内容正文:
专题02 位置关系与运算优化
目 录
解题通法—明晰核心解法,助力能力迁移
题型归纳—精讲典型题法,夯实解题根基
题型一、判别式与位置关系
题型二、设线技巧与主元选择
题型三、韦达定理的整体代换
题型四、中点弦与点差法
题型五、设点代点与参数化
压轴挑战—攻克高难压轴,突破思维上限
解题通法—明晰核心解法,助力能力迁移
解析几何的运算量,八成消耗在“设什么、联立谁、怎么用韦达”这三步上.同一道题,设 要讨论斜率不存在,设 就把竖直线一并包含;先判二次项系数与判别式,能提前排除一批假解;把 与 当作整体,往往比解出两根省一半篇幅.本专题围绕位置关系与运算优化两条主线,把“先判、再设、后整体代换”的流程拆成五个可复用的模型.
五个模型的首步动作各不相同:判别式解决“有没有、有几个”,设线技巧解决“主元选谁”,韦达整体代换解决“对称结构怎么算”,点差法解决“已知中点怎么降维”,设点代点解决“点多、线多时怎么少设参数”.做题时先看条件属于哪一类,再动手;最后务必用判别式与隐含范围(双曲线的分支、抛物线的 、椭圆的 )检验,避免“算得出、不成立”的假解.
题型归纳—精讲典型题法,夯实解题根基
题型一、判别式与位置关系
典例1 已知椭圆 的左焦点为 ,离心率为 ,点 在椭圆上且位于第一象限,直线 被圆 截得的线段的长为 ,.
(1)求直线 的斜率;
(2)求椭圆的方程;
(3)设动点 在椭圆上,若直线 的斜率大于 ,求直线 ( 为坐标原点)的斜率的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由 得 ,,圆的半径为 .
设 ,圆心 到 的距离 .
由弦长为 得 ,解得 ,
故 .
(2)由 知直线 的倾斜角为 ,
.
代入椭圆方程得 ,即 ,解得 .
所以 ,,椭圆方程为 .
(3)设 ,.由 在椭圆上得 .
若 ,则 ,且 ,
.由 得
,
与 矛盾,故 不可能.
所以 ,.令 ,,则 ,
由 得 ,即 .此时
,
即当 时恒有 .
故 ,即 .
题型模版
1.特征:研究直线与曲线“有没有交点、有几个交点”,或求使交点存在的参数范围.
2.方法:联立消元后,先看二次项系数是否为 ,再算判别式;双曲线还要看交点落在哪一支(两根同号还是一正一负).
3.提醒:直线与双曲线只有一个公共点,可能是相切,也可能是与渐近线平行;抛物线的“一个公共点”还包括平行于对称轴的情形,别漏解.
变式1-1 若直线 与双曲线 的右支交于不同的两点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:联立得 .由题意 ,且
,,.
由 得 ;结合 得 ;再由 得 .
所以 .故选 A.
变式1-2 已知双曲线 的两条渐近线分别为 ,.
(1)求双曲线 的离心率;
(2) 为坐标原点,动直线 分别交直线 于 两点( 分别在第一、四象限),且 的面积恒为 .试探究:是否存在总与直线 有且只有一个公共点的双曲线 ?若存在,求出双曲线 的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)存在,
【详解】解:(1)由渐近线 得 ,所以 .
(2)设 ,,,则
,
故 .直线 的斜率 ,在 轴上的截距 .
若 与 只有一个公共点,则 与 相切,于是 .
代入 得 ,
所以 ,.故存在 ,对任意满足条件的 都相切.
变式1-3 已知抛物线 ,过点 的直线 与 只有一个公共点,则 的方程为 .
【答案】 或 或
【详解】解:当 的斜率不存在时,,与 恰有一个公共点 ,符合题意.
当 的斜率存在时,设 ,代入 得 .
由 得 ,此时 .
故所求直线有三条:,,.
