内容正文:
第12讲 圆锥曲线综合应用的常见题型
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:圆锥曲线综合应用需掌握以下核心方法 3
03 题型精讲举一反三 4
题型一:弦长计算 4
题型二:直径问题 5
题型三:数量积问题 7
题型四:定点问题 8
题型五:定值问题 10
题型六:三角形与四边形面积 11
题型七:点差法解中点弦 13
04 过关测试 16
知识点一:圆锥曲线综合应用需掌握以下核心方法
1、定义法:利用椭圆、双曲线、抛物线的定义直接求解,如焦点三角形、离心率问题。
2、韦达定理法:通过联立直线与曲线方程,结合判别式及根与系数关系,简化弦长、中点等计算。
3、点差法:针对中点弦问题,设而不求,快速建立斜率与中点坐标的关系。
4、弦长公式法:利用弦长公式直接计算交点距离,结合判别式优化运算。
5、数形结合法:通过图形几何性质(如对称性、垂直关系)简化代数推导。
6、参数法:引入点参数、斜率参数或角参数,将几何问题转化为代数方程。
7、曲线系方程法:利用曲线系方程快速求解共焦点、共渐近线等问题。
8、代入法:合理选择变量顺序,避免复杂运算。
题型一:弦长计算
例1.(2026·高二·云南文山·阶段检测)已知椭圆C:()的离心率为,且点在上,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆右焦点的直线与椭圆交于A,B两点.
(ⅰ)若点的坐标为,证明:;
(ⅱ)若,当时,求弦长的取值范围.
例2.(2026·甘肃平凉·模拟预测)已知椭圆的离心率为,且过点,过椭圆右焦点F的直线l与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为N,线段AB的垂直平分线与x轴交于点M.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若,求直线l的方程;
(3)求的取值范围.
例3.(2026·高二·上海黄浦·期末)已知、分别为椭圆C:的左、右焦点,直线l交椭圆C于A、B两点.
(1)求焦点、的坐标与椭圆C的离心率e的值;
(2)若直线l过点且与圆相切,求弦长的值;
变式1.(2026·高二·广东广州·期末)已知双曲线C与椭圆有公共焦点,且离心率为3.
(1)求双曲线C的方程;
(2)过双曲线C的右焦点且倾斜角为的直线与双曲线C相交于A,B两点,求.
变式2.(2026·高二·天津西青·期末)已知双曲线的焦点在轴上,,且经过点.
(1)求该双曲线的标准方程及渐近线方程;
(2)过双曲线的右焦点,斜率为的直线交双曲线于两点,求弦长.
题型二:直径问题
例4.(2026·高二·北京海淀·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点坐标分别是,离心率是,直线与椭圆交于不同的两点,,以线段为直径作圆,圆心为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若圆与轴相切,求圆心的坐标;
(3)已知点,求椭圆上的点到点距离的最小值.
例5.(2026·高二·重庆九龙坡·期中)已知双曲线,直线不过原点且不平行于坐标轴,与交于两个不同的点,线段的中点为.
(1)证明:直线的斜率与的斜率的乘积为定值;
(2)若是圆的一条直径,且双曲线的离心率为,求双曲线的方程.
例6.(2026·高二·河南驻马店·期末)已知双曲线:,若与双曲线有相同的渐近线,且的焦点与虚轴的端点为顶点的四边形的面积为.
(1)求的方程;
(2)设过右焦点的直线与交于,两点,以为直径圆恰好过原点,求直线的方程.
变式3.(2026·高二·江苏连云港·期末)已知双曲线(,)经过点,,直线交的右支于,两点,且线段的中点为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点的坐标为,求直线的方程;
(3)若直线经过的右焦点,以为直径的圆与直线相交于,两点,证明:为定值.
变式4.(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.
题型三:数量积问题
例7.(2026·高二·安徽芜湖·阶段检测)已知椭圆的离心率为,椭圆的左、右顶点分别为.过点的直线与椭圆的交点分别为,当直线垂直于轴时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线的斜率与直线的斜率的乘积是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,请说明理由;
(3)直线与直线的交点为,过坐标原点作平行于直线的直线与直线相交于点,求的值.
例8.(2026·高二·内蒙古巴彦淖尔·期中)给定椭圆:,称圆心在原点,半径是的圆为椭圆的“准圆”.已知椭圆的一个焦点为,其短轴的一个端点到点的距离为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点,是椭圆的“准圆”与轴的两交点,是椭圆上的一个动点,求的取值范围.
例9.(2026·高二·安徽合肥·期末)已知椭圆的离心率为,过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点,直线与椭圆相交于,两点,且线段被直线平分.
①求直线的斜率;
②若,求直线的方程.
变式5.(2026·高二·江苏常州·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线,直线.
(1)直线与双曲线C只有一个公共点,求的值;
(2)若直线与双曲线有两个交点,,若为钝角,求的取值范围.
变式6.(2026·高二·河北唐山·期中)已知双曲线的离心率为,实轴长为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设直线与双曲线交于两点,是否存在满足(其中为坐标原点)若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
题型四:定点问题
例10.(2026·山东青岛·模拟预测)已知椭圆:的上顶点为,离心率为.过点的直线与交于点,点在第一象限,过点的直线与交于点.设点,直线和直线关于直线对称,直线与直线交于点.
(1)求的方程;
(2)若,求点的坐标;
(3)设,是椭圆上的两点,在(2)的条件下,若直线的斜率为直线的斜率的2倍,求证:直线过定点.
例11.(2026·高二·上海·期中)已知双曲线的右顶点为,左焦点为,过点且斜率为的直线与双曲线的左支交于,两点,为双曲线右支上的一动点;
(1)求双曲线的实轴长与离心率;
(2)求面积的最小值;
(3)设直线与双曲线交于,两点,且.证明:直线过定点;
例12.(2026·高二·吉林长春·期中)已知抛物线的焦点到准线的距离为2.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的动直线与抛物线相交于两点,
(i)在线段上取点,满足,证明:点总在某定直线上;
(ii)是否存在与点不同的定点,使得恒成立?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
变式7.(2026·高二·贵州毕节·期中)已知双曲线:的一条渐近线为:,且右焦点到直线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是的右顶点,、是上与不重合的两点,且,直线斜率存在,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
题型五:定值问题
例13.(2026·高二·云南文山·阶段检测)已知椭圆:()的离心率为,且经过点,上、下焦点分别为,,直线:和交于,两点,轴,为上的动点.
(1)求的方程;
(2)若,求的面积;
(3)设上有两点,(,与都不重合)满足,且,垂足为,证明:存在定点,使得为定值.
例14.(2026·天津滨海新区·三模)已知椭圆的右顶点为,点为椭圆上的一点.设椭圆的左、右焦点分别为.
(1)求椭圆的标准方程及离心率;
(2)过点的直线与椭圆交于两点(异于椭圆的左、右顶点).
(i)求面积的最大值;
(ii)设直线分别交轴于两点,求证:以为直径的圆与轴相交的弦长为定值.
