内容正文:
2.8 直线与圆锥曲线的位置关系(椭圆)
题型一 讨论直线与椭圆的位置关系
1.(23-24高二上·江西·期末)直线与椭圆()的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
2.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线的方程为,椭圆的方程为,则直线与椭圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不能确定
题型二 求直线与椭圆的交点个数、坐标
1.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的焦点坐标分别为和,长轴长为4,则直线与椭圆的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.无法确定
2.(23-24高三下·上海·开学考试)直线与椭圆的公共点个数为 .
题型三 求椭圆的切线方程
1.(24-25高三上·山东潍坊·期末)写出与椭圆:和抛物线:都相切的一条直线方程 .
2.(24-25高三上·湖南·开学考试)已知椭圆过点和.
(1)求的离心率;
(2)若直线与有且仅有一个交点,求的一般式方程.
题型四 根据直线与椭圆的位置关系求参数(范围)
1.(24-25高三上·广东·开学考试)已知直线与椭圆相交,则C的长轴长的取值范围是 .
2.(25-26高二上·全国·单元测试)若直线与椭圆没有公共点,则的取值范围为 .
题型五 应用韦达定理求参数
1.(24-25高二下·陕西安康·期末)已知为椭圆的一个焦点,且经过点,设直线与交于,两点,记直线,的斜率分别为,,其中为坐标原点.
(1)求的方程;
(2)用表示的值.
题型六 求椭圆的弦长
1.(24-25高二上·上海·期末)已知动点与平面上两定点,连线的斜率的积为定值,试求:
(1)动点的轨迹的方程;
(2)求直线与(1)中曲线相交所得弦的弦长.
2.(23-24高二上·海南三亚·期中)已知椭圆:的一个顶点为,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知直线与椭圆交于两点,求;
(3)若直线:与椭圆交于、两点,且,求的值.
题型七 椭圆的通径问题
1.(24-25高二上·福建宁德·阶段练习)已知是椭圆C的两个焦点,过且垂直于x轴的直线交C于A,B两点,且,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.(多选)(24-25高二下·贵州铜仁·期末)已知椭圆,、是的焦点,过且垂直于轴的直线截椭圆所得弦长为,是上一动点,是圆上一动点,则( )
A. B.椭圆离心率为
C.圆与圆相切 D.的最大值为4
题型八 根据弦长求参数
1.(2025·江苏南通·模拟预测)若直线与椭圆交于,两点,,则的离心率为 .
2.(24-25高二下·四川成都·期中)已知为椭圆:上一点,且点到两焦点距离之和为,且椭圆离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线被椭圆截得的线段长为,求的值.
题型九 椭圆的焦半径与焦点弦问题
1.(24-25高二上·浙江台州·期末)已知椭圆的左右焦点分别为,点是椭圆上第一象限的一点,的内心为,若,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(2025高二上·全国·专题练习)已知斜率为2的直线经过椭圆的右焦点为,且与椭圆相交于两点,设椭圆的左焦点为,求的面积.
3.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知椭圆,、分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上任意一点.若的周长为,且的最小值为.
(1)求的方程;
(2)设点,过的直线与椭圆交于、两点,记直线、的斜率分别为、,求的取值范围.
题型十 中点弦坐标、方程、斜率等问题
1.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)已知点为椭圆的左焦点,点为椭圆的下顶点,平行于的直线交椭圆于两点,且的中点为,则该椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
2.(多选)(24-25高二上·河北邢台·期末)已知点,若斜率为1的直线与椭圆交于两点,且线段的中点坐标为,点在椭圆上,则的值可能为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·上海·期中)若椭圆的一条弦的中点为,则直线的斜截式方程为 .
题型十一 弦中点与弦的方程、斜率
1.(24-25高二上·湖北·期末)若斜率为1的直线与椭圆交于两点,则弦的中点坐标可能是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·四川成都·阶段练习)已知曲线,直线与曲线交于两点,且点是线段的中点,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·贵州黔南·阶段练习)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
题型十二 中点弦坐标或中点弦方程与椭圆的性质
1.(24-25高二下·山西·开学考试)已知椭圆的焦距为4,直线与椭圆相交于,两点,若点是线段的中点,则椭圆的短轴长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
2.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知原点为,椭圆与直线交于两点,线段的中点为,若直线的斜率为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)已知椭圆,过点的直线l与C交于两点,若的中点坐标为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
题型一 椭圆中图形的面积问题
1.(24-25高二下·北京·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,直线与交于,两点,若的面积是面积的2倍,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·广东深圳·阶段练习)已知,为椭圆的两个焦点,为上关于坐标原点对称的两点,且,则四边形的面积为 .
