内容正文:
椭圆中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
椭圆中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
考点目录
椭圆中的定点问题
椭圆中的定值问题
椭圆中的定直线问题
考点一 椭圆中的定点问题
例1.(2026·辽宁铁岭·模拟预测)椭圆的右顶点为,过点A分别作斜率为的直线与斜率为的直线,,分别与交于相异P,Q两点,且.已知当时,.
(1)求的方程;
(2)证明:直线PQ过定点;
(3)求线段PQ中点的轨迹方程.
例2.(2026·江西·二模)已知椭圆,其左、右两焦点分别为、,为椭圆的上顶点,为等边三角形,且的面积为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知过点作斜率为直线与椭圆交于两点,点在轴上方,点关于轴的对称点为.
(i)当与的面积之比为时,求的值;
(ii)证明:直线过定点.
例3.(2026·河南许昌·三模)动点与定点的距离和P到定直线的距离的比是常数,记动点P的轨迹为C.
(1)求C的标准方程;
(2)已知点,点M,N在C上,直线,的斜率分别为,,且.
(i)若,求的面积;
(ii)证明:直线过定点.
变式1.(2026·北京房山·二模)已知椭圆的左、右顶点分别为,,直线与椭圆交于点,.
(1)求椭圆的标准方程与离心率;
(2)若直线与圆交于点,,直线,与椭圆的另一个交点分别为点,,求证:对任意,直线过定点.
变式2.(2026·北京丰台·二模)已知椭圆的离心率为,以椭圆的焦点和短轴顶点为顶点的四边形是边长为2的菱形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为椭圆的左顶点,,为椭圆上两个不同的动点(均不与点重合),且满足直线与直线的斜率之积为.求证:直线过定点.
变式3.(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.
考点二 椭圆中的定值问题
例1.(2026·吉林延边·三模)已知椭圆C:的上、下焦点分别为,,直线l:和C交于M,N两点,轴,P为C上的动点,面积的最大值为.
(1)求C的方程;
(2)若,求的面积;
(3)设C上有两点A,B(A,B与M都不重合)满足,且,垂足为D,证明:存在定点Q,使得为定值.
例2.(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.
例3.(2026·山西·二模)椭圆的离心率,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆左顶点,过左焦点的直线(不过点)交椭圆于,两点,直线,分别交直线于,两点.
①求证:为定值;
②记的中点到轴的距离是,点是轴上的一点,记的斜率,的斜率,当是定值时,求定点的坐标.
变式1.(2026·北京顺义·二模)已知椭圆的离心率为分别是椭圆的上、下顶点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆的左顶点,过点作斜率为的直线与椭圆交于点(不同于点),且与轴交于点,点在直线上,且.求证:的面积为定值.
变式2.(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.
变式3.(25-26高三下·海南海口·月考)已知椭圆 (>)的离心率为 A,B分别为椭圆C的上、下顶点,O为坐标原点,直线与椭圆C交于不同的两点P,Q.
(1)设点M 为线段PQ的中点,证明:直线OM 与直线PQ的斜率之积为定值;
(2)若时,
①求椭圆C的方程;
②证明:直线BP与直线AQ的交点D在定直线上.
考点三 椭圆中的定直线问题
例1.(24-25高三上·福建漳州·月考)已知椭圆的两个焦点分别为,,离心率为,点P为上一点,周长为,其中为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与交于A,B两点,
①求面积的最大值;
②设,试证明点Q在定直线上,并求出定直线方程.
例2.(2025·湖南长沙·模拟预测)已知椭圆的离心率为分别为椭圆的上、下顶点,为坐标原点,直线与椭圆交于不同的两点.
(1)设点为线段的中点,证明:直线与直线的斜率之积为定值;
(2)若,证明:直线与直线的交点在定直线上.
例3.(2026·广东汕头·模拟预测)已知椭圆的右焦点为,过的直线交椭圆于两点,当与轴垂直时,.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过分别作轴的垂线,垂足分别为,记直线与的交点为.
