,取得最小值为,
当时,取得最大值为.
【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,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.
18.(2024•嘉定区校级模拟)已知曲线.
(1)若曲线为双曲线,且渐近线方程为,求曲线的离心率;
(2)若曲线为椭圆,且在曲线上.过原点且斜率存在的直线和直线与不重合)与椭圆分别交于,两点和,两点,且点满足到直线和的距离都等于,求直线和的斜率之积.
【分析】(1)分焦点在轴、轴两种情况讨论,分别求出离心率;
(2)将点代入方程,求出的值,即可求出曲线方程,设直线的方程为,直线的方程为,设,,利用点到直线的距离公式得到,是一元二次方程的两实数根,利用韦达定理计算可得;
【解答】解:(1)因为曲线为双曲线,
若焦点在轴,则,又渐近线方程为,
则,即,解得或(舍去),
此时曲线的离心率;
若焦点在轴上,则,又渐近线方程为,
则,即,解得(舍去)或,
此时曲线的离心率.
综上可得曲线的离心率为或2.
(2)依题意,解得或,
当时,曲线,符合题意;
当时,曲线,符合题意;
设直线的方程为,直线的方程为,设,,
则根据点到直线的距离公式可得,
化简得,
同理可得,
所以是一元二次方程的两实数根,
△,则有,
又点,所以.
【点评】本题考查了直线与椭圆的综合,考查了分类讨论思想及方程思想,属于中档题.
题型7:求弦长或距离
19.(浦东新区2020届高三上期末(一模))已知曲线,过点作直线和曲线交于、两点.
(1)求曲线的焦点到它的渐近线之间的距离;
(2)若,点在第一象限,轴,垂足为,连结,求直线倾斜角的取值范围;
【解答】(1)曲线的焦点为,渐近线方程,……2分
由对称性,不妨计算到直线的距离,. ……4分
(2) 设,,从而7分
又因为点在第一象限,所以, ………………………8分
从而,……………………………………………9分
所以直线倾斜角的取值范围是 …………………10分
20.(2024•徐汇区校级模拟)已知点,分别为双曲线的左、右焦点,直线与有两个不同的交点,.
(1)当时,求到的距离;
(2)若为原点,直线与的两条渐近线在一、二象限的交点分别为,,证明;当的面积最小时,直线平行于轴;
【分析】(1)易求焦点坐标,可得到的距离;
(2)求得两渐近线方程,联立方程可得,可证结论;
【解答】解:(1)由双曲线的左焦点,,右焦点,,
时,,,
直线,到的距离;
(2)由双曲线得两渐近线的方程为,
直线与的两条渐近线在一、二象限的交点分别为,,,
由得交点的横坐标为,
由得交点的横坐标为,
,当时取等号,
所以当的面积最小时,直线平行于轴;
【点评】本题考查直线与双曲线的位置关系,考查运算求解能力,属难题.
21.(2024•宝山区三模)已知抛物线,在上有一点位于第一象限,设的纵坐标为.
(1)若到抛物线准线的距离为3,求的值;
(2)当时,若轴上存在一点,使的中点在抛物线上,求到直线的距离;
【分析】(1)根据题意可得点的横坐标为2,将其代入抛物线的方程,即可求得的值;
(2)易知,设,由的中点在抛物线上,可得的值,进而得到直线的方程,再由点到直线的距离公式得解;
【解答】解:(1)抛物线的准线为,
由于到抛物线准线的距离为3,
则点的横坐标为2,则,
解得;
(2)当时,点的横坐标为,则,
设,则的中点为,
由题意可得,解得,
所以,
则,
由点斜式可得,直线的方程为,即,
所以原点到直线的距离为;
【点评】本题考查抛物线的定义及其性质,考查直线与抛物线的综合运用,考查运算求解能力,属于中档题.
题型8:求斜率
22.(2022浦东新区一模)已知斜率为的直线经过抛物线:的焦点,且与抛物线交于不同的两点、.
(1)若点和到抛物线准线的距离分别为和,求;
(2)若,求的值;
(3)点,,对任意确定的实数,若是以为斜边的直角三角形,判断符合条件的点有几个,并说明理由.
解:(1)根据抛物线定义,,∴. ……………4分.
(2)直线的方程为,
, , ………………5分
………………6分
,
,
, …………8分
, ………………9分
代入(5)得:,
或, ∴ . ………………10分
(3)∵ 是以为斜边的直角三角形,
∴ ,, ………………11分
, ,
即,
,
(或者),
∴ ,, ………………14分
, ,方程仅有一个正实数解,
存在一个满足条件的点. ………………16分.
23.在平面直角坐标系中,已知双曲线与椭圆,A,B分别为的左、右顶点,点在双曲线上,且位于第一象限.
(1)直线与椭圆相交于第一象限内的点,设直线,,,的斜率分别为,,,,求的值;
(2)直线与椭圆相交于点(异于点A),求的取值范围.
【答案】(1)0
(2)
【分析】(1)方法1:设直线,联立双曲线方程和椭圆方程,求得P,M两点坐标,因为,,则可求出,,所以;方法2:设,,因为点在双曲线上,点在椭圆线上,得出x,y的关系,即可求出,,再利用,,三点共线,即可求出的值.
(2)设直线的方程为,联立双曲线方程求出点坐标,联立椭圆方程求出N点坐标,即可求出,因为点位于第一象限,可求k的取值范围,则可求出函数值域,即的取值范围.
