第09讲 平面解析几何【十六大题型】-2025届高考数学考前核心考点题型三轮冲刺精讲精练(新高考地区)
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内容正文:
第09讲 平面解析几何
【题型归纳】
· 题型1:直线与方程
· 题型2:圆的方程求法
· 题型3:几何法求圆长
· 题型4:直线与圆的位置关系
· 题型5:圆与圆的位置关系
· 题型6:直线与圆的综合问题
· 题型7:椭圆的定义应用
· 题型8:直接法求离心率问题
· 题型9:构造齐次方程求离心率问题
· 题型10:离心率的范围问题
· 题型11:抛物线综合问题
· 题型12:圆锥曲线弦长问题
· 题型13:圆锥曲线面积问题
· 题型13:圆锥曲线中点弦问题
· 题型14:圆锥曲线范围问题
· 题型15:圆锥曲线的定点、定值问题
· 题型16:圆锥曲线与向量交汇问题
【题型探究】
题型1:直线与方程
1.(2025高三·全国)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
2.(2025·河南周口·二模)已知直线与圆相交于A,B两点,则当取最小值时,( )
A. B. C. D.0
3.(2025高三·全国·专题练习)已知直线l:,则直线m:关于直线的对称直线的方程为 .
题型2:圆的方程求法
4.(24-25高三下·陕西咸阳)圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)平面几何中有一个著名的定理:的三条高线的垂足、三边中点及三个顶点与垂心连线段的中点共圆,该圆称为的九点圆或欧拉圆,若、,的垂心为,则的九点圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
6.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知拋物线,其焦点到准线的距离为2,过焦点且斜率大于0的直线交拋物线于两点,以为直径的圆与准线相切于点,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
题型3:几何法求圆长
7.(2025·河北石家庄·一模)若圆被直线所截得的弦长为10,过点作圆的切线,其中一个切点为,则的值为 .
8.(2025·云南昆明·一模)已知点,,若直线过且平分的面积,则被外接圆截得的弦长为 .
9.(2025·安徽安庆·二模)已知圆与圆相交于两点,则四边形的面积等于 .
题型4:直线与圆的位置关系
10.(2025·山东济宁·二模)若圆关于直线对称,其中,,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
11.(2025·云南·一模)已知圆:,直线:,则直线被圆截得的弦长的最小值为( )
A. B. C. D.
12.(2025·北京石景山·一模)已知点M,N为圆上两点,且,点P在直线上,点Q为线段中点,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
题型5:圆与圆的位置关系
13.(2025·山东泰安·二模)已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
14.(2025·四川成都·二模)在平面直角坐标系中,已知圆,点,若圆上存在点,满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.(2025·河北秦皇岛·一模)已知圆与轴相切于点,过点的直线交圆于另一点,点为坐标原点,若,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
题型6:直线与圆的综合问题
16.(2025·湖北·二模)已知点,圆,过点的动直线与圆交于两点,线段的中点为,为坐标原点.
(1)求的轨迹方程;
(2)当时,求的方程及的面积.
17.(2025·河北·模拟预测)如图,点是直线上的动点,以为圆心的圆过点,直线是圆在点处的切线,过作圆的两条切线分别与交于点.
(1)求的值;
(2)设点的轨迹为曲线,,直线交曲线于两点,且直线与直线交于两点,证明:点在以为直径的圆上.
18.(2025·安徽马鞍山·二模)在平面直角坐标系中,点和是中心为坐标原点,焦点在坐标轴上的椭圆上的两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若为椭圆上任意一点,以点为圆心,为半径的圆与圆的公共弦为.证明:的面积为定值,并求出该定值.
题型7:椭圆的定义应用
19.(24-25高三下·青海海东)已知,分别为椭圆的左、右焦点,过的直线与交于,两点,若的内切圆的半径为,则的面积为( )
A. B. C. D.
20.(2025·吉林延边·一模)已知,分别是椭圆的左、右焦点,是上一点,若的周长为10,则的离心率为 .
21.(2025·安徽·一模)已知分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上三个不同的点,直线的方程为,且的平分线经过点,设内切圆的半径分别为,则 .
题型8:直接法求离心率问题
22.(2025·甘肃平凉·模拟预测)已知是椭圆的左,右焦点,是上的两点,且,则的离心率是 .
23.(2025·河南周口·二模)已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,O为坐标原点,A为C上一点,若,且,则C的离心率为 .
24.(2025·四川成都·模拟预测)已知斜率为的直线与双曲线的右支交于两点(点在第一象限,点在第四象限),点关于坐标原点对称的点为且,则该双曲线的离心率为 .
题型9:构造齐次方程求离心率问题
25.(2025·河北保定·一模)已知分别为双曲线的左,右焦点,以为直径的圆与其中一条渐近线在第一象限交于点,过点作另一条渐近线的垂线,点恰在此垂线上,则双曲线的离心率为 .
26.(24-25高三下·四川眉山)已知点是椭圆上的一点,分别是的左、右焦点,且,点在的平分线上,为原点,,则的离心率为 .
27.(2025·湖南·模拟预测)已知为坐标原点,是椭圆的左焦点,,分别为的左,右顶点,为上一点,且轴,过点A的直线与线段交于点,与轴交于点.若直线经过的中点,则的离心率为 .
题型10:离心率的范围问题
28.(2025·湖南·模拟预测)蒙日是法国著名的数学家,他首先发现椭圆的两条相互垂直的切线的交点的轨迹是圆,这个圆被称为“蒙日圆”,且其方程为.已知椭圆的焦点在轴上,、为椭圆上任意两点,动点在直线上.若恒为锐角,根据蒙日圆的相关知识,则椭圆离心率的取值范围为 .
29.(2023·安徽合肥·模拟预测)设点F为双曲线的左焦点,经过原点O且斜率的直线与双曲线C交于A、B两点,AF的中点为P,BF的中点为Q.若,则双曲线C的离心率e的取值范围是 .
30.(23-24高二上·甘肃兰州·期末)如图,已知椭圆的左、右焦点为、,是椭圆上一点,在上,且满足,,为坐标原点,则椭圆离心率的取值范围是 .
题型11:抛物线综合问题
31.(2025·江西宜春·一模)已知抛物线C:的焦点为F,点P在C上且位于第一象限,过点P作直线垂直于C的准线,垂足为A,若直线AF的倾斜角为,则 .
32.(2025·湖南·二模)已知过抛物线的焦点的直线与抛物线交于两点(在第一象限),以为直径的圆与抛物线的准线相切于点.若为坐标原点,则的面积为 .
33.(2025·云南红河·三模)抛物线有一条重要性质:从焦点发出的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线平行于抛物线的轴.如图,抛物线的焦点为,由点发出的光线经点反射后经过点,若点在上,且,,,则 .
题型12:圆锥曲线弦长问题
34.(2025·湖北宜昌·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在上,且.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线交双曲线于两点(两点均位于轴下方,在左,在右),线段与线段交于点,若的面积等于的面积,求.
35.(2025·山东淄博·一模)已知双曲线,离心率,点在双曲线上.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)点,分别是双曲线C的左右焦点,过点的直线l与双曲线的右支交于A,B两点,若的周长为12,求直线l的方程.
36.(2025·河北·二模)已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点在轴的正半轴上,圆与的准线相切.
(1)求的标准方程;
(2)已知是上的一点,是轴上的一点,若的最小值为4,求点的坐标;
(3)过点作直线与交于两点,且在两点处的切线交于点,证明:.
题型13:圆锥曲线面积问题
37.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)已知抛物线过点.其焦点为,若且.
(1)求的值以及抛物线的方程;
(2)过点的两条互相垂直的直线分别交抛物线于与四点,求四边形面积的最小值.
38.(2022·重庆·三模)已知椭圆的短轴长为2,左右焦点分别为,,M为椭圆C上一点,且轴,
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知直线且与椭圆C交于A,B两点,点A关于原点的对称点为、关于x轴的对称点为,直线与x轴交于点D,若与的面积相等,求m的值.
39.(2025·天津·一模)椭圆的左焦点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆的右顶点为,点的坐标为,过点的直线与椭圆交第一象限于点,与线段交于点.若三角形的面积是三角形面积的5倍(为坐标原点),求直线的方程.
题型14:圆锥曲线中点弦问题
40.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知直线与双曲线及其渐近线分别交于点,和点,.
(1)求实数的取值范围;
(2)证明:;
(3)若,过双曲线上一点向双曲线作切线,,其斜率分别为,,问是否存在这样的,使得为定值?若存在,求出的值及定值;若不存在,请说明理由.
41.(2025·陕西商洛·三模)已知双曲线经过点,离心率为.
(1)求的方程.
(2)已知的左、右焦点分别为、,直线与相交于、两点.
①若的斜率为,求线段的中点的轨迹方程;
②若经过点,且,求的方程.
42.(2025·云南·模拟预测)已知椭圆的焦距为,抛物线的焦点是的一个顶点.
(1)求抛物线的标准方程:
(2)若直线与交于两点,且点为线段的中点.
(i)求直线的方程;
(ii)若为坐标原点,求的面积.
题型15:圆锥曲线范围问题
43.(2025·上海长宁·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,点A是其左顶点,点P是双曲线上一点,且位于第一象限,若双曲线的离心率.
(1)求双曲线的方程;
(2)若三角形是等腰三角形,求点P的坐标;
(3)直线不垂直于x轴,且与曲线的另一个交点为Q,若是锐角,求直线的斜率的取值范围.
44.(2025·山东泰安·二模)已知双曲线,左、右顶点分别为,过的直线交双曲线于两点.
(1)若在第一象限,是等腰三角形,求的坐标;
(2)连接并延长交双曲线于,若,求的取值范围.
45.(2025·安徽池州·二模)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,且左、右焦点分别为.
(1)求的方程;
(2)已知为坐标原点,点在上,点满足,求的最小值,并指出此时点的坐标.
题型16:圆锥曲线的定点、定值问题
46.(2025·河南周口·二模)已知,在椭圆(,)上.
(1)求E的方程;
(2)若M为E上一点(异于P,Q两点),求面积的最大值;
(3)过点作两条直线分别与E交于另一点A,B,记直线NA,NB的斜率分别为,,若,证明:直线AB过定点.
