第16講 直線和圓錐曲線的位置關(guān)系 【知識點梳理】 知識點一:直線與橢圓的位置關(guān)系 平面內(nèi)點與橢圓的位置關(guān)系 橢圓將平面分成三部分:橢圓上、橢圓內(nèi)、橢圓外,因此,平面上的點與橢圓的位置關(guān)系有三種,任給一點M(x,y), 若點M(x,y)在橢圓上,則有; 若點M(x,y)在橢圓內(nèi),則有; 若點M(x,y)在橢圓外,則有. 直線與橢圓的位置關(guān)系 將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立成方程組,消元轉(zhuǎn)化為關(guān)于x或y的一元二次方程,其判別式為Δ. ①Δ>0直線和橢圓相交直線和橢圓有兩個交點(或兩個公共點); ②Δ=0直線和橢圓相切直線和橢圓有一個切點(或一個公共點); ③Δ<0直線和橢圓相離直線和橢圓無公共點. 直線與橢圓的相交弦 設(shè)直線交橢圓于點兩點,則 == 同理可得 這里的求法通常使用韋達定理,需作以下變形: 知識點三、直線與雙曲線的位置關(guān)系 直線與雙曲線的位置關(guān)系 將直線的方程與雙曲線的方程聯(lián)立成方程組,消元轉(zhuǎn)化為關(guān)于x或y的一元二次方程,其判別式為Δ. 若即,直線與雙曲線漸近線平行,直線與雙曲線相交于一點; 若即, ①Δ>0直線和雙曲線相交直線和雙曲線相交,有兩個交點; ②Δ=0直線和雙曲線相切直線和雙曲線相切,有一個公共點; ③Δ<0直線和雙曲線相離直線和雙曲線相離,無公共點. 直線與雙曲線的相交弦 設(shè)直線交雙曲線于點兩點,則 == 同理可得 這里的求法通常使用韋達定理,需作以下變形: 雙曲線的中點弦問題 遇到中點弦問題常用“韋達定理”或“點差法”求解. 在雙曲線中,以為中點的弦所在直線的斜率; 涉及弦長的中點問題,常用“點差法”設(shè)而不求,將弦所在直線的斜率、弦的中點坐標聯(lián)系起來相互轉(zhuǎn)化,同時還應(yīng)充分挖掘題目的隱含條件,尋找量與量間的關(guān)系靈活轉(zhuǎn)化,往往就能事半功倍. 解題的主要規(guī)律可以概括為“聯(lián)立方程求交點,韋達定理求弦長,根的分布找范圍,曲線定義不能忘”. 知識點四、直線與拋物線的位置關(guān)系 直線與拋物線的位置關(guān)系 將直線的方程與拋物線的方程y2=2px(p>0)聯(lián)立成方程組,消元轉(zhuǎn)化為關(guān)于x或y的一元二次方程,其判別式為Δ. 若,直線與拋物線的對稱軸平行或重合,直線與拋物線相交于一點; 若 ①Δ>0 直線和拋物線相交,有兩個交點; ②Δ=0直線和拋物線相切,有一個公共點; ③Δ<0直線和拋物線相離,無公共點. 直線與拋物線的相交弦 設(shè)直線交拋物線于點兩點,則 == 同理可得 這里的求法通常使用韋達定理,需作以下變形: 拋物線的焦點弦問題 已知過拋物線的焦點F的直線交拋物線于A、B兩點。 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則: ①焦點弦長 ② ③,其中|AF|叫做焦半徑, ④焦點弦長最小值為2p。根據(jù)時,即AB垂直于x軸時,弦AB的長最短,最短值為2p。 【題型歸納目錄】 題型一:直線與橢圓的位置關(guān)系 題型二:橢圓的弦 題型三:橢圓的綜合問題 題型四:直線與雙曲線的位置關(guān)系 題型五:雙曲線的弦 題型六:雙曲線的綜合問題 題型七:直線與拋物線的位置關(guān)系 題型八:拋物線的弦 題型九:拋物線的綜合問題 【典型例題】 題型一:直線與橢圓的位置關(guān)系 例1.(2022·全國·高二課時練習)直線與橢圓的交點個數(shù)為(???????). A.0個 B.1個 C.2個 D.3個 例2.(2022·全國·高二單元測試)已知點?.