内容正文:
专题12 圆锥曲线
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
基础性质类
离心率计算、焦点、渐近线等是高频基础考点,贯穿五年春、秋考
存在性、探究性问题将持续成为命题热点,例如探究圆锥曲线中的定点、定值、轨迹等问题。这类题目需要学生在变化的条件中寻找不变的规律,能充分考查抽象思维与转化化归能力,符合高考对学生综合数学素养的考查要求,后续大概率会保持这一命题方向。
直线与曲线关系类
直线与椭圆、抛物线的相交、相切问题是核心,常结合弦长、交点坐标求解
综合应用类
最值与范围问题(如椭圆中的面积、距离最值)、向量与圆锥曲线结合问题频繁出现
考点01 基础性质类
1.(2023·上海·高考真题)在平面上,若曲线Γ具有如下性质:存在点M,使得对于任意点,都有使得.则称这条曲线为“自相关曲线”.判断下列两个命题的真假( )
①所有椭圆都是“自相关曲线”.②存在是“自相关曲线”的双曲线.
A.①假命题;②真命题 B.①真命题;②假命题
C.①真命题;②真命题 D.①假命题;②假命题
2.(2022·上海·高考真题)双曲线的实轴长为 .
3.(2024·上海·高考真题)已知抛物线上有一点到准线的距离为9,那么点到轴的距离为 .
4.(2021·上海·高考真题)已知椭圆()的左、右焦点为、,以为顶点,为焦点作抛物线交椭圆于,且,则抛物线的准线方程是
考点02 直线与曲线关系类
5.(2021·上海·高考真题)(1)团队在点西侧、东侧20千米处设有、两站点,测量距离发现一点满足千米,可知在、为焦点的双曲线上,以点为原点,东侧为轴正半轴,北侧为轴正半轴,建立平面直角坐标系,在北偏东60°处,求双曲线标准方程和点坐标.
(2)团队又在南侧、北侧15千米处设有、两站点,测量距离发现千米,千米,求(精确到1米)和点位置(精确到1米,1°)
6.(2023·上海·高考真题)曲线,第一象限内点A在Γ上,A的纵坐标是a.
(1)若A到准线距离为3,求a;
(2)若a=4,B在x轴上,AB中点在上,求点B坐标和坐标原点O到AB距离;
(3)直线,令P是第一象限Γ上异于A的一点,直线PA交l于Q,H是P在l上的投影,若点A满足“对于任意P都有”,求a的取值范围.
考点03 综合应用类
7.(2024·上海·高考真题)已知双曲线,左、右顶点分别为,过点的直线交双曲线于两点.
(1)若的离心率为2,求.
(2)若为等腰三角形,且点在第一象限,求点的坐标.
(3)连接(为坐标原点)并延长交于点,若,求的最大值.
8.(2022·上海·高考真题)设有椭圆方程,直线,下端点为A,M在l上,左、右焦点分别为.
(1),AM的中点在x轴上,求点M的坐标;
(2)直线l与y轴交于B,直线AM经过右焦点,在中有一内角余弦值为,求b;
(3)在椭圆上存在一点P到l距离为d,使,随a的变化,求d的最小值.
9.(2025·上海·高考真题)已知椭圆,,A是的右顶点.
(1)若的焦点,求离心率e;
(2)若,且上存在一点P,满足,求m;
(3)已知AM的中垂线l的斜率为2,l与交于C、D两点,为钝角,求a的取值范围.
一、单选题
1.(2025·上海普陀·二模)设,点,是坐标原点,,是双曲线的左焦点,若直线经过点,且与双曲线的右支在第一象限内交于点,则双曲线的离心率的一个可能的值是( )
A. B. C. D.
2.(2025·上海浦东新·二模)已知圆锥曲线的对称中心为原点,若对于上的任意一点,均存在上两点,,使得原点到直线,和的距离都相等,则称曲线为“完美曲线”.现有如下两个命题:
①任意椭圆都是“完美曲线”;②存在双曲线是“完美曲线”.
下列判断正确的是( )
A.①是真命题,②是假命题 B.①是假命题,②是真命题
C.①②都是真命题 D.①②都是假命题
3.(2025·上海长宁·二模)椭圆具有如下光学性质:如图,分别是椭圆的左、右焦点,从点发出的光线在到达椭圆上的点P后,经过到达点的切线反射后经过点,有以下两个命题:
①若P是椭圆上除长轴端点外的一点,设法线与x轴的交点为,则
②若从发出的光线,经椭圆两次反射后,第一次回到所经过的路程为,则该椭圆的离心率为;
则以下说法正确的是( )
A.①是真命题,②是真命题 B.①是真命题,②是假命题
C.①是假命题,②是真命题 D.①是假命题,②是假命题
二、填空题
4.(2025·上海普陀·二模)设,拋物线上的点到的焦点的距离为5,点到轴的距离为3,则的值为 .
5.(2025·上海浦东新·三模)短轴长为2,离心率的椭圆的两焦点为,,过作直线交椭圆于A,B两点,则的周长为 .
6.(2025·上海徐汇·二模)已知双曲线的左焦点为,右焦点为.若双曲线的右支上存在一点,使得直线与以双曲线的实轴为直径的圆相切,切点为线段的中点,则该双曲线的离心率为 .
