高考数学直线圆、圆锥曲线练习
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高考数学复习----圆锥曲线压轴解答题常考套路归类专项练习题(含答案解析)1.(2023春·福建泉州·高三阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,已知点,直线:,为平面上的动点,过点作直线的垂线,垂足为点,分别以PQ ,PF 为直径作圆和圆,且圆和圆交于P ,R 两点,且.(1)求动点的轨迹E 的方程;(2)若直线:交轨迹E 于A ,B 两点,直线:与轨迹E 交于M ,D 两点,其中点M 在第一象限,点A ,B 在直线两侧,直线与交于点且,求面积的最大值.【解析】(1)设点,因为, 由正弦定理知,,解得, 所以曲线的方程为.(2)直线与曲线在第一象限交于点, 因为,所以, 由正弦定理得:,xOy ()1,0F l =1x −P P l Q 1C 2C 1C 2C PQR PFR ∠=∠P 1l x my a =+2l 1x =2l 1l 2l N MA BN AN MB ⋅=⋅MAB △(,)P x y PQR PFR ∠=∠||||PQ PF =|1|x =+24y x =E 24y x =1x =E (1,2)M ||||||||MA BN AN MB ⋅=⋅||||||||MA MB AN BN =sin sin sin sin ANM BNMAMN BMN∠∠=∠∠所以. 设, 所以, 得,所以, 所以直线方程为:,联立,得 由韦达定理得,又因为点在直线的上方,所以,所以, 所以又因为点到直线的距离为所以方法一:令,则,所以当时,单调递增,当时,单调递减,所以, 所以当时,面积最大,此时最大值为.方法二:最大值也可以用三元均值不等式,过程如下:, 当且仅当,即时,等号成立.AMN BMN ∠=∠()()1122,,,A x y B x y 12122212121222224411221144AM BM y y y y k k y y x x y y−−−−+=+=+=+=−−++−−124y y +=−2121222121124144AB y y y y k y y x x y y −−====−−+−1l x y a =−+24y xx y a ⎧=⎨=−+⎩2440,16(1)0,1y y a a a +−=∆=+>>−12124,4y y y y a +=−=−M 1l 21a >−+13a −<<12||AB y =−=M 1l d =11||22ABMSAB d ==⨯=2()(1)(3),13f a a a a =+−−<<()(31)(3)f a a a '=−−113a −<<()0,()f a f a '>133a <<()0,()f a f a '<max 1256()327f a f ⎛⎫== ⎪⎝⎭13a =ABM S ∆=ABM S △ABMS==223a a +=−13a =2.(2023·北京·高三专题练习)已知椭圆中心在原点,焦点在坐标轴上,,一个焦点为. (1)求椭圆的标准方程;(2)过点且不与坐标轴垂直的直线与椭圆相交于两点,直线分别与直线相交于两点,若为锐角,求直线斜率的取值范围. 【解析】(1)由题意知:椭圆的离心率因为一个焦点为,所以,则由可得:,所以椭圆的标准方程为. (2)设直线的方程为,, 联立方程组,整理可得:,则有, 由条件可知:直线所在直线方程为:, 因为直线与直线相交于 所以,同理可得:, 则, 若为锐角,则有, 所以 C O ()0,1F C F l ,A B ,OA OB 2y =,M N MON ∠l k C c e a ==()0,1F 1c =a 222a b c =+1b =C 2212y x +=l 1y kx =+1122(,),(,)A x y B x y 22112y kx y x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩22(2)210k x kx ++−=12122221,22k x x x x k k −−+==++OA 11y y x x =OA 2y =M 112(,2)x M y 222(,2)xN y 112(,2)x OM y =222(,2)xON y =MON ∠0OM ON >121212212121212444444(1)(1)()1x x x x x x OM ON y y kx kx k x x k x x =+=+=++++++,则,解得:或, 所以或或, 故直线斜率的取值范围为. 3.(2023·青海海东·统考一模)已知函数.(1)求曲线在处的切线方程;(2)若在点处的切线为,函数的图象在点处的切线为,,求直线的方程.【解析】(1),,则,所以曲线在处的切线方程为,即.(2)设,令,则. 当时,; 当时,.所以在上单调递增,在上单调递减,所以在时取得最大值2,即.,当且仅当时,等号成立,取得最小值2. 因为,所以,得.2222142=412122k k k k k k −⨯++−−⨯+⨯+++22=41k +−22421k k −=−224201k k −>−212k <21k>k −<<1k >1k <−l k 22(,1)(,)(1,)22−∞−−+∞()32ln 13x f x x x x =−+−()y f x =1x =()y f x =A 1l ()e e x xg x −=−B 2l 12l l ∥AB ()11101133f =−+−=−()222ln 212ln 3f x x x x x =+−+=−+'()12f '=()y f x =1x =()1213y x +=−723y x =−()()1122,,,A x y B x y ()22ln 3h x x x =−+()()()21122x x h x x x x+−=−='01x <<()0h x '>1x >()0h x '<()h x ()0,1()1,+∞()22ln 3h x x x =−+1x =()2f x '…()e e 2x x g x −=+'…0x =()g x '12l l ∥()()122f x g x ''==121,0x x ==即,所以直线的方程为,即. 4.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,右顶点为A ,上顶点为B ,O 为坐标原点,.(1)若的面积为的标准方程;(2)如图,过点作斜率的直线l 交椭圆于不同两点M ,N ,点M 关于x 轴对称的点为S ,直线交x 轴于点T ,点P 在椭圆的内部,在椭圆上存在点Q ,使,记四边形的面积为,求的最大值.【解析】(1),∴,,解得的标准方程为:. (2),∴,椭圆,令,直线l 的方程为:, 联立方程组: ,消去y 得,由韦达定理得,,()11,,0,03A B ⎛⎫− ⎪⎝⎭AB ()130010y x −−−=−−13y x =−22122:1(0)x y C a b a b+=>>12,F F ||2||OA OB =12BF F △1C (1,0)P (0)k k >1C SN OM ON OQ +=OMQN 1S 21OT OQ S k⋅−||2||OA OB =2a b =12122BF F S b c =⋅=△bc =222a b c =+4,2,a b c ===1C 221164x y +=||2||OA OB =2a b =22122:14x yC b b+=()()()()201012,,,,,,,0T M x y N x y Q x y T x (1)y k x =−222214(1)x y b b y k x ⎧+=⎪⎨⎪=−⎩22222(14)8440k x k x k b +−+−=2122814k x x k +=+221224414k b x x k −=+有 ,因为:,所以, , 将点Q 坐标代入椭圆方程化简得: , 而此时: . 令,所以直线 , 令得 , 由韦达定理化简得,,而, O 点到直线l 的距离, 所以:,,因为点P 在椭圆内部,所以 ,得,即令 ,求导得 ,当,单调递增; 当 ,即,单调递减.所以:,即5.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C :的右顶点为,过左焦点F 的直线交椭圆于M ,N 两点,交轴于P 点,,,记,,(为C 的右焦点)的面积分别为.121222(2)14kyy k x x k −+=+−=+OM ON OQ +=202814k x k =+02214k y k −=+222414k b k=+()22222284(14)(44)480k k k b k ∆=−+−=>()11,S x y −122221:()y y SN y y x x x x +−=−−0y =()1212211212212112122(1)(1)(2)2T x x x x x y x y k x x k x x x y y k x x x x −+−+−===+++−+−24T x b =12OMN S S =△12MN x =−=d =1122S MN d =⨯⋅=2222243212814(14)k b k OQ OT k k ⋅==++2312280(14)OT OQ S k k k ⋅−=+214b <2112k >k >322()(14)k f k k =+222222423(41)(43)(43)()(14)(14)k k k k k f k k k −+−−−'==++213124k <<k <<()0f k '>()f k 234k >k >()0f k '<()f k max()f k f ==⎝⎭21maxOT OQ S k ⎛⎫⋅−=⎪⎝⎭22221(0)x y a b a b+=>>A 1(0)x ty t =−≠y PM MF λ=PN NF μ=OMN 2OMF △2ONF △2F 123,,S S S(1)证明:为定值;(2)若,,求的取值范围.【解析】(1)由题意得F ,,所以椭圆C 的标准方程为:.设,显然,令,,则,则,,由得,解得,同理. 联立,得. ,从而(定值) (2)结合图象,不妨设,,,, λμ+123S mS S μ=+42λ−≤≤−m a (1,0)1c −⇒=2221b a c =−=2212x y +=1122(,),(,)M x y N x y 0t ≠0x =1y t =10,P t ⎛⎫⎪⎝⎭111,PM x y t ⎛⎫=− ⎪⎝⎭()111,MF x y =−−−PM MF λ=11111(,)(1,)x y x y t λ−=−−−111ty λ+=211ty μ+=22121x y x ty ⎧+=⎪⎨⎪=−⎩22(2)210t y ty +−−=12122221,11t y y y y t t −+==++121212*********y y tty ty t y y t λμ++++=+=⋅=⋅=−−4λμ+=−120y y >>1121211122S y y y y =⋅⋅−=−()21111122S y y =⋅⋅=32211122S y y =⋅⋅=−由得 代入,有,则, 解得 ,,设,则,设,则,令,解得,解得,故在上单调递减,在上单调递增,则且,则,则. 6.(2023·四川成都·统考二模)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率,.(1)求椭圆的标准方程;(2)过点的直线与该椭圆交于两点,且的方程. 【解析】(1)由已知得,解得,,所求椭圆的方程为;(2)由(1)得.①若直线的斜率不存在,则直线的方程为,由得. 111ty λ+=21211111,,13y y y tt y λμμμλμ++++====+−−123S mS S μ=+()1212111222y y my y μ−=−1212y y my y μ−=−2222111811(1)17(3)133y y y m y y y μμμμμμ⎡⎤=−+=−−=−=−++−+⎢⎥+⎣⎦42λ−≤≤−31[1,3]μλ∴+=−−∈3u μ=+[]1,3u ∈()87h u u u ⎛⎫=−+ ⎪⎝⎭()228uh u u −'=()0h u '>1u <<()0h u '<3u <<()h u ()(()max 7h u =−()()412,33h h =−=()2,7h u ⎡∈−−⎣2,7m ⎡−−⎣∈22221(0)x y a b a b+=>>12,F F e =22a c =1F l M N 、2223F M F N +=l 22c a a c⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩1a c ==1b ∴∴2212x y +=()()121,01,0F F −、l l =1x −22112x x y =−⎧⎪⎨+=⎪⎩2y =设, ,这与已知相矛盾. ②若直线的斜率存在,设直线直线的斜率为,则直线的方程为,设,联立, 消元得,,,又,, 化简得,解得或(舍去)所求直线的方程为或.7.(2023·全国·高三专题练习)设分别是椭圆的左、右焦点,过作倾斜角为的直线交椭圆于两点,到直线的距离为3,连接椭圆的四个顶点得到的菱形面积为4. (1)求椭圆的方程;(2)已知点,设是椭圆上的一点,过两点的直线交轴于点,若,1,M N ⎛⎛−− ⎝⎭⎝⎭、()222,4,04F M F N ⎛⎛⎫∴+=−+−=−= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭l l k l ()1y k x =+()()1122,,M x y N x y 、()22112y k x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩()2222124220k x k x k +++−=22121222422,1212k k x x x x k k −−∴+==++()121222212ky y k x x k ∴+=++=+()()2112221,,1,F M x y F N x y =−=−()2212122,F M F N xx y y ∴+=+−+(22F M F N x ∴+=424023170k k −−=21k =21740k =−1k ∴=±∴l 1y x =+=1y x −−12,F F 2222:1(0)x y D a b a b+=>>2F π3D ,A B 1F AB D D ()1,0M −E D ,E M l y C CE EM λ=求的取值范围;(3)作直线与椭圆交于不同的两点,其中点的坐标为,若点是线段垂直平分线上一点,且满足,求实数的值.【解析】(1)设的坐标分别为,其中; 由题意得的方程为. 因为到直线的距离为3,解得①因为连接椭圆的四个顶点得到的菱形面积为4,所以,即 ②联立①②解得: ,所求椭圆D 的方程为.(2)由(1)知椭圆的方程为,设,因为,所以所以,代入椭圆的方程, 所以,解得或.(3)由,设根据题意可知直线的斜率存在,可设直线斜率为,则直线的方程为,把它代入椭圆的方程,消去整理得: 由韦达定理得则,; 所以线段的中点坐标为. (i )当时,则,线段垂直平分线为轴,λ1l D ,P Q P ()2,0−()0,N t PQ 4NP NQ ⋅=t 12,F F ()(),0,,0c c −0c >AB )y x c −1F AB 3,=c =2223a b c −==D 12242a b ⨯⨯=2ab =2,1a b ==2214x y +=2214x y +=11(,),(0,)E x y C m CE EM λ=1111(,)(1,),x y m x y λ−=−−−11,11m x y λλλ=−=++22()1()141m λλλ−++=+2(32)(2)04m λλ++=≥23λ≥−2λ≤−()2,0P −11(,)Q x y 1l k 1l ()2y k x =+D y 2222(14)16(164)0k x k x k +++−=212162,14k x k −+=−+2122814k x k −=+112()4214k y k x k =+=+PQ 22282(,)1414k kk k −++0k =()2,0Q PQ y于是,由解得(ii )当时,则线段垂直平分线的方程为. 由点是线段垂直平分线的一点,令,得;于是由, 解得综上可得实数的值为8.(2023·全国·高三专题练习)如图所示,为椭圆的左、右顶点,焦距长为在椭圆上,直线的斜率之积为.(1)求椭圆的方程;(2)已知为坐标原点,点,直线交椭圆于点不重合),直线交于点.求证:直线的斜率之积为定值,并求出该定值. 