内容正文:
猜押07 北京高考数学19题 圆锥曲线(椭圆)
考点
3年考题、题号
考查内容
考情分析
难度
圆锥曲线(椭圆)
2022/19
椭圆方程,利用弦长、韦达定理求参数
以椭圆方程为基础,联立直线与椭圆方程,借助韦达定理、弦长公式求解参数,重点考查代数运算与方程思想的应用。
中
2023/19
椭圆方程求解,直线平行关系证明
先推导椭圆标准方程,再通过直线方程、斜率计算证明直线平行关系,侧重解析几何中代数运算与几何性质的转化能力。
中
2024/19
椭圆方程、离心率,直线与椭圆位置关系求参数
综合椭圆的几何性质(方程、离心率),结合直线与椭圆的相交问题,通过位置关系建立方程求解参数,强调综合运算与逻辑推理。
中
2025年预测:延续对椭圆核心内容的考查,如标准方程、离心率等几何性质,结合直线与椭圆的位置关系,可能涉及参数求解、几何量计算(如弦长、斜率关系)或定值定点问题,注重代数运算能力与解析几何方法的综合运用,题型保持稳定的综合性。
【圆锥曲线(椭圆)真题回顾】
1.(2024·北京·高考真题)已知椭圆:,以椭圆的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.过点且斜率存在的直线与椭圆交于不同的两点,过点和的直线与椭圆的另一个交点为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若直线BD的斜率为0,求t的值.
2.(2023·北京·高考真题)已知椭圆的离心率为,A、C分别是E的上、下顶点,B,D分别是的左、右顶点,.
(1)求的方程;
(2)设为第一象限内E上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点.求证:.
3.(2022·北京·高考真题)已知椭圆的一个顶点为,焦距为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N,当时,求k的值.
【2025年押题预测题型一】:直接求值
1.(2025·北京平谷·一模)已知椭圆的离心率为,短轴长为2,斜率为的直线与椭圆交于两点,与轴交于点,点关于轴的对称点为点,直线与轴交于点为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的值.
2.(2025·北京顺义·一模)已知椭圆:的一个顶点为,离心率为.
(1)求的方程和短轴长;
(2)直线:与E相交于不同的两点B,C,直线,分别与直线交于点M,N.当时,求的值.
3.(24-25高三下·北京·阶段练习)已知椭圆方程,椭圆上有三个点,,.
(1)求椭圆的标准方程,并求椭圆的离心率:
(2)设是椭圆上的动点,且直线关于直线对称,求直线的斜率.
4.(2024·北京·三模)已知椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程和短轴长;
(2)设直线与椭圆相切于第一象限内的点,不过原点且平行于的直线与椭圆交于不同的两点A,B,点关于原点的对称点为.记直线的斜率为,直线的斜率为,求的值.
5.(2024·北京西城·三模)已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,下顶点为C,若椭圆的,三角形ABC的面积为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点D(0,2),直线AD交椭圆于点E,过点D的直线交椭圆于M,N两点,若直线CM与x轴交于P点,过E且平行于x轴的直线与BN交于Q点,求的值.
【2025年押题预测题型二】:定点问题
1.(24-25高三下·北京海淀·开学考试)已知椭圆,椭圆的短轴长的,离心率为.过点与轴不重合的直线交椭圆于不同的两点,点关于轴对称.
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:直线过定点.
2.(24-25高三上·北京朝阳·期末)已知椭圆的离心率为,右顶点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过原点且与轴不重合的直线与椭圆交于两点.已知点,直线与椭圆的另一个交点分别为.证明:直线过定点.
3.(24-25高三下·北京·开学考试)已知椭圆的左顶点为,且经过点.
(1)求椭圆的标准方程及其离心率;
(2)设过点的直线交于、两点,过点且平行于y轴的直线与线段交于点,点满足,证明:直线过定点.
4.(24-25高三下·北京·阶段练习)已知椭圆的短轴长为,离心率为,,分别是的左、右焦点,,分别是的左、右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆上异于,的一点,直线与直线相交于点,直线与椭圆交于另一点,是否存在点,使得直线恒过点?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.(24-25高三下·北京朝阳·阶段练习)已知点为椭圆的右端点,椭圆的离心率为,过点的直线与椭圆交于两点,直线分别与轴交于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)试判断线段的中点是否为定点,若是,求出该点纵坐标,若不是,说明理由.
6.(2025·北京丰台·一模)已知椭圆,以的两个焦点与短轴的一个端点为顶点的三角形是等腰直角三角形,且面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点.过作直线的垂线,垂足为.求证:直线过定点.
7.(24-25高三下·北京·阶段练习)已知椭圆,且过,两点.
(1)求的方程;
(2)设过点的直线交于,两点,过且平行于轴的直线与线段交于点,点与点关于点对称.证明:直线恒过点.
【2025年押题预测题型三】:定值问题
1.(2025·北京朝阳·一模)已知椭圆的右焦点为,离心率为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作直线l与椭圆E交于不同的两点A,B.设,直线BC与直线交于点N,求证:直线AN的斜率为定值.
2.(2024·北京门头沟·一模)已知椭圆 的离心率为, 椭圆 的上顶点为A, 右顶点为 , 点 为坐标原点, 的面积为 2 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若过点 且不过点 的直线 与椭圆 交于 两点, 直线 与直线 交于点 , 试判断直线 的斜率是否为定值? 若是, 求出该定值; 若不是, 请说明理由.
3.(2025·北京·模拟预测)椭圆:,左、右顶点分别为A,B,上顶点为C,原点为,P是椭圆上一点.,面积的最大值为6.
(1)求椭圆的方程和离心率;
(2)当点P不与椭圆顶点重合时,记直线与椭圆的另一个交点为,交直线为D,直线交x轴为E.求证:直线与直线的斜率之积为定值.
4.(23-24高三下·北京·阶段练习)已知A为椭圆:上的一个动点,弦AB、AC分别过焦点,,当AC垂直于x轴时,恰好有,
(1)求椭圆离心率;
(2)设,,试判断是否为定值?若是定值,求出该定值并证明,若不是定值,请说明理由.
5.(2024·北京昌平·二模)已知椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆的左、右顶点,是椭圆的右焦点.过点的直线与椭圆相交于两点(点在轴的上方),直线分别与轴交于点,试判断是否为定值?若是定值,求出这个定值;若不是定值,说明理由.
6.(2024·北京海淀·三模)已知椭圆的左焦点为,且点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知,点P为椭圆C上一点.
(ⅰ)若点P在第一象限内,延长线交y轴于点Q,与的面积之比为1∶2,求点P坐标;
(ⅱ)设直线与椭圆C的另一个交点为点B,直线与椭圆C的另一个交点为点D.设,求证:当点P在椭圆C上运动时,为定值.
【2025年押题预测题型四】:定直线问题
1.(2024·北京·三模)已知椭圆的短轴长为,左、右顶点分别为,过右焦点的直线交椭圆于两点(不与重合),直线与直线交于点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:点在定直线上.
2.(2025·北京石景山·一模)已知椭圆过点,短轴长为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆与轴的交点为,(点位于点的上方),直线与椭圆交于不同的两点,.设直线与直线相交于点.试问点是否在某定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
3.(23-24高三上·北京海淀·阶段练习)已知椭圆,、为椭圆的焦点,为椭圆上一点,满足,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程和离心率.
(2)设点,过的直线与椭圆交于、两点,满足,点满足满足,求证:点在定直线上.
