内容正文:
3.专题03:圆锥曲线中的参数范围及最值问题
题型一、弦长的最值/取值范围 1
题型二、三角形面积的最值/取值范围 9
题型三、四边形面积的最值/取值范围 19
题型四、向量数量积的取值范围 32
题型五、纯参数(斜率/截距/离心率)范围 42
【真题回顾】 51
题型一、弦长的最值/取值范围
一般步骤:核心是求动弦的长度最大值,常结合直线与曲线联立、韦达定理推导,需结合判别式、参数范围推导边界。
【例题精讲】
1.(25-26高二下·河北唐山·期末)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P是上与,不重合的点,直线,与直线分别交于点G,H,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的性质,结合已知条件求出,进而求出椭圆方程;
(2)根据椭圆的性质,利用几何法求出,求出表达式,构造函数并求导,分析函数单调性及最小值,进而求出的最小值.
【详解】(1)由题意,点,分别是椭圆左、右顶点,,故,得,
离心率,故,则,
故的方程为:.
(2)由(1)知,,设在椭圆上,且,
则,
直线与交于点,则,解得,
直线与交于点,则,解得,
故,
,故,
又,
故,
令,求导得,
当时,,函数单调递减;当时,,函数单调递增;
故在处取得最小值,
,
故,
当时,,即时,取得最小值,最小值为.
2.(25-26高二下·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.
【答案】(1)
(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)
【分析】(1)根据条件列方程组求解;
(2)(i)分直线是否与 轴重合,设,与椭圆方程联立,根据韦达定理求证即可;
(ii)化简求出其范围,再利用韦达定理化简得出即可求出的范围,利用弦长公式化简,令即可.
【详解】(1)根据已知条件可得,解得,
所以椭圆C为 .
(2)(ⅰ)略
(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.
3.(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.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)根据椭圆离心率和经过点及求解即可;
(2)设直线l的方程,并与椭圆方程联立,写出韦达定理,得到点坐标,再写出AB的垂直平分线方程,得到点坐标,表示出,列方程求解;
(3)由(2)用表示,令,分析函数的取值范围.
【详解】(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.
4.(河北衡水中学2024届高三第二学期开学检测数学试题)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率,直线与交于两点,且弦长的最大值为.
(1)求C的标准方程;
(2)若原点到直线的距离为,求弦长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据弦长的最大值为,得,结合椭圆的离心率求出半焦距,进而得到,求得椭圆的标准方程;
(2)分斜率存在与否两种情况,设直线的方程,联立直线与椭圆方程,根据韦达定理、弦长公式及点到直线的距离公式,结合基本不等式可得结果.
【详解】(1)设椭圆的焦距为.
由题意得,,,
所以,,,
故C的标准方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,其方程为:,
由,得,所以弦长;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即.
由原点O到直线l的距离为,可得,即,
联立方程组,
消去得,.
设,,
则,,
,
设,
则,
当且仅当,即,时,等号成立,
因为,
故弦长的最大值为.
5.(25-26高二下·江苏南京·阶段检测)已知椭圆的焦距为2,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两点.
(i)若点的坐标为,证明:;
(ii)若,当时,求弦长的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)
【分析】(1)根据条件列方程组求解;
(2)(i)分直线是否与轴重合,设,与椭圆方程联立,根据韦达定理求证即可;
(ii)化简求出其范围,再利用韦达定理化简得出即可求出的范围,利用弦长公式化简,令即可.
【详解】(1)由题意得,,得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)(i)当直线与轴重合时,显然成立;
当直线与轴不重合时,设直线方程为.
联立,得,
则,.
则 ,
因为,
所以.
故的倾斜角互补,所以;
综上,.
(ii)由,则.
可得,
因为在上单调递减,在上单调递增,
所以,
又因为,所以,
由
,
令,则,
因为,所以,则弦长的取值范围为.
6.(25-26高二上·江西景德镇·期中)已知椭圆的离心率为,右焦点与短轴两个顶点所连成三角形的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆E有两个交点,,求的取值范围,并求弦长最大值.
【答案】(1)
(2);
【分析】(1)借助离心率及椭圆性质计算即可得;
(2)联立曲线方程与直线方程,消去后可得与交点横坐标有关的一元二次方程,借助根的判别式计算可得的范围,利用韦达定理及弦长公式计算即可得弦长最大值.
【详解】(1)由题意可得,解得,
则椭圆的方程为;
(2)设,.
联立,消去,可得,
由直线与椭圆E有两个交点,则,
化简得,解得;
则,,
,
由,则当时,有最大值,
且.
题型二、三角形面积的最值/取值范围
一般步骤:
1.设直线方程,联立圆锥曲线得到一元二次方程,写出判别式与韦达定理结果。
2.用弦长公式求底边长,结合点到直线距离公式得到高,写出面积表达式。
3.代入韦达定理化简,通过换元转化为二次函数,结合基本不等式求最值或值域。
【例题精讲】
1.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)已知是椭圆:的右焦点,且椭圆过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过作直线交椭圆于,两点,其中在轴上方.
(i)求三角形面积的最大值;
(ii)设,求证:.
【答案】(1);
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)根据题目信息求出,即可得到答案;
(2)(i)设直线的方程为,求出三角形的面积,结合对勾函数的单调性即可求出最大值;(ii)设与的斜率分别为,,证明即可证明.
【详解】(1)由题可得,解得
所以椭圆的标准方程为:.
(2)(i)如图,由题可知,直线的斜率不为0,
设直线的方程为:
设,,由题意知,,
联立,消去化简得
所以,
所以
又原点到直线:的距离
所以三角形的面积
令,则
设,根据对勾函数得在上单调递增,则,则,
所以三角形面积的最大值为.
(ii)设与的斜率分别为,,又,
则 .
所以.
2.(2026·天津滨海新区·三模)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,离心率为,左顶点为,下顶点为,过点且垂直于轴的直线交椭圆于两点,且所得弦长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点是椭圆上在第一象限内的一个动点,求三角形面积的最大值;
(3)过且斜率不为0的直线交椭圆于,两点,线段的中点为,连接并延长交直线于点.试探究:在轴上是否存在一定点,使得以为直径的圆恒过点?若存在,求点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)因为,设直线方程为,代入椭圆方程可得,
设,则,所以中点的纵坐标,
所以,即,
所以所在直线方程为,令,可得,即,
假设在轴上存在一定点满足题意,则,
所以恒成立,则需,解得,
即轴上存在定点,使得以为直径的圆恒过点.
