导数、圆锥曲线专题训练-2026届高三数学二轮复习
2026-05-05
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 圆锥曲线,导数及其应用 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 3.16 MB |
| 发布时间 | 2026-05-05 |
| 更新时间 | 2026-05-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57679742.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦导数与圆锥曲线压轴题型,汇编2024-2026年江苏、浙江等多地模拟及竞赛真题,分层设计提升综合解题能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|解答题|22题|导数(单调性、极值点、不等式证明)、圆锥曲线(轨迹方程、切线、面积最值)|导数题融合隐零点与同构思想(如浙江杭州二模第4题),圆锥曲线注重几何性质与代数运算结合(如重庆一模第13题切线证明),匹配高考命题趋势|
内容正文:
2026年高中数学压轴题培优专题——导数、圆锥曲线
一、导数
1.(2026·江苏·一模)已知函数.
(1)对任意,是的必要条件,求的最小值;
(2)对任意,函数存在两个零点.
(i)求的取值范围;
(ii)对于(i)中给定的,证明:当取得最小值时,.
2.(2026·江苏扬州·一模)已知函数的一个极值点是.
(1)求a与b的关系式;
(2)求出的单调区间;
(3)设,,若存在,使得成立,求实数a的取值范围.
3.(2026·湖南长沙·一模)已知函数,其中.
(1)当时,求在区间上的最大值;
(2)若在上有且仅有一个极值点,求实数的取值范围;
(3)设为在内的极小值点,求证:.
4.(2026·浙江杭州·二模)(1)已知,证明:;
(2)设,若恒成立,求正整数的最大值;
(3)求证:.
5.(2026·浙江宁波·二模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若有两个极值点,,且,
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)求证:.
6.(2026·浙江嘉兴·二模)已知函数.
(1)若,求函数的图象在点处的切线方程;
(2)若存在极值,求a的取值范围.
7.(2025·浙江宁波·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若的极小值小于-1,求的取值范围;
(3)当时,证明:有2个零点.
8.(2025·浙江·一模)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有三个不同的零点.
(i)求实数的取值范围;
(ii)若,证明:.
9.(2025·浙江温州·一模)已知函数.
(1)若函数在点处的切线过点,求a的值;
(2)试给出a的一个整数值,使存在唯一的极值点,并说明理由;
(3)若存在,使不等式对任意的成立,求b的最小值.
10.(2025·浙江宁波·一模)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线方程为,求实数的值;
(2)若对恒成立,求整数的最小值;
(3)当时,证明:在上存在唯一零点和唯一极小值点,且.
11.(2025·浙江杭州·一模)已知函数,为的导数,其中为自然对数的底数.
(1)求;
(2)证明:当时,;
(3)设,对任意的,若,求证:.
12.(2025·浙江嘉兴·一模)已知函数.当时,恒成立.
(1)求实数的取值范围;
(2)求证:(i)在上存在极值点和零点;
(ii)对于(i)中的和,满足.
二、圆锥曲线
13.(2026·重庆·一模)已知点,是直线上的一点,过作的垂线,线段的垂直平分线交于点.当在上运动时,记的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)证明:直线是的切线;
(3)已知圆的圆心在第一象限内,与有唯一的公共点,且与轴相切于点,求圆的方程.
14.(2026·浙江宁波·二模)已知椭圆的焦距为2,且离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知,直线过点(直线不与轴重合),交椭圆于,两点.直线交椭圆于另一点,直线交椭圆于另一点,连接交轴于.
(ⅰ)求的值;
(ⅱ)求点到直线距离的取值范围.
15.(2026·湖北黄冈·一模)已知椭圆的长轴长为4,直线与椭圆交于,两点(点在第一象限).当时,,在轴上的射影恰好是椭圆的两个焦点.
(1)求的标准方程;
(2)若轴于点,连接并延长交于点,记直线的斜率为.
(ⅰ)证明:为定值;
(ⅱ)设,求的最小值.
16.(2025·浙江金华·一模)如图,已知点到两点,距离的乘积为8,点的轨迹记为曲线,与轴交点分别记为.