题型二、设线技巧与主元选择
典例2 设椭圆 的左焦点为 ,离心率为 ,过点 且与 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)设 分别为椭圆的左、右顶点,过点 且斜率为 的直线与椭圆交于 两点,若 ,求 .
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)由 得 ,.
当 时,,
所以截得的线段长为 ,,.
故椭圆方程为 .
(2),,,设 ,.
,
所以 .
联立 与椭圆得 ,
,.
于是 .
由 得 ,所以 (此时 ).
题型模版
1.特征:直线过 轴上的定点,或斜率可能不存在,直接设 需要分类.
2.方法:过 轴定点优先设 ,过 轴定点优先设 ;让“不出现分母”的那个变量做主元,就能把竖直线一并包含.
3.提醒:用 时 表示竖直线,不要重复讨论;设完线仍要用 与题设的位置关系筛选参数.
变式2-1 设椭圆 的左、右焦点分别为 ,右顶点为 ,上顶点为 ,已知 .
(1)求椭圆的离心率;
(2)设 为椭圆上异于其顶点的点,以线段 为直径的圆经过 ,经过 的直线 与该圆相切,求直线 的斜率.
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1),,由题意 .
代入 得 ,所以 .
(2)不妨取 ,则 ,,,,.
设 .由以 为直径的圆过 得 ,
即 ,所以 .
代入 得 ,解得 (舍)或 ,故 .
圆心为 的中点 ,半径 .
设 ,即 ,由相切得 ,
化简得 ,所以 .
变式2-2 已知椭圆 ,过点 的直线 与 交于 两点,且 ( 为坐标原点),则 的方程为 .
【答案】 或
【详解】解:当 的斜率不存在时,,与 交于 ,此时 ,不合题意.
当 的斜率存在时,设 ,.
代入 得 ,
,.
由 得 ,而 ,
所以 ,
即 ,化简得 ,.
此时 ,符合题意.故 或 .
题型三、韦达定理的整体代换
典例3 已知抛物线 的焦点为 ,直线 与 轴的交点为 ,与 的交点为 ,且 .
(1)求 的方程;
(2)过 的直线 与 相交于 两点,若 的垂直平分线 与 相交于 两点,且 四点在同一圆上,求 的方程.
【答案】(1);(2) 或
【详解】解:(1)由 得 ,所以 ,.
由 得 ,故 ,.
(2)设 ,,则 ,,
, 的中点 .
的方程为 ,即 .
设 ,代入 得
.
所以 ,.
又 ,计算得 ,
于是 .
因为 且交点为 ,所以 四点共圆等价于 .
而 ,
故 ,得 ,.
所以 或 ,即 或 .
题型模版
1.特征:所求量关于 对称,如弦长、中点、向量数量积、斜率和、面积.
2.方法:联立后写出 与 ,把条件整体代入;遇到 就用 ,不要单独解根.
3.提醒:遇到 、 这类非对称结构,不能直接套“和积”,要先消元再代回,或改用点参.
变式3-1 已知椭圆 的离心率为 ,,,, 的面积为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 是椭圆 上一点,直线 与 轴交于点 ,直线 与 轴交于点 ,求证: 为定值.
【答案】(1);(2)定值
【详解】解:(1)由 得 ;由 得 ,
所以 ,,.
证明:(2)设 ,则 .
直线 ,令 得 ;
直线 ,令 得 .
所以 ,.
又
,
所以 ,为定值.
变式3-2 已知椭圆 ,过点 作圆 的切线 交椭圆 于 两点.
(1)求椭圆 的焦点坐标和离心率;
(2)将 表示为 的函数,并求 的最大值.
【答案】(1)焦点 ,;(2),最大值
【详解】解:(1),,,焦点为 ,.
(2)当 时,切线 ,代入椭圆得 .
当 时,设 ,由 与单位圆相切得 ,即 .
代入 得 ,
.
所以 .
令 ,则 ,当 时取最大值 .
故 的最大值为 .
题型四、中点弦与点差法
典例4 平面直角坐标系 中,过椭圆 右焦点的直线 交 于 两点, 为 的中点,且 的斜率为 .