【分析】(1)根据离心率及通径长求出即可得解;
(2)设,利用点到直线的距离求三角形面积,再由正弦型三角函数的性质求最值即可;
(3)设直线方程为,求出点坐标,再由交点求出点坐标,假设存在满足题意,则恒成立,据此求解即可.
【详解】(1)因为,所以,
由代入,可得,,
所以椭圆的通径长为,即,
由可得,解得,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)
由(1)可知,
所以,
直线所在直线方程为,即
设,
设点到直线的距离为,则,
所以,
当时,有最大值.
(3)略
3.(25-26高二下·四川成都·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过右焦点的直线与椭圆交于两点,求三角形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据焦点坐标、椭圆上的点坐标和椭圆之间关系可构造方程组求得结果;
(2)利用弦长公式和点到直线距离公式可表示出,利用基本不等式可求得结果.
【详解】(1)椭圆的左、右焦点分别为,;
椭圆经过点,,又,
,,椭圆的标准方程为:.
(2)
由题意知:直线的斜率不为,可设,,
由得:,,,
,
点到直线的距离,
(当且仅当,即时取等号),
面积的最大值为.
4.(25-26高二上·福建厦门·期末)已知椭圆的离心率为,右顶点与的上、下顶点所围成的三角形面积为..
(1)求的方程.
(2)不过点的直线与交于,两点,直线与的斜率之积恒为.
(i)证明:直线过定点;并求定点坐标.
(ii)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i) 由(1)知,点,
当斜率为0时,直线方程为,
此时设,,,
则,,得到,
因为直线与的斜率之积恒为,所以,
因为在椭圆上,所以,
联立方程组,该方程组无解,则该情况与题意不符,排除,
当斜率不为0时,讨论如下,
如图,设直线的方程为,设,
由,消去x得,
则,
直线与的斜率分别为,,
于是
,整理得,解得或,
当时,直线过点,不符合题意,因此,
直线恒过定点.
(ii)
【分析】(1)根据椭圆的离心率及三角形面积,列出方程组求解即得.
(2)(i)设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用斜率坐标公式,结合韦达定理推理即得;(ii)由(i)的信息,借助三角形面积建立函数关系,再求出最大值即可.
【详解】(1)令椭圆的半焦距为c,由离心率为,得,
解得,
由三角形面积为,得,则,,
故的方程是.
(2)(i)略
(ii)由(i)知,,
则,
因此的面积
,
当且仅当,即时取等号,
故面积的最大值为.
5.(25-26高二上·广东河源·期末)已知圆O:,直径为,圆M过点A,B,且与直线相切.
(1)若所在直线的倾斜角为,求圆M的半径.
(2)设点.若点A在圆O上运动过程中,圆心M形成的轨迹为曲线.
(i)求的值;
(ii)在曲线上取点M,N,使得,求三角形面积的最小值
【答案】(1)2或6.
(2)(i)1;(ii).
【分析】(1)判断圆心M所在直线方程,设出点的坐标,根据列方程求解可得;
(2)(i)设方程为,设,根据列方程化简可得方程;(ii)利用弦长公式和点到直线的距离公式,结合韦达定理化简即可求解.
【详解】(1)依题意点A,B关于原点对称,设,则,
又,所以.
因为圆M过点A,B,所以圆心M必在直线上,设,圆的半径为r,
因为圆M与相切,所以,
又,即,所以,解得:或.
当时,;当时,,所以圆M的半径为2或6.
(2)(i)依题意直线必为过原点的直线,且,
①当直线斜率存在时,设方程为,则圆M的圆心M必在直线上,
设,圆M的半径为r,因为圆M与相切,所以,
又,
所以,整理可得:,
即M点轨迹方程为:,准线方程为:,焦点为点,
因为,即抛物线上点到的距离,所以.
②当直线斜率不存在时,则直线方程为:,所以M在x轴上,
设,所以,解得:,即.
又,则.
综上所述,为定值1.
(ii)由(i)知曲线的轨迹方程为:,焦点,显然直线的斜率不可能为零,
设直线:,,,
由可得,
所以,,,即.
因为,所以,
又,所以,
代入,,化简整理得,,
所以,且,解得或.
设点P到直线的距离为,所以,
,
所以的面积,
而或,
所以,当时,的面积.
6.(25-26高二上·贵州遵义·期末)椭圆()与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点,为坐标原点,若椭圆的离心率,三角形的面积.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若是第一象限内椭圆上一点,直线与轴正半轴相交于点,直线与轴正半轴相交于点.
(ⅰ)求证:等于定值;
(ⅱ)求三角形面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)由(1)得,设,
,即直线的方程为:,令,得,
故,
又,即直线的方程为:,令,得,
故,
,
又,得,
,
,
,
故等于定值为.
(ⅱ)
【分析】(1)根据离心率、三角形的面积以及椭圆的性质即可求出;
(2)(ⅰ)先设,再写出直线的方程和直线的方程即可得到和的长度,最后计算的值即可;
(ⅱ)设,设,,再表示出 ,最后通过换元令,即可求出面积的最小值.
【详解】(1)椭圆的离心率,,又三角形的面积,,
又,,
故椭圆的标准方程为.
(2)(ⅰ)略
(ⅱ)由以上可知,,
则,
设,由,设,,,
则,
,,
,
令,,则,
则,
当取最大值时,取得最小值为.
题型三、四边形面积的最值/取值范围
一般步骤:
1.拆分四边形为两个共底的三角形,分别计算两个三角形的面积再求和。
2.利用韦达定理消元,将面积表达式转化为单变量函数,结合定义域求值域。
【例题精讲】
1.(2027高二·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,A为椭圆上一点,M为线段上的动点,过点M作直线交椭圆于P,Q两点,若,求四边形面积S的最大值.
【答案】
【分析】设出点P,Q的坐标,再将四边形分割成四个三角形进行求面积,将面积S转化成点P,Q的坐标进行运算.
【详解】,.设,,
由得;设,则,
故,A在椭圆上,代入:,即,.(*)
四边形的对角线,相交于M,令,则四边形的面积为:
,而,因为
,
故,
即,
由(*)得,
当且仅当即时取等,故.此时可取.
2.(25-26高二下·湖北武汉·期末)已知点,圆,一动圆过点,且与圆内切,记动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知为曲线上一点(异于),设曲线在点处的切线分别为,在点处的切线为与分别交于两点.
(i)若切线的斜率为,求;
(ii)当点在曲线上运动时,求四边形的面积的取值范围,并求面积取得最小值时直线的方程.
【答案】(1);
(2)(i);(ii)或.
