内容正文:
专题2.8 圆锥曲线32道压轴题型专训(8大题型)
题型一 椭圆中焦点三角形的面积问题
题型二 轨迹问题--椭圆
题型三 根据离心率求椭圆的标准方程
题型四 根据双曲线的渐近线求标准方程
题型五 椭圆中三角形(四边形)的面积
题型六 由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数
题型七 求椭圆中的最值问题
题型八 直线与抛物线交点相关问题
【经典例题一 椭圆中焦点三角形的面积问题】
1.(23-24高二上·吉林·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,点是椭圆上一点,若为直角三角形,则的面积为( )
A.1 B. C.1或 D.1或
【答案】D
【分析】根据(或)和进行分类讨论,由此可求的面积.
【详解】椭圆中,,所以焦点,
当或时,此时面积相同,不妨取,如下图所示:
代入于椭圆方程,则,所以,所以;
当时,如下图所示:
设,由条件可知,解得,
所以;
综上,的面积为或,
故选:D.
2.(24-25高二上·全国·课后作业)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上一点,且.则下列说法中正确的是( )
A., B.为直角三角形
C.的面积为6 D.的面积为12
【答案】ABC
【分析】由椭圆的定义可得,结合可求出的值,然后逐个分析判断即可.
【详解】由,得,则
,
因为P是椭圆上一点,所以,
因为,所以,,所以A正确,
对于B,因为,所以,所以为直角三角形,所以B正确,
对于CD,因为为直角三角形,,所以,所以C正确,D错误.
故选:ABC.
3.(24-25高二上·云南大理·阶段练习)已知是椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,且.若的面积为16,则 .
【答案】
【分析】由椭圆的性质结合三角形面积公式计算即可.
【详解】,
,①
又,
②
①②得:,
的面积为16,
,
.
故答案为:4.
4.(23-24高二上·北京西城·期中)设椭圆:的两个焦点为,,点在椭圆上,且,,.
(1)求椭圆的方程;
(2)点在椭圆上,且的面积为,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或或或
【分析】(1)根据椭圆定义,结合勾股定理进行求解即可;
(2)根据三角形面积公式进行求解即可.
【详解】(1)因为点在椭圆上,
所以,
因为,,.
所以,
所以,即椭圆的方程为;
(2)设,因为的面积为,
所以,
因为点在椭圆上,
所以,
所以点的坐标为或或或.
【经典例题二 轨迹问题--椭圆】
5.(24-25高二下·上海·期末)坐标平面上的点,将点绕原点逆时针旋转后得到点.这个过程称之为旋转变换,已知旋转变换公式:,将曲线:绕原点顺时针旋转后得到曲线,则曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设曲线上一点,其绕原点顺时针旋转后对应的曲线上的点为,然后根据旋转变换公式列方程组表示出,代入曲线的方程化简可得结果.
【详解】设曲线上一点,其绕原点顺时针旋转后对应的曲线上的点为,
则,即,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,即.
所以曲线的方程为.
故选:B
6.(多选题)(24-25高三上·河南·期中)已知,,,是坐标平面上的两个动点,为正常数,设满足的点的轨迹为曲线,满足的点的轨迹为曲线,则( )
A.关于轴、轴均对称
B.当点不在轴上时,
C.当时,点的纵坐标的最大值大于1
D.当,有公共点时,
【答案】ACD
【分析】对于A,写出轨迹方程,将,代入即可判断,对于B,由三角形两边之差小于第三边即可判断,对于C,通过即可判断,对于D,联立方程,得到,结合椭圆范围可判断.
【详解】设,由,得,
将代入得到,
将将代入得到,
所以关于轴、轴均对称,A正确;
当不在轴上时,与不共线,可以作为一个三角形的三个顶点,
所以,B错误;
当时,,
当时,可得:,
解得:,此时,
即,故当时,点的纵坐标的最大值大于1,C正确;
由,得为椭圆,易得方程为,
所以,代入,
得,
所以,因为,所以,
解得:或舍去,D正确;
故选:ACD
【点睛】方法点睛:曲线关于轴、轴的对称对称性问题,可将,代入曲线方程,是否满足即可判断.
7.(2025·山东泰安·模拟预测)在平面直角坐标系中,满足,、分别为的重心、内心,若轴,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据重心的性质和内心的性质,求出两点的坐标,根据线段平行轴,纵坐标相等,列出坐标的关系式,求出轨迹方程.
