内容正文:
专题02 圆锥曲线定点、定值、定直线问题
目录
A题型建模・专项突破
题型一、椭圆中的定点 1
题型二、椭圆中的定值 12
题型三、椭圆中的定直线 23
题型四、双曲线中的定点 30
题型五、双曲线中的定值 38
题型六、双曲线中的定直线 46
题型七、抛物线中的定点 51
题型八、抛物线中的定值 58
B综合攻坚・能力跃升
题型一、椭圆中的定点
1.(25-26高二上·上海·期末)已知椭圆,直线与椭圆交于两点.
(1)求;
(2)点,过点向椭圆引切线,切点为,求直线的方程;
(3)设过点的直线交椭圆于两点,过且平行于轴的直线与线段交于点,点满足.问:直线是否过定点?若是,请求出此定点;若不是,请说明理由.
【详解】(1)设,
由,得,即,化简得;
所以,
所以;
(2)显然过点向椭圆引的切线的斜率均存在,设,,
由,得,
所以,化简得;
,,
所以,即,;
所以,即,又点在直线上,所以;
同理,又点在直线上,所以;
所以直线的方程为,即;
(3)设,
①当直线的斜率不存在,即轴时,直线的方程为,与椭圆联立得;
设,则直线的方程为,
代入直线,得;
又,所以为的中点,所以,
所以的斜率,
所以直线为,即;
②当直线经过时,直线的斜率为,直线的方程为;
由,得,即,
所以或,所以或;
如图,取,所以,所以;
又为的中点,所以,所以;
所以的斜率,所以直线为,即;
③当直线的斜率存在,设直线的方程为,即,
由,得,
,解得或;
,,
,
由,得,,
又,所以,所以;
又为的中点,所以,所以;
所以的斜率,
所以直线为;
由①②知,当直线的斜率不存在时其方程为;
当直线的斜率为时其方程为;
由,得交点坐标为,所以若直线过定点则定点为;
现只要证明点满足即可,
即证,
即证,
即证,
即证,
即证,
即证,
即证,
即证,
即证,
即证,上式显然成立,
综上,直线过定点.
2.(25-26高二上·上海·期中)已知椭圆的标准方程为 ,定点,直线l与椭圆交于两点且不过原点.
(1)求椭圆的焦点坐标,并且指出椭圆上的任意一点到椭圆右焦点的距离的取值范围(直接写出结果,可以不用证明);
(2)若,求证:直线l经过定点,并求出定点的坐标;
(3)若直线的斜率分别为,且 求面积的取值范围.
【详解】(1)椭圆方程为,
,
,则,
焦点坐标为,
椭圆的长半轴为,
椭圆上的任意一点到椭圆右焦点的距离.
(2)
直线l与椭圆交于两点且不过原点,设直线的方程为,
联立椭圆方程得,
设点,
,
,,
,
即,整理得,
即,
若,则直线方程为,过点,与与不重合矛盾,舍去;
若,则直线方程为,过定点.
(3)
直线l与椭圆交于两点且不过原点,设直线的方程为,
联立椭圆方程得,
,
设点,
,
,是上的点,
,,
,
,
,
,
,
,化简得,解得,
,
,
,
,
,
直线不过原点,
,
,
令,则,
当,即时在坐标轴上,不合题设,
当时,,当或2时,,
面积的取值范围是.
3.(24-25高二上·上海·月考)已知椭圆分别为椭圆的左、右顶点,分别为左、右焦点,直线交椭圆于两点(不过点).
(1)若为椭圆上(除外)任意一点,求直线和的斜率之积.
(2)若,求直线的方程;
(3)若直线与直线的斜率分别是、,且,求证:直线过定点,并求出此定点.
【详解】(1)在椭圆中,左、右顶点分别为,
设点,则 .
(2)设,由已知可得,,
由得,化简得,
代入可得,
联立解得,
由得直线过点,,
所以,所求直线方程为.
(3)设,易知直线的斜率不为,设其方程为(),
联立,可得,
由,得.
由韦达定理,得.,.
可化为,
整理即得,
,由,
进一步得,化简可得,解得,
直线的方程为,恒过定点.
4.(24-25高二下·上海·月考)已知椭圆,短轴长为2,左、右焦点分别为,过点的直线与椭圆交于两点,其中分别在轴上方和下方,,直线与直线交于点,直线与直线交于点.
(1)若的周长是,求椭圆的方程.
(2)在(1)的条件下,定点在轴的负半轴,过的动直线交椭圆的于点,以为直径的圆恒过轴上方的定点,求点的坐标.
(3)若,求实数的取值范围.
【详解】(1)由题设,可得,
又,可得,故;
(2)设,,,过点的直线,
联立,可得,
所以,,
由题意得,即,
所以,
整理得,
由为任意实数得,可得,,即,
当直线的斜率不存在时,为椭圆的短轴,满足条件,
综上,;
(3)由题设,易知点、分别为、的重心,
设,设点 , ,
根据重心性质及面积公式得,
,
而,则,
,故.
设直线,联立椭圆方程得,
消元得,则,
所以,,令,
由在上单调递增,在上单调递减,则,
所以,
所以,得对任意恒成立,
所以,,故.
5.(24-25高二下·上海嘉定·期中)已知椭圆的离心率为,以的短轴为直径的圆与直线相切.直线过右焦点且不平行于坐标轴,与有两交点A,B.
(1)求的方程;
(2)若椭圆上存在点,使得四边形为平行四边形,求此时直线的方程;
(3)在轴上是否存在点使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【详解】(1)由椭圆的离心率为得:,即有,
由以C的短轴为直径的圆与直线相切得:,
联立解得,,所以的方程是.
(2)设直线的方程为,联立,消去得,
,
则恒成立,
设,,,由四边形为平行四边形,
,
,
点P在椭圆上,,解得,即,
当四边形OAPB为平行四边形时,直线l的方程为.
(3)由,则,即,
则,则,
由(2),,
所以,
化简得,又,故.
6.(24-25高二下·上海·期中)已知 是椭圆 上一个动点, 是椭圆的左焦点,若 的最大值和最小值分别为 和 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2) 是 轴正半轴上的一点,求 的最大值.
(3)若动直线 与 交于点 ,点 是 轴正半轴上异于点(1,0)的一定点, 若直线 的倾斜角分别为 ,且存在实数 使得 恒成立,求点 的坐标及 的值.
【详解】(1)由条件可知,,,得,
所以,
所以椭圆的标准方程为;
(2)设,,
,
,,,
当时,即,此时在区间单调递减,所以的最大值为当时,此时,
当时,即,此时在区间的最大值为当,
综上可知,时,的最大值为,时,的最大值为当;
(3)设,(且),,,
将与联立,得,
则,,
因为,,
所以,所以为定值,
因为
,
当时,,为定值,
,
所以,.
题型二、椭圆中的定值
7.(25-26高二上·上海浦东新·期中)已知椭圆.定义第次操作为:经过上的点作斜率为的直线与交于另一点,记关于轴的对称点为,若与重合,则操作停止;否则一直继续下去.
(1)若,求;
(2)若,点是椭圆上一点,且位于轴的上方,是椭圆的两个焦点,是等腰三角形,求点的坐标;
(3)若是在第一象限与不重合的一点,求证:的面积为定值,并求出该定值.
【详解】(1)当时,椭圆,
因为,所以直线为,即,
代入椭圆方程,得,即,
当时,所以,
因为与关于轴对称,所以,所以.
(2)若,则椭圆,焦点为,则,
因为是等腰三角形.
当时,点在椭圆的短轴上顶点,故;
当时,设,则 ①
因为在椭圆上,所以 ②
由①、②得到,解得,(舍去) ,所以.
所以;
当时,根据椭圆的对称性得到;
综上得,点的坐标为,,
(3)证明:设斜率,过点的直线的方程为 ,
即;
联立方程
得到
设由韦达定理 ,所以,代入,得到,所以
所以,
根据与的坐标关系,由坐标得到,
所以;
由两点间的距离公式得到
所以由点斜式得到直线的方程为: ,即
点到直线的距离为 ,
所以的面积为
因为点在椭圆上,所以 ,所以,将其代入三角形面积公式得到.
