微专题16 直线与圆锥曲线的位置关系(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考数学大二轮专题复习
2026-03-23
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“平面解析几何”专题,核心覆盖直线与圆锥曲线位置关系考点,依据高考评价体系明确轨迹方程、弦长计算、定点定值等高频考查要求,通过考点权重分析和常考题型归纳,构建系统备考框架,体现高考复习的针对性与实用性。
课件亮点在于“真题巧用+方法提炼”的实战策略,如结合高考真题解析联立方程、韦达定理在弦长问题中的应用,培养学生数学思维(逻辑推理)和数学语言(模型观念)素养。特设易错点警示和答题模板,帮助学生掌握解题技巧,教师可据此高效规划复习,助力学生高考冲刺提分。
内容正文:
赢在微点 考前顶层设计 数学
专题五
平面解析几何
专题五 平面解析几何
微专题16
直线与圆锥曲线的位置关系
考前顶层设计 数学
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本部分内容讲解结束
把握高考微点,实现素能提升,完成微练(二十四)
1.中点弦问题
已知A(x1,y1),B(x2,y2)为圆锥曲线E上两点,AB的中点C(x0,y0),直线AB的斜率为k.
(1)若椭圆E的方程为+=1(a>b>0),
则k=-·;
(2)若双曲线E的方程为-=1(a>0,b>0),
则k=·;
(3)若抛物线E的方程为y2=2px(p>0),
则k==.
2.弦长问题
已知A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的斜率为k(k≠0),
则|AB|=|x1-x2|
=
或|AB|=|y1-y2|
=.
3.圆锥曲线中求解三角形面积的方法
(1)常规面积公式:S=×底×高.
(2)正弦面积公式:S=ab sin C.
(3)铅锤水平面面积公式;
①过x轴上的定点:S=a|y1-y2|(a为x轴上定长);
②过y轴上的定点:S=a|x1-x2|(a为y轴上定长).
微点一 中点弦问题
例1 (1)已知双曲线x2-=1,过点P(1,1)的直线l与该双曲线相交于A,B两点,若P是线段AB的中点,则直线l的方程为 ( )
A.2x-y-1=0 B.2x+y-1=0
C.2x-y+1=0 D.该直线不存在
设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1≠x2,代入双曲线方程得两式相减得x-x=-,得(x1+x2)(x1-x2)=,若P是线段AB的中点,则x1+x2=2,y1+y2=2,所以=2,即直线AB的斜率为2,所以直线AB的方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0;
联立得2x2-4x+3=0,则Δ=16-4×2×3=-8<0,方程无解,所以直线l不存在.
(2)已知椭圆C:+=1与直线mx+2y-4=0交于A,B两点,且线段AB的中点为M(2,1),则椭圆C的方程为______________.
+=1
将M(2,1)代入直线mx+2y-4=0,可得2m+2-4=0,m=1,所以直线方程为x+2y-4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),代入椭圆方程得两式相减得+=0,即+
=0,又x1+x2=4,y1+y2=2,所以+=0,又因为直线的斜率为-,所以+×=0,解得a2=16.所以椭圆C的方程为+=1.
求解与中点弦有关问题的两种方法
(1)方程组法:联立直线方程和圆锥曲线方程,消元(x或y)成为二次方程之后,结合根与系数的关系,建立等式关系或不等式关系.
(2)点差法:若题中已有直线与圆锥曲线相交和被截线段的中点坐标时,可设出直线和圆锥曲线的两个交点坐标,代入圆锥曲线的方程并作差,从而求出直线的斜率,然后利用中点求出直线方程.“点差法”中必须保证判别式Δ大于零.
训练1 (1)已知双曲线的中心在原点且一个焦点为F(,0),直线y=x-1与其相交于M,N两点,若线段MN中点的横坐标为-,则此双曲线的方程为 ( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),由题意可得a2+b2=7,设M(x1,y1),N(x2,y2),则MN的中点为,由-=1且-=1,得=,=,即=,联立a2+b2=7,解得a2=2,b2=5,故所求双曲线的方程为-=1.故选D.
(2)(2025·保定模拟)不与坐标轴垂直的直线l过点N(x0,0),x0≠0,椭圆C:+=1(a>b>0)上存在两点A,B关于l对称,线段AB的中点M的坐标为(x1,y1).若x1=2x0,则C的离心率为________.
设O为坐标原点,在椭圆C中,设A(x2,y2),B(x3,y3),则所以=-,因为A,B关于l对称,所以x2≠x3,所以-=,由线段AB的中点M的坐标为(x1,y1),得出y2+y3=2y1,x2+x3=2x1,所以kOM·kAB=-,又kl·kAB=-1,所以kOM=kl,即=·,又x1=2x0,所以=,所以所求离心率为e===.
微点二 弦长问题
例2 (2025·全国二卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,长轴长为4.
(1)求C的方程;
由2a=4,得a=2.由题意得e==,则c=a=,又b2=a2-c2,所以b=.所以C的方程为+=1.
(2)过点(0,-2)的直线l与C交于A,B两点,O为坐标原点.若△OAB的面积为,求|AB|.
由题意得l的斜率存在,设l:y=kx-2,代入+=1,消去y并化简得(1+2k2)x2-8kx+4=0,由Δ=16(2k2-1)>0,得k2>,设A(x1,y1),
B(x2,y2),则S△OAB=×2×|x2-x1|===,解得k2=.所以|AB|=|x2-x1|=×=.