例15.(2026·高二·上海·期中)已知点,圆:,为圆上的一个动点,线段的中垂线与交于点,当点在圆上运动时,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)若过定点且斜率存在的直线与曲线交于两点,试探究:在轴上是否存在定点,使得直线的斜率之积为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
变式8.(2026·高二·上海·阶段检测)已知椭圆的任意两条相互垂直的切线交点的轨迹是圆,称为椭圆的蒙日圆,其方程为.已知椭圆的离心率为,焦距为,为坐标原点.
(1)求的标准方程;
(2)已知直线与交于两点,且,求面积的取值范围;
(3)过的蒙日圆上一点,作的一条切线,与蒙日圆交于另一点,若直线的斜率存在设的斜率分别为,证明:为定值.
题型六:三角形与四边形面积
例16.(2026·福建厦门·模拟预测)已知椭圆的左右焦点分别为,,离心率为,且,直线l过点且与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若的面积为,求;
(3)过点A作直线的垂线,垂足为P,求证:为定值.
例17.(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.
例18.(2026·河南·模拟预测)已知,,动点M满足,设M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设直线与曲线C有两个交点A,B,求k的取值范围;
(3)设直线与曲线C交于P,Q两点,求证:为定值.
变式9.(2026·山东烟台·模拟预测)已知焦点在轴的等轴双曲线的焦距为4.
(1)求的标准方程;
(2)设在的左支上任意一点处的切线为,右焦点关于的对称点为,证明:直线过定点,并求出该定点坐标:
(3)设(2)中求得的定点为,求面积的最大值.
变式10.(2026·高二·安徽蚌埠·阶段检测)抛物线:的焦点为,为坐标原点,过点的直线交抛物线于两点,且到抛物线准线的距离是.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线与抛物线的准线交于点,证明:轴;
(3)已知点,抛物线的准线与轴的交点为,若的面积与的面积相等,求直线的方程.
变式11.(2026·湖南衡阳·二模)已知椭圆的离心率为,椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆的左、右顶点分别为,直线交椭圆于两点(与不重合).设直线的斜率为,直线的斜率为,且.
(i)求证:;
(ii)设弦的中点为,为坐标原点,直线与椭圆交于两点,求四边形面积的取值范围.
题型七:点差法解中点弦
例19.(2026·高三·河北衡水·期末)已知椭圆,椭圆与有公共焦点,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与相交于两点,为的中点,求直线的方程.
例20.(2026·高二·四川绵阳·期中)已知椭圆C与双曲线有相同的焦点,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l与椭圆C相交于,且的中点为,求直线l的方程.
例21.(2026·高二·宁夏吴忠·期末)已知椭圆的左焦点为,离心率为,且经过点.
(1)求的方程;
(2)已知是椭圆内一点,过点任作一条直线与椭圆交于B、C两点,求以为中点的弦所在的直线方程.(直线化为一般方程)
变式12.(2026·高二·甘肃陇南·期末)已知为椭圆C:()的上焦点,D,E分别为C的左、下顶点,且的面积为.
(1)求a;
(2)若斜率为4的直线l与C交于A,B两点,且为线段AB的中点,求t.
变式13.(2026·高二·河北·阶段检测)在平面内,动点到定点的距离和它到定直线的距离之比是常数,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)设斜率为1的直线与曲线交于两点,记线段的中点为为坐标原点,判断直线的斜率是否为定值.若是,求出该定值;若不是,说明理由.
变式14.(2026·高二·陕西咸阳·期中)已知双曲线的焦距为,其渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点的直线与双曲线相交于两点,且为线段的中点,求直线的方程.
1.(2026·高二·广东广州·期末)动点与定点的距离和点M到定直线的距离的比是3,记点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点且倾斜角为的直线与曲线C相交于A,B两点,求.
2.(2026·高二·四川自贡·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作直线交抛物线于P,Q两点,若,求直线的方程.
3.(2026·高二·湖北武汉·期末)已知是抛物线的焦点,过焦点的直线与抛物线交于两点,点在第一象限,且最小值为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,满足,求直线的斜率;
(3)点在抛物线的准线上,过点的直线分别与抛物线交于点和,且分别为的中点,若直线与准线交于点,求的最小值.
4.(2026·高二·广西南宁·期末)设抛物线的焦点为,过点且斜率为2的直线被截得的弦长为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点为抛物线上的任意一点,以为圆心的圆过点,且与直线相交于两点,求的取值范围.
5.(2026·高二·河南·阶段检测)已知动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数.
(1)设动点的轨迹是曲线,求曲线的方程并指出曲线是什么曲线;
(2)已知点为曲线上任意一点,是圆的直径,求的取值范围.
6.(2026·高二·广东揭阳·阶段检测)设为坐标原点,直线过抛物线:的焦点,且与交于两点
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线为的准线,判断以MN为直径的圆与直线是什么位置关系?请说明理由.
7.(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.
8.(2026·高二·北京·期中)已知椭圆,焦距为,椭圆上的点到两焦点的距离之和为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右焦点的直线(不与轴重合)交椭圆于两点,记线段的中点为,直线交直线于点(为坐标原点),以为直径的圆是否过定点?如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
9.(2026·高二·云南昭通·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)不经过点的直线与椭圆相交于,两点,已知直线与直线的斜率之和为,证明:直线过定点.
10.(2026·高二·安徽阜阳·期中)已知点在抛物线上.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若射线,均与圆相切,且点,在抛物线上.
①若存在,使得,求直线的方程;
②过点作于点,问:是否存在定点,使得为定值?若存在,求该定值;若不存在,请说明理由.
11.(2026·高二·湖北省直辖县级单位·阶段检测)已知椭圆的离心率为,焦距为.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过坐标原点的直线交于,两点,点在第一象限,轴于点,连结并延长,交于点.
(i)证明:是直角三角形.
(ii)求面积的最大值.
12.(2026·高二·云南昆明·期中)已知椭圆的离心率为,长轴长为.
(1)求的方程;
(2)过点作直线与交于两点,轴上存在点使得直线与直线的斜率之和为.
①求点的坐标;
②求面积最大时,直线的斜率.
13.(2026·高二·江西·阶段检测)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线右支于、两点(点在轴上方),点在双曲线的右支上,直线交轴于点(点在点的右侧).
(1)若点,且,求点的坐标;
(2)若的重心在轴上,记、的面积分别为、,求的最小值.
14.(2026·高二·广西南宁·期中)已知椭圆:的长轴长为4,离心率为,过点的直线与椭圆交于,两点,过点作轴,交椭圆于另一点(异于点,).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:直线过定点,并求点的坐标;
(3)求面积的取值范围.
15.(2026·高二·福建厦门·阶段检测)抛物线被直线所截得的弦PQ的中点的纵坐标为1.
(1)求的值及抛物线的准线方程;
(2)过抛物线的焦点作两条互相垂直的直线,,直线与拋物线相交于,两点,直线与抛物线相交于,两点.
(i)若,求直线的方程;
(ii)求四边形的面积的最小值.
