高中数学-圆锥曲线-历年高考考题合集
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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 +++=+=++。
圆锥曲线小题一、选择题1.(2024年高考全国甲卷理科)已知12,F F 是双曲线C 的两个焦点,P 为C 上一点,且121260,3F PF PF PF ∠=︒=,则C 的离心率为 ( )A B C D 【答案】A解析:因为213PF PF =,由双曲线的定义可得12222PF PF PF a -==, 所以2PF a =,13PF a =;因为1260F PF ∠=︒,由余弦定理可得2224923cos60c a a a a =+-⨯⋅⋅︒,整理可得2247c a =,所以22274a c e ==,即2e =.故选:A2.(2024年高考全国乙卷理科)设B 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上顶点,若C 上的随意一点P 都满意||2PB b ≤,则C 的离心率的取值范围是 ( )A .⎫⎪⎪⎣⎭B .1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C .⎛ ⎝⎦D .10,2⎛⎤⎥⎝⎦【答案】C3.(2024年高考数学课标Ⅰ卷理科)已知A 为抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点,点A 到C 的焦点的距离为12,到y 轴的距离为9,则p = ( )A .2B .3C .6D .9【答案】C【解析】设抛物线的焦点为F ,由抛物线的定义知||122A p AF x =+=,即1292p =+,解得6p.故选:C .4.(2024年高考数学课标Ⅱ卷理科)设O 为坐标原点,直线x a =与双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的两条渐近线分别交于,D E 两点,若ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为 ( )A .4B .8C .16D .32【答案】B 解析:2222:1(0,0)x y C a b a b-=>> ∴双曲线的渐近线方程是by x a=±直线x a =与双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的两条渐近线分别交于D ,E 两点不妨设D 为在第一象限,E 在第四象限联立x ab y x a =⎧⎪⎨=⎪⎩,解得x a y b =⎧⎨=⎩ 故(,)D a b联立x ab y x a =⎧⎪⎨=-⎪⎩,解得x a y b =⎧⎨=-⎩ 故(,)E a b -∴||2ED b =∴ODE 面积为:1282ODE S a b ab =⨯==△ 双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>∴其焦距为28c =≥==当且仅当a b ==∴C 的焦距的最小值:8故选:B .5.(2024年高考数学课标Ⅲ卷理科)设双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)左、右焦点分别为F 1,F 2P 是C 上一点,且F 1P ⊥F 2P .若△PF 1F 2的面积为4,则a = ( )A .1B .2C .4D .8【答案】A解析:5ca=,c ∴=,依据双曲线的定义可得122PF PF a -=, 12121||42PF F PF F S P =⋅=△,即12||8PF PF ⋅=, 12F P F P ⊥,()22212||2PF PF c ∴+=,()22121224PF PF PF PF c ∴-+⋅=,即22540a a -+=,解得1a =,故选:A .6.(2024年高考数学课标Ⅲ卷理科)设O 为坐标原点,直线2x =与抛物线C :22(0)y px p =>交于D ,E 两点,若OD OE ⊥,则C 的焦点坐标为 ( ) A .1,04⎛⎫⎪⎝⎭ B .1,02⎛⎫⎪⎝⎭C .(1,0)D .(2,0)【答案】B解析:因为直线2x =与抛物线22(0)y px p =>交于,E D 两点,且OD OE ⊥, 依据抛物线的对称性可以确定4DOx EOx π∠=∠=,所以()2,2D ,代入抛物线方程44p =,求得1p =,所以其焦点坐标为1(,0)2, 故选:B .7.(2024年高考数学课标Ⅲ卷理科)双曲线C :2242x y -=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若=PO PF ,则△PFO 的面积为 ( )A .4B C .D .【答案】A【解析】由2,a b c ====,2P PO PF x =∴=,又P 在C 的一条渐近线上,不妨设为在b y x a =上,则2P y ==1133262224PFO P S OF y ∴=⋅=⨯⨯=△,故选A . 8.(2024年高考数学课标全国Ⅱ卷理科)设F 为双曲线:C 22221x y a b-=()0,0a b >>的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆222x y a +=交于P ,Q 两点,若PQ OF =,则C的离心率为()( )A .2B .3C .2D .5【答案】A【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴,又∵||PQ OF c ==,∴||2c PA =, PA 为以OF 为直径的圆的半径,∴A 为圆心||2c OA =.∴,22c c P ⎛⎫⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,∴22244c c a +=,即222c a =,∴2222c e a==,∴2e =,故选A .9.(2024年高考数学课标全国Ⅱ卷理科)若抛物线()220y px p =>的焦点是椭圆2213x y p p+=的一个焦点,则p = ( ) A .2 B .3 C .4 D .8【答案】D【解析】因为抛物线22(0)y px p =>的焦点,02p ⎛⎫⎪⎝⎭是椭圆2231x y p p +=的一个焦点,所以232p p p ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,解得8p =,故选D .10.(2024年高考数学课标全国Ⅰ卷理科)已知椭圆C 的焦点为1(1,0)F -,2(1,0)F ,过2F 的直线与C 交于A ,B 两点.若222AF F B =,1AB BF =,则C 的方程为( )A .2212x y +=B .22132x y += C .22143x y += D .22154x y +=【答案】B解析:如图,设2BF t =,则212,3AF t BF t ==,由12122AF AF BF BF a +=+=,可得12AF t =,12AF AF =,所以点A 为椭圆的上顶点或下顶点.在1ABF △中,由余弦定理可得2222129491cos 12sin 2323t t t BAF OAF t t +-∠=-∠==⨯⨯,)的左、右OP ,则C 的离心率为 ( )A B .2CD【答案】C解析:法一:依据双曲线的对称性,不妨设过点2F 作渐近线by x a=的垂线,该垂线的方程为()a y x c b =--,联立方程()b y x aa y x cb ⎧=⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩,解得2P Pab y c ax c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩由22116PF PF OP =⇒=222222266a ab ab a c a c c c c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⇒++=+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭整理可得42222240a a c c a b -++=即()422222240a a c c a c a -++-= 即4223c a c =即223c a =,所以23e =,所以e =C .法二:由双曲线的性质易知2PF b =,2OF c =,所以222OP c b a =-= 在2Rt POF ∆中,222cos PF bPF O OF c∠== 在12PF F ∆中,由余弦定理可得22221212212cos 2PF F F PF bPF O PF F F c+-∠==所以)222422b c bb cc+-=⋅,整理可得2222464b c a b =-=,即()222224633c a b c a -==-所以223c a =,所以e =C .12.(2024年高考数学课标Ⅱ卷(理))已知1F ,2F 是椭圆22221(0)x y C a b a b+=>>:的左,右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为的直线上,12PF F △为等腰三角形,12120F F P ∠=︒,则C 的离心率为( )A .23 B .12 C .13D .14【答案】D解析:因为12PF F ∆为等腰三角形,12120F F P ∠=︒,所以2122PF F F c ==,由余弦定理得1PF =,所以(2)P c ,而(,0)A a -,由已知AP k =,得4a c =,即14e =,故选D .13.(2024年高考数学课标Ⅱ卷(理))双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>线方程为( ) A.y = B.y =C.y = D.y = 14.(2024年高考数学课标卷Ⅰ(理))已知双曲线22:13x C y -=,O 为坐标原点,F 为C 的右焦点,过F 的直线与C 的两条渐近线的交点分别为,M N .若OMN ∆为直角三角形,则MN =( )A .32B .3C.D .4【答案】B解析:双曲线22:13x C y -=的渐近线方程为:y x =,渐近线的夹角为:60,不妨设过()2,0F 的直线为:)2y x =-,则)2y x y x ⎧=-⎪⎨=⎪⎩解得3,22M ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭;)23y x y x ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩解得:(3,N ,则3MN ==,故选B .15.(2024年高考数学课标卷Ⅰ(理))设抛物线2:4C y x =的焦点为F .过点()2,0-且斜率为23的直线与C 交于,M N 两点,则FM FN = ( ) A .5 B .6 C .7D .8【答案】D解析:抛物线2:4C y x =的焦点为()1,0F ,过点()2,0-且斜率为23的直线为:324y x =+,联立直线与抛物线2:4C y x =,消去x 可得:2680y y -+=,解得122,4y y ==,不妨()1,2M ,()4,4N ,()0,2FM =,()3,4FN =,则()()0,23,48FM FN ==,故选D . 16.(2017年高考数学新课标Ⅰ卷理科)已知F 为抛物线2:4C y x =的焦点,过F 作两条相互垂直的直线1l ,2l ,直线1l 与C 交于,A B 两点,直线2l 与C 交于,D E 两点,则AB DE +的是小值为( )A .16B .14C .12D .10【答案】A【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,3344(,),(,)D x y E x y ,直线1l 方程为1(1)y k x =-取方程214(1)y x y k x ⎧=⎨=-⎩,得2222111240k x k x x k --+=∴21122124k x x k --+=-212124k k += 同理直线2l 与抛物线的交点满意22342224k x x k ++= 由抛物线定义可知1234||||2AB DE x x x x p +=++++22122222121224244448816k k k k k k ++=++=++≥= 当且仅当121k k =-=(或1-)时,取得等号.17.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科)已知椭圆2222:1x y C a b+=,()0a b >>的左、右顶点分别为1A ,2A ,且以线段12A A 为直径的圆与直线20bx ay ab -+=相切,则C 的离心率为( )A.3B.3C.3D .13【答案】A【解析】以线段12A A 为直径的圆的圆心为原点,半径为R a =,该圆与直线20bx ay ab -+=相切所以圆心()0,0到直线20bx ay ab -+=的距离d R a ===,整理可得223a b =所以c e a ==3==,故选A .18.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科)已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的一条渐近线方程为y x =,且与椭圆221123x y +=有公共焦点,则C 的方程为 ( ) A .221810x y -= B .22145x y -= C .22154x y -= D .22143x y -= 【答案】B【解析】由渐近线的方程y x =,可设双曲线的方程为2245x y λ-= 又椭圆221123x y +=的焦点坐标为()3,0± 所以0λ>,且24531λλλ+=⇒=,故所求双曲线C 的方程为:22145x y -=,故选B . 19.(2017年高考数学课标Ⅱ卷理科)若双曲线C:22221x y a b-=(0a >,0b >)的一条渐近线被圆()2224x y -+=所截得的弦长为2,则C 的离心率为 ( )A .2BCD.3【解析】解法一:常规解法依据双曲线的标准方程可求得渐近线方程为by x a=±,依据直线与圆的位置关系可求得圆心到=,解得2e =.解法二:待定系数法设渐进线的方程为y kx =∴=23k =;由于渐近线的斜率与离心率关系为221k e =-,解得2e =. 解法三:几何法从题意可知:112OA OO O A ===,1OO A ∆为等边三角形,所以一条渐近线的倾斜较为3π由于tan k θ=,可得3k渐近线的斜率与离心率关系为221k e =-,解得2e =. 解法四:坐标系转化法依据圆的直角坐标系方程:()2224x y -+=,可得极坐标方程4cos ρθ=,由4cos 2θ=可得极 角3πθ=,从上图可知:渐近线的倾斜角与圆的极坐标方程中的极角相等,所以3k =渐近线的斜率与离心率关系为221k e =-,解得2e =. 解法五:参数法之直线参数方程如上图,依据双曲线的标准方程可求得渐近线方程为by x a =±,可以表示点A 的坐标为()2cos ,2sin θθ,∵ cos a c θ=,sin b c θ= ∴ 点A 的坐标为22,a b c c ⎛⎫⎪⎝⎭,代入圆方程中,解得2e =.20.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,A B 、分别为C 的左、右顶点.P 为C 上一点,且PF x ⊥轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E .若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( )A .13B .12C .23D .34【答案】A【解析】由题意,设直线l 的方程为()y k x a =+,分别令x c =-与0x =,得点()FM k a c =-,OE ka =,由△OBE ∽△CBM ,得12OE OB FM BC =,即2()ka ak a c a c=-+,整理得13c a =,所以椭圆的离心率13e =,故选A. 21.(2016高考数学课标Ⅱ卷理科)已知12,F F 是双曲线2222:1x y E a b-=的左,右焦点,点M 在E上,1MF 与x 轴垂直,211sin 3MF F ∠=,则E 的离心率为 ( ) A .2 B .32C .3D .2【答案】A【解析1】由题可令21|MF |=3,|MF |=1,则22a 所以1a ,248c ,所以2c ,所以2e故选A.22.(2016高考数学课标Ⅰ卷理科)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42AB =,25DE =,则C 的焦点到准线的距离为 ( ) (A)2(B)4(C)6(D)8【解析】以开口向右的抛物线为例来解答,其他开口同理设抛物线为22y px =()0p >,设圆的方程为222x y r +=,题目条件翻译如图:设(0,22A x ,52p D ⎛-⎝, 点(0,22A x 在抛物线22ypx =上,∴082px =……①点52p D ⎛- ⎝在圆222x y r +=上,∴2252p r ⎛⎫+= ⎪⎝⎭……②点(0A x 在圆222x y r +=上,∴2208x r +=……③ 联立①②③解得:4p =,焦点到准线的距离为4p =. 故选B .23.(2016高考数学课标Ⅰ卷理科)已知方程222213-x y m n m n-=+错误!未指定书签。
第九章圆锥曲线 (2)第51课椭圆 (2)第52课双曲线 (7)第53课抛物线 (8)第54课直线与圆锥曲线(1)(位置关系、弦长) (9)第55课直线与圆锥曲线(2)(定值、存在性问题) (16)第56课综合应用(最值、范围) (27)第51课椭圆(苏北四市期末)已知椭圆)0(12222>>=+b a b y a x ,点A ,1B ,2B ,F 依次为其左顶点、下顶点、上顶点和右焦点.若直线2AB 与直线1B F 的交点恰在椭圆的右准线上,则椭圆的离心率为 ▲ .12(扬州期末 )如图,A ,B ,C 是椭圆M :22221(0)x y a b a b+=>>上的三点,其中点A 是椭圆的右顶点,BC(1)求椭圆的离心率;(2)若y 轴被△ABC 的外接圆所截得弦长为9(1)因为BC 过椭圆M 的中心,所以22BC OC OB ==.又AC BC ⊥,2BC AC =,所以OAC ∆是以角C 为直角的等腰直角三角形,……3分则(,0)A a ,(,)22aa C -,(,22a a B -,AB =,所以2222()()221a aa b -+=,则223a b =,所以222c b =,e = ……7分(2)ABC ∆的外接圆圆心为AB 中点(,44a aP , 则ABC ∆的外接圆为2225()()448a a x y a -+-=.……10分令0x =,y a =或2a y =-,所以()92aa --=,得6a =,所以所求的椭圆方程为2213612x y +=.……15分(南京盐城模拟一)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆22:1(0)x y C a b a b+=>>的右准线方程为4x =,右顶点为A ,上顶点为B ,右焦点为F ,斜率为2的直线l 经过点A ,且点F 到直线l(1)求椭圆C 的标准方程;(2)将直线l 绕点A 旋转,它与椭圆C 相交于另一点P ,当B ,F ,P 三点共线时,试确定直线l 的斜率.解:(1)直线l 的方程为2()y x a =-,即220x y a --=,∴右焦点F 到直线l,1a c ∴-=. 又椭圆C 右准线为4x =,即24a c=,所以24a c =,将此代入上式解得2a =,1c =,23b ∴=,∴椭圆C 的方程为22143x y +=;……………6分(2)由(1)知B ,(1,0)F ,∴直线BF 的方程为1)y x =-, ……………8分联立方程组221),1,43y x x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩解得8,5x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或0,x y =⎧⎪⎨=⎪⎩(舍),即8(,5P ,……12分∴直线l 的斜率k == ……………14分方法二:由(1)知B ,(1,0)F ,∴直线BF 的方程为1)y x =-.由题(2,0)A ,显然直线l的斜率存在,设直线l 的方程为(2)y k x =-,联立方程组1),(2),y x y k x ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩代入椭圆方程解得k =或k =.又由题意知0y =<,得0k >或k <k =.方法三:由题(2,0)A ,显然直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为(2)y k x =-,联立方程组22(2),1,43y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得()2222431616120k x k x k +-+-=,221643A P k x x k +=+,第17题图所以2224343P x k k =-=++,243P y k =+.当B ,F ,P 三点共线时,有BP BF k k =,即=解得k =或k =.又由题意知0y =<,得0k >或k <k =.2221y ab=(0)a b >>的离心率为,且过点,过椭圆的左顶点A 作直线l x ⊥轴,点M 为直线l 上的动点,点B 为椭圆右顶点,直线BM 交椭圆C 于P . (1)求椭圆C 的方程;(2)求证:AP OM ⊥;(3)试问OP OM ⋅是否为定值?若是定值,请求出该定值;若不是定值,请说明理由.解:(1)∵椭圆C :22221x y a b +=(0)a b >>, ∴222a c =,则222a b =,又椭圆C过点,∴221312a b +=.…………2分∴24a =,22b =, 则椭圆C 的方程22142x y +=. …………………………………………………4分 (2)设直线BM 的斜率为k ,则直线BM 的方程为(2)y k x =-,设11(,)P x y ,将(2)y k x =-代入椭圆C 的方程22142x y +=中并化简得:2222(21)4840k x k x k +-+-=……6分解之得2124221k x k -=+,22x =, ∴1124(2)21k y k x k -=-=+,从而222424(,)2121k kP k k --++.………………………………8分令2x =-,得4y k =-,∴(2,4)M k --,(2,4)OM k =--. ………………………9分又222424(2,2121k k AP k k --=+++ =22284(,)2121k k k k -++, …………………………………11分 ∴2222161602121k k AP OM k k -⋅=+=++ , ∴AP OM ⊥. …………………………………13分(3)222424(,)(2,4)2121k k OP OM k k k --⋅=⋅--++ =2222284168442121k k k k k -+++==++. ∴OP OM ⋅为定值4. (16)分已知椭圆:142x y C +=的上顶点为A ,直线:l y kx m =+交椭圆于P ,Q 两点,设直线AP ,AQ 的斜率分别为1k ,2k .(1)若0m =时,求12k k ⋅的值;(2)若121k k ⋅=-,证明直线:l y kx m =+过定点.(南通调研二)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆221 ( 0 )a b a b +=>>的左顶点为A ,右焦点为(0)F c ,.00( )P x y ,为椭圆上一点,且PA PF ⊥.(1)若3a =,b =,求0x 的值;(2)若00x =,求椭圆的离心率;右准线2a x c=相切.解:(1)因为3a =,b =,所以2224c a b =-=,即2c =, 由PA PF ⊥得,0000132y y x x ⋅=-+-,即22006y x x =--+, …… 3分 又2200195x y +=,所以2004990x x +-=,解得034x =或03x =-(舍去) . …… 5分(2)当00x =时,220y b =, 由PA PF ⊥得,001y y a c⋅=--,即2b ac =,故22a c ac -=, …… 8分 所以210e e +-=,解得e =. …… 10分(3)依题意,椭圆右焦点到直线2a x c =的距离为2a c c -,且2200221x y a b+=,① 由PA PF ⊥得,00001y y x a x c⋅=-+-,即2200()y x c a x ca =-+-+, ② 由①②得,()2002()0a b ac x a x c ⎡⎤-⎢⎥++=⎢⎥⎣⎦, 解得()2202a a ac c x c --=-或0x a =-(舍去). …… 13分所以PF ==c a x a=- ()222a a ac c c a a c --=+⋅2a c c =-, 所以以F 为圆心,FP 为半径的圆与右准线2a x c=相切. …… 16分(第18题)已知双曲线2241ax y -=a 的值为 ▲ .8已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±3x ,则该双曲线的离心率为▲ .2双曲线2222 1 (0, 0)x y a b a b-=>>的右焦点到渐近线的距离是其到左顶点距离的一半,则双曲线的离心率3提示:双曲线唯一的重要性质:焦点到渐近线的距离等于b ;则有:222()22a ca cb ac ++=⇒+=2253250(35)()03c c ac a c a c a e a ⇒--=⇒-+=⇒==.双曲线2212y x -=的离心率为.已知焦点在x 轴上的双曲线的渐近线方程为13y x =±,则该双曲线的离心率为 .103(南京盐城模拟一)若双曲线222(0)x y a a -=>的右焦点与抛物线24y x =的焦点重合,则a = ▲ .(苏北三市调研三)已知双曲线C 的离心率为2,它的一个焦点是抛物线28x y =的焦点,则双曲线C 的标准方程为 ▲ .2213x y -=(扬州期末)已知双曲线C :22221(0x y a a b-=>,0)b >的一条渐近线与直线l :x +=0垂直,且C 的一个焦点到l 的距离为2,则C 的标准方程为______.221412x y -=(淮安宿迁摸底)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线的渐近线方程是2y x =±, 且经过点,则该双曲线的方程是 ▲ .2214y x -=(泰州二模)已知双曲线2214x y m -=的渐近线方程为y x =,则m = ▲. 2(南京三模)在平面直角坐标系xOy 中,过双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点F 作x 轴的垂线l ,则l 与双曲线C 的两条渐近线所围成的三角形的面积是 ▲ . 43(苏锡常镇二模)已知双曲线22221(,0)x y a b a b-=>的离心率等于2,它的焦点到渐近线的距离等于1,则该双曲线的方程为▲3x 2-y 2=1(金海南三校联考)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>,则双曲线C 的渐近线方程为.y =±3x(镇江期末)若双曲线22221(0x y a a b-=>,0)b >的一个焦点到一条渐近线的距离等于焦距的41,则该双曲线的渐近线方程是 ▲ .第53课抛物线(南通调研一)在平面直角坐标系xOy 中,以直线2y x =±为渐近线,且经过抛物线24y x =焦点的双曲线的方程是.x 2-y 24=1(苏州期末)以抛物线24y x =的焦点为顶点,顶点为中心,离心率为2的双曲线标准方程为.2213y x -=(南京盐城二模)在平面直角坐标系xoy 中,已知抛物线C :24x y =的焦点为F ,定点)0,22(A ,若射线FA 与抛物线C 相交于点M ,与抛物线C 的准线相交于点N ,则FM :MN=。