【解析】(1)由题意,,设,,由题意可得,即,可得 (2,),(2,)NP t NQ t =−−=−244,NP NQ t ⋅=−+=t =±0k ≠PQ 222218()1414k ky x k k k −=−+++()0,N t PQ 0x =2614kt k =−+11(2,),(,)NP t NQ x y t =−−=−24211222224166104(16151)2()4141414(14)k k k k k NP NQ x t y t k k k k −++−⎛⎫⋅=−−−=+== ⎪++++⎝⎭k =2614k t k =−=+t ±,A B 2222:1(0)x yE a b a b+=>>P E ,PA PB 14−E O ()2,2C −PC E (,M M P ,BM OC G ,AP AG ()(),0,,0A a B a −()00,P x y 0000,PA PB y y k k x a x a==+−000014y y x a x a ⋅=−+−222014y x a =−−2202222222201111444x b a b a c x a a a ⎛⎫− ⎪−⎝⎭=−⇒=⇒=−又所以,椭圆的方程为;(2)由题意知,直线的斜率存在,设直线,且联立,得 由,得,所以, 设,由三点共线可得所以,直线的斜率之积为定值.9.(2023·全国·高三专题练习)已知,分别是椭圆的上、下焦点,直线过点且垂直于椭圆长轴,动直线垂直于点,线段的垂直平分线交于点,点的轨迹为.2c =c =2a =E 2214x y +=MP :MP y kx m =+()()112222,,,,k m P x y M x y =−+2214y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩()222148440k x kmx m +++−=Δ0>22410k m +−>2121222844,1414km m x x x x k k −−+==++(),G t t −,,G M B 222222222y y tt t x x y −=⇒=−−−+−11,22AG AP y tk k t x ==−++()()()()112121221212222221222AG AP y y y y y tk k t x x y x k x m x ⋅=⋅=−=−−+++−+⎡⎤++−+⎣⎦()()()()()())()()22212122212112121221222124y k x x km x x m y m x x m x m x m x x x x +++=−=−=−−++⎡⎤⎡⎤−+−+−+++⎣⎦⎣⎦()()()2222222222222222244844841414448144164161241414m kmk km m k m k m m k m k k m km m m km k m k k −−+⋅+−−++++=−=−⎡⎤⎡⎤−−−−−++⎣⎦−+⋅+⎢⎥++⎣⎦()()()()()()()2222222422141(2)818144144m k m k m k m k m m m m k m m m m km k −+−++−=−=−=−=−=−−−−−−−+,AP AG 14−F F '221:171617C x y +=1l F '2l 1l G GF 2l H H 2C(1)求轨迹的方程;(2)若动点在直线上运动,且过点作轨迹的两条切线、,切点为A 、B ,试猜想与的大小关系,并证明你的结论的正确性.【解析】(1),,椭圆半焦距长为,,,,动点到定直线与定点的距离相等,动点的轨迹是以定直线为准线,定点为焦点的抛物线,轨迹的方程是;(2)猜想证明如下:由(1)可设,,,则,切线的方程为:同理,切线的方程为: 联立方程组可解得的坐标为, 在抛物线外,,,2C P :20l x y −−=P 2C PA PB PFA ∠PFB ∠22171617x y +=∴2211716y x +=∴1410,4F ⎛⎫'− ⎪⎝⎭10,4F ⎛⎫ ⎪⎝⎭HG HF =∴H 11:4l y =−10,4F ⎛⎫⎪⎝⎭∴H 11:4l y =−10,4F ⎛⎫⎪⎝⎭∴2C 2x y =PFA PFB ∠=∠()211,A x x ()()22212,B x x x x ≠2y x =2y x '∴=112AP x x k y x =='=∴AP ()1221111220y x x x x y x x x −⇒−=−−=BP 22220x x y x −−=P 122P x x x +=12P y x x =P ∴||0FP ≠2111,4FA x x ⎛⎫=− ⎪⎝⎭12121,24x x FP x x +⎛⎫=− ⎪⎝⎭2221,4FB x x ⎛⎫=− ⎪⎝⎭22121121112122221112211111244444cos ||||||11||||4x x x x x x x x x x x FP FA AFP FP FA FP FP x x FP x +⋅−−+++⋅∴⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅∠====+− ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎝⎭⎝⋅+同理10.(2023春·江西·高三校联考阶段练习)已知椭圆+=1(a >b >0),右焦点F (1,0),,过F作两条互相垂直的弦AB ,CD .(1)求椭圆的标准方程;(2)求以A ,B ,C ,D 为顶点的四边形的面积的取值范围.【解析】(1)由题意知,,又,所以,所以,所以椭圆的标准方程为;(2)①当直线与中有一条直线的斜率为0时,另一条直线的斜率不存在,不妨设直线的斜率为0,的斜率不存在,则直线方程为,直线的方程为,联立可得所以联立可得所以所以四边形ADBC 的面积. ②当两条直线的斜率均存在且不为0时,设直线的方程为,1214cos ||||||x x FP FB BFP FP FB FP +⋅∠==cos cos AFP BFP ∴∠=∠PFA PFB ∴∠=∠22x a 22y b2c e a ==a 1c =a =222abc =+21b =2212x y +=AB CD AB CD AB 0y =CD 1x =22120x y y ⎧+=⎪⎨⎪=⎩0x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩AB =22121x y x ⎧+=⎪⎨⎪=⎩1x y =⎧⎪⎨=⎪⎩CD =11||||222S AB CD =⋅=⨯AB (1)y k x =−则直线的方程为. 将直线的方程代入椭圆方程,整理得,方程的判别式,设, 所以, ∴, 同理可得, ∴四边形ADBC 的面积 , ∵,当且仅当时取等号,∴四边形ADBC 的面积,综上①②可知,四边形ADBC 的面积的取值范围为.11.(2023·全国·高三专题练习)如图,椭圆,经过点,且斜率为的直线与椭圆交于不同的两点P ,Q (均异于点,证明:直线AP 与AQ 的斜率之和为2.CD 1(1)y x k=−−AB ()2222124220k xk x k +−+−=()2222124220k x k x k +−+−=()()42221642122880k k k k ∆=−+−=+>()()1122,,,A x y B x y 22121222422,1212k k x x x x k k −+=⋅=++12||AB x −)22112kAB k +==+)2222111||1212k k CD k k⎫+⎪+⎝⎭==++⨯))22221111||||22122k k S AB CD k k ++=⋅=⨯⨯++()2222242144122252112121k k k k k k k k k ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭===−++⎛⎫⎛⎫++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22121219k k ⎛⎛⎫++≥+= ⎪⎝⎭⎝1k =±16,29S ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭S 16,29⎡⎤⎢⎥⎣⎦22:12+=x E y (1,1)M k E (0,1)A −【解析】设,直线的方程为,两交点异于点,则 ,联立直线与椭圆方程,消去变量 并整理得,由已知,由韦达定理得,则所以可知直线与的斜率之和为2.12.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,,,是椭圆上的三个动点,且,,若,求的值.【解析】由题可知,设,,,由,得, 满足,可得,()()1122,,,P x y Q x y PQ (1)1y k x =−+A 2k ≠y ()222221124(1)2402(1)1x y k x k k x k k y k x ⎧+=⎪⇒++−+−=⎨⎪=−+⎩0∆>21212224(1)24,1212k k k kx x x x k k −−+==++()()12121212121211AP AQ k x k x y y k k x x x x −+−++++=+=+()()12121212122(2)(2)2kx x k x x k x x k x x x x +−+−+==+222244122(2)1224k k k k k k k k−+=+−⋅⋅+−()2212k k =−−=AP AQ 22162x y +=1F 2F A B P 11PF F A λ=22PF F B μ=2λ=μ2226,2,4a b c ===()00,P x y 11(,)A x y 22(,)B x y 11PF F A λ=22PF F B μ=()1,0F c −0101101x x c y y λλλλ+⎧−=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩()010110x x c y y λλλ⎧+=−+⎨+=⎩满足,可得,由,可得, 所以,∴,, 又,∴, 同理可得, ∴, 所以,又,所以.13.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的离心率为,且直线被椭圆. (1)求椭圆的方程;(2)以椭圆的长轴为直径作圆,过直线上的动点作圆的两条切线,设切点为,若直线与椭圆交于不同的两点,,求的取值范围.【解析】(1)直线,经过点,,被椭圆,可得.又,,解得:,,, ()2,0F c 0202101x x c y y μμμμ+⎧=⎪+⎪⎨+⎪=⎪+⎩()020210x x c y y μμμ⎧+=−+⎨+=⎩22002222112211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩2200222222211221x y a b x y a b λλλ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩()()()()010*******21x x x x y y y y abλλλλλ−+−++=−()()()()0101211x x x x a λλλλ−+=−+()()2011a x x cλλ−=−−()()011x x c λλ+=−+222202a c a c x c cλ−+=−222202a c a c x c c μ−+=−+()22222a c a c c cλμ−++=⋅2222210a c a cλμ++=⋅=−2λ=8μ=22122:1(0)x y C a b a b+=>>121:1x yl a b+=1C 1C 1C 2C 2:4l y =M 2C ,A B AB 1C C D ||||CD AB ⋅1:1x yl a b+=(,0)a (0,)b 1C 227a b +=12c a =222a b c =+24a =23b =1c =椭圆的方程为.(2)由(1)可得:圆的方程为:.设,则以为直径的圆的方程为:,与相减可得:直线的方程为:,设,,,,联立,化为:,,则,,故又圆心到直线的距离,令,则,可得,可得:14.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆的两个焦点,,动点在椭圆上,且使得的点恰有两个,动点到焦点的距离的最大值为∴1C22143x y+=2C224x y+=(2,4)M t OM222()(2)4x t y t−+−=+224x y+=AB2440tx y+−=1(C x1)y2(D x2)y222440143tx yx y+−=⎧⎪⎨+=⎪⎩22(3)480t x tx+−−=248(2)0t∆=+>12243tx xt+=+12283x xt=⋅−+||CDO AB d=||AB∴=||||AB CD∴⋅==23(3)t m m+=≥||||AB CD⋅==3m≥3233m≤−<||||AB CD⋅<22122:1(0)x yC a ba b+=>>1F2F P 1290F PF∠=︒P P1F2(1)求椭圆的方程;(2)如图,以椭圆的长轴为直径作圆,过直线作圆的两条切线,设切点分别为,,若直线与椭圆交于不同的两点,,求弦长的取值范围. 【解析】(1)设半焦距为,由使得的点恰有两个可得, 动点到焦点的距离的最大值为,可得所以椭圆的方程是. (2)圆的方程为,设直线的坐标为.设,连接OA ,因为直线为切线,故,否则直线垂直于轴,则与直线若,则,故, 故直线的方程为:, 整理得到:;当时,若,直线的方程为:;若,则直线的方程为:, 满足.故直线的方程为,同理直线的方程为, 又在直线和上,即,故直线的方程为.1C 1C 2C x =−T 2C A B AB 1C C D ||CD c 1290F PF ∠=︒P ,b c a =P 1F 22a c +=2,a c =1C 22142x y +=2C 224x y +=x =−T ()t −1122(,),(,)A x y B x y AT 10y ≠AT x AT x =−10x ≠11OA y k x =11AT x k y =−AT ()1111x y y x x y −=−−2211114x x y y x y +=+=10x =(0,2)A AT 2y =(0,2)A −AT =2y −114x x y y +=AT 114x x y y +=BT 224x x y y +=()t −AT BT 112244ty ty ⎧−+=⎪⎨−+=⎪⎩AB 4ty −+=联立,消去得,设,. 则, 从而, 又,从而,所以. 15.(2023·全国·高三专题练习)已知、分别为椭圆的左、右焦点,且右焦点的坐标为,点在椭圆上,为坐标原点.(1)求椭圆的标准方程(2)若过点的直线与椭圆交于两点,且的方程; (3)过椭圆上异于其顶点的任一点,作圆的两条切线,切点分别为,(,224142ty x y ⎧−+=⎪⎨+=⎪⎩x 22(16)8160t y ty +−−=33(,)C x y 44(,)D x y 343422816,1616t y y y y t t −+==++||CD 224(8)16t t +=+232416t −=++21616t +≥2322016t −−≤<+||[2,4)CD ∈1F 2F 2222:1(0)x yC a b a b+=>>2F (1,0)(P C O C 2F l C ,A B ||AB =l C Q 22:1O x y +=M N M不在坐标轴上),若直线在轴、轴上的截距分别为、,那么是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由. 【解析】(1)椭圆的右焦点的坐标为,椭圆的左焦点的坐标为,由椭圆的定义得, 所以,由题意可得,即,即椭圆的方程为;(2)直线与椭圆的两个交点坐标为,, ①当直线垂直轴时,方程为:,代入椭圆可得,舍去;②当直线不垂直轴时,设直线联立,消得,,则,,恒成立., 又, N MN x y m n 2212m n+C 2F (1,0)∴C 1F (1,0)−12||||2PF PF a +=2a =a ∴=22a =1c =2221b ac =−=C 2212x y +=l C ()11,A x y ()22,B x y l x l 1x =y =||AB =l x :(1)l y k x =−2212(1)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=−⎩y ()2222124220k x k x k +−+−=2122421k x x k +=+21222221k x x k −=+()()()()22222442122810k k k k ∆=−+−=+>22AB =()()22121214k x x x x ⎡⎤=++−⎣⎦()()22228121k k +=+||AB =()()222228132921k k +==+⎝⎭化简得,,即,解得或(舍去),所以,直线方程的方程为或. (3)是定值,定值为2.