(1)求 的方程;
(2) 为 上的两点,若四边形 的对角线 ,求四边形 面积的最大值.
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)右焦点 在 上,所以 .
由点差法 ,即 ,所以 .
又 ,所以 ,,.
(2)由 (1)得 ,与 联立得 ,
所以 ,,.
设 ,与 联立得 ,,即 ,
.
四边形 的面积为 ,
当且仅当 时取等号.故最大值为 .
题型模版
1.特征:已知弦的中点,或已知两条弦斜率之积、之比,求曲线方程、直线方程或证明定值.
2.方法:设两端点坐标,把曲线方程相减,得到“中点坐标 × 弦斜率”的关系:椭圆 ,双曲线 ,抛物线 .
3.提醒:点差法只给出必要条件,求出直线后必须回代检验 ,并确认中点确实在曲线内部.
变式4-1 设椭圆 的左、右顶点分别为 ,点 在椭圆上且异于 两点, 为坐标原点.
(1)若直线 与 的斜率之积为 ,求椭圆的离心率;
(2)若 ,证明:直线 的斜率 满足 .
【答案】(1);(2)证明见解析
【详解】解:(1)设 ,则 .
由 得 .
所以 ,.
证明:(2)由 得 ,即 .
代入椭圆方程,令 ,,得 ,
解得 (另一根小于 ,舍去).
因为 ,所以 ,又 .
于是 ,即 .
变式4-2 已知双曲线 的中心为原点, 是 的焦点,过 的直线 与 相交于 两点,且 的中点为 ,则 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:设 ,则 .
由 ,点差得 ,
即 ,所以 .
联立 得 ,.故选 B.
变式4-3 已知椭圆 ,则以点 为中点的弦所在直线的方程为 .
【答案】
【详解】解:设弦端点 ,点差得 .
由 , 得 ,所以 .
故所求直线为 ,即 .
回代检验:代入椭圆得 ,有两个不同交点,,符合题意.
题型五、设点代点与参数化
典例5 已知动圆过定点 ,且在 轴上截得弦 的长为 .
(1)求动圆圆心的轨迹 的方程;
(2)已知点 ,设不垂直于 轴的直线 与轨迹 交于不同的两点 ,若 轴是 的角平分线,证明:直线 过定点.
【答案】(1);(2)定点
【详解】解:(1)设圆心为 ,半径为 .
由圆过 得 ;
由圆在 轴上截得的弦长为 得 .
两式相减得 ,故轨迹 .
证明:(2)设 ,.
代入 得 ,所以 ,.
轴是 的角平分线等价于 .
由 ,通分后分子为
.
因为 ,所以 .
故 恒过定点 .
题型模版
1.特征:多个点在同一条曲线上,或条件本身是斜率之和、斜率之积,直接设线会把参数搅在一起.
2.方法:把点写成曲线上的坐标(如 上设 ),用曲线方程消元;斜率和为 常可转化为两点纵坐标或横坐标的关系,必要时用齐次化.
3.提醒:设点后要写出参数的允许范围;用斜率时要排除斜率为 或不存在的情形,最后回代检验.
变式5-1 已知椭圆 的离心率为 ,点 和点 都在椭圆 上,直线 交 轴于点 .
(1)求椭圆 的方程,并求点 的坐标(用 表示);
(2)设 为原点,点 与点 关于 轴对称,直线 交 轴于点 ,问: 轴上是否存在点 ,使得 ?若存在,求点 的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1),;(2)存在,
【详解】解:(1)由 得 ;由 在椭圆上得 ,.
故 .
直线 ,令 得 ,所以 .
(2)由对称性得 ,直线 ,令 得 .
设 .在 Rt 中,;
在 Rt 中,.
由 得 .
又 在椭圆上,,所以 ,
故 ,.
所以存在点 或 .
变式5-2 设抛物线 的焦点为 ,准线为 , 为 上一点.已知以 为圆心, 为半径的圆 交 于 两点.