高中数学-高考圆锥曲线高考真题解析一、单选题1.(2011·湖北高考真题(文))(2011•湖北)将两个顶点在抛物线y 2=2px (p >0)上,另一个顶点是此抛物线焦点的正三角形个数记为n ,则( )A .n=0B .n=1C .n=2D .n≥3 【答案】C2.(2013·全国高考真题(理))已知点A (﹣1,0),B (1,0),C (0,1),直线y =ax +b (a >0)将△ABC 分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是( ) A .(0,1) B .112⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭, C .113⎛⎤-⎥ ⎝⎦, D .1132⎡⎫⎪⎢⎣⎭,【答案】B二、解答题3.(2014·上海高考真题(文)) 在平面直角坐标系中,对于直线:0ax by c和点记1122)().ax by c ax by c η=++++(若<0,则称点被直线分隔.若曲线C 与直线没有公共点,且曲线C上存在点被直线分隔,则称直线为曲线C 的一条分隔线.⑴求证:点被直线分隔;⑵若直线是曲线的分隔线,求实数的取值范围;⑶动点M 到点的距离与到轴的距离之积为1,设点M 的轨迹为E ,求E 的方程,并证明轴为曲线E的分割线.【答案】(1)证明见解析;(2)11(,][,)22k ∈-∞-⋃+∞;(3)证明见解析. 4.(2014·福建高考真题(文))已知曲线Γ上的点到点(0,1)F 的距离比它到直线3y =-的距离小2. (1)求曲线Γ的方程;(2)曲线Γ在点P 处的切线l 与x 轴交于点A .直线3y =分别与直线l 及y 轴交于点,M N ,以MN 为直径作圆C ,过点A 作圆C 的切线,切点为B ,试探究:当点P 在曲线Γ上运动(点P 与原点不重合)时,线段AB 的长度是否发生变化?证明你的结论.【答案】(1)24x y =.(2)当点P 在曲线Γ上运动时,线段AB 的长度不变,证明见解析.5.(2011·山东高考真题(文))在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆.如图所示,斜率为k(k>0)且不过原点的直线l交椭圆C于A,B两点,线段AB的中点为E,射线OE交椭圆C于点G,交直线x=﹣3于点D(﹣3,m).(1)求m2+k2的最小值;(2)若|OG|2=|OD|∙|OE|,(i)求证:直线l过定点;(ii)试问点B,G能否关于x轴对称?若能,求出此时△ABG的外接圆方程;若不能,请说明理由.【答案】(1)2 (2)见解析6.(2013·浙江高考真题(理))图,点P(0,﹣1)是椭圆C1:+=1(a>b>0)的一个顶点,C1的长轴是圆C2:x2+y2=4的直径,l1,l2是过点P且互相垂直的两条直线,其中l1交圆C2于A、B两点,l2交椭圆C1于另一点D.(1)求椭圆C1的方程;(2)求△ABD面积的最大值时直线l1的方程.【答案】(1)(2)7.(2013·湖北高考真题(文))(2013•湖北)如图,已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O,长轴均为MN且在x 轴上,短轴长分别为2m,2n(m>n),过原点且不与x轴重合的直线l与C1,C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A,B,C,D,记,△BDM和△ABN的面积分别为S1和S2.(1)当直线l与y轴重合时,若S1=λS2,求λ的值;(2)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l ,使得S 1=λS 2?并说明理由.【答案】(1)(2)见解析8.(2011·广东高考真题(理))在平面直角坐标系xOy 中,给定抛物线21:4L y x =,实数,p q 满足240p q -≥,12,x x 是方程20x px q -+=的两根,记(){}12,max ,p q x x φ=(1)过点()20001,04A P P P ⎛⎫≠ ⎪⎝⎭作L 的切线交y 轴于点B ,证明:对线段AB 上的任一点(),Q p q ,均有()0,2P p q φ=; (2)设(,)M a b 是定点,其中,a b 满足2400a b a ->≠,,过(,)M a b 作L 的两条切线12,l l ,切点分别为22112211(,),'(,)44E P P E P P ,12,l l 与y 轴分别交于,'F F ,线段EF 上异于两端点的点集记为X ,证明:112(,)(,)2P M a b X P P a b φ∈⇔>⇔=;(3)设()21(,)|15144y x D x y y x ⎧⎫≤-⎧⎪⎪⎪=⎨⎨⎬≥+-⎪⎪⎪⎩⎩⎭,当点(),p q 取遍D 时,求(),p q φ的最小值(记为min ϕ)和最大值(记为max ϕ).【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)min 1ϕ=,max 54ϕ=. 9.(2019·全国高考真题(理))已知点A (−2,0),B (2,0),动点M (x ,y )满足直线AM 与BM 的斜率之积为−12.记M 的轨迹为曲线C . (1)求C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交C 于P ,Q 两点,点P 在第一象限,PE ⊥x 轴,垂足为E ,连结QE 并延长交C 于点G . (i )证明:PQG 是直角三角形; (ii )求PQG 面积的最大值.10.(2018·浙江高考真题)如图,已知点P 是y 轴左侧(不含y 轴)一点,抛物线C :y 2=4x 上存在不同的两点A ,B 满足PA ,PB 的中点均在C 上.(Ⅰ)设AB 中点为M ,证明:PM 垂直于y 轴;(Ⅱ)若P 是半椭圆x 2+24y =1(x<0)上的动点,求△PAB 面积的取值范围.【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)⎡⎢⎣⎦.11.(2017·山东高考真题(理))在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22221x y a b +=()0a b >>的离心率为2,焦距为2.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)如图,动直线l :1y k x =E 于,A B 两点,C 是椭圆E 上一点,直线OC 的斜率为2k ,且12k k =,M 是线段OC 延长线上一点,且:2:3MC AB =,M 的半径为MC ,,OS OT 是M 的两条切线,切点分别为,S T .求SOT ∠的最大值,并求取得最大值时直线l 的斜率.【答案】(1)2212x y += (2)SOT ∠ 的最大值为π3 ,取得最大值时直线l 的斜率为12k =±. 12.(2017·浙江高考真题)如图,已知抛物线2x y =.点A 1139-2424B ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,,抛物线上的点P (x,y )13-x 22⎛⎫ ⎪⎝⎭<<,过点B 作直线AP 的垂线,垂足为Q(I )求直线AP 斜率的取值范围;(II )求·PA PQ 的最大值 【答案】(I )(-1,1);(II )2716. 13.(2014·重庆高考真题(理))如图,设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,点D 在椭圆上,112DF F F ⊥,121||||F F DF =12DF F ∆.(1)求该椭圆的标准方程;(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求圆的方程,若不存在,请说明理由.【答案】(1)2212x y +=;(2)存在满足条件的圆,其方程为2253239x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭. 14.(2015·湖北高考真题(文))一种作图工具如图1所示.O 是滑槽AB 的中点,短杆可绕转动,长杆通过处铰链与连接,上的栓子可沿滑槽AB 滑动,且1DN ON ==,3MN =.当栓子在滑槽AB 内作往复运动时,带动绕O 转动一周(不动时,也不动),处的笔尖画出的曲线记为.以O 为原点,AB 所在的直线为x 轴建立如图2所示的平面直角坐标系.(Ⅰ)求曲线C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与两定直线1:20l x y -=和2:20l x y +=分别交于,P Q 两点.若直线l 总与曲线C 有且只有一个公共点,试探究: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.【答案】(Ⅰ)221164x y +=;(Ⅱ)存在最小值8. 15.(2014·重庆高考真题(文))如图,设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,点D 在椭圆上,112DF F F ⊥,121||||F F DF =12DF F ∆.(1)求该椭圆的标准方程;(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求圆的方程,若不存在,请说明理由.【答案】(1)2212x y +=;(2)存在满足条件的圆,其方程为2253239x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭. 16.(2015·江苏高考真题)(本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为√22,且右焦点F 到左准线l 的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.【答案】(1)x 22+y2=1(2)y=x−1或y=−x+1.17.(2015·重庆高考真题(文))(本小题满分12分,(Ⅰ)小问5分,(Ⅱ)小问7分)如图,椭圆x 2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1,F2,且过F2的直线交椭圆于P,Q两点,且PQ⊥PF1.(Ⅰ)若|PF1|=2+√2,|PF2|=2-√2,求椭圆的标准方程.(Ⅱ)若|PQ|=λ|PF1|,且34≤λ≤43,试确定椭圆离心率的取值范围.【答案】(Ⅰ)x 24+y2=1,(Ⅱ)√22<e≤√53.。
(1)当5AC =时,求cos POM ∠(2)求⋅PQ MN 的最大值.7.已知抛物线1C :28x y =的焦点点,1C 与2C 公共弦的长为4(1)求2C 的方程;(2)过F 的直线l 与1C 交于A ,(i )若AC BD =,求直线l 的斜率;(ii )设1C 在点A 处的切线与系.8.已知圆()(2:M x a y b -+-点O 且与C 的准线相切.(1)求抛物线C 的方程;(2)点()0,1Q -,点P (与Q 不重合)在直线切线,切点分别为,A B .求证:9.已知椭圆2212:12x y C b+=的左、右焦点分别为2222:12x y C b -=的左、右焦点分别为于y 轴的直线l 交曲线1C 于点Q 两点.a b (1)求椭圆的方程;(2)P 是椭圆C 上的动点,过点P 作椭圆为坐标原点)的面积为5217,求点12.过坐标原点O 作圆2:(2)C x ++参考答案:)(),0a-,(),0F c,所以AF时,在双曲线方程中令x c=,即2bBFa=,又AF BF= ()所以BFA V 为等腰直角三角形,即易知2BFA BAF ∠=∠;当BF 与AF 不垂直时,如图设()()0000,0,0B x y x y >>00tan(π)y BFA x c -∠=-即tan -又因为00tan y BAF x a∠=+,002tan 2y x aBAF +∠=4.(1)21±2(2)证明见解析.【分析】(1)求出椭圆左焦点F1 1x5.(1)21 2x y =(2)1510,33 P⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭【分析】(1)根据抛物线的焦半径公式可解;【点睛】方法技巧:圆锥曲线中的最值问题是高考中的热点问题,常涉及不等式、函数的值域问题,综合性比较强,解法灵活多样,但主要有两种方法:(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、图形、几何性质来解决;(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值(或值域),常用方法:三角换元法;(5)平面向量;(7.(1)2213x y -=(2)(i )36±;(ii )点F 在以【分析】(1)根据弦长和抛物线方程可求得交点坐标,结合同焦点建立方程组求解可得;(2)(i )设()11,A x y ,(2,B x 物线方程和双曲线方程,利用韦达定理,结合以及点M 坐标,利用FA FM ⋅【详解】(1)1C 的焦点为(0,2F 又1C 与2C 公共弦的长为46,且所以公共点的横坐标为26±,代入所以公共点的坐标为(26,3±所以229241a b -=②联立228y kx x y =+⎧⎨=⎩,得28160x kx --=,Δ=联立22213y kx x y =+⎧⎪⎨-=⎪⎩,得()2231129k x kx -++则3421231kx x k +=--,342931x x k =-,9.(1)2212x y +=,2212x y -=(2)12y x =-或12y x=(3)2【分析】(1)用b 表示12,e e ,由12e e ⋅=10.(1)2222114222x y x y +=-=,;(2)1;(3)是,=1x -【分析】(1)根据椭圆和双曲线的关系,结合椭圆和双曲线的性质,求得343+因为AB 既是过1C 焦点的弦,又是过所以2212||1()AB k x x =+⋅+-且121||()()22p p AB x x x =+++=所以212(1)k +=2240123(34)k k +,【点睛】因为//l OT ,所以可设直线l 的方程为由22x y =,得212y x =,得y '所以曲线E 在T 处的切线方程为联立22y x m y x =+⎧⎨=-⎩,得2x m y m =+⎧⎨=⎩()2,22N m m ++NT。
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。
圆锥曲线1(新课标全国Ⅱ卷)已知曲线C :x 2+y 2=16(y >0),从C 上任意一点P 向x 轴作垂线段PP ,P 为垂足,则线段PP 的中点M 的轨迹方程为()A.x 216+y 24=1(y >0)B.x 216+y 28=1(y >0)C.y 216+x 24=1(y >0)D.y 216+x 28=1(y >0)【答案】A【分析】设点M (x ,y ),由题意,根据中点的坐标表示可得P (x ,2y ),代入圆的方程即可求解.【详解】设点M (x ,y ),则P (x ,y 0),P (x ,0),因为M 为PP 的中点,所以y 0=2y ,即P (x ,2y ),又P 在圆x 2+y 2=16(y >0)上,所以x 2+4y 2=16(y >0),即x 216+y 24=1(y >0),即点M 的轨迹方程为x 216+y 24=1(y >0).故选:A2(全国甲卷数学(理))已知双曲线C :y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的上、下焦点分别为F 10,4 ,F 20,-4 ,点P -6,4 在该双曲线上,则该双曲线的离心率为()A.4B.3C.2D.2【答案】C【分析】由焦点坐标可得焦距2c ,结合双曲线定义计算可得2a ,即可得离心率.【详解】由题意,F 10,-4 、F 20,4 、P -6,4 ,则F 1F 2 =2c =8,PF 1 =62+4+4 2=10,PF 2 =62+4-4 2=6,则2a =PF 1 -PF 2 =10-6=4,则e =2c 2a =84=2.故选:C .3(新高考天津卷)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2.P 是双曲线右支上一点,且直线PF 2的斜率为2.△PF 1F 2是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为()A.x 28-y 22=1B.x 28-y 24=1C.x 22-y 28=1D.x 24-y 28=1【答案】C【分析】可利用△PF 1F 2三边斜率问题与正弦定理,转化出三边比例,设PF 2 =m ,由面积公式求出m ,由勾股定理得出c ,结合第一定义再求出a .【详解】如下图:由题可知,点P 必落在第四象限,∠F 1PF 2=90°,设PF 2 =m ,∠PF 2F 1=θ1,∠PF 1F 2=θ2,由k PF 2=tan θ1=2,求得sin θ1=25,因为∠F 1PF 2=90°,所以k PF 1⋅k PF 2=-1,求得k PF 1=-12,即tan θ2=12,sin θ2=15,由正弦定理可得:PF 1 :PF 2 :F 1F 2 =sin θ1:sin θ2:sin90°=2:1:5,则由PF 2 =m 得PF 1 =2m ,F 1F 2 =2c =5m ,由S △PF 1F 2=12PF 1 ⋅PF 2 =12m ⋅2m =8得m =22,则PF 2 =22,PF 1 =42,F 1F 2 =2c =210,c =10,由双曲线第一定义可得:PF 1 -PF 2 =2a =22,a =2,b =c 2-a 2=8,所以双曲线的方程为x 22-y 28=1.故选:C4(新课标全国Ⅰ卷)(多选)造型可以做成美丽的丝带,将其看作图中曲线C 的一部分.已知C 过坐标原点O .且C 上的点满足横坐标大于-2,到点F (2,0)的距离与到定直线x =a (a <0)的距离之积为4,则()A.a =-2B.点(22,0)在C 上C.C 在第一象限的点的纵坐标的最大值为1D.当点x 0,y 0 在C 上时,y 0≤4x 0+2【答案】ABD【分析】根据题设将原点代入曲线方程后可求a,故可判断A的正误,结合曲线方程可判断B的正误,利用特例法可判断C的正误,将曲线方程化简后结合不等式的性质可判断D的正误.【详解】对于A:设曲线上的动点P x,y,则x>-2且x-22+y2×x-a=4,因为曲线过坐标原点,故0-22+02×0-a=4,解得a=-2,故A正确.对于B:又曲线方程为x-22+y2×x+2=4,而x>-2,故x-22+y2×x+2=4.当x=22,y=0时,22-22×22+2=8-4=4,故22,0在曲线上,故B正确.对于C:由曲线的方程可得y2=16x+22-x-22,取x=32,则y2=6449-14,而6449-14-1=6449-54=256-24549×4>0,故此时y2>1,故C在第一象限内点的纵坐标的最大值大于1,故C错误.对于D:当点x0,y0在曲线上时,由C的分析可得y20=16x0+22-x0-22≤16x0+22,故-4x0+2≤y0≤4x0+2,故D正确.故选:ABD.【点睛】思路点睛:根据曲线方程讨论曲线的性质,一般需要将曲线方程变形化简后结合不等式的性质等来处理.5(新课标全国Ⅱ卷)(多选)抛物线C:y2=4x的准线为l,P为C上的动点,过P作⊙A:x2+(y-4)2=1的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则()A.l与⊙A相切B.当P,A,B三点共线时,|PQ|=15C.当|PB|=2时,PA⊥ABD.满足|PA|=|PB|的点P有且仅有2个【答案】ABD【分析】A选项,抛物线准线为x=-1,根据圆心到准线的距离来判断;B选项,P,A,B三点共线时,先求出P 的坐标,进而得出切线长;C选项,根据PB=2先算出P的坐标,然后验证k PA k AB=-1是否成立;D选项,根据抛物线的定义,PB=PF,于是问题转化成PA=PF的P点的存在性问题,此时考察AF的中垂线和抛物线的交点个数即可,亦可直接设P点坐标进行求解.【详解】A选项,抛物线y2=4x的准线为x=-1,⊙A的圆心(0,4)到直线x=-1的距离显然是1,等于圆的半径,故准线l和⊙A相切,A选项正确;B选项,P,A,B三点共线时,即PA⊥l,则P的纵坐标y P=4,由y2P=4x P,得到x P=4,故P(4,4),此时切线长PQ=PA2-r2=42-12=15,B选项正确;C选项,当PB=2时,xP=1,此时y2P=4x P=4,故P(1,2)或P(1,-2),当P(1,2)时,A(0,4),B(-1,2),k PA=4-20-1=-2,k AB=4-20-(-1)=2,不满足k PA k AB=-1;当P(1,-2)时,A(0,4),B(-1,2),k PA=4-(-2)0-1=-6,k AB=4-(-2)0-(-1)=6,不满足k PA k AB=-1;于是PA⊥AB不成立,C选项错误;D选项,方法一:利用抛物线定义转化根据抛物线的定义,PB=PF,这里F(1,0),于是PA=PB时P点的存在性问题转化成PA=PF时P点的存在性问题,A(0,4),F(1,0),AF中点12,2,AF中垂线的斜率为-1kAF =14,于是AF的中垂线方程为:y=2x+158,与抛物线y2=4x联立可得y2-16y+30=0,Δ=162-4×30=136>0,即AF的中垂线和抛物线有两个交点,即存在两个P点,使得PA=PF,D选项正确.方法二:(设点直接求解)设Pt24,t,由PB⊥l可得B-1,t,又A(0,4),又PA=PB,根据两点间的距离公式,t416+(t-4)2=t24+1,整理得t2-16t+30=0,Δ=162-4×30=136>0,则关于t的方程有两个解,即存在两个这样的P点,D选项正确.故选:ABD6(新课标全国Ⅰ卷)设双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左右焦点分别为F1、F2,过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点,若|F1A|=13,|AB|=10,则C的离心率为.【答案】3 2【分析】由题意画出双曲线大致图象,求出AF2,结合双曲线第一定义求出AF1,即可得到a,b,c的值,从而求出离心率.【详解】由题可知A ,B ,F 2三点横坐标相等,设A 在第一象限,将x =c 代入x 2a 2-y 2b 2=1得y =±b 2a ,即A c ,b 2a ,B c ,-b 2a ,故AB =2b 2a =10,AF 2 =b 2a=5,又AF 1 -AF 2 =2a ,得AF 1 =AF 2 +2a =2a +5=13,解得a =4,代入b 2a=5得b 2=20,故c 2=a 2+b 2=36,,即c =6,所以e =c a =64=32.故答案为:327(新高考北京卷)已知抛物线y 2=16x ,则焦点坐标为.【答案】4,0【分析】形如y 2=2px ,p ≠0 的抛物线的焦点坐标为p2,0,由此即可得解.【详解】由题意抛物线的标准方程为y 2=16x ,所以其焦点坐标为4,0 .故答案为:4,0 .8(新高考北京卷)已知双曲线x 24-y 2=1,则过3,0 且和双曲线只有一个交点的直线的斜率为.【答案】±12【分析】首先说明直线斜率存在,然后设出方程,联立双曲线方程,根据交点个数与方程根的情况列式即可求解.【详解】联立x =3与x 24-y 2=1,解得y =±52,这表明满足题意的直线斜率一定存在,设所求直线斜率为k ,则过点3,0 且斜率为k 的直线方程为y =k x -3 ,联立x 24-y 2=1y =k x -3 ,化简并整理得:1-4k 2x 2+24k 2x -36k 2-4=0,由题意得1-4k 2=0或Δ=24k 2 2+436k 2+4 1-4k 2 =0,解得k =±12或无解,即k =±12,经检验,符合题意.故答案为:±12.9(新高考天津卷)(x -1)2+y 2=25的圆心与抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 重合,A 为两曲线的交点,则原点到直线AF 的距离为.【答案】45/0.8【分析】先求出圆心坐标,从而可求焦准距,再联立圆和抛物线方程,求A 及AF 的方程,从而可求原点到直线AF 的距离.【详解】圆(x -1)2+y 2=25的圆心为F 1,0 ,故p2=1即p =2,由x -12+y 2=25y 2=4x可得x 2+2x -24=0,故x =4或x =-6(舍),故A 4,±4 ,故直线AF :y =±43x -1 即4x -3y -4=0或4x +3y -4=0,故原点到直线AF 的距离为d =45=45,故答案为:4510(新高考上海卷)已知抛物线y 2=4x 上有一点P 到准线的距离为9,那么点P 到x 轴的距离为.【答案】42【分析】根据抛物线的定义知x P =8,将其再代入抛物线方程即可.【详解】由y 2=4x 知抛物线的准线方程为x =-1,设点P x 0,y 0 ,由题意得x 0+1=9,解得x 0=8,代入抛物线方程y 2=4x ,得y 20=32,解得y 0=±42,则点P 到x 轴的距离为42.