内容正文:
第09讲 平面解析几何
【题型归纳】
· 题型一:直线与方程
· 题型二:圆的方程问题
· 题型三:直线与圆的位置关系
· 题型四:圆与圆的位置关系
· 题型五:直线与圆的综合问题
· 题型六:圆锥曲线性质的应用
· 题型七:直接法求离心率问题
· 题型八:构造齐次方程求离心率问题
· 题型九:离心率的范围问题
· 题型十:渐近线问题
· 题型十一:抛物线问题
· 题型十二:圆锥曲线弦长问题
· 题型十三:圆锥曲线面积问题
· 题型十四:圆锥曲线中点弦问题
· 题型十五:圆锥曲线范围问题
· 题型十六:圆锥曲线的定点、定值问题
· 题型十七:圆锥曲线与向量压轴问题
【题型探究】
题型一:直线与方程
【典例1】.(2026·河北沧州·二模)已知直线:,直线:,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1】.(2026·北京顺义·二模)已知直线过点,其倾斜角为,设原点到直线的距离为.当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】.(2026·北京西城·一模)在平面直角坐标系中,点M在圆心为C的圆上.若动点P满足,则对于,点P到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
题型二:圆的方程问题
【典例2】.(2026·重庆·三模)已知圆与直线和圆都相切,当圆的半径最小时,其标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】.(2026·陕西渭南·二模)已知是圆上一动点,若直线上存在两点,,使得成立,则的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
【变式2】.(2026·湖北孝感·二模)在平面直角坐标系中,已知圆,点.点在直线上运动,过点作圆的两条切线,切点分别为,则点到直线的距离的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
题型三:直线与圆的位置关系
【典例3】.(2026·山东威海·二模)已知直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C. D.1
【变式1】.(2026·青海西宁·二模)已知曲线:,过点作该曲线的条弦,这些弦的长度构成一个递增的等差数列,则该数列公差的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式2】.(2026·湖南长沙·模拟预测)已知圆:,若存在,使得直线与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型四:圆与圆的位置关系
【典例4】.(2026·陕西榆林·三模)已知两点,若圆上存在点使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】.(2026·江苏·二模)已知,,则的最小值为( )
A.1 B.9 C.16 D.25
【变式2】.(2026·河北石家庄·一模)已知,若圆上总存在点满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型五:直线与圆的综合问题
【典例5】.(2026·河北沧州·二模)在平面直角坐标系中,点到直线的距离的平方比点到点的距离的平方大记动点P的轨迹为.
(1)求的方程.
(2)已知为上不同的三点.
(i)若线段的中点坐标为,求的面积;
(ii)若直线和直线均与圆相切,证明:直线与圆相切.
【变式1】.(2025·江西萍乡·二模)已知圆,圆,动圆与外切,与内切.
(1)求的轨迹的标准方程;
(2)设过点的直线与交于两点,且,求的取值范围.
【变式2】.(2026·广东江门·二模)已知圆的圆心在第一象限且圆与两坐标轴均相切,抛物线经过圆心.
(1)求圆的标准方程.
(2)设与圆交于,两点,证明:,两点到轴的距离均不小于.
(3)为坐标原点,过圆心的直线交于另一点,的焦点为,求的最小值.
题型六:圆锥曲线性质的应用
【典例6】.(2026·贵州贵阳·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,焦距,点A,B在椭圆上且满足.若,则椭圆的长轴长为( )
A. B. C.2 D.4
【变式1】.(2026·河北·三模)已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,点P在C的右支上,且,若的中点在C的第一、三象限内的渐近线上,则C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【变式2】.(2026·贵州安顺·模拟预测)在平面直角坐标系中,定点,为动点,线段的中点到轴的距离等于,直线交轴于点,的平分线交轴于点,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
题型七:直接法求离心率问题
【典例7】.(2026·河南新乡·三模)已知是椭圆的左、右焦点,是双曲线的右顶点,过的直线交椭圆于M,N两点,且的周长为20,则椭圆的离心率为______.
【变式1】.(2026·河南郑州·一模)已知,是双曲线E:的左、右焦点,点M为双曲线E右支上一点,点N在x轴上,满足,若,则双曲线E的离心率为 __.
【变式2】.(2026·江西·二模)已知双曲线的左焦点为,焦距为,过的斜率为的直线与双曲线的右支交于点,若,其中为坐标原点,则双曲线的离心率为_____.
题型八:构造齐次方程求离心率问题
【典例8】.(25-26高三下·吉林长春·阶段检测)已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与C交于A,B两点,且,以AB为直径的圆过点,设C的离心率为,则 ___________________ .
【变式1】.(2026·河北·二模)已知分别是椭圆的左、右焦点,是上位于轴上方的一点,直线交于另一点,且,则的离心率为_______.
【变式2】.(2026·浙江·模拟预测)已知椭圆,点分别为椭圆的左、右焦点,A,B是椭圆上位于第一象限内的两点,满足,则椭圆C离心率的取值范围是______.
题型九:离心率的范围问题
【典例9】.(2026·江苏·二模)已知椭圆的右焦点为,经过坐标原点且斜率的直线与椭圆交于,两点,设的中点为,的中点为,以线段为直径的圆经过点,则的离心率的取值范围________.
【变式1】.(2026·吉林长春·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,.为椭圆上一点,.圆与线段的延长线和线段的延长线分别相切于点和点,与线段相切于点,且,,则椭圆离心率的取值范围是________.
【变式2】.(25-26高二上·河南许昌·期末)已知点为双曲线的右顶点,点的坐标为,若上存在一点(不与点重合),使得,则的离心率的取值范围为__________.
题型十:渐近线问题
【典例10】.(2026·四川资阳·三模)已知双曲线的一条渐近线被圆所截得的弦长等于,则______.
【变式1】.(2026·河北张家口·二模)双曲线的左焦点为,右顶点为,渐近线分别为,点在第一象限内且在上,若,则该双曲线的离心率为__________.
【变式2】.(2026·河北保定·一模)已知双曲线 左、右焦点分别为 ,点是上一点且位于第二象限, 的面积为,过原点O 且平行于的直线与和的平分线分别交于点,且 则双曲线的渐近线方程为________.
题型十一:抛物线问题
【典例11】.(2026·上海·二模)已知焦点为F的抛物线上有两点A和B,且,E为A和B的中点,过点E作C的准线的垂线,垂足为H,则的最小值为________.
【变式1】.(2026·山东威海·二模)已知抛物线的顶点为原点,为的准线上一点,为的焦点,线段交于点,若,则________.
【变式2】.(2026·山西朔州·二模)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上且位于第一象限,为坐标原点,设的平分线交于点,交于点,若,则________.
题型十二:圆锥曲线弦长问题
【典例12】.(2026·云南·模拟预测)已知点在抛物线上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设直线与抛物线C相交于M,N两点,
(ⅰ)若,求实数k的值;
(ⅱ)O为坐标原点,求外接圆圆心的轨迹方程.
【变式1】.(2026·上海黄浦·二模)已知点、分别是曲线的左、右焦点,动直线过点且不过点,它与交于点、.
(1)求点、的坐标;
(2)若,求直线的方程;
(3)设直线过点且与垂直,直线与的交点为,求证:存在唯一的常数,使得点与的中心的连线平分线段,并求此时的最大值.
【变式2】.(2026·北京海淀·二模)椭圆的下顶点为,左焦点到的距离为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)经过点的直线与椭圆的另一个交点为(位于轴上方),与轴的交点为.点关于轴的对称点为.过点作与轴平行的直线交直线于点.设与的面积分别为与,若,求直线的斜率.
题型十三:圆锥曲线面积问题
【典例13】.(2026·上海杨浦·二模)已知A、F分别是双曲线:(常数)的右顶点和右焦点,记过一、三象限的渐近线为.
(1)求双曲线的离心率和渐近线的方程;
(2)设,是上一点,若线段的中点在双曲线上,求点Q的坐标;
(3)设,过A作两条相互垂直的直线与双曲线交于M、N两点(M在第一象限),若直线、分别与交于C、D两点,且与的面积之比为2,求直线的方程.
