内容正文:
专题07 平面解析几何
题型概览
题型01直线与圆的位置关系
题型02椭圆
题型03双曲线
题型04抛物线
题型05圆锥曲线中的最值问题
题型06圆锥曲线中的定点、定值问题
题型07圆锥曲线中的三角形、四边形面积问题
(
题型01
)直线与圆的位置关系
1.(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
【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:.
2.(2025·山东·二模)直线与圆交于两点,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,联立方程组得出,由平面向量数量积的坐标运算列出方程求解即可.
【详解】设,
由得,,则,
,
由得,,
故选:B.
3.(2025·山东菏泽·二模)已知直线与圆交于、两点,则的最小值为( )
A.5 B.10 C. D.
【答案】D
【分析】由题意可得直线过定点,当时,弦长最短,结合勾股定理代入计算,即可得到结果.
【详解】由可得,
令,解得,
所以直线过定点,
又圆的圆心,半径,
则,
当时,弦长最短,
此时.
故选:D
4.(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.
5.(2025·山东枣庄·二模)在平面直角坐标系中,点,动点满足,记点的轨迹为,直线与交于两点,若,则的值为 .
【答案】或
【分析】设,根据写出动点的轨迹方程,设圆心到直线的距离为,根据弦长公式求得,再由点到直线距离公式即可求解.
【详解】设,则由,得,
化简整理得,圆心为,半径为.
设圆心到直线的距离为,
因为,所以,,
所以,解得或.
故答案为:或.
6.(2025·山东济南·二模)若存在无穷多组正整数组,满足,且对任意正整数,不存在正数,使得,则称正整数是有趣数,称为的一列有趣数组(不必考虑所有的有趣数组).
(1)判断下列数组是否为1的一列有趣数组,不需要说明理由;
①;②.
(2)过点作斜率为的直线交圆于另一点,由此证明:2是有趣数,并找出2的一列有趣数组;
(3)从中任取两个数,求它们都是有趣数的概率.
【答案】(1)①不是,②是;
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)根据有趣数组的定义判断即可;
(2)联立直线与圆,应用韦达定理有,,代入圆的方程得,取,其中,应用反证思想,假设存在正整数i和j且i,,使得到矛盾,即可证明结论并确定2的一列有趣数组;
(3)由(1)(2)结论,只需讨论,结合新定义及反证思想判断是否为有趣数组,即可得.
【详解】(1)①不是,因为数组中的任何两个都是比例关系;
②是,因为数组中的任何两个都不是比例关系.
(2)直线AB的方程为,联立圆的方程,
整理得,
由韦达定理得,即,
于是,又点B的坐标满足圆的方程,
于是,即.
取,其中,
若存在正整数i和j且i,,使,那么.
因为,则有比例性质,
于是,
,
故,则,矛盾!
故对任意正整数i,j,不存在正数,使得,则2是有趣数,
所以2的一列有趣数组为.
(3)由(1)可知1是有趣数;由(2)可知2是有趣数;
当时,假设方程有正整数解,
设是所有正整数解中使x最小的一组解,由,故是3的倍数,
若,k,l为非负整数,则不可能是3的倍数,矛盾!
同理,或,或也不成立.
若为3的倍数,则也为3的倍数,
设,则,即,故为3的倍数.
设,则有,所以也是原方程的一组正整数解,且,矛盾.
因此方程没有正整数解,则3不是有趣数,
当时,由(1)知,则,
此时取,其中,…,
由比例性质同理可知对任意正整数i,j,不存在正数,使得,则4是有趣数,
当时,过点作斜率为的直线交圆于另一点D,
则直线CD的方程为,联立圆的方程,
整理得,
由韦达定理可得,即,
于是,又点D的坐标满足圆的方程,
于是,即.
取,其中,…,
由比例性质同理知:对任意正整数i,j,不存在正数,使得,则5是有趣数.
当时,假设方程有正整数解,
设是所有正整数解中使x最小的一组解.
由于,故是3的倍数,
由时的分析可知和都是3的倍数,
设,则,即,
故:为3的倍数.
设,则有.
所以也是原方程的一组正整数解,且,矛盾.
因此方程也没有正整数解,则6不是有趣数.
因此1,2,…,6中的有趣数为1,2,4,5,所求概率为.
