内容正文:
专题02 圆锥曲线
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 椭圆 /考点二 双曲线 /考点三 求轨迹方程
/考点四 直线与圆锥曲线的位置关系
05 重难题型突破
题型一定义,焦点三角形,焦半径
题型二求标准方程,渐近线,求参数
题型三离心率求值、离心率范围
题型四轨迹方程:直译、定义、相关点
题型五中点弦、点差法
题型六联立韦达,弦长、面积
型七定点、定值、面积最值、参数范围综合
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
高频考点:①圆锥曲线定义应用(第一定义、焦半径、焦点三角形周长面积);②标准方程求解,基本量运算;③离心率计算、离心率取值范围;④渐近线、抛物线焦点准线;⑤轨迹方程四种求法(直译、定义、相关点、参数);⑥直线与圆锥曲线:联立韦达、弦长公式、点差法中点弦;⑦定点、定值、面积最值;
难度分布:基础题集中在定义、求标准方程、简单离心率;中档难点:焦点三角形、点差法、弦长计算;压轴大题:直线与圆锥曲线综合(定点、面积、范围)。
识记
熟记椭圆、双曲线第一定义,区分条件限制;记住a,b,c三者关系式;双曲线渐近线;抛物线定义、焦点、准线;弦长公式;点差法适用条件。
理解
理解定义中常数的边界条件;理解焦点三角形几何特征;区分 “设而不求” 韦达法与点差法;直线与双曲线、抛物线一个交点≠相切;理解离心率几何含义。
应用
利用定义快速处理焦半径、周长;会求各类圆锥曲线标准方程;会求离心率以及离心率范围;会用直译法、定义法、相关点法求轨迹;联立方程 + 韦达定理处理弦长、面积;点差法处理中点弦,检验判别式;解决定点定值、面积最值综合大题。
考点一 椭圆
定义:平面内与两个定点的距离之和等于常数2a的点的轨迹; 若2a=2c轨迹是线段;2a<2c无轨迹。
标准方程
焦点在x轴:
焦点在y轴:
参数关系:,a长半轴,b短半轴,c半焦距;焦点或
几何性质:范围、关于 x 轴 y 轴原点对称;顶点; 离心率:;e越接近 1 椭圆越扁;e越接近 0 椭圆越圆。
焦半径:椭圆上点到焦点距离。
考点二 双曲线
定义:平面内与两定点距离差的绝对值等于常数2a点轨迹; 去掉绝对值仅表示双曲线的一支;2a=2c是两条射线;2a>2c无轨迹。
标准方程
焦点x轴:
焦点y轴:
参数关系:,c>a>0
几何性质:范围、对称性、顶点; 渐近线:焦点 x 轴:;焦点 y 轴:; 离心率,,e越大双曲线开口越开阔。
考点三 求轨迹方程
直译法(直接法):把几何条件直接翻译成坐标等式;
定义法:判断轨迹满足椭圆 / 双曲线 / 抛物线定义,直接写标准方程;
相关点法(代入法):动点随已知曲线上点运动;
参数法;注意:要剔除不符合条件的点。
考点四 直线与圆锥曲线的位置关系
联立直线方程与圆锥曲线方程,消元得到一元二次方程
:两个不同交点(相交);一个公共点(相切);无交点。
⚠️注意:直线与双曲线、抛物线交于一点,不一定相切,有可能直线与渐近线平行 / 与抛物线对称轴平行。
弦长公式 设交点,直线斜率为k
韦达定理(设而不求):,用于中点、向量、面积计算。
点差法(中点弦):处理已知弦中点求直线斜率问题,椭圆、双曲线适用,求出结果务必带回检验。
题型一定义,焦点三角形,焦半径
典例1(安徽省滁州市定远县育才学校2025-2026学年高二上学期11月期中检测数学试题)经过椭圆的右焦点作斜率不为0的直线,交椭圆于、两点,是椭圆的左焦点,则的周长为( )
A.10 B.16 C.20 D.26
迁移应用
1.(福建省三明市尤溪县第七中学等校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知经过点的椭圆与双曲线有相同的焦点,则该椭圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
2.(安徽省江淮名校2025-2026学年高二上学期期中阶段检测数学试题)若椭圆上一点与焦点的距离为1,则点与另一个焦点的距离是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
题型二求标准方程,渐近线,求参数
典例1 (安徽省合肥锦绣中学2025~2026学年高二上学期期中检测数学试题)已知方程表示的曲线是椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
迁移应用
1.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道是以地心(地球的中心)为一个焦点的椭圆.已知它的近地点(离地面最近的点)距地面千米,远地点(离地面最远的点)距离地面千米,并且、、在同一条直线上,地球的半径为千米,则卫星运行的轨道的短轴长为( )千米
A. B. C.2 D.
2.(福建省厦门市海沧中学2025-2026学年高二上学期期中适应性练习数学试题)已知平面内一动点P到两定点,的距离之和为8,则动点P的轨迹方程为___________.