(1)若 , 的面积为 ,求 的值及圆 的方程;
(2)若 三点在同一直线 上,直线 与 平行,且 与 只有一个公共点,求坐标原点到 距离的比值.
【答案】(1),圆 ;(2)
【详解】解:(1),.由 且 关于 轴对称知,
为等腰直角三角形, 到 的距离为 ,故圆半径 ,即 .
设 ,由 及 得 .
于是 ,
所以 ,圆 .
(2)由对称性不妨设 ,与 交于 ,
则 .
由 得 ,取 在右侧,则 ,
.由 得 ,解得 .
设 ,代入得 ,由 得 .
原点到 的距离 ,到 的距离 ,
所以 .
压轴挑战—攻克高难压轴,突破思维上限
1.已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 是 上一点, 是直线 与 的一个交点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查抛物线定义与向量共线.先用向量关系表示 的坐标,再代回抛物线求纵坐标.
【详解】解:,.设 ,则 .
由 得 ,所以 .
因为 在 上,所以 ,.
于是 .故选 B.
2.已知 为坐标原点, 是椭圆 的左焦点, 分别为 的左、右顶点, 为 上一点,且 轴,过点 的直线 与线段 交于点 ,与 轴交于点 ,若直线 经过 的中点,则 的离心率为 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查椭圆的通径与截距.设出直线 的斜率,分别写出 的坐标,再用中点条件列方程.
【详解】解:,,.设 ,则
,, 的中点为 .
直线 的斜率为 ,在 轴上的截距为 .
由题意 ,解得 ,所以 .故选 A.
3.已知椭圆 的左、右顶点分别为 ,且以线段 为直径的圆与直线 相切,则 的离心率为 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查圆的方程与点到直线的距离.把相切转化为圆心到直线的距离等于半径,再化 关系.
【详解】解:以 为直径的圆为 ,圆心 到直线 的距离为
,即 .
平方得 ,所以 ,.故选 A.
4.已知 ,直线 , 为 上的动点,过点 作 的切线 ,切点为 .当 最小时,直线 的方程为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查圆的切点弦.先由 把最小值转化为 最小,再用极线求切点弦.
【详解】解:,圆心 ,半径 .
设 ,则 ,所以 ,当 最小时取最小值.
,此时 ,垂足 .
切点弦 为点 关于 的极线:,
即 .故选 D.
5.已知椭圆 的中心在坐标原点,离心率为 , 的右焦点与抛物线 的焦点重合, 是 的准线与 的两个交点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查椭圆与抛物线的共同焦点.先由抛物线焦点定位椭圆的 ,再求准线被椭圆截得的弦长.
【详解】解:抛物线 的焦点为 ,所以椭圆中 .
由 得 ,,.
准线 ,代入得 ,,
所以 .故选 B.
6.在平面直角坐标系 中,椭圆 的中心为原点,焦点 在 轴上,离心率为 ,过 的直线交 于 两点,且 的周长为 ,则 的方程为 .
【答案】
【分析】本题考查椭圆定义.焦点三角形的周长恒为 ,先求 ,再由离心率求 .
【详解】解:由椭圆定义, 的周长为 ,所以 .
由 得 ,.
故 .故答案为:.
7.已知 是椭圆 的两个焦点, 为 上一点,且 ,若 的面积为 ,则 .
【答案】
【分析】本题考查椭圆的焦点三角形.用定义与勾股定理联立,面积自然转化为 .
【详解】解:设 ,,则 ,.
由 得 ,
又 ,所以 ,
故 ,即 ,,.故答案为:.
8.设 是椭圆 的左、右焦点, 为直线 上一点, 是底角为 的等腰三角形,则 的离心率为 .
【答案】
【分析】本题考查椭圆的离心率与等腰三角形.先判断相等的腰,再用坐标表示 并代入长度关系.
【详解】解:由“底角为 ”知 ,且 .
设 ,则 ,
所以 .
又 ,
代入化简得 ,即 ,
所以 .故答案为:.
9.设 分别是椭圆 的左、右焦点, 是 上一点且 与 轴垂直,直线 与 的另一个交点为 .