设点,,,连接,,,,则有,. ,不在坐标轴上,则,, 则,, 直线的方程为,即,① 同理直线的方程为,②,将点代入①②,得,显然,满足方程,直线的方程为,分别令,,得到,,,,又满足,,即.16.(2023·全国·高三专题练习)某同学在探究直线与椭圆的位置关系时发现椭圆的一个重要性427250k k −−=()()227510k k +−=21k =257k =−1k =±∴l 10x y −−=10x y +−=()00,Q x y ()33,M x y ()44,N x y OM ON 0M MQ ⊥ON NQ ⊥22331x y +=22441x y +=M N 33MO y k x =44NO y k x =331MQ MOx k k y =−=−441NQ NO x k k y =−=−∴MQ ()3333x y y x x y −=−−2233331xx yy x y +=+=⋯NQ 441xx yy +=⋯Q 0303040411x x y y x x y y +=⎧⎨+=⎩()33,M x y ()44,N x y 001xx yy +=∴MN 001xx yy +=0x =0y =01n x =01=m y 01y m ∴=01x n =()00,Q x y 2212x y +=∴221112m n +=22122m n +=质:椭圆在任意一点,处的切线方程为.现给定椭圆,过的右焦点的直线交椭圆于,两点,过,分别作的两条切线,两切线相交于点. (1)求点的轨迹方程;(2)若过点且与直线垂直的直线(斜率存在且不为零)交椭圆于,两点,证明:为定值. 【解析】(1)由题意F 为,设直线为,,,,, 易得在点处切线为,在点处切线为, 由得,又,,可得,故点的轨迹方程.(2)证明:联立的方程与的方程消去,得.由韦达定理,得,,所以,因为,直线MN 可设为,同理得, 所以.2222:1(0)x y C a b a b+=>>0(M x 0)y 00221xx yy a b +=22:143x y C +=C F l C P Q P Q C G G F l C M N 11||||PQ MN +()1,0PQ 1x ty =+1(P x 1)y 2(Q x 2)y P 11143x x y y +=Q 22143x x y y+=11221,431,43x xy yx x y y⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩1122124()y y x x y x y −=−111x ty =+221x ty =+4x =G 4x =l C 221143x ty x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩x 22(34)690t y ty ++−=122634t y y t +=−+122934y y t =−+2212(1)||34t PQ t +=+PQ MN ⊥11x y t =−+2222112(1)12(1)||13434t t MN t t++==+⋅+22221134347||||12(1)12(1)12t t PQ MN t t +++=+=++。
高考圆锥曲线经典真题知识整合:直线与圆锥曲线联系在一起的综合题在高考中多以高档题、压轴题出现,主要涉及位置关系的判定,弦长问题、最值问题、对称问题、轨迹问题等.突出考查了数形结合、分类讨论、函数与方程、等价转化等数学思想方法,要求考生分析问题和解决问题的能力、计算能力较高,起到了拉开考生“档次”,有利于选拔的功能.1.(江西卷15)过抛物线22(0)x py p =>的焦点F 作倾角为30o 的直线,与抛物线分别交于A 、B 两点(A 在y 轴左侧),则AFFB= .132 (2008年安徽卷)若过点A(4,0)的直线l 与曲线22(2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为 ( ) A. [3,3] B. (3,3) C.33[33-D. 33(,33-3(2008年海南---宁夏卷)设双曲线221916x y -=的右顶点为A,右焦点为F,过点F平行双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B,则三角形AFB 的面积为-___________. 热点考点探究:考点一:直线与曲线交点问题例1.已知双曲线C :2x2-y2=2与点P(1,2)(1)求过P(1,2)点的直线l 的斜率取值范围,使l 与C 分别有一个交点,两个交点,没有交点.解:(1)当直线l 的斜率不存在时,l 的方程为x=1,与曲线C 有一个交点.当l的斜率存在时,设直线l 的方程为y -2=k(x -1),代入C 的方程,并整理得 (2-k2)x2+2(k2-2k)x -k2+4k -6=0 (*) (ⅰ)当2-k2=0,即k=±2时,方程(*)有一个根,l 与C 有一个交点(ⅱ)当2-k2≠0,即k ≠±2时Δ=[2(k2-2k)]2-4(2-k2)(-k2+4k -6)=16(3-2k) ①当Δ=0,即3-2k=0,k=23时,方程(*)有一个实根,l 与C 有一个交点.②当Δ>0,即k <23,又k ≠±2,故当k <-2或-2<k <2或2<k <23时,方程(*)有两不等实根,l 与C 有两个交点. ③当Δ<0,即k >23时,方程(*)无解,l与C 无交点.综上知:当k=±2,或k=23,或k 不存在时,l 与C 只有一个交点; 当2<k <23,或-2<k <2,或k <-2时,l 与C 有两个交点;当k >23时,l与C 没有交点.(2)假设以Q 为中点的弦存在,设为AB ,且A(x1,y1),B(x2,y2),则2x12-y12=2,2x22-y22=2两式相减得:2(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2) 又∵x1+x2=2,y1+y2=2 ∴2(x1-x2)=y1-y1 即kAB=2121x x y y --=2但渐近线斜率为±2,结合图形知直线AB 与C 无交点,所以假设不正确,即以Q 为中点的弦不存在.(2)若Q(1,1),试判断以Q 为中点的弦是否存在. 考点二:圆锥曲线中的最值问题对于圆锥曲线问题上一些动点,在变化过程中会引入一些相互联系、相互制约的变量,从而使变量与其中的参变量之间构成函数关系,此时,用函数思想与函数方法处理起来十分方便。
(一)数学全国1卷设椭圆22:12x C y +=的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于,A B 两点,点M 的坐标为(2,0).(1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠. 解:(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为x=1.由已知可得,点A 的坐标为或(1,.所以AM 的方程为y x =+y x =. (2)当l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=︒.当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠.当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,1221(,),(,)A y x y x B ,则12x x <<MA ,MB 的斜率之和为212122MA MB x x y yk k +=+--. 由1122,y k k x y k x k =-=-得121212(23()42)(2)MA MB x x x x k k x x kk k -+++=--.将(1)y k x =-代入2212x y +=得 2222(21)4220k x k x k +-+-=.所以,21221222422,2121x x x k k k x k -+==++.则3131322244128423()4021k k k k kk k k k x x x x --++-++==+. 从而0MA MB k k +=,故MA ,MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠.综上,OMA OMB∠=∠.已知椭圆C:2222=1x ya b+(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(–1,P4(1,C上.(1)求C的方程;(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为–1,证明:l过定点.解:(1)由于3P,4P两点关于y轴对称,故由题设知C经过3P,4P两点.又由222211134a b a b+>+知,C不经过点P1,所以点P2在C上.因此222111314ba b⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2241ab⎧=⎪⎨=⎪⎩.故C的方程为2214xy+=.(2)设直线P2A与直线P2B的斜率分别为k1,k2,如果l与x轴垂直,设l:x=t,由题设知0t≠,且||2t<,可得A,B的坐标分别为(t,),(t,).则121k k+-=-,得2t=,不符合题设.从而可设l:y kx m=+(1m≠).将y kx m=+代入2214xy+=得222(41)8440k x kmx m+++-=由题设可知22=16(41)0k m∆-+>.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2841kmk-+,x1x2=224441mk-+.而12121211y y k k x x --+=+121211kx m kx m x x +-+-=+ 1212122(1)()kx x m x x x x +-+=.由题设121k k +=-,故1212(21)(1)()0k x x m x x ++-+=.即222448(21)(1)04141m kmk m k k --+⋅+-⋅=++.解得12m k +=-.当且仅当1m >-时,0∆>,欲使l :12m y x m +=-+,即11(2)2m y x ++=--,所以l 过定点(2,1-) 数学全国1卷设圆222150x y x ++-=的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E. (I )证明EA EB +为定值,并写出点E 的轨迹方程;(II )设点E 的轨迹为曲线C1,直线l 交C1于M,N 两点,过B 且与l 垂直的直线与圆A 交于P ,Q 两点,求四边形MPNQ 面积的取值范围.【答案】(I )13422=+y x (0≠y );(II ))38,12[ 【解析】试题分析:(I )利用椭圆定义求方程;(II )把面积表示为关于斜率k 的函数,再求最值。
历年高考圆锥曲线2000年:(10)过原点的直线与圆相切,若切点在第三象限,则该直03422=+++x y x 线的方程是( )(A ) (B ) (C )(D )x y 3=x y 3-=x 33x 33-(11)过抛物线的焦点F 作一条直线交抛物线于P 、Q 两点,若线()02>=a ax y段PF 与FQ 的长分别是、,则等于( )p q qp 11+(A )(B )(C ) (D )a 2a21a 4a4(14)椭圆的焦点为、,点P 为其上的动点,当为钝角14922=+y x 1F 2F 21PF F ∠ 时,点P 横坐标的取值范围是________。
(22)(本小题满分14分)如图,已知梯形ABCD 中,点E 分有向线段所成的比为,CD AB 2=AC λ双曲线过C 、D 、E 三点,且以A 、B 为焦点。
当时,求双曲线离心率4332≤≤λ的取值范围。
e 2004年3.过点(-1,3)且垂直于直线的直线方程为( )032=+-y x A .B .C .D .12=-+y x 052=-+y x 052=-+y x 072=+-y x 8.已知圆C 的半径为2,圆心在轴的正半轴上,直线与圆C 相切,则圆x 0443=++y x C 的方程为( )A .B .03222=--+x y x 0422=++x y x C .D .3222=-++x y x 0422=-+x y x 8.(理工类)已知椭圆的中心在原点,离心率,且它的一个焦点与抛物线21=e 的焦点重合,x y 42-= 则此椭圆方程为( )A .B .13422=+y x 16822=+y x C .D .1222=+y x 1422=+y x 22.(本小题满分14分)双曲线的焦距为2c ,直线过点(a ,0)和(0,b ),且点)0,1(12222>>=-b a by a x l (1,0)到直线的距离与点(-1,0)到直线的距离之和求双曲线的离心率e l l .54c s ≥的取值范围.2005年:9.已知双曲线的焦点为,点在双曲线上且则点1222=-y x 12,F F M 120,MF MF ⋅= 到M 轴的距离为(x )A .B .CD435310.设椭圆的两个焦点分别为过作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△为12,,F F 2F 12F PF等腰直角三角形,则椭圆的离心率是()A B C .D 2121、(理工类)(本小题满分12分)设,两点在抛物线上,是的垂直平分线。
高中数学圆锥曲线专题*注意事项:1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写2、提前xx 分钟收取答题卡阅卷人一、单选题(共10题;共20分)得分1. ( 2分) 波罗尼斯(古希腊数学家,的公元前262-190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,它将圆锥曲线的性质网罗殆尽,几乎使后人没有插足的余地.他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(k>0,且k≠1)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.现有椭圆=1(a>b>0),A,B为椭圆的长轴端点,C,D为椭圆的短轴端点,动点M满足=2,△MAB面积的最大值为8,△MCD面积的最小值为1,则椭圆的离心率为()A. B. C. D.2. ( 2分) 古希腊数学家阿波罗尼奥斯的著作圆锥曲线论中给出了圆的另一种定义:平面内,到两个定点A、B距离之比是常数的点M的轨迹是圆若两定点A、B的距离为3,动点M满足,则M点的轨迹围成区域的面积为A. B. C. D.3. ( 2分) 已知、为双曲线的左、右焦点,过右焦点的直线,交的左、右两支于、两点,若为线段的中点且,则双曲线的离心率为()A. B. C. D.4. ( 2分) 已知双曲线的右焦点为,点,为双曲线左支上的动点,且周长的最小值为16,则双曲线的离心率为()A. 2B.C.D.5. ( 2分) 关于曲线:性质的叙述,正确的是()A. 一定是椭圆B. 可能为抛物线C. 离心率为定值D. 焦点为定点6. ( 2分) 古希腊数学家阿波罗尼奧斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(k>0,k≠1)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.在平面直角坐标系中,设A(﹣3,0),B(3,0),动点M满足=2,则动点M的轨迹方程为()A. (x﹣5)2+y2=16B. x2+(y﹣5)2=9C. (x+5)2+y2=16D. x2+(y+5)2=97. ( 2分) 已知是双曲线上一点,且在轴上方,,分别是双曲线的左、右焦点,,直线的斜率为,的面积为,则双曲线的离心率为()A. 3B. 2C.D.8. ( 2分) 在正四面体中,点为所在平面上的动点,若与所成角为定值,则动点的轨迹是()A. 圆B. 椭圆C. 双曲线D. 抛物线9. ( 2分) 已知,及抛物线方程为,点在抛物线上,则使得为直角三角形的点个数为()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个10. ( 2分) 已知双曲线的左、右焦点分别为,,若双曲线上存在点P使,则离心率的取值范围是()A. B. C. D.阅卷人二、填空题(共10题;共10分)得分11. ( 1分) 已知正实数是的等比中项,则圆锥曲线=1的离心率为________12. ( 1分) 设抛物线的焦点为F,过点F的直线l与抛物线交于A,B两点,且,则弦长________.13. ( 1分) 已知双曲线:(,)的左,右焦点分别为,,过右支上一点作双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为.