内容正文:
专题06 平面解析几何
7大考点概览
考点01直线方程与圆的方程
考点02椭圆方程及其性质
考点03双曲线方程及其性质
考点04抛物线方程及其性质
考点05圆锥曲线弦长面积问题
考点06圆锥曲线定点定值问题
考点07圆锥曲线证明,最值与探索问题
直线方程与圆的方程
考点1
一、单选题
1.(2026·湖南怀化·一模)已知圆与圆相切,则( )
A.4 B.6 C.4或6 D.16或36
【答案】C
【分析】求出两圆的圆心和半径,分内切与外切求解.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
,
当两圆外切时,,即,解得;
当两圆内切时,,即,解得;
综上,则或.
2.(2026·湖南·模拟预测)已知圆与直线相切于点,与直线相交于两点,且,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据切点以及切线方程可知,再由点到直线距离以及弦长公式可求得圆的半径.
【详解】设圆心,由圆与相切于点可得,即,
所以圆心到直线的距离为,又弦长为4,
故圆的半径.
3.(2026·湖南岳阳·一模)已知圆和直线,若圆上存在三点到直线的距离成公比为2的等比数列,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】要使圆上存在三点到直线的距离成公比为2的等比数列,需该圆上点到直线的最大距离与最小距离之比大于等于4,由此建立不等式求的最小值.
【详解】设圆上三点到直线的距离分别为,
圆心到直线的距离为,
若直线与圆相切或相交,此时可以取非常小的正数,
则必存在三点到直线的距离成公比为2的等比数列;
若直线与圆相离,即,
则圆上任意一点到直线的距离位于,
若圆上存在三点到直线的距离成公比为2的等比数列,
则需,得,
则的最小值为.
故选:C
4.(2026·湖南邵阳·一模)已知直线与圆相交于两点,则劣弧的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由弧长公式进行求解.
【详解】圆化为标准方程为:,
圆心,半径,
如图所示:
则点到直线的距离为:,
而,,得,
则劣弧的长为:,
故选:B
二、多选题
5.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知圆,抛物线的焦点为F,P为E上一动点,当P运动到点时,,直线l与E相交于A,B两点,则( )
A.
B.若,则直线PF与圆C相切
C.若M为C上一点,则的最小值为1
D.存在直线l,使得A,B两点关于对称
【答案】ABD
【分析】根据焦半径公式求得判断A,求出直线的方程,然后利用圆心到直线的距离等于半径判断B,设,利用二次函数性质求得最小值为4,进而利用圆的性质求得最小值为判断C,设,与抛物线方程联立,利用韦达定理求出中点坐标,代入求出,与判断D.
【详解】因为当P运动到点时,,所以,故A正确;
抛物线,其焦点,
圆的圆心,半径为,
设,则,
解得,则,
故直线PF的方程为,因为圆心到直线PF的距离为,
所以直线PF与圆C相切,故B正确;
由上可知,,即的最小值为4,
所以的最小值为,故C错误;
假设存在直线l使得A,B两点关于对称,
设直线,,,
由,消去x得,,
则,解得,
又,,
则,解得,符合题意,故D正确.
三、填空题
6.(2026·湖南邵阳·一模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,,,动点满足.当取最大值时,______.
【答案】
【分析】先求出点的轨迹方程,判断出当取最大值时点的位置,结合直线与圆的位置关系求解即可.
【详解】设.
因为,所以,
整理得,
所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆.
则当取最大值时,与圆相切,则.
在中,,
所以.
椭圆方程及其性质
考点2
一、单选题
1.(2026·湖南长沙·模拟预测)已知点在直线上移动,椭圆以和为焦点且经过点,则椭圆的离心率的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先利用待定系数法求椭圆方程,联立方程得的范围,进一步计算离心率的范围.
【详解】椭圆以,为焦点,即,,
所以设椭圆方程,
联立方程,
消去得出,
由题意可得,
即,得出或(舍去),解得,
所以,
所以椭圆的离心率的最大值为.
2.(2026·湖南株洲·一模)已知椭圆的焦点为,一个短轴顶点为,且离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用椭圆的性质把用离心率表示出来,再利用二倍角公式以及诱导公式运算可得答案.
【详解】已知椭圆离心率 ,短轴顶点为 ,焦点为 ,
在椭圆中, ,
,
代入 ,
得,
,
由于 是三角形内角,取值范围为 ,
且在单调递减,
因此
故选 :C
二、多选题
3.(2026·湖南邵阳·一模)已知,分别是椭圆:的左、右焦点,过的直线交于,两点,则下列结论成立的是( )
A.的周长为8 B.
C.的最小值为 D.存在直线,使得
【答案】ABD
【分析】由椭圆的定义即可判断A;由基本不等式即可判断B;根据椭圆弦长公式即可判断C;根据的最大角即可判断D.
【详解】A,根据椭圆的定义,,
所以的周长为,故A正确;
B,根据基本不等式,,当且仅当时等号成立,故B正确;
C,设直线的方程为,,
与椭圆方程联立得,,
,,
,
当时,最小为1,故C错误;
D,当直线过短轴顶点时,最大,
此时,即最大为,
所以存在直线,使得,故D正确.
4.(2026·湖南岳阳·一模)如图,圆,圆,动圆与圆外切于点,与圆内切于点,记圆心的轨迹为曲线,若直线与曲线交于两点,则下面说法正确的是( )
A.曲线的方程为
B.的最小值为
C.
D.当直线斜率都存在时,
【答案】ABC
【分析】对A,直接根据椭圆的定义可得答案;对B,与互补,求出的最大角即可;对于C:直接利用向量的坐标运算求解;对于D:设,,结合斜率公式及点在椭圆上即可判断.
【详解】
对于A,设动圆的半径为,又动圆与圆外切且与圆内切,,
则且不重合,
故点的轨迹是以为焦点的椭圆(去掉重合的点),
则曲线的方程为,故A正确,
对于B,由图可知与互补,当点P为椭圆短轴端点时,最大,此时,所以,
则的最大值为,所以的最小值为,故B正确;
对于C,,
当且仅当即时等号成立,故C正确;
对于D,设,则,即,
由题意设,则,即,
则,故D错误,
故选:ABC.
双曲线方程及其性质
考点3
一、单选题
1.(2026·湖南怀化·一模)设为坐标原点,是的左、右焦点,若在双曲线上存在点,满足三角形的面积为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用已知,双曲线定义和的面积,最后利用双曲线离心率公式计算得到离心率.
【详解】设,双曲线焦点,,
由,得,
又因为的面积,
所以,
平方得:,
因为在双曲线上,满足,
所以,
所以 化简得,
代入,得:,
,约去得,即,
代入得,
因此离心率: .
2.(2026·湖南永州·一模)已知分别为双曲线:的左、右焦点,为右支上的一点,线段与轴交于点为坐标原点,过点作,垂足为为线段上的一点,满足,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可得为的重心,为的中点.从而得,,进而得,在中,求得,在中,由余弦定理,得,即有解得,,即可得答案.
【详解】如图,设,
为的中点,;
为的重心,为的中点.
又.
由双曲线的定义可知,
.
在中,.
在中,由余弦定理,得,
化简得
或(舍去),
.