47.(2025·广东·二模)已知椭圆的左右顶点分别为,点在椭圆上.点为直线上的动点,直线与直线的斜率之比为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的长轴上是否存在定点,使得直线与椭圆交于两点,当点在直线上运动时,恒构成等差数列?若存在,请求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
48.(2025·浙江杭州·二模)已知抛物线的焦点到准线的距离为2,点,过的直线交于,两点,过,分别作的垂线,垂足分别为,,直线,与直线分别交于点,.
(1)求的方程;
(2)记,的纵坐标分别为,,当时,求直线的斜率;
(3)设为轴上一点,记,分别为直线,的斜率.若为定值,求点的坐标.
49.(2025·陕西安康·三模)给定椭圆,将圆心为坐标原点,为半径的圆称为椭圆的“内切圆”.已知椭圆的两个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程.
(2)直线过椭圆的右焦点,并与椭圆相交于两点,且,求直线的方程.
(3)是椭圆的“内切圆”上一点(与不重合),直线与椭圆的另一个交点为.记直线的斜率分别为,证明:为定值.
题型17:圆锥曲线与向量交汇问题
50.(2025·上海黄浦·二模)椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线与交于点.
(1)若,点的坐标为,求点到直线的距离;
(2)当时,求满足的点的个数;
(3)设直线与的另一个交点为,,点的横坐标为,若的离心率,求的取值范围.
51.(24-25高三下·广东·开学考试)已知动点在椭圆上,且的左、右焦点分别为.设直线为上不重合的两点.
(1)求的离心率;
(2)已知;
(i)证明:点在轴的异侧;
(ii)证明:当的面积取最小值时,存在常数使得,并求的值.
52.(2025·甘肃白银·模拟预测)已知曲线,从上任意不在轴上的一点向轴作垂线,为垂足,是线段的中点.
(1)求动点的轨迹的方程,并说明轨迹是什么图形;
(2)已知,若为轨迹上位于轴同侧的两点,且共线,求四边形面积的最大值.
【高考达标】
一、单选题
1.(2025·山东济南·二模)已知抛物线的焦点为,在直线上任取一点作抛物线的切线,切点分别为,则到直线距离的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2025·安徽蚌埠·模拟预测)已知抛物线()的焦点为F,经过点F的直线l与抛物线相交于点P,Q(点P在第一象限),若,则直线l的斜率为( )
A.1 B. C. D.
3.(2025·山东·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,过作的垂线与在第一象限内交于点,且.设的离心率为,则( )
A. B. C. D.
4.(2025·河南周口·二模)已知抛物线,O为坐标原点,点A在直线上,过点A作E的两条切线,切点分别为P,Q,若AP,AQ分别交x轴于B,C两点,则( )
A. B. C. D.
5.(2025·山东聊城·二模)双曲线的方程为,直线与双曲线左右两支分别交于A,B两点,与两条渐近线分别交于E,F两点,若E,F是线段AB的三等分点,则的值为( )
A.4 B.8 C.12 D.24
6.(2025·陕西榆林·二模)已知离心率为2的双曲线的左右焦点分别为,过的直线与双曲线在第一象限交点为,若,则( )
A. B. C. D.
7.(2025·河南·三模)在平面直角坐标系中,点为抛物线的焦点,点,动点满足,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8.(2025·浙江金华·二模)过抛物线:的焦点且斜率为的直线与交于,两点,线段,的中点分别为,,为坐标原点,直线,与抛物线的另一个交点分别为,,记点,到轴距离分别为,,则( )
A. B.
C.轴 D.若,则
9.(2025·浙江嘉兴·三模)已知抛物线,其准线为,焦点为,过的直线与和从左到右依次相交于,,三点,且,则和的面积之比为( )
A. B. C. D.
10.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知在平面直角坐标系中,,,动点满足,点为抛物线上一动点,且点在直线上的投影为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.(2025·宁夏银川·二模)已知圆,直线,则( )
A.直线l与圆C可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l的距离等于1
C.直线l与直线垂直
D.若圆C与圆恰有三条公切线,则
12.(2025·陕西榆林·二模)已知曲线的方程为,下列说法正确的有( )
A. B.
C.曲线被直线截得的弦AB长为 D.曲线的一条对称轴方程为
13.(2025·安徽黄山·二模)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,过点作直线交抛物线于,两点,则( )
A.的最小值为4
B.以线段为直径的圆与直线相切
C.当时,则
D.
14.(2025·广东广州·二模)瑞士著名数学家欧拉在1765年提出:三角形的外心,重心,垂心位于同一直线上,这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.若的三个顶点坐标分别为,,其“欧拉线”为,圆,则( )
A.过作圆的切线,切点为,则的最小值为4
B.若直线被圆截得的弦长为2,则
C.若圆上有且只有两个点到的距离都为1,则
D.存在,使圆上有三个点到的距离都为1
15.(2025·江西景德镇·三模)已知为抛物线的焦点,是上位于第一象限的一点,,过点的直线与交于两点(在线段上),且,则( )
A.直线的倾斜角为
B.直线斜率之和为
C.
D.
16.(2025·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,将绕其中心分别逆时针、顺时针各旋转,得到椭圆,设围成的公共区域的边界为曲线,则( )
A.有四条对称轴
B.上任意两点间距离的最大值为
C.的周长
D.围成图形的面积
三、填空题
17.(2025·上海崇明·二模)已知双曲线的左、右焦点为,以O为顶点,为焦点作抛物线交双曲线于P,且,则 .
18.(2025·湖南·二模)已知椭圆,为的右焦点,为第一象限内椭圆上的一点,过点作的切线,与、轴分别交于,两点,若,则点的坐标为 .
19.(2025·福建福州·模拟预测)双曲线的两个焦点为,以的实轴为直径的圆记为,过作的切线与的左右两支分别交于两点,且,则的离心率为 .
20.(2025·天津南开·一模)已知圆与抛物线的准线相切于点为的焦点,则直线被圆截得的弦长为 .
21.(2025·陕西安康·三模)已知双曲线的左、右顶点分别为是双曲线的左焦点,为双曲线的左支上任意一点(异于点),若,则双曲线的离心率为 .
22.(2025·河北邯郸·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过右焦点向圆引一条切线交椭圆于点,连接,如图,若,则椭圆的离心率 .
四、解答题
23.(2025·山东济宁·二模)已知双曲线(,)的离心率为,且点在双曲线上,
(1)求的方程;
(2)若直线交于,两点,的平分线与轴垂直,求证:的倾斜角为定值.
24.(2025·安徽淮北·二模)已知双曲线经过点为其左,右顶点,且与的斜率之积为
(1)求双曲线的方程;
(2)点为实轴上一点,直线交于另一点,记的面积为的面积为,若,求点坐标.
25.(2025·天津和平·二模)已知椭圆()的短轴长为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的左、右顶点分别为、,设点B为椭圆上的点(异于点、),直线与直线交于点C,以BC为直径的圆与直线交于另一点D(异于点B),直线CD与x轴相交于点E,试证明点E为定点并求出点E的坐标.
26.(2025·西藏拉萨·二模)已知椭圆,直线经过的上顶点及右焦点.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于点,,且直线与交于另外一点.
(ⅰ)若,求直线的方程;
(ⅱ)判断直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由.
27.(2025·陕西榆林·二模)已知焦距为且焦点在轴上的椭圆经过点.直线不过点.若与相交于两点,且以为直径的圆过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求证:点在定直线上.
28.(2025·北京通州·一模)已知椭圆的离心率为,点在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若过A的直线l(斜率不为0)与椭圆E的另一个交点为B,线段中点为M,射线交椭圆E于点N,交直线于点Q.求证:.
29.(2025·宁夏陕西·模拟预测)已知分别为椭圆的左、右顶点,均为椭圆上异于顶点的点,为椭圆上的点,直线经过左焦点,直线经过右焦点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)试问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是,请说明理由.
(3)设的面积与的面积分别为,求的最小值.
30.(2025·辽宁·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若经过点且倾斜角为)的直线与椭圆交于M,N两点(其中点在轴上方)如图①.将平面xOy沿轴折叠,使点折至的位置,且轴正半轴和轴所确定的半平面(平面)与轴负半轴和轴所确定的半平面(平面)互相垂直,如图②.
(i)当直线的倾斜角为时,求折叠后图②中的长度;
(ii)是否存在直线,使得折叠后的周长与折叠前的周长之比是3:4?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
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第09讲 平面解析几何
【题型归纳】
· 题型1:直线与方程
· 题型2:圆的方程求法
· 题型3:几何法求圆长
· 题型4:直线与圆的位置关系
· 题型5:圆与圆的位置关系
· 题型6:直线与圆的综合问题
· 题型7:椭圆的定义应用
· 题型8:直接法求离心率问题
· 题型9:构造齐次方程求离心率问题
· 题型10:离心率的范围问题
· 题型11:抛物线综合问题
· 题型12:圆锥曲线弦长问题
· 题型13:圆锥曲线面积问题
· 题型13:圆锥曲线中点弦问题
· 题型14:圆锥曲线范围问题
· 题型15:圆锥曲线的定点、定值问题
· 题型16:圆锥曲线与向量交汇问题
【题型探究】
题型1:直线与方程
1.(2025高三·全国)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设出所求对称直线上的点的坐标,求出关于原点的对称点坐标,代入已知直线方程,即可.
【详解】设直线上一点关于坐标原点对称的点为,
则,,解得,,
代入,得,
即所求直线的方程为.
故选:D.
2.(2025·河南周口·二模)已知直线与圆相交于A,B两点,则当取最小值时,( )
A. B. C. D.0
【答案】B
【分析】求出过定点,当⊥时,取最小值,根据斜率垂直得到方程,求出.
【详解】,故过定点,
又,故在圆内,
所以当⊥时,取最小值,此时,
又,所以.
故选:B
3.(2025高三·全国·专题练习)已知直线l:,则直线m:关于直线的对称直线的方程为 .
【答案】
【分析】解法一:在直线上取一点,则关于直线的对称点必在上,则在直线l上,且直线与直线l斜率的乘积等于,建立方程组解出,再由经过与的交点,由两点式可得直线的方程,即可得解;
解法二:利用二级结论,直线关于直线对称的直线方程,由式子决定,即可得到直线的方程.
