内容正文:
专题02 椭圆、双曲线及抛物线的综合问题的11种模型
考点1 圆锥曲线的定义及其应用
考点2 圆锥曲线的标准方程
考点3 圆锥曲线的几何性质
考点4 直线与圆锥曲线的位置关系
考点5 弦长问题
考点6 中点弦问题
考点7 证明问题
考点8 最值与范围
考点9 定点问题
考点10 定值问题
考点11 定直线问题
考点1 圆锥曲线的定义及其应用
解|题|策|略
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|).
(2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(0<2a<|F1F2|).
(3)抛物线:|PF|=|PM|,l为抛物线的准线,点F不在定直线l上,PM⊥l于点M.
2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”
“定型”:确定曲线焦点所在的坐标轴;
“计算”:利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值.
1.设双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为.P是C上一点,且F1P⊥F2P.若△PF1F2的面积为4,则a= .
2.若抛物线的准线为l,P是抛物线上任意一点,则P到准线l的距离与P到直线的距离之和的最小值
3.过双曲线的左焦点作一条直线交双曲线左支于,两点,若,是双曲线的右焦点,则的周长是 .
4.若在抛物线y2=-4x上存在一点P,使其到焦点F的距离与到A(-2,1)的距离之和最小,则该点的坐标为 .
5.一动圆与圆外切,而与圆内切,那么动圆的圆心的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.双曲线的一支
6.已知椭圆的左、右焦点分别为,,右顶点为,点在椭圆上,且,若,则( )
A.1 B.2 C. D.3
考点2 圆锥曲线的标准方程
解|题|策|略
求圆锥曲线标准方程的步骤
(1)设方程:确定圆锥曲线的焦点位置,设出标准方程;
(2)求方程:利用待定系数法求出方程中的系数.特别地,当焦点位置无法确定时,抛物线方程常设为y2=2ax或x2=2ay(a≠0),椭圆方程常设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n),双曲线方程常设为mx2-ny2=1(mn>0).
7.在平面直角坐标系中,已知点为动点,以线段为直径的圆与轴相切.动点的轨迹的方程为 .
8.已知双曲线C的焦点为和,离心率为,则C的方程为 .
9.与椭圆共焦点且过点的双曲线方程是
10.过点且与椭圆有相同焦点的椭圆方程为 .
11.已知动点到点的距离比到直线的距离小,则点的轨迹方程为( ).
A. B. C. D.
12.已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,、为焦点,点P在椭圆上,直线与倾斜角的差为,△的面积是20,离心率为,求椭圆的标准方程.
考点3 圆锥曲线的几何性质
解|题|策|略
1.椭圆、双曲线的离心率(范围)的求法
求椭圆、双曲线的离心率(范围),关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求的值.
2.双曲线的渐近线的求法及用法
(1)求法:把双曲线标准方程等号右边的1改为零,分解因式可得;
(2)用法:①可得或的值;②利用渐近线方程设所求双曲线的方程.
3.利用抛物线的几何性质解题时,要注意利用定义构造与焦半径相关的几何图形(如三角形、直角梯形等)来沟通已知量与p的关系,灵活运用抛物线的焦点弦的特殊结论,使问题简单化且减少数学运算.
13.已知双曲线的一条渐近线为,则C的焦距为 .
14.已知椭圆的左、右焦点分别为,若C上存在一点P,使线段的中垂线过点,则C的离心率的最小值是 .
15.设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A. B. C. D.
16.设抛物线的焦点为点A在C上,过A作的准线的垂线,垂足为B,若直线BF的方程为,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
17.若抛物线的焦点是椭圆的一个顶点,则的值为( ).
A.2 B.3 C.4 D.8
18.已知双曲线的实半轴长为,其上焦点到双曲线的一条渐近线的距离为3,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
考点4 直线与圆锥曲线的位置关系
解|题|策|略
1.直线与圆锥曲线有两个不同的公共点的判定:通常的方法是直线与圆锥曲线方程联立消元后得到一元二次方程,其中Δ>0;另一方面就是数形结合,如直线与双曲线有两个不同的公共点,可通过判定直线的斜率与双曲线渐近线的斜率的大小得到.