(ⅰ)证明:点在定直线上,并求出定直线的方程;
(ⅱ)若的面积为,求直线的斜率.
变式1.(25-26高三上·安徽滁州·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为,左、右顶点分别为,在轴上位于右侧有一点,满足.
(1)求的方程;
(2)过点且不与坐标轴垂直的直线与交于两点,以为圆心作圆与直线交于两点,证明:直线的交点恒在直线上.
变式2.(25-26高三上·江苏盐城·月考)在平面直角坐标系中,已知椭圆E:的离心率为,右焦点F到椭圆E上任意一点的最小距离为1.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设A,B为椭圆E的左,右顶点,过点F作直线l交椭圆E于C,D两点,C与A,B不重合),连接,交于点Q.
①求证:点Q在定直线上:
②设,,求的最大值.
变式3.(25-26高三上·重庆·月考)已知椭圆:的右焦点为,过点作轴的垂线交椭圆于点.过点作椭圆的切线,交轴于点.
(1)求点的坐标;
(2)过点的直线(非轴)交椭圆于、两点,过点作轴的垂线与直线交于点,求证:线段的中点在定直线上.
2
学科网(北京)股份有限公司
$椭圆中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
椭圆中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
考点目录
椭圆中的定点问题
椭圆中的定值问题
椭圆中的定直线问题
考点一 椭圆中的定点问题
例1.(2026·辽宁铁岭·模拟预测)椭圆的右顶点为,过点A分别作斜率为的直线与斜率为的直线,,分别与交于相异P,Q两点,且.已知当时,.
(1)求的方程;
(2)证明:直线PQ过定点;
(3)求线段PQ中点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3),其中且
【分析】(1)根据题给条件,求出直线与椭圆联立,求出反解出,
(2)设直线PQ的方程,与椭圆联立得到韦达式,并利用,寻求的关系.
(3)根据上一问的结果,利用点差法,得到斜率与中点之间的关系,而斜率又为中点与定点连线的斜率,替换斜率,得到中点横纵坐标的关系,进而求得轨迹方程,最后限定轨迹范围.
【详解】(1)
由题意知,椭圆的右顶点为,可得.
此时椭圆方程为.
已知,当时,代入可得.
此时直线方程为.
将直线的方程代入椭圆方程得.
设点Q的坐标为,
因为直线与椭圆交于A,Q两点,且,
由韦达定理可得,解得.
将代入直线方程得.
由两点间距离公式可得.
已知,即,
则,.
因为,故.解得.
经检验,此时,,满足条件,
故的方程为.
(2)假设直线PQ垂直于x轴,设其方程为且.
此时P,Q两点关于x轴对称,设,且.
则,.
从而,这与题设条件矛盾,因此直线PQ不可能垂直于x轴.
设直线PQ的方程为,设,.
将直线方程代入得.
因为直线与椭圆交于相异两点,故判别式.
由韦达定理得,.
由于,且直线,的斜率分别为,,
则,
即.
分子部分为,
分母部分为,
若,即,直线PQ的方程变为,这意味着直线经过点,
与P,Q是不同于A的交点矛盾,故.
将分子分母代回可得.
由题意知,建立等式,
解得,即,
代回得,
则当时,必有.
即直线PQ恒过定点.
(3)设,,线段PQ的中点为.
由(2)可知,直线PQ过定点.
因为P,Q在椭圆上,
代入得与,
两式相减并分解因式可得.
因为为PQ中点,所以,,
代入化简得.
由题意,交点P,Q相异,则(否则直线垂直于x轴已在(2)排除),
由上式可得直线PQ的斜率k满足.
又PQ过且过中点,
当时直线PQ垂直于x轴矛盾,故且,
代入上式得.
也即,
即,
也即.
设直线PQ的方程为,
代入椭圆方程中整理得.
