内容正文:
专题07 直线与圆、椭圆、双曲线、抛物线
(八大题型)
一、离心率及其应用
1.(2025·湖南长沙·一模)若双曲线 的离心率为 3 , 则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.3
2.(2025·湖南·一模)已知点、是椭圆的左、右焦点,点M为椭圆B上一点,点关于的角平分线的对称点N也在椭圆B上,若,则椭圆B的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(2025·湖南·一模)已知椭圆及圆,如图,过点与椭圆相切的直线交圆于点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(2025·湖南·一模)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,,离心率分别为,,点P为椭圆与双曲线在第一象限的公共点,且,若,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
二、直线与圆
5.(2025·湖南·一模)已知圆截直线所得弦的长度小于6,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
6.2025·湖南·一模)(多选)已知正方形ABCD在平面直角坐标系xOy中,且AC:,则直线AB的方程可能为( )
A. B.
C. D.
7.(2025·湖南长沙·一模)(多选)已知是圆上的动点,直线与交于点,则( )
A. B.直线与圆相切
C.直线与圆截得弦长为 D.的值为
8.(2025·湖南·一模)若直线与圆交于、两点,则的取值不可能为( )
A. B. C. D.
9.(2025·湖南长沙·一模)在平面直角坐标系中,已知直线与圆交于两点,则的面积的最大值为( )
A.1 B. C. D.
10.(2025·湖南长沙·一模)(多选)已知圆 ,直线 ,则( )
A.直线 恒过定点
B.当时,圆上恰有三个点到直线的距离等于 1
C.直线与圆可能相切
D.若圆与圆 恰有三条公切线,则
11.(2025·湖南永州·一模)已知点,圆,则( )
A.圆与圆公共弦所在直线的方程为
B.直线与圆总有两个交点
C.圆上任意一点都有
D.是的等差中项,直线与圆交于两点,当最小时,的方程为
三、弦长问题
12.(2025·湖南·一模)设抛物线的焦点为,经过点的直线与抛物线相交于两点,且点恰为的中点,则 .
13.(2025·湖南邵阳·一模)经过椭圆的右焦点作倾斜角为的直线,直线与椭圆相交于,两点,则( )
A. B. C. D.
14.(2025·湖南娄底·一模)已知点F是抛物线的焦点,点A是抛物线E上一点.过点A作圆的两条切线,切点分别为B,C,且分别交抛物线的准线于M,N两点,M,N位于y轴异侧(如图所示).若,则的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.
四、小题中的最值
15.(2025·湖南·一模)已知过抛物线的焦点且倾斜角为的直线交于两点,是的中点,点是上一点,若点的纵坐标为1,直线,则到的准线的距离与到的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
16.(2025·湖南岳阳·一模)已知椭圆分别为椭圆的左右焦点,离心率为,点为直线上的一点.当的外接圆周长取最小值时,该圆的半径为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
五、多选题多考点综合
17.(2025·湖南·一模)已知抛物线的焦点为,直线,过的直线交抛物线于,两点,交直线于点,,,则( )
A.的面积的最大值为2 B.
C. D.
18.(2025·湖南·一模)过抛物线 的焦点的直线交抛物线于 两点 ,若 ,则下列说法正确的是( )
A.为定值
B.抛物线 的准线方程为
C.过 两点作抛物线的切线,两切线交于点 ,则点 在以为直径的圆上
D.若过点且与直线垂直的直线 交抛物线于 两点,则
19.(2025·湖南·一模)已知,双曲线C:,则( )
A.可能是第一象限角 B.可能是第四象限角
C.点可能在C上 D.点可能在C上
20.(2025·湖南邵阳·一模)已知抛物线的焦点为,准线过点,是抛物线上的动点,则( )
A.
B.当时,的最小值为
C.点到直线的距离的最小值为2
D.当时,直线ON的斜率的最大值为
21.(2025·湖南·一模)已知曲线C的方程为,下列说法正确的有()
A.曲线C关于直线对称
B.,
C.曲线C被直线截得的弦长为
D.曲线C上任意两点距离的最大值为
22.(2025·湖南·一模)已知是双曲线:的左右焦点,过点的直线与双曲线的左右两支分别交于两点,和的内切圆半径分别为.设点为的内心,的面积为,的面积为,的面积为,且,则下列说法正确的是( )
A. B.双曲线的离心率
C. D.
六、斜率问题
23.(2025·湖南·一模)已知椭圆(其中)的离心率为,左右焦点分别为,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点作斜率为的直线与椭圆C交于不同的两点,过原点作的垂线,垂足为D.若点D恰好是与A的中点,求的值.