2.直线与圆锥曲线只有一个公共点,若直线与椭圆(圆)必相切;若直线与双曲线(抛物线)有两种可能情况(相切或相交).
19.记双曲线的离心率为e,写出满足条件“直线与C无公共点”的e的一个值 .
20.若直线与双曲线的右支交于不同的两点,则k的取值范围是 .
21.若直线与双曲线有公共点,则可取的一个值是________.
22.已知双曲线与直线没有公共点,则符合题意的一个的值为______.
23.(2025·山东菏泽一模)过点作直线,使它与抛物线仅有一个公共点,这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
24.若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A.2个 B.至少一个 C.1个 D.0个
考点5 弦长问题
解|题|策|略
求解弦长的常用方法
(1)当弦的两端点坐标易求时,可直接利用两点间的距离公式求解.
(2)当直线的斜率存在时,联立直线与圆锥曲线方程,消元得到关于x(或y)的一元二次方程,利用根与系数的关系得到(x1-x2)2,(y1-y2)2,代入两点间的距离公式求解.
25.已知过椭圆,的焦点的最短弦长为2,则________.
26.过抛物线的焦点,且斜率为1的直线交于两点,则______.
27.经过椭圆的的右焦点作倾斜角为的直线,与椭圆交于A,B两点,则______.
28.过点且倾斜角为的直线与抛物线相交于AB两点,则_______
29.已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线l交抛物线于两点,则线段的长为________.
30.已知双曲线的实轴长为,点在双曲线上.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点且斜率为的直线与双曲线的另一个交点为,求.
考点6 中点弦问题
解|题|策|略
用“点差法”解决有关中点弦问题的一般步骤
31.已知抛物线上两点A,B关于点对称,则直线AB的斜率为 .
32.已知斜率为2的直线交双曲线于两点,线段的中点为,直线的斜率等于__________.
33.已知直线与双曲线的左右两支各交于一点,则b的取值范围为________.
34.已知抛物线,直线与抛物线相交于两点,且的中点为,则__________.
35.已知椭圆,点为左焦点,点为下顶点,平行于的直线交椭圆于,两点,且的中点为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
36.设A,B为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是( )
A. B. C. D.
考点7 证明问题
解|题|策|略
圆锥曲线中的证明问题常见的有:
(1)位置关系方面的:如证明直线与曲线相切,直线间的平行、垂直,直线过定点等.
(2)数量关系方面的:如存在定值、恒成立、相等等.
在熟悉圆锥曲线的定义与性质的前提下,一般采用直接法,通过相关的代数运算证明.
37.已知椭圆的右焦点为,点在上,且轴.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,为线段的中点,直线交直线于点,证明:轴.
38.在直角坐标系中,点到轴的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)已知矩形有三个顶点在上,证明:矩形的周长大于.
考点8 最值与范围
解|题|策|略
1.利用不等关系求最值(范围)的三种方法
2.构造基本不等式求最值的步骤
39..已知抛物线:的焦点为,点在抛物线上.
(1)若,求抛物线的标准方程;
(2)若直线与抛物线交于,两点,点的坐标为,且满足,原点到直线的距离不小于,求的取值范围.
40.(2025·陕西西安二模)已知椭圆的左右焦点分别为,,离心率为,且点在上.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作直线交椭圆于两点,且点位于轴上方,设点关于轴的对称点为,求面积的最大值.
考点9 定点问题
解|题|策|略
圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.或以曲线上的点为参数,设点P(x1,y1),利用点在曲线f(x,y)=0上,即f(x1,y1)=0消参;
(2)特殊到一般法:定点问题,先猜后证,可先考虑运动图形是否有对称性及特殊(或极端)位置猜想,如直线的水平或竖直位置,即k=0或k不存在.
41.已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
42.已知抛物线与双曲线的渐近线在第一象限的交点为,且点的横坐标为6.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点的直线与抛物线相交于,两点,关于轴的对称点为,证明:直线必过定点.
考点10 定值问题
解|题|策|略
定值问题的解题思路
(1) 引出变量法,解题步骤为先选择适当的量为变量,再把要证明为定值的量用上述变量表示,最后把得到的式子化简,得到定值.
