第09讲 圆锥曲线经典问题讲义(思维导图+1大知识点+8大题型+过关测试)-2025-2026学年高二数学上学期期末必考题型归纳及过关测试(人教A版)
2026-01-15
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2份
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86页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三章 圆锥曲线的方程 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.58 MB |
| 发布时间 | 2026-01-15 |
| 更新时间 | 2026-01-21 |
| 作者 | 冠一高中数学精品打造 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55963943.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学讲义通过思维导图系统梳理圆锥曲线知识体系,结合15条常用结论进行知识点梳理,按椭圆、抛物线、双曲线的内在逻辑呈现,突出定点、定值等核心重难点,构建清晰知识脉络。
讲义亮点在于“题型归纳举一反三”设计,涵盖斜率和、斜率积等8类经典题型,如斜率和问题中结合例题与变式题引导推理,培养数学思维与运算能力。过关测试分层设置,基础生掌握方法,优秀生深化探究,助力教师精准教学。
内容正文:
第09讲 圆锥曲线经典问题
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:常用结论 4
04 题型归纳,举一反三 6
题型一:斜率和问题 6
题型二:斜率积问题 11
题型三:斜率比问题 17
题型四:数量积问题 24
题型五:单共线与双共线问题 31
题型六:弦中点过定点问题 36
题型七:定直线问题 42
题型八:转韦达结构 50
05 过关测试 55
知识点一:常用结论
1、过椭圆的右焦点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
2、过椭圆的长轴上任意一点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
3、过椭圆的短轴上任意一点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
4、过椭圆内的任意一点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
5、以为直角定点的椭圆内接直角三角形的斜边必过定点
6、以上顶点为直角顶点的椭圆内接直角三角形的斜边必过定点,且定点在轴上.
7、以右顶点为直角顶点的椭圆内接直角三角形的斜边必过定点,且定点在轴上.
8、以为直角定点的抛物线内接直角三角形的斜边必过定点,
9、以为直角定点的双曲线内接直角三角形的斜边必过定点
10、已知是椭圆上的定点,直线(不过点)与椭圆交于,两点,且,则直线斜率为定值.
11、已知是双曲线上的定点,直线(不过点)与双曲线交于,两点,且,直线斜率为定值.
12、已知是抛物线上的定点,直线(不过点)与抛物线交于,两点,若,则直线斜率为定值.
13、为椭圆上一定点,过点作斜率为,的两条直线分别与椭圆交于两点.
(1)若,则直线过定点;
(2)若,则直线过定点.
14、设是直角坐标平面内不同于原点的一定点,过作两条直线,交椭圆于、、、,直线,的斜率分别为,,弦,的中点记为,.
(1)若,则直线过定点;
(2)若,则直线过定点.
15、过抛物线上任一点引两条弦,,直线,斜率存在,分别记为,即,则直线经过定点.
题型一:斜率和问题
【例1】(2025·高二·安徽·月考)已知椭圆的上顶点和两个焦点都在圆上.
(1)求C的方程;
(2)若过C的右焦点F与圆E相切的直线与C交于A,B两点,求;
(3)若过C的右焦点F作两条直线与C在x轴下方分别交于M、N两点,且直线FM,FN的斜率互为相反数,记直线MN的斜率为m,求证:.
【解析】(1)对于圆,
令,可得,解得或,可知椭圆的上顶点为;
令,可得,解得,可知椭圆的焦点为;
则,,则,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)由题意可知:,圆的圆心为,直线与椭圆C必相交,
则,可得直线的斜率,
则直线的方程为,
设,
联立方程,消去y可得,解得或,
所以.
(3)由题意可知:直线的斜率存在且不为0,
设直线,则直线,
联立方程,消去x可得,解得,
即,同理可得,
则,,
可得,
因为,则,
所以.
【变式1-1】(2025·高二·安徽安庆·月考)在平面直角坐标系中,已知双曲线的离心率为,焦距.
(1)求的方程;
(2)双曲线左、右顶点分别为,,直线与的左、右两支分别交于点,,记直线,的斜率分别为,且.
(i)求证:直线过定点;
(ii),直线与交于点,判断并证明直线与的位置关系.
【解析】(1)设双曲线的焦距为2c,则,且,解得,
所以,所以的方程为.
(2)(i)设直线的方程为,
联立与,消去,得,
所以,
由,得,
整理得,
所以,
整理得,所以或,
当时,直线的方程为,过点,不符,故舍去;
当时,直线l的方程为,过点,
所以直线l过定点;
(ⅱ)直线AQ与直线BC的位置关系是平行,理由如下:
因为,所以直线OP方程为:,
又直线BD方程为:,联立与,
解得,即,
因为,所以直线AQ的斜率为,由,
得直线BC的斜率,所以.
【变式1-2】(2025·高二·山东烟台·期末)过抛物线的顶点O,作两条直线交抛物线于异于点O的两点A,B
(1)当,互相垂直时,求证:直线过定点.
(2)当斜率之积为定值s时,求证:直线过定点.
(3)当斜率之和为定值时,求证:直线过定点.
【解析】(1)由题意得,抛物线方程为:,设,
①直线斜率不存在时,设直线的方程为:,,
解得,,由,即,得,
此时直线恒过点;
②直线斜率存在时,设直线的方程为:,
与抛物线方程联立得,需满足,
则,,,,
由互相垂直得,,即,解得:
直线的方程为:,直线恒过点,
综上,直线恒过点;
(2)①直线斜率不存在时,设直线的方程为:,,
将与抛物线联立,得:,
由,即,得,则直线恒过点
②直线斜率存在时,设,,直线的方程为:,
与抛物线方程联立得,需满足,
则,,,,
由得,,,即,解得:
直线的方程为:,直线恒过点
综上,直线恒过点;
(3)由题意知,,结合(2)可知直线斜率存在,
否则直线斜率不存在时,关于x轴对称,则,不符合题意;
设,,直线AB的方程为:,
与抛物线方程联立得,
且,,,
由得,即,
即,,
即,整理得:,即直线AB的方程为:,
直线AB恒过点.
【变式1-3】(2025·高二·甘肃兰州·期末)已知椭圆的离心率为,长轴长为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)点在上,过点的直线交椭圆于,两点(异于点),设直线,的斜率分别为,,证明:为定值.
【解析】(1)因为长轴长为4,所以,解得,
又离心率,解得,
所以,则椭圆的标准方程为.
(2)证明:由题意,直线的斜率存在,且设为k,则直线的方程为,
联立,得,
,解得,
设,由韦达定理得,
又,则
,
所以为定值.