若的最小值为,则双曲线的离心率为________.14. ( 1分) 若椭圆的离心率为,则的短轴长为________.15. ( 1分) 从抛物线图象上一点作抛物线准线的垂线,垂足为,且,设为抛物线的焦点,则的面积为________.16. ( 1分) 设抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于,两点,且,点是坐标原点,则的面积为________17. ( 1分) 已知双曲线的下焦点为,虚轴的右端点为,点在的上支,为坐标原点,直线和直线的倾斜角分别为,,若,则的最小值为________.18. ( 1分) 已知为椭圆的左焦点,过点的直线交椭圆于两点,若,则直线的斜率为________.19. ( 1分) 椭圆的左、右焦点分别为、,点P在椭圆C上,已知,则________.20. ( 1分) 已知椭圆的右顶点为A,左,右焦点为F1,F2,过点F2与x轴垂直的直线与椭圆的一个交点为B.若|F1F2|=2,|F2B| ,则点F1到直线AB的距离为________.阅卷人三、解答题(共30题;共280分)得分21. ( 10分) 已知椭圆E:=1(a>b>0)的上、下焦点分别为F1,F2,点D在椭圆上,DF2⊥F1F2,△F1F2D的面积为2 ,离心率e= ,抛物线C:x2=2py(p>0)的准线l经过D点.(1)求椭圆E与抛物线C的方程;(2)过直线l上的动点P作抛物线的两条切线,切点为A,B,直线AB交椭圆于M,N两点,当坐标原点O落在以MN为直径的圆外时,求点P的横坐标t的取值范围.22. ( 10分) 椭圆C1:+y2=1,椭圆C2:(a>b>0)的一个焦点坐标为(,0),斜率为1的直线l与椭圆C2相交于A、B两点,线段AB的中点H的坐标为(2,﹣1).(1)求椭圆C2的方程;(2)设P为椭圆C2上一点,点M、N在椭圆C1上,且,则直线OM与直线ON的斜率之积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.23. ( 10分) 已知A(1,)是离心率为的椭圆E:+ =1(a>b>0)上的一点,过A作两条直线交椭圆于B、C两点,若直线AB、AC的倾斜角互补.(1)求椭圆E的方程;(2)试证明直线BC的斜率为定值,并求出这个定值;(3)△ABC的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值?若不存在,说明理由.24. ( 10分) 设抛物线C1:y2=8x的准线与x轴交于点F1,焦点为F2.以F1,F2为焦点,离心率为的椭圆记为C2.(Ⅰ)求椭圆C2的方程;(Ⅱ)设N(0,﹣2),过点P(1,2)作直线l,交椭圆C2于异于N的A、B两点.(ⅰ)若直线NA、NB的斜率分别为k1、k2,证明:k1+k2为定值.(ⅱ)以B为圆心,以BF2为半径作⊙B,是否存在定⊙M,使得⊙B与⊙M恒相切?若存在,求出⊙M的方程,若不存在,请说明理由.25. ( 10分) 在平面直角坐标系xOy中,椭圆:的离心率为,y轴于椭圆相交于A、B两点,,C、D是椭圆上异于A、B的任意两点,且直线AC、BD相交于点M,直线AD、BC相交于点N.(1)求椭圆的方程;(2)求直线MN的斜率.26. ( 10分) 已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,点G在椭圆C上,且• =0,△GF1F2的面积为2.(1)求椭圆C的方程;(2)直线l:y=k(x﹣1)(k<0)与椭圆Γ相交于A,B两点.点P(3,0),记直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,当最大时,求直线l的方程.27. ( 10分) 已知椭圆的中心在原点,焦点在轴上,左右焦点分别为,,且,点在椭圆上.(1)求椭圆的方程;(2)过的直线与椭圆相交于两点,且的面积为,求以为圆心且与直线相切的圆的方程.28. ( 10分) 设椭圆+ =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为.已知A是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,F到抛物线的准线l的距离为.(Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;(Ⅱ)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于A),直线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为,求直线AP的方程.29. ( 10分) 如图,在平面直角坐标系中,已知椭圆的左、右顶点分别为,,过右焦点的直线与椭圆交于,两点(点在轴上方).(1)若,求直线的方程;(2)设直线,的斜率分别为,.是否存在常数,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.30. ( 10分) 已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F与椭圆C的一个焦点重合,且抛物线的准线与椭圆C 相交于点.(1)求抛物线的方程;(2)过点F是否存在直线l与椭圆C交于M,N两点,且以MN为对角线的正方形的第三个顶点恰在y轴上?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.31. ( 10分) 已知椭圆的长轴长为4,离心率为.(I)求C的方程;(II)设直线交C于A,B两点,点A在第一象限, 轴,垂足为M, 连结BM并延长交C于点N.求证:点A在以BN为直径的圆上.32. ( 10分) 已如椭圆E:()的离心率为,点在E上.(1)求E的方程:(2)斜率不为0的直线l经过点,且与E交于P,Q两点,试问:是否存在定点C,使得?若存在,求C的坐标:若不存在,请说明理由33. ( 5分) 已知点P(x,y)满足条件.(Ⅰ)求点P的轨迹C的方程;(Ⅱ)直线l与圆O:x2+y2=1相切,与曲线C相较于A,B两点,若,求直线l的斜率.34. ( 5分) 设直线l:y=k(x+1)(k≠0)与椭圆3x2+y2=a2(a>0)相交于A、B两个不同的点,与x轴相交于点C,记O为坐标原点.(Ⅰ)证明:a2>;(Ⅱ)若,求△OAB的面积取得最大值时的椭圆方程.35. ( 15分) 已知点在抛物线上,是直线上的两个不同的点,且线段的中点都在抛物线上.(Ⅰ)求的取值范围;(Ⅱ)若的面积等于,求的值.36. ( 5分) 如图,曲线Γ由曲线C1:(a>b>0,y≤0)和曲线C2:(a>0,b>0,y>0)组成,其中点F1,F2为曲线C1所在圆锥曲线的焦点,点F3,F4为曲线C2所在圆锥曲线的焦点,(Ⅰ)若F2(2,0),F3(﹣6,0),求曲线Γ的方程;(Ⅱ)如图,作直线l平行于曲线C2的渐近线,交曲线C1于点A、B,求证:弦AB的中点M必在曲线C2的另一条渐近线上;(Ⅲ)对于(Ⅰ)中的曲线Γ,若直线l1过点F4交曲线C1于点C、D,求△CDF1面积的最大值.37. ( 5分) 已知椭圆的离心率为,,分别是椭圆的左右焦点,过点的直线交椭圆于,两点,且的周长为12.(Ⅰ)求椭圆的方程(Ⅱ)过点作斜率为的直线与椭圆交于两点,,试判断在轴上是否存在点,使得是以为底边的等腰三角形若存在,求点横坐标的取值范围,若不存在,请说明理由.38. ( 10分) 如图,已知点F为抛物线C:()的焦点,过点F的动直线l与抛物线C交于M,N两点,且当直线l的倾斜角为45°时,.(1)求抛物线C的方程.(2)试确定在x轴上是否存在点P,使得直线PM,PN关于x轴对称?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.39. ( 10分) 已知椭圆过点,且离心率为.(1)求椭圆的标准方程;(2)若点与点均在椭圆上,且关于原点对称,问:椭圆上是否存在点(点在一象限),使得为等边三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.40. ( 5分) 已知椭圆E: 过点(0,1)且离心率.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)设动直线l与两定直线l1:x﹣y=0和l2:x+y=0分别交于P,Q两点.若直线l总与椭圆E有且只有一个公共点,试探究:△OPQ的面积是否存在最小值?若存在,求出该最小值;若不存在,说明理由.41. ( 10分) 已知抛物线,抛物线与圆的相交弦长为4. (1)求抛物线的标准方程;(2)点为抛物线的焦点,为抛物线上两点,,若的面积为,且直线的斜率存在,求直线的方程.42. ( 10分) 设椭圆的左、右焦点分别为,、,,点在椭圆上,为原点.(1)若,,求椭圆的离心率;(2)若椭圆的右顶点为,短轴长为2,且满足为椭圆的离心率).①求椭圆的方程;②设直线:与椭圆相交于、两点,若的面积为1,求实数的值.43. ( 10分) 已知椭圆C:(a>b>0)的右焦点为F(1,0),且点P在椭圆C上,O为坐标原点.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设过定点T(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,且∠AOB为锐角,求直线l的斜率k的取值范围.44. ( 10分) 在圆上任取一点,过点作轴的垂线段,为垂足,当点在圆上运动时,点在线段上,且,点的轨迹为曲线.(1)求曲线的方程;(2)过抛物线:的焦点作直线交抛物线于,两点,过且与直线垂直的直线交曲线于另一点,求面积的最小值,以及取得最小值时直线的方程.45. ( 10分) 已知点,分别是椭圆的长轴端点、短轴端点,为坐标原点,若,.(1)求椭圆的标准方程;(2)如果斜率为的直线交椭圆于不同的两点(都不同于点),线段的中点为,设线段的垂线的斜率为,试探求与之间的数量关系.46. ( 10分) 已知椭圆E:+ =1(a>b>0)过点,且离心率e为.(1)求椭圆E的方程;(2)设直线x=my﹣1(m∈R)交椭圆E于A,B两点,判断点G 与以线段AB为直径的圆的位置关系,并说明理由.47. ( 10分) 已知椭圆C:=1(a>b>0),圆Q:(x﹣2)2+(y﹣)2=2的圆心Q在椭圆C 上,点P(0,)到椭圆C的右焦点的距离为.(1)求椭圆C的方程;(2)过点P作互相垂直的两条直线l1,l2,且l1交椭圆C于A,B两点,直线l2交圆Q于C,D两点,且M为CD的中点,求△MAB的面积的取值范围.48. ( 10分) 已知椭圆C:+ =1(a>b>0)的离心率为,椭圆短轴的一个端点与两个焦点构成的三角形的面积为.(1)求椭圆C的方程;(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆C相交于A、B两点.①若线段AB中点的横坐标为﹣,求斜率k的值;②若点M(﹣,0),求证:• 为定值.49. ( 10分) 已知椭圆的焦距为分别为椭圆的左、右顶点,为椭圆上的两点(异于),连结,且斜率是斜率的倍.(1)求椭圆的方程;(2)证明:直线恒过定点.50. ( 10分) 如图,中心为坐标原点O的两圆半径分别为,,射线OT与两圆分别交于A、B两点,分别过A、B作垂直于x轴、y轴的直线、,交于点P.(1)当射线OT绕点O旋转时,求P点的轨迹E的方程;(2)直线l:与曲线E交于M、N两点,两圆上共有6个点到直线l的距离为时,求的取值范围.答案解析部分一、单选题1.【答案】D【考点】椭圆的简单性质【解析】【解答】设A(-a,0),B(a,0),M(x,y).∵动点M满足=2,则 =2,化简得.∵△MAB面积的最大值为8,△MCD面积的最小值为1,∴,解得,∴椭圆的离心率为.故答案为:D.【分析】设A(-a,0),B(a,0),M(x,y).∵动点M满足=2,则利用两点距离公式得出,∵△MAB面积的最大值为8,△MCD面积的最小值为1,利用三角形面积公式求出a,b的值,再利用椭圆中a,b,c三者的关系式结合离心率公式变形求出椭圆的离心率。
以下题目全是经典的高考题目,希望对您有帮助!!圆锥曲线1.如图,设抛物线方程为x 2=2py (p >0),M 为直线p y 2-=上任意一点,过M 引抛物线的切线,切点分别为A ,B .(1)求证:A ,M ,B 三点的横坐标成等差数列; (2)已知当M 点的坐标为(2,p 2-)时,AB = (3)是否存在点M ,使得点C 关于直线AB 的对称点D 在抛物线22(0)x py p =>上,其中,点C 满足OC OA OB =+(O 为坐标原点).若存在,求出所有适合题意的点M 的坐标;若不存在,请说明理由. 解:(1)证明:由题意设221212120(,),(,),,(,2).22x x A x B x x x M x p p p-<由22x py =得22x y p =,则,x y p'= 所以12,.MA MB x x k k p p ==因此直线MA :102(),x y p x x p +=- 直线MB :202().xy p x x p+=-所以211102(),2x x p x x p p +=- ① 222202().2x x p x x p p+=- ② 由①、②得: 0122.x x x =+所以A 、M 、B 三点的横坐标成等差数列. (2)解:由(1)知,当x 0=2时, 将其代入①、②并整理得:2211440,x x p --= 2222440,x x p --=所以x 1、x 2是方程22440x x p --=的两根,因此212124,4,x x x x p +==-又22210122122,2ABx x x x x p p k x x p p-+===-所以2.AB k p =由弦长公式AB==又AB=p=1或p=2,因此所求抛物线方程为22x y=或24.x y=(3)解:设D(x3,y3),由题意得C(x1+ x2, y1+ y2),则CD的中点坐标为123123(,),22x x x y y yQ++++设直线AB的方程为011(),xy y x xp-=-由点Q在直线AB上,并注意到点1212(,)22x x y y++也在直线AB上,代入得033.xy xp=若D(x3,y3)在抛物线上,则2330322,x py x x==因此x3=0或x3=2x0. 即D(0,0)或22(2,).xD xp(1’ 当x0=0时,则12020x x x+==,此时,点M(0,-2p)适合题意.(2’ 当x≠,对于D(0,0),此时221222221212002(2,),,224CDx xx x x xpC x kp x px+++==又0,ABxkp=AB⊥CD,所以22220121221,44AB CDx x x x xk kp px p++===-即222124,x x p+=-矛盾.对于22(2,),xD xp因为2212(2,),2x xC xp+此时直线CD平行于y轴,又00,ABxkp=≠所以直线AB与直线CD不垂直,与题设矛盾,所以x≠时,不存在符合题意的M点. 综上所述,仅存在一点M(0,-2p)适合题意.2.已知曲线11(0)xyC a ba b+=>>:所围成的封闭图形的面积为1C的内切圆半径为3.记2C为以曲线1C与坐标轴的交点为顶点的椭圆.(O为坐标原点)(Ⅰ)求椭圆2C 的标准方程;(Ⅱ)设AB 是过椭圆2C 中心的任意弦,l 是线段AB 的垂直平分线.M 是l 上异于椭圆中心的点.(1)若MO OA λ=,当点A 在椭圆2C 上运动时,求点M 的轨迹方程; (2)若M 是l 与椭圆2C 的交点,求AMB △的面积的最小值.解:(Ⅰ)由题意得23ab ⎧=⎪⎨= 又0a b >>,解得25a =,24b =.因此所求椭圆的标准方程为22154x y +=. (Ⅱ)(1)假设AB 所在的直线斜率存在且不为零,设AB 所在直线方程为(0)y kx k =≠,()A A A x y ,.解方程组22154x y y kx ⎧+=⎪⎨⎪=⎩,,得222045A x k =+,2222045A k y k =+, 所以22222222202020(1)454545AAk k OA x y k k k +=+=+=+++.设()M x y ,由(0)MO OA λλ=≠,所以222MO OA λ=,即2222220(1)45k x y kλ++=+, 因为l 是AB 的垂直平分线,所以直线l 的方程为1y x k=-,即x k y =-,因此22222222222220120()4545x y x y x y x y x y λλ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭+==++, 又220x y +≠,所以2225420x y λ+=,故22245x y λ+=. 