(2) 特例法,从特殊情况入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
43.已知双曲线的焦距为,且过点,直线与曲线右支相切(切点不为右顶点),且分别交双曲线的两条渐近线与、两点,为坐标原点.
(1)求双曲线的方程;
(2)求证:面积为定值,并求出该定值.
44.已知分别为椭圆的左、右顶点,,均为椭圆上异于顶点的点,为椭圆上的点,直线经过左焦点,直线经过右焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)试问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是,请说明理由.
考点11 定直线问题
解|题|策|略
1.动点在定直线上是圆锥曲线的常规题型,设点法:通过已知点轨迹,消去参数,从而得到轨迹方程.
2.待定系数法:设出含参数的直线方程,待定系数求解出系数.
3.面对复杂问题时,可从特殊情况入手,以确定可能的定直线,然后再验证该直线对一般情况是否符合,属于“先猜再证”.
45.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
46.已知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线(非y轴)交椭圆于A,B两点,过点A作y轴的垂线与直线BP相交于点D,求证:线段AD的中点在定直线上.
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专题02 椭圆、双曲线及抛物线的综合问题的11种模型
考点1 圆锥曲线的定义及其应用
考点2 圆锥曲线的标准方程
考点3 圆锥曲线的几何性质
考点4 直线与圆锥曲线的位置关系
考点5 弦长问题
考点6 中点弦问题
考点7 证明问题
考点8 最值与范围
考点9 定点问题
考点10 定值问题
考点11 定直线问题
考点1 圆锥曲线的定义及其应用
解|题|策|略
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|).
(2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(0<2a<|F1F2|).
(3)抛物线:|PF|=|PM|,l为抛物线的准线,点F不在定直线l上,PM⊥l于点M.
2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”
“定型”:确定曲线焦点所在的坐标轴;
“计算”:利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值.
1.设双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为.P是C上一点,且F1P⊥F2P.若△PF1F2的面积为4,则a= .
【答案】1
【解析】法一: 设|PF1|=m,|PF2|=n,P为双曲线右支上一点,
则
从而c2=a2+4,又,从而a=1.
法二: 由题意得,,得b2=4,
又且c2=a2+b2,所以a=1.
2.若抛物线的准线为l,P是抛物线上任意一点,则P到准线l的距离与P到直线的距离之和的最小值
【答案】
【解析】,
因为,所以直线与抛物线相离.
所以P到准线l的距离与P到直线的距离之和的最小值
为抛物线的焦点到直线的距离..
3.过双曲线的左焦点作一条直线交双曲线左支于,两点,若,是双曲线的右焦点,则的周长是 .
【答案】24
【解析】由双曲线定义知:,
所以,,而,
故,故的周长为.
4.若在抛物线y2=-4x上存在一点P,使其到焦点F的距离与到A(-2,1)的距离之和最小,则该点的坐标为 .
【答案】
【解析】根据题意,由y2=-4x得p=2,焦点坐标为(-1,0),作出图象,如图,
.
因为等于到准线的距离,所以,
可知当A,P及P到准线的垂足三点共线时,点P与点F、点P与点A的距离之和最小,
此时点P的纵坐标为1,将y=1代入抛物线方程求得,
所以点P的坐标为.
5.一动圆与圆外切,而与圆内切,那么动圆的圆心的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.抛物线 D.双曲线的一支
【答案】A
【解析】设动圆的半径为r,
又圆半径为1,圆半径为8,
则,,可得,又
则动圆的圆心的轨迹是以为焦点长轴长为9的椭圆,故选A
6.已知椭圆的左、右焦点分别为,,右顶点为,点在椭圆上,且,若,则( )
A.1 B.2 C. D.3
【答案】D
【解析】依题意,,故,故,
在中,,且,故为等边三角形,
故,得,则,故选D.
考点2 圆锥曲线的标准方程
解|题|策|略
求圆锥曲线标准方程的步骤
(1)设方程:确定圆锥曲线的焦点位置,设出标准方程;
(2)求方程:利用待定系数法求出方程中的系数.特别地,当焦点位置无法确定时,抛物线方程常设为y2=2ax或x2=2ay(a≠0),椭圆方程常设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n),双曲线方程常设为mx2-ny2=1(mn>0).
