摘要:
**基本信息**
聚焦圆锥曲线中定点、定值、定直线问题,按椭圆、双曲线、抛物线分9题型45题系统训练,以题载法强化逻辑推理与几何直观。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|椭圆|15题(5定点/5定值/5定直线)|结合标准方程求解与性质证明,考查直线与椭圆位置关系|从椭圆定义、方程推导到定点定值证明,形成“概念-性质-应用”逻辑链|
|双曲线|15题(5定点/5定值/5定直线)|围绕渐近线、焦点等几何特征,论证定点存在性与定值关系|以双曲线标准方程为基础,关联离心率、渐近线性质,构建推理体系|
|抛物线|15题(5定点/5定值/5定直线)|通过焦点弦、切线等问题,探究定直线轨迹与定值计算|基于抛物线定义与方程,结合代数运算,强化转化与化归思想|
内容正文:
专题03 圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题大题(45题)(举一反三专项训练)
【人教A版】
姓名:___________班级:___________考号:___________
题型一
椭圆中的定点问题
1.(25-26高二下·湖南郴州·期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求的标准方程;
(2)设过点的直线(斜率不为)与相交于,两点,点关于轴的对称点为,证明直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
2.(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆的右焦点为,且椭圆C过点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)若直线与椭圆交于,两点,且直线为的角平分线,
(i)证明:直线过定点;
(ii)求的最大值.
3.(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆,,分别是左、右焦点,P是椭圆C上一点,的最大值为3,当P为椭圆上顶点时,为等边三角形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设A,B分别是椭圆C的左、右顶点,若直线l与C交于点M,N,且,直线l是否过定点?若存在定点,求出定点的坐标.
4.(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)已知椭圆()的一个焦点为,其短轴长为
(1)求椭圆E的方程;
(2)过坐标原点O的直线l与椭圆E交于不同的两点A,B.
(i)当直线l的斜率为1时,求的周长;
(ii)若直线,分别与椭圆E交于点M,N,证明:直线过定点.
5.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)已知椭圆的短轴长为2,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设分别为椭圆的左、右顶点,为椭圆上不同的两点,且关于轴对称,直线和交于点.
①求动点的轨迹;
②过点的动直线与点的轨迹交于两点,在轴上是否存在定点,使得?若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型二
椭圆中的定值问题
6.(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末)已知椭圆的离心率为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过点且不过原点的直线与椭圆交于A,B(异于点)两点,分别记直线PA,PB的斜率为.证明:为定值.
7.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)已知点是椭圆的右焦点,为坐标原点,若上的点与点距离的最大值为3,最小值为1,过点作的两条互相垂直的弦,.
(1)求的方程;
(2)求证:的值为定值.
8.(25-26高二上·湖南·期末)已知椭圆,设分别为椭圆的左、右焦点.
(1)点在椭圆上,若,求的面积;
(2)过点的直线(斜率不为0)交于两点,在轴上是否存在定点,使得为定值?若存在,求出点的坐标及定值;若不存在,请说明理由.
9.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,,点P是C上一点,,且的面积为3.
(1)求C的方程;
(2)过的直线l与C交于A,B两点,与直线交于点D,设,直线,,的斜率分别为,,,证明:为定值.
10.(25-26高三上·广东惠州·期末)已知椭圆:()经过点,,分别为的左、右焦点,离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的角平分线所在直线的方程;
(3)过点且斜率为的直线交椭圆于,两点,记直线,的斜率分别为,,是否存在常数,使得为定值?若存在,求出及该定值;若不存在,请说明理由.
题型三
椭圆中的定直线问题
11.(25-26高二上·北京西城·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,上顶点为,是边长为2的等边三角形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,点是线段上一点,且满足.求证:点在一条定直线上.
12.(25-26高二上·天津滨海新区·期末)已知椭圆的左焦点为,右顶点为,点在椭圆上,
(1)求椭圆的方程;
(2)若为直线上一点,过点的直线与椭圆有唯一交点(异于点),过点作垂直于交直线于点,证明:点在定直线上.
13.(25-26高二上·浙江湖州·阶段检测)已知椭圆的短轴长为2,离心率为,左、右顶点分别为C和D,O为原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆依次相交于不同于D,C的A,B两点.
(ⅰ)求面积的最大值;
(ⅱ)若直线BD与AC交于点G.求证:点G在定直线上.
14.(25-26高二上·北京海淀·期末)已知椭圆其上、下顶点分别为,左、右焦点分别为,,四边形是面积为8的正方形.过点且斜率为的直线与椭圆交于不同的两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线的斜率分别为,求的值;
(3)过点且平行于的直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
15.(25-26高二上·山东枣庄·期中)已知椭圆:()的左右顶点为,,短轴长为,且上的动点满足直线、的斜率之积为.
(1)求的方程;
(2)已知,过点的直线与椭圆交于点(异于),求面积的最大值.
(3)若过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点,直线与相交于点.试判断点是否在定直线上?若是,求出该定直线方程,若不是,说明理由.
题型四
双曲线中的定点问题
16.(2026·贵州贵阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,离心率为2,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过的直线与双曲线交于A,B两点,过点作直线的垂线,垂足为.求证:直线BD过定点.
17.(25-26高二上·江苏无锡·期末)双曲线离心率为,且经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设,斜率为的直线交曲线于,两点,直线,分别交曲线于,两点.
(ⅰ)若,证明:直线过定点;
(ⅱ)若,证明:直线过定点.
18.(25-26高二上·甘肃张掖·期末)已知双曲线(,)的实轴长为2,离心率,左、右焦点分别为,,过点且斜率为的直线与双曲线的左支交于,两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求直线的斜率的取值范围;
(3)设,直线,直线与双曲线的右支分别交于,两点,求证:直线过定点.
19.(25-26高二上·安徽马鞍山·期中)已知双曲线(,的焦距为,其中一条渐近线方程为,P,Q为双曲线的左、右顶点.
(1)求双曲线的方程.
(2)过点P作以为圆心的圆D的两条切线分别交双曲线于异于点P的B,C两点,试判断直线BC是否过定点?若是,请求出此定点的坐标;若不是,请说明理由.
20.(25-26高三上·上海·期中)如图,设双曲线的左顶点为点,直线与双曲线相交于A、B两点,且A、B两点均异于点.
(1)求点的坐标,及双曲线的离心率;
(2)若线段AB的中点为,求直线的方程;
(3)若以线段AB为直径的圆恒过点,试判断直线是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
题型五
双曲线中的定值问题
21.(25-26高二上·陕西西安·阶段检测)已知双曲线的右焦点的坐标为,双曲线的一条渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记双曲线的左、右顶点分别为,过点的直线交双曲线于点,(点在第一象限),记直线的斜率为,直线的斜率为,求证:为定值.
22.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)已知,分别为双曲线C:的左、右焦点,过的直线l与双曲线C的右支交于A,B两点.当l与x轴垂直时,面积为12.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)当l与x轴不垂直时,作线段AB的中垂线,交x轴于点D.试判断是否为定值.若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
23.(25-26高二上·湖南长沙·期中)已知O为坐标原点,双曲线的焦距为6,且经过点.
(1)求双曲线C标准方程;
(2)已知点,点P在双曲线C上,设直线的斜率分别为,请问是否为定值,如果是求出其值,如果不是,请说明理由.
24.(2026·贵州·模拟预测)已知双曲线的右焦点为,虚轴长为,点在双曲线上,PF垂直于轴,且为实半轴长和半焦距的等差中项.
(1)求双曲线的标准方程.
(2)已知直线与双曲线相切.
①若与直线PF相交于点,与直线相交于点,证明恒为定值,并求此定值;
②若直线分别与双曲线的两条渐近线交于M,N两点,为坐标原点,判断的面积是否为定值.