【详解】设,则重心,设内切圆半径为,
又,所以,
因为,则,又,所以,
所以点的轨迹方程为.
故答案为:.
8.(2025高三·全国·专题练习)一张纸上画有半径为的圆和圆内一定点A,且.折叠纸片,使圆周上某一点刚好与点重合,这样的每一种折法,都留下一条直线折痕,当取遍圆周上所有点时,求所有折痕所在直线上点的集合.
【答案】所求点的集合为椭圆外(含边界)的部分
【分析】以为原点,所在直线为轴建立直角坐标系,则有.设与点A重合的点为,折痕上任意一点为,由,可得,据此可得答案.
【详解】以为原点,所在直线为轴建立直角坐标系,则有.
设折叠时,上点与点重合,而折痕为直线,
则为线段的中垂线.设为上任一点,则,
,
即,.
可得:,
,
即所求点的集合为椭圆外(含边界)的部分.
【经典例题三 根据离心率求椭圆的标准方程】
9.(22-23高二上·四川凉山·期末)已知椭圆,离心率为.点为椭圆C上一动点(其中,),点,为椭圆C左右焦点,直线与直线在一象限交于点,则线段长度为( )
A.2 B. C.1 D.4
【答案】A
【分析】有椭圆的离心率可求得,则椭圆方程为,结合和,可得直线的方程为,在再联立方程组,求出,利用两点间距离公式即可求解.
【详解】椭圆的离心率为,
,则,
椭圆,此时,则直线的方程为,
又点在椭圆C上,则有,
设,联立,解得,则
,
由得:,代入上式得:.
故选:A.
10.(多选题)(23-24高三上·湖北·阶段练习)在椭圆中,为椭圆的右焦点,为椭圆的左顶点,为椭圆短轴上的顶点,若椭圆的离心率为,则( )
A. B.
C.大于 D.
【答案】ACD
【分析】结合离心率为黄金分割比例的性质即可求解.
【详解】因为,则,
所以,即,
所以,,.
因为,所以,即大于.
故选:ACD
11.(2025·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,左,右焦点分别是是坐标原点,是上一点,且,过作的平分线的垂线,垂足为M,则 .
【答案】
【分析】延长交于点,由得,.由已知条件求得,结合椭圆的定义可以求得,再根据中位线即可求得.
【详解】延长交于点.易知,
所以,得,.
由题知解得
由椭圆的定义可得,
由,可得.
所以,
由为的中位线,可得.
故答案为:.
12.(23-24高三上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆的离心率为,过其右焦点且与轴垂直的直线交椭圆于,两点,且满足.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知过点的直线与坐标轴不垂直,且与椭圆交于点,,弦的中点为,直线与椭圆交于点,,求四边形面积的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据离心率以及,结合椭圆的定义即可求得椭圆方程;
(2)设出直线方程和椭圆方程联立,根据韦达定理可得出的表达式,求出,两点的坐标,在计算出,两点到距离之和,即可得到面积表达式,则可求出面积取值范围.
【详解】(1)由得,且,
令代入椭圆方程可得,故,
所以,,
所以椭圆.
(2)由题可知,设直线,
由消得,
恒正,,,
,
又,
,(此处也可以用点差法,由得,
,所以)
由,得,,即为,两点的坐标,
所以点,到直线的距离之和为
,
则
,
因为,
所以的取值范围.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是根据题意表示出四边形的面积,进而利用函数的性质即得取值范围.
【经典例题四 根据双曲线的渐近线求标准方程】
13.(2022·云南昆明·模拟预测)双曲线的焦距为4,圆与双曲线及的一条渐近线在第一象限的交点分别为,,若点的纵坐标是点纵坐标的2倍,则的方程为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意得到,分别用圆的方程和双曲线的方程及渐近线,联立方程组,求得的坐标,结合,求得,进而求得双曲线的方程.
【详解】由题意,双曲线的焦距为4,
可得,即,即,
又由双曲线的一条渐近线方程为,
联立方程组,整理得,即,可得,
又由方程组,整理得,
即,可得,
因为点的纵坐标是点纵坐标的2倍,可得,解得,
所以,
所以双曲线的方程为.
故选:D.