7.在平面直角坐标系中,已知点为动点,以线段为直径的圆与轴相切.动点的轨迹的方程为 .
【答案】
【解析】设,可得以线段为直径的圆的圆心为,半径为,
由以线段为直径的圆与轴相切,可得,整理得.
8.已知双曲线C的焦点为和,离心率为,则C的方程为 .
【答案】
【解析】令双曲线的实半轴、虚半轴长分别为,显然双曲线的中心为原点,焦点在x轴上,其半焦距,
由双曲线的离心率为,得,解得,则,
所以双曲线的方程为.
9.与椭圆共焦点且过点的双曲线方程是
【答案】
【解析】法一:椭圆的焦点坐标是(±,0).
设双曲线标准方程为(a>0,b>0)
因为双曲线过点P(2,1),
所以,又a2+b2=3,解得a2=2,b2=1,
所以所求双曲线的标准方程是
法二:设所求双曲线标准方程为(1<λ<4),
将点P(2,1)的坐标代入可得,
解得λ=2(λ=-2舍去),
所以所求双曲线标准方程为
10.过点且与椭圆有相同焦点的椭圆方程为 .
【答案】
【解析】椭圆的标准方程为,其焦点坐标为,
设所求椭圆的标准方程为,
由椭圆的定义可得,
所以,,则,
因此,所求椭圆的方程为.
11.已知动点到点的距离比到直线的距离小,则点的轨迹方程为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为动点到点的距离比到直线的距离小,
所以,点到点的距离和到直线的距离相等,
点的轨迹是以点为焦点,直线为准线的抛物线.
所以,,则,故点的轨迹方程为.故选D.
12.已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,、为焦点,点P在椭圆上,直线与倾斜角的差为,△的面积是20,离心率为,求椭圆的标准方程.
【解析】设,则. ,
又,,即.解得:.[来源:学科网
所求椭圆的标准方程为或.
考点3 圆锥曲线的几何性质
解|题|策|略
1.椭圆、双曲线的离心率(范围)的求法
求椭圆、双曲线的离心率(范围),关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求的值.
2.双曲线的渐近线的求法及用法
(1)求法:把双曲线标准方程等号右边的1改为零,分解因式可得;
(2)用法:①可得或的值;②利用渐近线方程设所求双曲线的方程.
3.利用抛物线的几何性质解题时,要注意利用定义构造与焦半径相关的几何图形(如三角形、直角梯形等)来沟通已知量与p的关系,灵活运用抛物线的焦点弦的特殊结论,使问题简单化且减少数学运算.
13.已知双曲线的一条渐近线为,则C的焦距为 .
【答案】4
【解析】由渐近线方程化简得,即,同时平方得,
又双曲线中,故,解得(舍去),,故焦距.
14.已知椭圆的左、右焦点分别为,若C上存在一点P,使线段的中垂线过点,则C的离心率的最小值是 .
【答案】
【解析】设椭圆C的半焦距为,由题意可知:,
根据存在性结合椭圆性质可知:,解得,
可得C的离心率,所以C的离心率的最小值是.
15.设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,得,因此,而,所以,故选A
16.设抛物线的焦点为点A在C上,过A作的准线的垂线,垂足为B,若直线BF的方程为,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】对,令,则,
所以,即抛物线,故抛物线的准线方程为,
故,则,代入抛物线得.
所以.故选:C
17.若抛物线的焦点是椭圆的一个顶点,则的值为( ).
A.2 B.3 C.4 D.8
【答案】D
【解析】由题意知,()的焦点为,
的右顶点为,所以,解得.故选D
18.已知双曲线的实半轴长为,其上焦点到双曲线的一条渐近线的距离为3,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设双曲线的上焦点为,
双曲线的渐近线方程为,
由点到直线的距离公式可得,
又双曲线的实半轴长为,所以,
所以双曲线的渐近线方程为,即,故选B.
