内容正文:
05 解析几何(30题)
高考一天天临近,可不能停下做数学题的手,得一直保持着“手感”,坚持动笔练习才是正理。这时候不少同学心态容易像坐过山车,就说成绩那事儿吧,要是看着分数往下掉,立马就慌了神,陷入焦虑里出不来。其实啊,成绩起起伏伏太正常不过了。你想啊,每套试卷的难度本来就不一样,咱们临场发挥也有好有坏,再加上试卷考查的知识点,说不定刚好撞到了自己掌握得不太扎实的地方,那分数有点波动不就是情理之中的事儿嘛。真犯不上因为一次考试的得失就揪着自己不放,非得学会辩证地看待这些起起落落才行。
进了考场,要是碰到没见过的新题或者啃不动的难题,可千万得沉住气。这时候不妨给自己宽宽心:我都觉得难,那别的同学大概率也跟我一样犯愁。当然了,也不能因为题目看着简单就飘了,觉得自己稳操胜券,掉以轻心可不行。咱们得拿出十二分的劲头,把自己真实的水平都发挥出来,确保会做的题一分都不丢,至于那些难题,就尽自己最大的努力,能多拿一分是一分。
常用公式
直线的倾斜角
1.倾斜角的定义
(1)当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
2.倾斜角的范围:直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
【注意】(1)从运动变化的观点来看,直线的倾斜角是由x轴绕一定点按逆时针方向旋转到与直线重合时所得到的最小正角(未作旋转时倾斜角为0°)
(2)倾斜角从“形”的方面体现了直线对x轴的倾斜程度,倾斜程度相同的直线,其倾斜角相等
直线的斜率
1.斜率的定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan α.
2.斜率公式:经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.当x1=x2时,直线P1P2的斜率不存在.
3.直线的方向向量与斜率的关系
(1)经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线,其方向向量为=(x2-x1,y2-y1)=(x2-x1)·,因此,当直线的斜率k存在时,直线的一个方向向量为(1,k).
(2)当直线的一个方向向量的坐标为(x,y)(x≠0)时,直线的斜率k=.
【注意】(1)当x1=x2时,直线的斜率不存在,倾斜角为90°.
(2)斜率公式中k的值与P1,P2两点在该直线上的位置无关.
(3)斜率公式中两纵坐标和两横坐标在公式中的顺序可以同时调换.
(4)若直线与x轴平行或重合,则k=0.
直线斜率的基本求法
(1)利用两点坐标求直线的斜率,即k=(x1≠x2),用此法时要注意两点的横坐标不能相等,同时要注意横、纵坐标必须对应.
(2)利用倾斜角求斜率,即k=tan α,用此法时一定注意倾斜角为90°时,直线的斜率不存在.
2.利用斜率公式求直线的斜率时,如果点的坐标中含有参数,需要先对直线斜率是否存在作出判断,即对参数进行分类讨论.
两条直线平行与斜率之间的关系
类型
斜率存在
斜率不存在
条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线斜率都不存在
图示
两条直线垂直与斜率之间的关系
对应
关系
l1与l2的斜率都存在(且不为零),分别为k1,k2,则l1⊥l2⇔k1k2=-1
l1与l2中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则l1与l2的位置关系是l1⊥l2
图示
直线的点斜式方程
1.方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把这个方程叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
2.当k=0时(如图1),过P0(x0,y0)的直线可以写成y=y0;当k不存在时(如图2),过P0(x0,y0)的直线可以写成x=x0.
直线的斜截式方程
1.截距:直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.
2.斜截式:方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
利用斜截式方程求直线平行与垂直的条件
对于直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2.
(1)l1∥l2⇔k1=k2,且b1≠b2;
(2)l1⊥l2⇔k1k2=-1.
直线的两点式方程
1.经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2)的直线方程为,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
2.当x1=x2时,直线P1P2垂直于x轴,直线方程为x-x1=0,即x=x1;当y1=y2时,直线P1P2垂直于y轴,直线方程为y-y1=0,即y=y1.
直线的截距式方程
方程=1叫做直线的截距式方程,简称截距式.直线与x轴的交点(a,0)的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是 b.
直线的一般式方程
[新知生成]
关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
利用一般式研究直线的平行与垂直
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0).
(1)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.
(2)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
两条直线的交点
已知两条直线的方程是l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,设这两条直线的交点为P,则点P的坐标就是方程组的解.
两直线的位置关系和方程组解的个数的关系
直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0);l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0)的位置关系如表所示:
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1和l2公共点的个数
一个
无数个
零个
直线l1和l2的位置关系
相交
重合
平行
解含参数的直线恒过定点问题的策略
(1)任意给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,求得这两条直线的交点,然后验证该交点在题目中所给的含参数直线上,从而说明该交点就是直线所过的定点,从而问题得解.
(2)含有一个参数的二元一次方程若能整理为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组解得.
两点间的距离公式
1.点P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点间的距离公式为
.
2.原点O(0,0)与任一点P(x,y)间的距离|OP|=.
点到直线的距离
(1)定义:点到直线的距离,就是点到直线的垂线段的长度.
(2)公式:点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
两条平行直线间的距离
(1)概念:两条平行直线间的距离是指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.
(2)公式:两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0(A,B不同时为0,C1≠C2)之间的距离d=.
圆的标准方程
确定圆的标准方程需要两个条件:圆心坐标与半径.
点与圆的位置关系
圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),其圆心为C(a,b),半径为r,点P(x0,y0),设d=|PC|=.
位置关系
d与r的大小
点P的坐标的特点
点在圆外
d>r
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
点在圆上
d=r
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
点在圆内
d<r
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
圆的一般方程
1.圆的一般方程
当D2+E2-4F>0时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,此时方程表示以为圆心,为半径的圆.
2.方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示的图形
条件
图形
D2+E2-4F<0
不表示任何图形
D2+E2-4F=0
表示一个点
D2+E2-4F>0
表示以为圆心,以为半径的圆
直线与圆位置关系的判定
直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断
位置关系
相交
相切
相离
公共点个数
两个
一个
零个
判定
方法
几何法:设圆心到直线的距离d=
d<r
d=r
d>r
代数法:由
消元得到一元二次方程,计算方程的判别式Δ
Δ>0
Δ=0
Δ<0
用坐标法解决几何问题
用坐标法解决几何问题时,先用坐标和方程表示相应的几何元素:点、直线、圆,将几何问题转化为代数问题;然后通过代数运算解决代数问题;最后解释代数运算结果的几何含义,得到几何问题的结论.这就是用坐标法解决平面几何问题的“三步曲”:
两圆位置关系的判断
1.几何法:若两圆的半径分别为r1,r2,两圆的圆心距为d,则两圆的位置关系如下:
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
图示
d与r1,r 2的关系
d>r1+r2
d=r1+r2
|r1-r2|<d
<r1+r2
d=|r1-r2|
d<|r1-r2|
2.代数法:设两圆的一般方程为:
C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=-4F1>0),
C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=-4F2>0),
联立方程得
则方程组解的个数与两圆的位置关系如下:
方程组解的个数
2组
1组
0组
两圆的公共点个数
2个
1个
0个
两圆的位置关系
相交
外切或内切
外离或内含
椭圆的定义
1.椭圆的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
2.几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a>|F1F2|.
椭圆的标准方程
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
椭圆的几何性质
1.椭圆的几何性质:范围、顶点、焦点、对称性.
焦点的位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准
方程
=1(a>b>0)
(a>b>0)
范围
-a≤x≤a且
-b≤y≤b
-b≤x≤b且
-a≤y≤a
对称性
对称轴为坐标轴,对称中心为原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
轴长
短轴长|B1B2|=2b,长轴长|A1A2|=2a
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
a,b,c的关系
c2=a2-b2
2.椭圆的离心率
(1)定义:椭圆的焦距与长轴长的比.