【变式1】.(2026·安徽淮南·二模)已知椭圆:的短轴长为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)记点为椭圆的左顶点,点为椭圆的下顶点,动点是第一象限内椭圆上的一点,直线与轴交于点,直线与轴交于点.证明:四边形的面积为定值.
【变式2】.(2026·湖南湘潭·二模)椭圆()的离心率为,其左焦点到点的距离是.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线被圆截得的弦长为3,且l与椭圆E交于A,B两点,求面积S的最大值.
题型十四:圆锥曲线中点弦问题
【典例14】.(2026·湖南长沙·一模)已知双曲线 过点,且焦距为
(1)求双曲线的方程;
(2)过定点的直线与双曲线交于两点,若,求直线的方程.
【变式1】.(2026·广东湛江·二模)已知双曲线的离心率为,且经过点.
(1)求的标准方程;
(2)若过点的直线与交于、两点,求线段的中点的轨迹方程.
【变式2】.(25-26高三下·重庆·月考)已知椭圆的离心率,且过点,圆M的圆心为,半径为,O为坐标原点.
(1)求椭圆C和圆M的标准方程;
(2)设斜率为的直线l与椭圆C交于P,Q两点,N为线段PQ的中点,点N在圆M上,且满足,求直线l的斜率.
题型十五:圆锥曲线范围问题
【典例15】.(2026·上海·二模)设椭圆的左顶点为A.
(1)求的离心率;
(2)设的左焦点为F,上顶点为B,若点P在上且位于y轴右侧.,求点P的横坐标;
(3)设直线,l与交于不同的两点C和D,若点A在以CD为直径的圆外,求实数m的取值范围.
【变式1】.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知椭圆的离心率,以椭圆C的四个顶点为顶点的四边形面积为4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设A为椭圆C的上顶点,P为椭圆上任意一点,求的最大值及此时点P的坐标.
【变式2】.(2026·北京昌平·二模)设椭圆的左焦点为,右顶点为,上顶点为,直线与的斜率的乘积为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)过点的直线交椭圆于两点,求的取值范围.
题型十六:圆锥曲线的定点、定值问题
【典例16】.(25-26高二下·重庆·期中)已知平面内动点到点的距离与到直线的距离相等.记动点的轨迹为,过点的直线与曲线相交于,两点.
(1)求轨迹的方程;
(2)设点关于轴对称的点为,证明:直线恒过定点.
【变式1】.(2026·湖南永州·三模)在平面直角坐标系中,已知点,、动点满足,,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程:
(2)已知点,,过点作斜率为的直线交于,两点,设直线,的斜率分别为,,若,,成等差数列,求.
【变式2】.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)已知分别是双曲线:的左、右顶点,点是双曲线上的一点,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线:,交双曲线的左、右两支于两点(异于).
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)设直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
题型十七:圆锥曲线与向量压轴问题
【典例17】.(2026·福建南平·二模)已知椭圆的焦点为,,离心率为.平行于轴的直线与椭圆交于A,B两点,且与直线交于点,直线与轴交于点.
(1)求面积的最大值;
(2)求的值.
【变式1】.(2026·福建宁德·二模)已知椭圆的离心率为,直线交于两点.当时,.
(1)求的方程;
(2)过作直线的垂线,垂足为,点,证明:三点共线.
【变式2】.(2026·北京朝阳·一模)已知椭圆:()的离心率为,,分别为椭圆的上、下顶点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的斜率存在且不为1的直线与椭圆交于不同的两点,(均不与点重合),点与点关于原点对称,直线与直线交于点.求证:直线经过点.
【变式3】.(25-26高三上·北京朝阳·期末)已知椭圆:的离心率为,椭圆上的点到两焦点的距离之和为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点,,过点的直线与椭圆交于不同的两点,点关于轴的对称点记为(与不重合).若,试判断三点是否共线?并说明理由.
【高考达标】
一、单选题
1.(2026·河北沧州·三模)已知双曲线的焦距为4,右焦点到渐近线的距离等于1,则其离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)双曲线:的右焦点为,过点且斜率为的直线与y轴交于点A,线段与E交于点B,若B为的中点,则E的离心率为( )
A. B. C. D.5
3.(2026·山东济南·三模)在中,,,为与的交点,且.若,则面积的最大值为( )
A.6 B.12 C.18 D.24
4.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与的左支交于,两点.若,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(2026·四川绵阳·模拟预测)抛物线,点A在C上,圆,直线,点A到圆M上的点距离为,A到的距离为,则的最小值为( )
A.16 B. C. D.
6.(2026·河南开封·模拟预测)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P在C上,设为的内切圆圆心,若的面积为,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
7.(2026·浙江·三模)如果一条双曲线的实轴与虚轴分别为另一条双曲线的虚轴与实轴,则这两条双曲线互为共轭双曲线,已知,互为共轭双曲线,且,的离心率分别为,,则的最大值是( )
A.1 B. C. D.
二、多选题
8.(2026·江西宜春·模拟预测)已知圆与曲线,则( )
A.,恒有公共点
B.当时,,恰有2个公共点
C.当时,,在时的公共点有3个
D.当时,直线与有3个公共点的充要条件是直线与圆相交
9.(2026·辽宁锦州·二模)椭圆和双曲线的离心率分别为,,若,为双曲线的渐近线与椭圆在第一象限的交点,椭圆与轴交于,两点,则()
A.与有且只有两个公共点 B.
C.若,则 D.使成立的值不存在
10.(2026·山东聊城·模拟预测)已知点是圆上的动点,点,为坐标原点,则下列结论正确的有( )
A.过点的直线被圆截得的最短弦长为4
B.的最大值为7
C.
D.对任意实数的最小值为2
11.(2026·福建宁德·二模)设抛物线的焦点为,准线为.过的直线交于两点,过,作的垂线,垂足分别为,则( )
A.
B.的最小值为2
C.若为的中点,则
D.点到上点的距离的最小值为3
三、填空题
12.(2026·江西宜春·模拟预测)已知抛物线的焦点为,若点为在第一象限内的一点,且,则直线的斜率为________.
13.(2026·贵州安顺·模拟预测)在平面直角坐标系中,过单位圆上一点作圆的切线,定点,若线段的垂直平分线与直线交于点,则的最小值为________.
14.(2026·上海黄浦·二模)已知曲线与曲线交于两点P,Q,点F是的焦点,点O是坐标原点.若,则的离心率为______.
15.(2026·广东广州·模拟预测)在平面直角坐标系中,点,双曲线与焦点为的双曲线相交于点(点位于第一象限),连接,,,.若,则双曲线的离心率为___________.
四、解答题
16.(2026·辽宁沈阳·三模)过抛物线(为不等于2的质数)的焦点,作与轴不垂直的直线交抛物线于、两点,线段MN的垂直平分线交MN于点,交轴于点.
(1)若直线的斜率为1,求;
(2)求PQ中点的轨迹的方程;
(3)证明:上有无穷多个整点(横、纵坐标均为整数的点),但上任意整点到原点的距离均不是整数.
17.(2026·江西宜春·模拟预测)已知点,分别是椭圆的左、右顶点,且的离心率为.
(1)求的方程;
(2)若点是上与,不重合的点,直线,与直线分别交于点,,求的最小值;
(3)若不过点且斜率为的直线与交于,两点,证明:的外心恒在定直线上.
18.(2026·河北沧州·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆的上顶点为A,右顶点为B,离心率为,的面积为.
(1)求椭圆的方程.
(2)过点的直线l交椭圆于C,D两点.
(ⅰ)若的面积等于的面积的,求直线l的方程.
(ⅱ)过点D作x轴的垂线,交直线BC于点E,若M为DE的中点,则M,A,B三点是否共线?若共线,请证明你的结论;若不共线,请说明理由.
19.(2026·山东威海·二模)已知椭圆的离心率为,的右顶点与上顶点之间的距离为6.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线分别交于点和,且线段和的中点分别为.
(i)若直线的斜率大于1,且的面积为,求直线的方程;
(ii)若,为垂足,证明:存在定点,使得为定值.
20.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,,为上的动点,且.
(1)求的方程;
(2)若在第一象限,直线与只有一个公共点,是轴上一点,且.
(ⅰ)证明:直线,关于直线对称;
(ⅱ)过原点作的垂线,垂足为,与相交于点,求面积的取值范围.