7.(2025·上海杨浦·二模)如图,阿基米德椭圆规是由基座、带孔的横杆、两条互相垂直的空槽、两个可动滑块组成的一种绘图工具,横杆的一端上装有铅笔,假设两条互相垂直的空槽和带孔的横杆都足够长,将滑块固定在带孔的横杆上,令滑块在中一条空槽上滑动,滑块在另一条空槽上滑动,铅笔随之运动就能画出椭圆.当之间的距离为厘米时,若需要画出一个离心率为的椭圆,则之间的距离为 .厘米.
8.(2025·上海黄浦·三模)抛物线的焦点F,准线l,点A、B是抛物线上两个动点,且满足,设线段的中点M在l上的投影是N,则的最小值为 .
三、解答题
9.(2025·上海长宁·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,且经过点.
(1)求该椭圆的离心率;
(2)点Q为椭圆上一点,且位于第三象限,若的面积为3,求点Q的坐标;
(3)A,B,C,D是椭圆上不重合的四个点,AB与CD相交于点,且,求的取值范围.
10.(2025·上海宝山·二模)已知双曲线分别是其左、右焦点,直线与双曲线的右支交于两点.
(1)当直线过点,且时,求的周长;
(2)已知点,若直线的斜率之和为,且,当分别与轴交于点时,求的面积;
(3)已知直线过点,是双曲线上一点且位于第一象限,且满足的点在线段上,若,求点的坐标.
11.(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.
12.(2025·上海·一模)已知椭圆 为椭圆 的右焦点,过点的直线 交椭圆 于 、 两点.
(1)若直线 垂直于 轴,求椭圆 的弦 的长度;
(2)设点,当 时,求点的坐标;
(3)设点,记 、 的斜率分别为 和 ,求 的取值范围.
13.(2025·上海崇明·一模)已知椭圆,点、分别是椭圆的下焦点和上焦点,过点的直线与椭圆交于A、B两点.
(1)若直线平行于轴,求线段AB的长;
(2)若点A在y轴左侧,且,求直线l的方程;
(3)已知椭圆上的点C满足,是否存在直线l使得的重心在x轴上?若存在,请求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
14.(2025·上海浦东新·二模)已知椭圆的方程为,右顶点为,上顶点为,椭圆的中心位于坐标原点,两个椭圆的离心率相等.
(1)若椭圆的方程是,焦点在轴上,求的值;
(2)设椭圆的焦点在轴上,直线与相交于点、,若,求的标准方程;
(3)设椭圆的焦点在轴上,点在上,点在上.若存在是等腰直角三角形,且,求的长轴的取值范围.
15.(2025·上海嘉定·二模)已知椭圆C:.F为椭圆的右焦点,过椭圆上一点的直线交椭圆于另一点Q,点M为椭圆上任意一点.
(1)求的最小值;
(2)当直线的斜率为1时,求面积的最大值及此时点M的坐标;
(3)若直线与直线交于点D,点D不在x轴上,Q关于原点的对称点为点R,直线与交于点E,求线段的取值范围.
16.(2025·上海闵行·二模)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线右支于、两点(点在轴上方),点在双曲线上,直线交轴于点(点在点的右侧).
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)若点,且,求点的坐标;
(3)若的重心在轴上,记、的面积分别为、,求的最小值.
17.(2025·上海奉贤·二模)如图1,曲线是与组合的.
(1)过点,求的渐近线方程;
(2),设,,曲线上找一个点,使得达到最小;
(3)若,如图2,存在过点的两条直线,与曲线的交点分别是点、点、点、点,点在第二象限,点在第一象限.是否存在非零实数使得成立,请说明理由.
18.(2025·上海杨浦·二模)已知双曲线的标准方程为,点是双曲线右支上的一个动点.
(1)求双曲线的焦点坐标和渐近线方程;
(2)过点分别向两条渐近线作垂线,垂足为点,求的值;
(3)若,如图,过作圆的切线,切点为,交双曲线的左支于点,分别交两条渐近线于点.设,求实数的取值范围.
19.(2025·上海徐汇·二模)已知抛物线,点是抛物线的焦点.
(1)求点的坐标及点到准线的距离;
(2)过点作相互垂直的两条直线,交抛物线于点、,交抛物线于点、,求证:为定值,并求出该定值;
(3)过点且斜率为的直线交抛物线于两点,设点不在直线上且为的内角平分线,求面积的最大值.
20.(2025·上海浦东新·三模)已知曲线,第一象限内点在曲线上.、,连接并延长与曲线交于点,.以为圆心,为半径的圆与线段交于点,记,的面积分别为,.
(1)若,求点的坐标;
(2)若点的坐标为,求证;
(3)求的最小值.
21.(2025·上海浦东新·三模)设有椭圆和直线.椭圆的左、右焦点分别为、.是上位于第一象限内的一点.
(1)当时,求椭圆的离心率;
(2)若且点在直线上,求的值;
(3)设点满足,其中是点到的距离.当变化时,求的最小值.
22.(2025·上海杨浦·三模)已知椭圆的左右焦点分别为,上下顶点分别为,,是面积为1的直角三角形,过焦点的直线交椭圆于、两点(、分别在第一、四象限).
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点,,求椭圆上的动点到点的最大距离;
(3)求四边形面积的取值范围.