16.(2026·高三·甘肃金昌·阶段检测)已知椭圆()的长轴长是短轴长的倍,且经过点.
(1)求的方程;
(2)设为坐标原点,过圆上一动点作的两条切线,切点分别为.
(i)证明:恒为定值;
(ii)求四边形的面积的最大值.
17.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知双曲线过点,且右焦点为,直线与双曲线的右支交于两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若线段的中点为,求直线的方程;
(3)若直线过,交轴于点,且,求证:为定值.
18.(2026·高二·甘肃嘉峪关·期末)已知抛物线,是抛物线上的点,且(F为抛物线的焦点).
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交C于M,N两点,且线段MN的中点坐标为,求直线l的方程.
19.(2026·高二·陕西商洛·阶段检测)在平面直角坐标系中,点到点的距离等于点到直线的距离.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)直线与点的轨迹交于两点,弦的中点为点,求直线的方程;
(3)求点到直线距离的最小值.
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第12讲 圆锥曲线综合应用的常见题型
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:圆锥曲线综合应用需掌握以下核心方法 3
03 题型精讲举一反三 4
题型一:弦长计算 4
题型二:直径问题 10
题型三:数量积问题 16
题型四:定点问题 21
题型五:定值问题 29
题型六:三角形与四边形面积 38
题型七:点差法解中点弦 46
04 过关测试 53
知识点一:圆锥曲线综合应用需掌握以下核心方法
1、定义法:利用椭圆、双曲线、抛物线的定义直接求解,如焦点三角形、离心率问题。
2、韦达定理法:通过联立直线与曲线方程,结合判别式及根与系数关系,简化弦长、中点等计算。
3、点差法:针对中点弦问题,设而不求,快速建立斜率与中点坐标的关系。
4、弦长公式法:利用弦长公式直接计算交点距离,结合判别式优化运算。
5、数形结合法:通过图形几何性质(如对称性、垂直关系)简化代数推导。
6、参数法:引入点参数、斜率参数或角参数,将几何问题转化为代数方程。
7、曲线系方程法:利用曲线系方程快速求解共焦点、共渐近线等问题。
8、代入法:合理选择变量顺序,避免复杂运算。
题型一:弦长计算
例1.(2026·高二·云南文山·阶段检测)已知椭圆C:()的离心率为,且点在上,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆右焦点的直线与椭圆交于A,B两点.
(ⅰ)若点的坐标为,证明:;
(ⅱ)若,当时,求弦长的取值范围.
【解析】(1)根据已知条件可得,解得,
所以椭圆C为.
(2)(ⅰ)如图,当直线与轴重合时,显然成立;
当直线与轴不重合时,设直线为,,,
联立那么可得,
根据韦达定理可得,,
那么根的判别式.
,
由于,
因此,
因此,的倾斜角互补,因此.
(ⅱ)由,那么.
那么可得,
因为在上单调递减,在上单调递增,
所以.
又由于,
因此,,
.
令,那么,
所以.
例2.(2026·甘肃平凉·模拟预测)已知椭圆的离心率为,且过点,过椭圆右焦点F的直线l与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为N,线段AB的垂直平分线与x轴交于点M.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若,求直线l的方程;
(3)求的取值范围.
【解析】(1)由题可得,解得,
所以椭圆C的标准方程为;
(2)由(1)可知,若直线斜率不存在,则的方程为,
此时点为的中点,即重合,线段AB的垂直平分线即为x轴,不符合题意;
所以直线的斜率一定存在,设直线的方程为,,
联立,化简得:,
所以,
所以,线段AB的垂直平分线为,
令,解得,所以,
所以,
又,
所以,解得,
所以直线l的方程为,即或;
(3)由(2)可知,
令,则当,,
当,,
因为,所以,;
所以的取值范围为.
例3.(2026·高二·上海黄浦·期末)已知、分别为椭圆C:的左、右焦点,直线l交椭圆C于A、B两点.
(1)求焦点、的坐标与椭圆C的离心率e的值;
(2)若直线l过点且与圆相切,求弦长的值;
【解析】(1)椭圆为标准形式,得,,
因此,.
故焦点坐标为,,离心率.
(2)当直线的斜率存在时,
设过的直线方程为,即.
因直线与圆相切,圆心到直线距离等于半径1:,
平方化简得,即.
将代入椭圆方程,代入整理得:
设,由韦达定理得,.
由弦长公式:代入数值计算:
斜率不存在时直线到原点距离为,不满足相切,故舍去,最终.
变式1.(2026·高二·广东广州·期末)已知双曲线C与椭圆有公共焦点,且离心率为3.
(1)求双曲线C的方程;
(2)过双曲线C的右焦点且倾斜角为的直线与双曲线C相交于A,B两点,求.
【解析】(1)由题意得,
因为双曲线C与椭圆有公共焦点,
则可设双曲线C的方程为,
因为其离心率为3,则,即,则,则,
则双曲线C的方程为.
(2)双曲线C的右焦点坐标为,
∵直线的倾斜角为,故其斜率为,又过点,
∴的方程为,设,
由,消去,得,,
∴,
∴.
变式2.(2026·高二·天津西青·期末)已知双曲线的焦点在轴上,,且经过点.
(1)求该双曲线的标准方程及渐近线方程;
(2)过双曲线的右焦点,斜率为的直线交双曲线于两点,求弦长.
【解析】(1)由已知焦点在轴上,可设双曲线的方程为,
将,点的坐标代入方程为,解得,,
所以双曲线的标准方程为,
渐近线方程为.
(2)由(1)知,所以半焦距,右焦点为,
如图,作出符合题意的图形,
由点斜式可得直线的方程为,
由,消去得.
法一:解方程得,
将代入,得,
不妨取,
所以.
法二:设,则,,
所以.
题型二:直径问题
例4.(2026·高二·北京海淀·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点坐标分别是,离心率是,直线与椭圆交于不同的两点,,以线段为直径作圆,圆心为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若圆与轴相切,求圆心的坐标;
(3)已知点,求椭圆上的点到点距离的最小值.
【解析】(1)因为椭圆的左右焦点分别为,所以,
又离心率,所以,所以,
所以椭圆的方程为:;
(2)设分别位于轴的左右两侧,
若,则,由,解得,此时圆心;
若,则,由,解得,此时圆心,
所以圆心的坐标为或.
(3)设为椭圆上任意一点,则,
,
当时,.
例5.(2026·高二·重庆九龙坡·期中)已知双曲线,直线不过原点且不平行于坐标轴,与交于两个不同的点,线段的中点为.
(1)证明:直线的斜率与的斜率的乘积为定值;
(2)若是圆的一条直径,且双曲线的离心率为,求双曲线的方程.
【解析】(1)
依题意,设,,,
则,
两式相减可得,即,即,
因为,,直线的斜率,直线的斜率,
于是得是定值,
所以直线的斜率与直线的斜率的乘积为定值.
(2)因为圆,所以,
所以,
又双曲线的离心率为,即,所以,
则双曲线,又,所以,
因为是圆的一条直径,
所以直线的方程为,即,
由,解得或,即,,
又点在双曲线上,所以,
解得,
所以双曲线的方程为.
