内容正文:
第14讲 直线和圆锥曲线的位置关系
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识梳理 3
知识点一:直线与椭圆的位置关系 3
知识点二、直线与双曲线的位置关系 4
知识点三、直线与抛物线的位置关系 5
03 题型精讲举一反三 6
题型 1:直线与椭圆位置关系 6
题型 2:椭圆弦长问题 6
题型 3:椭圆综合问题 7
题型 4:直线与双曲线位置关系 8
题型 5:双曲线弦长问题 9
题型 6:双曲线综合问题 9
题型 7:直线与抛物线位置关系 11
题型 8:抛物线弦长问题 11
题型 9:抛物线综合问题 12
题型 10:定点问题 13
题型 11:定值问题 15
题型 12:面积问题 16
题型 13:向量问题 19
题型 14:中点弦问题 21
04 过关测试 24
知识点一:直线与椭圆的位置关系
平面内点与椭圆的位置关系
椭圆将平面分成三部分:椭圆上、椭圆内、椭圆外,因此,平面上的点与椭圆的位置关系有三种,任给一点M(x,y),
若点M(x,y)在椭圆上,则有;
若点M(x,y)在椭圆内,则有;
若点M(x,y)在椭圆外,则有.
直线与椭圆的位置关系
将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
①Δ>0直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②Δ=0直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③Δ<0直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
直线与椭圆的相交弦
设直线交椭圆于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
知识点二、直线与双曲线的位置关系
直线与双曲线的位置关系
将直线的方程与双曲线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
若即,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若即,
①Δ>0直线和双曲线相交直线和双曲线相交,有两个交点;
②Δ=0直线和双曲线相切直线和双曲线相切,有一个公共点;
③Δ<0直线和双曲线相离直线和双曲线相离,无公共点.
直线与双曲线的相交弦
设直线交双曲线于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
双曲线的中点弦问题
遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解.
在双曲线中,以为中点的弦所在直线的斜率;
涉及弦长的中点问题,常用“点差法”设而不求,将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来相互转化,同时还应充分挖掘题目的隐含条件,寻找量与量间的关系灵活转化,往往就能事半功倍.
解题的主要规律可以概括为“联立方程求交点,韦达定理求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.
知识点三、直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线的位置关系
将直线的方程与抛物线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
若,直线与抛物线的对称轴平行或重合,直线与抛物线相交于一点;
若
①Δ>0 直线和抛物线相交,有两个交点;
②Δ=0直线和抛物线相切,有一个公共点;
③Δ<0直线和抛物线相离,无公共点.
直线与抛物线的相交弦
设直线交抛物线于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
抛物线的焦点弦问题
已知过抛物线的焦点F的直线交抛物线于A、B两点。
设A(x1,y1),B(x2,y2),则:
① 焦点弦长
②
③,其中|AF|叫做焦半径,
④焦点弦长最小值为2p。根据时,即AB垂直于x轴时,弦AB的长最短,最短值为2p。
题型 1:直线与椭圆位置关系
例1.(2026·高二·河南·阶段检测)直线与椭圆的位置关系为( )
A.与k的值有关 B.相切 C.相离 D.相交
例2.(2026·高二·陕西汉中·阶段检测)已知椭圆(且)与直线相交于A,B两点,且线段AB的中点的横坐标为1,则( )
A.1 B.2 C.3 D.5
例3.直线与曲线()的公共点的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式1.(2026·河北·模拟预测)已知椭圆C:与直线相切,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
变式2.(2026·高二·浙江温州·期末)已知直线与曲线有两个公共点,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型 2:椭圆弦长问题
例4.(2026·高二·江苏南京·期末)过椭圆的一个焦点作长轴的垂线与椭圆相交于,两点,则( )
A. B. C. D.3
例5.(2026·高二·福建泉州·期末)过椭圆的一个焦点作轴的垂线,若交于,两点,则( )
A. B. C. D.
例6.(2026·高二·北京·期中)过椭圆焦点且与椭圆长轴垂直的直线与椭圆相交于A、B两点,则等于( )
A.4 B. C.1 D.
变式3.(2026·高二·山东德州·期中)经过椭圆的左焦点作倾斜角为45°的直线l,直线l与椭圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
题型 3:椭圆综合问题
例7.(2026·高二·云南昭通·阶段检测)已知点是圆上的动点,点在轴上的射影为,点满足,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若斜率为1的直线与轴交于点,与交于,两点,求的取值范围.
例8.(2026·高二·上海·期末)已知曲线上动点到两点,的距离之和为4,直线和曲线相交于两点,为坐标原点.
(1)写出曲线的方程;
(2)若以为直径的圆经过原点,求实数的值.
例9.(2026·高二·河北石家庄·期中)已知椭圆C的左、右焦点分别为,点A是C上位于第一象限的点,,点在C上.
(1)求C的方程;
(2)设,直线的斜率分别为,求的取值范围;
(3)设直线与C交于P,Q两点,线段的中点为H,若,求k的值.
变式4.(2026·高二·江西宜春·期中)已知椭圆的右焦点为,右顶点为,
(1)求椭圆的标准方程;
(2)倾斜角为45°的直线交该椭圆于两点,且,求直线方程.
题型 4:直线与双曲线位置关系
例10.(2026·高二·黑龙江哈尔滨·期末)直线与双曲线交于不同的两点,则斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
例11.(2026·高二·河北石家庄·阶段检测)已知直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例12.(2026·高三·辽宁鞍山·开学考试)已知双曲线与直线无交点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式5.(2026·高二·全国·单元测试)直线与双曲线的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
变式6.(2026·高二·广东湛江·期中)若双曲线的离心率为,右焦点为,点的坐标为,则直线(为坐标原点)与双曲线的交点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.不确定
题型 5:双曲线弦长问题
例13.(2026·高二·河北唐山·期末)在双曲线的两支上各取一点,则的最小值为( )
A.6 B.9 C.14 D.18
例14.(2026·高二·四川成都·期末)设为双曲线上的两点,线段的中点为,则( )
A. B. C. D.
例15.(2026·高二·重庆渝中·期中)已知双曲线,过左焦点的直线与双曲线交于两点.若存在4条直线满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式7.过双曲线的左焦点F1,作倾斜角为的直线与双曲线交于A,B两点,则=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
题型 6:双曲线综合问题
例16.(2026·高二·湖北孝感·期末)已知双曲线:与双曲线的渐近线相同,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知双曲线的左、右焦点分别为、,直线经过,倾斜角为,与双曲线交于、两点,求的面积.
例17.(2026·高二·上海·期中)已知双曲线的方程为.
(1)求的渐近线方程;
(2)经过点的直线交于两点,且为线段的中点,
①求的方程;②求.
例18.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,实轴长为,双曲线的一条渐近线为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)为坐标原点,点、、是双曲线上不同的三点,且、两点关于轴对称,的外接圆经过点.
①求证:直线与圆相切;
②直线与渐近线交于,两点,求的取值范围.
变式8.(2026·高二·安徽·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,点在上,直线与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若线段的中点坐标为,求直线的方程;
(3)若为的左顶点,直线过的右焦点,,都在的右支上,的面积为,为坐标原点,求.
题型 7:直线与抛物线位置关系
例19.已知抛物线与斜率为的直线恰有一个公共点,则点的纵坐标为( )
A. B. C. D.
例20.(2026·天津·二模)“”是“直线与抛物线只有一个公共点”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
例21.(2026·高二·上海·阶段检测)已知抛物线方程,过点的直线与抛物线只有一个交点,这样的直线有( )条
A.0 B.1 C.2 D.3
变式9.(2026·高二·江西·阶段检测)直线与抛物线:的图象相切,则的准线方程为( )
A. B. C. D.
题型 8:抛物线弦长问题
例22.(2026·高二·福建厦门·期中)过抛物线的焦点作直线交抛物线于,两点,如果,且,那么抛物线方程为( )
A. B. C. D.
例23.(2026·高二·天津·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点A在抛物线上,O是坐标原点,若的面积为,则长度为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
例24.已知抛物线的焦点为F,过点F且斜率大于0的直线l交C于A,B两点,若,则l的斜率为( )
A. B. C. D.
变式10.已知抛物线,直线经过抛物线的焦点,且与相交于,两点.若,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
变式11.(2026·高二·全国·单元测试)已知O为坐标原点,F是抛物线C:的焦点,A,B是C上位于x轴异侧的两点,且,,则的面积为( )
A. B. C. D.
题型 9:抛物线综合问题
例25.(2026·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线:右顶点与抛物线的焦点重合,且点在双曲线上.
(1)求的标准方程;
(2)设直线与双曲线的右支相交于,两点,点为的中点.
①设的斜率为,求的值;
②若的面积为,射线交于点,设,求的值.
例26.(2026·高二·湖北武汉·期末)设平面内动点到点、距离之差为.
(1)若,过点且斜率为2的直线交点的轨迹于、两点,求线段的长.
(2)若存在点到、轴的距离之比为,求的取值范围.