(1)求曲线的方程;
(2)求的周长的取值范围;
(3)过作直线分别交于两点,且,若的面积为18,求的最小值.
17.(2026·江苏南京·一模)已知抛物线的焦点为,上的点到的距离为5.
(1)求和的值;
(2),为上两点,的重心在直线上.
①证明:直线的斜率为定值;
②设直线与轴交于点,线段的中点为,线段的中点为,过点向直线作垂线,垂足为.证明:点在定圆上运动.
18.(2026·湖北·模拟预测)已知点,平面内一动点满足.
(1)求点的轨迹方程;
(2)若存在直线与点的轨迹交于两点,点为线段的中点,且直线与点处的切线平行.
①证明:三点共线;
②若直线与直线分别交于两点,比较与的大小关系,并说明理由.
19.(2026·甘肃·一模)如图所示,焦点在轴上的椭圆的顶点分别为,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆上任意一点作四边形的内切圆的两条切线,切点分别为,当切线斜率存在时,记切线斜率分别为,试判断是否为定值,若是定值,求出该定值;若不是,请说明理由;
(3)若切线与椭圆的另一个交点分别为,求的最小值.
20.(2024高三上·全国·竞赛)已知抛物线的焦点关于原点的对称点是为为圆心,为半径的圆.直线是过上异于原点的一点的的切线,切点为.
(1)求的最大值;
(2)求的最大值.
21.(2022·浙江绍兴·模拟预测)抛物线的焦点为,准线为A为C上的一点,已知以为圆心,为半径的圆交于两点,
(1)若的面积为,求的值及圆的方程
(2)若直线与抛物线C交于P,Q两点,且,准线与y轴交于点S,点S关于直线PQ的对称点为T,求的取值范围.
22.(2023·湖南长沙·一模)设A,B是椭圆上异于的两点,且直线AB经过坐标原点,直线PA,PB分别交直线于C,D两点.
(1)求证:直线PA,AB,PB的斜率成等差数列;
(2)求面积的最小值.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)
(2)(i)(ii)证明见解析
【难度】0.25
【分析】(1)由已知条件可得在上单调递增,即在恒成立,计算即可;
(2)(i)由已知构造函数可得存在两个零点,利用导数证明单调性,进而只需,即,利用导数计算可得的取值范围;(ii)将同构为,将方程的两根转化的两根为,利用导数及数形结合推理可得.
【详解】(1)∵对任意,是的必要条件,
∴,
在上单调递增,
则,即在上恒成立,
令,,
在单调递减,
.
(2)(i)因为对有两个不等的实根,
所以有两个零点,
若是方程的一个根,则,所以,
令,
当,则,当,则,
所以在单调递减;单调递增,
,
要使有两个零点,只需,
即,令,
在(0,1)单调递增;单调递减,
.
(ii)令,则,,即,
构造方程,两根为,
令,其中的两根为
令则,令,则,
在单调递减;单调递增,作出大致图象如下:
令,
在单调递减;单调递增,
当时,,此时最小.
取最小值时,.
2.(1)
(2)当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为和;
当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为和.
(3)
【难度】0.52
【分析】(1)求出,利用极值点是,得到,从而求出;
(2)令导函数,求出两个根或,通过两个根的大小对进行分类讨论,列表判断函数的极值点以及单调性,从而得到答案
(3)利用导数研究函数的单调性,分别求出和的最值,将不等式能成立问题转化为最值问题,求解即可.
【详解】(1)因为,
所以,
因为函数的一个极值点是,
所以,即;
则有,
当时,,函数在R上单调递减,此时函数没有极值点,不符合题意.
所以.
(2),由(1)可知.
①当时,令得或,列表如下:
x
2
-
0
+
0
-
满足是函数的极值点;
②当时,令得或,列表如下:
x
2
-
0
+
0
-
满足是函数的极值点.
所以当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为和;
当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为和.