又当0k =或不存在时,上式仍然成立.综上所述,M 轨迹222(0)45x y λλ+=≠. (2)当k 存在且0k ≠时,由(1)得222045Ax k =+,2222045A k y k =+,由221541x y y x k ⎧+=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,,解得2222054M k x k =+,222054M y k =+, 所以2222220(1)45AAk OA x y k +=+=+,222280(1)445k AB OA k +==+,22220(1)54k OM k+=+. 解法一:由于22214AMBSAB OM =△2222180(1)20(1)44554k k k k ++=⨯⨯++ 2222400(1)(45)(54)k k k +=++22222400(1)45542k k k +⎛⎫+++ ⎪⎝⎭≥222221600(1)4081(1)9k k +⎛⎫== ⎪+⎝⎭, 当且仅当224554k k +=+时等号成立,即1k =±时等号成立,此时最小409AMB S =△.当0k =,140229AMB S =⨯=>△. 当k不存在时,140429AMB S ==>△.综上,AMB △的面积的最小值为409.解法二:因为222222111120(1)20(1)4554k k OAOMk k +=+++++2224554920(1)20k k k +++==+,又22112OA OMOAOM+≥,409OA OM ≥,当且仅当224554k k +=+时等号成立,即1k =±时等号成立,此时AMB △面积的最小值是409AMB S =△.下同解法一. 3.已知m ∈R ,直线l :2(1)4mx m y m -+=和圆C :2284160x y x y +-++=.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么?解: (1)直线l 的方程可化为22411m m y x m m =-++,此时斜率21mk m =+ 因为()2112m m ≤+,所以2112m k m =≤+,当且仅当1m =时等号成立 所以,斜率k 的取值范围是11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦;(2)不能.由(1)知l 的方程为()4y k x =-,其中12k ≤; 圆C的圆心为()4,2C -,半径2r =;圆心C到直线l的距离d =由12k ≤,得1d ≥>,即2rd >,从而,若l 与圆C相交,则圆C截直线l 所得 的弦所对的圆心角小于23π,所以l 不能将圆C分割成弧长的比值为12的两段弧; 4.双曲线的中心为原点O ,焦点在x 轴上,两条渐近线分别为12l l ,,经过右焦点F 垂直于1l 的直线分别交12l l ,于A B ,两点.已知OA AB OB 、、成等差数列,且BF 与FA 同向.(Ⅰ)求双曲线的离心率;(Ⅱ)设AB 被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.解:(Ⅰ)设OA m d =-,AB m =,OB m d =+则由题有:222()()m d m m d -+=+ 得:14d m =,tan b AOF a ∠=,4tan tan 23AB AOB AOF OA ∠=∠== 由倍角公式∴22431ba b a =⎛⎫- ⎪⎝⎭,解得12b a =,则离心率e = (Ⅱ)过F 直线方程为()ay x c b=--,与双曲线方程22221x y a b -=联立将2a b =,c =代入,化简有22152104x x b b-+=124x =-=将数值代入,有4=解得3b = 故所求的双曲线方程为221369x y -=。
培优点十九圆锥曲线综合1.直线过定点2xxF轴的离心率为且垂直于,过左焦点例1:已知中心在原点,焦点在轴上的椭圆C2P两点,且,的直线交椭圆于.Q2?2PQ C(1)求的方程;C??22MM作椭是直线处的切线,点(2)若直线是圆上任一点,过点上的点2,28??yx ll ABMAMBAB过定点,,切点分别为,设切线的斜率都存在.求证:直线圆的切线,,C并求出该定点的坐标.22yx??.2)证明见解析,;【答案】(1)(2,11??8422yx??, 1)由已知,设椭圆的方程为【解析】(0?b??1?a C ??,不妨设点,代入椭圆方程得因为,1??22PQ?2?c,P22ba22ab22cc212222,,,所以,又因为,所以8ba??b2?4?e?cb?1??2a22b22yx所以的方程为.1??C 84??,即,(2)依题设,得直线的方程为2x???y?204?x?y?l??????,,,设yxABx,y,Mx,y210120??MA,由切线的斜率存在,设其方程为xxk?y?y?11??xxy?k??y?11???2????22,联立得,0?28y?xkx?4ky?kx?x?2k1??22yx1111?1??48???22??????22?0?8k2y?1?Δ?16kkx?ykx4?,由相切得??1111??2??2222,即,化简得4?8?y?kxk04yk?y?x?8?kx?2111111xyxyx11111MA???k?的方程为因为方程只有一解,所以,所以切线??1xx?yy???,11y21xx?2yy?8xx?2yy?8MB,同理,切线即的222yyx2?8?111x方程为,2211.8y??2yxx???0011AB的方程为,所以直线,所以又因为两切线都经过点yx,M?008y??2yxx?02208y??2yxx,00??4y??xAB的方程可化为,所以直线,又82y4?x?xx?00000??2yx2?x????,,令即,得08y?x8x?2y????00?y?881?y????AB所以直线.恒过定点2,1.面积问题222yxb??FF直线,焦距为、4例2:已知椭圆,的左、右焦点分别为0a?b?1??x?:yl 21122baclFlEAB1?与线段两点,的直线关于直线与椭圆相交于、在椭圆上.斜率为的对称点221PABD相交于点两点.,与椭圆相交于、C1)求椭圆的标准方程;()求四边形面积的取值范围.(2ACBD223232yx??,;.2)【答案】(1)(1????3948?????????EFFEF【解析】(1)由椭圆焦距为4,设,连结,,,设2,0F?2,0F21121bcb222???c??ab,,又,得则,?tan?cos?sin aacFF2csin90?1ac21,??????e???bc??b?|?|EFsin?sin??ca90EF2a?21aa22yx222a?bc?c?b?c?2a?8,所以椭圆方程为解得.,1??84????m+?y?xlyx,D,Cxy方程:、2()设直线,,22211.4?m??xx22?yx?213???1?22,所以,由,得08?x3?4mx?2m??48?28m?2??m?y??x?xx??213?222238????x?y?A6,66,?6Bl,,得:,代入椭圆得由(,1)知直线?AB????133333????44???6m?6,lPAB,得由直线相交于点与线段,??233??????2,28m4?22416m2xx?2??m?+12x2CD?x???8xx2?211221393116321??1kk?l?l,,,知与而+12mAB??S?CD??12ACBD ll291232443232163??????22?m???,06,6?m,+12m??由,得,,所以??????333993??????3232??,?.面积的取值范围四边形ACBD??93??3.参数的值与范围??????20?2px?pC:yF的上,过焦点3例:已知抛物线的焦点在抛物线,点1,2F1,0A C M,两点.交抛物线于直线NCl(1)求抛物线的方程以及的值;AF C22??xFNMF?B(2)记抛物线的准线与的值.轴交于点,,若,求40BN?BM?C2?3??2(),;1【答案】(.)22AF?x?y4????20p??2:Cypx,的焦点【解析】(1)抛物线1,0F p2;,则,抛物线方程为42p?xy4?1??2p??1,2A.点在抛物线上,C2???AF?12??????,设)依题意,(2、,设,y,MxyF1,0Nx,1?xl:my?2211.2?x4?y2x,得联立方程,消去.0my?4?y?4?1my?x??1my?4mx?y?y???1112①,且,所以??1my??4x?yy???2212???????y?y?FNMF?,即,则又,y1?x,?y,??1x2121122??4???y1?????m4y?1???2??????,则,,22?y得,代入①得,消去2?4m???21,0B?yBN?,BM?xx?1,y?121122222????2222y?x?1y?1?BM?|BN?|x?BM?BN?则2121??2222yy??2?x??2?xx?x??????2228?y?y???m4?1myy2112????4222,222111??2222y??2??2my?my?(?my?1)2?(my?1)y21112216m?16m??16m40?84?4m?m?m??18124?2?2?3.当,解得,故40?m?16?40m16?m2.弦长类问题4222xyx??2的顶点,的左右顶点是双曲线4:已知椭圆且椭圆例1?ya?b?0?:?C:?1C 2122ab33CC.的上顶点到双曲线的渐近线的距离为212C(1)求椭圆的方程;1QMCMCQ5?OQ?OQ?,求,两点,与相交于两点,且与(2)若直线,相交于l22111221的取值范围.MM??2.;(2)【答案】(1)212x1??y100,?3??2C3a?b0,)由题意可知:1(【解析】,,又椭圆的上顶点为1.3C,双曲线的渐近线为:0y?x?x?y??323?3b23x2.由点到直线的距离公式有:,∴椭圆方程1??b?1??y2232x2y并整理,代入)易知直线,消去的斜率存在,设直线(2的方程为m??kxy1?y?3得:??222,033mx???6kmx?k1?32?1?3k?02?1?3k?0??C相交于两点,则应有:,要与? ??????22222220m?3??41?3k?336k?mm?1?3k????????,设,yQxx,yQ,2112122?m3?36km则有:,.?xx???xx212122k?31k?31????????22.又m?km?m??x1?k?x?OQOQ??xx?yy?xxxkx?mxkx211121*********????????2222225?OQ?OQ?,又:,所以有:?k?5?6km?m1?331?k?m?3??212k?3122k?1?9m?,②??2222y,将,代入并整理得:,2x消去my?kx?1??y0m??x3?6kmx?1?3k33????222222.③要有两交点,则m?1?04??1?3k3k3m??Δ?36k3m12.由①②③有?0?k92?33m?6km????.有,设,、yxMMx,y,??xx??xx????2222k3413m??36k3m?414332434322k31?k31???22k31???22k?3m9??432?MM?1k?21??22k1?312k2k14422222.?k?1?kMM???1?k1?MM?k??19m代入有将.2112??22k3?12k3?1.??11??2t?0,,,,令kt?12??MM??21??29??2k1?3??t1t?1?t1??????t?0,?'tf?tf?.,令??32????9??t1t?331?11????????t??0,0,t内单调递增,内恒成立,故函数在所以在t0tff'?????99????5??????10M?0,?0,?Mft.故???2172??5.存在性问题??222yx??????A1,点例5:已知椭圆,,的左、右焦点分别为1,0?1,0FF0C:??1?ab?????21222ab??在椭圆上.C(1)求椭圆的标准方程;C M,有两个不同交点时,能在,使得当直线)是否存在斜率为2的直线与椭圆(2NCll5PM?NQP?若存在,求出直线,在椭圆上找到一点直线,满足上找到一点的Q Cl?y3方程;若不存在,说明理由.2x2;(2))不存在,见解析.【答案】(11?y?2【解析】(1)设椭圆的焦距为,则,1?cCc2??A1,,在椭圆∵上,∴??1???221AF2a??AF C 2????2222????????21222????2x22222a?1c?b?a?.的方程为,故椭圆,∴1?y?C2(2)假设这样的直线存在,设直线的方程为,t2x??y l5??????????,Pxy,xyD,xQ,x,MxyNy,,,,的中点为设,MN??3004242113??y?2x?t?22x,得由,消去,0?8?tty?9y2??22x?2y?2?yy?tt2??22,且∴,,故且123t??3??y?y?y?0t?36?Δ?4t8?012929NQ?PM为平行四边形,由,知四边形PMQNDD的中点,因此的中点,而为线段为线段PQ MN5y?t15?2t43?y?,,得∴?y 049297不在椭圆上,,可得,∴点又Q3?t??31?y???43.故不存在满足题意的直线l对点增分集训一、解答题2????2PP过点相外切,动圆圆心并且与圆1.已知动圆.的轨迹为2,0F4??x?2F:y C21的轨迹方程;(1)求曲线C1????lBA,直线、,设点与轨迹交于(2)过点两点,设直线的直线1,0F2,0?D C?xl:122ADBMM于,求证:直线经过定点.交l2y??2;(1)(2)见解析.【答案】0?1x??x3,1)由已知,【解析】(2??|PF ?|PF ?2PF| |PF2211P,,轨迹为双曲线的右支,,42c??|FF 2C2a?2?a?1c212y??2?.标准方程曲线0x???1x C3xBM必过)由对称性可知,直线(2轴的定点,31????????,MlBM1,02,?2,33BPA经过点,的斜率不存在时,,,,知直线当直线??122????????ly,By,2ky:l?x?Axx的斜率存在时,不妨设直线当直线,,,122111. ??y3y31y1??111y?,M1?AD:y?x时,,,当,直线?x????????M1?x1x?212x?22??111??2?x?y?k22k?43?4k?????2222,得,,?xx??xx0k?33?kx?4kx??4???21k?kBM,经过点,即下面证明直线,即证?1,0P 2121223k?k3?223x?y?3???3yyPBPM x?1x?121?3yx?3y?xy?yy?kx?2ky?kx?2k,即,,由2121122211??234?k22k3k4?4??4???0?5?,即整理得,045xx???4xx?????BMBM.经过点过定点即证,直线1,0P1,0223yx????1,AB分别为椭圆的左顶2211222?3?3kk?3k点、下顶点,在椭圆,上,设2.已知点0bE:??1?a???222ba??221AB.原点到直线的距离为O7E1)求椭圆的方程;(yxEPDPBPA两点,求分别交轴于在第一象限内一点,直线轴、,,(2)设为椭圆C的面积.四边形ABCD22yx23.2);)【答案】(1(1?? 4392231yx??4??1,1??)因为椭圆,有经过点,【解析】(10E:a??1b????22222baba??221ab?AB,的距离为由等面积法,可得原点到直线O722a?b22yx b?3E的方程为联立两方程解得,.,所以椭圆1??E:2a?4322xy????2200?1?0?x?P0,x,yy.,则(,即2)设点12??4x3y00000043y2y??00?2y?yPA:?x.直线,令,得0x?D x?2x?20032?x2y?2232yx?y?3300000从而有.,同理,可得?BD???AC32x?x2?y3?000.x110000所以四边形的面积为??AC?BD?2?22x3?y0022x383y3xy?12x?xy?12x?83y12?12?4?4y?12?43110000000000????223y?2y?3x?2?xy?3x?2y23x00000000 y?433xy?6x12?20000.32??3y?2xy?3x?2000032所以四边形的面积为.ABCD2??2P上,且有点的圆心,在圆的半径3.已知点为圆是圆上的动点,点Q8??yx?1CPC??0?MQ?APAPM,满足.和,上的点1,0AAM2AP?P在圆上运动时,判断(1)当点点的轨迹是什么?并求出其方程;Q22F,1)若斜率为的直线与圆中所求点的轨迹交于不同的两点相切,与((2)Q1yx??kl43H的取值范围.