所以的面积为定值.
8.(24-25高二下·上海金山·期末)已知椭圆的长轴为,椭圆的离心率,左右焦点分别记作、,且,过、分别作直线、交椭圆于、(在轴上方),且;
(1)求此椭圆方程.
(2)当直线的斜率与直线的斜率都存在时,求证:为定值.
(3)求四边形面积的最大值.
【详解】(1)设,,
,得到;
又因为,所以,,.
即椭圆方程为.
(2)设,,根据对称性,有,因为,都在椭圆上,
所以,,二式相减得,,
所以为定值.
(3)由题意得,直线的倾斜角不为,由对称性得四边形为平行四边形,
,
,设直线的方程为,代入,
得.显然,,.
所以 ,
设,所以,.
所以.
当且仅当即时等号成立,所以.
所以平行四边形面积的最大值为.
9.(24-25高二下·上海·期末)已知椭圆:()的焦距为,上、下顶点分别为、,点关于直线的对称点在椭圆上,过点的直线与椭圆相交于两个不同的点、.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的取值范围;
(3)当与相交于点时,试问点的纵坐标是否为定值?若是,则求出该定值;若否,请说明理由.
【详解】(1)因为点关于直线的对称点为,且在椭圆上,
所以,又因为又,故,则,
则椭圆的方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,,此时;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,
联立,消去整理得,
由题意可得,化简得,
则由根与系数关系得,
所以
,
又因为,所以,
综上所述:.
(3)点的纵坐标为定值,证明如下:
由题意得,:,
将两直线方程联立,消去得,
由(2)可得,
从而得,
故点的纵坐标为定值.
10.(24-25高二下·上海崇明·期末)如图,已知椭圆的左焦点为,点P是椭圆C上位于第一象限的点,M, N是y轴上的两个动点(点M位于x轴上方),满足且,线段PN交x轴于点Q.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若点M的坐标为,求点P的坐标;
(3)求证:为定值.
【详解】(1)由条件可知,,,则,
所以椭圆的离心率;
(2),,设,,,
因为,所以,即,即
设,,,
由题意可知,,得,,
则;
(3)设,,设,,,,
由,所以,得,
,,,
由,所以,且,
化简得,又,
所以,即
所以,得,
.
11.(24-25高二下·上海宝山·期末)已知椭圆的图像经过点
(1)若椭圆的焦距为,求椭圆的方程;
(2)为椭圆的右焦点,过点作轴的垂线与椭圆在第一象限交于点,点与点关于原点对称,连接,当取得最大值时,求椭圆的离心率;
(3)若椭圆经过点,点是椭圆上的动点,直线与椭圆交于两点,为的中点,且满足,则的面积是否为定值?若是,请求出该值;若不是,请说明理由.
【详解】(1)由已知条件可知,
从而,
所以椭圆的方程;
(2)设,则,
则,
从而.
设直线的倾斜角分别为则
,
当且仅当,即时取等号,
此时,即,
所以,
从而,解得(舍负),
所以当取得最大值时,椭圆的离心率为;
(3)由已知椭圆经过点可得,
从而椭圆的方程;
①当直线与轴不垂直时,设,
联立方程组,
得.
由题意可知.
设,则,所以
,
由可知,
设,则有,
,
因为点,在椭圆上,
所以,
整理得,
此时,,
点到直线的距离,
所以的面积
,
②当直线与轴垂直时,,,
,
,
.
综上可和,的面积为定值.
12.(24-25高二下·上海松江·月考)已知直线l:与椭圆Γ:相交于A,B两点,其中点A在第一象限,M是椭圆上的动点,
(1)当时,求的大小;
(2)若点M,A关于y轴对称,当的面积最大时,求直线MB的方程;
(3)设直线MA,MB与x轴分别交于P,Q两点时,求证:为定值.
【详解】(1)由椭圆与联立方程组可得:,
即交点A,B两点坐标分别为所以;
(2)
设,则,则,
又因为在椭圆上,
所以,利用基本不等式可得
则,当且仅当时,取等号,即,
则,所以;
(3)
设,
则,令,
可分别求出交点坐标:,
则,又因为,
代入得:,
故为定值.
13.(24-25高二下·上海虹口·期末)在平面直角坐标系中,分别为椭圆的左、右焦点.
(1)若的离心率为,且,求的方程;
(2)若过原点的直线,与相交于两点,是上异于的任意一点,求证:直线的斜率之积是定值;
(3)设直线的一个法向量为是上任意一点,对于平面内的一定点,定义.证明:若,则直线与椭圆相切.
【详解】(1)由题意得,所以的方程为.
(2)
由题意得关于原点对称,设,,
因为在椭圆上,所以,
所以,即,
所以,即直线的斜率之积是定值.
(3)①当直线的斜率不存在时,
设其方程为,则它的一个法向量为.
设的坐标分别为,
所以,
所以
所以.
因为,所以,故直线与椭圆相切.
②若直线的斜率存在,设其方程为,则它的一个法向量为.
设,则,
所以,
所以.
由得,
,
因为,
所以,
所以直线与椭圆只有一个交点,故直线与椭圆相切.
综上,当时,直线与椭圆相切.
题型三、椭圆中的定直线
14.已知椭圆,点为椭圆外一点.
(1)过原点作直线交椭圆于、两点,求直线与直线的斜率之积的范围;
(2)当过点的动直线与椭圆相交于两个不同点、时,线段上取点,满足,证明:点总在某定直线上.
【详解】(1)设,,
则,
所以,
因为,所以,所以,
所以;
(2)若直线的斜率不存在,则直线的方程为,此时直线与椭圆无公共点,不合乎题意.
所以,直线的斜率存在,设,即,
联立,得,
由得,
设、,则,,
设,由,得(考虑线段在轴的射影),
所以,
于是,整理得,
又,代入上式,得,所以点总在定直线上.
15.如图,在平面直角坐标系中,椭圆的离心率是,曲线是抛物线在椭圆内的一部分,抛物线的焦点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是上的动点,且位于第一象限,在点处的切线与交于不同的两点,,线段的中点为,直线与过且垂直于轴的直线交于点.求证:点在定直线上,并求出直线的方程;
(3)若满足(2)的直线与轴交于点,记的面积为,的面积为,求的最大值及取得最大值时点的坐标.
【详解】(1)抛物线的焦点,因为在椭圆上,所以,
又因为离心率,所以,椭圆的方程为;
(2)设,,因为,所以,
在点的切线的方程,即,
设,,,由,得,
由,得,
且,,因此,将其代入,
得,所以,所以直线的方程为,
由,解得点的纵坐标为,所以点在定直线上;
(3)直线的方程为,令,得,所以,
又,,,所以,
,
,设,
则,
当,即时,取到最大值,
此时,满足,所以点的坐标为.
16.(22-23高二上·上海杨浦·期末)已知椭圆和双曲线的焦距相同,且椭圆经过点,椭圆的左、右顶点分别为、,动点在椭圆上且异于点、,直线、与直线分别交于点、.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求线段长的最小值;
(3)如图,设直线与轴交于点,过点作直线交椭圆与、,直线与交于一点,证明:点在一条定直线上.
【详解】(1)解:双曲线的焦距为,
所以,椭圆的焦点分别为、,
由椭圆定义可得,,,
因此,椭圆的标准方程为.
(2)解:设点,则且,易知点、,
,
设直线的方程为,直线的方程为,其中,
设点、,则,可得,,
所以,,
当且仅当时,等号成立,故线段长的最小值为.
(3)解:易知点,当直线与轴重合时,、为椭圆长轴的顶点,不合乎题意,
设直线的方程为,设点、,
联立可得,,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、的方程可得,
解得,
因此,点在直线上.
17.在平面直角坐标系中,已知椭圆,过点作直线l与椭圆交于A,B两点.
(1)若是直线l的一个法向量,求直线l的标准方程;
(2)若的面积为,求直线l的方程;
(3)在线段上取点Q,使得,求证:点Q在一条定直线上.
【详解】(1)直线l的一个法向量为,则直线l的斜率为
又直线l过点,所以直线l的方程为:,即
(2)根据题意直线l的斜率不为0,则其方程为:
设
所以,可得
所以,即
,
,即
设,则
所以,即,解得 或
即或
经检验,或都满足
所以直线l的方程为:或
即直线l的方程为:或
(3)设
根据题意,Q点在之间,不妨设点在点的左侧.