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第09讲 平面解析几何
【题型归纳】
· 题型一:直线与方程
· 题型二:圆的方程问题
· 题型三:直线与圆的位置关系
· 题型四:圆与圆的位置关系
· 题型五:直线与圆的综合问题
· 题型六:圆锥曲线性质的应用
· 题型七:直接法求离心率问题
· 题型八:构造齐次方程求离心率问题
· 题型九:离心率的范围问题
· 题型十:渐近线问题
· 题型十一:抛物线问题
· 题型十二:圆锥曲线弦长问题
· 题型十三:圆锥曲线面积问题
· 题型十四:圆锥曲线中点弦问题
· 题型十五:圆锥曲线范围问题
· 题型十六:圆锥曲线的定点、定值问题
· 题型十七:圆锥曲线与向量压轴问题
【题型探究】
题型一:直线与方程
【典例1】.(2026·河北沧州·二模)已知直线:,直线:,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】直线:,直线:,
当时,代入可得:,直线:,两条直线不平行,
当时,代入可得:,直线:,两条直线不平行,
设直线方程为,直线方程为,
若,则,即,
化简可得,即,解得,,
当时,代入可得:,:,
两直线重合,所以舍去,
当时,代入可得:,:,
和的斜率都为,所以,
因此是的充要条件.
【变式1】.(2026·北京顺义·二模)已知直线过点,其倾斜角为,设原点到直线的距离为.当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,直线过点,且原点到直线的距离,
则直线的斜率存在,设直线的方程为,即,
则,由,则,解得或,
又,则的取值范围是.
【变式2】.(2026·北京西城·一模)在平面直角坐标系中,点M在圆心为C的圆上.若动点P满足,则对于,点P到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】圆C的方程变形为,圆心,半径,
又,,
所以,即在方向上的投影为,
所以,又,所以,
则点P的轨迹是以C为圆心,2为半径的圆,
又直线恒过定点,
所以,
则P到直线的距离的最大值为.
题型二:圆的方程问题
【典例2】.(2026·重庆·三模)已知圆与直线和圆都相切,当圆的半径最小时,其标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设圆C的半径为,则,即,
则当圆的半径最小时,,
如图1,圆心在过点且与直线垂直的线段上,
即在上,设,
则,解得,
则,又,故其标准方程为.
【变式1】.(2026·陕西渭南·二模)已知是圆上一动点,若直线上存在两点,,使得成立,则的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【详解】圆的圆心,半径,
由直线上存在两点,使得成立,
以为直径的圆与圆有公共点,当长度最小时,两圆外切,且两圆连心线与垂直,如图,
圆心到直线的距离,
所以.
【变式2】.(2026·湖北孝感·二模)在平面直角坐标系中,已知圆,点.点在直线上运动,过点作圆的两条切线,切点分别为,则点到直线的距离的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】设出点的坐标,根据切线的性质可得到直线的方程,进而可知直线过定点,进而可知点到直线的距离的最大值为.
【详解】如图,设,则.
根据圆的切线性质知,以为直径的圆与圆交于两点,
即线段为两圆的公共弦.
而以为直径的圆的圆心为,半径为,
所以其方程为,即.
与圆的方程作差得直线的方程为,
将代入得,即.
因为上式对恒成立,令,解得,
所以直线恒过定点,所以点到直线的距离,
所以点到直线的距离的最大值为.
题型三:直线与圆的位置关系
【典例3】.(2026·山东威海·二模)已知直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】圆可化为,
圆心坐标为,半径为.
圆心到直线的距离为.
由弦心距公式可知,,即,解得.
【变式1】.(2026·青海西宁·二模)已知曲线:,过点作该曲线的条弦,这些弦的长度构成一个递增的等差数列,则该数列公差的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】曲线:,即,
所以曲线是以为圆心,为半径的圆,
因为,
所以在圆内,且,
所以过点的最短弦,最长弦,
从而公差,
又因为数列是递增的,所以,
所以公差的取值范围是.
【变式2】.(2026·湖南长沙·模拟预测)已知圆:,若存在,使得直线与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】法一:依题意,圆心到直线的距离,
即,即,
依题意,存在,使得成立,
故且,也即,解得.
法二:当变化时,圆扫过的图形是以原点为圆心,2为半径的圆盘,
故若存在,使得直线与圆有公共点,
即直线与圆有交点,得,解得.
题型四:圆与圆的位置关系
【典例4】.(2026·陕西榆林·三模)已知两点,若圆上存在点使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,所以点在以为直径的圆上,
又因为点在圆上,所以,
即,
所以,解得.
【变式1】.(2026·江苏·二模)已知,,则的最小值为( )
A.1 B.9 C.16 D.25
【答案】D
【详解】将,
设,
由,,
得点在以为圆心,为半径的圆上,
点在以为圆心,为半径的圆上,
两圆心距,两圆内含,
所以,,
则.
【变式2】.(2026·河北石家庄·一模)已知,若圆上总存在点满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设点,已知,且,
所以,
化简得,
所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
因为圆上总存在点满足,即圆与圆有公共点,
所以两圆的圆心距满足(,为两圆的半径),
即,
化简得,
解得.
题型五:直线与圆的综合问题
【典例5】.(2026·河北沧州·二模)在平面直角坐标系中,点到直线的距离的平方比点到点的距离的平方大记动点P的轨迹为.
(1)求的方程.
(2)已知为上不同的三点.
(i)若线段的中点坐标为,求的面积;
(ii)若直线和直线均与圆相切,证明:直线与圆相切.
【详解】(1)设动点的坐标为,
由已知点到的距离的平方比到原点的距离平方大,
所以
化简可得,
所以的方程为,
(2)(i)设,
因为都在上,故,
所以,
所以直线的斜率,
因为中点为,所以,
所以,直线的方程为,即,
联立直线与抛物线方程:
,
方程的判别式
由韦达定理得,
所以
所以的面积(是直线在轴截距);
(ii)设,
所以直线的方程为,
圆的圆心为,半径,
因为与圆相切,故圆心到直线距离等于,
所以,即,
所以,
同理,
所以,是一元二次方程的两个根,
故,是方程,
方程的判别式
由韦达定理得,,
对直线,同理得圆心到的距离平方为,
又,故
,
所以,即,故直线与圆相切.
【变式1】.(2025·江西萍乡·二模)已知圆,圆,动圆与外切,与内切.
(1)求的轨迹的标准方程;
(2)设过点的直线与交于两点,且,求的取值范围.
【详解】(1)由题知,圆的半径为,圆的半径为,设动圆M的半径为r,
则,,故,
故M的轨迹E是椭圆,焦点为,,长轴长为4,
故M的轨迹E的标准方程为;
(2)
①若直线l不存在斜率,则,,则,
②若直线l存在斜率,设其方程为,,,则,显然,联立E与l的方程,化简得,
,得,
,,
则,,得,
则,由,
当 时,;当 时,
得,
又,解得,
综上所述,的取值范围为.
【变式2】.(2026·广东江门·二模)已知圆的圆心在第一象限且圆与两坐标轴均相切,抛物线经过圆心.
(1)求圆的标准方程.
(2)设与圆交于,两点,证明:,两点到轴的距离均不小于.
(3)为坐标原点,过圆心的直线交于另一点,的焦点为,求的最小值.
【详解】(1)设圆的半径为,
圆的圆心在第一象限且圆与两坐标轴均相切,则圆心,
由抛物线经过圆心,
得,解得,
所以圆的标准方程为.
(2)由,得,
即,则,
而,因此,
所以两点到轴的距离均不小于.
(3)抛物线的焦点为,设,
由抛物线定义得,
则,
同理,
因此
,
设直线的方程为,
由,得,
,则,,
因此,
所以当时,取得最小值.
题型六:圆锥曲线性质的应用
【典例6】.(2026·贵州贵阳·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,焦距,点A,B在椭圆上且满足.若,则椭圆的长轴长为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【详解】根据,设,,
则,,
因为,所以,
在中,因为,所以,
即,①
在中,,
即,②
联立①②解得,,
所以椭圆的长轴长为.