25.(25-26高二上·安徽蚌埠·阶段检测)已知O为坐标原点,双曲线过点,离心率为.
(1)求双曲线C的渐近线方程;
(2)直线l过点,与双曲线C交于A、B两点.
①若直线,求的面积;
②在x轴上是否存在定点N,使得为定值?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
题型六
双曲线中的定直线问题
26.(25-26高二上·山东潍坊·阶段检测)已知双曲线,右焦点为,左、右顶点分别为,,过垂直于轴的弦长为6.
(1)求的方程;
(2)过的直线与的右支交于,两点,直线,交于点,证明:在定直线上.
27.(25-26高二上·广东中山·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,上焦点为,离心率为.记的上、下顶点分别为,过点的直线与的上支交于两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求的最小值;
(3)直线与交于点,证明:点在定直线上.
28.(25-26高三上·浙江·开学考试)已知双曲线的离心率为,且过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设双曲线的左、右两个顶点为A、B,过右焦点的直线交双曲线于P,Q两点,直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
29.(2026·江苏·模拟预测)已知,分别是双曲线:的上顶点,下焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线与的上、下支分别交于两点(异于),直线平分线段与的下支交于点,证明:直线与直线的交点在定直线上.
30.(25-26高三上·河南周口·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为、,焦距为,且点到其渐近线的距离为.
(1)求的标准方程.
(2)若点是上第一象限的动点,过点作直线(不与渐近线平行),若与只有一个公共点,且与轴相交于点(与点不重合).
(i)证明:.
(ii)若点在直线上,且,那么点是否在定直线上?若在定直线上,求出该直线方程;若不在定直线上,请说明理由.
题型七
抛物线中的定点问题
31.(25-26高二上·福建厦门·期末)已知抛物线上一点到其焦点的距离为3.
(1)求的方程;
(2)已知点,不垂直于轴的直线与抛物线交于两点,若直线关于轴对称,求证:直线过定点并写出定点坐标.
32.(25-26高二上·山东东营·期末)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,点的横坐标为1,且是抛物线上异于坐标原点的两点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线、的斜率之积为-4,求证:直线恒过定点,并求出该定点坐标.
33.(25-26高二上·吉林长春·期末)已知直线与抛物线C:交于A,B两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若M,N为C上不同的两点,且,判断直线是否过定点,如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
34.(25-26高二上·安徽六安·期末)已知抛物线 的焦点为为坐标原点,抛物线上存在点到和的距离都等于.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点的直线交抛物线于两点,直线与抛物线相交于另一点,直线与抛物线相交于另一点.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求证:直线经过定点.
35.(25-26高二上·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.
题型八
抛物线中的定值问题
36.(25-26高三上·贵州·阶段检测)已知抛物线:()的焦点为,点()在上,,斜率为的直线与交于,两点.
(1)求的方程;
(2)若,求直线的方程;
(3)设直线与的斜率分别为,,证明:为定值.
37.(25-26高二上·山东枣庄·期末)已知抛物线,过焦点F的动直线l与抛物线交于A,B两点,线段AB的中点为M.
(1)当直线l的倾斜角为时,,求抛物线G的方程;
(2)对于(1)问中的抛物线G,若点,求证:为定值,并求出该定值.
38.(25-26高二上·江西·期末)已知点是抛物线的焦点,点在曲线上,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条直线、,交于两点,交于两点,且.
①求证:为定值;
②求四边形面积的最小值.
39.(25-26高二上·重庆·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知抛物线上一点到焦点的距离为5.过点的直线与抛物线交于不同的两点、.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若的面积为20,求直线的方程;
(3)若直线交轴于点,直线交轴于点,且,,求证:为定值.
40.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知动点P到点的距离比到直线的距离小1.设动点P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的轨迹方程;
(2)已知点,过点Q作直线l与曲线C交于A,B两点,直线AF,BF分别交C于另一点M,N.
①设直线AB的斜率为,直线MN的斜率为,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由;
②求面积的最小值.
题型九
抛物线中的定直线问题
41.(25-26高二上·湖南常德·期末)在直角坐标系中,点到直线的距离与点到点的距离相等,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知经过点的直线与交于,两点,且.
(ⅰ)求直线的方程;
(ⅱ)若经过点的直线(与不重合)与交于,两点,且,位于轴同一侧,直线与直线相交于点,证明:点在定直线上.
42.(2026·山东·二模)已知抛物线,过点的两条直线、分别交于、两点和、两点.当的斜率为时,.
(1)求的标准方程;
(2)设为直线与的交点,证明:点在定直线上.
43.(2026·湖南岳阳·三模)已知抛物线的顶点在坐标原点处,对称轴为轴,且过点,,是上两个动点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知是上一点,且的焦点为的重心,设的横坐标为,求的取值范围;
(3)已知为直线在第二象限内一点,直线,与抛物线分别相切于,两点,设,与轴分别交于,两点,证明:直线与直线的交点在定直线上.
44.(25-26高二上·山西太原·期末)已知抛物线,直线与相交于、两个不同点,在轴左侧,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线焦点的直线与相交于、两个不同点(异于、两点),在轴左侧.
①若直线的斜率为,求的值;
②设直线与相交于点,证明:点在定直线上.
45.(2026·甘肃金昌·二模)已知抛物线,过抛物线上一点作两条直线分别交抛物线于两点,直线的斜率分别为,且.
(1)求抛物线的方程.
(2)证明:直线过定点.
(3)记直线经过的定点为为直线上一点(异于点),且满足,证明点在某定直线上,并求出该定直线的方程.
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专题03 圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题大题(45题)(举一反三专项训练)
【人教A版】
姓名:___________班级:___________考号:___________
题型一
椭圆中的定点问题
1.(25-26高二下·湖南郴州·期中)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求的标准方程;
(2)设过点的直线(斜率不为)与相交于,两点,点关于轴的对称点为,证明直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,恒过定点
【解题思路】(1)由离心率得,结合推出,设椭圆方程后代入已知点坐标,求出与,写出椭圆方程.
(2)设直线联立椭圆方程,由限定斜率范围,利用韦达定理得根与系数关系,写出对称点,求出直线在处的横坐标,代入化简消去参数,证得直线恒过定点.
【解答过程】(1)因为离心率,所以.
因为,所以,所以的方程可写为.
因为过点,所以,解得,因此,
所以的标准方程为.
(2)由题可知直线斜率存在,否则直线与椭圆没有交点.
设直线的方程为,与的方程联立,
消去得,
由,解得.
设,则.
直线的方程为,令,可得.
因为,
所以
故直线恒过定点.
2.(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆的右焦点为,且椭圆C过点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)若直线与椭圆交于,两点,且直线为的角平分线,
(i)证明:直线过定点;
(ii)求的最大值.
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;
(ii)
【解题思路】(1)根据焦点坐标,结合代入法、,,三者之间的关系进行求解即可;
(2)(i)根据三角形面积公式,结合一元二次方程根与系数关系、直线的斜率公式进行求解即可;
(ii)根据三角形面积公式,结合二次函数的性质进行求解即可.
【解答过程】(1)因为椭圆右焦点坐标为,所以,因为椭圆过点,所以,因为,
所以解得,,所以椭圆方程为.
(2)(i)证明:设直线与直线交于点,所以,所以,所以,
显然,直线的斜率存在且不为0,则直线的方程为,,,且,,
由可得,所以,,
所以,整理可得,,
所以,解得,所以直线的方程为,所以直线过定点.
(ii)由(i)可得,由,
解得,且,,所以,
代入可得,令,所以,
所以当,即,所以的最大值为.
3.(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆,,分别是左、右焦点,P是椭圆C上一点,的最大值为3,当P为椭圆上顶点时,为等边三角形.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设A,B分别是椭圆C的左、右顶点,若直线l与C交于点M,N,且,直线l是否过定点?若存在定点,求出定点的坐标.