(
题型0
2
) 椭圆
1.(2025·山东滨州·二模)已知椭圆和圆分别为椭圆和圆上的动点,若为椭圆的左焦点,则的最小值为( )
A.6 B.5 C.9 D.8
【答案】A
【分析】依题意将点到圆上点距离最值转化为点到圆心距离问题,再结合椭圆定义并利用三点共线求得点在处时,使得的最小值为6.
【详解】易知椭圆中,即可得,
又圆的圆心为,半径,
易知椭圆右焦点,显然在圆上,如下图:
易知椭圆上一点到圆上任意一点的最小距离为,
因此可将的最小值转化为求的最小值,
由椭圆定义可得;
此时点在处,使得的最小值为6.
故选:A
2.(2025·山东枣庄·二模)已知椭圆,直线与交于,两点,过点作与垂直的直线交于另一点,记直线的斜率为,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据对称性设出,,三点的坐标,并得到与的表达式,然后由,在椭圆上得到与的关系,因为直线与垂直,所以进一步转化为与的关系,最后利用题目中与的比例以及离心率公式求解.
【详解】
设,,则,
所以,.
又,,
所以.
因为直线与垂直,所以,
,所以,所以.
又,所以,的离心率.
故选:.
3.(2025·山东潍坊·二模)在中,,为边上一点,满足,以为焦点作一个椭圆,若经过两点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆的定义,结合余弦定理、椭圆的离心率公式进行求解即可.
【详解】设,,则,,
设该椭圆长半轴长为,由椭圆的定义可知:
,解得
所以,,,
在中,显然有,所以,
设,由余弦定理可知:,
即解得
因此椭圆的焦距为,
所以椭圆的离心率为:.
故选:C.
4.(2025·山东济宁·二模)已知是椭圆的右焦点,直线交于,两点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设椭圆的左焦点为,由椭圆的对称性可得四边形为矩形,再根据方程联立求得,再代入椭圆方程构造齐次式即可得解.
【详解】如图,因为椭圆关于原点对称,直线过原点,
所以,关于原点对称,设椭圆的左焦点为,连接,,
由椭圆的对称性可得,
所以四边形为平行四边形,
又因为,所以平行四边形是矩形,
所以,,所以点在圆上,
则,解得,代入椭圆方程,
又,可得: ,
设(),则上式可化为,
化简可得, 即,
因为,所以,解得.
所以椭圆的离心率为.
故选:A.
5.(2025·山东泰安·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,且,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,则,根据椭圆定义表示,,再根据勾股定理建立关系,解得离心率.
【详解】由,可得,
设,则,,,
由,则,即,解得,
所以,,
,即,解得,
所以椭圆的离心率.
故选:D.
6.(2025·山东临沂·二模)已知分别为椭圆的左、右焦点,的离心率为,过与长轴垂直的直线交于两点,交轴于点,若,则的周长为 .
【答案】
【分析】先由离心率为得到,,之间的关系,再建立平面直角坐标系求出各点坐标,最后由求出,的周长为.
【详解】因为离心率,且在椭圆中可得
,,
建立如何所示的平面直角坐标系,
,,
因为垂直于轴,垂足为,故,
代入椭圆方程可得,,
又为与轴交点,可得,
因为,由两点之间的距离公式可得,
又,,
解得,,
则则的周长为
,
故答案为:.
7.(2025·山东·二模)设椭圆的左、右焦点分别为,焦距为,点在上.
(1)求的方程;
(2)设为的角平分线所在的直线,上是否存在关于直线对称的相异两点?若存在,请找出;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【分析】(1)根据焦距和椭圆上的点得到方程组,结合,求出,得到椭圆方程;
(2)假设在椭圆上存在关于直线对称的相异两点,分别设为,,设直线与轴的交点为,,根据为的角平分线和正弦定理得到,解得,所以,的方程,关于直线对称,设出直线方程,与椭圆方程联立,根据,求出,并得到两根之和,两根之积,求出中点,将代入方程,可得,与矛盾,故假设不成立,所以椭圆上不存在关于直线对称的相异两点.
【详解】(1)由题意可得:
,解得,
所以椭圆方程为;
(2)假设在椭圆上存在关于直线对称的相异两点,分别设为,,
由已知,,
设直线与轴的交点为,,
因为为的角平分线,所以,
又,故,,
在中,由正弦定理得,
在中,由正弦定理得,
两式相除得,所以,
化简得,
解得(舍去)或,所以,
所以的方程为,即,
因为关于直线对称,可知,
设直线方程为,
由消得:,
,解得,
由韦达定理得,
设线段中点为,
,代入直线方程得,所以,
将代入方程,可得,与矛盾,
故假设不成立,所以椭圆上不存在关于直线对称的相异两点
(
题型0
3
) 双曲线
1.(2025·山东临沂·二模)已知分别为双曲线的左、右焦点,为左支上一点,满足,与的右支交于点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】依据题意找到等量关系,列齐次方程求解即可.