【变式1】.(2026·河北·三模)已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,点P在C的右支上,且,若的中点在C的第一、三象限内的渐近线上,则C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设的中点为M,设,结合双曲线定义与正弦定理计算可得,再利用余弦定理可列出与、、有关齐次等式,即可得其渐近线方程.
【详解】设的中点为M,又O是的中点,则,则,
设,则,
在中,由正弦定理得,
则,得,
在中,由余弦定理得,
则,即,
结合,整理得,
所以C的渐近线方程为.
【变式2】.(2026·贵州安顺·模拟预测)在平面直角坐标系中,定点,为动点,线段的中点到轴的距离等于,直线交轴于点,的平分线交轴于点,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设的坐标为,则的中点坐标为,
的中点到轴的距离等于,即,
两边同时平方整理得,故动点的轨迹是焦点为,准线为的抛物线,
所以为准线与轴的交点,其坐标为,且,
,
在中,必在线段上,即,
即,解得,,
由角平分线定理得,即,
令,则有,即,
随着的减小,随之增大,也会增大,因此,为了求的最大值,即求的最小值,
,同时平方得,
考虑的情况,若则,显然不是最大值,
同时分子分母除以得,
当且仅当时等号成立,即的最小值为,进而的最小值为,
则,
则.
题型七:直接法求离心率问题
【典例7】.(2026·河南新乡·三模)已知是椭圆的左、右焦点,是双曲线的右顶点,过的直线交椭圆于M,N两点,且的周长为20,则椭圆的离心率为______.
【答案】
【详解】由椭圆的定义
则,,
则的周长为,即得,
且是双曲线的右顶点,所以,即得,
所以椭圆的离心率为.
【变式1】.(2026·河南郑州·一模)已知,是双曲线E:的左、右焦点,点M为双曲线E右支上一点,点N在x轴上,满足,若,则双曲线E的离心率为 __.
【答案】
【详解】,
以为邻边作平行四边形,以为起点的对角线对应的向量与共线,
,为的角平分线,
以为邻边的平行四边形为菱形,
,点为双曲线E右支上一点,,,
在中,,则有,
即,即,即,即,即,故双曲线E的离心率为.
【变式2】.(2026·江西·二模)已知双曲线的左焦点为,焦距为,过的斜率为的直线与双曲线的右支交于点,若,其中为坐标原点,则双曲线的离心率为_____.
【答案】5
【详解】设双曲线的右焦点为,则,
故,
因为,故,
,所以,
所以,
由双曲线的定义可知.
题型八:构造齐次方程求离心率问题
【典例8】.(25-26高三下·吉林长春·阶段检测)已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与C交于A,B两点,且,以AB为直径的圆过点,设C的离心率为,则 ___________________ .
【答案】
【详解】根据题意,过点的直线与双曲线的左支交于A,B两点,如图所示.
,∴设,则.
由双曲线定义可知,.
∵以AB为直径的圆过点,,即,
化简整理得,即,解得(舍去),或.
∴,,,.
在中,.
在中,,
即,即.
.
【变式1】.(2026·河北·二模)已知分别是椭圆的左、右焦点,是上位于轴上方的一点,直线交于另一点,且,则的离心率为_______.
【答案】/
【分析】根据椭圆定义和余弦定理可构造方程,利用表示出的长度,再利用余弦定理构造关于的齐次式即可求得离心率.
【详解】
设,则,
由椭圆定义可知:,,
由余弦定理得:,
整理可得:,(舍)或,
,,,
,,即,
的离心率.
【变式2】.(2026·浙江·模拟预测)已知椭圆,点分别为椭圆的左、右焦点,A,B是椭圆上位于第一象限内的两点,满足,则椭圆C离心率的取值范围是______.
【答案】
【详解】设,,
则由,可得,所以①.
又因为点,都在椭圆上,满足椭圆方程,所以②,
由方程组①②可得,化简得,
解得,因为,
所以,即,解得.
所以该椭圆的离心率的取值范围是.
题型九:离心率的范围问题
【典例9】.(2026·江苏·二模)已知椭圆的右焦点为,经过坐标原点且斜率的直线与椭圆交于,两点,设的中点为,的中点为,以线段为直径的圆经过点,则的离心率的取值范围________.
【答案】
【详解】由题意知, ,
又因为 是 的中点,所以,
所以点在以原点为圆心,半径为的圆上,即,
设,联立 ,解得,因为,所以,即,
所以且,所以,又因为, 所以,,
令,则,即,
解得,即,所以,
所以椭圆的离心率.
【变式1】.(2026·吉林长春·二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,.为椭圆上一点,.圆与线段的延长线和线段的延长线分别相切于点和点,与线段相切于点,且,,则椭圆离心率的取值范围是________.
【答案】
【详解】
解法一:设,因为,所以,
由圆与线段的延长线和线段的延长线分别相切于点和点,与线段相切于点,所以,,
因为,且,所以,
又因为,
所以,即,所以椭圆的离心率
因为函数在上,所以
即椭圆离心率的取值范围是.
解法二:切线长定理、向量条件
由椭圆定义求焦半径
根据椭圆定义,结合,解得,
应用切线长定理设圆与延长线切于,与延长线切于,与切于.
根据切线长定理:,,
设,.
从点出发的切线长
从点出发的切线长
由,得:
又在线段上,故.
联立方程,
解得
由,可知.
代入和得
整理得.
因此,离心率为
已知,则.
代入,得
解法三:旁切圆性质公式
确定旁切圆切点位置
圆是的一个旁切圆,与边相切.
对于三角形的旁切圆,其与一边的切点到对应顶点的距离公式为
代入,,得
结合向量条件,由得.
联立,整理得
因此离心率为,
已知,则,
代入,即椭圆的离心率取值范围是.
【变式2】.(25-26高二上·河南许昌·期末)已知点为双曲线的右顶点,点的坐标为,若上存在一点(不与点重合),使得,则的离心率的取值范围为__________.
【答案】
【分析】由得,整理得:,与双曲线方程联立得:,计算即可.
【详解】点为双曲线的右顶点,
,
若上存在一点(不与点重合),使得,设,,
,,
,
整理得:,与双曲线方程联立得:,
整理得:,解得:,由题意知要使点P存在,须,解得,
又P不与A重合,故,则点P必在双曲线右支上,
则,整理得:即,结合,
.
故答案为:
题型十:渐近线问题
【典例10】.(2026·四川资阳·三模)已知双曲线的一条渐近线被圆所截得的弦长等于,则______.
【答案】
【详解】根据题意,双曲线的焦点在轴上,渐近线方程为,即,
圆的圆心为,半径为(),
所以圆心为到渐近线的距离为,
因为渐近线被圆所截得的弦长等于,
所以,即,整理得,
所以,又,解得.
【变式1】.(2026·河北张家口·二模)双曲线的左焦点为,右顶点为,渐近线分别为,点在第一象限内且在上,若,则该双曲线的离心率为__________.
【答案】
【详解】设,渐近线方程分别为,
设.由得,
因为点在直线上,于是解得点坐标为,
因为,所以.,所以,
将代入,得,
即,又,
所以,
所以.
【变式2】.(2026·河北保定·一模)已知双曲线 左、右焦点分别为 ,点是上一点且位于第二象限, 的面积为,过原点O 且平行于的直线与和的平分线分别交于点,且 则双曲线的渐近线方程为________.
【答案】
【详解】设,如图,
因为,为的中点,所以为的中点,且,
又为的角平分线,所以,所以,
所以为等腰三角形,所以,即,所以.
由双曲线的定义可知,所以,
所以的面积为,
所以.
在中,由余弦定理得,
将代入上式整理得,解得.
所以,解得,
所以,且,所以,
所以,解得,
所以,即,
则双曲线 C 的渐近线方程为
题型十一:抛物线问题
【典例11】.(2026·上海·二模)已知焦点为F的抛物线上有两点A和B,且,E为A和B的中点,过点E作C的准线的垂线,垂足为H,则的最小值为________.
【答案】
【详解】设,,作垂直抛物线的准线于点,垂直抛物线的准线于点.
由抛物线的定义,知,,根据中位线定理以及抛物线定义可得,
由余弦定理得,又,
∴,当且仅当时,等号成立,
∴,
∴,即的最小值为.