考点4 直线与圆锥曲线的位置关系
解|题|策|略
1.直线与圆锥曲线有两个不同的公共点的判定:通常的方法是直线与圆锥曲线方程联立消元后得到一元二次方程,其中Δ>0;另一方面就是数形结合,如直线与双曲线有两个不同的公共点,可通过判定直线的斜率与双曲线渐近线的斜率的大小得到.
2.直线与圆锥曲线只有一个公共点,若直线与椭圆(圆)必相切;若直线与双曲线(抛物线)有两种可能情况(相切或相交).
19.记双曲线的离心率为e,写出满足条件“直线与C无公共点”的e的一个值 .
【答案】2(满足皆可)
【解析】,所以C的渐近线方程为,
结合渐近线的特点,只需,即,可满足条件“直线与C无公共点”
所以,又因为,所以,
20.若直线与双曲线的右支交于不同的两点,则k的取值范围是 .
【答案】
【解析】把代入,得,化简得,
设直线与双曲线的右支交于不同的两点。
由题意知,即,解得.
21.若直线与双曲线有公共点,则可取的一个值是________.
【答案】(只需,答案不唯一)
【解析】的渐近线方程为,
要想直线与双曲线有公共点,则,
解得,故不妨取
22.已知双曲线与直线没有公共点,则符合题意的一个的值为______.
【答案】(答案不唯一)
【解析】联立和方程,
,,
易知,即时,双曲线和直线无交点.
所以解得,(时)
要使方程无实数解,需满足,
即,即,
同时,原方程是双曲线,所以,
综上,.
一个符合题意的值:可取,
23.(2025·山东菏泽一模)过点作直线,使它与抛物线仅有一个公共点,这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【解析】当直线的斜率不存在时,直线符合题意.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由,得,
当时,符合题意;
当时,由,可得,
即当时,符合题意.综上,满足条件的直线有条,故选C
24.若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A.2个 B.至少一个 C.1个 D.0个
【答案】A
【解析】直线和圆没有交点,直线与圆相离,圆心,半径
,即,点在以原点为圆心,半径为2的圆内,
又椭圆短轴长为4,圆=2内切于椭圆,点在椭圆内,
则过点的直线与椭圆的交点个数为2个,故选A.
考点5 弦长问题
解|题|策|略
求解弦长的常用方法
(1)当弦的两端点坐标易求时,可直接利用两点间的距离公式求解.
(2)当直线的斜率存在时,联立直线与圆锥曲线方程,消元得到关于x(或y)的一元二次方程,利用根与系数的关系得到(x1-x2)2,(y1-y2)2,代入两点间的距离公式求解.
25.已知过椭圆,的焦点的最短弦长为2,则________.
【答案】
【解析】过椭圆焦点的最短弦即为通径,椭圆的通径长为,由题可知,解得.
26.过抛物线的焦点,且斜率为1的直线交于两点,则______.
【答案】
【解析】抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
所以直线的方程为,与抛物线方程联立,
得,
,设,,
.
27.经过椭圆的的右焦点作倾斜角为的直线,与椭圆交于A,B两点,则______.
【答案】/
【解析】,直线方程为.
联立,得,解得,.
当时,;当时,.
即,(或交换顺序).
所以.
28.过点且倾斜角为的直线与抛物线相交于AB两点,则_______
【答案】
【解析】因为直线过点且倾斜角为,
所以该直线的斜率为,即该直线的方程为.
与抛物线方程联立得,,
,
设,,
所以.
29.已知抛物线的焦点为,过点且斜率为的直线l交抛物线于两点,则线段的长为________.
【答案】13
【解析】由抛物线 的焦点为 ,可得 ,即 ,
抛物线方程为 ,
过焦点 且斜率为 的直线 方程为 ,
联立抛物线方程与直线方程:,
得 ,整理得 ,
设 , ,则 , ,
弦长公式为:
30.已知双曲线的实轴长为,点在双曲线上.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点且斜率为的直线与双曲线的另一个交点为,求.