【详解】解法一:在直线上取一点,不妨取,则关于直线的对称点必在上.
设,则,解得即.
设与的交点为,则由,得,即.
又经过点,所以由两点式得直线的方程为,
即.
故答案为:.
解法二:直线:关于直线:对称的直线方程为
,
即,所以直线的方程为.
故答案为:.
题型2:圆的方程求法
4.(24-25高三下·陕西咸阳)圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求得圆的圆心与半径,利用对称求得圆心关于直线的对称点,可求对称圆的方程.
【详解】方程,可化为,
则圆心的坐标为,半径,
设圆关于直线对称的圆的圆心为,则半径仍为,
则,解得.
所以圆的方程为.
故选:C.
5.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)平面几何中有一个著名的定理:的三条高线的垂足、三边中点及三个顶点与垂心连线段的中点共圆,该圆称为的九点圆或欧拉圆,若、,的垂心为,则的九点圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据中点坐标公式求出、、三点坐标,再由待定系数法求出圆的一般方程,化为标准方程即可.
【详解】由,,,可得中点为,中点为,中点为,
设的九点圆方程为,
代入、、三点坐标,可得,
解得,,,即,
化简可得圆的标准方程为.
故选:C.
6.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知拋物线,其焦点到准线的距离为2,过焦点且斜率大于0的直线交拋物线于两点,以为直径的圆与准线相切于点,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由焦点F到准线的距离为2,求出,即得焦点坐标,准线方程,抛物线方程,直线斜率为正,得点纵坐标,用点差法可求得直线斜率,再得点横坐标,同时得出圆半径,得圆方程.
【详解】抛物线的焦点到准线距离为2,则(因为),
焦点为,准线方程是,抛物线方程是,
又轴,,所以的纵坐标为2,
设,,
,两式相减得,
所以,又,,
即,所以圆半径为,
圆方程为.
故选:A.
题型3:几何法求圆长
7.(2025·河北石家庄·一模)若圆被直线所截得的弦长为10,过点作圆的切线,其中一个切点为,则的值为 .
【答案】
【分析】利用垂径定理来求弦长,得用勾股定理来求切线长,即可解决问题.
【详解】由弦长为,结合垂径定理可得:,解得,
结合已知点,可得:
所以,
故答案为:.
8.(2025·云南昆明·一模)已知点,,若直线过且平分的面积,则被外接圆截得的弦长为 .
【答案】/
【分析】先求出的外接圆方程,再确定直线的方程,最后根据圆的弦长公式求出弦长.
【详解】设外接圆的方程为,
把,,三点分别代入方程可得:
把代入得:,即.
把代入得:,即,解得.
把代入得:,将代入,
可得,解得.
所以外接圆的方程为,配方可得,
其圆心坐标为,半径.
因为直线过且平分的面积,所以直线必过线段的中点.
,,则中点坐标为.
已知直线过和,
可得直线的方程为,即.
圆心到直线:的距离.
所以弦长为.
故答案为:
9.(2025·安徽安庆·二模)已知圆与圆相交于两点,则四边形的面积等于 .
【答案】9
【分析】法一:准确画图,可得四边形是边长为3正方形,进而求得其面积;
法二:将两圆方程做差求相交弦方程,再应用弦心距、半径与弦长关系即可求得,利用两点间距离公式求得,进而求得四边形的面积.
【详解】由已知,圆,圆,
圆心,半径,圆心,半径,
法一:如图,准确画图,容易发现四边形是边长为3正方形,其面积为9;
法二:将两圆方程相减,可得公共弦所在直线的方程为:
到距离为,所以,即,
又,
所以,四边形的面积.
故答案为:9.
题型4:直线与圆的位置关系
10.(2025·山东济宁·二模)若圆关于直线对称,其中,,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【分析】由题意得直线过圆心,即得,利用基本不等式即可求解.
【详解】由得,
所以圆心为,又圆关于直线对称,
则直线过圆心,即,
所以,
又,
当且仅当时,等号成立,
所以,
故选:C.
11.(2025·云南·一模)已知圆:,直线:,则直线被圆截得的弦长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】确定直线所过的定点,再根据圆的性质,分析出当圆心与定点的连线垂直于直线时,弦长最短,最后根据勾股定理求出弦长的最小值.
【详解】将直线方程进行变形:
因为,所以可联立方程组,
解得..所以直线恒过定点.
已知圆:,则圆心,半径.
可得圆心与定点的距离为:
.
因为,所以点在圆内部.
当圆心与定点的连线垂直于直线时,弦长最短.
此时弦长的一半、圆心与定点的距离以及圆的半径构成直角三角形,其中圆的半径为斜边.
根据勾股定理,弦长的一半为.
所以弦长的最小值为.
直线被圆截得的弦长的最小值为.
故选:A.
12.(2025·北京石景山·一模)已知点M,N为圆上两点,且,点P在直线上,点Q为线段中点,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】将圆的方程化为标准方程,从而得到圆心坐标和半径,再根据弦长求出圆心到弦MN的距离,进而确定点的轨迹,最后根据点到直线的距离公式求出的最小值.
【详解】已知圆的方程为,将其配方可得.
可知该圆的圆心坐标为,半径.
因为点为线段MN的中点,根据垂径定理可知.
已知,则.
在中,根据勾股定理.
所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆.
已知点在直线上,可得圆心到直线的距离为:
.
因为点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,所以的最小值等于圆心到直线的距离减去圆的半径,即
故选:B.
题型5:圆与圆的位置关系
13.(2025·山东泰安·二模)已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】通过计算可知两个圆内切,故两圆相减得到的方程即为所求.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为
所以两个圆内切,因此与两圆均相切的直线为两个圆的公共弦所在的直线方程,
所以
整理得,
故选:.
14.(2025·四川成都·二模)在平面直角坐标系中,已知圆,点,若圆上存在点,满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设点坐标,然后表示出和,建立方程后得到点的轨迹方程,由两个圆存在公共点,得到圆与圆的位置关系,从而得到圆心距和半径的关系,求出的取值范围.
【详解】设,则,.
因为,所以,
即,所以点的轨迹是以为圆心,以1为半径的圆.
又因为点在圆上,所以圆与圆有公共点,所以,
即,解得.
故选:B.
15.(2025·河北秦皇岛·一模)已知圆与轴相切于点,过点的直线交圆于另一点,点为坐标原点,若,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用圆的轨迹方程解出两点均在圆上,然后将直线的方程转化为两个圆得公共弦方程求解即可.
【详解】圆,即,
且圆与轴相切于点,故,
所以,
设动点,满足,则,
则,即,
故点的轨迹是圆,且,故两点均在圆上,
且两点均在圆上,故直线的方程为两个圆的公共弦方程,
两个圆的方程相减得:,即.
故选:C
题型6:直线与圆的综合问题
16.(2025·湖北·二模)已知点,圆,过点的动直线与圆交于两点,线段的中点为,为坐标原点.
(1)求的轨迹方程;
(2)当时,求的方程及的面积.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)根据即可判断求轨迹为以点为圆心,为半径的圆,即可求方程;
(2)数形结合可得,即可求出直线的方程,再计算点到的距离,利用勾股定理计算即可求面积.
【详解】(1)圆的方程可化为,所以圆心为,半径为,
则线段的中点,,
因点为线段的中点,则,
则点的轨迹为以点为圆心,为半径的圆,
则该圆的方程为,经检验符合题意,
所以的轨迹方程是.
(2)由于,故在线段的垂直平分线上,
又在圆上,所以,
因为直线的斜率为,所以的斜率为,
故的方程为,即,
又,点到的距离为,
所以,
则,故的面积为.
17.(2025·河北·模拟预测)如图,点是直线上的动点,以为圆心的圆过点,直线是圆在点处的切线,过作圆的两条切线分别与交于点.
(1)求的值;
(2)设点的轨迹为曲线,,直线交曲线于两点,且直线与直线交于两点,证明:点在以为直径的圆上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)设,根据直线与圆的位置关系可得,结合两点间距离公式即可求得.
(2)由(1)可得点的轨迹方程为,根据直线的斜率是否存在,分类进行讨论,结合,可证点在以为直径的圆上.
【详解】(1)设,直线与圆切于点,所以,
则
.
(2)由(1)知点的轨迹为椭圆,
设该椭圆方程为,则,,
所以曲线的方程为.
当直线轴时,不妨令,,
则,直线的方程为,,,
同理,所以,
所以点在以为直径的圆上;
当直线不垂直于轴时,设,,直线的方程为,
代入中,整理得,
所以,,
直线的方程为,即,
所以,同理,
又,
所以,
所以,所以点在以为直径的圆上.
综上所述,点在以为直径的圆上.
18.(2025·安徽马鞍山·二模)在平面直角坐标系中,点和是中心为坐标原点,焦点在坐标轴上的椭圆上的两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若为椭圆上任意一点,以点为圆心,为半径的圆与圆的公共弦为.证明:的面积为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定值为
【分析】(1)设椭圆的方程为,将点和的坐标代入椭圆方程,求出、的值,即可得出椭圆的方程;
(2)设,则,求出圆的方程,将圆和圆的方程作差,可得出直线的方程,求出圆心到直线的距离以及的值,结合三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】(1)设椭圆的方程为,
由题意知:,, 解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设,则,且圆的方程为,
即圆的方程为.
因为圆的方程为,
将圆的方程与圆的方程作差得,
所以的方程为,
点到直线的距离
,
又因为,所以的面积为为定值.
题型7:椭圆的定义应用
19.(24-25高三下·青海海东)已知,分别为椭圆的左、右焦点,过的直线与交于,两点,若的内切圆的半径为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由椭圆定义可得,利用三角形面积公式即可求.
【详解】
由可知,
因为,分别为椭圆的左、右焦点,且,两点在椭圆上,
所以,,
两式相加得,即,
又因为的内切圆的半径为,
所以.
故选:A
20.(2025·吉林延边·一模)已知,分别是椭圆的左、右焦点,是上一点,若的周长为10,则的离心率为 .
【答案】/
【分析】由已知可得,再由的周长为10,可得,求出,从而可求出离心率.