【变式1】.(2026·山东威海·二模)已知抛物线的顶点为原点,为的准线上一点,为的焦点,线段交于点,若,则________.
【答案】12
【分析】求出抛物线焦点坐标,作出几何图形,结合抛物线定义列式求解.
【详解】由抛物线的准线为,则抛物线的焦点,
令抛物线的准线与轴交于点,过点作抛物线的准线的垂线,垂足为,
于是,,而,
因此,解得,
所以.
【变式2】.(2026·山西朔州·二模)已知抛物线的焦点为,准线为,点在上且位于第一象限,为坐标原点,设的平分线交于点,交于点,若,则________.
【答案】4
【详解】由,得焦点,准线.
设,其中.因为三点共线,且在线段上,又,所以.
过点作,垂足为.
因为点在抛物线上,所以由抛物线定义得.
在直角三角形中,.
所以.
又因为,且三点共线,所以.
因为是的平分线,所以.
故直线与轴正方向所成的角为,其斜率为.
又直线过点,所以直线的方程为.
联立直线与抛物线的方程,得.
整理得.
解得或.
因为点位于第一象限,且在点的右上方,所以,从而.
于是.
题型十二:圆锥曲线弦长问题
【典例12】.(2026·云南·模拟预测)已知点在抛物线上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设直线与抛物线C相交于M,N两点,
(ⅰ)若,求实数k的值;
(ⅱ)O为坐标原点,求外接圆圆心的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【详解】(1)将点代入,得,即,
则抛物线C的方程为.
(2)(ⅰ)设,
联立,得,
则,
且,
则,
则,解得.
(ⅱ)由(1)知,,,
则
,
所以,即为直角三角形,则外接圆圆心为的中点,
设的中点为,
则,
消去,得,则外接圆圆心的轨迹方程为.
【变式1】.(2026·上海黄浦·二模)已知点、分别是曲线的左、右焦点,动直线过点且不过点,它与交于点、.
(1)求点、的坐标;
(2)若,求直线的方程;
(3)设直线过点且与垂直,直线与的交点为,求证:存在唯一的常数,使得点与的中心的连线平分线段,并求此时的最大值.
【答案】(1)、 (2)或. (3)
【详解】(1)椭圆的半焦距,故、.
(2)由题意可知直线不与轴重合,设直线的方程为,设、,
将代入,得,则,
故,,
又,,
,解得,
所以直线的方程为或.
(3)设线段的中点为,由(2)知,,
直线的斜率,
易知直线的方程为,
将代入直线的方程,可得,
直线的斜率,
因为直线平分线段,则,所以对任意的实数恒成立,
则,解得,
故存在唯一的常数,使得平分线段.
此时,
,所以,
令,则,故(当且仅当时,),
所以的最大值为.
【变式2】.(2026·北京海淀·二模)椭圆的下顶点为,左焦点到的距离为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)经过点的直线与椭圆的另一个交点为(位于轴上方),与轴的交点为.点关于轴的对称点为.过点作与轴平行的直线交直线于点.设与的面积分别为与,若,求直线的斜率.
【答案】(1)椭圆的方程为,离心率为 (2)
【详解】(1)设椭圆的焦距为,
则下顶点坐标为,左焦点到下顶点的距离为,
因为椭圆的下顶点为,左焦点到的距离为,
所以,,
所以椭圆的方程为;
离心率为;
(2)由题意知,直线的斜率存在且不为零,
设直线方程为,令得,故,
联立方程,得,解得或,
所以,代入得,
所以,,
所以,
所以直线的方程为,
因为的方程为,
所以,得,
所以,
因为,
点到直线的距离为,
所以,
因为,
所以,即,
设椭圆的右顶点为,
因为经过点的直线与椭圆的另一个交点为(位于轴上方),
所以,故,,
所以,
令,则,即,
所以,
解得或(舍去),则,
所以,即直线的斜率为.
题型十三:圆锥曲线面积问题
【典例13】.(2026·上海杨浦·二模)已知A、F分别是双曲线:(常数)的右顶点和右焦点,记过一、三象限的渐近线为.
(1)求双曲线的离心率和渐近线的方程;
(2)设,是上一点,若线段的中点在双曲线上,求点Q的坐标;
(3)设,过A作两条相互垂直的直线与双曲线交于M、N两点(M在第一象限),若直线、分别与交于C、D两点,且与的面积之比为2,求直线的方程.
【答案】(1); (2) (3)
【详解】(1)由可得,则,则,
故双曲线的离心率,
渐近线的方程为;
(2)由,则双曲线方程为,,设,
则线段的中点的坐标为,
有,解得,故点Q的坐标为;
(3)由,则双曲线方程为,、,
由题意可得直线斜率存在且不为,
设直线的方程为,则直线的方程为,
,解得或,则,
由在第一象限,则,解得,
,解得,即,
则,即,
,即,
,
即,则,又,故,
即直线的方程为,整理得.
【变式1】.(2026·安徽淮南·二模)已知椭圆:的短轴长为,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)记点为椭圆的左顶点,点为椭圆的下顶点,动点是第一象限内椭圆上的一点,直线与轴交于点,直线与轴交于点.证明:四边形的面积为定值.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)因为离心率为,椭圆的短轴长为,
所以,解得,所以椭圆的方程为.
(2)由(1)可知点,,设(,),
则,即①,
则直线的方程为,令,得,所以,
直线的方程为,令,得,所以,
所以,
,
所以四边形的面积为:又因为,所以
,
所以四边形ABCD的面积为定值.
【变式2】.(2026·湖南湘潭·二模)椭圆()的离心率为,其左焦点到点的距离是.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线被圆截得的弦长为3,且l与椭圆E交于A,B两点,求面积S的最大值.
【答案】(1) (2)
据基本不等式求解即可.
【详解】(1)由题意可得,,
解得,,则,
所以椭圆的方程为.
(2)由圆,圆心为,半径为,
则到直线的距离为,
则,即.
联立,得,
则,
设,,则,,
∴
,
则,
当且仅当,即时,.
题型十四:圆锥曲线中点弦问题
【典例14】.(2026·湖南长沙·一模)已知双曲线 过点,且焦距为
(1)求双曲线的方程;
(2)过定点的直线与双曲线交于两点,若,求直线的方程.
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)双曲线过点,
代入点坐标得,解得,
由焦距得,即,
故,
因此双曲线的方程为: ;
(2)
分两种情况讨论:
直线斜率不存在时,
此时直线方程为,代入双曲线得,
即,
计算得,满足条件,
故是符合要求的直线,
直线斜率存在时,设直线:,
联立双曲线,整理得: ,
直线与双曲线交于两点,故 (即),且判别式恒成立,
设 ,中点为,
由韦达定理得: ,
因此,,
由,得在的垂直平分线上,
故,即 ,
代入坐标化简得: ,
即,整理得,满足条件,
综上,直线的方程为:或.
【变式1】.(2026·广东湛江·二模)已知双曲线的离心率为,且经过点.
(1)求的标准方程;
(2)若过点的直线与交于、两点,求线段的中点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)设双曲线的焦距为,由离心率,得,
又,所以,即.
将点代入方程,得,即,所以,.
故双曲线的标准方程为.
(2)解法一:设点、、,
若直线的斜率不存在,则点、关于轴对称,此时线段的中点在轴上,不符合题意,
故直线的斜率存在,
设直线的方程为,即.
联立方程,代入消去,整理得.
则,
即,且,所以.
于是,中点的横坐标,则.
又点在直线上,所以,即.
因为,且,
当时,,可得,则,
当时,,可得,则,
故线段的中点的轨迹方程为或.
解法二:设点、、,
若直线的斜率不存在,则点、关于轴对称,此时线段的中点在轴上,不符合题意,
故直线的斜率存在,
设直线的方程为,即.
联立方程代入消去,整理得.
则即,且,
由、两点在双曲线上得,作差得,①
当时,易知;
当时,①式可化为,即.
故(由题意可得且),
可得,
因为,所以.
当时,也在直线上.
又,可得,且,
当时,,可得,则,
当时,,可得,则,
综上,线段的中点的轨迹方程为或.
【变式2】.(25-26高三下·重庆·月考)已知椭圆的离心率,且过点,圆M的圆心为,半径为,O为坐标原点.