故答案为:42.11(新课标全国Ⅰ卷)已知A (0,3)和P 3,32 为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上两点.(1)求C 的离心率;(2)若过P 的直线l 交C 于另一点B ,且△ABP 的面积为9,求l 的方程.【答案】(1)12(2)直线l 的方程为3x -2y -6=0或x -2y =0.【分析】(1)代入两点得到关于a ,b 的方程,解出即可;(2)方法一:以AP 为底,求出三角形的高,即点B 到直线AP 的距离,再利用平行线距离公式得到平移后的直线方程,联立椭圆方程得到B 点坐标,则得到直线l 的方程;方法二:同法一得到点B 到直线AP 的距离,再设B x 0,y 0 ,根据点到直线距离和点在椭圆上得到方程组,解出即可;法三:同法一得到点B 到直线AP 的距离,利用椭圆的参数方程即可求解;法四:首先验证直线AB 斜率不存在的情况,再设直线y =kx +3,联立椭圆方程,得到点B 坐标,再利用点到直线距离公式即可;法五:首先考虑直线PB 斜率不存在的情况,再设PB :y -32=k (x -3),利用弦长公式和点到直线的距离公式即可得到答案;法六:设线法与法五一致,利用水平宽乘铅锤高乘12表达面积即可.【详解】(1)由题意得b=39a2+94b2=1,解得b2=9a2=12,所以e=1-b2a2=1-912=12.(2)法一:k AP=3-320-3=-12,则直线AP的方程为y=-12x+3,即x+2y-6=0,AP=0-32+3-3 22=352,由(1)知C:x212+y29=1,设点B到直线AP的距离为d,则d=2×9352=1255,则将直线AP沿着与AP垂直的方向平移1255单位即可,此时该平行线与椭圆的交点即为点B,设该平行线的方程为:x+2y+C=0,则C+65=1255,解得C=6或C=-18,当C=6时,联立x212+y29=1x+2y+6=0,解得x=0y=-3或x=-3y=-32,即B0,-3或-3,-3 2,当B0,-3时,此时k l=32,直线l的方程为y=32x-3,即3x-2y-6=0,当B-3,-3 2时,此时k l=12,直线l的方程为y=12x,即x-2y=0,当C=-18时,联立x212+y29=1x+2y-18=0得2y2-27y+117=0,Δ=272-4×2×117=-207<0,此时该直线与椭圆无交点.综上直线l的方程为3x-2y-6=0或x-2y=0.法二:同法一得到直线AP的方程为x+2y-6=0,点B到直线AP的距离d=125 5,设B x0,y0,则x0+2y0-65=1255x2012+y209=1,解得x0=-3y0=-32或x0=0y0=-3,即B0,-3或-3,-3 2,以下同法一.法三:同法一得到直线AP的方程为x+2y-6=0,点B到直线AP的距离d=125 5,设B 23cos θ,3sin θ ,其中θ∈0,2π ,则有23cos θ+6sin θ-6 5=1255,联立cos 2θ+sin 2θ=1,解得cos θ=-32sin θ=-12或cos θ=0sin θ=-1,即B 0,-3 或-3,-32,以下同法一;法四:当直线AB 的斜率不存在时,此时B 0,-3 ,S △PAB =12×6×3=9,符合题意,此时k l =32,直线l 的方程为y =32x -3,即3x -2y -6=0,当线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y =kx +3,联立椭圆方程有y =kx +3x 212+y 29=1,则4k 2+3 x 2+24kx =0,其中k ≠k AP ,即k ≠-12,解得x =0或x =-24k 4k 2+3,k ≠0,k ≠-12,令x =-24k 4k 2+3,则y =-12k 2+94k 2+3,则B -24k 4k 2+3,-12k 2+94k 2+3同法一得到直线AP 的方程为x +2y -6=0,点B 到直线AP 的距离d =1255,则-24k4k 2+3+2×-12k 2+94k 2+3-65=1255,解得k =32,此时B -3,-32 ,则得到此时k l =12,直线l 的方程为y =12x ,即x -2y =0,综上直线l 的方程为3x -2y -6=0或x -2y =0.法五:当l 的斜率不存在时,l :x =3,B 3,-32,PB =3,A 到PB 距离d =3,此时S △ABP =12×3×3=92≠9不满足条件.当l 的斜率存在时,设PB :y -32=k (x -3),令P x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,y =k (x -3)+32x 212+y 29=1 ,消y 可得4k 2+3 x 2-24k 2-12k x +36k 2-36k -27=0,Δ=24k 2-12k 2-44k 2+3 36k 2-36k -27 >0,且k ≠k AP ,即k ≠-12,x 1+x 2=24k 2-12k 4k 2+3x 1x 2=36k 2-36k -274k 2+3,PB =k 2+1x 1+x 2 2-4x 1x 2=43k 2+13k 2+9k +2744k 2+3 ,A 到直线PB 距离d =3k +32k 2+1,S △PAB =12⋅43k 2+13k 2+9k +2744k 2+3⋅3k +32 k 2+1=9,∴k =12或32,均满足题意,∴l :y =12x 或y =32x -3,即3x -2y -6=0或x -2y =0.法六:当l 的斜率不存在时,l :x =3,B 3,-32,PB =3,A 到PB 距离d =3,此时S △ABP =12×3×3=92≠9不满足条件.当直线l 斜率存在时,设l :y =k (x -3)+32,设l 与y 轴的交点为Q ,令x =0,则Q 0,-3k +32,联立y =kx -3k +323x 2+4y 2=36,则有3+4k 2 x 2-8k 3k -32x +36k 2-36k -27=0,3+4k 2x 2-8k 3k -32x +36k 2-36k -27=0,其中Δ=8k 23k -322-43+4k 2 36k 2-36k -27 >0,且k ≠-12,则3x B =36k 2-36k -273+4k 2,x B =12k 2-12k -93+4k 2,则S =12AQ x P -x B =123k +32 12k +183+4k 2=9,解的k =12或k =32,经代入判别式验证均满足题意.则直线l 为y =12x 或y =32x -3,即3x -2y -6=0或x -2y =0.12(新课标全国Ⅱ卷)已知双曲线C :x 2-y 2=m m >0 ,点P 15,4 在C 上,k 为常数,0<k <1.按照如下方式依次构造点P n n =2,3,... ,过P n -1作斜率为k 的直线与C 的左支交于点Q n -1,令P n 为Q n -1关于y 轴的对称点,记P n 的坐标为x n ,y n .(1)若k =12,求x 2,y 2;(2)证明:数列x n -y n 是公比为1+k1-k的等比数列;(3)设S n 为△P n P n +1P n +2的面积,证明:对任意的正整数n ,S n =S n +1.【答案】(1)x 2=3,y 2=0(2)证明见解析(3)证明见解析【分析】(1)直接根据题目中的构造方式计算出P 2的坐标即可;(2)根据等比数列的定义即可验证结论;(3)思路一:使用平面向量数量积和等比数列工具,证明S n 的取值为与n 无关的定值即可.思路二:使用等差数列工具,证明S n 的取值为与n 无关的定值即可.【详解】(1)由已知有m =52-42=9,故C 的方程为x 2-y 2=9.当k =12时,过P 15,4 且斜率为12的直线为y =x +32,与x 2-y 2=9联立得到x 2-x +322=9.解得x =-3或x =5,所以该直线与C 的不同于P 1的交点为Q 1-3,0 ,该点显然在C 的左支上.故P 23,0 ,从而x 2=3,y 2=0.(2)由于过P n x n ,y n 且斜率为k 的直线为y =k x -x n +y n ,与x 2-y 2=9联立,得到方程x 2-k x -x n +y n 2=9.展开即得1-k 2 x 2-2k y n -kx n x -y n -kx n 2-9=0,由于P n x n ,y n 已经是直线y =k x -x n +y n 和x 2-y 2=9的公共点,故方程必有一根x =x n .从而根据韦达定理,另一根x =2k y n -kx n 1-k 2-x n =2ky n -x n -k 2x n1-k 2,相应的y =k x -x n +y n =y n +k 2y n -2kx n1-k 2.所以该直线与C 的不同于P n 的交点为Q n2ky n -x n -k 2x n 1-k 2,y n +k 2y n -2kx n1-k 2,而注意到Q n 的横坐标亦可通过韦达定理表示为-y n -kx n 2-91-k 2x n ,故Q n 一定在C 的左支上.所以P n +1x n +k 2x n -2ky n 1-k 2,y n +k 2y n -2kx n1-k 2.这就得到x n +1=x n +k 2x n -2ky n 1-k 2,y n +1=y n +k 2y n -2kx n1-k 2.所以x n +1-y n +1=x n +k 2x n -2ky n 1-k 2-y n +k 2y n -2kx n1-k 2=x n +k 2x n +2kx n 1-k 2-y n +k 2y n +2ky n 1-k 2=1+k 2+2k 1-k2x n -y n =1+k 1-k x n -y n .再由x 21-y 21=9,就知道x 1-y 1≠0,所以数列x n -y n 是公比为1+k 1-k 的等比数列.(3)方法一:先证明一个结论:对平面上三个点U ,V ,W ,若UV =a ,b ,UW =c ,d ,则S △UVW =12ad -bc .(若U ,V ,W 在同一条直线上,约定S △UVW =0)证明:S △UVW =12UV ⋅UW sin UV ,UW =12UV ⋅UW 1-cos 2UV ,UW =12UV⋅UW 1-UV ⋅UWUV ⋅UW 2=12UV 2⋅UW 2-UV ⋅UW 2=12a 2+b 2c 2+d 2-ac +bd2=12a 2c 2+a 2d 2+b 2c 2+b 2d 2-a 2c 2-b 2d 2-2abcd =12a 2d 2+b 2c 2-2abcd =12ad -bc2=12ad -bc .证毕,回到原题.由于上一小问已经得到x n +1=x n +k 2x n -2ky n 1-k 2,y n +1=y n +k 2y n -2kx n 1-k 2,故x n +1+y n +1=x n +k 2x n -2ky n 1-k 2+y n +k 2y n -2kx n 1-k 2=1+k 2-2k 1-k 2x n +y n=1-k1+k x n +y n .再由x 21-y 21=9,就知道x 1+y 1≠0,所以数列x n +y n 是公比为1-k 1+k 的等比数列.所以对任意的正整数m ,都有x n y n +m -y n x n +m=12x n x n +m -y n y n +m +x n y n +m -y n x n +m -12x n x n +m -y n y n +m -x n y n +m -y n x n +m =12x n -y n x n +m +y n +m -12x n +y n x n +m -y n +m =121-k 1+k m x n -y n x n +y n-121+k 1-k mx n +y n x n -y n =121-k 1+k m -1+k 1-k m x 2n -y 2n=921-k 1+k m -1+k 1-k m .而又有P n +1P n =-x n +1-x n ,-y n +1-y n ,P n +1P n +2=x n +2-x n +1,y n +2-y n +1 ,故利用前面已经证明的结论即得S n =S △P n P n +1P n +2=12-x n +1-x n y n +2-y n +1 +y n +1-y n x n +2-x n +1 =12x n +1-x n y n +2-y n +1 -y n +1-y n x n +2-x n +1 =12x n +1y n +2-y n +1x n +2 +x n y n +1-y n x n +1 -x n y n +2-y n x n +2=12921-k 1+k -1+k 1-k +921-k 1+k -1+k 1-k -921-k 1+k 2-1+k 1-k 2.这就表明S n 的取值是与n 无关的定值,所以S n =S n +1.方法二:由于上一小问已经得到x n +1=x n +k 2x n -2ky n 1-k 2,y n +1=y n +k 2y n -2kx n 1-k 2,故x n +1+y n +1=x n +k 2x n -2ky n 1-k 2+y n +k 2y n -2kx n 1-k 2=1+k 2-2k 1-k2x n +y n =1-k1+k x n +y n .再由x 21-y 21=9,就知道x 1+y 1≠0,所以数列x n +y n 是公比为1-k1+k的等比数列.所以对任意的正整数m ,都有x n y n +m -y n x n +m=12x n x n +m -y n y n +m +x n y n +m -y n x n +m -12x n x n +m -y n y n +m -x n y n +m -y n x n +m =12x n -y n x n +m +y n +m -12x n +y n x n +m -y n +m =121-k 1+k m x n -y n x n +y n-121+k 1-k mx n +y n x n -y n =121-k 1+k m -1+k 1-k m x 2n -y 2n =921-k 1+k m -1+k 1-k m.这就得到x n +2y n +3-y n +2x n +3=921-k 1+k -1+k1-k=x n y n +1-y n x n +1,以及x n +1y n +3-y n +1x n +3=921-k 1+k 2-1+k 1-k 2=x n y n +2-y n x n +2.两式相减,即得x n +2y n +3-y n +2x n +3 -x n +1y n +3-y n +1x n +3 =x n y n +1-y n x n +1 -x n y n +2-y n x n +2 .移项得到x n +2y n +3-y n x n +2-x n +1y n +3+y n x n +1=y n +2x n +3-x n y n +2-y n +1x n +3+x n y n +1.故y n +3-y n x n +2-x n +1 =y n +2-y n +1 x n +3-x n .而P n P n +3 =x n +3-x n ,y n +3-y n ,P n +1P n +2 =x n +2-x n +1,y n +2-y n +1 .所以P n P n +3 和P n +1P n +2平行,这就得到S △P n P n +1P n +2=S △P n +1P n +2P n +3,即S n =S n +1.【点睛】关键点点睛:本题的关键在于将解析几何和数列知识的结合,需要综合运用多方面知识方可得解.13(全国甲卷数学(理)(文))设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F ,点M 1,32 在C 上,且MF ⊥x 轴.(1)求C 的方程;(2)过点P 4,0 的直线与C 交于A ,B 两点,N 为线段FP 的中点,直线NB 交直线MF 于点Q ,证明:AQ ⊥y 轴.【答案】(1)x 24+y 23=1(2)证明见解析【分析】(1)设F c ,0 ,根据M 的坐标及MF ⊥x 轴可求基本量,故可求椭圆方程.(2)设AB :y =k (x -4),A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立直线方程和椭圆方程,用A ,B 的坐标表示y 1-y Q ,结合韦达定理化简前者可得y 1-y Q =0,故可证AQ ⊥y 轴.【详解】(1)设F c ,0 ,由题设有c =1且b 2a =32,故a 2-1a =32,故a =2,故b =3,故椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)直线AB 的斜率必定存在,设AB :y =k (x -4),A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,由3x 2+4y 2=12y =k (x -4) 可得3+4k 2 x 2-32k 2x +64k 2-12=0,故Δ=1024k 4-43+4k 2 64k 2-12 >0,故-12<k <12,又x 1+x 2=32k 23+4k 2,x 1x 2=64k 2-123+4k 2,而N 52,0 ,故直线BN :y =y 2x 2-52x -52 ,故y Q =-32y 2x 2-52=-3y 22x 2-5,所以y 1-y Q =y 1+3y 22x 2-5=y 1×2x 2-5 +3y 22x 2-5=k x 1-4 ×2x 2-5 +3k x 2-42x 2-5=k 2x 1x 2-5x 1+x 2 +82x 2-5=k2×64k 2-123+4k 2-5×32k 23+4k 2+82x 2-5=k128k 2-24-160k 2+24+32k 23+4k 22x 2-5=0,故y 1=y Q ,即AQ ⊥y 轴.【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x 1,y 1 ,x 2,y 2 ;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x (或y )的一元二次方程,注意Δ的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为x 1+x 2、x 1x 2(或y 1+y 2、y 1y 2)的形式;(5)代入韦达定理求解.14(新高考北京卷)已知椭圆方程C :x 2a 2+y 2b 2=1a >b >0 ,焦点和短轴端点构成边长为2的正方形,过0,t t >2 的直线l 与椭圆交于A ,B ,C 0,1 ,连接AC 交椭圆于D .(1)求椭圆方程和离心率;(2)若直线BD 的斜率为0,求t .【答案】(1)x 24+y 22=1,e =22(2)t =2【分析】(1)由题意得b =c =2,进一步得a ,由此即可得解;(2)说明直线AB 斜率存在,设AB :y =kx +t ,t >2 ,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立椭圆方程,由韦达定理有x 1+x 2=-4kt 1+2k 2,x 1x 2=2t 2-42k 2+1,而AD :y =y 1-y 2x 1+x 2x -x 1 +y 1,令x =0,即可得解.【详解】(1)由题意b =c =22=2,从而a =b 2+c 2=2,所以椭圆方程为x 24+y 22=1,离心率为e =22;(2)显然直线AB 斜率存在,否则B ,D 重合,直线BD 斜率不存在与题意不符,同样直线AB 斜率不为0,否则直线AB 与椭圆无交点,矛盾,从而设AB :y =kx +t ,t >2 ,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,联立x 24+y 22=1y =kx +t ,化简并整理得1+2k 2x 2+4ktx +2t 2-4=0,由题意Δ=16k 2t 2-82k 2+1 t 2-2 =84k 2+2-t 2 >0,即k ,t 应满足4k 2+2-t 2>0,所以x 1+x 2=-4kt 1+2k 2,x 1x 2=2t 2-42k 2+1,若直线BD 斜率为0,由椭圆的对称性可设D -x 2,y 2 ,所以AD :y =y 1-y 2x 1+x 2x -x 1 +y 1,在直线AD 方程中令x =0,得y C =x 1y 2+x 2y 1x 1+x 2=x 1kx 2+t +x 2kx 1+t x 1+x 2=2kx 1x 2+t x 1+x 2 x 1+x 2=4k t 2-2 -4kt +t =2t =1,所以t =2,此时k 应满足4k 2+2-t 2=4k 2-2>0k ≠0 ,即k 应满足k <-22或k >22,综上所述,t =2满足题意,此时k <-22或k >22.15(新高考天津卷)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)椭圆的离心率e =12.左顶点为A ,下顶点为B ,C 是线段OB 的中点,其中S △ABC =332.(1)求椭圆方程.(2)过点0,-32的动直线与椭圆有两个交点P ,Q .在y 轴上是否存在点T 使得TP ⋅TQ ≤0恒成立.若存在求出这个T 点纵坐标的取值范围,若不存在请说明理由.【答案】(1)x 212+y 29=1(2)存在T 0,t -3≤t ≤32,使得TP ⋅TQ ≤0恒成立.【详解】(1)因为椭圆的离心率为e =12,故a =2c ,b =3c ,其中c 为半焦距,所以A -2c ,0 ,B 0,-3c ,C 0,-3c 2 ,故S △ABC=12×2c ×32c =332,故c =3,所以a =23,b =3,故椭圆方程为:x 212+y 29=1.(2)若过点0,-32 的动直线的斜率存在,则可设该直线方程为:y =kx -32,设P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,T 0,t ,由3x 2+4y 2=36y =kx -32可得3+4k 2 x 2-12kx -27=0,故Δ=144k 2+1083+4k 2 =324+576k 2>0且x 1+x 2=12k 3+4k 2,x 1x 2=-273+4k 2,而TP =x 1,y 1-t ,TQ=x 2,y 2-t ,故TP ⋅TQ =x 1x 2+y 1-t y 2-t =x 1x 2+kx 1-32-t kx 2-32-t =1+k 2 x 1x 2-k 32+t x 1+x 2 +32+t 2=1+k 2 ×-273+4k 2-k 32+t ×12k 3+4k 2+32+t 2=-27k 2-27-18k 2-12k 2t +332+t 2+3+2t 2k 23+4k 2=3+2t2-12t -45 k 2+332+t 2-273+4k 2,因为TP ⋅TQ ≤0恒成立,故3+2t 2-12t -45≤0332+t 2-27≤0,解得-3≤t ≤32.若过点0,-32的动直线的斜率不存在,则P 0,3 ,Q 0,-3 或P 0,-3 ,Q 0,3 ,此时需-3≤t ≤3,两者结合可得-3≤t ≤32.综上,存在T 0,t-3≤t ≤32 ,使得TP ⋅TQ ≤0恒成立.【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要用合适的参数表示目标代数式,表示过程中需要借助韦达定理,此时注意直线方程的合理假设.16(新高考上海卷)已知双曲线Γ:x 2-y 2b2=1,(b >0),左右顶点分别为A 1,A 2,过点M -2,0 的直线l 交双曲线Γ于P ,Q 两点.(1)若离心率e =2时,求b 的值.(2)若b =263,△MA 2P 为等腰三角形时,且点P 在第一象限,求点P 的坐标.(3)连接OQ 并延长,交双曲线Γ于点R ,若A 1R ⋅A 2P=1,求b 的取值范围.【答案】(1)b =3(2)P 2,22 (3)0,3 ∪3,303【详解】(1)由题意得e =c a =c1=2,则c =2,b =22-1=3.(2)当b =263时,双曲线Γ:x 2-y 283=1,其中M -2,0 ,A 21,0 ,因为△MA 2P 为等腰三角形,则①当以MA 2为底时,显然点P 在直线x =-12上,这与点P 在第一象限矛盾,故舍去;②当以A 2P 为底时,MP =MA 2 =3,设P x ,y ,则 x 2-3y 28=1(x +2)2+y 2=9, 联立解得x =-2311y =-81711 或x =-2311y =81711或x =1y =0 ,因为点P 在第一象限,显然以上均不合题意,舍去;(或者由双曲线性质知MP >MA 2 ,矛盾,舍去);③当以MP 为底时,A 2P =MA 2 =3,设P x 0,y 0 ,其中x 0>0,y 0>0,则有x 0-1 2+y 20=9x 20-y 2083=1,解得x 0=2y 0=22,即P 2,22 .综上所述:P 2,22 .(3)由题知A 1-1,0 ,A 21,0 , 当直线l 的斜率为0时,此时A 1R ⋅A 2P=0,不合题意,则k l ≠0,则设直线l :x =my -2,设点P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,根据OQ 延长线交双曲线Γ于点R ,根据双曲线对称性知R -x 2,-y 2 , 联立有x =my -2x 2-y 2b2=1⇒b 2m 2-1 y 2-4b 2my +3b 2=0,显然二次项系数b 2m 2-1≠0,其中Δ=-4mb 2 2-4b 2m 2-1 3b 2=4b 4m 2+12b 2>0,y 1+y 2=4b 2m b 2m 2-1①,y 1y 2=3b 2b 2m 2-1②,A 1R =-x 2+1,-y 2 ,A 2P=x 1-1,y 1 ,则A 1R ⋅A 2P=-x 2+1 x 1-1 -y 1y 2=1,因为P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 在直线l 上,则x 1=my 1-2,x 2=my 2-2,即-my 2-3 my 1-3 -y 1y 2=1,即y 1y 2m 2+1 -y 1+y 2 3m +10=0,将①②代入有m 2+1 ⋅3b 2b 2m 2-1-3m ⋅4b 2m b 2m 2-1+10=0,即3b 2m 2+1 -3m ⋅4b 2m +10b 2m 2-1 =0化简得b 2m 2+3b 2-10=0,所以 m 2=10b 2-3, 代入到 b 2m 2-1≠0, 得 b 2=10-3b 2≠1, 所以 b 2≠3,且m 2=10b 2-3≥0,解得b 2≤103,又因为b >0,则0<b 2≤103,综上知,b 2∈0,3 ∪3,103 ,∴b ∈0,3 ∪3,303.【点睛】关键点点睛:本题第三问的关键是采用设线法,为了方便运算可设l :x =my -2,将其与双曲线方程联立得到韦达定理式,再写出相关向量,代入计算,要注意排除联立后的方程得二次项系数不为0.一、单选题1(2024·福建泉州·二模)若椭圆x 2a 2+y 23=1(a >0)的离心率为22,则该椭圆的焦距为()A.3B.6C.26或3D.23或6【答案】D【分析】分焦点在x 轴或y 轴两种情况,求椭圆的离心率,求解参数a ,再求椭圆的焦距.