下列曲線方程中,在該曲線上不存在點P,滿足的曲線方程為(???????) A. B. C. D. 例3.(2022·江蘇·南京市中華中學(xué)高二開學(xué)考試)橢圓:的左、右頂點分別為,,點在上且直線的斜率的取值范圍是,那么直線斜率的取值范圍是(???????) A. B. C. D. 例4.(2022·江蘇·高二)已知橢圓C的標準方程為,若過點的直線l與橢圓C在第一象限相切于點M,則點M的坐標為______. 例5.(2022·重慶·西南大學(xué)附中高二階段練習)直線:與橢圓的位置關(guān)系是____________. 例6.(2022·全國·高二課時練習)已知直線與焦點在軸上的橢圓總有公共點,則b的取值范圍是___________. 例7.(2022·全國·高二課時練習)已知橢圓C的兩個焦點分別是?,且橢圓C經(jīng)過點. (1)求橢圓C的標準方程; (2)當m取何值時,直線與橢圓C: ①有兩個公共點; ②只有一個公共點; ③沒有公共點? 例8.(2022·四川·寧南中學(xué)高二階段練習(文))已知橢圓的一個頂點為,離心率為. (1)求橢圓的方程 (2)過橢圓右焦點且斜率為的直線與橢圓相交于兩點A,B,與軸交于點E,線段AB的中點為P,直線過點E且垂直于(其中O為原點),證明直線過定點. 例9.(2022·全國·高二課時練習)已知直線與橢圓C:有唯一的公共點,求實數(shù)m的值. 例10.(2022·吉林·長春吉大附中實驗學(xué)校高二期末)設(shè),分別是橢圓:的左、右焦點,的離心率為,點是上一點. (1)求橢圓的方程; (2)過點的直線交橢圓E于A,B兩點,且,求直線的方程. 例11.(2022·全國·高二課時練習)已知直線與橢圓相交于不同的兩點,求k的取值范圍. 題型二:橢圓的弦 例12.(2022·福建·莆田一中高二期末)直線x-y+1=0被橢圓+y2=1所截得的弦長|AB|等于(???????) A. B. C. D. 例13.(2022·全國·高二課時練習)已知橢圓的右焦點為,左、右頂點為A、,,.則直線被橢圓截得的弦長為_____________. 例14.(2022·全國·高二課時練習)已知直線與橢圓相交于A,B兩點,求線段的長. 例15.(2022·廣東茂名·高二期末)已知橢圓的中心在原點,焦點為,,且長軸長為4. (1)求橢圓的方程; (2)直線與橢圓相交于A,兩點,求弦長. 例16.(2022·遼寧丹東·高二期末)平面直角坐標系xOy中,點,,點M滿足.記M的軌跡為C. (1)說明C是什么曲線,并求C的方程; (2)已知經(jīng)過的直線l與C交于A,B兩點,若,求. 例17.(2022·新疆·哈密市第一中學(xué)高二期末(理))已知中心在原點的橢圓C的右焦點為,離心率等于. (1)求橢圓C的標準方程; (2)過橢圓右焦點且傾斜角為的直線與橢圓交于兩點,求的長. 例18.(2022·遼寧沈陽·高二期末)已知橢圓的標準方程為:,若右焦點為且離心率為. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè),是上的兩點,直線與曲線相切且,,三點共線,求線段的長. 例19.(2022·河南·高二階段練習(理))已知橢圓的離心率為,為右焦點,為的上頂點,且.為坐標原點. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)直線與相交于兩點,求的面積. 例20.(2022·新疆昌吉·高二期末(文))已知橢圓的長軸在軸上,長軸長為4,離心率為, (1)求橢圓的標準方程,并指出它的短軸長和焦距. (2)直線與橢圓交于兩點,求兩點的距離. 例21.(2022·河南·溫縣第一高級中學(xué)高二開學(xué)考試(文))已知橢圓的中心在坐標原點,焦點在軸上,左頂點為,離心率為. (1)求橢圓的標準方程; (2)斜率為1的直線與橢圓相交于,兩點,求的最大值. 