当直线l与椭圆交于A,B两点,A,B两点轴上方时,
由
则,即
所以,则
同理当A,B两点轴下方时,也有成立.
所以当直线l的斜率不为0时,有,
由(2)有
当直线l的斜率为0时,即A,B两点为椭圆的左右顶点,即
所以满足的点为
综上所述: 满足条件的点Q在直线上.即点Q在一条定直线上.
18.如图,已知椭圆M:经过圆N:与x轴的两个交点和与y轴正半轴的交点.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若点P为椭圆M上的动点,点Q为圆N上的动点,求线段PQ长的最大值;
(3)若不平行于坐标轴的直线交椭圆M于A、B两点,交圆N于C、D两点,且满足求证:线段AB的中点E在定直线上.
【详解】(1)因为圆:,令,则或,所以圆与轴正半轴的交点为;
令,则,即圆与轴的两个交点为,
因为椭圆经过圆与轴的两个交点和与轴正半轴的交点,所以,
即椭圆的方程为:;
(2)由(1)可设,
则点到圆的圆心的距离为:
,
当且仅当时,等号成立;
又点为圆上的动点,由圆的性质可得:
(其中为圆的半径);
(3)设,,直线的方程为,
由消去得,
整理得:,
所以,所以,
所以中点的坐标为:;
因为直线交圆于点,,且,
因此也是的中点;
根据圆的性质可得:,
所以,即,整理得,
所以,因此点在定直线上.
题型四、双曲线中的定点
19.(23-24高二下·上海·月考)如图:双曲线的左、右焦点分别为,,过作直线交轴于点.
(1)当直线平行于的斜率大于的渐近线时,求直线与的距离;
(2)当直线的斜率为时,在的右支上是否存在点,满足?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;
【详解】(1)双曲线,焦点在轴上,,
则双曲线左、右焦点分别为,,渐近线方程为,
当直线平行于的斜率大于的渐近线时,则直线的方程为,即,
又渐近线为,
所以直线与的距离.
(2)不存在,理由如下:
当直线l的斜率为1时,直线方程为,因此,
又,所以,
设的右支上的点,则,
由得,
又,联立消去得,
因为,但是,,所以此方程无正根,
因此,在的右支上不存在点,满足.
20.(24-25高二下·上海松江·月考)已知双曲线,设其左、右顶点分别为,中心为.
(1)求双曲线的焦点;
(2)斜率为的直线交双曲线于两点,且,求弦长;
(3)设双曲线右支上两点满足直线与在轴上的截距之比为,判断直线是否过定点,并说明理由.
【详解】(1)由双曲线,易知,则,
所以双曲线的焦点为.
(2)由题意设直线l的方程为,且,
联立直线l和双曲线方程得,消并整理得,
所以,且,
则,
因为,则,即,
,则,
,解得,
弦长
.
(3)由题意得,则设直线的方程为,则直线的方程为,
联立直线与双曲线的方程得,整理得,
,则,
联立直线与双曲线的方程得,整理得,
,则,
.
若直线过定点,由对称性得定点在x轴上,设定点为,
则,即,化简得,
,解得,
直线MN过定点.
【点睛】
21.(24-25高二上·上海·月考)已知双曲线C:的离心率为,且过点
(1)求双曲线C的方程;
(2)过左焦点F且倾斜角为的直线交双曲线于A,B两点,求线段长;
(3)若P,Q是双曲线C上的两点,M是C的右顶点,且直线与的斜率之积为,证明:直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
【详解】(1)由题意可得,
解得,
所以双曲线C的方程为.
(2)
由(1)可得,,所以直线方程为,
设,
联立,消去并整理可得,
,
,
所以.
(3)
当直线的斜率存在时,设其方程为,且设,
联立可得,消去并整理可得,
,
,
又,所以,
所以,整理可得,
又代入到上式可得,
整理可得,
代入韦达定理可得,
化简并整理可得,即,
解得或,
当时,直线的方程为,此时过点,不符合题意舍去;
当时,直线的方程为,此时过定点;
当直线的斜率不存在时,设直线方程为,
由解得,
所以,
,解得,
此时定点在直线上,
综上,直线恒过定点.
22.(23-24高二上·上海·期末)已知双曲线:的左右顶点分别为、.
(1)求以、为焦点,离心率为的椭圆的标准方程;
(2)直线过点与双曲线交于、两点,若点恰为弦的中点,求出直线的方程;
(3)动直线:恒过,且与双曲线的交于、两点(异于),点(常数)是轴上的一个定点,若恒有成立,求实数的值.
【详解】(1)由题意可得,,,则,
又,,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)设,,点为中点,则,,
又因为两点在双曲线上,
可得,两式相减得,
化简整理得,即,
所以直线的方程为,即.经检验,满足题意
(3)由动直线恒过点,可得,即直线,
设,,联立直线与双曲线,
,消去整理得,
因为直线与双曲线Γ的交于M、N两点,
所以,,
则,,
由,得,即,
即,整理得,
即,当时,上式成立,当时,得,
所以当时,恒有成立.
23.(22-23高二下·上海宝山·月考)已知椭圆的方程为,双曲线的左、右焦点分别是的左、右顶点,而的左、右顶点分别是的左、右焦点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线有两个不同的交点和,且(其中为原点),求的范围;
(3)对于(2)中的点和,在轴上是否存在点使为等边三角形,若存在请求出的值;不存在则说明理由.
【详解】(1)设双曲线的方程为,则,再由得,
故的方程为.
(2)将代入得
由直线与双曲线交于不同的两点得:
,且①
,,则,
,
又,得,,
即,解得:②,故的取值范围为.
(3)当时,点坐标为,即,
此时,点到的距离,显然不合题意;
当时,线段的中垂线方程为,
令,得,由①知,且,
由(2)知:
点到的距离,且,
即,,满足范围,
故.
24.(22-23高二上·上海浦东新·期末)已知双曲线,设其左、右顶点分别为A,B,中心为O.
(1)求双曲线的焦距和虚轴长;
(2)斜率为的直线交双曲线于C,D两点,且,求弦长;
(3)设双曲线右支上两点M,N满足直线AM与BN在y轴上的截距之比为1∶3,判断直线MN是否过定点,并说明理由.
【详解】(1)
,
故,
所以焦距为,虚轴长为.
(2)设直线,
则,消元得,
成立,
由韦达定理可得,由于,故,
即,化简可得,
所以,解得,
由弦长公式可得.
(3)设,故由截距之比可设,
由,消元得,
所以,故,
由,消元得,
所以,故
故,,
若直线MN过定点,根据对称性在x轴设定点为,
则,化简可得,
故,解得,
即直线MN过定点.
题型五、双曲线中的定值
25.(24-25高二下·上海金山·期中)已知双曲线的离心率为2,实轴长为4,过点的直线l与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)是否存在l,使得P恰好是线段AB的中点?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由;
(3)l与直线交于点Q,设,,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【详解】(1)因为的实轴长为4,所以,解得,又因为C的离心率为2,所以,所以,所以的方程为.
(2)由题意直线l的斜率存在,假设存在直线l满足条件,设,,
则,,所以,
即,
因为P为线段AB的中点,所以,,
所以,所以,即直线l的斜率为3,
所以直线l的方程为y=3x-2.
联立,消去y并整理得,
,
所以直线l与C无公共点,这与直线l与C交于A,B两点矛盾,
故不存在直线l,使得P恰好是线段AB的中点.
(3)由题可知直线l的斜率存在,
设直线的方程为,即,
联立得,
,且,
解得,且,
由韦达定理得,①,
设,由在直线上,得,即②,
由在直线l上,得③,
由,得,
即,解得,
同理,由,得,
结合①②③,得
,故为定值0.
26.(24-25高二下·上海金山·月考)已知双曲线的右焦点为F,右顶点为A,过焦点F的直线与的右支交于P,Q两点,直线,分别与直线交于M,N两点,记的面积为,的面积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)求证:为定值;
(3)求的取值范围.