【答案】(1);
(2)过定点,定点坐标为.
【解题思路】(1)利用椭圆的性质计算参数即可;
(2)设直线l方程及M,N坐标,先推导椭圆的第三定义,将斜率关系转化,再构造齐次化方程计算参数即可.
【解答过程】(1)设椭圆的焦距为,则,
当P为椭圆上顶点时,此时,所以,
即该椭圆方程为:;
(2)过定点,
易知,由于直线l不过A点,可设,
设,
则,
所以,则,
椭圆方程可化为
,
则,
易知,则是上述方程的两个根,
即,所以,
即,过定点.
4.(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)已知椭圆()的一个焦点为,其短轴长为
(1)求椭圆E的方程;
(2)过坐标原点O的直线l与椭圆E交于不同的两点A,B.
(i)当直线l的斜率为1时,求的周长;
(ii)若直线,分别与椭圆E交于点M,N,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)(i)
(ii)证明见解析
【解题思路】(1)由题意可得,即可得到椭圆的标准方程;
(2)(i)联立直线与椭圆方程即可得到坐标,再结合椭圆的性质即可得到三角形的周长;(ii)联立直线与椭圆方程,结合韦达定理代入计算,然后分别联立直线,与椭圆方程,表示出的纵坐标,再由代入计算,即可得到的关系,即可得到结果.
【解答过程】(1)由题知,,,
∴椭圆E的方程为;
(2)(i)联立知
∴,
设椭圆的左焦点为,由椭圆的性质可得,
所以,
∴周长为;
(ii)证明:设,,
当直线的斜率不为0时,设直线,
联立与得,
∴,,
设直线与联立得,
设,,则,
又,所以,
同理,
由题知A、B关于原点对称,故,
所以,
所以,
即
整理得,
即,
又,所以整理并化简得:,
解得,故过,
当直线的斜率为0时,由题意知直线即是轴,
所以直线亦过,
综上所述,直线恒过.
5.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)已知椭圆的短轴长为2,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设分别为椭圆的左、右顶点,为椭圆上不同的两点,且关于轴对称,直线和交于点.
①求动点的轨迹;
②过点的动直线与点的轨迹交于两点,在轴上是否存在定点,使得?若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①();②存在,.
【解题思路】(1)根据离心率和短轴长结合关系求值,写出方程即可;
(2)①利用相关点代入法求轨迹方程即可;②设直线方程为,联立直线与双曲线方程,根据韦达定理计算,由可得,根据斜率公式及韦达定理即可求解.
【解答过程】(1)由题意,,所以,
而,所以,
所以椭圆的方程为.
(2)①设,,由题意得,
直线的方程为:,
直线的方程为:,
所以,
因为在椭圆上,所以,
可得,所以,
所以,即,
因为不与重合,所以,
所以的轨迹为().
②设过点的直线方程为,,
,可得,
所以,,
设,
因为,
所以,
则,
即,
,
即,即,
所以,
因为不恒为0,所以,所以,
所以在轴上存在定点,使得,此时.
题型二
椭圆中的定值问题
6.(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末)已知椭圆的离心率为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过点且不过原点的直线与椭圆交于A,B(异于点)两点,分别记直线PA,PB的斜率为.证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)将离心率和点代入计算即可;
(2) 设直线方程为,与椭圆方程联立方程组,结合韦达定理表示直线PA,PB的斜率后计算证明.
【解答过程】(1)设椭圆的半焦距为,
因为椭圆的离心率为,点在椭圆上,
所以,
解得,
则椭圆的标准方程为.
(2)证明:由题意可知直线的斜率存在,设过点的直线方程为,
与椭圆方程联立方程组,整理得,
设交点的坐标分别为,则有,
,
因为,所以,
则
故为定值,定值为.
7.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)已知点是椭圆的右焦点,为坐标原点,若上的点与点距离的最大值为3,最小值为1,过点作的两条互相垂直的弦,.
(1)求的方程;
(2)求证:的值为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)根据题目条件求得a、b的值即可;
(2)分两种情况,一种当两条直线的斜率一个为0,另一个不存在时,直接求出的值即可;另一种当两条斜率都存在时,设直线的方程为,则DE为,根据弦长公式求出弦AB和DE的长,代入题中表达式化简即可.
【解答过程】(1)设椭圆的焦距为,则由题意得,
解得,所以,
所以的方程为.
(2)由(1)得,若直线与直线的斜率一个为0,另一个不存在时,
假设AB斜率为零,DE斜率不存在,
则,,(或),
此时;
同理,当DE斜率为零,AB斜率不存在时,同样有;
若直线与直线的斜率都存在时,如图,
设直线的方程为,,
由,得,
所以,
所以
,
因为,将换成,得,
所以;
综上所述,的值为定值.
8.(25-26高二上·湖南·期末)已知椭圆,设分别为椭圆的左、右焦点.
(1)点在椭圆上,若,求的面积;
(2)过点的直线(斜率不为0)交于两点,在轴上是否存在定点,使得为定值?若存在,求出点的坐标及定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)1
(2)在轴上存在定点,使得为定值.
【解题思路】(1)由椭圆定义、勾股定理、直角三角形面积公式求解即可;
(2)设直线与椭圆联立,设定点,由韦达定理化简数量积,让含m的项系数为 0,即可求出定点的坐标.
【解答过程】(1)设,又,则,
由得,∴解得,
故.
(2)由(1)知,左焦点.
因为直线斜率不为0,可设直线的方程为,
联立直线的方程与椭圆方程,得.
设,则,
.
设定点,则,
代入得:,
令此式与无关,则,则,
此时,
因此,在轴上存在定点,使得为定值.
9.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,,点P是C上一点,,且的面积为3.
(1)求C的方程;
(2)过的直线l与C交于A,B两点,与直线交于点D,设,直线,,的斜率分别为,,,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)利用椭圆的定义和基本性质,利用已知条件结合离心率构造方程求出,进而求出椭圆方程;
(2)设直线的方程,结合斜率公式得出,联系直线与椭圆,结合韦达定理得出,进而求出为定值,从而证明结论.
【解答过程】(1)
,,
,的面积为,即,
由椭圆的定义可知,,
由勾股定理得,
,
,即,
,
,
椭圆的方程为.
(2)证明:设过的直线的方程为,,
,故,
联立直线与椭圆,整理得,
设,由韦达定理得,
,
,
为定值.
10.(25-26高三上·广东惠州·期末)已知椭圆:()经过点,,分别为的左、右焦点,离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)求的角平分线所在直线的方程;
(3)过点且斜率为的直线交椭圆于,两点,记直线,的斜率分别为,,是否存在常数,使得为定值?若存在,求出及该定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,当时,使得恒为定值
【解题思路】(1)将点代入椭圆方程,再结合离心率求解的值即可得解;
(2)法一:先求出直线、的方程,设角平分线上任意一点为,则,化简求解;
法二:设,(点为的角平分线所在直线与轴交点),由于,则,再由,即可得解;
法三:设角平分线与轴交于点,根据可解得,即可得解;
(3)设直线方程为,联立方程组,利用根于系数的关系化简即可得解.
【解答过程】(1)设椭圆方程为(),
因为椭圆经过点,所以,
又离心率,,解得,,
故椭圆的方程为.
(2)法一:,,,则直线方程为,
直线方程为,
设角平分线上任意一点为,则,
得或,
因为斜率为正,所以直线方程为.
法二:设,(点为的角平分线所在直线与轴交点),
由于,则,
故,由于是锐角,
则,,所以,
直线的斜率为,
故直线的方程为.