为保证直线与椭圆交于相异两点,必须满足判别式,
,解得.
由韦达定理,中点的横坐标.
一方面,.
因为,故分子,分母恒正,所以,即.
另一方面,.
因为,故,分子严格大于0,
所以,即.
同时,由代入横坐标可得中点纵坐标.
则.
因为,故且,
从而,所以,即.
故可知x的取值范围为,且y的取值范围满足.
综上所述,线段PQ中点的轨迹方程为:
,其中且.
例2.(2026·江西·二模)已知椭圆,其左、右两焦点分别为、,为椭圆的上顶点,为等边三角形,且的面积为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知过点作斜率为直线与椭圆交于两点,点在轴上方,点关于轴的对称点为.
(i)当与的面积之比为时,求的值;
(ii)证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)根据题意列出关于的方程,求解即可;
(2)(i)设,直线的方程设为:,与椭圆方程联立,韦达定理,结合得,求解即可.
(ii)先求出的直线方程:,令,得,即可证明.
【详解】(1)为等边三角形,,又,
椭圆的标准方程为.
(2)(i)设,则,
由题可知直线的方程设为:,
联立,
①,②,
由③,
联立①,③得,
代入②得:(负值舍去),
.
(ii)由,则,
的直线方程:.
令,
则,
把①②代入上式得.
直线恒过定点.
例3.(2026·河南许昌·三模)动点与定点的距离和P到定直线的距离的比是常数,记动点P的轨迹为C.
(1)求C的标准方程;
(2)已知点,点M,N在C上,直线,的斜率分别为,,且.
(i)若,求的面积;
(ii)证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)根据已知条件,利用距离之比构造方程,求出曲线方程;
(2)(i)根据两点坐标求出,,从而求出的方程,联立椭圆方程求出点,进而求出直线的方程,求出及点到直线的距离,进而求出的面积;(ii)设,联立椭圆方程,利用韦达定理结合,联立直线方程得出或,进而得出定点坐标.
【详解】(1)设,则P到定直线的距离,
,
则,
将式子两边平方,并化简得,
曲线C的标准方程为.
(2)
(i),,
,则.
直线的方程为:,代入椭圆方程得:,
,,,即,
,
直线的方程为:,即,
点A到直线的距离为,
又,
的面积为.
(ii)设,,,联立,
,则,,
,代入得:
,
即,
,
化简得,即,
或,代入得:
或,
即定点坐标为或,
又,
直线过定点.
变式1.(2026·北京房山·二模)已知椭圆的左、右顶点分别为,,直线与椭圆交于点,.
(1)求椭圆的标准方程与离心率;
(2)若直线与圆交于点,,直线,与椭圆的另一个交点分别为点,,求证:对任意,直线过定点.
【答案】(1),离心率.
(2)证明见详解
【分析】(1)根据题意建立方程求得,进而求得标准方程,再根据关系求得,求得离心率;
(2)由题,不妨设,,设直线的方程为,则,,与椭圆方程联立,求出点的坐标;由时,猜想直线过点,求出验证.
【详解】(1)由题意得,,解得,所以椭圆的方程为.
因为,所以离心率.
(2)由,解得或,
不妨设,,因为,所以,,
设直线的方程为,则,,
由,消去整理得,
则,所以,,
当时,直线趋向于椭圆在点处的切线,此时直线过点,下面就一般情况验证.
则,
同理,可得,所以,
所以三点共线.
所以对任意,直线过定点.
变式2.(2026·北京丰台·二模)已知椭圆的离心率为,以椭圆的焦点和短轴顶点为顶点的四边形是边长为2的菱形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为椭圆的左顶点,,为椭圆上两个不同的动点(均不与点重合),且满足直线与直线的斜率之积为.求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)根据题意结合离心率可得,,即可得和椭圆方程;
(2)设直线,,,与椭圆方程联立可得韦达定理,根据斜率关系结合韦达定理可得或,进而分析证明.
