专题06 椭圆、双曲线、抛物线(含直线与圆锥曲线的位置关系)(期末复习讲义)-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
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精品
内容正文:
专题06椭圆、双曲线、抛物线(含直线与圆锥曲线的位置关系)(12个考点梳理+题型解读+提升训练)
【知识点01】相交弦中点(点差法):
直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后根据实际情况处理该式子。
主要有以下几种问题:
(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;
中点, ,
【知识点02】点差法:
设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得; ;
将两式相减,可得;;
最后整理得:
同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:
设直线和曲线的两个交点,,代入抛物线方程,得; ;
将两式相减,可得;整理得:
【知识点03】弦长公式
(最常用公式,使用频率最高)
【知识点04】三角形面积问题
直线方程:
【知识点05】焦点三角形的面积
直线过焦点的面积为
注意:为联立消去后关于的一元二次方程的二次项系数
【知识点06】平行四边形的面积
直线为,直线为
注意:为直线与椭圆联立后消去后的一元二次方程的系数.
【知识点07】探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:
① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;
② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
解答的关键是认真审题,理清问题与题设的关系,建立合理的方程或函数,利用等量关系统一变量,最后消元得出定值。
常考题型:
①与面积有关的定值问题;②与角度有关的定值问题;③与比值有关的定值问题;
④与参数有关的定值问题;⑤与斜率有关的定值问题
【考点题型一】根据直线与圆锥曲线的位置关系求参数
核心方法:联立+判别法
【例1-1】(26-27高三·全国·一轮复习)已知直线,椭圆.试问当取何值时,直线与椭圆:
(1)相交;
(2)相切;
(3)相离.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】联立直线与椭圆方程,并计算,根据直线与椭圆的位置关系,求解,和,即可求解对应的值.
【详解】(1)联立,得,
,
当直线与椭圆相交,即,则,解得:;
(2)当直线与椭圆相切,即,则,解得:;
(3)当直线与椭圆相离,即,则,解得:或.
【例1-2】(2026高二上·全国·专题练习)若直线与双曲线的右支有两个交点,求k的取值范围.
【答案】
【分析】本题是含参直线与双曲线的右支有两个交点,联立方程列出不等式,求解参数的取值范围.
【详解】联立方程组消去y所得的方程为,由题意,设方程的两根为,
则
解得或.
所以k的取值范围为.
【变式1-1】已知直线与椭圆.
(1)若它们有两个公共点,求的取值范围;
(2)若它们只有一个公共点,求公共点的横坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据题意,联立方程组,结合,即可求解;
(2)根据题意,结合,求得的值,代入方程,即可求解.
【详解】(1)解:根据题意,联立方程组,整理得到,
由,解得,
所以实数的取值范围为.
(2)解:由(1)中,令,解得或,
当时,可得,解得;
当时,可得,解得,
所以公共点的横坐标为或.
【变式1-2】椭圆,直线l的方程为,直线l与椭圆相切,求m的值.
【答案】.
【分析】联立方程组,根据直线与椭圆相切,结合,列出方程,即可求解.
【详解】联立方程组,整理得,
因为直线与椭圆相切,可得,可得,
解得.
所以的值为.
【变式1-3】(25-26高二上·全国·课后作业)已知双曲线,直线,试确定实数k的取值范围,使:
(1)直线l与双曲线有两个公共点;
(2)直线l与双曲线有且只有一个公共点;
(3)直线l与双曲线没有公共点.
【答案】(1)或或;
(2)或
(3)或
【分析】(1)联立直线方程和双曲线方程,根据直线与双曲线有两交点,则,注意二次项系数不等于0;
(2)根据直线与双曲线仅有一交点,分二次项系数等于0和不等于0两种情况讨论.当二次项系数不等于0时,由即可得出答案;
(3)根据直线与双曲线没有交点,得,注意二次项系数不等于0.
【详解】(1)联立,
消整理得,(*)
因为直线l与双曲线C有两个公共点,
所以,整理得
解得: 或或.
(2)当即时,直线l与双曲线的渐近线平行,
方程(*)化为,故方程(*)有唯一实数解,
即直线与双曲线相交,有且只有一个公共点,满足题意.
当时, 因为直线l与双曲线C仅有一个公共点,
则,解得;
综上,或.
(3)因为直线l与双曲线C没有公共点,
所以,
解得: 或.
【考点题型二】中点弦问题
核心方法:点差法+韦达定理法
【例2-1】(25-26高三上·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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设椭圆的方程为,即可求出、;
(2)设,,利用点差法求出直线的斜率,再由点斜式求出直线方程.
【详解】(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2-2】(25-26高二上·陕西西安·阶段检测)已知双曲线的虚轴长为,分别是的左、右焦点.
(1)求的渐近线方程.
(2)若是的右支上一点,且,求.
(3)是否存在直线,使得直线与交于,两点,且弦的中点为?若存在,求的倾斜角;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)存在,倾斜角为.
【分析】(1)根据虚轴长得出,再结合渐近线方程计算求解;
(2)应用双曲线定义结合是的右支上一点得出结合计算求值;
(3)假定存在,利用中点弦问题列式求解并验证即得.
【详解】(1)因为双曲线的虚轴长为,所以,所以,
所以的渐近线方程为,即;
(2)因为双曲线定义及是的右支上一点,所以,
又因为,所以;
(3)假设存在直线l,设,则,
两式相减得,
由的中点为,
得,
因此直线的斜率,
双曲线的渐近线方程为,而,则直线与双曲线相交,
所以存在直线满足要求,直线的斜率为,的倾斜角为.
【变式2-1】(26-27高二上·天津东丽·阶段检测)已知椭圆的焦点,,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线:交椭圆于,两点,若线段中点的横坐标为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)由椭圆的定义,得,所以.
由焦点坐标可知,故.
因此,椭圆的标准方程为.
(2)设,.
将代入椭圆方程,整理得.
由韦达定理,得.
根据线段中点的横坐标为,得,即.
解得或.
上述一元二次方程的判别式为. 当或时,均有,符合直线与椭圆交于两点的条件.
因此,直线的方程为或.
【变式2-2】(25-26高二上·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.
【答案】(1)
(2)是,.
【分析】(1)用坐标表示已知几何条件,并化简可得;
(2)设出两点,再利用点差法即可证明.
【详解】(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2-3】(25-26高二上·福建三明·期中)已知圆的圆心是抛物线的焦点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线交抛物线于、两点,是否存在直线,使得点是弦的中点?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
不存在符合题意的直线,理由如下:
方法一:假设存在符合题意的直线,设,
则两式相减,得,即,
所以直线的斜率,
若点是的中点,则,所以,
所以直线的方程为,即.
联立方程组,消去得,,方程组无解
即该直线与抛物线没有两个交点,不符合题意,即直线不存在.
方法二:假设存在符合题意的直线,设,
依题直线的斜率不为0,设其方程为,
联立方程组,消去x得,
所以,
则,解得,
所以,解得,
此时,与矛盾,
所以假设不成立,即符合题意的直线不存在.
【分析】(1)根据条件,求出圆心和半径,结合抛物线标准方程,可求出p值,即可得答案.
(2)方法一:设,,利用点差法,求出直线l的斜率k,进而可得直线l的方程,与抛物线方程联立,得关于y的一元二次方程,检验判别式,方程无解,所以不成立;方法二:设l方程为,与抛物线方程联立,根据韦达定理,求出m、n的值,检验与矛盾,故无解.
【详解】(1)圆的方程可化为,
故圆心的坐标为.
设抛物线的方程为,所以,所以,
所以抛物线的方程为.
(2)略
【考点题型三】求弦长(定值)
核心方法:弦长公式
【例3-1】(26-27高二上·广东东莞·期中)已知A是圆M:上一动点,过A作x轴的垂线,垂足为B,点C为AB中点.
(1)求点C的轨迹方程;
(2)点C的轨迹上有两点P,Q,且线段的中点坐标为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用相关点法即可求得答案;
(2)利用点差法先求出直线的斜率,得到其方程,与C的轨迹方程联立,写出韦达定理,根据弦长公式计算即得.
【详解】(1)设,易得,则,
因为A在圆M上,所以,
故点C的轨迹方程为:;
(2)设,,则,
两式相减得,即,
因为线段PQ的中点坐标为,则,
所以,
所以直线PQ的方程为,
联立方程组,
整理得,
则,,
.
【例3-2】(2026·山东威海·一模)已知双曲线的焦距为2c,渐近线方程为,右焦点到直线的距离为.
(1)求的方程;
(2)已知直线交于B,C两点,的左顶点记为,若,求弦长|BC|.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意建立关于的方程组,求解即得双曲线的方程;
(2)将直线方程与双曲线方程联立,写出韦达定理,利用和三角形相似可推得,与韦达定理联立求得,再用弦长公式即可求得答案.
【详解】(1)由题意知,,
解得,
所以的方程为
(2)联立,整理得,
由,可得,
设,则
因为,
又直线过点,且,
所以,所以①,(也可利用斜率相等或向量共线得出)
将①式代入得,消去得,
解得,
则
【变式3-1】(26-27高二上·黑龙江牡丹江·阶段检测)已知椭圆:,且焦点在轴上,过点
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,若,求直线的方程及弦长.
【答案】(1).
(2)直线的方程为或,弦长.
【分析】(1)由椭圆焦点在轴上得,将点代入方程求.
(2)设,联立椭圆方程,由韦达定理表示,利用求,再求弦长.
【详解】(1)椭圆的焦点在轴上,所以.
将点代入方程,得,即,所以.
因此椭圆的方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,与椭圆交于,此时共线,,不合题意.
设,交点为.
将代入,整理得.
由韦达定理得.
又.
由得,于是.
代入韦达定理的结果,得,即.
令,得,即,所以,即.
因此或,此时,
直线的方程为或.
弦长.
【变式3-2】(25-26高二上·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.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)设出双曲线的方程,将,点的坐标代入即可求解;
(2)由点斜式可得直线的方程,联立双曲线的方程,求得交点坐标,由两点间的距离公式可得弦长,或根据弦长公式求解.
【详解】(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.
【变式3-3】(25-26高二下·安徽阜阳·开学考试)已知是抛物线的焦点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线交于两点,且线段的中点坐标为,求弦长.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)由题意结合抛物线定义建立方程组计算求解;
(2)根据点差法得直线斜率,求得直线方程,直线与抛物线联立方程组计算求解.
【详解】(1)由题可知,解得(舍去)或,
故抛物线的方程为;
(2)由,两式相减得,即.
因为线段的中点坐标为,所以,则,
故直线为.
联立,得,
解得或,
,所以.