法三:设角平分线与轴交于点,
则,即,
故,得,
所以,所以,故直线的方程为.
(3)设直线方程为,
联立得,
设,,则,,
则
,
故当时,使得恒为定值.
题型三
椭圆中的定直线问题
11.(25-26高二上·北京西城·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,上顶点为,是边长为2的等边三角形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,点是线段上一点,且满足.求证:点在一条定直线上.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【解题思路】(1)由题设结合椭圆中的几何意义及其关系即可求解;
(2)先由题设直线,与椭圆联立得韦达定理,将韦达定理代入转换化简后的代数式求出点T的横坐标为定值即可得证.
【解答过程】(1)由题可得即,
所以,
所以椭圆的标准方程为;
(2)证明:由题可知直线l斜率存在,设直线,
联立,
则,即,
由题可设,,
则,且,
所以,
,
同理,,
所以由得即,
又由题意可知,
所以,所以,整理得,
所以,整理并化简得,
所以,在定直线上.
12.(25-26高二上·天津滨海新区·期末)已知椭圆的左焦点为,右顶点为,点在椭圆上,
(1)求椭圆的方程;
(2)若为直线上一点,过点的直线与椭圆有唯一交点(异于点),过点作垂直于交直线于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)将点的坐标代入椭圆的方程,结合焦点坐标,列出方程组求解即可;
(2)设出切线方程与椭圆方程联立,结合根与系数的关系可求出切点坐标;再求出过点的垂线,与直线联立求出点坐标后即可证得.
【解答过程】(1)依题意,,,解得,,即,,所以椭圆的方程为;
(2)证明:依题意,直线的斜率存在且不为零,由(1)知,,设直线为,,则,,
由,得,
所以,由,得;
所以,所以,即;
又因为,所以,直线的方程即为;
由,得;
又与直线垂直,所以,所以直线的方程为;
由,得,即,解得;所以点在定直线上.
13.(25-26高二上·浙江湖州·阶段检测)已知椭圆的短轴长为2,离心率为,左、右顶点分别为C和D,O为原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆依次相交于不同于D,C的A,B两点.
(ⅰ)求面积的最大值;
(ⅱ)若直线BD与AC交于点G.求证:点G在定直线上.
【答案】(1);
(2)(ⅰ);(ⅱ)证明见解析.
【解题思路】(1)根据给定条件,结合椭圆离心率公式求出即得.
(2)(ⅰ)设出直线的方程,与椭圆方程联立,结合韦达定理列出三角形面积表达式,再利用基本不等式求出最大值;(ⅱ)由(ⅰ)的信息求出直线方程并联立求出交点横坐标即可得证.
【解答过程】(1)由椭圆的短轴长为2,得,
由椭圆的离心率为,得,解得,
所以所求椭圆的标准方程为.
(2)(ⅰ)显然直线不垂直于轴,设其方程为,设,
由消去得,
由,解得,且,
则的面积为
,
当且仅当,即时取等号,所以面积的最大值为.
(ⅱ)由(1)得,由(ⅰ)得,
直线的方程为,直线的方程为,
则
,由,解得,
因此直线BD与AC交点G的横坐标为,
所以点G在定直线上.
14.(25-26高二上·北京海淀·期末)已知椭圆其上、下顶点分别为,左、右焦点分别为,,四边形是面积为8的正方形.过点且斜率为的直线与椭圆交于不同的两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线的斜率分别为,求的值;
(3)过点且平行于的直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
【答案】(1).
(2)
(3)点Q在定直线上
【解题思路】(1)利用正方形对角线相等且面积为8计算出b,c,进而求出椭圆C的方程.
(2)根据点设出直线斜截式后联立化简即可求解.
(3)根据已知条件对和的关系进行先猜后证,再联立两直线方程后即可求解.
【解答过程】(1)由四边形是面积为8的正方形得:,解得,
由,解得.
综上,椭圆C的方程为:.
(2)由直线MN过点,故设直线MN:,,,且有,
联立,化简得,其中,
由(1)得,则,,
则.
综上,的值为.
(3)由(2)中韦达定理得,,,
根据形式先猜后证:,即,进而得,证明成立.
设过P平行于BM的直线方程为,直线AN的方程为,
联立,得,代入,得,代入直线AN的方程得.
综上,点Q在定直线上.
15.(25-26高二上·山东枣庄·期中)已知椭圆:()的左右顶点为,,短轴长为,且上的动点满足直线、的斜率之积为.
(1)求的方程;
(2)已知,过点的直线与椭圆交于点(异于),求面积的最大值.
(3)若过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点,直线与相交于点.试判断点是否在定直线上?若是,求出该定直线方程,若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)在定直线上
【解题思路】(1)根据斜率之积求出即可得出椭圆的方程;
(2)根据面积最大时点所处的位置,利用求椭圆的切线后,得三角形的高求解;
(3)设直线,联立椭圆方程,得出根与系数的关系,再联立直线方程求的横坐标,化简即可.
【解答过程】(1)由题意,,
设,,,
则,
解得,
所以椭圆的方程为.
(2)如图,
由,可得,
直线的方程为:,即,
当面积的最大时,点在与直线平行且与椭圆相切的直线上,
设切线为,
则可得,
由,解得(舍去),
此时三角形的高为,
所以.
(3)设直线,,,
,可得,
所以.
直线AE的方程:①
直线BF的方程:②
联立①②可得.
因为,
所以
所以点G在直线上.
题型四
双曲线中的定点问题
16.(2026·贵州贵阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,离心率为2,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过的直线与双曲线交于A,B两点,过点作直线的垂线,垂足为.求证:直线BD过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)利用双曲线离心率公式即可求解;
(2)设过的直线方程为,与双曲线方程联立,由韦达定理可得,表示出直线BD的方程化简即可求解,注意讨论斜率为零的情形.
【解答过程】(1)因为,所以.
又因为双曲线经过点 ,所以 ,解得.
所以双曲线的方程为: .
(2)证明:由题意得,故,
过的直线的斜率不为零,则设过的直线方程为,
联立,得,
则,
所以,
因为,
故直线BD的斜率为,直线BD方程为,
由对称性分析可知直线BD过的定点在 轴上,
故中,令得
,
又,
将其代入上式中得,,
故此时直线BD过定点.
若过的直线的斜率为零,则此时即为 轴,此时也过,
综上,直线BD过定点.
17.(25-26高二上·江苏无锡·期末)双曲线离心率为,且经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设,斜率为的直线交曲线于,两点,直线,分别交曲线于,两点.
(ⅰ)若,证明:直线过定点;
(ⅱ)若,证明:直线过定点.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)证明见解析
【解题思路】(1)根据离心率,将点代入求解即可.
(2)(ⅰ)设直线方程与双曲线联立,通过斜率相加等于0求解即可.
(ⅱ)设点并表达出直线方程,可以求出直线过的定点.
【解答过程】(1)由题意可知:,
又因为,代入得:,
将点代入双曲线方程:,将代入:
,则,
所以双曲线的方程为:.
(2)证明:(ⅰ)设直线:,与双曲线联立:
代入得:,
即,
方程的判别式
设,,
则,.
,则:,,由条件可得:
代入前面表达式:
,
代入:,两边同除以,
得:,
因此,直线:,即恒过定点.
(ⅱ)设定直线:,与双曲线联立,
代入:,
两边同乘以:,
方程的判别式,
设根为,则:,,
则,.
对应点:,,
,求直线与双曲线另一个交点,与双曲线另一个交点,
设直线:,其中,
代入双曲线:
,,,
所以可得.
直线:,其中,同理可得.
,,
直线表示为:,将各项代入可得恒过
故直线恒过点.