【详解】若椭圆的焦点在x 轴,则离心率e =a 2-3a =22,得a 2=6,此时焦距2c =26-3=23,若椭圆的焦点在y 轴,则离心率e =3-a 23=22,得a 2=32,此时焦距2c =23-32=6,所以该椭圆的焦距为23或6.故选:D2(2024·河北衡水·三模)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),圆O 1:(x -2)2+y 2=4与圆O 2:x 2+(y -1)2=1的公共弦所在的直线是C 的一条渐近线,则C 的离心率为()A.3B.2C.5D.6【答案】C【详解】因为O 1:(x -2)2+y 2=4,O 2:x 2+(y -1)2=1,所以两圆方程相减可得y =2x ,由题意知C 的一条渐近线为y =2x ,即ba =2,双曲线C 的离心率e =c a =c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a2=5.故选:C .3(2024·北京·三模)已知双曲线E :3mx 2-my 2=3的一个焦点坐标是0,2 ,则m 的值及E 的离心率分别为()A.-1,233B.-1,2C.1,2D.102,10【答案】A【详解】依题意,双曲线E :3mx 2-my 2=3化为:y 2-3m -x 2-1m=1,则-3m +-1m =22,解得m =-1,双曲线y 23-x 2=1的离心率e =23=233.故选:A4(2024·贵州贵阳·三模)过点A (-3,-4)的直线l 与圆C :(x -3)2+(y -4)2=9相交于不同的两点M ,N ,则线段MN 的中点P 的轨迹是()A.一个半径为10的圆的一部分B.一个焦距为10的椭圆的一部分C.一条过原点的线段D.一个半径为5的圆的一部分【答案】D【详解】设P (x ,y ),根据线段MN 的中点为P ,则CP ⊥MN ,即CP ⊥AP ,所以CP ⋅AP =0,又A (-3,-4),C (3,4),AP =(x +3,y +4),CP =(x -3,y -4),所以(x +3)(x -3)+(y +4)(y -4)=0,即x 2+y 2=25,所以点P 的轨迹是以(0,0)为圆心,半径为5的圆在圆C 内的一部分,故选:D .5(2024·湖南·模拟预测)已知点A 1,0 ,点B -1,0 ,动点M 满足直线AM ,BM 的斜率之积为4,则动点M 的轨迹方程为()A.x 24-y 2=1B.x 24-y 2=1(x ≠±1)C.x 2-y 24=1D.x 2-y 24=1(x ≠±1)【答案】D【详解】设动点M (x ,y )由于A 1,0 ,B -1,0 ,根据直线AM 与BM 的斜率之积为4.整理得y x +1⋅y x -1=4,化简得:x 2-y 24=1(x ≠±1).故选:D6(2024·陕西榆林·三模)在平面直角坐标系xOy 中,把到定点F 1-a ,0 ,F 2a ,0 距离之积等于a 2(a >0)的点的轨迹称为双纽线.若a =2,点P x 0,y 0 为双纽线C 上任意一点,则下列结论正确的个数是()①C 关于x 轴不对称②C 关于y 轴对称③直线y =x 与C 只有一个交点④C 上存在点P ,使得PF 1 =PF 2 A.1个 B.2个C.3个D.4个【答案】C【详解】①设M x ,y 到定点F 1-2,0 ,F 22,0 的距离之积为4,可得(x +2)2+y 2.(x -2)2+y 2=4,整理得x 2+y 2 2=8x 2-y 2 ,即曲线C 的方程为x 2+y 2 2=8x 2-y 2 ,由x 用-x 代换,方程没变,可知曲线C 关于y 轴对称,由y 用-y 代换,方程没变,可知曲线C 关于x 轴对称,由x 用-x 代换,y 用-y 同时代换,方程没变,可知曲线C 关于原点对称,图象如图所示:所以①不正确,②正确;③联立方程组x 2+y 2 2=8x 2-y 2y =x,可得x 4=0,即x =0,所以y =0,所以直线y =x 与曲线C 只有一个交点O (0,0),所以③正确.④原点O 0,0 满足曲线C 的方程,即原点O 在曲线C 上,则OF 1 =OF 2 ,即曲线C 上存在点P 与原点O 重合时,满足PF 1 =PF 2 ,所以④正确.故选:C .7(2024·福建泉州·二模)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),左、右顶点分别为A ,B ,O 为坐标原点,如图,已知动直线l 与双曲线C 左、右两支分别交于P ,Q 两点,与其两条渐近线分别交于R ,S 两点,则下列命题正确的是()A.存在直线l ,使得BQ ⎳OSB.当且仅当直线l 平行于x 轴时,|PR |=|SQ |C.存在过(0,b )的直线l ,使得S △ORB 取到最大值D.若直线l 的方程为y =-22(x -a ),BR =3BS ,则双曲线C 的离心率为3【答案】D【详解】解:对于A 项:与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点,故A 项错误;对于B 项:设直线l :y =kx +t ,与双曲线联立y =kx +tx 2a2-y 2b2=1,得:b 2-a 2k 2 x 2-2a 2ktx -a 2t 2+a 2b 2 =0,其中b 2-a 2k 2≠0,设P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,由根与系数关系得:x 1+x 2=2a 2kt b 2-a 2k 2,x 1x 2=-a 2b 2+a 2t 2b 2-a 2k 2,所以线段PQ 中点N x 1+x 22,y 1+y 22 =a 2kt b 2-a 2k 2,a 2k 2tb 2-a 2k2+t,将直线l :y =kx +t ,与渐近线y =b a x 联立得点S 坐标为S at b -ak ,btb -ak,将直线l :y =kx +t 与渐近线y =-b a x 联立得点R 坐标为R -at b +ak ,btb +ak ,所以线段RS 中点M a 2kt b 2-a 2k 2,a 2k 2tb 2-a 2k2+t,所以线段PQ 与线段RS 的中点重合.所以,对任意的直线l ,都有|PR |=|PQ |-|RS |2=|SQ |,故B 项不正确;对于C 项:因为|OB |为定值,当k 越来越接近渐近线y =-b a x 的斜率-ba 时,S △ORB 趋向于无穷,所以S △ORB 会趋向于无穷,不可能有最大值,故C 项错误;对于D 项:联立直线l 与渐近线y =bax ,解得Sa 22b +a ,ab2b +a,联立直线l 与渐近线y =-b a x ,解得R a 2-2b +a ,ab2b -a由题可知,BR =3BS ,3y S =y R +2y B ,3ab2b +a =ab2b -a ,解得b =2a ,所以e =1+b 2a2=1+(2a )2a 2=3,故D 项正确.故选:D .【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的三种方法:①定义法:通过已知条件列出方程组,求得a ,c 得值,根据离心率的定义求解离心率e ;②齐次式法:由已知条件得出关于a ,c 的二元齐次方程,然后转化为关于e 的一元二次方程求解;③特殊值法:通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.8(2024·河南·二模)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,O 为坐标原点,焦距为82,点P 在双曲线C 上,OP =OF 2 ,且△POF 2的面积为8,则双曲线的离心率为()A.2B.22C.2D.4【答案】C【详解】因为△POF 2的面积为8,所以△PF 1F 2的面积为16.又OP =OF 2 ,所以OP =OF 2 =OF 1 =12F 1F 2,所以△PF 1F 2为直角三角形,且PF 1⊥PF 2.设PF 1 =m ,PF 2 =n ,所以m -n =2a ,m 2+n 2=4c 2,所以mn =m 2+n 2 -(m -n )22=4c 2-4a 22=2b 2,所以S △PF 1F 2=12mn =b 2=16,又b >0,所以b =4.焦距为2c =82,所以c =42,则a 2=c 2-b 2=(42)2-16=16,所以a =4,则离心率e =424=2.故选:C .9(2024·重庆·三模)已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过点F 的直线l 交抛物线于A ,B 两点,点A 在第一象限,点O 为坐标原点,且S △AOF =2S △BOF ,则直线l 的斜率为()A.22B.3C.1D.-1【答案】A 【详解】如图:设直线倾斜角为α,抛物线的准线l :x =-1作AM ⊥l 于M ,根据抛物线的定义,AM =AF =DF +AF ⋅cos α=2+AF ⋅cos α,所以|AF |=21-cos α,类似的|BF |=21+cos α.由S △AOF =2S △BOF 知|AF |=2|BF |,得cos α=13,故k =tan α=22.故选:A10(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)设F 为抛物线C :y =ax 2的焦点,若点P (1,2)在C 上,则|PF |=()A.3B.52C.94D.178【答案】D【详解】依题意,2=a ×12,解得a =2,所以C :x 2=y 2的准线为y =-18,所以|PF |=2+18=178,故选:D .11(2024·山东泰安·二模)设抛物线x 2=4y 的焦点为F ,过抛物线上点P 作准线的垂线,设垂足为Q ,若∠PQF =30°,则PQ =()A.43B.433C.3D.233【答案】A【详解】如图所示:设 M 为准线与x 轴的交点,因为∠PQF =30°,且PF =PQ ,所以∠PFQ =30°,∠QPF =120°,因为FM ⎳PQ ,所以∠QFM =30°,而在Rt△QMF中,QF=FMcos30°=232=433,所以PF=PQ=QF2÷cos30°=233÷32=43.故选:A.二、多选题12(2024·江西·模拟预测)已知A-2,0,B2,0,C1,0,动点M满足MA与MB的斜率之积为-3 4,动点M的轨迹记为Γ,过点C的直线交Γ于P,Q两点,且P,Q的中点为R,则()A.M的轨迹方程为x24+y23=1B.MC的最小值为1C.若O为坐标原点,则△OPQ面积的最大值为32D.若线段PQ的垂直平分线交x轴于点D,则R点的横坐标是D点的横坐标的4倍【答案】BCD【详解】对于选项A,设M x,y,因为A-2,0,B2,0,所以k MA⋅k MB=yx+2⋅yx-2=-34,化简得x24+y23=1x≠±2,故A错误;对于选项B,因为x24+y23=1x≠±2,则a=2,b=3,则c=a2-b2=1,所以C1,0为椭圆的右焦点,则MCmin=a-c=2-1=1,故B正确;对于选项C,设PQ的方程 x=my+1,代入椭圆方程,得3m2+4y2+6my-9=0,设P x1,y1,Q x2,y2,则y1+y2=-6m3m2+4,y1y2=-93m2+4,Δ=36m2+363m2+4>0,所以S△OPQ=12OCy1-y2=12y1+y22-4y1y2=12-6m3m2+42+363m2+4=6m2+13m2+4,令m2+1=t≥1,则S△OPQ=6t3t2+1=63t+1t,令g t =3t+1tt≥1,则S△OPQ=6g t,t≥1,g t =3-1t2=3t2-1t2>0,g t 在1,+∞为增函数,g t ≥g1 =4,g t min=4,所以S△OPQmax=64=32,当且仅当t=1时即m=0等号成立,故C正确;对于选项D,因为Rx1+x22,y1+y22,x1+x22=m y1+y22+1=-3m23m2+4+1=43m2+4,y1+y22=-3m3m2+4,所以R43m2+4,-3m3m2+4,则x R=43m2+4,设D x D ,0 ,则k PQ ⋅k RD =1m ⋅3m3m 2+4x D -43m 2+4=-1,则x D =13m 2+4,所以x R x D=43m 2+413m 2+4=4,则R 点的横坐标是D 点的横坐标的4倍,故D 正确.故选:BCD .【点睛】关键点点睛:本题求解的关键有两个:一是利用面积公式得出面积表达式,结合导数得出最值;二是根据垂直平分得出点之间的关系.13(2024·江苏常州·二模)双曲线具有光学性质:从双曲线一个焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图,双曲线E :x 24-y 26=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,从F 2发出的两条光线经过E 的右支上的A ,B 两点反射后,分别经过点C 和D ,其中AF 2 ,BF 2共线,则()A.若直线AB 的斜率k 存在,则k 的取值范围为-∞,-62 ∪62,+∞ B.当点C 的坐标为210,10 时,光线由F 2经过点A 到达点C 所经过的路程为6C.当AB ⋅AD =AB 2时,△BF 1F 2的面积为12D.当AB ⋅AD =AB 2时,cos ∠F 1F 2A =-1010【答案】ABD【详解】如图所示,过点F 2分别作E 的两条渐近线的平行线l 1,l 2,则l 1,l 2的斜率分别为62和-62,对于A 中,由图可知,当点A ,B 均在E 的右支时,k <-62或k >62,所以A 正确;对于B 中,光线由F 2经过点A 到达点C 所经过的路程为F 2A +AC =F 1A -2a +AC =F 1C -2a =(210+10)2+(10-0)2-4=6,所以B 正确;对于C 中,由AB ⋅AD =AB 2,得AB ⋅AD -AB =0,即AB ⋅BD=0,所以AB ⊥BD ,设BF 1 =n ,则BF 2 =n -2a =n -4,因为∠ABD =π2,所以n 2+(n -4)2=(2c )2=40,整理得n 2-4n -12=0,解得n =6或n =-2(舍去),所以BF 1 =6,BF 2 =2,所以△BF 1F 2的面积S =12BF 1 ⋅BF 2 =6,所以C 错误;对于D 项,在直角△F 1BF 2中,cos ∠F 1F 2B =BF 2 F 1F 2=2210=1010,所以cos ∠F 1F 2A =-cos ∠F 1F 2B =-1010,所以D 正确.故选:ABD .14(2024·重庆·三模)已知双曲线C :x 2a 2-y 216=1(a >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,P 为双曲线C 上点,且△PF 1F 2的内切圆圆心为I (3,1),则下列说法正确的是()A.a =3B.直线PF 1的斜率为14C.△PF 1F z 的周长为643D.△PF 1F 2的外接圆半径为6512【答案】ACD【详解】如图1,由条件,点P 应在双曲线C 的右支上,设圆I 分别与△PF 1F 2的三边切于点M 、N 、A ,则由题A 3,0 ,且PM =PN ,F 1M =F 1A ,F 2N =F 2A ,又∵PF 1 -PF 2 =F 1M -F 2N =AF 1 -F 2A =x A +c -c -x A =2x A =2a ∴a =x A =3,A 选项正确;由选项A 得F 1-5,0 ,F 25,0 ,连接IF 1、IF 2、IA ,则tan ∠IF 1A =IA AF 1=18,所以k PF 1=tan ∠PF 1A =tan2∠IF 1A =2tan ∠IF 1A 1-tan 2∠IF 1A=1663,B 选项错误;同理,tan ∠PF 2A =tan2∠IF 2A =43,∴tan ∠F 1PF 2=-tan ∠PF 1A +∠PF 2A =-125,∴⇒tan∠F 1PF 22=32,所以由焦三角面积公式得S △F 1PF 2=b 2tan∠F 1PF 22=323,又S △F 1PF 2=PF 1+PF 2+F 1F 2 r2,故得PF 1 +PF 2 +F 1F 2 =643,∴△PF 1F 2的周长为643,C 选项正确;由tan ∠F 1PF 2=-125⇒sin ∠F 1PF 2=1213,由正弦定理F 1F 2sin ∠F 1PF 2=2R 得R =6512,D 选项正确.故选:ACD .【点睛】关键点睛:求直线PF 1的斜率、△PF 1F z 的周长、△PF 1F 2的外接圆半径的关键是根据已知条件F 1A 、F 2A 、IA 以及与各个所需量的关系即可求出∠PF 1A =2∠IF 1A 、∠PF 2A =2∠IF 2A 和∠F 2PF 1.15(2024·湖北襄阳·二模)抛物线C :x 2=2py 的焦点为F ,P 为其上一动点,当P 运动到(t ,1)时,|PF |=2,直线l 与抛物线相交于A 、B 两点,下列结论正确的是()A.抛物线的方程为:x 2=8yB.抛物线的准线方程为:y =-1。
高中数学圆锥曲线经典题型椭圆 一、选择题:1.已知椭圆方程22143x y +=,双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的焦点是椭圆的顶点, 顶点是椭圆的焦点,则双曲线的离心率为D. 32.双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>> 的左、右焦点分别为F 1,F 2,渐近线分别为12,l l ,点P 在第一象限内且在1l 上,若2l ⊥PF 1,2l //PF 2,则双曲线的离心率是 ( ) AB .2CD【答案】B【解析】双曲线的左焦点1(,0)F c -,右焦点2(,0)F c ,渐近线1:b l y x a =,2:bl y x a=-,因为点P 在第一象限内且在1l 上,所以设000(,),0P x y x >,因为2l ⊥PF 1,2l //PF 2,所以12PF PF ⊥,即1212OP F F c ==,即22200x y c +=,又00b y x a =,代入得22200()b x x c a+=,解得00,x a y b ==,即(,)P a b 。
所以1PF b k a c=+,2l 的斜率为b a -,因为2l ⊥PF1,所以()1b b a c a ⨯-=-+,即222()b a a c a ac c a =+=+=-,所以2220c ac a --=,所以220e e --=,解得2e =,所以双曲线的离心率2e =,所以选B.3.已知双曲线()0,012222>>=-b a by a x 的一条渐近线的斜率为2,且右焦点与抛物线x y 342=的焦点重合,则该双曲线的离心率等于A .2B .3C .2D .234.抛物线24y x =上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是 A.78B.1516C.34D.05.抛物线212y x =-的准线与双曲线22193x y -=的两渐近线围成的三角形的面积为B. 【答案】D【解析】抛物线212y x =-的准线为3x =,双曲线22193x y -=的两渐近线为y x =和y x =,令3x =,分别解得12y y =(=3,所以三角形的面积为132⨯=,选D. 6.过抛物线x y 42=的焦点作一条直线与抛物线相交于B A ,两点,它们到直线2-=x 的距离之和等于5,则这样的直线A .有且仅有一条B .有且仅有两条C .有无穷多条D .不存在7.已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的两条渐近线均与22:650C x y x +-+=相切,则该双曲线离心率等于A .5 B .2C .32D .58.已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点分别为)0,(),0,21c F c F -(,若椭圆上存在点P 使1221sin sin F PF c F PF a ∠=∠,则该椭圆的离心率的取值范围为( )A.(0,)12-B.(122,) C.(0,22) D.(12-,1)9.过椭圆22221x y a b +=(0a b >>)的左焦点1F 作x 轴的垂线交椭圆于点P ,2F 为右焦点,若1260F PF ∠=,则椭圆的离心率为 ( )A .2 B .12D .13二、填空题:10.若圆C 以抛物线24y x =的焦点为圆心,截此抛物线的准线所得弦长为6,则该圆的标准方程是 ;11.设F 是抛物线C 1:24y x =的焦点,点A 是抛物线与双曲线C 2:22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线的一个公共点,且AF x ⊥轴,则双曲线的离心率为【解析】抛物线的焦点为(1,0)F .双曲线的渐近线为b y x a =±,不妨取by x a=,因为AF x ⊥,所以1A x =,所以2A y =±,不妨取(1,2)A ,又因为点(1,2)A 也在b y x a =上,所以2ba=,即2b a =,所以22224b a c a ==-,即225c a =,所以25e =,即e =。
高中数学圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)经典习题1.已知圆$x^2+y^2-6x-7=0$与抛物线$y^2=2px(p>0)$的准线相切,则抛物线方程为$y^2=8x$。
2.与双曲线$2x^2-2y^2=1$有公共焦点,离心率互为倒数的椭圆方程为$\dfrac{x^2}{9}+\dfrac{y^2}{16}=1$。
3.方程$k-\dfrac{35}{k}+\dfrac{x^2}{y^2}=1$表示双曲线,则$m$的取值范围是$(-\infty,-7)\cup(0,7)$。
4.经过点$M(3,-2),N(-2,3)$的椭圆的标准方程是$\dfrac{x^2}{16}+\dfrac{y^2}{9}=1$。
5.与双曲线$x^2-y^2=53$有公共渐近线且焦距为8的双曲线方程为$\dfrac{x^2}{16}-\dfrac{y^2}{9}=1$。
6.过点$P(-2,4)$的抛物线的标准方程为$y=\dfrac{1}{8}(x+2)^2$。
7.以$\dfrac{x^2}{4}-\dfrac{y^2}{12}=-1$的上焦点为顶点,下顶点为焦点的椭圆方程为$\dfrac{x^2}{16}+\dfrac{y^2}{48}=1$。
重点二:1.椭圆$16x+25y=400$的焦点为$F_1,F_2$,直线$AB$过$F_1$,则$\triangle ABF_2$的周长为$10$。
2.动圆的圆心在抛物线$y^2=8x$上,且动圆恒与直线$x+2=0$相切,则动圆必过定点$(-1,2)$。
3.椭圆$\dfrac{x^2}{25}+\dfrac{y^2}{9}=1$上的一点$M$到左焦点$F_1$的距离为$2$,$N$是$MF_1$的中点,则$ON=\dfrac{4}{3}$。
4.设椭圆$\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$和双曲线$\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1$有公共焦点$F_1,F_2$,点$P$是两曲线的一个公共点,则$\cos\angleF_1PF_2=\dfrac{3}{5}$。
高考数学《圆锥曲线》试题汇编1.(湖北文)(19)(本小题共14分)已知椭圆2222:1(0)x y G a b a b+=>>的离心率为63,右焦点为(22,0)。
斜率为1的直线l 与椭圆G交于,A B 两点,以AB 为底边作等腰三角形,顶点为(3,2)P -。
(Ⅰ)求椭圆G 的方程;(Ⅱ)求PAB 的面积。
2.福建文11.设圆锥曲线I 的两个焦点分别为F 1,F 2,若曲线I 上存在点P 满足1PF :12F F :2PF =4:3:2,则曲线I 的离心率等于A.1322或 B.223或 C.122或 D.2332或 3.福建文18.(本小题满分12分)如图,直线l :y=x+b 与抛物线C :x2=4y 相切于点A 。
(1) 求实数b 的值;(11)求以点A 为圆心,且与抛物线C 的准线相切的圆的方程.4.上海文22.(本题满分16分,第1小题4分,第2小题6分,第3小题6分)已知椭圆222:1x C y m+=(常数1m >),P 是曲线C 上的动点,M 是曲线C 上的右顶点,定点A 的坐标为(2,0)(1)若M 与A 重合,求曲线C 的焦点坐标; (2)若3m =,求PA 的最大值与最小值;(3)若PA 的最小值为MA ,求实数m 的取值范围. 5.天津文(18) 设椭圆)0(12222>>=+b a by ax 的左右焦点分别为21,F F ,点),(b a P 满足212F F PF =。
(1)求椭圆的离心率e ;(2)设直线2PF 与椭圆相交于B A ,两点。
若直线2PF 与圆16)3()1(22=-++y x 相交于N M ,两点,且AB MN 85=,求椭圆的方程。
6.全国新课标文(20)(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线261y x x =-+与坐标轴的交点都在圆C 上(Ⅰ)求圆C 的方程;(Ⅱ)若圆C 与直线0x y a -+=交与A ,B 两点,且OA OB ⊥,求a 的值。