题型三离心率求值、离心率范围
典例1 (安徽省鼎尖名校大联考2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题(A卷))已知椭圆上两点关于原点对称,为椭圆的右焦点,交椭圆于点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
迁移应用
1.(福建省厦门市第十中学2025-2026学年高二上学期11月期中阶段性检测数学试题)已知双曲线的离心率为2,则点到双曲线的渐近线的距离为( )
A. B. C. D.2
2.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)设分别是双曲线的左、右焦点,是坐标原点.过作一条渐近线的垂线,垂足为.若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
题型四轨迹方程:直译、定义、相关点
典例1 (福建省厦门市第二外国语学校2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题)在抛物线上任取一点,过点作x轴的垂线段,为垂足,当点在抛物线上运动时,为线段的中点.(当点经过抛物线与x轴的交点时,规定点M与点重合).
(1)求垂线段的中点的轨迹方程,并说明它是什么曲线.
(2)点在直线上,直线l绕点P旋转,试讨论直线和第(1)题所求曲线的公共点个数.
迁移应用1.(安徽省鼎尖名校大联考2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题(A卷))设两点的坐标分别为,直线相交于点,且直线,的斜率之积是2.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)直线与曲线交于两点,求的值.
题型五中点弦、点差法
典例1 (福建省厦门第六中学2025-2026学年高二上学期期中数学试题)已知椭圆:的右顶点为,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形的面积为16.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线与曲线C相交于A,B两点,点是线段的中点,求直线的方程和线段的长.
迁移应用1.(福建省厦门市海沧中学2025-2026学年高二上学期期中适应性练习数学试题)如图,直线过椭圆的左焦点和一个顶点B.
(1)求该椭圆的离心率;
(2)记直线l与椭圆的另一交点为A,求的面积S.
题型六联立韦达,弦长、面积
典例1(福建省厦门第六中学2025-2026学年高二上学期期中数学试题)已知双曲线:,右焦点为,是它一条渐近线的一个方向向量.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若双曲线的右顶点为A,过焦点F的直线与的右支交于P,Q两点,直线,分别与直线交于M,N两点,记直线,的斜率分别为,,,的面积分别为,.
(i)求证:为定值;
迁移应用1.(福建省南平市建瓯市第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知椭圆,分别是左、右焦点,焦距为,点在椭圆C上,过点作直线l交椭圆于A、B两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线l的倾斜角为,求线段的长.
2.(福建省三明市尤溪县第七中学等校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知,是椭圆的两个焦点,为上一点,为坐标原点.
(1)若为等边三角形,求的离心率;
(2)如果存在点,使得,且的面积等于8,求的值和的取值范围.
型七定点、定值、面积最值、参数范围综合
典例1 (安徽省潜山市黄铺中学2025~2026学年高二上学期期中考试数学试题)如图,已知椭圆的左,右顶点分别为,,椭圆的长轴长为4,椭圆的离心率为,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过点的直线,与椭圆分别交于点,,其中,
①证明:直线过定点,并求出定点坐标;
②求面积的最大值.
迁移应用
1.(安徽省马鞍山市中加双语学校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)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.
2.(安徽省合肥锦绣中学2025~2026学年高二上学期期中检测数学试题)(1)已知点和圆:,若点在圆上,求点处切线的方程;
(2)已知圆:,过圆外一点作圆的切线,切线分别切圆于,两点,求直线的方程;
(3)法国数学家吉拉德·笛沙格于1639年在射影几何学的奠基之作《圆锥曲线论稿》中正式阐述:已知圆锥曲线:.则称点和直线:是圆锥曲线的一对极点和极线.已知点和直线为椭圆:的一对极点和极线.
①根据材料写出极线的方程;
②若为极线上任意一点,过点作直线交椭圆于,两点,记,,所在直线的斜率依次为,,.求证:.
基础固本练(限时:15分钟)
1.(安徽省潜山市黄铺中学2025~2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知是椭圆的左、右焦点,经过的直线与椭圆相交于两点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(安徽省2025-2026学年高二第一学期期中考试数学试题)已知椭圆,直线()与椭圆交于A,B两点,,分别为椭圆的左、右两个焦点,直线与椭圆交于另一个点D,则直线AD与BD的斜率乘积为( )
A. B.
C. D.
3.(安徽省2025-2026学年高二第一学期期中考试数学试题)已知点在椭圆上,点在圆上,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(福建省厦门市第十中学2025-2026学年高二上学期11月期中阶段性检测数学试题)如图,,分别是双曲线的左、右焦点,C,A分别是双曲线上第一、二象限的点,若,则四边形的面积的最小值为( )
A. B.
C.2 D.