【详解】(1)由题意可得:,,可得,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由题意可知:,直线的斜率存在,
设直线,,,
联立方程,消去y可得,
则,可得,
则,,
因为,
整理可得,
即,
整理可得,解得或,
若,则直线过定点,不合题意;
若,则直线过定点,符合题意;
综上所述:直线过定点.
变式3.(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.
考点二 椭圆中的定值问题
例1.(2026·吉林延边·三模)已知椭圆C:的上、下焦点分别为,,直线l:和C交于M,N两点,轴,P为C上的动点,面积的最大值为.
(1)求C的方程;
(2)若,求的面积;
(3)设C上有两点A,B(A,B与M都不重合)满足,且,垂足为D,证明:存在定点Q,使得为定值.
【答案】(1);
(2)3;
(3)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,列出关于的方程组求解即得.
(2)由(1)求出点的坐标,结合对称性及数量积的坐标表示求出点的坐标,进而求出三角形面积.
(3)设出直线的方程,与椭圆方程联立,结合韦达定理及向量垂直的坐标表示求出直线所过定点,进而求出点的轨迹即可推理得证.
【详解】(1)令椭圆C:的半焦距为,则,
由面积的最大值为,得,
由直线交于点,轴,得,则,
而,联立解得,所以椭圆C的方程为.
(2)由(1)知,椭圆,,设,由对称性得关于原点对称,
则,,由,
得,即,而,解得,即点,
又,点到直线的距离,
所以的面积为.
(3)设,当直线斜率存在时,设其方程为,
由消去,得,
,,
,而,
则
整理得,由直线不过点,得,
因此,即,直线过定点,
当直线斜率不存在时,设其方程为,则,
,而,
联立得,而,解得,直线过定点,
因此直线过定点,又,则点在以线段为直径的圆上,
圆心坐标为,令点,则,
所以存在定点,使得为定值.
例2.(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
例3.(2026·山西·二模)椭圆的离心率,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆左顶点,过左焦点的直线(不过点)交椭圆于,两点,直线,分别交直线于,两点.
①求证:为定值;
②记的中点到轴的距离是,点是轴上的一点,记的斜率,的斜率,当是定值时,求定点的坐标.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程组,求得,即可求解;
(2)①设直线,联立方程组,求得,,利用斜率公式,化简,得到,即可得证;
②设定点,由①可得,及,,根据题意,化简得到是定值,求得的值,即可求解.
【详解】(1)由椭圆的离心率,且过点,
可得且,解得,
所以椭圆的方程.
(2)①由(1)知:椭圆的方程,可得和,
设直线,联立方程组,整理得.
设,,
则有且,,
又由直线,令,可得,
同理可得,所以,,
则,
所以,所以(定值);
②设定点,因为为的中点,
则由①可得,
又因为点到轴的距离是,所以,
因为,,
则,
所以是定值,
所以,解得,所以定点.
变式1.(2026·北京顺义·二模)已知椭圆的离心率为分别是椭圆的上、下顶点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆的左顶点,过点作斜率为的直线与椭圆交于点(不同于点),且与轴交于点,点在直线上,且.求证:的面积为定值.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
【分析】(1)根据椭圆上下顶点的距离得出短半轴的长度,再利用离心率与长半轴、短半轴的关系求出长半轴,从而得到椭圆的标准方程;
(2)设过点的直线方程,与椭圆方程联立求得交点的坐标;求出直线与轴的交点,进而写出直线的方程,点在上,由垂直条件得出的纵坐标为常数,由此得到的面积为定值.
【详解】(1)由题意,上、下顶点 ,故,得,
离心率,且 ,
代入 ,得 ,解得 ,故 ,所以椭圆方程为 .
(2)依题意,,,过斜率为的直线(),
与椭圆方程联立:
解得(对应)或,则.
得,
直线与轴交于点,令得,故.