【详解】
因为,,所以的三个内角都是,
从而,结合双曲线定义得,故,
又,故,结合,
故由余弦定理得,化简得,解得.
故选:D.
2.(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
3.(2025·山东滨州·二模)(多选)已知是双曲线的左、右焦点、抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合.且是双曲线与抛物线的一个公共点.若是等腰三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据已知有且,,利用抛物线焦点弦的性质表示点M的坐标,代入双曲线方程化简后得离心率方程,即可求解.
【详解】由题设且,,
当时,由抛物线的性质可知,所以,
故,所以,即,化简得,
所以,求得或,
又,得到,解得(负值舍);
当时,则,
由抛物线的性质可知,则,
所以,所以即,
化简得,所以,
所以,所以,
所以或,
解得、或,又,所以,解得.
综上,或.
故选:AC
4.(2025·山东青岛·二模)(多选)双曲线的左右焦点分别为,左右顶点分别为,若是右支上一点(与点不重合),如图,过点的直线与双曲线的左支交于点,与其两条渐近线分别交于两点,则下列结论中正确的是( )
A.存在使得
B.P到两条渐近线的距离之积为定值
C.当直线运动时,始终有
D.△内切圆的圆心的横坐标为
【答案】BC
【分析】设,计算直线的斜率,比较斜率关系即可判断A;先确定渐近线,分别计算距离求解即可判断B;设直线,然后分别联立双曲线和渐近线方程计算交点,利用弦长公式确定关系即可判断C;设内切圆与轴的切点为,与内切圆的切点分别为,利用切线长定理,再利用双曲线的定义,把,转化为,从而求得点的横坐标即可判断D.
【详解】双曲线的,所以,
则双曲线渐近线方程为,设,则,且,
对于A,,则,则,而,而,所以,则不存在使得,故A不正确;
对于B,点到两条渐近线的距离分别为,
故,则到两条渐近线的距离之积为定值,故B正确;
对于C,设点,
显然直线的斜率存在,设直线,且,
联立方程,所以,
所以,
直线分别与渐近线与联立得,,
得,所以有,即,
由题可知,所以,故C正确;
对于D,如图所示:
设内切圆与轴的切点为,与内切圆的切点分别为,
由双曲线的定义可得,由圆的切线长定理知,
故,即,
设内切圆的圆心横坐标为,则点的横坐标为,
故,解得,故D错误.
故选:BC.
5.(2025·山东·二模)若抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,的准线交于两点,为等边三角形,则的离心率为 .
【答案】
【分析】设双曲线右焦点坐标为,左焦点为,由题意得出的长,再根据几何关系列出等式即可求解.
【详解】设双曲线右焦点坐标为,左焦点为,则抛物线准线为,
将代入得,,
所以,
在中,,
解得或(舍),
所以的离心率为,
故答案为:.
6.(2025·山东菏泽·二模)已知为双曲线右支上一点,、为左右焦点,直线交轴于点为坐标原点,若,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【分析】利用双曲线的定义,结合等腰三角形和相似比性质来求解各线段长度,最后根据勾股定理找到等式关系,从而可求离心率.
【详解】
如图,由于,可作轴,垂足为,可知为中点,
由,可知,
由,可知,
令,则,即,
根据双曲线定义:,
即,,
再由勾股定理可得:,
即,
即,
故答案为:.
7.(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,
(
题型0
4
) 抛物线
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·山东潍坊·二模)若抛物线的准线与直线之间的距离是2,写出一个满足条件的抛物线的标准方程: .
【答案】或(填一个答案即可)
【分析】根据题意,判断抛物线的准线方程为或,分别求出焦准距,写出抛物线方程即可.
【详解】依题意,抛物线的准线与直线平行,且距离为2,
故抛物线的准线方程为或,
当抛物线的准线方程为时,抛物线的焦点在轴的负半轴上,且,,故抛物线方程为:;
当抛物线的准线方程为时,抛物线的焦点在轴的正半轴上,且,,故抛物线方程为:.
综上可知,满足条件的抛物线的标准方程可以是或.