例27.(2026·高二·河南新乡·期末)已知双曲线(,)的右焦点为,一条渐近线的方程为.
(1)求的方程.
(2)过直线上一点作直线,与交于,两点.
(i)证明:当时,必与原点重合;
(ii)求的最小值.
变式12.(2026·上海·模拟预测)已知抛物线的焦点为.
(1)求点到抛物线准线的距离;
(2)若过点的直线交抛物线于、两点,求的最小值;
(3)设直线与抛物线交于、两点,若,求线段中点到轴的距离的取值范围.
题型 10:定点问题
例28.(2026·高二·浙江杭州·期中)已知椭圆上的点到两焦点的距离之和为4,且右焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设、分别为椭圆的左右顶点,点为椭圆上异于、的动点,直线、分别与直线交于点、.求证:以为直径的圆交轴于两定点.
例29.(2026·高二·云南保山·期末)已知直线与抛物线相交于异于原点的、两点.
(1)若为正三角形,求的面积;
(2)若以为直径的圆经过原点,求证:直线恒过定点.
例30.(2026·高二·陕西商洛·期末)已知椭圆()的离心率为,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)椭圆C的左、右顶点分别为A,B两点,直线l交椭圆C于M,N两点(点M,N异于点A,B),直线,的斜率分别为,,且.证明:直线l过定点.
变式13.(2026·高二·湖北荆州·期末)已知抛物线C:的准线与x轴的交点为H,直线过抛物线C的焦点F且与C交于A,B两点,
(1)求的面积的最小值.
(2)若过点的动直线l交C于M,N两点,试问抛物线C上是否存在定点E,使得对任意的直线l,都有,若存在,求出点E的坐标;若不存在,则说明理由.
变式14.(2026·高二·福建厦门·期末)已知动圆与直线相切且与圆:外切.
(1)求圆心的轨迹的方程;
(2)直线过点且与轨迹交于两点,若的倾斜角为,求弦长的值;
(3)若是轨迹上两点,是坐标原点,直线,的斜率之积等于,求证:直线过定点.
题型 11:定值问题
例31.(2026·高二·四川宜宾·期末)已知双曲线:(,)的离心率为2,且经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过双曲线右焦点作直线与双曲线交于,两点,与双曲线的两条渐近线分别交于,两点.试问:是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.
例32.(2026·高二·广东深圳·期中)已知椭圆过,两点.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)设为第三象限内一点且在椭圆上.
(i)若,为椭圆的右焦点,直线与椭圆相交于另一点,求线段的长度;
(ii)直线与轴交于点,直线与轴交于点,求证:四边形的面积为定值.
例33.(2026·高二·安徽蚌埠·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且C过点.
(1)求C的方程.
(2)设C的右焦点为F,过点F的直线l与C交于A,B两点,O为坐标原点.
(ⅰ)若l不与x轴重合且斜率存在,线段AB的中点为M,证明:直线OM与AB的斜率之积为定值.
(ⅱ)是否存在这样的l,使得以OA,OB为邻边的平行四边形OAPB为矩形?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由.
变式15.(2026·高二·北京海淀·期中)已知椭圆的离心率,点在上,直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当为何值时,为定值.
变式16.(2026·高二·浙江杭州·期中)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,抛物线的焦点在双曲线上,过点的直线与双曲线交于,两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)证明:直线与直线的斜率之积为定值.
题型 12:面积问题
例34.(2026·山西忻州·模拟预测)已知椭圆.过点的直线与椭圆交于两点,设为线段的中点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)求面积的最大值,其中为坐标原点.
例35.(2026·高二·福建厦门·期中)已知椭圆C:(a>b>0)的左、右焦点分别为,离心率为,且点P在C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过左焦点且斜率为的直线l与椭圆C交于A,B两点,求内切圆的面积.
例36.(2026·高二·河南·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且的焦点与双曲线的焦点重合.
(1)求的方程;
(2)若过点且与的一条渐近线平行的直线与交于,两点,为坐标原点,求的面积.
变式17.(2026·高二·四川成都·期中)已知椭圆:的离心率为,为坐标原点,是平面内一点,是椭圆上一点,若.
(1)求椭圆的方程.
(2)直线:与椭圆交于,,线段的中点为,若,,三点共线,
①求的值;
②试问:是否存在,使得的面积取到最大值,若存在,求出此时的值;若不存在,说明理由.
变式18.(2026·高二·陕西汉中·期中)已知椭圆的离心率为,其左焦点为.点,过点的直线(不垂直于坐标轴)与交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:;
(3)求面积的最大值.
变式19.(2026·高二·四川德阳·期末)已知有公共焦点的椭圆()与抛物线()交于点.
(1)求椭圆与抛物线的标准方程;
(2)过与抛物线相切的直线交椭圆于另一点,求的面积.
变式20.(2026·高二·上海闵行·期中)将以坐标原点为顶点,以轴为对称轴,并经过点的抛物线记作.斜率为且不经过点的直线与抛物线相交于、两点,设、的斜率分别为、.
(1)求抛物线的方程;
(2)判断是否为定值.如果是,求出的值.如果不是,请说明理由;
(3)若直线在轴上的截距,求面积的最大值.
变式21.(2026·高二·上海·期中)如图所示,椭圆,左右焦点分别记作、,过、分别作直线,交椭圆于、,且.
(1)当直线的斜率时,求直线的斜率;
(2)求四边形面积的最大值.
题型 13:向量问题
例37.(2026·高二·江苏盐城·期末)已知椭圆:()经过,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设斜率为1的直线交椭圆于,两点.
(i)若直线经过椭圆的右焦点,求的面积;
(ii)求的最小值.
例38.(2026·重庆·模拟预测)已知椭圆的四个顶点围成的四边形面积为,离心率.
(1)求出椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的上焦点作直线与椭圆交于,两点,是否存在直线使得?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
例39.(2026·高二·湖南长沙·期中)已知椭圆经过点为椭圆的左、右两个焦点,.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过右焦点作直线与椭圆C交于两点(点A位于x轴上方),是否存在直线,使得?若存在,请求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
变式22.(2026·高二·湖南长沙·期末)已知双曲线的一条渐近线的斜率为左、右焦点分别为
(1)求C的方程;
(2)设x轴上方的点A,B分别在C的左支与右支上,若求直线的方程.
变式23.(2026·高二·内蒙古呼和浩特·期末)已知双曲线与有相同的渐近线,且过点.
(1)求的方程;
(2)设为双曲线上任一点,为双曲线右焦点,到直线的距离为,求的值;
(3)已知为坐标原点,直线与交于两点,且,求的值.
题型 14:中点弦问题
例40.(2026·高二·山东·期末)(1)已知椭圆,过点的直线与椭圆交于两点,若为的中点,求直线的方程;
(2)设椭圆,弦过定点,且满足,若,求的取值范围.
例41.(2026·高二·天津武清·阶段检测)顺次连接椭圆的四个顶点恰好构成了一个边长为且面积为的菱形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)倾斜角为的直线过椭圆的右焦点,与椭圆交于点,求的面积;
(3)过点的直线与椭圆交于M、N两点,若恰好是线段MN的中点,求直线的方程.
例42.(2026·高二·黑龙江大庆·期末)椭圆的两个焦点是和,椭圆上的点到两个焦点的距离之和等于8,
(1)求椭圆的标准方程
(2)已知椭圆的弦的中点的坐标为,求直线的方程
变式24.(2026·高二·北京·期末)已知椭圆.
(1)求椭圆的短轴长和离心率;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,若弦的中点为,求直线的方程与弦的长.
变式25.(2026·高二·河南郑州·期末)设动点与定点的距离和到直线的距离的比是.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)过点的直线与动点的轨迹相交于两点,且恰好是线段的中点,求直线的方程.
变式26.(2026·高二·河北邢台·期末)已知定点,定直线,过平面内一动点作直线的垂线,垂足为,使.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若直线与动点的轨迹相交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求直线的方程.
变式27.(2026·高二·贵州安顺·期末)已知,直线,相交于点,且它们的斜率之积是4.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)过点能否作一条直线与轨迹交于,两点,且是线段的中点?若能,求出直线的方程;若不能,说明理由.
变式28.(2026·高二·河南郑州·期末)已知动点到直线的距离与到点距离相等,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线交于两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
变式29.(2026·高二·河北邯郸·阶段检测)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知直线交曲线于两点,且的中点为,求直线的方程.
1.(2026·高二·江西·期末)直线与椭圆()的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
2.直线与椭圆总有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C.且 D.且
3.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知椭圆,直线与椭圆交于两点,则线段长为( )
A. B. C. D.
4.已知斜率为1的直线与椭圆相交于,两点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
5.(2026·高三·全国·三轮复习)过双曲线的右焦点作直线l交双曲线于两点,若,则这样的直线有( )条.