【2023届新高考必刷】圆锥曲线大题综合1.(2023春·江苏扬州·高三统考开学考试)已知AB 为抛物线G :y 2=2px (p >0)的弦,点C 在抛物线的准线l 上.当AB 过抛物线焦点F 且长度为8时,AB 中点M 到y 轴的距离为3.(1)求抛物线G 的方程;(2)若∠ACB 为直角,求证:直线AB 过定点.【答案】(1)y 2=4x(2)证明见解析【分析】(1)利用抛物线弦长公式,以及中点到y 轴的距离公式,计算出p 即可;(2)先设C -1,c ,A y 214,y 1 ,B y 224,y 2,直线AB 的方程:x =ty +n ,联立方程组,由韦达定理可得y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4n ,又因为∠ACB 为直角可得CA ⋅CB=0,化简求解可得n =1,所以得出直线过定点1,0 .【详解】(1)设A x A ,y A ,B x B ,y B ,则由题意得|AB |=x A +x B +p =8x A +x B 2=3,解得p =2,所以抛物线的方程为y 2=4x (2)直线AB 过定点1,0 ,证明如下:设C -1,c ,A y 214,y 1 ,B y 224,y 2,直线AB 的方程:x =ty +n ,将x =ty +n 代入y 2=4x 得y 2-4ty -4n =0,则Δ>0,得t 2+n >0,由韦达定理可得y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4n ,所以CA =y 214+1,y 1-c ,CB =y 224+1,y 2-c,因为∠ACB =90∘,所以CA ⋅CB =0,即y 21y 2216+y 21+y 224+1+y 1y 2-c y 1+y 2 +c 2=0,即n 2+4t 2+2n +1-4n -4tc +c 2=0,即(n -1)2+(2t -c )2=0,所以n =1,所以直线AB 过定点1,0 .2.(2023·江苏泰州·统考一模)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左顶点为A ,过左焦点F 的直线与C 交于P ,Q 两点.当PQ ⊥x 轴时,PA =10,△PAQ 的面积为3.(1)求C 的方程;(2)证明:以PQ 为直径的圆经过定点.【答案】(1)x2-y23=1(2)证明见解析【分析】(1)根据题意,可得PF=b2a,b2a2+c-a2=10212⋅2b2a⋅c-a=3c2=a2+b2,进而求解;(2)设PQ方程为x=my-2,P x1,y1,Q x2,y2,联立直线和双曲线方程组,可得3m2-1y2-12my+9 =0,以PQ为直径的圆的方程为x-x1x-x2+y-y1y-y2=0,由对称性知以PQ为直径的圆必过x轴上的定点,进而得到x2-x1+x2x+x1x2+y1y2=0,进而求解.【详解】(1)当PQ⊥x轴时,P,Q两点的横坐标均为-c,代入双曲线方程,可得y P=b2a,y Q=-b2a,即PF=b2a,由题意,可得b2a2+c-a2=10212⋅2b2a⋅c-a=3c2=a2+b2,解得a=1,b=3,c=2,∴双曲线C的方程为:x2-y23=1;(2)方法一:设PQ方程为x=my-2,P x1,y1,Q x2,y2,x=my-2 3x2-y2=3⇒3m2y2-4my+4-y2=3⇒3m2-1y2-12my+9=0,以PQ为直径的圆的方程为x-x1x-x2+y-y1y-y2=0,x2-x1+x2x+x1x2+y2-y1+y2y+y1y2=0,由对称性知以PQ为直径的圆必过x轴上的定点,令y=0,可得x2-x1+x2x+x1x2+y1y2=0,而x1+x2=m y1+y2-4=12m23m2-1-4=43m2-1,x1x2=my1-2my2-2=m2y1y2-2m y1+y2+4=-3m2-4 3m2-1,∴x2-43m2-1x+-3m2-43m2-1+93m2-1=0⇒3m2-1x2-4x+5-3m2=0⇒3m2-1x+3m2-5x-1=0对∀m∈R恒成立,∴x=1,∴以PQ为直径的圆经过定点1,0;方法二:设PQ方程为x=my-2,P x1,y1,Q x2,y2,x=my-2 3x2-y2=3⇒3m2-1y2-12my+9=0,由对称性知以PQ为直径的圆必过x轴上的定点.设以PQ 为直径的圆过E t ,0 ,∴EP ⋅EQ=0⇒x 1-t x 2-t +y 1y 2=0⇒x 1x 2-t x 1+x 2 +t 2+y 1y 2=0,而x 1x 2=my 1-2 my 2-2 =m 2y 1y 2-2m y 1+y 2 +4=m 2⋅93m 2-1-2m ⋅12m 3m 2-1+4=-3m 2-43m 2-1,x 1+x 2=m y 1+y 2 -4=12m 23m 2-1-4=43m 2-1∴-3m 2-43m 2-1-4t 3m 2-1+t 2+93m 2-1=0,3m2-1 t 2-4t +5-3m 2=0,即3m 2-1 t +3m 2-5 t -1 =0对∀m ∈R 恒成立,∴t =1,即以PQ 为直径的圆经过定点1,0 .3.(2023秋·浙江绍兴·高三期末)在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (-2,0),B (2,0),直线PA 与直线PB 的斜率之积为-14,记动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)若直线l :y =kx +m 与曲线C 交于M ,N 两点,直线MA ,NB 与y 轴分别交于E ,F 两点,若EO=3OF ,求证:直线l 过定点.【答案】(1)x 24+y 2=1(x ≠±2)(2)证明见解析【分析】(1)设P 点坐标为(x ,y ),由y x +2⋅y x -2=-14可得结果;(2)设M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 ,联立y =kx +m x 24+y 2=1,得x 1+x 2和x 1x 2,再求出E ,F 的坐标,根据EO =3OF得k =m ,从而可得结果.【详解】(1)设P 点坐标为(x ,y ),则y x +2⋅y x -2=-14,即x 24+y 2=1(x ≠±2),所以曲线C 的方程为x 24+y 2=1(x ≠±2).(2)设M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 ,由y =kx +mx 24+y 2=1,消去y 并整理得4k 2+1 x 2+8km x +4m 2-4=0,由Δ=64k 2m 2-4(4k 2+1)(4m 2-4)>0,得4k 2+1>m 2,所以x 1+x 2=-8km 4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1.MA :y =y 1x 1+2(x +2)⇒E 0,2y 1x 1+2 ,NB :y =y 2x 2-2x -2 ⇒F 0,-2y 2x 2-2 ,因为EO =3OF ,所以-2y 1x 1+2=3⋅-2y 2x 2-2,即y 1(x 2-2)=3y 2(x 1+2),∴kx 1+m x 2-2 =3kx 2+m x 1+2 ,∴2kx 1x 2+(2k +3m )x 1+x 2 +4(k -m )x 2+8m =0,所以2k ⋅4m 2-44k 2+1+(2k +3m )⋅-8km4k 2+1+4(k -m )x 2+8m =0,所以(k -m )4km -2+4k 2+1 x 2 =0对任意x 2都成立,∴k =m ,故直线l 过定点(-1,0).4.(2023秋·浙江·高三期末)已知点A 463,233 是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点,B 与A 关于原点对称,F 是右焦点,∠AFB =π2.(1)求双曲线的方程;(2)已知圆心在y 轴上的圆C 经过点P (-4,0),与双曲线的右支交于点M ,N ,且直线MN 经过F ,求圆C 的方程.【答案】(1)x 28-y 24=1(2)x 2+(y ±26)2=40【分析】(1)由已知条件列方程求出a ,b ,c ,即可求出双曲线的方程;(2)讨论直线MN 的斜率不存在时不满足题意;当斜率存在时设直线MN 的方程为y =kx +m ,联立双曲线的方程,由韦达定理求出MN 的中点Q 的坐标以及C 的坐标,根据勾股定理有CN 2=CP 2=CQ 2+12MN2,代入解方程即可得出答案.【详解】(1)由已知条件得:463+c ,233 ⋅463-c ,233 =0323a 2-43b 2=1a 2+b 2=c 2⇒a 2=8b 2=4c =23双曲线方程为:x 28-y 24=1.(2)若直线MN 的斜率不存在,则圆C 的圆心不在y 轴上,因此不成立.设直线MN 的方程为y =kx +m ,由y =k (x -23)x 28-y 24=1消元得:2k 2-1 x 2-83k 2x +24k 2+8 =0⇒2k 2-1≠0Δ=32k 2+1 >0x 1+x 2=83k 22k 2-1,y 1+y 2=k x 1+x 2 -43k =83k 32k 2-1-43k =43k2k 2-1∴MN 的中点Q 的坐标为43k 22k 2-1,23k2k 2-1.设C (0,m ),直线CQ :y =-1k x +m ,得C 0,63k2k 2-1,又|MN |=k 2+1⋅82⋅-8k 2+4+12k 28k 2-4 =42k 2+1 2k 2-1,根据勾股定理有CN 2=CP 2=CQ 2+12MN2∴63k 2k 2-1 2+42=43k 22k 2-1 2+23k 2k 2-1-63k 2k 2-1 2 +22k 2+1 2k 2-12.化简得2k 4-5k 2+2=0解得k 2=2或k 2=12(舍)∴C (0,±26),∴圆C 的方程为x 2+(y ±26)2=40.5.(2023春·广东揭阳·高三校考阶段练习)已知抛物线E :y 2=2px p >0 的焦点为F ,点F 关于直线y =12x +34的对称点恰好在y 轴上.(1)求抛物线E 的标准方程;(2)直线l :y =k x -2 k ≥6 与抛物线E 交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点C ,若D 6,0 ,求AB CD的最大值.【答案】(1)y 2=4x(2)2915【分析】(1) 由题意得F p 2,0 ,设F 关于直线y =12x +34的对称点为F 0,m ,根据题意列出方程组,解之即可求解;(2)将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理和弦长公式,并求得线段AB 的垂直平分线方程为y -2k =-1k x -2k 2+2k 2 ,进而得到AB CD=22+49t +36t-12,利用函数的单调性即可求解.【详解】(1)由题意得F p 2,0 ,设F 关于直线y =12x +34的对称点为F0,m ,则m -p 2=-2m 2=18p +34 ,解得m =p =2,∴抛物线E 的标准方程为y 2=4x .(2)由y =k x -2 y 2=4x 可得k 2x 2-4k 2+4 x +4k 2=0,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,则x 1+x 2=4k 2+4k 2,x 1x 2=4,∴AB =1+k 2⋅x 1-x 2 =1+k 2⋅x 1+x 22-4x 1x 2=1+k 2⋅4k 2+4k 22-16=42k 4+3k 2+1k 2,y 1+y 2=k x 1+x 2 -4k =4k ,∴线段AB 的中点坐标为2k 2+2k 2,2k ,则线段AB 的垂直平分线方程为y-2k =-1k x -2k 2+2k 2 ,令y =0,得x =4+2k2,故C 4+2k 2,0 ,又D 6,0 ,得CD =4+2k 2-6=2-2k 2.∴ABCD =22k 4+3k 2+1k 2-1=22+7k 2-1k 4-2k 2+1,令t =7k 2-1k ≥6 ,则k 2=17t +1 ,t ≥41,∴AB CD=22+t 149t +1 2-27t +1+1=22+49t +36t-12,易知函数f t =t +36t在41,+∞ 上单调递增,∴当t =41时,f t 取得最小值,此时k =6,故AB CD的最大值为22+4136-12+1=2915.6.(2023·湖南邵阳·统考二模)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=10<a 10,b 0 的右顶点为A ,左焦点F -c ,0 到其渐近线bx +ay =0的距离为2,斜率为13的直线l 1交双曲线C 于A ,B 两点,且AB=8103.(1)求双曲线C 的方程;(2)过点T 6,0 的直线l 2与双曲线C 交于P ,Q 两点,直线AP ,AQ 分别与直线x =6相交于M ,N 两点,试问:以线段MN 为直径的圆是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)x 29-y 24=1(2)以线段MN 为直径的圆过定点6-23,0 和6+23,0 .【分析】(1)根据点到直线的距离公式即可求解b =2,进而联立直线与双曲线方程,根据弦长公式即可求解a =3,(2)联立直线与曲线的方程得韦达定理,根据圆的对称性可判断若有定点则在x 轴上,进而根据垂直关系得向量的坐标运算,即可求解.【详解】(1)∵双曲线C 的左焦点F -c ,0 到双曲线C 的一条渐近线bx +ay =0的距离为d =bca 2+b2=b ,而d =2,∴b =2.∴双曲线C 的方程为x 2a2-y 24=10<a <10 .依题意直线l 1的方程为y =13x -a .由x 2a 2-y 24=1,y =13x -a ,消去y 整理得:36-a 2 x 2+2a 3x -a 2a 2+36 =0,依题意:36-a 2≠0,Δ>0,点A ,B 的横坐标分别为x A ,x B ,则x A x B =a 2a 2+36a 2-36.∵x A =a ,∴x B =a a 2+36a 2-36.∴AB =1+132x A -x B =103x A -x B =8103,∴x A -x B =8.即a -a a 2+36a 2-36=8,解得a =3或a =12(舍去),且a =3时,Δ>0,∴双曲线C 的方程为x 29-y 24=1.(2)依题意直线l 2的斜率不等于0,设直线l 2的方程为x =my +6.由x =my +6,x 29-y 24=1,消去x 整理得:4m 2-9 y 2+48my +108=0,∴4m 2-9≠0,Δ1>0.设P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,则y 1+y 2=-48m 4m 2-9,y 1y 2=1084m 2-9.直线AP 的方程为y =y 1x 1-3x -3 ,令x =6得:y =3y 1x 1-3,∴M 6,3y 1x 1-3 .同理可得N 6,3y 2x 2-3.由对称性可知,若以线段MN 为直径的圆过定点,则该定点一定在x 轴上,设该定点为R t ,0 ,则RM =6-t ,3y 1x 1-3 ,RN =6-t ,3y 2x 2-3 ,故RM ⋅RN =6-t 2+9y 1y 2x 1-3 x 2-3 =6-t 2+9y 1y 2my 1+3 my 2+3 =6-t 2+9y 1y 2m 2y 1y 2+3m y 1+y 2 +9=6-t 2+9×1084m 2-9m 2×1084m 2-9-3m ×48m 4m 2-9+9=6-t 2-12=0.解得t =6-23或t =6+23.故以线段MN 为直径的圆过定点6-23,0 和6+23,0 .【点睛】关键点睛:本题解题的关键是根据圆的对称性可判断定点在坐标轴上,结合向量垂直的坐标运算化简求解就可,对计算能力要求较高.7.(2023春·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)定义:一般地,当λ>0且λ≠1时,我们把方程x 2a 2+y 2b 2=λ(a >b >0)表示的椭圆C λ称为椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的相似椭圆.(1)如图,已知F 1-3,0 ,F 23,0 ,M 为⊙O :x 2+y 2=4上的动点,延长F 1M 至点N ,使得MN =MF 1 ,F 1N 的垂直平分线与F 2N 交于点P ,记点P 的轨迹为曲线C ,求C 的方程;(2)在条件(1)下,已知椭圆C λ是椭圆C 的相似椭圆,M 1,N 1是椭圆C λ的左、右顶点.点Q 是C λ上异于四个顶点的任意一点,当λ=e 2(e 为曲线C 的离心率)时,设直线QM 1与椭圆C 交于点A ,B ,直线QN 1与椭圆C 交于点D ,E ,求AB +DE 的值.【答案】(1)x 24+y 2=1(2)5【分析】(1)由图可知OM 是△F 1NF 2的中位线,由此可得F 2N 长为定值,因为点P 在F 1N 的垂直平分线上,所以PF 1 +PF 2 =PF 2 +PN ,根据椭圆定义求解析式即可;(2)假设出点Q 坐标,表示直线QM 1与直线QN 1的斜率,并找出两斜率关系,最后表示出两直线方程,分别与椭圆C 联立方程,利用弦长公式和韦达定理求出AB +DE 的值.【详解】(1)连接OM ,易知OM ∥12F 2N 且OM =12F 2N ,∴F 2N =4,又点P 在F 1N 的垂直平分线上,∴PF 1 =PN ,∴PF 1 +PF 2 =PF 2 +PN =NF 2 =4>23,满足椭圆定义,∴a =2,c =3,b =1,∴曲线C 的方程为x 24+y 2=1.(2)由(1)知椭圆C 方程为x 24+y 2=1,则离心率e =32⇒λ=34,∴楄圆C λ的标准方程为x 23+4y 23=1,设Q x 0,y 0 为椭圆C λ异于四个顶点的任意一点,直线QM 1,QN 1斜率k QM 1,k QN 1,则k QM1⋅k QN 1=y 0x 0+3⋅y 0x 0-3=y 2x 20-3,又x 203+4y 203=1⇒y 20=143-x 20 ,∴k QM 1⋅k QN 1=-14k QM 1≠±12.设直线QM 1的斜率为k ,则直线QN 1的斜率为-14k.∴直线QM 1为y =k x +3 ,由y =k x +3 ,x 24+y 2=1,得1+4k 2 x 2+83k 2x +12k 2-4=0,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,则x 1+x 2=-83k 21+4k 2,x 1x 2=12k 2-41+4k 2,∴AB =1+k 2x 1-x 2 =1+k 2x 1+x 2 2-4x 1x 2=41+k 21+4k 2,同理可得DE =1+16k 21+4k 2,∴AB +DE =41+k 2 1+4k 2+1+16k 21+4k 2=5.8.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)过坐标原点O 作圆C :(x +2)2+y 2=3的两条切线,设切点为P ,Q ,直线PQ 恰为抛物E :y 2=2px ,(p >0)的准线.(1)求抛物线E 的标准方程;(2)设点T 是圆C 上的动点,抛物线E 上四点A ,B ,M ,N 满足:TA =2TM ,TB =2TN,设AB 中点为D .(i )求直线TD 的斜率;(ii )设△TAB 面积为S ,求S 的最大值.【答案】(1)y 2=2x(2)(i )0;(ii )48【分析】(1)设直线PQ 与x 轴交于P 0-p 2,0 ,由几何性质易得:CP 2=CP 0 ⋅CO ,即可解决;(2)设T x 0,y 0 ,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,(i )中,由于TA 中点M 在抛物线E 上,得y 0+y 12 2=2⋅x 0+x 12,将A x 1,y 1,B x 2,y 2 ,代入联立得D 点纵坐标为y 1+y 22=y 0,即可解决;(ⅱ)由(i )得点D 3y 20-4x 02,y 0,S =12TD ⋅y 1-y 2 =322⋅y 20-2x 03,又点T 在圆C 上,得y 20=-x 20-4x 0-1,可得:S =322⋅-x 0+32+8 3即可解决.【详解】(1)设直线PQ 与x 轴交于P 0-p2,0 .由几何性质易得:△CPP 0与△OCP 相似,所以CP CP 0=CO CP,CP2=CP 0 ⋅CO ,即:3=-p2+2 ⋅2,解得:p =1. 所以抛物线E 的标准方程为:y 2=2x .(2)设T x0,y0,A x1,y1,B x2,y2(i)由题意,TA中点M在抛物线E上,即y0+y122=2⋅x0+x12,又y21=2x1,将x1=y212代入,得:y21-2y0y1+4x0-y20=0,同理:y22-2y0y2+4x0-y20=0,有y1+y2=2y0y1y2=4x0-y20,此时D点纵坐标为y1+y22=y0,所以直线TD的斜率为0.(ⅱ)因为x1+x22=y21+y224=y1+y22-2y1y24=3y20-4x02,所以点D3y20-4x02,y0 ,此时S=12TD⋅y1-y2,TD =3y20-4x02-x0=32y20-2x0,y1-y2=y1+y22-4y1y2=8y20-2x0,所以S=322⋅y20-2x03,又因为点T在圆C上,有x0+22+y20=3,即y20=-x20-4x0-1,代入上式可得:S=322⋅-x20-6x0-13=322⋅-x0+32+83,由-2-3≤x0≤-2+3,所以x0=-3时,S取到最大价322⋅83=48.所以S的最大值为48.9.(2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测)已知F为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,O为坐标原点,M为C的准线l上的一点,直线MF的斜率为-1,△OFM的面积为1.(1)求C的方程;(2)过点F作一条直线l ,交C于A,B两点,试问在l上是否存在定点N,使得直线NA与NB的斜率之和等于直线NF斜率的平方?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y2=4x(2)存在,-1,0或-1,-4【分析】(1)设点M的坐标为-p 2,a,根据直线MF的斜率为-1,得到a=p,再根据△OFM的面积为1求出p,即可得解;(2)假设存在点N,使得直线NA与NB的斜率之和等于直线NF斜率的平方.设直线l 的方程为x=my+1,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,N -1,t ,联立直线与抛物线方程,消元列出韦达定理,又k NF =-t2,k NA+k NB =y 1-t x 1+1+y 2-tx 2+1,化简k NA +k NB ,即可得到方程,求出t 的值,即可得解.【详解】(1)解:由题意知F p 2,0 ,设点M 的坐标为-p2,a ,则直线MF 的斜率为a -0-p 2-p 2=-ap .因为直线MF 的斜率为-1,所以-ap =-1,即a =p ,所以△OFM 的面积S =12OF a =p 24=1,解得p =2或p =-2(舍去),故抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)解:假设存在点N ,使得直线NA 与NB 的斜率之和等于直线NF 斜率的平方.由(1)得F 1,0 ,抛物线C 的准线l 的方程为x =-1.设直线l 的方程为x =my +1,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,N -1,t ,联立x =my +1y 2=4x得y 2-4my -4=0,所以Δ=16m 2+16>0,y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4.因为k NF =0-t 1+1=-t 2,k NA +k NB =y 1-t x 1+1+y 2-tx 2+1=2my 1y 2+2-tm y 1+y 2 -4t m 2y 1y 2+2m y 1+y 2 +4=2m ⋅-4 +4m 2-tm -4t -4m 2+2m ⋅4m +4=-4t m 2+14m 2+1 =-t ,所以-t =-t22,解得t =0或t =-4.故存在定点N ,使得直线NA 与NB 的斜率之和等于直线NF 斜率的平方,其坐标为-1,0 或-1,-4 .10.(2023·山东菏泽·统考一模)如图,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的焦点分别为F 1-3,0,F 23,0 ,A 为椭圆C 上一点,△F 1AF 2的面积最大值为3.(1)求椭圆C 的方程;(2)若B 、D 分别为椭圆C 的上、下顶点,不垂直坐标轴的直线l 交椭圆C 于P 、Q (P 在上方,Q 在下方,且均不与B ,D 点重合)两点,直线PB ,QD 的斜率分别为k 1,k 2,且k 2=-3k 1,求△PBQ 面积的最大值.【答案】(1)x 24+y 2=1(2)12【分析】(1)根据条件,得到关于a ,b ,c 的方程,即可得到结果;(2)根据题意设直线PQ 的方程为y =kx +m ,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理,再由k 2=-3k 1列出方程,代入计算,即可得到结果.【详解】(1)S ΔF 1AF 2=12⋅23⋅b =3,∴b =1,a =b 2+3=2,故椭圆的方程为x 24+y 2=1;(2)依题意设直线PQ 的方程为y =kx +m ,P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,联立方程组y =kx +mx 24+y 2=1,消元得:1+4k 2 x 2+8km x +4m 2-4=0,∴x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k2,Δ=64k 2m 2-41+4k 2 4m 2-4 =161+4k 2-m 2 >0,由k 2=-3k 1得:y 2+1x 2=-3⋅y 1-1x 1,两边同除x 1,y 2+1x 1x 2=-3⋅y 1-1x 21=-3⋅y 1-141-y 21 =341+y 1 ,即3x 1x 2-41+y 1 1+y 2 =0;将y 1=kx 1+m ,y 2=kx 2+m 代入上式得:3x 1x 2-41+y 1 1+y 2 =3x 1x 2-4kx 1+m +1 kx 2+m +1 =3-4k 2 x 1x 2-4k m +1 x 1+x 2 -4m +1 2=3-4k 2 4m 2-41+4k 2-4k m +1 -8km 1+4k 2 -4m +1 2=0,整理得:m 2-m -2=0所以m =2或m =-1(舍),S △PQB =12⋅1⋅x 1-x 2 =12x 1+x 2 2-4x 1x 2=12-8km 1+4k 2 2-44m 2-41+4k 2=24k 2-31+4k 2=24k 2-3+44k 2-3≤12,当k =±72时等号成立,满足条件,所以△PQB 面积的最大值为12.11.(2023·福建泉州·统考三模)已知椭圆C :x 24+y 23=1的左、右顶点分别为A ,B .直线l 与C 相切,且与圆O :x 2+y 2=4交于M ,N 两点,M 在N 的左侧.(1)若|MN |=455,求l 的斜率;(2)记直线AM ,BN 的斜率分别为k 1,k 2,证明:k 1k 2为定值.【答案】(1)k =±12;(2)证明过程见解析.【分析】(1)根据圆弦长公式,结合点到直线距离公式、椭圆切线的性质进行求解即可;(2)根据直线斜率公式,结合一元二次方程根与系数关系进行求解即可.