【2025年押题预测题型五】:角度问题
1.(2024·北京·三模)已知椭圆C:()过点,右焦点为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F的直线l(不与x轴重合)交椭圆C于点M、N,点A是右顶点,直线MA、NA分别与直线交于点P、Q,求的大小.
2.(2025·北京延庆·一模)已知椭圆的左,右顶点分别为A,B,且,离心率为.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)设直线与x轴交于点Q,点P是直线上不同于点Q的一点,直线BP与椭圆E交于点M,直线AM与直线交于点N,判断是否存在点P,使得?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
3.(24-25高三上·北京通州·期末)已知椭圆,以椭圆的一个焦点和短轴端点为顶点的三角形是边长为2的等边三角形.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)斜率存在且不为0的直线与椭圆交于两点,与轴交于点,点关于轴的对称点为,直线交轴于点. 在轴上是否存在定点,使得(为坐标原点)?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【2025年押题预测题型六】:平行及共线问题
1.(24-25高三上·北京海淀·期末)已知椭圆的左顶点为,离心率.
(1)求的标准方程;
(2)设点为上异于顶点的一点,点关于轴的对称点为,过作的平行线,与的另一个交点为. 当与不重合时,求证:.
2.(2024·北京西城·二模)已知椭圆的一个顶点为,焦距为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点是第一象限内椭圆上一点,过作轴的垂线,垂足为.点关于原点的对称点为,直线与椭圆的另一个交点为,直线与轴的交点为.求证:三点共线.
3.(2024·北京顺义·三模)已知椭圆:的左顶点为,上下顶点为,,离心率为.
(1)求椭圆的方程
(2)设点是椭圆上一点,不与顶点重合,满足四边形是平行四边形,过点作垂直轴的直线交直线于点,再过作垂直于轴的直线交直线于点.求证:,,三点共线.
【2025年押题预测题型七】:特殊几何体问题
1.(2024·北京大兴·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,且点在椭圆上,动点C,D分别在直线和椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程及其焦点坐标;
(2)若椭圆上存在一点E,使得四边形是矩形,求点D的横坐标.
2.(24-25高三上·北京西城·期末)已知椭圆的左右顶点分别为,离心率为,点,的面积为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且斜率为的直线交椭圆于点,线段的垂直平分线交轴于点,点关于直线的对称点为.若四边形为正方形,求的值.
3.(2025·北京门头沟·一模)已知椭圆的一个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率为的直线与椭圆交于不同的两点,,直线,分别与轴交于点,,点关于轴的对称点为,求证:四边形为菱形.
4.(2024·北京·三模)已知椭圆C的标准方程为,梯形的顶点在椭圆上.
(1)已知梯形的两腰,且两个底边和与坐标轴平行或在坐标轴上.若梯形一底边,高为,求梯形的面积;
(2)若梯形的两底和与坐标轴不平行且不在坐标轴上,判断该梯形是否可以为等腰梯形?并说明理由.
5.(2024·北京朝阳·一模)已知椭圆:的离心率为,A,B分别是E的左、右顶点,P是E上异于A,B的点,的面积的最大值为.
(1)求E的方程;
(2)设O为原点,点N在直线上,N,P分别在x轴的两侧,且与的面积相等.
(i)求证:直线与直线的斜率之积为定值;
(ⅱ)是否存在点P使得,若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由.
【2025年押题预测题型八】:最值与范围问题
1.(2024·北京·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆上一点D的横坐标为1,斜率存在的直线l交椭圆C于A,B两点,且直线DA,DB的斜率之和等于1.
(1)求;
(2)若点D在第一象限,探究的面积是否有最大值?若有,求出最大值;若没有,请说明理由.
2.(2024·北京顺义·二模)已知椭圆的右焦点为,长轴长为.过F作斜率为的直线交E于A,B两点,过点F作斜率为的直线交E于C,D两点,设,的中点分别为M,N.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若,设点F到直线的距离为d,求d的取值范围.
3.(23-24高三下·北京·开学考试)已知椭圆,E的离心率,短轴长为4.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)对于给定的点,在E上存在不同的三点A,B,Q,使得四边形为平行四边形,且直线AB过点,求t的取值范围.
4.(2024·北京房山·一模)已知椭圆的离心率为,左焦点为,过的直线交椭圆于、两点,点为弦的中点,是坐标原点,且由于不与,重合.
(1)求椭圆的方程;
(2)若是延长线上一点,且的长度为,求四边形面积的取值范围.
【2025年押题预测题型九】:存在性问题
1.(24-25高三上·北京丰台·期末)已知椭圆的上顶点为,离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设B为椭圆C的下顶点,动点M到坐标原点O的距离等于1(M与A,B不重合),直线AM与椭圆C的另一个交点为N.记直线BM,BN的斜率分别为,,问:是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
2.(2024·北京·三模)已知椭圆 的离心率为,其长轴的两个端点分别为,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)点为椭圆上除,外的任意一点,直线交直线于点,点 为坐标原点:过点且与直线垂直的直线记为,直线交轴于点,交直线于点,问:是否存在点使得与的面积相等?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
3.(23-24高三下·北京顺义·阶段练习)已知分别是椭圆的左、右焦点,分别为椭圆的左右顶点,且
(1)求椭圆的方程;
(2)若为直线上的一动点(点不在轴上),连接交椭圆于点,连接并延长交椭圆于点,试问是否存在,便得成立,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
4.(23-24高三上·北京·阶段练习)已知椭圆:的离心率为,长轴长为4,过椭圆右焦点的直线与椭圆交于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当直线与轴不垂直时,在轴上是否存在一点(异于点),使轴上任意点到直线,的距离均相等?若存在,求点坐标:若不存在,请说明理由.
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猜押07 北京高考数学19题 圆锥曲线(椭圆)
考点
3年考题、题号
考查内容
考情分析
难度
圆锥曲线(椭圆)
2022/19
椭圆方程,利用弦长、韦达定理求参数
以椭圆方程为基础,联立直线与椭圆方程,借助韦达定理、弦长公式求解参数,重点考查代数运算与方程思想的应用。
中
2023/19
椭圆方程求解,直线平行关系证明
先推导椭圆标准方程,再通过直线方程、斜率计算证明直线平行关系,侧重解析几何中代数运算与几何性质的转化能力。
中
2024/19
椭圆方程、离心率,直线与椭圆位置关系求参数
综合椭圆的几何性质(方程、离心率),结合直线与椭圆的相交问题,通过位置关系建立方程求解参数,强调综合运算与逻辑推理。
中
2025年预测:延续对椭圆核心内容的考查,如标准方程、离心率等几何性质,结合直线与椭圆的位置关系,可能涉及参数求解、几何量计算(如弦长、斜率关系)或定值定点问题,注重代数运算能力与解析几何方法的综合运用,题型保持稳定的综合性。
【圆锥曲线(椭圆)真题回顾】
1.(2024·北京·高考真题)已知椭圆:,以椭圆的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2的正方形.过点且斜率存在的直线与椭圆交于不同的两点,过点和的直线与椭圆的另一个交点为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)若直线BD的斜率为0,求t的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意得,进一步得,由此即可得解;
(2)设,,联立椭圆方程,由韦达定理有,而,令,即可得解.
【详解】(1)由题意,从而,
所以椭圆方程为,离心率为;
(2)直线斜率不为0,否则直线与椭圆无交点,矛盾,
从而设,,
联立,化简并整理得,
由题意,即应满足,
所以,
若直线斜率为0,由椭圆的对称性可设,
所以,在直线方程中令,
得,
所以,
此时应满足,即应满足或,
综上所述,满足题意,此时或.