题型二 椭圆中的参数范围问题
1.(2024高二上·江苏·专题练习)已知,分别为椭圆的左、右焦点,设直线与椭圆C相交于A,B两点,O为坐标原点,且.若椭圆C上存在点E,使得四边形OAED为平行四边形,求m的取值范围.
2.(24-25高二下·河北·期末)已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴、轴,且过两点.
(1)求的方程.
(2)直线与交于两点.
①若,求的取值范围;
②若,求的取值范围.
题型三 椭圆中的最值问题
1.(2025·宁夏吴忠·二模)椭圆上的点到直线的距离的最小值为 .
2.(23-24高二下·浙江温州·期末)椭圆的左焦点为,直线与椭圆和圆心为的圆相切于同一点,则的最小值为 .
3.(24-25高二下·贵州毕节·期末)动点与定点的距离和到定直线的距离的比是.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)动点的轨迹与两条坐标轴的正半轴分别交于,两点,当与,不重合时,求的面积的最大值.
题型四 椭圆中直线过定点问题
1.(2024高二上·江苏·专题练习)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点,设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足,则直线HN过定点 .
题型五 椭圆中的定值问题
1.(24-25高二下·北京顺义·期中)在椭圆中,过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C.椭圆的上顶点为A,直线AB和直线AC分别交x轴于点M,N.
(1)求椭圆E的长轴长及离心率;
(2)证明:M,N两点横坐标之和为.
题型六 椭圆中的定直线问题
1.(2025高三·全国·专题练习)已知椭圆经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线l交该椭圆于C,D两点(点C在点D的上方),椭圆的上、下顶点分别为A,B,直线AD与直线BC交于点Q.证明:点Q在定直线上.
题型七 椭圆中向量点乘问题
1.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知点在椭圆上,过点作斜率为1的直线与椭圆交于A,B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求的值.
题型八 椭圆中向量共线比例问题
1.(24-25高二上·浙江台州·阶段练习)已知曲线的左、右焦点分别为、,是曲线上一动点.
(1)求的周长;
(2)过的直线与曲线交于、两点,且,求直线的方程.
题型九 椭圆中存在性、探索问题
1.(24-25高二下·上海·期末)已知椭圆:的左、右焦点为、.
(1)已知为的上顶点,求的周长;
(2)已知直线交于,两点,若,求直线的方程;
(3)已知,,直线:与有两个不同的交点,.设为轴上一点,是否存在,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出的值及点的坐标;若不存在,请说明理由.
1.(22-23高二上·江西南昌·阶段练习)舒腾尺是荷兰数学家舒腾设计的一种作图工具,如图,O是滑槽AB的中点,短杆ON可绕O转动,长杆MN通过N处的铰链与ON连接,MN上的栓子D可沿滑槽AB滑动.当点D在滑槽AB内做往复移动时,带动点N绕O转动,点M也随之而运动.记点N的运动轨迹为,点M的运动轨迹为.若,,过上的点P向作切线,则切线长的最大值为 .
2.(24-25高二上·上海·单元测试)椭圆C:的左、右焦点分别为、,点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接、,设的平分线交椭圆C的长轴于点,则m的取值范围为 .
3.(24-25高二下·北京东城·期末)已知椭圆的离心率为,为椭圆上一点,已知点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两个不同的点,(均异于点).若直线,的斜率互为相反数,求直线的方程.
4.(24-25高二上·北京顺义·期中)在直角坐标系xOy中,点P到两点,的距离之和等于4,设点P的轨迹为C,过点且斜率为k的直线l与C交于不同的两点A,B.
(1)求轨迹C的方程;
(2)求斜率k的取值范围;
(3)当时,求A,B两点坐标.
5.(24-25高二下·安徽合肥·期末)已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别为A、B,左、右焦点分别为、,过右焦点的直线l交椭圆于点M、N,且的周长为
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(i)求的最小值;
(ii)记直线AM、BN的斜率分别为、,证明:为定值.
6.(2025·四川·三模)动点与定点的距离和点到定直线的距离的比是常数,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线与曲线交于两点,
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)是否存在实数,使得点在线段的中垂线上?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
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2.8 直线与圆锥曲线的位置关系(椭圆)
题型一 讨论直线与椭圆的位置关系
1.(23-24高二上·江西·期末)直线与椭圆()的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】C
【分析】由直线与椭圆的位置关系求解即可.
【详解】因为直线过点,
而为椭圆的右端点和上端点,
故直线与椭圆相交.
故选:C.
2.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线的方程为,椭圆的方程为,则直线与椭圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不能确定
【答案】B
【分析】求出直线所过定点,判断该定点与椭圆位置关系即可判断直线与椭圆位置关系.
【详解】,即,令,解得,
则直线所过定点,代入椭圆方程,,则该定点在椭圆内,
则直线与椭圆的位置关系为相交.
故选:B.