【详解】(1)当直线l 不存在斜率时,方程为x =±2,显然与圆也相切,不符合题意,设直线l 的斜率为k ,方程为y =kx +m ,与椭圆方程联立,得x 24+y 23=1y =kx +m⇒(3+4k 2)x 2+8km x +4m 2-12=0,因为直线l 与C 相切,所以有Δ=64k 2m 2-43+4k 2 4m 2-12 =0⇒m 2=4k 2+3,圆O :x 2+y 2=4的圆心坐标为0,0 ,半径为2,圆心0,0 到直线y =kx +m 的距离为mk 2+-12,因为|MN |=455,所以有455=2×4-mk 2+-1 22⇒45=4-4k 2+3k 2+1⇒k =±12;(2)A -2,0 ,B 2,0 ,由x 2+y 2=4y =kx +m ⇒1+k 2 x 2+2km x +m 2-4=0,设M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 ,x 1<x 2,则有x 1+x 2=-2km k 2+1,x 1x 2=m 2-4k 2+1=4k 2-1k 2+1,x 1=-km -11+k 2,x 2=-km +11+k 2,k 1k 2=y 1x 1+2⋅y 2x 2-2=kx 1+m kx 2+m x 1x 2-2x 1+2x 2-4=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2x 1x 2-2x 1+2x 2-4,把x 1+x 2=-2km k 2+1,x 1x 2=m 2-4k 2+1=4k 2-1k 2+1,x 1=-km -11+k 2,x 2=-km +11+k 2代入上式,得k 1k 2=k 24k 2-1k 2+1+km -2km k 2+1+m 24k 2-1k 2+1-2⋅-km -1k 2+1+2⋅-km +1k 2+1-4=m 2-4k 2m 2-4-4k2,而m 2=4k 2+3,所以k 1k 2=4k 2+3-4k 24k 2+3-4-4k 2=-3.【点睛】关键点睛:利用一元二次方程根与系数关系,结合椭圆切线的性质进行求解是解题的关键.12.(2023·江苏南通·统考模拟预测)已知A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,C x 3,y 3 三个点在椭圆x 22+y 2=1,椭圆外一点P 满足OP =2AO ,BP =2CP,(O 为坐标原点).(1)求x 1x 2+2y 1y 2的值;(2)证明:直线AC 与OB 斜率之积为定值.【答案】(1)12(2)证明见解析【分析】(1)设P x ,y ,根据向量关系用x 1,x 2,y 1,y 2表示x 3,y 3,代入椭圆方程即可求解;(2)用x 1,x 2,y 1,y 2表示x 3,y 3,代入斜率公式即可求解.【详解】(1)设P x ,y ,因为OP =2AO ,所以x ,y =2-x 1,-y 1 解得x =-2x 1y =-2y 1 ,又因为BP =2CP ,所以-2x 1-x 2,-2y 1-y 2 =2-2x 1-x 3,-2y 1-y 3 解得x 3=-x 1+12x 2y 3=-y 1+12y 2,因为点C 在椭圆上,所以-x 1+12x 2 22+-y 1+12y 2 2=1⇒x 212+y 21+14x 222+y 22-12x 1x 2-y 1y 2=1,即x 1x 2+2y 1y 2=12.(2)设直线AC 与OB 斜率分别为k AC ,k OB ,k AC k OB =y 3-y 1x 3-x 1×y 2x 2=-y 1+12y 2-y 1-x 1+12x 2-x 1×y 2x 2=-2y 1y 2+12y 22-2x 1x 2+12x 22=x 1x 2-12+121-12x 22 -2x 1x 2+12x 22=x 1x 2-14x 22-2x 1x 2+12x 22=-12是定值.13.(2023·浙江嘉兴·统考模拟预测)已知抛物线C :y 2=2px p >0 ,过焦点F 的直线交抛物线C 于A ,B 两点,且AB =AF ⋅BF .(1)求抛物线C 的方程;(2)若点P 4,4 ,直线PA ,PB 分别交准线l 于M ,N 两点,证明:以线段MN 为直径的圆过定点.【答案】(1)y 2=4x (2)证明见解析【分析】(1)设AB :x =my +p2m ∈R ,联立抛物线方程,由根与系数的关系及抛物线的定义,根据AB =AF ⋅BF 建立方程求出p 得解;(2)由直线方程求出M ,N 的坐标,计算y M ⋅y N =-4,设Q x ,y 是以线段MN 为直径的圆上任意一点,根据MQ ⋅NQ=0化简0=x +1 2+y -y M y -y N ,根据对称性令y =0可得解.【详解】(1)设AB :x =my +p2m ∈R ,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,则联立y 2=2pxx =my +p 2得y 2-2pmy -p 2=0,所以Δ=4p 2m 2+4p 2>0y 1+y 2=2pm y 1y 2=-p 2,所以x 1+x 2=2m 2+1 px 1x 2=p 24,又AF =x 1+p 2,BF =x 2+p2,所以AB =AF +BF =x 1+x 2+p 由AB =AF ⋅BF 得x 1+x 2+p =x 1+p 2 x 2+p2 ,即x 1+x 2+p =x 1x 2+p 2x 1+x 2 +p 24所以2m 2+1 p +p =p 22m 2+1 p +p 22,化简得m 2+1 p p -2 =0,又p >0,所以p =2,所以抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)由(1)知AB :x =my +1m ∈R ,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,所以y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4,易得x 1+x 2=4m 2+2,x 1x 2=1,由题意知AP :y -4=y 1-4x 1-4x -4 ,BP :y -4=y 2-4x 2-4x -4 ,所以令x =-1得y M =-5y 1-4 my 1-3+4,y N =-5y 2-4my 2-3+4,即M -1,-5y 1-4 x 1-4+4,N -1,-5y 2-4 x 2-4+4,所以y M ⋅y N =-5y 1-4my 1-3+4-5y 2-4 my 2-3+4=4m -5 y 1+8 4m -5 y 2+8my 1-3 my 2-3=4m -52y 1y 2+84m -5 y 1+y 2 +64m 2y 1y 2-3m y 1+y 2 +9=-44m -5 2+32m 4m -5 +64-4m 2-12m 2+9=64m 2-36-16m 2+9=-4设Q x ,y 是以线段MN 为直径的圆上得任意一点,则有MQ ⋅NQ=0,即0=x +1 2+y -y M y -y N ,由对称性令y =0得0=x +1 2+y M y N =x +1 2-4,所以x =1或x =-3所以以线段MN 为直径的圆经过定点,定点坐标为-3,0 与1,0 .【点睛】关键点点睛:求出M ,N 的点的坐标,计算出y M ⋅y N 为定值-4,是解题的关键之一,其次写出以MN 为直径的圆的方程,根据圆的方程0=x +1 2+y -y M y -y N ,由对称性,令y =0求定点是解题的关键.14.(2023·江苏连云港·统考模拟预测)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的焦距为23,且经过点P -3,12 .(1)求椭圆E 的标准方程:(2)过椭圆E 的左焦点F 1作直线l 与椭圆E 相交于A ,B 两点(点A 在x 轴上方),过点A ,B 分别作椭圆的切线,两切线交于点M ,求AB MF 1的最大值.【答案】(1)x 24+y 2=1(2)2【分析】(1)由待定系数法求解析式;(2)设出直线方程,由韦达定理法及导数法求得两切线方程,即可联立两切线方程解得交点M ,再由弦长公式及两点距离公式表示出AB MF 1,进而讨论最值.【详解】(1)由题意得2c =233a 2+14b 2=1a 2=b 2+c2 ,所以a =2b =1 ,即椭圆方程为x24+y 2=1;(2)当直线l 斜率为0时,A ,B 分别为椭圆的左右顶点,此时切线平行无交点.故设直线l :x =ty -3,由x 24+y 2=1x =ty -3,得t 2+4 y 2-23ty -1=0.Δ=16t 2+16>0,y 1+y 2=23t t 2+4,y 1y 2=-1t 2+4.AB =1+t 2y 1-y 2 =1+t 2y 1+y 22-4y 1y 2=1+t212t 2t 2+42+4t 2+4=4t 2+1t 2+4不妨设A x 1,y 1 在x 轴上方,则B x 2,y 2 在x 轴下方.椭圆在x 轴上方对应方程为y =1-x 24,y =-x41-x 24,则A 处切线斜率为-x 141-x 214=-x 14y 1,得切线方程为y -y 1=-x 14y 1x -x 1 ,整理得x 1x4+y 1y =1.同理可得B 处的切线方程为x 2x4+y 2y =1.由x 1x 4+y 1y =1①x 2x 4+y 2y =1②得x M =4y 2-y 1 x 1y 2-x 2y 1=4y 2-y 1 ty 1-3 y 2-ty 2-3 y 1=4y 2-y 1 3y 1-y 2 =-433,代入①得y M =1+33x 1y 1=1+33ty 1-3 y 1=3t 3,所以M -433,3t 3.因为MF 1 =-433+3 2+t 23=1+t 23,所以AB MF 1 =4t 2+1t 2+41+t 23=43t 2+1t 2+4设m =t 2+1≥1,则t 2=m 2-1,则AB MF 1=43m m 2+3=43m +3m≤4323=2,当且仅当m 2=3,即t =±2时,ABMF 1的最大值是2.另解:当直线l 的斜率存在时,设l :y =k x +3 ,由x 24+y 2=1y =k x +3得1+4k 2 x 2+83k 2x +12k 2-4=0,所以Δ=k 2+1>0,x 1+x 2=-83k 21+4k 2,x 1x 2=12k 2-41+4k 2,AB =1+k 2x 1-x 2 =1+k 2⋅x 1+x 22-4x 1x 2=1+k 2⋅64×3k 21+4k 22-412k 2-41+4k 2=41+k 21+4k 2椭圆在x轴上方的部分方程为y=1-x24,y'=-x41-x24,则过A x1,y1y1>0的切线方程为y-y1=-x14y1x-x1,即x1x4+y1y=x214+y21=1,同理可得过B x2,y2y2<0的切线方程为x2x4+y2y=1.由x1x4+y1y=1x2x4+y2y=1得x M=4y2-y1x1y2-x2y1=4y2-y1y1k-3y2-y2k-3y1=4y2-y13y1-y2=-433设M-43 3,t,则-3x13+ty1=1-3x23+ty2=1 ,所以直线l的方程为-33x+ty=1,所以t=33k.MF1=-433+32+t2=1+k23k2,AB MF1=41+k21+4k2⋅3k21+k2=43k21+k21+4k22令n=1+4k2≥1,则k2=n-14,所以ABMF1=3-3⋅1n2+2⋅1n+1,当1n=-22×-3⇒n=3时,即k=±22时,ABMF1取得最大值,为2.【点睛】直线与圆锥曲线问题,一般设出直线,联立直线与圆锥曲线方程,结合韦达定理表示出所求的内容,进而进行进一步讨论.15.(2023春·江苏常州·高三校联考开学考试)已知点P2,-1在椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)上,C的长轴长为42,直线l:y=kx+m与C交于A,B两点,直线PA,PB的斜率之积为14.(1)求证:k为定值;(2)若直线l与x轴交于点Q,求QA|2+QB|2的值.【答案】(1)证明见解析(2)10【分析】(1)根据题意求出椭圆方程为:x28+y22=1,将椭圆,及相关直线、点进行平移,将y1x1,y2x2看作方程8n-4X2+8t-4nX-4t+1=0的两不等实根,进而可得n=-2t,代入直线方程化简即可;(2)联立直线与椭圆方程,结合韦达定理得y3+y4=m,y3y4=m2-22,化简QA|2+QB|2=5y3+y42-2y3y4,代入韦达定理即可求解.【详解】(1)由题意知2a=424a2+1b2=1⇒a=22b=2,∴椭圆方程为:x28+y22=1.将椭圆平移至(x +2)28+(y -1)22=1即x 2+4y 2+4x -8y =0,此时P 点平移至P 0,0 ,A ,B 分别平移至A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,设直线A B 方程为tx +ny =1代入椭圆⇒x 2+4y 2+4x -8y tx +ny =0,整理得8n -4 y 2+8t -4n xy -4t +1 x 2=0,两边同除以x 2⇒8n -4 ⋅y x2+8t -4n ⋅y x-4t +1 =0,∴k PA ⋅k PB=k PA ⋅k PB =14⇒y 1x 1⋅y 2x 2=14令y x =X ,则y 1x 1,y 2x 2可看作关于X 的一元二次方程,8n -4 X 2+8t -4n X -4t +1 =0的两不等实根,∴y 1x 1⋅y 2x 2=X 1X 2=-4t +1 8n -4=14,∴4t =-2n ,即n =-2t ,∴直线A B 方程为tx -2ty =1t ≠0 ,∴y =12x -12t,∴A B 的斜率为定值12,即k 的定值12.(2)设A x 3,y 3 ,B x 4,y 4 ,y =12x +m x 2+4y 2=8⇒8y 2-8my +4m 2-8=0,即2y 2-2my +m 2-2=0,Δ>0,故y 3+y 4=m ,y 3y 4=m 2-22,∴QA |2+ QB 2=1+4⋅y 3 2+1+4⋅y 4 2=5y 23+y 24 =5y 3+y 4 2-2y 3y 4=5m 2-2×m 2-22=10,∴QA |2+ QB |2=1016.(2023春·江苏苏州·高三统考开学考试)已知抛物线y 2=a 2x 的焦点也是离心率为32的椭圆x 2a2+y 2b 2=1a >b >0 的一个焦点F .(1)求抛物线与椭圆的标准方程;(2)设过F 的直线l 交抛物线于A 、B ,交椭圆于C 、D ,且A 在B 左侧,C 在D 左侧,A 在C 左侧.设a =AC ,b =μCD ,c =DB .①当μ=2时,是否存在直线l ,使得a ,b ,c 成等差数列?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由;②若存在直线l ,使得a ,b ,c 成等差数列,求μ的范围.【答案】(1)抛物线的标准方程是y 2=12x ,椭圆的标准方程为x 212+y 23=1(2)①不存在,理由见解析;②μ∈43-12,+∞【分析】(1)根据相同焦点得到a 24=32a ,解得a =23,得到答案.(2)设l :x =my +3和各点坐标,联立方程利用韦达定理得到根与系数的关系,计算AB =12m 2+1 ,CD =43m 2+1m 2+4,根据等差数列的性质得到方程,方程无解得到答案;整理得到m 2=3+23μ-123>0,解不等式即可.【详解】(1)抛物线的焦点F a 24,0 ,椭圆的焦点F c ,0 ,由于e =c a =32,即F 32a ,0 ,则有a 24=32a ,因此a =23,c =3,b =a 2-c 2=3,故椭圆的标准方程为x 212+y 23=1,抛物线的标准方程是y 2=12x .(2)①设l :x =my +3,m ≠0 ,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,C x 3,y 3 ,D x 4,y 4 ,将直线与抛物线联立,则有y 2=12xx =my +3 ,y 2-12my -36=0,Δ=144m 2+36×4>0,则y 1+y 2=12m y 1y 2=-36,于是x 1x 2=my 1+3 my 2+3 =m 2y 1y 2+3m y 1+y 2 +9=9,将直线与椭圆联立,则有x 2+4y 2-12=0x =my +3,得到二次方程m 2+4 y 2+6my -3=0,Δ>0,则有y 3+y 4=-6m m 2+4y 3y 4=-3m 2+4,则AB =x 1-x 22+y 1-y 2 2=1+m 2⋅y 1+y 22-4y 1y 2=12m 2+1 ,CD =x 3-x 42+y 3-y 4 2=1+m 2⋅y 3+y 4 2-4y 3y 4=1+m236m 2m 2+4 2+12m 2+48m 2+42=43m 2+1 m 2+4,AC +DB =AB -CD =12m 2+1 -43m 2+1m 2+4,假设存在直线l ,使得a ,b ,c 成等差数列,即AC +DB =4CD 即有12m 2+1 -43m 2+1 m 2+4=2×2×43m 2+1m 2+4,整理得到12m 2=203-48,方程无解,因此不存在l 满足题设.②只需使得方程12m 2+1 -43m 2+1 m 2+4=2μ×43m 2+1m 2+4有解即可.整理得到m 2=3+23μ-123,故m 2=3+23μ-123>0,解得μ∈43-12,+∞【点睛】关键点睛:本题考查了抛物线和椭圆的标准方程,等差数列性质,直线和抛物线,椭圆的位置关系,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中,利用韦达定理得到根与系数的关系,根据设而不求的思想,可以简化运算,是解题的关键,需要熟练掌握.17.(2023秋·江苏无锡·高三统考期末)已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1a >b >0 的右焦点F 和抛物线C 2:y 2=2px p >0 的焦点重合,且C 1和C 2的一个公共点是23,263.(1)求C 1和C 2的方程;(2)过点F 作直线l 分别交椭圆于A ,B ,交抛物线C 2于P ,Q ,是否存在常数λ,使1AB -λPQ为定值?若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)x 24+y 23=1, y 2=4x (2)存在,λ=13【分析】(1)先求出抛物线的方程,进而求出焦点,再根据椭圆的右焦点与其重合,列出方程组求解即可;(2)利用弦长公式分别表示出AB ,PQ ,然后代入1AB -λPQ ,可求出使1AB -λPQ为定值的常数λ.【详解】(1)解:由题意知2632=2p ⋅23⇒p =2,∴y 2=4x ,抛物线焦点1,0 ,∴c =149a 2+83b 2=1a 2=b 2+c2 ⇒a =2b =3 ⇒C 1方程:x 24+y 23=1,C 2方程:y 2=4x .(2)解:方法一:假设存在这样的l ,设直线l 的方程为:x =my +1,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,x =my +13x 2+4y 2=12⇒3m 2y 2+2my +1 +4y 2=12,3m 2+4 y 2+6my -9=0.Δ=36m 2+363m 2+4 =144m 2+1 ,∴AB =1+m 2⋅y 1-y 2 =1+m 2⋅144m 2+1 3m 2+4=12m 2+13m 2+4.设P x 3,y 3 ,Q x 4,y 4 ,x =my +1y 2=4x⇒y 2=4my +4,y 2-4my -4=0,Δ=16m 2+16,∴PQ =1+m 2⋅y 3-y 4=1+m 2⋅16m 2+16=4m 2+1 ,∴1AB -λPQ =3m 2+412m 2+1 -λ4m 2+1 =3m 2+4-3λ12m 2+1 为定值.∴312=4-3λ12⇒λ=13,∴存在常数λ=13使1AB -λPQ为定值14.方法二:1AB -λPQ =1-14cos 2θ3-λ1-cos 2θ4对比cos 2θ前系数λ=13.方法三:设l 倾斜角为θ,∴AB =2ab 2a 2-c 2cos 2θ=2×2×34-cos 2θ=124-cos 2θ,PQ =2p sin 2θ=4sin 2θ,∴1AB -λPQ =4-cos 2θ12-λsin 2θ4=4-3λsin 2θ-cos 2θ12为定值,∴3λ=1,λ=13,此时定值为14.18.(2023秋·江苏·高三统考期末)如图,已知椭圆x 24+y 2=1的左、右顶点分别为A ,B ,点C 是椭圆上异于A ,B 的动点,过原点O 平行于AC 的直线与椭圆交于点M ,N ,AC 的中点为点D ,直线OD 与椭圆交于点P ,Q ,点P ,C ,M 在x 轴的上方.(1)当AC =5时,求cos ∠POM ;(2)求PQ ⋅MN 的最大值.【答案】(1)-35(2)10【分析】(1)根据题意求出k AC ⋅k OD =-14,根据AC =5分析出点C 满足的方程,求出点C 坐标,进而求出cos ∠POM ;(2)利用弦长公式求出PQ 和MN ,再利用基本不等式求出最值.【详解】(1)由题知A -2,0 ,设C x 0,y 0 ,则D x 0-22,y 02,则k AC ⋅k OD =y 0x 0+2⋅y 0x 0-2=1-14x 2x 20-4=-14.因为AC =5,所以C 在圆(x +2)2+y 2=5上,又C 在椭圆x 24+y 2=1上,所以C x 0,y 0 满足(x +2)2+y 2=5x 24+y 2=1,所以(x +2)2+1-x 24=5,34x 2+4x =0,所以x 0=0或x 0=-163<-2(舍去),又C 在x 轴上方,所以C 0,1 ,所以直线AC 的斜率为12,故直线OD 的斜率为-12,所以直线AC 与直线OD 关于y 轴对称.设直线AC 的倾斜角θ,cos ∠POM =cos2π2-θ=-cos2θ=sin 2θ-cos 2θ=sin 2θ-cos 2θsin 2θ+cos 2θ=tan 2θ-1tan 2θ+1=-35(2)当直线MN 斜率为k ,k >0,则直线MN :y =kx ,直线PQ :y =-14k x ,M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 满足y =kxx 24+y 2=1,所以4k 2+1 x 2=4,x 2=44k 2+1,所以MN 2=1+k 2 164k 2+1,同理PQ 2=1+116k 2 114k 2+1=416k 2+1 4k 2+1,所以MN 2⋅PQ 2=164k 2+4 16k 2+1 4k 2+1 2≤164k 2+4+16k 2+12 24k 2+1 2=420k 2+5 24k 2+12=100所以MN ⋅PQ ≤10,当且仅当4k 2+4=16k 2+1,即k ≤12时取“=”,所以PQ ⋅MN 的最大值为10.【点睛】方法点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.19.(2023·浙江·校联考模拟预测)设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的右焦点为F 3,0 ,F 到其中一条渐近线的距离为2.(1)求双曲线C 的方程;(2)过F 的直线交曲线C 于A ,B 两点(其中A 在第一象限),交直线x =53于点M ,(i )求|AF |⋅|BM ||AM |⋅|BF |的值;(ii )过M 平行于OA 的直线分别交直线OB 、x 轴于P ,Q ,证明:MP =PQ .【答案】(1)x 25-y 24=1(2)(i )1;(ii )证明见解析【分析】(1)结合点F 到其中一条渐近线的距离为2和a 2+b 2=c 2,即可求得本题答案;(2)(i )设AB 直线方程为x =my +3,A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,得y M =-43m,直线方程与双曲线方程联立消x ,然后由韦达定理得y 1+y 2=-24m 4m 2-5,y 1y 2=164m 2-5,把|AF |⋅|BM ||AM |⋅|BF |逐步化简,即可求得本题答案;(ii )把QM 和OB 的直线方程分别求出,联立可得到点P 的坐标,由此即可得到本题答案.【详解】(1)因为双曲线其中一条渐近线方程为bx +ay =0,又点F 3,0 到它的距离为2,所以3b b 2+a2=3bc =2,又c =3,得b =2,又因为a 2+b 2=c 2,所以a 2=5,所以双曲线C 的方程为x 25-y 24=1.(2)(2)设AB 直线方程为x =my +3,则y M =-43m,代入双曲线方程整理得:4m 2-5 y 2+24my +16=0,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,则y 1+y 2=-24m 4m 2-5,y 1y 2=164m 2-5,(i )|AF |⋅|BM ||AM |⋅|BF |=y 1 ⋅y 2-y M y M -y 1 ⋅y 2 =y 1y 2-y 1y My 2y M -y 2y 1 而y 1y 2-y 1y M -y 2y M -y 2y 1 =2y 1y 2-y M y 1+y 2 =324m 2-5--24m 4m 2-5⋅-43m =0,所以y 1y 2-y 1y M =y 2y M -y 2y 1,,则y 1y 2-y 1y M =y 2y M -y 2y 1 ,所以|AF |⋅|BM ||AM |⋅|BF |=1 ;(ii )过M 平行于OA 的直线方程为y +43m =y 1my 1+3x -53,直线OB 方程为y =y 2my 2+3x 与y +43m =y 1my 1+3x -53联立,得y +43m =y 1my 1+3my 2+3y 2y -53,即y 2my 1+3 y +43m my 1+3 y 2=y 1my 2+3 y -53y 1y 2,则3y 2-y 1 y =-3y 1y 2-4my 2,所以y P =-3y 1y 2-4my 23y 2-y 1 ,由y 1+y 2=-24m 4m 2-5,y 1y 2=164m 2-5两式相除得,y 1y 2y 1+y 2=2-3m ,则y 1y 2=-23m y 1+y 2 ,所以y P =-3y 1y 2-4m y 23y 2-y 1 =2m y 1+y 2 -4m y 23y 2-y 1 =2m y 1-y 2 3y 2-y 1 =-23m ,因为y Q =0,所以y P =y M +y Q2,故P 为线段MQ 的中点,所以|MP |=|PQ |.【点睛】关键点点睛:本题第二小题第一问考了|AF |⋅|BM ||AM |⋅|BF |如何用y 1,y 2,y M 表示出来,进而利用韦达定理进行化简求值,考查了学生的转化能力以及对复杂运算的求解能力20.(2023春·浙江绍兴·高三统考开学考试)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 24+y 2=1,B 1,0 .(1)设P 是椭圆C 上的一个动点,求PO ⋅PB的取值范围;(2)设与坐标轴不垂直的直线l 交椭圆C 于M ,N 两点,试问:是否存在满足条件的直线l ,使得△MB N 是以B 为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出直线l 的方程,若不存在,请说明理由.【答案】(1)23,6(2)y =54x -355或y =-54x +355【分析】(1)设点P (x 0,y 0),将PO ⋅PB转化为坐标表示,求取值范围;(2)设直线方程,与椭圆方程联立,设MN 中点为D ,若△MB N 是以B 为直角顶点的等腰直角三角形,则BM ⊥BN ,BD ⊥MN ,解出直线方程.【详解】(1)设点P (x 0,y 0),则x 204+y 20=1,PO ⋅PB =(-x 0,-y 0)⋅(1-x 0,-y 0)=x 0(x 0-1)+y 20=34x 0-23 2+23,因为-2≤x 0≤2,所以当x 0=-2时,PO ⋅PB max =34×-2-23 2+23=6,当x 0=23时,PO ⋅PB min =34×23-23 2+23=23,所以PO ⋅PB ∈23,6 .(2)设直线l :y =kx +m (k ≠0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),y =kx +mx 24+y 2=1,消去y 得,(4k 2+1)x 2+8km x +4m 2-4=0,由题,Δ=64k 2m 2-4(4k 2+1)(4m 2-4)>0,x 1+x 2=-8km 4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1,y 1+y 2=kx 1+m +kx 2+m =2m 4k 2+1,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=m 2-4k 24k 2+1,若△MB N 是以B 为直角顶点的等腰直角三角形,则BM ⊥BN , BM ⋅BN=(x 1-1,y 1)⋅(x 2-1,y 2)=x 1x 2-(x 1+x 2)+1+y 1y 2=8km +5m 2-34k 2+1=0,所以8km +5m 2-3=0,①设MN 中点为D ,则D -4km 4k 2+1,m4k 2+1,因为BD ⊥MN ,。