18.(25-26高二上·甘肃张掖·期末)已知双曲线(,)的实轴长为2,离心率,左、右焦点分别为,,过点且斜率为的直线与双曲线的左支交于,两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求直线的斜率的取值范围;
(3)设,直线,直线与双曲线的右支分别交于,两点,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解题思路】(1)根据双曲线所过点坐标和离心率公式得到方程组,解出即可;
(2)设直线l的方程为,联立双曲线方程得到一元二次方程,再根据韦达定理和判别式即可得到不等式组,解出即可;
(3)写出直线的方程为,将其与双曲线方程联立得到M点坐标,同理得到N点坐标,再写出直线方程,最后化简即可.
【解答过程】(1)由题意,得解得
因为,
所以双曲线的标准方程为.
(2)由(1)知,双曲线的方程为,所以,
当直线l的斜率为0时,此时交于双曲线左右两支,不合题意,则,
所以设直线的方程为.
因为直线与双曲线的左支有两个交点,所以.
由消去,整理得.
,
设,,
因为点,都在双曲线的左支上,所以,.
所以,解得或,
所以的取值范围为.
(3)证明:由题意,得直线的方程为,
代入双曲线的方程,
得.
设,则,
所以,则,
所以.
同理,.
因为,所以,
所以直线的方程为,即,
所以直线过定点.
19.(25-26高二上·安徽马鞍山·期中)已知双曲线(,的焦距为,其中一条渐近线方程为,P,Q为双曲线的左、右顶点.
(1)求双曲线的方程.
(2)过点P作以为圆心的圆D的两条切线分别交双曲线于异于点P的B,C两点,试判断直线BC是否过定点?若是,请求出此定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1);
(2)是,.
【解题思路】(1)由双曲线的焦距为得到,再由其中一条渐近线方程为,得到求解;
(2)设过P点的切线l的方程为,由动圆D的圆心到切线l的距离为,设直线,与双曲线的方程联立,结合韦达定理求得点B和C的坐标,写出直线BC的方程求解.
【解答过程】(1)因为双曲线的焦距为,
所以,
又其中一条渐近线方程为,则,
解得,.
所以双曲线的方程为.
(2)由题意,切线PB,PC的斜率都存在,
设过P点的切线l的方程为,动圆D的半径为,
所以圆心到切线l的距离为,即,
则PB,PC的斜率,是该方程的两个根,可得.
设直线,,,
联立方程,消去y得.
由韦达定理得,则,
将其代入,得,
即得,同理可得,
因为,则得.
又因为,
所以直线BC的方程为,
直线BC的方程可化为,
,
.
故直线BC过定点.
20.(25-26高三上·上海·期中)如图,设双曲线的左顶点为点,直线与双曲线相交于A、B两点,且A、B两点均异于点.
(1)求点的坐标,及双曲线的离心率;
(2)若线段AB的中点为,求直线的方程;
(3)若以线段AB为直径的圆恒过点,试判断直线是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)过定点,定点坐标为.
【解题思路】(1)根据给定条件,求出,,即可求得左顶点坐标以及离心率;
(2)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理结合中点坐标公式求解;
(3)利用韦达定理及数量积的坐标表示求出的关系即可得解.
【解答过程】(1)由题可得:,
所以双曲线C的左顶点为,双曲线的离心率为:
(2)由消去整理得,,
则,且,
设,则,
由为的中点,可得,
解得,满足,
所以直线l的方程为,即.
(3)由(2)知,.且,
则
,
因以为直径的圆恒过点P,则有,
即,解得或,
当时,直线过,不符合题意;
当时,直线过定点,
所以直线l过定点,该定点坐标为.
题型五
双曲线中的定值问题
21.(25-26高二上·陕西西安·阶段检测)已知双曲线的右焦点的坐标为,双曲线的一条渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记双曲线的左、右顶点分别为,过点的直线交双曲线于点,(点在第一象限),记直线的斜率为,直线的斜率为,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,.
【解题思路】(1)利用双曲线的焦点坐标和渐近线求出的值,从而得到双曲线方程;
(2)联立直线方程和双曲线方程,通过韦达定理得到相关点的坐标关系,再根据直线斜率公式证明为定值.
【解答过程】(1)由题可知,,,又因为,可解得,
故双曲线的标准方程为:.
(2)
由(1)知,,.
显然直线不垂直于轴,设直线的方程为,
设,由,消去得,
若直线与双曲线交于两点,则,
由韦达定理,可得,
直线的斜率,直线的斜率,
所以,即为定值.
22.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)已知,分别为双曲线C:的左、右焦点,过的直线l与双曲线C的右支交于A,B两点.当l与x轴垂直时,面积为12.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)当l与x轴不垂直时,作线段AB的中垂线,交x轴于点D.试判断是否为定值.若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值1
【解题思路】(1)根据面积为12,结合双曲线基本量关系求解即可;
(2)设直线l的方程为,,,联立直线与双曲线的方程,得出韦达定理,根据弦长公式求解即可.
【解答过程】(1)双曲线可化为
,即
双曲线C的标准方程为.
(2)设直线l的方程为,,,
联立双曲线C与直线l:消去x可得:,
,则恒成立,
又直线与双曲线交于右支两点,故,,即,
进而可得,即AB中点M为,
线段AB的中垂线为,
则,即.
.
即为定值1.
23.(25-26高二上·湖南长沙·期中)已知O为坐标原点,双曲线的焦距为6,且经过点.
(1)求双曲线C标准方程;
(2)已知点,点P在双曲线C上,设直线的斜率分别为,请问是否为定值,如果是求出其值,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)为定值,其值为.
【解题思路】(1)利用焦距为6可求,双曲线的方程可设为,将代入求解可得,即可求出曲线的轨迹方程.
(2)设,计算,利用在椭圆上化简可得定值.
【解答过程】(1)由题意可得出:,则,
所以双曲线的方程可设为,因为经过点,
所以,化简可得:,
解得:或(舍去),
所以双曲线C标准方程为:.
(2),设,
因为在双曲线上,所以,则,
则.
所以为定值,其值为.
24.(2026·贵州·模拟预测)已知双曲线的右焦点为,虚轴长为,点在双曲线上,PF垂直于轴,且为实半轴长和半焦距的等差中项.
(1)求双曲线的标准方程.
(2)已知直线与双曲线相切.
①若与直线PF相交于点,与直线相交于点,证明恒为定值,并求此定值;
②若直线分别与双曲线的两条渐近线交于M,N两点,为坐标原点,判断的面积是否为定值.
【答案】(1)
(2)①是,;②是
【解题思路】(1)根据条件列方程组求解;
(2)①设直线的方程为,与双曲线方程联立,根据得出,再根据弦长公式化简即可;
②联立直线与渐近线的方程求出两点的纵坐标,化简即可.
【解答过程】(1)因为的虚轴长为,所以.
因为PF垂直于轴,所以,
因为为实半轴长和半焦距的等差中项,所以,
因为,所以,则,故,
所以双曲线的标准方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率存在且不为,故设直线的方程为,
因为,所以直线与直线PF的交点,
直线与直线的交点,
由,得,
则,即.
①因为,且,
所以,所以,为定值.
②由得,同理可得,
所以.
因为原点到直线的距离,所以.
因为,所以,即的面积为定值.
25.(25-26高二上·安徽蚌埠·阶段检测)已知O为坐标原点,双曲线过点,离心率为.
(1)求双曲线C的渐近线方程;
(2)直线l过点,与双曲线C交于A、B两点.
①若直线,求的面积;
②在x轴上是否存在定点N,使得为定值?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②存在,
【解题思路】(1)根据双曲线方程和双曲线的性质,利用待定系数法,即可求解双曲线方程;
(2)①首先求直线的方程,与双曲线方程联立,求弦长,并求点到直线的距离,再代入面积公式,即可求解;②当直线的斜率不为0时,设直线,与双曲线方程联立,利用韦达定理表示,当直线的斜率为0时,分别求出点的坐标,再代入验证,即可求解.