例6.(2026·高二·河南驻马店·期末)已知双曲线:,若与双曲线有相同的渐近线,且的焦点与虚轴的端点为顶点的四边形的面积为.
(1)求的方程;
(2)设过右焦点的直线与交于,两点,以为直径圆恰好过原点,求直线的方程.
【解析】(1)设双曲线的方程为,,
因为的焦点与虚轴的端点为顶点的四边形的面积为,,
所以,即双曲线的方程为
(2)由(1)可知双曲线的方程为,右焦点
设直线的方程为,,
联立方程,得,
所以,,
因为直线与双曲线交于,两点,得,
因为以为直径的圆过原点,所以
所以,即,
所以,
整理得,所以直线的方程,即.
变式3.(2026·高二·江苏连云港·期末)已知双曲线(,)经过点,,直线交的右支于,两点,且线段的中点为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点的坐标为,求直线的方程;
(3)若直线经过的右焦点,以为直径的圆与直线相交于,两点,证明:为定值.
【解析】(1)将点、代入双曲线方程,得,
令,,解得,即.
因此,双曲线的标准方程.
(2)设,且两点均在双曲线上,故
两式相减得点差公式:,即.
又因为中点为,故,代入上式得,即.
若,则,则重合,且中点,则三点重合,
这与直线交的右支于,两点矛盾.
所以,因此直线斜率.
又因为直线经过点,由点斜式得直线方程,整理得.
联立,得,判别式,
且,所以两根均为正根,符合交右支于两点的条件.
因此直线的方程为.
(3)由双曲线得,右焦点,
①当直线的斜率存在时,设直线,,中点.
联立,整理得,
由韦达定理得:,
因此:,
因为圆以为直径,圆心为,半径,所以,
设,将代入圆方程,
得,故,
所以
,
因为,所以,且,代入上式,
所以.
②当直线斜率不存在时,,易得,
所以,仍成立.
综上,为定值.
变式4.(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,.
题型三:数量积问题
例7.(2026·高二·安徽芜湖·阶段检测)已知椭圆的离心率为,椭圆的左、右顶点分别为.过点的直线与椭圆的交点分别为,当直线垂直于轴时,.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线的斜率与直线的斜率的乘积是否为定值?如果是,求出该定值;如果不是,请说明理由;
(3)直线与直线的交点为,过坐标原点作平行于直线的直线与直线相交于点,求的值.
【解析】(1)因为椭圆的离心率为,可得,即,①
因为过点的直线垂直于轴时截得弦长,
所以椭圆经过点.
所以,②
由①②解得,
所以椭圆的方程为;
(2)由(1)可知,设直线的方程为,
联立,可得,
可得,
直线的斜率分别为,
,
所以,
因为在直线:上,所以,
所以
,
代入式子可得;
(3)由(2)知,可得,所以,
直线的方程为,直线的方程为,
两条直线联立可得
则,
解得,所以设点的坐标为,
因为过原点平行于的直线斜率为,且点在上,
则,
故该直线的方程为,
点在上,则,
故直线的方程为.
联立,解得,
所以点的坐标为,
所以.
例8.(2026·高二·内蒙古巴彦淖尔·期中)给定椭圆:,称圆心在原点,半径是的圆为椭圆的“准圆”.已知椭圆的一个焦点为,其短轴的一个端点到点的距离为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点,是椭圆的“准圆”与轴的两交点,是椭圆上的一个动点,求的取值范围.
【解析】(1)由题意知,且,可得,
故椭圆的方程为.
(2)由(1)得椭圆的“准圆”方程为,由题意不妨设,,
设,则有,,,
所以,
又,则,
所以的取值范围是.
例9.(2026·高二·安徽合肥·期末)已知椭圆的离心率为,过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点,直线与椭圆相交于,两点,且线段被直线平分.
①求直线的斜率;
②若,求直线的方程.
【解析】(1)可得.
故椭圆方程为:.
(2)①由条件知,
设,,则满足,,
两式作差得:,化简得,
当时,直线l过原点,其斜率不唯一,不合题意;
当时,因为被平分,故,
所以,即直线的斜率.
设直线为,代入椭圆方程可得,
所以,,
,
,
故
,
由得:即,解得
又因为方程①中,所以.
故所求直线方程为,即
变式5.(2026·高二·江苏常州·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线,直线.
(1)直线与双曲线C只有一个公共点,求的值;
(2)若直线与双曲线有两个交点,,若为钝角,求的取值范围.
【解析】(1)由题意可知直线与双曲线有且只有一个公共点,
所以方程组只有一组解,即只有一个解,
当,即时,满足题意;
当时,有,解得,符合题意;
所以的值有共4个.
(2)联立,消去并整理得,
显然,且,解得且,
设,,
则,
显然直线不过原点,即与不共线,
由为钝角,可得,
即,解得,
又且,于是得,解得,
所以的取值范围.
变式6.(2026·高二·河北唐山·期中)已知双曲线的离心率为,实轴长为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设直线与双曲线交于两点,是否存在满足(其中为坐标原点)若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【解析】(1)由题意可得,则,
又因,解得,
故双曲线的标准方程为.
(2)联立,消去整理可得,
因为直线与双曲线有两个交点,
所以解得且,
设,,则,,
所以
,
解得,不满足且,不符合题意,
所以不存在满足.
题型四:定点问题
例10.(2026·山东青岛·模拟预测)已知椭圆:的上顶点为,离心率为.过点的直线与交于点,点在第一象限,过点的直线与交于点.设点,直线和直线关于直线对称,直线与直线交于点.
(1)求的方程;
(2)若,求点的坐标;
(3)设,是椭圆上的两点,在(2)的条件下,若直线的斜率为直线的斜率的2倍,求证:直线过定点.
【解析】(1)由题意,
又,代入解得:,
故椭圆方程为:
(2)
法一、因为直线和直线关于直线对称,且直线的斜率为,所以,
设直线:,,
则,
整理得,
即.
因为,化简得,
由韦达定理得,,,
所以,代入直线:,得,
所以.
因为点是直线与直线的交点,且直线和直线关于直线对称,
所以点到直线和直线的距离相等,
所以
,
由,解得,
又点在椭圆上,所以,
解得,又,所以,
即点的坐标是.
法二、设:,联立得,整理得,
由韦达定理得,,
因为直线和直线关于直线对称,所以,
即,整理得,
解得,
所以,:,
联立椭圆方程得,
整理得,即,
由韦达定理得,所以,
代入设直线:,得,所以,.
因为到的距离即为到直线的距离,
所以,
由,解得,
又点在椭圆上,所以,
解得,又,所以
即点的坐标是.
(3)设,,:,
联立得,整理得,
由韦达定理得,,
由(2)知,,
则,所以,
变形得,所以.
因为,所以,
所以,整理得,
代入韦达定理,整理得,
即,
所以或,
当时,直线:,过定点(舍去);
当时,直线:,过定点.