故答案为:或(填一个答案即可)
3.(2025·山东济宁·二模)已知抛物线的焦点为,为上的动点,点,则取最小值时,直线的斜率为 .
【答案】
【分析】设点,由抛物线的定义有,两点间的距离公式有,即,只需的最大值即可.
【详解】由题意得,设点,则,
由抛物线的定义有,
所以,
又,
当时,;
当时,,
当且仅当,即时取等号,
所以.
当时,,
当且仅当,即时取等号,
所以.
综上所述,当时,取得最小值,
此时,得点,
所以.
故答案为:.
(
题型0
5
)圆锥曲线中的最值问题
1.(2025·山东日照·二模)已知与x轴相交于C,D两点,点,以AB为直径的圆与⊙O内切,则△BCD面积的最大值为 .
【答案】8
【分析】由两圆内切可以判定得到B的轨迹方程为椭圆,根据椭圆的性质即可确定最大值.
【详解】
如图,设以为直径的圆的圆心为,,
因为两圆内切,所以,
又为的中位线,所以,
所以,
所以的轨迹为以,为焦点的椭圆,
,,
显然当为椭圆短轴顶点即时,的面积最大,
最大值为.
故答案为:8
2.(2025·山东潍坊·二模)双曲线的左、右顶点分别为、,点到的渐近线的距离为.
(1)求的方程;
(2)按照如下方式依次构造点(且):过点作斜率为的直线交于另一点,设是点关于实轴的对称点,记点的坐标为.
(i)证明:数列、是等比数列,并求数列和的通项公式;
(ii)记的面积为,的面积为,求的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,,(ii).
【分析】(1)求出双曲线的渐近线方程,结合点到直线的距离公式可求出的值,即可得出双曲线的方程;
(2)(i)写出直线方程,将该直线方程与双曲线方程联立,列出韦达定理可得出,,再利用等比数列的定义可证得结论成立;
(ii)求出、的表达式,可得出的表达式,结合数列的单调性可求得的最大值.
【详解】(1)双曲线的渐近线方程为,,
则点到渐近线的距离为,所以,所以的方程为.
(2)(i)因为,所以、,
直线的方程为,即,
代入,得,
根据韦达定理得.
所以,,
由题设有,
因为,
所以是公比为的等比数列.
因为,
所以是公比为的等比数列,
所以,所以,.
(ii)先证明结论:若,为两个不共线的非零向量,
则
.
本题中,因为.,
所以.
因为,,
,
又因为,
,
所以,,
所以,
设,则,
所以,所以,所以,
所以,当且仅当时等号成立,
所以的最大值为.
3.(2025·山东枣庄·二模)已知椭圆的右焦点为上一动点到的距离的取值范围为.
(1)求的标准方程;
(2)设斜率为的直线过点,交于,两点.记线段的中点为,直线交直线于点,直线交于,两点.
①求的大小;
②求四边形面积的最小值.
【答案】(1);
(2)①;②3.
【分析】(1)设出椭圆半焦距,结合椭圆的定义求出的取值范围,进而求出即可.
(2)①设出直线的方程并与椭圆方程联立,借助韦达定理求出坐标,利用斜率关系求出;②利用弦长公式求出,再表示出四边形面积,借助基本不等式求出最小值.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为c,则,
而点到的距离的取值范围为,
因此,解得,,
所以的标准方程为.
(2)①由(1)知点,设直线的方程为,,
由消去得,
,,
则,线段的中点,
直线的斜率,直线交直线于点,
因此直线的斜率,即,则直线与直线垂直,
所以.
②由①知,
,
直线的方程为,同理得,
因此四边形的面积,
而,当且仅当,即时取等号,
则,
所以四边形面积的最小值为3.
(
题型0
6
)圆锥曲线中的定点、定值问题
1.(2022·山东青岛·二模)已知点在椭圆上,椭圆C的左右焦点分别为,,的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点A,B在椭圆C上,直线PA,PB均与圆相切,记直线PA,PB的斜率分别为,.
(i)证明:;
(ii)证明:直线AB过定点.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【分析】(1)利用,结合三角形的面积公式,求出,即可求椭圆的方程.
(2) (i)设直线的方程为,直线的方程为,由题意可知,可得是方程的两根,利用韦达定理即可证明.
(ii)设直线的方程为,代入椭圆方程,利用韦达定理,结合,可得与的关系式,即可证明直线过定点.