23.(2025·上海·三模)如图,椭圆:,为其右焦点,过点的动直线与椭圆相交于,两点.
(1)若直线经过焦点,求此时线段的长度;
(2)若焦点不在直线上,求周长的最大值及相应直线的方程;
(3)在平面直角坐标系中,是否存在与点不同的定点,使得恒成立?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
24.(2025·上海黄浦·三模)在平面直角坐标系中,椭圆,左右焦点分别是,,点A是椭圆上的任意一点,A到原点O的距离最大为.
(1)若面积的最大值为1,求椭圆的表达式;
(2)若,过点A(异于顶点)作长轴的垂线,垂足为M,连接AO并延长交椭圆于另一点B,连接BM交椭圆于另一点C,证明:;
(3)在(2)的条件下,过点A作不经过的直线l,其斜率为k,交椭圆于另一点D,到直线l的距离为d.如果直线、l、的斜率依次成等差数列,求d的取值范围.
25.(2025·上海·三模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,是椭圆的左焦点,若与椭圆上任一点距离的最大值为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若为椭圆的上顶点,为椭圆上的点,是以为直角顶点的等腰直角三角形,求满足条件的的个数,并说明理由.
(3)若斜率为的直线交椭圆于、两点,为以线段为直径的圆上一点,求的最大值.
26.(2025·上海杨浦·一模)如图所示,已知抛物线,点是抛物线上的四个点,其中在第一象限,在第四象限,满足,线段与交于点.记线段与的中点分别为.
(1)求拋物线的焦点坐标;
(2)求证:点三点共线;
(3)若,求四边形的面积.
27.(2025·上海松江·二模)已知椭圆的左右焦点分别为,上下顶点分别为、是面积为的正三角形,过焦点的直线交椭圆于、两点(、分别在第一、四象限).
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点,,求椭圆上的动点到点的最大距离;
(3)求四边形面积的取值范围.
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专题12 圆锥曲线
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
基础性质类
离心率计算、焦点、渐近线等是高频基础考点,贯穿五年春、秋考
存在性、探究性问题将持续成为命题热点,例如探究圆锥曲线中的定点、定值、轨迹等问题。这类题目需要学生在变化的条件中寻找不变的规律,能充分考查抽象思维与转化化归能力,符合高考对学生综合数学素养的考查要求,后续大概率会保持这一命题方向。
直线与曲线关系类
直线与椭圆、抛物线的相交、相切问题是核心,常结合弦长、交点坐标求解
综合应用类
最值与范围问题(如椭圆中的面积、距离最值)、向量与圆锥曲线结合问题频繁出现
考点01 基础性质类
1.(2023·上海·高考真题)在平面上,若曲线Γ具有如下性质:存在点M,使得对于任意点,都有使得.则称这条曲线为“自相关曲线”.判断下列两个命题的真假( )
①所有椭圆都是“自相关曲线”.②存在是“自相关曲线”的双曲线.
A.①假命题;②真命题 B.①真命题;②假命题
C.①真命题;②真命题 D.①假命题;②假命题
【答案】B
,
当时,对称轴,可得,
总存在使得,此时满足题意,故任意椭圆都是“自相关曲线”,故①正确,
对于②,对于给定的双曲线和点,显然存在最小值,而横坐标趋近于无穷大时,趋近于无穷大,,故不满足题意,不存在双曲线是“自相关曲线”故②错误,
故选:B
2.(2022·上海·高考真题)双曲线的实轴长为 .
【答案】6
【详解】由知,,所以,
所以实轴长.
故答案为:6
3.(2024·上海·高考真题)已知抛物线上有一点到准线的距离为9,那么点到轴的距离为 .
【答案】
【详解】由知抛物线的准线方程为,设点,由题意得,解得,
代入抛物线方程,得,解得,
则点到轴的距离为.
故答案为:.
4.(2021·上海·高考真题)已知椭圆()的左、右焦点为、,以为顶点,为焦点作抛物线交椭圆于,且,则抛物线的准线方程是
【答案】
【详解】解:设,,则抛物线,
直线,联立方程组,解得,,
所以点的坐标为,所以,又,所以
所以,所以,
则,
所以抛物线的准线方程为:,
故答案为:.
考点02 直线与曲线关系类
5.(2021·上海·高考真题)(1)团队在点西侧、东侧20千米处设有、两站点,测量距离发现一点满足千米,可知在、为焦点的双曲线上,以点为原点,东侧为轴正半轴,北侧为轴正半轴,建立平面直角坐标系,在北偏东60°处,求双曲线标准方程和点坐标.
(2)团队又在南侧、北侧15千米处设有、两站点,测量距离发现千米,千米,求(精确到1米)和点位置(精确到1米,1°)
【详解】(1)由题意可得,,所以,
所以双曲线的标准方程为,
直线,联立双曲线方程,可得,,
即点的坐标为,.
(2)①,则,,所以,
双曲线方程为;
②,则,,所以,
所以双曲线方程为,
两双曲线方程联立,得,,
所以千米,设与轴夹角为,则,利用计算器求得,
∴点位置北偏东.
6.(2023·上海·高考真题)曲线,第一象限内点A在Γ上,A的纵坐标是a.
(1)若A到准线距离为3,求a;
(2)若a=4,B在x轴上,AB中点在上,求点B坐标和坐标原点O到AB距离;
(3)直线,令P是第一象限Γ上异于A的一点,直线PA交l于Q,H是P在l上的投影,若点A满足“对于任意P都有”,求a的取值范围.