(2)记法:e=∈(0,1).
求椭圆的离心率
直线与椭圆的位置关系
1.点与椭圆的位置关系
点P(x0,y0)与椭圆=1(a>b>0)的位置关系及判断方法:
点P在椭圆上;
点P在椭圆内部;
点P在椭圆外部.
2.直线与椭圆的位置关系
直线y=kx+m与椭圆=1(a>b>0)的位置关系及判断方法:联立消去y(或x),得关于x(或y)的一元二次方程.
当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根,直线与椭圆相交;
当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,直线与椭圆相切;
当Δ<0时,方程没有实数根,直线与椭圆相离.
双曲线的定义
文字
语言
平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线
符号语言
||MF1|-|MF2||=2a(常数)(2a<|F1F2|)
焦点
定点F1,F2
焦距
两焦点间的距离
双曲线的标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
双曲线的几何性质
1.双曲线的几何性质
标准方程
=1
(a>0,b>0)
=1
(a>0,b>0)
图形
性质
范围
x≤-a或x≥a;y∈R
y≤-a,或y≥a;x∈R
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
顶点坐标:A1(-a,0),A2(a,0)
顶点坐标:A1(0,-a),A2(0,a)
轴长
实轴长:2a;虚轴长:2b
渐近线
y=
y=
离心率
e=,e∈(1,+∞)
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
2.等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,其渐近线方程为y=±x,离心率为.
双曲线定义及其应用
双曲线的第二定义:当点M与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e=(e>1)时,点M的轨迹是双曲线.
直线与双曲线位置关系的判断
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线C:=1(a>0,b>0),②
将①代入②,
得Ax2+Bx+C=0.
a.当A=0时,直线l与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线C相交于一点.
b.当A≠0时.
①Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时直线与双曲线相交;
②Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时直线与双曲线相切;
③Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时直线与双曲线相离.
抛物线的定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
抛物线的几何性质
标准
方程
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
图形
性
质
焦点
准线
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,
y∈R
x≤0,
y∈R
y≥0,
x∈R
y≤0,
x∈R
对称
轴
x轴
y轴
顶点
(0,0)
离心率
e=1
抛物线焦点弦的性质
如图,AB是抛物线y2=2px(p>0)过焦点F的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),相应的准线为l.
(1)x1·x2=,y1·y2=-p2.
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切.
(3)|AB|=x1+x2+p=2=(α是直线AB的倾斜角,α≠0°).
(4)=为定值.
直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
设直线y=kx+m,抛物线y2=2px(p>0),将y=kx+m代入y2=2px,消去y并化简,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.
(1)k=0时,直线与抛物线只有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
(2)k≠0时,Δ>0⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
Δ=0⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
Δ<0⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
基础通关练
1.(2026·河北·二模)已知双曲线的渐近线方程为,点在双曲线上.
(1)求双曲线的焦距;
(2)过双曲线的右焦点且倾斜角为的直线与交于两点,求.
2.(2026·湖北荆州·一模)已知椭圆C:的一个焦点与抛物线的焦点重合,且椭圆C的离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C的左顶点A且倾斜角为30°的直线交椭圆C于另一点B,O为坐标原点,求的面积.
3.(2026·四川内江·二模)已知双曲线经过点,其渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的直线与双曲线相交于两点,能否是线段的中点?请说明理由.
4.(2026·陕西西安·模拟预测)已知椭圆的离心率,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上顶点,为椭圆上任意一点,求的最大值及此时点坐标.
5.(2026·云南大理·二模)过点的直线l与抛物线交于M,N两点,F是C的焦点.
(1)若线段MN中点的横坐标为2,求的值;
(2)求的取值范围.
6.(2026·海南海口·一模)已知抛物线C:上的点与焦点的距离为4,点到轴的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点,为抛物线上一点,连接,线段的中点也在抛物线上,为坐标原点,,求点的坐标.
7.(2026·浙江杭州·一模)已知抛物线的焦点为F,点在C上,,斜率为的直线与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若,求直线的方程.
8.(2026·河北张家口·二模)已知椭圆:的长轴长为4,且与直线相切,,为上不在坐标轴上的不同两点.
(1)求的方程;
(2)若以为直径的圆经过点,证明:直线过定点.
9.(2026·重庆北碚·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,且,点 在椭圆上,满足.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)斜率为1的直线与椭圆交于、两点,点为坐标原点,若,求的面积.
10.(2026·宁夏·二模)在平面直角坐标系中,已知点,动点关于的对称点为,且直线的斜率之积是,记的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)直线与轴交于点,点与点关于轴对称,直线与轴交于点.在轴上是否存在点,使得?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由.
中档提升练
11.(2026·江苏扬州·模拟预测)在平面直角坐标系中,点为椭圆的左焦点,点为上一点,为的右焦点,且的周长为12.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与轴的交点为,过点的直线与交于两点,设直线的斜率分别为.
(i)是否为定值?若是,则求出这个定值;若不是,请说明理由;
(ii)求面积的最大值.
12.(2026·重庆渝中·模拟预测)已知抛物线C:,焦点为F,过点F作斜率不为0的直线交抛物线C于、两点.
(1)求证:为定值;
(2)若点,直线、分别与抛物线的准线交于M、N两点,求的取值范围.
13.(2026·甘肃金昌·三模)已知抛物线的焦点为,过点的直线与的交点为,与轴的交点为,且点在轴上方.
(1)若,求的方程;
(2)若,求过点的圆的标准方程.
14.(2026·重庆·二模)已知抛物线的顶点为原点,焦点()到直线:的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)设为直线上的点,过点作抛物线的两条切线,,其中,为切点.
(ⅰ)证明:直线的方程为;
(ⅱ)求面积的最小值.
15.(2026·甘肃张掖·模拟预测)已知抛物线的焦点为,为抛物线上任意一点,点到焦点的距离与到点的距离之和的最小值为3.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的两条直线分别与抛物线交于点,与,且,求证:直线的斜率之和为0.
16.(2026·陕西咸阳·模拟预测)在平面直角坐标系中,过点的圆与直线相切,设圆心的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)已知点是上的一点,过点的直线与有两个不同的交点.
(i)当点到直线的距离取得最大值时,求;
(ii)记直线交轴于点,直线交轴于点,若,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
17.(2026·重庆·模拟预测)已知点是抛物线的焦点,点在曲线上,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条直线交于两点,交于两点,且.
①求证:为定值;
②求四边形面积的最小值.
18.(2026·浙江台州·二模)已知椭圆的离心率为,右焦点为,点,点T是椭圆C上位于第四象限内的任意一点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P作椭圆C的两条切线,,过点T作椭圆C的切线l,l与,的交点分别为M,N,
(ⅰ)求切线,的方程:
(ⅱ)问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
19.(2026·陕西榆林·三模)已知椭圆上一点到其两焦点的距离之和为.
(1)求的标准方程;
(2)设直线与的两个交点分别为都不是的顶点,是坐标原点,的面积为为的左顶点.
(i)求的值;
(ii)过作,交于另一点,交直线于点,求.
20.(2026·河南开封·二模)已知椭圆经过点,F为C的右焦点,且与x轴垂直.
(1)求C的标准方程;
(2)设直线l与C交于A,B两点,且(O为坐标原点),探究:是否存在定圆与直线l始终相切? 若存在,求出该定圆的方程;若不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下,求面积的最大值,并求此时直线l的方程.
冲刺满分练
21.(2026·陕西西安·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在上,轴,且.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于不同的两点于点,
①求面积的最大值;
②判断直线是否过定点,若是,求出定点坐标;若不是,说明理由.
