专题6 第7讲 圆锥曲线中的证明与探索性问题 基础课 课时作业-【优化探究】2026年高考数学二轮专题复习配套课件(基础版)
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦解析几何核心考点,涵盖椭圆、抛物线标准方程求解,直线与圆锥曲线位置关系,定点、最值及垂直证明等高考高频题型,对接高考评价体系,通过模拟真题分析考点权重,归纳通性通法,体现备考针对性与实用性。
课件亮点在于“真题情境+解题建模+素养提升”,如椭圆方程用待定系数法,抛物线定点问题结合韦达定理与向量转化,培养学生数学思维与逻辑推理能力。特设易错点警示与答题模板,助力学生掌握得分技巧,教师可据此系统规划复习,提升备考效率。
内容正文:
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1.(2025·江苏常州模拟)已知椭圆C的中心为坐标原点O,对称轴为x轴、y轴,且点(,2)和点(,2)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程.
基础巩固练
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解:设椭圆C的方程为λx2+μy2=1(λ≠μ,λ>0,μ>0),由点(,2)和点(,2)在椭圆C上,得
解得
所以椭圆C的方程为+=1.
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(2)直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于M,N两点,若m=-2k,是否存在定点T(x0,0),使得直线MT,NT的倾斜角互补?若存在,求出x0的值;若不存在,请说明理由.
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解:当m=-2k时,直线l:y=k(x-2),
假设存在点T(x0,0),使得直线MT,NT的倾斜角互补,即直线MT,NT的斜率之和为0,
由消去y得(3k2+4)x2-12k2x+12k2-36=0,
Δ=(12k2)2-4(3k2+4)(12k2-36)=48(5k2+12)>0,设M(x1,y1),N(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=,由+=0,
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得k(x1-2)(x2-x0)+k(x2-2)(x1-x0)=0,而k≠0,即2x1x2-(x0+2)(x1+x2)+4x0=0,
于是-(x0+2)·+4x0=0,整理得=0,解得x0=,所以存在点T(,0),使得直线MT,NT的倾斜角互补.
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2.(2025·浙江杭州模拟)如图,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为e=,左、右焦点分别为F1,F2,左、右顶点分别为A,B,椭圆上有一动点D(异于A,B),E为线段AD的中点,O为坐标原点.直线x=2与直线OE相交于点M.已知△DAF2面积有最大值为.
(1)当点M坐标为(2,-2)时,求|AD|;
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解:由题意得a=c,(a+c)b=,a2=b2+c2,解得a2=2,b2=c2=1,
故椭圆C的方程为+y2=1.
当点M坐标为(2,-2)时,kME=-1,
设E(x0,-x0),则D(2x0+,-2x0).
代入椭圆方程得(x0+1)2+4=1,
解得x0=-或0(舍去),即D(,).
又A(-,0),故|AD|=.
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(2)证明:MF2⊥AD.
证明:设直线AD:x=ty-,与椭圆C方程联立得yD=,xD=.
又A(-,0),故E(,),
则OE:y=-x,则M(2,-t).又F2(1,0),
故直线MF2的斜率==-t,
所以·kAD=(-t)·=-1,故MF2⊥AD.
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3.(2025·河南信阳模拟)某企业生产的玻璃器皿产品中某型号高脚杯的轴截面为抛物线C.如图1所示,往高脚杯中缓慢倒水,当杯中的水深为1 cm时,水面宽度为4 cm;如图2所示,以O为坐标原点建立平面直角坐标系,P,Q是抛物线C上异于点O的两点,且满足·=0.
(1)求抛物线C的方程.
能力提升练
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解:设抛物线的方程为x2=2py(p>0),
由题知点(2,1)在抛物线上,代入抛物线方程,可得22=2p×1,
解得p=2,所以抛物线C的标准方程为x2=4y.
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(2)求证:直线PQ过定点.
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证明:设直线PQ的方程为y=mx+b,P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立得x2-4mx-4b=0,
则x1x2=-4b.因为x2=4y,所以y=x2.
y1y2=·===b2.
因为·=0,所以x1x2+y1y2=0,-4b+b2=0,解得b=4或b=0.
因为PQ不经过点O,所以b=0舍去.
所以直线PQ的方程为y=mx+4,所以直线PQ过定点(0,4).
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(3)过点O作PQ的垂线,垂足为H.是否存在一个定点到点H的距离为定值?如果存在,求出该定点的坐标;如果不存在,请说明理由.
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解:存在定点,理由如下:
由(2)得直线PQ过定点(0,4),过点O作PQ的垂线,垂足为H(图略).
所以OH⊥PQ,定点G(0,4)在PQ上,即OH⊥GH,
故点H在以OG为直径的圆上,圆心为OG的中点.
因为O(0,0),G(0,4),所以OG中点坐标为(0,2),
即为圆心的坐标.
因为圆心(0,2)到圆周上的点H的距离等于半径2,
故存在点(0,2)到点H的距离是定值.
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4.(2025·山东青岛模拟)抛物线C:x2=4y,F为C的焦点,过抛物线外一点N作抛物线C的两条切线,切点分别为A,B.
(1)若点N的纵坐标为-2,求证:直线AB恒过定点;
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证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),N(x0,y0),
由y=x2得y'=x,则直线NA的方程为y-y1=x1(x-x1),
即2(y-y1)=x1x-4y1,即x1x=2(y+y1),
同理,直线NB的方程为x2x=2(y+y2).
又直线NA与直线NB都过N(x0,y0),
则x1x0=2(y0+y1),x2x0=2(y0+y2),
从而A(x1,y1),B(x2,y2)均在直线x0x=2(y0+y)上,
故直线AB的方程为x0x=2(y0+y).又y0=-2,
故直线AB的方程为2(y-2)=x0(x-0),故直线AB恒过定点(0,2).
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(2)若|AB|=2,求△ABN面积的最大值;
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解:联立
得x2-2x0x+4y0=0,
Δ=4-16y0>0,则x1+x2=2x0,x1x2=4y0,
则|AB|=|x1-x2|
=·==2,
于是-4y0=.又点N到直线AB的距离d==,
所以S△ABN=|AB|·d=×2×=≤ (当x0=0时取等号),
则△ABN面积的最大值为.
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(3)若AB过点F,证明:|FA|·|FB|=|FN|2.
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证明:由题意知直线AB的斜率存在,且F(0,1).设直线AB的方程为y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
由得x2-4kx-4=0,
Δ=16k2+16>0,x1+x2=4k,x1x2=-4.
对y=x2求导得y'=x,
所以kNA·kNB=x1·x2=×(-4)=-1,
所以NA⊥NB,
所以直线NA的方程为y-y1=x1(x-x1).
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又y1=,所以直线NA的方程为y=x1x-y1,
同理可得直线NB的方程为y=x2x-y2.
由
所以N(2k,-1),
当k=0时,|FA|=|FB|=2,|FN|=2,
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所以|FA|·|FB|=|FN|2;
当k≠0时,kFN·kAB=k=-1,
所以FN⊥AB.
又因为NA⊥NB,所以△FNA∽△FBN,
所以=,所以|FA|·|FB|=|FN|2.
综上,|FA|·|FB|=|FN|2.
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