内容正文:
专题10 圆锥曲线中的焦(中)点弦、定(点、线)值等综合性问题
4大高频考点概览
考点01 圆锥曲线中的焦(中)点弦问题
考点02 圆锥曲线中的定(点、线)值问题
考点03 圆锥曲线与平面向量的交汇问题
考点04 圆锥曲线中的弦长及双斜率问题
地 城
考点1
圆锥曲线的焦(中)点弦问题
一、单选题
1.(24-25高二上·河北邢台市质检·期中)已知椭圆,过点的直线交于、两点,且是的中点,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)已知抛物线的焦点为F,该抛物线C与直线:相交于M,N两点,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·河北石家庄四十三中·期中)已知抛物线,过其焦点F的直线与该抛物线交于A、B两点,A在第一象限,且,则直线AB的斜率为( )
A.1 B.
C. D.无法确定
4.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)直线恒过定点,若是椭圆的一条弦的中点,则该弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)设,分别为双曲线(,)的上,下焦点,过点的直线与的一条渐近线交于点,若轴,且点到的距离为,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·河北邢台市质检·期中)已知抛物线的焦点为,直线与在第一象限的交点为,过点作的准线的垂线,垂足为,下列结论正确的是( )
A.直线过点 B.直线的倾斜角为
C. D.是等边三角形
7.(24-25高二上·河北保定市六校联考·期中)已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于两点,若的中点坐标为,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8.(24-25高二上·河北石家庄精英中学·期中)已知椭圆的中心为坐标原点,焦点,在轴上,短轴长等于,离心率为,过焦点作轴的垂线交椭圆于,两点,则下列说法正确的是( ).
A.椭圆的方程为 B.椭圆的焦距为
C. D.的周长为
9.(24-25高二上·河北石家庄四十三中·期中)已知椭圆的左,右两焦点分别是,其中.直线与椭圆交于两点,则下列说法中正确的有( )
A.的周长为
B.若的中点为,则
C.若,则椭圆的离心率的取值范围是
D.若时,则的面积是
三、填空题
10.(24-25高二上·河北石家庄四十三中·期中)已知抛物线的焦点为F,直线l过点F且倾斜角为,若抛物线C上存在点M与点关于直线l对称,则 .
四、解答题
11.(24-25高二上·河北石家庄正定中学·期中)已知椭圆的离心率,其右焦点到点的距离为,直线交椭圆于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线过点且与直线垂直,求的面积;
(3)若直线过定点,若线段恰被点所平分,求直线的方程.
12.(24-25高二上·河北承德承德县六沟高级中学·期中)在平面直角坐标系中,已知两点的坐标分别为,,直线相交于点,且它们的斜率之积是.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若点的轨迹与直线相交于两个不同的点,线段的中点为.若直线的斜率为 ,求线段的长.
13.(23-24高二上·河北沧衡八校联盟·期中)已知双曲线的中心在原点,过点,且与双曲线有相同的渐近线.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知,是双曲线上的两点,且线段的中点为,求直线的方程.
14.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)已知双曲线过点,右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线l的斜率存在且过双曲线的右焦点,与双曲线交于两点,满足,求直线的方程.
15.(24-25高二上·河北邯郸大名县第一中学·期中)已知双曲线过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过的右焦点的直线与交于M,N两点,且以MN为直径的圆过坐标原点,求直线的方程.
16.(24-25高二上·河北保定定州市定州中学·期中)设椭圆,,分别是椭圆的左、右焦点,是上一点,且与轴垂直,直线与的另一个交点为.
(1)若直线的倾斜角为,求椭圆的离心率;
(2)若直线在轴上的截距为1,且,求,.
17.(24-25高二上·河北沧州市沧衡名校联考·期中)已知双曲线的实轴长为,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过双曲线的右焦点作斜率为1的直线,与双曲线交于,两点,求;
(3)若,是双曲线上不同的两点,且直线的斜率为2,线段的中点为,证明:点在直线上.
地 城
考点02
圆锥曲线中的定(值、线)点问题
一、解答题
1.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)已知抛物线,直线过点且与抛物线交于两点,直线分别与抛物线的准线交于.
(1)若点是抛物线上任意一点,点在直线上的射影为,求证:;
(2)求证:为定值;
(3)求的最小值.
2.(24-25高二上·河北邯郸·期中)在平面直角坐标系中,为坐标原点,,,,,点在线段上,点在线段上,且,设直线与交于点.
(1)证明:当变化时,点始终在某个椭圆上运动,并求出椭圆的方程.
(2)过点作直线与椭圆交于,不同的两点,再过点作直线的平行线与椭圆交于,不同的两点.
①证明:为定值.
②求面积的取值范围.
3.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点,连接交椭圆C于点M、N,为直角三角形,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线l与椭圆C交于D、E两点,若,求证:直线l过定点
4.(24-25高二上·河北承德双桥卉原中学·期中)已知椭圆C:的左,右焦点分别为,,过的直线与椭圆C交于M,N两点,且的周长为8,的最大面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设,是否存在x轴上的定点P,使得的内心在x轴上,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
5.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)已知为椭圆的右焦点,分别为椭圆C的左、右顶点,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点F作直线l与椭圆C交于两点(不同于),设直线与直线交于点D,证明:点D在定直线上.
6.(24-25高二上·河北张家口·期中)已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点,分别为椭圆的左、右顶点,为椭圆上异于,的动点,,直线与曲线的另一个公共点为,直线与交于点,求证:当点变化时,点恒在一条定直线上.
7.(24-25高二上·河北唐山第二中学·期中)已知椭圆的左,右焦点分别为,Q为E短轴的一个端点,若是等边三角形,点在椭圆E上,过点作互相垂直且与x轴不重合的两直线AB,CD分别交椭圆E于A,B,C,D,且M,N分别是弦AB,CD的中点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)求证:直线MN过定点;
(3)求面积的最大值.
8.(24-25高二上·河北石家庄二十七中·期中)已知椭圆的短轴长为2,离心率,椭圆C的左顶点为A,右顶点为B,点P是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AP,BP与直线分别交于G,H两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求线段GH的长度的最小值;
(3)在线段GH的长度取得最小值时,椭圆C上是否存在一点T,使得△TPA的面积为1,若存在求出点T的坐标,若不存在,说明理由.