【分析】(1)由椭圆定义可得轨迹方程;
(2)(i)先得到椭圆上一点的切线方程为,求出和的坐标,计算出;
(ii)分切线的斜率不存在和存在两种情况,分别表达出四边形面积,结合导函数求出取值范围,得到答案
【详解】(1)设动圆的半径为,因为动圆过点,圆心为,又动圆与圆内切,设切点为,
所以.
圆的圆心为右焦点,半径为8,即.
因此的轨迹是以为焦点的椭圆,其中.
所以.
故曲线的方程为.
(2)(i)因为,,
设在椭圆上一点处切线方程,
联立,整理得,
由,有,
又因为,所以,故切线方程为.
即椭圆在处切线,椭圆在处切线.
设切线的方程为,
椭圆的斜率为的切线满足,所以.
联立与,即和,故,解得,
故,得.
同理得.
于是.
故.
(ii)当切线的斜率不存在时,不妨设,
中,令得,中,令得,
故,故,,
与的距离为,
故四边形的面积;
当切线的斜率存在时,设切线的方程为.
联立与,得,同理,
则.
可得四边形的面积为.
由得,.
设.则
当时,在上单调递减,在上单调递增,
故最小值在处取得,且.
当时,.
综上,当时,四边形面积取最小值,此时.
所以直线的方程为或.
3.(25-26高三下·辽宁·阶段检测)已知椭圆,四点中恰有三点在椭圆上.
(1)求的方程;
(2)过的左焦点作的不垂直于轴的弦(其中点在轴上方),为中点,直线与双曲线交于两点.
(i)四边形能否为平行四边形,若能,求此时直线的方程,若不能,说明理由;
(ii)求四边形面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)存在,直线的方程为;(ii)
【分析】(1)根据椭圆的对称性,可知一定在椭圆上,进一步判断点也在椭圆上,即可求出椭圆方程;
(2)(i)假设四边形为平行四边形,设直线方程,联立方程组,根据平行四边形对角线互相平方建立中点等量关系,根据方程是否有解判断是否存在即可;(ii)求出直线方程,联立方程组,分别求出到直线的距离,再根据弦长公式求出,表示出面积,最后求出面积的取值范围.
【详解】(1)因为关于轴对称,所以必在上,又,
所以不在上,所以在上,则,所以,
因此的方程为.
(2)(i)由题意知,假设四边形为平行四边形,设直线的方程为,
设,
将直线方程代入椭圆方程,化简整理得,
所以,,
所以,
所以中点坐标为,
若四边形为平行四边形,则与互相平分,所以为中点,
则,,所以点的坐标为,
代入,化简整理得,即,
解得或(舍),
所以,因此,存在四边形为平行四边形,
此时直线的方程为;
(ii)由点的坐标为,所以直线的方程为,代入双曲线方程,
化简整理得,则 ,所以,
即,又点关于原点对称,则,
因为点到直线的距离,
点到直线的距离,
因为,
代入,化简得,
因为,所以,因此,
由弦长公式可得,
所以四边形面积,代入,
化简整理得,因为,
所以.
4.(2026·陕西西安·模拟预测)已知双曲线C:(,)过点,且的渐近线方程为.
(1)求的方程;
(2)记双曲线的左右顶点为,,过右焦点的直线与双曲线的右支交于,两点,记直线,的斜率分别为,,求的值;
(3)过原点且相互垂直的直线,分别交双曲线于,两点和,两点,,在轴同侧,求四边形面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)因为渐近线方程为,所以可得,再将点代入双曲线方程,联立即可求解,得到双曲线方程;
(2)先求出 的坐标,设过的直线方程,与双曲线方程联立,利用韦达定理得到坐标的关系,再写出的表达式,代入坐标关系化简即可求得比值;
(3)设的斜率为,则的斜率为,分别将两条直线方程与双曲线联立,求出弦长和,根据四边形面积公式 得到关于的表达式,结合双曲线的交点限制和函数性质求解取值范围.
【详解】(1)已知双曲线()的渐近线方程为,
因此,即.
双曲线过点 ,代入方程得: ,
将代入: ,
解得,则 .
因此双曲线的方程为
(2)
由(1)知双曲线的左右顶点为,,右焦点.
设过的直线方程为,,.
联立,消去得直线与右支交于两点,
由韦达定理得,而,故,
斜率,,则
将和代入,
化简得: ,
故.
(3)
设直线(),则.
联立与双曲线:需,
则, ,
故.
同理,联立与双曲线需,
则.
四边形的面积,
代入得
,
不妨设,则,
令,则 ,设 ,
因为,所以,所以,故.
因此四边形面积的取值范围为.
5.(2026·河南·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆E上且的周长为6.
(1)求椭圆E的方程.
(2)设过点的直线与椭圆E交于A,B两点,过点的直线与椭圆E交于C,D两点,与的交点为P,且与的斜率之积为.
①求点P的轨迹方程;
②求四边形ACBD面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)① ;②
【分析】(1)根据椭圆焦点及三角形周长得出的值,再将点坐标代入椭圆方程,结合椭圆中的关系联立方程组求解,进而得到椭圆方程.
(2)①结合两直线分别过左右焦点写出直线方程的两个斜率,代入已知斜率乘积条件消参化简,排除斜率不存在的对应点,得出点的轨迹方程.
②方法一:先分别联立、与椭圆方程,算出弦长和,结合已知斜率乘积关系写出四边形面积表达式,换元后根据函数性质即可得到面积的取值范围;方法二:先写出两条直线方程,联立与椭圆得到弦长,将四边形面积表示为乘C、D到的距离和,代入斜率条件化简面积表达式后,换元结合函数性质即可求出面积的取值范围。
【详解】(1)因为椭圆的焦点为,
的周长为,即,
已知在椭圆上,代入得,
结合椭圆关系,所以,
解得,
所以椭圆E的方程为.
(2)由(1)可知,椭圆E的方程为,焦点坐标为,
①设直线与直线的斜率分别为,则,
设点P的坐标为,则,
即,因为斜率存在所以,
化简得,
所以点P的轨迹方程为,
②方法一 设,
联立,
则,
联立,
则,
所以,
同理可得,
设与的夹角为,因为与的方向向量分别为,
所以,
所以,
设四边形ACBD的面积为S,
则,
因为,所以,
令,则,
则,
令,则,化简得,
当时,S→6;当时,,
所以四边形ACBD面积的取值范围是,
方法二 设,直线AB的方程为,
则,直线CD的方程为,
联立直线AB与椭圆的方程得,
则,
所以,
设分别为点C,D到直线AB的距离,四边形ACBD的面积为S,
则,
,
联立得,
故.