(其中是坐标原点),且,求kO??OFOF?542x222A)2;,长轴长为(2【答案】(1)是以点,的椭圆,为焦点,焦距为1??y C2????2233,?,?.????3223????AP的垂直平分线,)由题意是线段【解析】(1MQ所以,2?22?CAQC?QP?QC?QA?CP?22A的椭圆,为焦点,焦距为2所以点的轨迹是以点,,长轴长为Q C222a?,∴,,1ab???c1c?2x2.故点的轨迹方程是Q1??y2????,,,)设直线(2:yHy,xF,xbkx??y l2112b22221??1b?k与圆直线,,即相切,得1?xy?l21?k ??222y得:联立,消去,0?4kbx?2b??1?2k2x2??b?kx?y???????2222222,得,2?x21?y??0k?02b1?1??8?2k8??Δ16kbbk?4?1?2k22?2bkb4,,?xx?x?x?????22??2k?2b1?kb4?????222b?kb?OF?OH?xx?yy?1?kb?xx?kb?x?x∴212122k21?k21?2121212122k1?21?2k????22221k41?kk2k?2k?12?1???k?,222k1k?2k?121?22431?k112,所以,得???k?25k241?23322233,∴,解得或?k????kk???322323????2332,??,故所求范围为.????2323????22yx1??222AA,的焦距为,离心率为已知椭圆,圆,.4c??O:xy0bC:??1?a?c22122ba2ABA△AB.是椭圆的左右顶点,面积的最大值为是圆的任意一条直径,2O1的方程;1)求椭圆及圆(OC PE,求,)若为圆的任意一条切线,与椭圆的取值范围.交于两点(2PQQ Oll??2264yx223,,).;1【答案】()(21?yx?1????334??1xABB,易知当线段轴距离为,(【解析】1)设则点到h h?a2??AO??h??S2S1AAAB△OB△211?a?c??S2ycBO??h,,轴时,在AB△Amax1c1b?3,,,,,1?a?c2c?2?a??e?a222yx22.,圆的方程为所以椭圆方程为1x?y?1??432b2LL的方程为,此时)当直线2;的斜率不存在时,直线(3PQ??1x??a m221d???L,,直线为圆的切线,设直线,方程为:1?k?m?mkx?y?2k?1y?kx?m????222直线与椭圆联立,,得,0?4m?4k??3x12?8kmx22?yx??1? 43??8km?x?x??21234k????2,由韦达定理得:,判别式0?k?Δ?4823?24m?12??x?x ?212?34k?22?23?kk?43?122,,令所以弦长3?3?t?4k??xxPQ?1?k2123k?42??1624??所以;3,???3PQ?3???????t3t??????64PQ?3,,综上,??3??22yx????FF经、.如图,己知的左、右焦点,直线是椭圆51xy?k?:l01a?b?G:??2122ab 43ABF△FBA.过左焦点交,且与椭圆,的周长为两点,G21(1)求椭圆的标准方程;G △ABFI为等腰直角三角形?若存在,求出直线)是否存在直线的方程;若不,使得(2l2存在,请说明理由.??xc,故与,因为直线.轴的交点为22yx;2(1))不存在,见解析.(【答案】1??23【解析】(1)设椭圆的半焦距为1,0?1?Gcl ABF△34a?3,所以,的周长为,即又,故3?AFAB??BF4a?4222222?3?1ab??c?2.22yx因此,椭圆的标准方程为.1??G32(2)不存在.理由如下:AB不可能为底边,即.先用反证法证明BFAF?22??????,假设,,设,则由题意知BFB?x,Fy1,0,yAAFx222121222????22?1x?1?y?yx?,????222112.又得:,,代入上式,消去,?1???10?6x?x?x?xyy21122222xyxy2121213322xx?xx?x?6.轴,所以,故因为直线斜率存在,所以直线不垂直于ll2211?3xx?x?2x3?3?6矛盾)与,,(2211??2222,所以矛联立方程,得:6?x??x?0?6?3k?26x?kx?3k23?22?yx?1?2k6???1?xy?k?盾.2123k?2?故.BF?AF22AB不可能为等腰直角三角形的直角腰.再证明△ABFA为直角顶点.为等腰直角三角形,不妨设假设2??22F△AF,此方设,在中,由勾股定理得:,则m?AF m?2?AF343m?2??m2112程无解.故不存在这样的等腰直角三角形.。
压轴题06解析几何压轴题题型/考向一:直线与圆、直线与圆锥曲线题型/考向二:圆锥曲线的性质综合题型/考向三:圆锥曲线的综合应用一、直线与圆、直线与圆锥曲线热点一直线与圆、圆与圆的位置关系1.直线与圆的位置关系:相交、相切和相离.判断方法:(1)点线距离法(几何法).(2)判别式法:设圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),+By+C=0,x-a)2+(y-b)2=r2,消去y,得到关于x的一元二次方程,其根的判别式为Δ,则直线与圆相离⇔Δ<0,直线与圆相切⇔Δ=0,直线与圆相交⇔Δ>0.2.圆与圆的位置关系,即内含、内切、相交、外切、外离.热点二中点弦问题已知A(x1,y1),B(x2,y2)为圆锥曲线E上两点,AB的中点C(x0,y0),直线AB 的斜率为k.(1)若椭圆E的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),则k=-b2a2·x0y0;(2)若双曲线E的方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),则k=b2a2·x0y0;(3)若抛物线E的方程为y2=2px(p>0),则k=py0.热点三弦长问题已知A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的斜率为k(k≠0),则|AB|=(x1-x2)2+(y1-y2)2=1+k2|x1-x2|=1+k2(x1+x2)2-4x1x2或|AB|=1+1k2|y1-y2|=1+1k2(y1+y2)2-4y1y2.热点四圆锥曲线的切线问题1.直线与圆锥曲线相切时,它们的方程组成的方程组消元后所得方程(二次项系数不为零)的判别式为零.2.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)在(x0,y0)处的切线方程为x0xa2+y0yb2=1;双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)在(x0,y0)处的切线方程为x0xa2-y0yb2=1;抛物线y2=2px(p>0)在(x0,y0)处的切线方程为y0y=p(x+x0).热点五直线与圆锥曲线位置关系的应用直线与圆锥曲线位置关系的判定方法(1)联立直线的方程与圆锥曲线的方程.(2)消元得到关于x或y的一元二次方程.(3)利用判别式Δ,判断直线与圆锥曲线的位置关系.二、圆锥曲线的性质综合热点一圆锥曲线的定义与标准方程1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|).(2)双曲线:||PF1|-|PF2||=2a(0<2a<|F1F2|).(3)抛物线:|PF|=|PM|,l为抛物线的准线,点F不在定直线l上,PM⊥l于点M.2.求圆锥曲线标准方程“先定型,后计算”所谓“定型”,就是确定曲线焦点所在的坐标轴的位置;所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值.热点二椭圆、双曲线的几何性质1.求离心率通常有两种方法(1)椭圆的离心率e=ca=1-b2a2(0<e<1),双曲线的离心率e=ca=1+b2a2(e>1).(2)根据条件建立关于a,b,c的齐次式,消去b后,转化为关于e的方程或不等式,即可求得e的值或取值范围.2.与双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)共渐近线的双曲线方程为x2a2-y2b2=λ(λ≠0).热点三抛物线的几何性质抛物线的焦点弦的几个常见结论:设AB是过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),α是弦AB的倾斜角,则(1)x1x2=p24,y1y2=-p2.(2)|AB|=x1+x2+p=2psin2α.(3)1|FA|+1|FB|=2p.(4)以线段AB为直径的圆与准线x=-p2相切.三、圆锥曲线的综合应用求解范围、最值问题的常见方法(1)利用判别式来构造不等关系.(2)利用已知参数的范围,在两个参数之间建立函数关系.(3)利用隐含或已知的不等关系建立不等式.(4)利用基本不等式.○热○点○题○型一直线与圆、直线与圆锥曲线一、单选题1.过圆224x y +=上的动点作圆221x y +=的两条切线,则连接两切点线段的长为()A .2B .1C 32D 3【答案】D【详解】令点P 是圆224x y +=上的动点,过点P 作圆221x y +=的两条切线,切点分别为A ,B ,如图,则OA PA ⊥,而1||||12OA OP ==,于是260APB OPA ∠=∠= ,又||||3PB PA ==,因此PAB 为正三角形,||||3AB PA ==,所以连接两切点线段的长为3.故选:D2.过抛物线:()的焦点的直线交抛物线于,两点,若2AF BF AB ⋅=,则抛物线C 的标准方程是()A .28y x=B .26y x=C .24y x=D .22y x=3.若直线0x y a +-=与曲线A .[12,12]-+B .(1C .[2,12)+D .(1【答案】B4.已知抛物线22y px =的焦点为4x =A .4B .42C .8D .【答案】D5.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,准线为l ,过FC 交于A ,B 两点,D 为AB 的中点,且DM l ⊥于点M ,AB 的垂直平分线交x 轴于点N ,四边形DMFN的面积为,则p =()A.B .4C.D.因为30DN DF DFN ⊥∠=︒,,故223DF DE p ==,FN6.已知圆22:4C x y +=,直线l经过点3,02P ⎛⎫⎪⎝⎭与圆C 相交于A ,B 两点,且满足关系OM =(O 为坐标原点)的点M 也在圆C 上,则直线l 的斜率为()A .1B .1±C .D .±故选:D.7.已知椭圆()222210x y a b a b+=>>的上顶点为B ,斜率为32的直线l 交椭圆于M ,N 两点,若△BMN 的重心恰好为椭圆的右焦点F ,则椭圆的离心率为()A .22BC .12D8.已知双曲线()22:10,0C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,直线y =与C的左、右两支分别交于A ,B 两点,若四边形12AF BF 为矩形,则C 的离心率为()AB .3C1D 1+二、多选题9.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆()()()222:210C x y r r -+-=>,过原点O 的直线l 与圆C 交于A ,B 两点,则()A .当圆C 与y 轴相切,且直线l 的斜率为1时,2AB =B .当3r =时,存在l ,使得CA CB⊥C .若存在l ,使得ABC 的面积为4,则r 的最小值为D .若存在两条不同l ,使得2AB =,则r 的取值范围为()1,3故选:BC10.已知0mn ≠,曲线22122:1x y E m n +=,曲线22222:1x y E m n-=,直线:1x y l m n +=,则下列说法正确的是()A .当3n m =时,曲线1E 离心率为3B .当3n m =时,曲线2E 离心率为103C .直线l 与曲线2E 有且只有一个公共点D .存在正数m ,n ,使得曲线1E 截直线l11.已知抛物线:4C x y =,过焦点F 的直线l 与交于1122两点,1与F 关于原点对称,直线AB 和直线AE 的倾斜角分别是,αβ,则()A .cos tan 1αβ⋅>B .AEF BEF∠=∠C .90AEB ∠>︒D .π22βα-<【答案】BD【详解】作AD y ⊥轴于D ,作BC y ⊥轴于C ,则,DAF DAEαβ=∠=∠由()()1122,,,A x y B x y ,则()()120,,0,D y C y ,故选:BD.12.已知双曲线22:145x y C -=的左、右焦点分别为12,F F ,过点2F 的直线与双曲线C 的右支交于,A B 两点,且1AF AB ⊥,则下列结论正确的是()A .双曲线C 的渐近线方程为2y x =±B .若P 是双曲线C 上的动点,则满足25PF =的点P 共有两个C .12AF =D .1ABF 2○热○点○题○型二圆锥曲线的性质综合一、单选题1.设1F ,2F 分别是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点,过2F 的直线交双曲线右支于A ,B 两点,若1123AF BF =,且223AF BF =,则该双曲线的离心率为()A B .2C D .32.已知双曲线()22:10,0C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,12F F =P为C 上一点,1PF 的中点为Q ,2PF Q △为等边三角形,则双曲线C 的方程为().A .2212y x -=B .2212x y -=C .2222133x y -=D .223318y x -=A .6B .3或C .D .或4.已知双曲线221(0,0)a b a b-=>>的实轴为4,抛物线22(0)y px p =>的准线过双曲线的左顶点,抛物线与双曲线的一个交点为(4,)P m ,则双曲线的渐近线方程为()A .y x =B .y =C .23y x =±D .4y x =±故选:A5.2022年卡塔尔世界杯会徽(如图)正视图近似伯努利双纽线.在平面直角坐标系xOy中,把到定点()1,0F a -,()2,0F a 距离之积等于()20a a >的点的轨迹称为双纽线.已知点00(,)P x y 是双纽线C 上一点,有如下说法:①双纽线C 关于原点O 中心对称;②022a a y -≤≤;③双纽线C 上满足12PF PF =的点P 有两个;④PO .其中所有正确的说法为()A .①②B .①③C .①②③D .①②④6.如图所示,1F ,2F 是双曲线22:1(0,0)C a b a b-=>>的左、右焦点,双曲线C 的右支上存在一点B 满足12BF BF ⊥,1BF 与双曲线C 的左支的交点A 平分线段1BF ,则双曲线C 的离心率为()A .3B .C D7.已知椭圆1和双曲线2的焦点相同,记左、右焦点分别为1,2,椭圆和双曲线的离心率分别为1e ,2e ,设点P 为1C 与2C 在第一象限内的公共点,且满足12PF k PF =,若1211e e k =-,则k 的值为()A .3B .4C .5D .6个焦点射出的光线,经椭圆反射,其反射光线必经过椭圆的另一焦点.设椭圆()222210x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,若从椭圆右焦点2F 发出的光线经过椭圆上的点A 和点B 反射后,满足AB AD ⊥,且3cos 5ABC ∠=,则该椭圆的离心率为().A .12B 22C D则113cos 5AB ABF BF ∠==,sin ABF ∠可设3AB k =,14AF k =,1BF =由1122AB AF BF AF BF AF ++=++二、多选题9.已知曲线E :221mx ny -=,则()A .当0mn >时,E 是双曲线,其渐近线方程为y =B .当0n m ->>时,E 是椭圆,其离心率为eC .当0m n =->时,E 是圆,其圆心为()0,0D .当0m ≠,0n =时,E是两条直线x =10.2022年卡塔尔世界杯会徽(如图)的正视图可以近似看成双纽线,在平面直角坐标系中,把到定点()1,0F a -和()2,0F a 距离之积等于()20a a >的点的轨迹称为双纽线,已知点()00,P x y 是双纽线C 上一点,则下列说法正确的是()A .若12F PF θ∠=,则12F PF △的面积为sin 2aθB .022a a y -≤≤C .双纽线C 关于原点O 对称D .双纽线上C 满足12PF PF =的点P 有三个【答案】BC11.已知椭圆()2:1039C b b+=<<的左、右焦点分别为1F 、2F ,点2M在椭圆内部,点N 在椭圆上,椭圆C 的离心率为e ,则以下说法正确的是()A .离心率e 的取值范围为0,3⎛ ⎝⎭B .存在点N ,使得124NF NF =C .