七、面积问题
24.(2025·湖南·一模)在平面直角坐标系中,设椭圆的离心率为,,分别是椭圆的左、右焦点,过作两条互相垂直的直线,,直线与交于,两点,直线与交于,两点,且的周长是.
(1)求椭圆的方程;
(2)当时,求的面积.
25.(2025·湖南长沙·一模)如图,椭圆过点,短轴长为,椭圆的左、右顶点分别为,,过椭圆的右焦点且与轴相交的直线与椭圆相交于,两点,与抛物线相交于,两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求直线在轴上截距的范围.
26.(2025·湖南·一模)已知椭圆C:经过点,且焦距与长半轴相等.
(1)求椭圆C的方程;
(2)不过右焦点且与x轴垂直的直线交椭圆C于A,M两个不同的点,连接交椭圆C于点B.
(i)若直线MB交x轴于点N,证明:N为一个定点;
(ii)若过左焦点的直线交椭圆C于D,G两个不同的点,且ABDG,求四边形ADBG面积的最小值.
27.(2025·湖南·一模)已知双曲线的左,右焦点分别为,双曲线C的虚轴长为2,有一条渐近线方程为.如图,点A是双曲线C上位于第一象限内的点,过点A作直线l与双曲线的右支交于另外一点B,连接并延长交双曲线左支于点P,连接与,其中l垂直于的平分线m,垂足为D.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)求证:直线m与直线的斜率之积为定值;
(3)求的最小值.
八、定点问题
28.(2025·湖南岳阳·一模)已知抛物线的焦点为,点在直线上,是抛物线上两个不同的点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线的斜率为,若,证明:直线过定点,并求定点坐标.
29.(2025·湖南邵阳·一模)已知双曲线的渐近线方程为,右顶点为,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与C相交于F,G两点,点E与点F关于轴对称,问直线EG是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(3)将圆心在轴上,且与C的两支各恰有一个公共点的圆称为“子圆”,若两个“子圆”外切于点,圆心距为,求.
30.(2025·湖南·一模)设抛物线的焦点为,已知点到圆上一点的距离的最大值为6.
(1)求抛物线的方程.
(2)设是坐标原点,点是抛物线上异于点的两点,直线与轴分别相交于两点(异于点),且是线段的中点,试判断直线是否经过定点.若是,求出该定点坐标;若不是,说明理由.
31.(2025·湖南·一模)已知抛物线的焦点为F,在第一象限内的点和第二象限内的点都在抛物线C上,且直线过焦点F.按照如下方式依次构造点:过点作抛物线C的切线与x轴交于点,过点作x轴的垂线与抛物线C相交于点,设点的坐标为.用同样的方式构造点,设点的坐标为.
(1)证明:数列都是等比数列;
(2)记,求数列的前n项和;
(3)证明:当时,直线都过定点.
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专题07 直线与圆、椭圆、双曲线、抛物线
(八大题型)
一、离心率及其应用
1.(2025·湖南长沙·一模)若双曲线 的离心率为 3 , 则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【分析】根据已知双曲线的离心率得出的关系,再求双曲线的离心率.
【详解】因为双曲线 的离心率,所以,
所以双曲线 的离心率.
故选:A.
2.(2025·湖南·一模)已知点、是椭圆的左、右焦点,点M为椭圆B上一点,点关于的角平分线的对称点N也在椭圆B上,若,则椭圆B的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据角平分线的对称性质和椭圆的性质得,再结合题设得,进而求出,再结合椭圆的定义以及余弦定理即可求解.
【详解】由题意可知,,
且,,
所以,
因为,所以,
所以即,
又,所以,
所以由余弦定理得,
整理得,所以即.
故选:B.