14.(2024·陕西西安·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,右焦点到渐近线的距离为,过作圆的切线,交双曲线右支于点,若,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由焦点到渐近线的距离为,可得,结合双曲线定义与可得,即可得圆的面积.
【详解】如图,因为右焦点到渐近线的距离为,故,
作于点于点,
因为与圆相切,所以,
因为,即,
在直角中,,
又点在双曲线上,由双曲线的定义可得:
,整理得,
因为,所以,圆的面积.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于借助作于点于点,从而结合双曲线定义与直角三角形的性质可得,即可得圆的面积.
15.(2024·浙江杭州·一模)已知双曲线都经过点,离心率分别记为,设双曲线的渐近线分别为和.若,则 .
【答案】
【分析】分和两种情况讨论,当时,不妨设,分别将双曲线的方程用表示,再结合和离心率公式分类求出两双曲线的离心率即可得解.
【详解】当时,点在渐近线上,不合题意;
当时,不妨设,
则,
因为双曲线经过点,
所以,
所以,
因为,所以,则双曲线的焦点在轴上,
所以,
同理,
因为,所以,则双曲线的焦点在轴上,
所以,
所以,即,
综上所述,.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求解离心率的值;
(2)齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次方程,然后转化为关于的方程求解;
(3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
16.(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的左、右焦点分别为,渐近线方程为.过的直线与交于两点,且当轴时,.
(1)求的方程;
(2)设直线与双曲线交于两点(位于轴同侧),若以线段为直径的圆经过坐标原点,试判断圆的面积是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)根据渐近线方程建立间关系由双曲线渐近线方程得,然后根据建立间关系,从而求出双曲线的方程;
(2)假设以线段为直径的圆的面积存在最小值,设均位于轴右侧.当直线的斜率不存在时,求出交点坐标,由,化简可得圆的半径,从而求出圆的面积,当直线的斜率存在时,设直线的方程为。联立双曲线方程,由韦达定理可得,利用,化简可得,从而可得,令,则,化简即可求解.
【详解】(1)由渐近线方程建立间关系,由双曲线渐近线方程为可知,
所以.
由题知,当轴时,将代入双曲线方程可得,
设,则,
又,即,化简得,
结合,解得,
故双曲线的方程为.
(2)假设以线段为直径的圆的面积存在最小值.
根据双曲线的对称性,设均位于轴右侧.
如图①,当直线的斜率不存在时,
设直线的方程为,,
因为以为直径的圆经过原点,所以,故,所以,
又,所以,即,所以圆的半径,
故圆的面积为.
如图②,当直线的斜率存在时,
设直线的方程为,
联立消得,
所以,
整理得,,
因为均在轴右侧,所以,则.
由得,即,
所以,
整理得,
所以
,
令,即,
因为,所以,
故
,
所以此时圆的面积.
综上,当直线的斜率不存在时,圆的面积取得最小值.
【经典例题五 椭圆中三角形(四边形)的面积】
17.(2024高三·全国·专题练习)已知直线与椭圆交于,两点,点关于轴的对称点记为,且的面积为2,则椭圆恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由三角形面积公式可推出三角形坐标公式,结合直线与椭圆联立后的韦达定理,可求出定点.
【详解】设,
∵
,
∴.
由得,
故,
则,化简得,
故椭圆恒过定点.
故选:.
18.(多选题)(2025·陕西榆林·模拟预测)设椭圆的左、右焦点分别为是上的动点,则( )
A.的周长为16 B.的最小值为
C.的面积的最大值为12 D.存在点,使得
【答案】AC
【分析】求出椭圆的长短半轴长及半焦距,再结合椭圆的定义及性质逐项判断即可.
【详解】椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
对于A,,则,故A正确;
对于B,当点在椭圆的左顶点时,得,故B错误;
对于C,设的顶点,则的面积,
所以面积的最大值,故C正确;
对于D,由已知,,设存在点,使得,
则,即,
又,则,代入,
得,此方程无实数解,故D错误.
故选:AC.
19.(24-25高二上·江苏淮安·阶段练习)过椭圆的中心的直线分别交椭圆于、两点,的垂直平分线交椭圆于点,过点分别作于,于,则四边形的面积的取值范围为
【答案】.
【分析】由对称性求得,设直线的方程为,代入椭圆方程求得点坐标,由垂直得点坐标,代入上式,变形后可求得范围.可先讨论斜率不存在或斜率为0时情形,然后再求解一般情形,从而得出结论.