当6e =时,1NF NM +的最大值为62+D .1211NF NF +的最小值为1如上图示,当且仅当2,,M N F12.已知P ,Q 是双曲线221x y a b-=上关于原点对称的两点,过点P 作PM x ⊥轴于点M ,MQ 交双曲线于点N ,设直线PQ 的斜率为k ,则下列说法正确的是()A .k 的取值范围是b bk a a-<<且0k ≠B .直线MN 的斜率为2kC .直线PN 的斜率为222b kaD .直线PN 与直线QN 的斜率之和的最小值为ba2222PN QNb k b k k ka a +=+≥,当且仅当但PN QN k k ≠,所以等号无法取得,选项○热○点○题○型三圆锥曲线的综合应用1.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>2倍,且右焦点为()1,0F .(1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线():2l y k x =+交椭圆C 于A ,B 两点,若线段AB 中点的横坐标为23-.求直线l 的方程.【详解】(1)由椭圆C 的长轴长是短轴长的2倍,可得2a b =.所以()2222bb c =+.又()1,0F ,所以()2221bb =+,解得1b =.所以2a =.所以椭圆C 的标准方程为2212x y +=.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,由()22122x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,得()2222218820k x k x k +++-=.则2122821k x x k -+=+,21228221k x x k -=+.因为线段AB 中点的横坐标为23-,所以2122422213x x k k +-==-+.2.已知抛物线:2=2的焦点为(1,0),过的直线交抛物线于,两点,直线AO,BO分别与直线m:x=-2相交于M,N两点.(1)求抛物线C的方程;(2)求证:△ABO与△MNO的面积之比为定值.3.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的离心率为2,右焦点F 到其中一条渐近线的距离(1)求双曲线C 的标准方程;(2)(2)过右焦点F 作直线AB 交双曲线于,A B 两点,过点A 作直线1:2l x =的垂线,垂足为M ,求证直线MB 过定点.4.如图,平面直角坐标系中,直线l 与轴的正半轴及轴的负半轴分别相交于两点,与椭圆22:143x y E +=相交于,A M 两点(其中M 在第一象限),且,QP PM N = 与M关于x 轴对称,延长NP 交㮋圆于点B .(1)设直线,AM BN 的斜率分别为12,k k ,证明:12k k 为定值;(2)求直线AB 的斜率的最小值.5.已知双曲线C :221a b-=(0a >,0b >)的右焦点为F ,一条渐近线的倾斜角为60°,且C 上的点到F 的距离的最小值为1.(1)求C 的方程;(2)设点()0,0O ,()0,2M ,动直线l :y kx m =+与C 的右支相交于不同两点A ,B ,且AFM BFM ∠=∠,过点O 作OH l ⊥,H 为垂足,证明:动点H 在定圆上,并求该圆的方程.。
高二数学专题学案圆锥曲线部分高考试题汇编(椭圆部分)1、(2016全国I卷)(20)(本小题满分12分)设圆x2 + y2 + 2x—15 = 0的圆心为4直线l过点B (1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C, D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.(I)证明|EA| + |EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;(II)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于PQ两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.x2 y22、(2015全国I卷)(14)一个圆经过椭圆7十一二1的三个顶点,且圆心在乂轴上,则该圆的标准方程16 4为。
3、(2014全国I卷)20.(本小题满分12分)已知点A(0,-2),椭圆E:上+ y2= 1(a > b > 0)的离心率为3,,F是椭圆a2 b2 2的焦点,直线AF的斜率为233,O为坐标原点.(I)求E的方程;(II)设过点A的直线l与E相交于P, Q两点,当A OPQ的面积最大时,求l的方程.4、(2016山东卷)(21)(本小题满分14分)平面直角坐标系g中,椭圆C::喙=1(a>b>°)的离心率是浮,抛物线E3x=2'的焦点F是C的一个顶点.(I)求椭圆C的方程;(II)设P是E上的动点,且位于第一象限,E在点P处的切线l与C交与不同的两点A,B,线段AB的中点为D,直线OD与过P且垂直于x轴的直线交于点M.(i)求证:点M在定直线上;(ii)直线l与y轴交于点6,记^PFG的面积为S j ^PDM的面积为S2,求S-的最大值及取得最大值2时点P的坐标.八- x 2 Y 2 一,,〜5、(2015山东卷)(20)(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C :— + ) =1(a > b > 0)a 2 b2的离心率为*,左、右焦点分别是F , F ,以F 为圆心,以3为半径的圆与以F 为圆心,以1为半径的 2 1212圆相交,交点在椭圆C 上. (I )求椭圆C 的方程;x 2 y 2(H )设椭圆E :江+而二1,P 为椭圆C 上的任意一点,过点P的直线厂"m 交椭圆E 于A,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q.圆锥曲线部分高考试题汇编(双曲线部分)1、(2016全国I 卷)(5)已知方禾m 2+n--就工=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的i )求|OQ | | OP |的值;(ii )求A ABQ 面积最大值.取值范围是(2、(2015全国I 卷)(5)已知M (x 0 丫0)是双曲线C : --W= 1上的一点,F 1、F 2是C 上的两个焦点,若西 • MF 2 <0,则y 0的取值范围是(2J3(D )(一二33、(2014全国I 卷)4.已知F 是双曲线C : x 2 - my 2 = 3m (m > 0)的一个焦点,则点F 到C 的一条渐近线的距离为( ) A . <3B .3C . <3mD . 3mx 2 y 24、(2016山东卷)(13)已知双曲线E_,: ---= 1 (a >0, b >0),若矩形ABCD 的四个顶点在E 上, 1a 2b 2AB , CD 的中点为E 的两个焦点,且21AB |=3|BC |,则E 的离心率是.x 2 y 25、(2015山东卷)(15)平面直角坐标系xOy 中,双曲线C : 一--—= 1(a > 0,b > 0)的渐近线与抛物线1a 2 b2C : x 2 = 2py (p > 0)交于点O , A , B ,若A OAB 的垂心为C 的焦点,则C 的离心率为. 2 21x 2 y 2 x 2 y 26、(2014山东卷)(10)已知a > b ,椭圆C 的方程为—+ -- = 1 ,双曲线C 的方程为——^- = 1, C1 a2 b 2 2 a 2 b 2 1与C 的离心率之积为二,则C 的渐近线方程为()222(A ) x 土 <2y = 0 (B ) J2x 土 y = 0 (C ) x 土2y = 0 (D ) 2x 土 y = 0圆锥曲线部分高考试题汇编(抛物线部分)(A )(-1,3)(B )(-1八”)(C )(0,3)(D )(0,\与)2<2 (C )(-—— 32<31、(2016全国I卷)(10)以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A, B两点,交C的准线于D, E两点.已知| AB | = 4";2 , | DEI= 2d5,则C的焦点到准线的距离为()(A)2 (B)4 (C)6 (D)82、(2015全国I卷)(20)(本小题满分12分)x2在直角坐标系xoy中,曲线C:y =—与直线y = kx + a(a >0)交与M,N两点,(I)当k=0时,分别求C在点M和N处的切线方程;(II)y轴上是否存在点R使得当k变动时,总有N OPM =Z OPN ?说明理由。
高考数学一轮复习《圆锥曲线》练习题(含答案)一、单选题1.双曲线2228x y -=的渐近线方程是( ) A .12y x =±B .2y x =±C .2y x =±D .22y x =±2.已知双曲线()2222100x y a b a b-=>>,的左右焦点分别为()()1200F c F c -,,,,若直线2y x =与双曲线的一个交点P 的横坐标恰好为c ,则双曲线的离心率为( ) A .5B .2C .21+D .21-3.如图,在体积为3的三棱锥P-ABC 中,P A ,PB ,PC 两两垂直,1AP =,若点M 是侧面CBP 内一动点,且满足AM BC ⊥,则点M 的轨迹长度的最大值为( )A .3B .6C .23D .324.抛物线22y x =的焦点坐标为( ).A .1,02⎛⎫⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭C .10,8⎛⎫ ⎪⎝⎭D .10,8⎛⎫- ⎪⎝⎭5.设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线相交于A ,B ,点A 在第一象限,且|AF |﹣|BF |32=,则AF BF =( ) A .32B .2C .3D .46.已知抛物线M :24y x =的焦点为F ,O 是坐标原点,斜率为()0k k >的直线l 交抛物线M 于A ,B 两点,且点A ,B 分别位于第一、四象限,交抛物线的准线l '于点C .若2ACFABFSS=,2BF =,则AOBS=( )A .33-B .33+C .2D .231+7.若双曲线的中心为坐标原点,焦点在y 轴上,其离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为( ) A .3y x =±B .33y x =±C .4y x =±D .14y x =±8.已知双曲线E 的左、右焦点分别为12,F F ,O 为坐标原点.若点P 在E 上,2OP OQ =-,22PF OF =,1132QF OF =,则E 的离心率为A .2B .2C .5D .31+9.设1F ,2F 是离心率为5的双曲线222124x y a -=的两个焦点,P 是双曲线上的一点,且1234PF PF =,则12PF F △的面积等于A .42B .83C .24D .4810.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,直线20l :x y '-+=,动点M 在C 上运动,记点M 到直线l 与l ′的距离分别为d 1,d 2,O 为坐标原点,则当d 1+d 2最小时,cos ∠MFO =( ) A .22B .23C .24D .2611.如图,已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,,M N 分别是棱1,AA BC 上的动点,若2MN =,则线段MN 的中点P 的轨迹是( )A .一条线段B .一段圆弧C .一部分球面D .两条平行线段12.已知拋物线21:2(0)C y px p =>的焦点F 为椭圆22222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,且1C与2C 的公共弦经过F ,则椭圆的离心率为( )A 1B C D二、填空题13.已知点(3,2)在椭圆221(0,0)x y m n m n+=>>上,则点(-3,3)与椭圆的位置关系是__________.14.过点且渐近线与双曲线22:12x C y -=的渐近线相同的双曲线方程为______.15.焦点在y 轴上的双曲线221y mx -=,则m 的值为___________.16.已知过抛物线C :y 2=8x 焦点的直线交抛物线于A ,B 两点,过点A 作抛物线准线的垂线,垂足为M ,AB BM =,则A 点的横坐标为___.三、解答题17.求经过点(3,1)A -,并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程.18.已知椭圆C :22143x y +=,过椭圆右焦点的直线l 与椭圆交于M ,N 两点,求MN 的取值范围.19.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率12e =,且椭圆C 经过点31,2P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭.(1)求椭圆C 的方程.(2)不过点P 的直线:2l y kx =+与椭圆C 交于A ,B 两点,记直线P A ,PB 的斜率分别为1k ,2k ,试判断12k k +是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.20.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆221:195x y C +=与()222206:136x y b C b =<<+的离心率相等.椭圆1C 的右焦点为F ,过点F 的直线与椭圆1C 交于A ,B 两点,射线OB 与椭圆2C 交于点C ,椭圆2C 的右顶点为D .(1)求椭圆2C 的标准方程;(2)若ABO 10,求直线AB 的方程; (3)若2AF BF =,求证:四边形AOCD 是平行四边形.21.已知(0,2),(3,1)A B 是椭圆2222:1(0)x y G a b a b+=>>上的两点.(1)求椭圆G 的离心率;(2)已知直线l 过点B ,且与椭圆G 交于另一点C (不同于点A ),若以BC 为直径的圆经过点A ,求直线l 的方程.22.已知椭圆C 的离心率2e =()10,1B -,()20,1B . (1)求椭圆C 的方程;(2)设动直线:l y kx m =+与椭圆C 有且只有一个公共点P ,且与直线2x =相交于点Q .问在x 轴上是否存在定点N ,使得以PQ 为直径的圆恒过定点N ,若存在,求出N 点坐标;若不存在,说明理由.23.已知点P 在圆22:4O x y +=上运动,PQ x ⊥轴,垂足为Q ,点A 满足12AQ PQ =. (1)求点A 的轨迹E 的方程;(2)过点30,2⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与曲线E 交于,M N 两点,记OMN ∆的面积为S ,求S 的最大值.24.已知抛物线1C :()220x py p =>的焦点为F ,圆2C :()()22284x y +++=,过y 轴上点G 且与y 轴不垂直的直线l 与抛物线1C 交于A 、B 两点,B 关于y 轴的对称点为D ,O 为坐标原点,连接2GC 交x 轴于点E ,且点E 、F 分别是2GC 、OG 的中点. (1)求抛物线1C 的方程; (2)证明:直线AD 与圆2C 相交参考答案1.C2.C3.A4.C5.B6.B7.B8.D9.C10.A11.B12.A 13.点在椭圆外 14.22163x y -=15.4 16.417.设所求的等轴双曲线的方程为:()220x y λλ-=≠,将(3,1)A -代入得:()2231λ--=,即=8λ, 所以等轴双曲线的标准方程:22188x y -=18.解:由椭圆C :22143x y +=知,2a =,b =1c =,所以椭圆C 的右焦点为()1,0F .当直线l 的斜率不存在时,223b MN a==. 当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为(1)y k x =-,将其代入椭圆C 的方程得()22223484120kxk x k +-+-=.设()11,M x y ,()22,N x y ,则2122834k x x k +=+,212241234k x x k -=+, 所以=MN ()222121333434+==+++k k k因为20k ≥,所以(]3,4MN ∈. 综上,MN 的取值范围是[]3,4. 19.