故的渐近线方程为.
故选:A.
二、多选题
3.(2026·湖南株洲·一模)下列关于双曲线的说法,正确的是( )
A.双曲线的焦距为2 B.双曲线的两条渐近线相互垂直
C.双曲线的离心率为 D.存在一条直线,与双曲线有三个交点
【答案】BC
【分析】将双曲线化为标准形式得到,结合双曲线的几何性质逐项判断即可.
【详解】将双曲线化为标准形式,由此可得
对于A,焦距为,故A错误;
对于B,渐近线方程为,斜率之积为,相互垂直,故B正确;
对于C,离心率,故C正确;
对于D,直线与双曲线联立得到的是二次方程,最多有 2 个解,所以最多有2个交点,故D错误;
故选:BC.
4.(2026·湖南永州·一模)已知双曲线的左、右焦点分别为,点是的渐近线上一点(在轴上方),直线与圆相切,且与的左、右两支分别交于两点,若,则( )
A.以为直径的圆与圆相切 B.的离心率
C.线段的中点在直线上 D.的面积为
【答案】ABD
【分析】设的中点为,则,即可判断A;设直线与圆的切点为,直线为双曲线的另一条渐近线,根据双曲线的对称性可得,结合离心率的概念计算即可判断B;根据点差法计算可得,求出直线的斜率即可判断C;设,则,根据双曲线的定义可得,结合计算即可判断D.
【详解】设的中点为,则,
以为直径的圆与圆的圆心距为两圆的半径之和,
故以为直径的圆与圆相切,故A正确;
因为点是双曲线的渐近线上的一点,,
所以,设直线与圆的切点为,
则,故直线的斜率为,
即直线为双曲线的另一条渐近线,由双曲线的对称性知,
,即,
所以双曲线的离心率为,故B正确;
设的中点为,设,
则,直线的斜率为,
且,两式相减得,
整理得,即,
又因为直线的斜率为,所以直线的斜率为,
所以的中点在直线上,故C错误;
D:设,因为,
所以,由双曲线的定义得,
,
因为,代入得,化简整理得,
即,即,
解得,又,
所以的面积为,故D正确.
故选:ABD
5.(2026·湖南湘潭·一模)已知,是双曲线上两个不同的点,是的左顶点,则( )
A.的焦距为
B.当轴时,与可能垂直
C.当时,,的横坐标之和的取值集合为
D.当,的纵坐标异号时,对任意的点,都存在点,使得
【答案】AC
【分析】对于A,根据双曲线方程进行判断;对于B,利用向量法进行判断;对于C,得到Q,R的轨迹方程,联立双曲线方程,求解;对于D,根据倾斜角和渐近线进行判断.
【详解】的焦距为,A正确.
当轴时,.
(方法一),则,因为的两条渐近线互相垂直,所以,B错误.
(方法二)设,,则,,
则,
若,则,解得,
此时,,三点重合,这与题意不符合,所以与不可能垂直,B错误.
当时,,在以为圆心,3为半径的圆上,
该圆的方程为,
由得,
整理得,解得,,
所以,的横坐标之和可能为,,,
故,的横坐标之和的取值集合为,C正确.
如图,设在第一象限,当直线的倾斜角为时,设直线与轴交于点,
若,则,则直线与的一条渐近线平行,从而点不存在,D错误.
故选:AC.
6.(2026·湖南邵阳·一模)已知双曲线的离心率为,左、右焦点分别为,,过的直线与的右支相交于两点,则下列结论错误的有( )
A.的方程为
B.
C.的渐近线方程为
D.当时,的面积为3
【答案】BC
【分析】由已知条件可以知道,离心率是,所以..进而可以得到双曲线的标准方程.对选项逐一分析即可.
【详解】对于选项A,由已知条件可以知道,离心率是,所以.
.所以双曲线的标准方程为.故A正确.
对于选项B,当垂直于轴时,将,代入双曲线方程可得.
此时.当不垂直于轴时,,所以.故选项B错误.
对于选项C,双曲线的方程为其渐近线方程为.
已知,则渐近线方程为.即.故选项C错误.
对于选项D,因为,所以.
设,根据双曲线的定义即.
又因为,可以解得.
所以的面积.故选项D正确.
故选:BC.
7.(2026·湖南·模拟预测)已知双曲线有如下光学性质:从一个焦点发出的光线经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线通过另一个焦点.其几何事实为:若双曲线的两个焦点为,为双曲线上任意一点,则处的切线平分,已知椭圆的左、右焦点分别为,双曲线的左、右焦点分别为,过作直线与双曲线相切于点,与椭圆相交于点,且点均位于第一象限,若,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜率为定值1 B.椭圆的离心率为
C.双曲线的离心率为 D.为定值
【答案】ABD
【分析】设出直线的方程并与椭圆联立,由判别式可求得直线的斜率为定值1,切点,故A正确,结合双曲线的光学性质以及角平分线定理、正弦定理可求得椭圆的离心率和双曲线的离心率,可判断选项BC,利用向量定比分点可求出点的坐标,代入椭圆方程可求得D正确,或作出辅助线利用椭圆第二定义判断D正确.
【详解】设椭圆的半焦距为,离心率为,双曲线的半焦距为,离心率为,
设直线为,
联立与,得,
由得,又点均位于第一象限,所以,
所以直线的斜率为定值1,切点,故A正确;
如下图所示:
由双曲线光学性质知,直线为的平分线,由角平分线定理知,
设,则,,
从而,椭圆的离心率为,
由选项A知,又,所以,
在中,由正弦定理知,
所以椭圆的离心率为,B正确;
因为,,所以,双曲线的离心率为,故C错误;
法一:设,又点,
由定比分点坐标公式知,代入椭圆的方程,得,
化简得,故,故D正确.
法二:切点,在椭圆的右准线上,过点作轴的垂线,交轴于点,过点作准线的垂线交准线于点,
由椭圆第二定义知,又,故,故D正确.
三、填空题
8.(2026·湖南常德·一模)已知双曲线:左顶点为,右焦点为,过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支相交于点,若,且,则双曲线的离心率为________.
【答案】
【分析】根据斜率公式,勾股定理以及双曲线中关系式,即可联立求解.
【详解】由题知,,,,
则,,
又,设,
则,解得,
所以.
故答案为:
9.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过作直线l垂直于双曲线的一条渐近线,直线l与双曲线的两条渐近线分别交于A,B两点,若,则双曲线C的离心率e为______.
【答案】/
【分析】设,利用算两次思想计算即可.
【详解】如图,由题意可知,则,,
设,则,于是,
即,则,解得离心率.
四、解答题
10.(2026·湖南邵阳·一模)已知双曲线的渐近线方程为,右焦点为,直线与相切于点.
(1)若与的渐近线分别交于,两点,证明:点为线段AB的中点;
(2)已知直线:,:,若与,分别交于点,,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.
【答案】(1)证明见解析
(2)存在,
【分析】(1)利用双曲线的渐近线方程和焦点坐标求出双曲线的标准方程,根据直线是否存在斜率进行分类讨论,结合一元二次方程根与系数关系进行运算求解证明即可;
(2)根据两点间距离公式,结合(1)的结论进行求解即可.