所以,直线过定点.
例11.(2026·高二·上海·期中)已知双曲线的右顶点为,左焦点为,过点且斜率为的直线与双曲线的左支交于,两点,为双曲线右支上的一动点;
(1)求双曲线的实轴长与离心率;
(2)求面积的最小值;
(3)设直线与双曲线交于,两点,且.证明:直线过定点;
【解析】(1)由题意,得,,
所以双曲线的实轴长离心率;
(2)由(1)知,直线的方程为,
设,由,消去得,
,
设平行于直线且与双曲线的右支相切的切线方程为,切点为.
联立,消去,得,
令,得解得,
当时,直线与双曲线的左支相切,不符合题意,
因此,,.
因此点到直线的距离,
所以的面积的最小值为.
(3)证明:由(1)知,设,的坐标分别为,.
当直线的斜率为时,,,
则
当时,
,解得,
则,中一个点与重合,此时不成立,所以直线的斜率不为;
设直线的方程为,
联立方程,消去后整理,得,
则,,
,
由,得,
所以,
即,
化简,得解得或.
当时,直线过点,不合题意;
当时,直线的方程为,所以直线过定点.
例12.(2026·高二·吉林长春·期中)已知抛物线的焦点到准线的距离为2.
(1)求抛物线的方程;
(2)若过点的动直线与抛物线相交于两点,
(i)在线段上取点,满足,证明:点总在某定直线上;
(ii)是否存在与点不同的定点,使得恒成立?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由抛物线定义可得,则;
(2)(i)设,、、,
联立,消去可得,
,即,
,,
由,则,故,
由点在线段上,则与异号,
故,
即有,
整理得,
即有,解得,
则,
有,
故总在定直线上;
(ii)存在,且点坐标为,理由如下:
设,则,
由,则,即有,
即,
,
设,,,,
即有
,
,
则可化为,
整理得,
由,故,
又,
,
故,
即,
要使得恒成立,则,则有,即,
则,解得或(舍),则,
即,,即;
即存在,使得恒成立.
变式7.(2026·高二·贵州毕节·期中)已知双曲线:的一条渐近线为:,且右焦点到直线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是的右顶点,、是上与不重合的两点,且,直线斜率存在,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
【解析】(1)双曲线:的一条渐近线为:,
,即,
右焦点到直线的距离为,解得,
由,即,得,故,
双曲线的方程为.
(2)证明:由题得,设,,
设的方程为,
联立消去并化简得,
,即,
且,,
,
,即
,
化简得,
解得或,且均满足,
当时,直线的方程为,过定点,与已知矛盾;
当时,直线的方程为,过定点,
综上,直线过定点,且定点的坐标为.
题型五:定值问题
例13.(2026·高二·云南文山·阶段检测)已知椭圆:()的离心率为,且经过点,上、下焦点分别为,,直线:和交于,两点,轴,为上的动点.
(1)求的方程;
(2)若,求的面积;
(3)设上有两点,(,与都不重合)满足,且,垂足为,证明:存在定点,使得为定值.
【解析】(1)令椭圆的半焦距为,由椭圆的离心率为,且经过点,
则,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)由(1)知,椭圆,,
又在直线:上,且轴,则,
由对称性得关于原点对称,则,
设,则,,
由,化简得,
又,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,
联立,消去,整理得,
则,
,,
结合(2)有,则,,
又,
则
,
化简整理得,
又直线:不过点,得,
所以,即,
所以直线方程为,过定点;
当直线斜率不存在时,设其方程为,(),
则,,则,,
所以,
又,则联立得,解得,(舍去),
所以直线方程为,过定点,
因此直线过定点,
又,则点在以线段为直径的圆上,所以圆心坐标为,
令点,则,
所以存在定点,使得为定值.
例14.(2026·天津滨海新区·三模)已知椭圆的右顶点为,点为椭圆上的一点.设椭圆的左、右焦点分别为.
(1)求椭圆的标准方程及离心率;
(2)过点的直线与椭圆交于两点(异于椭圆的左、右顶点).
(i)求面积的最大值;
(ii)设直线分别交轴于两点,求证:以为直径的圆与轴相交的弦长为定值.
【解析】(1)由题意可知,
由,解得,
∴椭圆的方程:.
离心率为
(2)(i),,由于直线斜率不为,则设直线,
联立方程组,得:
所以
焦点弦长,
点到直线的距离,
∴,
令,所以在上单调递增,所以,
所以,当时等号成立,
所以,当时等号成立,
即面积的最大值为
(ii),
当轴时,交点,关于轴对称,∴点关于原点对称,∴以为直径的圆圆心为,半径为
∵,∴,则,∴,
又∵,∴圆与轴的截得的弦为,
当直线斜率存在时,设直线,
设,
联立方程组,整理得,
则,,
,
直线,令,则,
直线,令,则..,
则,,
则
即
即,同理可证,
即点在以MN为直径的圆上,又∵在轴上,
∴以MN为直径的圆被x轴截得的弦为,,
综上所述:以MN为直径的圆被x轴截得的弦长为定值2.
例15.(2026·高二·上海·期中)已知点,圆:,为圆上的一个动点,线段的中垂线与交于点,当点在圆上运动时,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)若过定点且斜率存在的直线与曲线交于两点,试探究:在轴上是否存在定点,使得直线的斜率之积为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)圆:的圆心,半径,
由线段的中垂线与交于点,得,
则,
因此点Q的轨迹是以为左右焦点,长轴长为4的椭圆,
长半轴长,半焦距,则短半轴长,
所以曲线的方程为.
(2)设直线l的方程为,点,
由消去并整理得,
则,,
,
直线的斜率分别为,因此
,
由,得,当时,为定值,
当时,为定值,
所以在轴上存在定点,使得直线的斜率之积为定值,坐标为或.
变式8.(2026·高二·上海·阶段检测)已知椭圆的任意两条相互垂直的切线交点的轨迹是圆,称为椭圆的蒙日圆,其方程为.已知椭圆的离心率为,焦距为,为坐标原点.
(1)求的标准方程;
(2)已知直线与交于两点,且,求面积的取值范围;
(3)过的蒙日圆上一点,作的一条切线,与蒙日圆交于另一点,若直线的斜率存在设的斜率分别为,证明:为定值.
【解析】(1)已知椭圆的离心率为,焦距为,故,
由,得,,
椭圆的标准方程为:.
(2)
由(1)知椭圆的标准方程为:,
当斜率不存在时,设直线:,则,代入椭圆方程得,
解得,则,
由,则,解得,,
则面积为,
当直线斜率存在时,设方程为,,
联立直线与椭圆方程得,
,可得①,
且,则
,
化简得,即,经检验满足①式.
,
令,,则,,
,
令,则,则,
二次函数,开口向下,对称轴,最大值为,
区间端点或时,,即,故,
,
综上可得,面积的范围为.
(3)
由(1)得,则蒙日圆为,
设椭圆的切线方程为,由椭圆切线条件,
设切线与蒙日圆的交点,
联立切线与圆方程,得,
由韦达定理得,因,
则
.