(1)求椭圆C和圆M的标准方程;
(2)设斜率为的直线l与椭圆C交于P,Q两点,N为线段PQ的中点,点N在圆M上,且满足,求直线l的斜率.
【答案】(1)椭圆C的标准方程为,圆M的标准方程为;
(2)
【详解】(1)由椭圆的离心率,得,则,
由点在椭圆C上,得,联立解得,,
所以椭圆C的标准方程为;圆M的标准方程为.
(2)设,中点,
由在椭圆上,得,
则,
又,于是,
而,由,得,
由在圆M上,得,联立解得,,
由,得点在椭圆内,即存在满足条件的点N,
当点时,,不符合题意,当点时,,符合题意,
所以.
题型十五:圆锥曲线范围问题
【典例15】.(2026·上海·二模)设椭圆的左顶点为A.
(1)求的离心率;
(2)设的左焦点为F,上顶点为B,若点P在上且位于y轴右侧.,求点P的横坐标;
(3)设直线,l与交于不同的两点C和D,若点A在以CD为直径的圆外,求实数m的取值范围.
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)由椭圆方程可得,,所以.
(2)由条件可知,
设直线的斜率为,直线的斜率为,
,因为,所以,
所以直线的方程为,
联立椭圆:,
所以或,
又因为点P位于y轴右侧,所以P的横坐标为.
(3)设 ,,联立椭圆
,
先确定有两个交点,即,
即,
所以.
因为圆上任意一点与直径两端点连线所成的角为直角,
而点在以为直径的圆外,所以,等价于,
由,,
所以,
即.
将,代入可得,
,
,
解得 或,结合,
所以.
【变式1】.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知椭圆的离心率,以椭圆C的四个顶点为顶点的四边形面积为4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设A为椭圆C的上顶点,P为椭圆上任意一点,求的最大值及此时点P的坐标.
【答案】(1) (2),坐标为或
【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.
【变式2】.(2026·北京昌平·二模)设椭圆的左焦点为,右顶点为,上顶点为,直线与的斜率的乘积为.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)过点的直线交椭圆于两点,求的取值范围.
【答案】(1)方程为,离心率为 (2)
【详解】(1)由题意可得右顶点,上顶点,设左焦点.
因为 ,所以,即.
因为,所以.
椭圆的方程为,离心率为.
(2)由题可知.
当直线斜率不存在时,,
所以
当直线斜率存在时,设斜率为,则直线的方程为.
由可得.
.
设. 则
因为,
所以
因为,所以.
所以
综上所述,的取值范围为
题型十六:圆锥曲线的定点、定值问题
【典例16】.(25-26高二下·重庆·期中)已知平面内动点到点的距离与到直线的距离相等.记动点的轨迹为,过点的直线与曲线相交于,两点.
(1)求轨迹的方程;
(2)设点关于轴对称的点为,证明:直线恒过定点.
【答案】(1)
(2)过定点
【详解】(1)∵平面内动点到点的距离与到直线的距离相等,
∴由抛物线的定义知,动点的轨迹为以为焦点,以为准线的抛物线,
∴其轨迹方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率不为,
设直线的方程为,,则.
由,得.
恒成立,,
∵不重合,∴,即,
∴直线的方程为,
即.
∴直线过定点.
【变式1】.(2026·湖南永州·三模)在平面直角坐标系中,已知点,、动点满足,,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程:
(2)已知点,,过点作斜率为的直线交于,两点,设直线,的斜率分别为,,若,,成等差数列,求.
【答案】(1); (2).
【详解】(1)由,得点的轨迹是以为左右焦点,实轴长为2的双曲线,
实半轴长,半焦距,虚半轴长,
因此点的轨迹方程为,设,由,得,
于是,即,所以曲线的方程为.
(2)依题意,直线的斜率存在且不为0,设其方程为,,
由消去得,,
则,,,
由,,成等差数列,得,即,
则,即,所以.
【变式2】.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)已知分别是双曲线:的左、右顶点,点是双曲线上的一点,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线:,交双曲线的左、右两支于两点(异于).
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)设直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
【答案】(1) (2)(i)的取值范围为;(ii)证明见解析.
【详解】(1)
由题意可知,,,
因为,解得或,
若,则双曲线的方程为,
因为是上一点,所以,解得,不满足题意;
若,则双曲线的方程为,
因为是上一点,所以,解得,满足题意;
所以双曲线的方程为;
(2)
(ⅰ)由题意知,直线的方程为,设,,
联立,化简得,
因为直线与双曲线左右两支相交,所以,
所以,解得或,
所以的取值范围为;
(ⅱ),,则,
直线的方程为①,直线的方程为②,
联立①②得,所以,
化简得,
所以,
所以点的横坐标始终为,故点在定直线上.
题型十七:圆锥曲线与向量压轴问题
【典例17】.(2026·福建南平·二模)已知椭圆的焦点为,,离心率为.平行于轴的直线与椭圆交于A,B两点,且与直线交于点,直线与轴交于点.
(1)求面积的最大值;
(2)求的值.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为,故,,
所以椭圆的方程为,如图,
设,,其中,,
因为在上,所以,
由基本不等式,,
故,当且仅当时,等号成立,
所以面积,即面积的最大值为.
(2)设,,则,,三点共线,
所以,即,解得,
所以,
,
所以.
【变式1】.(2026·福建宁德·二模)已知椭圆的离心率为,直线交于两点.当时,.
(1)求的方程;
(2)过作直线的垂线,垂足为,点,证明:三点共线.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为,所以,
又,所以,
所以椭圆方程为
当时,的方程为,代入椭圆的方程得:
又因为,所以
所以解得,故椭圆的方程为
(2)方法一:
设,,则
由消去得:,
则,,
,,
因为
所以,且有公共点,故,,三点共线.
方法二:
设,,则
由消去得:,
则,,
,,
因为
所以,且有公共点,故,,三点共线.
方法三:
设,,则
由消去得:,
则,,
直线的方程为,
即,令得,
即,
因此,
故点在直线上,所以,,三点共线.
【变式2】.(2026·北京朝阳·一模)已知椭圆:()的离心率为,,分别为椭圆的上、下顶点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的斜率存在且不为1的直线与椭圆交于不同的两点,(均不与点重合),点与点关于原点对称,直线与直线交于点.求证:直线经过点.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,结合离心率公式求出即可.
(2)设点,求出直线的方程及点的坐标,再设出直线方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理及向量共线的坐标表示推理得证.
【详解】(1)由椭圆:的下顶点为,得,
由的离心率为,得,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为,点,则点,
直线的方程为,直线的方程为,联立解得点,
由消去得,
则,,
而点,则,
,
即,又有公共点,则点三点共线,
所以直线经过点.
【变式3】.(25-26高三上·北京朝阳·期末)已知椭圆:的离心率为,椭圆上的点到两焦点的距离之和为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点,,过点的直线与椭圆交于不同的两点,点关于轴的对称点记为(与不重合).若,试判断三点是否共线?并说明理由.
【详解】(1)因为椭圆上的点到两焦点的距离之和为,所以,解得.
又因椭圆的离心率为,所以,所以.
所以.
故椭圆的方程为.
(2)依题意,直线的斜率不能为0,故可设其方程为,再设,,则.
联立,整理得.
令,即.
则,.
又,,所以.
又,,
则.
分子
所以,即,所以,
又为公共点,所以三点共线.
【高考达标】
一、单选题
1.(2026·河北沧州·三模)已知双曲线的焦距为4,右焦点到渐近线的距离等于1,则其离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由双曲线的焦距为4,得,所以,
所以右焦点的坐标为,又双曲线的渐近线方程为,即。
又右焦点到渐近线的距离等于1,所以,即,所以
又因为,所以,解得,所以,所以,
所以双曲线的离心率为.
2.(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)双曲线:的右焦点为,过点且斜率为的直线与y轴交于点A,线段与E交于点B,若B为的中点,则E的离心率为( )
A. B. C. D.5
【答案】C
【分析】写出直线 方程,求出点与中点的坐标,再将点坐标代入双曲线方程,利用并令求解出,进而得到离心率.
【详解】记,则:,整理得,
则,因为为的中点,所以,
因为点B在双曲线E上,则,令,得,
化简得,又,则,故离心率.