【详解】(1)设双曲线,
由题意得:解得故双曲线方程为.
设,则
ⅰ)当切线斜率不存在时,由对称性可知,为AB的中点.
ⅱ)当切线斜率存在时,设切线(或)
联立方程组:消去得:.
由,即.
又,则,,
所以,即,解得.
所以直线,又,则.
联立方程组:消去得:,因为.
则上式化简为,恒成立.
设,,则,所以为AB的中点.
(2)因为与相交,则切线的斜率存在,
由(1)知,切线,将,分别代入切线的方程得
所以,,则,
.
所以.
故存在,使得恒成立.
抛物线方程及其性质
考点4
一、单选题
1.(2026·湖南永州·一模)已知抛物线的焦点为,点在轴上且位于右侧,点在上,若为等边三角形,则( )
A.2 B.2 C.2 D.4
【答案】D
【分析】如图,设,则,结合抛物线的定义得,进而建立关于的方程,解之即可求解.
【详解】如图,,设,的中点为,
则,又为等边三角形,所以,
由抛物线的定义知,所以,
解得,所以.
故选:D
2.(2026·湖南永州·一模)已知分别为内角的对边,若,,动点满足的大小与的大小相等,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【分析】根据降幂公式结合余弦定理可得,根据面积可得,可知点在抛物线上,结合抛物线的性质分析求解.
【详解】因为,
整理可得,则,可知为等边三角形.
设点到直线的距离为,则,可得,
如图,过点作,垂足为,则,
过点作,垂足为,可知点在以为焦点,所在直线为准线的抛物线上,
可知当点为抛物线顶点(即为的中点)时,取得最小值,此时,
所以的最小值为.
故选:C.
二、多选题
3.(2026·河南南阳·模拟预测)已知抛物线C:的焦点为,过点的直线与C交于两点,其中,,则( )
A.直线的斜率为 B.点M到y轴的距离为7
C.的面积为 D.直线的倾斜角为30°或150°
【答案】AC
【分析】根据给定条件及抛物线的对称性,结合几何图形求出直线的斜率,进而求出点的坐标,再逐项求解判断即可.
【详解】由抛物线:的焦点为,得抛物线,
设,由对称性,不妨令点在第一象限,
连接并延长交抛物线于点,连接并延长交抛物线于点,
直线,由消去得,则,即,
直线,由消去得,
则,即,因此,点与关于轴对称,则,
同理得,点与关于轴对称,,
由与关于轴对称,得平分,则,
而,且,则,
于是,直线的斜率,直线,
由消去得,而,
解得,则,,点,
对于A,直线的斜率为,由对称性知,也是直线的斜率,A正确;
对于B,点或到轴的距离均为,B错误;
对于C,由,得
,C正确;
对于D,直线的倾斜角,由对称性知,也是直线的倾斜角,D错误.
故选:AC
4.(2026·湖南永州·一模)已知为抛物线的焦点,准线与轴交于点为第一象限内抛物线上的点,且满足,过点作的垂线,垂足为与交于点,则( )
A.直线的斜率不是定值 B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据抛物线的性质、斜率计算公式、余弦定理及几何关系求解即可.
【详解】由题意知,,准线:,.
设,则.
因为点为抛物线上的点,所以.
又,所以,即,
联立整理得,,解得,因为,所以.
所以().
选项A:,为定值,A错误.
选项B:,,
.
所以
,B正确.
选项C:因为,所以,
又,所以,所以
所以,C正确.
选项D: ,
因为,
所以,又,
所以.
因为,所以,所以,D正确.
故选:BCD
5.(2026·湖南永州·一模)已知为抛物线:()的焦点,准线与轴交于点,为第一象限内抛物线上的点,且满足,过点作的垂线,垂足为,与交于点,则为( )
A.直线的斜率不是定值 B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】先求得,,再求解直线的斜率判断A;结合抛物线的定义在直角三角形中计算判断B;通过几何关系得为的平分线,即可证明判断C;由,即可判断D.
【详解】设(),易知,由得.
由得,,
显然,故解得,
则,可得,
,,
为常数,故选项A错误;
,,
,故选项B正确;
,.
又,,
为的平分线,,故选项C正确.
,.
为平分线,.
又由前面分析知,,.
,,故选项D正确.
故选:BCD
圆锥曲线弦长面积问题
考点5
1.(2026·湖南怀化·一模)在抛物线中,直线与交于两点,为的焦点.当直线为时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若线段中点的纵坐标始终为1,求的取值范围;
(3)已知直线与相交于两点,直线与相交于两点(点在轴的上方),若,四边形的外接圆圆心坐标为,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程,得韦达定理,进而根据弦长公式即可求解,
(2)联立方程可得韦达定理,根据中点坐标公式可求解,进而根据焦半径公式,结合判别式即可得解,
(3)写出的坐标,根据得,根据对称性判断圆心位于,即可根据两点距离公式代入化简求解.
【详解】(1)由题意可知,
联立直线与的方程可得,
设,则,
由弦长公式可得:,
化简可得,由于,故,(负值舍去).
故抛物线的方程为.
(2)设直线,
直线与抛物线联立可得,
故,
由于,
故,
因此的取值范围为
(3)抛物线与直线相交于故,
抛物线与直线相交于故,
根据可得,
由于轴,根据对称性可知四边形的外接圆圆心在轴上,故,
由可得,
化简可得,
将代入上式可得,
由于,可得,故,故,
进而.
2.(2026·湖南·模拟预测)已知椭圆过点,两个焦点坐标分别为.
(1)求椭圆的方程.
(2)已知为椭圆上异于的两点,且直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形.
(i)求证:直线的斜率为定值;
(ii)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)2.
【分析】(1)根据点以及焦点坐标,解方程可求得椭圆的方程;
(2)(i)法一:设直线的方程为,并与椭圆方程联立,结合韦达定理由可得直线的斜率;
法二:设直线的方程为,联立椭圆方程可解得,同理可得,化简可知直线的斜率;
法三:由,可设直线为,不同时为0,联立直线与椭圆方程化简得,可得,即直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理知
法一:易知,当时,的面积取最大值2.
法二:由弦长公式可知,又点到直线的距离,所以,当时,的面积取最大值2.
【详解】(1)设椭圆的方程为,
显然,
将点代入椭圆方程,即,解得或(舍去)
所以椭圆的方程为.
(2)(i)法一:
设直线的方程为(由对称性知存在),如下图:
联立得,化简得,
由知,则,
因为,所以,即,
化简得,因为直线不过点,所以,
故.
法二:
设直线的方程为,
联立,得,化简,
得,
由知,即,则,
又,所以,
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
同理可得,
由此可知,
则直线的斜率,
故直线的斜率为定值.
法三:
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
因为为椭圆上异于的两点,
所以可设直线为,不同时为0,
联立与,
得,
等式两边同时除以,记,
化简得,
由于,所以,说明直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,
联立与,得,
因为,所以.
由韦达定理知
法一:
过点作轴的垂线交直线于点,则点的坐标为,
,即,
化简得.
当且仅当时,的面积取最大值2.
法二:
易知,
点到直线的距离,
所以,
当且仅当时,的面积取最大值2.