【解答过程】(1)设双曲线的半焦距为.
因为点在双曲线上,得.
因为离心率为,所以,
又,解得,
所以双曲线的渐近线方程为.
(2)由(1)知双曲线.
①直线斜率为,,故直线的方程为,
代入双曲线得,
,,
所以.
又点到的距离为,
故的面积为.
②设,
当直线斜率存在且不为0时,设,
代入双曲线得,
,,,
所以
,
若为常数,则为常数,
设,为常数,则对任意的实数恒成立,,
所以,所以,此时.
当直线斜率为0时,,,对于,
则,
直线斜率不存在时,,
则,对于,
则,
所以在轴上存在定点,使得为定值.
题型六
双曲线中的定直线问题
26.(25-26高二上·山东潍坊·阶段检测)已知双曲线,右焦点为,左、右顶点分别为,,过垂直于轴的弦长为6.
(1)求的方程;
(2)过的直线与的右支交于,两点,直线,交于点,证明:在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)根据题意列方程,解方程即得答案;
(2)设过 的直线方程为 ,联立直线与双曲线方程,利用韦达定理可得到,利用两点式写出直线,两式相除得到点横坐标与的关系式,再利用韦达定理,可解出点横坐标,即得答案.
【解答过程】(1)由双曲线 的右焦点为 ,得 ,
即 ,
过 垂直于 轴的弦长为 6,
可得点在双曲线上,即
,
联立,解方程组得:,
故双曲线 的方程为
(2)证明:由(1)知双曲线 ,右焦点 ,
左顶点,右顶点 ,
设过 的直线方程为 (),
代入双曲线方程得
整理得
设 ,,则 是上述方程的两个实根,
且
直线 的方程为,
直线 的方程为,
两式相除得,
代入 , 计算:
由韦达定理,,代入得
,
利用 ,解得 ,
代入得:,
因此 ,解得 ,
即 ,.
故交点 的横坐标恒为 ,即 在定直线 上.
27.(25-26高二上·广东中山·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,上焦点为,离心率为.记的上、下顶点分别为,过点的直线与的上支交于两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求的最小值;
(3)直线与交于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解题思路】(1)根据焦点坐标与离心率确定,再由算出,即可写出标准方程;
(2)联立直线与双曲线方程得到韦达定理,推导出,将目标式化为单变量二次函数,利用二次函数性质求最小值即可;
(3)写出两条直线的方程并联立,代入的比例关系,化简后求得交点纵坐标恒为定值,即可证明点在直线上.
【解答过程】(1)设双曲线的标准方程为,
由题意可得,解得,,
所以双曲线的标准方程为.
(2)双曲线的上下顶点为,,设直线的方程为,
设,,
联立,消去,可得,
则,,且,
所以,
所以,
所以,所以,
所以当时,的最小值为;
(3)直线的方程为,直线的方程为,
联立,得,解得,
即点在定直线上.
28.(25-26高三上·浙江·开学考试)已知双曲线的离心率为,且过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设双曲线的左、右两个顶点为A、B,过右焦点的直线交双曲线于P,Q两点,直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)根据题设条件建立的方程组,求解即得双曲线的方程;
(2)设直线PQ的方程为,,,,利用韦达定理推得,,即有,由直线,直线,代入点,即得,进行联立,化简计算,即可求得定直线方程.
【解答过程】(1)由题意,,,,
联立解得,
双曲线的标准方程为.
(2)证明:因为直线PQ过右焦点,且与双曲线交于P,Q两点,故直线PQ不与x轴平行,
设直线方程为,设,,
由消去可得,
因,,,
则有(*)
由题知,,,设,
则直线,直线,
将代入两式,可得,,
两式相除得,将(*)代入,可得
,
即,解得,
所以点在定直线上.
29.(2026·江苏·模拟预测)已知,分别是双曲线:的上顶点,下焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线与的上、下支分别交于两点(异于),直线平分线段与的下支交于点,证明:直线与直线的交点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)根据题中所给数据求解即可;
(2)设直线方程为:,,,联立直线和双曲线方程,结合韦达定理可得,求出点坐标,直线方程,再联立直线和直线方程,求出交点坐标即可得证.
【解答过程】(1)由题意,,,
所以,
所以C的方程为.
(2)证明:由题意,直线的斜率存在,
设直线方程为:,,.
联立,消去,得,
由于,同号,所以,,
,
所以,
联立,解得,
所以,
所以直线的方程为,即,
联立,解得,
所以直线与直线的交点在定直线上.
30.(25-26高三上·河南周口·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为、,焦距为,且点到其渐近线的距离为.
(1)求的标准方程.
(2)若点是上第一象限的动点,过点作直线(不与渐近线平行),若与只有一个公共点,且与轴相交于点(与点不重合).
(i)证明:.
(ii)若点在直线上,且,那么点是否在定直线上?若在定直线上,求出该直线方程;若不在定直线上,请说明理由.
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;
(ii)在,且定直线方程为
【解题思路】(1)由已知条件求出、的值,可得出的值,由此可得出双曲线的方程;
(2)(i)利用两点间的距离公式化简、的表达式,证明出双曲线在点处的切线方程为,求出点的坐标,由此可证得;
(ii)求出直线的方程,将该直线方程与直线的方程联立,求出点的坐标,即可得出结论.
【解答过程】(1)由题意可知,可得,
双曲线的渐近线方程为,即,
点到其渐近线的距离为,所以,,
因此,双曲线的方程为.
(2)(i)证明:因为是上第一象限的动点,则,可得且,
易知点、,
所以,
,
由双曲线的定义可得,
所以,,
先证明出双曲线在点处的切线方程为,
联立可得,整理可得,解得,
所以,双曲线在点处的切线方程为,
在直线的方程中,令,可得,即点,且,
所以,,因此,;
(ii)如图所示:
直线的斜率为,
因为,则直线的斜率为,
所以,直线的方程为,
联立直线和直线的方程,
可得,解得,
因此,点在定直线上.
题型七
抛物线中的定点问题
31.(25-26高二上·福建厦门·期末)已知抛物线上一点到其焦点的距离为3.
(1)求的方程;
(2)已知点,不垂直于轴的直线与抛物线交于两点,若直线关于轴对称,求证:直线过定点并写出定点坐标.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【解题思路】(1)根据焦半径公式得,解出即可;
(2)设直线方程,与抛物线方程联立方程组,设,两点坐标,利用直线,关于轴对称,结合斜率公式和韦达定理化简计算即可.
【解答过程】(1)由题意得,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)证明:当直线方程为时,显然不合题意,
则可设直线的方程为,,,
由得,,即,
所以,.
因为直线,关于轴对称,所以,
即,化简,得,
所以,所以,
所以直线的方程为,恒过定点.
32.(25-26高二上·山东东营·期末)已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,点的横坐标为1,且是抛物线上异于坐标原点的两点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线、的斜率之积为-4,求证:直线恒过定点,并求出该定点坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)根据题意利用抛物线焦半径公式求得p,可得答案;
(2)讨论直线的斜率不存在和存在两种情况,斜率存在时,设出直线方程,联立抛物线方程,可得根与系数关系式,结合直线的斜率之积为进行化简可得的关系式,即可证明结论.
【解答过程】(1)解:由题意得,,点P的横坐标为1,且,则,
∴抛物线的方程为:
(2)证明:当直线的斜率不存在时,
设,,
因为直线的斜率之积为,则,化简得.
所以两点的横坐标为,此时直线的方程为.
当直线的斜率存在时,设其方程为,,
联立,化简得,需满足,
根据根与系数的关系得,,
因为直线的斜率之积为,
所以,即,即,
解得(舍去)或,
所以,即,满足,
所以,即,过定点.