【详解】由已知,
(1)若直线斜率不存在,如图1,
,,
,,
,
所以,
(2)若直线的斜率为0,如图2,
,,
,
所以,
(3)若直线的斜率存在且不为0,如图3,
由已知是的垂直一部分线,则,分别是边上的高,则,,
所以,,
设直线的方程为,,
由,得,,取,即,
直线的方程为,同理可得,
,,,
直角中,,,
,
因为,所以,,,即,
所以,
综上,,
故答案为:.
【点睛】方法点睛:本题考查直线与椭圆相交问题,考查其中的面积问题,解题关键是求出面积,一般设出直线方程,求得椭圆与直线的交点坐标如题中点(直线过原点,交点坐标容易求得,否则需要用韦达定理),利用垂直得出另一点的坐标(注意类比,减少计算量),根据直角三角形把面积表示为所设参数的表达式,利用不等式知识得范围.解题时需对特殊情形进行讨论,如斜率不存在,或斜率为0(垂直直线的斜率不存在).
20.(24-25高三上·湖南长沙·开学考试)已知椭圆,为的右焦点,为上的动点,当直线与轴垂直时,,是直线上一动点,的最小值为1.
(1)求的方程;
(2)过作的两条切线分别交轴于两点,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题得关于的方程组,解方程组即得椭圆的方程;
(2)设出直线RM,RN的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理、弦长公式及三角形面积公式求解即可.
【详解】(1)设点,当直线与轴垂直时,,
所以设点,则,因为的最小值为,
所以,又由,可解得,
故的方程为.
(2)如图,
设点,注意到斜率不为0,
设,
联立,得,
因为与相切,所以,
于是,
化简得,又与相切,同理有,
故是一元二次方程的两根,则,
所以,
又,所以,
所以面积的取值范围为.
【经典例题六 由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数】
21.(24-25高二上·湖北武汉·阶段练习)已知为椭圆的右焦点,过点F的直线l与椭圆C交于A,B两点,P为AB的中点,O为坐标原点,若△OFP是以OF为底边的等腰三角形,且外接圆的面积为,则椭圆C的长轴长为( )
A. B. C.4 D.6
【答案】B
【分析】由外接圆面积求半径,应用正弦定理求中的,结合已知有,根据中点弦,应用点差法有即可求椭圆的长轴长.
【详解】由外接圆的面积为,则其外接圆半径为.
∵是以为底边的等腰三角形,设,则,
∴,得,
∴或.
不妨设点在轴下方,
由是以为底边的等腰三角形,知:或
设,则
,,
所以,
所以,
因为四点共线,为线段的中点,
所以,,
所以,
所以或(此时焦点在轴上,舍去)
∵为椭圆的右焦点,
,
∴,故椭圆的长轴长为.
故选:B.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中解决弦的中点相关问题,经常利用点差法解决.
22.(多选题)(22-23高二上·山东淄博·阶段练习)已知、分别为椭圆:的左、右焦点,不过原点且斜率为1的直线与椭圆交于、两点,则下列结论正确的有( )
A.椭圆的离心率为
B.椭圆的长轴长为
C.若点是线段的中点,则的斜率为
D.的面积最大值为
【答案】BCD
【分析】AB选项,根据椭圆方程得到,,从而求出离心率和长轴长;C选项,设出直线方程,联立椭圆方程,求出两根之和,两根之积,表达出点坐标,得到的斜率;D选项,在C选项基础上,求出和点到直线的距离为,表达出的面积,求出最大值.
【详解】AB选项,由题意得,故,
故椭圆的离心率为,长轴长为,A错误,B正确;
C选项,设不过原点且斜率为1的直线为,
联立得,
由,解得,
设,则,
则,
故,
故的斜率为,C正确;
D选项,由C选项可知,,
点到直线的距离为,
故的面积为
,
因为,所以,
故当时,的面积取得最大值,最大值为,D正确.
故选:BCD
【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.
23.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知椭圆的左焦点为,过点作倾斜角为的直线与椭圆交于,两点,为线段的中点,若为坐标原点),则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【分析】
结合题意求出点的坐标,从而得,再结合点差法建立的关系式,从而得解.