【详解】由椭圆方程可得,得,
因为是上一点,所以,
因为的周长为10,
所以,得,
所以的离心率为.
故答案为:
21.(2025·安徽·一模)已知分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上三个不同的点,直线的方程为,且的平分线经过点,设内切圆的半径分别为,则 .
【答案】5
【分析】先由题意依次求出即可由求出,接着由正切函数定义和两角和的正切公式结合点P求出直线的方程,进而求出直线过点,再联立椭圆方程求出即可同理求出得解.
【详解】由题意可知,
所以由,
由上得,且
所以,
所以,所以即,
令得,故直线经过点,
联立,
所以,
所以同理可得,
所以.
故答案为:5.
题型8:直接法求离心率问题
22.(2025·甘肃平凉·模拟预测)已知是椭圆的左,右焦点,是上的两点,且,则的离心率是 .
【答案】
【分析】设,根据可得,进而根据椭圆的定义及余弦定理求解即可.
【详解】设,由,得,
根据椭圆的定义可得,,
在中,由余弦定理可得,
解得,
所以,
,
即,即,所以的离心率.
故答案为:.
23.(2025·河南周口·二模)已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,O为坐标原点,A为C上一点,若,且,则C的离心率为 .
【答案】
【分析】根据余弦定理可得,利用向量的线性表示以及模长公式可得,即可得求解.
【详解】在中,由余弦定理得:,
即,
又,故,
故,
故,化简可得,故,
故答案为:
24.(2025·四川成都·模拟预测)已知斜率为的直线与双曲线的右支交于两点(点在第一象限,点在第四象限),点关于坐标原点对称的点为且,则该双曲线的离心率为 .
【答案】/
【分析】根据题意作图,取的中点,连接,得到,,利用两角和的正切公式求得直线的斜率,再利用点差法求得,根据离心率的公式计算即可.
【详解】
如图,设直线与轴交于点,取的中点,连接,
由双曲线的对称性可知为线段的中点,则,
因为,所以,
由直线的斜率,得,
则直线的斜率,
设,则,两式相减得,
化简得即,
则.
故答案为:.
题型9:构造齐次方程求离心率问题
25.(2025·河北保定·一模)已知分别为双曲线的左,右焦点,以为直径的圆与其中一条渐近线在第一象限交于点,过点作另一条渐近线的垂线,点恰在此垂线上,则双曲线的离心率为 .
【答案】2
【分析】由已知可推得,然后得出,即可根据的关系得出离心率.
【详解】
如图,设为与渐近线的交点,
由题意:,,
所以Q是线段的中点,
所以.
又直线,是双曲线的渐近线,由双曲线对称性知,
所以,所以,
所以,
所以离心率.
故答案为:2
26.(24-25高三下·四川眉山·阶段练习)已知点是椭圆上的一点,分别是的左、右焦点,且,点在的平分线上,为原点,,则的离心率为 .
【答案】/
【分析】设,,由题意得出是等腰三角形. 在中由余弦定理得到含a,c的齐次方程即可求解离心率.
【详解】解:设,,延长ON交于A,如图所示.
由题意知,O为的中点,∴点A为中点.
又,点N在的平分线上,
∴,∴是等腰三角形,
∴,
则,所以.
又,所以.
又在中,由余弦定理得,
即,即,
化简得:.
又,所以,所以,即
故答案为:.
27.(2025·湖南·模拟预测)已知为坐标原点,是椭圆的左焦点,,分别为的左,右顶点,为上一点,且轴,过点A的直线与线段交于点,与轴交于点.若直线经过的中点,则的离心率为 .
【答案】
【分析】设直线的方程为,与联立求,与联立求,利用中点公式求,根据关系,,三点共线列方程可得,结合离心率定义求结论.
【详解】由题意可设,,,
设直线的方程为,
令,可得,令,可得.
设的中点为,可得,
因为,,三点共线,
所以,又,,
所以,
所以,即,
所以椭圆的离心率.
故答案为:.
题型10:离心率的范围问题
28.(2025·湖南·模拟预测)蒙日是法国著名的数学家,他首先发现椭圆的两条相互垂直的切线的交点的轨迹是圆,这个圆被称为“蒙日圆”,且其方程为.已知椭圆的焦点在轴上,、为椭圆上任意两点,动点在直线上.若恒为锐角,根据蒙日圆的相关知识,则椭圆离心率的取值范围为 .
【答案】
【分析】分析可知,直线与圆相离,利用直线与圆的位置关系可求出的取值范围,再结合椭圆离心率公式可求得椭圆的离心率.
【详解】由题意可知,圆即为椭圆蒙日圆,
因为、为椭圆上任意两点,动点满足恒为锐角,
则点在圆外,
又因为动点在直线上,则直线与圆相离,
所以,,解得,
则,即,
因此,椭圆的离心率的取值范围是.
故答案为:.
29.(2023·安徽合肥·模拟预测)设点F为双曲线的左焦点,经过原点O且斜率的直线与双曲线C交于A、B两点,AF的中点为P,BF的中点为Q.若,则双曲线C的离心率e的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据双曲线的对称性得四边形为平行四边形,再结合得为直角三角形,设直线倾斜角为,从而求得离心率,求解函数的值域即可得范围.
【详解】设双曲线的右焦点为,根据双曲线方程知,,则.
因为直线过原点,由对称性,原点平分线段,
又原点平分线段,所以四边形为平行四边形.
在和中,分别有中位线,,,
因为,所以,所以四边形为矩形,为直角三角形.
不妨设在第一象限,设直线倾斜角为,则,且,
在Rt中可得:,
所以,
因为,所以,
又在上为增函数,
所以.
故答案为:
30.(23-24高二上·甘肃兰州·期末)如图,已知椭圆的左、右焦点为、,是椭圆上一点,在上,且满足,,为坐标原点,则椭圆离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】设,,由,得到,再根据,得到,再由,得到,再解不等式,即可求出结果.
【详解】设,,又,,
所以,,又,得到,
即,得到,,所以,
因为,,
又,所以,整理得,
由,消得,
解得或,又,所以舍去,
所以,即,
整理得,解得,又,
所以,
故答案为:.
题型11:抛物线综合问题
31.(2025·江西宜春·一模)已知抛物线C:的焦点为F,点P在C上且位于第一象限,过点P作直线垂直于C的准线,垂足为A,若直线AF的倾斜角为,则 .
【答案】4
【分析】利用抛物线的定义可以判断为等边三角形,利用平面几何知识求解即可.
【详解】因为抛物线C:的焦点为F,所以,
由题意可得,
所以,
又由抛物线定义得:,所以为等边三角形,
设准线与轴交于点,
在直角中,,
所以.
故答案为:4.
32.(2025·湖南·二模)已知过抛物线的焦点的直线与抛物线交于两点(在第一象限),以为直径的圆与抛物线的准线相切于点.若为坐标原点,则的面积为 .
【答案】
【分析】先求得,由条件推得轴,由推出,得到这些的方程,与抛物线方程联立,利用弦长公式求得,即得的面积.
【详解】
依题意,得,则抛物线的方程为.
由题意可知与抛物线的准线垂直,
在中,,则,
则直线的方程为.
由消去并化简整理得:
易得,则,
又原点到直线的距离为,
故.
故答案为:.
33.(2025·云南红河·三模)抛物线有一条重要性质:从焦点发出的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线平行于抛物线的轴.如图,抛物线的焦点为,由点发出的光线经点反射后经过点,若点在上,且,,,则 .
【答案】
【分析】由题意可得,进而可得直线的方程为,设,,与抛物线方程联立方程可求得,可求得,进而可得,利用余弦定理可求得.
【详解】如图,在中,,所以,
所以,
又因为轴,所以,因此,
故直线的方程为,联立,得,
设,,则,由抛物线的定义知,
而,所以,在中,,,
由余弦定理,得,
解得.
故答案为:.
题型12:圆锥曲线弦长问题
34.(2025·湖北宜昌·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在上,且.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线交双曲线于两点(两点均位于轴下方,在左,在右),线段与线段交于点,若的面积等于的面积,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件得到,再利用点在双曲线上和间的关系,建立方程组,求出,即可求解;
(2)设直线方程为,联立双曲线方程得到,根据条件得到点和点到直线的距离相等,从而可求出,再利用弦长公式,即可求解.
【详解】(1)因为,且,所以焦点,即,
又,由,解得,所以双曲线.
(2)由题知直线斜率不为,设过的直线为,
由,消得到,
则,且
设,则由韦达定理有,
因为,所以,
即点和点到直线的距离相等,
则有,解得,
所以,
故.
35.(2025·山东淄博·一模)已知双曲线,离心率,点在双曲线上.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)点,分别是双曲线C的左右焦点,过点的直线l与双曲线的右支交于A,B两点,若的周长为12,求直线l的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据离心率及点在椭圆上求椭圆参数,即可得方程;
(2)根据双曲线的定义及已知得,设联立双曲线,应用韦达定理及弦长公式列方程求得,即可得直线方程.
【详解】(1)由题意可得,则,即,
又因为点在双曲线上,所以,解得,,
所以双曲线C的标准方程为:.
(2)
因为的周长为12,所以①,
由双曲线的定义可得:,,
所以②,
由①②可得:,
由(1)知,所以,
因为直线l的斜率不为0,设,
则联立直线与双曲线,可得,
当,即,直线与双曲线只有一个交点,不合题意,
所以,,,
所以,
所以,
解得(舍去)或,所以,
直线l的方程为:,即.
36.(2025·河北·二模)已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点在轴的正半轴上,圆与的准线相切.
(1)求的标准方程;
(2)已知是上的一点,是轴上的一点,若的最小值为4,求点的坐标;
(3)过点作直线与交于两点,且在两点处的切线交于点,证明:.
【答案】(1)
(2)或
(3)证明见解析
【分析】(1)由题意设出抛物线方程,根据圆的方程明确圆心与半径,结合切线的性质,可得答案;
(2)设出动点坐标,根据两点距离公式写出函数解析式,结合二次函数性质,可得答案;
(3)由题意设出直线方程,联立方程,写出韦达定理,利用导数求得切线方程,联立求交点,结合距离公式,可得答案.