高中数学高考总复习圆锥曲线的综合问题习题及详解一、选择题1.(2010·聊城模考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的一个焦点与抛物线y 2=4x 的焦点重合,且双曲线的离心率等于5,则该双曲线的方程为( )A .5x 2-45y 2=1B.x 25-y 24=1 C.y 25-x 24=1D .5x 2-54y 2=1[答案] D[解析] 抛物线y 2=4x 焦点为(1,0),∴双曲线中c =1, 又e =c a =5,∴a =55,∴b 2=c 2-a 2=1-15=45,∴双曲线方程为x 215-y 245=1.2.(2010·山东郓城)已知对k ∈R ,直线y -kx -1=0与椭圆x 25+y 2m =1恒有公共点,则实数m 的取值范围是( )A .(0,1)B .(0,5)C .[1,5)∪(5,+∞)D .[1,5)[答案] C[解析] 直线y =kx +1过定点(0,1),只要(0,1)在椭圆x 25+y 2m =1上或共内部即可,从而m ≥1.又因为椭圆x 25+y 2m=1中m ≠5,∴m ∈[1,5)∪(5,+∞).[点评] 含参数的直线与曲线位置关系的命题方式常常是直线过定点,考虑定点与曲线位置,以确定直线与曲线的位置.3.图中的椭圆C 1、C 2与双曲线C 3、C 4的离心率分别为e 1、e 2、e 3、e 4,则它们的大小关系是( )A .e 1<e 2<e 3<e 4B .e 2<e 1<e 3<e 4C .e 1<e 2<e 4<e 3D .e 2<e 1<e 4<e 3[答案] B[解析] ∵C 1、C 2为椭圆,∴e ∈(0,1) ∵C 3、C 4为双曲线,∴e ∈(1,+∞) 比较C 1、C 2∵a 相等而C 1比C 2的短轴小, ∴C 1的焦距比C 2的焦距大,从而e 1>e 2 同理C 4的虚轴长>C 3的虚轴长,而实轴长相同 ∴C 4的焦距>C 3的焦距 ∴e 4>e 3 综上可得:e 2<e 1<e 3<e 4,选B. [点评] 对于椭圆e =ca =1-⎝⎛⎭⎫b a 2,e 越大越扁,对于双曲线e =c a=1+⎝⎛⎭⎫b a 2,e 越大开口越宽阔.4.已知以F 1(-2,0),F 2(2,0)为焦点的椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个公共点,则椭圆的长轴长为( )A .3 2B .2 6C .27D .4 2[答案] C[解析] 根据题意设椭圆方程为x 2b 2+4+y 2b 2=1(b >0),则将x =-3y -4代入椭圆方程得,4(b 2+1)y 2+83b 2y -b 4+12b 2=0,∵椭圆与直线x +3y +4=0有且仅有一个公共点, ∴Δ=(83b 2)2-4×4(b 2+1)(-b 4+12b 2)=0, 即(b 2+4)(b 2-3)=0,∴b 2=3, 长轴长为2b 2+4=27,故选C.5.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),过椭圆的右焦点作x 轴的垂线交椭圆于A 、B 两点,若OA →·OB →=0,则椭圆的离心率e 等于( )A.-1+52B.-1+32C.12D.32[答案] A[解析] 如图,F 2(c,0)把x =c 代入椭圆x 2a 2+y 2a 2=1得A (c ,b 2a).由OA →·OB →=0结合图形分析得 |OF 2|=|AF 2|,即c =b 2a⇒b 2=ac ⇒a 2-c 2=ac⇒(c a )2+ca -1=0⇒e 2+e -1=0⇒e =5-12. 6.(2010·重庆南开中学)双曲线x 2n -y 2=1(n >1)的两焦点为F 1,F 2,点P 在双曲线上,且满足:|PF 1|+|PF 2|=2n +2,则△PF 1F 2的面积是( )A .1 B.12 C .2D .4[答案] A[解析] 由条件知⎩⎨⎧|PF 1|-|PF 2|=2n|PF 1|+|PF 2|=2n +2,∴|PF 1|=n +2+n ,|PF 2|=n +2-n 又∵|F 1F 2|=2n +1,∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2, ∴S △PF 1F 2=12|PF 1|·|PF 2|=12(n +2+n )(n +2-n )=1. 7.在同一坐标系中方程a 2x 2+b 2y 2=1与ax +by 2=0(a >b >0)的曲线大致是( )[答案] D[解析] 方程a 2x 2+b 2y 2=1,即x 21a 2+y 21b2=1,因为1a 2<1b 2,所以是焦点在y 轴上的椭圆.方程ax +by 2=0化为y 2=-abx ,为焦点在x 轴的负半轴的抛物线.8.(2010·长沙一中、雅礼中学联考)若椭圆mx 2+ny 2=1(m >0,n >0)与直线y =1-x 交于A ,B 两点,过原点与线段AB 中点的连线的斜率为12,则椭圆的离心率为( )A.12B.22C.32D.62[答案] B[解析] 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB 中点为⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,y 1+y 22,mx 12+ny 12=1,mx 22+ny 22=1,两式相减得y 1+y 2x 1+x 2=-m n ×x 1-x 2y 1-y 2,∴12=-m n ×(-1),即m n =12,离心率e =1m -1n1m=1-m n =22,故选B.9.(2010·福建福州市质检)已知P 为抛物线y 2=4x 上一个动点,Q 为圆x 2+(y -4)2=1上一个动点,那么点P 到点Q 的距离与点P 到抛物线的准线距离之和的最小值是( )A .5B .8 C.17-1D.5+2[答案] C[解析] 抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),圆x 2+(y -4)2=1的圆心为C (0,4),设点P 到抛物线的准线距离为d ,根据抛物线的定义有d =|PF |,∴|PQ |+d =|PQ |+|PF |,由圆的几何性质及三角形两边之和大于第三边可知,当P 、Q 、F 、C 四点共线时取最小值,故最小值为|FC |-1=17-1.10.(2010·北方四校联考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0),过点A ⎝⎛⎭⎫p 2,0的直线与抛物线C 交于M 、N 两点,且MA →=2AN →,过点M 、N 向直线x =-p 2作垂线,垂足分别为P 、Q ,△MAP 、△NAQ 的面积分别为记为S 1与S 2,那么( )A .S 1∶S 2=2∶1B .S 1∶S 2=5∶2C .S 1∶S 2=4∶1D .S 1∶S 2=7∶1[答案] C[解析] 依题意,点A 为抛物线的焦点,直线x =-p2为抛物线的准线,则|MP |=|MA |,|NA |=|NQ |,∠PMA =π-∠QNA ,故S 1=|MP ||MA |sin ∠PMA =4|AN |2sin ∠QNA =4S 2,故选C.二、填空题11.(2010·吉林省调研)已知过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1右焦点且倾斜角为45°的直线与双曲线右支有两个交点,则双曲线的离心率e 的取值范围是________.[答案] (1,2)[解析] 由条件知,渐近线的倾斜角小于45°,即b a <1,∴c 2-a 2a 2<1,∴c 2a 2<2,即e 2<2,∵e >1,∴1<e < 2.12.已知点M (-3,0),N (3,0),B (1,0),动圆C 与直线MN 切于点B ,过M 、N 与圆C 相切的两直线相交于点P ,则P 点的轨迹方程为________.[答案] x 2-y 28=1(x >1)[解析] 设另两个切点为E 、F ,如图所示,则|PE |=|PF |,|ME |=|MB |,|NF |=|NB |.从而|PM |-|PN |=|ME |-|NF |=|MB |-|NB |=4-2=2<|MN |,所以点P 的轨迹是以M 、N 为焦点,实轴长为2的双曲线的右支.∴a =1,c =3,∴b 2=8.故方程为x 2-y 28=1(x >1).13.(2010·平顶山市调研)在下列命题中:①方程|x |+|y |=1表示的曲线所围成区域面积为2; ②与两坐标轴距离相等的点的轨迹方程为y =±x ;③与两定点(-1,0)、(1,0)距离之和等于1的点的轨迹为椭圆;④与两定点(-1,0)、(1,0)距离之差的绝对值等于1的点的轨迹为双曲线.正确的命题的序号是________.(注:把你认为正确的命题序号都填上) [答案] ①②④[解析] 方程|x |+|y |=1与两轴交点A (-1,0),B (0,-1),C (1,0),D (0,1)组成正方形的面积S =12|AC |·|BD |=12×2×2=2,故①真;设与两坐标轴距离相等的点为P (x ,y ),则|x |=|y |,∴y =±x ,故②真;∵两点E (-1,0),F (1,0)的距离|EF |=2>1,∴到两点E 、F 距离之和等于1的点不存在,∴③错误;与两点E 、F 距离之差的绝对值等于1的点的轨迹为双曲线正确.14.(2010·安徽安庆联考)设直线l :y =2x +2,若l 与椭圆x 2+y 24=1的交点为A 、B ,点P 为椭圆上的动点,则使△P AB 的面积为2-1的点P 的个数为________.[答案] 3[解析] 设与l 平行且与椭圆相切的直线方程为y =2x +b , 代入x 2+y 24=1中消去y 得,8x 2+4bx +b 2-4=0,由Δ=16b 2-32(b 2-4)=0得,b =±22,显见y =2x +2与两轴交点为椭圆的两顶点A (-1,0),B (0,2), ∵直线y =2x +22与l 距离d =22-25,∴欲使S △ABP =12|AB |·h =52h =2-1,须使h =22-25,∵d =h ,∴直线y =2x +22与椭圆切点,及y =2x +4-22与椭圆交点均满足,∴这样的点P 有3个.三、解答题15.(2010·新课标全国)设F 1、F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 1斜率为1的直线l 与E 相交于A 、B 两点,且|AF 2|、|AB |、|BF 2|成等差数列.(1)求E 的离心率;(2)设点P (0,-1)满足|P A |=|PB |,求E 的方程. [解析] (1)由椭圆定义知|AF 2|+|BF 2|+|AB |=4a , 又2|AB |=|AF 2|+|BF 2|,得|AB |=43a .l 的方程为y =x +c ,其中c =a 2-b 2.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ,B 两点坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x +c ,x 2a 2+y 2b 2=1.消去y ,整理得(a 2+b 2)x 2+2a 2cx +a 2(c 2-b 2)=0,则x 1+x 2=-2a 2c a 2+b 2,x 1x 2=a 2(c 2-b 2)a 2+b 2.因为直线AB 斜率为1,所以|AB |=2|x 2-x 1|=2[(x 1+x 2)2-4x 1x 2], 得43a =4ab 2a 2+b2,故a 2=2b 2, 所以E 的离心率e =c a =a 2-b 2a =22.(2)设AB 的中点为N (x 0,y 0),由(1)知 x 0=x 1+x 22=-a 2c a 2+b 2=-23c ,y 0=x 0+c =c3.由|P A |=|PB |得k PN =-1. 即y 0+1x 0=-1, 得c =3,从而a =32,b =3. 故椭圆E 的方程为x 218+y 29=1.16.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,坐标原点到直线AB 的距离为32,其中A (0,-b ),B (a,0).(1)求双曲线的标准方程;(2)设F 是双曲线的右焦点,直线l 过点F 且与双曲线的右支交于不同的两点P 、Q ,点M 为线段PQ 的中点.若点M 在直线x =-2上的射影为N ,满足PN →·QN →=0,且|PQ →|=10,求直线l 的方程.[解析] (1)依题意有⎩⎨⎧ca=2,ab a 2+b2=32,a 2+b 2=c 2.解得a =1,b =3,c =2.所以,所求双曲线的方程为x 2-y 23=1.(2)当直线l ⊥x 轴时,|PQ →|=6,不合题意.当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -2).由⎩⎪⎨⎪⎧x 2-y 23=1(x >0)y =k (x -2)得,(3-k 2)x 2+4k 2x -4k 2-3=0.①因为直线与双曲线的右支交于不同两点,所以3-k 2≠0.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 0,y 0),则x 1、x 2是方程①的两个正根,于是有⎩⎨⎧x 1+x 2=4k 2k 2-3>0,x 1x 2=4k 2+3k 2-3>0,Δ=(4k 2)2-4(3-k 2)(-4k 2-3)>0,所以k 2>3.②因为PN →·QN →=0,则PN ⊥QN ,又M 为PQ 的中点,|PQ →|=10,所以|PM |=|MN |=|MQ |=12|PQ |=5. 又|MN |=x 0+2=5,∴x 0=3,而x 0=x 1+x 22=2k 2k 2-3=3,∴k 2=9,解得k =±3.∵k =±3满足②式,∴k =±3符合题意. 所以直线l 的方程为y =±3(x -2). 即3x -y -6=0或3x +y -6=0.17.(2010·北京崇文区)已知椭圆的中心在坐标原点O ,焦点在x 轴上,短轴长为2,且两个焦点和短轴的两个端点恰为一个正方形的顶点.过右焦点F 与x 轴不垂直的直线l 交椭圆于P ,Q 两点.(1)求椭圆的方程;(2)当直线l 的斜率为1时,求△POQ 的面积;(3)在线段OF 上是否存在点M (m,0),使得以MP ,MQ 为邻边的平行四边形是菱形?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.[解析] (1)由已知,椭圆方程可设为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).∵两个焦点和短轴的两个端点恰为正方形的顶点,且短轴长为2, ∴b =c =1,a = 2. 所求椭圆方程为x 22+y 2=1.(2)右焦点F (1,0),直线l 的方程为y =x -1. 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2y 2=2y =x -1得,3y 2+2y -1=0, 解得y 1=-1,y 2=13.∴S △POQ =12|OF |·|y 1-y 2|=12|y 1-y 2|=23.(3)假设在线段OF 上存在点M (m,0)(0<m <1),使得以MP 、MQ 为邻边的平行四边形是菱形.因为直线与x 轴不垂直,所以设直线l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2y 2=2y =k (x -1)可得,(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-2=0. ∴x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2-21+2k 2.MP →=(x 1-m ,y 1),MQ →=(x 2-m ,y 2),PQ →=(x 2-x 1,y 2-y 1).其中x 2-x 1≠0以MP ,MQ 为邻边的平行四边形是菱形⇔(MP →+MQ →)⊥PQ →⇔(MP →+MQ →)·PQ →=0 ⇔(x 1+x 2-2m ,y 1+y 2)·(x 2-x 1,y 2-y 1)=0 ⇔(x 1+x 2-2m )(x 2-x 1)+(y 1+y 2)(y 2-y 1)=0 ⇔(x 1+x 2-2m )+k (y 1+y 2)=0 ⇔⎝⎛⎭⎫4k 21+2k 2-2m +k 2⎝⎛⎭⎫4k21+2k 2-2=0 ⇔2k 2-(2+4k 2)m =0⇔m =k 21+2k 2(k ≠0).∴0<m <12.。
2023届高考数学复习:精选好题专项(圆锥曲线)练习题组一、 圆锥曲线中的直线问题1‐1、(山东省“学情空间”区域教研共同体2023届高三入学检测)椭圆的左右焦点分别为,焦距为,点M 为椭圆上位于x 轴上方的一点,,且的面积为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)过点的直线l 与椭圆交于A ,B 两点,且,求直线l 的方程.1‐2、(湖北省重点高中2023届高三上学期10月联考) 已知直线1l:22y x =+与椭圆E :22142x y +=相切于点M ,与直线2l:2y x t =+相交于点 N (异于点M ).(1)求点M 的坐标;(2)直线2l 交E 于点()11,A x y ,()22,B x y 两点,证明:ANM MNB ∽△△.2222:1(0)x y C a b a b+=>>12,FF 120MF MF ⋅=12MF F △2F 2AMB π∠=1-3、(南京六校联合体2023届高三8月联合调研)(本小题满分12分)已知椭圆C :22154x y +=的上下顶点分别为A,B ,过点P 0,3 且斜率为k (k <0)的直线与椭圆C 自上而下交于M,N 两点,直线BM 与AN 交于点G . (1)设AN,BN 的斜率分别为k ,k ,求k ∙k 的值; (2)求证:点G 在定直线上.1-4、(江苏如皋中学2022~2023学年度高三年级第一学期教学质量调研)已知双曲线22:12x C y -=上,直线l 交C 于P ,Q 两点,直线AP ,AQ 的斜率之和为0.(1)求l 的斜率;(2)若tan PAQ ∠=PAQ 的面积.题组二、 圆锥曲线中的最值问题2‐1、(湖南省三湘名校教育联盟2023届高三上学期第一次大联考)(12分)在直角坐标系xOy 中,已知抛物线,P 为直线y =-1上的动点,过点P 作抛物线C 的两条切线,切点分别为A ,B .当P 在y 轴上时,OA ⊥OB . (1)求抛物线C 的方程;(2)求点O 到直线AB 距离的最大值.()2:20C x py p ->AB OP 22‐4、(湖南省三湘名校教育联盟2023届高三上学期第一次大联考)(12分)在直角坐标系xOy 中,已知抛物线,P 为直线y =-1上的动点,过点P 作抛物线C 的两条切线,切点分别为A ,B .当P 在y 轴上时,OA ⊥OB . (1)求抛物线C 的方程;(2)求点O 到直线AB 距离的最大值.题组三、圆锥曲线中的定点、定值问题3‐1、(南京师大附中2022—2023学年度高三第一学期10月检测)(本小题满分12分)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的离心率为2,C 的右焦点F 与点M (0,2)的连线与C 的一条渐近线垂直.(1)求双曲线C 的标准方程:(2)经过点M 且斜率不为零的直线l 与C 的两支分别交于点A ,B ,①若O 为坐标原点,求OA OB ⋅的取值范围:②若点D 是点B 关于y 轴的对称点,证明:直线AD 过定点 【3‐2、(江苏省海安高级中学2023届高三期初学业质量监测)已知椭圆:的离心率为,短轴长为2.(1)求的方程;(2)过点且斜率不为0的直线与自左向右依次交于点,,点在线段上,且,为线段的中点,记直线,的斜率分别为,,求证:为定值.()2:20C x py p ->E ()222210x y a b a b +=>>2E ()4,0M -l E B C N BC MB NBMC NC=P BC OP ON 1k 2k 12k k3‐3、(江苏连云港2023届高三上学期期中考试) 已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>经过点2P ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,31,2Q ⎛⎫⎪⎝⎭.(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆C 右焦点的直线l 交椭圆于A ,B 两点,交直线x =4于点D .设直线QA ,QD ,QB 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,若20k ≠,证明:132k k k +为定值.题组四、 圆锥曲线中的探索性问题4-1、(湖南师大附中2023届高三年级开学初试卷)(本小题满分12分)设21,F F 分别是椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左、右焦点,M 是C 上一点,2MF与x 轴垂直,直线1MF 与C 的另一个交点为N ,且直线MN 的斜率为42. (1)求椭圆C 的离心率.(2)设)1,0(D 是椭圆C 的上顶点,过D 任作两条互相垂直的直线分别交椭圆C 于B A .两点,过点D 作线段AB 的垂线,垂足为Q ,判断在y 轴上是否存在定点R ,使得||RQ 的长度为定值?并证明你的结论.4‐2、(南京市2023届高三年级学情调研) 已知抛物线C :()220y px p =>的焦点为F ,过点P (0,2)的动直线l 与抛物线相交于A ,B 两点.当l 经过点F 时,点A 恰好为线段PF 中点. (1)求p 的值;(2)是否存在定点T , 使得TA TB ⋅为常数? 若存在,求出点T 的坐标及该常数; 若不存在,说明理由.4‐3、(湖北省鄂东南省级示范高中教改联盟学校2023届高三上学期期中联考)(本题满分12分)设点P 为圆上的动点,过点P 作x 轴垂线,垂足为点Q ,动点M 满足(点P 、Q 不重合)(1)求动点M 的轨迹方程E ;(2)若过点的动直线与轨迹E 交于A 、B 两点,定点N 为,直线NA 的斜率为,直线NB 的斜率为,试判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.22:4C x y +=2MQ =(4,0)T 31,2⎛⎫⎪⎝⎭1k 2k 12k k +参考答案题组一、 圆锥曲线中的直线问题1‐1、(山东省“学情空间”区域教研共同体2023届高三入学检测)椭圆的左右焦点分别为,焦距为,点M 为椭圆上位于x 轴上方的一点,,且的面积为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)过点的直线l 与椭圆交于A ,B 两点,且,求直线l 的方程.【答案解析】【要点分析】(1)依题意可得,根据椭圆的定义、三角形面积公式及勾股定理求出,即可求出,从而得解;(2)首先求出的坐标,分直线的斜率为与不为两种情况讨论,当直线的斜率不为时,设直线的方程为,,,,联立直线与椭圆的方程,结合韦达定理可得,,由,推出,解得,进而可得答案.【小问1详解】解:因为,所以,即,所以,所以又,,,所以,即,所以,所以,所以椭圆方程为.【小问2详解】解:由(1)知,,所以,即, 当直线的斜率为时,此时,不合题意,2222:1(0)x y C a b a b+=>>12,FF 120MF MF ⋅=12MF F △2F 2AMB π∠=122F MF π∠=2a 2b M l 00l 0l x my =+11(,)A x y 22(,)B x y l 12y y +12y y MA MB⊥1212(0x x y y +-=m 120MF MF ⋅= 12MF MF ⊥ 122F MF π∠=1212122MF F MF MF S ⋅==△124MF MF ⋅=122MF MF a +=122F F c ==2221212MF MF F F +=()2121228MF MF MF MF +-=⋅24248a -⨯=24a =2222b a c =-=22142x y +=124MF MF ⋅=124MF MF +=122MF MF ==(M l 090AMB ∠≠︒当直线的斜率不为时,设直线的方程为,,,联立,得,所以,, 因为, 所以,所以,所以,所以, 所以, 解得或,当时,直线过点,不符合题意, 所以直线的方程为.1‐2、(湖北省重点高中2023届高三上学期10月联考) 已知直线1l:22y x =+与椭圆E :22142x y +=相切于点M ,与直线2l:2y x t =+相交于点 N (异于点M ).(1)求点M 的坐标;(2)直线2l 交E 于点()11,A x y ,()22,B x y 两点,证明:ANM MNB ∽△△. 【答案解析】【要点分析】(1)通过解方程组进行求解即可;(2)将直线2l 方程与椭圆方程联立,结合椭圆弦长公式、相似三角形判定定理进行运算证明即可. 