2.(2023·北京·高考真题)已知椭圆的离心率为,A、C分别是E的上、下顶点,B,D分别是的左、右顶点,.
(1)求的方程;
(2)设为第一象限内E上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点.求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)结合题意得到,,再结合,解之即可;
(2)依题意求得直线、与的方程,从而求得点的坐标,进而求得,再根据题意求得,得到,由此得解.
【详解】(1)依题意,得,则,
又分别为椭圆上下顶点,,所以,即,
所以,即,则,
所以椭圆的方程为.
(2)因为椭圆的方程为,所以,
因为为第一象限上的动点,设,则,
易得,则直线的方程为,
,则直线的方程为,
联立,解得,即,
而,则直线的方程为,
令,则,解得,即,
又,则,,
所以
,
又,即,
显然,与不重合,所以.
3.(2022·北京·高考真题)已知椭圆的一个顶点为,焦距为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N,当时,求k的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,即可求出,从而求出椭圆方程;
(2)首先表示出直线方程,设、,联立直线与椭圆方程,消元列出韦达定理,由直线、的方程,表示出、,根据得到方程,解得即可;
【详解】(1)解:依题意可得,,又,
所以,所以椭圆方程为;
(2)解:依题意过点的直线为,设、,不妨令,
由,消去整理得,
所以,解得,
所以,,
直线的方程为,令,解得,
直线的方程为,令,解得,
所以
,
所以,
即
即
即
整理得,解得
【2025年押题预测题型一】:直接求值
1.(2025·北京平谷·一模)已知椭圆的离心率为,短轴长为2,斜率为的直线与椭圆交于两点,与轴交于点,点关于轴的对称点为点,直线与轴交于点为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)1
【分析】(1)由短轴长的概念以及离心率的计算,解得的关系式,建立方程组,可得答案;
(2)设出直线方程,联立椭圆方程,写出韦达定理,由直线方程求得交点坐标,可得答案.
【详解】(1)由题意可知:,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)
设直线的方程为,点.
由得
所以题意,即.
.
直线与轴交于点,所以.点
直线的方程为,
令,得,①
又因为,
带入①式
所以.
2.(2025·北京顺义·一模)已知椭圆:的一个顶点为,离心率为.
(1)求的方程和短轴长;
(2)直线:与E相交于不同的两点B,C,直线,分别与直线交于点M,N.当时,求的值.
【答案】(1)椭圆的方程为,短轴长为
(2)
【分析】(1)由题意可得,,求解即可;
(2)联立直线与椭圆方程,设直线与椭圆的交点为和,利用韦达定理可得,求得的坐标,进而可得,求解即可.
【详解】(1)已知椭圆 的标准方程为:,
因为 是椭圆的一个顶点,所以。又离心率为,解得,
所以,解得,
所以椭圆的方程为,短轴长为;
(2)将直线的方程代入椭圆的方程得,
可得,整理得,
设直线与椭圆的交点为和,
所以,
直线的方程为:,与直线联立求得交点的坐标为),
直线的方程为:,与直线联立求得交点的坐标为,
因为,即,所以,
因为 和 ,代入得,
化简,
展开分子
,
所以,
所以
,
又,
所以,整理得,解得.
3.(24-25高三下·北京·阶段练习)已知椭圆方程,椭圆上有三个点,,.
(1)求椭圆的标准方程,并求椭圆的离心率:
(2)设是椭圆上的动点,且直线关于直线对称,求直线的斜率.
【答案】(1)方程为,离心率为;
(2)
【分析】(1)将两点代入椭圆方程解方程即可求得椭圆方程和离心率;
(2)设直线的方程并与椭圆联立,解得两点的坐标表示,即可求得的斜率.
【详解】(1)根据题意将代入椭圆方程可得,解得;
再代入点坐标,可得,可得;
所以,
因此椭圆的标准方程为,离心率为.
(2)如下图所示:
因为两点关于轴对称,且直线关于直线对称,所以直线的斜率均存在,且互为相反数,
即;
设,则直线的方程为,
联立,可得,
显然是该方程的根,所以,可得;
即
因为,
同理可得,
可知
因此直线的斜率为.
4.(2024·北京·三模)已知椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程和短轴长;
(2)设直线与椭圆相切于第一象限内的点,不过原点且平行于的直线与椭圆交于不同的两点A,B,点关于原点的对称点为.记直线的斜率为,直线的斜率为,求的值.
【答案】(1)椭圆的方程为,短轴长为
(2)
【分析】(1)根据椭圆的离心率求出,即可得解;
(2)根据直线与椭圆相切,求出切点的坐标,再求出直线的斜率;根据,设出的方程,表示出的坐标,得到的斜率,再探索的值.
【详解】(1)由题意可得,解得,
所以椭圆的方程为,短轴长为;
(2)由消得①,
由,得,
此时方程①可化:,
解得:(由条件可知:异号),
设,则,,
即,所以,
因为,所以可设直线:(,),
由消得,
当时,方程有两个不相等的实根,
设,,
则,,
因为两点关于原点对称,所以,
所以,
所以.
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
5.(2024·北京西城·三模)已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,下顶点为C,若椭圆的,三角形ABC的面积为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点D(0,2),直线AD交椭圆于点E,过点D的直线交椭圆于M,N两点,若直线CM与x轴交于P点,过E且平行于x轴的直线与BN交于Q点,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的基本量即可求解;
(2)求出点的坐标,分直线斜率是否存在两种情况讨论,当直线斜率存在时,设出直线的方程,与椭圆联立,求解,根据交点个数列出关于的不等式,写出韦达定理,写出直线的方程,求出点的横坐标,写出直线BN的方程,求解点的横坐标,写出即可得三点共线,进而求解.
【详解】(1)依题意:,解得,,,
椭圆的标准方程为;
(2)
直线DA:,,
解得,.若直线MN:,
则,若直线MN:,
设,,,
整理得,
,
解得或,,,
直线CM:,令,
得.直线BN:,
令,得,因为,
所以D,P,Q三点共线,所以,
综上知:.
【2025年押题预测题型二】:定点问题
1.(24-25高三下·北京海淀·开学考试)已知椭圆,椭圆的短轴长的,离心率为.过点与轴不重合的直线交椭圆于不同的两点,点关于轴对称.
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由椭圆短轴长的,离心率为,列方程组即可求得椭圆方程;
(2)设直线方程为,联立直线方程与椭圆方程得到韦达定理,结合椭圆的对称性,可知定点在轴上,利用韦达定理化简即可求得直线恒过定点;
【详解】(1)因为椭圆的短轴长的,离心率为,
所以解得
所以椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为,,则,
联立整理得,则,,,所以,
直线的方程为,
由椭圆的对称性知,若存在定点,则必在轴上.
当时,
,
即直线恒过定点.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:先引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.
(2)特殊到一般法:先根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
2.(24-25高三上·北京朝阳·期末)已知椭圆的离心率为,右顶点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过原点且与轴不重合的直线与椭圆交于两点.已知点,直线与椭圆的另一个交点分别为.证明:直线过定点.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据离心率及椭圆参数关系求参数,即可得方程;
(2)设点,进而可得,联立椭圆方程并应用韦达定理求出坐标,同理得坐标,进而写出直线,即可证结论.
【详解】(1)由题意可得,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设点,则,且.
直线,即.
由,得.
所以,则.
所以.
所以.同理.
依题意,所以.
所以直线的方程为,整理得.
所以直线过定点.
3.(24-25高三下·北京·开学考试)已知椭圆的左顶点为,且经过点.
