专题02 中点弦问题(设而不求与点差法)椭圆:第一步:若),(11y x A ,),(22y x B 是椭圆)(012222>>=+b a b y a x 上不重合的两点,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+11222222221221b y a x by a x ,第二步:两式相减得0))(((2212122121=-++-+by y y y a x x x x ))(, 第三步:2121x x y y --是直线AB 的斜率k ,)(2,22121y y x x ++是线段AB 的中点)(00,y x ,化简可得2221212121a b x x y y x x y y -=--⋅++2200ab k x y -=⋅⇒,此种方法为点差法。
特别提醒:若AB 是椭圆)(012222>>=+b a b y a x 上不垂直于x 轴的两点,P 是AB 的中点,O 为椭圆的中心,则直线AB 与OP 的斜率之积为定值22-ab考点一 直线与椭圆例1.(1)、已知椭圆()222210x y a b a b+=>>,点F 为左焦点,点P 为下顶点,平行于FP 的直线l 交椭圆于,A B两点,且AB 的中点为11,2M ⎛⎫⎪⎝⎭,则椭圆的离心率为A .22B .12C .14D 3(2)、已知椭圆2221(02)4x y b b +=<<的左右焦点分别为12,F F ,过左焦点1F 作斜率为2的直线与椭圆交于,A B两点,AB 的中点是P ,O 为坐标原点,若直线OP 的斜率为14-,则b 的值是A .2B 3C .32D 2(3)、椭圆221ax by +=与直线12y x =-交于A 、B 两点,过原点与线段AB ,则a b的值为A B C .D .【小试牛刀1-1】.已知椭圆(22212x y a a +=的左、右焦点分别为12,F F ,过左焦点1F 作斜率为-2的直线与椭圆交于A ,B 两点,P 是AB 的中点,O 为坐标原点,若直线OP 的斜率为14,则a 的值是______.【小试牛刀1-2】.已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的一个顶点为(0,4)B ,离心率e =直线l 交椭圆于,M N两点,如果BMN ∆的重心恰好为椭圆的右焦点F ,直线l 方程为________.【小试牛刀1-3】.已知)F为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,过点F 的直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,P 为AB 的中点,O 为坐标原点.若△OFP 是以OF 为底边的等腰三角形,且△OFP 外接圆的面积为23π,则椭圆C 的长轴长为___________.例2.如图,椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>的离心率为32,点()2,1M-是椭圆内一点,过点M作两条斜率存在且互相垂直的动直线12,l l,设1l与椭圆C相交于点,A B,2l与椭圆C相交于点,D E.当点M恰好为线段AB的中点时,10AB.(1)求椭圆C的方程;(2)求AD EB⋅的最小值.【小试牛刀2-1】.已知椭圆22 :15x C y +=的左、右焦点分别为1F ,2F ,点,M N 在椭圆C 上.(1)若线段MN 的中点坐标为12,3⎛⎫⎪⎝⎭,求直线MN 的斜率;(2)若,,M N O 三点共线,直线1NF 与椭圆C 交于,N P 两点,求ΔPMN 面积的最大值,考点二 直线与双曲线例 3.(1)、已知双曲线)0,5(),0,0(12222F b a by a x >>=-为该双曲线的右焦点,过F 的直线交该双曲线于B A ,两点,且AB 的中点)780,745(--M ,则该双曲线的方程为 .(2)、(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线22214x y b-=的左、右焦点分别为12,,F F 过左焦点1F 作斜率为2的直线与双曲线交于A ,B 两点,P 是AB 的中点,O 为坐标原点,若直线OP 的斜率为14,则b 的值是( )A .2 BC .32D(3)、(2023·全国·高三专题练习)直线l 交双曲线22142x y -=于A ,B 两点,且()4,1P 为AB 的中点,则l的斜率为( ) A .4 B .3C .2D .1(4)、(2021·河南·襄城县实验高级中学高二阶段练习(理))的直线与双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,AB 的中点为P ,若直线OP 的斜率为则双曲线C 的离心率为( )AB .2C D .3【小试牛刀3-1】.(2023·全国·高三专题练习)双曲线E :22221(0,0)x y a b a b-=>>被斜率为4的直线截得的弦AB 的中点为()21,,则双曲线E 的离心率为 ______.【小试牛刀3-2】.(2021·河南·襄城县实验高级中学高二阶段练习(文))的直线与双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,AB 的中点为P ,若直线OP 的斜率为则双曲线C 的离心率为___________.