22.(2026·江苏·二模)在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为,右顶点和上顶点分别为和,.
(1)求的标准方程;
(2)设为线段上的动点,过作平行于轴的直线与在第一象限内交于点,点满足,延长线段交于另一点.
①当的横坐标为1时,记直线和的斜率分别为和,求的值;
②当直线的斜率为1时,直线与线段交于点,记和的面积分别为和,求的值.
23.(2026·河北·二模)已知双曲线的离心率为点在上.
(1)求的方程.
(2)已知A,B分别为的左、右顶点,过点的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为,求;
(ii)若直线BC交直线于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
24.(2026·上海杨浦·模拟预测)如图,在平面直角坐标系xOy上,有一系列点,,…,,其中n为正整数,每一个点均位于抛物线 的图像上,点F为抛物线的焦点,以点为圆心的都与x轴相切,且与外切;若,且,所有幂函数均与抛物线交于点M.
(1)设点Q是抛物线 上不与点M重合的动点,R是线段MQ上一点,且满足,求:动点R的轨迹方程;
(2)设,求:数列前2026项的和;
(3)已知直线与某个以点为圆心的相切,当最大时,设AB,CD是抛物线 的两条经过切点的动弦,满足AB⊥CD,点S与点T分别为弦AB,CD的中点,是否存在定点N,使得点N,T,S始终三点共线,若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(2026·云南昆明·模拟预测)已知曲线上任意一点到直线的距离是该点到点的距离的两倍.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)已知A,B,C三点均在上,
(i)若直线AC过点,直线BC过点,记直线AC,AB,BC的斜率分别为,,且满足成等差数列,求点的坐标;
(ii)若的重心是坐标原点,求的面积.
26.(2026·湖北·二模)如图,有一个“果圆”,轴左边为一个半圆,轴右边为一个半椭圆(焦点在轴上),且它与轴正半轴的交点为,椭圆的离心率为.
(1)求半椭圆的标准方程;
(2)过点作直线与果圆交于另一点(与不重合),若的面积为1,求直线的方程:
(3)若轴上方有一条斜率为0的直线与果圆相交于、两点,连接、并延长,分别交果圆于点、点,连接,记、的面积分别为、,求的最大值.
27.(2026·甘肃金昌·三模)已知椭圆:的离心率为,点在上.
(1)求的方程;
(2)若斜率为的直线交于,两点,点不在直线上.
(ⅰ)求弦长的取值范围;
(ⅱ)设直线,直线与直线分别交于点,,试问的中点是否是定点?若是,请求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.
28.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知双曲线:的左、右顶点分别为,,点是上一点,过点向的两条渐近线作垂线,垂足分别为,,且.
(1)求的方程;
(2)若是的左支上异于点的一点,直线交直线于点,直线交于另一点.
(i)设直线的斜率分别为,,求证:为定值;
(ii)求坐标原点到直线距离的最大值.
29.(2026·江西南昌·二模)已知双曲线:(,)的离心率,其上顶点为,过点作斜率为的直线与双曲线的两支分别相交于,两点(在双曲线的上支)且与轴相交于点,直线与轴相交于点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设直线,的斜率分别为,,求证:为定值;
(3)是否存在直线使得,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
30.(2026·重庆·二模)已知抛物线C:经过点是抛物线C上异于点A的动点,且
(1)求直线AB的斜率(用表示);
(2)设不经过点A的直线l与C交于M,N两点,且直线的斜率之和为1.
①求证:直线l恒过定点Q;
②若向量,且,求的面积S的取值范围.
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05 解析几何(30题)
高考一天天临近,可不能停下做数学题的手,得一直保持着“手感”,坚持动笔练习才是正理。这时候不少同学心态容易像坐过山车,就说成绩那事儿吧,要是看着分数往下掉,立马就慌了神,陷入焦虑里出不来。其实啊,成绩起起伏伏太正常不过了。你想啊,每套试卷的难度本来就不一样,咱们临场发挥也有好有坏,再加上试卷考查的知识点,说不定刚好撞到了自己掌握得不太扎实的地方,那分数有点波动不就是情理之中的事儿嘛。真犯不上因为一次考试的得失就揪着自己不放,非得学会辩证地看待这些起起落落才行。
进了考场,要是碰到没见过的新题或者啃不动的难题,可千万得沉住气。这时候不妨给自己宽宽心:我都觉得难,那别的同学大概率也跟我一样犯愁。当然了,也不能因为题目看着简单就飘了,觉得自己稳操胜券,掉以轻心可不行。咱们得拿出十二分的劲头,把自己真实的水平都发挥出来,确保会做的题一分都不丢,至于那些难题,就尽自己最大的努力,能多拿一分是一分。
常用公式
直线的倾斜角
1.倾斜角的定义
(1)当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
2.倾斜角的范围:直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
【注意】(1)从运动变化的观点来看,直线的倾斜角是由x轴绕一定点按逆时针方向旋转到与直线重合时所得到的最小正角(未作旋转时倾斜角为0°)
(2)倾斜角从“形”的方面体现了直线对x轴的倾斜程度,倾斜程度相同的直线,其倾斜角相等
直线的斜率
1.斜率的定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan α.
2.斜率公式:经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.当x1=x2时,直线P1P2的斜率不存在.
3.直线的方向向量与斜率的关系
(1)经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线,其方向向量为=(x2-x1,y2-y1)=(x2-x1)·,因此,当直线的斜率k存在时,直线的一个方向向量为(1,k).
(2)当直线的一个方向向量的坐标为(x,y)(x≠0)时,直线的斜率k=.
【注意】(1)当x1=x2时,直线的斜率不存在,倾斜角为90°.
(2)斜率公式中k的值与P1,P2两点在该直线上的位置无关.
(3)斜率公式中两纵坐标和两横坐标在公式中的顺序可以同时调换.
(4)若直线与x轴平行或重合,则k=0.
直线斜率的基本求法
(1)利用两点坐标求直线的斜率,即k=(x1≠x2),用此法时要注意两点的横坐标不能相等,同时要注意横、纵坐标必须对应.
(2)利用倾斜角求斜率,即k=tan α,用此法时一定注意倾斜角为90°时,直线的斜率不存在.
2.利用斜率公式求直线的斜率时,如果点的坐标中含有参数,需要先对直线斜率是否存在作出判断,即对参数进行分类讨论.
两条直线平行与斜率之间的关系
类型
斜率存在
斜率不存在
条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线斜率都不存在
图示
两条直线垂直与斜率之间的关系
对应
关系
l1与l2的斜率都存在(且不为零),分别为k1,k2,则l1⊥l2⇔k1k2=-1
l1与l2中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则l1与l2的位置关系是l1⊥l2
图示
直线的点斜式方程
1.方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把这个方程叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
2.当k=0时(如图1),过P0(x0,y0)的直线可以写成y=y0;当k不存在时(如图2),过P0(x0,y0)的直线可以写成x=x0.
直线的斜截式方程
1.截距:直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.
2.斜截式:方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
利用斜截式方程求直线平行与垂直的条件
对于直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2.
(1)l1∥l2⇔k1=k2,且b1≠b2;
(2)l1⊥l2⇔k1k2=-1.
直线的两点式方程
1.经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2)的直线方程为,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
2.当x1=x2时,直线P1P2垂直于x轴,直线方程为x-x1=0,即x=x1;当y1=y2时,直线P1P2垂直于y轴,直线方程为y-y1=0,即y=y1.
直线的截距式方程
方程=1叫做直线的截距式方程,简称截距式.直线与x轴的交点(a,0)的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是 b.
直线的一般式方程
[新知生成]
关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
利用一般式研究直线的平行与垂直
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0).
(1)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.