综上所述,直线过定点.
33.(25-26高二上·吉林长春·期末)已知直线与抛物线C:交于A,B两点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若M,N为C上不同的两点,且,判断直线是否过定点,如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线过定点,定点坐标为.
【解题思路】(1)联立直线方程与抛物线方程,利用韦达定理,结合已知条件求出值,进而求得抛物线方程.
(2)分情况讨论,当直线的斜率不存在和存在时,联立直线与抛物线方程,结合韦达定理求出的关系式,进而求得结果.
【解答过程】(1)将直线变形得,与抛物线联立化简得
,因为直线与抛物线C:交于A,B两点,
设,则根据韦达定理有.
因为,所以.
将代入化简得.
继续化简得,解得(舍去)或,
所以抛物线方程为.
(2)直线过定点,理由如下:
当直线的斜率不存在时,则设直线的方程为,
那么,因为,
所以,解得,此时直线的方程为;
当直线的斜率存在时,则设直线的方程为,
联立该直线与抛物线方程得,化简得.
设,则根据韦达定理得.
因为,所以.
代入韦达定理得,化简得,可得,即.
此时直线的方程为,过定点.
综上,直线过定点,定点坐标为.
34.(25-26高二上·安徽六安·期末)已知抛物线 的焦点为为坐标原点,抛物线上存在点到和的距离都等于.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点的直线交抛物线于两点,直线与抛物线相交于另一点,直线与抛物线相交于另一点.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求证:直线经过定点.
【答案】(1);
(2)(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析
【解题思路】(1)结合题意先判断在的中垂线上,再利用两点间距离公式建立方程求出,进而得到,最后求出抛物线方程即可.
(2)(Ⅰ)联立方程组求出和,再结合平面向量的数量积得到即可.
(Ⅱ)利用三点共线求出,同理得到,再结合和建立方程,得到,进而确定定点即可.
【解答过程】(1)如图,作出符合题意的图形,
由题意得,则,
而,可得在的中垂线上,故设点的坐标为,
由两点间距离公式得,解得,
而点在上,则,即,解得,
故抛物线的方程为;
(2)证明:(Ⅰ)由题意,直线的斜率存在,设方程为,并记点,
联立方程组,消去得,易知,
则,,
而,则,
可知,即.
(Ⅱ)由题意,点,设直线的方程为,
并记点,
联立方程组,消去得,则,
由三点共线,可得,
得到,将代入化简,
得,
所以,而,可知,同理可得,
则,解得,
故直线的方程为,过定点.
35.(25-26高二上·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.
【答案】(1)4
(2)存在定点
【解题思路】(1)设出直线方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理,结合三角形面积求出最小值.
(2)假定存在,设出直线的方程及点的坐标,联立直线与抛物线方程,利用韦达定理及向量垂直的坐标表示列式求解.
【解答过程】(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.
题型八
抛物线中的定值问题
36.(25-26高三上·贵州·阶段检测)已知抛物线:()的焦点为,点()在上,,斜率为的直线与交于,两点.
(1)求的方程;
(2)若,求直线的方程;
(3)设直线与的斜率分别为,,证明:为定值.
【答案】(1);
(2);
(3)证明见解析
【解题思路】(1)由焦半径公式求出p即可求解;
(2)设直线的方程为,与抛物线方程联立,结合韦达定理和弦长公式即可求出参数得解;
(3)由两点间斜率公式结合(2)中的韦达定理进行转化计算即可求解.
【解答过程】(1)根据题意可得,解得.所以的方程为.
(2)设,,直线的方程为.
由消去得,
所以即,,,
所以 ,解得,
所以直线的方程为;
(3)证明:因为点在上,所以或(舍去),所以,
由(2)得,,
所以 .
因为,,
所以,即为定值.
37.(25-26高二上·山东枣庄·期末)已知抛物线,过焦点F的动直线l与抛物线交于A,B两点,线段AB的中点为M.
(1)当直线l的倾斜角为时,,求抛物线G的方程;
(2)对于(1)问中的抛物线G,若点,求证:为定值,并求出该定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【解题思路】(1)求得抛物线的焦点坐标,设直线的方程代入抛物线的方程,设,运用韦达定理,弦长公式,解方程可得,进而得到所求方程;
(2)运用中点坐标公式,求得,由两点的距离公式,可得,进而得到的定值.
【解答过程】(1)由题意知,设直线的方程为,
由 得:,所以,
所以,所以,
故抛物线的方程为
(2)证明:由(1)抛物线的方程为,
当直线的斜率为0时,直线的方程为,直线与抛物线只有一个交点,与已知矛盾,
故直线的斜率不为0,故可设的方程为
消去得:,设,
则,
所以,
,即 ,
所以 .
所以为定值,该定值为6.
38.(25-26高二上·江西·期末)已知点是抛物线的焦点,点在曲线上,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条直线、,交于两点,交于两点,且.
①求证:为定值;
②求四边形面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【解题思路】(1)由点在曲线上,求得,再由,利用抛物线的定义,列出方程,求得的值,即可求解;
(2)①设的斜率为,得到的斜率为,得到和的方程,联立方程组,利用弦长公式分别求得,代入运算,即可得证;
②由,化简,结合基本不等式,即可求解.
【解答过程】(1)解:由抛物线,可得焦点,准线为,
因为点,可得,解得,
又因为,由抛物线的定义,可得,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)解:①由(1)知,设的斜率为,因为,则的斜率为,
则的方程为,联立方程组,整理得,
设,则,
则,
同理可得:,
所以,
所以为定值.
②因为,所以四边形的面积为,
由①知:,,
所以,
令,则,
当且仅当时,即时,即时,等号成立,
所以四边形的面积的最小值为.
39.(25-26高二上·重庆·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知抛物线上一点到焦点的距离为5.过点的直线与抛物线交于不同的两点、.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若的面积为20,求直线的方程;
(3)若直线交轴于点,直线交轴于点,且,,求证:为定值.
【答案】(1);
(2)或;
(3)证明见解析
【解题思路】(1)根据抛物线的定义,点到焦点的距离等于到准线的距离,求出,从而得出抛物线的标准方程;
(2)设直线的方程为,联立,由韦达定理,得,,
的面积,结合,
解得,从而求出直线的方程;
(3)由在抛物线上,求出,得到直线的方程为:,即得,
由得,同理得,结合韦达定理得,,可解得,为定值.
【解答过程】(1)抛物线的准线方程为,
根据抛物线的定义,点到焦点的距离等于到准线的距离,
即:,解得,故抛物线的标准方程为;
(2)由(1)得焦点,又,则,
易得直线的斜率是存在的,设直线的方程为,
联立,消去,整理得:
,设,
由,得,
由韦达定理,,,
故的面积,代入得:
,得,
又,故:
,解得
满足,因此直线的方程为或;
(3)证明:由在抛物线上,代入得,
又,故,即,
易得直线的斜率是存在的,设直线的方程为,
,,由(2)知,,
直线的斜率为:,
故直线的方程为:,
令,得,即,又
故,,由,得
故,即,
同理,直线交轴于,得,
故
代入,,得
故,为定值.
40.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知动点P到点的距离比到直线的距离小1.设动点P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的轨迹方程;
(2)已知点,过点Q作直线l与曲线C交于A,B两点,直线AF,BF分别交C于另一点M,N.
①设直线AB的斜率为,直线MN的斜率为,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由;
②求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②
【解题思路】(1)由抛物线的定义得到轨迹方程;
(2)①设出直线的方程为,直曲联立,得到,可得,再由斜率的定义,进而可得结论;②由点斜式写出直线的方程,得到过定点,再由三角形面积公式表达出面积,结合弦长公式和二次函数的值域确定最小值.