【详解】因为,,过作轴交于,
则,,
所以的横坐标为,即的横坐标为,且,
即,
设,,,,则的中点,,
即,,
所以,又,所以,
将,的坐标代入椭圆的方程可得,
作差整理可得,
即,
所以则.
故答案为:.
【点睛】
关键点点睛:利用点差法是解决中点弦问题的常用方法.
24.(22-23高二上·河北石家庄·阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为、,过右焦点且斜率为的直线交椭圆于A,B两点,N为弦AB的中点,且ON的斜率为.
(1)求椭圆C的离心率e的值;
(2)若,l为过椭圆C的右焦点且斜率不为零的直线,直线l交椭圆C于点P,Q,求内切圆面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用点差法求得,进而求得椭圆的离心率.
(2)先求得椭圆的方程,然后设出直线的方程并与椭圆的方程联立,化简写出根与系数关系,求得面积的表达式,并求得面积的最大值,进而求得内切圆半径的最大值,从而求得内切圆面积的最大值.
【详解】(1)由于在椭圆内,所以直线与椭圆有两个交点,
设,则,
由两式相减并化简得,
所以,所以.
(2)结合(1)得,解得,
所以椭圆的方程为,右焦点,的周长为,
设直线的方程为,由于在椭圆内,所以直线与椭圆有两个交点,
设,由消去并化简得,
则,
所以
,
令,则,所以,
由于函数在区间上单调递增,
所以当时,面积取得最大值为,
设的内切圆的半径为,则,
当面积取得最大值时,取得最大值,
所以的内切圆面积的最大值为.
【点睛】求解椭圆弦的中点有关问题,可考虑利用点差法进行求解,点差法化简后,得到如的表达式,其中是两个斜率,前者是弦的中点和原点连线的斜率,后者是弦所在直线方程的斜率.
【经典例题七 求椭圆中的最值问题】
25.(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)在平面直角坐标系中,点是椭圆上的动点,椭圆的左、右焦点分别为,,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆定义以及点点距离即可求解.
【详解】依题意,设,而,,
则
,
要使最大,则在右半椭圆上,故,
,此时点位于右顶点.
故选:D
26.(多选题)(24-25高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,点是椭圆上的动点,点是圆上任意一点.若的最小值为,则下列说法中正确的是( )
A.的最小值为5 B.的最大值为5
C.存在点使得 D.的最小值为
【答案】ABD
【分析】设,首先由圆得到圆心的坐标与半径,即可判断点在椭圆外部,再由,求出,得到,得到椭圆的方程;根据椭圆的定义及椭圆的有界性可判断A;由极化恒等式得可判断B;由知以为圆心为半径的圆在椭圆内,可判断C;将转化成求其最小值可判断D.
【详解】椭圆,则,所以,圆的圆心为,半径,
因为,所以,所以点在椭圆外部.
,当且仅当、、三点共线(在、之间)时等号成立,
设,则所以,解得,
所以,∴椭圆
对于A:∵, 设则,,所以,当1或5时,取得最小值5,所以A正确;
对于B:
又,∴,当且仅当在左、右顶点时取最大值5,故B正确;
对于C:∵,∴以为圆心为半径的圆在椭圆内,所以不存在点使得,故C不正确;
对于D:因为
,当且仅当、、、四点共线(且、在、之间)时取等号,故D正确.
故选:ABD.
27.(2023·陕西榆林·模拟预测)已知椭圆C:的上顶点为A,右顶点为B,点P在线段AB上(不包括端点),O为坐标原点,直线OP与椭圆相交于M,N两点,点M在第一象限,则的最大值为 .
【答案】
【分析】将直线的方程与椭圆C的方程联立,根据韦达定理,得到,根据,,再根据,即可求得答案.
【详解】
设
直线的斜率为,则直线的方程为:,
联立方程得,
则,所以,
因为椭圆C:的上顶点为A,右顶点为B,
所以,则直线的方程为,
因为点P在线段AB上,直线OP与椭圆相交于M,N两点,所以,
因为点M在第一象限,所以,,,则
所以,,
,
由,整理得,,
当时,
故答案为:
【点睛】方法点睛:圆锥曲线的最值与范围问题的常见求法:
(1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质来解决;
(2)代数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值.
常从以下方面考虑:①利用判别式来构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
②利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
③利用基本不等式求出参数的取值范围;
④利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.