题型二:斜率积问题
【例2】(2025·高二·贵州遵义·期末)设椭圆过点,且离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上顶点,MN为上异于的两点,若直线AM,AN的斜率为,且.求证:以线段MN为直径的圆经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【解析】(1)由椭圆的离心率及,知.
又椭圆过点,所以,解得.
所以椭圆的方程为.
(2)法一:证明:由题意知直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为.
联立方程得.
设,则.
所以
化简得,解得或(舍去).
所以.
所以.
设该圆过一个定点,则,
所以,即.
将代入化简有对任意实数成立,
所以解得.
故以线段MN为直径的圆过定点.
法二:同法一求出直线在y轴上的截距m得直线MN过定点,
以及,.
题目情境关于轴对称,故若以线段MN为直径的动圆过定点,则该定点在轴上.
设定点为,则.
所以,即.
将代入,得.
化简有对任意实数都成立,
即解得.
故以线段MN为直径的圆过定点.
【变式2-1】(2025·高三·山东泰安·期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,长轴长是焦距的2倍,短轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若是椭圆上的两个不同的动点,直线的斜率分别为.
(i)求坐标原点到直线的距离的取值范围;
(ii)设的中点为,点满足,过作轴,过作轴,直线与直线交于点,以为邻边作,求线段长度的取值范围.
【解析】(1)椭圆长轴是焦距的2倍,短轴长为,
,又,,
椭圆的标准方程为,
(2)(i)当直线的斜率不存在时,设直线的方程为
由得
,,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为
由,得
化简得:,,且
(或),
由且(或由且),
得
综上所述,;
(ii)由(i),
点在以原点为圆心,以为半径的圆上
由,
,,
的取值范围为
【变式2-2】(2025·高二·浙江·月考)已知抛物线(),焦点为,对于抛物线上一点,记,已知的最小值为1,将点向上平移个单位长度,得到点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若为坐标原点,直线与的另一个交点为,设直线的斜率分别为,,求的值;
(3)记点到直线的距离为,证明:以为圆心,为半径的圆始终经过定点.
【解析】(1)如下图所示:
设点,则,
因为,所以最小值为,则,
故抛物线的方程为.
(2)由题意可知,直线斜率不为0,
设直线,
联立方程,则.
又,
所以.
(3)设,则,故,所以,
得圆.
化简得,
令,
解得,
所以以为圆心,为半径的圆始终经过定点.
【变式2-3】(2025·高三·安徽·月考)已知椭圆的右焦点为,的上顶点到点的距离为3.
(1)求的方程.
(2)动直线与交于,两点,的中点为.
(i)求点的轨迹方程;
(ii)记点到轴的距离为,点是轴上的定点,的斜率为,的斜率为,若为定值,求点的坐标.
【解析】(1)由已知可得的半焦距,
因为的上顶点到点的距离为3,即,
所以,
故的方程为.
(2)(i)设,,.
由得,
则,,
则点的纵坐标为,横坐标为.
,所以,
代入的表达式,得,整理得,
所以点的轨迹方程为.
(ii)由(i)可知.
设,则,
将,代入上式,
分母为,
所以,
所以.
要使该表达式为定值,必须有,解得,
即点的坐标为.
题型三:斜率比问题
【例3】(2025·高三·浙江·期中)已知双曲线的焦距为4,焦点到渐近线的距离为是双曲线上关于原点对称的两点,且点在第一象限,点的坐标为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若,求的面积;
(3)记直线与双曲线的另一个交点分别为,直线的斜率分别为,是否存在实数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题可知焦点到渐近线的距离为,
又,所以,
则,所以双曲线方程为;
(2)当时,由于是中点,可知,
设,因为
所以,
因为在双曲线上,所以,联立,解得,
则的面积;
(3)由题意:直线,
联立方程组:,
可得:,
由韦达定理:,
由于,即,代入化简得:,
可知的坐标为:,
同理可得,的坐标为:,
则,
即存在实数满足题意.
【变式3-1】(2025·高二·广西·月考)已知是椭圆的右焦点,椭圆的离心率,斜率不为0的直线经过点且与椭圆交于两点.当直线与轴垂直时,弦的长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设分别为椭圆的左、右顶点,设直线的斜率分别为,求;
(3)轴上是否存在一个定点,使得为定值?若存在,求定点的坐标,若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题可知,,
所以,
故椭圆的方程为;
(2)设直线的方程为设,
由得,,
故,
,
,
注意到,即,
故.
(3)假设轴上存在满足条件的定点,
设其坐标为,则,
,
因为为定值,故,
得,定值为,
故轴上存在定点,使得为定值.
【变式3-2】(2025·江苏·模拟预测)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别为,上顶点为是上异于顶点的两点.
(1)求的方程;
(2)若在第一象限,的面积是面积的2倍,求的坐标;
(3)若直线的斜率是直线的斜率的3倍,证明:直线经过定点.
【解析】(1)因为,所以,
因为,所以,
所以的方程为.
(2)
设,则,①
因为的面积是的面积的2倍,
所以,即,②
联立①②,解得,
所以.
(3)显然直线PQ与轴不垂直,设其方程为,
联立消去得,
设,则,
由题意,即.
即.
则
则,
即直线PQ过定点.
【变式3-3】(2025·高二·浙江·期中)已知椭圆的离心率为,左焦点为,左、右顶点分别为,上顶点为,且的外接圆半径为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设斜率存在的直线交椭圆于两点(位于轴的两侧),记直线的斜率分别为,若.
(i)试判断直线是否过定点,若是,求出此定点坐标;若不是,请说明理由;
(ii)设直线与轴的交点为,记与的面积分别为,求的取值范围.
【解析】(1)
如图,连接,因椭圆的离心率为,则,即,
在中,,则,
在中,,由正弦定理得,
解得故,则椭圆的标准方程为.
(2)(i)由题知直线的斜率存在,且不为0,设直线,
联立,消去,可得,
依题意,,即,
设,则,
设直线的斜率为,因为,且,
则,即,
又因为,故,
即有,即(*),
又,所以,
代入(*),可得,
化简得,解得或,
又位于轴的两侧,所以,解得,
所以,故直线的方程,故必过定点.
(ii)由(i)已得直线过定点,
则,,
于是,令,则,由(i)可得,
由,解得,
再代入,可得,
化简得,
因为,所以,即:,
解得,即,
则,故.