(3)由(1)(2)知,,
且时,在单调递增,在单调递减,
又因为,,
所以在上的最大值为,最小值为
又当时,函数在单调递增,
所以在上的最大值为,最小值为.
因为存在,使得成立,
即存在,使得成立,
即,又,所以解得,
所以实数a的取值范围为.
3.(1)
(2)
(3)证明见解析
【难度】0.4
【分析】(1)利用导数求函数最大值即可;
(2)先分析的单调性,再分类讨论分析的零点,据此分析的单调性得出是否存在唯一极值即可;
(3)原不等式可转化为证明,构造函数,利用导数求函数的最值即可得证.
【详解】(1)当时,,,
时,,故,单调递增,
故.
(2)由题,,令,则,
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减.
①当时,,则在上恒成立,此时单调递减,不存在极值点;
②当时,,
由零点存在性定理知,存在,当时,单调递减,
当时,单调递增,当时,单调递减,此时有唯一极小值点,极大值点;
③当时,,
存在唯一,使得,
所以在上单调递增,在上单调递减,此时在上有唯一极大值点;
④当时,恒成立,在上单调递增,此时无极值点.
综上,实数的取值范围为.
(3)由题知,,即,
要证,即证,
令,则,
令 ,得,
再令,,
当时,,则单调递减,
所以,单调递减,
所以,从而,可得单调递减,
所以有,
则有,
因此.
4.(1)证明见解析(2)2(3)证明见解析
【难度】0.15
【分析】(1)记,,求导,根据导数即可证明;
(2)由(1)结合特殊值可知,结合题意验证是否满足即可求解;
(3)由(2)可得,记,求导,根据导数可证得,进而可得,计算即可得证.
【详解】(1)一方面,记,.
则,故在上单调递增,即.
另一方面,记,.
所以,故在上单调递增,即.
综上,,成立.
(2)当时,由(1)知,故恒成立.
一方面,取,则;
另一方面,当时,记,则.
由知,
所以,故单调递增.进而.
综上,正整数的最大值为2.
(3)当时,由(2),
即.
则,①
下证,,
,
则,
故单调递增.进而,即.
所以结合①可得,即,
所以.
5.(1)
(2)(ⅰ)(ⅱ)证明见解析
【难度】0.21
【分析】(1)利用导数的几何性质求出斜率,进而求出切线方程;
(2)(ⅰ)求导,利用导数讨论极值点及单调性,进而求解的取值范围;
(ⅱ)利用函数单调性转化不等式,再通过构造函数,求导,利用导数讨论函数单调性,进而证明结论.
【详解】(1)时,,则,
求导得,则,
切线方程为,即.
(2)(ⅰ)由于有两个极值点,,
故有两个变号零点,等价于方程有两个不同的解;
设,则,令,,则,
令得,令得,
在上单调递减,在上单调递增,
当时,,当时,,且,
,即的取值范围为.
(ⅱ)由(ⅰ)得,.
,
欲证,只需证,
构造,,则,
令,则,当时,,
即在上单调递增,且,
在时恒成立,
,
当时,当时,,
在上单调递减,在上单调递增,
,故,
设方程的两根为,,不妨,
则由得,
由韦达定理得,
,
,且是方程的两根,是的两根,
则,
,
,命题得证.
6.(1)
(2)
【难度】0.55
【分析】(1)根据导数的几何意义求出函数的图象在点处的切线的斜率,从而得到切线方程;
(2)由存在极值,得有变号零点,通过分离参数,根据余弦函数给定区间上的值域可求得a的取值范围.
【详解】(1)若,则.
所以,所以.
又,所以函数的图象在点处的切线方程为.
(2)因为函数,
所以.
若存在极值,则有变号零点,即有解.
因为,所以,所以.
因此有解,且.
当时,在上恒成立,
所以函数是增函数,无极值;
当时,在上有解,记为.
令,则,所以在上单调递增,
所以当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以函数在处取得极小值,即函数有极值.
故a的取值范围是.