9.(24-25高二上·河北石家庄第一中学·期中)已知椭圆的焦点在轴上,长轴长与短轴长的比为,焦距为.为椭圆上任意一点,过点作圆的两条切线、,分别为切点,直线分别与、轴交于、两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求面积的最小值;
(3)过点的两条直线,分别与椭圆相交于不同于点的,两点,若与的斜率之和为,直线是否经过定点?若过定点,求出定点坐标,若不过定点请说明理由.
地 城
考点03
圆锥曲线与平面向量的交汇问题
一、单选题
1.(24-25高二上·河北承德第一中学·期中)若点为坐标原点,点为曲线上任意一点,,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(24-25高二上·河北石家庄精英中学·期中)已知点为椭圆上一点,直线过:的圆心且与交于,两点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·河北邯郸·期中)已知椭圆的左、右焦点分别,,是椭圆上一点,直线与轴负半轴交于点,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·河北衡水武强中学·期中)椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆上的点满足:,且,则( )
A.1 B.
C. D.2
6.(24-25高二上·河北唐山第二中学·期中)已知是椭圆的左右焦点,上两点满足:,,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)已知椭圆的左、右焦点为为在第一象限的两个动点,且,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
二、解答题
8.(24-25高二上·河北唐山第二中学·期中)已知双曲线 的离心率为,实轴长为2.
(1)求双曲线C 的标准方程
(2)设直线l:y= kx+1与双曲线C交于A,B两点,是否存在k满足(其中O为坐标原点) 若存在,求出k的值; 若不存在,说明理由.
9.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)已知椭圆的长轴长为,该椭圆上的点与左焦点间的距离的最大值为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线l与椭圆C交于两点,M为线段的中点,O为原点,射线与椭圆C交于点N,且,记的面积分别为,求的取值范围.
10.(24-25高二上·河北部分校·期中)已知椭圆的离心率为且过点,过点作椭圆两条切线,切点分别为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求直线的方程;
(3)过点作直线交椭圆于两点,其中点在轴上方,直线交直线于点.试证明:恒成立.
11.(24-25高二上·河北邯郸大名县第一中学·期中)
已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,点是上位于第一象限内的一点,且的周长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与交于另外一点,直线与交于另外一点.
①若,求直线的方程;
②记的面积分别为,求的最大值.
12.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)动点到直线与直线的距离之积等于,且.记点M的轨迹方程为.
(1)求的方程;
(2)过上的点P作圆的切线PT,T为切点,求的最小值;
(3)已知点,直线交于点A,B,上是否存在点C满足?若存在,求出点C的坐标;若不存在,说明理由.
地 城
考点04
圆锥曲线中的弦长及双斜率问题
一、填空题
1.(24-25高二上·河北承德承德县六沟高级中学·期中)若M,N是双曲线上关于原点对称的两个点,P是该双曲线上任意一点.当直线PM,PN的斜率都存在时,记为,,则 .
2.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)若双曲线的一条渐近线与圆交于两点, 则 .
3.(24-25高二上·河北邯郸大名第一中学·期中)如图,在直角坐标系xOy中,点是椭圆上位于第一象限内的一点,直线与交于另外一点,过点作轴的垂线,垂足为,直线交于另外一点,且,则的离心率为 .
二、解答题
4.(24-25高二上·河北部分校·期中)已知双曲线的左右焦点与点构成等边三角形.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线过定点且与双曲线交于两点,当时,求直线的方程.
5.(24-25高二上·河北承德高新区第一中学·期中)在圆上任取一点,过点作x轴的垂线段为垂足,当点在圆上运动时,记线段的中点的轨迹为.
(1)求的方程.
(2)直线 与C交于两点(点不重合).
①求的取值范围;
②若,求.
6.(24-25高二上·河北张家口·期中)已知椭圆的左,右焦点分别为,,为椭圆上一点.
(1)当为椭圆的上顶点时,求的大小;
(2)直线与椭圆交于,,若,求的值.
7.(24-25高二上·河北承德第一中学·期中)已知椭圆的长轴长为,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆相交于不同的两点和,当时,求实数的值.
8.(24-25高二上·河北承德高新区第一中学·期中)已知双曲线的左、右顶点分别为,,渐近线方程为 ,,直线与的左、右支分别交于点,(异于点,).
(1)求的方程;
(2)若直线与直线的斜率之积为,求的值.
9.(24-25高二上·河北承德双滦区实验中学·期中)如图,已知椭圆过点,焦距为,斜率为的直线与椭圆相交于异于点的两点,且直线均不与轴垂直.
(1)求椭圆的方程;
(2)求中点E的轨迹方程;
(3)记直线的斜率为,直线的斜率为,证明:为定值.
10.(24-25高二上·河北承德第一中学·期中)已知双曲线的虚轴长为,离心率为,分别为的左、右顶点,直线交的左、右两支分别于,两点.
(1)求的方程;
(2)记斜率分别为,若,求的值.
11.(24-25高二上·河北邢台市质检·期中)已知椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,过点且与轴垂直的直线交于两点,是与的一个公共点,,.
(1)求与的标准方程;
(2)过点且与相切的直线与交于点,求.
12.(24-25高二上·河北承德双桥卉原中学·期中)已知椭圆经过点且离心率为,设直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线的斜率为1,求线段中点的轨迹方程;
(3)若直线的斜率为2,在椭圆上是否存在定点,使得(分别为直线的斜率)恒成立?若存在,求出所有满足条件的点,若不存在.请说明理由.
13.(24-25高二上·河北石家庄正定中学·期中)在平面直角坐标系中,动圆与圆内切,且与圆外切,记动圆的圆心的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)若直线与E交于不同的两点、,线段的中点记为,且线段的垂直平分线过定点,求的取值范围.
(3)若过轨迹右焦点的直线交于,两点,交直线于点.且,设直线,,的斜率分别为,,,若,探究,,的数量关系.
试卷第1页,共3页
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专题10 圆锥曲线中的焦(中)点弦、定(点、线)值等综合性问题
4大高频考点概览
考点01 圆锥曲线中的焦(中)点弦问题
考点02 圆锥曲线中的定(点、线)值问题
考点03 圆锥曲线与平面向量的交汇问题
考点04 圆锥曲线中的弦长及双斜率问题
地 城
考点1
圆锥曲线的焦(中)点弦问题
一、单选题
1.(24-25高二上·河北邢台市质检·期中)已知椭圆,过点的直线交于、两点,且是的中点,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设、,利用点差法可求得直线的斜率.