【变式3-4】(2025·高二·山东日照·期中)已知椭圆的两个焦点,,过点且斜率不为0的直线与椭圆相交于,两点,的周长等于8.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆的左、右顶点分别为,,过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点,设直线,的斜率为别为,,求证:为定值.
【解析】(1)因椭圆的两个焦点,,所以,
由的周长等于8,得,
即,得.
所以椭圆的标准方程为.
(2)由(1)可知,设直线的方程为,.
将方程代入椭圆方程,得,
化简整理得,,
.
所以,同理.
所以,
若,则,代入根与系数关系得,
即,再消去得,得无解,
故.
所以.
故为定值.
题型四:数量积问题
【例4】(2025·高二·上海浦东新·月考)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,离心率为,短轴长为2,点是上位于第一象限内的一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,,三角形的面积为,三角形的面积为,若,求点的坐标;
(3)设直线与交于另外一点,直线与交于另外一点,为直线上一点,问是否存在实数满足,使得为定值?若存在,求出和定值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由椭圆的短轴长为2可得,,
由离心率为可得,,
又,所以,,
椭圆的方程为.
(2)由(1)可知,,,
所以直线的方程为,即.
设,则……①,且,
,
点到直线的距离,
,
因为,所以……②,
联立①②,且,解得,.
故点的坐标为.
(3)设,,,.
直线的方程为,
由,得,
有,解得,,
所以,
当时,直线的方程为,
由,得,
所以,解得,,
所以,经检验,当时,结论也成立,
由,得,
,
,
.
所以
,
令,解得,
此时,
故存在满足条件,此时,定值为.
【变式4-1】(2025·高二·浙江宁波·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,点是椭圆上的点,且轴.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点是椭圆的右顶点,过点的直线交椭圆于另一点,且,求直线的方程;
(3)设过点的动直线(不与轴重合)与椭圆有两个交点,在轴上是否存在定点,使得恒成立?若存在,求出点纵坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)因为轴,点是椭圆上的点,
所以,解得,所以椭圆的方程为.
(2)如图,因为,
所以直线,且.
因为,所以点到直线的距离为.
设点所在直线为,
则,解得或12.
联立得方程组,消去可得,该方程无实数解;
联立得方程组,解得或,即或.
又由两点式可得直线的方程为或.
(3)存在.如图,设动直线的方程为,.
联立得方程组,消去得.
则.
又,
所以
因为对任意的实数恒成立,故,
解得,
故点纵坐标的取值范围为.
【变式4-2】(2025·高二·河南·月考)已知动点与定点的距离和M到定直线的距离的比是常数.
(1)设动点M的轨迹是曲线C,求曲线C的方程并指出曲线C是什么曲线;
(2)已知点P为曲线C上任意一点,是圆的直径,求的取值范围.
【解析】(1)因为,,,
所以由题意得 ,
两边平方并化简,得,所以,
所以曲线C的方程为,曲线C是椭圆;
(2)由圆N的方程知,圆N的圆心为,半径为2,
设,则,所以,
因为是圆N的直径,所以,
所以,
因为,
所以,
因为,所以,
即的取值范围是.
【变式4-3】(2025·高三·河南·月考)设椭圆:的两焦点分别为,,其中是坐标原点,为半焦距.
(1)若为椭圆的右端点,且满足,求的值.
(2)若直线:与椭圆存在交点,求使取得最小值时椭圆的方程.
(3)已知点,对(2)中求得的椭圆,是否存在斜率为的直线与椭圆相交于不同的两点,,且线段的中点满足?若存在,求出该直线斜率的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)因为椭圆,由于,可得:椭圆的焦点在轴,
即得:,,因此半焦距,
又椭圆的右端点的坐标为,由,可得:.
(2)根据椭圆定义,,因此要使最小,只需最小,即取得最小值.
联立方程:,得:,整理得:.
由于直线:与椭圆存在交点,因此可得:,
整理得:,令,则不等式变为,
解得:或,又,所以,即,可得.
综上可得:,当且仅当时等号成立.
所以当取得最小值时椭圆的方程为.
(3)由(2)可知椭圆方程为,
如图,设直线方程为,,,为的中点.
联立方程:,得:,
由于直线与椭圆交于不同两点,
,
所以.
由韦达定理可得:,则,又,得:.
由于,所以,
即,整理得:,
若时,恒不成立,故.
又,代入可得,整理得,
即,解得(无解)或,即得或.
综上可得:直线斜率的取值范围.
题型五:单共线与双共线问题
【例5】(2025·云南·模拟预测)在平面直角坐标系中,圆的方程为,点,点是圆上任意一点,线段的垂直平分线交半径于点,当点在圆上运动时,点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设与轴交于.两点(点在点上方),过点的直线(不与轴重合)与交于两点,直线与直线交于点.
(i)证明:点在定直线上;
(ii)设,,求的最大值.
【解析】(1)
如图,由题意知,,可知,所以,
可得点的轨迹是以为焦点,长轴长为的椭圆,
设椭圆的方程为,则,
所以的方程为;
(2)①:
由题知,可设直线方程为,.
联立,得,且,
所以,
所以,
如图,,直线的方程为,
直线方程为,
联立两方程得,
所以,则点的纵坐标恒为4,即点在定直线上.
②:
由①有,设,又,且,
则,则,
,
故当时,的最大值为1.
【变式5-1】(2025·高二·江苏宿迁·月考)如图,已知椭圆,记分别是的左、右焦点,是的上顶点,连接并延长交椭圆于点,过作轴的垂线交椭圆于另一点,连接.
(1)若,求;
(2)若点的坐标为,且,求直线的斜率.
【解析】(1)由条件可知,,,则,
因为,所以,
由对称性可知,;
(2)设,,,
由,可知,
所以,得,
因为点,则,
所以,所以,则,
所以,
所以直线的斜率为;
【变式5-2】(2025·高二·湖北荆州·月考)已知椭圆过点,左焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆相交于两点,线段的中点为,点在椭圆上,满足(为坐标原点),求证:的面积为定值,并求出该定值.
【解析】(1)由题意知:,解得:,,
椭圆的方程为:.
(2)
设,,,
由得:,
,,,
,,即;
,,
在椭圆上,,;
,
原点到直线的距离,
,
的面积为定值,定值为.
【变式5-3】(2025·四川南充·模拟预测)如图,已知椭圆的左,右焦点分别为,离心率为,长轴长为.
(1)求的方程;
(2)过焦点的直线交于,两点,过焦点的直线交于,两点,且轴,.
(i)求的值;
(ii)设线段的中点为为坐标原点,求的取值范围.