【点睛】关键点睛:解决本题的关键1是抓住角平分线的对称性之和椭圆的几何性质求出,关键2是利用和的关系求出,再在中结合余弦定理即可求解.
3.(2025·湖南·一模)已知椭圆及圆,如图,过点与椭圆相切的直线交圆于点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由等边三角形可得,设直线的方程为,求得圆心到直线的距离,由圆的弦长公式可得,联立椭圆方程,运用相切的条件:判别式为0,化简整理,由离心率公式计算即可得到所求值.
【详解】由,可得为等边三角形,即,
设直线的方程为,则圆心到直线的距离为,
弦长,解得,
可得直线,代入椭圆方程,
可得,
由直线和椭圆相切,可得:,
化简可得,由,可得,即有.
故选:A
4.(2025·湖南·一模)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,,离心率分别为,,点P为椭圆与双曲线在第一象限的公共点,且,若,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题先求出椭圆中的长半轴长与半焦距,然后在再分别由勾股定理,椭圆和双曲线的定义求解双曲线的实半轴长,即可求出双曲线方程.
【详解】椭圆中,,双曲线的实半轴长,
在三角形中,
,
所以
,
所以,
即,
所以,由题焦点在轴上,
故双曲线方程为,
故选:D.
二、直线与圆
5.(2025·湖南·一模)已知圆截直线所得弦的长度小于6,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】将圆的方程化为标准方程,再利用直线与圆相交的性质与圆的弦长公式得到关于的不等式组,解之即可得解.
【详解】因为圆,可化为,
则其圆心为,半径为,且,即,
圆心到直线的距离为,
因为直线与圆相交,且所得弦的长度小于6,
所以,解得,
综上,,即.
故选:D.
6.2025·湖南·一模)(多选)已知正方形ABCD在平面直角坐标系xOy中,且AC:,则直线AB的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】由正方形的特征可知,直线与直线夹角为,由直线斜率利用两角差的正切公式求出直线的斜率,对照选项即可判断.
【详解】设直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,
直线斜率为2,有,则.
依题意有或,
当时,,即,
解得,即直线的斜率为-3,C选项中的直线斜率符合;
当时,,即,
解得,即直线的斜率为,B选项中的直线斜率符合.
故选:BC
7.(2025·湖南长沙·一模)(多选)已知是圆上的动点,直线与交于点,则( )
A. B.直线与圆相切
C.直线与圆截得弦长为 D.的值为
【答案】ACD
【分析】根据两直线一般式满足的系数关系即可求解A,根据点到直线的距离与半径的关系即可求解B,根据弦长公式即可求解C,根据勾股定理即可求解D.
【详解】直线与,
由于,,故A正确;
圆心到的距离,直线与圆相离,故B错误;
圆心到的距离,弦长,故C正确;
由于,过圆心分别作的垂线,垂足为,如图,
则四边形为矩形,,故D正确.
故选:ACD.
8.(2025·湖南·一模)若直线与圆交于、两点,则的取值不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】作出图形,利用勾股定理求出的取值范围,即可得解.
【详解】圆的圆心为,半径为,
直线的方程可化为,
联立,解得,即直线过定点,且直线不表示直线,
显然当直线过圆心时,取最大值,
当直线与垂直时,圆心到的距离取最大值,
此时,取最小值,
因为,则直线的斜率为,
此时,直线的方程为,即,不合乎题意,
因此,的取值范围是.
故选:A.
9.(2025·湖南长沙·一模)在平面直角坐标系中,已知直线与圆交于两点,则的面积的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】求得直线过定点以及圆心到直线的距离的取值范围,得出的面积的表达式利用三角函数单调性即可得出结论.
【详解】根据题意可得直线恒过点,该点在已知圆内,
圆的圆心为,半径,作于点,如下图所示:
易知圆心到直线的距离为,所以,
又,可得;
因此可得,
所以的面积为.
故选:D
10.(2025·湖南长沙·一模)(多选)已知圆 ,直线 ,则( )
A.直线 恒过定点
B.当时,圆上恰有三个点到直线的距离等于 1
C.直线与圆可能相切
D.若圆与圆 恰有三条公切线,则
【答案】AD
【分析】本题先根据直线l的方程判断出直线l恒过的定点,再判断该定点与圆的位置关系,可解决选项A和选项C的问题;根据圆心到直线的距离判断满足条件点的个数,可解决选项B的问题;由选项D的条件可得两圆外切,由此可求得参数a的值.