【详解】(1)解:由题知,,的面积等于,
所以,解得,,所以,椭圆C的方程为.
(2)(i)设直线PA的方程为,
直线PB的方程为,由题知,
所以,所以,
同理,,
所以,是方程的两根,所以.
(ii)设,,设直线AB的方程为,
将代入得,
所以,①
,②
所以,③
,④
又因为,⑤
将①②③④代入⑤,化简得,
所以,所以,
若,则直线,此时AB过点P,舍去.
若,则直线,此时AB恒过点,
所以直线AB过定点.
2.(2025·山东青岛·二模)抛物线:,为的焦点,过抛物线外一点作抛物线的两条切线,,是切点.
(1)若点的纵坐标为,求证:直线恒过定点;
(2)若||=,求面积的最大值;
(3)证明:||·||=.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)利用导数分别求出直线和直线的方程,由直线和直线都过即可求出直线的方程,再根据点的纵坐标为,即可得到直线恒过定点;
(2)将直线的方程与抛物线的方程联立,利用弦长公式求出,利用点到直线距离公式求出的高,即可求出面积的最大值.
(3)设直线方程为,与抛物线方程联立,可得,直线的方程为,进而可得直线的方程为,求得,进而可得,可得结论.
【详解】(1)设,,
由得,则直线的方程为,
即,即,
同理,直线的方程为
又直线与直线都过,
则,,
从而均在直线上,
故直线的方程为,又,
故直线的方程为,
故直线过定点;
(2)联立,得,
,则,
则,
于是,,
又点N到直线AB的距离,
所以 (当时取等号).
则面积的最大值为;
(3)由题意知直线斜率存在,且.
设直线方程为,
由,得,
,.
对求导,,
所以,
,
直线的方程为,
又,直线的方程为,
同理可得直线的方程为.
由,得,所以,
当时,||=||=2,,所以||·||=;
当时,,,
又,,
所以.所以||·||=,
综上:||·||=.
3.(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.
4.(2025·山东日照·二模)在平面直角坐标系xOy中,过点的直线l与抛物线交于A,B两点,当直线l平行于y轴时,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l的斜率存在,直线AO与直线相交于点D,过点B且与抛物线C相切的直线交x轴于点E.
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)是否存在直线l使得四边形ABDE的面积为?若存在,说明直线l有几条;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;(ii)存在,4条.
【分析】(1)根据已知有点在抛物线上,代入抛物线求参数,即可得方程;
(2)(i)设,,,联立直线与抛物线并应用韦达定理得,,导数的几何意义求点处切线方程,且,进而得到、,易得,即可证;
(ii)连接,由(i)得,则有四边形为平行四边形,再由且,结合已知及导数研究根的个数,即可得.
【详解】(1)当直线轴时,则点在抛物线上,故,
所以抛物线方程为;
(2)(i)由题设,直线的斜率存在且不为0,设,则斜率,
若,,联立,得,
所以,,
由,则,故点处切线斜率为,
所以对应切线方程为,
令,故,
由,令,则,故,
所以,
所以,即,所以;
(ii)连接,由(i)得,,则,
又,所以轴,即四边形为平行四边形,
所以
,
若四边形的面积为,则,整理得,
令且,则,
令,则,故在上单调递增,
又,所以使,
在上,在上单调递减,
在上,在上单调递增,
而,,存在使,
所以在上有两个零点,为和,即在上有2个不同根,
由对称性,四边形的面积为的直线共有4条.
5.(2025·山东济南·二模)已知是椭圆的右焦点,是上一点,且直线与圆相切于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若上两点满足.
(ⅰ)当直线斜率不存在时,求直线的方程;
(ⅱ)求直线被圆所截得弦长的最小值.
【答案】(1);
(2)(i);(ii).
【分析】(1)由点在椭圆上求出椭圆参数,即可得方程;
(2)(i)设,结合及点在椭圆上求得,即可得直线方程;(ii)设直线方程联立椭圆,应用韦达定理及得到,再分类讨论求直线所过的定点,注意直线斜率不存在的情况,进而求弦长最小值.
【详解】(1)由题意,知PF与x轴垂直,,
令,解得,即,解得或(舍去),
故,椭圆C的标准方程为.