所以,
所以,
思路1:令,则
,
因为,所以,
因此,
思路2:令,则,即,则
,
显然,当时,S取得最大值,当时,,
因此.
6.(2026·陕西西安·模拟预测)在平面直角坐标系 中,以椭圆 ( )与坐标轴的交点为顶点的四边形的周长为 ,离心率为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 , ,点 在第三象限且在椭圆 上.直线 与 轴交于点 ,直线 与 轴交于点 .
①是否存在点 ,使得 ?若存在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由;
②求四边形 面积的最大值.
【答案】(1).
(2)①存在,
②
【分析】(1)由已知得,解方程即可求解;
(2)①设,利用直线的方程即可求出点的坐标,由得到两直线斜率关系,与椭圆方程联立即可求得点坐标;
②由图写出四边形面积表达式,借助于椭圆参数方程和换元,利用二次函数的性质即可求得其最大值.
【详解】(1)由已知得,
所以,
所以椭圆方程为.
(2)①设,其中,则.
又因为,所以直线,
令,所以,同理,
若,则,
所以,
化简可得:
与联立,
化简得:,
因为点在第三象限,所以,,
所以,故,
解得:,
所以存在点 ,使得 ,即点坐标为
②所以四边形的面积
,
令,
所以,
令,则,,故,
故当时,,即时,
也即时,四边形的面积取最大值为.
题型四、向量数量积的取值范围
一般步骤:
1.设动点坐标,将向量点积转化为x₁x₂y₁y₂的代数形式。
2.代入韦达定理消去变量,得到单变量函数,结合参数的已知范围求值域。
【例题精讲】
1.(25-26高二下·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.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)
【分析】(1)由椭圆过,椭圆离心率以及求解即可;
(2)(i)由直线经过椭圆的右焦点以及斜率为1,直线与椭圆联立,解得交点,的坐标,即可求解;
(ii)设直线的方程,与椭圆联立,再由韦达定理代入,由一元二次方程性质即可求解.
【详解】(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.
2.(2026·广东广州·模拟预测)已知函数.
(1)判断过点是否能作的一条切线,并说明理由;
(2)设,若函数有两个零点,,且.
(i)求证:;
(ii)记点,若轴上存在两个横坐标大于的点,使得四点共圆,求的取值范围.
【答案】(1)不能,理由见解析
(2)(i)证明见解析;(ii)
【分析】(1)即,为椭圆的上半部分,由于点在椭圆内部,故不能作的一条切线;
(2) (i) 令函数转化为求解一元二次方程两根问题,再使用韦达定理证明;
(ii)利用,把转化为求解的取值范围,再使用韦达定理化简求解取值范围.
【详解】(1)不能.理由如下:
即
为椭圆的上半部分
将点代入椭圆得:
点在椭圆内部
过点不能作的一条切线.
(2)(i)令 ,得
,
即
化简,得 ,
由于方程有两个根,,且,那么
即
把代入得
即
化简可得 ,得证.
(ii)
由(i)可得,,
不妨设点在点左侧,点在点左侧
由四点共圆可得:
又
所以
所以,
所以,
,即,
由于
,
由于,
设,由,那么
所以,的取值范围
故的取值范围.
3.(25-26高三下·重庆沙坪坝·阶段检测)设抛物线的焦点为是上一点且,过抛物线的焦点作直线,且直线与抛物线相交于两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线的焦点作与垂直的直线,若直线与抛物线相交于,两点,
①求的最小值;
②设,分别是,的中点,过焦点作直线的垂线,垂足为,求证:存在一个定点,使得为定值.
【答案】(1)
(2)①16;②证明见解析
【分析】(1)由题设可得,再根据抛物线的焦半径公式求解即可;
(2)①设直线的方程为,,联立直线与抛物线方程,结合韦达定理可得,设,同理可得,进而表示出,再根据基本不等式求解即可;
②结合①可得,再分、两种情况讨论求证即可.
【详解】(1)由,得,
则,即,
因为为抛物线上一点,所以,则,即,
所以抛物线的方程为.
(2)①由(1)抛物线的方程为,则,
由题意,显然直线的斜率存在且不为0,
设直线的方程为,,
联立,得,
则,
由于,所以直线的斜率为,
设,同理可得,
则
,
当且仅当,即时等号成立,则的最小值为16.
②由①得,,,
则,同理,
因为,分别是,的中点,所以,
若,则直线的斜率为,
所以直线的方程为,即,
显然直线恒过定点,
由题意可知,为直角三角形,则为的中点,满足为定值,此时;
若,则直线的方程为,此时直线过点,也满足为定值1.
综上所述,存在一个定点,使得为定值1.
4.(25-26高二上·河北·期末)已知为坐标原点,,动点满足,,其中分别是直线的斜率.设动点的轨迹分别为曲线.
(1)若,,求曲线,的方程.
(2)若,,证明:为定值.
(3)若直线,分别与曲线交于,两点,设为线段的中点,当在曲线上变化时,证明:为定值.
【答案】(1)的方程为(),的方程为()
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)设出动点的坐标,利用斜率坐标公式及斜率关系列式求出曲线的方程,再将代入即得.
(2)设,由给定条件可得,再利用斜率坐标公式求出的表达式,然后利用点分别在曲线上推理计算得证.
(3)设,确定直线的方程为.通过联立椭圆方程得到
.同理得到.进而可求证.
【详解】(1)设,.若,,则,,,
由,整理得(),即曲线的方程为().
同理,由,得(),即曲线的方程为().
(2)设,则,
由,得,即,
,
由点在曲线上,得;由点在曲线上,得,
则,于是,即,
所以为定值.
(3)证明:设,则由(2)可得()①.
设,.因为,所以直线的方程为.
由消去,得,
结合①,消去,整理得,
则,代入直线的方程,可得,即.
同理可得直线的方程为,
由消去,并结合①,消去,整理得,
同理可得.
易知直线与轴垂直,且线段的中点的坐标为,
故,为定值.
5.(24-25高二上·广东梅州·期末)在平面直角坐标系中,圆的方程为,点的坐标为,点为圆上的动点,线段的中垂线与直线相交于点.
(1)求交点的轨迹的方程;
(2)若过点的直线与轨迹相交于、两点,求的取值范围;
(3)若,点为轨迹在第一象限内的任意一点,则是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)根据中垂线与圆的性质,结合双曲线的定义以及标准方程,可得答案;
(2)由题意设出直线方程并联立双曲线方程,求得斜率范围以及韦达定理,根据向量点乘的坐标表示,可得答案;
(3)利用分类讨论思想分直线斜率存在与不存在两个情况,利用等腰直角三角形以及正切函数的二倍角公式,可得答案.