【详解】由直线,得 ,
因为,则满足 ,解得 ,
所以直线恒过定点 ,故选项A正确.
因为当时,直线为:,
则圆心 到直线的距离为 ,
则此时直线与圆相交所得劣弧的顶点到直线的距离,
所以圆上只有 2 个点到直线的距离为 1,故选项B错误.
因为直线过定点 ,又 ,
所以定点在圆内,则直线与圆一定相交,故选项错误.
由圆的方程 可得,,
所以圆心为 ,半径为 ,
因为两圆有三条公切线,所以两圆的位置关系为外切,
则 ,解得 ,故选项正确.
故选:AD.
11.(2025·湖南永州·一模)已知点,圆,则( )
A.圆与圆公共弦所在直线的方程为
B.直线与圆总有两个交点
C.圆上任意一点都有
D.是的等差中项,直线与圆交于两点,当最小时,的方程为
【答案】BCD
【分析】A通过圆的方程相减即可判断,B通过直线过定点,点在圆内即可判断;C:求得的轨迹方程即可判断;D通过等差中项得到,确定直线过定点,由最小,得到圆心和弦中点的连线与直线,即可求解.
【详解】对于A:两圆方程相减可得公共弦所在直线的方程:;错误
对于B:过定点,而在圆的内部,所以直线与圆总有两个交点,正确;
对于C:设,由可得:化简可得: ,所以满足条件的轨迹就是圆,正确;
对于D:因为是的等差中项,所以(不同时为0)
所以可化为,即
可令,
解得,则直线过定点,
设的圆心为,
当与直线垂直时,最小,此时,
即,得,结合
所以,解得
直线的方程为.正确
故选:BCD
三、弦长问题
12.(2025·湖南·一模)设抛物线的焦点为,经过点的直线与抛物线相交于两点,且点恰为的中点,则 .
【答案】14
【分析】设,根据抛物线的定义,得,又根据中点坐标公式,可得,代入即可得到的值.
【详解】由题意可得,
设,抛物线的准线:,
过分别作准线的垂线,垂足分别为,
根据抛物线的定义,得,
故,
因为的中点为,
所以,可得,
所以.
故答案为:.
13.(2025·湖南邵阳·一模)经过椭圆的右焦点作倾斜角为的直线,直线与椭圆相交于,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由椭圆方程求得焦点坐标,从而写出直线方程,联立方程组得一元二次方程,由韦达定理得到两个的和与差,利用交点弦长公式即可求得结果.
【详解】,,∴,即,
,∴,
联立方程组得,整理得,
设,,∴,,
.
故选:A.
14.(2025·湖南娄底·一模)已知点F是抛物线的焦点,点A是抛物线E上一点.过点A作圆的两条切线,切点分别为B,C,且分别交抛物线的准线于M,N两点,M,N位于y轴异侧(如图所示).若,则的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.
【答案】B
【分析】设与圆O相切于点D,由切线长定理可得的周长为,可得,设,由题意得,可得,计算可得,结合已知可得,可求.
【详解】设与圆O相切于点D,由题图及切线长相等可得:,,,
∴的周长为,
∴,
设,由题意得,
∵,∴,
∴,
由,则,解得,
所以.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:关键在于利用切线长定理与三角形的面积得到,进而计算求解.
四、小题中的最值
15.(2025·湖南·一模)已知过抛物线的焦点且倾斜角为的直线交于两点,是的中点,点是上一点,若点的纵坐标为1,直线,则到的准线的距离与到的距离之和的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先联立与抛物线方程,结合已知、韦达定理求得,进一步通过抛物线定义、三角形三边关系即可求解,注意检验等号成立的条件.
【详解】由题得的焦点为,设倾斜角为的直线的方程为,
与的方程联立得,
设,则,故的方程为.
由抛物线定义可知点到准线的距离等于点到焦点的距离,
联立抛物线与直线,化简得,
由得与相离.