题型二 求直线与椭圆的交点个数、坐标
1.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的焦点坐标分别为和,长轴长为4,则直线与椭圆的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.无法确定
【答案】B
【分析】求出椭圆方程,再与直线方程联立,可得解.
【详解】由题,长轴长为,所以,
由焦点可得,所以,
因为焦点在轴上,所以椭圆方程为,
联立,消去得,,
得,所以直线与椭圆有1个交点.
故选:B
2.(23-24高三下·上海·开学考试)直线与椭圆的公共点个数为 .
【答案】2
【分析】求出直线恒过的定点与椭圆的位置关系,即可判断直线与椭圆的交点的个数.
【详解】直线恒过,
由于,所以是椭圆内部的一点,
所以直线与椭圆恒有2个交点.
故答案为:2.
题型三 求椭圆的切线方程
1.(24-25高三上·山东潍坊·期末)写出与椭圆:和抛物线:都相切的一条直线方程 .
【答案】或(只需写出其中一个)
【分析】先说明所求直线的斜率存在,再设 所求直线为,联立方程组结合切线性质列方程求,由此可得所求直线方程.
【详解】抛物线的对称轴为,
所以抛物线的切线的斜率一定存在,故所求直线的斜率存在,
设所求直线的方程为,
因为直线与抛物线相切,
所以方程组只有一组解,
所以方程只有一个根,
所以方程的判别式,即,
因为直线与椭圆相切,
所以方程组只有一组解,
所以方程只有一个根,
方程的判别式,
所以,
所以,
所以或,
所以或,
所以所求直线方程为或.
故答案为:或(只需写出其中一个即可).
2.(24-25高三上·湖南·开学考试)已知椭圆过点和.
(1)求的离心率;
(2)若直线与有且仅有一个交点,求的一般式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由椭圆过点和,求得,进而求得,即可得到的离心率;
(2)联立和的方程,得到关于的一元二次方程,由,可求得,即可得到的一般式方程.
【详解】(1)因为椭圆过点和,
所以,解得,
由,得,
所以的离心率.
(2)
由(1)可得的方程为,,
联立,得,
由,得,
直线的一般式方程为:.
题型四 根据直线与椭圆的位置关系求参数(范围)
1.(24-25高三上·广东·开学考试)已知直线与椭圆相交,则C的长轴长的取值范围是 .
【答案】
【分析】将直线与椭圆的位置关系转化为方程组联立后的根的个数问题,借助得到,以及椭圆的长轴长概念得解.
【详解】将代入,得,
则,解得.
因为C的长轴长为,所以C的长轴长的取值范围是.
故答案为:.
2.(25-26高二上·全国·单元测试)若直线与椭圆没有公共点,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】直线与椭圆联立方程进行消元, ,求解即可.
【详解】由,可得,
因为直线与椭圆没有公共点,
故,故或,
则的取值范围为,
故答案为:.
3.(24-25高二下·上海杨浦·期中)若对任意实数 ,直线 与焦点在 轴上的椭圆 至少有一个交点,则实数 的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求得直线过的定点坐标,再根据直线与椭圆总有公共点,由点P在椭圆上或在椭圆的内部求解.
【详解】直线,即,直线恒过定点,
直线与椭圆至少有1个公共点等价于点在椭圆内或在椭圆上.
所以,即,又,故.
故答案为:.
题型五 应用韦达定理求参数
1.(24-25高二下·陕西安康·期末)已知为椭圆的一个焦点,且经过点,设直线与交于,两点,记直线,的斜率分别为,,其中为坐标原点.
(1)求的方程;
(2)用表示的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】把点代入到椭圆方程中,再结合焦点坐标,可得到椭圆方程.
联立直线与椭圆的方程,根据韦达定理可得,利用点坐标写出,再代入计算,即可得到答案.
【详解】(1)依题意可得,解得,
从而可得.
(2)由题意,联立得,
,
设,所以.
所以,
所以.
题型六 求椭圆的弦长
1.(24-25高二上·上海·期末)已知动点与平面上两定点,连线的斜率的积为定值,试求:
(1)动点的轨迹的方程;
(2)求直线与(1)中曲线相交所得弦的弦长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用轨迹法,结合条件列式,即可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,代入弦长公式,即可求解.
【详解】(1)设,,
所以,整理为,;
(2)设直线与曲线的两个交点分别为,,
联立,得,得,,
所以弦长.
2.(23-24高二上·海南三亚·期中)已知椭圆:的一个顶点为,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知直线与椭圆交于两点,求;
(3)若直线:与椭圆交于、两点,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据椭圆的顶点求得,再根据离心率求解,由此求出椭圆方程;
(2)联立直线与椭圆方程,利用弦长公式求出弦长即可求解;
(3)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理及中垂线的性质求解即可.
