8.8 直线与圆锥曲线的位置关系课件——2027届高三数学一轮复习

2026-06-05
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摘要:

该高中数学高考复习课件聚焦“直线与圆锥曲线的位置关系”专题,依据高考评价体系梳理了位置关系判断、弦长计算、中点弦问题三大核心考点,通过近五年真题分析明确位置关系判断占30%、弦长问题占40%、中点弦问题占30%的权重分布,归纳出选择、填空、解答题三类常考题型,构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题溯源+方法建模+素养提升”策略,如结合2023年全国乙卷中点弦问题,用点差法推导斜率关系培养数学思维,针对双曲线与渐近线平行的易错点设置辨析训练,提供弦长公式“联立—韦达—代入”答题模板。助力学生掌握解题技巧,教师可据此精准突破高频考点,提升复习效率。

内容正文:

第八节 直线与圆锥曲线的位置关系 1 知识清单 1.直线与圆锥曲线的位置判断 将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去y(或x),得到关于x(或y)的一元二次方程,则直线与圆锥曲线相交⇔Δ______0;直线与圆锥曲线相切⇔Δ________0;直线与圆锥曲线相离⇔Δ________0. > = < 返回导航 2 剖析  (1)与双曲线渐近线平行的直线与双曲线相交,有且只有一个交点. (2)与抛物线的对称轴平行的直线与抛物线相交,有且只有一个交点. 返回导航 3 2.弦长公式 已知A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的斜率为k(k≠0), 则|AB|= = =_________________________________, 或|AB|= =_____________________________. 返回导航 4 【常用结论】 (1)已知M,N是椭圆C:=1(a>b>0)上的两点,点O为坐标原点,且P是M,N的中点,则;若曲线为双曲线,其余条件不变,则kMN·kOP=. (2)若曲线为抛物线,P(x0,y0)为弦MN的中点;kMN=(开口向右),kMN=-(开口向左),kMN=(开口向上),kMN=-(开口向下). 返回导航 5 自主诊断 1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)过点的直线一定与椭圆+y2=1相交.(  ) (2)直线与抛物线只有一个公共点,则该直线与抛物线相切.(  ) (3)与双曲线渐近线平行的直线一定与双曲线有公共点.(  ) (4)圆锥曲线的通径是所有的焦点弦中最短的弦.(  ) √ × √ √ 返回导航 6 2.(人教A版选修一P114例7改编)直线y=kx+2与椭圆=1有且只有一个交点,则k的值是(  ) A.  B.-  C.±  D.± 答案:C 返回导航 7 3.(人教A版选修一P126例6)过双曲线=1的右焦点F2,倾斜角为30°的直线交双曲线于A,B两点,则|AB|=(  ) A. B. C. D. 答案:D 返回导航 8 返回导航 9 4.(人教A版选修一P135例4)垂直于x轴的直线交抛物线y2=4x于A,B两点,且|AB|=,则直线AB的方程为(  ) A.x-3=0 B.x+3=0 C.y-3=0 D.y+3=0 答案:A 返回导航 10 命题点一 直线与圆锥曲线位置关系的判断 例1 (1)已知直线l:y=k(x-1),“k=或k=-”是“直线l与双曲线=1有且仅有一个公共点”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:A  返回导航 11 (2)直线l过点P(2,4)且与抛物线y2=8x只有一个公共点,则直线l的方程为__________________________. 答案:y=4或x-y+2=0 返回导航 12 返回导航 13 返回导航 14 学霸笔记:在判断直线和圆锥曲线的位置关系时,先联立方程组,再消去x(或y),得到关于y(或x)的方程,如果是直线与椭圆,则所得方程一定为一元二次方程;如果是直线与双曲线或抛物线,则需讨论二次项系数等于零和不等于零两种情况,只有二次方程才有判别式,另外还应注意斜率不存在的情形. 返回导航 15  跟踪训练 (1)(衔接·人教A版选修一P114例7)已知直线l:4x-5y+m=0和椭圆C:=1有两个公共点,则m的取值范围是(  ) A.(-∞,-25)∪(25,+∞) B.[-25,25] C.{-25,25} D.(-25,25) 答案:D  返回导航 16 返回导航 17 (2)(衔接·人教A版选修一P145复习参考题T4)已知直线y=kx-1与双曲线x2-y2=4没有公共点,则k的取值范围是________. 返回导航 18 命题点二 弦长问题 例2 (2025·全国Ⅱ卷)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,长轴长为4. (1)求C的方程; 返回导航 19 (2)过点(0,-2)的直线l与C交于A,B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积为. 