5.(安徽省滁州市定远县育才学校2025-2026学年高二上学期11月期中检测数学试题)已知抛物线的焦点为准线为为抛物线上一点,过点作直线于点,且的内心,则内切圆的面积为( )
A. B. C. D.
6.(福建省南平市建瓯市第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知抛物线:的焦点为,准线为,过点的直线与交于不同的两点A,B,为坐标原点,直线与交于点M,若,则的面积等于( )
A. B. C. D.2
7.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
8.(福建省厦门市翔安第一中学2025-2026学年高二上学期期中数学试题)双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(福建省厦门市第十中学2025-2026学年高二上学期11月期中阶段性检测数学试题)已知点,动点满足直线与的斜率之积为,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程,并说明是什么曲线?
(2)若过且倾斜角为的直线与曲线相交于两点,求.
2.(福建省三明市尤溪县第七中学等校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知椭圆的右焦点为,A、B分别是椭圆的左、右顶点,为椭圆的上顶点,的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于不同的两点,
①若 ,且不过坐标原点,求三角形面积的最大值,并写出求得此最大值时的值
②点,若直线的斜率与直线的斜率互为相反数,求证:直线过定点.
3.(福建省南平市建瓯市第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知双曲线的渐近线为,双曲线的左顶点为,直线与双曲线C相交于A,B(异于点P)两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若的中点为,求直线l的方程;
(3)若以为直径的圆恒过点P,试判断直线l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.
4.(安徽省鼎尖名校大联考2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题(A卷))已知椭圆经过点,点(异于)在椭圆上,过且斜率为2的直线交直线于点,直线与椭圆交于另一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点在第一象限,求四边形面积的最大值;
(3)求证:直线经过定点.
5.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)已知双曲线的离心率为,点为坐标原点,过的右焦点的直线交的右支于两点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)过点作直线的垂线,垂足为.
①证明:直线过定点;
②求面积的最小值.
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专题02 圆锥曲线
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 椭圆 /考点二 双曲线 /考点三 求轨迹方程
/考点四 直线与圆锥曲线的位置关系
05 重难题型突破
题型一定义,焦点三角形,焦半径
题型二求标准方程,渐近线,求参数
题型三离心率求值、离心率范围
题型四轨迹方程:直译、定义、相关点
题型五中点弦、点差法
题型六联立韦达,弦长、面积
型七定点、定值、面积最值、参数范围综合
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
高频考点:①圆锥曲线定义应用(第一定义、焦半径、焦点三角形周长面积);②标准方程求解,基本量运算;③离心率计算、离心率取值范围;④渐近线、抛物线焦点准线;⑤轨迹方程四种求法(直译、定义、相关点、参数);⑥直线与圆锥曲线:联立韦达、弦长公式、点差法中点弦;⑦定点、定值、面积最值;
难度分布:基础题集中在定义、求标准方程、简单离心率;中档难点:焦点三角形、点差法、弦长计算;压轴大题:直线与圆锥曲线综合(定点、面积、范围)。
识记
熟记椭圆、双曲线第一定义,区分条件限制;记住a,b,c三者关系式;双曲线渐近线;抛物线定义、焦点、准线;弦长公式;点差法适用条件。
理解
理解定义中常数的边界条件;理解焦点三角形几何特征;区分 “设而不求” 韦达法与点差法;直线与双曲线、抛物线一个交点≠相切;理解离心率几何含义。
应用
利用定义快速处理焦半径、周长;会求各类圆锥曲线标准方程;会求离心率以及离心率范围;会用直译法、定义法、相关点法求轨迹;联立方程 + 韦达定理处理弦长、面积;点差法处理中点弦,检验判别式;解决定点定值、面积最值综合大题。
考点一 椭圆
定义:平面内与两个定点的距离之和等于常数2a的点的轨迹; 若2a=2c轨迹是线段;2a<2c无轨迹。
标准方程
焦点在x轴:
焦点在y轴:
参数关系:,a长半轴,b短半轴,c半焦距;焦点或
几何性质:范围、关于 x 轴 y 轴原点对称;顶点; 离心率:;e越接近 1 椭圆越扁;e越接近 0 椭圆越圆。
焦半径:椭圆上点到焦点距离。
考点二 双曲线
定义:平面内与两定点距离差的绝对值等于常数2a点轨迹; 去掉绝对值仅表示双曲线的一支;2a=2c是两条射线;2a>2c无轨迹。
标准方程
焦点x轴:
焦点y轴:
参数关系:,c>a>0
几何性质:范围、对称性、顶点; 渐近线:焦点 x 轴:;焦点 y 轴:; 离心率,,e越大双曲线开口越开阔。
考点三 求轨迹方程
直译法(直接法):把几何条件直接翻译成坐标等式;
定义法:判断轨迹满足椭圆 / 双曲线 / 抛物线定义,直接写标准方程;
相关点法(代入法):动点随已知曲线上点运动;
参数法;注意:要剔除不符合条件的点。
考点四 直线与圆锥曲线的位置关系
联立直线方程与圆锥曲线方程,消元得到一元二次方程
:两个不同交点(相交);一个公共点(相切);无交点。
⚠️注意:直线与双曲线、抛物线交于一点,不一定相切,有可能直线与渐近线平行 / 与抛物线对称轴平行。
弦长公式 设交点,直线斜率为k
韦达定理(设而不求):,用于中点、向量、面积计算。
点差法(中点弦):处理已知弦中点求直线斜率问题,椭圆、双曲线适用,求出结果务必带回检验。
题型一定义,焦点三角形,焦半径
典例1(安徽省滁州市定远县育才学校2025-2026学年高二上学期11月期中检测数学试题)经过椭圆的右焦点作斜率不为0的直线,交椭圆于、两点,是椭圆的左焦点,则的周长为( )
A.10 B.16 C.20 D.26
【答案】C
【分析】椭圆方程,左、右焦点分别为,,利用椭圆的定义求解.