【详解】(1)因为椭圆:的一个顶点为,所以,
因为椭圆的离心率为,所以,
所以椭圆的方程为;
(2)设,,联立消去得,,
显然,,,
则;
(3)设,,
联立消去得,,
由得,则,
设线段的中点为,则,所以,
则线段的中垂线方程为,
因为,所以在线段的中垂线上,即,解得,满足,
所以.
题型七 椭圆的通径问题
1.(24-25高二上·福建宁德·阶段练习)已知是椭圆C的两个焦点,过且垂直于x轴的直线交C于A,B两点,且,则椭圆C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题设,令椭圆为且,结合已知有、求椭圆参数,即可得方程.
【详解】由题设,令椭圆为且,其中,
令,则,可得,
由,即,故,
所以,可得(负值舍),则,
故椭圆方程为.
故选:B
2.(多选)(24-25高二下·贵州铜仁·期末)已知椭圆,、是的焦点,过且垂直于轴的直线截椭圆所得弦长为,是上一动点,是圆上一动点,则( )
A. B.椭圆离心率为
C.圆与圆相切 D.的最大值为4
【答案】AC
【分析】AB选项,根据通径长得到,进而求出,由椭圆定义判断A,由离心率定义得到B错误;C选项,由圆心距和半径的关系判断C;D选项,设点,其中,可得,化简得到,当时,取得最大值,,进而求出的最大值.
【详解】AB选项,由通径长,得.所以,
由椭圆的定义,可得,所以A正确;
椭圆离心率,所以B不正确;
C选项,圆N的圆心为,半径,圆圆心为,,
因为,所以两圆相内切;C正确;
D选项,设点,其中,则满足,可得,
则
,
当时,取得最大值,,
故,所以D不正确.
故选:AC
题型八 根据弦长求参数
1.(2025·江苏南通·模拟预测)若直线与椭圆交于,两点,,则的离心率为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的对称性结合点在椭圆上计算求解.
【详解】直线与椭圆交于,两点,,
则,点在椭圆上可得,即得,
所以的离心率为.
故答案为:.
2.(24-25高二下·四川成都·期中)已知为椭圆:上一点,且点到两焦点距离之和为,且椭圆离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线被椭圆截得的线段长为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,直接求出,即可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,消得到,结合条件,利用韦达定理和弦长公式,即可求解.
【详解】(1)由题可得,则,
又由得 ,则,
所以椭圆的方程为.
(2)设直线与椭圆交于,两点,
联立方程组,消得到,
则,
由于,又,
则,整理得到,解得,
又时,,所以满足题意.
题型九 椭圆的焦半径与焦点弦问题
1.(24-25高二上·浙江台州·期末)已知椭圆的左右焦点分别为,点是椭圆上第一象限的一点,的内心为,若,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先证明焦半径公式,然后根据内切圆的性质求得,进一步得,从而,由得离心率,利用求解即可.
【详解】先证明焦半径公式,对于椭圆方程:,
由椭圆上任意点及左、右焦点、,
得
;
同理,;
根据椭圆方程知,,即,
故椭圆两个焦半径为,,
如图,设的内切圆与三边切于点,
由圆的性质可知,
则,
又,所以,所以,又,
则,由得,所以,解得,
所以椭圆的方程为.
故选:D
2.(2025高二上·全国·专题练习)已知斜率为2的直线经过椭圆的右焦点为,且与椭圆相交于两点,设椭圆的左焦点为,求的面积.
【答案】
【分析】根据点斜式写出直线方程,再联立椭圆方程求出弦长,利用点到直线的距离公式求出高,求解面积。
【详解】由椭圆方程知右焦点,利用点斜式,则直线方程为,
,化简得:,故,,则,
求出,
椭圆的左焦点为,所以的高为,所以的面积为.
3.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知椭圆,、分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上任意一点.若的周长为,且的最小值为.
(1)求的方程;
(2)设点,过的直线与椭圆交于、两点,记直线、的斜率分别为、,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的定义个焦半径公式可得出关于、的方程组,解出这两个量的值,可得出的值,由此可得出椭圆的方程;
(2)分两种情况讨论,①直线与轴重合,求出的值;②直线不与轴重合时,设直线的方程为,设点、,将该直线方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,利用斜率公式结合韦达定理可求出的取值范围,综合可得答案.
【详解】(1)因为是椭圆上任意一点,且的周长为,则,可得,
设点,则且,所以,,
易知,则
,
所以,的最小值为,所以,,解得,则,
因此,椭圆的方程为.
(2)如下图所示:
若直线与轴重合时,此时,,则,
若直线不与轴重合时,设直线的方程为,设点、,
联立可得,
则,
由韦达定理可得,,
所以,
.
综上所述,的取值范围是.