【详解】(1)由题意得,,∴.
(2)证明:由题意知,,
设直线的方程为,,
联立方程组,得,
因为过焦点F的直线与的右支交于P,Q两点,故,.
则,,
则;
当直线斜率不存在时,,,,
故为定值.
(3)由题意可得,
直线的方程为,则,
直线的方程为,则,
则.
所以,
由于.即,,故,
当直线斜率不存在时,,,直线方程为,
直线方程为,可得,,,
综上的取值范围为.
27.(24-25高三上·上海黄浦·期末)双曲线的左、右焦点分别为、(),过点的直线与右支在轴上方交于点.
(1)若,点的坐标为,求的值;
(2)若,且是等比数列,求证:直线的斜率为定值;
(3)设直线与左支的交点为,,当且仅当满足什么条件时,存在直线,使得成立.
【详解】(1)依题意,将,代入中,
解得,则;
(2)
依题意知,可设直线,代入中,
整理得:(*),
如图,因,故点的横坐标为恰是方程(*)的解,
则,
整理得:,即,
因是等比数列,则,代入此式,可得,即得,
因过点的直线与右支在轴上方交于点,故得,即直线的斜率为定值;
(3)
如图,因点在双曲线右支上,则,即,
故由可得,
又因点直线与左支的交点,故,则,
在中,设,由余弦定理,,
因为,所以,
所以,
故当且仅当满足时,存在直线,使得成立.
28.(23-24高二下·上海·期末)已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.过的左焦点F作直线交的左支于A、B两点.
(1)求双曲线的方程.
(2)若,试问:是否存在直线l,使得点M在以AB为直径的圆上?若存在求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
(3)点,直线交直线于点.设直线、的斜率分别、,求证:为定值.
【详解】(1)由双曲线的离心率为,且在双曲线上,
可得,解得,所以双曲线的方程为.
(2)双曲线的左焦点为,
当直线的斜率为0时,此时直线为,与双曲线左支只有一个交点,不符合题意,
当直线的斜率不为0时,设,
由,消去得,
显然,,
设,则,得,
于是,
,
即,因此与不垂直,
所以不存在直线,使得点在以为直径的圆上.
(3)由直线,得,
则,又,
于是
,
而,即有,且,
所以,即为定值.
29.(23-24高二下·上海青浦·期末)已知双曲线的图像经过点,点分别是双曲线的左顶点和右焦点.设过的直线交的右支于两点,其中点在第一象限.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线分别交直线于两点,证明:为定值;
(3)是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【详解】(1)由双曲线C:的图像经过点得:,解得:,
所以双曲线C的标准方程为:;
(2)
由(1)中所求可得点,的坐标分别为,
又双曲线渐近线为,显然直线的斜率不为零,
故设其方程为,,
联立双曲线方程可得:,
设点的坐标分别为,
则,
,
;
又直线方程为:,令,则,
故点的坐标为;
直线方程为:,令,则,
故点的坐标为;
则
故为定值.
(3)当直线斜率不存在时,
对曲线,令,解得,
故点的坐标为,此时,
在三角形中,,故可得,
则存在常数,使得成立;
当直线斜率存在时,
不妨设点的坐标为,,直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,
则,,
假设存在常数,使得成立,即,
则一定有:,也即;
又;;
又点的坐标满足,则,
故
;
故假设成立,存在实数常数,使得成立;
综上所述,存在常数,使得恒成立.
题型六、双曲线中的定直线
30.(24-25高二下·上海宝山·月考)已知双曲线的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.记的左、右顶点分别为、.
(1)求双曲线的方程;
(2)双曲线上任意一点(不与、重合),求证:为定值;
(3)过点的直线与的左支交于、两点,直线与交于点.证明:点在定直线上.
【详解】(1)设双曲线的方程为,
由题意可得,解得,所以,双曲线的方程为.
(2)由(1)可得、,设,则,可得,
因为,,所以,为定值.
(3)设点、,
若直线与轴重合,此时,直线与双曲线的交点为双曲线的左、右顶点,不合乎题意,
设直线的方程为,
联立可得,
由于直线与双曲线的左支有两个不同的交点,
则,解得,
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:
,
由可得,即,据此可得点在定直线上运动.
31.(24-25高二下·上海·月考)已知,,等轴双曲线:的左、右顶点分别为、,左、右焦点分别为、,且.点为双曲线的左支上异于点的一个动点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若,求点的坐标;
(3)设点,直线交双曲线的右支于点.试判断直线与直线的交点是否在一条定直线上?若是,请求出该直线的方程;若不是,请说明理由.
【详解】(1)由题意:.
所以双曲线的方程为:.
(2)因为,所以在以为圆心,以为半径的圆上.
由或.
所以或.
(3)如图:
因为与不重合,所以直线的斜率不为0,
故可设直线的方程为,,.
因为点在双曲线的左支上,故或.
联立得:.
.
故,,
则,故.
易得,,
则,所以直线的方程为,
,所以直线的方程为:,
故点的横坐标满足:,显然,
由题意得:,,
则,
则.
故点在定直线上.
32.(24-25高三上·上海·期中)已知双曲线C的中心为坐标原点,是的两个焦点,其中左焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)双曲线上存在一点,使得,求三角形的面积;
(3)记的左、右顶点分别为,过点的直线与的左支交于M,N两点,在第二象限,直线与交于点.证明:点在定直线上.
【详解】(1)设双曲线方程为,
由左焦点坐标可知,
则,可得,,
双曲线方程为.
(2)由(1)知,,,所以,,
在中,由余弦定理得,
即,
即,即,
所以三角形的面积为.
(3)证明:由(1)可得,设,
显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,
联立,可得,
且,,
则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程,消去可得:
,
由,可得,即,
据此可得点在定直线上运动.
题型七、抛物线中的定点
33.(23-24高二上·江苏南京·期末)设抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线的准线上. 过点 作抛物线的两条切线,切点分别为 . 已知抛物线上有一动点 ,位于点 之间. 若抛物线在点 处的切线与切线 相交于点 . 求证:
(1)直线 经过点 ;
(2)的外接圆过定点.
【详解】(1)由题意知,抛物线的焦点为,准线方程为,
设,点,则,
得直线的方程为,且,化简得①.
同理可得,切线的方程为②.
又因为切线过点,所以有;同理可得.
所以直线的方程为,故直线经过点.
(2)设点,由(1)可知曲线在点处的切线方程为.
联立方程组,得且,,解得,
即,同理解得,
由(1),设过点P的切线方程为,
,消去y,得,,得,
记关于的一元二次方程的两根为,其中分别为切线PA、PB的斜率,
则,所以,故线段即为的外接圆的直径.
设直线AB方程为,由,消去可得,
则,
因为,
所以
将代入上式,可得,
所以的外接圆过定点.
34.(25-26高二上·上海·期中)已知动圆过定点,且与直线相切,其中.
(1)求动圆圆心的轨迹方程;
(2)设,是轨迹上异于原点的两个不同点,若以为直径的圆恰好过点,证明直线恒过定点,并求出该定点坐标;
(3)设,是轨迹上异于原点的两个不同点,直线和的倾斜角分别为和,当时,证明直线恒过定点,并求出该定点坐标.
【详解】(1)设动圆圆心为,依题意可得,
整理得,
所求动圆圆心的轨迹的方程是.
(2)易知直线的斜率不为0,设其方程为,,,
联立,得,
则,,
由题意知,,
即,
利用韦达定理代入得,整理得,
因为直线不过原点,故,所以,
即直线方程为,过定点.
(3)证明:设,,由题意得(否则,且,,
所以直线的斜率存在,设其方程为,
显然,.即,,
把代入得,
由韦达定理知,,,
由得
韦达定理代入上式,整理化简得,,
此时,直线的方程可表示为:,即,
令,解得,
直线恒过定点.
35.(25-26高三上·上海·月考)已知点(其中),、、是平面直角坐标系上的三点,且、、成等差数列,公差为d.
(1)若,坐标为,,点在直线上时,求点的坐标;
(2)若,、、都在抛物线上,点的横坐标为3,求证:线段的垂直平分线与x轴的交点为一定点,并求该定点的坐标;
(3)若、、都在椭圆上,且,求实数a的取值范围.