【详解】(1)
依题可得:,
而,因此动点的轨迹是以,为焦点,实轴长为2的双曲线,
从而,,进而,于是得到轨迹的方程:.
(2)
由题意易知直线斜率存在,设,,,
联立方程,消元得:,
因为有两个交点,需
于是得到:,,由韦达定理,得:,,
,
令,,,
于是,
因此.
(3)
存在且.
证明如下:设,,
当时,,此时,且,
易知为等腰直角三角形,,,.
于是猜想:.
当时,直线,的斜率分别为:,,
,
因此,得证.
6.(24-25高二上·四川眉山·期末)已知,,点满足,记点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)当时,求的面积.
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意可得,可求得轨迹的方程;
(2)由余弦定理得,给合,可求得的面积;
(3)设,分别用向量表示,由题意可求得的取值范围.
【详解】(1)因为,所以点的轨迹为以为焦点的双曲线,
设此双曲线方程为,
易知,又由,解得,
即轨迹的方程为:;
(2)∵为双曲线E:上的一点,
∴,平方得 ①,
在中,由余弦定理,得,
即 ②,
由,得,即,
所以的面积.
(3)设,则,所以,.
所以的取值范围是.
题型五、纯参数(斜率/截距/离心率)范围
一般步骤:
1.利用判别式大于0构造不等式,得到参数的初步约束。
2.结合题目给出的几何条件,补充额外不等关系,联立求解得到最终范围。
【例题精讲】
1.(25-26高二上·广东广州·期末)已知直线与抛物线交于异于原点的两点,.
(1)若,,求证:;
(2)若,过作的垂线,垂足为,求的取值范围.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)将直线方程与抛物线方程联立,由韦达定理得:,,利用向量的数量积,计算即可.
(2)将直线方程与抛物线方程联立,由韦达定理得:,,由,得,,将代入直线和直线 的垂线方程,计算即可.
【详解】(1)当,时,直线的方程为:,
直线与抛物线交于异于原点O的两点,,
将直线方程与抛物线方程联立,
整理得:,由韦达定理得: ,,
,
,
,,,
,,
,
.
(2)直线的方程与抛物线的方程交于,两点,
联立得,整理得:,
由韦达定理得: ,,
,
,,,
,,
,
,
,解得:,
直线与抛物线交于异于原点的两点,
,,
直线的方程,即,
则直线过点,
过作的垂线,垂足为,则垂线的斜率为,
垂线的方程为,
在直线上,又在垂线上,
,,
,整理得:,
,
,
,
,
的范围为.
2.(2026·湖南长沙·二模)已知双曲线,,左右顶点分别为,过点的直线交双曲线于,两点.
(1)若离心率时,求的值;
(2)若,为等腰三角形时,且点在第一象限,求点的坐标;
(3)设直线与双曲线另一个交点为,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据双曲线离心率公式求出;
(2)分类讨论等腰三角形的情况,确定点的坐标;
(3)设直线方程并联立双曲线,应用韦达定理,计算向量数量积,代入韦达定理结果得到参数关系,求的取值范围.
【详解】(1)由题意得,则,
.
(2)当时,双曲线,
其中,,
因为为等腰三角形,则
①当以为底时,显然点在直线上,
这与点在第一象限矛盾,故舍去;
②当以为底时,,
设,联立解得或或,
因为点在第一象限,显然以上均不合题意,舍去;
(或者由双曲线性质知,矛盾,舍去);
③当以为底时,,
设,其中,,
解得,即,
综上所述:.
(3)由题知,,
当直线的斜率为时,此时,不合题意,则,
则设直线,
设点,,而直线与双曲线另外一个交点,
根据双曲线对称性知,
联立,
显然二次项系数,
其中,
①,②,
则,,
则,
因为,在直线上,
则,,
即,即,
将①②代入有,
即
化简得,
所以,代入到,
得,所以,
且,解得,
又因为,则,
综上知,,
所以.
3.(25-26高二下·上海·期中)已知双曲线.
(1)设点为左焦点,为双曲线右支上任一点,写出点坐标与直线斜率的取值范围;
(2)过点作的切线,
①若切线斜率为,求实数与实数满足的关系式;
②若可以作两条这样的切线、,它们的斜率分别为、.若,求实数的取值范围及的取值范围.
【答案】(1),
(2)① ; ② 的取值范围;的取值范围
【分析】(1)根据的关系可求点的坐标,根据渐近线的性质可求出斜率的取值范围;
(2)①根据直线与双曲线的位置关系即可求解;
②首先根据存在两条切线可求出的范围,然后根据韦达定理可得,最后根据的范围结合反比例函数的性质即可求出的范围.
【详解】(1)对于双曲线,可得,
则,即,因此左焦点,
双曲线渐近线斜率为,在右支上,当趋向无穷远时,直线斜率趋近,且永远取不到,
因此的取值范围是.
(2)① 设切线方程为,即,代入双曲线方程,
整理得: ,
因为是切线,判别式,化简整理得: .
②存在两条斜率存在的切线,说明上述关于的方程有两个不相等的实根,
因此: ,
结合,解得或 ,
所以 的取值范围为
由韦达定理,,
当时,,得;
当时,,得,
因此的取值范围为.
4.(25-26高三下·山东·阶段检测)已知是坐标原点,双曲线左顶点,直线过点交的右支于两点,记的面积分别为,.且当直线与轴垂直时,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知直线交轴于点,
(i)若,求证:为定值;
(ii)在(i)条件下,若,当时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)显然直线不为0,故设直线为 ,
又直线交轴于点,故直线与轴不垂直,故,
与 联立可得,
,
设,则,
过点交的右支于两点,故,不妨设,
,即,
即,解得,,
,同理可得 ,,
则;
(ii)
【分析】(1)根据双曲线特征和三角形面积得到双曲线方程;
(2)(i)设出直线,联立双曲线方程,根据向量关系进行求解;
(ii)在(i)基础上,用表达出,求出取值范围.
【详解】(1)由题意得,
当直线与轴垂直时,,即,即,
故,将其代入 中,得 ,
所以双曲线方程为 ;
(2)(i)略
(ii)由于,由几何关系可得,
其中,故,整理可得,
又,,
所以,
由(i)知,,,
故,又,,
故,整理得,,
令,则,,
所以,
由对勾函数可知在上单调递增,
故.