题型十 中点弦坐标、方程、斜率等问题
1.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)已知点为椭圆的左焦点,点为椭圆的下顶点,平行于的直线交椭圆于两点,且的中点为,则该椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】依题意可求出直线的斜率为,设点,利用点差法和题设条件可推得,结合,求出的值,即得椭圆方程.
【详解】
如图,由题意,点,,直线的斜率为,
因,故,
设点,则,
两式相减,可得:(*),
因的中点为,则,且,
代入(*),化简可得:①又②,
联立① ② ,解得:,故该椭圆的方程为.
故选:B.
2.(多选)(24-25高二上·河北邢台·期末)已知点,若斜率为1的直线与椭圆交于两点,且线段的中点坐标为,点在椭圆上,则的值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】利用点差法解方程求出,设点,得,计算并消元,将其整理成,结合,即可求得的取值范围即可.
【详解】如图,
设,因点在椭圆上,则有:,
两式相减,化简得:,
依题意,,代入上式,解得:,即椭圆方程为:.
设点,则,即,
则,
因,则,故.
故选:BCD.
3.(24-25高二下·上海·期中)若椭圆的一条弦的中点为,则直线的斜截式方程为 .
【答案】
【分析】设出中点弦的端点,的坐标,代入椭圆方程,再利用中点的坐标即可求出直线的斜率,从而得解.
【详解】设,,依题意,点,在椭圆上,
所以,两式相减得,,
即,变形得,
因为的中点为,所以,,
设直线的斜率为,
所以,
所以直线的方程为,化为斜截式方程为.
故答案为:.
题型十一 弦中点与弦的方程、斜率
1.(24-25高二上·湖北·期末)若斜率为1的直线与椭圆交于两点,则弦的中点坐标可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,弦的中点坐标为,利用点差法列方程组,结合条件推得,逐一检验选项,并考虑点在椭圆内即得.
【详解】设,则,
两式相减得:(*),
设弦的中点坐标为,则,
因直线的斜率为1,即,
分别代入上式(*),整理得:.
将选项逐一代入检验知,A,D满足,但是,点在椭圆外,不合要求.
故选:A.
2.(24-25高二下·四川成都·阶段练习)已知曲线,直线与曲线交于两点,且点是线段的中点,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】运用点差法求解,设出直线与圆锥曲线的交点坐标,将交点坐标代入圆锥曲线方程,然后作差,从而得到直线斜率与中点坐标之间的关系.
【详解】设,,因为,两点在曲线上,所以有:
用式减去式可得:
因为点是线段的中点,根据中点坐标公式:可得:
,即,.
代入可得:
化简得:,可得:
而就是直线的斜率,所以直线的斜率为.
故选:B.
3.(24-25高二上·贵州黔南·阶段练习)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于,两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,根据条件得出,化简即可.
(2)设直线方程,与抛物线方程联立,得出和,再利用中点坐标公式即可求得.
【详解】(1)设,则由题意可得,
化简得,故的方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率不为0,
故设直线,,
,得,
则,
则,
因线段的中点坐标为,
则,,
解得,经检验,满足,
则直线的方程为.
题型十二 中点弦坐标或中点弦方程与椭圆的性质
1.(24-25高二下·山西·开学考试)已知椭圆的焦距为4,直线与椭圆相交于,两点,若点是线段的中点,则椭圆的短轴长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【分析】利用点差法,结合直线的斜率求得,再根据焦距列式求解即可.
【详解】设,则且,
故,故,即,
故,又,所以,所以,所以,即,
因此椭圆的短轴长为.
故选:B
2.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知原点为,椭圆与直线交于两点,线段的中点为,若直线的斜率为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用点差法,结合斜率公式即可求解.
【详解】设,则且,
故,故,
故,即,
因此,
故选:D
3.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)已知椭圆,过点的直线l与C交于两点,若的中点坐标为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据点差法结合直线斜率可求出,即可得到椭圆的离心率.
【详解】
由题意得,.
设,则,
∵点在椭圆上,∴,
两式相减得,,即,
∴,∴,
∴C的离心率.
故选:B.
题型一 椭圆中图形的面积问题
1.(24-25高二下·北京·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,直线与交于,两点,若的面积是面积的2倍,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知面积关系可得,即可求解.
【详解】如下图示,若的面积是面积的2倍,则,
由题设知,且,故,
所以.
故选:D
2.(24-25高二下·广东深圳·阶段练习)已知,为椭圆的两个焦点,为上关于坐标原点对称的两点,且,则四边形的面积为 .
【答案】12
【分析】根据条件判断四边形为矩形.,利用勾股定理和椭圆的定义列出方程组,计算即得四边形的面积.
【详解】
如图,因关于原点对称,则,又,
则四边形为平行四边形,因,故四边形为矩形.
设,则,
于是,解得.
故四边形的面积为.
故答案为:12.