题型六:三角形与四边形面积
例16.(2026·福建厦门·模拟预测)已知椭圆的左右焦点分别为,,离心率为,且,直线l过点且与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若的面积为,求;
(3)过点A作直线的垂线,垂足为P,求证:为定值.
【解析】(1)由题意得,,所以,
又因为离心率,所以,
所以,所以椭圆的方程为.
(2)设,所以,将代入椭圆方程,
所以,所以.
(3)当直线的斜率不为0时,设,
联立椭圆方程,得到,
则,
设,,则,由韦达定理可得,,
因为,原点到的距离为,
所以,
又因为点到的距离为,,
所以,
所以,
由,,得到,
所以;
当直线的斜率为0时,,,,四点共线无法构成三角形,故舍去;
综上,为定值.
例17.(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.
例18.(2026·河南·模拟预测)已知,,动点M满足,设M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设直线与曲线C有两个交点A,B,求k的取值范围;
(3)设直线与曲线C交于P,Q两点,求证:为定值.
【解析】(1)设,为定值,所以点的轨迹是以为焦点的双曲线的右支,
设双曲线方程为:,,
所以,曲线的轨迹方程是;
(2)设,
由,消去得,
则.
整理得,
解得.
(3)设,
由,消去得,,
则.
,
所以,
变式9.(2026·山东烟台·模拟预测)已知焦点在轴的等轴双曲线的焦距为4.
(1)求的标准方程;
(2)设在的左支上任意一点处的切线为,右焦点关于的对称点为,证明:直线过定点,并求出该定点坐标:
(3)设(2)中求得的定点为,求面积的最大值.
【解析】(1)设等轴双曲线C的标准方程为,因为双曲线焦距为4,所以,则,
在双曲线中有,又因为等轴双曲线中,所以代入得,
所以双曲线C标准方程为.
(2)定点,证明过程如下:
设点,则双曲线C在点P处的切线方程为,
已知双曲线右焦点,设点,则线段的中点在切线上,且,
所以有,即,
又因为中点在切线上,所以,化简得,
因为在双曲线C上,所以,代入式化简得,
因为,所以,则,所以点;
则直线斜率,
根据点点斜式方程可得直线的方程为,
则直线过定点.
(3)由题,,设点,则,
由(2)可知,,则,因为,
令,因为,所以,代入得
,
则当时,面积最大值为
变式10.(2026·高二·安徽蚌埠·阶段检测)抛物线:的焦点为,为坐标原点,过点的直线交抛物线于两点,且到抛物线准线的距离是.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线与抛物线的准线交于点,证明:轴;
(3)已知点,抛物线的准线与轴的交点为,若的面积与的面积相等,求直线的方程.
【解析】(1)抛物线:的焦点为,准线为,
因为焦点到抛物线准线的距离是,所以,
所以抛物线的方程为.
(2)
由题意直线过焦点,
设的方程为,,,
由,得,
,
,,
直线的斜率,所以直线的方程为,
抛物线的准线方程为,代入得,即,
又,所以点的纵坐标,
所以,即与的纵坐标相等,
所以直线平行于轴,从而轴.
(3)由(2)知的方程为,即,
点,点,
因为的面积与的面积相等,
所以到直线的距离相等,即,解得,
所以直线的方程为.
变式11.(2026·湖南衡阳·二模)已知椭圆的离心率为,椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若椭圆的左、右顶点分别为,直线交椭圆于两点(与不重合).设直线的斜率为,直线的斜率为,且.
(i)求证:;
(ii)设弦的中点为,为坐标原点,直线与椭圆交于两点,求四边形面积的取值范围.
【解析】(1)椭圆经过点,,
设椭圆的半焦距为,则,,,
椭圆的方程为:.
(2)(i)(i)证明:连接,由椭圆方程知:,,设,,
,,
,
又,,即,;
(ii)
(ii)易知直线斜率不为,可设直线方程为:,
由得:,则,
,,
,,
即,
,
又,,
整理可得:,解得:,
,,,,
当时,与轴重合,即,此时;
当时,,
,则直线,即,
由得:,,
则点到直线的距离分别为,,且与异号;
,
,
,
,且,即;
综上所述:的取值范围为.
题型七:点差法解中点弦
例19.(2026·高三·河北衡水·期末)已知椭圆,椭圆与有公共焦点,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与相交于两点,为的中点,求直线的方程.
【解析】(1)依题意设椭圆的方程为,
则,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)因为,所以点在椭圆内,直线与椭圆相交,
设,,则,
所以,即,
又点为的中点,所以,
所以,则,
即,所以直线的方程为,即.
例20.(2026·高二·四川绵阳·期中)已知椭圆C与双曲线有相同的焦点,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l与椭圆C相交于,且的中点为,求直线l的方程.
【解析】(1)由题意可设椭圆方程,焦距为,
易知双曲线焦点坐标为,则椭圆C的焦点坐标为,即,
又椭圆C经过点,
根据椭圆的定义可知:,
所以,
所以,
所以椭圆C的标准方程为;
(2)易知点在椭圆内部,设,则
,作差得,
则,
所以,则直线l的斜率为,
由点斜式可知直线l的方程为
所以直线l的方程为:.
例21.(2026·高二·宁夏吴忠·期末)已知椭圆的左焦点为,离心率为,且经过点.
(1)求的方程;
(2)已知是椭圆内一点,过点任作一条直线与椭圆交于B、C两点,求以为中点的弦所在的直线方程.(直线化为一般方程)
【解析】(1)依题意可得,解得,
故椭圆的方程为;
(2)若弦所在直线斜率不存在,根据椭圆的对称性,中点的纵坐标一定是,
同理,若斜率为,则中点的横坐标一定是,与已知矛盾,
故所求弦的斜率存在且不为,可设弦的斜率为.
因为M在椭圆内,所以直线与椭圆一定有两个交点,
设两个交点为,
将两个点代入椭圆,有:,,
两式作差得,
由于是的中点,故,
代入上式化简可得,
得到,求出,
所以中点弦的方程为,整理得到.
故以为中点的弦所在直线方程为.
变式12.(2026·高二·甘肃陇南·期末)已知为椭圆C:()的上焦点,D,E分别为C的左、下顶点,且的面积为.
(1)求a;
(2)若斜率为4的直线l与C交于A,B两点,且为线段AB的中点,求t.
【解析】(1)由题意可知,,,
且,
则,则,得;
(2)由(1)可知,椭圆C:,
设直线,,
联立,得,
则,
则,
因为为线段AB的中点,所以,,解得.
变式13.(2026·高二·河北·阶段检测)在平面内,动点到定点的距离和它到定直线的距离之比是常数,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)设斜率为1的直线与曲线交于两点,记线段的中点为为坐标原点,判断直线的斜率是否为定值.若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【解析】(1)由题可得,,两边平方得,
整理得,故的方程为:.
(2)
直线的斜率是否为定值,下证:
设,则,则有,作差得,
等式两边同除,得:,
即,因此,
因此,直线的斜率为定值,定值是.