5.(25-26高二下·四川成都·期末)已知椭圆的焦点在轴上,是的左顶点,斜率为的直线交于,两点,点在上,.
(1)若椭圆的离心率为.
①求椭圆的方程;
②若时,求的面积;
(2)当时,求的取值范围.
【答案】(1)①;②
(2)
【分析】(1)①根据椭圆焦点在轴得到、,结合离心率,列方程求解,代入得到椭圆方程;
②设直线的方程并联立椭圆方程,由韦达定理计算弦长,根据且得到直线的斜率,同理得,由解出,再代入直角三角形面积公式计算面积;
(2)联立直线与椭圆方程,通过韦达定理分别表示出弦长和,结合整理得到关于的表达式,利用椭圆焦点在轴的条件列不等式求解,即可得到的取值范围.
【详解】(1)①已知椭圆焦点在轴上,故,,所以,
又离心率,所以,解得,
因此椭圆的方程为.
②因为是的左顶点,所以,设直线,
则由得,
已知是方程的一个根(对应点),由韦达定理得,
因此,因为,且,故,
同理得,由,得,整理得,
即,因,故,
此时,为等腰直角三角形,面积为.
(2)已知椭圆焦点在轴上,故,左顶点,
设直线的方程为,,由得直线斜率为,
将代入椭圆方程,整理得,
该方程一个根为,由韦达定理得,
由弦长公式得,
将上式中替换为,得,
由,即,化简得 ,整理得,
由椭圆条件,代入得,移项整理,
即,等价于,所以或,解得,
故的取值范围是.
6.(25-26高二下·重庆·期中)椭圆:()的焦点分别为,,上顶点是,是面积为的等边三角形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过的直线与椭圆相交于,两点,且,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件列方程组求解;
(2)设,根据得出坐标关系,代入椭圆方程中求出,根据求解.
【详解】(1)由题意得,,,,
得,
故椭圆的标准方程为;
(2)设,
由且可知,
则,得,即,
由,得,得,
即,
即,即,得,
因为,所以,
故实数的取值范围为.
【真题回顾】
1.(2007·四川·高考真题)设分别是椭圆的左、右焦点.
(1)若P是该椭圆在第一象限上的一个动点,若,求点P的坐标;
(2)设过定点的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出椭圆的a、b、c,设,利用平面数量积的坐标表示和即可求解;
(2)设直线的方程和,联立椭圆方程,根据和为锐角可得,结合韦达定理代入化简计算即可求解.
【详解】(1)由题意知,,
所以,设,
则,
又,有,解得,
所以;
(2)显然不满足题意,设直线的方程为,设,
,
,解得,①
,
则,
又为锐角,AOB不共线,则,即,,
所以
,
解得,②
由①②,解得或,
所以实数k的取值范围为.
2.(2025·全国一卷·高考真题)已知椭圆的离心率为,下顶点为A,右顶点为B,.
(1)求C的方程;
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足.
(i)设,求的坐标(用m,n表示);
(ⅱ)设O为坐标原点,是C上的动点,直线OR的斜率为直线的斜率的3倍,求的最大值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ) (ⅱ)
【分析】(1)根据题意列出的关系式,解方程求出,即可得到椭圆的标准方程;
(2)(ⅰ)设,根据斜率相等以及题目条件列式,化简即可求出或者利用数乘向量求出;
(ⅱ) 根据斜率关系可得到点的轨迹为圆(除去两点),再根据点与圆的最值求法结合三角换元或者直接运算即可解出.
【详解】(1)由题可知,,所以,解得,
故椭圆C的标准方程为;
(2)(ⅰ)设,易知,
法一:所以,故,且.
因为,,所以,
即,解得,所以,
所以点的坐标为.
法二:设,则,所以
,,故
点的坐标为.
(ⅱ)因为,,由,可得
,化简得,即,
所以点在以为圆心,为半径的圆上(除去两个点),
为到圆心的距离加上半径,
法一:设,所以
,当且仅当时取等号,
所以.
法二:设,则,
,当且仅当时取等号,
故.
3.(2026·全国一卷·高考真题)已知椭圆的左焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)设为坐标原点,过且斜率大于 的动直线与交于P,两点,其中在第三象限,直线与的另一个交点为.
(i)若的面积是的面积的 倍,求的方程;
(ii)求的最小值.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)根据焦点以及离心率的定义即可求解;
(2)(i)通过联立直线与椭圆方程,利用韦达定理以及三角形的面积公式即可求解;(ii)由于是直线与直线的夹角,列出的表达式即可求解.
【详解】(1)已知椭圆的左焦点为,离心率,
则,解得,,
因此椭圆方程为.
(2)解法一:
设,点,点,其中,
联立直线与椭圆方程,得,
由韦达定理得,
由于两点在椭圆上,关于原点对称,
所以点,且,
(i)
由面积公式,,
又因为是线段的中点,所以,所以,
,
由于,得,即,
令,由与,得,
代入,得,解得,
所以,所以直线的方程为.
(ii)直线的斜率为,
于是,当且仅当时取等号,
故的最小值为.
解法二:
(i)如图所示,设直线的方程为,其中斜率,
设点,点,且,
根据椭圆的中心对称性可知,点,
联立直线与椭圆方程,得,化简得,
由韦达定理可得,
因为是关于原点的对称点,所以是线段的中点,
因此,所以,
由于,所以,
,
,
所以,即,
由于,所以简化为,
代入韦达定理,得,则,
化简得,由于,解得,
所以直线的方程为,即.
(ii)由题意,即为直线与直线的夹角,
直线即直线,方程为,
点,点,点,直线的斜率,
直线的斜率,
由于在直线上,有,
则,代入,
则,
设直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,则,
因此,
即,
由基本不等式得,当且仅当,即时取等号,所以的最小值为.
4.(2026·上海·高考真题)已知双曲线,过点作不垂直于轴的直线交双曲线于、两点.
(1)求双曲线离心率;
(2)若点,点在双曲线的右支上,且是的中点,求直线的斜率;
(3)若,,分别是双曲线的左右焦点,是关于轴的对称点,若存在直线使得,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)求出,直接利用公式即可求解;
(2)根据中点坐标公式求出点,将点坐标代入双曲线方程求出,再利用斜率公式即可求出答案;
(3)设直线方程为,联立求出,由题意得且,再根据求出,结合且可求出答案.
【详解】(1)对于双曲线,,,
,
所以双曲线离心率.
(2)因为点是的中点,所以点,
代入双曲线方程,得,
解得,
又点在双曲线的右支上,所以,即,
所以,
所以直线的斜率为.