【解】(1)因为双曲线的实轴长为,所以,解得:;
又因为点在双曲线上,所以,解得:,
所以双曲线的标准方程为:
(2)设,
由题可得过点且斜率为的直线方程为:,即,
联立,消去可得:,
所以,,
所以
考点6 中点弦问题
解|题|策|略
用“点差法”解决有关中点弦问题的一般步骤
31.已知抛物线上两点A,B关于点对称,则直线AB的斜率为 .
【答案】2
【解析】设,代入抛物线,得,
则①,
因为两点A,B关于点对称,则,
所以由①得,直线AB的斜率为2.
则直线AB:与代入抛物线联立,
得,,解得,所以直线AB的斜率为2.
32.已知斜率为2的直线交双曲线于两点,线段的中点为,直线的斜率等于__________.
【答案】/0.5
【解析】依题意,设,直线的斜率分别为,
则,两式相减,整理得,
因是线段的中点,则,
代入上式整理得:,
依题意,,则得,
即,因,则.
33.已知直线与双曲线的左右两支各交于一点,则b的取值范围为________.
【答案】
【解析】由题意直线过点且双曲线的右顶点为,
又双曲线的渐近线方程为,
因此由题意,解得,
所以b的取值范围为.
34.已知抛物线,直线与抛物线相交于两点,且的中点为,则__________.
【答案】
【解析】根据题意,点在直线上,所以,解得.
设点,
则,两式作差得,
整理得,
又,且,解得.
35.已知椭圆,点为左焦点,点为下顶点,平行于的直线交椭圆于,两点,且的中点为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,设椭圆方程为,有,,
设,,的中点为,,.
,.
由,.两式相减得,即,
,可得:,,
化为:,解得,因,,故选A.
36.设A,B为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,则的中点,
可得,
因为在双曲线上,则,两式相减得,
所以.
对于选项A: 可得,则,
联立方程,消去y得,
此时,
所以直线AB与双曲线没有交点,故A错误;
对于选项B:可得,则,
联立方程,消去y得,
此时,
所以直线AB与双曲线没有交点,故B错误;
对于选项C:可得,则
由双曲线方程可得,则为双曲线的渐近线,
所以直线AB与双曲线没有交点,故C错误;
对于选项D:,则,
联立方程,消去y得,
此时,故直线AB与双曲线有交两个交点,故D正确;
故选:D.
考点7 证明问题
解|题|策|略
圆锥曲线中的证明问题常见的有:
(1)位置关系方面的:如证明直线与曲线相切,直线间的平行、垂直,直线过定点等.
(2)数量关系方面的:如存在定值、恒成立、相等等.
在熟悉圆锥曲线的定义与性质的前提下,一般采用直接法,通过相关的代数运算证明.
37.已知椭圆的右焦点为,点在上,且轴.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,为线段的中点,直线交直线于点,证明:轴.
【解】(1)设,由题设有且,故,故,故,
故椭圆方程为.
(2)直线的斜率必定存在,设,,,
由可得,
故,故,
又,
而,故直线,故,
所以
,
故,即轴.
38.在直角坐标系中,点到轴的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)已知矩形有三个顶点在上,证明:矩形的周长大于.
【解】(1)设,则,两边同平方化简得,
故.
(2)设矩形的三个顶点在上,且,易知矩形四条边所在直线的斜率均存在,且不为0,
则,令,
同理令,且,则,
设矩形周长为,由对称性不妨设,,
则,
易知
则令,
令,解得,
当时,,此时单调递减,
当,,此时单调递增,
则,
故,即.
当时,,且,
即时等号成立,矛盾,故,得证.
考点8 最值与范围
解|题|策|略
1.利用不等关系求最值(范围)的三种方法
2.构造基本不等式求最值的步骤
39..已知抛物线:的焦点为,点在抛物线上.
(1)若,求抛物线的标准方程;
(2)若直线与抛物线交于,两点,点的坐标为,且满足,原点到直线的距离不小于,求的取值范围.
【解】(1)由题意及抛物线的定义得:,
又因为点在抛物线上,所以,
由 可得或,
所以抛物线的标准方程为或.
(2)设,,
联立消去可得:,
则,,
因为,
所以
,
所以,可得,
由原点到直线的距离不小于,可得,解得或,
因为,所以不成立,所以,
因为在上单调递增,
所以,所以,
即的取值范围为.