(1)求椭圆的标准方程及其离心率;
(2)设过点的直线交于、两点,过点且平行于y轴的直线与线段交于点,点满足,证明:直线过定点.
【答案】(1)方程为,离心率为
(2)证明见解析
【分析】(1)设椭圆的标准方程为,由已知条件求出的值,将点的坐标代入椭圆的方程,求出的值,可得出椭圆的标准方程,求出的值,即可求出该椭圆的离心率;
(2)分析可知,直线的斜率存在,先利用特殊位置猜想出直线过轴上的一个定点,设直线的方程为,、,将该直线方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,求出直线的方程,可求出点的坐标,由已知条件求出点的坐标,求出直线的方程,然后令,可求出直线所过定点的坐标.
【详解】(1)设椭圆的标准方程为,
由题意,代入点得,,解得,
所以椭圆E的标准方程,
所以,则,离心率.
(2)若直线的斜率不存在,此时直线与椭圆相切,不合乎题意,
所以,直线的斜率存在.
当的斜率为时,的方程为,
此时、,
直线的斜率为,则直线的方程为,
令得,
由得,,
此时直线的方程为过点,
当过椭圆的右顶点时,
直线的方程为,此时、,
直线的方程为,令得,
由得,,
此时直线的方程,故直线过轴上一个定点.
设直线的方程为,、,
与椭圆方程联立得:,
,可得,
由韦达定理可得,,
在直线的方程为中,
令得,由得,,
,
直线的方程为,
令,可得
,
所以直线过定点.
【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;
(3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明.
4.(24-25高三下·北京·阶段练习)已知椭圆的短轴长为,离心率为,,分别是的左、右焦点,,分别是的左、右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆上异于,的一点,直线与直线相交于点,直线与椭圆交于另一点,是否存在点,使得直线恒过点?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)根据椭圆短轴及离心率列方程计算求解得出椭圆方程;
(2)法1:先设再得出直线,进而得出直线,联立得出,进而计算得出定点;法2,3:也可设则直线方程为或直线方程为联立方程计算韦达定理,再表示出直线,令,可得定点.
【详解】(1)由题意可得:解得
∴椭圆方程为
(2)
法1:设,则,
直线的方程为,令,可得,
则直线的方程为,
联立,可得,
整理可得:,解得:或,
其中,∴,
将代入可得:
则,
由题可知直线直线不与轴垂直,所以其直线方程为:
,
∴直线恒过定点
当时,解得或4(舍),此时直线为,过点,
∴直线恒过定点.
法2:设,,
则直线的方程为,
联立,可得,.
则,∵∴ ,∴,
直线的方程为,联立,可得,,
则,∵ , ∴,∴,
∴直线的方程为,
化简得,令得,
∴直线恒过定点.
法3:设直线的方程为,
∵点不与,重合∴存在且不为0,
令,可得,
,联立可得,,
则,∵ ∴,
∴,
则直线的方程为,
联立,可得,,
则,其中,∴,
∴,
∴直线的方程为,
令,可得,∴直线恒过定点.
5.(24-25高三下·北京朝阳·阶段练习)已知点为椭圆的右端点,椭圆的离心率为,过点的直线与椭圆交于两点,直线分别与轴交于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)试判断线段的中点是否为定点,若是,求出该点纵坐标,若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是,MN的中点为
【分析】(1)根据题意列方程,再结合,解方程得到,,,即可得到椭圆方程;
(2)联立直线方程和椭圆方程得到+,,根据直线AB、AC的方程得、,结合韦达定理化简得+,则MN中点坐标可得.
【详解】(1)由题意得,,又,
解得,,,
所以椭圆的标准方程为;
(2)设,,
因为直线经过且与椭圆交于BC两点,所以直线BC的斜率一定存在,
故设直线BC的方程为:,其中,
由得:,
,得;
+,,
又因为直线AB的方程:,得,
同理
由+=
=
=
故MN的中点为.
6.(2025·北京丰台·一模)已知椭圆,以的两个焦点与短轴的一个端点为顶点的三角形是等腰直角三角形,且面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同的两点.过作直线的垂线,垂足为.求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据条件得到的关系式,解方程组可得结果.
(2)设直线的方程为,表示直线的方程,借助韦达定理可得直线过定点.
【详解】(1)由题意得,解得,
∴椭圆E的方程为.
(2)
由题意得,直线的斜率存在.
设直线的方程为,点,,则,
由得.
由得 ,
∴,.
∵,∴直线的方程为:,
令,得,即,
当时,,
∴,故直线过定点.
当时,直线为x轴,过点.
综上,直线过定点.
7.(24-25高三下·北京·阶段练习)已知椭圆,且过,两点.
(1)求的方程;
(2)设过点的直线交于,两点,过且平行于轴的直线与线段交于点,点与点关于点对称.证明:直线恒过点.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)设椭圆的标准方程为,由已知条件求出的值,将点的坐标代入椭圆的方程,求出的值,可得出椭圆的标准方程,求出的值,即可求出该椭圆的离心率;
(2)分析可知,直线的斜率存在,先利用特殊位置猜想出直线过轴上的一个定点,设直线的方程为,、,将该直线方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,求出直线的方程,可求出点的坐标,由已知条件求出点的坐标,求出直线的方程,然后令,可求出直线所过定点的坐标.
【详解】(1)设椭圆的标准方程为,
由题意,代入点得,,解得,
所以椭圆E的标准方程.
(2)若直线的斜率不存在,此时直线与椭圆相切,不合乎题意,
所以,直线的斜率存在.
当的斜率为时,的方程为,
此时、,
直线的斜率为,则直线的方程为,
令得,
由题意可得:,
此时直线的方程为过点,
当过椭圆的右顶点时,
直线的方程为,此时、,
直线的方程为,令得,
由题意可得,,
此时直线的方程,故直线过轴上一个定点.
设直线的方程为,、,
与椭圆方程联立得:,
,可得,
由韦达定理可得,,
在直线的方程为中,
令得,
由题意可得得,,
,
直线的方程为,
令,可得
,
所以直线过定点.
【2025年押题预测题型三】:定值问题
1.(2025·北京朝阳·一模)已知椭圆的右焦点为,离心率为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作直线l与椭圆E交于不同的两点A,B.设,直线BC与直线交于点N,求证:直线AN的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意可求得的值,可求得椭圆的方程;
(2)设直线,,与椭圆方程联立方程组由韦达定理可得,求得,进而计算可得,可得结论.
【详解】(1)由题意得,解得,
所以椭圆的方程是.
(2)由题可知直线斜率存在.设直线.
由,得.
由,得,即.
设,
则.
直线的方程为.
令,得的纵坐标为.
因为
,
所以.
.
又
.
所以,即.
所以直线的斜率为定值.
2.(2024·北京门头沟·一模)已知椭圆 的离心率为, 椭圆 的上顶点为A, 右顶点为 , 点 为坐标原点, 的面积为 2 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若过点 且不过点 的直线 与椭圆 交于 两点, 直线 与直线 交于点 , 试判断直线 的斜率是否为定值? 若是, 求出该定值; 若不是, 请说明理由.
【答案】(1)
(2)CN的斜率为定值1,理由见详解.
【分析】(1)根据离心率, 的面积为 2,和列方程组求解.
(2)设出两点坐标,先考虑直线斜率不存在的情况求出CN的斜率为定值1,若CN的斜率存在,设出直线的方程,与椭圆方程联立消去,利用韦达定理表示,然后用表示CN的斜率并化简出结果.
【详解】(1)由已知可得解得,所以椭圆E的方程为.
(2)当直线斜率不存在时,直线的方程为,代入椭圆方程得,不妨设此时
,则,则直线NC的斜率为.