【详解】椭圆方程,设椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆长轴长,
,,得的周长为.
故选:C
迁移应用
1.(福建省三明市尤溪县第七中学等校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知经过点的椭圆与双曲线有相同的焦点,则该椭圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线可以得出双曲线的焦点在轴上,所以椭圆的焦点也在轴上,且椭圆与双曲线有相同焦点,设标准方程为,将点代入椭圆方程,最后计算结果
【详解】双曲线方程为,有
双曲线的焦点在轴上,所以椭圆的焦点也在轴上,
设其标准方程为,因为椭圆与双曲线同焦点,所以.
将点代入椭圆方程,
解得,又因为,
所以椭圆的标准方程为.
故选:A.
2.(安徽省江淮名校2025-2026学年高二上学期期中阶段检测数学试题)若椭圆上一点与焦点的距离为1,则点与另一个焦点的距离是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【分析】根据题意,结合椭圆的定义,得到,即可求解.
【详解】由椭圆,可得,且,
又由椭圆的定义,可得,所以,
所以点与另一个焦点的距离是.
故选:A.
题型二求标准方程,渐近线,求参数
典例1 (安徽省合肥锦绣中学2025~2026学年高二上学期期中检测数学试题)已知方程表示的曲线是椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用椭圆的标准方程,即可确定参数的范围.
【详解】由方程表示的曲线是椭圆,则且,
故选:D
迁移应用
1.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道是以地心(地球的中心)为一个焦点的椭圆.已知它的近地点(离地面最近的点)距地面千米,远地点(离地面最远的点)距离地面千米,并且、、在同一条直线上,地球的半径为千米,则卫星运行的轨道的短轴长为( )千米
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的对称性,找到、、与地球半径之间关系,求解即可.
【详解】由题知,记椭圆的长半轴、短半轴、半焦距分别为、、,由题可知,
由题意可得,
上述两个等式相乘可得,
因此,卫星运行的轨道的短轴长为千米.
故选:A.
2.(福建省厦门市海沧中学2025-2026学年高二上学期期中适应性练习数学试题)已知平面内一动点P到两定点,的距离之和为8,则动点P的轨迹方程为___________.
【答案】
【分析】根据椭圆的概念,判断基本量,进而写出椭圆标准方程.
【详解】由题意可知,动点P的轨迹为椭圆,且,则,
所以椭圆标准方程为.
故答案为:.
题型三离心率求值、离心率范围
典例1 (安徽省鼎尖名校大联考2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题(A卷))已知椭圆上两点关于原点对称,为椭圆的右焦点,交椭圆于点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设椭圆的左焦点为,连接,由椭圆的定义,结合,求得,即可求解.
【详解】设椭圆的左焦点为,连接,
不妨设,则,
因为,且,可知为矩形,
则,
又因为,
即,
可得,则,
在中,,
即,解得,
所以,则,
所以,解得,
故椭圆的离心率为.
故选:D
迁移应用
1.(福建省厦门市第十中学2025-2026学年高二上学期11月期中阶段性检测数学试题)已知双曲线的离心率为2,则点到双曲线的渐近线的距离为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】求出的值,可得出双曲线的渐近线方程,再利用点到直线的距离公式可求得结果
【详解】根据题意,,即,所以,所以,所以双曲线:的渐近线方程为:,
所以点到双曲线渐近线的距离为:,点到双曲线渐近线的距离为:.
故选:B.
2.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)设分别是双曲线的左、右焦点,是坐标原点.过作一条渐近线的垂线,垂足为.若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由点到直线的距离公式可得,设,则可借助面积公式与等面积法得到,再利用离心率公式计算即可得解.
【详解】不妨设垂足在第一象限,由题意可知与渐近线垂直,
如图所示,则,
由点到直线的距离公式可得,又,所以.
设,则,得,从而,
由,解得,
由,得,解得.
从而可得,所以离心率.
故选:D.
题型四轨迹方程:直译、定义、相关点
典例1 (福建省厦门市第二外国语学校2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题)在抛物线上任取一点,过点作x轴的垂线段,为垂足,当点在抛物线上运动时,为线段的中点.(当点经过抛物线与x轴的交点时,规定点M与点重合).
(1)求垂线段的中点的轨迹方程,并说明它是什么曲线.
(2)点在直线上,直线l绕点P旋转,试讨论直线和第(1)题所求曲线的公共点个数.