【解析】(1)方法1:设直线,
联立,消,得,
所以,解得,
设,则,
所以.
联立,消,得,
设,则,
所以.
因为,,
所以,
,
所以.
方法2设,,
因为,,
所以,
.
因为点在双曲线上,所以,
所以,所以.
因为点在椭圆线上,所以,
所以,所以.
因为,,三点共线,所以,
所以.
(2)设直线的方程为,
联立,消,得
,
解得,,
所以点的坐标为,
因为点位于第一象限,所以,
解得,联立,消,得
,
解得,,
所以点的坐标为,
所以,
设,则,
所以.
因为函数在区间上单调递增,
所以当时,,所以,
所以,即,
故的取值范围为.
【点睛】(1)此题考查椭圆与双曲线对称性辨析,求解直线与曲线交点坐标,根据坐标表示斜率之积和斜率之和证明结论.
(2)解答直线与圆锥曲线的题目时,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.
题型9:求参数
24.如图,已知P是圆上的动点,过作直线BP的垂线,垂足为B,交AP于Q,设线段PQ中点M的轨迹为曲线E.
(1)求E的方程;
(2)设E与x轴交于C,D,过点M且斜率为1的直线与E的另一个交点为N,与x轴的交点为G.判断:当M在E上运动时,是否存在常数,使得?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)根据椭圆的定义求得的方程.
(2)设MN的方程为并与的方程联立,化简写出根与系数关系,计算出,从而求得正确答案.
【解析】(1)因为,且M为PQ中点,所以.
因为P是圆上的点,且A为圆心,所以.
所以.
又因为,则.
所以M的轨迹是以A,B为焦点,长轴长为4的椭圆.
则在该椭圆中,,,.
故所求的椭圆方程为.
(2)依题意,C,D是椭圆与x轴的交点.
不妨设C在D的左侧,则C,D分别是椭圆的左,右顶点.
故,.
设MN的方程为.
令,得,即.
所以,.
则.
联立,消去x得:.
整理得
由,得.
设,.
则,.
,同理.
所以.
即.
所以存在,使得.
题型10:三角形周长或面积
25.如图,已知双曲线,经过点且斜率为的直线与交于两点,与的渐近线交于两点(从左至右的顺序依次为),其中.
(1)若点是的中点,求的值;
(2)求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)联立直线与双曲线方程,根据点是的中点,列方程求解即可.
(2)联立直线与双曲线方程,表示出的长,根据点到直线的距离公式表示出三角形的高,从而得到三角形面积表达式,即可求得结果.
(1)
设
联立直线与双曲线方程,消去得,
由韦达定理可知,
联立直线与其中一条渐近线方程,解得
即,同理可得,
则,
则可知的中点与中点重合.
由于是的中点,所以,解得;
(2)
与联立,消去得
由(1)知,.或
由于,
所以,
又到直线的距离,所以
整理得,
令,则,
当,即时,
的最大值为2,所以的最小值为.
26.(2022•青浦区二模)已知椭圆的右焦点为F,过F的直线l交Γ于A,B两点.
(1)若直线l垂直于x轴,求线段AB的长;
(2)若直线l与x轴不重合,O为坐标原点,求△AOB面积的最大值;
(3)若椭圆Γ上存在点C使得|AC|=|BC|,且△ABC的重心G在y轴上,求此时直线l的方程.
【分析】(1)令x=1,求出y=±即可.
(2)设直线l:x=my+1,与椭圆方程联立,利用韦达定理和三角形面积公式表达出△ABO的面积即可.
(3)分类讨论直线l,与椭圆方程联立,利用中点坐标公式求出M的坐标,再利用重心的性质求出C的坐标,代入椭圆即可求解.
【解答】解:(1)∵F(1,0),令x=1,则+=1,∴y=±,∴|AB|=3.
(2)设直线l:x=my+1(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立得,则(3m2+4)y2+6my﹣9=0,
则Δ=144(m2+1),y1+y2=,y1•y2=,
∴|y1﹣y2|==,
∴S△AOB=|OF|•|y1﹣y2|=×,
令=t,t≥1,则S△AOB==,
∵y=3t+在[1,+∞)上为增函数,
∴S△AOB==≤=,当且仅当t=1,即m=0时取等号,
∴△AOB面积的最大值为.
(3)当直线l不与x轴重合时,
设直线l:x=my+1(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为M,
联立得,则(3m2+4)y2+6my﹣9=0,
Δ=144(m2+1),y1+y2=,y1•y2=,
∵△ABC的重心G在y轴上,
∴x1+x2+xC=0,
∴xC=﹣(x1+x2)=﹣m(y1+y2)﹣2=,
xM===,
yM==,
∵|AC|=|BC|,∴CM⊥AB,
∴直线CM:y﹣yM=﹣m(x﹣xM),∴yC=yM﹣m(xC﹣xM)=,
∴C(,),代入椭圆得,m2(3m2﹣1)=0,
∴m=0或m=±,
∴直线l:x=1或x=±y+1,
当直线l与x轴重合时,C点在椭圆的上,下顶点,满足题意,此时l:y=0,
综上,直线l:x=1或y=0或x=±y+1.
【点评】本题考查了椭圆的方程,直线与椭圆的位置关系,属于难题.
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