当直线的斜率存在时,设其方程为,设
则直线MQ的方程为,令,得,
由消去得:,
由于点P在椭圆内,则必有,则
所以
所以,所以CN的斜率为定值1.
3.(2025·北京·模拟预测)椭圆:,左、右顶点分别为A,B,上顶点为C,原点为,P是椭圆上一点.,面积的最大值为6.
(1)求椭圆的方程和离心率;
(2)当点P不与椭圆顶点重合时,记直线与椭圆的另一个交点为,交直线为D,直线交x轴为E.求证:直线与直线的斜率之积为定值.
【答案】(1),
(2)证明见解析
【分析】(1)由长轴长得,当点在椭圆上下顶点时,面积取得最大值,
由此求得,即得椭圆的方程,有平方关系可得,即求得离心率;
(2)先设点的坐标,由椭圆的对称性得点的坐标,
再分别写出直线和直线的方程得点和的坐标,
由此得到的表达式,结合点在椭圆上代入化简即可证明.
【详解】(1)由题意知,当点在椭圆上下顶点时,
面积取得最大值,即,
所以椭圆方程为,,所以离心率;
(2)不妨设点,由椭圆的对称性可知,
直线的斜率为,故直线的方程为,
令,得点纵坐标;
直线的斜率为,故直线的方程为,
令,得点横坐标,
所以直线的斜率为,
直线的斜率为,
故直线和直线的斜率之积为
,
因为点在椭圆上,所以有,
也即,代入斜率之积的表达式的三次项中,
得为定值.
4.(23-24高三下·北京·阶段练习)已知A为椭圆:上的一个动点,弦AB、AC分别过焦点,,当AC垂直于x轴时,恰好有,
(1)求椭圆离心率;
(2)设,,试判断是否为定值?若是定值,求出该定值并证明,若不是定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为,证明见解析
【分析】(1)结合已知条件和几何关系可知当垂直于轴,则为直角三角形,然后分别求出和,再结合椭圆定义以及即可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理求出与或与的关系,再结合,即可得到答案.
【详解】(1)因为当AC垂直于x轴时,恰好有,即,
所以设,,则,即,
又由,从而可知,则,
由椭圆的定义可得,则,
即,则,
故椭圆离心率.
(2)由(1)得椭圆方程为,焦点坐标为,,
设,,,则,
由椭圆对称性,不妨设在轴上方,则,
①当,的斜率都存在时,直线的方程为:,
联立,得:,
易知,可得,又,
同理,可得;
②若轴,则,此时,即,
从而易知,,
故直线的直线方程为:,
将上式代入椭圆方程得,,
故,即,,这时;
③若轴,则,由椭圆的对称性以及②可知,则,这时也有;
综上所述,是定值.
【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.
5.(2024·北京昌平·二模)已知椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆的左、右顶点,是椭圆的右焦点.过点的直线与椭圆相交于两点(点在轴的上方),直线分别与轴交于点,试判断是否为定值?若是定值,求出这个定值;若不是定值,说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值;
【分析】(1)由椭圆的性质和离心率解方程组求出即可;
(2)当斜率不存在时,分别求出直线和的直线方程,得到;当斜率存在时,设出直线方程,直曲联立,表示出韦达定理,由点斜式求出直线方程可得到两点坐标,再用韦达定理表示出化简即可.
【详解】(1)由题意可得,
解得,
所以椭圆方程为,
(2)是定值,理由如下:
由题意可得,
当轴时,直线的方程为,易知,
直线的方程为,所以,
直线的方程为,所以,则;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由得,
则,
设,则,
直线的方程为,令,则,所以,
直线的方程为,令,则,所以,
所以,
所以,
可得,
综上,.
【点睛】关键点点睛:本题第二问关键在于讨论斜率存在与不存在的情况,不存在时,直曲联立,由韦达定理结合直线方程表示出,再化简即可.
6.(2024·北京海淀·三模)已知椭圆的左焦点为,且点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知,点P为椭圆C上一点.
(ⅰ)若点P在第一象限内,延长线交y轴于点Q,与的面积之比为1∶2,求点P坐标;
(ⅱ)设直线与椭圆C的另一个交点为点B,直线与椭圆C的另一个交点为点D.设,求证:当点P在椭圆C上运动时,为定值.
【答案】(1)
(2),证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的几何性质,列方程组求解即可;
(2) (i)设其方程为,根据已知条件可知,利用已知条件可推出点是的中点,可表达出点坐标,将其带入到椭圆方程中,求出,即可得到点;
(ii) 设,分别联立直线,和椭圆的方程,结合韦达定理与平面向量的坐标运算,化简即可得解.
【详解】(1)由题意知,,则①,
又因点在上,
所以②,联立①、②式可得,
解之可得,,所以椭圆方程为.
(2)(i)由题意知,直线的斜率一定存在,
设其方程为,根据题意可知,如图所示,
令,则,即点坐标为,
设点到直线的距离为,
又因是的中点,所以点到直线为,
又因与的面积之比为1∶2,
所以,所以,
即点是的中点,所以可得点坐标为,
又因点在椭圆上,所以,
解之可得,所以点坐标为;
(ii)设,,直线的方程为,
其中,则,
联立,可得,
根据韦达定理可知,因为,
所以,所以,
,
设直线的方程为,其中,
同理可得,
所以
,
所以为定值.
【2025年押题预测题型四】:定直线问题
1.(2024·北京·三模)已知椭圆的短轴长为,左、右顶点分别为,过右焦点的直线交椭圆于两点(不与重合),直线与直线交于点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:点在定直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,求出即可得解.
(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,再求出直线与直线的交点横坐标,并结合韦达定理计算即得.
【详解】(1)依题意,,半焦距,则,
所以椭圆的方程为.
(2)显然直线不垂直于y轴,设直线,
由消去x并整理得,
,设,
则,且有,
直线,直线,
联立消去y得,即,
整理得,
即,
于是,而,
则,因此,
所以点在定直线上.
2.(2025·北京石景山·一模)已知椭圆过点,短轴长为4.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆与轴的交点为,(点位于点的上方),直线与椭圆交于不同的两点,.设直线与直线相交于点.试问点是否在某定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)在定直线上,理由见详解.
【分析】(1)依题意可得,即可求出、,从而得解;
(2)由对称性分析该定直线为平行于横轴的直线,将直线与椭圆联立消,设直线、的方程解出纵坐标,结合韦达定理化简计算即可.
【详解】(1)依题意可得,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)在定直线上,理由如下:
设点与直线联立消去整理得,
由,且,
所以,
易知,,则,,
两式作商得,解得,
故在定直线上.
3.(23-24高三上·北京海淀·阶段练习)已知椭圆,、为椭圆的焦点,为椭圆上一点,满足,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程和离心率.
(2)设点,过的直线与椭圆交于、两点,满足,点满足满足,求证:点在定直线上.
【答案】(1);.
(2)点在定直线上
【分析】(1)由椭圆的定义求出,即可求出椭圆的方程和离心率;
(2)若直线的斜率存在,设直线的方程为:,与椭圆方程联立消去整理为关于的一元二次方程,由题意可知其判别式大于0,从而可得的范围.再由韦达定理可得两根之和,两根之积.根据可得间的关系式.设,再由可得间的关系式,将韦达定理代入化简即可得出点在定直线上,再检验直线的斜率不存在是否满足.
【详解】(1)由椭圆的定义知,,故,
所以椭圆的方程为,故,
所以椭圆的离心率为.