【详解】(1)令,解得,即,而抛物线的准线方程为,
根据抛物线的定义有,解得,因为为第一象限的点,则.
(2)由代入抛物线方程有,解得,则,
设,则的中点为,
代入抛物线方程有,解得,
直线的斜率为,其方程为,即,
坐标原点到的距离为.
(3)设,根据,
则,则直线方程为,
化简得,
令,则,又,,
化简得 ①对任意的 恒成立.
则, 结合,,
当时,,则,则①也成立.
综上所述:.
考点03 综合应用类
7.(2024·上海·高考真题)已知双曲线,左、右顶点分别为,过点的直线交双曲线于两点.
(1)若的离心率为2,求.
(2)若为等腰三角形,且点在第一象限,求点的坐标.
(3)连接(为坐标原点)并延长交于点,若,求的最大值.
【详解】(1)由双曲线的方程知,,
因为离心率为2,所以,得.
(2)当时,双曲线,且.
因为点在第一象限,所以为钝角.
又为等腰三角形,所以.
设点,且,则
得,所以.
(3)由双曲线的方程知,且由题意知关于原点对称.
设,则.
由直线不与轴垂直,可设直线的方程为.
联立直线与双曲线的方程得
消去,得,
且,即,得.
,
由,得,
所以,即,
整理得,
所以,
整理得,所以.
又,所以,解得,
所以,又,
故的取值范围是,故的最大值为.
8.(2022·上海·高考真题)设有椭圆方程,直线,下端点为A,M在l上,左、右焦点分别为.
(1),AM的中点在x轴上,求点M的坐标;
(2)直线l与y轴交于B,直线AM经过右焦点,在中有一内角余弦值为,求b;
(3)在椭圆上存在一点P到l距离为d,使,随a的变化,求d的最小值.
【详解】(1)解:由题意可得,所以,
的中点在轴上,
的纵坐标为,代入得;
(2)解:由直线方程可知,,
①若,则,即,
,
.
②若,则,
,,
,,即,
,.
综上,或;
(3)解:设,结合已知条件,由椭圆的定义及点到直线距离公式可得,
显然椭圆在直线的左下方,则,即,
,,即,
,整理可得,即,
,即的最小值为.
9.(2025·上海·高考真题)已知椭圆,,A是的右顶点.
(1)若的焦点,求离心率e;
(2)若,且上存在一点P,满足,求m;
(3)已知AM的中垂线l的斜率为2,l与交于C、D两点,为钝角,求a的取值范围.
【详解】(1)由题意知,,则,
由右焦点,可知,则,
故离心率.
(2)由题意,
由得,,
解得,代入,
得,又,解得.
(3)由线段的中垂线的斜率为,所以直线的斜率为,
则,解得,
由得中点坐标为,
故直线,显然直线过椭圆内点,
故直线与椭圆恒有两不同交点,
设,
由消得,
由韦达定理得,
因为为钝角,则,且,
则有,
所以,
即,解得,
又,
故,即的取值范围是.
一、单选题
1.(2025·上海普陀·二模)设,点,是坐标原点,,是双曲线的左焦点,若直线经过点,且与双曲线的右支在第一象限内交于点,则双曲线的离心率的一个可能的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图:
因为,所以点的轨迹是以为圆心,以为半径的圆,方程为:.
因为点到直线:的距离为:,
所以直线与圆相切.
又过点,且,直线与双曲线的右支在第一象限内交于点,
所以直线的斜率为:.
又一、三象限双曲线的渐近线的斜率为:.
又.
即.
故选:D
2.(2025·上海浦东新·二模)已知圆锥曲线的对称中心为原点,若对于上的任意一点,均存在上两点,,使得原点到直线,和的距离都相等,则称曲线为“完美曲线”.现有如下两个命题:
①任意椭圆都是“完美曲线”;②存在双曲线是“完美曲线”.
下列判断正确的是( )
A.①是真命题,②是假命题 B.①是假命题,②是真命题
C.①②都是真命题 D.①②都是假命题
【答案】A
【详解】判断命题①:
已知过椭圆上任意一点作以原点为圆心的圆的切线,分别交椭圆于,两点,连接.
根据直线与圆的位置关系,当与圆相切时,满足给定条件.
当与圆相交时,因为圆的圆心是固定的原点,我们可以通过缩小圆的半径,使得圆逐渐靠近,直到与圆相切;同理,当与圆相离时,扩大圆的半径,也能使圆靠近直至相切.所以从直线与圆位置关系的动态调整角度可知,一定能找到合适的圆半径使得与圆相切,故①正确.
判断命题②:
当在双曲线顶点时,过作圆的切线,交双曲线于另外两点,.
由双曲线的性质可知,双曲线在顶点附近的形状特点决定了,过顶点作圆的切线与双曲线相交得到的线段,其整体位置与以原点为圆心的圆是相离的.这是因为双曲线的渐近线性质以及顶点处的曲线走向,使得从顶点出发的切线与双曲线相交形成的线段不会与圆相切,所以②不正确.
故选:A.