【详解】(1)由题意,设的方程为,准线为,
因为圆与的准线相切,且圆心为,半径为
所以,解得,所以的标准方程为.
(2)设,
当,即时,,解得或(舍去);
当,即时,,解得,
所以点的坐标为或.
(3)
证明:根据题意,直线的斜率存在,,
设直线的方程为,
联立,消去并整理得,
所以,
对求导,得,
由,解得,所以.
因为,
所以
,
又,所以.
题型13:圆锥曲线面积问题
37.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)已知抛物线过点.其焦点为,若且.
(1)求的值以及抛物线的方程;
(2)过点的两条互相垂直的直线分别交抛物线于与四点,求四边形面积的最小值.
【答案】(1),
(2)8
【分析】(1)利用焦半径公式以及抛物线过的点坐标解方程组可得结果;
(2)设出两直线方程并与抛物线方程联立,利用韦达定理和弦长公式求得的表达式,进而得出面积表达式,再由基本不等式计算可得面积最小值.
【详解】(1)因为抛物线:过点
①
又焦点为,且②
由①、②可得或
又,
抛物线的方程:
(2)由题知,过点的两条相互垂直的直线斜率均存在,且不等于零,如下图:
因此设直线,直线
设点、、、,
联立直线与抛物线的方程,得
则有,
又,
同理,联立直线与抛物线的方程,得
则有,
又,
又
,
当且仅当时,
四边形面积的最小值是8.
38.(2022·重庆·三模)已知椭圆的短轴长为2,左右焦点分别为,,M为椭圆C上一点,且轴,
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知直线且与椭圆C交于A,B两点,点A关于原点的对称点为、关于x轴的对称点为,直线与x轴交于点D,若与的面积相等,求m的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)短轴长为2得,由椭圆定义可得,,
由得,结合的关系可得答案;
(2)联立直线和椭圆方程利用韦达定理代入直线:,令得,从而得到坐标,求出的中点坐标代入直线方程可得答案.
【详解】(1)因为短轴长为2,所以,
因为,
所以,,
又因为轴,所以,
,且,
解得,∴.
(2)设,则,,联立直线和椭圆方程得
,整理得,
则,,,
直线:
令,
故,
,,则的中点坐标为,
由于与的面积相等,故到直线的距离相等,因此的中点在上,可得,
,
,解得,,
所以.
39.(2025·天津·一模)椭圆的左焦点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆的右顶点为,点的坐标为,过点的直线与椭圆交第一象限于点,与线段交于点.若三角形的面积是三角形面积的5倍(为坐标原点),求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】首先根据三角形面积公式确定,【算法一】设直线方程为,联立直线和直线求得点的坐标,思路一,根据求点的坐标,代入椭圆方程,即可求解;思路二,直线与椭圆方程联立,求点的坐标,再根据,即可求解;【算法二】设直线方程为,,后面的过程同【算法一】.
【详解】(1)由题意得:,
所以
所以椭圆方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率存在且为正,
直线方程为,
因为三角形的面积是三角形面积的5倍
∴
∵ ∴
又由题意可知、均在轴右侧,∴
【算法一】设直线方程为,由,解得
,
思路一:
所以
因为点点在椭圆上,故将点坐标代入椭圆方程整理得:
∴
所以直线方程为,即.
思路二:由得,
显然成立
∵
∴
∴
整理得:
∴
所以直线方程为,即.
【算法二】设直线方程为,
由,解得,
思路一:.
所以由 得
因为点点在椭圆上,故将点坐标代入椭圆方程整理得:
∴
所以直线方程为,即.15分
思路二:得,
显然成立
∵
∴
∴
整理得:
∴
所以直线方程为,即
题型14:圆锥曲线中点弦问题
40.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知直线与双曲线及其渐近线分别交于点,和点,.
(1)求实数的取值范围;
(2)证明:;
(3)若,过双曲线上一点向双曲线作切线,,其斜率分别为,,问是否存在这样的,使得为定值?若存在,求出的值及定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
(3)不存在,使得为定值
【分析】(1)联立方程组,利用判别式即可求解;
(2)根据韦达定理和中点坐标公式得点,进而联立直线方程可得点,坐标,即可得与的中点重合,即可求解;
(3)根据相切可利用判别式为0得,为方程的两个根,进而根据韦达定理化简,结合假设法即可求解.
【详解】(1)联立,得,
由题意可得,,解得或;
(2)证明:设,,
由(1)可得,
设的中点为,则,
从而,即,
又双曲线的渐近线方程为,
联立,解得,
同理可得,
则的中点为,故与的中点重合,
则,,即;
(3)设过且与双曲线相切的直线方程为,
即,联立,
得,
由题意可知,
化简可得,
由题意可知,为方程的两个根,
则,,
故,
若为定值,则有,化简得,此时,
但此时,
故不存在,使得为定值.
41.(2025·陕西商洛·三模)已知双曲线经过点,离心率为.
(1)求的方程.
(2)已知的左、右焦点分别为、,直线与相交于、两点.
①若的斜率为,求线段的中点的轨迹方程;
②若经过点,且,求的方程.
【答案】(1)
(2)①;②或或
【分析】(1)根据已知条件可得出关于、、的方程组,解出这三个量的值,即可得出双曲线的方程;
(2)①设点、,设点,设直线的方程为,将直线的方程与双曲线的方程联立,列出韦达定理,求出点的坐标,进而可得出点的轨迹方程;
②分三种情况讨论,与轴重合、轴、直线的斜率存在且不为零,前两种情况直接验证即可;在第三种情况下,设直线的方程为,设点、,将该直线方程与双曲线方程联立,求出线段的中点,分析可知,结合斜率关系可求出的值,综合可得出直线的方程.
【详解】(1)由题意可得,解得,故双曲线的方程为.
(2)①设点、,设点,
设直线的方程为,联立可得,
则,
由韦达定理可得,可得,
则,即点的轨迹方程为;
②易知点、,若直线与轴重合,则、为双曲线的顶点,
显然,不合乎题意;
若直线轴,由对称性可知, 点、关于轴对称,则;
当直线的斜率存在且不为零时,设直线的方程为,
设点、,
联立可得,
由题意可得,解得,
由韦达定理可得,,
所以,线段的中点为,
若,则,,,
所以,,解得.
综上所述,直线的方程为或或.
42.(2025·云南·模拟预测)已知椭圆的焦距为,抛物线的焦点是的一个顶点.
(1)求抛物线的标准方程:
(2)若直线与交于两点,且点为线段的中点.
(i)求直线的方程;
(ii)若为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)(i);(ii).
【分析】(1)求出椭圆的顶点即可得出抛物线的焦点,求出得抛物线方程;
(2)(i)利用点差法求出直线斜率即可得直线方程;(ii)求出弦长及点到直线距离公式利用面积公式得解.
【详解】(1)由题知,可求得,
所以,故,即,
所以抛物线的方程为;
(2)如图,
(i)由题意,设,
代入抛物线方程,可得,
两式相减可得,即,
由可得,故,
又由点为线段的中点且点在抛物线内,
所以直线的方程为,即.
(ii)联立,得,其中,
故,
所以,
又因为到直线的距离,
所以的面积.
题型15:圆锥曲线范围问题
43.(2025·上海长宁·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,点A是其左顶点,点P是双曲线上一点,且位于第一象限,若双曲线的离心率.
(1)求双曲线的方程;
(2)若三角形是等腰三角形,求点P的坐标;
(3)直线不垂直于x轴,且与曲线的另一个交点为Q,若是锐角,求直线的斜率的取值范围.
【答案】(1)
(2)或.
(3)
【分析】(1)根据题设条件求出基本量后得双曲线方程;
(2)就、、分类得方程组,求解后得的坐标;
(3)联立直线方程和双曲线方程,结合韦达定理可得关于斜率的不等式,求解后得斜率的范围.
【详解】(1)设半焦距为,则即,而,故,
故,,故双曲线的方程为:.
(2)由(1)得,,
因为在第一象限,故设,其中,
因为三角形是等腰三角形,故或或,
若,则在的中垂线上,则,舍;
若,则,故,
故,解得,故.
若,同理有,,
故,
综上,或.
(3)
设直线,设,
而,故,
因为是锐角, 故,
所以,
整理得到,
由可得,
故且,
且,因为点P在第一象限,所以或,
又,
整理得:,故或或.
44.(2025·山东泰安·二模)已知双曲线,左、右顶点分别为,过的直线交双曲线于两点.
(1)若在第一象限,是等腰三角形,求的坐标;
(2)连接并延长交双曲线于,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由题设条件结合双曲线性质得到P点在以为圆心、3为半径的圆上,联立两曲线方程即可求解;
(2)由题意设直线,点,联立直线与双曲线方程,由题意结合判别式、韦达定理以及向量数量积的定义直接计算并化简得到即可分析求解.
【详解】(1)当时,双曲线,其中,
因为为等腰三角形,点在第一象限,
所以由双曲线性质可知,为三角形的底边,,
所以P点在以为圆心、3为半径的圆上,
设,其中,则有,解得,即.
(2)由题意的斜率不为0,设直线,
设点,则
联立得
由已知二次项系数,且, 即,
所以,
则
即.
代入得,
即,
化简得,即,所以
因为,代入,得,
所以所以,
综上,
45.(2025·安徽池州·二模)已知椭圆的长轴长是短轴长的倍,且左、右焦点分别为.
(1)求的方程;
(2)已知为坐标原点,点在上,点满足,求的最小值,并指出此时点的坐标.
【答案】(1)
(2),或
【分析】(1)根据题意,列出方程求出的得解;
(2)法一,设点,由结合点在椭圆上求出点的轨迹方程,由两点间距离公式,利用转化为二次函数求最值,得解;法二,由,解得,将用表示,利用椭圆范围求出答案.
【详解】(1)由题意可设椭圆,且
所以,解得
所以的方程为.
(2)解法一:设点,所以,
由,得,解得.
又,所以,化解得,
所以,由得,解得,
所以,
当且仅当时,取“=”,则,即,
所以的最小值为,此时点的坐标为或.
解法二:设点,所以,
由,得,解得.
由得,解得,
所以,
当且仅当时,取“=”,即,
所以的最小值为,此时点的坐标为或.