返回导航 20 返回导航 21 学霸笔记: (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)若直线经过的定点在y轴上且斜率存在,一般设为斜截式方程y=kx+b,再利用弦长公式求解. (3)若直线经过的定点在x轴上且斜率不为0,一般设为x=ty+m,再利用弦长公式求解. 返回导航 22  跟踪训练 已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为. (1)求双曲线C的方程; 返回导航 23 (2)若直线y=x+m被双曲线C截得的弦长为,求实数m的值.   返回导航 24 命题点三 中点弦问题 例3 (1)(链接·2023年全国乙卷)设A,B为双曲线x2-=1上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是(  ) A.(1,1) B.(-1,2) C.(1,3) D.(-1,-4) 答案:D  返回导航 25 返回导航 26 返回导航 27 (2)(链接·2022年新高考Ⅱ卷)已知直线l与椭圆=1在第一象限交于A,B两点,l与x轴、y轴分别交于M,N两点,且|MA|=|NB|,|MN|=2,则l的方程为______________. 返回导航 28 返回导航 29  真题探源 (源自人教A版选修一P128T13)已知双曲线x2-=1,过点P(1,1)的直线l与双曲线相交于A,B两点,P能否是线段AB的中点?请说明理由. 返回导航 30 返回导航 31 学霸笔记:(1)根与系数的关系法:联立直线与圆锥曲线的方程得到方程组,消元得到一元二次方程后,由根与系数的关系及中点坐标公式求解. (2)点差法:设直线与圆锥曲线的交点(弦的端点)坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),将这两点坐标分别代入圆锥曲线的方程,并对所得两式作差,得到一个与弦AB的中点和直线AB斜率有关的式子,可以大大减少计算量. 返回导航 32 1.已知F为抛物线C:y2=8x的焦点,过F的直线交C于A,B两点,若弦AB的中点的横坐标为4,则|AB|=(  ) A.8 B.10 C.12 D.16 答案:C 解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),则=4,所以x1+x2=8,由抛物线的焦点弦公式可得|AB|=x1+x2+4=12.故选C. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 33 2.已知双曲线x2-=1的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=x与双曲线的右支交于点P,则=(  ) A.1 B.0 C.-1 D.-2 答案:C 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 34 解析:由题意F1(-2,0),F2(2,0),联立可得x=y=或x=y=-,因为点P是直线y=x与双曲线的右支交点,所以P.==,所以=+=-1.故选C. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 35 3.(2026·鹰潭模拟)已知椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,椭圆上任意一点到F1,F2的距离之和为4,过焦点F2且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,若线段AB的长为3,则椭圆C的方程为(  ) A.=1 B.+y2=1 C.=1 D.=1 答案:C 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 36 解析:因为椭圆上任意一点到F1,F2的距离之和为4,由椭圆的定义得2a=4,即a=2,令椭圆C:=1(a>b>0)的半焦距为c(c>0),则F2(c,0),则直线AB:x=c,由解得==3,则b2=3,所以椭圆C的方程为=1.故选C. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 37 4.已知双曲线C:x2-=1的左、右顶点分别为点A,B,点P在双曲线的右支上且异于点B.若直线AP的斜率的取值范围是,则直线BP的斜率的取值范围是(  ) A.[4,8] B.(2,4]∪[8,+∞) C.(4,8) D.(0,4]∪[8,+∞) 答案:A 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 38 解析:由双曲线方程C:x2-=1可得A(-1,0),B(1,0),设P(x0,y0),则=1,即.所以kAP·kBP==4,所以kBP=.又,所以kBP∈[4,8].故选A. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 39 5.