(3)当直线斜率为时,易知与共线,不符合题意;
当直线斜率不为时,设直线方程为,
设,,则,
联立,整理得,
(*)且,
,,
因为,,
所以,,
所以,
即,
即,
整理得,即,
代入(*)中得,又,所以,
又因为,即,所以且,
综上,的取值范围为.
5.(2021·浙江·高考真题)如图,已知F是抛物线的焦点,M是抛物线的准线与x轴的交点,且,
(1)求抛物线的方程;
(2)设过点F的直线交抛物线与A、B两点,斜率为2的直线l与直线,x轴依次交于点P,Q,R,N,且,求直线l在x轴上截距的范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)求出的值后可求抛物线的方程.
(2)方法一:设,,,联立直线的方程和抛物线的方程后可得,求出直线的方程,联立各直线方程可求出,根据题设条件可得,从而可求的范围.
【详解】(1)因为,故,故抛物线的方程为:.
(2)[方法一]:通式通法
设,,,
所以直线,由题设可得且.
由可得,故,
因为,故,故.
又,由可得,
同理,
由可得,
所以,
整理得到,
故,
令,则且,
故,
故即,
解得或或.
故直线在轴上的截距的范围为或或.
[方法二]:利用焦点弦性质
设直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为,由题设可得且.
由得,所以.
因为,
,.
由得.
同理.
由得.
因为,
所以即.
故.
令,则.
所以,解得或或.
故直线在x轴上的截距的范围为.
[方法三]【最优解】:
设,
由三点共线得,即.
所以直线的方程为,直线的方程为,直线的方程为.
设直线的方程为,
则.
所以.
故(其中).
所以.
因此直线在x轴上的截距为.
【整体点评】本题主要是处理共线的线段长度问题,主要方法是长度转化为坐标.
方法一:主要是用坐标表示直线,利用弦长公式将线段长度关系转为纵坐标关系,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
方法二:利用焦点弦的性质求得直线的斜率之和为0,再利用线段长度关系即为纵坐标关系,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
方法三:利用点在抛物线上,巧妙设点坐标,借助于焦点弦的性质求得点横坐标的关系,这样有助于减少变元,再将所求构建出函数关系式,再利用换元法等把复杂函数的范围问题转化为常见函数的范围.
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3.专题03:圆锥曲线中的参数范围及最值问题
题型一、弦长的最值/取值范围 1
题型二、三角形面积的最值/取值范围 2
题型三、四边形面积的最值/取值范围 4
题型四、向量数量积的取值范围 5
题型五、纯参数(斜率/截距/离心率)范围 7
【真题回顾】 8
题型一、弦长的最值/取值范围
一般步骤:核心是求动弦的长度最大值,常结合直线与曲线联立、韦达定理推导,需结合判别式、参数范围推导边界。
【例题精讲】
1.(25-26高二下·河北唐山·期末)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P是上与,不重合的点,直线,与直线分别交于点G,H,求的最小值.
2.(25-26高二下·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.
3.(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.
4.(河北衡水中学2024届高三第二学期开学检测数学试题)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率,直线与交于两点,且弦长的最大值为.
(1)求C的标准方程;
(2)若原点到直线的距离为,求弦长的最大值.
5.(25-26高二下·江苏南京·阶段检测)已知椭圆的焦距为2,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两点.
(i)若点的坐标为,证明:;
(ii)若,当时,求弦长的取值范围.
6.(25-26高二上·江西景德镇·期中)已知椭圆的离心率为,右焦点与短轴两个顶点所连成三角形的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆E有两个交点,,求的取值范围,并求弦长最大值.
题型二、三角形面积的最值/取值范围
一般步骤:
1.设直线方程,联立圆锥曲线得到一元二次方程,写出判别式与韦达定理结果。
2.用弦长公式求底边长,结合点到直线距离公式得到高,写出面积表达式。
3.代入韦达定理化简,通过换元转化为二次函数,结合基本不等式求最值或值域。
【例题精讲】
1.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)已知是椭圆:的右焦点,且椭圆过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若过作直线交椭圆于,两点,其中在轴上方.
(i)求三角形面积的最大值;
(ii)设,求证:.
2.(2026·天津滨海新区·三模)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,离心率为,左顶点为,下顶点为,过点且垂直于轴的直线交椭圆于两点,且所得弦长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点是椭圆上在第一象限内的一个动点,求三角形面积的最大值;
(3)过且斜率不为0的直线交椭圆于,两点,线段的中点为,连接并延长交直线于点.试探究:在轴上是否存在一定点,使得以为直径的圆恒过点?若存在,求点坐标;若不存在,请说明理由.
3.(25-26高二下·四川成都·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过右焦点的直线与椭圆交于两点,求三角形面积的最大值.
4.(25-26高二上·福建厦门·期末)已知椭圆的离心率为,右顶点与的上、下顶点所围成的三角形面积为..
(1)求的方程.
(2)不过点的直线与交于,两点,直线与的斜率之积恒为.
(i)证明:直线过定点;并求定点坐标.
(ii)求面积的最大值.
5.(25-26高二上·广东河源·期末)已知圆O:,直径为,圆M过点A,B,且与直线相切.
(1)若所在直线的倾斜角为,求圆M的半径.
(2)设点.若点A在圆O上运动过程中,圆心M形成的轨迹为曲线.
(i)求的值;
(ii)在曲线上取点M,N,使得,求三角形面积的最小值
6.(25-26高二上·贵州遵义·期末)椭圆()与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点,为坐标原点,若椭圆的离心率,三角形的面积.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若是第一象限内椭圆上一点,直线与轴正半轴相交于点,直线与轴正半轴相交于点.
(ⅰ)求证:等于定值;
(ⅱ)求三角形面积的最小值.
题型三、四边形面积的最值/取值范围
一般步骤:
1.拆分四边形为两个共底的三角形,分别计算两个三角形的面积再求和。
2.利用韦达定理消元,将面积表达式转化为单变量函数,结合定义域求值域。
【例题精讲】
1.(2027高二·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,A为椭圆上一点,M为线段上的动点,过点M作直线交椭圆于P,Q两点,若,求四边形面积S的最大值.
2.(25-26高二下·湖北武汉·期末)已知点,圆,一动圆过点,且与圆内切,记动圆圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知为曲线上一点(异于),设曲线在点处的切线分别为,在点处的切线为与分别交于两点.
(i)若切线的斜率为,求;
(ii)当点在曲线上运动时,求四边形的面积的取值范围,并求面积取得最小值时直线的方程.
3.(25-26高三下·辽宁·阶段检测)已知椭圆,四点中恰有三点在椭圆上.