7.(1)
(2)
(3)证明见解析
【难度】0.15
【分析】(1)利用导数的几何意义求得切线斜率,由点斜式即可得到切线方程;
(2)函数求导后,根据参数的取值分类讨论,得到时,极小值,构造函数,求导推得,即可求得不等式的解集;
(3)由得,令,则,令,求导判断在区间上单调递增,结合零点存在定理,推得,使得,求出的最小值为,由可得,,故得的最小值,由即可判断函数,即函数的零点个数.
【详解】(1)当时,,则,
所以,,
则曲线在点处的切线方程为,
整理得:.
(2)函数的定义域为,且,
① 当时,易得,在上单调递减,则无极小值,不合题意;
② 当时,由,得,即在上单调递增;
由,得时,即在上单调递减,
所以的极小值为:,
因为的极小值小于,所以,即.
令,则,
所以当时,,当时,,
则在上单调递增,在上单调递减,
因为,所以由可得.
(3).
令,得,
令,则与有相同的零点,
且.
令,则,
因为,则,所以在区间上单调递增,
又,,所以,使得,
所以当时,,即;当时,,即,
所以在单调递减,在单调递增,
所以的最小值为.
由,得,
即,
令,,则,则在单调递增.
因为,所以,则,
所以,从而,,
所以的最小值.
当趋近于0时,趋近于,当趋近于时,趋近于,
又因,所以,
所以有2个零点,故有2个零点.
【点睛】关键点点睛:求单调性及最值,需要引入隐零点,因为这个隐零点不好代入消元求值,需要再同构函数,则可得隐零点满足,,从而再代入隐零点即可求出的最小值,再结合两边的极限值,从而问题得证.
8.(1)答案见解析;
(2)(i);(ii)证明见解析.
【难度】0.15
【分析】(1)求,按照,,讨论求解;
(2)(i)当时,函数有三个零点需要满足极大值且极小值,联立不等式组求解实数的取值范围.
(ii)由,不妨设.
要证即,构造函数,求构造函数,求,求出在区间上单调性,由,得到在区间上单调性,得到,故得到在区间上单调性,得到,即,得证.
【详解】(1),
,,
,或,
当时,,的解为或,
的解为,
的单调递增区间为,单调递减区间;
当时,,的解为或,
的解为,
的单调递增区间为,单调递减区间;
当时,,的增区间为.
综上可知,
当时, 的单调递增区间为,单调递减区间;
当时, 的单调递增区间为,单调递减区间;
当时, 的单调递增区间为.
(2)(i)当时,,的解为或,
的解为,
的增区间为,减区间;
函数有三个不同的零点,
,,
解不等式,整理得,
,,,,
在上是单调递增函数,
,在上恒成立,
在上恒成立,无解,
即不等式组 无解;
当时,,的解为或,
的解为,
的增区间为,减区间;
,,
解不等式,整理得,
,,,
当时,,当时,,
在上是单调递增函数,在上是单调递减函数,
,在上恒成立,
的解为且;
解不等式,整理得,解得;
综上可知,不等式的解为且,
所以实数的取值范围为;
当时,,的增区间为,
不满足函数有三个不同的零点.
综上可知,实数的取值范围为.
(ii)因为,不妨设.
已知,
要证, 只需证,只要证,
即
令,
则,
令,
则,
且,,,
,
故在区间上单调递减,所以,
故在区间上单调递减,
所以,故在区间上单调递减,
因此,即,得证.
所以.
9.(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【分析】(1)求出切点,再求导求出斜率,写出点斜式方程,即可求出a的值;
(2)赋予一个a的值,使得导函数仅有一个零点即可;
(3)由题目条件可知 恒成立 ,通过分析的取值范围得到 的最大值,进而求出使不等式对任意的成立时b的最小值.
【详解】(1)由题可知,
切点,斜率,
切线方程:,
代入,解得:.
(2)取,存在唯一的极值点在存在唯一的变号零点,
当时,记,
又,
所以在存在唯一的变号零点,
当时,,无零点,
故在存在唯一的变号零点.
(3) 恒成立 ,下面研究 的最大值.