题型16:圆锥曲线的定点、定值问题
46.(2025·河南周口·二模)已知,在椭圆(,)上.
(1)求E的方程;
(2)若M为E上一点(异于P,Q两点),求面积的最大值;
(3)过点作两条直线分别与E交于另一点A,B,记直线NA,NB的斜率分别为,,若,证明:直线AB过定点.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)代入即可求解得解,
(2)联立直线与椭圆方程,根据相切得判别式为0,进而根据平行线间距离公式即可求解最值,
(3)设直线方程,联立与椭圆方程,得到韦达定理,进而根据两点斜率公式,即可化简求解.
【详解】(1)将,代入椭圆中可得
,解得,
故椭圆方程为
(2)由,可得,
设与平行且与椭圆相切的直线方程为,
联立与可得,
故,解得,
当直线时,此时直线与直线的距离最大,故最大距离为,
因此的最大值为
(3)设直线,
则,化简得,
设,,
则,
故,
故,即,
化简可得,
故,
化简可得,解得或,
当时,则,此时直线经过,与重合,不符合题意,舍去,
当,则,此时直线恒经过,符合题意,
47.(2025·广东·二模)已知椭圆的左右顶点分别为,点在椭圆上.点为直线上的动点,直线与直线的斜率之比为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的长轴上是否存在定点,使得直线与椭圆交于两点,当点在直线上运动时,恒构成等差数列?若存在,请求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,定点
【分析】(1)利用斜率公式可求参数,再由点在椭圆上可求参数,即可得椭圆方程;
(2)利用斜率取特殊值0时,找到定点的坐标,再利用一般斜率来进行证明即可得证.
【详解】(1)
设,且点,
得,.
由直线与直线的斜率之比为,得:
又因为点在上,
所以,,
将代入,解得,
所以的方程为.
(2)
当直线斜率为0时,分别为轴上两个端点,
此时,要满足成立,
则,此时点,点,猜想直线斜率不为0时,定点,
当直线斜率不为0时,设
由得
,
根据猜想有,
此时,满足也成立,
所以综上,椭圆的长轴上存在定点,使得直线与椭圆交于两点时,恰好成等差数列.
48.(2025·浙江杭州·二模)已知抛物线的焦点到准线的距离为2,点,过的直线交于,两点,过,分别作的垂线,垂足分别为,,直线,与直线分别交于点,.
(1)求的方程;
(2)记,的纵坐标分别为,,当时,求直线的斜率;
(3)设为轴上一点,记,分别为直线,的斜率.若为定值,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意得到,即可求解;
(2)设直线的方程为,联立抛物线方程,结合韦达定理即可求解;
(3)由(2)结合两点斜率公式即可求解.
【详解】(1)由题意知,所以抛物线方程为.
(2)
由题意可设直线的方程为,,,则,,.
所以,得,
所以,.
所以直线的方程为:,与直线的方程联立消去,
解得,同理.
所以.所以.
所以直线的斜率为.
(3)设,
因为.
因为,.
所以,
当时,为定值.所以.
49.(2025·陕西安康·三模)给定椭圆,将圆心为坐标原点,为半径的圆称为椭圆的“内切圆”.已知椭圆的两个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程.
(2)直线过椭圆的右焦点,并与椭圆相交于两点,且,求直线的方程.
(3)是椭圆的“内切圆”上一点(与不重合),直线与椭圆的另一个交点为.记直线的斜率分别为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)或
(3)4
【分析】(1)根据椭圆的离心率及上下顶点即可求解;
(2)设直线的方程为,联立直线与椭圆的方程,再根据弦长公式计算即可;
(3)设直线的方程为,联立直线与“内切圆”方程解得坐标,联立直线与椭圆方程解得坐标,再计算直线的斜率即可.
【详解】(1)由题意可知,
因为椭圆的上下顶点为,离心率,
所以,,
所以椭圆方程为.
(2)由(1)可知,椭圆的右焦点为,且直线与轴不重合,
设直线的方程为,,如图①所示,
联立得,
所以,
由弦长公式得,
则,解得,故或,
所以直线的方程为或.
(3)如图②所示,由(1)可得,“内切圆”的方程为,,
设直线的方程为,
联立,化简得,
解得或,
所以,
联立,化简得,
解得或,
所以,
所以,,
所以.
题型17:圆锥曲线与向量交汇问题
50.(2025·上海黄浦·二模)椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线与交于点.
(1)若,点的坐标为,求点到直线的距离;
(2)当时,求满足的点的个数;
(3)设直线与的另一个交点为,,点的横坐标为,若的离心率,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)答案见解析;
(3).
【分析】(1)求出直线的方程,利用点到直线的距离公式求解.
(2)求出以线段为直径的圆方程,再与椭圆方程联立,按求出方程组的交点坐标即可.
(3)设,表示出点的坐标,将点坐标代入椭圆方程,建立的关系,进而建立不等式求解.
【详解】(1)依题意,,而,则直线的方程为,
即,所以点到直线的距离.
(2)由,得点在以线段为直径的圆上,,
由消去得,即,
当时,,,因此点,共2个;
当时,,解得,,
因此点,共4个,
所以当时,点的个数为2;当时,点的个数为4.
(3)设,由,且在线段上,得,
则,解得,而,
由点在上,得,即,
整理得,即,由,得,解得,
所以的取值范围是.
51.(24-25高三下·广东·开学考试)已知动点在椭圆上,且的左、右焦点分别为.设直线为上不重合的两点.
(1)求的离心率;
(2)已知;
(i)证明:点在轴的异侧;
(ii)证明:当的面积取最小值时,存在常数使得,并求的值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析,2
【分析】(1)直接根据椭圆中的关系和离心率公式求解;
(2)(i)由,则,根据坐标运算可证;
(ii)要使最小,此时,,根据等号成立的条件可得点坐标,再结合向量坐标运算可解的值.
【详解】(1)由题设,.
则,即,且,即.
则的离心率为.
(2)(i)由(1)可得,设.
则.
由,得,即0.
故必存在一点在第一象限,另一点在第四象限,即点在轴的异侧.
(ii)记的面积为,点到的距离为,则.
要使最小,则必须使与同时达到最小值.
显然当运动至的右顶点时最小,此时,
而,
当且仅当或时取等号,最小值为.
此时.
且,
故,解得.
52.(2025·甘肃白银·模拟预测)已知曲线,从上任意不在轴上的一点向轴作垂线,为垂足,是线段的中点.
(1)求动点的轨迹的方程,并说明轨迹是什么图形;
(2)已知,若为轨迹上位于轴同侧的两点,且共线,求四边形面积的最大值.
【答案】(1),以为焦点,长轴长为4,去掉长轴端点的椭圆
(2)最大值为2
【分析】(1)设,则,由中点坐标公式得,代入曲线的方程化简即可求解,注意轨迹的完备性.
(2)由题意,直线与轨迹的另一交点为与轨迹的另一交点为,根据对称性知四边形的面积为四边形的面积的一半,当直线的斜率存在时,设直线的方程为,与椭圆方程联立,求出,两平行线与的距离,进而求得,换元,利用二次函数性质求得最大值,再求直线的斜率不存在时的面积,即可得解.
【详解】(1)设,则,由中点坐标公式得.
因为点在曲线上,所以.
故线段的中点的轨迹的方程为.
且轨迹是以为焦点,长轴长为4,去掉长轴端点的椭圆.
(2)因为为轨迹上位于轴同侧的两点,且共线,
所以,直线与轨迹的另一交点为与轨迹的另一交点为,
根据对称性知四边形的面积为四边形的面积的一半,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
与椭圆两交点的坐标分别为,
由得
所以,
所以
.
直线的方程为,
两平行线与的距离,
所以
,
令,则,
所以,
当时,最大,最大值为2
当直线的斜率不存在时,,
故四边形的面积的最大值为2.
【高考达标】
一、单选题
1.(2025·山东济南·二模)已知抛物线的焦点为,在直线上任取一点作抛物线的切线,切点分别为,则到直线距离的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】设,,根据判别式求出为切点的切线方程和以为切点的切线方程,设过直线上任一点为,将代入和,即可求得直线的方程,进而求得点到直线的距离.
【详解】设,,可得,,
设以为切点的切线方程为,
联立与抛物线的方程可得,
故,解得,
故以为切点的切线方程为:,即——①
同理可得,以为切点的切线方程为: ——②
设过直线上任一点为
代入①②得
所以直线的方程为,即,
故过定点,
当时,到的距离的最大值为:.
故选:B
2.(2025·安徽蚌埠·模拟预测)已知抛物线()的焦点为F,经过点F的直线l与抛物线相交于点P,Q(点P在第一象限),若,则直线l的斜率为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】作出准线,过作准线的垂线,垂足分别为,利用抛物线的定义把抛物线点到焦点的距离转化为点到准线的距离,利用平面几何知识计算出直线的斜率.
【详解】设是准线,过作于,过作于,过作于,如图,
则,又,所以,
所以,所以,
所以
直线斜率为.
故选:D.
3.(2025·山东·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,过作的垂线与在第一象限内交于点,且.设的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据椭圆定义和已知线段关系求出相关线段长度,再通过三角函数关系求出,最后利用余弦定理建立关于椭圆离心率的方程并求解.
【详解】
如图,连接,设与交于点 M.
由,可设,则,其中,
由椭圆的定义,得,从而,
又因为,所以,在中,设,
则为锐角,所以,即,
由余弦定理,得,即,解得.
故选:C.
4.(2025·河南周口·二模)已知抛物线,O为坐标原点,点A在直线上,过点A作E的两条切线,切点分别为P,Q,若AP,AQ分别交x轴于B,C两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】联立方程利用判别式为零求出斜率,求出B,C坐标,进而可得答案.
【详解】设点,易知切线的斜率存在,设切线斜率为,则方程为,
联立,,
由可得,
解得,
切线的方程为,令可得,
不妨设,
则
.
故选:A
5.(2025·山东聊城·二模)双曲线的方程为,直线与双曲线左右两支分别交于A,B两点,与两条渐近线分别交于E,F两点,若E,F是线段AB的三等分点,则的值为( )
A.4 B.8 C.12 D.24
【答案】D
【分析】设,,联立直线l与双曲线E的方程,得,再求出E,F点坐标,根据即可得解.