(2)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
两条直线的交点
已知两条直线的方程是l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,设这两条直线的交点为P,则点P的坐标就是方程组的解.
两直线的位置关系和方程组解的个数的关系
直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0);l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0)的位置关系如表所示:
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1和l2公共点的个数
一个
无数个
零个
直线l1和l2的位置关系
相交
重合
平行
解含参数的直线恒过定点问题的策略
(1)任意给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,求得这两条直线的交点,然后验证该交点在题目中所给的含参数直线上,从而说明该交点就是直线所过的定点,从而问题得解.
(2)含有一个参数的二元一次方程若能整理为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组解得.
两点间的距离公式
1.点P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点间的距离公式为
.
2.原点O(0,0)与任一点P(x,y)间的距离|OP|=.
点到直线的距离
(1)定义:点到直线的距离,就是点到直线的垂线段的长度.
(2)公式:点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
两条平行直线间的距离
(1)概念:两条平行直线间的距离是指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.
(2)公式:两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0(A,B不同时为0,C1≠C2)之间的距离d=.
圆的标准方程
确定圆的标准方程需要两个条件:圆心坐标与半径.
点与圆的位置关系
圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),其圆心为C(a,b),半径为r,点P(x0,y0),设d=|PC|=.
位置关系
d与r的大小
点P的坐标的特点
点在圆外
d>r
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
点在圆上
d=r
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
点在圆内
d<r
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
圆的一般方程
1.圆的一般方程
当D2+E2-4F>0时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,此时方程表示以为圆心,为半径的圆.
2.方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示的图形
条件
图形
D2+E2-4F<0
不表示任何图形
D2+E2-4F=0
表示一个点
D2+E2-4F>0
表示以为圆心,以为半径的圆
直线与圆位置关系的判定
直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断
位置关系
相交
相切
相离
公共点个数
两个
一个
零个
判定
方法
几何法:设圆心到直线的距离d=
d<r
d=r
d>r
代数法:由
消元得到一元二次方程,计算方程的判别式Δ
Δ>0
Δ=0
Δ<0
用坐标法解决几何问题
用坐标法解决几何问题时,先用坐标和方程表示相应的几何元素:点、直线、圆,将几何问题转化为代数问题;然后通过代数运算解决代数问题;最后解释代数运算结果的几何含义,得到几何问题的结论.这就是用坐标法解决平面几何问题的“三步曲”:
两圆位置关系的判断
1.几何法:若两圆的半径分别为r1,r2,两圆的圆心距为d,则两圆的位置关系如下:
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
图示
d与r1,r 2的关系
d>r1+r2
d=r1+r2
|r1-r2|<d
<r1+r2
d=|r1-r2|
d<|r1-r2|
2.代数法:设两圆的一般方程为:
C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=-4F1>0),
C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=-4F2>0),
联立方程得
则方程组解的个数与两圆的位置关系如下:
方程组解的个数
2组
1组
0组
两圆的公共点个数
2个
1个
0个
两圆的位置关系
相交
外切或内切
外离或内含
椭圆的定义
1.椭圆的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
2.几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a>|F1F2|.
椭圆的标准方程
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
图形
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
椭圆的几何性质
1.椭圆的几何性质:范围、顶点、焦点、对称性.
焦点的位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准
方程
=1(a>b>0)
(a>b>0)
范围
-a≤x≤a且
-b≤y≤b
-b≤x≤b且
-a≤y≤a
对称性
对称轴为坐标轴,对称中心为原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
轴长
短轴长|B1B2|=2b,长轴长|A1A2|=2a
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
a,b,c的关系
c2=a2-b2
2.椭圆的离心率
(1)定义:椭圆的焦距与长轴长的比.
(2)记法:e=∈(0,1).
求椭圆的离心率
直线与椭圆的位置关系
1.点与椭圆的位置关系
点P(x0,y0)与椭圆=1(a>b>0)的位置关系及判断方法:
点P在椭圆上;
点P在椭圆内部;
点P在椭圆外部.
2.直线与椭圆的位置关系
直线y=kx+m与椭圆=1(a>b>0)的位置关系及判断方法:联立消去y(或x),得关于x(或y)的一元二次方程.
当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根,直线与椭圆相交;
当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,直线与椭圆相切;
当Δ<0时,方程没有实数根,直线与椭圆相离.
双曲线的定义
文字
语言
平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线
符号语言
||MF1|-|MF2||=2a(常数)(2a<|F1F2|)
焦点
定点F1,F2
焦距
两焦点间的距离
双曲线的标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
双曲线的几何性质
1.双曲线的几何性质
标准方程
=1
(a>0,b>0)
=1
(a>0,b>0)
图形
性质
范围
x≤-a或x≥a;y∈R
y≤-a,或y≥a;x∈R
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
顶点坐标:A1(-a,0),A2(a,0)
顶点坐标:A1(0,-a),A2(0,a)
轴长
实轴长:2a;虚轴长:2b
渐近线
y=
y=
离心率
e=,e∈(1,+∞)
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
2.等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,其渐近线方程为y=±x,离心率为.
双曲线定义及其应用
双曲线的第二定义:当点M与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e=(e>1)时,点M的轨迹是双曲线.
直线与双曲线位置关系的判断
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线C:=1(a>0,b>0),②
将①代入②,
得Ax2+Bx+C=0.
a.当A=0时,直线l与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线C相交于一点.
b.当A≠0时.
①Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时直线与双曲线相交;
②Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时直线与双曲线相切;
③Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时直线与双曲线相离.
抛物线的定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
抛物线的标准方程
图形
标准方程
焦点坐标
准线方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x=
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
抛物线的几何性质
标准
方程
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
图形
性
质
焦点
准线
x=-
x=
y=-
y=
范围
x≥0,
y∈R
x≤0,
y∈R
y≥0,
x∈R
y≤0,
x∈R
对称
轴
x轴
y轴
顶点
(0,0)
离心率
e=1
抛物线焦点弦的性质
如图,AB是抛物线y2=2px(p>0)过焦点F的一条弦,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点M(x0,y0),相应的准线为l.
(1)x1·x2=,y1·y2=-p2.
(2)以弦AB为直径的圆与准线相切.
(3)|AB|=x1+x2+p=2=(α是直线AB的倾斜角,α≠0°).
(4)=为定值.
直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线有三种位置关系:相离、相切和相交.
设直线y=kx+m,抛物线y2=2px(p>0),将y=kx+m代入y2=2px,消去y并化简,得k2x2+2(mk-p)x+m2=0.
(1)k=0时,直线与抛物线只有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.
(2)k≠0时,Δ>0⇔直线与抛物线相交⇔有两个公共点.
Δ=0⇔直线与抛物线相切⇔只有一个公共点.
Δ<0⇔直线与抛物线相离⇔没有公共点.
基础通关练
1.(2026·河北·二模)已知双曲线的渐近线方程为,点在双曲线上.
(1)求双曲线的焦距;
(2)过双曲线的右焦点且倾斜角为的直线与交于两点,求.
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)根据双曲线的渐近线方程得到与的关系,再将点的坐标代入双曲线方程,联立求解出,的值,进而求出的值,得到焦距;
(2)先求出直线的方程,然后联立直线与双曲线的方程,利用弦长公式求出即可.
【详解】(1)由题意得:
,
又,可得,
,则双曲线的焦距为.
(2)双曲线的方程为,
右焦点坐标为,
设直线的斜率为.
直线的方程为:,
联立,整理得,
因
设,则
.
2.(2026·湖北荆州·一模)已知椭圆C:的一个焦点与抛物线的焦点重合,且椭圆C的离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C的左顶点A且倾斜角为30°的直线交椭圆C于另一点B,O为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由抛物线焦点求椭圆值,再结合离心率求,最后由、求得椭圆方程.