解决弦长问题的注意点
(1)设直线方程时,需考虑特殊直线,如斜率不存在、斜率为0的直线等.
(2)涉及直线与圆锥曲线相交时,Δ>0易漏掉.
(3)|AB|=x1+x2+p是抛物线y2=2px(p>0)过焦点的弦长公式,其他情况该公式不成立.
训练2 已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为A(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
由题意可得,a=2.因为e==,所以c=1,则b==,故椭圆C的方程为+=1.
(2)过点A的直线l与椭圆C交于另一点B,若|AB|=,求直线l的方程.
由题意可知,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x-2).
联立得(4k2+3)x2-16k2x+16k2-12=0,易知Δ>0.
设B(x2,y2),则2x2=,所以x2=,y2=,因为|AB|2=(x2-2)2+y=,所以+=,即(k2-1)(32k2+31)=0,解得k=±1,所以直线l的方程为y=±(x-2),即x±y-2=0.
微点三 面积与直线方程问题
例3 (2024·新课标Ⅰ卷)已知点A(0,3)和点P分别为椭圆C:+=1(a>b>0)上的两点.
(1)求C的离心率;
由题意得解得所以e===.
(2)若过点P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为9,求l的方程.
易知kAP==-,则直线AP的方程为y=-x+3,即x+2y-6=0,|AP|==,由(1)知C:+=1.设点B到直线AP的距离为d,则d==,则将直线AP沿着与AP垂直的
方向平移个单位长度即可,此时该平行线与椭圆的交点即为点B,设该平行线的方程为x+2y+C=0,则=,解得C=6或C=-18,当C=6时,联立解得或即B(0,-3)或,当B(0,-3)时,此时kl=,直线l的方程为y=x-3,
即3x-2y-6=0,当B时,此时kl=,直线l的方程为y=x,即x-2y=0,当C=-18时,联立得2y2-27y+117=0,Δ=272-4×2×117=-207<0,此时该直线与椭圆无交点.综上,直线l的方程为3x-2y-6=0或x-2y=0.
圆锥曲线中的面积问题常见的是三角形的面积问题,有时也会考查平行四边形的面积,或对角线互相垂直的四边形的面积问题,求解此类问题通常是借助弦长公式或点到直线的距离公式,用某些量表示面积,再利用函数、方程或不等式知识求解.
训练3 (2025·沧衡联盟联考)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两条渐近线为y=±x,且顶点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的标准方程;
双曲线的顶点(a,0)到渐近线x±2y=0的距离为,所以=,即a=2,又因为=,所以b=,所以双曲线C的标准方程为-=1.
(2)若过点P的直线l与双曲线C交于A,B两点,已知O为坐标原点,当S△OAB=时,求直线l的方程.
因为P,设直线AB的方程为x=my+,A(x1,y1),B(x2,y2),由消去x化简得(45m2-36)y2+120my-100=0,
由45m2-36≠0且Δ=3 600(9m2-4)>0,解得m2>且m2≠,由根与系数关系得:y1+y2=,y1y2=,所以|AB|=|y1-y2|=,原点O到直线AB的距离d=,所以S△OAB=,所以=,化简得125m4-209m2+84=0,
即(125m2-84)(m2-1)=0,解得m2=或m2=1,所以m=±或m=±1,所以直线l的方程为x+y-=0或x-y-=0或x+y-=0或x-y-=0.
1.(2025·全国二卷)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A在C上,过A作C的准线的垂线,垂足为B.若直线BF的方程为y=-2x+2,则|AF|= ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
根据直线y=-2x+2得F(1,0),所以C的准线方程为x=-1,C的方程为y2=4x,所以B(-1,4),所以A(4,4),所以|AF|=|AB|=5.
抛物线的焦点坐标为,其到直线x-y+1=0的距离d==,解得p=2(p=-6舍去).故选B.
2.(2021·新课标Ⅱ卷)若抛物线y2=2px(p>0)的焦点到直线y=x+1的距离,则p= ( )
A.1 B.2 C.2 D.4
3.(2023·新课标Ⅱ卷)已知椭圆C:+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=x+m与C交于A,B两点,若△F1AB面积是△F2AB面积的2倍,则m= ( )
A. B. C.- D.-
由题意,F1(-,0),F2(,0),△F1AB面积是△F2AB面积的2倍,所以点F1到直线AB的距离是点F2到直线AB的距离的2倍,即=2×,解得m=-或m=-3(此时直线与椭圆C不相交,舍去).故选C.
4.(2025·天津高考)已知椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为,P为直线x=a上一点,且直线PF的斜率为,△PFA的面积为.
(1)求椭圆的方程;
由题意可设P(a,y0)(y0>0),因为F(-c,0),A(a,0),kPF=,S△PFA=,e=,所以解得所以b2=a2-c2=3.所以椭圆的方程为+=1.
(2)过点P的直线与椭圆有唯一交点B(异于点A),求证:PF平分∠AFB.
证明:由(1)知F(-1,0),P(2,1),易知直线PB的斜率存在,设PB:y-1=k(x-2),由得(4k2+3)x2-8k(2k-1)x+8(2k2-2k-1)=0,因为PB与椭圆仅有一个交点,所以Δ=64k2(2k-1)2-32(4k2
+3)(2k2-2k-1)=0,解得k=-,所以xB=-=1,则yB=,所以B(1,),所以直线BF的斜率为=.因为tan 2∠PFA==,所以∠BFA=2∠PFA,即PF平分∠AFB.
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