(2)(i)当直线AB斜率不存在时,设,
则,,
由,知,又,解得或1(舍去),
故直线AB的方程为;
(ii)当直线AB斜率存在时,设直线AB的方程为,
联立椭圆C的方程,得,
设,由韦达定理知,
于是,
由知,
,
若,则直线AB为,直线AB恒过定点,不合题意,
若,则直线AB为,直线AB过定点,
当直线AB斜率不存在时,直线AB也过点,
于是直线AB恒过定点,
当直线AB与OM垂直时,圆心O到直线AB的距离最大,为,
故直线AB被圆O所截得的弦的长度的最小值为.
6.(2025·山东滨州·二模)在平面直角坐标系中,设,规定:点叫做点的仿射对应点.已知点的轨迹的方程为,点的仿射对应点的轨迹为.
(1)求的轨迹方程;
(2)设是曲线上的两点,的仿射对应点分别为.和的面积分别记为.求;
(3)设是曲线上两点,若的面积为,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)点的的仿射对应点为,根据仿射点的关系得,代入即得椭圆方程;
(2)设,则,利用向量法及三角形面积公式求得,及,即可求解;
(3)设的仿射对应点分别为,根据(2)的结论得的面积为,设,然后利用三角形面积求得,进而有,结合得,进而利用仿射点的关系得,得证.
【详解】(1)设为上任意一点,点的的仿射对应点为,
则,所以,又因为在上,从而得,
所以点Q的轨迹方程为;
(2)设,则,
因为,所以
,
同理,所以;
(3)设的仿射对应点分别为,
由(2)可知:由的面积为得的面积为,设,
从而的面积为,所以,
又,所以,
又因为均在上,所以,
又,所以,所以,
所以,又,
所以.
(
题型0
7
)圆锥曲线中的三角形、四边形面积问题
1.(2025·山东枣庄·二模)已知抛物线的焦点为为上一点,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条相互垂直的直线分别与交于两点.
(i)证明:直线过定点;
(ii)若直线分别与轴交于两点,记的面积分别为,当时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)
【分析】(1)由点在抛物线上及焦半径公式列出等式求解即可;
(2)(i)法一:设直线的方程为,联立抛物线方程,由韦达定理,结合,求得或即可;法二:设,由,结合直线BD的方程为,代入化简得到即可求证;(ii)设,设直线的方程为,直线的方程为,结合弦长公式及三角形面积公式,进而可求解;
【详解】(1)解:因为点在C上,
所以.
因为,所以,
则,解得,
所以的方程为.
(2)
(i)证明:法一:由题意知直线的斜率存在,.
设直线的方程为,
联立)得,
则,
,
,
所以,
解得或.
当时,直线的方程为,过点,不符合题意,舍去;
当时,直线的方程为,恒过点.
综上,直线BD过定点.
法二:由题意知,设,
则,
同理可得.
由,得,
整理得①.
直线BD的方程为,
,
两式相加得,
即,
即.
由①得,故直线BD过点.
(ii)解:设,易知直线和的斜率均存在且不为0,设直线的方程为,直线的方程为,
此时,
则.
由,得.
联立得,
由,得,
同理,所以,
则,
同理可得,
所以,
,
由题意得
.
因为在和上均单调递增,
所以,
又,
即16,
所以.
2.(2025·山东·二模)已知抛物线的焦点为,为圆上的动点,且的最大值为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点P的两条直线分别交E于A,B两点和C,D两点,且AC分别是线段PB,PD的中点,设线段BD的中点为M.
(i)证明:直线轴:
(ii)求△PBD面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)48
【分析】(1)由题意,的最大值为,则,求出答案;
(2)(ⅰ)设,根据中点在抛物线上,则,求出点横坐标为,即可证明;(ii),△PBD面积,则,根据,求出最大值.
【详解】(1)
由题意可知,所以.
所以抛物线的标准方程为:.
(2)
设
(ⅰ)由题意,中点在抛物线上,即,
又,将代入,
得:,
同理:,
有,
此时点横坐标为,
所以直线轴:
(ⅱ)因为,
所以点,
此时,
,
,
所以,
又因为点在圆上,有,即,
代入上式可得:,
由,
所以时,取到最大值.
所以的最大值为48.
3.(2025·山东临沂·二模)已知抛物线的焦点为,为圆上的动点,的最大值为.
(1)求的方程;
(2)已知点,按照如下方式构造点,设直线为在点处的切线,过点作的垂线交于另一点,记的坐标为.
①证明:当时,;
②设的面积为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
【分析】(1)画出图形,根据圆的几何性质即可列方程求出,从而得到抛物线方程;
(2)①设,求导,写出点作的垂线,联立抛物线方程得的横坐标为,从而得出,累加即可得证;②先得到,即当时,,从而通过放缩裂项求和的方法即可得证.