3.(2026·山东济南·三模)在中,,,为与的交点,且.若,则面积的最大值为( )
A.6 B.12 C.18 D.24
【答案】B
【分析】以为原点,所在直线为轴,设,其中,联立直线与求得交点坐标,利用条件推出点坐标满足的方程,从而确定点的轨迹是以为圆心、半径为4的圆(上半部分,),当最大时即可求得面积最大值.
【详解】以为原点,所在直线为轴,建立如图所示平面直角坐标系,则,,设,其中,因为,所以,
由知,所以,所以,
所以直线的方程为,
,所以直线的方程为,
因为为与的交点,所以,解得,
代入计算得,所以,
因为, ,,
由得,化简得,
所以点的轨迹是以为圆心、半径为4的圆(上半部分,),所以
,因为,所以面积的最大值为.
4.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与的左支交于,两点.若,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用题设条件结合双曲线定义探求出的关系即可作答.
【详解】设,由于,则,,
根据双曲线定义,,,
即,,
因为,所以,
即,化简得到
又由,
即,即,
化简得到,则.
5.(2026·四川绵阳·模拟预测)抛物线,点A在C上,圆,直线,点A到圆M上的点距离为,A到的距离为,则的最小值为( )
A.16 B. C. D.
【答案】B
【分析】利用抛物线定义将“点到准线的距离”转化为“点到焦点的距离”,再利用三点共线求最值的方法即可求解.
【详解】由题意得抛物线的准线为,焦点为,圆的圆心为,半径为1,
则,若求的最小值,则应三点共线,
且,则.
6.(2026·河南开封·模拟预测)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,点P在C上,设为的内切圆圆心,若的面积为,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合余弦定理和三角形面积公式得到椭圆焦点三角形的面积公式,根据已知条件即可得,再利用得到内切圆半径,最后利用三角形面积也等于半周长乘以内切圆半径得到关于的等式,求解即可得离心率.
【详解】设,
根据椭圆定义有,在中,由余弦定理可得
,
即,整理得,
又的面积,由
可得,结合已知条件有,所以,
点为内切圆圆心,所以是的角平分线,设内切圆半径为,
作,垂足为,则,
同时由等面积法可知,
整理得,进而得到,
故的离心率为.
7.(2026·浙江·三模)如果一条双曲线的实轴与虚轴分别为另一条双曲线的虚轴与实轴,则这两条双曲线互为共轭双曲线,已知,互为共轭双曲线,且,的离心率分别为,,则的最大值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意设,的标准方程,再用,表示出,,代入后,利用函数的单调性求出最大值.
【详解】设双曲线的标准方程为,,则双曲线的标准方程为,,
所以,,
所以,
设,则,
设,则,
令,解得,又因为,所以,
当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
所以当,函数有最大值,
所以的最大值为.
二、多选题
8.(2026·江西宜春·模拟预测)已知圆与曲线,则( )
A.,恒有公共点
B.当时,,恰有2个公共点
C.当时,,在时的公共点有3个
D.当时,直线与有3个公共点的充要条件是直线与圆相交
【答案】ABD
【分析】由 得 ,代入圆,把公共点个数转化为关于的方程根的个数.注意圆 上的点满足,所以只需讨论的情况.
【详解】由得,代入圆:
,化简得:.
当时,由得,将点代入,成立,因此点为公共点,恒成立,选项A正确.
下面讨论时的公共点.令 则时公共点个数等于方程的正根个数.
对于B选项,当时,,
若 ,则 .若 ,令,则 ,
则,
因为二次函数 的最小值为
所以 恒成立.故在上单调递增.又
所以方程在内有且仅有一个正根.再加上公共点,共有个公共点,故B选项正确.
对于C选项,当时,
此时
令,则 的两个根为
因此在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
又 且
所以在时只有一个正根,公共点不是个,故C选项错误.
对于D选项,当时,曲线为
直线与有个公共点,等价于方程 有个不同实根.
设 则,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
又
因此方程 有个不同实根的充要条件是
另一方面,直线与圆 相交的充要条件是圆心到直线的距离小于半径,
即 等价于,所以D选项正确.
9.(2026·辽宁锦州·二模)椭圆和双曲线的离心率分别为,,若,为双曲线的渐近线与椭圆在第一象限的交点,椭圆与轴交于,两点,则()
A.与有且只有两个公共点 B.
C.若,则 D.使成立的值不存在
【答案】ACD
【分析】先由写出椭圆、双曲线的基本量与离心率,联立两曲线方程得仅有两个横轴交点判定A正确;代入离心率表达式化简验证不等于1知B错误;由平方求解得,算出判定C正确;再联立双曲线渐近线与椭圆求得交点,利用向量运算表示并与列方程,解得与矛盾,故满足条件的不存在,D正确.
【详解】已知椭圆,双曲线.
椭圆参数:,,,离心率.
双曲线参数:,,,离心率
选项A:联立与方程:,
两式相加得,代入得,公共点为,,共2个,故A正确.
选项B:,故B错误.
选项C,,
平方得,,故C正确.
选项D:双曲线的渐近线:,第一象限渐近线.
联立椭圆:,,即.
椭圆顶点,,,
,,
,,
由,平方得,与矛盾,故不存在,D正确.
10.(2026·山东聊城·模拟预测)已知点是圆上的动点,点,为坐标原点,则下列结论正确的有( )
A.过点的直线被圆截得的最短弦长为4
B.的最大值为7
C.
D.对任意实数的最小值为2
【答案】AC
【详解】由圆的方程,可得圆心,半径.
对于A,因为,可得
所以点在圆内,且,
当过点的直线与直线垂直时,被圆截得的弦最短,
则被截得的最短弦长为,所以A正确.
对于B,因为,可得点在圆外,且,
由圆的性质,可得的最大值为,所以B错误;
对于C,方法一:如图,作向量在上的投影向量,
则,
因为,即,
所以,所以C正确.
方法二:设,则,因为,可得.
设,则直线与圆有公共点,
则满足,解得,所以C正确.
对于D,方法一:对任意实数,向量与共线,
设,则点在直线上,,
则的最小值为圆心到直线的距离,
因为点,所以直线的方程为,
所以圆心到直线的距离为,所以D错误.
方法二:因为,可得,
所以,
当时,,所以D错误.
11.(2026·福建宁德·二模)设抛物线的焦点为,准线为.过的直线交于两点,过,作的垂线,垂足分别为,则( )
A.
B.的最小值为2
C.若为的中点,则
D.点到上点的距离的最小值为3
【答案】AC
【详解】对于A,因为抛物线的焦点为,准线为,
所以,由抛物线的定义可知:,故A正确;
对于B,设直线的方程为,
联立,设,
所以,
由抛物线的定义可知:
,
当时,的最小值为4,故B错误;
对于C,若为的中点,,,
因为所以,所以,
又因为
所以,故C正确;
对于D,设上任意一点为,则该点到的距离为:
,
当时,,故D错误.
三、填空题
12.(2026·江西宜春·模拟预测)已知抛物线的焦点为,若点为在第一象限内的一点,且,则直线的斜率为________.
【答案】
【分析】设,根据焦半径公式得,进而求得,再计算斜率即可.
【详解】由已知得,设,
所以,根据焦半径公式得,解得,
代入得,解得,
所以直线的斜率为.
13.(2026·贵州安顺·模拟预测)在平面直角坐标系中,过单位圆上一点作圆的切线,定点,若线段的垂直平分线与直线交于点,则的最小值为________.
【答案】/
【分析】先确定点的轨迹,再利用点到直线的距离公式求的最小值.
【详解】如图:
设,
因为在线段的垂直平分线上,所以.
又直线与相切,所以.
所以,
所以,整理得:.
即点的轨迹为直线.
所以的最小值为点到直线的距离,为.
14.(2026·上海黄浦·二模)已知曲线与曲线交于两点P,Q,点F是的焦点,点O是坐标原点.若,则的离心率为______.
【答案】
【分析】联立抛物线和双曲线方程,根据韦达定理可得,结合抛物线的定义可得,即可得双曲线离心率.