【解析】(1)由椭圆的长轴长为,得,由离心率为,得椭圆的半焦距,
则,所以椭圆的方程为.
(2)(i)设,则,且,而,
依题意,,直线方程为,
由消去得,
则,解得,由,得;
直线方程为,由,得,
则,解得,由,得,
所以.
(ii)由(i)得,
则线段的中点,,
令,则,,
所以的取值范围是.
题型六:弦中点过定点问题
【例6】(2025·高二·甘肃酒泉·月考)已知抛物线的焦点为F,过点F的直线l交C于A,B两点,过点F与l垂直的直线交C于D,E两点,M,N分别为AB,DE的中点,证明:直线MN过定点.
【解析】因为抛物线的焦点为F,所以,
由题意可知:直线l与直线DE的斜率都存在,且均不为0,
设直线l的方程为,,,
联立方程,消去x化简得,
则,,
可得,,即,
同理可得:,
若点M,N的横坐标相等,即,解得,
此时直线MN的斜率不存在,直线MN的方程为;
若点M,N的横坐标不相等,即,
则直线MN的斜率,
可得直线MN的方程为,
所以直线MN过点.
综上所述:直线MN过定点.
【变式6-1】(2025·高二·江苏连云港·期中)在直角坐标系中,点到直线的距离比到点的距离大1,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过的直线交曲线于两点,过与直线垂直的直线交曲线于,两点,其中在轴上方,,分别为,的中点.
求证:(ⅰ)直线过定点;
(ⅱ)直线,的交点在定直线上.
【解析】(1)因为直线和距离为1,
由题意点到直线的距离与到点的距离相等,
由抛物线的定义可得动点的轨迹方程为:
(2)
设,,,,
(ⅰ)设直线的方程为,的方程为,因为直线与直线垂直,所以,
联立得,
则,,,,
所以,
同理可得
当时,:,
即
,
因为,所以直线的方程为,
故当时,,此时过定点,
当时,由得,此时直线的方程为,同样经过点,
所以直线过定点,该定点为.
(ⅱ)由抛物线方程得,,
则:,
同理可得:,
联立得,
即,
由,同理,
故,
所以,
即直线,的交点在定直线上.
【变式6-2】(2025·高三·黑龙江哈尔滨·月考)已知椭圆的离心率为,过点,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线交曲线于,两点,过点与垂直的直线交曲线于,两点,其中,在轴上方,,分别为,的中点.
(i)证明:直线过定点;
(ii)求面积的最大值.
【解析】(1)由题意可得,,,,
解得,
故椭圆的标准方程为;
(2)(i)由题意可知,直线斜率存在且不为,则设,
故,
联立,得,,
设,
则,,
则,,
则,,
则直线的斜率的倒数为,
则直线的方程为
,
则直线恒过定点;
(ii)由(i)可得,
令,则,求导得
令,则
对称轴为,,故存在使得,
则得;得;
则在上单调递减,在上单调递增,
因,
则当时,;当时,;
故在上单调递增,在上单调递减,
因此,当时,面积有最大值.
【变式6-3】已知抛物线的焦点为F,过F的直线l交C于A,B两点,过F与l垂直的直线交C于D,E两点,其中B,D在x轴上方,M,N分别为AB,DE的中点.
(1)证明:直线MN过定点;
(2)设G为直线AE与直线BD的交点,求面积的最小值.
【解析】(1)证明:由,故,由直线AB与直线CD垂直,
故两直线斜率都存在且不为0,
设、、、、、,
则,且同时满足,
同理,且同时满足,
所以,则,
所以,
又直线MN方程为,
所以
,
所以直线MN过定点.
(2)由(1)知,直线AB的方程为,
即,
又直线AB过点,所以,
同理,,又直线DE过点,所以,
直线AE的方程为①,
直线BD的方程为②,
将直线AE的方程转化为,即,
和直线BD的方程,联立得:.
所以点G的横坐标为,即直线AE与BD的交点在定直线上.
由于,故,且,
同理,所以MN轨迹方程为,
过点G作轴,交直线MN于点Q,
则,
故,当且仅当时等号成立,
此时,,,
下证,即证,,
由抛物线的对称性,不妨设,则,
当时,有,则点G在x轴上方,点Q亦在x轴上方,有,
由直线MN过定点,此时,
同理,当时,有点G在x轴下方,点Q亦在x轴下方,有,
故此时,
当且仅当时,,故恒成立,
故,
题型七:定直线问题
【例7】(2025·高二·河北·月考)平面直角坐标系中,已知圆的半径为2,圆心在轴的非负半轴上,直线与圆相切.
(1)求圆的方程;
(2)设,过点作斜率为的直线,交圆于、两点,设、是圆与轴的两个交点(在的上方).
①求四边形面积的最大值;
②证明:直线与的交点在定直线上.
【解析】(1)设圆心为,,则圆的方程为,
圆心到直线的距离,解得或(舍去),
所以圆的方程为.
(2)由(1)可知,,设的方程为,,,
联立,消去并整理得,
则,,
①四边形的面积,
令,则,所以,
易知函数在单调递增,所以当(即时),取到最小值,此时面积取到最大值,故.
②证明:直线的方程为,直线的方程为,
消去得:,
由韦达定理可知,将此式代入上式得,,
即,解得,
即直线与的交点在定直线上.
【变式7-1】(2025·高二·山西阳泉·期末)已知椭圆的两个焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过点的直线与椭圆交于两点,求证:的内心在一条定直线上.
【解析】(1)因为椭圆两个焦点为,所以,则,
又点在椭圆上,所以,即,
两式联立,解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)由题意可知直线的斜率存在,且不为0,设直线的方程为,
联立,得,
则,得,
设,则,
设直线的斜率分别为.
所以,
因为,
所以恒成立,则直线的倾斜角互补,即的平分线总垂直于轴,
所以的内心在定直线上.
【变式7-2】(2025·高二·云南·期末)已知双曲线实轴端点分别为、,右焦点为,离心率为,过点的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点的直线与双曲线交于、两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;若不在,请说明理由.
【解析】(1)因为双曲线的离心率为,可得,则,
则,可得,则,
因此,双曲线的方程为.
(2)若直线与轴重合,则点、为双曲线实轴的端点,不合乎题意,
设直线的方程为,设点、,
联立可得,
则,可得,
由韦达定理可得,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得
,解得.
因此,点在定直线上.
【变式7-3】(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期末)一个动圆Q与圆外切,与圆内切,设圆心Q的轨迹为曲线C,过点作斜率为k的直线l交曲线C于A,B两点.