【答案】(1),开口向右,焦点坐标为,准线为的抛物线;
(2)
当或或斜率不存在时,直线和抛物线无公共点;
当或或时,直线和抛物线有一个公共点;
当且时,直线和抛物线有两个公共点.
【分析】(1)设点,,以及轴可得出点坐标,根据和点的位置关系,及点在抛物线上即可求出结果;
(2)先分直线斜率不存在和存在两种情况讨论,当斜率不存在时,可得直线方程,当直线斜率存在时,设直线方程为,与(1)中求出抛物线联立,再分与两种情况讨论,当根据判别式即可确定直线和抛物线的公共点个数.
【详解】(1)设点,,根据轴可得出点,
因为为线段的中点,则,即,
又因点在抛物线上,
代入可得,化简可得,
当点经过抛物线与x轴的交点时,点M与点重合,代入也满足,
所以点M的轨迹方程为,它是开口向右,交点坐标为,准线为的抛物线.
(2)根据题意当直线斜率不存在时,因为直线恒过点,
可得方程为,代入,可得方程无实数根,此时无公共点;
当直线斜率存在时,设直线方程为,
当时,直线方程为,代入中可得,此时有一个公共点;
当时,将直线与抛物线联立可得,
整理可得,
计算该方程根的判别式可得
,
当,即或时,此时直线和抛物线无公共点;
当,即或时,此时直线和抛物线有一个公共点;
当,即且时,直线和抛物线有两个公共点;
综上可得:当或或斜率不存在时,直线和抛物线无公共点;
当或或时,直线和抛物线有一个公共点;
当且时,直线和抛物线有两个公共点.
迁移应用1.(安徽省鼎尖名校大联考2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题(A卷))设两点的坐标分别为,直线相交于点,且直线,的斜率之积是2.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)直线与曲线交于两点,求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)设,将用坐标表示,化简可得点的轨迹方程;
(2)联立直线与曲线,通过韦达定理以及弦长公式即可求解的值.
【详解】(1)设动点的坐标为,已知.
直线的斜率,
直线的斜率,
由题意,,即,
化简可得,;
(2)设,
联立得,
由韦达定理得,
根据弦长公式
,
∴综上所述,弦的长为
题型五中点弦、点差法
典例1 (福建省厦门第六中学2025-2026学年高二上学期期中数学试题)已知椭圆:的右顶点为,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形的面积为16.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线与曲线C相交于A,B两点,点是线段的中点,求直线的方程和线段的长.
【答案】(1)
(2),5
【分析】(1)根据题意和椭圆的性质求出,的值,写出椭圆方程;
(2)用点差法求直线斜率,再结合韦达定理求弦长.
【详解】(1)由题意:,所以.
又因为椭圆:的右顶点为,所以,,
所以的标准方程为.
(2)设交点坐标,,
因为弦被点平分,所以,.
又,两式相减得:,
所以直线的斜率,
故直线的方程为.
因为:,与椭圆方程联立,
所以,,
由弦长公式可知.
迁移应用1.(福建省厦门市海沧中学2025-2026学年高二上学期期中适应性练习数学试题)如图,直线过椭圆的左焦点和一个顶点B.
(1)求该椭圆的离心率;
(2)记直线l与椭圆的另一交点为A,求的面积S.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意,分别求出B点和点坐标,可得b和c的值,根据的关系,可得a值,代入离心率公式,即可得答案.
(2)由(1)得椭圆的方程,与直线l联立,可得A点横坐标,代入面积公式,即可得答案.
【详解】(1)因为直线过椭圆的左焦点和一个顶点B,
令,解得,则上顶点,即,
令,解得,则左焦点,即,
所以,则离心率
(2)由(1)得,椭圆的方程为,与直线联立
,消去y得,
解得或,则A点的横坐标,
所以的面积.
题型六联立韦达,弦长、面积
典例1(福建省厦门第六中学2025-2026学年高二上学期期中数学试题)已知双曲线:,右焦点为,是它一条渐近线的一个方向向量.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若双曲线的右顶点为A,过焦点F的直线与的右支交于P,Q两点,直线,分别与直线交于M,N两点,记直线,的斜率分别为,,,的面积分别为,.
(i)求证:为定值;
【答案】(1)
(2)
(i)易知,,
由题可设直线的方程为,,,
由,得,
∵直线与的右支交于两点,
∴,,
,,
,∴.
,
故为定值.
迁移应用1.(福建省南平市建瓯市第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知椭圆,分别是左、右焦点,焦距为,点在椭圆C上,过点作直线l交椭圆于A、B两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线l的倾斜角为,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题设条件得出关于的方程组,解出这三个量的值,即可得出椭圆的标准方程;
(2)将直线的方程与椭圆方程联立,列出韦达定理,利用弦长公式与韦达定理可求得的值.
【详解】(1)由题可知:,即,可得,
因为点在椭圆上,则,
联立方程,解得,
所以椭圆.