当 时,
由(2)知存在唯一的 使得 ,
且 在 上单调递增, 上单调递减,即 ,
当 时,
若 ,则 ,当 时, ,
当 时, ,而 ,
若 ,则 ,
当 时, ,
当 时, ,
当 时, ,而 ,
结合知 ,
所以 ,
因为与是对应关系,故存在实数满足不等式恒成立,
即满足存在实数,使,即,
记,
有,当时,单调递减,
当时,单调递增,即,
故的最小值为,此时.
10.(1)
(2)
(3)证明见解析
【难度】0.4
【分析】(1)求得,根据题意,得到,即可求解;
(2)由,可得,当时,由,不符合题意,得到,
法一:当时成立,分和,利用函数,以及函数的单调性,证得;法二:当时成立,此时,分和,两种情况讨论,结合导数求得函数的单调性,进而证得;
(3)由(2)知在上递增,利用零点存在性定理,得到存在,使得,求得函数的单调性,得到存在,使得,得到单调性,结合,,即可求解.
【详解】(1)解:由函数,可得,
因为曲线在点处的切线方程为,
所以,解得.
(2)解:由,且,
由,可得,
当时,,,不符合,故,
法一:当时成立,此时,
当时,,
令,可得,
所以在递增,在递减,
又,,所以,即.
当时,可得,所以.
所以当时,均有对恒成立,
综上所述,整数的最小值为.
法二:当时成立,此时,
当时,,令,
可得在上递增,
因为,,
所以存在,使得,即,
又因为,所以,
则,
所以在递增,有,
当时,,
所以,也成立.
综上所述,整数的最小值为.
(3)证明:由,可得,
令,可得,
当时,在上递增,
而,,所以存在,使得,
所以在单调递减,在单调递增,
又,,,
所以存在,使得,所以在递减,在递增,
又当时,,所以在递增,
所以在单调递减,在单调递增,
所以是在上的唯一极小值点;
此时,,
所以在,即上存在唯一零点,使得,
下证:.
因为,所以,又因为在递增,只需证,
因为是的唯一极小值点,可得,即,可得
又因为,即,
因为,只需证明:,
令,其中,
则,
所以在上单调递增,,
所以成立,证毕,
所以在上存在唯一零点和唯一极小值点,且.
11.(1)1
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【难度】0.4
【分析】(1)求导数,代入即可求得结果;
(2)令,求导数由基本不等式得到最值,然后得到函数在上单调,从而得到最值,即可得证;
(3)由(2)得到,然后得到的不等式,从而可求得不等式左边的范围,从而得证.
【详解】(1),
所以;
(2)设,
,
所以在上单调递增,当时,,
所以,当时,成立.
(3)因为,则,
由(2)知,即,
∴
所以.
原式
12.(1);
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【难度】0.4
【分析】(1)由已知可得,然后分类讨论时,是否恒成立,即可求解;
(2)(i)对函数求导,确定函数的单调性,然后结合零点存在定理即可解决;
(ii)由(i)知成立,只要证出即可,构造新函数,通过函数的单调性证明成立,从而证得不等式.
【详解】(1),求导可得,
观察可知在上单调递增,所以.
①当时,恒成立,所以在上单调递减,,不满足题意;
②当时,在上单调递增,
所以,使得,当时,,在上单调递减,
所以时,,不满足题意;
③当时,恒成立,所以在上单调递增,,满足题意.
综上,.
(2)(i),其中,
则,,
当时,,
由知,成立,
所以在上无零点,即在上无极值点.
当时,令,
则在上单调递增,,
由知,,
所以使得,当时,,即单调递减,
所以;
当时,,即单调递增,
因为,所以,使得,
当时,单调递减;
当时,单调递增,
所以在上存在唯一极小值点.
故,又因为,
所以存在使得,
所以在上存在唯一零点,得证.
(ii)由(i)知成立,下面证明.
由(i)知,所以,
因为在上单调递增,要证,只需要证明.
因为,所以,
由(i)知,得,
所以,
由(1)知,当时,,所以,
令,其中,
则恒成立,
所以在上单调递增,所以,即成立,
所以成立,即,
综上所述,得证.