(1)求曲线C的方程;
(2)在y轴上求异于的点P,使得对于任意的直线l,都有;
(3)设,分别为曲线C的上、下顶点,直线与直线交于点M,若曲线C在点A处的切线交y轴于点N,试判断直线AB与直线MN的交点H是否在一条定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
设动圆的半径为,
圆与圆外切,与圆内切,
,,
,,
,的轨迹是以,为焦点的椭圆,
且,即,,
的轨迹方程为.
(2)在y轴上求异于的点P,设,
当时,两点关于轴对称,满足,故符合题意;
当时,设过点作斜率为的直线的方程为,
将代入中得到,
整理得,
设,
则,
对于任意的直线l,都有,为的角平分线,
,
,
,,
,,
,,
,,
,,
综上可知,在y轴上存在异于的点,使得对于任意的直线l,都有;
(3),,分别为曲线C的上、下顶点,
,设,
则在点处的切线方程为,
将代入,解得,则,
将代入得,则
,直线的方程为,
,直线的方程为,
将代入,得,
解得,即,
即,即为的横坐标,
将代入,
即,
即,
即,即为的纵坐标,
故,,
,
,,,
将代入,
得,
直线的方程为,
直线的方程为,解得,
将代入直线得,
,
,
,
,
,
,
将代入,
得,
,,
直线AB与直线MN的交点的纵坐标为定值,
直线AB与直线MN的交点在定直线上.
题型八:转韦达结构
【例8】(2025·高二·辽宁·月考)已知动点到定点的距离比它到直线的距离小,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线交于A,B两点,点,直线,直线的斜率分别为,.若,求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
【解析】(1)因为动点到定点的距离比它到直线的距离小,
所以动点到直线的距离与到点的距离相等,
根据抛物线的定义,点的轨迹是以为焦点,直线为准线的抛物线,
设抛物线方程为,所以,则,
所以曲线的方程为.
(2)由题意知直线的斜率存在,设,,直线的方程为,
联立,消去得,
则,,.
所以
,
又,所以,即,
即直线的方程为,即,
令,解得,所以直线过定点.
【变式8-1】(2025·高二·山东·月考)如图,椭圆,且过,离心率.圆,点P为直线上一个动点.
(1)求椭圆W的标准方程;
(2)过点P作椭圆W的两条切线,切点分别为,证明:直线过定点;(参考公式:若为椭圆上的点,则椭圆在Q处的切线方程为)
(3)若直线与圆O相切于点M,且交椭圆W于两点,证明:为定值.
【解析】(1)由题意,得,解得,所以椭圆W的标准方程为.
(2)设点,
则切线的方程分别为.
将代入,得到,
点的坐标满足方程,则直线的方程为.
对于任意实数t,当时,恒有,即直线过定点,
所以直线过定点.
(3)圆,圆心为,半径为,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为.
由直线与圆O相切于点M,得,
圆心到直线的距离,
又因为,,所以,解得.
由,整理得.
则,
,
所以
.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为或,
联立解得,
所以,所以.
所以为定值.
【变式8-2】(2025·高二·江苏淮安·期末)在平面直角坐标系中,已知点,点P的轨迹为曲线C,过点的直线l与曲线C交于A,B两点(A,B两点均在y轴左侧).
(1)求曲线C的方程;
(2)若点A在x轴上方,且,求直线l的方程;
(3)过点A作x轴的平行线m,直线m与直线交于点M,线段的中点为N,若直线l与直线交于点Q,求证:点Q恒在一条定直线上.
【解析】(1)因为,
所以点P的轨迹是以为焦点的双曲线,且焦距为,实轴长为,
所以,则,
因此双曲线C的方程为;
(2)设,则,
因为点A在x轴上方,且,所以易知直线的斜率存在,且斜率大于零,
因此可设直线的方程为:,
由,得,即,
所以①,②,,
又,所以③
由①③得,代入②可得,即,解得(负值舍去),
因此直线的方程为:,即;
(3)同(2)设,直线的方程为:,
则;
因为直线m过点A与x轴平行,所以直线的方程为;
又,则直线的方程为,
由,得,
则,所以,
即,
所以,
因此直线的方程为:,
因为点Q是直线l与直线的交点,
由,得,解得,
所以点Q的横坐标是,因此点Q恒在定直线上.
1.(2025·重庆·模拟预测)已知平面内一定点,定直线,现有一动点满足到直线的距离与到点的距离之比为2 .
(1)求动点的轨迹的标准方程;
(2)已知点在上,动直线与轨迹交于,Q两点(不同于H),记的斜率分别为,若,求证:直线过定点
【解析】(1)设点,由题意有,整理得,
化简得,所以动点的轨迹标准方程为;
(2)先考察直线,此时,且,满足题意,
若该定点存在,则必在轴上,记为,
设为,,联立直线与椭圆的方程,
所以,则,
所以,,
所以
所以,则分子、分母中关于的系数对应成比例,
所以,可得,该定点为.
2.(2025·高二·北京·月考)在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为且短轴长为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过定点的直线与椭圆交于,两点,若,求直线与直线的斜率之积.
【解析】(1)由得
∴椭圆C的标准方程为
(2)若直线的斜率不存在,即直线方程为:,
易得, ,又
此时点与点重合,故直线不存在,不符合题意;
故直线的斜率必存在.
设,,,
联立得:,
,则,
∴,,
∵,
代入,,
,
即直线与直线的斜率之积为.
3.(2025·高三·湖北·月考)在平面直角坐标系中,已知,动点满足直线和直线的斜率之积是.
(1)求动点的轨迹方程,并指出该轨迹是什么曲线;
(2)当时,为的轨迹上的两个动点,记直线的斜率分别为,若,试判断直线是否过定点,若过定点,求出该定点;若不过定点,请说明理由.
【解析】(1)设点,则由题意可得:,整理可得
所以点的轨迹方程为:.
当时,该轨迹表示双曲线(去掉点);
当或时,该轨迹表示椭圆(去掉点);
当时,该轨迹表示圆(去掉点).
(2)当时,点的轨迹方程为,
由点在双曲线上得,由轨迹定义可知,
则,又,所以.
方法一:依题直线斜率不为0,
设直线方程为
联立方程组,
整理得
则
又
即,
代入韦达定理可得:,
解得或(舍去);所以直线的方程为,
即直线过定点.
方法二:依题直线不过点,则设直线方程为
方程化为,
整理有
联立直线方程,利用代换1齐次化:
整理可得:,
从而,解得,
所以直线的方程为,即
所以直线过定点.