【详解】由题意可知:抛物线的焦点为,
设,,
联立方程,消去可得,
则,解得,可得,
又因为,则,
即,可得,可得,
所以双曲线的离心率为.
15.(2026·广东广州·模拟预测)在平面直角坐标系中,点,双曲线与焦点为的双曲线相交于点(点位于第一象限),连接,,,.若,则双曲线的离心率为___________.
【答案】
【分析】结合且,易发现和,和关于直线对称,联立双曲线和直线可求得点坐标,再代入双曲线可求解.
【详解】
由点且
可知,
结合图像可发现线段和,和关于直线对称
所以点在直线上运动
联立双曲线和直线,解得,
将代入得,结合可得,
所以双曲线的离心率为.
四、解答题
16.(2026·辽宁沈阳·三模)过抛物线(为不等于2的质数)的焦点,作与轴不垂直的直线交抛物线于、两点,线段MN的垂直平分线交MN于点,交轴于点.
(1)若直线的斜率为1,求;
(2)求PQ中点的轨迹的方程;
(3)证明:上有无穷多个整点(横、纵坐标均为整数的点),但上任意整点到原点的距离均不是整数.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)设直线方程与抛物线联立,利用韦达定理和抛物线焦点弦长公式,求得;
(2)设直线斜率为,求出、坐标,用中点公式消参,得到轨迹方程;
(3)构造无穷多组整数点,再用反证法结合数论知识,证明无整点到原点距离为整数.
【详解】(1)设则的方程为,
则由得,则,
由抛物线焦点弦长公式得.
(2)抛物线的焦点为,设的直线方程为.
由得.
由,得,
而,故的斜率为,的方程为.
代入得.
设动点R的坐标为,则,
因此,故中点R的轨迹L的方程为.
(3)由的方程,是不等于的质数,故,
又由于和4的最大公约数为1,且是质数,可得.
设(为任意非零整数),代入得,
显然均为整数,且有无穷多个,故上有无穷多个整点.
假设L上有一个整点到原点的距离为整数,不妨设,则:
,因为p是奇质数,于是,
从②可推出,再由①可推出.
令,则有,
由③,④得,于是,
即,
于是,得,
故,有,但L上的点满足,矛盾.
因此,L上任意点到原点的距离不为整数.
17.(2026·江西宜春·模拟预测)已知点,分别是椭圆的左、右顶点,且的离心率为.
(1)求的方程;
(2)若点是上与,不重合的点,直线,与直线分别交于点,,求的最小值;
(3)若不过点且斜率为的直线与交于,两点,证明:的外心恒在定直线上.
【答案】(1)
(2)6
(3)证明见解析
【分析】(1)根据条件求解即可.
(2)设直线求出的坐标,然后得到函数,利用基本不等式解决最值问题.
(3)设出点,坐标与直线方程,通过联立得到韦达公式,设出外接圆一般方程,将得到的韦达公式代入运算,寻求的关系即可.
【详解】(1)因为,所以,
因为的离心率为,所以,解得,
所以的方程为.
(2)
设直线的方程为,令,得,
设点,其中,则,
则,
所以,
所以直线的方程为,
所以,
,
当且仅当时等号成立.
故的最小值是6.
(3)
证明:设,,直线的方程为,
联立,得,
所以,,且,,
,
.
设的外接圆方程为,
把点代入圆的方程得,
因为点,在圆上,所以①,②,
①+②得,
其中,
,
所以,
即,
①-②得,
易得,且,
上式两边同时除以得,
整理得,即,
代入得,
所以,或.
当时,,不满足题意,
所以,即,
即点正在定直线上,
所以的外心恒在定直线上.
18.(2026·河北沧州·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆的上顶点为A,右顶点为B,离心率为,的面积为.
(1)求椭圆的方程.
(2)过点的直线l交椭圆于C,D两点.
(ⅰ)若的面积等于的面积的,求直线l的方程.
(ⅱ)过点D作x轴的垂线,交直线BC于点E,若M为DE的中点,则M,A,B三点是否共线?若共线,请证明你的结论;若不共线,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)或;(ⅱ)M,A,B三点共线,证明见解析
【分析】(1)利用离心率和三角形面积建立方程,求解椭圆参数;
(2)(i)面积比转化为线段比,用向量关系表示坐标,联立椭圆方程求解;(ii)设直线方程,联立椭圆,利用中点坐标和直线方程验证共线.
【详解】(1)由,得,代入,得,即.
的顶点坐标:,,,
,即.
将 代入上式:
解得:,故,,
所以椭圆方程为.
(2)(ⅰ)因为,,与共顶点,底边在直线上,
所以,
因为共线,则,设,则.
设直线,代入椭圆方程,整理得:
将,代入韦达定理消元,化简得二次方程 ,
解得:或.
所以直线方程为:或.
(ⅱ)在直线上,
证明:直线的方程:过、,斜率为,
方程为:,作轴垂线,
交于.为中点,故:
、所在直线方程为:
验证在直线上,即证: ,
即:
代入 , ,
左边=
化简可得左边,
右边
化简可得右边,所以,左边右边,等式成立.即 .
这说明 满足直线的方程,因此在直线上,即三点共线
因此,三点共线.
19.(2026·山东威海·二模)已知椭圆的离心率为,的右顶点与上顶点之间的距离为6.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线分别交于点和,且线段和的中点分别为.
(i)若直线的斜率大于1,且的面积为,求直线的方程;
(ii)若,为垂足,证明:存在定点,使得为定值.
【详解】(1)由题意可知,
解得,,所以C的方程为.
(2)(ⅰ)设直线PQ的方程为,,
联立,可得,
可得点G的横坐标为,
所以,
同理可得,
因为的面积为,所以,即,
整理得,即,
解得,因为,
所以,代入可得G,H的横坐标均为,
所以直线GH的方程为.
(ⅱ)法一:设,,,,
由,可得,
因为的中点为,所以,,
所以,
因为,所以,
所以,
(当斜率不存在或中点为A时也满足上式)
同理可得,
所以点G,H在曲线上,
因为,所以,即,
可得①,
当直线GH的斜率不存在时,设GH的方程为,
联立,可得,
所以,,
代入①式可得,即,解得或,
若,则直线GH的方程为,所以直线GH过,不符合题意,舍去,
若,则直线GH的方程为;
当直线GH的斜率存在时,设GH的方程为,
联立,可得,
所以,,
由①式可得,
代入整理得,
即,可得或,
若,则直线GH的方程为,
所以直线GH过,不符合题意,舍去,
若,则直线GH的方程为,所以直线GH过.
综上可知,直线GH过定点.
取AK的中点,
在中,,
所以存在定点,使得为定值.
法二:设,,,,
当直线,斜率都存在时,由,可得,
因为PQ的中点为G,所以,,可得,
所以直线PQ的斜率为,
因为,所以,
即,(当中点为A时也满足上式)
同理可得,
两式相减得,
当直线PQ或MN斜率不存在时,也满足上式,
又直线GH的方程为,
即,所以直线GH过定点.
取的中点,
在中,,
所以存在定点,使得为定值.
20.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,,为上的动点,且.
(1)求的方程;
(2)若在第一象限,直线与只有一个公共点,是轴上一点,且.
(ⅰ)证明:直线,关于直线对称;
(ⅱ)过原点作的垂线,垂足为,与相交于点,求面积的取值范围.
【详解】(1)焦距,由椭圆定义,
所以,
则椭圆C标准方程为.
(2)(i)设过点处的切线为,因为,所以切线的斜率一定存在,设切线方程为,
代入椭圆方程得,
因为直线与椭圆相切,所以判别式,即,
又因为满足,所以代入得,
则椭圆在处的切线方程为.
即斜率,
因为,所以直线 (即点M的法线)的斜率.
设与法线MN夹角分别为,因为,所以.
由夹角正切公式:,,
因为,代入得;
(M在第一象限, ),
即,即MN平分,所以直线关于MN对称,得证
(ii)由题,切线方程:,过原点与垂直的直线OA方程:,
直线方程:.联立OA与切线:,
解得垂足;
联立直线与的方程:,解得交点.
利用三角形面积坐标公式得
=,
用化简式子得.
令,因为,所以,则.
令,,,令,
即单调递增;单调递减.
所以 ,端点处 ,所以
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