(2)由题可知,,故直线的斜率,
且直线与椭圆必相交,设点,
联立直线与椭圆方程,消去y得,
根据韦达定理:,,
所以.
2.(福建省三明市尤溪县第七中学等校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知,是椭圆的两个焦点,为上一点,为坐标原点.
(1)若为等边三角形,求的离心率;
(2)如果存在点,使得,且的面积等于8,求的值和的取值范围.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)先连接,由为等边三角形,得到,,;再由椭圆的定义,即可求出结果;
(2)先由题意得到满足条件的点存在,利用椭圆的性质和勾股定理建立方程,再根据三个方程联立,即可求出结果.
【详解】(1)如图,连接,作出符合题意的图形,
由题意得为等边三角形,可知,,
则,可得,得到,
于是,
故椭圆的离心率为.
(2)设满足条件的点到的距离,
而,则,
,,
,
整理得,即,记为①式,
又,,记为②式,
联立①②得,,而,,
由于,即,,
当时,,
当时,,
要使方程在上有解,则方程,解得,
所以的取值范围.
型七定点、定值、面积最值、参数范围综合
典例1 (安徽省潜山市黄铺中学2025~2026学年高二上学期期中考试数学试题)如图,已知椭圆的左,右顶点分别为,,椭圆的长轴长为4,椭圆的离心率为,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过点的直线,与椭圆分别交于点,,其中,
①证明:直线过定点,并求出定点坐标;
②求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)
①证明:由(1)得,,
直线,的方程分别为,,
由,得,
,可得,
,
由,得,
,可得,
,
,
直线的方程为:,
即,
可得直线过定点.
②.
【分析】(1)由椭圆性质求得,从而可得椭圆方程;
(2)①写出直线,方程,与椭圆方程联立求出,的坐标,再求得直线方程后,由方程判断出定点;②设,,设的方程为:,代入椭圆方程可得韦达定理,然后利用点坐标求得,利用函数性质得最大值.
【详解】(1)椭圆的长轴长为4,
,,
又椭圆的离心率为,
,,
,
椭圆的方程为:.
(2)①略
②设的方程为:,
由,得,
设,,则,,
,
令,,
由,且函数在递增,
时, 取得最大值.
迁移应用
1.(安徽省马鞍山市中加双语学校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)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,.
【分析】(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.
【详解】(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.
2.(安徽省合肥锦绣中学2025~2026学年高二上学期期中检测数学试题)(1)已知点和圆:,若点在圆上,求点处切线的方程;
(2)已知圆:,过圆外一点作圆的切线,切线分别切圆于,两点,求直线的方程;
(3)法国数学家吉拉德·笛沙格于1639年在射影几何学的奠基之作《圆锥曲线论稿》中正式阐述:已知圆锥曲线:.则称点和直线:是圆锥曲线的一对极点和极线.已知点和直线为椭圆:的一对极点和极线.
①根据材料写出极线的方程;
②若为极线上任意一点,过点作直线交椭圆于,两点,记,,所在直线的斜率依次为,,.求证:.
【答案】(1)(2)(3)① ②因为,所以,即极线与椭圆相交,
设,经过P的直线交椭圆于,
代入椭圆方程可得,
所以
,
由韦达定理有,
此时要证明的是:,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
也就是,
这显然成立,所以结论得证.
当过点的直线的斜率为0时,,
所以,,
所以,
综上,.
【分析】(1)当切点不在坐标轴上时,根据切线与过圆心和切点直线垂直,求出切线斜率,即可得到切线方程,再验证切点在坐标轴上也成立即可;
(2)根据(1)直接得到过的两条切线,代入点坐标,再证明切点坐标分别满足同一方程,即可得解;
(3)①根据新定义直接写出极线方程即可;
②联立直线方程与椭圆方程,由韦达定理以及斜率公式证明即可
【详解】(1)在圆上,
,
当点不在坐标轴上时,
切线方程为:,
化简得:,
当点在坐标轴上时,可以验证上述方程同样适用,
即切线的方程为:.
(2)如图,
设,
由(1)得过两点的切线方程分别为,
因为两切线都过,
所以,,
即的坐标都满足方程,
又两点确定一条直线,所以直线的方程为.
(3)①由题意易知,极点,对应极线的方程为,即.
②略
基础固本练(限时:15分钟)
1.(安徽省潜山市黄铺中学2025~2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知是椭圆的左、右焦点,经过的直线与椭圆相交于两点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用三边长与椭圆相等,先求,再利用勾股定理求出,即可得离心率.
【详解】
由,可得,所以,
又由椭圆定义可知:,
所以,
则,所以,
故离心率为,
故选:C.
2.(安徽省2025-2026学年高二第一学期期中考试数学试题)已知椭圆,直线()与椭圆交于A,B两点,,分别为椭圆的左、右两个焦点,直线与椭圆交于另一个点D,则直线AD与BD的斜率乘积为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用两点连线斜率公式可表示出,根据在椭圆上,将两方程作差即可整理得到结果.