【详解】设,,
联立直线l与双曲线E的方程,得,
消去x,得,
则,且,
双曲线的渐近线方程为,
联立直线l与双曲线E的渐近线方程,得,
得,即,同理,
因为E,F是线段AB的三等分点,所以,
即,则,
所以,
则,所以.
故选:D
6.(2025·陕西榆林·二模)已知离心率为2的双曲线的左右焦点分别为,过的直线与双曲线在第一象限交点为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】作出辅助线,得到,故为等腰三角形,,由双曲线定义得到,由余弦定理得到,进而得到正切值,利用得到斜率,并判断出CD错误.
【详解】由,得,设中点为.
故,
由得,故,
故为等腰三角形,
即,
又,所以.
所以中,.
则,,
所以直线的斜率,
显然直线与轴交于负半轴,,CD错误.
故选:B.
7.(2025·河南·三模)在平面直角坐标系中,点为抛物线的焦点,点,动点满足,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据动点满足的条件,得到其轨迹方程,再利用点到直线的距离公式求出的最小值.
【详解】设点,由及,得,
即,又,消去得,
的最小值即为点到直线的距离,
由已知得,而,故的最小值为.
故选:C.
8.(2025·浙江金华·二模)过抛物线:的焦点且斜率为的直线与交于,两点,线段,的中点分别为,,为坐标原点,直线,与抛物线的另一个交点分别为,,记点,到轴距离分别为,,则( )
A. B.
C.轴 D.若,则
【答案】C
【分析】设,,的直线方程,求出,进而求出,判断选项A,B,求出直线方程,表达出,判断选项C,再根据,求出的值,判断选项D.
【详解】设,,的直线方程,
因为线段的中点分别为,
所以,
根据中位线性质,则,,
由抛物线的定义可得,,,故A,B错误;
设直线方程:,
联立可得,,则,
故,
同理可得
又,则
故,故
则,故轴,故C正确;
由,则,
则,再由,故
则或(舍去),故
故,则,故D错误.
故选:C.
9.(2025·浙江嘉兴·三模)已知抛物线,其准线为,焦点为,过的直线与和从左到右依次相交于,,三点,且,则和的面积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求出,得出直线,与抛物线联立得出,,然后求出两个三角形的底边,即可得出答案.
【详解】不妨设点在第一象限,如图所示,
由题可知,,,
所以,所以,
又,所以,故,
此时,所以直线,
与抛物线联立得,所以,代入抛物线方程得,
所以,易得,
所以,,
,
故选:B.
10.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知在平面直角坐标系中,,,动点满足,点为抛物线上一动点,且点在直线上的投影为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题干的条件即可求得满足的轨迹方程为圆,再利用距离最小即四点共线时,即可求得最小值.
【详解】
因为,动点满足,
设,则,两边同时平方整理得:,
即点P的轨迹是以为圆心,以为半径的圆;
因为点在直线上的投影为,
又抛物线上的点到焦点的距离与到准线的距离相等,故,
故
当且仅当四点共线时,取得最小值,
最小值为,
故
.
故选:D
二、多选题
11.(2025·宁夏银川·二模)已知圆,直线,则( )
A.直线l与圆C可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l的距离等于1
C.直线l与直线垂直
D.若圆C与圆恰有三条公切线,则
【答案】CD
【分析】对于A项,求出直线经过的定点坐标,判断该点与圆的关系,即可判断;对于B项,代入,得出直线的方程,求出圆心到直线的距离,即可得出答案;对于C项,根据两直线的系数计算即可得出;对于D项,根据已知可知两圆外切,根据已知求出两圆圆心、半径,列出方程,求解即可得出答案.
【详解】对于A项,整理直线
可得出,
解方程组可得,直线过定点.
圆的圆心为,半径为,
则,
所以点在圆内,即直线过圆内一定点,
所以,直线l与圆C一定相交.故A错误;
对于B项,当时,直线化为.
此时有圆心到直线的距离,且,
因此圆C上只有两个点到直线l的距离等于1.故B错误;
对于C项,因为,
所以直线l与直线垂直.故C正确;
对于D项,要使圆C与圆恰有三条公切线,则应满足两圆外切.
圆可化为,
圆心为,半径为.
因为两圆外切,所以有,
即,
整理可得,化简可得,
解得.故D项正确.
故选:CD.
12.(2025·陕西榆林·二模)已知曲线的方程为,下列说法正确的有( )
A. B.
C.曲线被直线截得的弦AB长为 D.曲线的一条对称轴方程为
【答案】ABD
【分析】对于A项,把原式看成关于y的一元二次方程,用判别式求范围;对于B项,先配方变形,再用三角换元,将化为三角函数形式求范围;对于C项,联立方程,用韦达定理求出与,再代入弦长公式求弦长;对于D项,根据曲线方程特点,验证点是否在曲线上.
【详解】对于A选项,由,得.
所以判别式,解得,故A正确;
对于B选项,由,得.
令,则
所以
即,故B正确;
对于C选项,由联立得,设
则
所以,故C错误;
对于D选项,若点在曲线上,显然点也在曲线上.故D正确.
故选:ABD.
13.(2025·安徽黄山·二模)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,过点作直线交抛物线于,两点,则( )
A.的最小值为4
B.以线段为直径的圆与直线相切
C.当时,则
D.
【答案】BCD
【分析】由题设可得,,设,联立抛物线并应用韦达定理得,,应用弦长公式、抛物线的定义求弦长,确定的中点横坐标,即可得判断A、B、C;应用向量数量积的坐标表示及韦达公式化简判断D.
【详解】由题设,则,,
可设,联立抛物线得,显然,
所以,,则
,当且仅当时等号成立,A错;
由抛物线的定义知,而的中点横坐标为,
所以的中点与直线的距离为,即为的一半,
所以以线段为直径的圆与直线相切,B对;
若,且,则,而,
所以,则,
所以,则,C对;
由,D对.
故选:BCD
14.(2025·广东广州·二模)瑞士著名数学家欧拉在1765年提出:三角形的外心,重心,垂心位于同一直线上,这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.若的三个顶点坐标分别为,,其“欧拉线”为,圆,则( )
A.过作圆的切线,切点为,则的最小值为4
B.若直线被圆截得的弦长为2,则
C.若圆上有且只有两个点到的距离都为1,则
D.存在,使圆上有三个点到的距离都为1
【答案】BC
【分析】A项,利用勾股定理写出的表达式,即可求出的最小值;B项,求出直线的解析式,得出圆的位置,即可得出结论;C项,根据圆上有且只有两个点到的距离,得出圆心到直线的距离小于直径,结合距离公式即可得出结论;D项,由几何知识即可得出结论.
【详解】由题意,
的三个顶点坐标分别为,,
在圆中,,半径
,
A项,
过作圆的切线,切点为,如图所示,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴
∴当时,取最小值,,故A错误;
B项,
重心坐标即,
所在直线,即
线段的中点,
∴的垂直平分线为:,
同理可得,的垂直平分线为:,
,解得:,
∴外心
由几何知识得,垂心与外心重合,
∴过和,,即,
直线被圆截得的弦长为2,恰好为圆的直径,
∴直线过圆心,
∴,即,B正确;
C项,圆上有且只有两个点到的距离都为1,
∴圆心到直线即的距离小于直径.
∴,解得:,故C正确;
D项,由几何知识得,
圆上不可能有三个点到直线的距离均为半径1,故D错误;
故选:BC.
15.(2025·江西景德镇·三模)已知为抛物线的焦点,是上位于第一象限的一点,,过点的直线与交于两点(在线段上),且,则( )
A.直线的倾斜角为
B.直线斜率之和为
C.
D.
【答案】ABD
【分析】设点的坐标结合斜率公式计算判断A,联立方程组计算斜率和判断B,根据距离计算判断C,应用数量积公式计算判断D.
【详解】设点,,解得.又,∴点,
直线的斜率为,直线的倾斜角为.A正确;
设点,,
的方程为,联立,
消去可得.则
,,所以,的斜率之和为
,B正确;
若,则,即,∴,经验证不符题意,C错误;
,D正确.
故选:ABD.
16.(2025·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,将绕其中心分别逆时针、顺时针各旋转,得到椭圆,设围成的公共区域的边界为曲线,则( )
A.有四条对称轴
B.上任意两点间距离的最大值为
C.的周长
D.围成图形的面积
【答案】ACD
【分析】先根据给定等式求出椭圆相关参数,再通过联立方程求交点和弦长,最后画出图形,结合图形对称性、图形周长和面积知识逐个分析各选项即可.
【详解】由题意知,解得.
由解得或
则与直线的交点为,
所以直线被截得的弦长为4.
结合对称性,可作出以及如图所示,其中.
对于A,有四条对称轴,分别为直线,故A正确;
对于B,由图可知,上任意两点间距离的最大值为,故B错误;
对于C,正方形的周长为,所以的周长,故C正确;
对于D,的短半轴长为,可知以原点为圆心,半径为的圆为曲线的内切圆,其面积为,所以,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
17.(2025·上海崇明·二模)已知双曲线的左、右焦点为,以O为顶点,为焦点作抛物线交双曲线于P,且,则 .
【答案】
【分析】由抛物线得定义过点作准线的垂线,可构造直角三角形,由此可得,再在中由余弦定理可得,接着利用双曲线的定义可求,最后利用共焦点求得.
【详解】由题意可知,,
如图,过点作准线的垂线,垂足为,则,
则,得,
在中由余弦定理可得,
,即,
则由双曲线的定义可得,得,
则
故答案为:
18.(2025·湖南·二模)已知椭圆,为的右焦点,为第一象限内椭圆上的一点,过点作的切线,与、轴分别交于,两点,若,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】设,可得切线方程,进而可得,,结合向量数量积可得解.
【详解】设,,
易知切线斜率存在,
则设切线方程为
,可得,
则,
所以,代入直线,可得,
即,即直线为,即,
令,得,同理令,得,
因此,,
又因为,,
故,得,,
故点的坐标为,
故答案为:.
19.(2025·福建福州·模拟预测)双曲线的两个焦点为,以的实轴为直径的圆记为,过作的切线与的左右两支分别交于两点,且,则的离心率为 .