【详解】(1)
抛物线的准线方程为,
由题意可知,所以,解得,
所以的方程为;
(2)
①设,因为,
所以点处的切线斜率为,所以直线斜率为,
所以直线,
与联立可得,,
可得,即的横坐标为,
所以,
当时,有,
又,故,所以;
②直线的方程为,
点到直线的距离为,
所以,
所以,
由(1)知,即,
所以当时,,
所以当时,,
所以,
当时,,
当时,
,
所以,.
4.(2025·山东菏泽·二模)抛物线的焦点为,且过点.
(1)求的方程;
(2)过点的一条直线与交于、两点(在线段之间),且与线段交于点.
①证明:点到和的距离相等;
②若的面积等于的面积,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②P.
【分析】(1)将点的坐标代入计算,即可得到抛物线方程;
(2)①联立直线与抛物线方程,结合韦达定理代入计算,即可得到,即可证明;②由题意可得点P在线段AF的中垂线上,即可得到结果.
【详解】(1)因为抛物线过点,所以,得:,所以C的方程为:.
(2)①设直线方程为,,,
由得:,则,
,,
又,
,
易知点,所以垂直于轴,
所以,所以点到和的距离相等.
②因为,所以,
故直线PA//FQ,所以,
由①知,所以,
所以点P在线段AF的中垂线上,点的纵坐标为1,代入抛物线方程可得点P.
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专题07 平面解析几何
题型概览
题型01直线与圆的位置关系
题型02椭圆
题型03双曲线
题型04抛物线
题型05圆锥曲线中的最值问题
题型06圆锥曲线中的定点、定值问题
题型07圆锥曲线中的三角形、四边形面积问题
(
题型01
)直线与圆的位置关系
1.(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.
2.(2025·山东·二模)直线与圆交于两点,,则为( )
A. B. C. D.
3.(2025·山东菏泽·二模)已知直线与圆交于、两点,则的最小值为( )
A.5 B.10 C. D.
4.(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.
5.(2025·山东枣庄·二模)在平面直角坐标系中,点,动点满足,记点的轨迹为,直线与交于两点,若,则的值为 .
6.(2025·山东济南·二模)若存在无穷多组正整数组,满足,且对任意正整数,不存在正数,使得,则称正整数是有趣数,称为的一列有趣数组(不必考虑所有的有趣数组).
(1)判断下列数组是否为1的一列有趣数组,不需要说明理由;
①;②.
(2)过点作斜率为的直线交圆于另一点,由此证明:2是有趣数,并找出2的一列有趣数组;
(3)从中任取两个数,求它们都是有趣数的概率.
(
题型0
2
) 椭圆
1.(2025·山东滨州·二模)已知椭圆和圆分别为椭圆和圆上的动点,若为椭圆的左焦点,则的最小值为( )
A.6 B.5 C.9 D.8
2.(2025·山东枣庄·二模)已知椭圆,直线与交于,两点,过点作与垂直的直线交于另一点,记直线的斜率为,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(2025·山东潍坊·二模)在中,,为边上一点,满足,以为焦点作一个椭圆,若经过两点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(2025·山东济宁·二模)已知是椭圆的右焦点,直线交于,两点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(2025·山东泰安·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,且,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(2025·山东临沂·二模)已知分别为椭圆的左、右焦点,的离心率为,过与长轴垂直的直线交于两点,交轴于点,若,则的周长为 .
7.(2025·山东·二模)设椭圆的左、右焦点分别为,焦距为,点在上.
(1)求的方程;
(2)设为的角平分线所在的直线,上是否存在关于直线对称的相异两点?若存在,请找出;若不存在,请说明理由.
(
题型0
3
) 双曲线
1.(2025·山东临沂·二模)已知分别为双曲线的左、右焦点,为左支上一点,满足,与的右支交于点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(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
3.(2025·山东滨州·二模)(多选)已知是双曲线的左、右焦点、抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合.且是双曲线与抛物线的一个公共点.若是等腰三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(2025·山东青岛·二模)(多选)双曲线的左右焦点分别为,左右顶点分别为,若是右支上一点(与点不重合),如图,过点的直线与双曲线的左支交于点,与其两条渐近线分别交于两点,则下列结论中正确的是( )
A.存在使得
B.P到两条渐近线的距离之积为定值
C.当直线运动时,始终有
D.△内切圆的圆心的横坐标为
5.(2025·山东·二模)若抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,的准线交于两点,为等边三角形,则的离心率为 .