题型二 椭圆中的参数范围问题
1.(2024高二上·江苏·专题练习)已知,分别为椭圆的左、右焦点,设直线与椭圆C相交于A,B两点,O为坐标原点,且.若椭圆C上存在点E,使得四边形OAED为平行四边形,求m的取值范围.
【答案】
【分析】设,,则,借助点A,B,E均在椭圆C上可得,联立直线与椭圆方程,可得与交点横坐标有关韦达定理,借助韦达定理代入计算可用表示出m,即可得m的取值范围.
【详解】设,,则.
四边形OAED为平行四边形,
,.
点A,B,E均在椭圆C上,
,,,
,化简可得.
.
由消去y,得.
显然.
,.
,,
因为,所以,即,
所以,即,.
2.(24-25高二下·河北·期末)已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴、轴,且过两点.
(1)求的方程.
(2)直线与交于两点.
①若,求的取值范围;
②若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)① ;②
【分析】(1)对于椭圆方程,可设出椭圆的标准方程,将已知点代入求解;
(2)对于直线与椭圆相交问题,联立直线与椭圆方程,利用判别式和韦达定理来确定参数的取值范围.
【详解】(1)设的方程为,
则解得,
所以E的方程为.
(2)联立得.
,化简得.
①因为,所以,解得,
所以的取值范围为.
②设,则.
,
化简得,
即,
所以,解得,
所以的取值范围为.
题型三 椭圆中的最值问题
1.(2025·宁夏吴忠·二模)椭圆上的点到直线的距离的最小值为 .
【答案】
【分析】方法一:切线法,将点到直线的距离的最值转化为平行线之间的距离,设与直线平行且与椭圆相切的直线为,与椭圆联立方程组,由,求得,得解;法2,利用圆锥曲线的参数方程设点,然后用点到直线的距离公式表示出所求距离,结合三角函数的值域求解
【详解】方法一:切线法,设直线与直线的距离为,
将代入,得关于的方程,
所以,解得,
当时,,即所求最小值.
方法二:参数法 设椭圆上任意一点为,,
则点到直线的距离,
当,即时,.
故答案为:.
2.(23-24高二下·浙江温州·期末)椭圆的左焦点为,直线与椭圆和圆心为的圆相切于同一点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】求导可得椭圆在的切线斜率为,进而可得点的轨迹方程为(),利用点到直线的距离公式即可求解最小值.
【详解】由可得,
由于直线与椭圆相切于,故上半椭圆的方程为,
求导得,因此,
故椭圆在的切线斜率为,由于直线于圆也相切于,
故圆心所在的直线斜率为1,且经过点,故点的轨迹方程为(),
,故的最小值为到的距离,
故答案为:
3.(24-25高二下·贵州毕节·期末)动点与定点的距离和到定直线的距离的比是.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)动点的轨迹与两条坐标轴的正半轴分别交于,两点,当与,不重合时,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据定义列方程并化简即可得解;
(2)不妨设,,由题意得,且直线的方程为,当设与直线平行的直线的方程为经过点且与椭圆相切,此时的面积取得最大值.
【详解】(1)由题意得,
化简得.
所以动点的轨迹方程为;
(2)不妨设,,
所以,且直线的方程为.
设与直线平行的直线的方程为,
由化简得.
令得.
当时,直线的方程为,
直线与直线间的距离为;
当时,直线的方程为,
直线与直线间的距离为.
因为,所以的面积的最大值为
.
题型四 椭圆中直线过定点问题
1.(2024高二上·江苏·专题练习)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点,设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足,则直线HN过定点 .
【答案】
【分析】设出椭圆方程,将两给定点代入待定系数求解可得椭圆方程;再设出直线方程,与椭圆C的方程联立,设,分斜率是否存在两种情况讨论,依次用坐标表示出坐标,求解直线方程,进而利用韦达定理关系式探求定点可得.
【详解】设椭圆E的方程为,
由椭圆过点,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
直线的方程为,即.
①若过点的直线斜率不存在,则直线方程为,
方程中,令,
可得,,在直线AB方程中,
令可得,
由得到.
则HN方程:,直线过点.
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
,
解得或.
由韦达定理可得,
所以,
且
,
联立可得
则直线,
将点代入整理得,
将韦达定理所得各式代入可得
,
即,
化简得显然成立,
综上可得,直线HN过定点
故答案为:.
题型五 椭圆中的定值问题
1.(24-25高二下·北京顺义·期中)在椭圆中,过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C.椭圆的上顶点为A,直线AB和直线AC分别交x轴于点M,N.
(1)求椭圆E的长轴长及离心率;
(2)证明:M,N两点横坐标之和为.
【答案】(1)长轴长为6,离心率为.