【考点题型四】求弦长(最值或范围)
核心方法:
【例4-1】(2026·陕西安康·模拟预测)已知双曲线的离心率为2,其中一个焦点到一条渐近线的距离等于.
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且坐标原点在以为直径的圆上,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)双曲线中,焦点到渐近线的距离为,结合离心率可得,即得;
(2)将坐标原点在以为直径的圆上转化为,当直线斜率不存在时,易得,当直线的斜率存在时,设直线,联立双曲线方程,根据,可得,进而根据弦长公式可得.
【详解】(1)解:由题意得,双曲线焦点到渐近线的距离为,
又因为,解得,
所以双曲线方程为:;
(2)
因为以为直径的圆过坐标原点,所以,所以,即:.
①当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,设,,
由可得,
又点在双曲线上,代入可得,解得,,
所以.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由联立消去整理得 ①,
因为直线与双曲线交于两点,所以,
且判别式.
设,
则,,
由得到:,所以,
即,
所以,
化简得.
所以.
当时上式取等号,且方程①有解.
综上可得的最小值是.
【点睛】关键点点睛:把位置关系坐标原点在以为直径的圆上转化为数量关系,即,设直线后联立双曲线,用韦达定理代入可得到直线中参数关系,再根据弦长公式求最值即可.
【例4-2】(25-26高二下·河北衡水·期末)已知抛物线()的焦点为 ,抛物线上的任意一点到焦点 的距离比到直线 的距离少.
(1)求抛物线的方程.
(2)若 , 为抛物线上异于点的两点,直线的斜率为.求证:的重心在定直线上运动.
(3)过焦点的直线与抛物线交于 , 两点,为坐标原点,直线,与直线分别相交于,两点,求的最小值.
【答案】(1)
(2)设,则的重心.
由于直线 的斜率,
则,所以,
故 的重心在直线上运动.
(3)
【分析】(1)利用抛物线的定义,抛物线上点到焦点的距离等于到准线的距离,结合题设距离关系推导准线方程,进而求出得到抛物线方程.
(2)设出的坐标,根据直线斜率为得到两点纵坐标的关系;再结合重心坐标公式,用的坐标表示重心坐标,消去参数得到重心横纵坐标的关系,判断是否为定直线.
(3)设过焦点的直线的方程,与抛物线方程联立,得到坐标的关系;分别求出直线与交点的坐标,用弦长公式写出的表达式,再求最小值.
【详解】(1)因为抛物线上的任意一点到焦点 的距离比到直线的距离少,
所以抛物线的准线为直线.
由抛物线的定义知,所以,
所以抛物线的方程是.
(2)略
(3)由(1)知焦点.不妨设点 在 轴上方.
①当直线的斜率不存在时,,则 .
联立方程组,解得,所以.
同理,由,得.
所以.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
如图,作出符合题意的图形,
联立方程组,消去并整理,
得,则,
所以 .而直线 的方程是,
联立方程组,解得,所以.
因为,所以,同理,.
所以
,
当且仅当,即时,等号成立.所以.
因为,故的最小值是.
【变式4-1】(2026·陕西安康·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为、,两条渐近线的夹角为,是双曲线上一点,且的面积为.
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于、两点,且坐标原点在以为直径的圆上,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,从而将方程化为,再由三角形面积及点在曲线上求出,即可得解;
(2)依题意可得,当直线的斜率不存在时直接求出,当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,由得到,再由弦长公式及计算可得.
【详解】(1)由题可知双曲线的渐近线方程为,
因为,所以,所以直线的斜率大于1.
由两条渐近线的夹角为,可得,因为,所以,
即双曲线方程为,
因为的面积为,所以,所以.
因为点在双曲线上,所以将点的坐标代入方程可得,
解得或.因为条件,所以,即双曲线的方程为.
(2)因为以为直径的圆过坐标原点,所以,所以,即,
①当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,设,
由可得,
又点、在双曲线上,代入可得,解得.
所以.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由联立消去整理得(*),
因为直线与双曲线交于两点,所以,
即.
设,,
则,
由得到,所以,
即,
即,
所以,
化简得.
所以
.
当时上式取等号,且方程(*)有解.
综上可得的最小值是.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为、;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;
(5)代入韦达定理求解.
【变式4-2】(25-26高二上·河南驻马店·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,为坐标原点,点在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,解得、,即可得解;
(2)解法一:设,直线的方程为,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,由整理得到,即可表示出,从而求出其最小值;
解法二:设,,联立直线与双曲线方程,即可求出、,即可得到,同理得到,从而得到,再由基本不等式计算可得.
【详解】(1)由双曲线C的一条渐近线方程为,且双曲线过,
所以,解得,
故双曲线的方程为.
(2)解法一:设,直线的方程为,
联立,得,
则,且,
由,即,即,
即,
即,整理得,
所以
,当且仅当时,等号成立,
故的最小值为.
方法二:由题意知直线的斜率存在且不等于,
设,,
由,即,
联立,解得,
则,同理,其中,
故,
而
,
当且仅当时,等号成立,
故的最小值为.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为、;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;
(5)代入韦达定理求解.
【变式4-3】(25-26高二下·上海青浦·期末)直线与双曲线相交于、两点,为坐标原点,且.
(1)求与满足的关系;
(2)求证:点到直线的距离是定值,并求的最小值.
【答案】(1);(2)证明见解析,
【分析】(1)设点A,B联立直线方程和双曲线方程消元化简:
,然后利用韦达定理结合向量垂直即,可求得和满足的关系;
(2)利用点到直线的距离公式求出距离表达式再利用(1)的结论即可证明距离是定值;利用弦长公式以及韦达定理表示出弦长表达式,然后利用换元配方求解最小值.
【详解】(1)设点A,B,联立消得,
∴,
由得
代入化简可得和满足的关系为:;
(2)由点到直线的距离公式可得:,由(1)得
代入可解得为定值;
由直线与双曲线交点弦弦长公式可得:
,令(t≤3)
化简可得,
由t≤3可得当,t=3时.
【点睛】本题考查了直线与双曲线的位置关系以及弦长距离的问题,解决此类问题通常联立解直线与双曲线方程组成的方程组,消元利用韦达定理解决,运算过程常常采用设而不求,整体代入等解法,是高考常考题型.
【考点题型五】根据弦长求参数
核心方法:
【例5-1】(26-27高二上·吉林·期中)已知椭圆:的焦距为2,短半轴长为1.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过左焦点作倾斜角为的直线,交椭圆于,两点,若,求的值.
【答案】(1)
(2)
或
【分析】(1)根据椭圆的焦距、短半轴长结合参数关系求出椭圆标准方程;
(2)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理和弦长公式列方程求解倾斜角.
【详解】(1) 由题意可知,椭圆焦距,故,短半轴长,所以,
因此椭圆的标准方程为.
(2)椭圆左焦点的坐标为,直线的倾斜角,
① 当时,直线的方程为,代入椭圆方程得,解得,此时,不符合题意,舍去;
② 当时,设直线的斜率为,则直线方程为,
设,,
联立直线与椭圆方程: ,消去并整理得,
,恒有两个不同实根,
由韦达定理得:,,
,
令,解得,即,结合,解得或;
综上,的值为或.
【例5-2】(2026·海南·模拟预测)直线过抛物线的焦点,与交于两点,当线段中点的纵坐标为2时,.
(1)求;
(2)证明:直线的斜率之积为定值,并求出该定值;
(3)设在点处的切线相交于点,若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
当直线斜率不存在时,,与抛物线只有一个交点,不符合题意.
所以直线斜率必存在,设为,
与抛物线联立得:,所以,得,
所以直线的斜率之积为,所以直线的斜率之积为定值,该定值为;
(3)
【分析】(1)设,,根据中点坐标公式可得,利用抛物线的定义求焦点弦,列式求解即可;
(2)易知直线斜率必存在,设为,联立抛物线方程,利用韦达定理,结合两点式斜率公式即可证明;
(3)利用焦半径公式及(2)的韦达定理求出点的坐标,利用焦半径求出,利用导数法求得在点处的切线方程,利用点到直线的距离求出的高,即可求解面积.
【详解】(1)设,,线段中点设为,则,
由题意,抛物线的焦点为,
根据抛物线的定义得,所以;
(2)略
(3)由(1)知,,由题意,所以,
所以或,当时,,此时,,由得,
所以过点A的切线方程为,即,
过点B的切线方程为,即,
联立得,
又的斜率,即,即,
所以到的距离,因为,
所以的面积为;
当时,,
此时,,由得,
所以过点A的切线方程为,即,
过点B的切线方程为,即,
联立得,
又的斜率,即,即,
所以到的距离,因为,
所以的面积为;
综上,的面积为
【变式5-1】(2026·云南·模拟预测)已知双曲线的左、右顶点分别为,,在上,满足.
(1)求的方程;
(2)过点的直线(与轴不重合)交于,两点.若,求直线的方程.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)根据斜率乘积得,再代入即可得其曲线方程;
(2)设直线,联立双曲线方程得到韦达定理式,再计算得到的表达式即可得到方程,解出即可.
【详解】(1)由题意,故.解得.
将代入得,所以,
故双曲线的方程为.
(2)过点的直线(与轴不重合),故设直线.
设,联立,整理得:,
且,
故,
故.
即,
则,
即,
解得或,即或:
故的方程为:或.
【变式5-2】(25-26高三上·河北唐山·期末)已知双曲线(,)的渐近线方程为,焦距长为4.
(1)求C的标准方程;
(2)点在C上,点P的坐标为,O为原点,求面积的最小值;
(3)过C的右焦点F的直线与C交于D,E两点,以DE为直径的圆与直线交于M,N两点,若,求直线DE的方程.
【答案】(1);
(2);
(3)或或.
【分析】(1)利用渐近线和焦距可求得双曲线的标准方程;
(2)利用切线结合几何意义可求得面积最小值;
(3)利用方程组计算弦长和中点坐标,结合垂径定理和勾股定理可列出方程求解即可.
【详解】(1)由双曲线(,)的渐近线方程为,可得,
又由焦距长为4,可得即则有,
联立上面两式解得:,
所以双曲线方程为:;
(2)由点P的坐标为,O为原点,则,
此时直线的斜率为,
利用平行于的直线与双曲线相切,即联立方程组得:
,整理得:,
由,解得,
此时切点为,可以得到这个的面积最小,
再由平行线间的距离公式可得:,
则最小面积为;
(3)设过C的右焦点F的直线为,与双曲线联立方程组得:
,
设交点,则有
所以
设交点的中点为,
则有,则,
所以中点为到直线的距离为,
再由,结合勾股定理可得:
,解得:或;
所以直线DE的方程或或.