(2)若直线的斜率存在,设直线的方程为:,
则联立可得:,
则,解得:,
设,,则,,
由可得:,即,
设,由可得:,
即,即,
则,
因为点在直线上,所以,
所以点在定直线上,
若直线的斜率不存在,过的直线与椭圆交于、两点,
,,所以,
则,
所以,解得:,满足点在定直线上.
【点睛】思路点睛:本题考查直线与椭圆综合应用中的定直线问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:
①假设直线方程,与椭圆方程联立,整理为关于或的一元二次方程的形式;
②利用求得变量之间的关系,同时得到韦达定理的形式;
③利用韦达定理表示出已知的等量关系,化简整理得到所求定直线.
【2025年押题预测题型五】:角度问题
1.(2024·北京·三模)已知椭圆C:()过点,右焦点为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F的直线l(不与x轴重合)交椭圆C于点M、N,点A是右顶点,直线MA、NA分别与直线交于点P、Q,求的大小.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程,代入计算,即可求解;
(2)当直线l的斜率不存在时,验证,即.当直线l的斜率存在时,设l:,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理代入计算,分别表示出坐标,利用向量的数量积,转化求解即可.
【详解】(1)由题意可得,,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)
当直线l的斜率不存在时,
有,,,
则,,故,即.
当直线l的斜率存在时,设l:,其中.
联立,得,
由题意,知恒成立,
设,则,.
直线MA的方程为,
令,得,即,同理可得.
所以,.
因为
,
所以.
综上所述,.
2.(2025·北京延庆·一模)已知椭圆的左,右顶点分别为A,B,且,离心率为.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)设直线与x轴交于点Q,点P是直线上不同于点Q的一点,直线BP与椭圆E交于点M,直线AM与直线交于点N,判断是否存在点P,使得?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点的坐标为或
【分析】(1)由题意得,再结合求出,从而可求出椭圆E的标准方程;
(2)假设存在点P,使得,则‖,设,由结合点在直线上,可求得,再由在椭圆上可求出,从而可求出,进而可求出点的坐标.
【详解】(1)由题意得,解得,
所以,
所以椭圆E的标准方程为;
(2)假设存在点P,使得,则‖,
所以,
设,则,
所以,直线的方程为,
因为点在直线上,所以,
所以,
因为点P是直线上不同于点Q的一点,所以,
所以,解得,
因为点在椭圆上,所以,解得或,
当时,,得,
当时,,得,
所以存在点P,使得,点的坐标为或
【点睛】关键点点睛:此题考查椭圆方程的求解,考查直线与椭圆的位置关系,考查椭圆中的定点问题,第(2)问解题的关键是将问题转化为,再结合直线的方程和椭圆方程可求得结果,考查数学转化思想和计算能力,属于中档题.
3.(24-25高三上·北京通州·期末)已知椭圆,以椭圆的一个焦点和短轴端点为顶点的三角形是边长为2的等边三角形.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)斜率存在且不为0的直线与椭圆交于两点,与轴交于点,点关于轴的对称点为,直线交轴于点. 在轴上是否存在定点,使得(为坐标原点)?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)存在,或
【分析】(1)由题可知,进而得到椭圆方程和离心率;
(2)假设存在定点,使得,原问题等价于满足,表示直线、的方程,可表示出,,据此计算可得点的坐标.
【详解】(1)因为以椭圆的一个焦点和短轴端点为顶点的三角形是边长为2的等边三角形,
所以,即,,故椭圆的方程:,
,故离心率;
(2)假设轴上存在点,使得,
当时,所以,设,,
所以满足,设,,
由题意可知直线斜率存在且不为0,故,,
直线的方程为,所以当时,
即,
因为点与点关于轴对称,所以.
同理可得,
因为,,
所以,
因为,在椭圆上,即,,
,所以或,
故在轴上存在点,使得,点的坐标为或.
【2025年押题预测题型六】:平行及共线问题
1.(24-25高三上·北京海淀·期末)已知椭圆的左顶点为,离心率.
(1)求的标准方程;
(2)设点为上异于顶点的一点,点关于轴的对称点为,过作的平行线,与的另一个交点为. 当与不重合时,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据离心率及左顶点,求出、,即可得解;
(2)设,,则,从而得到直线的方程,联立直线与椭圆方程,消元,求出,即可得到,得到,即可得证.
【详解】(1)依题意可得,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)设,,
则,,得直线的斜率.
由得直线的斜率.
由经过点得直线的方程.
由,得,
由韦达定理
得.
所以.
因为 ,,
由于不重合,所以,所以
所以.
因为两条直线不重合,所以.
2.(2024·北京西城·二模)已知椭圆的一个顶点为,焦距为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点是第一象限内椭圆上一点,过作轴的垂线,垂足为.点关于原点的对称点为,直线与椭圆的另一个交点为,直线与轴的交点为.求证:三点共线.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)依题意可得、的值,从而求出,即可得解;
(2)设,表示出直线的方程,即可求出点坐标,联立直线的方程与椭圆方程,消元,设,利用韦达定理求出,从而表示出,计算出,即可得证.
【详解】(1)依题意可得 ,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)[方法一]:设而不求
设,则,,其中,.
则直线的方程为,令,可得,所以,
又直线的方程为,
由,消去整理得,
所以,
设,所以,解得.
所以,所以.
由题意,点均不在轴上,所以直线的斜率均存在,
且
,
即,所以、、三点共线.
[方法二]:转化思想
设则,
且,,,
则:,令,则,,
又:,:,
设与交于点,由,解得,
若、、三点共线,则点为点,即点在椭圆上,
则只需证明,
,
所以点在椭圆上,所以、、三点共线.
[方法三]:
设且,则,,
∵,所以:,
由,消去整理得,
所以,设,则,
所以,则,
,
又:,令,则,,
,
又,
所以
,∴、、三点共线.
[方法四]:
依题意的斜率存在且不为,设的方程为,
,消去整理得,
显然,所以,,,
,则,
所以,则的方程为,
由,所以,
显然,,
所以,
则,
所以
,
又,
所以,
∴、、三点共线.
【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,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;
(5)代入韦达定理求解.
3.(2024·北京顺义·三模)已知椭圆:的左顶点为,上下顶点为,,离心率为.
(1)求椭圆的方程
(2)设点是椭圆上一点,不与顶点重合,满足四边形是平行四边形,过点作垂直轴的直线交直线于点,再过作垂直于轴的直线交直线于点.求证:,,三点共线.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知可得,,根据即可求解;
(2)设直线的方程,联立其与椭圆方程可得,坐标,将的纵坐标代入直线的方程中可得的坐标,将的横坐标代入的方程可得的坐标,求,即可证明.
【详解】(1)因为椭圆:的左顶点为,所以,
又,所以,所以,
所以椭圆的方程为;
(2)
由(1)知,,
设:,,,
联立方程,可得,
解得或,所以,
因为四边形是平行四边形,由椭圆的对称性可知点与点关于原点对称,
所以,
直线的方程为,把代入可得,
所以,
把代入可得,
所以过,的直线的斜率为,
所以过,的直线的斜率,
所以,,三点共线.
【2025年押题预测题型七】:特殊几何体问题
1.(2024·北京大兴·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,且点在椭圆上,动点C,D分别在直线和椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程及其焦点坐标;
(2)若椭圆上存在一点E,使得四边形是矩形,求点D的横坐标.
【答案】(1)方程为,焦点坐标为,
(2)横坐标为或
【分析】(1)根据题意可得解得,.再计算出椭圆的焦点坐标.