(1)求的方程;
(2)过的左焦点作的不垂直于轴的弦(其中点在轴上方),为中点,直线与双曲线交于两点.
(i)四边形能否为平行四边形,若能,求此时直线的方程,若不能,说明理由;
(ii)求四边形面积的取值范围.
4.(2026·陕西西安·模拟预测)已知双曲线C:(,)过点,且的渐近线方程为.
(1)求的方程;
(2)记双曲线的左右顶点为,,过右焦点的直线与双曲线的右支交于,两点,记直线,的斜率分别为,,求的值;
(3)过原点且相互垂直的直线,分别交双曲线于,两点和,两点,,在轴同侧,求四边形面积的取值范围.
5.(2026·河南·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆E上且的周长为6.
(1)求椭圆E的方程.
(2)设过点的直线与椭圆E交于A,B两点,过点的直线与椭圆E交于C,D两点,与的交点为P,且与的斜率之积为.
①求点P的轨迹方程;
②求四边形ACBD面积的取值范围.
6.(2026·陕西西安·模拟预测)在平面直角坐标系 中,以椭圆 ( )与坐标轴的交点为顶点的四边形的周长为 ,离心率为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 , ,点 在第三象限且在椭圆 上.直线 与 轴交于点 ,直线 与 轴交于点 .
①是否存在点 ,使得 ?若存在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由;
②求四边形 面积的最大值.
题型四、向量数量积的取值范围
一般步骤:
1.设动点坐标,将向量点积转化为x₁x₂y₁y₂的代数形式。
2.代入韦达定理消去变量,得到单变量函数,结合参数的已知范围求值域。
【例题精讲】
1.(25-26高二下·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.
2.(2026·广东广州·模拟预测)已知函数.
(1)判断过点是否能作的一条切线,并说明理由;
(2)设,若函数有两个零点,,且.
(i)求证:;
(ii)记点,若轴上存在两个横坐标大于的点,使得四点共圆,求的取值范围.
3.(25-26高三下·重庆沙坪坝·阶段检测)设抛物线的焦点为是上一点且,过抛物线的焦点作直线,且直线与抛物线相交于两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线的焦点作与垂直的直线,若直线与抛物线相交于,两点,
①求的最小值;
②设,分别是,的中点,过焦点作直线的垂线,垂足为,求证:存在一个定点,使得为定值.
4.(25-26高二上·河北·期末)已知为坐标原点,,动点满足,,其中分别是直线的斜率.设动点的轨迹分别为曲线.
(1)若,,求曲线,的方程.
(2)若,,证明:为定值.
(3)若直线,分别与曲线交于,两点,设为线段的中点,当在曲线上变化时,证明:为定值.
5.(24-25高二上·广东梅州·期末)在平面直角坐标系中,圆的方程为,点的坐标为,点为圆上的动点,线段的中垂线与直线相交于点.
(1)求交点的轨迹的方程;
(2)若过点的直线与轨迹相交于、两点,求的取值范围;
(3)若,点为轨迹在第一象限内的任意一点,则是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
6.(24-25高二上·四川眉山·期末)已知,,点满足,记点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)当时,求的面积.
(3)求的取值范围.
题型五、纯参数(斜率/截距/离心率)范围
一般步骤:
1.利用判别式大于0构造不等式,得到参数的初步约束。
2.结合题目给出的几何条件,补充额外不等关系,联立求解得到最终范围。
【例题精讲】
1.(25-26高二上·广东广州·期末)已知直线与抛物线交于异于原点的两点,.
(1)若,,求证:;
(2)若,过作的垂线,垂足为,求的取值范围.
2.(2026·湖南长沙·二模)已知双曲线,,左右顶点分别为,过点的直线交双曲线于,两点.
(1)若离心率时,求的值;
(2)若,为等腰三角形时,且点在第一象限,求点的坐标;
(3)设直线与双曲线另一个交点为,若,求的取值范围.
3.(25-26高二下·上海·期中)已知双曲线.
(1)设点为左焦点,为双曲线右支上任一点,写出点坐标与直线斜率的取值范围;
(2)过点作的切线,
①若切线斜率为,求实数与实数满足的关系式;
②若可以作两条这样的切线、,它们的斜率分别为、.若,求实数的取值范围及的取值范围.
4.(25-26高三下·山东·阶段检测)已知是坐标原点,双曲线左顶点,直线过点交的右支于两点,记的面积分别为,.且当直线与轴垂直时,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知直线交轴于点,
(i)若,求证:为定值;
(ii)在(i)条件下,若,当时,求的取值范围.
5.(25-26高二下·四川成都·期末)已知椭圆的焦点在轴上,是的左顶点,斜率为的直线交于,两点,点在上,.
(1)若椭圆的离心率为.
①求椭圆的方程;
②若时,求的面积;
(2)当时,求的取值范围.
6.(25-26高二下·重庆·期中)椭圆:()的焦点分别为,,上顶点是,是面积为的等边三角形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过的直线与椭圆相交于,两点,且,求实数的取值范围.
【真题回顾】
1.(2007·四川·高考真题)设分别是椭圆的左、右焦点.
(1)若P是该椭圆在第一象限上的一个动点,若,求点P的坐标;
(2)设过定点的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.
2.(2025·全国一卷·高考真题)已知椭圆的离心率为,下顶点为A,右顶点为B,.
(1)求C的方程;
(2)已知动点P不在y轴上,点R在射线AP上,且满足.
(i)设,求的坐标(用m,n表示);
(ⅱ)设O为坐标原点,是C上的动点,直线OR的斜率为直线的斜率的3倍,求的最大值.
3.(2026·全国一卷·高考真题)已知椭圆的左焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)设为坐标原点,过且斜率大于 的动直线与交于P,两点,其中在第三象限,直线与的另一个交点为.
(i)若的面积是的面积的 倍,求的方程;
(ii)求的最小值.
4.(2026·上海·高考真题)已知双曲线,过点作不垂直于轴的直线交双曲线于、两点.
(1)求双曲线离心率;
(2)若点,点在双曲线的右支上,且是的中点,求直线的斜率;
(3)若,,分别是双曲线的左右焦点,是关于轴的对称点,若存在直线使得,求的取值范围.
5.(2021·浙江·高考真题)如图,已知F是抛物线的焦点,M是抛物线的准线与x轴的交点,且,
(1)求抛物线的方程;
(2)设过点F的直线交抛物线与A、B两点,斜率为2的直线l与直线,x轴依次交于点P,Q,R,N,且,求直线l在x轴上截距的范围.
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