【变式5-3】(25-26高二上·辽宁抚顺·期中)已知F是抛物线C:的焦点,点P在C上,点Q满足,点Q的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过点F的直线l与曲线E交于M,N两点,,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)设出,根据得到,代入抛物线方程,求出答案;
(2)设直线l的方程为,与抛物线方程联立,得到两根之和,两根之积,根据弦长列出方程,求出或,得到直线方程.
【详解】(1)由题意得,
设,则,
所以,,,
所以,
由P在抛物线C上可得,即,
则曲线E的方程为.
(2)显然当直线l的斜率为0时,与抛物线只有一个交点,不合要求,
设直线l的方程为,设,,
代入,消去x得,
则,,,
所以
,
所以或.
所以直线l的方程为或.
【考点题型六】抛物线非焦点弦问题
核心方法:
【例6-1】(25-26高二上·安徽池州·阶段检测)已知为坐标原点,是抛物线上异于原点的两个动点.
(1)若为等边三角形,证明:关于轴对称;
(2)设点位于第一象限,在(1)的条件下,若的面积为,求边上的中线所在直线截抛物线的弦长.
【答案】(1)
设,,
由在抛物线上,则
又为等边三角形,则,从而
因此,
又,所以,从而,
故,关于轴对称.
(2).
【分析】(1)设,,则由证明即可;
(2)根据可求出等边的边长,根据求抛物线的方程,求出边上中线所在直线方程,与抛物线方程联立可求直线与抛物线的另一个交点坐标,再由两点间的距离公式即可求解.
【详解】(1)略
(2)设等边的边长为,
由,解得,
由(1)可知关于轴对称,故,故,,
因为点在抛物线上,
所以,
故抛物线的方程为.
因为,等边三角形的中线与高线重合,
所以边上中线所在直线方程为,即.
由,消去整理得,解得,或,
因此直线与抛物线的另一个交点坐标为,
故弦长为.
【例6-2】(25-26高二上·江西·期中)已知抛物线的焦点为,斜率为4的直线与抛物线交于点,与轴交于点.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设直线的方程为,联立直线与抛物线的方程,得关于的一元二次方程,根据韦达定理,.由抛物线的定义,将,转化为,从而得到.
(2)由,得,结合(1)求得点的坐标,根据两点间距离公式求得.
【详解】(1)设直线的方程为.
由消去,整理得.
因为直线与抛物线有两个交点,所以,解得.
.
因为,所以,解得,
所以直线的方程为.
(2)设直线的方程为,则.
因为,所以,所以.
因为由(1)知,所以.
由,解得,所以,即.
所以.
【变式6-1】(25-26高二上·江苏淮安·期中)在平面直角坐标系中,点到直线的距离与它到点的距离相等,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于点,
①求的取值范围;
②直线与轴的交点为,若,求.
【答案】(1)
(2)①②
【分析】(1)利用抛物线的定义进行求解即可;
(2)①利用一元二次方程根的判别式进行求解即可;
②根据平面向量共线的坐标表示公式,结合一元二次方程根与系数的关系、两点间距离公式进行求解即可.
【详解】(1)因为点到直线的距离与它到点的距离相等,
所以点的轨迹是以为焦点的抛物线,
所以的方程为;
(2)①,
因为直线与交于点,
所以,
因此的取值范围为;
②设,
在中,令,得,即
,
由①可得,,
即,
因此.
【变式6-2】(25-26高二上·江苏常州·期中)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上且经过点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若抛物线的焦点在x轴上,一条斜率为的直线过该抛物线C的焦点,且与C交于A,B两点,求弦的长度.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据抛物线焦点的位置分类讨论,设出抛物线的方程,把点代入求解即可;
(2)求出直线的方程,代入抛物线,利用弦长公式求解.
【详解】(1)若抛物线焦点在轴上,则可设,
抛物线经过点,,解得:,
抛物线方程为:;
若抛物线焦点在轴上,则可设,
抛物线经过点,,解得:,
抛物线方程为:,
综上所述:抛物线的方程为:或.
(2)由(1)知:抛物线的方程为:,焦点为,
则直线,
代入抛物线方程,消去得,则,显然,
所以,,
则.
【变式6-3】(25-26高三上·重庆·开学考试)已知为抛物线上一点,点到的焦点的距离为6,到轴的距离为5 .
(1)求的方程;
(2)设的焦点为,过点的直线与交于、两点,,求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据抛物线定义,抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离,结合已知条件求出的值,进而得抛物线的方程;
(2)先求出焦点的坐标,设直线的方程,与抛物线方程联立,利用向量关系得到坐标关系,再结合韦达定理求出直线方程中的参数,最后根据弦长公式求出.
【详解】(1)设点,因为点到的焦点的距离为6,到轴的距离为5,
根据抛物线的定义,得,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)得,抛物线的方程为,所以,
又过点的直线与交于、两点,
设直线:,,,
则,联立化简得,
所以,,,
又,则,
所以联立方程,解得,
根据弦长公式,对于直线与抛物线相交的弦长,
得,
将,,代入上式,
可得,
又,得.
【考点题型七】抛物线焦点弦问题
核心方法:
【例7-1】(26-27高三上·广西南宁·开学考试)已知点在抛物线上.
(1)求的方程;
(2)过的焦点作斜率为的直线,且与交于两点,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,直接求出的值,即可求解;
(2)根据条件,由(1)可得直线l的方程,联立直线与抛物线方程,再利用根与系数间的关系和抛物线的定义,即可求解.
【详解】(1)将点的坐标代入,得,解得,
所以的方程为.
(2)由(1)得的焦点为,
所以直线l的方程为,设,.
由,消得,
则,,,
所以.
【例7-2】(25-26高二下·上海·阶段检测)已知抛物线:.
(1)求抛物线的焦点F的坐标和准线的方程;
(2)过焦点F且斜率为的直线与抛物线交于两个不同的点A、B,求线段AB的长.
【答案】(1)
,准线的方程为;
(2)
【分析】(1)对照抛物线标准形式求出,直接推导焦点坐标和准线方程;
(2)先写出过焦点的直线方程,与抛物线联立后用韦达定理结合抛物线定义求解弦长.
【详解】(1)由可得,即.
则抛物线的焦点坐标为,准线的方程为.
(2)设点,,由题意,设直线的方程为.
联立直线与抛物线方程 消去,整理得,
则,
又因,,
故弦长.
【变式7-1】(25-26高二上·吉林长春·期末)已知抛物线的焦点到准线的距离为4,过的直线与交于,两点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线的倾斜角为,求.
【答案】(1)
(2)16
【分析】(1)依题意求出焦准距,即得抛物线方程;
(2)先求得直线的方程,与抛物线方程联立,写出韦达定理,利用抛物线焦点弦公式计算即得.
【详解】(1)由题意,,则抛物线的标准方程为:.
(2)由抛物线可得其焦点为,则直线的方程为:,
将其代入抛物线方程,整理得:,
则,设,则,
于是.
【变式7-2】(2025·广东江门·模拟预测)已知抛物线的焦点关于的准线的对称点为.
(1)求的方程;
(2)若经过点且斜率为1的直线与交于两点,求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由题意有,求出参数值,即可得方程;
(2)由题意可得,联立抛物线,应用韦达定理和焦点弦长公式求.
【详解】(1)由题设,准线为,而焦点关于的准线的对称点为,
所以,可得,故;
(2)
由(1)知,则直线,联立,
所以,可得,显然,
所以,,(的横坐标分别为),
则.
【变式7-3】(2025·河南·二模)设抛物线的焦点为,过的直线与交于A,B两点.
(1)求的准线方程;
(2)设为准线上一点,且,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线方程即可得准线方程,
(2)根据两点斜率公式,求解直线方程,联立与抛物线方程,即可根据韦达定理以及焦点弦公式求解.
【详解】(1)因为抛物线的方程为,所以抛物线的准线方程为
(2)因为在的准线上,所以,即,
易得的坐标为,此时,
因为,所以,解得,
所以的方程为,设,,
联立消去并整理得,由韦达定理得,
所以
【考点题型八】圆锥曲线中的三角形(四边形)面积(定值问题)
核心方法:面积公式+弦长公式+点到直线的距离
【例8-1】(26-27高二上·云南昆明·期中)已知椭圆:的一个顶点为,焦距为.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于,两点,为坐标原点.若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的顶点和焦距的概念,写出参数,进而求出,直接写出标准方程即可;
(2)根据直线所过的定点,设出方程,联立椭圆标准方程,根据韦达定理以及椭圆弦长公式,求出直线斜率,进而根据点到直线距离公式求出三角形的高,直接求出面积.
【详解】(1)由题可知,可得,则,
所以椭圆标准方程为.
(2)设点,
当直线斜率不存在时,直线方程为,此时,不符合题意;
当直线斜率存在时,设直线方程为,
联立方程组得,消去得,
当时,即时,即或时,
直线与椭圆存在两个交点,此时,
可知,
可得,化简得,解得,即,
由对称性可知,或时,的面积相同,
当时,直线方程为,即,
此时原点到直线的距离为,
则的面积为.
【例8-2】(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)已知,为双曲线:(,)上的两点.
(1)求的离心率;
(2)过点的直线与的下支交于点,若的面积为12,求的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)将代入双曲线方程可得,再代入可得,最后利用离心率公式即可求得;
(2)先求出和直线的方程,再利用三角形面积公式得到点到直线的距离,联立点到直线的距离公式和双曲线方程,求出符合下支条件的点,最后即可求得直线的方程.
【详解】(1)将代入的方程,得.
将代入的方程,得,即
故离心率为.
(2)由题意知,直线的方程为.
设点到直线的距离为,则,即,
由点到直线的距离公式得,所以.
又点在的下支上,由(1)知,且.
由,解得或,
由,得,解得,舍去.
所以点的坐标为或,
当时,直线的斜率为,所以方程为:;
当时,直线的斜率为,所以方程为:,即,
所以直线的方程为或.
【变式8-1】(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,长轴长为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线:与椭圆相交于,两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件确定的值,确定椭圆方程.
(2)将直线方程代入椭圆方程,利用韦达定理求出,再利用求的面积即可.
【详解】(1)由题知,,则,
又因为,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由题意知,直线过右焦点,如图,作出符合题意的图形,
设,,联立,
消去得,所以由韦达定理得,,
则由弦长公式得,
所以的面积.
【变式8-2】(25-26高二上·全国·期末)某港口规划建设货物转运区,其平面布局可以建立直角坐标系分析:码头A、B分别位于x轴上,的中点O为坐标原点,且千米,货物集散中心C在O的正北2千米处,转运点P为港区内一动点,点P到A点的距离,比其与B点的距离多出4千米.