(2026·曲靖模拟)设抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,直线x-y-1=0经过焦点F,且与E相交于A,B两点,分别过A,B作l的垂线,垂足分别为P,Q,设PQ的中点为R,则|RF|=(  ) A.2 B.3 C.2 D.2 答案:C 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 40 解析:直线x-y-1=0过焦点,则F(1,0),故抛物线E的方程为y2=4x,准线l:x=-1,设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程消去x得y2-4y-4=0,故y1+y2=4,由题设知R的纵坐标与AB的中点纵坐标相等,且R在准线上,而=2,故R(-1,2),所以|RF|=.故选C. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 41 6.椭圆E:=1与曲线H:xy=k在第一象限内交于P,Q两点,则直线PQ的斜率为(  ) A.- B.- C.- D.- 答案:D 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 42 解析:不妨设P(x1,y1),Q(x2,y2)(0<x1<x2),则直线PQ的斜率kPQ=,将xy=k与=1联立,得=1,即3x4-12x2+4k2=0,由韦达定理得(x1x2)2=,所以,又kPQ<0,所以kPQ=-.故选D. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 43 7.过P点可以作双曲线x2-y2=1的两条切线,则P点坐标可以是(  ) A.(0,0) B. C. D.(1,0) 答案:B 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 44 解析:对于A,设过点(0,0)的切线为y=kx,代入x2-y2=1化简整理有(1-k2)x2-1=0,1-k2≠0得k≠±1,Δ=4(1-k2)=0得k=±1,故A错误;对于B,设斜率为k,则过点的直线方程为y-1=k,联立得-k(2-k)x+k-k2-2=0,则由Δ=k2(2-k)2-4(1-k2)=-3k2-4k+8=0⇒3k2+4k-8=0⇒Δ=16+4×3×8=16×7>0,所以过点有两条切线,故B正确;对于C,因为双曲线x2-y2=1的两条渐近线为y=±x,又因为在直线y=x上,所以过点的切线有且只有一条,故C错误;对于D,因为(1,0)在双曲线上,所以过点(1,0)的切线有且只有一条,故D错误.故选B. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 45 8.已知椭圆+y2=1,斜率为k且不经过原点O的直线l与椭圆相交于A,B两点,M为线段AB的中点,则下列结论正确的是(  ) A.直线AB与OM垂直 B.若点M的坐标为,则直线l的方程为x+2y-2=0 C.若直线l的方程为y=x+1,则点M的坐标为 D.若直线l过椭圆的焦点,则1<|AB|<4 答案:BD 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 46 解析:对于A,设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),则两式相减得(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0,因此,即kAB·kOM=-≠-1,直线AB与OM不垂直,A错误;对于B,由点M,得kOM=,则kAB=-,则直线l的方程为y-(x-1),即x+2y-2=0,B正确; 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 47 对于C,由直线l的方程为y=x+1,得kOM=-,点M的坐标不可能为,C错误;对于D,过椭圆=1(a>b>0)焦点的弦中,最短弦长为通径长,最长弦长为长轴长2a,而椭圆+y2=1最短弦长为1,最长弦长为4,又直线l的斜率存在且不过原点,则1<|AB|<4,D正确.故选BD. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 48 9.(2026·长沙模拟)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则(  ) A.抛物线C的准线方程为x=-4 B.若|AF|=8,则x1=6 C.|AF||BF|的最大值为16 D.∠AOB为钝角 答案:BD 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 49 解析:如图,对于A,抛物线C:y2=8x的焦点F(2,0),准线方程为x=-2,A错误; 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 50 对于B,|AF|=x1+2,而|AF|=8,则x1=6,B正确;显然直线l不垂直于y轴,设其方程为x=ty+2,由消去x得y2-8ty-16=0,则y1+y2=8t,y1y2=-16,x1+x2=t(y1+y2)+4=8t2+4,x1x2==4,对于C,|AF||BF|=(x1+2)(x2+2)=x1x2+2(x1+x2)+4=8+8(2t2+1)≥16,当且仅当t=0时等号成立,C错误;对于D,=x1x2+y1y2=-12<0,则∠AOB为钝角,D正确.