13.(1)
(2)证明见解析
(3)
【难度】0.4
【分析】(1)利用抛物线的定义求解;
(2)设,求出的中点坐标,利用斜率公式求出 ,因为直线是的垂直平分线,所以直线的斜率为.根据点斜式方程求出直线的方程,直线和抛物线联立方程组,得到关于的一元二次方程,计算,得到直线与抛物线有且只有一个交点,即直线是抛物线的切线.
(3)因为圆与轴相切于点,且圆心在第一象限内,所以可设圆的圆心坐标为,半径为,则圆的方程为,联立,经过计算得到①,因为圆与抛物线有唯一公共点,所以①方程有且只有一个解,设,,由①方程有且只有一个解,得到有唯一的零点,且该零点为的极值点,即,计算出的值,故而求得圆的方程.
【详解】(1)已知点,直线,过作的垂线,
线段的垂直平分线交于点,
根据垂直平分线的性质可知,
即点到点的距离等于点到直线的距离,
所以点的轨迹是以为焦点,直线为准线的抛物线,
设抛物线方程为,则,解得
所以的方程为.
(2)设,则的中点坐标为, ,
因为直线是的垂直平分线,所以直线的斜率为.
根据点斜式方程可得直线的方程为,即,
将代入,得
则,,则直线与抛物线有且只有一个交点,
即直线是抛物线的切线.
(3)因为圆与轴相切于点,且圆心在第一象限内,
所以可设圆的圆心坐标为,半径为,
则圆的方程为,
联立,由解得,
将代入,
得到,
展开并整理得①,
因为圆与抛物线有唯一公共点,所以①方程有且只有一个解,
设,
,
①方程有且只有一个解,
有唯一的零点,且该零点为的极值点,
,,
,,
,
,
,
,,
,,,
,,,,
,
圆的方程为.
14.(1)
(2)(ⅰ)(ⅱ)
【难度】0.4
【分析】(1)根据条件列方程组求解;
(2)(ⅰ)设与椭圆方程联立,设,,联立直线和椭圆的方程,得出坐标,再利用斜率公式以及韦达定理化简;
(ⅱ)根据,,三点共线,得出坐标关系化简求出即可求出.
【详解】(1)由题意易知:,,,故,,
因此椭圆;
(2)(ⅰ)若直线斜率不存在,则由对称性可知,此时直线斜率均不存在,
故设,设,,
由,可得,
所以,,
记,则直线,
由,可得,
所以,
故,
代入直线,可得,
同理:,
因此
,
故有;
(ⅱ)设,则,.
由于,,三点共线,
故,
进而,
化简可得:,因此,即,
则,
当A,C重合时,,或(舍去),
不妨取,此时,即,
此时到AB的距离为;
同理,当B,D重合时,到AB的距离也为;
故点到直线距离的取值范围为.
15.(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ).
【难度】0.4
【分析】(1)设椭圆焦距为,则椭圆过点,代入椭圆方程,结合及,求出,即可得到椭圆的标准方程;
(2)(ⅰ)设各点的坐标,利用点差法,用表示,即可证为定值;(ⅱ)根据直线的斜率与倾斜角的关系,利用两角差的正切公式,并结合基本不等式可求得的最小值.
【详解】(1)由题意有,所以.
设椭圆焦距为,易知椭圆过点,所以.
又,所以.
所以,即,解得.
所以,,故的标准方程为.
(2)(ⅰ)设,,,则,由题意有.
直线的斜率即的斜率为,所以直线的方程.
所以,又,在椭圆上,
∴,∴.
∴,
∴.
(ⅱ)∵,
而,,
由(ⅰ)知,
∴,又,
∴,
∴.
当且仅当,即时等号成立.
所以.的最小值为.
16.(1);
(2);
(3).