(1)求转运点P的轨迹方程;
(2)过点C的一条直线交P的轨迹于不同两点M、N,O为坐标原点,若,求直线斜率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据双曲线的定义求解即可;
(2)设:,与双曲线方程联立,利用韦达定理结合弦长公式即可求解.
【详解】(1)不妨假设点在轴负半轴,在轴的正半轴,
因为,
所以P的轨迹是以A、B为焦点实轴长等于4的双曲线的右支
则转运点P的轨迹方程.
(2)设:,,,,,
联立,得,
,解得,
,,
,,,,,
因为,综上,.
【变式8-3】(26-27高三上·上海静安·阶段检测)已知点是抛物线的焦点,动点在抛物线上
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)设点,求的最小值;
(3)若一个正方形的两个顶点,在抛物线上,另两个顶点,在直线上,求正方形的面积.
【答案】(1)焦点,准线
(2)
(3)或
【分析】(1)由结合抛物线的定义求解即可.
(2)设,则,得,这是关于的二次函数,对称轴,分与讨论最小值,
(3)由在上,斜率为,故,设,与抛物线联立求弦长;由与距离,令求,再计算面积.
【详解】(1)已知抛物线,则,所以,
焦点坐标为准线方程为
(2)设在抛物线上,则,且,点,
则,
这是关于的二次函数,开口向上,对称轴为,
当时,对称轴,函数在上单调递增,
最小值在处取得,即;
当时,对称轴,最小值在处取得,
此时所以
综上,;
(3)已知正方形中,在抛物线上,在直线上,
由得:,斜率为,所以的斜率为,
正方形中,因此的斜率也为,
设直线的方程为
与抛物线联立:,
设交点,,则,
所以,
又与平行,在直线上,两平行线之间的距离为,
正方形中与是对边,所以边长等于这个距离,即,
于是,两边乘以,得
平方得
所以,
当时,直线为,与抛物线交于,,
此时边长面积
当时,直线为,与抛物线交于,,
此时边长面积
所以正方形的面积为或.
【考点题型九】圆锥曲线中的三角形(四边形)面积(最值或范围问题)
核心方法:面积公式+弦长公式+点到直线的距离+基本不等式+一元二次函数
【例9-1】(26-27高三上·湖北十堰·阶段检测)已知椭圆方程的左焦点为,椭圆上一点,位于第一象限,点关于原点的对称点记作点,直线与椭圆的另一交点为,且点关于原点的对称点为.
(1)设直线,的斜率分别为,,求的值
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设出,,则,表达出,,由点差法得到的值;
(2)三角形面积等于三角形的面积倍,设直线方程为,联立椭圆方程,得到两根之和,两根之积,求出,令换元后,结合对勾函数性质求出最值,得到答案.
【详解】(1)由椭圆方程,得,所以,,
若,此时直线的斜率不存在,不符合要求,舍去.
设,,,此时,
则,由斜率公式得,,
又因为,在椭圆上,所以①,②,
式子②-①,得,
所以.
因此.
(2)因为点关于原点的对称点为,所以点到的距离是点到的距离的倍,
因此三角形面积等于三角形的面积的倍.
椭圆左焦点为,因为点关于原点的对称点记作点,且在第一象限,
因此直线的斜率不为,设直线方程为,
联立方程组,
即,,
故,,
所以三角形的面积为
,
令,,
由对勾函数性质可得在上单调递增,
因此当且仅当时取得最小值,
所以,当且仅当,即时成立,
三角形的面积的最大值为,
所以面积的最大值为.
【例9-2】(26-27高二上·湖南长沙·阶段检测)过圆上的动点向轴作垂线,垂足为,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点且斜率不为的动直线与相交于,两点,点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用相关点法,结合向量的坐标运算即可得解;
(2)设,,,联立直线与轨迹的方程,结合韦达定理,用表示面积,利用基本不等式求得其最大值.
【详解】(1)设,,则,
所以,,
又,所以,
即解得.
又点在圆上,所以,
即,
故动点的轨迹的方程为.
(2)由题可设,,.
联立,消去整理得,
,即,
所以,,
,
令,则,
所以.
当且仅当,即时,等号成立.
故面积的最大值为.
【变式9-1】(26-27高三上·贵州·开学考试)已知双曲线(,)经过点且其离心率为2,点为双曲线上一动点,过点的直线与双曲线的两条渐近线交于点,(,在轴同侧).
(1)求双曲线的方程;
(2)证明点到两条渐近线的距离之积为定值,并求出该值;
(3)求(为坐标原点)面积的最小值.
【答案】(1)
(2)证明:双曲线的渐近线方程为:,点到两条渐近线的距离分别为:,,则,因在双曲线上,所以,代入解得为定值;定值为
(3)
【分析】1.使用离心率求出,,的关系,再将点代入求出双曲线方程;
2.利用双曲线上点的坐标特性,证明该点到双曲线两条渐近线的距离乘积恒为定值;
3.设过动点的直线,与渐近线方程联立得到三角形面积表达式,结合已知条件使用不等式求解。
【详解】(1)由题知,,故,结合,得:,将点代入双曲线方程得:,解得,,所以双曲线的方程为;
(2)略,定值为;
(3)设过点的直线方程为,联立直线与渐近线的方程得:,,,因为在轴同侧,所以,而,又因为,所以
原点到直线的距离,则,
又利用与,得:
因此,
所以面积最小值为.
【变式9-2】(2026·上海普陀·模拟预测)设,,、分别是双曲线的左、右焦点,直线经过点与的右支交于、两点,点是坐标原点.
(1)若点是上的一点,,求的值;
(2)设、,点在直线上,若点、、、满足:,,求点的坐标;
(3)设的延长线与交于点,若向量与满足:,求的面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)的面积的取值范围为
【分析】(1)由直线过点,可求,判断点的位置,结合双曲线定义求结论;
(2)联立方程组,设,利用设而不求法求,由条件证明四边形为平行四边形,列方程求,由此确定的坐标;
(3)由条件列不等式求的范围,表示的面积,利用换元法求其最值.
【详解】(1)双曲线的右焦点的坐标为,
因为过点,
所以,所以,
因为,
所以点在双曲线的左支上,
由双曲线定义知,又,
所以.
(2)由(1)知,,则双曲线,
联立 ,消去得,
则,
设,则,,
所以,
,
又,所以,
因为点、、、满足:,,
所以,,所以四边形为平行四边形,
故与互相平分,点在直线上,
所以,又,所以,
所以点的纵坐标为,
所以点的坐标为.
(3)因为,
所以,
所以,又,所以,
由双曲线的对称性可得,,
所以,
所以,
令,,即,
所以,
因为在区间上单调递减,当时,,
所以在上单调递增,所以,
所以的面积的取值范围为.
【变式9-3】(2026·宁夏·模拟预测)在平面直角坐标系中,点T到点的距离与到直线的距离之比为,记T的轨迹为曲线E,直线交E右支于A,B两点,直线交右支于C,D两点,.
(1)求E的标准方程;
(2)若直线过点,直线过点,记AB,CD的中点分别为P,Q,过点Q作E两条渐近线的垂线,垂足分别为M,N,求四边形面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,设点,结合两点间距离公式,代入计算,化简即可得到结果;
(2)根据题意,分别设直线和直线的方程为和,然后联立直线与双曲线方程,结合韦达定理代入计算,分别得到点的坐标,再结合点到直线的距离公式与面积公式,代入计算,即可求解.
【详解】(1)设点,因为点到点的距离与到直线的距离之比为,
所以,整理得,
所以的标准方程为.
(2)由题意可知直线和直线斜率若存在则斜率大于1或小于,
且曲线的渐近线方程为,
故可分别设直线和直线的方程为和,且,
联立得,设、,
则,,,
故,
因为是AB中点,所以即,
同理可得,
所以到两渐近线的距离分别为,.
到两渐近线的距离分别为,,
由上知两渐近线垂直,故四边形是矩形,连接OP,
则四边形面积为,
因为,所以,所以,
所以四边形面积的取值范围为.
【考点题型十】圆锥曲线中的向量问题
【例10-1】(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,,长半轴长为,点为上一点,周长为,其中为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与交于,两点,
①求面积的最大值;
②设,试证明点在定直线上,并求出定直线方程.
【答案】(1)
(2)① ,
② 因为,所以,
因为,所以点的坐标为,
而,
因此点在直线上.
【分析】(1)根据题意求出,可得椭圆方程;
(2)①联立方程,根据确定的范围,再用韦达定理用表示线段长度和原点到直线的距离,进而表示出的面积,利用基本不等式求得最大值;②求出点的坐标,进而求出定直线.
【详解】(1)由题意得,,,解得,,
因此椭圆的方程为.
(2)① 直线与椭圆交于,,
联立方程得,,化简得,,
则,即,
且,,点距离直线的距离,
则的面积,
因为,所以,
则,当且仅当时,即时等号成立.
② 略
【例10-2】(26-27高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知椭圆:的通径长为3,其离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,为椭圆上一点,若,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)利用通径长公式和离心率公式求出和,从而得到椭圆的方程.
(2)设,,,将直线和椭圆联立方程组,利用韦达定理得到,由得到,由为椭圆上一点,将代入椭圆,通过计算得到.
【详解】(1)椭圆:的通径长为3, 则①,
因为,所以②,,
联立①②,解得,,
则椭圆的方程为.
(2)直线与椭圆交于,两点,
设,,,
则,得,则,
因为,所以,
因为为椭圆上一点,所以代入椭圆得:
,
解得,
即,
将代入,
整理得到,解得或.
【变式10-1】(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,长轴长为4,上一点与,所构成三角形的周长为.设直线:与交于,两点,为坐标原点.
(1)求的方程;
(2)若过的上顶点和,为线段上一点,直线与交于点,且,求的坐标.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)利用长轴长求出,再由焦点三角形周长公式求出,最后通过确定椭圆的标准方程;
(2)先由顶点和焦点坐标求出定直线的方程,再将向量关系转化为点与点坐标的倍数关系,把点坐标代入椭圆方程得到的轨迹方程,与直线联立即可解得的坐标.
【详解】(1)由已知得,
得,所以:.
(2)由(1)可知,椭圆的上顶点坐标为,左焦点的坐标为,
直线经过这两点,其斜率为,
所以直线的方程为,
因为点在线段上,且在直线上,
所以可设点的坐标为,
由,
得,
即,
已知,所以,
由此可得,
即点的坐标为,
因为点在上,所以,
整理得,解得或,
所以或.