28.(2025高三·全国·专题练习)为椭圆上一点,下面探讨点到定点的距离最值问题.
(1)证明当时,最小值为;
(2)当时,举一特例:求椭圆上一点到定点的最值.
【答案】(1)证明见解析
(2)最小值为,最大值为.
【分析】(1)结合图形,当与椭圆过点的切线垂直时取最值,借助斜率关系求解点坐标进而由两点间距离证明可得;
(2)设椭圆上点,可设,用换元法,令,求导并令导数为零,求出的两种取值,得到最值.
【详解】(1)由题意知,点在椭圆外.
设椭圆上一点,则在切点处的切线方程为,
结合图形如图可知,
当且仅当与切线垂直,点到点的距离最小,
当且时,由切线斜率为,
可得,①,
又点在椭圆上,则②,且③,
联立方程①②③,又,(在同一象限时取最小值)
可解得,
故.
当时,,,也满足;
当时,,,也满足;
综上所述,当时,最小值为.
(2)若椭圆方程为,点在椭圆外.
设椭圆上点,,
则
,令,
则.
再令,,
由,要求的最小值,则不妨取,
要求的最大值,不妨取.
首先令,
设.
则,
令,又由,解得.
当时,,在单调递增;
当时,,在单调递减;
当时,.
且,
则取最小值,
此时,
即当时,
取最小值;
其次令,
由范围可知,取最大值,
此时,
即当时,
取最大值.
故的最小值为,最大值为.
结合图形验证可知,
当与切线垂直时,取到最小值;
当与切线垂直时,取到最大值.
【经典例题八 直线与抛物线交点相关问题】
29.(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知O为坐标原点,抛物线C:()的焦点为,过点F作斜率为2直线与抛物线交于,两点(点位于第一象限).过点A作准线的垂线,的角平分线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题可知抛物线C的方程为,直线的方程为:.联立方程组,可得,.设的角平分线所在直线倾斜角为,则由角平分线的性质及平行线的性质可知,有二倍角公式可解得,再利用点斜式方程即可求解.
【详解】因为抛物线C:()的焦点为,抛物线C的方程为.
由题意可知直线的方程为:,
联立方程组,消去整理得,解方程得点的纵坐标或(舍去),所以,点.
由题可知,设的角平分线所在直线倾斜角为,
则由角平分线的性质及平行线的性质可知,即,解得或(舍去).
由点斜式方程可知的角平分线所在直线方程为,
化简整理得.
故选:D.
30.(多选题)(24-25高二上·全国·单元测试)已知抛物线的焦点为,直线与交于A,B两点,设的中点为,则下列说法中正确的有( )
A.若直线过焦点,则的最小值为2
B.若,则的最大值为5
C.若直线AB的斜率存在,则其斜率与无关,与有关
D.若为坐标原点,直线的方程为,则
【答案】CD
【分析】用点差法,利用直线与圆锥曲线的两个交点,将它们代入圆锥曲线的方程并作差,从而得到一个与弦的中点和斜率有关的式子,进而简化计算过程.
【详解】列表解析|直观解疑惑
选项
正误
原因
A
×
由题意可知,准线方程为,
若直线过焦点,直线的斜率可以不存在,但不能为0,
故设直线,
联立消去可得,则,可得,
所以
,
当且仅当时,等号成立,所以的最小值为4.
B
×
由,可得,
当且仅当E,F,A共线时取等号,所以的最大值为.
C
√
由题意知因为在抛物线上,所以两式作差可得,若直线AB的斜率存在,则,所以直线AB的斜率与无关,与有关.
D
√
联立消去可得,可得,则,又,所以,则,所以.
31.(2025·广东珠海·模拟预测)在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,且,若三角形的外接圆与曲线交于点(异于,,)则 .
【答案】
【分析】方法1:设,,,由四点共圆,设该圆的方程为,联立圆和抛物线方程,可得即为关于的方程的3个根,待定系数可得,从而得到的值;
方法2:设,,,结合抛物线方程表示出的斜率,再利用斜率表示和的值,由四点共圆,可得,化简可得的值.
【详解】方法1:,,
因为四点共圆,设该圆的方程为,
联立,消去,得,
即,
所以即为关于的方程的3个根,
则,
因为,
由的系数对应相等得,,所以.
方法2:,,,则,,,,
,
,
因为四点共圆,所以,即,
化简可得:,所以.