【详解】(1)因为,,所以.
又因为点在直线上,可设.
如图:
所以,
所以或.
当时,,此时;当时,,此时.
所以点坐标为或.
(2)如图:
因为抛物线的焦点为,且点的横坐标为3,所以.
因为,在抛物线上,可设,.
所以,.
因为、、成等差数列,所以,
所以.
设轴上点,满足,
则.
当时, ;
当时,也可以成立.
所以线段的垂直平分线与轴的交点为定点.
(3)设为椭圆上一点,则问题可转化为的最大值与最小值的差不小于6.
因为,
所以.
设,.
当即时,函数在上单调递减,
所以,所以;
,所以.
若,由恒成立,故满足题意;
若,由.
当即时,函数在上递减,在上递增,
且,,因为,所以,所以;
,所以.
由,
所以,且.
因为,所以不等式在上无解.
综上可知:.
即实数的取值范围为.
36.(24-25高二下·上海·期中)已知在平面直角坐标系中,O为原点,抛物线的焦点为,A、B是抛物线Γ上两个不同的点.
(1)求抛物线Γ的方程;
(2)若直线斜率为1,且过点F,求线段的长度;
(3)设直线、的斜率为、,若,证明:直线过定点,并求该定点的坐标.
【详解】(1)抛物线的焦点为,
则,即,所以抛物线为;
(2)直线的方程为,联立抛物线Γ和直线l的方程:,
得.,设,
由韦达定理得,
故.
(3)由题意可知所在直线斜率不为0,所在直线方程.
联立抛物线Γ和直线的方程:,化简可得:,
则.由韦达定理可得,
又由已知,则.
此时直线恒过点.
37.(25-26高二上·上海·期末)如图,设常数,在平面直角坐标系中,已知点,直线,曲线,直线与轴交于点,直线与曲线交于点,点分别是曲线与线段上的动点.
(1)用表示点到点的距离;
(2)设,若直线与轴垂直,且,求点的坐标;
(3)设,是否存在以为邻边的矩形,使得点在曲线上?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【详解】(1)依题意可得:曲线的焦点为,准线为,
且,由抛物线的定义可知;
(2)此时设,其中,则,
∴.
由得.
再结合,解得(负值已舍去),所以;
(3)设,其中①,则.
在矩形中,,故,
所以直线的解析式为,令,可得,即.
由对角线互相平分可得,此时,
即点坐标为.
当点在曲线上时,代入曲线的解析式得,
即②.
联立① ②两式消去得,解得或(舍去),
所以(负值已舍去),故存在点满足题意.
38.(24-25高二下·上海·期中)已知抛物线,斜率为的直线交抛物线于,两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若动点在抛物线上,为抛物线的焦点,线段的中点为,求点的轨迹方程;
(3)试探究:抛物线上是否存在点使得?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)已知点在抛物线上
代入得
所以抛物线方程为
(2)易知抛物线焦点为,
设动点,中点的坐标为
显然;
且,
;
即点的轨迹方程为;
(3)设点在抛物线上,则
直线的方程为,如下图:
联立,解得,;
所以,
因此
依题意可得
可得
整理可得,即,
解得或或或;
显然当或时,与重合,不合题意;
所以存在,满足题意.
题型八、抛物线中的定值
39.(23-24高二上·上海·期末)在平面直角坐标系中,已知点,直线.是平面上的动点,过作直线的垂线,垂足为,且满足.
(1)求点的轨迹方程;
(2)记点的轨迹为曲线,过点作直线,与曲线交于两点,求证:为定值.
【详解】(1)设,则,且,
因为,所以,即,
所以点的轨迹方程为:,是以为焦点开口向上的抛物线.
(2)过点作直线,与曲线交于两点,显然直线的斜率存在,
且,设直线的方程为,设,
则,
联立方程组,得,
,直线与曲线一定有两个交点,
其中,
.
故为定值.
40.(23-24高二上·上海青浦·期末)已知点在抛物线:上,点F为的焦点,且.过点F的直线与及圆依次相交于点A,B,C,D,如图.
(1)求抛物线的方程及点M的坐标;
(2)证明:为定值;
【详解】(1)因为点在抛物线:()上,点为抛物线的焦点,且,
所以:.
所以抛物线的方程为:,
由,
故点坐标为:或.
(2)由(1)知:,显然直线的斜率存在,所以设直线方程为:,
由,
设,,
则,
由抛物线的定义得:,,
所以:,
即为定值1.
41.(22-23高二上·上海青浦·期末)已知抛物线过点,过点的直线与抛物线交于 两个不同的点(均与点A不重合).
(1)求抛物线的方程及焦点坐标;
(2)设直线的斜率分别为,,求证:为定值,并求出该定值.
【详解】(1)由题意抛物线过点,所以,即,
所以抛物线的方程为,焦点坐标为.
(2)证明:设过点的直线l的方程为 ,即,
代入得 , ,
设 ,则 ,
直线的斜率分别为,,
所以
,
即为定值,该定值为.
42.(23-24高三上·上海虹口·期末)已知点在抛物线:上,点F为的焦点,且.过点F的直线l与及圆依次相交于点A,B,C,D,如图.
(1)求抛物线的方程及点M的坐标;
(2)证明:为定值;
(3)过A,B两点分别作的切线,,且与相交于点P,求与的面积之和的最小值.
【详解】(1)因为点在抛物线:上,点F为的焦点,且,
所以点到抛物线准线的距离,得,
则抛物线的方程为,
代入,得,
所以,所以或;
(2)抛物线的焦点与的圆心重合,即为,
显然,直线斜率存在,所以设直线方程为,点、,
将直线的方程与抛物线的方程联立,消去并整理得,
,由韦达定理得,.
由抛物线的定义可知,,,.
,即为定值;
(3),,
所以切线的方程为,即,
同理可得,切线的方程为,
联立两切线方程,解得,即点,
所以点到直线的距离为.
设,
,
令,则,,
所以在上是增函数,
当时,即当时,,即与的面积之和的最小值为
43.(22-23高二上·上海浦东新·月考)已知抛物线的焦点F到准线的距离为.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设点E是抛物线C上任意一点,求线段EF中点D的轨迹方程;
(3)过点的直线与抛物线C交于、两个不同的点(均与点不重合),设直线、的斜率分别为、,求证:为定值.
【详解】(1)解:由题意抛物线的焦点为,准线为,
又焦点到准线的距离为,
所以,即,所以抛物线方程为.
(2)解:由(1)知,设,,则,即,
而点在抛物线上,,
,即,此即所求点的轨迹方程.
(3)证明:设,,,,直线的方程为,
代入抛物线方程得.
所以,,.
所以
,
所以是定值.
1.(25-26高三上·上海金山·月考)已知双曲线.
(1)求的离心率和实轴长;
(2)设点在双曲线的左支上,过点分别作斜率为1与的直线、与双曲线交于两点,求的面积的取值范围;
(3)过点作的两条切线、,设直线、的斜率分别为、.若,求点的取值范围及的取值范围.
【详解】(1)由题意,,则,
∴,.
(2)设,,
则直线与双曲线联立后解得,
同理解得,
故,同理,
又由于,所以,
故S的取值范围为;
(3)设切线方程为,
与双曲线联立后得,
由,得,且,
化简得关于k的方程,该方程也要有两个不同的实根,
于是根据,得到且,
故且,根据韦达定理,
得t的取值范围为.
2.(22-23高三下·上海·月考)已知曲线,焦距长为,右顶点A的横坐标为1.上有一动点,和关于轴对称,直线记为,直线为,而且,与轴的交点分别为,.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知以线段为直径的圆过点,且为轴上一点,求的坐标;
(3)记S为三角形的面积,当S取最小值时.求此时点的坐标.
【详解】(1)因为焦距长为,即,
且右顶点A的横坐标为1,则,
所以,
所以双曲线的方程为;
(2)已知,由于和关于轴对称,可知,,则,
直线,令,可得,则,
直线,令,可得,则,
所以,则以线段为直径的圆的半径为,
所以以线段为直径的圆的方程为,
令,得,
又,
所以,即;
(3)因为,
当且仅当时,取得最小值,
此时M的坐标是或或或.