3.(2026·湖南邵阳·一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,离心率,过的直线交椭圆于两点,的周长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且与垂直的直线与椭圆相交于两点,在轴的上方,分别为线段,线段的中点,直线与直线相交于点.
(i)直线是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(ii)求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)直线过定点,定点坐标为;(ii)
【分析】(1)利用椭圆的定义,根据的周长可列方程求出,利用离心率求出,进而可得标准方程.(2)(i)先根据题意判断直线与坐标轴不垂直,设出直线的方程,与椭圆方程联立,根据根与系数的关系及中点坐标公式可得到点的坐标,同理得到点的坐标,进而可得到直线的方程,可得定点坐标;(ii)根据平行线间距离相等得到,根据弦长公式可求得,由及基本不等式的变形可得最值.
【详解】(1)因为的周长为,所以.
又,所以.
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)直线过定点.
由(1)知,,又在轴的上方,所以直线与坐标轴不垂直.
设直线.
将代入,整理得.
则.
所以.
所以,同理可得.
所以.
所以直线的方程为,即,
因为该方程对任意非零实数恒成立,
所以直线过定点.
(ii)连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,
连接,如图所示.
因为分别为的中点,
所以,
所以到直线的距离相等,到直线的距离相等.
则.
所以,
即.
故.
由(i)知,,
同理可得,
所以
当且仅当时,即时,等号成立.
所以的面积的最小值为.
4.(2026·湖南永州·一模)已知椭圆经过点为的右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点(的斜率存在且不为0),设点关于轴的对称点为,的外接圆圆心为.
(i)求面积的最大值;
(ii)直线与直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)是;定值为1,证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆定义求,再根据关系联立方程求解椭圆方程;
(2)(i)直线方程为,跟椭圆方程联立可得,根据直线与直线的斜率之和为0,再结合韦达定理求得直线过定点,再利用韦达定理转化面积,再由一般不等式求解面积最值;
(ii)求解和的垂直平分线方程为,,联立两直线方程可得,,即得,再结合可得斜率乘积为定值.
【详解】(1)如图所示,因为为的右焦点,则,且椭圆左焦点为,
所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)设直线方程为,,
联立,得,
,即,
,,
因为点关于轴的对称点为,则直线与直线的斜率之和为0,
所以,
即,即,
得,即,所以直线过定点,且,
所以,
即,令,
,
当且仅当时,即时,面积的最大值为.
(ii)因为的垂直平分线方程为,
即①,同理的垂直平分线方程为②,
①+②得,,故,
①-②得,,
所以,即,
所以,故,
又因为,故,
所以直线与直线的斜率之积是定值1.
5.(2026·湖南岳阳·一模)已知椭圆的离心率为,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左,右顶点分别为,过轴上的一点作直线交椭圆于两点(异于点).设直线斜率为,直线斜率为.
(i)求(用表示);
(ii)若,的面积为,的面积为,求的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)
【分析】(1)利用离心率推得,结合点在椭圆上得,解得,即得椭圆方程;
(2)(i)设直线的方程为,与椭圆方程联立,写出韦达定理,根据斜率公式化简计算即可;(ii)利用(i)的结论结合求得,分别表示出,借助于韦达定理和基本不等式即可求得的最大值.
【详解】(1)由题可知,,化简得,
又因为在椭圆上,则,
联立解得,故椭圆的方程为.
(2)(i)依题意,设直线的方程为,
则联立,消去得
其中,即,
设,则.
则
;
(ii)由(i)可得,解得,即,
,且.
因,,
则
令,则,
,当且仅当,即时等号成立.
的最大值为.
圆锥曲线定点定值问题
考点6
1.(2026·湖南邵阳·一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,离心率,过的直线交椭圆于两点,的周长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且与垂直的直线与椭圆相交于两点,在轴的上方,分别为线段,线段的中点,直线与直线相交于点.
(i)直线是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(ii)求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)直线过定点,定点坐标为;(ii)
【分析】(1)利用椭圆的定义,根据的周长可列方程求出,利用离心率求出,进而可得标准方程.(2)(i)先根据题意判断直线与坐标轴不垂直,设出直线的方程,与椭圆方程联立,根据根与系数的关系及中点坐标公式可得到点的坐标,同理得到点的坐标,进而可得到直线的方程,可得定点坐标;(ii)根据平行线间距离相等得到,根据弦长公式可求得,由及基本不等式的变形可得最值.
【详解】(1)因为的周长为,所以.
又,所以.
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)直线过定点.
由(1)知,,又在轴的上方,所以直线与坐标轴不垂直.
设直线.
将代入,整理得.
则.
所以.
所以,同理可得.
所以.
所以直线的方程为,即,
因为该方程对任意非零实数恒成立,
所以直线过定点.
(ii)连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,
连接,如图所示.
因为分别为的中点,
所以,
所以到直线的距离相等,到直线的距离相等.
则.
所以,
即.
故.
由(i)知,,
同理可得,
所以
当且仅当时,即时,等号成立.
所以的面积的最小值为.
2.(2026·湖南永州·一模)已知椭圆经过点为的右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点(的斜率存在且不为0),设点关于轴的对称点为,的外接圆圆心为.
(i)求面积的最大值;
(ii)直线与直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)是;定值为1,证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆定义求,再根据关系联立方程求解椭圆方程;
(2)(i)直线方程为,跟椭圆方程联立可得,根据直线与直线的斜率之和为0,再结合韦达定理求得直线过定点,再利用韦达定理转化面积,再由一般不等式求解面积最值;
(ii)求解和的垂直平分线方程为,,联立两直线方程可得,,即得,再结合可得斜率乘积为定值.
【详解】(1)如图所示,因为为的右焦点,则,且椭圆左焦点为,
所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)设直线方程为,,
联立,得,
,即,
,,
因为点关于轴的对称点为,则直线与直线的斜率之和为0,
所以,
即,即,
得,即,所以直线过定点,且,
所以,
即,令,
,
当且仅当时,即时,面积的最大值为.
(ii)因为的垂直平分线方程为,
即①,同理的垂直平分线方程为②,
①+②得,,故,
①-②得,,
所以,即,
所以,故,
又因为,故,
所以直线与直线的斜率之积是定值1.
圆锥曲线证明,最值与探索问题
考点7
1.(2026·湖南·模拟预测)已知椭圆过点,两个焦点坐标分别为.
(1)求椭圆的方程.
(2)已知为椭圆上异于的两点,且直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形.
(i)求证:直线的斜率为定值;
(ii)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)2.
【分析】(1)根据点以及焦点坐标,解方程可求得椭圆的方程;
(2)(i)法一:设直线的方程为,并与椭圆方程联立,结合韦达定理由可得直线的斜率;
法二:设直线的方程为,联立椭圆方程可解得,同理可得,化简可知直线的斜率;
法三:由,可设直线为,不同时为0,联立直线与椭圆方程化简得,可得,即直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理知
法一:易知,当时,的面积取最大值2.
法二:由弦长公式可知,又点到直线的距离,所以,当时,的面积取最大值2.
【详解】(1)设椭圆的方程为,
显然,
将点代入椭圆方程,即,解得或(舍去)
所以椭圆的方程为.