【详解】若线段轴,则线段的中点在轴上,不合乎题意,所以,直线的斜率存在,
设、,由题意可得,,则,
两式相减可得,所以,,
解得,因此,直线的斜率为.故选:A.
2.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)已知抛物线的焦点为F,该抛物线C与直线:相交于M,N两点,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】证明,根据基本不等式求的最小值.
【详解】根据题意判断可得直线l过该抛物线的焦点F,所以,(联立直线与抛物线,应用韦达定理及即可证明),
所以,当且仅当时取“=”.故选:C.
3.(24-25高二上·河北石家庄四十三中·期中)已知抛物线,过其焦点F的直线与该抛物线交于A、B两点,A在第一象限,且,则直线AB的斜率为( )
A.1 B.
C. D.无法确定
【答案】C
【分析】结合题意及抛物线的定义,分析该几何图形,利用为直角三角形,得到边角关系,进而求得斜率.
【详解】结合题意:可知抛物线的准线为:,如图所示:过分别作准线的垂线,垂足为,过点作的垂线,垂足为点,设,直线的倾斜角为,因为,所以,由抛物线的定义:,结合图形易知:,
所以,在直角三角形中,,
所以直线AB的斜率.
故选:C.
4.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)直线恒过定点,若是椭圆的一条弦的中点,则该弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分离参数可得定点,再利用点差法可得直线斜率与方程.
【详解】由直线,即,令,解得,
即,设弦的端点,,则,,即,,
又,在椭圆上,则,两式做差可得,
即,可得,即,
所以直线,即,故选:B.
5.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)设,分别为双曲线(,)的上,下焦点,过点的直线与的一条渐近线交于点,若轴,且点到的距离为,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先表示出双曲线的渐近线方程与焦点坐标,依题意求出点坐标,即可求出直线的方程,再由点到直线的距离公式及得到、的关系,即可求出离心率.
【详解】双曲线的渐近线方程为,上焦点,下焦点,
由,解得,不妨取,则直线的方程为,即,
又点到的距离为,则,即,又,所以,即,
所以离心率.
故选:B
6.(24-25高二上·河北邢台市质检·期中)已知抛物线的焦点为,直线与在第一象限的交点为,过点作的准线的垂线,垂足为,下列结论正确的是( )
A.直线过点 B.直线的倾斜角为
C. D.是等边三角形
【答案】ABD
【分析】求出抛物线的焦点,代入验证可判断A;由直线的斜率求出倾斜角可判断B;由与直线的倾斜角的关系可判断C;由抛物线定义可知,进而判断的形状,从而判断D.
【详解】抛物线的焦点为,而,所以直线过点,故A正确;
设直线的倾斜角,因为直线的斜率为,,
所以,即直线的倾斜角为,故B正确;因为,故C错误;因为点在抛物线上,由抛物线定义可知,,又,所以是等边三角形,故D正确.
故选:ABD.
7.(24-25高二上·河北保定市六校联考·期中)已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于两点,若的中点坐标为,则椭圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】点差法得到,从而得到,结合,求出,得到椭圆方程.
【详解】由题意,设,代入椭圆方程,可得两式相减可,变形可得,又过点的直线交椭圆于两点,且的中点为,所以,代入上式可得,,又,
解得,所以椭圆的方程为.
故选:C
二、多选题
8.(24-25高二上·河北石家庄精英中学·期中)已知椭圆的中心为坐标原点,焦点,在轴上,短轴长等于,离心率为,过焦点作轴的垂线交椭圆于,两点,则下列说法正确的是( ).
A.椭圆的方程为 B.椭圆的焦距为
C. D.的周长为
【答案】ABC
【分析】解方程组求出即可判断选项,再利用通径公式判断选项,结合椭圆的定义判断选项.
【详解】由题意得,解得,
因为椭圆的离心率为,所以,解得,
因为焦点,在轴上,所以椭圆的方程为,故选项A正确;
因为,所以,则焦距,故选项B正确;
由通径长公式可得,,故选项C正确;因为的周长,故选项D错误.
故选:ABC.
9.(24-25高二上·河北石家庄四十三中·期中)已知椭圆的左,右两焦点分别是,其中.直线与椭圆交于两点,则下列说法中正确的有( )
A.的周长为
B.若的中点为,则
C.若,则椭圆的离心率的取值范围是
D.若时,则的面积是
【答案】ACD
【分析】根据椭圆定义可知的周长为,可判断A正确;联立直线和椭圆方程求出点的坐标,表示出斜率公式即可得,可得B正确;由易知点在以为圆心,半径为的圆上,即可得圆与椭圆有交点,需满足,可得离心率,可知C正确;将代入联立的方程可得的面积,可得D正确.
【详解】由可知,;
显然直线过点,如下图所示:
由椭圆定义可知的周长为,所以A正确;
设,中点;将直线和椭圆方程联立,
消去整理可得;
由韦达定理可得,所以,
代入直线方程解得,即;所以,
可得,所以B错误;
根据B选项,由可得,
可得,即点在以为圆心,半径为的圆上;
又点在椭圆上,即可得圆与椭圆有交点,
根据对称性可知,即,所以可得离心率,即C正确;
若时,由选项B可知联立直线和椭圆方程可得;
所以可得;
所以
易知的面积
即可得的面积是,故D正确.故选:ACD
三、填空题
10.(24-25高二上·河北石家庄四十三中·期中)已知抛物线的焦点为F,直线l过点F且倾斜角为,若抛物线C上存在点M与点关于直线l对称,则 .
【答案】1
【分析】由倾斜角得到斜率,写出对称直线方程,设对称点坐标得到:①中点在直线上;②两点直线与对称直线垂直.分别得出对应方程并解出的代数式,再代入抛物线求得的值.
【详解】,∴,设点,则中点在直线上,
则,即①,又∵,
即∴②,联立①②可得,又∵对称点在上,∴,即,∴(舍去)或
四、解答题
11.(24-25高二上·河北石家庄正定中学·期中)已知椭圆的离心率,其右焦点到点的距离为,直线交椭圆于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线过点且与直线垂直,求的面积;
(3)若直线过定点,若线段恰被点所平分,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设椭圆右焦点为,依题意得到、的方程组,即可求出椭圆方程;
(2)首先求出直线的方程,联立直线与椭圆方程,求出弦,再求出点到直线的距离,最后由面积公式计算可得;
(3)设,,利用点差法求出中点弦的斜率,再由点斜式计算可得.
【详解】(1)设椭圆右焦点为,则由题意得,
解得,则,所以椭圆方程为.