4.(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期中)已知双曲线的渐近线方程为,与轴的正、负半轴分别交于,两点,过点的直线与的右支交于,两点.
(1)若直线的斜率存在,求出直线斜率的取值范围;
(2)探究:是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由(其中,分别表示直线,的斜率);
(3)若直线,交于点,且,求直线斜率的取值范围.
【解析】(1)双曲线的渐近线方程为,
又双曲线的渐近线方程为,所以,
易知直线的斜率不为,设,,直线的方程为,
联立双曲线与直线消元整理得,
所以,解得,
再由斜率存在以及可得,的取值范围为;
(2)依题意,,,结合(1)由韦达定理可知,
,,
于是,
因此
,
即是定值,定值为;
(3)由(2)可知,,
令,则,
所以直线与直线的方程分别为,,
由,解得,即交点的横坐标为,
故
,
又,即,即,
又,即,解得或,
又,所以,
故的取值范围为.
5.如图,椭圆有两顶点、,过其焦点的直线l与椭圆交于C,D两点,并与x轴交于点P.直线AC与直线BD交于点Q.当点P异于A,B两点时,求证:为定值.
【解析】由题意,,则,
所以椭圆标准方程为,设P的坐标为,Q的坐标为,
设,,,
因为椭圆过二次曲线AC,BD与二次曲线AB,CD的四个交点A,C,B,D有:
四点的曲线系方程为,
xy的系数:,y的系数:,
联立,解得,,
则,为定值.
6.(2025·高三·北京东城·月考)如图,已知椭圆的左,右焦点分别为,,离心率为,长轴长为.
(1)求E的方程;
(2)过焦点的直线交E于A,B两点,过焦点的直线交E于C,D两点,且轴,,,求的值.
【解析】(1)由椭圆的长轴长为,得,所以,
因为离心率为,所以,所以,
则,所以椭圆的方程为.
(2)设,因为轴,则,且,而,,
依题意,,直线方程为,
由消去得,
则,解得,
因为,所以;
直线方程为,由,得,
则,解得,
因为,所以,
所以.
7.(2025·湖南永州·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点和右顶点分别为,.
(1)求的方程.
(2)已知过点的直线与交于两点,过点且与垂直的直线与交于两点,在轴的上方,分别为的中点,直线与交于点.
(i)求证:直线过定点;
(ii)求面积的最小值.
【解析】(1)设的半焦距为,由题意知,
由椭圆的几何性质知,,
,则,
,
,故的方程为.
(2)(i)由(1)知,,由题意知,直线与坐标轴不垂直,
设,直线,
将代入,整理得,
,
,
,同理可得,
,
∴直线,即,
∴直线过定点.
(ii)如图,连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,连接.
分别为的中点,
,则,
,故.
由(i)知,,
同理可得,,
,
当且仅当,即时,等号成立,
面积的最小值为.
8.(2025·高三·河南新乡·开学考试)已知抛物线仅经过中的一点.
(1)求的方程;
(2)过的焦点作两条互相垂直的直线,分别交于点和点,设线段的中点分别为,求证:直线过定点.
【解析】(1)抛物线关于轴对称,而点关于轴对称,
若点之一在抛物线上,则另一点必在该抛物线上,不符合题意,
因此点必在抛物线上,,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)知,抛物线的焦点,显然直线都不垂直坐标轴,
设直线的方程为,则直线的方程为,
由消去得,设,
则,线段的中点,
同理得线段的中点,当时,直线斜率,
直线方程为,整理得,直线过定点,
当时,或,直线过定点,
所以直线过定点.
9.(2025·新疆·模拟预测)已知双曲线:的两条渐近线互相垂直,,分别为左右焦点,过的直线分别交双曲线左支于A,B两点,当轴时,.
(1)求双曲线G的方程;
(2)过点A作直线的垂线,垂足为D.
(i)求证:直线过定点;
(ii)求面积的最小值.
【解析】(1)的两渐近线方程为,
由题意得,故,
,中,令得,故,
又,故,结合得,
所以双曲线G的方程为;
(2)由题意得,故,
过的直线分别交双曲线左支于A,B两点,故过的直线斜率不为0,
设过的直线方程为,联立得,
设,,
故,,
需满足,解得,
,故直线的斜率为,直线方程为,
由对称性分析可知直线过的定点在轴上,
故中,令得
,
又,将其代入上式中得,
故直线过定点;
(ii),由于直线过定点,,
其中,
所以
,
令,因为,所以,故,,
所以,由于在上单调递减,
故在上单调递增,故当时,取得最小值,
最小值为.
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第09讲 圆锥曲线经典问题
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:常用结论 4
04 题型归纳,举一反三 6
题型一:斜率和问题 6
题型二:斜率积问题 7
题型三:斜率比问题 8
题型四:数量积问题 10
题型五:单共线与双共线问题 11
题型六:弦中点过定点问题 13
题型七:定直线问题 14
题型八:转韦达结构 16
05 过关测试 18
知识点一:常用结论
1、过椭圆的右焦点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
2、过椭圆的长轴上任意一点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
3、过椭圆的短轴上任意一点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
4、过椭圆内的任意一点作两条互相垂直的弦,.若弦,的中点分别为,,那么直线恒过定点.
5、以为直角定点的椭圆内接直角三角形的斜边必过定点
6、以上顶点为直角顶点的椭圆内接直角三角形的斜边必过定点,且定点在轴上.
7、以右顶点为直角顶点的椭圆内接直角三角形的斜边必过定点,且定点在轴上.
8、以为直角定点的抛物线内接直角三角形的斜边必过定点,
9、以为直角定点的双曲线内接直角三角形的斜边必过定点
10、已知是椭圆上的定点,直线(不过点)与椭圆交于,两点,且,则直线斜率为定值.
11、已知是双曲线上的定点,直线(不过点)与双曲线交于,两点,且,直线斜率为定值.
12、已知是抛物线上的定点,直线(不过点)与抛物线交于,两点,若,则直线斜率为定值.
13、为椭圆上一定点,过点作斜率为,的两条直线分别与椭圆交于两点.
(1)若,则直线过定点;
(2)若,则直线过定点.
14、设是直角坐标平面内不同于原点的一定点,过作两条直线,交椭圆于、、、,直线,的斜率分别为,,弦,的中点记为,.
(1)若,则直线过定点;
(2)若,则直线过定点.
15、过抛物线上任一点引两条弦,,直线,斜率存在,分别记为,即,则直线经过定点.