3.(2025·上海徐汇·一模)已知抛物线的焦点为,准线为.
(1)若点在抛物线上,求所在直线的斜率;
(2)若准线,点为抛物线准线上的一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别为、.若两条切线、与轴分别交于点、,求的最小值;
(3)若点到准线的距离为,过抛物线的准线上一点作圆的两条切线、,且、分别与交于、两点和、两点.问:是否存在某个圆,使得当点运动时,为定值?若存在,求出该定值;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)将点的坐标代入抛物线的方程可得,解得,
故抛物线的标准方程为,其焦点为,
故直线的斜率为.
(2)圆的标准方程为,则圆心为,半径为,
因为抛物线的准线方程为,即,可得,故抛物线的方程为,
设点,由题意可知,切线、的斜率都存在,设它们的斜率分别为、,
不妨设过点的切线方程为,即,
由题意知,圆心到直线的距离为,即,
整理可得,
依题意,、是关于的方程的两根,
所以,且,,
易知直线的方程为,令可得,即得点,同理点,
所以,
当且仅当时,等号成立,故的最小值为.
(3)若点到准线的距离为,即,故抛物线的方程为,
其准线的方程为,设点,
圆的圆心为,半径为,
由题意可知,过点的切线的斜率存在,设过点的切线方程为,即,
因为圆心到切线的距离为,则,
整理可得,
设切线、的斜率分别为、,
则、为关于的方程的两根,
故,,
将直线的方程与抛物线的方程联立,可得,
由韦达定理可得,同理可得,
故
为定值,则,
因为,解得,
故当时,即存在定圆,使得当点运动时,为定值.
4.(2025·上海长宁·一模)已知抛物线的焦点为,经过点的直线与抛物线交于两点.
(1)设,求点的横坐标;
(2)设为坐标原点,线段中点的纵坐标为,求的面积;
(3)设线段的垂直平分线与抛物线交于点,若以线段为直径的圆经过点,求直线的方程.
【详解】(1)由抛物线方程知:,设,
由得:,.
(2)由题意知:直线斜率不为零,可设,,
由得:,则,
,,
,又因为中点的纵坐标为,所以,
所以的面积为;
(3)由题意知:直线斜率不为零,可设,,
由得:,则,
,,所以中点为,
因为线段的垂直平分线与抛物线交于点,
设,
联立可得,
由韦达定理可得,,
若以线段为直径的圆经过点,
,
,不相等,不相等,
所以,同理
可得,不相等,
所以
即,解得.
所以直线的方程为.
5.(24-25高三上·上海·月考)已知、分别是椭圆的左、右顶点,过作两条互相垂直的直线、,分别交椭圆于、两点.
(1)求当面积最大时直线的斜率;
(2)若直线与交于点,直线与交于点
①求直线的方程;
②记、的面积分别为、,求的最大值.
【详解】(1)由题意,,
所以为椭圆的上下顶点时,面积最大,
若为上顶点,此时,
若为下顶点,此时,
综上,面积最大时直线的斜率为.
(2)如下图所示:
①设,由题意直线斜率一定存在,即,
所以,有直线,又,且相互垂直,则,
所以,故直线,
综上,,结合,可得,
所以直线交点横坐标为,
同理得,即直线交点横坐标为,
综上,直线为;
②设直线,与椭圆联立并整理得,易得,同理可得,
又,同理可得,
所以
,当且仅当时取等号,
所以最大值为.
6.(2025·上海金山·一模)已知椭圆,点为坐标原点,点为椭圆上一点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点为椭圆的右焦点,直线,证明:点到点的距离与到直线的距离之比为定值;
(3)过线段中点的直线交椭圆于两点,求的最大值.
【详解】(1)中,,故离心率为,
(2)设,则,则,
故到直线的距离,
所以为定值.
(3)设,则,
由于是线段的中点,故到直线的距离与到直线的距离相等,
故,
设直线:,
联立其与椭圆的方程可得,
设,则,
故,
,故,
,
令,由于在直线上,所以,
由于,故,
化简可得,
由于该关于的方程在上有解,故,解得,
则,故当时,此时取到最大值.
7.(25-26高三上·上海杨浦·期末)已知椭圆:,的下顶点为,左焦点为,动直线与椭圆交于、两点.
(1)若是椭圆上的一个动点,求的最大值;
(2)设,为坐标原点,若四边形为平行四边形,求直线的方程;
(3)若直线经过定点,坐标平面上是否存在定点(不同于点),使得恒成立?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
【详解】(1),,右焦点,,
当且仅当、、共线(介于、之间)时取到,
(2)由平行于时,可设直线:,与椭圆联立后得到,
由可知,,
结合韦达定理,
解得,
所以直线方程为或,
(3)当直线斜率存在时,设方程为,与:联立得:
,
设,,
由韦达定理得,.
当直线平行于轴时,,因此,
此时在轴上,设.
当直线斜率不存在时,不妨设,,
则有,
解得或(舍).下面证明点符合条件.
设直线:,要证,
即是的角平分线,只要证明.
而,
而韦达定理可得,因而得证,
综上,存在定点,
8.(2025·上海虹口·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为和,点是的长轴上的动点,点为上的动点,且异于点.
(1)当点位于椭圆的左焦点,且、、能构成三角形时,求的周长;
(2)当点位于椭圆的左顶点时,直线与轴交于点,,求实数的值;
(3)当点与椭圆的左、右顶点均不重合时,记直线与椭圆的另一个交点为,过点作直线与椭圆交于、两点,设和分别为弦和弦的中点,若、、、为四个相异的点,,且直线恒过定点,求点的坐标.
【详解】(1)由椭圆方程可知,,
所以的周长为;
(2)因为,所以,则,即,
联立,可得,解得或,所以,
因为,所以,
所以;
(3)因为,所以,
所以,
所以 ,所以,所以;
当中有一条直线斜率不存在时,此时一定有一条弦的中点和点重合,故不符合条件;
当为坐标原点时,此时均与点重合,故不符合条件;
由上可知,的斜率都存在,
设,,
联立,可得,
所以,所以,所以,所以,
同理可得,即,
所以,所以,
令,解得,
因为直线恒过定点,所以,所以,
所以.
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专题02 圆锥曲线定点、定值、定直线问题
目录
A题型建模・专项突破
题型一、椭圆中的定点 1
题型二、椭圆中的定值 3
题型三、椭圆中的定直线 7
题型四、双曲线中的定点 9
题型五、双曲线中的定值 12
题型六、双曲线中的定直线 14
题型七、抛物线中的定点 15
题型八、抛物线中的定值 17
B综合攻坚・能力跃升
题型一、椭圆中的定点
1.(25-26高二上·上海·期末)已知椭圆,直线与椭圆交于两点.
(1)求;
(2)点,过点向椭圆引切线,切点为,求直线的方程;
(3)设过点的直线交椭圆于两点,过且平行于轴的直线与线段交于点,点满足.问:直线是否过定点?若是,请求出此定点;若不是,请说明理由.
2.(25-26高二上·上海·期中)已知椭圆的标准方程为 ,定点,直线l与椭圆交于两点且不过原点.
(1)求椭圆的焦点坐标,并且指出椭圆上的任意一点到椭圆右焦点的距离的取值范围(直接写出结果,可以不用证明);
(2)若,求证:直线l经过定点,并求出定点的坐标;
(3)若直线的斜率分别为,且 求面积的取值范围.
3.(24-25高二上·上海·月考)已知椭圆分别为椭圆的左、右顶点,分别为左、右焦点,直线交椭圆于两点(不过点).
(1)若为椭圆上(除外)任意一点,求直线和的斜率之积.
(2)若,求直线的方程;
(3)若直线与直线的斜率分别是、,且,求证:直线过定点,并求出此定点.
4.(24-25高二下·上海·月考)已知椭圆,短轴长为2,左、右焦点分别为,过点的直线与椭圆交于两点,其中分别在轴上方和下方,,直线与直线交于点,直线与直线交于点.
(1)若的周长是,求椭圆的方程.
(2)在(1)的条件下,定点在轴的负半轴,过的动直线交椭圆的于点,以为直径的圆恒过轴上方的定点,求点的坐标.