【小试牛刀3-3】.(2022·全国·高三专题练习)过点(1,1)M 作斜率为12的直线与双曲线2222Γ:1-=x y a b相交于A ,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则双曲线Γ的离心率为___________.例4.(2022·河南·新乡市第一中学高二阶段练习)已知点(2,1)A 在双曲线2222:1(1)1x y C a a a -=>-上. (1)求双曲线的方程;(2)是否存在过点11,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭的直线l 与双曲线相交于A ,B 两点,且满足P 是线段AB 的中点?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,请说明理由.【小试牛刀4-1】.(2022·全国·高二课时练习)已知双曲线C 过点P ⎫⎪⎝⎭,其焦点1F ,2F 在x 轴上,且12||||2PF PF -=.(1)求双曲线C 的标准方程.(2)是否存在被点()1,1B 平分的弦?如果存在,求出弦所在的直线方程;如果不存在,请说明理由.考点三 直线与抛物线例5.(1)、已知抛物线24y x =的一条弦AB 恰好以()1,1P 为中点,则弦AB 所在直线的方程是( )A .1y x =-B .21y x =-C .2y x =-+D .23y x =-+(2)、(2022·云南·一模(文))经过抛物线C :24x y =的焦点作直线与抛物线C 相交于A 、B 两点.若8AB =,则线段AB 的中点的纵坐标为( )A .32B .3C .72D .4(3)、(2022·湖北·高二阶段练习)已知抛物线()220x py p =>,过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的横坐标为3,则该抛物线的准线方程为( ) A .3y =- B .32y =-C .3x =-D .32x =-【小试牛刀5-1】.(2022·四川·阆中中学高二阶段练习(理))已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,过点F 且倾斜角为锐角的直线l 与C 交于A 、B 两点,过线段AB 的中点M 且垂直于l 的直线与C 的准线交于点N ,若AB =,则l 的斜率为( )A .12 B C D【小试牛刀5-2】.(2021·福建省福州第一中学高三开学考试)已知F 是抛物线()220y px p =>的焦点,过F的直线与抛物线交于,A B 两点,AB 的中点为C ,过C 作抛物线准线的垂线交准线于1C ,若1CC 的中点为()1,3,则p =__________.【小试牛刀5-3】.(2022·全国·高三专题练习)若A 、B 是抛物线24y x =上的不同两点,弦AB (不平行于y 轴)的垂直平分线与x 轴相交于点()4,0P ,则弦AB 中点的横坐标为___________.【小试牛刀5-4】.(2022·吉林·长春市第八中学高二阶段练习)已知直线l 与抛物线24y x =交于A 、B 两点,若线段AB 的中点为()3,2,则线段AB 的长度为_______.例6.(2022·山东·东营市第一中学高二期中)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,点()1,2P 在抛物线C 上.(1)求点F 的坐标和抛物线C 的准线方程;(2)过点F 的直线l 交抛物线C 于A 、B 两点,且线段AB 的中点为()3,2M -,求直线l 的方程及AB .A 组 基础巩固1.(2013年新课标全国卷I10)已知椭圆2222:1(0)x y G a b a b+=>>的右焦点为()0,3F ,过点F 的直线交椭圆于B A ,两点.若AB 的中点坐标为()11-,,则E 的方程为 ( ) A.1364522=+y x B.1273622=+y x C.1182722=+y x D.191822=+y x2.(2010年新课标全国卷12)已知双曲线E 的中心为原点,()3,0F 是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于 ,A B 两点,且AB 的中点为()12,15N --,则E 的方程为 ( )A.22136x y -=B.22145x y -=C.22163x y -=D.22154x y -=3.已知椭圆221369x y +=以及椭圆内一点P(4,2),则以P 为中点的弦所在直线的斜率为( )A .-12B .12C .-2D .24.已知椭圆的方程为()222210x y a b a b+=>>,斜率为13-的直线l 与椭圆相交于A ,B 两点,且线段AB 的中点为()1,2M ,则该椭圆的离心率为( )A .13B 2C 3D .125.已知椭圆中心在原点,且一个焦点为(033)F ,,直线43130x y +-=与其相交于M 、N 两点,MN 中点的横坐标为1,则此椭圆的方程是A .221325y x +=B .221325x y +=C .221369y x +=D .221369x y +=6.