(1)若直线 的斜率为 ,求 的离心率;
(2)若直线 在 轴上的截距为 ,且 ,求 .
【答案】(1);(2),
【分析】本题考查椭圆的通径、离心率与定比分点.(1)用通径长写斜率;(2)先由截距得 ,再由长度比得 的坐标.
【详解】解:(1),,所以 ,
即 .代入 得 ,
即 ,故 ,.
(2)直线 的方程为 ,令 得 ,所以 .
由 且 在线段 上,得 ,
所以 ,.
代入椭圆方程得 ,
结合 , 得 ,解得 ,
所以 ,.
10.在平面直角坐标系 中, 分别是椭圆 的左、右焦点,顶点 的坐标为 ,连接 并延长交椭圆于点 ,过点 作 轴的垂线交椭圆于另一点 ,连接 .
(1)若点 的坐标为 ,且 ,求椭圆的方程;
(2)若 ,求证:椭圆的离心率 .
【答案】(1);(2)证明见解析
【分析】本题考查椭圆的通径与垂直条件.(1)用 求 ,再代点求 ;(2)把 的坐标用 表示,用数量积为 化出 .
【详解】解:(1)由 ,又 在椭圆上,
所以 ,即 ,解得 .
故椭圆方程为 .
证明:(2)设 ,,直线 .
代入椭圆方程得 ,
所以 ,,
从而 .
于是 ,.
由 得 ,
所以 ,.
11.已知曲线 , 为直线 上的动点,过 作 的两条切线,切点分别为 .
(1)证明:直线 过定点;
(2)若以 为圆心的圆与直线 相切,且切点为线段 的中点,求四边形 的面积.
【答案】(1)定点 ;(2) 或
【分析】本题考查抛物线的切线、切点弦与四边形面积.(1)用两切点的横坐标是同一个二次方程的两根;(2)分 与 两种情形.
【详解】解:(1)设 ,切点 ,.
由 得切线 ,代入 得 ,同理 ,
所以 是方程 的两根,,.
直线 的方程为 ,恒过定点 .
(2)设 ,其中点 .
当 时,,,,符合题意.
此时 ,,, 到 的距离为 , 到 的距离为 ,
所以 .
当 时,由 得 ,即 ,.
取 ,则 ,,,
到 的距离为 , 到 的距离为 ,
所以 .
故四边形 的面积为 或 .
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解题通法—明晰核心解法,助力能力迁移
题型归纳—精讲典型题法,夯实解题根基
题型一、判别式与位置关系
题型二、设线技巧与主元选择
题型三、韦达定理的整体代换
题型四、中点弦与点差法
题型五、设点代点与参数化
压轴挑战—攻克高难压轴,突破思维上限
解题通法—明晰核心解法,助力能力迁移
解析几何的运算量,八成消耗在“设什么、联立谁、怎么用韦达”这三步上.同一道题,设 要讨论斜率不存在,设 就把竖直线一并包含;先判二次项系数与判别式,能提前排除一批假解;把 与 当作整体,往往比解出两根省一半篇幅.本专题围绕位置关系与运算优化两条主线,把“先判、再设、后整体代换”的流程拆成五个可复用的模型.
五个模型的首步动作各不相同:判别式解决“有没有、有几个”,设线技巧解决“主元选谁”,韦达整体代换解决“对称结构怎么算”,点差法解决“已知中点怎么降维”,设点代点解决“点多、线多时怎么少设参数”.做题时先看条件属于哪一类,再动手;最后务必用判别式与隐含范围(双曲线的分支、抛物线的 、椭圆的 )检验,避免“算得出、不成立”的假解.
题型归纳—精讲典型题法,夯实解题根基
题型一、判别式与位置关系
典例1 已知椭圆 的左焦点为 ,离心率为 ,点 在椭圆上且位于第一象限,直线 被圆 截得的线段的长为 ,.
(1)求直线 的斜率;
(2)求椭圆的方程;
(3)设动点 在椭圆上,若直线 的斜率大于 ,求直线 ( 为坐标原点)的斜率的取值范围.