(2)设,,,,因为四边形一定为平行四边形,根据,得,点D,E都在椭圆上代入变形得①,又,有,②,解得:或,分类计算得出结果;
【详解】(1)由题设,解得,.
所以椭圆G的方程为.焦点坐标为,
(2)设,,,,
因为四边形是矩形,一定为平行四边形,所以,
则,,所以,
D,E都在椭圆上,,变形得①,
又,所以,即,
则,②
②代入①得,解得:或,
若时,,,此时C与重合,D点坐标为;
若时,联立,
可得:,解得:,
因为,所以,
所以D点横坐标为或.
2.(24-25高三上·北京西城·期末)已知椭圆的左右顶点分别为,离心率为,点,的面积为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且斜率为的直线交椭圆于点,线段的垂直平分线交轴于点,点关于直线的对称点为.若四边形为正方形,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的性质,离心率(为椭圆半焦距),三角形面积公式,再结合椭圆中来确定椭圆方程.
(2)先求出直线与椭圆的交点坐标关系,再根据垂直平分线的性质、正方形的性质来求解的值.
【详解】(1)已知,,,
则的面积,解得.
因为离心率,,所以.
又因为,,,所以.
所以椭圆的方程为.
(2)将直线与椭圆联立得.
根据韦达定理,,.
计算,
从而得到线段中点坐标为.
然后求线段垂直平分线方程:垂直平分线的斜率为,
根据点斜式可得垂直平分线方程为,
进而得到点.
最后根据四边形为正方形时:
则
展开得
进一步化简为
将,代入得,,
整理得,解得.
3.(2025·北京门头沟·一模)已知椭圆的一个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率为的直线与椭圆交于不同的两点,,直线,分别与轴交于点,,点关于轴的对称点为,求证:四边形为菱形.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【分析】(1)由右顶点及离心率可得a,c,然后可得椭圆方程.
(2)设直线l,将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理可化简,得出四边形对角线垂直平分即可得答案.
【详解】(1)因椭圆顶点为,离心率为,
则,所以,故椭圆方程为:;
(2)由题,设直线方程为,将直线方程与椭圆方程联立,
可得.
即得
化简得
因直线与椭圆交于不同的两点,则.
设,由韦达定理.
又设,令得;
设,令得;
又因为
.
所以,,所以平分,所以四边形为菱形.
4.(2024·北京·三模)已知椭圆C的标准方程为,梯形的顶点在椭圆上.
(1)已知梯形的两腰,且两个底边和与坐标轴平行或在坐标轴上.若梯形一底边,高为,求梯形的面积;
(2)若梯形的两底和与坐标轴不平行且不在坐标轴上,判断该梯形是否可以为等腰梯形?并说明理由.
【答案】(1)
(2)梯形不可能为等腰梯形,理由见解析
【分析】(1)分两个底边和与轴平行讨论,分别讨论的长度情况即可求解;
(2)设出的方程,将它们与椭圆方程联立,结合韦达定理说明底边的中垂线斜率与底边斜率之积不为即可判断.
【详解】(1)
若两底和与y轴平行(或重合),由椭圆方程得为该椭圆的上下顶点,
不妨设DC在轴右侧,设,
代入椭圆方程解得,,
所以梯形另外一底,因此面积;
若两底和与轴平行,因为,不妨设在轴上方且,,
由高为可得,,但此时四边形为矩形,不合题意,故舍去.
综合可得:满足条件的梯形的面积为.
(2)该梯形不可能为等腰梯形,理由如下:
由题意可知梯形两底所在直线的斜率存在且不为零,
设直线方程为,直线方程为,其中,
联立方程,整理得,
整理得①
设,,则,,
故中点坐标为;
同理可得中点坐标为;
若梯形为等腰梯形,则有,即,
但,所以梯形不可能为等腰梯形.
【点睛】关键点点睛:第二问的关键是说明底边的中垂线斜率与底边斜率之积不为,从而即可顺利得解.
5.(2024·北京朝阳·一模)已知椭圆:的离心率为,A,B分别是E的左、右顶点,P是E上异于A,B的点,的面积的最大值为.
(1)求E的方程;
(2)设O为原点,点N在直线上,N,P分别在x轴的两侧,且与的面积相等.
(i)求证:直线与直线的斜率之积为定值;
(ⅱ)是否存在点P使得,若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)不存在点
【分析】(1)利用待定系数法,列方程组,即可求解;
(2)(ⅰ)首先利用坐标表示和,利用面积相等,以及点在椭圆上的条件,即可化简斜率乘积的公式,即可证明;(ⅱ)由条件,确定边长和角度的关系,再结合数形结合,即可判断是否存在点满足条件.
【详解】(1)当点是短轴端点时,的面积最大,面积的最大值为,
则,得,,
所以椭圆的方程为;
(2)(ⅰ)设, ,
,,
由题意可知,,,即,
所以;
(ⅱ)假设存在点,使得,
因为,,,
所以,,,
则,
由(ⅰ)可知,,又,所以三点共线,
如图,
则,所以,
则点与点重合,这与已知矛盾,
所以不存在点,使.
【2025年押题预测题型八】:最值与范围问题
1.(2024·北京·模拟预测)已知O为坐标原点,椭圆上一点D的横坐标为1,斜率存在的直线l交椭圆C于A,B两点,且直线DA,DB的斜率之和等于1.
(1)求;
(2)若点D在第一象限,探究的面积是否有最大值?若有,求出最大值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出点的纵坐标,然后代入两点间距离公式求解,即可得到结果;
(2)设出直线的方程,将直线与椭圆方程联立,结合韦达定理代入计算,然后由直线的斜率公式求出直线的方程,利用弦长公式以及三角形的面积公式进行求解,即可得到结果.
【详解】(1)不妨设,将代入椭圆方程可得,
则.
(2)
由(1)可知,若点D在第一象限,则,
不妨设直线的方程为,,
联立直线与椭圆方程,消去可得,
由韦达定理可得,
因为直线DA,DB的斜率之和等于1,所以,
且点均在直线上,则,
整理可得,
将代入,可得,
整理可得,
因为直线不过点,所以,则,
此时直线的方程为,且过定点,
且满足,即,
又,
且点到直线的距离,所以,
不妨设,此时,
当且仅当时,即时,等号成立,
则的面积的最大值为.
2.(2024·北京顺义·二模)已知椭圆的右焦点为,长轴长为.过F作斜率为的直线交E于A,B两点,过点F作斜率为的直线交E于C,D两点,设,的中点分别为M,N.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若,设点F到直线的距离为d,求d的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意求出即可得解;
(2)设,,直线的方程为,联立方程,利用韦达定理求出,即可求得点的坐标,同理可求得点的坐标,再讨论直线的斜率是否存在,求出直线的方程,再根据点到直线的距离公式计算即可得解.
【详解】(1)长轴长为,所以,
又焦点为,所以,
所以,
所以椭圆E的方程为;
(2)设,,直线的方程为,
联立,消去y得,
易知,所以,
又M为的中点,所以,,
因为,即,又N为的中点,
不妨用代换,可得,,
讨论:①当时,直线的斜率不存在,
此时,解得,
当时,,,此时的方程为,
所以,点到直线的距离d为,
同理,当,,
②当时,,此时,
所以直线的方程为,
化简可得,
法一:点到直线的距离,
又,所以,
因为,所以,
所以
综上可知,.
法二:直线的方程为,
令,可得,综上可知,直线恒过定成,
故点到直线的距离d的最大值为,此时直线的斜率不存在,
又直线的斜率一定不为0,
所以.