A.0 B.1 C.2 D.3
6.(2026·高二·广东潮州·期末)已知双曲线的一条渐近线为,过双曲线的右焦点作轴的垂线,交双曲线于两点,则弦的长度为( )
A. B. C.2 D.1
7.(2026·高二·北京延庆·期末)已知直线和抛物线,那么“与相切”是“与只有一个公共点”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
8.(2026·高二·陕西榆林·阶段检测)已知抛物线与直线无公共点,则实数可以为( )
A. B. C. D.2
9.(2026·广东·模拟预测)若圆上点处的切线与抛物线有且仅有一个公共点,则( )
A. B. C. D.
10.已知抛物线的焦点为F,过F作C的对称轴的垂线,与C交于A、B,则( )
A.8 B.4 C.2 D.1
11.(2026·高二·北京·期中)已知椭圆的离心率为,过焦点且与轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为3.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆相切于点,与直线相交于点.在轴是否存在定点,使?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
12.(2026·高二·山东潍坊·期末)已知双曲线:的左、右焦点分别为,离心率为,且经过点.
(1)求的方程;
(2)设是上的动点,直线和分别与直线交于点.若与的面积相等,求点的坐标.
13.(2026·高二·吉林长春·期中)已知曲线的焦点为且过点,是其上一点.
(1)求的焦点坐标;
(2)作曲线在点处的切线,由点作的垂线,垂足为,若,求点的坐标.
14.(2026·高二·重庆·阶段检测)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·高二·上海·期末)已知抛物线,定点;
(1)过点A且过抛物线C的焦点F的直线,交抛物线C于两点,求;
(2)求过点A且与抛物线C有且仅有一个公共点的直线方程;
16.(2026·高二·浙江杭州·期中)若抛物线E的顶点在原点,焦点在x轴上,开口向左,抛物线上一点M到其焦点的最小距离为,抛物线E与直线相交于A、B两点.
(1)求抛物线E的方程;
(2)求证:;
(3)若,求实数k的值.
17.(2026·高二·河南驻马店·开学考试)已知O为坐标系原点,过抛物线的焦点F的直线与抛物线交于,两点.
(1)求的值.
(2)若,求的面积与的面积的比值.
18.(2026·高二·辽宁锦州·期末)已知双曲线C过点,且渐近线方程为,抛物线()的焦点F与双曲线C的顶点重合,动直线l与抛物线D交于点M,N,与x轴交于点Q.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知点,若,试探究点Q是否为定点,如果是,求出点Q的坐标;如果不是,请说明理由.
19.(2026·高二·河北石家庄·期末)已知双曲线 C的渐近线方程为,且双曲线 C经过点
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若点 A、B、D分别为双曲线C上不同的三个点,且 B、D两点关于y轴对称,△ABD的外接圆经过原点 O,证明:原点 O到直线 AB的距离为定值.
20.(2026·河南周口·三模)已知椭圆:的左焦点为,短轴长是长轴长的.
(1)求的方程.
(2)过点的直线与交于,两点,点,从下列两个命题中选择一个正确的命题,并证明.
①直线与的斜率之和为定值;
②直线与的斜率之积为定值.
21.(2026·安徽阜阳·二模)已知双曲线C:的焦距为8,点在双曲线C的一条渐近线上.过双曲线C的左焦点F作直线l交双曲线C的左支于A,B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知点,直线交直线于点Q,设直线,的斜率分别为,,求证:为定值.
22.(2026·高二·贵州黔西南·阶段检测)已知双曲线的离心率是,焦距为6.
(1)求的方程;
(2)若直线与相交于两点,且(为坐标原点),求的方程.
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第14讲 直线和圆锥曲线的位置关系
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识梳理 3
知识点一:直线与椭圆的位置关系 3
知识点二、直线与双曲线的位置关系 4
知识点三、直线与抛物线的位置关系 5
03 题型精讲举一反三 6
题型 1:直线与椭圆位置关系 6
题型 2:椭圆弦长问题 8
题型 3:椭圆综合问题 9
题型 4:直线与双曲线位置关系 14
题型 5:双曲线弦长问题 16
题型 6:双曲线综合问题 18
题型 7:直线与抛物线位置关系 23
题型 8:抛物线弦长问题 24
题型 9:抛物线综合问题 27
题型 10:定点问题 32
题型 11:定值问题 38
题型 12:面积问题 44
题型 13:向量问题 54
题型 14:中点弦问题 59
04 过关测试 68
知识点一:直线与椭圆的位置关系
平面内点与椭圆的位置关系
椭圆将平面分成三部分:椭圆上、椭圆内、椭圆外,因此,平面上的点与椭圆的位置关系有三种,任给一点M(x,y),
若点M(x,y)在椭圆上,则有;
若点M(x,y)在椭圆内,则有;
若点M(x,y)在椭圆外,则有.
直线与椭圆的位置关系
将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
①Δ>0直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②Δ=0直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③Δ<0直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
直线与椭圆的相交弦
设直线交椭圆于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
知识点二、直线与双曲线的位置关系
直线与双曲线的位置关系
将直线的方程与双曲线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
若即,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若即,
①Δ>0直线和双曲线相交直线和双曲线相交,有两个交点;
②Δ=0直线和双曲线相切直线和双曲线相切,有一个公共点;
③Δ<0直线和双曲线相离直线和双曲线相离,无公共点.
直线与双曲线的相交弦
设直线交双曲线于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
双曲线的中点弦问题
遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解.
在双曲线中,以为中点的弦所在直线的斜率;
涉及弦长的中点问题,常用“点差法”设而不求,将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来相互转化,同时还应充分挖掘题目的隐含条件,寻找量与量间的关系灵活转化,往往就能事半功倍.
解题的主要规律可以概括为“联立方程求交点,韦达定理求弦长,根的分布找范围,曲线定义不能忘”.
知识点三、直线与抛物线的位置关系
直线与抛物线的位置关系
将直线的方程与抛物线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
若,直线与抛物线的对称轴平行或重合,直线与抛物线相交于一点;
若
①Δ>0 直线和抛物线相交,有两个交点;
②Δ=0直线和抛物线相切,有一个公共点;
③Δ<0直线和抛物线相离,无公共点.
直线与抛物线的相交弦
设直线交抛物线于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
抛物线的焦点弦问题
已知过抛物线的焦点F的直线交抛物线于A、B两点。
设A(x1,y1),B(x2,y2),则:
① 焦点弦长
②
③,其中|AF|叫做焦半径,
④焦点弦长最小值为2p。根据时,即AB垂直于x轴时,弦AB的长最短,最短值为2p。
题型 1:直线与椭圆位置关系
例1.(2026·高二·河南·阶段检测)直线与椭圆的位置关系为( )
A.与k的值有关 B.相切 C.相离 D.相交
【答案】D
【解析】设椭圆上的点为,则,,
而直线恒过定点,则该定点在椭圆的内部,
可得不论k为何值,直线与椭圆都相交,故D正确.
故选:D
例2.(2026·高二·陕西汉中·阶段检测)已知椭圆(且)与直线相交于A,B两点,且线段AB的中点的横坐标为1,则( )
A.1 B.2 C.3 D.5
【答案】B
【解析】设,两点的坐标分别为,,则,
又两式作差得,
故,所以,解得.
此时椭圆方程为,联立直线方程有,
,则此时直线与椭圆有两个交点,符合题意.
故选:B.
例3.直线与曲线()的公共点的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】取,原方程变为,两个椭圆与直线有4个公共点,
故选:D
变式1.(2026·河北·模拟预测)已知椭圆C:与直线相切,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】联立方程消去y后整理为,
有,
整理可得,由,有,
可得.
故选:B.
变式2.(2026·高二·浙江温州·期末)已知直线与曲线有两个公共点,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】直线过定点,曲线是椭圆的上半部分,
当直线l与椭圆上半部分有两个交点时,直线l的斜率k介于直线l与椭圆上半部分相切时的斜率
和直线l过椭圆上半部分右顶点时的斜率之间,直线l与椭圆上半部分相切时的斜率为,
直线l过椭圆上半部分右顶点时的斜率为,
所以k的取值范围为.
故选:B
题型 2:椭圆弦长问题
例4.(2026·高二·江苏南京·期末)过椭圆的一个焦点作长轴的垂线与椭圆相交于,两点,则( )
A. B. C. D.3
【答案】D
【解析】由题意得,,则通径长为.
故选:D
例5.(2026·高二·福建泉州·期末)过椭圆的一个焦点作轴的垂线,若交于,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据椭圆方程可得,则,解得
不妨设l过右焦点,A点在第一象限,则,
代入椭圆方程可得,
所以
故选:D.
例6.(2026·高二·北京·期中)过椭圆焦点且与椭圆长轴垂直的直线与椭圆相交于A、B两点,则等于( )
A.4 B. C.1 D.
【答案】C
【解析】由椭圆,可得,则,
联立方程组,解得,
如图所示,可得,所以.
故选:C.
变式3.(2026·高二·山东德州·期中)经过椭圆的左焦点作倾斜角为45°的直线l,直线l与椭圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在中,,,
所以,即,
故左焦点为,而,
故直线的方程为,
联立得,
,设,,
由韦达定理得,,
则由弦长公式得.