6.(2025·山东菏泽·二模)已知为双曲线右支上一点,、为左右焦点,直线交轴于点为坐标原点,若,则双曲线的离心率为 .
7.(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.
(
题型0
4
) 抛物线
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·山东潍坊·二模)若抛物线的准线与直线之间的距离是2,写出一个满足条件的抛物线的标准方程: .
3.(2025·山东济宁·二模)已知抛物线的焦点为,为上的动点,点,则取最小值时,直线的斜率为 .
(
题型0
5
)圆锥曲线中的最值问题
1.(2025·山东日照·二模)已知与x轴相交于C,D两点,点,以AB为直径的圆与⊙O内切,则△BCD面积的最大值为 .
2.(2025·山东潍坊·二模)双曲线的左、右顶点分别为、,点到的渐近线的距离为.
(1)求的方程;
(2)按照如下方式依次构造点(且):过点作斜率为的直线交于另一点,设是点关于实轴的对称点,记点的坐标为.
(i)证明:数列、是等比数列,并求数列和的通项公式;
(ii)记的面积为,的面积为,求的最大值.
3.(2025·山东枣庄·二模)已知椭圆的右焦点为上一动点到的距离的取值范围为.
(1)求的标准方程;
(2)设斜率为的直线过点,交于,两点.记线段的中点为,直线交直线于点,直线交于,两点.
①求的大小;
②求四边形面积的最小值.
(
题型0
6
)圆锥曲线中的定点、定值问题
1.(2022·山东青岛·二模)已知点在椭圆上,椭圆C的左右焦点分别为,,的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设点A,B在椭圆C上,直线PA,PB均与圆相切,记直线PA,PB的斜率分别为,.
(i)证明:;
(ii)证明:直线AB过定点.
2.(2025·山东青岛·二模)抛物线:,为的焦点,过抛物线外一点作抛物线的两条切线,,是切点.
(1)若点的纵坐标为,求证:直线恒过定点;
(2)若||=,求面积的最大值;
(3)证明:||·||=.
3.(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.
4.(2025·山东日照·二模)在平面直角坐标系xOy中,过点的直线l与抛物线交于A,B两点,当直线l平行于y轴时,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l的斜率存在,直线AO与直线相交于点D,过点B且与抛物线C相切的直线交x轴于点E.
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)是否存在直线l使得四边形ABDE的面积为?若存在,说明直线l有几条;若不存在,请说明理由.
5.(2025·山东济南·二模)已知是椭圆的右焦点,是上一点,且直线与圆相切于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若上两点满足.
(ⅰ)当直线斜率不存在时,求直线的方程;
(ⅱ)求直线被圆所截得弦长的最小值.
6.(2025·山东滨州·二模)在平面直角坐标系中,设,规定:点叫做点的仿射对应点.已知点的轨迹的方程为,点的仿射对应点的轨迹为.
(1)求的轨迹方程;
(2)设是曲线上的两点,的仿射对应点分别为.和的面积分别记为.求;
(3)设是曲线上两点,若的面积为,求证:为定值.
(
题型0
7
)圆锥曲线中的三角形、四边形面积问题
1.(2025·山东枣庄·二模)已知抛物线的焦点为为上一点,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条相互垂直的直线分别与交于两点.
(i)证明:直线过定点;
(ii)若直线分别与轴交于两点,记的面积分别为,当时,求的取值范围.
2.(2025·山东·二模)已知抛物线的焦点为,为圆上的动点,且的最大值为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点P的两条直线分别交E于A,B两点和C,D两点,且AC分别是线段PB,PD的中点,设线段BD的中点为M.
(i)证明:直线轴:
(ii)求△PBD面积的最大值.
3.(2025·山东临沂·二模)已知抛物线的焦点为,为圆上的动点,的最大值为.
(1)求的方程;
(2)已知点,按照如下方式构造点,设直线为在点处的切线,过点作的垂线交于另一点,记的坐标为.
①证明:当时,;
②设的面积为,证明:.
4.(2025·山东菏泽·二模)抛物线的焦点为,且过点.
(1)求的方程;
(2)过点的一条直线与交于、两点(在线段之间),且与线段交于点.
①证明:点到和的距离相等;
②若的面积等于的面积,求点的坐标.
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