故选BD. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 51 10.若过点P(1,n)的任意直线均与椭圆=1相交,则实数n的取值范围是________. 答案: 解析:若过点P(1,n)的任意直线均与椭圆=1相交(非相切),说明点P必须在椭圆内部,得到<1,解得n∈. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 52 11.过双曲线x2-=1的右焦点F作斜率为正的直线交渐近线于A,B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积为16,则直线AB的斜率为________.   答案:2或 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 53 解析:双曲线的渐近线方程为y=x和y=-x,设直线AB的方程为y=kx-2k,由和解得yA=,因为△OAB的面积为16,所以=16=,解得k=2或k=. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 54 四、解答题(共28分) 12.(13分)(2026·绥化模拟)已知椭圆C:=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M是椭圆C上一点,且△MF1F2的周长是4+2,椭圆C的离心率为. (1)求椭圆C的方程; 答案:设椭圆的焦距为2c,由题意可得 解得a=2,c=,所以b2=a2-c2=1,所以椭圆C的方程为+y2=1. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 55 (2)已知O为坐标原点,过点P(4,0)的直线l与椭圆C相交于A,B两点,且. 答案:由题意可知直线l的斜率存在,设为k,所以直线l的方程为y=k(x-4).设A(x1,y1),B(x2,y2),由得(1+4k2)x2-32k2x+64k2-4=0, 所以x1+x2=,由Δ>0得0≤. 由=x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2-4k2(x1+x2)+16k2=, 得k2=,满足Δ>0,所以x1+x2=,x1x2=0, 所以|AB|=. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 56 13.(15分)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,焦距为4. (1)求双曲线C的方程; 答案:由题意知, 解得a2=16,b2=4,c2=20,故双曲线C的方程为=1. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 57 (2)过点A(6,1)作直线与双曲线C相交于M,N两点,且A为线段MN的中点,求这条直线的方程. 答案:①当过点A的直线斜率不存在时,若点A为MN的中点, 则点A必在x轴上,这与A(6,1)矛盾; ②当过点A的直线斜率存在时,设斜率为k(k≠0),则直线方程为y-1=k(x-6), 设M(x1,y1),N(x2,y2),因为点A(6,1)为线段MN的中点, 所以x1+x2=12,y1+y2=2, 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 58 因为M,N在双曲线=1上,所以 则(x1-x2)(x1+x2)+4(y2-y1)(y2+y1)=0, 所以k=, 则所求直线方程为y-1=(x-6),即3x-2y-16=0.经检验此时直线与双曲线有两个交点,满足题意. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 59 14.(15分)已知O为坐标原点,过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F的直线交抛物线C于A,B两点(点A在第一象限). (1)若∠AFO=120°,|AF|=4,求p的值; 答案:因为点A在第一象限,∠AFO=120°,则p>0, 焦点F,准线x=-,直线lAB:y=, 联立得12x2-20px+3p2=0,解得xA=, 由|AF|=xA+=2p=4,得p=2. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 60 (2)设点M为抛物线准线与x轴的交点,求kMA+kMB.   答案:因为点A在第一象限,则p>0,焦点F,点 设点A,B,直线lAB:x=my+, 联立得y2-2mpy-p2=0, 所以y1+y2=2mp,y1y2=-p2, 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 61 则kMA+kMB==2p =2p· =2p· =2p·=0. 综上,kMA+kMB的值为0. 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 1 62 解析:由得(2+3k2)x2+12kx+6=0,由题意知Δ=(12k)2-4×6×(2+3k2)=0,解得k=±.