3.(2025·上海长宁·二模)椭圆具有如下光学性质:如图,分别是椭圆的左、右焦点,从点发出的光线在到达椭圆上的点P后,经过到达点的切线反射后经过点,有以下两个命题:
①若P是椭圆上除长轴端点外的一点,设法线与x轴的交点为,则
②若从发出的光线,经椭圆两次反射后,第一次回到所经过的路程为,则该椭圆的离心率为;
则以下说法正确的是( )
A.①是真命题,②是真命题 B.①是真命题,②是假命题
C.①是假命题,②是真命题 D.①是假命题,②是假命题
【答案】A
【详解】设,因为,所以,
当时,,
所以在点处的切线的斜率为,
同理可得当时,在点处的切线的斜率为,
所以椭圆在点处的切线的斜率为,
因为,所以,
因为,所以,
所以,
因为,所以,故①是真命题;
因为发出的光线在到达椭圆上的点P后,经过到达点的切线反射后经过点,
所以两次反射后,第一次回到所经过的路程为,
所以,所以,故②是真命题.
故选:.
二、填空题
4.(2025·上海普陀·二模)设,拋物线上的点到的焦点的距离为5,点到轴的距离为3,则的值为 .
【答案】9
【详解】拋物线的准线为,
由点到轴的距离为3,得点的纵坐标,
由点到的焦点的距离为5,得,解得或,而,
所以.
故答案为:9
5.(2025·上海浦东新·三模)短轴长为2,离心率的椭圆的两焦点为,,过作直线交椭圆于A,B两点,则的周长为 .
【答案】
【详解】设椭圆的长半轴长为,短半轴长为,则,
又离心率为,则,解得,
所以周长为.
故答案为:.
6.(2025·上海徐汇·二模)已知双曲线的左焦点为,右焦点为.若双曲线的右支上存在一点,使得直线与以双曲线的实轴为直径的圆相切,切点为线段的中点,则该双曲线的离心率为 .
【答案】
【详解】设中点为,连接,作图如下所示:
在△中,因为分别为的中点,故//,且;
由题可知,,且,故,且;
根据双曲线定义可知,,又,
故在△中,由勾股定理,也即,
整理得,故,也即该双曲线的离心率为.
故答案为:.
7.(2025·上海杨浦·二模)如图,阿基米德椭圆规是由基座、带孔的横杆、两条互相垂直的空槽、两个可动滑块组成的一种绘图工具,横杆的一端上装有铅笔,假设两条互相垂直的空槽和带孔的横杆都足够长,将滑块固定在带孔的横杆上,令滑块在中一条空槽上滑动,滑块在另一条空槽上滑动,铅笔随之运动就能画出椭圆.当之间的距离为厘米时,若需要画出一个离心率为的椭圆,则之间的距离为 .厘米.
【答案】21
【详解】依题意,当滑块在两条空槽的交点处时,长为椭圆的短半轴长,
当滑块在两条空槽的交点处时,长为椭圆的长半轴长,则,
由椭圆的离心率为,得,解得,即,解得,
所以之间的距离为21厘米.
故答案为:21
8.(2025·上海黄浦·三模)抛物线的焦点F,准线l,点A、B是抛物线上两个动点,且满足,设线段的中点M在l上的投影是N,则的最小值为 .
【答案】
【详解】过A作AQ⊥于Q,过B作BP⊥于P,
设、,如图所示,根据抛物线的定义,
可知、,
在梯形中,有,
在中,,
又∵,∴,
∴,
故
的最小值是.
故答案为:.
三、解答题
9.(2025·上海长宁·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,且经过点.
(1)求该椭圆的离心率;
(2)点Q为椭圆上一点,且位于第三象限,若的面积为3,求点Q的坐标;
(3)A,B,C,D是椭圆上不重合的四个点,AB与CD相交于点,且,求的取值范围.
【详解】(1)设椭圆的标准方程为,,,由已知可得,
因为点在椭圆上,所以,
又,所以,,
所以椭圆方程为,
所以;
(2)①,直线的解析式为,
因为的面积为3,所以边上的高为,
过做的平行线,则直线的解析式为,
联立方程组,
解得:或,
所以点的坐标为或;
(3)①若或垂直于轴,则,
②若和不垂直于轴,
设直线的解析式为,点,,
联立方程组,得,
从而,,
,
同理,
,
因为,所以,
综上,的取值范围是.
10.(2025·上海宝山·二模)已知双曲线分别是其左、右焦点,直线与双曲线的右支交于两点.
(1)当直线过点,且时,求的周长;
(2)已知点,若直线的斜率之和为,且,当分别与轴交于点时,求的面积;
(3)已知直线过点,是双曲线上一点且位于第一象限,且满足的点在线段上,若,求点的坐标.
【详解】(1)
根据双曲线定义得:,,
两式相加得,即,
由已知得,所以的周长为,
(2)
设直线的倾斜角分别为,
由已知得,不妨设,则,
则可求得,,
所以直线解得,
直线解得,
所以的面积为.
(3)设,由知
若直线斜率不存在,则,此时与点重合,不符题意,舍去;
设直线方程为:,
与双曲线联立化简得,
显然成立,设交点,
由韦达定理:
由得,
从而,即,
将韦达定理代入
化简得(※),
因为,即,
由已知在双曲线上,得,
从而得代入(※)式,
,
化简得,即,
解得,则点的坐标为.
11.(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.
【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.