点,直线的斜率,所以直线方程为,
点在上,可设 ,由 ,即,
,
所以垂直条件等价于 ,即 ,解得,
于是,因此点的纵坐标为定值,
而 ,所以的面积 所以的面积为定值.
变式2.(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°.
变式3.(25-26高三下·海南海口·月考)已知椭圆 (>)的离心率为 A,B分别为椭圆C的上、下顶点,O为坐标原点,直线与椭圆C交于不同的两点P,Q.
(1)设点M 为线段PQ的中点,证明:直线OM 与直线PQ的斜率之积为定值;
(2)若时,
①求椭圆C的方程;
②证明:直线BP与直线AQ的交点D在定直线上.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②证明见解析
【分析】(1)设,利用点差法求得,再化简计算即得;
(2)①利用条件建立关于的方程,求解即得椭圆方程;②将直线与椭圆方程联立,写出韦达定理,分别列出直线BP与直线AQ的方程,设,联立求得,回代入方程,利用韦达定理化简推出,即得结论.
【详解】(1)设则
则由 两式相减可得,即 ,
所以 为定值.
(2)①由题意可得, 解得,故椭圆方程为 .
②联立方程,消去,可得,
由,解得,则,
因直线BP的方程为,即 ,
直线AQ的方程为,即,
设直线BP与直线AQ的交点为,则联立,
由,解得 ,
将其代入①,可得 即.
故直线BP与直线AQ的交点在定直线上.
考点三 椭圆中的定直线问题
例1.(24-25高三上·福建漳州·月考)已知椭圆的两个焦点分别为,,离心率为,点P为上一点,周长为,其中为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与交于A,B两点,
①求面积的最大值;
②设,试证明点Q在定直线上,并求出定直线方程.
【答案】(1)
(2)①;②证明见解析,
【分析】(1)根据题意列出方程组,求出及,即可得解;
(2)①设,.联立直线和椭圆组成的方程组,利用韦达定理求出,再求出点O到直线的距离,即可得的面积,再利用基本不等式即可求出最大值;②设,由得到三点坐标之间的关系,再利用韦达定理转化成之间的关系,即可得证.
【详解】(1)设椭圆的焦距为2c,
依题意有,解得.
又因为,所以椭圆的方程为;
(2)
①设,.
由消去,得*.
因为直线与交于A,B两点,
所以方程*的,解得.
又由韦达定理可知,,
所以弦长
,
又因为点O到直线的距离,
所以的面积
,
当且仅当,即时等号成立.
所以面积的最大值为;
②设,
由可得,即.
因为,所以,故,
于是有,所以点Q在定直线.
例2.(2025·湖南长沙·模拟预测)已知椭圆的离心率为分别为椭圆的上、下顶点,为坐标原点,直线与椭圆交于不同的两点.
(1)设点为线段的中点,证明:直线与直线的斜率之积为定值;
(2)若,证明:直线与直线的交点在定直线上.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用中点坐标公式和斜率公式,结合点差法证明定值.
(2)由题意求出椭圆方程,与直线方程联立,根据韦达定理表示根与系数的关系,联立直线与直线的方程,化简可求得交点在定直线上.
【详解】(1)设,则,
则由两式相减可得,即,
所以
为定值.
(2)由题意可得,解得,所以椭圆方程为,
则,
联立方程可得,
则,得,
故,
直线的方程为,①
直线的方程为,②
设直线与直线的交点,
则由①②两式相减可得,代入①可得,
,即.
所以点在定直线上.
例3.(2026·广东汕头·模拟预测)已知椭圆的右焦点为,过的直线交椭圆于两点,当与轴垂直时,.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过分别作轴的垂线,垂足分别为,记直线与的交点为.