(2)设,,由及,所以,所以直线为,
由,得,则,
所以,,,
因为点到直线的距离为,所以.
(3)设,,所以,,两式作差得,
由于是的中点,故,,所以,
所以,所以,所以中点弦的方程为,
所求的直线方程.
12.(24-25高二上·河北承德承德县六沟高级中学·期中)在平面直角坐标系中,已知两点的坐标分别为,,直线相交于点,且它们的斜率之积是.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若点的轨迹与直线相交于两个不同的点,线段的中点为.若直线的斜率为 ,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,根据题意建立等式求解即可;
(2)先利用点差法求得,然后联立方程组求弦长即可.
【详解】(1)设得
(2)设,得,所以有,得
由题可知两式求差化简得,即,因为,所以
所以直线的方程为联立解得或
所以
13.(23-24高二上·河北沧衡八校联盟·期中)已知双曲线的中心在原点,过点,且与双曲线有相同的渐近线.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知,是双曲线上的两点,且线段的中点为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意设方程,求出,即可求解.
(2)设两点坐标,代入双曲线方程,两式作差,结合中点坐标公式,即可求出直线的斜率,由直线的点斜式方程,求出直线的方程,与双曲线联立方程,满足,即可得到直线的方程.
【详解】(1)因为双曲线与双曲线有相同的渐近线,
所以可设其方程为,
将点的坐标代入得,则所求双曲线的标准方程为.
(2)设,,因为的中点为,则,,
因为,所以,
即,则,所以,
所以直线的方程为,即.
当直线为时,联立方程,得,,符合题意,故直线的方程为.
14.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)已知双曲线过点,右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线l的斜率存在且过双曲线的右焦点,与双曲线交于两点,满足,求直线的方程.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)由点到直线距离公式可得,将点代入双曲线方程,解出的值,即可得到双曲线的标准方程;
(2)设直线的方程为,根据弦长公式,解出即可.
【详解】(1)由点到直线的距离公式可知:右焦点到渐近线的距离为,
又双曲线C过点,所以,解得,所以双曲线C的方程为.
(2)由(1)可知:右焦点坐标为,由题意,直线的斜率存在,
设,联立消去y得:,
所以,
设,则,
所以
.解得,即,满足.
所以直线的方程为,或.
15.(24-25高二上·河北邯郸大名县第一中学·期中)已知双曲线过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过的右焦点的直线与交于M,N两点,且以MN为直径的圆过坐标原点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将分别代入双曲线C即可求解;
(2)当直线斜率不存在时,易证明不满足题意;当直线斜率不存在时,假设直线方程与双曲线联立得到韦达定理,由题可知,代入并化简即可求出斜率,进而知道直线方程.
【详解】(1)将分别代入双曲线C得:,
解得,所以.
(2),所以双曲线的右焦点为
当直线的斜率不存在时,,此时,,
,以为直径的圆不经过坐标原点;
直线的敘率存在,设
联立,消去并整理得,其中,
即,,以为直径的圆经过坐标原点,
,即,,
,整理得,解得,
所以即.
16.(24-25高二上·河北保定定州市定州中学·期中)设椭圆,,分别是椭圆的左、右焦点,是上一点,且与轴垂直,直线与的另一个交点为.
(1)若直线的倾斜角为,求椭圆的离心率;
(2)若直线在轴上的截距为1,且,求,.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)根据条件求出的坐标,利用直线的倾斜角,建立关于的齐次方程,解之即可得解;
(2)根据题意,结合线段的数量关系求得的坐标,代入椭圆方程,解之即可得解.
【详解】(1)依题意,设椭圆的半焦距为,
则,则由题意可知,点在第二象限,设,将代入,
得,解得,则,因为直线的倾斜角为,所以,则,则,所以,即,则,
即,解得或(舍去),所以椭圆的离心率为.
(2)记直线与轴的交点为,易知,且,故,则,,因为,所以,则,
即是与的中点,所以,将代入椭圆方程,得,
所以,解得,故,即,所以,.
17.(24-25高二上·河北沧州市沧衡名校联考·期中)已知双曲线的实轴长为,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过双曲线的右焦点作斜率为1的直线,与双曲线交于,两点,求;
(3)若,是双曲线上不同的两点,且直线的斜率为2,线段的中点为,证明:点在直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据题意可得,将点的坐标代入得,即可求解.
(2)由(1)得,进而得直线的方程为,设,联立双曲线方程,利用韦达定理即可求解.
(3)利用点差法即可证明.
【详解】(1)根据题意可得,则,将点的坐标代入,得,解得,故双曲线的方程为;
(2)由(1)得,则,则直线的方程为,设,
由,得,,,
所以;
(3)设,则,两式相减得,
设,则,所以,
即,所以,即,所以在直线上.
地 城
考点02
圆锥曲线中的定(值、线)点问题
一、解答题
1.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)已知抛物线,直线过点且与抛物线交于两点,直线分别与抛物线的准线交于.
(1)若点是抛物线上任意一点,点在直线上的射影为,求证:;
(2)求证:为定值;
(3)求的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)设,,可得,结合两点间距离公式求,即可分析证明;
(2)设,,,联立方程可得韦达定理,结合数量积的坐标可得为定值;
(3)根据题意求得,,整理可得,由此能求出的最小值.
【详解】(1)点是抛物线上任意一点,设,,
抛物线的准线方程为.点在直线上的射影为,
,,,.
(2)由题设知直线的斜率一定存在,设,由,得,
设,,则,,
,
,,,,.故为定值.
(3)因为,,,直线,直线,
,都在直线上,,,
,
当时,取最小值.
2.(24-25高二上·河北邯郸·期中)在平面直角坐标系中,为坐标原点,,,,,点在线段上,点在线段上,且,设直线与交于点.
(1)证明:当变化时,点始终在某个椭圆上运动,并求出椭圆的方程.
(2)过点作直线与椭圆交于,不同的两点,再过点作直线的平行线与椭圆交于,不同的两点.
①证明:为定值.
②求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)求出直线与的方程,消去参数即可得到椭圆的方程;
(2)①分别联立方程与,借助韦达定理,表示出与,进一步求解即可;
②将转化为,再借助韦达定理,可转化为的函数,根据的范围求函数值域即可.
【详解】(1)解:设点,依题意可知,即,
所以,即;同理可得.
于是直线的斜率为,所以的直线方程为,
直线的方程为,即,设直线与的交点坐标为,
由可得,整理可得,
所以当变化时,点始终在椭圆:上运动.