12.(2025·上海·一模)已知椭圆 为椭圆 的右焦点,过点的直线 交椭圆 于 、 两点.
(1)若直线 垂直于 轴,求椭圆 的弦 的长度;
(2)设点,当 时,求点的坐标;
(3)设点,记 、 的斜率分别为 和 ,求 的取值范围.
【详解】(1)由题意可知,,
∴,又∵当直线 垂直于 轴时,直线的方程为,
由得,,
∴弦AB的长为.
(2)∵,且直线过点F,
∴,在中,,
∴斜边PF的中点,恰为椭圆的左焦点,
∴,又由椭圆的定义可得,
∴点在线段的垂直平分线上,又在椭圆上,
∴为椭圆的上顶点或下顶点,
∴或.
(3)当直线AB的斜率不存在时,不妨设,
∴,
故;
当直线AB的斜率存在时,设斜率为,则直线AB:,设,
由得,,
∴,
∴,
化简得,
①当, ,当且仅当时等式成立;
②当,,当且仅当时等式成立;
③当,;
综上所述可得,的取值范围为.
13.(2025·上海崇明·一模)已知椭圆,点、分别是椭圆的下焦点和上焦点,过点的直线与椭圆交于A、B两点.
(1)若直线平行于轴,求线段AB的长;
(2)若点A在y轴左侧,且,求直线l的方程;
(3)已知椭圆上的点C满足,是否存在直线l使得的重心在x轴上?若存在,请求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
【详解】(1)由题意,、,所以直线的方程是,
代入中,得,所以
(2)设,则
所以,
又,所以所以点坐标是或,
所以直线的方程是或.
(3)当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
代入中,得,此时,
设、、,
则,所以中点.
又的重心在轴上,所以,
即,故,
因为,所以,
所以,
因为,所以,
所以,所以,
因为点在椭圆上,所以,解得或
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
此时、恰为长轴顶点,点为短轴顶点,满足题意.
综上所述,存在直线l使得的重心在轴上,
其方程为:或或.
14.(2025·上海浦东新·二模)已知椭圆的方程为,右顶点为,上顶点为,椭圆的中心位于坐标原点,两个椭圆的离心率相等.
(1)若椭圆的方程是,焦点在轴上,求的值;
(2)设椭圆的焦点在轴上,直线与相交于点、,若,求的标准方程;
(3)设椭圆的焦点在轴上,点在上,点在上.若存在是等腰直角三角形,且,求的长轴的取值范围.
【详解】(1)由题,椭圆的离心率为,椭圆的离心率为,
解得
(2)由题,,,所以,直线的方程为,
设的方程为,,,
联立直线与椭圆的方程,代入整理得,
,可得,
由韦达定理可得,,
故
,解得.
所以的标准方程为.
(3)由题,设的方程为,
由题意,且,
任取上一点(不与点重合),则,.
设,则,
直线的方程为,故,
代入得,
因为,解得,
由对称性,不妨设,代回直线方程可解得,
而点位于上,所以
,为上任一点,所以为定值,化简得.
设,为上任一点,即有解.
整理得,,
解得,所以 .
故的长轴长.
15.(2025·上海嘉定·二模)已知椭圆C:.F为椭圆的右焦点,过椭圆上一点的直线交椭圆于另一点Q,点M为椭圆上任意一点.
(1)求的最小值;
(2)当直线的斜率为1时,求面积的最大值及此时点M的坐标;
(3)若直线与直线交于点D,点D不在x轴上,Q关于原点的对称点为点R,直线与交于点E,求线段的取值范围.
【详解】(1)
由椭圆方程知,,所以右焦点,
设,则,由代入得:
,
由于,对称轴,
所以,
即的最小值为,此时点为椭圆的右顶点.
(2)
由直线的斜率为1且经过,可得直线方程,
与椭圆联立方程组,消元得:,
解得,则代入得:,所以,
则,
设平行于直线的直线方程为,则与椭圆联立方程组,消元得:
,当此直线与椭圆相切时,满足判别式为,
即,解得,
根据数形结合可得时,满足切点取到面积最大值,
此时方程为,
代入直线得,则,
由点到直线的距离公式得:
,
所以面积的最大值为,
此时点;
(3)
设过点直线为:,与椭圆联立方程组,消元得:
,
由,
再由于交点D不在x轴上,即,
设交点,则有,
代入得:,
由于Q关于原点的对称点为点R,所以,
则直线方程为,与直线相交得:
点纵坐标为,
而直线与直线相交得:
点纵坐标为,
所以可得
当且仅当,即时,取到最小值.
即的取值范围是
16.(2025·上海闵行·二模)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线右支于、两点(点在轴上方),点在双曲线上,直线交轴于点(点在点的右侧).
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)若点,且,求点的坐标;
(3)若的重心在轴上,记、的面积分别为、,求的最小值.
【详解】(1)已知双曲线,则,所以双曲线方程为;
(2)双曲线的右焦点,
又,所以,则,
因为,所以,
则直线,即,
所以,解得,即,
则,所以点的坐标为;
(3)设直线,
,
则,
因为直线过点且与双曲线右支交于、两点,所以,
又因为的重心在轴上,所以,
由点在点的右侧,可得,所以,解得,所以,
而,代入可得,
所以,
代入化简可得:,
所以,
当且仅当时等号成立,所以的最小值为.