(2)直线方程代入椭圆方程消元,求解,,以为底、纵坐标绝对值为高求三角形面积.
【详解】(1)抛物线的焦点为,则,
又椭圆C的离心率,则,所以,
故椭圆C的标准方程为 ;
(2)由(1)可知,椭圆C的左顶点,
则直线:,即:,
设,,消去得,
解得或(舍去),
所以.
3.(2026·四川内江·二模)已知双曲线经过点,其渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的直线与双曲线相交于两点,能否是线段的中点?请说明理由.
【答案】(1)
(2)不能,理由见解析
【分析】(1)由题设条件得出的方程,求解即得曲线的方程;
(2)假设是线段的中点,利用点差法求出直线的斜率,将得到直线的方程与双曲线方程联立,通过判别式判断方程是否有实根,即可确定能否为中点.
【详解】(1)双曲线经过点,得,
由渐近线方程为,得,
解得,,
双曲线的方程为.
(2)假设是线段的中点,设,
则由两式相减,可得,
因为是线段的中点,,
代入上式,可得,即此时直线的斜率为,
于是直线的方程为,即.
联立,消元得,
,所以方程无实数解,
即此时直线与双曲线无交点,
故不能是线段的中点.
4.(2026·陕西西安·模拟预测)已知椭圆的离心率,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上顶点,为椭圆上任意一点,求的最大值及此时点坐标.
【答案】(1)
(2);或
【分析】(1)由面积公式和离心率公式,解得,可得椭圆方程.
(2)设出点坐标,将表示成关于纵坐标的二次函数,从而求解.
【详解】(1)以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为,即.
由,得,则,即.
代入解得,所以椭圆的方程为.
(2)由题可设,且满足,即,.
而上顶点,则,
.所以当时,
所以的最大值为.此时,,
所以点坐标为或.
5.(2026·云南大理·二模)过点的直线l与抛物线交于M,N两点,F是C的焦点.
(1)若线段MN中点的横坐标为2,求的值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)6
(2)
【分析】(1)利用抛物线的定义及中点横坐标可求答案;
(2)联立方程,利用判别式求出的范围,结合韦达定理可求答案.
【详解】(1)抛物线的焦点,设,,
由线段MN中点的横坐标为2,得,由抛物线定义得
,,
所以.
(2)由直线l过点,设直线l的方程为,
由消去x并整理得,
由,得,
且,,
则,
所以的取值范围为.
6.(2026·海南海口·一模)已知抛物线C:上的点与焦点的距离为4,点到轴的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点,为抛物线上一点,连接,线段的中点也在抛物线上,为坐标原点,,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线定义可得,,代入计算即可求解;
(2)设,则,由平面向量数量积坐标运算可得,因为M,Q均在抛物线上,建立方程组计算即可求解.
【详解】(1)由题意知,,
代入抛物线方程得
因为,即,解得,
所以方程为.
(2)设,,
因为点为线段的中点,所以,,
即,,则,
所以,
又M,Q均在抛物线上,
所以,解得,即.
7.(2026·浙江杭州·一模)已知抛物线的焦点为F,点在C上,,斜率为的直线与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线的定义求出的值,即可得抛物线方程;
(2)设,直线的方程为,与抛物线方程联立写出韦达定理,利用弦长公式求出的值,即得直线的方程.
【详解】(1)由抛物线的定义可得,
解得,所以抛物线方程为:.
(2)设,直线的方程为,
消去可得,
故,则,
所以,
则,
解得,检验符合题意,
故直线的方程为.
8.(2026·河北张家口·二模)已知椭圆:的长轴长为4,且与直线相切,,为上不在坐标轴上的不同两点.
(1)求的方程;
(2)若以为直径的圆经过点,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据长轴长及直线与椭圆的位置关系求解即可.
(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,根据圆的性质得到,结合韦达定理及直线过定点问题证明即可.
【详解】(1)由题易知,
联立得,
,
令,因为,解得,
所以C的方程为.
(2)证明:当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,
联立,整理得,
,
则,,
所以.
因为以为直径的圆经过点,则,即,
即,
则,即或.
当时,,
直线的方程为,此时直线过定点,舍去;
当时,,
直线的方程为,此时直线过定点.
当直线的斜率不存在时,直线方程为,此时,两点为,,以为直径的圆的方程为,点在该圆上.
综上所述,直线过定点.
9.(2026·重庆北碚·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,且,点 在椭圆上,满足.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)斜率为1的直线与椭圆交于、两点,点为坐标原点,若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意求出的值,结合的值,可得出的值,由此可得出椭圆的标准方程;
(2)设点、,将直线与椭圆联立,列出韦达定理,结合弦长公式可得出关于的方程,求出参数,再应用点线距离公式、三角形面积公式求的面积.
【详解】(1)由椭圆的定义可得,可得,
因为,所以,故,
因此椭圆的标准方程为.
(2)设点、,且,
联立可得, ,
由韦达定理可得,,
所以
,解得,
所以,则到直线的距离,
所以.
10.(2026·宁夏·二模)在平面直角坐标系中,已知点,动点关于的对称点为,且直线的斜率之积是,记的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)直线与轴交于点,点与点关于轴对称,直线与轴交于点.在轴上是否存在点,使得?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)设出点的坐标,利用对称性写出的坐标,再根据斜率公式表示出与,将已知斜率之积代入并化简,即可得到轨迹的方程.
(2)设,依次写出、的坐标,设,由得出正切关系式,结合椭圆方程消去,解出,从而判断存在点.
【详解】(1)设(),则.
直线的斜率,直线的斜率.
由,得,即.
整理得,即,故(,即).
所以的方程为().
(2)设()在上,则.
点与关于轴对称,故.
直线的方程为,令,得,所以.
直线的方程为,令,得,所以.
设,如图所示:,.
由,得,即.
由,得.
代入得,即.
因为,所以,即.
故存在点,坐标为或.
中档提升练
11.(2026·江苏扬州·模拟预测)在平面直角坐标系中,点为椭圆的左焦点,点为上一点,为的右焦点,且的周长为12.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与轴的交点为,过点的直线与交于两点,设直线的斜率分别为.
(i)是否为定值?若是,则求出这个定值;若不是,请说明理由;
(ii)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)为定值0;(ii)
【分析】(1)结合题意得,,进而解方程即可求得椭圆方程;
(2)(i)由题意知,故根据直线的斜率为0时得;再结合直线的斜率不为0时,设直线的方程为,,进而联立方程,结合韦达定理即可求得;
(ii)结合(i),根据弦长公式得由题,点到直线的距离为,再结合基本不等式求解面积的最值即可.
【详解】(1)设椭圆的焦距为,因为椭圆的左焦点为,所以,
因为点为上一点,为的右焦点,所以,
因为的周长为12,
所以,
所以,
所以椭圆的标准方程为.
(2)(i)因为直线与轴的交点为,所以.
当直线的斜率为0时,三点共线且在轴上,故,此时;
当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,,
联立,化简消去得:,
,
解得或,
所以,由韦达定理得,,
所以
,
综上,为定值0.
(ii)由题.
点到直线的距离为,
所以,
令,则,
所以.
因为,当且仅当,即时等号成立,
所以,当且仅当时等号成立,此时成立,
所以面积的最大值为
12.(2026·重庆渝中·模拟预测)已知抛物线C:,焦点为F,过点F作斜率不为0的直线交抛物线C于、两点.
(1)求证:为定值;
(2)若点,直线、分别与抛物线的准线交于M、N两点,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)设直线的方程为,与抛物线方程联立,由韦达定理即可得证;
(2)先求出直线的方程,与抛物线准线联立求得点的坐标,利用(1)中的韦达定理化简的表达式,即可求得其范围.