故选:B.
题型 3:椭圆综合问题
例7.(2026·高二·云南昭通·阶段检测)已知点是圆上的动点,点在轴上的射影为,点满足,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若斜率为1的直线与轴交于点,与交于,两点,求的取值范围.
【解析】(1)设,,因为为在轴上的射影,所以.
,得,即,即.
又因为在圆上,所以,
即,所以的方程为.
(2)设直线的方程为,,设,,
则,
.
由,得.
所以,即.
,.
所以
.
又,
所以,即.
所以的取值范围为.
例8.(2026·高二·上海·期末)已知曲线上动点到两点,的距离之和为4,直线和曲线相交于两点,为坐标原点.
(1)写出曲线的方程;
(2)若以为直径的圆经过原点,求实数的值.
【解析】(1)由题意知曲线是椭圆,
设椭圆的焦半距为,则由题设,得,,
所以,
故所求椭圆的方程为;
(2)若以为直径的圆经过原点,
设点,,,,
将直线的方程代入,
并整理,得,
则,.
因为以线段为直径的圆恰好经过坐标原点,
所以,即.
又,
于是,解得,
,
当时,,符合条件,
所以以为直径的圆经过原点,.
例9.(2026·高二·河北石家庄·期中)已知椭圆C的左、右焦点分别为,点A是C上位于第一象限的点,,点在C上.
(1)求C的方程;
(2)设,直线的斜率分别为,求的取值范围;
(3)设直线与C交于P,Q两点,线段的中点为H,若,求k的值.
【解析】(1)由题意得,即,
因为点在上,所以,
故的方程为;
(2)设,
则,
所以,
因为,所以,则,
所以的取值范围是;
(3)设,,则,
由,得,
所以,
,解得,
则,
因为,所以,
解得,满足,所以.
变式4.(2026·高二·江西宜春·期中)已知椭圆的右焦点为,右顶点为,
(1)求椭圆的标准方程;
(2)倾斜角为45°的直线交该椭圆于两点,且,求直线方程.
【解析】(1)由题可知,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)因为直线倾斜角为45°,所以直线的斜率为,
设直线的方程为,,
联立,消去并整理得:,
所以,
所以,
又,所以,
因为,所以,
所以,
所以,
,
,
,即,
解得或,
当时,直线的方程为,所以直线经过点,
此时或与点重合,不满足题意;
所以直线的方程为.
题型 4:直线与双曲线位置关系
例10.(2026·高二·黑龙江哈尔滨·期末)直线与双曲线交于不同的两点,则斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将直线代入双曲线中,整理得,
因为直线与双曲线交于不同的两点,
所以,,解得,
所以斜率的取值范围是.
故选:C.
例11.(2026·高二·河北石家庄·阶段检测)已知直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】联立方程,消去后整理为,
当时,或,
当时,,,,直线与双曲线只有1个交点,
当时,,,,直线与双曲线只有1个交点,
所以不满足条件;
当时,有,可得或.
故选:B
例12.(2026·高三·辽宁鞍山·开学考试)已知双曲线与直线无交点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,可得,
当时,,此时方程为一次方程,有一个解,不符合题意,
当时,即时,,
即,解得.
故选:B.
变式5.(2026·高二·全国·单元测试)直线与双曲线的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
【答案】C
【解析】方法一:由
可得,,
所以直线与双曲线有2个交点.
方法二:双曲线的渐近线为,
易知直线过双曲线的左顶点,且斜率为,
所以直线与双曲线有2个交点.
故选:C
变式6.(2026·高二·广东湛江·期中)若双曲线的离心率为,右焦点为,点的坐标为,则直线(为坐标原点)与双曲线的交点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.不确定
【答案】C
【解析】因为双曲线的离心率为,且右焦点为,
所以,所以,,
所以的坐标为,且双曲线的渐近线方程为,
又因为,所以直线与双曲线的交点个数为2个.
故选:C
题型 5:双曲线弦长问题
例13.(2026·高二·河北唐山·期末)在双曲线的两支上各取一点,则的最小值为( )
A.6 B.9 C.14 D.18
【答案】A
【解析】由得,即,
所以.
故选:A.
例14.(2026·高二·四川成都·期末)设为双曲线上的两点,线段的中点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设双曲线上的点,线段的中点为,则,
则,且,
两式相减,得,即,
则直线斜率,直线的方程为:,
由,消去,得,解得,
.
故选:B
例15.(2026·高二·重庆渝中·期中)已知双曲线,过左焦点的直线与双曲线交于两点.若存在4条直线满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意:若在同一支上,则;如果在两支上,则有;
因为存在4条直线满足,所以且,解得,
故选:C.
变式7.过双曲线的左焦点F1,作倾斜角为的直线与双曲线交于A,B两点,则=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】依题意,得双曲线的左焦点F1的坐标为,直线AB的方程为.
由得 .
设 ,
则,,所以
=3.
故选:B.
题型 6:双曲线综合问题
例16.(2026·高二·湖北孝感·期末)已知双曲线:与双曲线的渐近线相同,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知双曲线的左、右焦点分别为、,直线经过,倾斜角为,与双曲线交于、两点,求的面积.
【解析】(1)由题意设所求双曲线的方程为,
代入点得,解得,
所以双曲线的方程为,即.
(2)由(1)知,,,
由题意得直线的方程为,即.
设,,
联立,整理得,
,
则,,
则,
点到直线:的距离.
所以.
例17.(2026·高二·上海·期中)已知双曲线的方程为.
(1)求的渐近线方程;
(2)经过点的直线交于两点,且为线段的中点,
①求的方程;②求.
【解析】(1)由题意得,则双曲线C的渐近线方程为.
(2)①设,,直线l的斜率为k,
则,两式相减,得,
即,所以,即.
直线l的方程为,即.
联立得,则,
则直线与双曲线C有两个交点,满足条件,
所以,直线l的方程为.
②由①得,
则.
例18.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,实轴长为,双曲线的一条渐近线为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)为坐标原点,点、、是双曲线上不同的三点,且、两点关于轴对称,的外接圆经过点.
①求证:直线与圆相切;
②直线与渐近线交于,两点,求的取值范围.
【解析】(1)已知双曲线实轴长为,则,所以.
因为双曲线的一条渐近线为,即,所以,即.
所以双曲线的标准方程为.
(2)①设,,则,均满足.
因为的外接圆经过点,所以可设的外接圆方程为.
所以,,
两式相减得,,故外接圆方程为.
则,,所以.
又,,代入中整理得,,
因为,所以,所以直线的斜率一定存在,
设直线的方程为,联立双曲线方程整理得,
当时,,,,
则,
所以,即.
原点到直线的距离为,等于圆的半径,
故直线与圆相切.
②直线与渐近线交于,与渐近线交于.
则.
直线与双曲线相交的弦长.
故.
由直线与双曲线相交可得,即且,
又点、、是双曲线上不同的三点,所以,故.
当时,,即;
当时,,即,
综上,的取值范围为.
变式8.(2026·高二·安徽·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,点在上,直线与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若线段的中点坐标为,求直线的方程;
(3)若为的左顶点,直线过的右焦点,,都在的右支上,的面积为,为坐标原点,求.
【解析】(1)由题可得,所以的方程为;
(2)设,则,
所以,
所以直线的方程为即;
(3)由(1)得,
当直线斜率不存在时,直线,代入双曲线方程得,
此时的面积为,不符合,
所以直线斜率存在,设直线,
联立得,
则,所以,
所以,
又点M到直线的距离为,
所以(舍去)或,
则,,
所以.
题型 7:直线与抛物线位置关系
例19.已知抛物线与斜率为的直线恰有一个公共点,则点的纵坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设过点的直线方程为,与联立得
,
由,解得,
故,所以,解得,
将代入中得,.
故选:B
例20.(2026·天津·二模)“”是“直线与抛物线只有一个公共点”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
【解析】若直线与抛物线只有一个公共点,
则方程只有一个解,
即方程只有一个解,
当时,恒有一个解;
当时,,得,此时方程只有一个解.
即直线与抛物线只有一个公共点,可得或,
故“”是“直线与抛物线只有一个公共点”的充分不必要条件,
故选:A.
例21.(2026·高二·上海·阶段检测)已知抛物线方程,过点的直线与抛物线只有一个交点,这样的直线有( )条
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】因为点不在抛物线上,易知当直线斜率不存在时,直线方程为,满足题意;
当直线斜率时,易知满足条件;
当直线斜率存在且时,设直线方程为,
由,整理得到,
由,解得.
综上所述:满足条件的直线有条.
故选:D
变式9.(2026·高二·江西·阶段检测)直线与抛物线:的图象相切,则的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,消去整理得,
由,解得或(舍去),
所以抛物线:,则的准线方程为.
故选:A
题型 8:抛物线弦长问题
例22.(2026·高二·福建厦门·期中)过抛物线的焦点作直线交抛物线于,两点,如果,且,那么抛物线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为直线过焦点,
所以,
所以,所以抛物线方程为.