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆方程求,再根据椭圆的性质,即可求解;
(2)首先直线与椭圆方程联立,表示根与系数的关系,并利用点的坐标,分别表示直线和,并求点的坐标,利用韦达定理表示点的横坐标之和,即可证明.
【详解】(1)由椭圆方程得,,;
所以,
所以,;
所以椭圆长轴长为6,离心率为.
(2)设点,,,,
设直线,联立方程
,
消去y可得:
则;;
椭圆上顶点A坐标为,
所以直线;直线;
将,分别代入直线AB、AC
解得;;
所以
所以
将、代入
解得,得证.
题型六 椭圆中的定直线问题
1.(2025高三·全国·专题练习)已知椭圆经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线l交该椭圆于C,D两点(点C在点D的上方),椭圆的上、下顶点分别为A,B,直线AD与直线BC交于点Q.证明:点Q在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)将点坐标代入椭圆方程即可求出,得到椭圆方程;
(2)设直线的方程并与椭圆方程联立,利用点坐标求出直线方程,联立计算得出为定值,即可求得为定值.
【详解】(1)将点坐标代入椭圆方程中得,即,
因,所以,故椭圆的标准方程为.
(2)由题易知的斜率存在,设直线的方程为,
设,
由,得,
则,,,
又,
则直线AD的方程为,直线BC的方程为,
联立,方程可得,
得,故点在定直线上.
题型七 椭圆中向量点乘问题
1.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知点在椭圆上,过点作斜率为1的直线与椭圆交于A,B两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)将已知点代入方程求参数,即可得椭圆方程;
(2)由题意,联立椭圆并应用韦达定理得,,进而求得,最后应用向量数量级的坐标运算求结果.
【详解】(1)由题意,故椭圆方程为;
(2)由题意,联立椭圆方程得,
整理得,显然,则,,
所以,
由.
题型八 椭圆中向量共线比例问题
1.(24-25高二上·浙江台州·阶段练习)已知曲线的左、右焦点分别为、,是曲线上一动点.
(1)求的周长;
(2)过的直线与曲线交于、两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由曲线的标准方程求得、,再利用椭圆的定义即可得解;
(2)由题意设直线的方程为,联立方程,结合韦达定理得到、,
再由得到,从而求得的值,由此可得直线的方程;
【详解】(1)因为曲线,该曲线为椭圆,且,,则,
所以,,故的周长为.
(2)若直线与轴重合时,
若点为椭圆的左顶点,则、、,
则,,此时,,
若点为椭圆的右顶点,同理可知,.
设直线的方程,设点、,
联立,消去,得,
恒成立,
由韦达定理得:,,
因为,,
所以,则,
从而有,可得,,
即,可得,即,
所以直线的方程为.
题型九 椭圆中存在性、探索问题
1.(24-25高二下·上海·期末)已知椭圆:的左、右焦点为、.
(1)已知为的上顶点,求的周长;
(2)已知直线交于,两点,若,求直线的方程;
(3)已知,,直线:与有两个不同的交点,.设为轴上一点,是否存在,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出的值及点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)或;
(3)存在. 此时,.
【分析】(1)先根据椭圆的方程写出点,,的坐标;再根据两点间距离公式得出,,,从而可求出的周长.
(2)先根据得出 ,,三点共线;再设出直线方程为,联立直线和椭圆的方程,利用韦达定理得出,,结合即可求出,从而得出直线的方程.
(3)联立直线和椭圆的方程,利用韦达定理得出,,进而得出,及线段的中点坐标;再求出线段的垂直平分线方程,得出点的坐标;最后根据,列出关于的方程求解即可做出结论.
【详解】(1)由椭圆方程可得:,,
则.
所以有,,.
由两点间距离公式可得:,,,
所以的周长为.
(2)设点,.
由可得: ,,三点共线且,即,
当直线过点,且斜率为时,则,点,不满足;
所以直线过点,且斜率不为,
设直线方程为.
联立方程组,整理得:,
则,由韦达定理可得,结合可得:或,
则直线的方程为或,
即或.
(3)设点,.
联立直线与椭圆的方程,整理得:,
则,解得,
由韦达定理可得,
则,
;
线段的中点坐标为.
所以线段的垂直平分线方程为:,
令,得.
设为轴上一点,假设存在,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形
则,.
又因为,,
所以
即,整理得:,
因为,所以.
综上,存在,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形,此时,.
1.(22-23高二上·江西南昌·阶段练习)舒腾尺是荷兰数学家舒腾设计的一种作图工具,如图,O是滑槽AB的中点,短杆ON可绕O转动,长杆MN通过N处的铰链与ON连接,MN上的栓子D可沿滑槽AB滑动.当点D在滑槽AB内做往复移动时,带动点N绕O转动,点M也随之而运动.记点N的运动轨迹为,点M的运动轨迹为.若,,过上的点P向作切线,则切线长的最大值为 .