【变式10-2】(26-27高三上·上海黄浦·阶段检测)已知双曲线,
(1)求双曲线离心率:
(2)过点作不垂直于轴的直线交双曲线于两点.若点,点在双曲线的右支上,且是的中点,求直线的斜率;
(3)点在上,,分别为双曲线的左、右焦点.若,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由标准方程读出 ,利用 求 ,代入离心率公式 即得 ;
(2)由 三点位置,结合中点条件可求,代入双曲线方程可求(依右支舍去负根),再代回斜率公式得 ;
(3)将 展开整理得 ,与双曲线方程联立消元求得 ,以 为底求焦点三角形面积。
【详解】(1)
双曲线
(2)已知 是 中点,
设 ,由中点公式:
∵ 在双曲线 上,代入双曲线方程可得,故,
把 代入可得,所以,
∵ 在右支,
由 ,得 ,即
直线 过
(3)由已知
设 ,
,故,
又在双曲线上,故,即,
联立方程组,
所以
s所以
【变式10-3】(26-27高三上·天津和平·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且过点,点、分别为椭圆的左右焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点为第一象限内椭圆上的点,若,求点的坐标;
(3)过右焦点的直线与椭圆交于,两点,在轴上是否存在定点,使得的值为定值?若存在,求出定点的坐标及该定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在使得为定值.
【分析】(1)根据离心率以及点,联立方程即可求解,
(2)根据勾股定理以及椭圆的定义,结合等面积法即可求解,
(3)联立直线与椭圆方程,得韦达定理,进而根据向量的坐标运算即可化简求解.
【详解】(1)根据题意可得,解得,
故椭圆方程为
(2)设,且,
由于,又,故,
,即可,
由于,故,
将代入椭圆方程可得,故.
(3),设直线,,
将代入椭圆方程中化简可得,
设,
故,从而,
,
要使为定值,则需满足,故,
故存在使得为定值.
【考点题型十一】圆锥曲线中的定点、定值问题
【例11-1】(26-27高二上·安徽阜阳·阶段检测)已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,离心率为,右顶点为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线,与椭圆分别交于点(异于点),为弦的中点.
(i)求点的轨迹方程;
(ii)设为坐标原点,当直线与的斜率均存在时,证明:直线与直线的斜率之积为定值.
【答案】(1)
(2)(i);
(ii)因为,.由得,
所以,为定值.
【分析】(1)由条件可得,进而可得,即得;
(2)(i)用中点坐标表示,再代入椭圆方程即可求得;
(ii)表示出和,结合椭圆方程即可求出定值.
【详解】(1)因为,,
所以,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)(i)设,,因为为弦的中点,
所以,即,则.
代入椭圆得:,即.
因为异于点,则轨迹去掉点,
所以点的轨迹方程为.
(ii)略.
【例11-2】(26-27高二上·黑龙江佳木斯·期中)已知双曲线方程为,左右顶点为,,直线经过与双曲线右支交于,两点.
(1)设直线的斜率为,求的取值范围.
(2)设直线,的斜率为,,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)由于在直线上,则,
,
而,
结合韦达定理代入,,,
,
于是,
即为定值
【分析】(1)设出直线方程和双曲线联立,利用两交点横坐标大于零,判别式大于零列不等式组求解;
(2)将斜率之和表达成关于的表达式,利用韦达定理化简求解.
【详解】(1)设直线的方程为:,即,
联立,整理可得,
设,
若直线和双曲线右支交于两点,则,
由,
注意到,
则,
则,结合可得,
于是上述不等式组等价于,解得
(2)略
【变式11-1】(2026·广东·模拟预测)已知椭圆经过点,且离心率为.
(1)若,求的方程;
(2)若,求的取值范围;
(3)在(1)的条件下,,分别是的左、右顶点,,直线,分别与交于点,,证明:当变动时,直线过定点.
【答案】(1)
(2)
(3)解法一:证明:由(1)得,,设,,
直线的斜率为,所以直线的方程为,
与联立,得,恒成立,
因为,是该方程的两个根,所以,
所以,,即,
同理可得直线的方程为,,
由椭圆的对称性可知,若直线过定点,则该定点必在轴上,设其坐标为,
则,
整理得,所以,
即直线过定点.
解法二:由(1)得,,设,,
则直线的斜率,直线的斜率,
故.
因为点在椭圆上,所以,即,
所以.
又,,代入,
得,
所以.
由题意直线的斜率不为0,设直线的方程为,
联立,得,,
所以,,
所以
,
解得,
所以直线过定点.
解法三:同解法二,得,
将椭圆向左平移2个单位长度,
则椭圆方程为,即.
设平移后直线对应的直线的方程为,
所以,
展开整理得,
当时,两边同除以得,
设平移之后,,,则,,
所以,
解得,
所以直线的方程为,恒过定点,
所以直线过定点.
【分析】(1)利用离心率得到关系式,再将已知点代入椭圆方程联立求解,写出椭圆方程;
(2)将点坐标代入椭圆得到等式,结合转化为关于离心率e的表达式,根据e范围求出a的取值范围;
(3)解法一:求出直线方程,分别联立椭圆求出坐标,利用定点在x轴上,由三点共线斜率相等求出定点;
解法二:利用椭圆上的点与左右顶点斜率乘积的结论,推导出为定值,设直线与椭圆联立,结合韦达定理代入斜率乘积等式求出n,得到定点;
解法三:同样得到为定值,平移椭圆后用齐次化处理,由斜率乘积条件求出直线参数,平移还原得到定点.
【详解】(1)由,得,
所以,
由点在上,可得,即,
解得,所以,
故的方程为.
(2)由(1)得,即,
设,则,
两边同时除以,整理得,
因为,所以,
所以,解得,
所以的取值范围是.
(3)略
【变式11-2】(26-27高三上·上海浦东新·期中)已知双曲线,为原点.
(1)求的渐近线方程;
(2)若点在第一象限且,若、、为一个等腰三角形的三个顶点,求点的横坐标;
(3)过双曲线右顶点作两条相互垂直的直线,分别与双曲线交于两点,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)由题意两直线斜率均存在且不为零,且斜率之积为,
设直线的斜率为(且),则直线的斜率为,
则直线,,
由,
由韦达定理得:,
因为,所以,,
同理得,,
,
,
所以直线恒过定点,定点为.
【分析】(1)由双曲线标准方程确定,直接代入焦点在x轴的渐近线公式求解;
(2)先计算长度,分三类等腰情况结合双曲线方程列方程求解,舍去不符合第一象限的解;
(3)设出一条直线斜率,由垂直得另一条斜率,分别联立双曲线用韦达定理求坐标,推导直线方程并整理为点斜式,判定恒过定点.
【详解】(1)由,,得,,
所以的渐近线方程为.
(2)设(,),
由得:
①若,则在线段的垂直平分线上,
代入得,无解,舍去;
②若,则,代入,整理得:,
解得,由得,此时,符合题意;
③若,则,代入,整理得:,
解得或,由得,此时,符合题意;
综上,点的横坐标为或.
(3)略,定点.
【变式11-3】(26-27高二上·全国·课堂例题)已知抛物线 ()经过点 为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 与抛物线 交于 两点,且 .证明:直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1);
(2)证明:因为直线 与抛物线有两个交点,
所以 不可能是平行于 轴的直线(否则与抛物线只有一个交点),
故可设,代入 得 ,
即 ,判别式 .
设,,则 , .
由 都在抛物线上得 ,,
所以.
由 得 ,即 ,
所以 ,解得 或 .
若 ,则直线 经过原点 ,
此时 中有一点与重合,与 中有零向量,不符合题意,故舍去.
所以,即,直线恒过定点.
检验:当 时 恒成立,直线与抛物线恒有两个交点,
取 得 ,与 交于 、,
此时 成立,定点 确在 上.
【分析】(1)把点 的坐标代入 ,求出,即可求得抛物线的方程.
(2)可设,代入 得 ,设,,则 ,,由得即,从而求得,再证明直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【详解】(1)把点 的坐标代入 得 ,即 ,解得 .
所以抛物线的方程为 .
(2)略,定点为 .
【考点题型十二】圆锥曲线中的定直线问题
【例12-1】(2025·上海嘉定·一模)如图,在平面直角坐标系中,为原点,已知抛物线的焦点为,点的坐标为.
(1)若点在上,且,求点的坐标;
(2)若是上的任意一点,求的最小值;
(3)过点的动直线与抛物线交于、两点,过点、分别作的切线,切线交点为,求证:点的轨迹是一条直线.
【答案】(1)或;
(2);
(3)证明:由题设,直线的斜率一定存在,设,,
而,则过的切线斜率为,对应切线为,即,
同理过的切线为,即,
联立,可得,整理得,
由题意,则,,
联立,得,且,
所以
,则,,
显然点在直线,即上,得证.
【分析】(1)令,应用两点距离公式求参数值,即可得点的坐标;
(2)若垂直抛物线的准线于,结合抛物线的定义得,数形结合确定其最小值;
(3)设,,应用导数几何意义求过的切线,进而得到,,联立直线与抛物线并应用韦达定理得,,即可证.
【详解】(1)由题设,令,则,即,
所以,故或;
(2)若垂直抛物线的准线于,由抛物线的定义知,
所以,当且仅当三点共线时取等号,
又抛物线的准线时,最小为,
所以的最小值为;
(3)略
【例12-2】(24-25高二上·黑龙江·期末)已知,分别是双曲线:的左、右顶点,,分别为其左、右焦点,实轴长为4,M,N为双曲线上异于顶点的任意两点,当经过原点时,直线与直线斜率之积为定值4.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线:,交双曲线的左、右两支于D,E两点.
①求m的取值范围;
②设直线与直线交于点Q,求证:点Q在定直线上.
【答案】(1)
(2)①或;
②设,,
联立可得,消去可得,
由①可得,,
则,,两式相除可得,即,
由,,则直线的方程为,则,
直线的方程为,则,
联立可得,则,即,
所以,解得.
综上可得直线与直线的交点在定直线上.
【分析】(1)由实轴长可得参数的值,根据双曲线的对称性与斜率公式建立方程,可得答案;
(2)①由双曲线方程可得渐近线方程,结合题意建立不等式,可得答案;
②联立直线与双曲线方程并写出韦达定理,利用两点式表示直线与直线的方程,联立化简,可得答案.
【详解】(1)由题意可得,则,
设,则,且,
由直线的斜率,直线的斜率,
则,可得,
由,则,解得,
所以.
(2)
①由,则渐近线方程为,显然直线,斜率存在,为,
易得,解得或;
②略
【变式12-1】(24-25高三上·广东深圳·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M,N两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求证;
(3)直线与交于点P,证明:点P在定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)
直线的方程为,直线的方程为,
联立,得,解得,
即点P在定直线上.