(1)因为12c e a ==,所以2a c =,所以222234b a c a =-=.因为椭圆C 过31,2P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,所以221914a b +=,所以24a =,23b =,故椭圆C 的标准方程为22143x y +=. (2)因为直线l 不过31,2P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,且直线P A ,PB 的斜率存在,所以72k ≠且12k ≠.设()11,A x y ,()22,B x y ,联立方程组222143y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()22341640k x kx +++=, 则1221634k x x k +=-+,122434x x k =+. 由()()221616340k k ∆=-+>,得214k >且72k ≠.因为()()12121212121212121273377272222211111kx x k x x y y kx kx k k x x x x x x x x ⎛⎫++++++++ ⎪⎝⎭+=+=+=+++++++, 所以2221222271682712482134343416416713434k k k k k k k k k k k k k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭-+-++++===-+-+++, 即12k k +为定值,且123k k +=.20.(1)由题意知,椭圆1C 的长轴长126a =,短轴长12b =124c ==, 椭圆2C 的长轴长2212a =,短轴长2b ,焦距22c =.因为椭圆1C 与2C 的离心相等,所以1212c c a a =,即23= 因为06b <<,所以220b =,所以椭圆2C 的标准方程为2213620x y +=.(2)因为椭圆1C 右焦点为()2,0F ,且A ,O ,B 三点不共线, 设直线AB 的方程为2x my =+,联立22195x y +=,消x 得()225920250m y my ++-=.设()11,A x y ,()22,B x y ,()22(20)100590m m ∆=++>,所以1,2y ==, 即1212222025,5959m y y y y m m -+=-=++. 因为121212111||||||222ABOAOFBOFSS SOF y OFy O y y y F y =+=+=-=-==, 化简得4259m=,所以m =, 所以直线AB 的方程为2x y =+,即5100x ±-=. (3)因为2AF BF =,所以2AF FB =.因为()()1122,,,,(2,0)A x y B x y F ,所以()()11222,22,x y x y --=-,所以121262,2.x x y y =-⎧⎨=-⎩ 因为()()1122,,,A x y B x y 在椭圆22195x y +=上, 所以221122221,951,95x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,所以()222222226241,951,95x y x y ⎧-+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩消2y ,得2218x =. 代入2222195x y +=,由对称性不妨设120,0y y ><,所以2y =从而得,113,4x y ==即321,,48A B ⎛⎛ ⎝⎭⎝⎭.所以OC k =,直线OC的方程为y x =, 联立2213620x y +=,得244116x =.由题知0x >,所以21,4x y ==21,4C ⎛ ⎝⎭.又(6,0)D,所以OA CD k k ==又因为,OA CD 不共线,所以//OA CD ,又AD OC k k ==,且,OC AD 不共线,所以//OC AD . 所以四边形AOCD 是平行四边形. 21.解:(1)由已知2b =, 由点(3,1)B 在椭圆G 上可得29114a +=,解得212,a a ==所以2228,c a b c =-== 所以椭圆G的离心率是c e a ==; (2)当直线l 过点B 且斜率不存在时,可得点(3,1)C -,不满足条件; 设直线BC 的方程为1(3)y k x -=-),点(),C C C x y ,由22131124y kx kx y =+-⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222316(13)3(13)120k x k k x k ++-+--=,显然0∆>,此方程两个根是点B 和点C 的横坐标, 所以223(13)12331C k x k --=+,即22(13)431C k x k --=+,所以2236131C k k y k --+=+,因为以BC 为直径的圆经过点A , 所以AB AC ⊥,即0AB AC ⋅=,2222963961(3,1),3131k k k k AB AC k k ⎛⎫-----⋅=-⋅ ⎪++⎝⎭2236128031k k k --==+, 即(32)(31)0k k -+=, 123k ,213k =-, 当213k =-时,即直线AB ,与已知点C 不同于点A 矛盾,所以123BC k k ==, 所以直线BC 的方程为213y x =-. 22.(1)由题意可设椭圆为22221x y a b+=由题意可得c e a ==1b =,可得a =所以椭圆的方程为:2212x y +=.(2)联立2222y kx m x y =+⎧⎨+=⎩,整理可得:()222124220k x kmx m +++-=, 由题意可得()()222216412220k m k m ∆=-+-=,可得2212m k =+;可得()242212P km k x m k -==-+,1P P y kx m m =+=,即21,k P m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭. 联立2y kx mx =+⎧⎨=⎩,可得2Q x =,2Q y k m =+,即()2,2Q k m +,设在x 轴上存在()0,0N x .由0PN QN ⋅=,可得()0021,2,20k x x k m m m ⎛⎫+-⋅---= ⎪⎝⎭,可得200242210k k k x x m m m ⎛⎫+--++= ⎪⎝⎭, 即()200022110kx x x m-++-=, 可得20002101x x x ⎧-+=⎨=⎩,可得01x =,即定点()1,0N .23.(1)设(,)A x y ,11(,)P x y , ∵12AQ PQ =,∴A 为PQ 的中点, ∴11,2,x x y y =⎧⎨=⎩∴22(2)4x y +=,即2214x y +=.∴点A 的轨迹E 的方程2214x y +=.(2)显然直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为32y kx =+,将直线方程代入椭圆方程中得22(14)1250k x kx +++=, ∴222251444(14)56420016k k k k ∆=-⨯+=->⇒>. 设1122(,),(,)M x y N x y ,∴12133||224OMN POM PON S S S x x ∆∆∆=-=⨯⨯-=令2914()4t k t =+>,则214k t -=,∴3344OMN S S ∆====∵914049t t >⇒<<,∴129t =时,34143OMN S ∆≤⨯=,∴S 的最大值1.24.(1)设点()0,0E x ,()00,G y ,因为圆2C :()()22284x y +++=,所以圆心()22,8C --,因为点E 是2GC 的中点,所以00202820x y -+=⎧⎨-+=⨯⎩,解得0018x y =-⎧⎨=⎩,则点()0,8G ,因为点F 是OG 的中点, 所以()0,4F ,则42p=,解得8p =, 故抛物线的方程为216x y =.(2)因为B 关于y 轴的对称点为D , 所以设()11,B x y ,()22,A x y ,()11,D x y -,设直线AB 的方程为8y kx -=,即80kx y -+=,联立28016kx y x y-+=⎧⎨=⎩,消去x 得()22161640y k y -++=,则1264y y =, 设直线AD 的方程为y mx n =+,联立216y mx n x y=+⎧⎨=⎩,消去x 得()2221620y m n y n -++=,则212y y n =, 故264n =,易知0n <,则8n =-,直线AD 的方程为8y mx =-,必过定点()0,8-, 而圆2C :()()22284x y +++=正好与y 轴交于定点()0,8-, 且过点()0,8-的所有直线中,只有与y 轴重合的直线才能与圆2C :()()22284x y +++=相切,直线AD 显然不可能是y 轴,因此,直线AD 与圆2C 相交.。
直线 圆 圆锥曲线
二,跟踪训练 1,(05广东)在平面直角坐标系x Oy 中,抛物线y=x 2上异于坐标原点O 的两不同动点A 、B 满足AO ⊥BO (如图4所示).
(Ⅰ)求△AOB 的重心G (即三角形三条中线的交点)的轨迹方程;
(Ⅱ)△AOB 的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由. 2,(05广东)在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的长为2,宽为1,AB 、AD 边分别在x 轴、y 轴的正半轴上,A 点与坐标原点重合(如图5所示).将矩形折叠,使A 点落在线段DC 上.(Ⅰ)若折痕所在直线的斜率为k ,试写出折痕所在直线的方程; (Ⅱ)求折痕的长的最大值.
3,(04全国I)双曲线C :22
21x y a
-=(0a >)与直线l :1x y +=相交于两个不同
的点A ,B .(I )求双曲线C 的离心率e 的取值范围;(II )设直线l 与y 轴的交点为P ,且
5
12
PA PB =,求a 的值。
4,(05重庆)已知椭圆1C 的方程为2
214
x y +=,双曲线2C 的左,右焦点分别为1C 的左,右顶点,而2C 的左,右顶点分别是1C 的左,右焦点。
(I )求双曲线2C 的方程;
(II )若直线l
:y kx =1C 及双曲线2C 都恒有两个不同的交点,且l 与2C 的两个交点A 和B 满足6OA OB ⋅<(其中O 为原点),求k 的取值范围。
5,(04广东)设直线l 与椭圆
22
12516
x y +=相交于A ,B 两点,l 又与双曲线221x y -= 相交于C ,D 两点,C ,D 三等分线段AB 。
求直线l 的方程。
三,简明提示
1,(I )设1122(,),(,),(,)G x y A x y B x y ,则消去1212,,,x x y y 得2
2
23
y x =+; (II
)12AOB S OA OB ∆=
==
1≥=,当4412x x =,即121x x =-=-时,等号成立。
2,解:设点A 落在DC 上的点E 处,则折痕所在的直线是线段AE 的垂直平分线
(Ⅰ) AE 的方程为:
1
y x k
=- ①E 点的纵坐标恒为1,代入 ① 得E 点横坐标为k -,由:02k ≤-≤,得20k -≤≤
折痕的方程为:22A E A E
y y x x y k x ++⎛
⎫
-=- ⎪⎝
⎭
得:212k y kx +=+ (其中20k -≤≤)② (II) 若折痕所在直线与y 轴的交点的纵坐标大于1,则折痕与线段CD 有交点 若折痕所在直线与直线2x =的交点的纵
坐标小于0,则折痕与线段AB 有交点 对于折痕上的点(x ,y ) 当0x =时,令01y ≤≤,得:201k ≤≤,又20k -≤≤,
所以10k -≤≤ 即:当10k -≤≤时,折痕与线段AD 有交点 ③ 当21k -≤≤-时,折痕与线段DC 有交点 ④ 当2x =时,令01y ≤≤,得()2
325k ≤+≤,又20k -≤≤
,所以20k -≤≤
即:当20k -≤时,折痕与BC 的边有交点
⑤当22k -≤≤-+时,折痕与线段AB 有交点 ⑥ 综合③、④、⑤、⑥。
记折痕的长度为()f k
(1)
当20k -≤≤时,折痕的两个端点分别在AD 、BC 上(
)21f k x x =-=
当2k =-()f k
有最大值
(2)
当12k -≤≤-时,折痕的两个端点分别在AB 、AD 上
(
)21f k y y =-==2
t k =,()232(1)k g t k +=,则()21333g t t t =+++
((()2
2
21t -≤≤-)对()g t 求导数,则:()()()2
2
2
1211
'23t t g t t t t +-=+-
=
解()'0g t ≥,得1t =-(舍去)或1
2
t ≥,
而(()22
121
2
-≤≤-因此:()g t 的最大值
(
)(
()
2
2
m
a x m a x {3,
1}g t g g ⎡⎤⎡⎤=-+-⎢⎥⎣
⎦
⎣
⎦
从而得到:(
)(()max max{2,1}f k f f =-- (3) 当21k -≤≤-时,折痕的两个端点分别在AB 、CD 上(
)21f k y y =-当1k =-时,()f k
1)、(2)、(3)
,得,当2k =-()f k
有最大值。
3,(I )由22
211
x y a x y ⎧-=⎪⎨⎪+=⎩
,得2222
(1)220a x a x a -+-=
①,有0a <<且1a ≠
,e a ==,得e 的取
值范围为(2,)+∞; (II )设1122(,)(,),(0,1)A x y B x y P ,由512PA PB =
,得11225
(,1)(,1)12
x y x y -=-, 有12512x x =,得222172211a x a =--,2
22252121a x a
=--,消去2x ,得1713a =。
4,(I )设所求的方程为22221x y a b
-=,则2222
3,1a b c a ==-=,有2213x y -=; (II )
由22
14x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩有两个不同解得214k > ①,
由2213x y y k
x ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩有两个不同解得73k ≠且2
1k < ②,由6O AO B
⋅<得
2237631k k +<-,即21315k >或2
13k < ③由①,②,③得k
的取值范围是311313(1,(,)(,)(,1)2215
---。
5,解:首先讨论l 不与x 轴垂直时的情况,设直线l 的方程为y=kx+b ,如图所示,l 与椭圆、双曲线的交点为:
),(),,(),,(),,(44332211y x D y x C y x B y x A 依题意有CD AB DB AC 3,==,由22
12516
y kx b
x y =+⎧⎪
⎨+
=⎪⎩得 222(1625)2(25400)0...(1)k x bkx b +-+-=122
501625bk
x x k
∴+=-
+ 22222
(1)2(1)0...(2)1
y kx b k x bkx b x y =+⎧---+=⎨-=⎩由得
若1±=k ,则与双曲线最多只有一个交点,不合题意,故1±≠k
2
4312k bk x x -=
+∴由
4
3214213x x x x x x x x DB AC +=+⇒-=-⇒=1316
1616410),(331
)2(,164
5
)1(,0)(0001225165022341224,322,12
2±
=⇒+=--=-⇒=+±=-±====⇒=⇒-=+-
⇒b b b x x x x b x b x k i b k bk k
bk
k bk 即由得由得由时当或故l 的方程为1316±=y (ii)当b=0时,由(1)得2
4,32
2,111)2(,251620k
x k
x -±=+±
=得由
25
16
16
251640)(332
2
3412±
=⇒-=
+-=-⇒=k k k x x x x 即
由 故l 的方程为x y 25
16
±
=再讨论l 与x 轴垂直的情况. 设直线l 的方程为x=c,分别代入椭圆和双曲线方程可解得,
1,23,4y y ==2143||3||||3||AB CD y y y y =⇒-=-由
241c ==±
,241
l x =±故的方程为 综上所述,故l 的方程为1316±
=y 、x y 2516±=和241
241
25±=x 。