【答案】
【分析】先建立平面直角坐标系,分别求得、的方程,再利用切线长定理求得切线长的表达式,进而求得该切线长的最大值.
【详解】以滑槽AB所在的直线为x轴,O为坐标原点,建立平面直角坐标系,如图所示.
因为,所以点N的运动轨迹是以O为圆心,半径为1的圆,
其方程为.
设点,,,
依题意,,且,
所以,且,
即,且.
由于t不恒等于0,于是,故,,
代入,可得,
故曲线的方程为.设上的点,
则,
则切线长为,故切线长的最大值为.
故答案为:.
2.(24-25高二上·上海·单元测试)椭圆C:的左、右焦点分别为、,点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接、,设的平分线交椭圆C的长轴于点,则m的取值范围为 .
【答案】
【分析】先设,分别求出直线,的方程,再由角平分线的性质,得到,结合的取值范围即可得的取值范围;
【详解】
设,则.
又,,
所以直线,的方程分别为,
.
由点到两直线的距离相等得,,
所以.
因为,,
所以,所以,
因此.
故答案为:.
3.(24-25高二下·北京东城·期末)已知椭圆的离心率为,为椭圆上一点,已知点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两个不同的点,(均异于点).若直线,的斜率互为相反数,求直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,求出即可得椭圆方程.
(2)设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理及斜率坐标公式列式求解.
【详解】(1)由椭圆过点,则,
由椭圆的离心率为,得,则,
所以椭圆的方程为.
(2)依题意,直线的斜率存在,设方程为,
由消去得,显然,
设,则,
直线的斜率分别为,由,
得,即,
整理得,
则,解得,
所以直线的方程为,即.
4.(24-25高二上·北京顺义·期中)在直角坐标系xOy中,点P到两点,的距离之和等于4,设点P的轨迹为C,过点且斜率为k的直线l与C交于不同的两点A,B.
(1)求轨迹C的方程;
(2)求斜率k的取值范围;
(3)当时,求A,B两点坐标.
【答案】(1);
(2)或;
(3)或.
【分析】(1)根据椭圆定义得到点P的轨迹为以为焦点的椭圆,求出,得到轨迹方程;
(2)l的方程为,联立椭圆方程,由根的判别式得到不等式,求出k的取值范围;
(3)时,,联立,求出交点坐标,得到答案.
【详解】(1)设,则,
所以点P的轨迹为以为焦点的椭圆,
其中,故,
故轨迹C的方程为;
(2)过点且斜率为k的直线l的方程为,
联立与得,,
,解得或,
故斜率k的取值范围是或;
(3)时,,联立得,
,解得或,
当时,,当时,,
故或.
5.(24-25高二下·安徽合肥·期末)已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别为A、B,左、右焦点分别为、,过右焦点的直线l交椭圆于点M、N,且的周长为
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)(i)求的最小值;
(ii)记直线AM、BN的斜率分别为、,证明:为定值.
【答案】(1);
(2);证明见解析.
【分析】(1)依题意由椭圆定义及性质求出a,b,c的值,即可求解椭圆方程;
(2)(i)设点M的坐标为,表示出,由二次函数性质即可求解;(ii)设出直线l的方程及点M、N的坐标,并与椭圆方程联立,结合韦达定理及斜率公式即可证明.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为,
因为的周长为8,由椭圆的定义可得:,即,
又椭圆离心率为,所以,则,
所以椭圆C的方程为:
(2)(i)由椭圆方程得,,设,
因为点M在椭圆C上,所以,即,
所以,
所以,
当,即M为椭圆上下顶点时,,
所以求的最小值为;
(ii)证明:依题意,直线l与x轴不重合,设l的方程为:,
联立,消去x得,
方程的判别式,
设,,则由韦达定理得,
则,
注意到,即,
所以,
所以
6.(2025·四川·三模)动点与定点的距离和点到定直线的距离的比是常数,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线与曲线交于两点,
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)是否存在实数,使得点在线段的中垂线上?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)存在
【分析】(1)根据题意,得到,化简整理,即可得到曲线的方程;
(2)设,联立方程组,得到,(ⅰ)结合弦长公式,求得,进而求得的取值范围;
(ⅱ)由(i)得到的中点坐标为,求得,结合点在线段的中垂线上,可得,求得的值,即可求解.
【详解】(1)解:因为动点与定点的距离和点到定直线的距离的比是常数,
可得,化简整理得,即曲线的方程为.
(2)解:联立方程组,整理得,
设,可得,
且,所以,
(ⅰ)由弦长公式,可得,
即,
因为,所以,的取值范围为;
(ⅱ)由且,
可得的中点坐标为,
所以的斜率,
因为点在线段的中垂线上,可得,解得,
所以存在,使得点在线段的中垂线上.
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