【分析】(1)利用双曲线的上焦点、离心率可求得的值,进而可求得双曲线方程.
(2)设的方程为,与双曲线方程联立,利用韦达定理及斜率坐标公式,推理计算即得,进而计算可求得的最小值.
(3)直线的方程为,直线的方程为,联立方程线可求得交点的纵坐标为定值,可得结论.
【详解】(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,,
联立,消去,可得,
则,且,
所以,
所以,
所以;
(3)略
【变式12-2】(25-26高二上·浙江·期中)如图1,圆C:,点,P是圆C上任意一点,线段AP的垂直平分线和直线CP相交于点Q.当点P在圆上运动时,点Q的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)过点C且与x轴不重合的直线l与E相交于M,N两点.设点,记直线BM,BN的斜率分别为,,求的值;
(3)过点作直线l交E于G,H两点(G在上方),设点,,若直线GS与HR相交于点T,证明:动点T在某定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)
设直线l的方程为,,,
将椭圆方程与直线方程联立可得,
时,,
,,
所以,
∴:,:,
∴,整理得,
所以动点T在定直线上.
【分析】(1)由几何关系得出点Q的轨迹符合椭圆定义,求解即可;
(2)设直线MN的方程为,与椭圆方程联立,写出表达式,代入韦达定理化简即可得定值;
(3)设直线的方程为,与椭圆方程联立,写出直线GS与HR的方程,利用韦达定理化简得定值,即可求得定直线.
【详解】(1)连接QA,由已知得.所以.
又因为点A在圆内,所以,根据椭圆的定义,点Q的轨迹是以C,A为焦点,2为长轴长的椭圆.
(2)由,,设直线MN的方程为,,,
联立方程得,
,
由韦达定理得,,
则
.
(3)略
【变式12-3】(25-26高三上·湖北·开学考试)已知椭圆,左右焦点分别为,左右顶点为,离心率为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆交于两点,直线不过原点、椭圆顶点且不垂直于x轴.
(i)设直线和的斜率分别为,用表示;
(ii)设点关于原点的对称点为点,直线与直线交于点,直线与直线交于点,其中为坐标原点,证明:点在一条定直线上.
【答案】(1);
(2)(i);
(ii)法一:设,由点关于原点的对称点为点,为中点,得,
直线的斜率,,,
由(i)得,解得,则直线方程为:,
由,消去得,而不恒为0,解得,
所以点在定直线上.
法二:由(i)得,
设,由点关于原点的对称点为点,得,
由三点共线,得,由三点共线,得,
则,
解得,因此直线方程为:,
由,消去得,而不恒为0,解得,
所以点在定直线上.
AI
【分析】(1)利用椭圆的离心率及所过的点列式求出即可.
(2)(i)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理及斜率坐标公式求出;(ii)法一:利用椭圆对称性,结合(i)的结论求出的斜率,进而求出直线方程,再求出点横坐标即可;法二:由椭圆对称性,结合(i)的信息求出的坐标,再利用斜率坐标公式求出的斜率,进而求出直线方程,再求出点横坐标即可.
【详解】(1)由椭圆的离心率为,得,解得,
由椭圆过点,得,解得,,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)由消去得,设点,
则,而,依题意,
所以.
(ii)略
1.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)已知,,动点异于,两点,若直线与直线的斜率之积为.
(1)求点的轨迹方程;
(2)过点的直线交于另一点,若,求直线的斜率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设点,由直线与直线的斜率之积为,即可求解;
(2)设直线的斜率为,直线的方程为,直线的方程与椭圆方程联立,再由韦达定理以及,即可求解.
【详解】(1)假设点,;
化简得
(2)因为是椭圆的左顶点,所以由过点的直线交于另一点可知,
该直线存在斜率,设为,即直线的方程为:,与椭圆方程联立为:
,设,
所以有,
因为,
所以
或(舍去),即.
2.(26-27高二上·全国·期中)双曲线,若动直线过点,且与 交于、两点(在第一象限,在第四象限),过点 作直线的垂线,垂足为
(1)证明:直线恒过点;
(2)设为坐标原点,的面积为,求的最小值.
【答案】(1)证明:设直线:,、,,在第一象限,故,在第四象限,故.
联立,得.
由韦达定理得,.
因为直线与双曲线 在第一象限和第四象限各有一个交点,所以,解得.
直线的点斜式方程为,整理得.
令,代入化简得,
将代入分子得,
代入韦达结果,得.
分母,因此当时,.
故直线恒过定点
(2).
【分析】(1)设直线的参数方程为,联立双曲线得到韦达关系,由所在象限确定参数范围;写出垂足与直线的方程,将待证定点横坐标代入,转化为验证分子恒等于0;利用变形,代入韦达定理完成定点证明;
(2)利用(1)中所过定点简化三角形面积公式,结合直线与双曲线联立的韦达定理写出弦纵坐标差;根据点的位置约束参数范围,换元构造函数,借助单调性求面积最值.
【详解】(1)略
(2)由(1)知直线恒过点,则.
由在第一象限,在第四象限,得,所以
.
令,则.由,得,结合,得.
所以.
令,则在上单调递减,且,故在上单调递增.
所以,当,即时,取得最小值,且最小值为15.
3.(26-27高三上·天津红桥·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,过的直线交椭圆于点,,的周长为,过点的直线交椭圆于不同的两点,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若为线段的中点,在轴上存在一点,使成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用椭圆定义由三角形周长求出a,结合焦点得c,再由关系算出b,写出椭圆方程;
(2)设直线并联立椭圆,由判别式得到斜率范围,用韦达定理求出中点坐标,根据垂直条件算出E点横坐标,最后换元求值域得到范围.
【详解】(1)由题意知,,由椭圆定义,的周长为:
,解得,则,
椭圆的标准方程为:.
(2)已知直线过点,若直线斜率不存在,则直线:,
,此时直线与椭圆无交点,不符合题意;
故直线斜率一定存在,设为,则直线,
设,,
联立直线与椭圆方程得,
交点为2个,则,解得,
由韦达定理,则,
由,得,,则,
故,故,
令,则,,函数在上单调递增,
当时,;
当时,;故,即的取值范围是.
4.(26-27高二上·全国·期中)已知双曲线C:的左右顶点分别为,,过点的直线与双曲线C的右支交于M,N两点.
(1)若直线的斜率k存在,求k的取值范围;
(2)记直线,的斜率分别为,,求的值
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)设,,直线的方程为,联立方程组,化简整理结合已知条件可得满足,先求出的取值范围,再求出k的取值范围即可;(2)先表示出斜率,,再结合韦达定理可得,,化简整理即可求出的值.
【详解】(1)设,,直线的方程为,
联立方程组,整理得,
因为直线与双曲线的右支交于两点,直线的斜率k存在,
可得,解得或,
又由直线的斜率为,可得的取值范围是;
(2)由双曲线,可得,,
由(1)可得,,则,
所以
.
5.(26-27高二上·黑龙江佳木斯·期中)已知椭圆对称中心为,焦点在轴上且两个顶点坐标分别为、且离心率为,设上焦点为,过点的直线交椭圆于、两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:三角形的面积是三角形面积的倍;
(3)当面积最大时求直线的方程,并求出的面积.
【答案】(1)
(2)由(1)知、,且直线斜率一定存在,
故设直线方程为,即,设点、,如图所示,
设点到直线的距离为,点到直线的距离为,
则,,
则,
,所以,
即三角形的面积是三角形面积的倍.
(3)的最大值为,此时直线的方程为
【分析】(1)根据题意可直接得出和的值,进而可得椭圆方程;
(2)直接根据三角形的面积公式将面积之比转化为和之比即可;
(3)联立直线与椭圆的方程,结合韦达定理将三角形面积表示为关于的函数,结合基本不等式求出最值即可.
【详解】(1)由题意可得椭圆焦点在轴上,,,所以,,
所以椭圆的方程为.
(2)略
(3)由整理可得,,即,
由韦达定理得,,
,
令,则,
代入得,
当且仅当时取等号,此时,即,
所以的最大值为,此时直线的方程为.
6.(26-27高二上·河南南阳·期中)已知椭圆:的上顶点为,且上顶点与右顶点之间的距离为.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与交于,两点,且为的中点,求直线的方程;
(3)过点的直线与交于另一点,为坐标原点,直线与交于另一点,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3),.
【分析】第一问结合椭圆的几何性质进行求解.
第二问设,均在椭圆上,满足椭圆的方程,并作差求解直线的斜率.
第三问联立、消元,代入求解.
【详解】(1)由上顶点为,得.
又右顶点为,所以,解得.
所以的方程为.
(2)设,
因为为的中点,所以,.①
又,,两式相减,得,
将①式代入,得,
因此直线的方程为,即.
(3)设由的面积为知,直线的斜率存在,设其方程为.
由,消去并整理,得,
则.
由椭圆对称性可知,,所以,
所以,整理得,
解得或,
故直线的方程为,.
7.(26-27高二上·河南南阳·期中)已知抛物线:的焦点为.
(1)求点的坐标及的准线方程;
(2)若点在的准线上,线段与交于点,且,求直线的斜率及点的坐标.
【答案】(1),的准线方程为
(2)当点在第四象限时,直线的斜率为,;
当点在第三象限时,直线的斜率为,
【分析】(1)根据抛物线的定义即可得到答案;
(2)先根据题意不妨设点在第四象限,从而根据斜率与倾斜角的关系得到直线的斜率,进而得到点的坐标,进而根据对称性得到当点在第三象限时直线的斜率及点的坐标.
【详解】(1)由,得,
则焦点在轴上,且,,
所以,的准线方程为.
(2)根据题意,不妨设点在第四象限,过点作准线的垂线,垂足为,如下图:
由,设,
则,所以,
所以直线的斜率为.
又,所以,解得,所以.
由对称性知,当点在第三象限时,直线的斜率为,.
8.(26-27高二上·陕西渭南·期中)已知抛物线 的顶点在原点,焦点在 轴正半轴上,且经过点 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)过点 作直线 交抛物线于 , 两点,若 恰为弦 的中点,求直线 的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设出抛物线方程,代入点求解即可.
(2)根据“点差法”求出斜率,结合直线的点斜式方程求解即可.
【详解】(1)设 (),
因为抛物线经过 ,代入得 ,,
所以抛物线方程为 .
(2)设 ,,则 ,,
两式相减得 ,
又 是 的中点,所以 ,
于是 ,
所以 ,即 .