40.(2025·陕西西安二模)已知椭圆的左右焦点分别为,,离心率为,且点在上.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作直线交椭圆于两点,且点位于轴上方,设点关于轴的对称点为,求面积的最大值.
【解】(1)由椭圆的离心率为,得,即,
由点在上,得,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)依题意,直线不垂直于坐标轴,设直线方程为,,
设点,则,,
由消去得,,,
所以
,当且仅当,即时取等号,
所以面积的最大值为.
考点9 定点问题
解|题|策|略
圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.或以曲线上的点为参数,设点P(x1,y1),利用点在曲线f(x,y)=0上,即f(x1,y1)=0消参;
(2)特殊到一般法:定点问题,先猜后证,可先考虑运动图形是否有对称性及特殊(或极端)位置猜想,如直线的水平或竖直位置,即k=0或k不存在.
41.已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【解】(1)设椭圆E的方程为,过,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
(2),所以,
①若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,过点.
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
可得,,
且
即
联立可得
可求得此时,
将,代入整理得,
将代入,得显然成立,
综上,可得直线HN过定点
42.已知抛物线与双曲线的渐近线在第一象限的交点为,且点的横坐标为6.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点的直线与抛物线相交于,两点,关于轴的对称点为,证明:直线必过定点.
【解】(1)设点的坐标为,因为点在第一象限,所以,
双曲线的渐近线方程为,因为点在双曲线的渐近线上,
所以,
所以点的坐标为,又点在抛物线上,
所以,所以,
故抛物线的标准方程为:;
(2)设直线的方程为,联立,消得,,
方程的判别式,即,
设,则,
设关于轴的对称点为,
则直线的方程为,
根据抛物线的对称性可知定点必定在轴上,
令得:
.
直线过定点.
考点10 定值问题
解|题|策|略
定值问题的解题思路
(1) 引出变量法,解题步骤为先选择适当的量为变量,再把要证明为定值的量用上述变量表示,最后把得到的式子化简,得到定值.
(2) 特例法,从特殊情况入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
43.已知双曲线的焦距为,且过点,直线与曲线右支相切(切点不为右顶点),且分别交双曲线的两条渐近线与、两点,为坐标原点.
(1)求双曲线的方程;
(2)求证:面积为定值,并求出该定值.
【解】(1)设双曲线的焦距为,
由题意可得:,则双曲线的方程为;
(2)由于直线与双曲线右支相切(切点不为右顶点),则直线的斜率存在,
设直线的方程为,
则消得,
,①
设与轴交于一点,,
,
双曲线两条渐近线方程为:,
联立,联立,
则(定值).
44.已知分别为椭圆的左、右顶点,,均为椭圆上异于顶点的点,为椭圆上的点,直线经过左焦点,直线经过右焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)试问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是,请说明理由.
【解】(1)由椭圆满足,且右焦点,
可得,解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)解:由题意知:椭圆的左、右焦点为,
设,且,
再设,其中,
则,可得,
整理得,同理可得,
则,
所以存在为定值,定值为.
考点11 定直线问题
解|题|策|略
1.动点在定直线上是圆锥曲线的常规题型,设点法:通过已知点轨迹,消去参数,从而得到轨迹方程.
2.待定系数法:设出含参数的直线方程,待定系数求解出系数.
3.面对复杂问题时,可从特殊情况入手,以确定可能的定直线,然后再验证该直线对一般情况是否符合,属于“先猜再证”.
45.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【解】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,
则由可得,,
双曲线方程为.
(2)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,
与联立可得,且,
则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,
由可得,即,
46.已知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线(非y轴)交椭圆于A,B两点,过点A作y轴的垂线与直线BP相交于点D,求证:线段AD的中点在定直线上.
【解】(1)由,得,则,所以,
将点代入椭圆方程,得,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)易知直线AB斜率存在,设直线AB的方程为,
并设点,AD的中点坐标设为.
联立方程,消去y,得,
所以,且即或,
由条件,,点B,P,D共线,其中,,
则,
所以,
,
,
,
而,
所以,可得,
而,故,
又,所以,
即线段AD的中点在定直线上.
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