例23.(2026·高二·天津·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点A在抛物线上,O是坐标原点,若的面积为,则长度为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】抛物线的焦点为,则抛物线标准方程为,
不妨设点,则由,解得,
可知抛物线准线方程为,则长度即点到准线的距离,为.
故选:B.
例24.已知抛物线的焦点为F,过点F且斜率大于0的直线l交C于A,B两点,若,则l的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意,设直线的方程为,
由,得,所以,
所以,解得,
所以直线l的斜率为.
故选:B.
变式10.已知抛物线,直线经过抛物线的焦点,且与相交于,两点.若,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【解析】因为直线经过点,则,由得,
则,故,所以.
故选:D.
变式11.(2026·高二·全国·单元测试)已知O为坐标原点,F是抛物线C:的焦点,A,B是C上位于x轴异侧的两点,且,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知,,不妨设点,,且点A在第一象限,如图,
则,,
则,,故,
所以直线的方程为,
令得,即A,B,F三点共线,
所以.
故选:C.
题型 9:抛物线综合问题
例25.(2026·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线:右顶点与抛物线的焦点重合,且点在双曲线上.
(1)求的标准方程;
(2)设直线与双曲线的右支相交于,两点,点为的中点.
①设的斜率为,求的值;
②若的面积为,射线交于点,设,求的值.
【解析】(1)由题意得,双曲线右顶点为,所以,
因为点在上,所以,解得,
所以双曲线的标准方程为;
(2)①设,,
联立,得,
得,得,
因为直线与的右支相交,
所以,,解得,
点为线段的中点,所以点的横坐标为,
代入直线,可得,所以,
所以的斜率,则;
②由①可得
,
且到直线的距离,
所以,
即,解得或,
因为,所以,
所以,,
因为,
所以,,
因为点在上,所以,所以,
因为射线交于点,所以
例26.(2026·高二·湖北武汉·期末)设平面内动点到点、距离之差为.
(1)若,过点且斜率为2的直线交点的轨迹于、两点,求线段的长.
(2)若存在点到、轴的距离之比为,求的取值范围.
【解析】(1)当时,.
∵,∴点的轨迹是双曲线的一支.
由题意得;,所以,,
∴点的轨迹方程为.
直线方程为,即.
设,.由,化简可得.
且,
.
(2)设点的坐标为,依题设得,即,.
因此,点、、三点不共线,得,
∵,∴,解得.
因此点在以、为焦点,实轴长为的双曲线上,故.
将代入,并解得,
因为,,所以,解得,
即的取值范围为.
例27.(2026·高二·河南新乡·期末)已知双曲线(,)的右焦点为,一条渐近线的方程为.
(1)求的方程.
(2)过直线上一点作直线,与交于,两点.
(i)证明:当时,必与原点重合;
(ii)求的最小值.
【解析】(1)设E的半焦距为.由题知,,
,,
,,
的方程为.
(2)(i)方法一:设,易知直线l的斜率一定存在,设.
由,得,
设,,则.
,,整理得,
,,,即点P与原点重合.
方法二:设,,.
由,,作差可得.
,,,,
又,.
由题意知,直线l的斜率一定存在,且斜率不能等于,即,
,,即点P与原点重合.
(ii)设.
当l与x轴垂直时,,设点,则,
,
又点A在E上,,即,.
当的斜率存在时,由得,
设,,则,
,当时,等号成立.
综上,的最小值为1.
变式12.(2026·上海·模拟预测)已知抛物线的焦点为.
(1)求点到抛物线准线的距离;
(2)若过点的直线交抛物线于、两点,求的最小值;
(3)设直线与抛物线交于、两点,若,求线段中点到轴的距离的取值范围.
【解析】(1)由题意得,准线方程为,
则点到抛物线准线的距离为.
(2)当斜率不存在时,直线方程为,
设,,联立方程组,
解得,可得,
当斜率存在时,设直线方程为,
联立方程组,可得,
由韦达定理得,由焦半径公式得,
综上可得,的最小值为.
(3)如图,作出符合题意的图形,
设直线方程为,设,,
联立方程组,可得,
可得,由韦达定理得,
设线段中点为,由中点坐标公式得,
由题意得线段中点到轴的距离为
,
而,而,
得到,而,
可得,解得或,
当时,满足,此时,
当时,此时,
解得,此时,
综上可得,线段中点到轴的距离的取值范围为.
题型 10:定点问题
例28.(2026·高二·浙江杭州·期中)已知椭圆上的点到两焦点的距离之和为4,且右焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设、分别为椭圆的左右顶点,点为椭圆上异于、的动点,直线、分别与直线交于点、.求证:以为直径的圆交轴于两定点.
【解析】(1)由题意可知,所以,
所以椭圆的方程为.
(2)
如图所示,可知,设,
则,所以,
所以,
设以为直径的圆交轴于点,
可得,
因为为直径,所以,即,化简得,
而,所以,所以,所以,
解得或,即以为直径的圆交轴于点,即以为直径的圆交轴于两定点.
例29.(2026·高二·云南保山·期末)已知直线与抛物线相交于异于原点的、两点.
(1)若为正三角形,求的面积;
(2)若以为直径的圆经过原点,求证:直线恒过定点.
【解析】(1)设,由为正三角形,得,
则,即,整理得,
而,因此,,,
由,得,即,解得,
所以的面积.
(2)显然直线不垂直于轴,设直线的方程为,
由,得,则,,
由以为直径的圆经过原点,得,,
又,解得,则直线恒过定点,
所以直线恒过定点.
例30.(2026·高二·陕西商洛·期末)已知椭圆()的离心率为,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)椭圆C的左、右顶点分别为A,B两点,直线l交椭圆C于M,N两点(点M,N异于点A,B),直线,的斜率分别为,,且.证明:直线l过定点.
【解析】(1)因为椭圆C过点 ,
又离心率为 ,
所以椭圆C的方程为;
(2)由条件可得直线的斜率不为,故设直线l方程为,,,
由 消去x,得,
方程的判别式,
,,
又因为,,
点在椭圆C上,则,
由,得,
所以,
所以,
所以,
即 或(舍去),
故直线l方程为,所以直线l过定点.
变式13.(2026·高二·湖北荆州·期末)已知抛物线C:的准线与x轴的交点为H,直线过抛物线C的焦点F且与C交于A,B两点,
(1)求的面积的最小值.
(2)若过点的动直线l交C于M,N两点,试问抛物线C上是否存在定点E,使得对任意的直线l,都有,若存在,求出点E的坐标;若不存在,则说明理由.
【解析】(1)显然直线斜率不为零,设直线的方程为,,
由消去得,则,
因此,
当且仅当时取等号,所以的面积的最小值为.
(2)假设存在,使得对任意的直线l,都有,设,
则,而直线斜率不为零,
设直线的方程为,代入,得,
则,由,得,
即,整理得,
因此,即,则,
由,解得,所以存在定点满足题意.
变式14.(2026·高二·福建厦门·期末)已知动圆与直线相切且与圆:外切.
(1)求圆心的轨迹的方程;
(2)直线过点且与轨迹交于两点,若的倾斜角为,求弦长的值;
(3)若是轨迹上两点,是坐标原点,直线,的斜率之积等于,求证:直线过定点.
【解析】(1)由定圆,可得圆心为,半径,
因为到直线的距离为,所以直线与圆相离,且在圆左侧,
如图所示,动圆必在直线右侧,
解法1:设圆心C的坐标为,动圆的半径为,
由动圆与直线相切,可得,
由圆与圆外切,可得,即,
整理得,所以圆心的轨迹的方程为.
解法2:设为动圆圆心到的距离,由题意得,
即动圆的圆心到的距离等于点到直线的距离,
所以动圆圆心的轨迹为以为焦点,以为准线的抛物线,
设动圆圆心的轨迹方程为,则,解得,
所以圆心的轨迹的方程为.
(2)由题意得,直线的方程为,设,,
联立方程组,整理得,则,且,
由抛物线的定义,可得.
(3)由题意知,直线的斜率不为0,设直线,且,
联立方程组,整理得,
则,且,,
因为直线与的斜率之积等于,所以,
即,所以,
又因为,,所以,可得,
因为,所以,所以,解得,
所以直线的方程为,所以直线过定点.
题型 11:定值问题
例31.(2026·高二·四川宜宾·期末)已知双曲线:(,)的离心率为2,且经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过双曲线右焦点作直线与双曲线交于,两点,与双曲线的两条渐近线分别交于,两点.试问:是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意可得,解得,,,
所以双曲线的标准方程:.
(2)由(1)知右焦点,渐近线方程:,
设直线:,,,
联立可得:,
,,
联立得;
联立得,
所以,
所以为定值.
例32.(2026·高二·广东深圳·期中)已知椭圆过,两点.
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)设为第三象限内一点且在椭圆上.
(i)若,为椭圆的右焦点,直线与椭圆相交于另一点,求线段的长度;
(ii)直线与轴交于点,直线与轴交于点,求证:四边形的面积为定值.