【难度】0.15
【分析】(1)设,根据已知及两点距离公式得到方程,进而整理可得;
(2)令,且,,则,进而得到关于的表达式,应用导数研究单调性求值域,即可得三角形周长的范围;
(3)设,由已知得,曲线得,令,结合基本不等式及一元二次不等式的解法求参数范围,即可得.
【详解】(1)设,则,得,
所以;
(2)由(1)知,令,
由(1),以为主元直接求根公式知,则,
则,且,
,
令, 则,其中,
所以时,时,
则在上单调递增,在上单调递减,
所以,即,而,
所以的周长的取值范围为;
(3)设,则,则,
由题知,则,代入曲线得:,
令,则
①当时,,解得,则;
②当时,,解得,则.
综上所述:的最小值为.
17.(1),
(2)①证明见解析②证明见解析
【难度】0.36
【分析】(1)根据抛物线的定义结合求出,进而得到抛物线方程,将点代入抛物线方程即可求出.
(2)①方法一:利用作差法及重心坐标公式证明即可.
方法二:设出直线方程及交点坐标,与抛物线方程联立,利用韦达定理结合重心坐标公式证明即可.
②结合①设出直线方程及交点坐标,与抛物线方程联立,结合韦达定理求出点坐标,利用中点坐标公式求出点坐标,即可求出直线方程.
方法一:求出直线方程恒过定点,结合集合关系即可证出在以为直径的定圆上运动.
方法二:求出的方程,与直线方程联立,得到点坐标,取特殊点求出圆的方程,再将点坐标代入验证即可.
【详解】(1)抛物线的准线方程为.
根据抛物线定义,,所以.
因此,抛物线的方程为.
将代入抛物线方程:,又,故.
(2)①方法一:
设,,
则的重心为,
由题意知,,则.
所以直线的斜率,为定值.
方法二:
因为直线的斜率不为零,
所以设直线的方程为,显然.
设,.
联立,整理得.
所以.
已知,
所以的重心的纵坐标,
所以,解得.
因此,直线的斜率,为定值.
②因为直线的斜率不为零,
所以设直线的方程为.设,.
联立,整理得.
所以.
设为的中点,则:
,,
即.
直线与轴交点,,则中点.
由于,所以.
所以.
直线的斜率:,
直线的方程:,整理得.
法一:
令,代入方程,解得,
因此,直线经过定点.
因为,于,
所以在以为直径的定圆上.
法二:
由于,,
所以的方程为,即,
联立,得
即.
令,则,,
令,则,,
令,则,,
求得经过,,的圆方程为,
代入的坐标符合,所以在定圆上.
18.(1)
(2)①证明见解析;②当直线的斜率时,;当直线的斜率时,.
【难度】0.28
【分析】(1)根据两点间斜率公式得到轨迹方程;
(2)①由点差法和双曲线上一点的切线斜率公式可证;
②先得到是的公共中点.由平行四边形中的恒等式,分直线交于一支双曲线,交于两支双曲线两种情况,得到结论
【详解】(1)设点,已知点,则.
由得,
整理得:,即点的轨迹方程为;
(2)①设直线,,为中点.
将代入轨迹方程,有:,,
两式作差得,
即得,故.
下面证明上一点的切线方程为,
理由如下:设过点的切线方程为,与联立得,
,
由
化简得,
因为,代入上式得,
整理得,
同除以得,,
即,
因为,,
所以,
联立,两式相乘得,,
从而,
故,
即,
令,则,即,
解得,即,
故过上一点的切线方程为,
故过点的切线斜率为,由直线与点处的切线平行,所以,
即,故.,且为公共点,所以三点共线得证.
②联立与双曲线,得,
利用韦达定理可得,,
故,
,
故,中点;
联立与直线,可得,
设,则,,
则,,
则的中点坐标为,故是的公共中点.
在平行四边形中,,,
两边平方相加可得,即,
取对角线交点,则有.
由于是的公共中点,
因此,,
故.