【详解】(1)依题意,,设直线的方程为,
联立,得,
因, 则,,
故为定值.
(2)设,,则,
所以直线的方程,把代入解得,
同理得,由(1)知:,
则
又,所以,
因 ,则.
的取值范围是.
13.(2026·甘肃金昌·三模)已知抛物线的焦点为,过点的直线与的交点为,与轴的交点为,且点在轴上方.
(1)若,求的方程;
(2)若,求过点的圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出抛物线的方程,设的方程,代入,写出韦达定理,利用抛物线的定义,结合题设条件求得,即得的方程;
(2)先求出,将点的坐标代入推得,由(1)的结论求得,结合,利用待定系数法即可求得圆的标准方程.
【详解】(1)因为的焦点为,所以,解得,
故的方程为,
设的方程为,将其代入,消去整理得,
设,则 ,
因为,所以,
由,得,
所以的方程为,即.
(2)对于,令,得点,
则,故得,
由(1)知,所以,,
因为,所以,从而,则,
因为点在轴上方,所以,进而可得,
设过三点的圆的方程为,又,
则得
解得,
所以过三点的圆的方程为.
14.(2026·重庆·二模)已知抛物线的顶点为原点,焦点()到直线:的距离为.
(1)求抛物线的方程;
(2)设为直线上的点,过点作抛物线的两条切线,,其中,为切点.
(ⅰ)证明:直线的方程为;
(ⅱ)求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)证明过程见解析; (ii)
【分析】(1)根据抛物线性质求解即可;
(2)结合导数的几何性质整理出切线方程,再利用两点确定一条直线即可证明;利用弦长公式,点到直线距离公式表示出三角形面积即可求解最小值.
【详解】(1)由已知可知抛物线开口向上,标准形式设为,
焦点到直线的距离为,解得,
因此抛物线的方程为.
(2)
(i)设切点,由得 ,.
则抛物线在点处的切线斜率为,切线方程为且,
整理得, 因为在切线上,代入切线方程得,
同理,对切点可得.
说明两点都满足方程,由两点确定一条直线得,直线的方程就是得证.
(ii)联立直线与抛物线的方程,
消去得,判别式,
由韦达定理得,
弦长,
点到直线的距离,
因此的面积.
因为,当即时,取得最小值,
因此面积的最小值为.
15.(2026·甘肃张掖·模拟预测)已知抛物线的焦点为,为抛物线上任意一点,点到焦点的距离与到点的距离之和的最小值为3.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的两条直线分别与抛物线交于点,与,且,求证:直线的斜率之和为0.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用抛物线的定义和最值可得答案;
(2)设出直线方程,联立,结合韦达定理和弦长公式可证结论.
【详解】(1)抛物线的准线方程为,焦点坐标为,
因为点到焦点的距离与到点的距离之和最小值为3,所以,解得,
故方程为.
(2)证明:设过的直线斜率为,则直线方程为,
联立抛物线方程可得,
设直线与抛物线的交点为,则.
,,
所以;
设直线的斜率为,的斜率为,则,,
因为,所以,即,
因为是两条不同的直线,所以,即,直线的斜率之和为0.
16.(2026·陕西咸阳·模拟预测)在平面直角坐标系中,过点的圆与直线相切,设圆心的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)已知点是上的一点,过点的直线与有两个不同的交点.
(i)当点到直线的距离取得最大值时,求;
(ii)记直线交轴于点,直线交轴于点,若,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)8;(ii)为定值2.
【分析】(1)根据两点间距离公式及条件,列出方程,整理即可得答案.
(2)(i)根据C的方程,可得点P的坐标,分析可得当时,点到直线的距离取得最大值,求出的方程,与曲线C联立,根据韦达定理,可得的值,代入弦长公式,即可得答案.
(ii)设出直线的方程,与曲线C联立,根据韦达定理,可得的表达式,写出直线的方程,即可得点M的纵坐标的表达式,同理可得点N的纵坐标的表达式,结合条件可得的表达式,整理计算,即可得答案.
【详解】(1)设点为上任意一点,因为圆过点且与直线相切,
所以与点到直线的距离相等,故,整理得,
即的方程为.
(2)(i)因为点是上的一点,所以,解得,即,
当点到直线的距离取得最大值时,有,
又,所以直线的斜率为,则直线的方程为,
设,由,得,所以,
所以.
(ii)由题意可知直线的斜率存在且不为0,
设直线的方程为,
由,得,
此时即即且,
又,
则直线的方程为,
令,得点的纵坐标为.
同理得点的纵坐标为.
由,得.
所以
.即为定值2.
17.(2026·重庆·模拟预测)已知点是抛物线的焦点,点在曲线上,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条直线交于两点,交于两点,且.
①求证:为定值;
②求四边形面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)由点在曲线上,求得,再由,利用抛物线的定义,列出方程,求得的值,即可求解;
(2)①设的斜率为,得到的斜率为,得到和的方程,联立方程组,利用弦长公式分别求得,代入运算,即可得证;
②由,化简,结合基本不等式,即可求解.
【详解】(1)由抛物线 , 可得焦点 , 准线为 ,
因为点 , 可得 , 解得 ,
又因为 , 由抛物线的定义, 可得 , 解得 ,所以抛物线 的方程为 .
(2)①由(1)知 , 由题可知直线 斜率均存在且不为 , 否则必有一条直线与抛物线 只有一个交点, 不符合题意.
设 的斜率为 , 因为 , 则 的斜率为 , 则 的方程为 , 联立方程组
整理得 ,
设 , 则 , ,
则
同理可得: ,
所以
所以 为定值 .
②因为,所以四边形的面积为,
由①知:,
所以,
令,则,
当且仅当时,即时,即时,等号成立,
所以四边形的面积的最小值为288.
18.(2026·浙江台州·二模)已知椭圆的离心率为,右焦点为,点,点T是椭圆C上位于第四象限内的任意一点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P作椭圆C的两条切线,,过点T作椭圆C的切线l,l与,的交点分别为M,N,
(ⅰ)求切线,的方程:
(ⅱ)问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ),;(ⅱ)为定值,定值为90°.
【分析】(1)根据离心率、焦点坐标确定椭圆的参数,即可得;
(2)(i)设过点P的直线方程为,联立椭圆并结合相切关系得求直线的斜率,即可得;(ii)利用相切关系求得,结合(2)所得,求交点坐标,再应用向量数量积的坐标运算求得,即可得.
【详解】(1)由题意得,,解得,,所以椭圆C的标准方程为.
(2)(ⅰ)由题意,设过点P的直线方程为,联立,
消去y并整理得,
由,即,解得,.
所以切线方程分别为,.
(ⅱ)设且,则且,联立,
所以,则,
由相切关系知,则,
所以,则,
由,则,
所以,则,得,
所以,即,
由,联立直线得,则,
由,联立直线得,,则,
因为,,,
所以,即,
故为定值,且定值为90°.
19.(2026·陕西榆林·三模)已知椭圆上一点到其两焦点的距离之和为.
(1)求的标准方程;
(2)设直线与的两个交点分别为都不是的顶点,是坐标原点,的面积为为的左顶点.
(i)求的值;
(ii)过作,交于另一点,交直线于点,求.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)根据椭圆上一点以及该点到焦点的距离联立方程可得;
(2)联立直线与椭圆,根据韦达定理即可求解.
【详解】(1)由题意得解得
所以的标准方程为.
(2)(i)如图所示,由消去,得,,
,
又点到直线的距离,
所以,
所以,
所以.
(ii)如图所示,由(i)知,
由.
设直线的斜率为,则.
联立消去,得.
所以.又,所以,
由得所以,
所以,所以,所以.
20.(2026·河南开封·二模)已知椭圆经过点,F为C的右焦点,且与x轴垂直.