(2)(i)法一:
设直线的方程为(由对称性知存在),如下图:
联立得,化简得,
由知,则,
因为,所以,即,
化简得,因为直线不过点,所以,
故.
法二:
设直线的方程为,
联立,得,化简,
得,
由知,即,则,
又,所以,
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
同理可得,
由此可知,
则直线的斜率,
故直线的斜率为定值.
法三:
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
因为为椭圆上异于的两点,
所以可设直线为,不同时为0,
联立与,
得,
等式两边同时除以,记,
化简得,
由于,所以,说明直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,
联立与,得,
因为,所以.
由韦达定理知
法一:
过点作轴的垂线交直线于点,则点的坐标为,
,即,
化简得.
当且仅当时,的面积取最大值2.
法二:
易知,
点到直线的距离,
所以,
当且仅当时,的面积取最大值2.
2.(2026·湖南邵阳·一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,离心率,过的直线交椭圆于两点,的周长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且与垂直的直线与椭圆相交于两点,在轴的上方,分别为线段,线段的中点,直线与直线相交于点.
(i)直线是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(ii)求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)直线过定点,定点坐标为;(ii)
【分析】(1)利用椭圆的定义,根据的周长可列方程求出,利用离心率求出,进而可得标准方程.(2)(i)先根据题意判断直线与坐标轴不垂直,设出直线的方程,与椭圆方程联立,根据根与系数的关系及中点坐标公式可得到点的坐标,同理得到点的坐标,进而可得到直线的方程,可得定点坐标;(ii)根据平行线间距离相等得到,根据弦长公式可求得,由及基本不等式的变形可得最值.
【详解】(1)因为的周长为,所以.
又,所以.
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)直线过定点.
由(1)知,,又在轴的上方,所以直线与坐标轴不垂直.
设直线.
将代入,整理得.
则.
所以.
所以,同理可得.
所以.
所以直线的方程为,即,
因为该方程对任意非零实数恒成立,
所以直线过定点.
(ii)连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,
连接,如图所示.
因为分别为的中点,
所以,
所以到直线的距离相等,到直线的距离相等.
则.
所以,
即.
故.
由(i)知,,
同理可得,
所以
当且仅当时,即时,等号成立.
所以的面积的最小值为.
3.(2026·湖南永州·一模)已知椭圆经过点为的右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点(的斜率存在且不为0),设点关于轴的对称点为,的外接圆圆心为.
(i)求面积的最大值;
(ii)直线与直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)是;定值为1,证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆定义求,再根据关系联立方程求解椭圆方程;
(2)(i)直线方程为,跟椭圆方程联立可得,根据直线与直线的斜率之和为0,再结合韦达定理求得直线过定点,再利用韦达定理转化面积,再由一般不等式求解面积最值;
(ii)求解和的垂直平分线方程为,,联立两直线方程可得,,即得,再结合可得斜率乘积为定值.
【详解】(1)如图所示,因为为的右焦点,则,且椭圆左焦点为,
所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)设直线方程为,,
联立,得,
,即,
,,
因为点关于轴的对称点为,则直线与直线的斜率之和为0,
所以,
即,即,
得,即,所以直线过定点,且,
所以,
即,令,
,
当且仅当时,即时,面积的最大值为.
(ii)因为的垂直平分线方程为,
即①,同理的垂直平分线方程为②,
①+②得,,故,
①-②得,,
所以,即,
所以,故,
又因为,故,
所以直线与直线的斜率之积是定值1.
4.(2026·湖南怀化·一模)在抛物线中,直线与交于两点,为的焦点.当直线为时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若线段中点的纵坐标始终为1,求的取值范围;
(3)已知直线与相交于两点,直线与相交于两点(点在轴的上方),若,四边形的外接圆圆心坐标为,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程,得韦达定理,进而根据弦长公式即可求解,
(2)联立方程可得韦达定理,根据中点坐标公式可求解,进而根据焦半径公式,结合判别式即可得解,
(3)写出的坐标,根据得,根据对称性判断圆心位于,即可根据两点距离公式代入化简求解.
【详解】(1)由题意可知,
联立直线与的方程可得,
设,则,
由弦长公式可得:,
化简可得,由于,故,(负值舍去).
故抛物线的方程为.
(2)设直线,
直线与抛物线联立可得,
故,
由于,
故,
因此的取值范围为
(3)抛物线与直线相交于故,
抛物线与直线相交于故,
根据可得,
由于轴,根据对称性可知四边形的外接圆圆心在轴上,故,
由可得,
化简可得,
将代入上式可得,
由于,可得,故,故,
进而.
5.(2026·湖南岳阳·一模)已知椭圆的离心率为,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左,右顶点分别为,过轴上的一点作直线交椭圆于两点(异于点).设直线斜率为,直线斜率为.
(i)求(用表示);
(ii)若,的面积为,的面积为,求的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)
【分析】(1)利用离心率推得,结合点在椭圆上得,解得,即得椭圆方程;
(2)(i)设直线的方程为,与椭圆方程联立,写出韦达定理,根据斜率公式化简计算即可;(ii)利用(i)的结论结合求得,分别表示出,借助于韦达定理和基本不等式即可求得的最大值.
【详解】(1)由题可知,,化简得,
又因为在椭圆上,则,
联立解得,故椭圆的方程为.
(2)(i)依题意,设直线的方程为,
则联立,消去得
其中,即,
设,则.
则
;
(ii)由(i)可得,解得,即,
,且.
因,,
则
令,则,
,当且仅当,即时等号成立.
的最大值为.
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专题06 平面解析几何
7大考点概览
考点01直线方程与圆的方程
考点02椭圆方程及其性质
考点03双曲线方程及其性质
考点04抛物线方程及其性质
考点05圆锥曲线弦长面积问题
考点06圆锥曲线定点定值问题
考点07圆锥曲线证明,最值与探索问题
直线方程与圆的方程
考点1
一、单选题
1.(2026·湖南怀化·一模)已知圆与圆相切,则( )
A.4 B.6 C.4或6 D.16或36
2.(2026·湖南·模拟预测)已知圆与直线相切于点,与直线相交于两点,且,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
3.(2026·湖南岳阳·一模)已知圆和直线,若圆上存在三点到直线的距离成公比为2的等比数列,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2026·湖南邵阳·一模)已知直线与圆相交于两点,则劣弧的长为( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知圆,抛物线的焦点为F,P为E上一动点,当P运动到点时,,直线l与E相交于A,B两点,则( )
A.
B.若,则直线PF与圆C相切
C.若M为C上一点,则的最小值为1
D.存在直线l,使得A,B两点关于对称
三、填空题
6.(2026·湖南邵阳·一模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,,,动点满足.当取最大值时,______.
椭圆方程及其性质
考点2
一、单选题
1.(2026·湖南长沙·模拟预测)已知点在直线上移动,椭圆以和为焦点且经过点,则椭圆的离心率的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(2026·湖南株洲·一模)已知椭圆的焦点为,一个短轴顶点为,且离心率为,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(2026·湖南邵阳·一模)已知,分别是椭圆:的左、右焦点,过的直线交于,两点,则下列结论成立的是( )
A.的周长为8 B.