如果椭圆221369x y +=的弦被点()4,2平分,则这条弦所在的直线方程是A .20x y -=B .240x y +-=C .23120x y +-=D .280x y +-=7.已知椭圆C :()2222100x y a b a b +=>,>3l 与椭圆C 交于A B ,两点,且线段AB 的中点为()21M -,,则直线l 的斜率为( ) A .13B .23C .12D .18.椭圆221369x y +=的一条弦被点(4,2)平分,则此弦所在的直线方程是A .20x y -=B .24x y +=C .2314x y +=D .28x y +=9.过椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>右焦点F 的直线l :0x y --=交C 于A 、B 两点,P 为AB 的中点,且OP 的斜率为12-,则椭圆C 的方程为( )A .22163x y +=B .22175x y +=C .22184x y +=D .22196x y +=10.已知椭圆22:143x y C +=,过点11,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭的直线交椭圆C 于A 、B 两点,若P 为AB 的中点,则直线AB 的方程为( ) A .3220x y --= B .3240x y +-= C .3450x y +-=D .3410x y --=11.已知点(2,1)是直线l 被椭圆221124x y +=所截得的线段的中点,则直线l 的方程是( ) A .2370x y +-= B .2310x y --= C .43110x y +-=D .4350x y --=12.(2021·河南南阳·高二阶段练习(文))已知斜率为1的直线与双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,AB 的中点为P ,若直线OP 的斜率为2,则双曲线C 的离心率为( )AB .2CD .313.(2020·新疆师范大学附属中学高二阶段练习(理))已知双曲线221164x y -=,以点()5,1P -为中点的弦所在的直线方程为( ) A .45210x y +-= B .54210x y +-= C .240x y --=D .240x y +-=14.(2022·宁夏·石嘴山市第一中学高二期末(理))已知双曲线222:1(0)y C x b b-=>的离心率为2,过点(3,3)P 的直线与双曲线C 交于A ,B 两点,且点P 恰好是弦AB 的中点,则直线AB 的方程为( ) A .230x y --=B .290x y +-=C .360x y --=D .60x y +-=15.(2022·河南安阳·高二期末(理))已知抛物线2:4C y x =,过点(2,1)P 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,若点P 是线段AB 的中点,则直线l 的斜率为( ) A .4B .2C .1D .1216.(2022·全国·高三专题练习)已知以F 为焦点的抛物线22y x =-上的两点A ,B (点A 的横坐标大于点B 的横坐标),满足OA OB FA λ-=(O 为坐标原点),弦AB 的中点M 的横坐标为56-,则实数λ=( )A .32B .43C .3D .417.(2022·陕西陕西·二模(理))已知抛物线28y x =的焦点为F ,过点F 作直线l 与抛物线分别交于A ,B 两点,若第一象限内的点(),4M t 为线段AB 的中点,则AB 的长度为( ) A .12B .18C .16D .818.(2022·全国·高三专题练习)已知直线l 与抛物线24y x =交于,A B 两点(点A 在第一象限,点B 在第四象限),与x 轴交于点(,0)M m ,若线段AB 的中点的横坐标为3,则m 的取值范围是( ) A .(0,3]B .(,3]-∞C .(0,6]D .(1,6]19.(2022·江西·模拟预测(文))已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,过F l 与C交于,M N 两点,若线段MN F 到C 的准线的距离为_______.20.(2021·全国·高二专题练习)已知抛物线2:2(0)C y px p =>的准线方程为2x =-,在抛物线C 上存在A 、B 两点关于直线:70l x y +-=对称,设弦AB 的中点为M ,O 为坐标原点,则||OM 的值为___________.21.已知点P (1,2)是直线l 被椭圆22148x y +=所截得的线段的中点,则直线l 的方程是_____.22.已知斜率为k 的直线l 与椭圆22143x y C +=:交于A ,B 两点.线段AB 的中点为(1,)(0)M m m >. (1)证明:12k <-;(2)设F 为C 的右焦点,P 为C 上一点,且0FP FA FB ++=.证明:2FP FA FB =+.23.已知椭圆()2222x y C 1a b 0a b+=:>>的右焦点为)F,过点F 且垂直于x 轴的直线与椭圆相交所得的弦长为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)设A ,B 为椭圆C 上的两动点,M 为线段AB 的中点,直线AB ,OM (O 为坐标原点)的斜率都存在且分别记为k 1,k 2,试问k 1k 2的值是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.24.设椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,过1F 的直线交椭圆于,A B 两点,若椭圆E的离心率为12,2ABF 的周长为16. (Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)设不经过椭圆的中心而平行于弦AB 的直线交椭圆E 于点,C D ,设弦,AB CD 的中点分别为,M N .证明:,,O M N 三点共线.B 组 能力提升25.已知椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点和上顶点分别为点()(),0F c b c >和点A ,直线:65280l x y --=交椭圆于,P Q 两点,若F 恰好为APQ 的重心,则椭圆的离心率为( )A .2BC D 26.已知直线:210l kx y k --+=与椭圆()22122:10x yC a b a b+=>>交于A 、B 两点,与圆222:(2)(1)1C x y -+-=交于C 、D 两点.若存在[]2,1k ∈--,使得AC DB =,则椭圆1C 的离心率的取值范围是A .10,2⎛⎤⎥⎝⎦B .1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .⎛ ⎝⎦D .⎫⎪⎪⎣⎭27.已知斜率为12的直线l 与椭圆22:1164x y C +=交于A ,B 两点,线段AB 中点M 纵坐标为点P 在椭圆上,若APB ∠的平分线交线段AB 于点N ,则||||PN MN 的值MN 为( )AB C D28.已知椭圆C :2214x y +=,A ,B 是椭圆C 上两点,且关于点12M ⎛ ⎝⎭对称,P 是椭圆C 外一点,满足PA ,PB 的中点均在椭圆C 上,则点P 的坐标是___________.29.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>,点F 为左焦点,点P 为下顶点,平行于FP 的直线l 交椭圆于A B ,两点,且A B ,的中点为112M ⎛⎫⎪⎝⎭,,则椭圆的离心率为__________.30.设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的短轴长为4(1)当直线y x m =+与椭圆有公共点时,求实数m 的取值范围;(2)设点(2,1)M 是直线l 被椭圆所截得的线段AB 的中点,求直线l 的方程.31.椭圆22221(0)x y a b a b +=>>,右焦点为(3,0)F ,AB 是斜率为(0)k k ≠的弦,AB 的中点为E ,AB 的垂直平分线交椭圆于C ,D 两点,CD 的中点为N .当1k =时,直线OE 的斜率为14-(O 为坐标原点).(1)求椭圆的标准方程;(2)设原点O 到直线AB 的距离为d ,求ENd的取值范围; (3)若直线OA ,直线OB 的斜率满足2(0)OA OB k k k k =⋅>,判断并证明22175AB EN ⎛⎫+ ⎪⎝⎭是否为定值.32.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为12,AB 为椭圆的一条弦(不经过原点),直线()0y kx k =>经过弦AB 的中点,与椭圆C 交于P 、Q 两点,设直线AB 的斜率为1k .(1)若点Q 的坐标为31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,求椭圆C 的方程;(2)求证:1k k 为定值;(3)过P 作x 轴的垂线,垂足为R ,若直线AB 和直线QR 倾斜角互补,且PQR 的面积为26求椭圆C 的方程.33.已知直线l :y x m =+与椭圆C :2213xy +=交于A ,B 两点.(1)若直线l 过椭圆C 的左焦点1F ,求AB ;(2)线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点1,02N ⎛⎫⎪⎝⎭,求m .34.(2022·河南安阳·高二阶段练习)已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,直线l 与C 交于A ,B 两点. (1)若l 的倾斜角为6π且过点F ,求AB ; (2)若线段AB 的中点坐标为()3,2-,求l 的方程.35.(2022·上海交大附中高三开学考试)已知椭圆()22122:10x y a b a bΓ+=>>的右焦点2F 与抛物线2Γ的焦点重合,1Γ的中心与2Γ的顶点重合,过2F 且与x 轴垂直的直线交1Γ于A 、B 两点,交2Γ于C 、D 两点,且125CD AB =.(1)求1Γ的离心率;(2)设E 是1Γ与2Γ的公共点,若213=EF ,求1Γ与2Γ的标准方程;(3)直线:=+l y kx h 与1Γ交于M 、N ,与2Γ交于P 、Q ,且在直线l 上按M 、P 、N 、Q 顺序排列,若MP PN NQ ==,求2QF .。