(2)①证明:设直线的方程为,
联立,消去得,,
因为直线与椭圆交于两点,,
所以,即或,
由韦达定理可知,,
又,所以,
设直线的方程为,直线与椭圆交于两点,,
联立,消去得,,
同理可得:,
,所以(定值).
又当直线的方程为时,直线与直线重合不符合题意.故(定值).
②因为,又因为,
所以,
整理可得,
令,因为,所以,所以,
又因为当时,,所以,所以,
即面积的取值范围为.
3.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点,连接交椭圆C于点M、N,为直角三角形,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线l与椭圆C交于D、E两点,若,求证:直线l过定点
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意知,求出,再由求出,即可求出椭圆的标准方程;
(2)设,设的方程为,联立椭圆方程消元后得到韦达定理,由代入求出,即可求出直线恒过的定点.
【详解】(1)解:因为为直角三角形,所以由椭圆的对称性知,,
即,所以,则,代,得,解得,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:由题意,可设直线的方程为,
联立消去x得,,设,
则①因为,所以,由(1)知,,
所以,则,将代入上式得,
,
将①代入上式,
解得,或(舍),故直线l恒过点
4.(24-25高二上·河北承德双桥卉原中学·期中)已知椭圆C:的左,右焦点分别为,,过的直线与椭圆C交于M,N两点,且的周长为8,的最大面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设,是否存在x轴上的定点P,使得的内心在x轴上,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或
(2)存在,
【分析】(1)根据题意列出方程组,求出即可得解;
(2)由题意可将原问题转换为,设直线的方程为:,,联立椭圆方程,结合韦达定理可求得的值即可.
【详解】(1)∵的周长为8,的最大面积为,∴,
解得,或,.∴椭圆C的方程为或等.
(2)
由(1)及易知,不妨设直线MN的方程为:,,,,
联立,得.则,,
若的内心在x轴上,则,
∴,即,即,
可得.则,得,即.
当直线MN垂直于x轴,即时,显然点也是符合题意的点.
故在x轴上存在定点,使得的内心在x轴上.
5.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)已知为椭圆的右焦点,分别为椭圆C的左、右顶点,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点F作直线l与椭圆C交于两点(不同于),设直线与直线交于点D,证明:点D在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由椭圆定义得到,求出,结合焦点坐标,得到,得到椭圆方程;
(2)设直线l的方程为,联立椭圆方程,设,得到两根之和,两根之积,表达出直线和直线的方程,联立求出,解得,故点D在定直线上.
【详解】(1),由椭圆定义知
,
所以,又,所以椭圆C的标准方程为
(2)若直线l的斜率为0,此时两点与重合,不合题意,舍去,
,设直线l的方程为,由,得.
显然恒成立,设,
所以有①
直线的方程为,直线的方程为,
联立两方程可得,所以,,
由①式可得,代入上式可得,
即,解得,故点D在定直线上.
【点睛】圆锥曲线中,针对非对称韦达,一般思路为设出直线方程,与圆锥曲线联立,得到两根之和,两根之积,并两者相除,得到两者的关系,再代入后续的计算中,达到化简的目的.
6.(24-25高二上·河北张家口·期中)已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点,分别为椭圆的左、右顶点,为椭圆上异于,的动点,,直线与曲线的另一个公共点为,直线与交于点,求证:当点变化时,点恒在一条定直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,求出椭圆短半轴长,结合离心率求出长半轴长即可.
(2)设直线的方程为:,,联立直线与椭圆,再表示出直线与的方程,联立求出交点,即可计算推理得证.
【详解】(1)设椭圆的标准方程为,由短轴长为,得,
由离心率为,得,解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)设直线的方程为:,,而,
由消去得:,,
则,,
又直线的方程为:,即,
又直线的方程为:,即,
由,得,
所以当点运动时,点恒在定直线上.
7.(24-25高二上·河北唐山第二中学·期中)已知椭圆的左,右焦点分别为,Q为E短轴的一个端点,若是等边三角形,点在椭圆E上,过点作互相垂直且与x轴不重合的两直线AB,CD分别交椭圆E于A,B,C,D,且M,N分别是弦AB,CD的中点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)求证:直线MN过定点;
(3)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据椭圆过点及焦点三角形为正三角形求解;
(2)设直线的方程为,联立椭圆方程求中点M坐标,同理求点坐标,得到直线方程即可得证;
(3)求出三角形面积,利用换元法求函数的最小值即可得解.
【详解】(1)如图,
因为点在椭圆E上,所以,
因为是等边三角形,所以,,
所以,解得,所以椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为,则直线的方程为,
联立,消去得,
设,则,所以,即,
将的坐标中的用代换,得的中点.
当时,所在直线为,
当时,,直线的方程为,整理得,
所以直线过定点.
(3),
令,则,由于则在上递增,
所以当,即时,取得最大值为,即面积的最大值为.
8.(24-25高二上·河北石家庄二十七中·期中)已知椭圆的短轴长为2,离心率,椭圆C的左顶点为A,右顶点为B,点P是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AP,BP与直线分别交于G,H两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求线段GH的长度的最小值;
(3)在线段GH的长度取得最小值时,椭圆C上是否存在一点T,使得△TPA的面积为1,若存在求出点T的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)8
(3)存在,或
【分析】(1)由离心率和,求出,得到椭圆方程;
(2)设直线AP的方程为,得到,联立直线AP和椭圆方程,得到,从而得到直线方程为,故,表达出,由基本不等式得到最小值;
(3)求出,,根据三角形面积求出点T到直线AP的距离等于,设直线,联立椭圆方程,根据根的判别式得到,由平行线距离公式得到,从而联立直线与椭圆方程,求出点T的坐标.
【详解】(1)由知,又,,故,故椭圆C的方程为
(2)直线AP的斜率k显然存在,且,
故可设直线AP的方程为,令得,故
由 可得,
设,则,所以,,即,又,
故直线的斜率为,直线方程为中,令得,
故,,
又,由基本不等式得,当且仅当,即时等号成立.
所以时,线段GH的长度取最小值8;
(3)由(2)可知,当GH取最小值时,.
则直线AP的方程为,此时,
若椭圆C上存在点T,使得的面积等于1,设点T到直线AP的距离为,
则,解得,则点T到直线AP的距离等于,
所以T在平行于AP且与AP距离等于的直线l上.设直线,
则由 得,,解得,
由平行线间距离公式得,解得或2(舍去),由得,
当时,,当时,,可求得或.