题型一:斜率和问题
【例1】(2025·高二·安徽·月考)已知椭圆的上顶点和两个焦点都在圆上.
(1)求C的方程;
(2)若过C的右焦点F与圆E相切的直线与C交于A,B两点,求;
(3)若过C的右焦点F作两条直线与C在x轴下方分别交于M、N两点,且直线FM,FN的斜率互为相反数,记直线MN的斜率为m,求证:.
【变式1-1】(2025·高二·安徽安庆·月考)在平面直角坐标系中,已知双曲线的离心率为,焦距.
(1)求的方程;
(2)双曲线左、右顶点分别为,,直线与的左、右两支分别交于点,,记直线,的斜率分别为,且.
(i)求证:直线过定点;
(ii),直线与交于点,判断并证明直线与的位置关系.
【变式1-2】(2025·高二·山东烟台·期末)过抛物线的顶点O,作两条直线交抛物线于异于点O的两点A,B
(1)当,互相垂直时,求证:直线过定点.
(2)当斜率之积为定值s时,求证:直线过定点.
(3)当斜率之和为定值时,求证:直线过定点.
【变式1-3】(2025·高二·甘肃兰州·期末)已知椭圆的离心率为,长轴长为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)点在上,过点的直线交椭圆于,两点(异于点),设直线,的斜率分别为,,证明:为定值.
题型二:斜率积问题
【例2】(2025·高二·贵州遵义·期末)设椭圆过点,且离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上顶点,MN为上异于的两点,若直线AM,AN的斜率为,且.求证:以线段MN为直径的圆经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【变式2-1】(2025·高三·山东泰安·期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,长轴长是焦距的2倍,短轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若是椭圆上的两个不同的动点,直线的斜率分别为.
(i)求坐标原点到直线的距离的取值范围;
(ii)设的中点为,点满足,过作轴,过作轴,直线与直线交于点,以为邻边作,求线段长度的取值范围.
【变式2-2】(2025·高二·浙江·月考)已知抛物线(),焦点为,对于抛物线上一点,记,已知的最小值为1,将点向上平移个单位长度,得到点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若为坐标原点,直线与的另一个交点为,设直线的斜率分别为,,求的值;
(3)记点到直线的距离为,证明:以为圆心,为半径的圆始终经过定点.
【变式2-3】(2025·高三·安徽·月考)已知椭圆的右焦点为,的上顶点到点的距离为3.
(1)求的方程.
(2)动直线与交于,两点,的中点为.
(i)求点的轨迹方程;
(ii)记点到轴的距离为,点是轴上的定点,的斜率为,的斜率为,若为定值,求点的坐标.
题型三:斜率比问题
【例3】(2025·高三·浙江·期中)已知双曲线的焦距为4,焦点到渐近线的距离为是双曲线上关于原点对称的两点,且点在第一象限,点的坐标为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若,求的面积;
(3)记直线与双曲线的另一个交点分别为,直线的斜率分别为,是否存在实数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【变式3-1】(2025·高二·广西·月考)已知是椭圆的右焦点,椭圆的离心率,斜率不为0的直线经过点且与椭圆交于两点.当直线与轴垂直时,弦的长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设分别为椭圆的左、右顶点,设直线的斜率分别为,求;
(3)轴上是否存在一个定点,使得为定值?若存在,求定点的坐标,若不存在,请说明理由.
【变式3-2】(2025·江苏·模拟预测)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别为,上顶点为是上异于顶点的两点.
(1)求的方程;
(2)若在第一象限,的面积是面积的2倍,求的坐标;
(3)若直线的斜率是直线的斜率的3倍,证明:直线经过定点.
【变式3-3】(2025·高二·浙江·期中)已知椭圆的离心率为,左焦点为,左、右顶点分别为,上顶点为,且的外接圆半径为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设斜率存在的直线交椭圆于两点(位于轴的两侧),记直线的斜率分别为,若.
(i)试判断直线是否过定点,若是,求出此定点坐标;若不是,请说明理由;
(ii)设直线与轴的交点为,记与的面积分别为,求的取值范围.
【变式3-4】(2025·高二·山东日照·期中)已知椭圆的两个焦点,,过点且斜率不为0的直线与椭圆相交于,两点,的周长等于8.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆的左、右顶点分别为,,过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点,设直线,的斜率为别为,,求证:为定值.
题型四:数量积问题
【例4】(2025·高二·上海浦东新·月考)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,离心率为,短轴长为2,点是上位于第一象限内的一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,,三角形的面积为,三角形的面积为,若,求点的坐标;
(3)设直线与交于另外一点,直线与交于另外一点,为直线上一点,问是否存在实数满足,使得为定值?若存在,求出和定值;若不存在,请说明理由.
【变式4-1】(2025·高二·浙江宁波·月考)已知椭圆的左、右焦点分别为,点是椭圆上的点,且轴.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点是椭圆的右顶点,过点的直线交椭圆于另一点,且,求直线的方程;
(3)设过点的动直线(不与轴重合)与椭圆有两个交点,在轴上是否存在定点,使得恒成立?若存在,求出点纵坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
【变式4-2】(2025·高二·河南·月考)已知动点与定点的距离和M到定直线的距离的比是常数.
(1)设动点M的轨迹是曲线C,求曲线C的方程并指出曲线C是什么曲线;
(2)已知点P为曲线C上任意一点,是圆的直径,求的取值范围.
【变式4-3】(2025·高三·河南·月考)设椭圆:的两焦点分别为,,其中是坐标原点,为半焦距.
(1)若为椭圆的右端点,且满足,求的值.
(2)若直线:与椭圆存在交点,求使取得最小值时椭圆的方程.
(3)已知点,对(2)中求得的椭圆,是否存在斜率为的直线与椭圆相交于不同的两点,,且线段的中点满足?若存在,求出该直线斜率的取值范围;若不存在,请说明理由.
题型五:单共线与双共线问题
【例5】(2025·云南·模拟预测)在平面直角坐标系中,圆的方程为,点,点是圆上任意一点,线段的垂直平分线交半径于点,当点在圆上运动时,点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设与轴交于.两点(点在点上方),过点的直线(不与轴重合)与交于两点,直线与直线交于点.
(i)证明:点在定直线上;
(ii)设,,求的最大值.
【变式5-1】(2025·高二·江苏宿迁·月考)如图,已知椭圆,记分别是的左、右焦点,是的上顶点,连接并延长交椭圆于点,过作轴的垂线交椭圆于另一点,连接.
(1)若,求;
(2)若点的坐标为,且,求直线的斜率.