題型三:橢圓的綜合問題 例22.(2022·江蘇·高二)(1)已知中心在原點的雙曲線的漸近線方程是,且雙曲線過點,求雙曲線的方程; (2)已知橢圓的中心在坐標原點,右焦點的坐標為,直線交橢圓于兩點,線段的中點為,求橢圓的方程; 例23.(2022·廣東·清遠市博愛學(xué)校高二階段練習)已知橢圓M的短軸長為,焦點坐標分別為和. (1)求橢圓M的標準方程. (2)斜率為k的直線與橢圓M交于A?B兩點,若線段AB的中點為P,O為坐標原點,且直線OP的斜率kOP存在,試判斷k與kOP的乘積是否為定值,若是請求出,若不是請說明理由. 例24.(2022·四川·南部縣第二中學(xué)高二階段練習(文))已知橢圓的短軸長為,焦點坐標分別為和. (1)求橢圓的標準方程. (2)直線與橢圓交于兩點,若線段的中點,求直線的方程. 例25.(2022·江蘇省阜寧中學(xué)高二期中)已知橢圓的右焦點為F(,0),且點M(-,)在橢圓上. (1)求橢圓的方程; (2)直線l過點F,且與橢圓交于A,B兩點,過原點O作l的垂線,垂足為P,若,求λ的值. 例26.(2022·四川·寧南中學(xué)高二階段練習(文))已知橢圓的一個頂點為,離心率為. (1)求橢圓的方程 (2)過橢圓右焦點且斜率為的直線與橢圓相交于兩點A,B,與軸交于點E,線段AB的中點為P,直線過點E且垂直于(其中O為原點),證明直線過定點. 例27.(2022·陜西咸陽·高二期末(理))已知點?分別是橢圓C:)的左?右焦點,點P在橢圓C上,當∠PF1F2=時,面積達到最大,且最大值為. (1)求橢圓C的標準方程; (2)設(shè)直線l:與橢圓C交于A?B兩點,求面積的最大值. 例28.(2022·安徽·淮南第二中學(xué)高二階段練習)點是曲線上任一點,已知曲線在點處的切線方程為.如圖,點P是橢圓上的動點,過點P作橢圓C的切線l交圓于點A、B,過A、B作圓O的切線交于點M. (1)求點M的軌跡方程; (2)求面積的最大值. 例29.(2022·江蘇·高二課時練習)已知橢圓的左、右焦點分別為、,過橢圓的右焦點作直線,與軸垂直,交橢圓于、兩點. (1)求的長. (2)求內(nèi)切圓的面積. 例30.(2022·內(nèi)蒙古師大附中高二期末(理))已知橢圓C:的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,離心率為,橢圓C上點M滿足. (1)求橢圓C的標準方程: (2)若過坐標原點的直線l交橢圓C于P,Q兩點,求線段PQ長為時直線l的方程. 例31.(2022·北京平谷·高二期末)已知橢圓C:()的離心率為,并且經(jīng)過點, (1)求橢圓C的方程; (2)設(shè)點關(guān)于坐標原點的對稱點為,點為橢圓C上任意一點,直線的斜率分別為,,求證:為定值. 題型四:直線與雙曲線的位置關(guān)系 例32.(2022·河南·林州一中高二期中(文))若直線與雙曲線沒有公共點,則雙曲線的離心率的取值范圍為(???????) A. B. C. D. 例33.(2022·陜西·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)高二階段練習(文))直線與雙曲線的交點個數(shù)是(???????) A.1 B.2 C.1或2 D.0 例34.(2022·陜西·西安中學(xué)高二期末(文))已知雙曲線方程為,過點的直線與雙曲線只有一個公共點,則符合題意的直線的條數(shù)共有(???????) A.4條 B.3條 C.2條 D.1條 例35.(多選題)(2022·浙江浙江·高二期中)若雙曲線的方程為,則下列說法正確的是(???????) A.雙曲線的離心率為 B.雙曲線的焦點坐標為 C.雙曲線的漸近線方程為 D.