17.(2025·上海奉贤·二模)如图1,曲线是与组合的.
(1)过点,求的渐近线方程;
(2),设,,曲线上找一个点,使得达到最小;
(3)若,如图2,存在过点的两条直线,与曲线的交点分别是点、点、点、点,点在第二象限,点在第一象限.是否存在非零实数使得成立,请说明理由.
【详解】(1)将点代入,得,得,
所以,渐近线方程:.
(2)因,则,,
①当时,取到最小值时,点一定在上,
设点,则,
则,
当时,则或时,取最小值,此时或,
当时,当时,取最小值,此时;
②当时,取到最小值时,点一定在上,
设点,则,
则 ,
因,则,
故当时, 取最小值,此时.
综上可知,曲线上存在点,使得达到最小.
(3)设,,
设
由,得,则 ,
由 ,得,则 ,
由,得,则 ,
由,得,则 ,
则
,
同理可得,,
若存在非零实数使得成立,则,即,
即,则或,
若,则或,此时直线或的方程为,不符合题意,
故当且、均不为零时,存在非零实数使得成立
18.(2025·上海杨浦·二模)已知双曲线的标准方程为,点是双曲线右支上的一个动点.
(1)求双曲线的焦点坐标和渐近线方程;
(2)过点分别向两条渐近线作垂线,垂足为点,求的值;
(3)若,如图,过作圆的切线,切点为,交双曲线的左支于点,分别交两条渐近线于点.设,求实数的取值范围.
【详解】(1)双曲线的标准方程为,则,
所以双曲线的焦点坐标为,渐近线方程为;
(2)设,则,
由,解得,所以,
由,解得,所以,
所以,,
所以
,
即.
(3)设切点,则切线的方程为,且,
由,解得,所以,
设,,,,
由,消去得,所以;
由,消去得,所以;
所以,,
所以
,
又,所以,
因为,所以,所以,所以,
即.
19.(2025·上海徐汇·二模)已知抛物线,点是抛物线的焦点.
(1)求点的坐标及点到准线的距离;
(2)过点作相互垂直的两条直线,交抛物线于点、,交抛物线于点、,求证:为定值,并求出该定值;
(3)过点且斜率为的直线交抛物线于两点,设点不在直线上且为的内角平分线,求面积的最大值.
【详解】(1)由已知可得,即,
所以点的坐标为,点到准线的距离为;
(2)由已知可知直线的斜率均存在且不等于并过点,
设的方程为,则的斜率为,设与相交于,
由得,则,,
,同理可得,
所以;
(3)由已知可得直线的方程为,
由,解得,,
不妨令,
则,,
在中,,
在中,,
由及得
设点,于是,
整理得,
所以点在以点为圆心,为半径的圆上(除去与直线的两个交点),
因为圆心在直线上,则点到直线距离的最大值为,
所以面积的最大值为.
20.(2025·上海浦东新·三模)已知曲线,第一象限内点在曲线上.、,连接并延长与曲线交于点,.以为圆心,为半径的圆与线段交于点,记,的面积分别为,.
(1)若,求点的坐标;
(2)若点的坐标为,求证;
(3)求的最小值.
【详解】(1)设,,,
与联立可得,,
,,,
因为,所以,
由可得,故
因为在第一象限,所以,解得,
由得;
(2)由题意得,,故,
,
,
则,即;
(3)由(1)得,,故,
因为,所以,
当时,,,,故,,
,故,所以⊥,,
则,
由对称性可知,
则,
当时,,,
由得,
将其代入中得,
显然,当时,,当时,,
解得,,,
因为,
其中,
由(2)知,
又,故,
故,
所以,
当且仅当,即时等号成立,此时,
由于,
故.
21.(2025·上海浦东新·三模)设有椭圆和直线.椭圆的左、右焦点分别为、.是上位于第一象限内的一点.
(1)当时,求椭圆的离心率;
(2)若且点在直线上,求的值;
(3)设点满足,其中是点到的距离.当变化时,求的最小值.
【详解】(1)由题可知,,
,
所以椭圆的离心率为;
(2)
如图,设,
,
又,
是第一象限上的点,
,即解得,
,
由椭圆的定义知,.
(3)由椭圆的定义知.
,设,
对于每一个固定的设点到的距离为,
利用点到直线距离公式有,
由辅助角公式得,
是第一象限内的一点,
,注意到,
是第一象限的角,
设,
当时为在固定下的最小值,
由题意知对于有解,
,
两边平方可得,
要求的最小值,即求的最大值,
,当时取到.
22.(2025·上海杨浦·三模)已知椭圆的左右焦点分别为,上下顶点分别为,,是面积为1的直角三角形,过焦点的直线交椭圆于、两点(、分别在第一、四象限).
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点,,求椭圆上的动点到点的最大距离;
(3)求四边形面积的取值范围.
【详解】(1)如图,设椭圆的焦距为,
易得,,,
又因为为面积为1直角三角形,,
所以椭圆的离心率.
(2)有第一问知,故椭圆方程为,
设,且,即,
,
其对称轴为,而,当,即时,
在时取得最大值,;
当,即时,
在时取得最大值,.
综上,当时,最大距离为;当时,最大距离为.
(3)设直线的方程为,
联立,消去整理得,
则,.