(3)若,求实数的取值范围.
5.(24-25高二下·上海嘉定·期中)已知椭圆的离心率为,以的短轴为直径的圆与直线相切.直线过右焦点且不平行于坐标轴,与有两交点A,B.
(1)求的方程;
(2)若椭圆上存在点,使得四边形为平行四边形,求此时直线的方程;
(3)在轴上是否存在点使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
6.(24-25高二下·上海·期中)已知 是椭圆 上一个动点, 是椭圆的左焦点,若 的最大值和最小值分别为 和 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2) 是 轴正半轴上的一点,求 的最大值.
(3)若动直线 与 交于点 ,点 是 轴正半轴上异于点(1,0)的一定点, 若直线 的倾斜角分别为 ,且存在实数 使得 恒成立,求点 的坐标及 的值.
题型二、椭圆中的定值
7.(25-26高二上·上海浦东新·期中)已知椭圆.定义第次操作为:经过上的点作斜率为的直线与交于另一点,记关于轴的对称点为,若与重合,则操作停止;否则一直继续下去.
(1)若,求;
(2)若,点是椭圆上一点,且位于轴的上方,是椭圆的两个焦点,是等腰三角形,求点的坐标;
(3)若是在第一象限与不重合的一点,求证:的面积为定值,并求出该定值.
8.(24-25高二下·上海金山·期末)已知椭圆的长轴为,椭圆的离心率,左右焦点分别记作、,且,过、分别作直线、交椭圆于、(在轴上方),且;
(1)求此椭圆方程.
(2)当直线的斜率与直线的斜率都存在时,求证:为定值.
(3)求四边形面积的最大值.
9.(24-25高二下·上海·期末)已知椭圆:()的焦距为,上、下顶点分别为、,点关于直线的对称点在椭圆上,过点的直线与椭圆相交于两个不同的点、.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的取值范围;
(3)当与相交于点时,试问点的纵坐标是否为定值?若是,则求出该定值;若否,请说明理由.
10.(24-25高二下·上海崇明·期末)如图,已知椭圆的左焦点为,点P是椭圆C上位于第一象限的点,M, N是y轴上的两个动点(点M位于x轴上方),满足且,线段PN交x轴于点Q.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若点M的坐标为,求点P的坐标;
(3)求证:为定值.
11.(24-25高二下·上海宝山·期末)已知椭圆的图像经过点
(1)若椭圆的焦距为,求椭圆的方程;
(2)为椭圆的右焦点,过点作轴的垂线与椭圆在第一象限交于点,点与点关于原点对称,连接,当取得最大值时,求椭圆的离心率;
(3)若椭圆经过点,点是椭圆上的动点,直线与椭圆交于两点,为的中点,且满足,则的面积是否为定值?若是,请求出该值;若不是,请说明理由.
12.(24-25高二下·上海松江·月考)已知直线l:与椭圆Γ:相交于A,B两点,其中点A在第一象限,M是椭圆上的动点,
(1)当时,求的大小;
(2)若点M,A关于y轴对称,当的面积最大时,求直线MB的方程;
(3)设直线MA,MB与x轴分别交于P,Q两点时,求证:为定值.
13.(24-25高二下·上海虹口·期末)在平面直角坐标系中,分别为椭圆的左、右焦点.
(1)若的离心率为,且,求的方程;
(2)若过原点的直线,与相交于两点,是上异于的任意一点,求证:直线的斜率之积是定值;
(3)设直线的一个法向量为是上任意一点,对于平面内的一定点,定义.证明:若,则直线与椭圆相切.
题型三、椭圆中的定直线
14.已知椭圆,点为椭圆外一点.
(1)过原点作直线交椭圆于、两点,求直线与直线的斜率之积的范围;
(2)当过点的动直线与椭圆相交于两个不同点、时,线段上取点,满足,证明:点总在某定直线上.
15.如图,在平面直角坐标系中,椭圆的离心率是,曲线是抛物线在椭圆内的一部分,抛物线的焦点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是上的动点,且位于第一象限,在点处的切线与交于不同的两点,,线段的中点为,直线与过且垂直于轴的直线交于点.求证:点在定直线上,并求出直线的方程;
(3)若满足(2)的直线与轴交于点,记的面积为,的面积为,求的最大值及取得最大值时点的坐标.
16.(22-23高二上·上海杨浦·期末)已知椭圆和双曲线的焦距相同,且椭圆经过点,椭圆的左、右顶点分别为、,动点在椭圆上且异于点、,直线、与直线分别交于点、.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求线段长的最小值;
(3)如图,设直线与轴交于点,过点作直线交椭圆与、,直线与交于一点,证明:点在一条定直线上.
17.在平面直角坐标系中,已知椭圆,过点作直线l与椭圆交于A,B两点.
(1)若是直线l的一个法向量,求直线l的标准方程;
(2)若的面积为,求直线l的方程;
(3)在线段上取点Q,使得,求证:点Q在一条定直线上.
18.如图,已知椭圆M:经过圆N:与x轴的两个交点和与y轴正半轴的交点.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若点P为椭圆M上的动点,点Q为圆N上的动点,求线段PQ长的最大值;
(3)若不平行于坐标轴的直线交椭圆M于A、B两点,交圆N于C、D两点,且满足求证:线段AB的中点E在定直线上.
题型四、双曲线中的定点
19.(23-24高二下·上海·月考)如图:双曲线的左、右焦点分别为,,过作直线交轴于点.
(1)当直线平行于的斜率大于的渐近线时,求直线与的距离;
(2)当直线的斜率为时,在的右支上是否存在点,满足?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;
20.(24-25高二下·上海松江·月考)已知双曲线,设其左、右顶点分别为,中心为.
(1)求双曲线的焦点;
(2)斜率为的直线交双曲线于两点,且,求弦长;
(3)设双曲线右支上两点满足直线与在轴上的截距之比为,判断直线是否过定点,并说明理由.
21.(24-25高二上·上海·月考)已知双曲线C:的离心率为,且过点
(1)求双曲线C的方程;
(2)过左焦点F且倾斜角为的直线交双曲线于A,B两点,求线段长;
(3)若P,Q是双曲线C上的两点,M是C的右顶点,且直线与的斜率之积为,证明:直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
22.(23-24高二上·上海·期末)已知双曲线:的左右顶点分别为、.
(1)求以、为焦点,离心率为的椭圆的标准方程;
(2)直线过点与双曲线交于、两点,若点恰为弦的中点,求出直线的方程;
(3)动直线:恒过,且与双曲线的交于、两点(异于),点(常数)是轴上的一个定点,若恒有成立,求实数的值.
23.(22-23高二下·上海宝山·月考)已知椭圆的方程为,双曲线的左、右焦点分别是的左、右顶点,而的左、右顶点分别是的左、右焦点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线有两个不同的交点和,且(其中为原点),求的范围;
(3)对于(2)中的点和,在轴上是否存在点使为等边三角形,若存在请求出的值;不存在则说明理由.
24.(22-23高二上·上海浦东新·期末)已知双曲线,设其左、右顶点分别为A,B,中心为O.
(1)求双曲线的焦距和虚轴长;
(2)斜率为的直线交双曲线于C,D两点,且,求弦长;
(3)设双曲线右支上两点M,N满足直线AM与BN在y轴上的截距之比为1∶3,判断直线MN是否过定点,并说明理由.
题型五、双曲线中的定值
25.(24-25高二下·上海金山·期中)已知双曲线的离心率为2,实轴长为4,过点的直线l与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)是否存在l,使得P恰好是线段AB的中点?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由;
(3)l与直线交于点Q,设,,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
26.(24-25高二下·上海金山·月考)已知双曲线的右焦点为F,右顶点为A,过焦点F的直线与的右支交于P,Q两点,直线,分别与直线交于M,N两点,记的面积为,的面积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)求证:为定值;
(3)求的取值范围.
27.(24-25高三上·上海黄浦·期末)双曲线的左、右焦点分别为、(),过点的直线与右支在轴上方交于点.
(1)若,点的坐标为,求的值;
(2)若,且是等比数列,求证:直线的斜率为定值;
(3)设直线与左支的交点为,,当且仅当满足什么条件时,存在直线,使得成立.