9.(24-25高二上·河北石家庄第一中学·期中)已知椭圆的焦点在轴上,长轴长与短轴长的比为,焦距为.为椭圆上任意一点,过点作圆的两条切线、,分别为切点,直线分别与、轴交于、两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求面积的最小值;
(3)过点的两条直线,分别与椭圆相交于不同于点的,两点,若与的斜率之和为,直线是否经过定点?若过定点,求出定点坐标,若不过定点请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)直线经过定点,理由见解析
【分析】(1)依题列出的方程组,求解即得椭圆方程;
(2)先判断点在以为直径的圆上,求出该圆的方程,减去已知圆的方程,得出直线的方程,求出的坐标,利用基本不等式,即可求得面积的最小值;
(3)设直线的方程为:,与椭圆方程联立,得出韦达定理,计算化简,得到或,回代入直线的方程,检验后即得直线经过的定点.
【详解】(1)依题意,,解得,则椭圆的标准方程为;
(2)
如图,设,连接,则,
即点在以为直径的圆上,取的中点为,,
则圆,即,
将其与作差整理,可得直线的方程为:,
令,则;令,则,则得,
故,因点在椭圆上,故,
由可得,当且仅当时,等号成立,此时,
即当点为这四个点时,面积取得最小值;
(3)
如图,当直线的斜率为0时,直线与关于轴对称,此时不符合题意;故可设直线的方程为:,代入中,整理得:,
由,可得,设,
则(*)
依题, ,
化简整理得:,
将(*)代入,可得,
即得,
整理得:,则有或.
当时,经过点,不合题意,舍去;
当时, ,经过定点.故直线经过定点.
地 城
考点03
圆锥曲线与平面向量的交汇问题
一、单选题
1.(24-25高二上·河北承德第一中学·期中)若点为坐标原点,点为曲线上任意一点,,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,设点,再由向量的坐标运算代入计算化简,即可得到结果.
【详解】设点,因为,所以,
即,又点为曲线上任意一点,所以,即,
即点的轨迹方程为.故选:B.
2.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据椭圆的定义以及勾股定理即可解出.
【详解】由椭圆,可得,,,因为,所以,
由题意可得,,即.
故选:D.
3.(24-25高二上·河北石家庄精英中学·期中)已知点为椭圆上一点,直线过:的圆心且与交于,两点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,由为的中点可得 ,由在椭圆上可知,由此得到的取值范围.
【详解】:的圆心为,半径为1.椭圆中,,,,所以,,所以圆心为椭圆的右焦点.由题意,是圆的直径,所以为的中点,且,所以.如图,连接,可得
.因为点为椭圆上任意一点,
所以,.由,得.
故选:B.
4.(24-25高二上·河北邯郸·期中)已知椭圆的左、右焦点分别,,是椭圆上一点,直线与轴负半轴交于点,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意设,从而得到所需线段关于的表示,再利用勾股定理与余弦定理依次求得关于的表示,进而得解.
【详解】因为,不妨设,则,
由椭圆的定义与对称性可得,,,
因为,所以,
则,解得,则,故,
则在中,由,
得,解得,所以椭圆的离心率为.
故选:C.
5.(24-25高二上·河北衡水武强中学·期中)椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆上的点满足:,且,则( )
A.1 B.
C. D.2
【答案】C
【分析】设,,根据和余弦定理,列方程求解即可
【详解】设,,则,
又(1),(2),
(1)式平方减去(2)式得:,得:.故选:C.
【点睛】本题考查余弦定理,考查向量的数量积运算,主要考查学生的计算能力,属于基础题.
6.(24-25高二上·河北唐山第二中学·期中)已知是椭圆的左右焦点,上两点满足:,,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据焦点三角形的边长关系,利用余弦定理即可求解.
【详解】由可知,设,则,,,
则由余弦定理可得
化简可得,故,(舍去),
又,所以,化简可得,故,
故选:D
7.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)已知椭圆的左、右焦点为为在第一象限的两个动点,且,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合椭圆定义在中由余弦定理求得,同理在中利用余弦定理可得,再由可得关系,进而得离心率.
【详解】连接,设,则,在中,由余弦定理可得
,即,解得,即.由可知,在在中利用余弦定理可得
,同理可解得,又因为,即,所以.故选:A.
二、解答题
8.(24-25高二上·河北唐山第二中学·期中)已知双曲线 的离心率为,实轴长为2.
(1)求双曲线C 的标准方程
(2)设直线l:y= kx+1与双曲线C交于A,B两点,是否存在k满足(其中O为坐标原点) 若存在,求出k的值; 若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在
【分析】(1)根据题意得出即可得双曲线方程;
(2)联立直线与双曲线方程,由根与系数的关系及数量积运算求出,不满足知不存在.
【详解】(1)因为,所以,,
所以,故所求双曲线方程为.
(2)如图,
设,由,消元可得,,
当,即时,,,
所以,
所以,解得,此时不满足,
故不存在,使得成立.
9.(24-25高二上·河北石家庄二中·期中)已知椭圆的长轴长为,该椭圆上的点与左焦点间的距离的最大值为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线l与椭圆C交于两点,M为线段的中点,O为原点,射线与椭圆C交于点N,且,记的面积分别为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据椭圆几何性质可得,即可求出椭圆C的标准方程;
(2)当直线的斜率不存在时,易知,当直线的斜率存在时,求得的表达式再根据单调性即可得出结果.
【详解】(1)由题意,
又,椭圆C的方程为.
(2)为线段的中点,,
①当直线的斜率不存在时,由及椭圆的对称性,
不妨设所在直线的方程为,得,则;
②当直线的斜率存在时,设直线,
如下图所示:
由,消去y,得,
,即,
,,
,,
化简得,经检验,成立,
线段的中点,当时,,此时,
当时,射线所在直线方程为,与椭圆联立,消去y得,
,,,
综上,的取值范围为.
10.(24-25高二上·河北部分校·期中)已知椭圆的离心率为且过点,过点作椭圆两条切线,切点分别为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求直线的方程;
(3)过点作直线交椭圆于两点,其中点在轴上方,直线交直线于点.试证明:恒成立.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)由离心率,点在椭圆上列出等式求解即可;
(2)由判别式求出直线的方程,即可求解;
(3)设,将问题转化成,结合韦达定理即可求证.