【解析】(1)由条件可知,,,
所以椭圆的方程为,,
所以椭圆的离心率;
(2)(i),,
直线的斜率为,所以直线的方程为,
与椭圆方程联立,得,
,即,,所以,即且,
所以
(ii)设,,,,,
直线,令,得,即
直线,令,得,即,
,,
所以四边形的面积为,
所以四边形的面积为定值.
例33.(2026·高二·安徽蚌埠·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且C过点.
(1)求C的方程.
(2)设C的右焦点为F,过点F的直线l与C交于A,B两点,O为坐标原点.
(ⅰ)若l不与x轴重合且斜率存在,线段AB的中点为M,证明:直线OM与AB的斜率之积为定值.
(ⅱ)是否存在这样的l,使得以OA,OB为邻边的平行四边形OAPB为矩形?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)设的半焦距为.
由的离心率,得,
又,得,
因此的方程为,
由点在上,可得,解得.
因此,,故的方程为.
(2)(ⅰ)(ⅰ)由(1)得的右焦点为,由题知的斜率存在且不为0,设的方程为,,.
联立方程得消去,可得,
则,.
设的中点为,则,
因为,
所以.
因为,,
所以,
即直线与的斜率之积为定值;
(ⅱ)不存在.
(ⅱ)因为以,为邻边的平行四边形为矩形的一个必要条件是,
所以,即.
又,,
所以,
,
所以,
令,得,该方程无实数解,不满足题意.
当的斜率不存在时,的方程为,
此时或与重合,构不成四边形,也不满足题意.
综上,不存在满足条件的.
变式15.(2026·高二·北京海淀·期中)已知椭圆的离心率,点在上,直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当为何值时,为定值.
【解析】(1)依题意知,
,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)
联立,可得,
由,设.
则,
在上,
,
,
若为定值,则与无关,
故需使,解得,此时.
变式16.(2026·高二·浙江杭州·期中)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,抛物线的焦点在双曲线上,过点的直线与双曲线交于,两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)证明:直线与直线的斜率之积为定值.
【解析】(1)抛物线的焦点为,
由题意得,
所以双曲线的标准方程为;
(2)∵过点,由题意可知的斜率不为0,
故可设直线的方程为,,,
则 ,
,
∴
.
故直线与的斜率之积为定值.
题型 12:面积问题
例34.(2026·山西忻州·模拟预测)已知椭圆.过点的直线与椭圆交于两点,设为线段的中点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)求面积的最大值,其中为坐标原点.
【解析】(1)设.
因为弦的中点为,所以,
又因为两点在椭圆上,所以,
两式相减得,
当时,,,即,
由于弦过点,,所以,
因此,整理得①,
又因为是弦的中点,所以必在椭圆内,
所以,再与①联立消去得:,即.
再由①得,解得,因此.
因此点M的轨迹方程为().
(2)因为直线与椭圆交于两点,所以直线的斜率存在.
设过点的直线为.
代入椭圆方程,得.
整理为.
,得.
,,
所以由弦长公式得,
再由点到直线的距离,
所以,
令,.则.
记.求导可得.
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减;
所以当时,取得最大值.
所以.
因此,当,即时,面积的最大值为.
例35.(2026·高二·福建厦门·期中)已知椭圆C:(a>b>0)的左、右焦点分别为,离心率为,且点P在C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过左焦点且斜率为的直线l与椭圆C交于A,B两点,求内切圆的面积.
【解析】(1)由椭圆C离心率为,得=,即,
所以,故椭圆C的方程为
代入点,得,故,,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)由题意得,直线l的方程为,
设,,
由,消去y,得,
所以
则,
又,直线l的方程为,
则点到直线AB的距离,
所以,
设内切圆的半径为r,
由,解得,
故内切圆的面积为.
例36.(2026·高二·河南·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且的焦点与双曲线的焦点重合.
(1)求的方程;
(2)若过点且与的一条渐近线平行的直线与交于,两点,为坐标原点,求的面积.
【解析】(1)双曲线的焦点坐标为,则椭圆的焦点为,
即有,由的离心率为,得,解得,
所以的方程为.
(2)依题意,双曲线的渐近线的斜率为,设,
由对称性,不妨设直线的方程为,即,
由消去,得 ,则,,
因此,
所以的面积.
变式17.(2026·高二·四川成都·期中)已知椭圆:的离心率为,为坐标原点,是平面内一点,是椭圆上一点,若.
(1)求椭圆的方程.
(2)直线:与椭圆交于,,线段的中点为,若,,三点共线,
①求的值;
②试问:是否存在,使得的面积取到最大值,若存在,求出此时的值;若不存在,说明理由.
【解析】(1)由,得,
代入椭圆方程可得,
又椭圆离心率为,可知,
解得,,
故椭圆的方程为.
(2)①设,,则中点,
由,,三点共线,知,
由,均在椭圆上,,得,
由,则,则.
②由,得,
,解得,
由,故,
则,
而到的距离,
令的面积为,则.
令函数,,
记的导函数为,
,
又根据以及的符号,
知在上单调递增,在和上单调递减,
故在处取得最大值,
所以当,取得最大值.
变式18.(2026·高二·陕西汉中·期中)已知椭圆的离心率为,其左焦点为.点,过点的直线(不垂直于坐标轴)与交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:;
(3)求面积的最大值.
【解析】(1)由题意得,,.可知,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:根据题意,设直线的方程为,,,,
由,可得,
则,,
所以,
而,所以,
所以成立.
(3)
.
令,,则,
又,所以当,即时,取得最大值,为.
故面积的最大值为.
变式19.(2026·高二·四川德阳·期末)已知有公共焦点的椭圆()与抛物线()交于点.
(1)求椭圆与抛物线的标准方程;
(2)过与抛物线相切的直线交椭圆于另一点,求的面积.
【解析】(1)已知在抛物线上,
代入可得,解得,
故抛物线标准方程为,焦点为,
因为椭圆与抛物线共焦点,所以椭圆半焦距,即,
又在椭圆上,代入可得 ,
化简可得,联立,解得,
所以椭圆标准方程为.
(2),
设过点与抛物线相切的切线斜率为,则切线方程为,
即,
代入抛物线方程,可得 ,
化简可得 ,
,解得,
因此切线方程为,即,
切线方程与椭圆方程联立可得,消得,
化简可得 ,解得,,
将代入可得,即,
令切线方程,则,
所以.
变式20.(2026·高二·上海闵行·期中)将以坐标原点为顶点,以轴为对称轴,并经过点的抛物线记作.斜率为且不经过点的直线与抛物线相交于、两点,设、的斜率分别为、.
(1)求抛物线的方程;
(2)判断是否为定值.如果是,求出的值.如果不是,请说明理由;
(3)若直线在轴上的截距,求面积的最大值.
【解析】(1)依题意,设抛物线的方程为,由抛物线过点,得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)设点,由直线斜率为,得,
整理得,因此,
所以是定值,该定值为0.
(3)依题意,直线的方程为,即,
由消去得,,
,,,
点到直线的距离,
则的面积,
令,则,令,
求导得,当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,,
所以面积的最大值为.
变式21.(2026·高二·上海·期中)如图所示,椭圆,左右焦点分别记作、,过、分别作直线,交椭圆于、,且.
(1)当直线的斜率时,求直线的斜率;
(2)求四边形面积的最大值.
【解析】(1)设,,根据对称性,有.
因为,都在椭圆上,所以,.
两式相减得,.
所以为定值.
所以时,.
(2)当的倾斜角为时,与重合,舍去.
当的倾斜角不为0时,由对称性得四边形为平行四边形,.
设直线的方程为,代入.
得.
显然,,.
所以
设,所以,.
所以.
当且仅当即时等号成立,所以.
所以平行四边形面积的最大值为.
题型 13:向量问题
例37.(2026·高二·江苏盐城·期末)已知椭圆:()经过,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设斜率为1的直线交椭圆于,两点.
(i)若直线经过椭圆的右焦点,求的面积;
(ii)求的最小值.
【解析】(1)因为椭圆:()经过,所以,因为椭圆离心率为,
所以,因为,所以解得,所以椭圆:.
(2)(i)由题意可得,,因为直线的斜率为,所以直线:,所以联立,
可得,化简可得,解得或,
所以,,故点到直线的距离为,
所以.
(ii)设直线:,设,,
所以联立,可得,
可得,由韦达定理可得,
则,,
所以,
因为,,
所以,
即,
所以,
当时,取得最小值,即此时.
例38.(2026·重庆·模拟预测)已知椭圆的四个顶点围成的四边形面积为,离心率.
(1)求出椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的上焦点作直线与椭圆交于,两点,是否存在直线使得?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由,得,
由椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为,
可得,即,
再由,解得,,
所以椭圆的方程为.
(2)由(1)知,设点,,
当直线的斜率不存在时,,此时交点为和,
不满足,舍去;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
联立,消去得到,
其中,且;
,,即;
因此,解得;
解得,即,
直线的方程为.