(ⅰ)证明:点在定直线上,并求出定直线的方程;
(ⅱ)若的面积为,求直线的斜率.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析,;(ⅱ)
【分析】(1)根据点在椭圆上,即可求解,
(2)(ⅰ)设出直线的方程,与的方程联立,得到根与系数的关系,根据点斜式写出直线和直线的方程,联立直线和直线的方程,可得,即可求解,(ⅱ)根据三角形面积公式写出面积的表达式,结合韦达定理代入,即可求解.
【详解】(1)依题意,,点在椭圆上,
得,又,可得,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)依题意知直线与坐标轴不垂直,不妨设直线的方程为,
设,,,
由得,
则,,
故.
依题意,的坐标分别为,,
易知直线的斜率均存在,则直线的方程为,
直线的方程为,
联立与可得
,
故点在定直线上,且直线的方程为.
(ⅱ)依题意,不妨令,在轴上方,
则(的面积减去的面积即所求)
.
令,得,得.(注意前提条件)
根据椭圆的对称性可得,
故若的面积为,则直线的斜率为.
变式1.(25-26高三上·安徽滁州·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为,左、右顶点分别为,在轴上位于右侧有一点,满足.
(1)求的方程;
(2)过点且不与坐标轴垂直的直线与交于两点,以为圆心作圆与直线交于两点,证明:直线的交点恒在直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设的半焦距为,则,由已知可得,可求,进而可得,可求椭圆的方程.
(2)由(1)知,点,设直线的方程为,联立方程组可得,设,求得的方程,联立两方程可求得直线的交点恒在直线上.
【详解】(1)设的半焦距为,则.
因为,
所以,解得,
因为,所以,即,解得,
则,
所以的方程为.
(2)由(1)知,点,设直线的方程为.
由,可得,
则.
设,则.
由题可设,
则直线的方程为,直线的方程为,
联立两方程,可得
,
解得,即直线的交点恒在直线上.
变式2.(25-26高三上·江苏盐城·月考)在平面直角坐标系中,已知椭圆E:的离心率为,右焦点F到椭圆E上任意一点的最小距离为1.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设A,B为椭圆E的左,右顶点,过点F作直线l交椭圆E于C,D两点,C与A,B不重合),连接,交于点Q.
①求证:点Q在定直线上:
②设,,求的最大值.
【答案】(1)
(2)①点Q在定直线上;②的最大值为
【分析】(1)根据椭圆离心率公式、焦半径范围和求出、即可得解.
(2)①先由(1)得,,,设直线、、,
则可得,,结合点、在直线上联立直线与直线得点横坐标是一个定值从而得解.
②由①以及,可分别求出和,结合(1)中韦达定理将其直接带入计算即可求解.
【详解】(1)由题意得,,
所以椭圆E的方程为.
(2)①由(1),,,故可设直线,
联立,
则,设,
则,,,
由题意可知直线与直线斜率存在,
则,,
联立
,
所以,故点Q在定直线上.
②由上以及,得:
,,
故,, 即,,
所以,
因为,故,所以最大值为,即的最大值为.
变式3.(25-26高三上·重庆·月考)已知椭圆:的右焦点为,过点作轴的垂线交椭圆于点.过点作椭圆的切线,交轴于点.
(1)求点的坐标;
(2)过点的直线(非轴)交椭圆于、两点,过点作轴的垂线与直线交于点,求证:线段的中点在定直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,求出,进而求出椭圆的方程,再设出切线方程,并与椭圆方程联立,由求出切线方程即可得解.
(2)设直线:,,联立直线与的方程,求出的中点纵坐标,结合韦达定理计算推理即得.
【详解】(1)依题意,点,,解得,椭圆:,
显然过点的椭圆的切线斜率存在,设其方程为,
由消去并整理得,
,
整理得,解得,切线方程为,由,得,
所以点的坐标是.
(2)设直线的方程为,,线段的中点,
由消去得,
则,,,
直线的方程为,则点,
于是,
,
,因此点在直线上,
所以线段的中点在定直线上.
2
学科网(北京)股份有限公司
$