题型模版
1.特征:研究直线与曲线“有没有交点、有几个交点”,或求使交点存在的参数范围.
2.方法:联立消元后,先看二次项系数是否为 ,再算判别式;双曲线还要看交点落在哪一支(两根同号还是一正一负).
3.提醒:直线与双曲线只有一个公共点,可能是相切,也可能是与渐近线平行;抛物线的“一个公共点”还包括平行于对称轴的情形,别漏解.
变式1-1 若直线 与双曲线 的右支交于不同的两点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式1-2 已知双曲线 的两条渐近线分别为 ,.
(1)求双曲线 的离心率;
(2) 为坐标原点,动直线 分别交直线 于 两点( 分别在第一、四象限),且 的面积恒为 .试探究:是否存在总与直线 有且只有一个公共点的双曲线 ?若存在,求出双曲线 的方程;若不存在,说明理由.
变式1-3 已知抛物线 ,过点 的直线 与 只有一个公共点,则 的方程为 .
题型二、设线技巧与主元选择
典例2 设椭圆 的左焦点为 ,离心率为 ,过点 且与 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)设 分别为椭圆的左、右顶点,过点 且斜率为 的直线与椭圆交于 两点,若 ,求 .
题型模版
1.特征:直线过 轴上的定点,或斜率可能不存在,直接设 需要分类.
2.方法:过 轴定点优先设 ,过 轴定点优先设 ;让“不出现分母”的那个变量做主元,就能把竖直线一并包含.
3.提醒:用 时 表示竖直线,不要重复讨论;设完线仍要用 与题设的位置关系筛选参数.
变式2-1 设椭圆 的左、右焦点分别为 ,右顶点为 ,上顶点为 ,已知 .
(1)求椭圆的离心率;
(2)设 为椭圆上异于其顶点的点,以线段 为直径的圆经过 ,经过 的直线 与该圆相切,求直线 的斜率.
变式2-2 已知椭圆 ,过点 的直线 与 交于 两点,且 ( 为坐标原点),则 的方程为 .
题型三、韦达定理的整体代换
典例3 已知抛物线 的焦点为 ,直线 与 轴的交点为 ,与 的交点为 ,且 .
(1)求 的方程;
(2)过 的直线 与 相交于 两点,若 的垂直平分线 与 相交于 两点,且 四点在同一圆上,求 的方程.
题型模版
1.特征:所求量关于 对称,如弦长、中点、向量数量积、斜率和、面积.
2.方法:联立后写出 与 ,把条件整体代入;遇到 就用 ,不要单独解根.
3.提醒:遇到 、 这类非对称结构,不能直接套“和积”,要先消元再代回,或改用点参.
变式3-1 已知椭圆 的离心率为 ,,,, 的面积为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 是椭圆 上一点,直线 与 轴交于点 ,直线 与 轴交于点 ,求证: 为定值.
变式3-2 已知椭圆 ,过点 作圆 的切线 交椭圆 于 两点.
(1)求椭圆 的焦点坐标和离心率;
(2)将 表示为 的函数,并求 的最大值.
题型四、中点弦与点差法
典例4 平面直角坐标系 中,过椭圆 右焦点的直线 交 于 两点, 为 的中点,且 的斜率为 .
(1)求 的方程;
(2) 为 上的两点,若四边形 的对角线 ,求四边形 面积的最大值.
题型模版
1.特征:已知弦的中点,或已知两条弦斜率之积、之比,求曲线方程、直线方程或证明定值.
2.方法:设两端点坐标,把曲线方程相减,得到“中点坐标 × 弦斜率”的关系:椭圆 ,双曲线 ,抛物线 .
3.提醒:点差法只给出必要条件,求出直线后必须回代检验 ,并确认中点确实在曲线内部.
变式4-1 设椭圆 的左、右顶点分别为 ,点 在椭圆上且异于 两点, 为坐标原点.