分别是过点向准线、直线以及过点向直线引垂线的垂足,连接,
所以点到的准线的距离与点到直线的距离之和,等号成立当且仅当点为线段与抛物线的交点,
所以到的准线的距离与到的距离之和的最小值为点到直线0的距离,即.
故选:D.
16.(2025·湖南岳阳·一模)已知椭圆分别为椭圆的左右焦点,离心率为,点为直线上的一点.当的外接圆周长取最小值时,该圆的半径为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】C
【分析】先由几何关系确定当外接圆的半径为时,周长取最小值,再由离心率及焦点坐标得出,即可得出半径.
【详解】
设的外接圆的圆心为,则在的垂直平分线上
又在上,在轴上
,即当的外接圆的半径为时,周长取最小值,
由题意可知,,即,所以该圆的半径为4.
故选:C.
五、多选题多考点综合
17.(2025·湖南·一模)已知抛物线的焦点为,直线,过的直线交抛物线于,两点,交直线于点,,,则( )
A.的面积的最大值为2 B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】对A,设直线,联立抛物线方程可得,根据结合韦达定理求解即可;对B,根据韦达定理判断即可;对C,根据韦达定理结合抛物线方程判断即可;对D,根据题意结合平面向量的坐标运算可得,再代入韦达定理求解即可.
【详解】设直线,由得:,
则;
选项A:
应是最小值为2,故A错误;
选项B:,故B正确;
选项C:,,则,故C正确;
选项D:由,,
得:,,
∴,故D正确.
故选:BCD
18.(2025·湖南·一模)过抛物线 的焦点的直线交抛物线于 两点 ,若 ,则下列说法正确的是( )
A.为定值
B.抛物线 的准线方程为
C.过 两点作抛物线的切线,两切线交于点 ,则点 在以为直径的圆上
D.若过点且与直线垂直的直线 交抛物线于 两点,则
【答案】ACD
【分析】对于A,B,联立直线与抛物线方程,利用韦达定理以及焦半径公式解方程即可;对于C,利用导数的几何意义求出,直线垂直即可判断;对于D,利用韦达定理以及焦半径公式求出,即,由直线与直线垂直得即可.
【详解】对于A,由已知设过点的直线方程为,
联立方程 ,
消去 得 ,可得,
又因为 ,
所以,则 ,
解得(定值), A 正确;
所以抛物线方程为,
准线方程为 ,B错误;
对于 C,抛物线 ,
即 ,
则 ,
所以,
故直线垂直,
所以点在以为直径的圆上, C正确;
对于 D,因为,
解得,
因为直线垂直于直线,直线的方程为
所以,
则 ,D 正确.
故选:ACD.
19.(2025·湖南·一模)已知,双曲线C:,则( )
A.可能是第一象限角 B.可能是第四象限角
C.点可能在C上 D.点可能在C上
【答案】BD
【分析】根据双曲线标准方程的特征,可得,即在第三象限或第四象限,分情况讨论得解.
【详解】根据题意,可得,即,即且,
所以在第三象限或第四象限.故A错误,B正确;
当在第三象限时,有,,,
双曲线方程为,当即,时,方程为,
所以点在双曲线上,故D正确;
当在第四象限时,有,,,
双曲线方程为,因为,所以点不在双曲线上,故C错误.
故选:BD.
20.(2025·湖南邵阳·一模)已知抛物线的焦点为,准线过点,是抛物线上的动点,则( )
A.
B.当时,的最小值为
C.点到直线的距离的最小值为2
D.当时,直线ON的斜率的最大值为
【答案】ABD
【分析】对选项A,可根据抛物线的定义计算出的值判断其正确,对BCD选项,可根据抛物线的方程设抛物线上任意一点的坐标为,将几何问题转化为代数问题进行计算求解.
【详解】根据抛物线的定义,的准线为,
由题意准线过,可求出,抛物线的方程为,选项A正确;
对于选项B,C,D,可设抛物线上的点的动点为,
对于B选项,当时,;
当时,
当且仅当时,等号成立.选项B正确;
对于C选项,直线与抛物线的位置关系如下图所示:
到直线的距离,
当时,.选项C错误;
对于D选项,可根据向量共线作出示意图:
根据定义求出抛物线的焦点,由得,
当时,;
当时,,
当且仅当时,等号成立.选项D正确.