例39.(2026·高二·湖南长沙·期中)已知椭圆经过点为椭圆的左、右两个焦点,.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过右焦点作直线与椭圆C交于两点(点A位于x轴上方),是否存在直线,使得?若存在,请求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意,可得,解得
故椭圆的标准方程为.
(2)由题意,若存在这样的直线,则直线的斜率存在且不为0,
易知,设直线的方程为,
因为,所以有,其中,
联立可得,
,
故,,
因为,即,
代入到得,整理得,
代入到得,整理得,
因此有,整理得,解得.
又,故,所以,
所以存在直线满足条件且其方程为,即.
变式22.(2026·高二·湖南长沙·期末)已知双曲线的一条渐近线的斜率为左、右焦点分别为
(1)求C的方程;
(2)设x轴上方的点A,B分别在C的左支与右支上,若求直线的方程.
【解析】(1)双曲线的渐近线方程为,依题意,,可得,
由焦点坐标可知,而,即,
解得,所以,
所以的方程为.
(2)设,,,而,,
则
由,得,解得,即得,
依题意,解得即,
又,所以直线的方程为,整理得.
变式23.(2026·高二·内蒙古呼和浩特·期末)已知双曲线与有相同的渐近线,且过点.
(1)求的方程;
(2)设为双曲线上任一点,为双曲线右焦点,到直线的距离为,求的值;
(3)已知为坐标原点,直线与交于两点,且,求的值.
【解析】(1)
的渐近线方程为,所以①,
因为双曲线过点,所以②,
联立①②得,
所以的方程为.
(2)由(1)得,,
设,则,,
,,
所以.
(3)联立得,
,
设,,则,,
,
,
解得.
题型 14:中点弦问题
例40.(2026·高二·山东·期末)(1)已知椭圆,过点的直线与椭圆交于两点,若为的中点,求直线的方程;
(2)设椭圆,弦过定点,且满足,若,求的取值范围.
【解析】(1)如图,作出符合题意的图形,
设,均在椭圆上,故:①,②;
得,因式分解;
因为中点,故,
代入得,化简,
斜率;由点斜式得直线方程,整理.
所以直线的方程为
(2)如图,做符合题意的图形,
设,,,
所以
可得,即;
代入椭圆方程与,得:③,④;
得;
因为在椭圆上,,故,
设,解得,所以,
当,三点重合,不构成弦,故舍去;
所以,即的取值范围为
例41.(2026·高二·天津武清·阶段检测)顺次连接椭圆的四个顶点恰好构成了一个边长为且面积为的菱形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)倾斜角为的直线过椭圆的右焦点,与椭圆交于点,求的面积;
(3)过点的直线与椭圆交于M、N两点,若恰好是线段MN的中点,求直线的方程.
【解析】(1)如图,
由椭圆的四个顶点构成了一个边长为且面积为的菱形,
知菱形的面积为,且,
解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)如图,
由(1)知,,则椭圆的右焦点为,
则直线的方程为,即,
所以点到直线的距离为;
由,得,
设,则,
所以,
得.
(3)如图,
设,则,直线的斜率为,
且,两式相减得,
整理得,即,
所以直线的方程为,即.
例42.(2026·高二·黑龙江大庆·期末)椭圆的两个焦点是和,椭圆上的点到两个焦点的距离之和等于8,
(1)求椭圆的标准方程
(2)已知椭圆的弦的中点的坐标为,求直线的方程
【解析】(1)椭圆的焦点在轴上,故设椭圆的标准方程为,
,
椭圆的标准方程为;
(2)设 ,。
因为是的中点,所以:,
即:
点和都在椭圆上:
,
将 (1) 和 (2) 相减:
,
即:,
代入和,
,
即:,
因此,直线的斜率:,
直线过点,斜率为,
其方程为:,即.
变式24.(2026·高二·北京·期末)已知椭圆.
(1)求椭圆的短轴长和离心率;
(2)过点的直线与椭圆交于两点,若弦的中点为,求直线的方程与弦的长.
【解析】(1)椭圆,即,
∴
∴椭圆的短轴长,
∵,∴,
∴椭圆的离心率.
(2)设,
则,即,∴,
∵点为弦的中点,则,即,
∴,即,
∵直线,即,
∴,
联立方程组,整理得,
则,
∴.
变式25.(2026·高二·河南郑州·期末)设动点与定点的距离和到直线的距离的比是.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)过点的直线与动点的轨迹相交于两点,且恰好是线段的中点,求直线的方程.
【解析】(1)设动点,由题意可得
所以,化简整理得,
所以动点的轨迹方程是
(2)设,
因为在动点的轨迹上,所以,,
两式相减得,
即
因为是线段的中点,所以,
所以,即直线的斜率,
所以直线的方程为,即
变式26.(2026·高二·河北邢台·期末)已知定点,定直线,过平面内一动点作直线的垂线,垂足为,使.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若直线与动点的轨迹相交于A,B两点,且线段AB的中点坐标为,求直线的方程.
【解析】(1)设,因为,所以,
整理得,即动点的轨迹方程为.
(2)设,则,
两式相减得,
若,则直线的方程为,显然不可能是线段的中点,
不符合题意;
则.
因为线段的中点坐标为,所以,
所以直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
联立,得,则,
直线与动点的轨迹相交,所以直线的方程为.
变式27.(2026·高二·贵州安顺·期末)已知,直线,相交于点,且它们的斜率之积是4.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)过点能否作一条直线与轨迹交于,两点,且是线段的中点?若能,求出直线的方程;若不能,说明理由.
【解析】(1)设点,
则直线的斜率,直线的斜率,
由题意知,即,化简整理得,
所以点的轨迹的方程为.
(2)不能,理由:
假设存在符合题设的直线,设,
则,两式相减整理得.
又因为为线段的中点,所以,,
所以直线的斜率.
由点斜式方程可知,直线的方程为,即.
由消去,整理得,(*)
判别式,
所以方程(*)无解,故直线与轨迹无交点,因此假设不成立,
故过点不能作直线,使得与交于,两点,且是线段的中点.
变式28.(2026·高二·河南郑州·期末)已知动点到直线的距离与到点距离相等,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线交于两点,若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【解析】(1)由题意知,动点到直线的距离与到点距离相等,
根据抛物线的定义,可得动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
可得,解得,所以曲线的方程为.
(2)设,可得,
两式相减得,
线段的中点坐标为,可得在抛物线内部,
所以,可得,
又由,可得,
所以直线的斜率,
故直线的方程为,即.
变式29.(2026·高二·河北邯郸·阶段检测)已知动点到点的距离比它到直线的距离小2,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知直线交曲线于两点,且的中点为,求直线的方程.
【解析】(1)由题意知,动点到点的距离比它到直线的距离小2,
则动点到点的距离与它到直线的距离相等,
则动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以曲线的方程为.
(2)易知直线的斜率存在,设直线的斜率为,
则,两式相减得,整理得,
因为的中点为,所以,
则,
所以直线的方程为,即.
又直线过点,故直线与抛物线相交,满足条件.
1.(2026·高二·江西·期末)直线与椭圆()的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】C
【解析】因为直线过点,
而为椭圆的右端点和上端点,
故直线与椭圆相交.
故选:C.
2.直线与椭圆总有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C.且 D.且
【答案】C
【解析】表示椭圆,故可得,且;
又直线过点,根据题意,在椭圆内或椭圆上,故,又,故;
综上所述,,且.
故选:C.
3.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知椭圆,直线与椭圆交于两点,则线段长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】将代入椭圆方程,
得:或.
当时,;当时,.
所以点的坐标分别为和.
所以.
故选:A
4.已知斜率为1的直线与椭圆相交于,两点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设直线的方程为,由,得,
由,得,
则,
所以,
当时取到最大值,此时直线的方程为.
故选:B.
5.(2026·高三·全国·三轮复习)过双曲线的右焦点作直线l交双曲线于两点,若,则这样的直线有( )条.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】由,可得1
当直线l的斜率不存在时,,此时有1条直线符合要求;
当直线l的斜率存在时,若两点都在右支上,因,不符合要求;
若在左、右两支上时,因,根据双曲线的对称性知,有2条直线符合要求.
故这样的直线共有3条.
故选:D.
6.(2026·高二·广东潮州·期末)已知双曲线的一条渐近线为,过双曲线的右焦点作轴的垂线,交双曲线于两点,则弦的长度为( )
A. B. C.2 D.1
【答案】A
【解析】由渐近线方程化简得,即,
同时平方得,
又双曲线中,故,解得或(舍去),
所以双曲线,
所以双曲线C的右焦点为,
右焦点作轴的垂线,交双曲线于两点,
则,
故弦的长度为.
故选:A.
7.(2026·高二·北京延庆·期末)已知直线和抛物线,那么“与相切”是“与只有一个公共点”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】若直线与抛物线相切,则直线与只有一个公共点,
若直线与只有一个公共点,则直线与抛物线相切或直线与对称轴平行,
所以“与相切”是“与只有一个公共点”的充分不必要条件.