9.(26-27高二上·宁夏银川·期中)已知椭圆的离心率为,是上一点.
(1)求的方程;
(2)已知斜率为1的直线与交于,两点;
(ⅰ)若,求的方程;
(ⅱ)令、的中点为,证明:直线与直线的斜率之积为定值.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)或;
(ⅱ)设的中点为,由中点坐标公式,得,
,
因此直线的斜率,
已知直线的斜率,故斜率之积为,
因此直线与直线的斜率之积为定值,得证.
【分析】(1)利用椭圆右顶点坐标得长半轴,结合离心率求出,再由算出,写出椭圆方程;
(2)(i) 设出直线方程并代入椭圆方程消掉,再借助韦达定理和弦长公式列方程求出参数,验证即可得到直线方程;(2)(ii) 利用韦达定理求出中点坐标,算出斜率,再和直线的斜率相乘,验证结果是常数.
【详解】(1)已知椭圆,点在椭圆上,因此,即,
由离心率,代入得,
根据椭圆关系,得,
因此椭圆的方程为;
(2)(ⅰ)设直线的方程为,设,,
将代入椭圆方程,整理得,
由直线与椭圆有两个交点,判别式,解得,
由韦达定理得,
由,
化简得,
均满足,因此直线的方程为或;
(ⅱ)略
10.(2026·河南·一模)已知椭圆:的离心率为,左顶点为.
(1)求的方程;
(2)过的右焦点作斜率不为的直线交于,两点.
(i)若直线的倾斜角为,为坐标原点,求的面积;
(ii)设的右顶点为,直线与直线的斜率分别为,,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)是定值,定值为.
【分析】(1)由椭圆的左顶点为,离心率为,列出方程组,求解方程组即可得椭圆的方程;
(2)(i)根据直线过和倾斜角,求出直线的方程,联立直线和椭圆方程,得到关于的一元二次方程,利用韦达定理,再结合三角形面积公式即可得到的面积;
(ii)根据题意设直线的方程,联立直线和椭圆方程,利用韦达定理得到点坐标关系,再根据斜率公式得到,的表达式,对代入韦达定理的结论,化简后即可得到的定值.
【详解】(1)依题意,,
解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)依题意得,设,
(i)直线的方程为,联立,
,得,
,.
则的面积
.
(ii)是定值,定值为,过程如下:
由题意可得,设直线的方程为,
联立方程,,得.
,.
.
又,,
.
所以是定值,定值为.
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专题06椭圆、双曲线、抛物线(含直线与圆锥曲线的位置关系)(12个考点梳理+题型解读+提升训练)
【知识点01】相交弦中点(点差法):
直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后根据实际情况处理该式子。
主要有以下几种问题:
(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;
中点, ,
【知识点02】点差法:
设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得; ;
将两式相减,可得;;
最后整理得:
同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:
设直线和曲线的两个交点,,代入抛物线方程,得; ;
将两式相减,可得;整理得:
【知识点03】弦长公式
(最常用公式,使用频率最高)
【知识点04】三角形面积问题
直线方程:
【知识点05】焦点三角形的面积
直线过焦点的面积为
注意:为联立消去后关于的一元二次方程的二次项系数
【知识点06】平行四边形的面积
直线为,直线为
注意:为直线与椭圆联立后消去后的一元二次方程的系数.
【知识点07】探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:
① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;
② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
解答的关键是认真审题,理清问题与题设的关系,建立合理的方程或函数,利用等量关系统一变量,最后消元得出定值。
常考题型:
①与面积有关的定值问题;②与角度有关的定值问题;③与比值有关的定值问题;
④与参数有关的定值问题;⑤与斜率有关的定值问题
【考点题型一】根据直线与圆锥曲线的位置关系求参数
核心方法:联立+判别法
【例1-1】(26-27高三·全国·一轮复习)已知直线,椭圆.试问当取何值时,直线与椭圆:
(1)相交;
(2)相切;
(3)相离.
【例1-2】(2026高二上·全国·专题练习)若直线与双曲线的右支有两个交点,求k的取值范围.
【变式1-1】已知直线与椭圆.
(1)若它们有两个公共点,求的取值范围;
(2)若它们只有一个公共点,求公共点的横坐标.
【变式1-2】椭圆,直线l的方程为,直线l与椭圆相切,求m的值.
【变式1-3】(25-26高二上·全国·课后作业)已知双曲线,直线,试确定实数k的取值范围,使:
(1)直线l与双曲线有两个公共点;
(2)直线l与双曲线有且只有一个公共点;
(3)直线l与双曲线没有公共点.
【考点题型二】中点弦问题
核心方法:点差法+韦达定理法
【例2-1】(25-26高三上·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2-2】(25-26高二上·陕西西安·阶段检测)已知双曲线的虚轴长为,分别是的左、右焦点.
(1)求的渐近线方程.
(2)若是的右支上一点,且,求.
(3)是否存在直线,使得直线与交于,两点,且弦的中点为?若存在,求的倾斜角;若不存在,请说明理由.
【变式2-1】(26-27高二上·天津东丽·阶段检测)已知椭圆的焦点,,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线:交椭圆于,两点,若线段中点的横坐标为,求直线的方程.
【变式2-2】(25-26高二上·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2-3】(25-26高二上·福建三明·期中)已知圆的圆心是抛物线的焦点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线交抛物线于、两点,是否存在直线,使得点是弦的中点?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.
【考点题型三】求弦长(定值)
核心方法:弦长公式
【例3-1】(26-27高二上·广东东莞·期中)已知A是圆M:上一动点,过A作x轴的垂线,垂足为B,点C为AB中点.
(1)求点C的轨迹方程;
(2)点C的轨迹上有两点P,Q,且线段的中点坐标为,求的值.
【例3-2】(2026·山东威海·一模)已知双曲线的焦距为2c,渐近线方程为,右焦点到直线的距离为.
(1)求的方程;
(2)已知直线交于B,C两点,的左顶点记为,若,求弦长|BC|.
【变式3-1】(26-27高二上·黑龙江牡丹江·阶段检测)已知椭圆:,且焦点在轴上,过点
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,若,求直线的方程及弦长.
【变式3-2】(25-26高二上·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.
【变式3-3】(25-26高二下·安徽阜阳·开学考试)已知是抛物线的焦点,是抛物线上一点,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线与抛物线交于两点,且线段的中点坐标为,求弦长.
【考点题型四】求弦长(最值或范围)
核心方法:
【例4-1】(2026·陕西安康·模拟预测)已知双曲线的离心率为2,其中一个焦点到一条渐近线的距离等于.
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且坐标原点在以为直径的圆上,求的最小值.
【例4-2】(25-26高二下·河北衡水·期末)已知抛物线()的焦点为 ,抛物线上的任意一点到焦点 的距离比到直线 的距离少.
(1)求抛物线的方程.
(2)若 , 为抛物线上异于点的两点,直线的斜率为.求证:的重心在定直线上运动.
(3)过焦点的直线与抛物线交于 , 两点,为坐标原点,直线,与直线分别相交于,两点,求的最小值.
【变式4-1】(2026·陕西安康·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为、,两条渐近线的夹角为,是双曲线上一点,且的面积为.
(1)求该双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于、两点,且坐标原点在以为直径的圆上,求的最小值.
【变式4-2】(25-26高二上·河南驻马店·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,为坐标原点,点在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的最小值.
【变式4-3】(25-26高二下·上海青浦·期末)直线与双曲线相交于、两点,为坐标原点,且.
(1)求与满足的关系;
(2)求证:点到直线的距离是定值,并求的最小值.
【考点题型五】根据弦长求参数
核心方法:
【例5-1】(26-27高二上·吉林·期中)已知椭圆:的焦距为2,短半轴长为1.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过左焦点作倾斜角为的直线,交椭圆于,两点,若,求的值.
【例5-2】(2026·海南·模拟预测)直线过抛物线的焦点,与交于两点,当线段中点的纵坐标为2时,.
(1)求;
(2)证明:直线的斜率之积为定值,并求出该定值;
(3)设在点处的切线相交于点,若,求的面积.
【变式5-1】(2026·云南·模拟预测)已知双曲线的左、右顶点分别为,,在上,满足.
(1)求的方程;
(2)过点的直线(与轴不重合)交于,两点.若,求直线的方程.
【变式5-2】(25-26高三上·河北唐山·期末)已知双曲线(,)的渐近线方程为,焦距长为4.
(1)求C的标准方程;
(2)点在C上,点P的坐标为,O为原点,求面积的最小值;
(3)过C的右焦点F的直线与C交于D,E两点,以DE为直径的圆与直线交于M,N两点,若,求直线DE的方程.
【变式5-3】(25-26高二上·辽宁抚顺·期中)已知F是抛物线C:的焦点,点P在C上,点Q满足,点Q的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过点F的直线l与曲线E交于M,N两点,,求直线l的方程.
【考点题型六】抛物线非焦点弦问题
核心方法:
【例6-1】(25-26高二上·安徽池州·阶段检测)已知为坐标原点,是抛物线上异于原点的两个动点.
(1)若为等边三角形,证明:关于轴对称;
(2)设点位于第一象限,在(1)的条件下,若的面积为,求边上的中线所在直线截抛物线的弦长.
【例6-2】(25-26高二上·江西·期中)已知抛物线的焦点为,斜率为4的直线与抛物线交于点,与轴交于点.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,求.
【变式6-1】(25-26高二上·江苏淮安·期中)在平面直角坐标系中,点到直线的距离与它到点的距离相等,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)直线与交于点,
①求的取值范围;
②直线与轴的交点为,若,求.
【变式6-2】(25-26高二上·江苏常州·期中)已知抛物线的顶点在原点,焦点在坐标轴上且经过点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若抛物线的焦点在x轴上,一条斜率为的直线过该抛物线C的焦点,且与C交于A,B两点,求弦的长度.
【变式6-3】(25-26高三上·重庆·开学考试)已知为抛物线上一点,点到的焦点的距离为6,到轴的距离为5 .
(1)求的方程;
(2)设的焦点为,过点的直线与交于、两点,,求.
【考点题型七】抛物线焦点弦问题
核心方法:
【例7-1】(26-27高三上·广西南宁·开学考试)已知点在抛物线上.
(1)求的方程;
(2)过的焦点作斜率为的直线,且与交于两点,求.
【例7-2】(25-26高二下·上海·阶段检测)已知抛物线:.
(1)求抛物线的焦点F的坐标和准线的方程;
(2)过焦点F且斜率为的直线与抛物线交于两个不同的点A、B,求线段AB的长.
【变式7-1】(25-26高二上·吉林长春·期末)已知抛物线的焦点到准线的距离为4,过的直线与交于,两点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线的倾斜角为,求.