故选:ABD
21.(2025·湖南·一模)已知曲线C的方程为,下列说法正确的有()
A.曲线C关于直线对称
B.,
C.曲线C被直线截得的弦长为
D.曲线C上任意两点距离的最大值为
【答案】ACD
【分析】对于A,根据对称的理解,进行运算即可判断A;对于B,通过分析方程的特征可求出的范围;对于C,求出直线和曲线的交点,用两点间的距离公式即可求解;对于D,对方程进行变形可知曲线C为椭圆,结合椭圆的形状判断即可.
【详解】选项A:将方程中的和互换,得到,与原方程一致,因此曲线关于直线对称,A正确;
选项:通过分析方程,设固定,解关于的二次方程,判别式要求,
得,即,超出,同理的范围也超过,B错误;
选项C:将直线代入曲线方程,解得交点为和,
故弦长为,C正确;
选项D:则即
又,即,
则
同理可得:,
则曲线的上任一点到的距离之和为:
曲线表示以为焦点且的椭圆,则,
则线段的最大值为正确;
故选:ACD
【点睛】点睛:关键点点睛:对于D选项,关键是对曲线方程进行变形,进行明确该曲线方程表示的是椭圆,利用椭圆的性质求解即可.
22.(2025·湖南·一模)已知是双曲线:的左右焦点,过点的直线与双曲线的左右两支分别交于两点,和的内切圆半径分别为.设点为的内心,的面积为,的面积为,的面积为,且,则下列说法正确的是( )
A. B.双曲线的离心率
C. D.
【答案】BCD
【分析】设内切圆与的三边分别切与点,则由双曲线定义、内切圆性质可得,再由得可判断A;设,,利用求出可判断B;利用等面积得,设,由余弦定理得,再由又等面积法得可判断C;由可判断D.
【详解】对于A,如图所示,设内切圆与的三边分别切与点,
则由双曲线定义可得,又由内切圆性质可得:,
又,则,,所以,
又,即,
则,故A错误;
对于B,设,,
所以为等腰三角形,则点为的中点,
则,,
所以,即得,所以双曲线离心率为,故B正确;
对于C,由B可知:,,
则.因为内切圆半径为,
所以,
由等面积法可知,,
整理得,即,
设,,,又由可知为等腰三角形,
则,所以,
由余弦定理可得:,
整理得:,即,即,,
又等面积法可得:,
即,即,
则,故C正确;
对于D,所以,故D正确,
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:在C选项中解题的关键点是利用等面积得、 进行解答.
六、斜率问题
23.(2025·湖南·一模)已知椭圆(其中)的离心率为,左右焦点分别为,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点作斜率为的直线与椭圆C交于不同的两点,过原点作的垂线,垂足为D.若点D恰好是与A的中点,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可得的值,由离心率可得的值,进而可求出的值,可得椭圆方程;
(2)联立,由题意可得为中位线,进而可得,在直角三角形中,可得为上顶点或下顶点,可得直线的斜率.
【详解】(1)由题意可得,又,可得,
所以,
所以椭圆C的方程为:.
(2)连接,由O为的中点,而D为的中点,所以OD为中位线,即,
即,设,可得,
在中,,所以,
整理可得,可得,
所以可得A为上顶点或下顶点,
所以直线AB斜率为或,即或.
所以k的值为.
七、面积问题
24.(2025·湖南·一模)在平面直角坐标系中,设椭圆的离心率为,,分别是椭圆的左、右焦点,过作两条互相垂直的直线,,直线与交于,两点,直线与交于,两点,且的周长是.
(1)求椭圆的方程;
(2)当时,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由椭圆离心率和焦点三角形的周长,列方程组求出,得椭圆的方程;
(2)设直线,的方程,与椭圆联立,利用韦达定理和求出和的方程,再求出O到直线的距离,可求的面积.
【详解】(1)由题意知,,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)若直线的斜率不存在,则直线的斜率为0,不满足,
直线的斜率为0,则三点共线,不合题意,
所以直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
由,消去得,
设,则,,
同理可得,
由,得,解得,则,
∴直线的方程为,
∴坐标原点O到直线的距离为,
即的面积的面积为.