(1)求C的标准方程;
(2)设直线l与C交于A,B两点,且(O为坐标原点),探究:是否存在定圆与直线l始终相切? 若存在,求出该定圆的方程;若不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下,求面积的最大值,并求此时直线l的方程.
【答案】(1)
(2)存在,定圆的方程为
(3),的方程为或
【分析】(1)先根据与轴垂直求出的值,再根据点在椭圆上以及求解出.
(2)设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用得到之间的关系,再利用原点到的距离为定值从而确定圆的方程.
(3)根据三角形的面积公式,其中为定值,利用弦长公式将表示成的函数,然后利用换元法求解出最大值即可.
【详解】(1)因为与轴垂直,所以,,
又点在椭圆上,,得.
所以椭圆的标准方程为.
(2)当直线的斜率存在时,设直线方程为,.
联立得,整理得.
,即.
,
,,即,整理得.
原点到直线的距离,将代入得
故距离为定值,所以存在定圆与直线相切.
当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,.
联立,,则,.
,得,即直线的方程为,
此时直线与圆相切,符合题意.
综上,存在定圆与直线相切,定圆的方程为.
(3)由三角形面积公式得,其中为定值.
当直线的斜率存在时,,
将代入整理得.
令,则.
当时,即(此时)时,有最大值.
此时三角形面积有最大值,最大值为.
此时,代入,得,.
直线的方程为或.
当直线的斜率不存在时,由(2)可得或.
此时,.
综上,面积的最大值为,此时直线的方程为或.
冲刺满分练
21.(2026·陕西西安·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在上,轴,且.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于不同的两点于点,
①求面积的最大值;
②判断直线是否过定点,若是,求出定点坐标;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)① ;② 过定点 .
【分析】(1)先由焦点得,建立;再利用轴,将点横坐标代入椭圆,联立方程组,求出的解,得到椭圆方程;
(2)①设直线,联立椭圆得一元二次方程,由韦达定理写出、;将面积转化为,换元后用均值不等式求最值,得最大值即可;
②由得,写出直线方程,令求;代入并结合韦达定理化简,消去参数后得,即可得到直线的定点.
【详解】(1)因为椭圆,焦点,
,
由 轴,点的横坐标为,代入椭圆方程:,,
联立方程组:,解得,
∴椭圆的方程为:.
(2)由(1)知点 , 为直线 ,由 ,得 ,
设直线 的方程为,,
则联立:,
消元得:,
,所以
由韦达定理:
①,
则,
令,则,所以,
由均值不等式,当且仅当 时取等号,
②直线 过点 和,方程为:
令,得:,
将 代入:,
由韦达定理得 ,
代入化简:,
∴直线恒过定点.
22.(2026·江苏·二模)在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为,右顶点和上顶点分别为和,.
(1)求的标准方程;
(2)设为线段上的动点,过作平行于轴的直线与在第一象限内交于点,点满足,延长线段交于另一点.
①当的横坐标为1时,记直线和的斜率分别为和,求的值;
②当直线的斜率为1时,直线与线段交于点,记和的面积分别为和,求的值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)根据椭圆的性质结合离心率构造方程求出,进而求出椭圆方程;
(2)①根据已知条件结合椭圆方程求出相关点坐标,利用斜率公式表示斜率,进而求解;②设坐标及直线方程,联立椭圆方程,利用韦达定理结合构造方程求出,进而得出点坐标,进而求出.
【详解】(1)设的焦距为,右顶点,上顶点,
离心率为,,
,,
,解得,故,
,
的标准方程为.
(2)由题意可得,,直线的方程为,
①当的横坐标为1时,,
由题意可知点为线段的中点,,
,
;
②设,直线的方程为,
由,得,
,
为线段上的动点,
,
,
,故,
三点共线,
,
又,
,
将代入上式并化简,得:
,
即 ,解得,
当时,,与点在第一象限内矛盾,舍去;
当时,直线的方程为,
,,
又,得,
.
23.(2026·河北·二模)已知双曲线的离心率为点在上.
(1)求的方程.
(2)已知A,B分别为的左、右顶点,过点的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为,求;
(ii)若直线BC交直线于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)通过离心率与点在曲线上的条件求解双曲线方程;
(2)(i)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理计算斜率乘积;
(ii)联立直线方程,结合韦达定理关系化简,确定交点横坐标为定值.
【详解】(1)由双曲线离心率,得.
结合,得,故.
将点代入双曲线方程,得,
解得,则.
故双曲线的方程为.
(2)(i)双曲线的左右顶点为,.
设过的直线为,与交于,.
联立方程,消去得,,
由韦达定理,,.
直线、的斜率分别为,,则,
代入,,
得
,
因此.
(ii)直线的方程为,令,得.
直线的方程为,
直线的方程为.
联立两直线方程:,
代入,,结合,
即,
所以,
,
,
,
,
,即,
因在右支,不恒为,故.
即点在定直线上.
24.(2026·上海杨浦·模拟预测)如图,在平面直角坐标系xOy上,有一系列点,,…,,其中n为正整数,每一个点均位于抛物线 的图像上,点F为抛物线的焦点,以点为圆心的都与x轴相切,且与外切;若,且,所有幂函数均与抛物线交于点M.
(1)设点Q是抛物线 上不与点M重合的动点,R是线段MQ上一点,且满足,求:动点R的轨迹方程;
(2)设,求:数列前2026项的和;
(3)已知直线与某个以点为圆心的相切,当最大时,设AB,CD是抛物线 的两条经过切点的动弦,满足AB⊥CD,点S与点T分别为弦AB,CD的中点,是否存在定点N,使得点N,T,S始终三点共线,若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),且
(2)
(3)存在,,理由见解析
【分析】(1)求出,利用相关点法求轨迹方程;
(2)推出为等差数列,求出,利用裂项相消法求和;
(3)先求出切点坐标,联立求出与点坐标,由对称性可得在轴上,根据向量平行得到方程,求出答案.
【详解】(1)所有幂函数均过点,点在抛物线上,故,
设点,,则,,
由得,
故,所以,
又在抛物线上,且与点不重合,
所以,且,,
即,且,
化简得,且;
(2)由题意得,设点,,,
则的半径为,,解得,
因为与外切,则,
即,整理可得,
又,所以,即,
故数列是为首项,公差为2的等差数列,
则,,
,
;
(3)存在定点,使得点N,T,S始终三点共线,理由如下:
的方程为,显然与为两切线,
最大时,,由(2)知,,其单调递减,故最大值为,
故切点坐标为,
若过点的其中一条直线斜率不存在,此时直线与抛物线只有1个交点,不合要求,
故过点的直线斜率也不为0,
设过的直线方程为,
联立与得,
设,则,
则,故点横坐标为,
将代入中得,
故,同理可得,
由对称性可知在轴上,不妨设,
则,,
点N,T,S始终三点共线,故,
,
,
化简得,显然,
所以,即时,上式恒成立,
故存在定点,使得点N,T,S始终三点共线.
25.(2026·云南昆明·模拟预测)已知曲线上任意一点到直线的距离是该点到点的距离的两倍.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)已知A,B,C三点均在上,
(i)若直线AC过点,直线BC过点,记直线AC,AB,BC的斜率分别为,,且满足成等差数列,求点的坐标;
(ii)若的重心是坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)根据题设点到直线与定点的距离关系列等式,平方化简后得到椭圆标准方程.
(2)(i)用点坐标表示,结合等差数列条件,联立直线与椭圆方程求坐标,计算后代入条件解方程得点坐标.(ii)分直线斜率存在与不存在两种情况,利用重心坐标公式、弦长公式和点到直线的距离公式计算面积,最终得面积为.