故选:A
8.(2026·高二·陕西榆林·阶段检测)已知抛物线与直线无公共点,则实数可以为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】由题意有:,
所以,解得,
故选:C.
9.(2026·广东·模拟预测)若圆上点处的切线与抛物线有且仅有一个公共点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】易知圆心坐标为,故切点与圆心连线的斜率为,
故切线的斜率,
所以该切线方程为,即,
联立,则,
由公共点唯一可知:,解得(舍)或.
故选:D
10.已知抛物线的焦点为F,过F作C的对称轴的垂线,与C交于A、B,则( )
A.8 B.4 C.2 D.1
【答案】B
【解析】由抛物线,则,对称轴为轴,
所以过F与y轴垂直的直线为,
不妨设,则.
故选:B.
11.(2026·高二·北京·期中)已知椭圆的离心率为,过焦点且与轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为3.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆相切于点,与直线相交于点.在轴是否存在定点,使?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【解析】(1)因为,
令,得,
由已知,
又,,
解得,,
所以椭圆的方程为.
(2)设,由题知直线存在斜率设为,
则,
于是,
消得
则,得,
于是,
令,则,
设,则,.
,
所以,得.
所以存在点满足题意.
12.(2026·高二·山东潍坊·期末)已知双曲线:的左、右焦点分别为,离心率为,且经过点.
(1)求的方程;
(2)设是上的动点,直线和分别与直线交于点.若与的面积相等,求点的坐标.
【解析】(1)由题意得,解得,
所以双曲线的方程为.
(2)设点,则,已知,,则.
直线的方程为,令,可得,
直线的方程为,令,得,
则.
因为,即,所以
点到直线的距离.
因为与的面积相等,
所以,即.
代入可得:
因为,所以,即.
由可得:.
当时,展开化简得,解得.
将代入,解得.
当时,展开化简得,
此方程的判别式,方程无解.
所以点的坐标为或.
13.(2026·高二·吉林长春·期中)已知曲线的焦点为且过点,是其上一点.
(1)求的焦点坐标;
(2)作曲线在点处的切线,由点作的垂线,垂足为,若,求点的坐标.
【解析】(1)曲线过点,代入得,解得.
则曲线的方程为,属于标准抛物线型.
对比得,即,焦点坐标为.
(2)设点,满足, 由题可知切线斜率一定存在.
所以设切线的方程为,即.
联立抛物线与切线方程, 消去得.
因为直线与抛物线相切,所以判别式, 即,
整理得
将代入得,即,解得.
因此切线方程为, 整理得.
由向切线作垂线,垂足为, 因为切线斜率为,所以垂线斜率为,
垂线方程为,联立切线与垂线方程求交点:
代入解得.
三点坐标:,,.
因为,所以是直角三角形,.
所以面积.
.
所以面积
由,得 , 即.
不妨先设,则, .
两边同乘可得, 即.
可知时,.
所以,
二次方程的判别式,方程无实根,
故,.
同理可得,.如图所示:
综上,点的坐标为或.
14.(2026·高二·重庆·阶段检测)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.
【解析】(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)
(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)
(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·高二·上海·期末)已知抛物线,定点;
(1)过点A且过抛物线C的焦点F的直线,交抛物线C于两点,求;
(2)求过点A且与抛物线C有且仅有一个公共点的直线方程;
【解析】(1)对于抛物线,得,即,焦点.
已知,直线的斜率,直线方程为.
联立直线与抛物线方程:, 整理得,
设,由韦达定理得,
由弦长公式.
(2)若所求直线斜率不存在,则方程为,代入抛物线得,仅有一个公共点,符合条件;
若所求直线斜率存在,设为,则直线为,由,得,
若,方程化为,仅有一个解,对应直线,符合条件;
若,令判别式,得,对应直线,符合条件。
综上,过点且与抛物线有且仅有一个公共点的直线方程为或或.
16.(2026·高二·浙江杭州·期中)若抛物线E的顶点在原点,焦点在x轴上,开口向左,抛物线上一点M到其焦点的最小距离为,抛物线E与直线相交于A、B两点.
(1)求抛物线E的方程;
(2)求证:;
(3)若,求实数k的值.
【解析】(1)由题意,设抛物线的方程为 ,准线是,
根据抛物线定义:抛物线上点到焦点的距离等于到准线的距离,
又抛物线上点到准线的距离最小值为顶点到准线距离,
故最小距离即为顶点到焦点的距离,即,
由条件得,解得 ,
因此抛物线E的方程为 ;
(2)
当时,易知直线与抛物线仅一个交点,不符合题意,舍去;
当时,设,,
联立直线与抛物线方程,
将代入,
整理得: ,
由韦达定理得:,,
,
又,,所以,
因此,
故,得证;
(3)的面积,
其中直线过点,故,
因此:,
所以,
平方得: ,
又 ,,
得:,解得,
即.
17.(2026·高二·河南驻马店·开学考试)已知O为坐标系原点,过抛物线的焦点F的直线与抛物线交于,两点.
(1)求的值.
(2)若,求的面积与的面积的比值.
【解析】(1)由抛物线,可得,即,焦点,
设过的直线方程为,联立抛物线方程,
得,
由韦达定理得:,.
因为,且,
故,
所以代入得.
(2)根据题意得抛物线准线为,因此,解得,
代入抛物线方程得,即.
由(1)的韦达定理,得,
与共底,则.
18.(2026·高二·辽宁锦州·期末)已知双曲线C过点,且渐近线方程为,抛物线()的焦点F与双曲线C的顶点重合,动直线l与抛物线D交于点M,N,与x轴交于点Q.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知点,若,试探究点Q是否为定点,如果是,求出点Q的坐标;如果不是,请说明理由.
【解析】(1)渐近线方程为,
设双曲线的方程为,
将点代入得:,解得,
故双曲线C的方程为,即.
(2)
双曲线的顶点为,抛物线的焦点为,
由题意得,解得,故抛物线的方程为.
设点坐标为,动直线的直线方程为,
代入抛物线方程得,
整理得到,
设,由韦达定理得,
由,,知直线与的斜率互为相反数,
即:,将代入
得到,整理得到,
即,
即,代入,
得到,解得,
因为为任意实数,所以,解得,
即点为定点.
19.(2026·高二·河北石家庄·期末)已知双曲线 C的渐近线方程为,且双曲线 C经过点
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若点 A、B、D分别为双曲线C上不同的三个点,且 B、D两点关于y轴对称,△ABD的外接圆经过原点 O,证明:原点 O到直线 AB的距离为定值.
【解析】(1)由双曲线C的渐近线方程为,可设双曲线C的方程为.
代入点的坐标,有,可得.
则双曲线C的方程为,即.
(2)设A,B两点的坐标分别为,可得点D的坐标为,
依题意,可设的外接圆的圆心坐标为 ,则该圆的方程为.
联立方程消去x后整理为,
则,解得或,且.
因直线AB的斜率不为0,可设其直线方程为,
联立,消去x后整理为,
则,且.
则有,可得.
则原点O到直线AB的距离为,
故原点O到直线AB的距离为定值.
20.(2026·河南周口·三模)已知椭圆:的左焦点为,短轴长是长轴长的.
(1)求的方程.
(2)过点的直线与交于,两点,点,从下列两个命题中选择一个正确的命题,并证明.
①直线与的斜率之和为定值;
②直线与的斜率之积为定值.
【解析】(1)由题意可知:解得因此椭圆的方程为
(2)命题①正确,
证明如下:当斜率不存在或斜率不为时,
设过的直线方程为,,
将直线方程代入椭圆方程得: ,
整理得,
由韦达定理得: ,
,
化简得,
当斜率为时,设,显然,故命题①成立.
21.(2026·安徽阜阳·二模)已知双曲线C:的焦距为8,点在双曲线C的一条渐近线上.过双曲线C的左焦点F作直线l交双曲线C的左支于A,B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知点,直线交直线于点Q,设直线,的斜率分别为,,求证:为定值.
【解析】(1)由题意知,则,所以,
因为点在双曲线的一条渐近线上,
所以点在双曲线的渐近线上,所以,
综上可得,
故双曲线的方程为.
(2)由(1)知双曲线的左焦点为,
由题意设直线的方程为,
由直线,得,
设,则,又,
所以
,
由,得,其中,
则,,,所以.
因为,所以,
所以
.
即为定值.
22.(2026·高二·贵州黔西南·阶段检测)已知双曲线的离心率是,焦距为6.
(1)求的方程;
(2)若直线与相交于两点,且(为坐标原点),求的方程.
【解析】(1)因为双曲线的离心率是,焦距为6,
所以,,其中,解得,,所以.
因此,的方程为.
(2)设,,
联立方程消去,得,
因为直线与相交于两点,
所以即且,
由韦达定理,得,,
又,,
所以,
即,所以,
将韦达定理代入上式,得,即,
解得,满足且,
因此,的方程为或.
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