【点睛】方法点睛:
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,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,强化有关直线与圆锥曲线联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
25.(2025·湖南长沙·一模)如图,椭圆过点,短轴长为,椭圆的左、右顶点分别为,,过椭圆的右焦点且与轴相交的直线与椭圆相交于,两点,与抛物线相交于,两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求直线在轴上截距的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题知,进而解方程即可求得答案;
(2)设,进而分别与椭圆和抛物线联立计算弦长,,进而计算面积,,再结合已知求得,且再求直线在轴上截距的范围即可.
【详解】(1)根据题意得解得所以,焦点.
所以椭圆的方程是:.
(2)由题可设直线方程为:,,,,.
由得,
由题知,,,
.
又点到直线的距离,
.
由得,由题知,得,.
.
,,解得:且,
或,
直线在轴上截距的取值范围是.
26.(2025·湖南·一模)已知椭圆C:经过点,且焦距与长半轴相等.
(1)求椭圆C的方程;
(2)不过右焦点且与x轴垂直的直线交椭圆C于A,M两个不同的点,连接交椭圆C于点B.
(i)若直线MB交x轴于点N,证明:N为一个定点;
(ii)若过左焦点的直线交椭圆C于D,G两个不同的点,且ABDG,求四边形ADBG面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程,代入计算,即可求解;
(2)(i)根据题意,设直线方程为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理代入计算,表示出直线的方程,求出其与轴交点,即可证明;
(ii)由弦长公式分别表示出,结合面积公式代入计算,再由基本不等式,即可求解.
【详解】(1)由题意知,解得.
故椭圆的方程为;
(2)
(i)由题意知斜率存在,设其方程为,
,则,
由,得,
由于直线过椭圆焦点,则必有,则,
直线的方程为,
不妨设直线交轴于点,
令,可得
,即直线MB过定点;
(ii)
因为,所以,同理可得,
又,则
,
当且仅当时等号成立,即四边形ADBG的面的最小值为.
27.(2025·湖南·一模)已知双曲线的左,右焦点分别为,双曲线C的虚轴长为2,有一条渐近线方程为.如图,点A是双曲线C上位于第一象限内的点,过点A作直线l与双曲线的右支交于另外一点B,连接并延长交双曲线左支于点P,连接与,其中l垂直于的平分线m,垂足为D.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)求证:直线m与直线的斜率之积为定值;
(3)求的最小值.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)3
【分析】(1)根据虚轴长和渐近线求出即可;
(2)设,则,记直线m的方向向量为,利用坐标运算求解,整理即可得答案;
(3)设出直线方程,和双曲线联立,利用弦长公式和点到直线的距离公式得到,然后利用基本不等式求的最值.
【详解】(1)因为虚轴长为2,即,所以.
又因为有一条渐近线方程为,所以,
所以双曲线C的标准方程为;
(2)由题意,点A与点P关于原点对称.
设,则.
由题意可知直线m的斜率存在,设直线m的斜率为k,
记直线m的方向向量为,又直线m为的平分线,
则.
因为,
所以,
同理,
又,代入得,
,化简得.
所以,即直线与直线m的斜率之积为定值;
(3)由(2)可知.
又,所以,
将代入得,
,
所以.
设直线m的方程为,
将代入得,
所以直线m的方程为.
由点到直线距离公式得,
.
又直线的斜率为,设直线的方程为,
将代入得,
所以直线的方程为.
将其与联立得.
设,则.
由得,
所以.
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以当且仅当时,的最小值为3.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:
一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;
二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.
八、定点问题
28.(2025·湖南岳阳·一模)已知抛物线的焦点为,点在直线上,是抛物线上两个不同的点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线的斜率为,若,证明:直线过定点,并求定点坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)根据抛物线焦点坐标求解即可;
(2)法一:设所在直线方程为,联立,根据韦达定理代入求解即可;
法二:先讨论当直线的斜率不存在时,直线过点,再分析当直线的斜率存在时,设所在直线方程为
,联立,再根据求解即可.