28.(23-24高二下·上海·期末)已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.过的左焦点F作直线交的左支于A、B两点.
(1)求双曲线的方程.
(2)若,试问:是否存在直线l,使得点M在以AB为直径的圆上?若存在求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
(3)点,直线交直线于点.设直线、的斜率分别、,求证:为定值.
29.(23-24高二下·上海青浦·期末)已知双曲线的图像经过点,点分别是双曲线的左顶点和右焦点.设过的直线交的右支于两点,其中点在第一象限.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线分别交直线于两点,证明:为定值;
(3)是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
题型六、双曲线中的定直线
30.(24-25高二下·上海宝山·月考)已知双曲线的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.记的左、右顶点分别为、.
(1)求双曲线的方程;
(2)双曲线上任意一点(不与、重合),求证:为定值;
(3)过点的直线与的左支交于、两点,直线与交于点.证明:点在定直线上.
31.(24-25高二下·上海·月考)已知,,等轴双曲线:的左、右顶点分别为、,左、右焦点分别为、,且.点为双曲线的左支上异于点的一个动点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若,求点的坐标;
(3)设点,直线交双曲线的右支于点.试判断直线与直线的交点是否在一条定直线上?若是,请求出该直线的方程;若不是,请说明理由.
32.(24-25高三上·上海·期中)已知双曲线C的中心为坐标原点,是的两个焦点,其中左焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)双曲线上存在一点,使得,求三角形的面积;
(3)记的左、右顶点分别为,过点的直线与的左支交于M,N两点,在第二象限,直线与交于点.证明:点在定直线上.
题型七、抛物线中的定点
33.(23-24高二上·江苏南京·期末)设抛物线 的焦点为 ,点 在抛物线的准线上. 过点 作抛物线的两条切线,切点分别为 . 已知抛物线上有一动点 ,位于点 之间. 若抛物线在点 处的切线与切线 相交于点 . 求证:
(1)直线 经过点 ;
(2)的外接圆过定点.
34.(25-26高二上·上海·期中)已知动圆过定点,且与直线相切,其中.
(1)求动圆圆心的轨迹方程;
(2)设,是轨迹上异于原点的两个不同点,若以为直径的圆恰好过点,证明直线恒过定点,并求出该定点坐标;
(3)设,是轨迹上异于原点的两个不同点,直线和的倾斜角分别为和,当时,证明直线恒过定点,并求出该定点坐标.
35.(25-26高三上·上海·月考)已知点(其中),、、是平面直角坐标系上的三点,且、、成等差数列,公差为d.
(1)若,坐标为,,点在直线上时,求点的坐标;
(2)若,、、都在抛物线上,点的横坐标为3,求证:线段的垂直平分线与x轴的交点为一定点,并求该定点的坐标;
(3)若、、都在椭圆上,且,求实数a的取值范围.
36.(24-25高二下·上海·期中)已知在平面直角坐标系中,O为原点,抛物线的焦点为,A、B是抛物线Γ上两个不同的点.
(1)求抛物线Γ的方程;
(2)若直线斜率为1,且过点F,求线段的长度;
(3)设直线、的斜率为、,若,证明:直线过定点,并求该定点的坐标.
37.(25-26高二上·上海·期末)如图,设常数,在平面直角坐标系中,已知点,直线,曲线,直线与轴交于点,直线与曲线交于点,点分别是曲线与线段上的动点.
(1)用表示点到点的距离;
(2)设,若直线与轴垂直,且,求点的坐标;
(3)设,是否存在以为邻边的矩形,使得点在曲线上?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
38.(24-25高二下·上海·期中)已知抛物线,斜率为的直线交抛物线于,两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若动点在抛物线上,为抛物线的焦点,线段的中点为,求点的轨迹方程;
(3)试探究:抛物线上是否存在点使得?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
题型八、抛物线中的定值
39.(23-24高二上·上海·期末)在平面直角坐标系中,已知点,直线.是平面上的动点,过作直线的垂线,垂足为,且满足.
(1)求点的轨迹方程;
(2)记点的轨迹为曲线,过点作直线,与曲线交于两点,求证:为定值.
40.(23-24高二上·上海青浦·期末)已知点在抛物线:上,点F为的焦点,且.过点F的直线与及圆依次相交于点A,B,C,D,如图.
(1)求抛物线的方程及点M的坐标;
(2)证明:为定值;
41.(22-23高二上·上海青浦·期末)已知抛物线过点,过点的直线与抛物线交于 两个不同的点(均与点A不重合).
(1)求抛物线的方程及焦点坐标;
(2)设直线的斜率分别为,,求证:为定值,并求出该定值.
42.(23-24高三上·上海虹口·期末)已知点在抛物线:上,点F为的焦点,且.过点F的直线l与及圆依次相交于点A,B,C,D,如图.
(1)求抛物线的方程及点M的坐标;
(2)证明:为定值;
(3)过A,B两点分别作的切线,,且与相交于点P,求与的面积之和的最小值.
43.(22-23高二上·上海浦东新·月考)已知抛物线的焦点F到准线的距离为.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设点E是抛物线C上任意一点,求线段EF中点D的轨迹方程;
(3)过点的直线与抛物线C交于、两个不同的点(均与点不重合),设直线、的斜率分别为、,求证:为定值.
1.(25-26高三上·上海金山·月考)已知双曲线.
(1)求的离心率和实轴长;
(2)设点在双曲线的左支上,过点分别作斜率为1与的直线、与双曲线交于两点,求的面积的取值范围;
(3)过点作的两条切线、,设直线、的斜率分别为、.若,求点的取值范围及的取值范围.
2.(22-23高三下·上海·月考)已知曲线,焦距长为,右顶点A的横坐标为1.上有一动点,和关于轴对称,直线记为,直线为,而且,与轴的交点分别为,.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知以线段为直径的圆过点,且为轴上一点,求的坐标;
(3)记S为三角形的面积,当S取最小值时.求此时点的坐标.
3.(2025·上海徐汇·一模)已知抛物线的焦点为,准线为.
(1)若点在抛物线上,求所在直线的斜率;
(2)若准线,点为抛物线准线上的一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别为、.若两条切线、与轴分别交于点、,求的最小值;
(3)若点到准线的距离为,过抛物线的准线上一点作圆的两条切线、,且、分别与交于、两点和、两点.问:是否存在某个圆,使得当点运动时,为定值?若存在,求出该定值;若不存在,请说明理由.
4.(2025·上海长宁·一模)已知抛物线的焦点为,经过点的直线与抛物线交于两点.
(1)设,求点的横坐标;
(2)设为坐标原点,线段中点的纵坐标为,求的面积;
(3)设线段的垂直平分线与抛物线交于点,若以线段为直径的圆经过点,求直线的方程.
5.(24-25高三上·上海·月考)已知、分别是椭圆的左、右顶点,过作两条互相垂直的直线、,分别交椭圆于、两点.
(1)求当面积最大时直线的斜率;
(2)若直线与交于点,直线与交于点
①求直线的方程;
②记、的面积分别为、,求的最大值.
6.(2025·上海金山·一模)已知椭圆,点为坐标原点,点为椭圆上一点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知点为椭圆的右焦点,直线,证明:点到点的距离与到直线的距离之比为定值;
(3)过线段中点的直线交椭圆于两点,求的最大值.
7.(25-26高三上·上海杨浦·期末)已知椭圆:,的下顶点为,左焦点为,动直线与椭圆交于、两点.
(1)若是椭圆上的一个动点,求的最大值;
(2)设,为坐标原点,若四边形为平行四边形,求直线的方程;
(3)若直线经过定点,坐标平面上是否存在定点(不同于点),使得恒成立?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.(2025·上海虹口·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为和,点是的长轴上的动点,点为上的动点,且异于点.
(1)当点位于椭圆的左焦点,且、、能构成三角形时,求的周长;
(2)当点位于椭圆的左顶点时,直线与轴交于点,,求实数的值;
(3)当点与椭圆的左、右顶点均不重合时,记直线与椭圆的另一个交点为,过点作直线与椭圆交于、两点,设和分别为弦和弦的中点,若、、、为四个相异的点,,且直线恒过定点,求点的坐标.
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