【详解】
直线过原点,可设,则,;
,,
,.
故选:B.
3.(安徽省2025-2026学年高二第一学期期中考试数学试题)已知点在椭圆上,点在圆上,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据椭圆的定义可得,然后化简,那么要求的最大值,即求的最大值,当三点共线时,的最大值为,最后根据两点距离公式即可得到结果.
【详解】设椭圆的另一个焦点为,圆的圆心为,其半径,
那么,所以.
所以.
所以要求的最大值,即求的最大值.
因为,所以当三点共线时,的最大值为.
而,所以的最大值为.
故选:B.
4.(福建省厦门市第十中学2025-2026学年高二上学期11月期中阶段性检测数学试题)如图,,分别是双曲线的左、右焦点,C,A分别是双曲线上第一、二象限的点,若,则四边形的面积的最小值为( )
A. B.
C.2 D.
【答案】B
【分析】设,与双曲线的另一个交点分别为B,D,结合对称性可知,设直线CD:,联立方程结合韦达定理可得,换元令,结合二次函数性质求最值.
【详解】如图,设,与双曲线的另一个交点分别为B,D,
连接AD,BC,BD,由对称性易知四边形ABDC为平行四边形,且,
由题意可知:,,则,,
且直线CD的斜率不为0,设直线CD:,,,
联立方程消去x得,
则,可得,,
由图可知,解得,
则,
且点到直线CD的距离,,
可得,
令,,则,
当且仅当时,等号成立,
所以四边形的面积的最小值为.
故选:B.
5.(安徽省滁州市定远县育才学校2025-2026学年高二上学期11月期中检测数学试题)已知抛物线的焦点为准线为为抛物线上一点,过点作直线于点,且的内心,则内切圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】法一:不妨设且,由抛物线的光学性质知直线和抛物线相切,利用导数求得,结合两点式列方程求得,进而得到为等边三角形,求出内切圆半径,即可得;法二:设圆与的切点分别是,连接,根据已知得到在轴上,在直线上,设,,且,由得,等面积法求内切圆半径,即可得.
【详解】.设内切圆半径为,
法一:由抛物线的光学性质知直线和抛物线相切,
不妨设且,,则,解得,
所以,则,而,所以,
即为等边三角形,其内切圆半径,故内切圆面积为.
法二:设圆与的切点分别是,连接,
由,又,所以,即,所以在轴上,
连接,所以是的角分线,所以在直线上,
设,,且,
由,所以,解得或,
若时,与题设矛盾,所以,易知,
由,解得,则内切圆面积为.
故选:B
6.(福建省南平市建瓯市第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知抛物线:的焦点为,准线为,过点的直线与交于不同的两点A,B,为坐标原点,直线与交于点M,若,则的面积等于( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】根据以及抛物线定义可得直线的斜率,则可求,以及坐标,即可得点到直线的距离,最后利用面积公式即可.
【详解】如图,过点作,直线与轴分别交与点,
设,则,
因,则,得,
则,则,
故直线的斜率为,直线的方程为,
与联立得,解得,
则直线:,,得
故点到直线的距离为,
故的面积为.
故选:A
7.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】化为标准方程,根据准线方程的定义求解.
【详解】抛物线的方程为,
则其焦点坐标为,准线方程为.
故选:
8.(福建省厦门市翔安第一中学2025-2026学年高二上学期期中数学试题)双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由方程确定即可求解.
【详解】根据题意,,可知,
所以渐近线方程为:.
故选:A
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(福建省厦门市第十中学2025-2026学年高二上学期11月期中阶段性检测数学试题)已知点,动点满足直线与的斜率之积为,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程,并说明是什么曲线?
(2)若过且倾斜角为的直线与曲线相交于两点,求.
【答案】(1)曲线的方程为,曲线是除去左、右顶点的双曲线
(2)
【分析】(1)根据斜率公式表示出和,利用斜率之积为,列方程,化简后得到双曲线方程,并说明曲线类型即可.
(2)先求直线的方程,再与双曲线方程联立,利用韦达定理求出和,最后代入弦长公式计算即可.
【详解】(1)因为,所以直线,的斜率分别为,,则有,化简得,
即曲线的方程为,故曲线是除去左、右顶点的双曲线.
(2)根据已知作图如下.
由已知得直线,联立,消去y,整理得,.
设点,点,则,,
所以.
故的值为.
2.(福建省三明市尤溪县第七中学等校2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知椭圆的右焦点为,A、B分别是椭圆的左、右顶点,为椭圆的上顶点,的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于不同的两点,
①若 ,且不过坐标原点,求三角形面积的最大值,并写出求得此最大值时的值
②点,若直线的斜率与直线的斜率互为相反数,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)①,;
②联立得,
设,,可得,,
由题知,
即,
即,解得,
∴直线的方程为,故直线恒过定点.