(1)若直线 与 的斜率之积为 ,求椭圆的离心率;
(2)若 ,证明:直线 的斜率 满足 .
变式4-2 已知双曲线 的中心为原点, 是 的焦点,过 的直线 与 相交于 两点,且 的中点为 ,则 的方程为( )
A. B. C. D.
变式4-3 已知椭圆 ,则以点 为中点的弦所在直线的方程为 .
题型五、设点代点与参数化
典例5 已知动圆过定点 ,且在 轴上截得弦 的长为 .
(1)求动圆圆心的轨迹 的方程;
(2)已知点 ,设不垂直于 轴的直线 与轨迹 交于不同的两点 ,若 轴是 的角平分线,证明:直线 过定点.
题型模版
1.特征:多个点在同一条曲线上,或条件本身是斜率之和、斜率之积,直接设线会把参数搅在一起.
2.方法:把点写成曲线上的坐标(如 上设 ),用曲线方程消元;斜率和为 常可转化为两点纵坐标或横坐标的关系,必要时用齐次化.
3.提醒:设点后要写出参数的允许范围;用斜率时要排除斜率为 或不存在的情形,最后回代检验.
变式5-1 已知椭圆 的离心率为 ,点 和点 都在椭圆 上,直线 交 轴于点 .
(1)求椭圆 的方程,并求点 的坐标(用 表示);
(2)设 为原点,点 与点 关于 轴对称,直线 交 轴于点 ,问: 轴上是否存在点 ,使得 ?若存在,求点 的坐标;若不存在,说明理由.
变式5-2 设抛物线 的焦点为 ,准线为 , 为 上一点.已知以 为圆心, 为半径的圆 交 于 两点.
(1)若 , 的面积为 ,求 的值及圆 的方程;
(2)若 三点在同一直线 上,直线 与 平行,且 与 只有一个公共点,求坐标原点到 距离的比值.
压轴挑战—攻克高难压轴,突破思维上限
1.已知抛物线 的焦点为 ,准线为 , 是 上一点, 是直线 与 的一个交点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
2.已知 为坐标原点, 是椭圆 的左焦点, 分别为 的左、右顶点, 为 上一点,且 轴,过点 的直线 与线段 交于点 ,与 轴交于点 ,若直线 经过 的中点,则 的离心率为 ( )
A. B. C. D.
3.已知椭圆 的左、右顶点分别为 ,且以线段 为直径的圆与直线 相切,则 的离心率为 ( )
A. B. C. D.
4.已知 ,直线 , 为 上的动点,过点 作 的切线 ,切点为 .当 最小时,直线 的方程为 ( )
A. B. C. D.
5.已知椭圆 的中心在坐标原点,离心率为 , 的右焦点与抛物线 的焦点重合, 是 的准线与 的两个交点,则 ( )
A. B. C. D.
6.在平面直角坐标系 中,椭圆 的中心为原点,焦点 在 轴上,离心率为 ,过 的直线交 于 两点,且 的周长为 ,则 的方程为 .
7.已知 是椭圆 的两个焦点, 为 上一点,且 ,若 的面积为 ,则 .
8.设 是椭圆 的左、右焦点, 为直线 上一点, 是底角为 的等腰三角形,则 的离心率为 .
9.设 分别是椭圆 的左、右焦点, 是 上一点且 与 轴垂直,直线 与 的另一个交点为 .
(1)若直线 的斜率为 ,求 的离心率;
(2)若直线 在 轴上的截距为 ,且 ,求 .
10.在平面直角坐标系 中, 分别是椭圆 的左、右焦点,顶点 的坐标为 ,连接 并延长交椭圆于点 ,过点 作 轴的垂线交椭圆于另一点 ,连接 .
(1)若点 的坐标为 ,且 ,求椭圆的方程;
(2)若 ,求证:椭圆的离心率 .
11.已知曲线 , 为直线 上的动点,过 作 的两条切线,切点分别为 .
(1)证明:直线 过定点;
(2)若以 为圆心的圆与直线 相切,且切点为线段 的中点,求四边形 的面积.
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