【详解】(1)的焦点在轴上,为,
直线与轴的交点坐标为,
则,即
所以抛物线为
(2)法一:由题意可知所在直线斜率不为0,
设所在直线方程为,联立,化简可得:
,
则,
又
则,满足(*)式
即直线恒过点
法二:当直线的斜率不存在时,设,
所以,所以,所以直线的方程为;
当直线的斜率存在时,设所在直线方程为
,联立,化简可得:,
由题意可知即(*);
由韦达定理知,
所以,
所以,满足(*)式;
所以所在直线方程为
综上,直线恒过点
29.(2025·湖南邵阳·一模)已知双曲线的渐近线方程为,右顶点为,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与C相交于F,G两点,点E与点F关于轴对称,问直线EG是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(3)将圆心在轴上,且与C的两支各恰有一个公共点的圆称为“子圆”,若两个“子圆”外切于点,圆心距为,求.
【答案】(1)
(2)直线EG过定点.
(3).
【分析】(1)设出方程带入点,得到方程.
(2)当直线DG的斜率不为零时,设直线DG的方程再进行联立,再易知,直线EG的斜率存在,设直线EG的方程为,最后得到过定点.
(3)考虑子圆,两圆的圆心之间的距离,最后得到答案.
【详解】(1)设双曲线的方程为,
将点代入得,即,双曲线的方程为
(2)当直线DG的斜率不为零时,设直线DG的方程为,,,.
由消去整理得,
依题意得:,且,即且,
,.
易知,直线EG的斜率存在,设直线EG的方程为.
令,得
.
直线EG过定点.
当直线DG的斜率为0时,直线EG的方程为,过点,
综上,直线EG过定点.
(3)考虑以为圆心的“子圆”,
由的方程与的方程消去,得关于的二次方程.
依题意,该方程的判别式,.
对于外切于点的两个“子圆”,,显然点在轴上,
设,,的半径分别为,,
不妨设,的圆心分别为,.
则,.
两式相减得:,而,.
,整理得:.
,点.
,故.
30.(2025·湖南·一模)设抛物线的焦点为,已知点到圆上一点的距离的最大值为6.
(1)求抛物线的方程.
(2)设是坐标原点,点是抛物线上异于点的两点,直线与轴分别相交于两点(异于点),且是线段的中点,试判断直线是否经过定点.若是,求出该定点坐标;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)过定点,定点坐标为
【分析】(1)点到圆上点的最大距离为,即,计算即可;
(2)由已知设,求得则,方程,联立与抛物线的方程求得点坐标,同理可得点坐标,进而求得直线的方程得出结果.
【详解】(1)点到圆上点的最大距离为,即,得,
故抛物线的方程为.
(2)设,则方程为,方程为,
联立与抛物线的方程可得,即,
因此点纵坐标为,代入抛物线方程可得点横坐标为,
则点坐标为,同理可得点坐标为,
因此直线的斜率为,
代入点坐标可以得到方程为,
整理可以得到,因此经过定点.
31.(2025·湖南·一模)已知抛物线的焦点为F,在第一象限内的点和第二象限内的点都在抛物线C上,且直线过焦点F.按照如下方式依次构造点:过点作抛物线C的切线与x轴交于点,过点作x轴的垂线与抛物线C相交于点,设点的坐标为.用同样的方式构造点,设点的坐标为.
(1)证明:数列都是等比数列;
(2)记,求数列的前n项和;
(3)证明:当时,直线都过定点.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义求在点的坐标,得到数列的递推关系式,即可证明等比数列;
(2)根据(1)的结果求数列的通项公式,再利用错位相减法求和;
(3)根据(2)的结果求点,的坐标,再求直线的直线方程,即可判断定点.
【详解】(1)抛物线C的方程可化为,求导可得,
将点的坐标代入抛物线C的方程,有,
过点的切线的方程为,代入,有,
整理为,令,可得,有,
故数列是公比为的等比数列,
同理,数列也是公比为的等比数列;
(2)由焦点,设直线的方程为,
联立方程消去y后整理为,有,
由数列是公比为的等比数列,有,
有,
有,
两边乘以,有,
两式作差,有,
有,可得;
(3)由(2)知,点的坐标为,点的坐标为,
直线的斜率为,
直线的方程为,
令,有,
故当时,直线过定点.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是根据导数的几何意义判断数列的递推关系式.
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