直線與雙曲線有兩個交點 例36.(2022·江蘇·高二)已知直線與雙曲線有且只有一個公共點,則C的離心率等于________. 例37.(2022·江蘇·高二)已知直線與雙曲線無交點,則該雙曲線離心率的最大值為_________. 例38.(2022·全國·高二單元測試)若曲線與直線有公共點,則實數(shù)m的取值范圍是___________. 例39.(2022·上海市建平中學(xué)高二階段練習)若直線與雙曲線僅有一個公共點,則k的取值是_________ 例40.(2022·重慶市清華中學(xué)校高二階段練習)已知雙曲線的方程為,直線. (1)求雙曲線的漸近線方程、離心率; (2)若直線與雙曲線僅有一個公共點,求實數(shù)的值. 例41.(2022·江蘇·高二課時練習)判斷直線與雙曲線的公共點的個數(shù). 題型五:雙曲線的弦 例42.(2022·江蘇·高二)已知,分別是雙曲線的左、右焦點,A為一條漸近線上的一點,且,則的面積為(???????) A. B. C.5 D. 例43.(2022·江蘇·高二)已知為雙曲線:的兩個焦點,,為上關(guān)于坐標原點對稱的兩點,且,則四邊形的面積為________. 例44.(2022·江蘇·高二課時練習)若經(jīng)過雙曲線的一個焦點,且垂直于實軸的直線l與雙曲線交于A,B兩點,則線段AB的長為______. 例45.(2022·江蘇·高二)求直線被雙曲線截得的弦長. 例46.(2022·全國·高二課時練習)過雙曲線的左焦點,作傾斜角為的直線. (1)求證:與雙曲線有兩個不同的交點; (2)求線段的中點的坐標和. 例47.(2022·四川·自貢成外高級中學(xué)有限公司高二階段練習(文))已知雙曲線的漸近線方程為,且過點. (1)求雙曲線的方程; (2)過雙曲線的一個焦點作斜率為的直線交雙曲線于兩點,求弦長. 例48.(2022·內(nèi)蒙古烏蘭察布·高二期末(理))已知雙曲線C:(a> 0,b> 0)的離心率為,實軸長為2. (1)求雙曲線的焦點到漸近線的距離; (2)若直線y=x+m被雙曲線C截得的弦長為,求m的值. 例49.(2022·湖北·武漢市第十九中學(xué)高二期末)已知點A(-2,0),B(2,0),動點M滿足直線AM與BM的斜率之積為,記M的軌跡為曲線C. (1)求C的方程,并說明C是什么曲線; (2)若直線和曲線C相交于E,F(xiàn)兩點,求. 例50.(2022·甘肅蘭州·高二期末(文))已知雙曲線及直線. (1)若與有兩個不同的交點,求實數(shù)的取值范圍. (2)若與交于,兩點,且線段中點的橫坐標為,求線段的長. 例51.(2022·全國·高二期末)已知焦點在軸上的雙曲線的實軸長為,焦距為. (1)求雙曲線的標準方程; (2)若直線與雙曲線交于兩點,求弦長. 題型六:雙曲線的綜合問題 例52.(2022·陜西·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)高二階段練習(文))已知雙曲線過點,且離心率 (1)求該雙曲線的標準方程: (2)如果,為雙曲線上的動點,直線與直線的斜率互為相反數(shù),證明直線的斜率為定值,并求出該定值. 例53.(2022·全國·高二)已知雙曲線,是上的任意點. (1)求證:點到雙曲線的兩條漸近線的距離的乘積是一個常數(shù); (2)設(shè)點的坐標為,求的最小值. 例54.(2022·上?!じ裰轮袑W(xué)高二期中)已知點?依次為雙曲線(,)的左?右焦點,且,. (1)若,以為法向量的直線經(jīng)過,求到的距離; (2)設(shè)雙曲線經(jīng)過第一?三象限的漸近線為,若直線與直線垂直,求雙曲線的離心率. 例55.(2022·江蘇·高二)在以下三個條件中任選一個,補充在下面的問題中,并解答問題: ①在拋物線C上,且;②過焦點F作x軸的平行線,與拋物線C交于G,H兩點,;③拋物線C的準線過雙曲線的下焦點. 