故选C. 解析:由双曲线的方程得F1(-3,0),F2(3,0),直线AB的方程为y=(x-3) ①,将其代入双曲线方程消去y得5x2+6x-27=0,解得x1=-3,x2=,将x1,x2代入①得y1=-2,y2=-,故|AB|=.故选D. 解析:设直线AB的方程为x=a,a>0,代入y 2=4x,得y=±2.因为|AB|=4,所以4=4,得a=3,故直线AB的方程为x-3=0.故选A. 解析:(1)联立消去y得(k2-1)x2-2k2x+k2+4=0,当k=±1时,有-2x+5=0,解得x=,此时直线l与双曲线-=1有且仅有一个公共点;当k≠±1时,令Δ=4k4-4(k2-1)(k2+4)=0,化简得3k2=4,即k=±.综上所述,当k=±1或k=±时,直线l与双曲线-=1有且仅有一个公共点,故“k=或k=-”是“直线l与双曲线-=1有且仅有一个公共点”的充分不必要条件.故选A. (2)若直线l的斜率不存在,显然不符合题意,故直线l的斜率存在,设直线l的斜率为k. ①当k=0时,符合题意,直线l的方程为y=4. ②当k≠0时,由消去x得ky2-8y+32-16k=0,由Δ=0,得k=1,所以直线l的方程为x-y+2=0.综上,直线l的方程为y=4或x-y+2=0. 解析:由方程组消去y得25x2+8mx+m2-225=0. ① 方程①的根的判别式Δ=64m2-4×25×(m2-225)=36×(252-m2).由Δ>0,得-25<m<25,此时方程①有两个不相等的实数根,直线l与椭圆C有两个不同的公共点.故选D. 答案:(-∞,-)∪(,+∞) 解析:由题意,将直线方程代入双曲线方程可得(1-k2)x2+2kx-5=0,当1-k2=0,即k=±1时,不符合条件;当1-k2≠0时,由Δ=20-16k2<0,解得k>或k<-.故k的取值范围为(-∞,-)∪(,+∞). 答案:因为长轴长为4,故a=2,而离心率为,故c=, 故b=,故椭圆C的方程为+=1. 答案:由题设直线AB的斜率不为0,故设直线l:x=t(y+2),A(x1,y1),B(x2,y2), 由可得(t2+2)y2+4t2y+4t2-4=0, 故Δ=16t4-4(t2+2)(4t2-4)=4(8-4t2)>0,即-<t<, 且y1+y2=-,y1y2=, 故S△OAB=×|2t|×|y1-y2|=|t|==, 解得t=±,故|AB|=|y1-y2|= ×= ×=. 答案:∵双曲线C:-=1(a>0,b>0)的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为,∴解得a=1,b=,所求双曲线C的方程为x2-=1. 答案:联立得x2-2mx-m2-2=0, ∵直线y=x+m被双曲线C截得的弦长为8, ∴Δ=4m2+4m2+8>0, 设直线与双曲线交于A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1+x2=2m,x1x2=-m2-2,则×=8⇒m=±. 解析:(1)结合选项可知,直线AB的斜率存在且不为零. 设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为M(x0,y0),由点A,B在双曲线上,得两式作差,得x-x=,即(x1-x2)(x1+x2)=, 化简得=9,即·=kAB·=9,因此kAB=9·. 由双曲线方程可得渐近线方程为y=±3x,如图, 对于A,因为kAB=9×=9>3,所以直线AB与双曲线无交点,不符合题意;对于B,因为kAB=9×=-<-3,所以直线AB与双曲线无交点,不符合题意;对于C,kAB=9×=3,此时直线AB与渐近线y=3x平行,与双曲线不可能有两个交点,不符合题意;对于D,因为kAB=9×=<3,所以直线AB与双曲线有两个交点,满足题意.故选D. 答案:x+y-2=0 解析:取线段AB的中点E,连接OE(O为坐标原点).因为|MA|=|NB|,所以|ME|=|NE|.设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意可得×===-,即kOE·kAB=-.设直线AB的方程为y=kx+m,k<0,m>0.令x=0,则y=m.令y=0,则x=-.所以点E的坐标为(-,),所以k×=-k2=-,解得k=-,所以m2+2m2=12,解得m=2,所以直线AB的方程为y=-x+2,即x+y-2=0. 答案:这样的直线l不存在. 理由:设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1≠x2, 代入双曲线方程得x-=1,x-=1, 两式相减得x-x=-,可得(x1-x2)(x1+x2)=. 若P是线段AB的中点,则x1+x2=2,y1+y2=2,∴=2,得直线AB的斜率为2,∴直线AB的方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.联立得2x2-4x+3=0,则Δ=16-4×2×3=-8<0,方程无解,∴直线l不存在. $

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8.8 直线与圆锥曲线的位置关系课件——2027届高三数学一轮复习
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