【详解】(1)由题意知,设曲线上任意一点的坐标为,
所以,即,
所以曲线的轨迹方程为.
(2)(i)设,则,
设 其中,
由,消去,得 ,
则,
从而,
同理可得,
则
,
由成等差数列,得,即,
解得,或(舍),或(舍),
相应的,所以点的坐标为.
(ii)设,
当直线AB的斜率不存在时,易得,直线AB的方程是,
或,直线AB的方程为.
将代入椭圆方程,可得,
所以的面积.
当直线AB的斜率存在时,
根据重心的性质可得AB的中点,
由两式相减并化简得,
即,,
所以直线AB的方程为,
即.
令,可得直线AB在轴上的截距为,则
将代入椭圆方程可得,
即,则,
所以,
所以,
设坐标原点为,因为是的重心,所以,
所以的面积是.
26.(2026·湖北·二模)如图,有一个“果圆”,轴左边为一个半圆,轴右边为一个半椭圆(焦点在轴上),且它与轴正半轴的交点为,椭圆的离心率为.
(1)求半椭圆的标准方程;
(2)过点作直线与果圆交于另一点(与不重合),若的面积为1,求直线的方程:
(3)若轴上方有一条斜率为0的直线与果圆相交于、两点,连接、并延长,分别交果圆于点、点,连接,记、的面积分别为、,求的最大值.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)设半椭圆的方程为,结合题意,列出方程,求得的值,即可求解;
(2)设点到直线的距离为,根据题意,求得,得到点落在直线上,联立方程组,求得点的坐标,进而求得的方程;
(3)根据题意,转化为,设直线,联立方程组,分别求得的坐标,以及的横坐标,结合基本不等式,即可求解.
【详解】(1)设半椭圆的方程为,
因为半椭圆与轴正半轴的交点为,可得,
又因为椭圆的离心率为,可得,即,
因为,即,解得,
所以半椭圆的标准方程为.
(2)设点到直线的距离为,
由点,可得直线的方程为,且,
因为若的面积为1,可得,解得,
设点落在直线时,则,解得或,
此时或,
当时,联立方程组,其中,
整理得,此时,不符合题意,舍去;
当时,联立方程组,其中,
整理得,解得或,此时点或,
所以的方程为或.
(3)由,
因为,可得所以,
设直线,不妨设点在点的右边,
当时,可得“果圆”的方程为,
联立方程组,解得,此时;
当时,可得“果圆”的方程为,
联立方程组,解得,此时
所以直线,直线
联立方程组,可得,
联立方程组,可得,
则
因为
当且仅当即时,等号成立,所以.
27.(2026·甘肃金昌·三模)已知椭圆:的离心率为,点在上.
(1)求的方程;
(2)若斜率为的直线交于,两点,点不在直线上.
(ⅰ)求弦长的取值范围;
(ⅱ)设直线,直线与直线分别交于点,,试问的中点是否是定点?若是,请求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)是定点
【分析】(1)根据离心率及椭圆上的点代入求解即可.
(2)(ⅰ)设出直线方程,与椭圆方程联立,结合即已知条件求出的范围,设出,坐标,利用两点间距离公式即韦达定理得到,进一步求范围即可.
(ⅱ)直线方程与联立,求出点坐标,直线方程与联立,求出点坐标,结合韦达定理化简求解即可.
【详解】(1)设的半焦距为,离心率,,所以,.
又点在上,所以,所以,
所以,,的方程是.
(2)(ⅰ)设斜率为的直线的方程是.
由不在上,知,所以,
联立,消去化简得.
则判别式,解得,所以.
设点,,则由韦达定理得,.
所以由弦长公式,得
.
因为,所以,所以,
所以,所以.
所以弦长的取值范围是.
(ⅱ)由(ⅰ),,
直线的方程为,直线的方程与联立,解得.
直线的方程为,直线的方程与联立,解得,
所以的中点的坐标为,
因为直线的方程为,,,,,
所以
,
所以的中点是定点.
28.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知双曲线:的左、右顶点分别为,,点是上一点,过点向的两条渐近线作垂线,垂足分别为,,且.
(1)求的方程;
(2)若是的左支上异于点的一点,直线交直线于点,直线交于另一点.
(i)设直线的斜率分别为,,求证:为定值;
(ii)求坐标原点到直线距离的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)4
【分析】(1)先设点,再应用点到直线距离公式计算求解得出参数即可得出双曲线方程;
(2)(i)先设点的坐标,再应用斜率公式结合双曲线方程化简求值;(ii)结合对称性设直线的方程,再联立计算斜率乘积得出,最后应用定点得出距离的最大值.
【详解】(1)由题意知的渐近线方程为,
设,则.
因为,所以,
所以的方程为.
(2)(i)证明:由(1),得,,设,,,
直线的斜率,直线的斜率.
因为,所以.
因为,,
所以.
因为,所以,
所以,即为定值.
(ii)解:若直线的斜率为0,根据对称性,直线与直线的交点应在轴上,不符合题意,
所以直线的斜率不为0,又,不重合,故可设直线的方程为.
联立得,
由题意得且,即,
由韦达定理,得,.
由(i)得,
故,
所以,
化简,得.
因为,所以,解得.
所以直线的方程为,因此直线恒过点,
所以当时,坐标原点到直线的距离取得最大值4.
29.(2026·江西南昌·二模)已知双曲线:(,)的离心率,其上顶点为,过点作斜率为的直线与双曲线的两支分别相交于,两点(在双曲线的上支)且与轴相交于点,直线与轴相交于点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设直线,的斜率分别为,,求证:为定值;
(3)是否存在直线使得,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)存在;
【分析】(1)根据离心率及上顶点坐标求解即可.
(2)设出直线的方程,与双曲线方程联立,得到点坐标,同理设出直线的方程,求出点坐标,设出方程,将点、点代入,得到,是方程的两根,结合韦达定理证明即可.
(3)利用三角形相似得到,设出直线,,的倾斜角,判断之间的关系,结合韦达定理进一步求解即可.
【详解】(1)因为,所以,即,
因为上顶点为,所以,则,
所以双曲线的标准方程为.
(2)设直线的方程为,直线的方程为.
联立直线与双曲线方程,整理得,
解得,所以,所以,
设直线的方程为,
因为,则有,
整理得,同理可得,
所以,是方程的两根,所以.
(3)假设存在使得,所以,
设直线,的倾斜角分别为,,直线的倾斜角为,
当时,
则,所以,
又,是方程的两根,则,,
所以,
所以,整理得,即,解得.
当时,结合对称性同理可得,,满足条件.
故存在直线使得,此时.
30.(2026·重庆·二模)已知抛物线C:经过点是抛物线C上异于点A的动点,且
(1)求直线AB的斜率(用表示);
(2)设不经过点A的直线l与C交于M,N两点,且直线的斜率之和为1.
①求证:直线l恒过定点Q;
②若向量,且,求的面积S的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)将点的坐标代入抛物线方程,求出的值,即可得解;
(2)①设直线方程为,将其与抛物线方程联立,设,由斜率之和为,结合韦达定理可证明结论;
②由于轴,则,进而化简求最值.
【详解】(1)根据题意,将点代入抛物线方程,
得,所以抛物线C:,
则,由于,则,
所以;
(2)①设,直线的方程为,
所以,
联立,消去并化简得:,
所以,,
所以,
即,
所以,所以,
所以直线的方程为,即
所以直线过定点,该点坐标为;
②由,,可得轴,且,
联立与,并令,得,
则,且由得,
由,即,
得,
由于得,且,
则的面积
,
而
,
由于,得,而即,
即,所以,且,则且,
由于在单调递减,在单调递增,
所以,当,当,
当,
故面积S的取值范围为.
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