【解答过程】(1)由题可知,点P到点的距离与到的距离相等,
所以曲线C是以为焦点,直线为准线的抛物线,方程为.
(2)①设,
由题意可知的斜率不为0,设直线的方程为,
联立得,消去,得,
显然,所以,
直线的方程为,联立得,
消去,得,整理得,
则是方程的两根,,
所以,所以,同理可得,
,
因为,所以
②由①知的方程为:,所以,
所以,
令,则,
所以过定点.
所以
,
当且仅当时,面积最小,最小值为.
题型九
抛物线中的定直线问题
41.(25-26高二上·湖南常德·期末)在直角坐标系中,点到直线的距离与点到点的距离相等,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)已知经过点的直线与交于,两点,且.
(ⅰ)求直线的方程;
(ⅱ)若经过点的直线(与不重合)与交于,两点,且,位于轴同一侧,直线与直线相交于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i);
(ii)证明见解析
【解题思路】(1)根据抛物线的定义,可得曲线是以为焦点,的抛物线,进而求得抛物线的方程;(2)(i)设直线的方程为,联立方程组,得到,由弦长公式,求得,列出方程,求得的值,即可求解;
(ii)由(i),联立方程组,求得,设直线的方程为,联立方程组得到,得出直线和的方程,联立方程组,化简求得,即可得到结论.
【解答过程】(1)因为点到直线的距离与点到点的距离相等,
根据抛物线的定义,可得曲线是以为焦点,以为准线的抛物线,
设抛物线的方程为,则,可得,
所以抛物线的方程为.
(2)(i)设直线的方程为,且,
联立方程组,整理得,可得,
由弦长公式,可得,
因为,所以,所以,解得,
所以直线的方程为.
(ii)证明:由(i)直线的方程为,
联立方程组,解得,不妨设,
设直线的方程为,
联立方程组,整理得,
设,可得,
可得,所以的方程为,
同理可得:直线的方程为,
联立方程组,可得,
整理得 ,
所以点的横坐标的值恒为,所以点在直线上.
42.(2026·山东·二模)已知抛物线,过点的两条直线、分别交于、两点和、两点.当的斜率为时,.
(1)求的标准方程;
(2)设为直线与的交点,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解题思路】(1)当直线的斜率为时,写出直线的方程,设点、,将直线的方程与抛物线的方程联立,列出韦达定理,利用弦长公式可得出关于的方程,结合可求出的值,即可得出抛物线的标准方程;
(2)分析可知直线、都不与轴重合,设直线的方程为,将该直线的方程与抛物线的方程联立,设、,由韦达定理可得,同理可得出,写出直线、的方程,求出这两条直线的交点的横坐标,即可证得结论成立.
【解答过程】(1)解:当直线的斜率为时,直线的方程为,设点、,
联立可得,
,因为,可得,
由韦达定理可得,,
,
整理可得,解得或(舍去),
因此,抛物线的方程为.
(2)证明:当直线与轴重合时,直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
所以,直线不与轴重合,同理可知直线也不与轴重合,
设直线的方程为,联立可得,
则可得,
设点、,由韦达定理可得,
设直线的方程为,设点、,同理可得,
直线的方程为,即,
化简可得,
同理可知,直线的方程为,
因为点在抛物线的对称轴上,由抛物线的对称性可知,
交点必在垂直于轴的直线上,所以只需证明点的横坐标为定值即可,
由,消去,
因为直线与相交,则,
解得
,
所以,点的横坐标为,因此,直线与的交点必在定直线上.
43.(2026·湖南岳阳·三模)已知抛物线的顶点在坐标原点处,对称轴为轴,且过点,,是上两个动点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知是上一点,且的焦点为的重心,设的横坐标为,求的取值范围;
(3)已知为直线在第二象限内一点,直线,与抛物线分别相切于,两点,设,与轴分别交于,两点,证明:直线与直线的交点在定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解题思路】(1)代入点的坐标,即可求解抛物线方程;
(2)首先设点,,,再根据点在抛物线上以及重心坐标公式,转化为,再结合基本不等式即可求解;
(3)首先利用导数求切线和的斜率,并表示切点坐标的关系,以及利用坐标表示直线和直线的方程,并联立求交点的坐标,即可证明.
【解答过程】(1)设抛物线方程为,代入点,得,得,
所以抛物线的标准方程为;
(2)设,,,
则重心坐标公式可知,,,
得,,
且,,,
所以,且,
所以,得且,
又因为时,此时,两点重合,不合题意,
综上可知,的取值范围是;
(3)证明:直线的斜率,直线的方程为,
设,,,
两边求导,,得,
设,,
抛物线在点处的切线方程为,即,
因为切线过点,即,
整理得,
同理,抛物线在点处的切线方程为,
所以是方程的两个根,则,,
切线 ,令,得,得,同理,
直线的方程为,即,
同理,直线的方程为,
设直线与直线的交点为,
联立直线与直线的方程为 ,
,得,
且,代入上式化简为,①
代回直线得,,
得
即,②
由①②可得,
所以直线与直线的交点在定直线上上.
44.(25-26高二上·山西太原·期末)已知抛物线,直线与相交于、两个不同点,在轴左侧,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线焦点的直线与相交于、两个不同点(异于、两点),在轴左侧.
①若直线的斜率为,求的值;
②设直线与相交于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1);
(2)①;
②证明见解析
【解题思路】(1)根据题意得出点的坐标,将点的坐标代入抛物线的方程,求出的值,即可得出抛物线的方程;
(2)①设点、,可知,将直线的方程与抛物线的方程联立,求出、的值,再利用抛物线的焦半径公式可求得的值;
②设点、,设直线的方程为,将直线的方程与抛物线的方程联立,结合韦达定理得出,求出直线、的方程,将这两直线的方程联立,求出点的坐标,即可得出结论.
【解答过程】(1)由题意可知,点、关于轴对称,
又因为,且在轴左侧,则,
将点的坐标代入抛物线的方程得,解得,
故抛物线的标准方程为.
(2)①设点、,易知抛物线的焦点为,
因为直线的斜率为,故直线的方程为,
又因为在轴左侧,结合图形可知,
联立,消去可得,解得,,
故;
②证明:如下图所示:
易知点、,设点、,
设直线的方程为,联立可得,
,由韦达定理可得,故,
因为与点不重合,故,即,同理可得,
,故直线的方程为①,
同理可知直线的方程为②,
由①②可得,即,
将代入上式得,解得,
故,解得,故点在定直线上.
45.(2026·甘肃金昌·二模)已知抛物线,过抛物线上一点作两条直线分别交抛物线于两点,直线的斜率分别为,且.
(1)求抛物线的方程.
(2)证明:直线过定点.
(3)记直线经过的定点为为直线上一点(异于点),且满足,证明点在某定直线上,并求出该定直线的方程.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【解题思路】(1)将点的坐标代入抛物线方程得出,进而得出抛物线;
(2)设, 求出直线的方程为,结合,化简计算可得 ,即可得到结论.
(3)由(2)知,,设,设直线的方程为.代入抛物线联立方程组,将转化为,化简计算可得到结论.
【解答过程】(1)将点的坐标代入抛物线的方程可得,解得(舍去)或,
故抛物线的方程为.
(2)证明:由(1)可知点的坐标,设,
则.
由,得,所以,
.
.所以直线的方程为,
即,整理得.
又,
从而直线的方程为,化简得,
因此直线过定点.
(3)证明:由(2)知,设,易知直线的斜率不为0,
设直线的方程为.由消去.
得.则.
因为.所以.
即,
当时,,化简得,
与直线的斜率不为0矛盾,不合题意;
当时,化简得,
.
即.又.
可得,所以,即,
所以点在直线上.
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