故答案为:
32.(2025高三·全国·专题练习)已知抛物线,过点的动直线交抛物线于两点,过分别作切线,点是抛物线上动点,轴,交于点是抛物线在点处的切线,若过点且,交于点,交抛物线于点,试探索是否成立.
【答案】成立,具体见解析.
【分析】首先设,
联立方程组应用韦达定理,得到点坐标,计算,发现中点又与中点重合,所以结论成立.
【详解】设,
由得.
从而.
因为轴,所以,
故.
由得.
中点,故由
得,故.
同理.
.
所以.
中点又与中点重合.
从而有。
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专题2.8 圆锥曲线32道压轴题型专训(8大题型)
题型一 椭圆中焦点三角形的面积问题
题型二 轨迹问题--椭圆
题型三 根据离心率求椭圆的标准方程
题型四 根据双曲线的渐近线求标准方程
题型五 椭圆中三角形(四边形)的面积
题型六 由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数
题型七 求椭圆中的最值问题
题型八 直线与抛物线交点相关问题
【经典例题一 椭圆中焦点三角形的面积问题】
1.(23-24高二上·吉林·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为、,点是椭圆上一点,若为直角三角形,则的面积为( )
A.1 B. C.1或 D.1或
2.(24-25高二上·全国·课后作业)设,是椭圆的两个焦点,P是椭圆上一点,且.则下列说法中正确的是( )
A., B.为直角三角形
C.的面积为6 D.的面积为12
3.(24-25高二上·云南大理·阶段练习)已知是椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,且.若的面积为16,则 .
4.(23-24高二上·北京西城·期中)设椭圆:的两个焦点为,,点在椭圆上,且,,.
(1)求椭圆的方程;
(2)点在椭圆上,且的面积为,求点的坐标.
【经典例题二 轨迹问题--椭圆】
5.(24-25高二下·上海·期末)坐标平面上的点,将点绕原点逆时针旋转后得到点.这个过程称之为旋转变换,已知旋转变换公式:,将曲线:绕原点顺时针旋转后得到曲线,则曲线的方程为( )
A. B. C. D.
6.(多选题)(24-25高三上·河南·期中)已知,,,是坐标平面上的两个动点,为正常数,设满足的点的轨迹为曲线,满足的点的轨迹为曲线,则( )
A.关于轴、轴均对称
B.当点不在轴上时,
C.当时,点的纵坐标的最大值大于1
D.当,有公共点时,
7.(2025·山东泰安·模拟预测)在平面直角坐标系中,满足,、分别为的重心、内心,若轴,则点的轨迹方程为 .
8.(2025高三·全国·专题练习)一张纸上画有半径为的圆和圆内一定点A,且.折叠纸片,使圆周上某一点刚好与点重合,这样的每一种折法,都留下一条直线折痕,当取遍圆周上所有点时,求所有折痕所在直线上点的集合.
【经典例题三 根据离心率求椭圆的标准方程】
9.(22-23高二上·四川凉山·期末)已知椭圆,离心率为.点为椭圆C上一动点(其中,),点,为椭圆C左右焦点,直线与直线在一象限交于点,则线段长度为( )
A.2 B. C.1 D.4
10.(多选题)(23-24高三上·湖北·阶段练习)在椭圆中,为椭圆的右焦点,为椭圆的左顶点,为椭圆短轴上的顶点,若椭圆的离心率为,则( )
A. B.
C.大于 D.
11.(2025·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,左,右焦点分别是是坐标原点,是上一点,且,过作的平分线的垂线,垂足为M,则 .
12.(23-24高三上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆的离心率为,过其右焦点且与轴垂直的直线交椭圆于,两点,且满足.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知过点的直线与坐标轴不垂直,且与椭圆交于点,,弦的中点为,直线与椭圆交于点,,求四边形面积的取值范围.
【经典例题四 根据双曲线的渐近线求标准方程】
13.(2022·云南昆明·模拟预测)双曲线的焦距为4,圆与双曲线及的一条渐近线在第一象限的交点分别为,,若点的纵坐标是点纵坐标的2倍,则的方程为( ).
A. B. C. D.
14.(2024·陕西西安·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,右焦点到渐近线的距离为,过作圆的切线,交双曲线右支于点,若,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
15.(2024·浙江杭州·一模)已知双曲线都经过点,离心率分别记为,设双曲线的渐近线分别为和.若,则 .