【详解】(1)由题意可得解得所以,椭圆的方程为.
(2)设,
下证:切线的方程为;
直线的斜率存在,,设直线的方程为:,
与联立整理得:,
由已知得:,
化简得:.
因为,则,即,所以,
所以直线的方程为:,即,则,
故直线的方程为.同理可得直线的方程为,
由点的坐标为,则,
则两点都在直线上,
由于两点确定一条直线,故直线的方程为;
(3)设,由题意易得直线的斜率存在,故可设为,
联立得,
由韦达定理可得,
联立得.
要证,即证,
等价于证明,所以只需证明,
化简可得,将韦达定理及代入可得:
,
化简得,
即,
上式显然可以判断出是恒成立的.故恒成立.
11.(24-25高二上·河北邯郸大名县第一中学·期中)
已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,点是上位于第一象限内的一点,且的周长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与交于另外一点,直线与交于另外一点.
①若,求直线的方程;
②记的面积分别为,求的最大值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)根据离心率公式和焦点三角形周长以及关系得到方程,解出即可;
(2)①设,根据向量关系得到,再代入椭圆方程,并结合在椭圆上,从而得到方程组,解出坐标即可得到直线方程;
②设,求出直线的方程,将其与椭圆方程联立得到点坐标,再求出直线的方程,将其与椭圆方程联立得到点坐标,根据写出面积表达式,最后利用基本不等式即可求出最值.
【详解】(1)由题意知.解得,所以的标准方程为.
(2)①由(1)知,设,
所以,又,所以,
解得,所以,又,解得,
又点是上位于第一象限内的一点,所以,
所以,所以直线的方程为,即;
②设,所以直线的方程为,
由,得,所以,
解得,所以.
当时,直线的方程为,由,得,
所以,解得,所以,所以,
所以
,
当且仅当时,等号成立,
若轴时,令,解得(负舍),则,此时,,
此时,所以的最大值为.
【点睛】关键点点睛:本题第二问第二小问的关键是解出点坐标,从而得到面积表达式,最后求出其最值即可.
12.(24-25高二上·河北衡水衡水中学·期中)动点到直线与直线的距离之积等于,且.记点M的轨迹方程为.
(1)求的方程;
(2)过上的点P作圆的切线PT,T为切点,求的最小值;
(3)已知点,直线交于点A,B,上是否存在点C满足?若存在,求出点C的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)2
(3)
【分析】(1)根据点到直线距离公式,即可代入化简求解,
(2)由相切,利用勾股定理,结合点到点的距离公式可得,即可由二次函数的性质求解,
(3)联立直线与双曲线方程得到韦达定理,进而根据向量的坐标关系可得,将其代入双曲线方程即可求解.
【详解】(1)根据到直线与直线的距离之积等于,可得,化简得,由于,故,即.
(2)设,,
故当时,最小值为2
(3)联立与可得,设,
则,故设存在点C满足,
则,故,由于在,故,化简得,即,解得或(舍去),
由于,解得且,故符合题意,由于,故,故,故,故存在,使得
地 城
考点04
圆锥曲线中的弦长及双斜率问题
一、填空题
1.(24-25高二上·河北承德承德县六沟高级中学·期中)若M,N是双曲线上关于原点对称的两个点,P是该双曲线上任意一点.当直线PM,PN的斜率都存在时,记为,,则 .
【答案】
【分析】直接由斜率公式结合双曲线方程即可求解.
【详解】由题意设,当直线PM,PN的斜率都存在时,记为,,
则.
故答案为:.
2.(24-25高二上·河北武安市第一中学·期中)若双曲线的一条渐近线与圆交于两点, 则 .
【答案】
【分析】根据双曲线的标准方程,得到的值,结合双曲线的几何性质,求得双曲线的渐近线方程,再利用圆的弦长公式,即可求解.
【详解】由双曲线,可得, 又由双曲线的其中一条渐近线方程为,即,因为圆的圆心为,半径,所以圆心到渐近线的距离为,由圆的弦长公式,可得.
3.(24-25高二上·河北邯郸大名第一中学·期中)如图,在直角坐标系xOy中,点是椭圆上位于第一象限内的一点,直线与交于另外一点,过点作轴的垂线,垂足为,直线交于另外一点,且,则的离心率为 .
【答案】
【分析】设,,则,,根据直线斜率的坐标公式,可分别求得直线的斜率,又,所以,从而,再根据点在椭圆上化简即可.
【详解】设,,则,,所以,,
因为,所以,所以,即.
又,所以,即,
解得,即椭圆的离心率为.
二、解答题
4.(24-25高二上·河北部分校·期中)已知双曲线的左右焦点与点构成等边三角形.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线过定点且与双曲线交于两点,当时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)由条件直接得出焦距,结合双曲线表示出,建立方程解得的值,便可以写出双曲线方程的标准方程;
(2)设直线方程,联立方程组,由韦达定理表示出焦点弦长,解得斜率的值,从而得出直线的方程.
【详解】(1)由等边三角形可知双曲线焦距为,∵,即,
∴,∴,∴,双曲线的标准方程为:.
(2)显然当直线的斜率不存在时,直线与双曲线不相交,∴设直线的方程为,
联立方程组得,
,解得,
由韦达定理可知,
即,解得或.所以直线的方程为或.
5.(24-25高二上·河北承德高新区第一中学·期中)在圆上任取一点,过点作x轴的垂线段为垂足,当点在圆上运动时,记线段的中点的轨迹为.
(1)求的方程.
(2)直线 与C交于两点(点不重合).
①求的取值范围;
②若,求.
【答案】(1)
(2)①,②
【分析】(1)设,则,代入圆的方程,化简整理即可得到所求方程;
(2)联立直线方程和椭圆方程,消去,得到的方程,运用判别式大于0,即可求解的范围,代入,求解方程两根,即可根据弦长公式求解.
【详解】(1)设,则,
将代入,可得,即,即点的轨迹的方程为;
(2)①由,联立整理得:,
由,即,化简得,故,
②当时,,解得,
故.
6.(24-25高二上·河北张家口·期中)已知椭圆的左,右焦点分别为,,为椭圆上一点.
(1)当为椭圆的上顶点时,求的大小;
(2)直线与椭圆交于,,若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件得,从而可得,即可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,消得,再利用弦长公式,即可求解.
【详解】(1)因为椭圆方程为,则,,所以,
又,则,所以.
(2)设,由,
消得,则,
由韦达定理知,由求根公式可得,
则,化简得到,解得.