【变式5-2】(2025·高二·湖北荆州·月考)已知椭圆过点,左焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆相交于两点,线段的中点为,点在椭圆上,满足(为坐标原点),求证:的面积为定值,并求出该定值.
【变式5-3】(2025·四川南充·模拟预测)如图,已知椭圆的左,右焦点分别为,离心率为,长轴长为.
(1)求的方程;
(2)过焦点的直线交于,两点,过焦点的直线交于,两点,且轴,.
(i)求的值;
(ii)设线段的中点为为坐标原点,求的取值范围.
题型六:弦中点过定点问题
【例6】(2025·高二·甘肃酒泉·月考)已知抛物线的焦点为F,过点F的直线l交C于A,B两点,过点F与l垂直的直线交C于D,E两点,M,N分别为AB,DE的中点,证明:直线MN过定点.
【变式6-1】(2025·高二·江苏连云港·期中)在直角坐标系中,点到直线的距离比到点的距离大1,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过的直线交曲线于两点,过与直线垂直的直线交曲线于,两点,其中在轴上方,,分别为,的中点.
求证:(ⅰ)直线过定点;
(ⅱ)直线,的交点在定直线上.
【变式6-2】(2025·高三·黑龙江哈尔滨·月考)已知椭圆的离心率为,过点,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线交曲线于,两点,过点与垂直的直线交曲线于,两点,其中,在轴上方,,分别为,的中点.
(i)证明:直线过定点;
(ii)求面积的最大值.
【变式6-3】已知抛物线的焦点为F,过F的直线l交C于A,B两点,过F与l垂直的直线交C于D,E两点,其中B,D在x轴上方,M,N分别为AB,DE的中点.
(1)证明:直线MN过定点;
(2)设G为直线AE与直线BD的交点,求面积的最小值.
题型七:定直线问题
【例7】(2025·高二·河北·月考)平面直角坐标系中,已知圆的半径为2,圆心在轴的非负半轴上,直线与圆相切.
(1)求圆的方程;
(2)设,过点作斜率为的直线,交圆于、两点,设、是圆与轴的两个交点(在的上方).
①求四边形面积的最大值;
②证明:直线与的交点在定直线上.
【变式7-1】(2025·高二·山西阳泉·期末)已知椭圆的两个焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过点的直线与椭圆交于两点,求证:的内心在一条定直线上.
【变式7-2】(2025·高二·云南·期末)已知双曲线实轴端点分别为、,右焦点为,离心率为,过点的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点的直线与双曲线交于、两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;若不在,请说明理由.
【变式7-3】(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期末)一个动圆Q与圆外切,与圆内切,设圆心Q的轨迹为曲线C,过点作斜率为k的直线l交曲线C于A,B两点.
(1)求曲线C的方程;
(2)在y轴上求异于的点P,使得对于任意的直线l,都有;
(3)设,分别为曲线C的上、下顶点,直线与直线交于点M,若曲线C在点A处的切线交y轴于点N,试判断直线AB与直线MN的交点H是否在一条定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
题型八:转韦达结构
【例8】(2025·高二·辽宁·月考)已知动点到定点的距离比它到直线的距离小,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线交于A,B两点,点,直线,直线的斜率分别为,.若,求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
【变式8-1】(2025·高二·山东·月考)如图,椭圆,且过,离心率.圆,点P为直线上一个动点.
(1)求椭圆W的标准方程;
(2)过点P作椭圆W的两条切线,切点分别为,证明:直线过定点;(参考公式:若为椭圆上的点,则椭圆在Q处的切线方程为)
(3)若直线与圆O相切于点M,且交椭圆W于两点,证明:为定值.
【变式8-2】(2025·高二·江苏淮安·期末)在平面直角坐标系中,已知点,点P的轨迹为曲线C,过点的直线l与曲线C交于A,B两点(A,B两点均在y轴左侧).
(1)求曲线C的方程;
(2)若点A在x轴上方,且,求直线l的方程;
(3)过点A作x轴的平行线m,直线m与直线交于点M,线段的中点为N,若直线l与直线交于点Q,求证:点Q恒在一条定直线上.
1.(2025·重庆·模拟预测)已知平面内一定点,定直线,现有一动点满足到直线的距离与到点的距离之比为2 .
(1)求动点的轨迹的标准方程;
(2)已知点在上,动直线与轨迹交于,Q两点(不同于H),记的斜率分别为,若,求证:直线过定点
2.(2025·高二·北京·月考)在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为且短轴长为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过定点的直线与椭圆交于,两点,若,求直线与直线的斜率之积.
3.(2025·高三·湖北·月考)在平面直角坐标系中,已知,动点满足直线和直线的斜率之积是.
(1)求动点的轨迹方程,并指出该轨迹是什么曲线;
(2)当时,为的轨迹上的两个动点,记直线的斜率分别为,若,试判断直线是否过定点,若过定点,求出该定点;若不过定点,请说明理由.
4.(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期中)已知双曲线的渐近线方程为,与轴的正、负半轴分别交于,两点,过点的直线与的右支交于,两点.
(1)若直线的斜率存在,求出直线斜率的取值范围;
(2)探究:是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由(其中,分别表示直线,的斜率);
(3)若直线,交于点,且,求直线斜率的取值范围.
5.如图,椭圆有两顶点、,过其焦点的直线l与椭圆交于C,D两点,并与x轴交于点P.直线AC与直线BD交于点Q.当点P异于A,B两点时,求证:为定值.
6.(2025·高三·北京东城·月考)如图,已知椭圆的左,右焦点分别为,,离心率为,长轴长为.
(1)求E的方程;
(2)过焦点的直线交E于A,B两点,过焦点的直线交E于C,D两点,且轴,,,求的值.
7.(2025·湖南永州·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点和右顶点分别为,.
(1)求的方程.
(2)已知过点的直线与交于两点,过点且与垂直的直线与交于两点,在轴的上方,分别为的中点,直线与交于点.
(i)求证:直线过定点;
(ii)求面积的最小值.
8.(2025·高三·河南新乡·开学考试)已知抛物线仅经过中的一点.
(1)求的方程;
(2)过的焦点作两条互相垂直的直线,分别交于点和点,设线段的中点分别为,求证:直线过定点.
9.(2025·新疆·模拟预测)已知双曲线:的两条渐近线互相垂直,,分别为左右焦点,过的直线分别交双曲线左支于A,B两点,当轴时,.
(1)求双曲线G的方程;
(2)过点A作直线的垂线,垂足为D.
(i)求证:直线过定点;
(ii)求面积的最小值.
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