C.的最小值为 D.存在直线,使得
4.(2026·湖南岳阳·一模)如图,圆,圆,动圆与圆外切于点,与圆内切于点,记圆心的轨迹为曲线,若直线与曲线交于两点,则下面说法正确的是( )
A.曲线的方程为
B.的最小值为
C.
D.当直线斜率都存在时,
双曲线方程及其性质
考点3
一、单选题
1.(2026·湖南怀化·一模)设为坐标原点,是的左、右焦点,若在双曲线上存在点,满足三角形的面积为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2026·湖南永州·一模)已知分别为双曲线:的左、右焦点,为右支上的一点,线段与轴交于点为坐标原点,过点作,垂足为为线段上的一点,满足,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(2026·湖南株洲·一模)下列关于双曲线的说法,正确的是( )
A.双曲线的焦距为2 B.双曲线的两条渐近线相互垂直
C.双曲线的离心率为 D.存在一条直线,与双曲线有三个交点
4.(2026·湖南永州·一模)已知双曲线的左、右焦点分别为,点是的渐近线上一点(在轴上方),直线与圆相切,且与的左、右两支分别交于两点,若,则( )
A.以为直径的圆与圆相切 B.的离心率
C.线段的中点在直线上 D.的面积为
5.(2026·湖南湘潭·一模)已知,是双曲线上两个不同的点,是的左顶点,则( )
A.的焦距为
B.当轴时,与可能垂直
C.当时,,的横坐标之和的取值集合为
D.当,的纵坐标异号时,对任意的点,都存在点,使得
6.(2026·湖南邵阳·一模)已知双曲线的离心率为,左、右焦点分别为,,过的直线与的右支相交于两点,则下列结论错误的有( )
A.的方程为
B.
C.的渐近线方程为
D.当时,的面积为3
7.(2026·湖南·模拟预测)已知双曲线有如下光学性质:从一个焦点发出的光线经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线通过另一个焦点.其几何事实为:若双曲线的两个焦点为,为双曲线上任意一点,则处的切线平分,已知椭圆的左、右焦点分别为,双曲线的左、右焦点分别为,过作直线与双曲线相切于点,与椭圆相交于点,且点均位于第一象限,若,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜率为定值1 B.椭圆的离心率为
C.双曲线的离心率为 D.为定值
三、填空题
8.(2026·湖南常德·一模)已知双曲线:左顶点为,右焦点为,过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支相交于点,若,且,则双曲线的离心率为________.
9.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过作直线l垂直于双曲线的一条渐近线,直线l与双曲线的两条渐近线分别交于A,B两点,若,则双曲线C的离心率e为______.
四、解答题
10.(2026·湖南邵阳·一模)已知双曲线的渐近线方程为,右焦点为,直线与相切于点.
(1)若与的渐近线分别交于,两点,证明:点为线段AB的中点;
(2)已知直线:,:,若与,分别交于点,,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.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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抛物线方程及其性质
考点4
一、单选题
1.(2026·湖南永州·一模)已知抛物线的焦点为,点在轴上且位于右侧,点在上,若为等边三角形,则( )
A.2 B.2 C.2 D.4
2.(2026·湖南永州·一模)已知分别为内角的对边,若,,动点满足的大小与的大小相等,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
二、多选题
3.(2026·河南南阳·模拟预测)已知抛物线C:的焦点为,过点的直线与C交于两点,其中,,则( )
A.直线的斜率为 B.点M到y轴的距离为7
C.的面积为 D.直线的倾斜角为30°或150°
4.(2026·湖南永州·一模)已知为抛物线的焦点,准线与轴交于点为第一象限内抛物线上的点,且满足,过点作的垂线,垂足为与交于点,则( )
A.直线的斜率不是定值 B.
C. D.
5.(2026·湖南永州·一模)已知为抛物线:()的焦点,准线与轴交于点,为第一象限内抛物线上的点,且满足,过点作的垂线,垂足为,与交于点,则为( )
A.直线的斜率不是定值 B.
C. D.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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圆锥曲线弦长面积问题
考点5
1.(2026·湖南怀化·一模)在抛物线中,直线与交于两点,为的焦点.当直线为时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若线段中点的纵坐标始终为1,求的取值范围;
(3)已知直线与相交于两点,直线与相交于两点(点在轴的上方),若,四边形的外接圆圆心坐标为,求证:.
2.(2026·湖南·模拟预测)已知椭圆过点,两个焦点坐标分别为.
(1)求椭圆的方程.
(2)已知为椭圆上异于的两点,且直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形.
(i)求证:直线的斜率为定值;
(ii)求面积的最大值.
3.(2026·湖南邵阳·一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,离心率,过的直线交椭圆于两点,的周长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且与垂直的直线与椭圆相交于两点,在轴的上方,分别为线段,线段的中点,直线与直线相交于点.
(i)直线是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(ii)求的面积的最小值.
4.(2026·湖南永州·一模)已知椭圆经过点为的右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点(的斜率存在且不为0),设点关于轴的对称点为,的外接圆圆心为.
(i)求面积的最大值;
(ii)直线与直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
5.(2026·湖南岳阳·一模)已知椭圆的离心率为,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左,右顶点分别为,过轴上的一点作直线交椭圆于两点(异于点).设直线斜率为,直线斜率为.
(i)求(用表示);
(ii)若,的面积为,的面积为,求的最大值.
圆锥曲线定点定值问题
考点6
1.(2026·湖南邵阳·一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,离心率,过的直线交椭圆于两点,的周长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且与垂直的直线与椭圆相交于两点,在轴的上方,分别为线段,线段的中点,直线与直线相交于点.
(i)直线是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(ii)求的面积的最小值.
2.(2026·湖南永州·一模)已知椭圆经过点为的右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点(的斜率存在且不为0),设点关于轴的对称点为,的外接圆圆心为.
(i)求面积的最大值;
(ii)直线与直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
圆锥曲线证明,最值与探索问题
考点7
1.(2026·湖南·模拟预测)已知椭圆过点,两个焦点坐标分别为.
(1)求椭圆的方程.
(2)已知为椭圆上异于的两点,且直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形.
(i)求证:直线的斜率为定值;
(ii)求面积的最大值.
2.(2026·湖南邵阳·一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,离心率,过的直线交椭圆于两点,的周长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且与垂直的直线与椭圆相交于两点,在轴的上方,分别为线段,线段的中点,直线与直线相交于点.
(i)直线是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由;
(ii)求的面积的最小值.
3.(2026·湖南永州·一模)已知椭圆经过点为的右焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过点的直线与交于两点(的斜率存在且不为0),设点关于轴的对称点为,的外接圆圆心为.
(i)求面积的最大值;
(ii)直线与直线的斜率之积是否为定值?若是,求出这个定值,若不是,请说明理由.
4.(2026·湖南怀化·一模)在抛物线中,直线与交于两点,为的焦点.当直线为时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若线段中点的纵坐标始终为1,求的取值范围;
(3)已知直线与相交于两点,直线与相交于两点(点在轴的上方),若,四边形的外接圆圆心坐标为,求证:.
5.(2026·湖南岳阳·一模)已知椭圆的离心率为,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左,右顶点分别为,过轴上的一点作直线交椭圆于两点(异于点).设直线斜率为,直线斜率为.
(i)求(用表示);
(ii)若,的面积为,的面积为,求的最大值.