因为点分别在第一、四象限,
所以,即,
故,解得,
得到四边形的面积为,
,
因为,,
所以,
令,,则,
因为,所以在上单调递增,
故,即四边形面积的取值范围为.
23.(2025·上海·三模)如图,椭圆:,为其右焦点,过点的动直线与椭圆相交于,两点.
(1)若直线经过焦点,求此时线段的长度;
(2)若焦点不在直线上,求周长的最大值及相应直线的方程;
(3)在平面直角坐标系中,是否存在与点不同的定点,使得恒成立?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)依题意,,直线的斜率为,方程为,
由消去得,解得,
所以线段的长.
(2)设椭圆的左焦点为,则,
于是,当且仅当直线过左焦点取等号,
所以周长的最大值为8,此时直线方程为.
(3)存在点满足题意,
假设存在满足题意的定点,当直线平行于轴时,则,,两点关于轴对称,
则点在轴上,不妨设,
当直线垂直于轴时,,,,
解得或(舍去,否则点就是点),即点的坐标为;
对于一般的直线:,也满足题意.
因为,由角平分线定理知,轴为的角平分线,则只需.
设,,则,,
则,消去可得,,
则,,
于是,,
两式相加得,,
即从而,假设成立.
即存在与点不同的定点,使得恒成立.
24.(2025·上海黄浦·三模)在平面直角坐标系中,椭圆,左右焦点分别是,,点A是椭圆上的任意一点,A到原点O的距离最大为.
(1)若面积的最大值为1,求椭圆的表达式;
(2)若,过点A(异于顶点)作长轴的垂线,垂足为M,连接AO并延长交椭圆于另一点B,连接BM交椭圆于另一点C,证明:;
(3)在(2)的条件下,过点A作不经过的直线l,其斜率为k,交椭圆于另一点D,到直线l的距离为d.如果直线、l、的斜率依次成等差数列,求d的取值范围.
【详解】(1)依题意,,解得,
所以椭圆的方程为
(2)设,则,
由,得,直线的斜率分别为,
则,,
因此,即,所以.
(3)当直线的方程为,由,得,
,即,
椭圆左、右焦点,设,
由直线的斜率依次成等差数列,得,
又,则,
化简并整理得:,若,则直线:过点,不符合题意,
则,即,此时,整理得,
因此,解得,记点到直线的距离为,
则,
令,在上单调递减,则,
所以d的取值范围是.
25.(2025·上海·三模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,是椭圆的左焦点,若与椭圆上任一点距离的最大值为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若为椭圆的上顶点,为椭圆上的点,是以为直角顶点的等腰直角三角形,求满足条件的的个数,并说明理由.
(3)若斜率为的直线交椭圆于、两点,为以线段为直径的圆上一点,求的最大值.
【详解】(1)依题意有,解得.
所以离心率.
(2)不妨设直线方程为,代入,
整理得,可得,所以,
将带入得,
由得,
所以,
解得
所以满足条件的的个数是3个.
(3)设直线,设,
联立,得,
所以,所以.
所以,所以的中点为,
所以
又的轨迹是以为圆心,半径的圆,
所以.
令,
记,
又,所以时,.
26.(2025·上海杨浦·一模)如图所示,已知抛物线,点是抛物线上的四个点,其中在第一象限,在第四象限,满足,线段与交于点.记线段与的中点分别为.
(1)求拋物线的焦点坐标;
(2)求证:点三点共线;
(3)若,求四边形的面积.
【详解】(1)因抛物线方程为,则焦点坐标为;
(2)证明:设.
若,则直线AB,CD斜率不存在,
由对称性,可知M,N,H均在x轴上,则三点共线;
若,则直线斜率存在,
直线方程为:,结合,
则,
同理可得方程:,方程:,
BD方程:.设,
因,则.
则直线MN与x轴平行,设直线MN与线段AC,BD交点为.
将代入直线AC方程,
则;
将代入直线BD方程,
则.
注意到
,又,则P,Q两点重合,
即P,Q为线段与交点H,且点三点共线;
(3)由(2),直线MN与x轴平行,
则.
又,同理可得,
又由(2),
则,
由,则,
即.
则
.
如图,过B作MN平行线,交CD为E,则四边形MBEN为平行四边形,
结合,则,.
因,则,结合,
则,又M为AB中点,则N为DE中点.
则,
则四边形的面积.
27.(2025·上海松江·二模)已知椭圆的左右焦点分别为,上下顶点分别为、是面积为的正三角形,过焦点的直线交椭圆于、两点(、分别在第一、四象限).
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点,,求椭圆上的动点到点的最大距离;
(3)求四边形面积的取值范围.
【详解】(1)如图,设椭圆的焦距为,则,
因为,所以中,
又因为为正三角形,所以,即,
所以椭圆的离心率.
(2)由于正三角形的面积为,得到,
解得,,又,得到,故椭圆方程为,
设,且,即,
,
其对称轴为,而,当,即时,
在时取得最大值,;
当,即时,
在时取得最大值,.
综上,当时,最大距离为;当时,最大距离为.
(3)设直线的方程为,
联立,消去整理得,
则,.
因为点分别在第一、四象限,
所以,即,
故,解得,
得到四边形的面积为,
,
因为,,
所以,
令,,则,
因为,所以在上单调递增,
故,即四边形面积的取值范围为.
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