【变式7-2】(2025·广东江门·模拟预测)已知抛物线的焦点关于的准线的对称点为.
(1)求的方程;
(2)若经过点且斜率为1的直线与交于两点,求.
【变式7-3】(2025·河南·二模)设抛物线的焦点为,过的直线与交于A,B两点.
(1)求的准线方程;
(2)设为准线上一点,且,求.
【考点题型八】圆锥曲线中的三角形(四边形)面积(定值问题)
核心方法:面积公式+弦长公式+点到直线的距离
【例8-1】(26-27高二上·云南昆明·期中)已知椭圆:的一个顶点为,焦距为.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于,两点,为坐标原点.若,求的面积.
【例8-2】(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)已知,为双曲线:(,)上的两点.
(1)求的离心率;
(2)过点的直线与的下支交于点,若的面积为12,求的方程.
【变式8-1】(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,长轴长为4.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线:与椭圆相交于,两点,求的面积.
【变式8-2】(25-26高二上·全国·期末)某港口规划建设货物转运区,其平面布局可以建立直角坐标系分析:码头A、B分别位于x轴上,的中点O为坐标原点,且千米,货物集散中心C在O的正北2千米处,转运点P为港区内一动点,点P到A点的距离,比其与B点的距离多出4千米.
(1)求转运点P的轨迹方程;
(2)过点C的一条直线交P的轨迹于不同两点M、N,O为坐标原点,若,求直线斜率.
【变式8-3】(26-27高三上·上海静安·阶段检测)已知点是抛物线的焦点,动点在抛物线上
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)设点,求的最小值;
(3)若一个正方形的两个顶点,在抛物线上,另两个顶点,在直线上,求正方形的面积.
【考点题型九】圆锥曲线中的三角形(四边形)面积(最值或范围问题)
核心方法:面积公式+弦长公式+点到直线的距离+基本不等式+一元二次函数
【例9-1】(26-27高三上·湖北十堰·阶段检测)已知椭圆方程的左焦点为,椭圆上一点,位于第一象限,点关于原点的对称点记作点,直线与椭圆的另一交点为,且点关于原点的对称点为.
(1)设直线,的斜率分别为,,求的值
(2)求面积的最大值.
【例9-2】(26-27高二上·湖南长沙·阶段检测)过圆上的动点向轴作垂线,垂足为,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点且斜率不为的动直线与相交于,两点,点,求面积的最大值.
【变式9-1】(26-27高三上·贵州·开学考试)已知双曲线(,)经过点且其离心率为2,点为双曲线上一动点,过点的直线与双曲线的两条渐近线交于点,(,在轴同侧).
(1)求双曲线的方程;
(2)证明点到两条渐近线的距离之积为定值,并求出该值;
(3)求(为坐标原点)面积的最小值.
【变式9-2】(2026·上海普陀·模拟预测)设,,、分别是双曲线的左、右焦点,直线经过点与的右支交于、两点,点是坐标原点.
(1)若点是上的一点,,求的值;
(2)设、,点在直线上,若点、、、满足:,,求点的坐标;
(3)设的延长线与交于点,若向量与满足:,求的面积的取值范围.
【变式9-3】(2026·宁夏·模拟预测)在平面直角坐标系中,点T到点的距离与到直线的距离之比为,记T的轨迹为曲线E,直线交E右支于A,B两点,直线交右支于C,D两点,.
(1)求E的标准方程;
(2)若直线过点,直线过点,记AB,CD的中点分别为P,Q,过点Q作E两条渐近线的垂线,垂足分别为M,N,求四边形面积的取值范围.
【考点题型十】圆锥曲线中的向量问题
【例10-1】(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知椭圆的两个焦点分别为,,长半轴长为,点为上一点,周长为,其中为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与交于,两点,
①求面积的最大值;
②设,试证明点在定直线上,并求出定直线方程.
【例10-2】(26-27高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知椭圆:的通径长为3,其离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,为椭圆上一点,若,求的值.
【变式10-1】(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,长轴长为4,上一点与,所构成三角形的周长为.设直线:与交于,两点,为坐标原点.
(1)求的方程;
(2)若过的上顶点和,为线段上一点,直线与交于点,且,求的坐标.
【变式10-2】(26-27高三上·上海黄浦·阶段检测)已知双曲线,
(1)求双曲线离心率:
(2)过点作不垂直于轴的直线交双曲线于两点.若点,点在双曲线的右支上,且是的中点,求直线的斜率;
(3)点在上,,分别为双曲线的左、右焦点.若,求.
【变式10-3】(26-27高三上·天津和平·阶段检测)已知椭圆的离心率为,且过点,点、分别为椭圆的左右焦点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点为第一象限内椭圆上的点,若,求点的坐标;
(3)过右焦点的直线与椭圆交于,两点,在轴上是否存在定点,使得的值为定值?若存在,求出定点的坐标及该定值;若不存在,请说明理由.
【考点题型十一】圆锥曲线中的定点、定值问题
【例11-1】(26-27高二上·安徽阜阳·阶段检测)已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,离心率为,右顶点为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作直线,与椭圆分别交于点(异于点),为弦的中点.
(i)求点的轨迹方程;
(ii)设为坐标原点,当直线与的斜率均存在时,证明:直线与直线的斜率之积为定值.
【例11-2】(26-27高二上·黑龙江佳木斯·期中)已知双曲线方程为,左右顶点为,,直线经过与双曲线右支交于,两点.
(1)设直线的斜率为,求的取值范围.
(2)设直线,的斜率为,,求证:为定值.
【变式11-1】(2026·广东·模拟预测)已知椭圆经过点,且离心率为.
(1)若,求的方程;
(2)若,求的取值范围;
(3)在(1)的条件下,,分别是的左、右顶点,,直线,分别与交于点,,证明:当变动时,直线过定点.
【变式11-2】(26-27高三上·上海浦东新·期中)已知双曲线,为原点.
(1)求的渐近线方程;
(2)若点在第一象限且,若、、为一个等腰三角形的三个顶点,求点的横坐标;
(3)过双曲线右顶点作两条相互垂直的直线,分别与双曲线交于两点,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【变式11-3】(26-27高二上·全国·课堂例题)已知抛物线 ()经过点 为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 与抛物线 交于 两点,且 .证明:直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【考点题型十二】圆锥曲线中的定直线问题
【例12-1】(2025·上海嘉定·一模)如图,在平面直角坐标系中,为原点,已知抛物线的焦点为,点的坐标为.
(1)若点在上,且,求点的坐标;
(2)若是上的任意一点,求的最小值;
(3)过点的动直线与抛物线交于、两点,过点、分别作的切线,切线交点为,求证:点的轨迹是一条直线.
【例12-2】(24-25高二上·黑龙江·期末)已知,分别是双曲线:的左、右顶点,,分别为其左、右焦点,实轴长为4,M,N为双曲线上异于顶点的任意两点,当经过原点时,直线与直线斜率之积为定值4.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线:,交双曲线的左、右两支于D,E两点.
①求m的取值范围;
②设直线与直线交于点Q,求证:点Q在定直线上.
【变式12-1】(24-25高三上·广东深圳·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M,N两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求证;
(3)直线与交于点P,证明:点P在定直线上.
【变式12-2】(25-26高二上·浙江·期中)如图1,圆C:,点,P是圆C上任意一点,线段AP的垂直平分线和直线CP相交于点Q.当点P在圆上运动时,点Q的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)过点C且与x轴不重合的直线l与E相交于M,N两点.设点,记直线BM,BN的斜率分别为,,求的值;
(3)过点作直线l交E于G,H两点(G在上方),设点,,若直线GS与HR相交于点T,证明:动点T在某定直线上.
【变式12-3】(25-26高三上·湖北·开学考试)已知椭圆,左右焦点分别为,左右顶点为,离心率为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆交于两点,直线不过原点、椭圆顶点且不垂直于x轴.
(i)设直线和的斜率分别为,用表示;
(ii)设点关于原点的对称点为点,直线与直线交于点,直线与直线交于点,其中为坐标原点,证明:点在一条定直线上.
1.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)已知,,动点异于,两点,若直线与直线的斜率之积为.
(1)求点的轨迹方程;
(2)过点的直线交于另一点,若,求直线的斜率.
2.(26-27高二上·全国·期中)双曲线,若动直线过点,且与 交于、两点(在第一象限,在第四象限),过点 作直线的垂线,垂足为
(1)证明:直线恒过点;
(2)设为坐标原点,的面积为,求的最小值.
3.(26-27高三上·天津红桥·阶段检测)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,过的直线交椭圆于点,,的周长为,过点的直线交椭圆于不同的两点,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若为线段的中点,在轴上存在一点,使成立,求的取值范围.
4.(26-27高二上·全国·期中)已知双曲线C:的左右顶点分别为,,过点的直线与双曲线C的右支交于M,N两点.
(1)若直线的斜率k存在,求k的取值范围;
(2)记直线,的斜率分别为,,求的值
5.(26-27高二上·黑龙江佳木斯·期中)已知椭圆对称中心为,焦点在轴上且两个顶点坐标分别为、且离心率为,设上焦点为,过点的直线交椭圆于、两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:三角形的面积是三角形面积的倍;
(3)当面积最大时求直线的方程,并求出的面积.
6.(26-27高二上·河南南阳·期中)已知椭圆:的上顶点为,且上顶点与右顶点之间的距离为.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与交于,两点,且为的中点,求直线的方程;
(3)过点的直线与交于另一点,为坐标原点,直线与交于另一点,若的面积为,求直线的方程.
7.(26-27高二上·河南南阳·期中)已知抛物线:的焦点为.
(1)求点的坐标及的准线方程;
(2)若点在的准线上,线段与交于点,且,求直线的斜率及点的坐标.
8.(26-27高二上·陕西渭南·期中)已知抛物线 的顶点在原点,焦点在 轴正半轴上,且经过点 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)过点 作直线 交抛物线于 , 两点,若 恰为弦 的中点,求直线 的方程.
9.(26-27高二上·宁夏银川·期中)已知椭圆的离心率为,是上一点.
(1)求的方程;
(2)已知斜率为1的直线与交于,两点;
(ⅰ)若,求的方程;
(ⅱ)令、的中点为,证明:直线与直线的斜率之积为定值.
10.(2026·河南·一模)已知椭圆:的离心率为,左顶点为.
(1)求的方程;
(2)过的右焦点作斜率不为的直线交于,两点.
(i)若直线的倾斜角为,为坐标原点,求的面积;
(ii)设的右顶点为,直线与直线的斜率分别为,,试判断是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由.
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