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专题06 平面解析几何
直线方程与圆的方程
考点1
题号
1
2
3
4
5
答案
C
B
C
B
ABD
6.
椭圆方程及其性质
考点2
题号
1
2
3
4
答案
A
C
ABD
ABC
双曲线方程及其性质
考点3
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
A
BC
ABD
AC
BC
ABD
8.
9./
10.(1)证明见解析
(2)存在,
【分析】(1)利用双曲线的渐近线方程和焦点坐标求出双曲线的标准方程,根据直线是否存在斜率进行分类讨论,结合一元二次方程根与系数关系进行运算求解证明即可;
(2)根据两点间距离公式,结合(1)的结论进行求解即可.
【详解】(1)设双曲线,
由题意得:解得故双曲线方程为.
设,则
ⅰ)当切线斜率不存在时,由对称性可知,为AB的中点.
ⅱ)当切线斜率存在时,设切线(或)
联立方程组:消去得:.
由,即.
又,则,,
所以,即,解得.
所以直线,又,则.
联立方程组:消去得:,因为.
则上式化简为,恒成立.
设,,则,所以为AB的中点.
(2)因为与相交,则切线的斜率存在,
由(1)知,切线,将,分别代入切线的方程得
所以,,则,
.
所以.
故存在,使得恒成立.
抛物线方程及其性质
考点4
题号
1
2
3
4
5
答案
D
C
AC
BCD
BCD
圆锥曲线弦长面积问题
考点5
1.(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程,得韦达定理,进而根据弦长公式即可求解,
(2)联立方程可得韦达定理,根据中点坐标公式可求解,进而根据焦半径公式,结合判别式即可得解,
(3)写出的坐标,根据得,根据对称性判断圆心位于,即可根据两点距离公式代入化简求解.
【详解】(1)由题意可知,
联立直线与的方程可得,
设,则,
由弦长公式可得:,
化简可得,由于,故,(负值舍去).
故抛物线的方程为.
(2)设直线,
直线与抛物线联立可得,
故,
由于,
故,
因此的取值范围为
(3)抛物线与直线相交于故,
抛物线与直线相交于故,
根据可得,
由于轴,根据对称性可知四边形的外接圆圆心在轴上,故,
由可得,
化简可得,
将代入上式可得,
由于,可得,故,故,
进而.
2.(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)2.
【分析】(1)根据点以及焦点坐标,解方程可求得椭圆的方程;
(2)(i)法一:设直线的方程为,并与椭圆方程联立,结合韦达定理由可得直线的斜率;
法二:设直线的方程为,联立椭圆方程可解得,同理可得,化简可知直线的斜率;
法三:由,可设直线为,不同时为0,联立直线与椭圆方程化简得,可得,即直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理知
法一:易知,当时,的面积取最大值2.
法二:由弦长公式可知,又点到直线的距离,所以,当时,的面积取最大值2.
【详解】(1)设椭圆的方程为,
显然,
将点代入椭圆方程,即,解得或(舍去)
所以椭圆的方程为.
(2)(i)法一:
设直线的方程为(由对称性知存在),如下图:
联立得,化简得,
由知,则,
因为,所以,即,
化简得,因为直线不过点,所以,
故.
法二:
设直线的方程为,
联立,得,化简,
得,
由知,即,则,
又,所以,
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
同理可得,
由此可知,
则直线的斜率,
故直线的斜率为定值.
法三:
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
因为为椭圆上异于的两点,
所以可设直线为,不同时为0,
联立与,
得,
等式两边同时除以,记,
化简得,
由于,所以,说明直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,
联立与,得,
因为,所以.
由韦达定理知
法一:
过点作轴的垂线交直线于点,则点的坐标为,
,即,
化简得.
当且仅当时,的面积取最大值2.
法二:
易知,
点到直线的距离,
所以,
当且仅当时,的面积取最大值2.
3.(1)
(2)(i)直线过定点,定点坐标为;(ii)
【分析】(1)利用椭圆的定义,根据的周长可列方程求出,利用离心率求出,进而可得标准方程.(2)(i)先根据题意判断直线与坐标轴不垂直,设出直线的方程,与椭圆方程联立,根据根与系数的关系及中点坐标公式可得到点的坐标,同理得到点的坐标,进而可得到直线的方程,可得定点坐标;(ii)根据平行线间距离相等得到,根据弦长公式可求得,由及基本不等式的变形可得最值.
【详解】(1)因为的周长为,所以.
又,所以.
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)直线过定点.
由(1)知,,又在轴的上方,所以直线与坐标轴不垂直.
设直线.
将代入,整理得.
则.
所以.
所以,同理可得.
所以.
所以直线的方程为,即,
因为该方程对任意非零实数恒成立,
所以直线过定点.
(ii)连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,
连接,如图所示.
因为分别为的中点,
所以,
所以到直线的距离相等,到直线的距离相等.
则.
所以,
即.
故.
由(i)知,,
同理可得,
所以
当且仅当时,即时,等号成立.
所以的面积的最小值为.
4.(1)
(2)(i)(ii)是;定值为1,证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆定义求,再根据关系联立方程求解椭圆方程;
(2)(i)直线方程为,跟椭圆方程联立可得,根据直线与直线的斜率之和为0,再结合韦达定理求得直线过定点,再利用韦达定理转化面积,再由一般不等式求解面积最值;
(ii)求解和的垂直平分线方程为,,联立两直线方程可得,,即得,再结合可得斜率乘积为定值.
【详解】(1)如图所示,因为为的右焦点,则,且椭圆左焦点为,
所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)设直线方程为,,
联立,得,
,即,
,,
因为点关于轴的对称点为,则直线与直线的斜率之和为0,
所以,
即,即,
得,即,所以直线过定点,且,
所以,
即,令,
,
当且仅当时,即时,面积的最大值为.
(ii)因为的垂直平分线方程为,
即①,同理的垂直平分线方程为②,
①+②得,,故,
①-②得,,
所以,即,
所以,故,
又因为,故,
所以直线与直线的斜率之积是定值1.
5.(1)
(2)(i)(ii)
【分析】(1)利用离心率推得,结合点在椭圆上得,解得,即得椭圆方程;
(2)(i)设直线的方程为,与椭圆方程联立,写出韦达定理,根据斜率公式化简计算即可;(ii)利用(i)的结论结合求得,分别表示出,借助于韦达定理和基本不等式即可求得的最大值.
【详解】(1)由题可知,,化简得,
又因为在椭圆上,则,
联立解得,故椭圆的方程为.
(2)(i)依题意,设直线的方程为,
则联立,消去得
其中,即,
设,则.
则
;
(ii)由(i)可得,解得,即,
,且.
因,,
则
令,则,
,当且仅当,即时等号成立.
的最大值为.
圆锥曲线定点定值问题
考点6
1.(1)
(2)(i)直线过定点,定点坐标为;(ii)
【分析】(1)利用椭圆的定义,根据的周长可列方程求出,利用离心率求出,进而可得标准方程.(2)(i)先根据题意判断直线与坐标轴不垂直,设出直线的方程,与椭圆方程联立,根据根与系数的关系及中点坐标公式可得到点的坐标,同理得到点的坐标,进而可得到直线的方程,可得定点坐标;(ii)根据平行线间距离相等得到,根据弦长公式可求得,由及基本不等式的变形可得最值.