变式14.(2026·高二·陕西咸阳·期中)已知双曲线的焦距为,其渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点的直线与双曲线相交于两点,且为线段的中点,求直线的方程.
【解析】(1)由题意知,,
解得,故双曲线的方程为.
(2)①当过点的直线斜率不存在时,若点为的中点,
则点必在轴上,这与矛盾;
②当过点的直线斜率存在时,设斜率为,则直线方程为,
设,因为点为线段的中点,
所以,
因为在双曲线上,所以,
则,
所以,
则所求直线方程为,即.
经检验此时直线与双曲线有两个交点,满足题意.
1.(2026·高二·广东广州·期末)动点与定点的距离和点M到定直线的距离的比是3,记点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点且倾斜角为的直线与曲线C相交于A,B两点,求.
【解析】(1)由点与定点的距离和点M到定直线的距离的比是3,
得,整理得,
所以曲线C的方程为.
(2)由过点且倾斜角为的直线,得直线的方程为,
由消去得,解得,
所以.
2.(2026·高二·四川自贡·阶段检测)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作直线交抛物线于P,Q两点,若,求直线的方程.
【解析】(1)已知点在抛物线上,
代入方程得,解得,因此抛物线的方程为.
(2)由(1)得抛物线焦点.
①当直线斜率不存在时,则,代入得,此时,不合题意;
②当直线斜率存在时,设直线方程为,,
联立方程得,整理得,恒成立,
由韦达定理得.
则,因此,
所以,解得,即,因此直线的方程为或.
3.(2026·高二·湖北武汉·期末)已知是抛物线的焦点,过焦点的直线与抛物线交于两点,点在第一象限,且最小值为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,满足,求直线的斜率;
(3)点在抛物线的准线上,过点的直线分别与抛物线交于点和,且分别为的中点,若直线与准线交于点,求的最小值.
【解析】(1)显然直线的斜率不为0,设直线的方程为,
由消去得,则,
,,
当且仅当时取等号,因此,解得,
所以所求抛物线的方程为.
(2)点,直线斜率都存在,分别为,
则
,
于是轴为的平分线,,
则,由(1)知直线方程为,,
而,解得,因此,解得,
所以直线的斜率为.
(3)设,
由点都在抛物线上,得,即,
则为方程的两个实数根,,
直线的斜率为,直线的方程为,
整理得,即,令,得,
则,,
当且仅当,即时取等号,所以的最小值为6.
4.(2026·高二·广西南宁·期末)设抛物线的焦点为,过点且斜率为2的直线被截得的弦长为.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点为抛物线上的任意一点,以为圆心的圆过点,且与直线相交于两点,求的取值范围.
【解析】(1)依题意,直线的方程为,由消去得,
设直线与抛物线的交点为,则,
由直线被截得的弦长为,得,
因此,而,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)得抛物线的焦点,设,
由以为圆心过点的圆方程为,
当时,,而,,
则,因此
,当且仅当时取等号,
所以的取值范围是.
5.(2026·高二·河南·阶段检测)已知动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数.
(1)设动点的轨迹是曲线,求曲线的方程并指出曲线是什么曲线;
(2)已知点为曲线上任意一点,是圆的直径,求的取值范围.
【解析】(1)因为,
所以由题意得.
两边平方并化简,得,所以.
所以曲线的方程为,曲线是椭圆.
(2)由圆的方程知,圆的圆心为,半径为2.
设,则,所以.
因为是圆的直径,所以,
所以
.
因为,
所以.
因为,所以,即的取值范围是.
6.(2026·高二·广东揭阳·阶段检测)设为坐标原点,直线过抛物线:的焦点,且与交于两点
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线为的准线,判断以MN为直径的圆与直线是什么位置关系?请说明理由.
【解析】(1)抛物线的焦点的坐标为,
由已知直线过点,所以,
所以,故,,
抛物线方程为
(2)以为直径的圆与直线是相切的位置关系.
理由如下:
由(1)可求得准线为,
由,
消去并化简得,,
不妨设,,,
解得或,
所以,
因为,所以中点坐标为,
该点到准线的距离是,
所以以为直径的圆与相切.
7.(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.
8.(2026·高二·北京·期中)已知椭圆,焦距为,椭圆上的点到两焦点的距离之和为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的右焦点的直线(不与轴重合)交椭圆于两点,记线段的中点为,直线交直线于点(为坐标原点),以为直径的圆是否过定点?如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
【解析】(1)由焦距为,可得,即,
由椭圆定义可得,故,
故,
即椭圆的标准方程为;
(2)由题意可得,设,、,
联立,消去可得,恒成立,
则,,
则,,即,
则,令,解得,即,
若在以为直径的圆上,则,
由,,
即有
,
即
,
令,解得,
故以为直径的圆恒过定点.
9.(2026·高二·云南昭通·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)不经过点的直线与椭圆相交于,两点,已知直线与直线的斜率之和为,证明:直线过定点.
【解析】(1)因为椭圆的离心率为,且过点,所以
因为,所以,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,.
因为直线不经过点,所以.
由方程组消去整理得,
则,.
因为直线与直线的斜率之和为-1,
所以
,
整理得,
所以,
化简得.
因为,所以,
代入直线的方程得,所以直线恒过定点(4,1).
当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,代入椭圆的方程得,
由,解得,但是直线与椭圆没有交点,所以斜率不存在时无符合条件的直线.
综上所述,直线过定点(4,1).
10.(2026·高二·安徽阜阳·期中)已知点在抛物线上.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若射线,均与圆相切,且点,在抛物线上.
①若存在,使得,求直线的方程;
②过点作于点,问:是否存在定点,使得为定值?若存在,求该定值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)将点代入抛物线方程得,解得,
所以抛物线的标准方程为.
(2)设,
因为点,在抛物线上,所以,,
直线的方程为,即,
圆心到直线的距离为,
同理可得到直线的距离为,
因为两直线均与圆相切,所以,即,
两边平方得,所以,
所以,
所以
整理得,
因为,是不同的两点,所以,
所以①,
设直线的方程为,与抛物线联立得,
所以,所以,所以,
所以的方程,所以,所以直线过定点.
①因为,,,
所以,
由,得,
显然不符合题意,所以,
所以,
所以②,
由①②得,所以或,
当,得,此时是方程,
又,不符合题意,舍去;
所以,可得,
由,,两式相减得,
所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
②因为直线过定点,过点作于点,
所以点在以为直径的圆上,所以,
所以存在定点,使得为定值,定值为.
11.(2026·高二·湖北省直辖县级单位·阶段检测)已知椭圆的离心率为,焦距为.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过坐标原点的直线交于,两点,点在第一象限,轴于点,连结并延长,交于点.
(i)证明:是直角三角形.
(ii)求面积的最大值.
【解析】(1)(1)由题意得:焦距得,离心率得,
所以得,椭圆方程为:;
(2)(2)(ⅰ)(i)设直线的斜率为,则其方程为,
由得.