【答案】
【分析】依题意不妨设双曲线的焦点在轴,设过的直线与圆相切于点,则在、中应用正弦定理可得,再结合双曲线定义可得,再运用余弦定理可得,进而可求得离心率.
【详解】不妨设双曲线的标准方程为,则,
设过的直线与圆相切于点,则在中,,
且点位于双曲线的右支,如图所示,
在中,由正弦定理得,
,
又,
,
在中,,
即,
化简得,即.
故答案为:.
20.(2025·天津南开·一模)已知圆与抛物线的准线相切于点为的焦点,则直线被圆截得的弦长为 .
【答案】
【分析】根据已知可得,进而有、,写出,求圆心到直线距离,再应用圆中弦长的几何求法求直线被圆截得的弦长.
【详解】由题设,抛物线准线为,则,故,
由准线与圆相切且圆心,易知,
所以,即,
故到的距离,
所以直线被圆截得的弦长为.
故答案为:
21.(2025·陕西安康·三模)已知双曲线的左、右顶点分别为是双曲线的左焦点,为双曲线的左支上任意一点(异于点),若,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【分析】由题意得,,根据正切二倍角公式得,由,化简可得,再根据代入化简计算即可求解.
【详解】设,由题意可知,
则,,
所以,
因为在双曲线上,所以,
所以,
因为,所以,
得,即,
化简可得,
因为,所以,
所以.
故答案为:.
22.(2025·河北邯郸·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过右焦点向圆引一条切线交椭圆于点,连接,如图,若,则椭圆的离心率 .
【答案】
【分析】设直线与圆切于点,根据,得到 则,进而利用勾股定理求出离心率.
【详解】设直线与圆切于点,则,
由,则,
所以,,,
由勾股定理得,
即,解得,
则,.
故答案为:
四、解答题
23.(2025·山东济宁·二模)已知双曲线(,)的离心率为,且点在双曲线上,
(1)求的方程;
(2)若直线交于,两点,的平分线与轴垂直,求证:的倾斜角为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,直线的倾斜角为定值
【分析】(1)由题意即可得即,又点在双曲线上,即可解出;
(2)设直线的方程为,与双曲线方程联立,得韦达定理,又的平分线与轴垂直,得,即得,代入韦达定理即可得证.
【详解】(1)由题意有,又点在双曲线上,所以,
解得,所以双曲线的方程为;
(2)由已知得直线的斜率存在,设其方程为,设
所以,
所以,
由韦达定理有:,
又因为的平分线与轴垂直,所以,
即,所以,即,
所以,
即,所以或,
当时,直线的方程为,即直线过点,不符合题意,
所以,设倾斜角为,即,,
即直线的倾斜角为定值.
24.(2025·安徽淮北·二模)已知双曲线经过点为其左,右顶点,且与的斜率之积为
(1)求双曲线的方程;
(2)点为实轴上一点,直线交于另一点,记的面积为的面积为,若,求点坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据直线斜率之积得到关于的方程,解出的值,再将的值代入另一个方程求出的值,最后根据双曲线标准方程的形式得出双曲线的方程.
(2)方法1通过设直线方程与双曲线方程联立,结合已知点在直线上得到关于的表达式,再根据面积关系列出等式求解,进而得到点坐标;
方法2先求出直线PQ与轴交点的横坐标关于的表达式,再根据面积关系消去,得到关于的方程,最后联立双曲线方程求解点坐标.
【详解】(1)由得,解得,
又,解得,于是的方程为:.
(2)(方法1)设,显然,
设直线,与0联立,消去得,则,
又在直线上,得,代入上式得
于是,即,
整理得,解得,进而,
即所求点坐标为.
(方法2)设,显然直线的斜率存在,其方程为:
,令,解得
依题意
将(1)代入上式,消去得
.
整理得,即
由知联立,解得.
即所求点坐标为.
25.(2025·天津和平·二模)已知椭圆()的短轴长为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的左、右顶点分别为、,设点B为椭圆上的点(异于点、),直线与直线交于点C,以BC为直径的圆与直线交于另一点D(异于点B),直线CD与x轴相交于点E,试证明点E为定点并求出点E的坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)由题意有和解出即可;
(2)方法(一)设点()直线的方程为,与联立,求得点,又以BC为直径的圆与直线交于另一个点D,则,得直线CD的方程为,令得点的横坐标,代入椭圆方程即可得证;
方法(二)依题意直线斜率存在,设直线的方程为,点,与椭圆方程联立得韦达定理,即可求出点的坐标,又以BC为直径的圆与直线交于另一个点D,得,即可求出,进而得直线的直线方程,令即可求解.
【详解】(1)依题意,所以,又因为,解得,
所以椭圆方程为.
(2)方法(一)由(1)得,,
设点(),则有①
直线的斜率为,直线的斜率为,
直线的方程为,与联立,所以点,
因为以BC为直径的圆与直线交于另一个点D,所以,
所以直线CD的斜率为,因此直线CD的方程为,
令,则点E的横坐标为②,
又因为①式,有代入②式,解得,
所以直线CD与x轴相交于定点E,点E的坐标为.
方法(二)依题意直线斜率存在,设直线的方程为,点,
由方程组,整理得.
由韦达定理有,,
代入,解得,即,又因为,
所以直线,即的斜率为,
直线与联立,所以点,
因为以BC为直径的圆与直线交于另一个点D,所以,所以,
所以直线CD的方程为,令,得点E的横坐标为,
所以直线CD与x轴相交于定点E,点E的坐标为.
26.(2025·西藏拉萨·二模)已知椭圆,直线经过的上顶点及右焦点.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于点,,且直线与交于另外一点.
(ⅰ)若,求直线的方程;
(ⅱ)判断直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)或;(ⅱ)存在,定点为
【分析】(1)由直线方程易得,即可求解;
(2)(ⅰ)设直线方程,设,, 得到,联立椭圆方程,结合弦长公式即可求解;(ⅱ)直线的方程为,由对称性易知该定点在轴上,再令求解即可.
【详解】(1)
因为直线经过的上顶点及右焦点,
所以上顶点坐标为,,
令得,所以,,
所以的方程为.
(2)(ⅰ)由(1)得,直线斜率一定存在,设其方程为,
设,,则,
由得,
所以,,
所以
,
解得,,
所以直线的方程为或.
(ⅱ)直线的方程为,
由对称性易知若直线过定点,则该定点在轴上,
令,得
,
所以直线过定点.
27.(2025·陕西榆林·二模)已知焦距为且焦点在轴上的椭圆经过点.直线不过点.若与相交于两点,且以为直径的圆过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求证:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)设椭圆方程为:,根据焦距及经过点列出方程组即可求解;
(2)由直线方程和椭圆方程求得韦达定理,由以为直径的圆过点得出,化简整理即可证明.
【详解】(1)设椭圆方程为:.
因为焦距为,所以,即,
由,解得.
故椭圆方程为:.
(2)证明:设点,
由,得,
由得,
则.
因为以为直径的圆过点,
所以,即,
整理可得①,
将,
代入①式化简可得,即,
因为直线不过点,所以,即.
所以点在定直线上.
28.(2025·北京通州·一模)已知椭圆的离心率为,点在椭圆E上.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若过A的直线l(斜率不为0)与椭圆E的另一个交点为B,线段中点为M,射线交椭圆E于点N,交直线于点Q.求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据离心率和即可结合的关系求解,
(2)联立直线与椭圆方程,根据中点坐标可得,进而可得以及,即可结合向量的数量积以及两点距离公式化简求解.
【详解】(1)根据题意可知,解得,
故椭圆方程为
(2)设直线,联立与的方程可得,
设,则,
故,故,
,
故直线的方程为,
联立与椭圆方程可得,解得,
在直线中,令,则,故,
故
,
故
29.(2025·宁夏陕西·模拟预测)已知分别为椭圆的左、右顶点,均为椭圆上异于顶点的点,为椭圆上的点,直线经过左焦点,直线经过右焦点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)试问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是,请说明理由.
(3)设的面积与的面积分别为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据已知条件与椭圆的性质列方程组,求得,的值,即可求得椭圆的标准方程;
(2)设,,则,由点点在椭圆上,可得,化简求得,同理可求得,进而可得解.
(3)由(2)结合三角形面积公式易得由,得结合基本不等式即可求得的最小值,即可得解.
【详解】(1)依题意可得:,解得,,
所以椭圆的标准方程
(2)
易得,,设,,
则,
所以
得,,
同理可得,
则.
(3)由(2)易得
由,得
因为所以,解得或(舍去),
当且仅当时,等号成立,
故的最小值为.
30.(2025·辽宁·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若经过点且倾斜角为)的直线与椭圆交于M,N两点(其中点在轴上方)如图①.将平面xOy沿轴折叠,使点折至的位置,且轴正半轴和轴所确定的半平面(平面)与轴负半轴和轴所确定的半平面(平面)互相垂直,如图②.
(i)当直线的倾斜角为时,求折叠后图②中的长度;
(ii)是否存在直线,使得折叠后的周长与折叠前的周长之比是3:4?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)存在,直线的方程为:
【分析】(1)由离心率为得,则,将点代入,计算解得,即可得解;
(2)(i)求出直线方程为:,再联立椭圆方程,解出两点坐标,根据两点距离公式即可求解;(ii)由三角形周长求得,设直线的方程为,代入椭圆方程应用韦达定理得,求得,建空间直角坐标系后,可得,求得,即可求得的值,求得直线的方程.
【详解】(1)因为,所以,所以,
椭圆方程为:
又因为点在椭圆上,带入得:
所以,
椭圆方程为:.
(2)(i)折叠前可知,所以直线方程为:
因为直线与椭圆交于M,N两点,所以,
解得或,
又因为点在轴上方,所以
折叠后,建立空间直角坐标系:以为轴,以轴的负半轴反方向为y轴,
以折后轴的正半轴为轴,可得:
所以
(ii)折叠前的周长为,
折叠后的周长为,
在图①中,设,直线的方程为,
联立,得,
,
,
建空间直角坐标系后,可得,
又因为,
所以
整理得:
所以,因此,又倾斜角为锐角,
所以存在直线,直线方程为:
(
1
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