因为直线斜率分别为,
所以当直线的斜率时,直线交于一支双曲线,,
所以,故;
当直线的斜率时,直线交于两支双曲线,,
所以,故
19.(1)
(2)为定值,为
(3)2
【难度】0.3
【分析】(1)根据已知得,结合所过的点求椭圆方程;
(2)设椭圆上任一点,则,且圆的半径,设过点的圆的切线方程为,利用相切关系得,应用韦达定理即可得结论;
(3)讨论切线的斜率,设切线方程并联立椭圆,应用韦达定理及向量数量积的坐标运算求,进而得到垂直关系,最后由椭圆和圆的性质确定最小值.
【详解】(1)因为,所以,即,
可设椭圆的方程为,又因为椭圆过点,
代入椭圆的方程得:,解得,
所以椭圆的方程为:;
(2)是定值.理由如下:
根据对称性,易知四边形的内切圆的圆心为
因为直线的方程为,所以圆的半径,
设椭圆上任一点,则,
当圆的切线斜率存在时,可设过点的圆的切线方程为,
即,
所以圆的半径,
两边平方化简得:
因为切线的斜率分别为,
所以是方程的两个不同的根,
故;
(3)①当直线的斜率存在时,设直线的方程为:,设,
因为直线为圆的切线,所以,化简得,
联立方程,消去得:,
显然恒成立,为上式的两个不同的根,且,
,
可得,同理可证.
所以三点共线,故弦恒过点,
所以当与或重合时,.
②当直线或直线的斜率不存在时,易得,
综上可知,.
20.(1)4
(2)
【难度】0.15
【分析】(1)根据题意可得抛物线方程,设,不妨设,求出,求出过点T的切线方程,由到的距离不大于1,得到,得解;
(2)设过点A的另一条切线与相切于,可得,所以直线,证明,可得,可证,进而,求得.
【详解】(1)根据题意,可得,,,抛物线方程为,
设,根据对称性,不妨设,则,
因为点在曲线上,在点处导数为,
所以的方程是,
存在A使得等价于到的距离不大于1,
所以,解得,所以.
(2)设过点A的另一条切线与相切于,
由(1)同理可得,又因为点A分别在上,
所以直线,
先证明,
由.
联立直线和抛物线,得到是方程的两根,由根与系数的关系,,
代入,
得到,所以,
又因为
,
因为,所以,,
,
所以,所以,当且仅当时等号成立.
【点睛】思路点睛:第一小问,设,利用导数求出的方程是,根据直线到的距离不大于1,求得,代入得解;第二小问,设过点A的另一条切线与相切于,求得直线,先证明,可得,可证,进而,求得.
21.(1),圆的方程为
(2)
【难度】0.15
【分析】(1)由焦半径和圆的半径得到,结合面积求出,圆的方程为;(2)表达出关于直线的对称点的坐标,利用垂直关系列出方程,求出,从而利用两点间距离公式表达出.
【详解】(1)由对称性可知:,
设,由焦半径可得:,
,
解得:
圆的方程为:
(2)由题意得:直线的斜率一定存在,其中,
设关于直线的对称点为,
则,解得:,
联立与得:,
设,
则,
则,
则
,
解得:(此时O与P或Q重合,舍去)或,
所以
,
【点睛】圆锥曲线相关的取值范围问题,一般思路为设出直线方程,与圆锥曲线联立,得到两根之和,两根之积,由题干条件列出方程,求出变量之间的关系,再表达出弦长或面积等,结合基本不等式,导函数,函数单调性等求出最值或取值范围.
22.(1)证明过程见解析
(2)
【难度】0.15
【分析】(1)设,,表达出直线,直线,直线的斜率,由证明出结论;
(2)写出直线PA的方程,与联立求出,同理求出,求出,利用三角换元,求出的最小值,结合到直线的距离,求出面积的最小值.
【详解】(1)设,则,,
直线的斜率,直线的斜率为,直线的斜率为,
,
故直线PA,AB,PB的斜率成等差数列;
(2)直线PA的方程为,与联立得:
,
同理可得:直线PB的方程为,与联立得:
,
故,
因为,设,
故,
其中,
故当时,取得最小值,最小值为,
又点到直线的距离,
故面积的最小值为.
【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.
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