记,则,,,
于是直线的斜率为,方程为.
由得.①
设,则和是方程①的解,故,由此得,
从而直线的斜率为,.
,即是直角三角形.
(ii)
(ⅱ)由(ⅰ)得,,
的面积,
设,则,由,得,当且仅当时取等号,
,在上单调递减,
∴当,即时,取得最大值,最大值为.
因此面积的最大值为.
12.(2026·高二·云南昆明·期中)已知椭圆的离心率为,长轴长为.
(1)求的方程;
(2)过点作直线与交于两点,轴上存在点使得直线与直线的斜率之和为.
①求点的坐标;
②求面积最大时,直线的斜率.
【解析】(1)由椭圆的离心率为,所以①
长轴长为,则,又,
联立①②③解得:,
所以椭圆的方程为:.
(2)(i)当直线l的斜率不为0时,设直线的方程为,
联立方程,消去后整理为,
有,可得或.
又有,
如图,由题,,
所以,,
整理得,
解得,故点的坐标为;
当直线l的斜率为0时,也满足题意,
故点的坐标为;
(ii)要求的面积的最大值,则直线l的斜率不为0,
令,有,
此时,.
当且仅当时等号成立,此时,
所以直线的斜率为.
13.(2026·高二·江西·阶段检测)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线右支于、两点(点在轴上方),点在双曲线的右支上,直线交轴于点(点在点的右侧).
(1)若点,且,求点的坐标;
(2)若的重心在轴上,记、的面积分别为、,求的最小值.
【解析】(1)
双曲线的右焦点,
又,所以,则,
因为,所以,
则直线,即,
所以,整理得,解得,,即,
则,所以点的坐标为.
(2)设直线,,,,
联立,整理得,
依题意,,,
则,,
因为直线过点且与双曲线右支交于、两点,所以,
又因为的重心在轴上,所以,
由点在点的右侧,可得,所以,解得,所以,
而,
因点在轴上方,则可得,
因点为的重心,易得,
,
所以,
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为.
14.(2026·高二·广西南宁·期中)已知椭圆:的长轴长为4,离心率为,过点的直线与椭圆交于,两点,过点作轴,交椭圆于另一点(异于点,).
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:直线过定点,并求点的坐标;
(3)求面积的取值范围.
【解析】(1)由题意得,,则,,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)
法一:由题意可得直线的斜率存在且不为0,
设直线的方程为,,,则,
联立得,
,,
,则直线:
所以直线恒过定点.
法二:设,,则.
由,,三点共线,得,即,
把点平移到原点,得椭圆方程,
化简,得①,设平移后的直线:②,
由①②,得,
整理,得
所以,得,
故:经过定点,平移回去得定点为,所以直线恒过定点.
(3)由题意知,,
,令,,,
化简得,,
令,当,,因此,在上单调递增,
所以,所以面积的取值范围为.
15.(2026·高二·福建厦门·阶段检测)抛物线被直线所截得的弦PQ的中点的纵坐标为1.
(1)求的值及抛物线的准线方程;
(2)过抛物线的焦点作两条互相垂直的直线,,直线与拋物线相交于,两点,直线与抛物线相交于,两点.
(i)若,求直线的方程;
(ii)求四边形的面积的最小值.
【解析】(1)解法一:设抛物线与直线交于,,
联立方程组,整理得,
所以,因为,所以,
则抛物线方程为,准线方程为;
解法二:设抛物线与直线交于,,
因为截得的弦的中点的纵坐标为1,故,,
则,作差得,
所以,因为,所以,
则抛物线方程为,准线方程为;
(2)解法一:(i)依题意设直线的方程为,,,,
联立方程组,整理得,故,
所以
,解得,
所以直线的方程为,
即或;
(ii)因为,,同理可得,
所以,
当且仅当,即时,取等号,
所以四边形面积的最小值为32.
解法二:(i)依题意设直线的方程为,,,.
联立方程组,整理得,故,
所以,解得
所以直线的方程为,
即或;
(ii)因为,,同理可得,
所以,
当且仅当,即时,取等号,
所以四边形面积的最小值为32.
16.(2026·高三·甘肃金昌·阶段检测)已知椭圆()的长轴长是短轴长的倍,且经过点.
(1)求的方程;
(2)设为坐标原点,过圆上一动点作的两条切线,切点分别为.
(i)证明:恒为定值;
(ii)求四边形的面积的最大值.
【解析】(1)由题意知,解得,,
故的方程为.
(2)(i)设,,
若直线的斜率不存在,则直线的方程为,
此时直线的方程为,此时;
同理,若直线的斜率不存在,则.
若直线,的斜率都存在,设直线的斜率为,
则直线的方程为,
由得,
因为直线与椭圆相切,
则,
化简得,
又,所以,代入上式得,
所以,即,
所以,解得(),
所以直线的方程为,整理得,
设直线的斜率为,直线的方程为,
同理可得直线的方程为,
设,其中,
则有,,所以直线的方程为,
若,则,直线的方程为,可得,
不妨设,,此时,
故即.
若,由整理得,
所以,,
故
,
整理得,又,
所以,则,即.
综上可知,恒为定值.
(ii)由上可知,直线的方程为,
又,则,,
则点M到直线的距离为,
原点O到直线的距离为,
由上可知,,
则
,
所以四边形的面积为
,
所以当时,四边形的面积取得最大值6.
17.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知双曲线过点,且右焦点为,直线与双曲线的右支交于两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若线段的中点为,求直线的方程;
(3)若直线过,交轴于点,且,求证:为定值.
【解析】(1)由题意可得:.
所以双曲线的标准方程为:.
(2)设,,
则,
两式相减得:,
又线段的中点为,所以,
所以,即直线的斜率为1.
所以直线的方程为:即.
直线过点,故直线与双曲线相交,满足条件;
(3)如图:
因为直线过点,且与轴相交,所以直线必存在斜率.
设直线方程为:,代入双曲线方程得.
整理得:().
设,,
则,.
又,,
所以
,为定值.
18.(2026·高二·甘肃嘉峪关·期末)已知抛物线,是抛物线上的点,且(F为抛物线的焦点).
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交C于M,N两点,且线段MN的中点坐标为,求直线l的方程.
【解析】(1)抛物线的焦点为,准线为.
根据抛物线定义,,解得.
故抛物线方程为
(2)设,,在抛物线上,故,.
两式相减:
因为的中点为,所以.
代入得
直线过点,方程为
19.(2026·高二·陕西商洛·阶段检测)在平面直角坐标系中,点到点的距离等于点到直线的距离.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)直线与点的轨迹交于两点,弦的中点为点,求直线的方程;
(3)求点到直线距离的最小值.
【解析】(1)
点到点的距离等于点到直线的距离,
故所求动点的轨迹为以原点为顶点,开口向右的抛物线,且,
.
点的轨迹方程为.
(2)设,,
则,两式相减得,
则,得,即直线的斜率为2,
所以直线的方程为,即;
(3)设点,
则点到直线的距离为,
当时,,
所以点到直线距离的最小值为.
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