【小问1详解】l 0l x my =+11(,)A x y 22(,)B xy 22142x my x y ⎧=⎪⎨+=⎪⎩22(2)20m y ++-=1222y y m+=-+12222y y m -=+90AMB ∠=︒MA MB⊥1212(0x x y y +-=21212(1)1)()40m y y m y y ++-++=2222(1)4(1)4022m m m m m -+--+=++2230m m --=1m =-3m =1m =-l Ml 30x y --=解:222224y x x y ⎧=-+⎪⎨⎪+=⎩,消y得:220x -+=,解得:x =,故)M ;【小问2详解】联立222y x y x t⎧=-+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,解之得:,122t N t ⎫-+⎪⎪⎝⎭联立22224y x t x y ⎧=+⎪⎨⎪+=⎩,消y得:2220x t +-=, 由题可得:2Δ820t =->,∴12x x +=,2122x x t =-.12NA t ⎫=-⎪⎪⎭,22NB t ⎫=--⎪⎪⎭,()()212122223222332,2224NA NB x x t x x t t t t t ⎫⎫=--++⎪⎪⎪⎪⎭⎭⎫⎫=--+=⎪⎪⎪⎪⎭⎭2NM t ⎫=--=⎪⎪⎭, 2NM NA NB =,∴AN MNNM NB =,又ANB MNB ∠=∠,∴ANM MNB ∽△△ 1-3、(南京六校联合体2023届高三8月联合调研)(本小题满分12分)已知椭圆C :22154x y +=的上下顶点分别为A,B ,过点P 0,3 且斜率为k (k <0)的直线与椭圆C 自上而下交于M,N 两点,直线BM 与AN 交于点G . (1)设AN,BN 的斜率分别为k ,k ,求k ∙k 的值; (2)求证:点G 在定直线上. .(本小题满分12分) 解:设),(),,(2211y x N y x M2222222221422x y x y x y k k -=-⋅+=⋅....................2分 2222154x y +=又22224(15x y =⋅-所以所以54451(4222221-=--=⋅x x k k .....................4分(2)设3:+=kx y PM 224520x y +=联立 得到02530)54(22=+++kx x k1223045kx x k -+=+所以2215425k x x +=⋅ 0)1(400)54(100900222>-=+-=∆k k k .....................6分直线:MB 2211-+=x x y y 直线:NA 2222+-=x x y y联立得:1212)2()2(22x y y x y y -+=-+.....................8分2121(2)(2)2524y y y y x x +++=-⋅-法一:525)(5452121212-=+++⋅-=x x x x k x x k..............10分解得34=y所以点G 在定直线34=y 上 .....................12分法二:由韦达定理得k x x x x 562121-=+2112221121(5)5221x kx kx x x y y kx x kx x x +++==-++所以5)(655)(65121221-=++-++-x x x x x x .........10分解得34=y所以点G 在定直线34=y 上 .....................12分1-4、(江苏如皋中学2022~2023学年度高三年级第一学期教学质量调研)已知双曲线22:12x C y -=上,直线l 交C 于P ,Q 两点,直线AP ,AQ 的斜率之和为0.(1)求l 的斜率;(2)若tan PAQ ∠=PAQ 的面积.解:(1)由题显然直线l 的斜率存在,设:l y kx m =+,设11(,)P x y ,22(,)Q x y ,则联立直线与双曲线得:222(21)4220k x kmx m -+++=,0> ,故122421km x x k +=--,21222221m x x k +=-,12121212111102222AP AQ y y kx m kx m k k x x x x --+-+-+=+=+=----, 化简得:12122(12)()4(1)0kx x m k x x m +--+--=,故2222(22)4(12)()4(1)02121k m kmm k m k k ++-----=--, 即(1)(21)0k m k ++-=,而直线l 不过A 点, 故l 的斜率 1.k =-(2)设直线AP 的倾斜角为α,由tan PAQ ∠=tan 22PAQ ∠=,由2PAQ απ+∠=,得tan AP k α==,即1112y x -=-联立1112y x -=-221112x y -=得1103x -=,153y =,同理,2103x +=,253y --=, 故12203x x +=,12689x x =而1|||2|AP x =-,2|||2|AQ x =-,由tan PAQ ∠=sin 3PAQ ∠=,故12121||||sin |2()4|29PAQ S AP AQ PAQ x x x x =∠=-++= 题组二、 圆锥曲线中的最值问题2‐1、(湖南省三湘名校教育联盟2023届高三上学期第一次大联考)(12分)在直角坐标系xOy 中,已知抛物线,P 为直线y =-1上的动点,过点P 作抛物线C 的两条切线,切点分别为A ,B .当P 在y 轴上时,OA ⊥OB . (1)求抛物线C 的方程;(2)求点O 到直线AB 距离的最大值..答案解析:(1)当在轴上时,即,设过点的切线方程为,与联立得,由直线和抛物线相切可得,,,∴,,(3分)由,解得, ∴抛物线的方程为.(5分) (2),∴,设,,则, 即,同理可得,(8分) 又为直线上的动点,设, 则,,由两点确定一条直线可得的方程为,()2:20C x py p ->P y ()0,1P -P 1y kx =-22x py =2220x pkx p -+=22Δ480p k p =-=2A B x x p =A B y y =)A()B OA OB ⊥(110+⨯=12p =C 2x y =2x y =2y x '=()11,A x y ()22,B x y ()1112y y x x x -=-112x x y y =+222x x y y =+P 1y x =-(),1P t t -1121x t t y =-+2221x t t y =-+AB 21xt t y =-+2AB =OP1c =1EF 2212x y +=1OP =y kx m=+2212x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩()222214220kx kmx m +++-=2216880k m ∆=-+>122421kmx x k -+=+21222221m x x k -=+∵,化简得.又设M 是弦AB 的中点,∴,, ∴,令, 则,∴(仅当时取等),又∵(仅当时取等号). 综上,.2‐3、(江苏如皋中学2022~2023学年度高三年级第一学期教学质量调研)已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左,右焦点分别为1(1,0)F -,2(1,0)F ,点P 在椭圆E 上,212PF F F ⊥,且12||3||.PF PF =(1)求椭圆E 的标准方程;(2)设直线:1()l x my m R =+∈与椭圆E 相交于A ,B 两点,与圆222x y a +=相交于C ,D 两点,求2||||AB CD ⋅的取值范围.解:(1)因为P 在椭圆上,所以12||||2PF PF a +=, 又因为12||3||PF PF =,所以2||2a PF =,13||2aPF =, 因为212PF F F ⊥,所以2222121||||||PF F F PF +=,又12||2F F =,所以22a =,2221b a c =-=,所以椭圆的标准方程为:22 1.2x y +=(2)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,2221AB k ==+2222122k m k +=+222,2121kmm M k k -⎛⎫ ⎪++⎝⎭()222224121k OM m k +=⋅+()()()22222222241214122212221k k k OM k k k k +++=⋅=++++2411k t +=≥()()24443134t OMt t t t==≤=-++++1OM ≤=-t=1OP OM MP OM ≤+=+≤214k -=max OP =联立直线l 与椭圆E 的方程:221220x my x y =+⎧⎨+-=⎩,整理可得22(2)210m y my ++-=, 12222m y y m -+=+,12212y y m-=+,所以弦长2122)||||2m AB y y m+=-=+, 设圆222x y +=的圆心O 到直线l的距离为d =,所以||CD ==,所以2222222212)2)3||||41222m m m AB CD m m m m+++⋅=⋅⋅==-++++ 因为233022m <+…,2132222m ∴-<+…,2||||AB CD ∴⋅<,所以2||||AB CD ⋅的取值范围2‐4、(湖南省三湘名校教育联盟2023届高三上学期第一次大联考)(12分)在直角坐标系xOy 中,已知抛物线,P 为直线y =-1上的动点,过点P 作抛物线C 的两条切线,切点分别为A ,B .当P 在y 轴上时,OA ⊥OB . (1)求抛物线C 的方程;(2)求点O 到直线AB 距离的最大值.答案解析:(1)当在轴上时,即,设过点的切线方程为,与联立得,由直线和抛物线相切可得,,,∴,,(3分)由,解得, ∴抛物线的方程为.(5分)(2),∴,()2:20C x py p ->P y ()0,1P -P 1y kx =-22x py =2220x pkx p -+=22Δ480p k p =-=2A B x x p =A B y y =)A()B OA OB ⊥(110+⨯=12p =C 2x y =2x y =2y x '=设,,则, 即,同理可得,(8分) 又为直线上的动点,设, 则,,由两点确定一条直线可得的方程为, 即,(10分) ∴直线恒过定点, ∴点到直线距离的最大值为.(12分)题组三、圆锥曲线中的定点、定值问题3‐1、(南京师大附中2022—2023学年度高三第一学期10月检测)(本小题满分12分)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的离心率为2,C 的右焦点F 与点M (0,2)的连线与C 的一条渐近线垂直.(1)求双曲线C 的标准方程:(2)经过点M 且斜率不为零的直线l 与C 的两支分别交于点A ,B ,①若O 为坐标原点,求OA OB ⋅的取值范围:②若点D 是点B 关于y 轴的对称点,证明:直线AD 过定点【答案解析】(1)由已知得22222()1c e a ba c c a b⎧==⎪⎪⎪⋅-=-⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得3a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,即22:139x y C -=;(2)由题意设()()1122:2,,,,AB l y kx A x y B x y =+()11,A x y ()22,B x y ()1112y y x x x -=-112x x y y =+222x x y y =+P 1y x =-(),1P t t -1121x t t y =-+2221x t t y =-+AB 21xt t y =-+()()2110t x y ---=AB 1,12M ⎛⎫⎪⎝⎭OAB 2OM ==则()12122222222121222124233341301312913933k y kx y y x x k k k x kx x y kx x y y k k ⎧⎧⎧=++=+=⎪⎪⎪⎪⎪⎪--⇒---=⇒⇒⎨⎨⎨---=⎪⎪⎪==⎪⎪⎪--⎩⎩⎩由题意得2120030k x x ∆>⎧⇒<<⎨<⎩①221212222131299128193333k k OA OB x x y y k k k -+-+⋅=+===+<---- ; ②由对称性得直线AD 过定点在y 轴上,设定点(0,)T t ,则有A ,T ,D 三点共线, 即1221122121211212AT DT y t y t x y x yk k x y x t x y x t t x x x x ---+=⇒=⇒+=+⇒=+()()21121212122222x kx x kx kx x t x x x x +++⇒==+++代入韦达定理得92t =-,即直线AD 过定点90,2⎛⎫- ⎪⎝⎭.3‐2、(江苏省海安高级中学2023届高三期初学业质量监测)已知椭圆:的离心率为,短轴长为2.(1)求的方程;(2)过点且斜率不为0的直线与自左向右依次交于点,,点在线段上,且,为线段的中点,记直线,的斜率分别为,,求证:为定值. 【答案解析】【要点分析】(1)根据条件列出关于a,b 的方程,求得a,b 的值,即得答案; (2)设直线方程,,联立椭圆方程,可得根与系数的关系式,表示P点坐标,结合,可得N 点坐标,从而可证明结论. 【小问1详解】E ()222210x y a b a b +=>>2E ()4,0M -l E B C N BC MB NBMC NC=P BC OP ON 1k 2k 12k k (4)y k x =+11223300(,),(,),(,),(,)B x y C x y N x y P x y MB NBMC NC=由椭圆:的离心率为,短轴长为2,可知 ,则 ,故的方程为;【小问2详解】证明:由题意可知直线的斜率一定存在,故设直线的方程为,设,联立,可得,, 则, 所以,又,所以, 解得, 从而 , 故,即为定值.3‐3、(江苏连云港2023届高三上学期期中考试) 已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>经过点2P ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,E ()222210x y a b a b +=>>2,222c b a==22231,44b a a -=∴=E 2214x y +=l l (4)y k x =+11223300(,),(,),(,),(,)B x y C x y N x y P x y 2214(4)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩2222(41)326440k x k x k +++-=22116(112)0,012k k ∆=->∴<<2212122232644,4141k k x x x x k k --+==++220002222164164,,(,414114)4(41k k k kx y x P k k k k k --==∴++++=+MB NB MC NC=31122344x x x x x x -+=+-2222121233212264432424()41411,3328841k k x x x x k k x y k k x x k --⨯+⨯++++===-=-++++(1,3)N k -03120313(3)44y y k k k x x k ⋅=⋅=-⨯-=12k k31,2Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭.(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆C 右焦点的直线l 交椭圆于A ,B 两点,交直线x =4于点D .设直线QA ,QD ,QB 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,若20k ≠,证明:132k k k +为定值. 【答案解析】【要点分析】(1)将椭圆上两点代入方程,得到方程组,求解,可得到a 、b ;(2)设出直线AB 方程y =k (x -1),得到D 点坐标()4,3k ,联立直线AB 与椭圆方程,得到A ,B 两点坐标之间的关系,根据坐标,分别表示出1k ,2k ,3k ,化简代入即可得到定值. 【小问1详解】将点2P ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,点31,2Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭代入椭圆方程()222210x y a b a b +=>>, 得222233141914a b ab ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2243a b ⎧=⎨=⎩,所以椭圆方程为22143x y +=.【小问2详解】由题意直线AB 的斜率一定存在,由(1)知,c =1,则椭圆的右焦点坐标为()1,0, 设直线AB 方程为:y =k (x -1),D 坐标为()4,3k .所以23312412k k k -==--, 设()11,A x y ,()22,B x y ,将直线AB 方程与椭圆方程联立得()22223484120kxk x k +-+-=.()()()()22222844341214410k k k k ∆=--+-=+>恒成立,由韦达定理知2122212283441234k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,且()111y k x =-,()221y k x =-, 则()()121213121233331122221111y y k x k x k k x x x x ------+=+=+----()12121223221x x k x x x x +-=-⋅-++2222228233424128213434k k k k k k k-+=-⋅--+++21k =-.故13221212k k k k k +-==-(定值). 题组四、 圆锥曲线中的探索性问题4-1、(湖南师大附中2023届高三年级开学初试卷)(本小题满分12分)设21,F F 分别是椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左、右焦点,M 是C 上一点,2MF与x 轴垂直,直线1MF 与C 的另一个交点为N ,且直线MN 的斜率为42. (1)求椭圆C 的离心率.(2)设)1,0(D 是椭圆C 的上顶点,过D 任作两条互相垂直的直线分别交椭圆C 于B A .两点,过点D 作线段AB 的垂线,垂足为Q ,判断在y 轴上是否存在定点R ,使得||RQ 的长度为定值?并证明你的结论.【答案解析】(1)由题意知,点M 在第一象限.M 是C 上一点且2MF 与x 轴垂直,M ∴的横坐标为c ,当c x =时,a b y 2=,即.,2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛a b c M …………………(2分) 又直线MN 的斜率为42,所以4222tan 2221===∠acb c a b F MF , 即22222c a ac b -==,即02222=-+a ac c ,………………………………(4分)则01222=-+e e ,解得22=e 或2-=e (舍去), 即.22=e …………………………………(5分)(2)已知)1,0(D 是椭圆的上顶点,则1=b ,椭圆的方程为1222=+y x ,………(6分)设直线AB 的方程为m kx y +=,),(),,(2211y x B y x A ,由⎩⎨⎧=++=2222y x m kx y 可得)*(0)1(24)21(222=-+++m kmx x k , 所以221214kkm x x +-=+,222121)1(2k m x x +-=, 又)1,(11-=y x DA )1,(.22-=y x DB , ………………………………(8分))1)(1()1)(1(21212121-+-++=--+=⋅m kx m kx x x y y x x DB DA221212)1())(1()1(-++-++=m x x m k x x k021)1)(21()(4)1)(1(2)1(214).1(21)1(2).1(222222222222=+-++--+-=-++--++-+=k m k m m k k m m k km m k k m k , 化简整理有01232=--m m ,得31-=m 或.1=m 当1=m 时,直线AB 经过点D ,不满足题意; ………………………………(10分) 当31-=m 时满足方程(*)中0>∆,故直线AB 经过y 轴上定点.31,0⎪⎭⎫ ⎝⎛-G 又Q 为过点D 作线段AB 的垂线的垂足,故Q 在以DG 为直径的圆上,取DG 的中点为⎪⎭⎫ ⎝⎛31,0R ,则||RQ 为定值,且=||RQ .32||21=DG …………………………(12分)4‐2、(南京市2023届高三年级学情调研) 已知抛物线C :()220y px p =>的焦点为F ,过点P (0,2)的动直线l 与抛物线相交于A ,B 两点.当l 经过点F 时,点A 恰好为线段PF 中点. (1)求p 的值;(2)是否存在定点T , 使得TA TB ⋅为常数? 若存在,求出点T 的坐标及该常数; 若不存在,说明理由.【答案解析】【要点分析】(1)结合中点坐标公式表示出点A 的坐标带入抛物线的方程即可求出结果; (2)设出直线的方程与抛物线联立,进而结合根与系数的关系得到TA TB ⋅的表达式,从而可得4040m ⎧+-=⎪⎨-=⎪⎩,因此解方程组即可求出结果.【小问1详解】 因为(),0,0,22p F P ⎛⎫⎪⎝⎭,且点A 恰好为线段PF 中点,所以,14p A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,又因为A 在抛物线上,所以2124p p =⋅,即22p =,解得P =【小问2详解】设(),T m n ,可知直线l 斜率存在;设l :2y kx =+,()()1122,,,A x y B x y联立方程得:22y y kx ⎧=⎪⎨=+⎪⎩,所以220y k -+=,所以1212,y y y y k k+==, 又:()()()1212)(TA TB x m x m y n y n ⋅=--+--()()22121244y m y m y n y n ⎛⎫⎛⎫--+-- ⎪⎪ ⎪⎪⎭⎝⎭= ⎝()()222222*********y y m y y m n y y n -++-++=2222484m m n k k k k k ⎛⎫=--++-+ ⎪ ⎪⎝⎭22244m m n k k+-+++=-,令4040m ⎧+=⎪⎨-=⎪⎩,解之得:4m n ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即)4T ,此时2218TA TB m n ⋅=+=4‐3、(湖北省鄂东南省级示范高中教改联盟学校2023届高三上学期期中联考)(本题满分12分)设点P 为圆上的动点,过点P 作x 轴垂线,垂足为点Q ,动点M 满足(点P 、Q 不重合)(1)求动点M 的轨迹方程E ;(2)若过点的动直线与轨迹E 交于A 、B 两点,定点N 为,直线NA 的斜率为,直线NB 的斜率为,试判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.22:4C x y +=2MQ =(4,0)T 31,2⎛⎫⎪⎝⎭1k 2k 12k k +答案解析:(1)设点P 为,动点M 为,则Q 点为求得:又即点M 的轨迹方程为:4分(2)设直线AB 方程为:则消x 得 或设A 点,B 点则求得: 8分()00,x y (,)x y ()0,0x ()()00,,0,MQ x x y PQ y =--=-())0022,0,MQ x x y y =∴--=-002x x y =⎧⎪⎨-=⎪⎩2222004443x y x y +=∴+= 221(0)43x y y +=≠4x my =+224143x my x y=+⎧⎪⎨+=⎪⎩()223424360m y my +++=()22(24)436340m m =-⨯+> △2m ∴>2m <-()11,x y ()22,x y 1212222436,3434m y y y y m m +=-⋅=++()121232my y y y =-+()()1212121221212123332392223339my y m y y y y k k my my m y y m y y ⎛⎫+-+--- ⎪⎝⎭∴+=+=+++++()()()1212123923392m y y m y y m y y -+-=-++++()()1212392392m y y m y y -+-=++1=-。
圆锥曲线历年高考题(整理)附答案数学圆锥曲线测试高考题一、选择题:1.(2006全国II)已知双曲线$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$的一条渐近线方程为$y=x$,则双曲线的离心率为()。
A。
$\frac{\sqrt{2}}{2}$ B。
$\frac{\sqrt{3}}{2}$ C。
$\frac{\sqrt{5}}{2}$ D。
$\frac{\sqrt{7}}{2}$2.(2006全国II)已知$\triangle ABC$的顶点B、C在椭圆$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,则$\triangle ABC$的周长是()。
A。
2.B。
3.C。
4.D。
63.(2006全国卷I)抛物线$y=-x^2$上的点到直线$4x+3y-8=0$的距离的最小值是()。
A。
2.B。
$\frac{4}{3}$。
C。
$\sqrt{2}$。
D。
$\sqrt{3}$4.(2006广东高考卷)已知双曲线$3x^2-y^2=9$,则双曲线右支上的点P到右焦点的距离与点P到右准线的距离之比等于()。
A。
2.B。
$\frac{1}{2}$。
C。
$\sqrt{2}$。
D。
45.(2006辽宁卷)方程$2x^2-5x+2=0$的两个根可分别作为()。
A。
一椭圆和一双曲线的离心率B。
两抛物线的离心率C。
一椭圆和一抛物线的离心率 D。
两椭圆的离心率6.(2006辽宁卷)曲线$\frac{x^2}{m}+\frac{y^2}{6-m}=1(m<6)$与曲线$\frac{x^2}{5}+\frac{y^2}{m-4}=1(5<m<9)$的()。
A。
焦距相等。
B。
离心率相等。
C。
焦点相同。
D。
准线相同7.(2006安徽高考卷)若抛物线$y=2px$的焦点与椭圆$\frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{9}=1$的右焦点重合,则p的值为()。