16.(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的左、右焦点分别为,渐近线方程为.过的直线与交于两点,且当轴时,.
(1)求的方程;
(2)设直线与双曲线交于两点(位于轴同侧),若以线段为直径的圆经过坐标原点,试判断圆的面积是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,说明理由.
【经典例题五 椭圆中三角形(四边形)的面积】
17.(2024高三·全国·专题练习)已知直线与椭圆交于,两点,点关于轴的对称点记为,且的面积为2,则椭圆恒过定点( )
A. B. C. D.
18.(多选题)(2025·陕西榆林·模拟预测)设椭圆的左、右焦点分别为是上的动点,则( )
A.的周长为16 B.的最小值为
C.的面积的最大值为12 D.存在点,使得
19.(24-25高二上·江苏淮安·阶段练习)过椭圆的中心的直线分别交椭圆于、两点,的垂直平分线交椭圆于点,过点分别作于,于,则四边形的面积的取值范围为
20.(24-25高三上·湖南长沙·开学考试)已知椭圆,为的右焦点,为上的动点,当直线与轴垂直时,,是直线上一动点,的最小值为1.
(1)求的方程;
(2)过作的两条切线分别交轴于两点,求面积的取值范围.
【经典例题六 由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数】
21.(24-25高二上·湖北武汉·阶段练习)已知为椭圆的右焦点,过点F的直线l与椭圆C交于A,B两点,P为AB的中点,O为坐标原点,若△OFP是以OF为底边的等腰三角形,且外接圆的面积为,则椭圆C的长轴长为( )
A. B. C.4 D.6
22.(多选题)(22-23高二上·山东淄博·阶段练习)已知、分别为椭圆:的左、右焦点,不过原点且斜率为1的直线与椭圆交于、两点,则下列结论正确的有( )
A.椭圆的离心率为
B.椭圆的长轴长为
C.若点是线段的中点,则的斜率为
D.的面积最大值为
23.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知椭圆的左焦点为,过点作倾斜角为的直线与椭圆交于,两点,为线段的中点,若为坐标原点),则椭圆的离心率为 .
24.(22-23高二上·河北石家庄·阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为、,过右焦点且斜率为的直线交椭圆于A,B两点,N为弦AB的中点,且ON的斜率为.
(1)求椭圆C的离心率e的值;
(2)若,l为过椭圆C的右焦点且斜率不为零的直线,直线l交椭圆C于点P,Q,求内切圆面积的最大值.
【经典例题七 求椭圆中的最值问题】
25.(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)在平面直角坐标系中,点是椭圆上的动点,椭圆的左、右焦点分别为,,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.
26.(多选题)(24-25高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,点是椭圆上的动点,点是圆上任意一点.若的最小值为,则下列说法中正确的是( )
A.的最小值为5 B.的最大值为5
C.存在点使得 D.的最小值为
27.(2023·陕西榆林·模拟预测)已知椭圆C:的上顶点为A,右顶点为B,点P在线段AB上(不包括端点),O为坐标原点,直线OP与椭圆相交于M,N两点,点M在第一象限,则的最大值为 .
28.(2025高三·全国·专题练习)为椭圆上一点,下面探讨点到定点的距离最值问题.
(1)证明当时,最小值为;
(2)当时,举一特例:求椭圆上一点到定点的最值.
【经典例题八 直线与抛物线交点相关问题】
29.(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知O为坐标原点,抛物线C:()的焦点为,过点F作斜率为2直线与抛物线交于,两点(点位于第一象限).过点A作准线的垂线,的角平分线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
30.(多选题)(24-25高二上·全国·单元测试)已知抛物线的焦点为,直线与交于A,B两点,设的中点为,则下列说法中正确的有( )
A.若直线过焦点,则的最小值为2
B.若,则的最大值为5
C.若直线AB的斜率存在,则其斜率与无关,与有关
D.若为坐标原点,直线的方程为,则
31.(2025·广东珠海·模拟预测)在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,且,若三角形的外接圆与曲线交于点(异于,,)则 .
32.(2025高三·全国·专题练习)已知抛物线,过点的动直线交抛物线于两点,过分别作切线,点是抛物线上动点,轴,交于点是抛物线在点处的切线,若过点且,交于点,交抛物线于点,试探索是否成立.
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