【分析】(1)由题可得,据此可求得椭圆方程;
(2)①由弦长公式及三角形面积公式确定三角形面积,再结合二次函数求最值即可;②将直线方程与椭圆方程联立,后由韦达定理结合,可得m与k的关系即可得直线恒过的定点.
【详解】(1)由题知,,,,
由的面积为,得,
又,代入可得,,
∴椭圆的方程为.
(2)①设坐标原点到直线的距离为,
联立,
得,
可得,
设,,
则,
所以此时
当,即时,
三角形面积有最大值
②略
3.(福建省南平市建瓯市第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试数学试题)已知双曲线的渐近线为,双曲线的左顶点为,直线与双曲线C相交于A,B(异于点P)两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若的中点为,求直线l的方程;
(3)若以为直径的圆恒过点P,试判断直线l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.
【分析】(1)根据给定条件,求出渐近线方程,进而求出即可.
(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.
【详解】(1)双曲线的渐近线为,依题意,,
而双曲线C的左顶点为,则,
所以双曲线的方程为.
(2)由(1)知,双曲线的方程为,设,
由消去得,,
,且,
,由为的中点,得,解得,满足,
所以直线l的方程为,即.
(3)由(2)知,.,
则
,由以为直径的圆恒过点P,得,
于是,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.
4.(安徽省鼎尖名校大联考2025-2026学年高二上学期11月期中考试数学试题(A卷))已知椭圆经过点,点(异于)在椭圆上,过且斜率为2的直线交直线于点,直线与椭圆交于另一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点在第一象限,求四边形面积的最大值;
(3)求证:直线经过定点.
【答案】(1);
(2)
;
(3)
解法一:设直线的方程为,
点关于直线对称,则
又,且,
所以,,
即.
联立,
所以
所以,
化简得,
即,则或.
若,则点M与点A重合,不符合题意(舍);
若,则直线过定点.
解法二:因为且,不妨取点M在第一象限,
所以为的平分线,所以,
设直线的斜率分别为,
因为,
所以,
即,
所以,即.
经检验,点M在第二、三、四象限或,上式也成立.
联立整理得,
因为且,
所以,所以,
同理可得,
由已知可得直线斜率存在,设直线的方程为,
因为在直线上,所以,
所以,
同理可得,
所以是关于k的方程的两个根,
则
所以,
所以,
故直线过定点.
解法三:因为且,不妨取点M在第一象限,
所以为的平分线,所以,
设直线的斜率分别为,
因为,
所以,
即,
所以,即.①
经检验,点M在第二、三、四象限或,上式也成立.
设直线的方程为,
把椭圆向左平移2个单位长度,得,
即,
联立,
即,即(等式两端同除),
所以是方程的两个根,由韦达定理得②
把②代入①得,
,则,解得
此时直线过定点,向右平移2个单位长度,得直线过点.
【分析】(1)依题意直接得到、,从而求出椭圆方程;
(2)点M到直线的距离最大,即过点M作椭圆C的切线与直线平行时距离最大,设该切线方程为,联立直线与椭圆方程,根据求出的值,即可求出面积的最大值;
(3)法一:设直线的方程为,依题意可得,联立直线与椭圆方程,消元,列出韦达定理,代入求出、的关系,即可求出直线过定点坐标;法二:设直线的斜率分别为,推导出,再设直线的方程为,联立、消元,列出韦达定理,求出、的关系;法三:设直线的方程为,把椭圆向左平移2个单位长度,齐次化,求出此时直线过定点坐标,即可得解.
【详解】(1)根据题意,有,
;
(2)因为,所以,即,
因为,即关于直线对称,
所以四边形的面积,
即,且为M到直线的距离,
因为,所以取得最大值时,即为点M到直线的距离最大时.
直线的方程为,
若点M到直线的距离最大,即过点M作椭圆C的切线与直线平行时距离最大,
设该切线方程为,
联立,
,
因为点M在第一象限内,所以(正值舍去),
所以点M到直线的距离的最大值为,
,
当时,.
(3)略
5.(福建厦门市同安实验中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试数学试题)已知双曲线的离心率为,点为坐标原点,过的右焦点的直线交的右支于两点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)过点作直线的垂线,垂足为.
①证明:直线过定点;
②求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
①证明:如图,设,则,
由斜率不为0,可设,
联立双曲线并整理得,
则,,
所以,
由,直线,
根据双曲线的对称性,直线所过定点必在轴上,
令,则,解得,
因为,所以,
而,所以,则,
所以过定点;
;
②
【分析】(1)由离心率及双曲线参数关系求得,结合已知令,代入双曲线求参数值,即可得方程;
(2)①设,则,设,联立双曲线并应用韦达定理,结合直线、双曲线对称性确定定点位置并得到,再作化简求值,即可得定点坐标;
②应用三角形面积公式、弦长公式,结合求面积的最小值.
【详解】(1)由题可知,
则,
由轴时,,可令,
代入双曲线得,
解得,
则所求方程为.
(2)①略;
②,
由①得,解得,
令,
则,
因为,所以,则,当时取等号,
所以的最小值为.
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