【详解】(1)因为的周长为,所以.
又,所以.
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)直线过定点.
由(1)知,,又在轴的上方,所以直线与坐标轴不垂直.
设直线.
将代入,整理得.
则.
所以.
所以,同理可得.
所以.
所以直线的方程为,即,
因为该方程对任意非零实数恒成立,
所以直线过定点.
(ii)连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,
连接,如图所示.
因为分别为的中点,
所以,
所以到直线的距离相等,到直线的距离相等.
则.
所以,
即.
故.
由(i)知,,
同理可得,
所以
当且仅当时,即时,等号成立.
所以的面积的最小值为.
2.(1)
(2)(i)(ii)是;定值为1,证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆定义求,再根据关系联立方程求解椭圆方程;
(2)(i)直线方程为,跟椭圆方程联立可得,根据直线与直线的斜率之和为0,再结合韦达定理求得直线过定点,再利用韦达定理转化面积,再由一般不等式求解面积最值;
(ii)求解和的垂直平分线方程为,,联立两直线方程可得,,即得,再结合可得斜率乘积为定值.
【详解】(1)如图所示,因为为的右焦点,则,且椭圆左焦点为,
所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)设直线方程为,,
联立,得,
,即,
,,
因为点关于轴的对称点为,则直线与直线的斜率之和为0,
所以,
即,即,
得,即,所以直线过定点,且,
所以,
即,令,
,
当且仅当时,即时,面积的最大值为.
(ii)因为的垂直平分线方程为,
即①,同理的垂直平分线方程为②,
①+②得,,故,
①-②得,,
所以,即,
所以,故,
又因为,故,
所以直线与直线的斜率之积是定值1.
圆锥曲线证明,最值与探索问题
考点7
1.(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)2.
【分析】(1)根据点以及焦点坐标,解方程可求得椭圆的方程;
(2)(i)法一:设直线的方程为,并与椭圆方程联立,结合韦达定理由可得直线的斜率;
法二:设直线的方程为,联立椭圆方程可解得,同理可得,化简可知直线的斜率;
法三:由,可设直线为,不同时为0,联立直线与椭圆方程化简得,可得,即直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理知
法一:易知,当时,的面积取最大值2.
法二:由弦长公式可知,又点到直线的距离,所以,当时,的面积取最大值2.
【详解】(1)设椭圆的方程为,
显然,
将点代入椭圆方程,即,解得或(舍去)
所以椭圆的方程为.
(2)(i)法一:
设直线的方程为(由对称性知存在),如下图:
联立得,化简得,
由知,则,
因为,所以,即,
化简得,因为直线不过点,所以,
故.
法二:
设直线的方程为,
联立,得,化简,
得,
由知,即,则,
又,所以,
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
同理可得,
由此可知,
则直线的斜率,
故直线的斜率为定值.
法三:
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
因为为椭圆上异于的两点,
所以可设直线为,不同时为0,
联立与,
得,
等式两边同时除以,记,
化简得,
由于,所以,说明直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,
联立与,得,
因为,所以.
由韦达定理知
法一:
过点作轴的垂线交直线于点,则点的坐标为,
,即,
化简得.
当且仅当时,的面积取最大值2.
法二:
易知,
点到直线的距离,
所以,
当且仅当时,的面积取最大值2.
2.(1)
(2)(i)直线过定点,定点坐标为;(ii)
【分析】(1)利用椭圆的定义,根据的周长可列方程求出,利用离心率求出,进而可得标准方程.(2)(i)先根据题意判断直线与坐标轴不垂直,设出直线的方程,与椭圆方程联立,根据根与系数的关系及中点坐标公式可得到点的坐标,同理得到点的坐标,进而可得到直线的方程,可得定点坐标;(ii)根据平行线间距离相等得到,根据弦长公式可求得,由及基本不等式的变形可得最值.
【详解】(1)因为的周长为,所以.
又,所以.
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)直线过定点.
由(1)知,,又在轴的上方,所以直线与坐标轴不垂直.
设直线.
将代入,整理得.
则.
所以.
所以,同理可得.
所以.
所以直线的方程为,即,
因为该方程对任意非零实数恒成立,
所以直线过定点.
(ii)连接,设为线段的中点,直线分别与相交于点,
连接,如图所示.
因为分别为的中点,
所以,
所以到直线的距离相等,到直线的距离相等.
则.
所以,
即.
故.
由(i)知,,
同理可得,
所以
当且仅当时,即时,等号成立.
所以的面积的最小值为.
3.(1)
(2)(i)(ii)是;定值为1,证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆定义求,再根据关系联立方程求解椭圆方程;
(2)(i)直线方程为,跟椭圆方程联立可得,根据直线与直线的斜率之和为0,再结合韦达定理求得直线过定点,再利用韦达定理转化面积,再由一般不等式求解面积最值;
(ii)求解和的垂直平分线方程为,,联立两直线方程可得,,即得,再结合可得斜率乘积为定值.
【详解】(1)如图所示,因为为的右焦点,则,且椭圆左焦点为,
所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)设直线方程为,,
联立,得,
,即,
,,
因为点关于轴的对称点为,则直线与直线的斜率之和为0,
所以,
即,即,
得,即,所以直线过定点,且,
所以,
即,令,
,
当且仅当时,即时,面积的最大值为.
(ii)因为的垂直平分线方程为,
即①,同理的垂直平分线方程为②,
①+②得,,故,
①-②得,,
所以,即,
所以,故,
又因为,故,
所以直线与直线的斜率之积是定值1.
4.(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程,得韦达定理,进而根据弦长公式即可求解,
(2)联立方程可得韦达定理,根据中点坐标公式可求解,进而根据焦半径公式,结合判别式即可得解,
(3)写出的坐标,根据得,根据对称性判断圆心位于,即可根据两点距离公式代入化简求解.
【详解】(1)由题意可知,
联立直线与的方程可得,
设,则,
由弦长公式可得:,
化简可得,由于,故,(负值舍去).
故抛物线的方程为.
(2)设直线,
直线与抛物线联立可得,
故,
由于,
故,
因此的取值范围为
(3)抛物线与直线相交于故,
抛物线与直线相交于故,
根据可得,
由于轴,根据对称性可知四边形的外接圆圆心在轴上,故,
由可得,
化简可得,
将代入上式可得,
由于,可得,故,故,
进而.
5.(1)
(2)(i)(ii)
【分析】(1)利用离心率推得,结合点在椭圆上得,解得,即得椭圆方程;
(2)(i)设直线的方程为,与椭圆方程联立,写出韦达定理,根据斜率公式化简计算即可;(ii)利用(i)的结论结合求得,分别表示出,借助于韦达定理和基本不等式即可求得的最大值.
【详解】(1)由题可知,,化简得,
又因为在椭圆上,则,
联立解得,故椭圆的方程为.
(2)(i)依题意,设直线的方程为,
则联立,消去得
其中,即,
设,则.
则
;
(ii)由(i)可得,解得,即,
,且.
因,,
则
令,则,
,当且仅当,即时等号成立.
的最大值为.
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