.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的取值范围问题的求解方法
(1)函数法:用其他变量作为参数,建立函数关系,利用求函数值域的方法求解.
(2)不等式法:根据题意建立含参数的不等式,通过解不等式求参数的取值范围.
(3)判别式法:建立关于某变量的一元二次方程,利用根的判别式求参数的取值范围.
(4)数形结合法:研究参数所表示的几何意义,利用数形结合思想求解.
3.(23-24高三下·北京·开学考试)已知椭圆,E的离心率,短轴长为4.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)对于给定的点,在E上存在不同的三点A,B,Q,使得四边形为平行四边形,且直线AB过点,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的离心率得到,根据短轴长得到,然后结合解方程即可;
(2)利用点差法和直线过点得到中点的轨迹方程,然后根据,得到,再结合点在椭圆上得到,最后根据的范围求的范围即可.
【详解】(1)由题意得,又,
解得,,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)
设,,,中点坐标,
联立得,
又直线过点,所以,整理得,
即中点的轨迹方程为①,
因为四边形为平行四边形,所以,,
代入①式可得②,
又点在椭圆上,所以,整理得③,
③式代入到②中可得④,
当时,④式不成立,
当时,,则,解得或,
所以的取值范围为.
4.(2024·北京房山·一模)已知椭圆的离心率为,左焦点为,过的直线交椭圆于、两点,点为弦的中点,是坐标原点,且由于不与,重合.
(1)求椭圆的方程;
(2)若是延长线上一点,且的长度为,求四边形面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的离心率以及焦点坐标,直接求出、,再根据确定即可求出椭圆方程;
(2)根据已知条件设出直线方程,直曲联立,利用韦达定理确定确定,,利用中点坐标公式求出点坐标,得到直线的方程,求出点、到直线的距离,结合已知条件可以表示出四边形面积为,根据的取值范围,即可求解四边形面积的取值范围.
【详解】(1)
因为,得;又,所以,所以;
所以,所以椭圆的方程为.
(2)设过的直线为,与椭圆两交点坐标分别为,,
由于不与,重合,可知直线的斜率存在且不为,
根据已知条件设直线方程为,联立直线方程与椭圆方程,
整理有;
,即,整理有:恒成立;
根据韦达定理:,;
因为为弦的中点,所以;
因为在直线上,所以,解得,
所以直线的斜率为,所以直线的方程为,
化为一般式为:;
设到直线的距离为,点到直线的距离也为,
因为为弦的中点,由点到直线距离公式有:
,因为、位于两侧,
所以,
所以,
又因为,
所以,
设四边形面积为,
根据题意有:,
因为,所以.
所以,所以.
所以四边形面积的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:直曲联立利用韦达定理确定,,将四边形面积转化为求两个三角形、面积之和,利用点到直线距离化简即可将表示成,最后结合的范围求的范围.
【2025年押题预测题型九】:存在性问题
1.(24-25高三上·北京丰台·期末)已知椭圆的上顶点为,离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设B为椭圆C的下顶点,动点M到坐标原点O的距离等于1(M与A,B不重合),直线AM与椭圆C的另一个交点为N.记直线BM,BN的斜率分别为,,问:是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程,代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,表示出直线BN的斜率与直线AM的斜率,从而得到,然后代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)由题意得解得,.
所以椭圆C的方程为.
(2)
因为B为椭圆C的下顶点,所以.
设(且),则直线BN的斜率.
由点M到坐标原点O的距离等于1,可知点M在以AB为直径的圆上,
所以直线AM与直线BM垂直.
由题意得直线AM的斜率,
所以直线BM的斜率.所以.
因为点N在椭圆C上,所以,
故,所以,
所以存在,使得恒成立.
2.(2024·北京·三模)已知椭圆 的离心率为,其长轴的两个端点分别为,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)点为椭圆上除,外的任意一点,直线交直线于点,点 为坐标原点:过点且与直线垂直的直线记为,直线交轴于点,交直线于点,问:是否存在点使得与的面积相等?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)根据椭圆的离心率与值,求出,再根据求出后即可得椭圆的方程;
(2),且,根据已知条件将点坐标以及用表示,求得,由此可将与的面积用表示,构成方程即可求解,即可解答.
【详解】(1)由题意,,又,所以,
则,所以椭圆C的方程为.
(2)
设,且,则 ,
又因为,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,
令,得,所以点的坐标为,
因为,所以直线的斜率为,
因为,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,
因为,,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即,
所以,
联立直线和直线的方程,
消去得,即,
整理有:,
因为,所以,
所以,解得点的横坐标,
,,
要使得与的面积相等,应有,
整理有,即,
解得,,因为,(舍去),所以,
由可得点P的坐标为.
3.(23-24高三下·北京顺义·阶段练习)已知分别是椭圆的左、右焦点,分别为椭圆的左右顶点,且
(1)求椭圆的方程;
(2)若为直线上的一动点(点不在轴上),连接交椭圆于点,连接并延长交椭圆于点,试问是否存在,便得成立,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,3
【分析】(1)依题意,易得的值,求出值,即得椭圆方程;
(2)设点,得直线的方程为:,与椭圆方程联立,利用韦达定理和题设条件证明直线经过定点,将面积分割转化化简即可求得的值.
【详解】(1)依题意,,,
则,故,
于是,椭圆的方程为.
(2)
如图,设点,又,
则直线的方程为:,代入方程整理得:,
设,由韦达定理,,解得:,则.
又因,则直线的方程为:,代入方程整理得:,
设,由韦达定理,,
得:,且,
故直线的斜率为,
则直线的方程为:,
将上述的表达式代入,即得直线的方程为:,
化简可得:,
因,故直线恒过定点.
于是
因,,
故.
【点睛】思路点睛:本题考查直线与椭圆的综合应用中的定点问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:①设出直线方程,将其与椭圆方程联立,整理成关于或的一元二次方程的形式;②利用求得变量之间的数量关系,同时得到韦达定理;③利用韦达定理表示出题设中的等量关系,化简整理得到所求的定点.
4.(23-24高三上·北京·阶段练习)已知椭圆:的离心率为,长轴长为4,过椭圆右焦点的直线与椭圆交于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当直线与轴不垂直时,在轴上是否存在一点(异于点),使轴上任意点到直线,的距离均相等?若存在,求点坐标:若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)根据椭圆的离心率以及长轴长求出,即可求得答案;
(2)假设在轴上存在一点,使轴上任意点到直线,的距离均相等,设直线方程并联立椭圆方程,可得根与系数的关系式,结合假设得,结合根与系数关系式化简,即可得结论.
【详解】(1)由题意知椭圆:的离心率为,长轴长为4,
设椭圆焦距为2c,故,
故椭圆的标准方程为:;
(2)由题意可得,假设在轴上存在一点(异于点),使轴上任意点到直线,的距离均相等;
由题意可设直线,设,,
联立,整理得,
由于直线l过椭圆焦点,必有,
则,
由轴上任意点到直线,的距离均相等,可知直线,关于x轴对称,
即,即,
当时,,即,
整理得,即,
解得,即此时在轴上存在一点,使轴上任意点到直线,的距离均相等;
当时,此时l即为x轴,A,B为椭圆长轴上的两端点,此时也满足题意,
综合知x轴存在一点(异于点),使轴上任意点到直线,的距离均相等,且.
【点睛】关键点睛:本题考查了椭圆方程的求解,以及直线和椭圆位置关系中的探究性问题,解答的关键在于第二问探究形问题,解答时要假设存在,进而明确问题的含义,即为直线,关于x轴对称,即,由此结合根与系数的关系,化简求值,即可解决问题.
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