7.(24-25高二上·河北承德第一中学·期中)已知椭圆的长轴长为,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆相交于不同的两点和,当时,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可得关于,的方程,求解即可;
(2)联立方程,根据求出的范围,再利用韦达定理和弦长公式列出关于的方程,求解即可.
【详解】(1)由题意得:,所以,
点在椭圆上,所以,解得,
所以椭圆的方程为:.
(2)
直线的方程为:,联立,消去后,
得关于的一元二次方程,化简得,
由题意知,解得或,
由韦达定理可得,,
所以,
所以,化简得,解得,即,经检验符合题意.
8.(24-25高二上·河北承德高新区第一中学·期中)已知双曲线的左、右顶点分别为,,渐近线方程为 ,,直线与的左、右支分别交于点,(异于点,).
(1)求的方程;
(2)若直线与直线的斜率之积为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可以得到,解此方程组即可求出结果;
(2)联立直线和双曲线的方程,消去得到,根据题意知,利用韦达定理写出,,根据直线方程求出,,写出直线,的斜率分别为,,并计算的值,化简即可求解.
【详解】(1)因为,渐近线方程为,所以,解得,,
所以双曲线的方程为.
(2)设点,,,,根据题意知,由,得,
则,,,
而;
由于,
;,,,
化简可得,解得,或,
当时,,不符合题意,舍去,故
9.(24-25高二上·河北承德双滦区实验中学·期中)如图,已知椭圆过点,焦距为,斜率为的直线与椭圆相交于异于点的两点,且直线均不与轴垂直.
(1)求椭圆的方程;
(2)求中点E的轨迹方程;
(3)记直线的斜率为,直线的斜率为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据条件列的关系式求解即可.
(2)设直线方程,与椭圆联立可表示点,根据点横、纵坐标之间的关系可得轨迹方程.
(3)根据韦达定理代入中即可得到定值.
【详解】(1)由题意得,,又∵,∴,
∴椭圆的方程为.
(2)设直线方程为,,由得,,
由得,,
则,
∴,
∵E为中点,∴,即,设,则,
由得,
故中点E的轨迹方程为.
(3)由直线的斜率存在且异于点得,,故且,
∴
,∴为定值.
10.(24-25高二上·河北承德第一中学·期中)已知双曲线的虚轴长为,离心率为,分别为的左、右顶点,直线交的左、右两支分别于,两点.
(1)求的方程;
(2)记斜率分别为,若,求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,求出即可求得C的方程.
(2)设,联立直线与双曲线方程,利用韦达定理及斜率坐标公式及建立方程即可求出值.
【详解】(1)依题意,,由双曲线的离心率为,
得,即,解得,所以双曲线的方程为.
(2)由(1)知,,设点,,
由消去得,
由已知,,且,所以,
所以,,
而,由,得,
即,
整理得,
即,则,
即,于是,
要恒成立,则,解得,满足,所以.
11.(24-25高二上·河北邢台市质检·期中)已知椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,过点且与轴垂直的直线交于两点,是与的一个公共点,,.
(1)求与的标准方程;
(2)过点且与相切的直线与交于点,求.
【答案】(1)的标准方程为,的标准方程为
(2)
【分析】(1)由抛物线的定义代入计算,即可求得的标准方程,再将点的坐标代入椭圆方程,即可得到的标准方程;
(2)根据题意,联立直线与抛物线方程,结合弦长公式,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)记,则抛物线的方程为,其准线方程为.因为,所以,解得,则的标准方程为.不妨设点在第一象限,记,因为,所以,解得.因为,所以,即.
由解得所以的标准方程为.
(2)
不妨设点在第一象限,则.设直线.
联立得.
由,解得,则.设.
联立得,则,故.
12.(24-25高二上·河北承德双桥卉原中学·期中)已知椭圆经过点且离心率为,设直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线的斜率为1,求线段中点的轨迹方程;
(3)若直线的斜率为2,在椭圆上是否存在定点,使得(分别为直线的斜率)恒成立?若存在,求出所有满足条件的点,若不存在.请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)存在,或.
【分析】(1)由题列方程组求出即可得解;
(2)设,直线的方程为,与椭圆方程联立,消去,利用根与系数的关系得出,根据中点坐标公式,求解即可得;
(3)设,根据,得出,用与表示直线与椭圆的方程,求解即可得出和的值,从而求出点的坐标.
【详解】(1)由题可得:,解得:,
所以椭圆的标准方程为:;
(2)因为直线的斜率为1,所以可设直线的方程为,,
联立 ,化简得,
则,解得:,所以,
设弦中点,则,
消去,得,而,所以点的轨迹方程为;
(3)设,则,
因为直线的斜率为2,设直线的方程为,其中,且不过,椭圆的方程可化为,即,
所以,
即,
所以,
所以,
所以,
,解得,代入,解得:,所以,
所以存在点或,使得恒成立.
13.(24-25高二上·河北石家庄正定中学·期中)在平面直角坐标系中,动圆与圆内切,且与圆外切,记动圆的圆心的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)若直线与E交于不同的两点、,线段的中点记为,且线段的垂直平分线过定点,求的取值范围.
(3)若过轨迹右焦点的直线交于,两点,交直线于点.且,设直线,,的斜率分别为,,,若,探究,,的数量关系.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)根据圆与圆的位置关系可得,根据椭圆的定义可得解;
(2)联立直线与椭圆方程,由可得,结合韦达定理可得点的坐标,进而可中垂线方程,可得,代入不等式可得点的取值范围;
(3)易知直线斜率一定存在,设,可得,可得,联立直线与椭圆,结合韦达定理与斜率公式可得,即可得.
【详解】(1)
由已知圆,即,圆心,半径,
圆,即,圆心,半径,
又动圆与圆内切,且与圆外切,则,,
则,即动点到定点与的距离之和为定值,
即动点的轨迹为以点与为焦点的椭圆,设其方程为,
则长轴长为,焦距为,短轴长为,所以轨迹的方程为;
(2)
设,,联立直线与椭圆,得,
则,即,
且,,
则的中点,且直线的中垂线斜率为,
即直线的中垂线方程为,
又直线过点,即,化简可得,
则,解得,即或;
(3)
易知直线斜率一定存在,设斜率为,则直线,
令,得,即,则,设直线与椭圆交于,两点,
联立直线与椭圆,得,,
则,,且,,
则 ,即.
【点睛】方法点睛:(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
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