問題:已知拋物線的焦點為F,點,______,若線段AF的垂直平分線交拋物線于P,Q兩點,求線段PQ的長度. 例56.(2022·江蘇·高二期末)已知雙曲線的離心率為,兩條準線間的距離為. (1)求C的標準方程; (2)斜率為k的直線l過點,且直線與C的兩支分別交于點A,B, ①求k的取值范圍; ②若D是點B關(guān)于x軸的對稱點,證明:直線AD過定點. 例57.(2022·福建泉州·高二期中)平面直角坐標系中,橢圓C與雙曲線共焦點,點A,B是C上不關(guān)于長軸對稱的兩點,且的最大值為8. (1)求C的方程; (2)若A,B到點的距離相等,求m的取值范圍. 例58.(2022·上海市奉賢中學(xué)高二階段練習)如圖,在以點O為圓心,為直徑的半圓中,D為半圓弧的中點,P為半圓弧上一點,且,雙曲線C以A,B為焦點且經(jīng)過點P.以O(shè)為原點,所在直線分別為x軸、y軸建立平面直角坐標系. (1)求雙曲線C的方程; (2)設(shè)過點D的直線l與雙曲線C相交于不同兩點E,F(xiàn),若的面積不小于,求直線l的斜率的取值范圍. 例59.(2022·全國·高二課時練習)雙曲線上的一點P與左右焦點、構(gòu)成. (1)求的內(nèi)切圓與x軸正半軸相切的切點N的坐標; (2)已知,求的大?。? 例60.(2022·全國·高二課時練習)直線l:與雙曲線C:交于不同的兩點A、B. (1)求實數(shù)k的取值范圍; (2)若雙曲線C的右焦點為F,是否存在實數(shù)k,使得AF⊥BF?若存在,求出k的值;若不存在,說明理由. 例61.(2022·全國·高二課時練習)平面直角坐標系中,O為坐標原點,已知兩定點、,動點滿足:. (1)求點P的軌跡方程; (2)設(shè)點P的軌跡與雙曲線C:交于相異兩點M、N.若以MN為直徑的圓經(jīng)過原點,且雙曲線C的虛軸長是實軸長的倍,求雙曲線C的方程. 題型七:直線與拋物線的位置關(guān)系 例62.(2022·全國·高二課時練習)過點作直線l與拋物線只有一個公共點,這樣的直線有(???????) A.1條 B.2條 C.3條 D.無數(shù)條 例63.(多選題)(2022·江蘇·高二)已知直線與拋物線相切,則(?????) A. B. C. D. 例64.(2022·北京二中高二學(xué)業(yè)考試)已知拋物線的焦點到準線的距離為3,過焦點的直線與拋物線交于兩點,且,則點到軸的距離為___________. 例65.(2022·全國·高二課時練習)過點且與拋物線只有一個公共點的直線的條數(shù)為______條. 例66.(2022·湖北·隨州市第一中學(xué)高二階段練習)拋物線的準線與軸相交于點,過點作斜率的直線交拋物線于,兩點,為拋物線的焦點,若,則直線的斜率___________. 例67.(2022·江蘇·高二)已知直線與拋物線有且只有一個公共點,則滿足條件的實數(shù)的值組成集合_______. 例68.(2022·江蘇·高二)已知雙曲線的兩條漸近線分別與拋物線的準線交于A、B兩點,O為坐標原點,若△AOB的面積為1,則p的值為______. 例69.(2022·全國·高二課時練習)求過定點且與拋物線只有一個公共點的直線方程. 例70.(2022·全國·高二課時練習)①直線l過點,②直線l與拋物線只有一個公共點,③直線l過拋物線的焦點,從中選擇兩個條件求直線l的方程. 例71.(2022·全國·高二期末)已知拋物線,的焦點為,若過點的直線與拋物線有且只有一個交點,求直線的方程. 例72.(2022·全國·高二課時練習)已知直線與拋物線有且只有一個公共點,求的值. 題型八:拋物線的弦 例73.(2022·江蘇·高二)己知F為拋物線的焦點,過F作兩條互相垂直的直線,,直線與C交于A、B兩點,直線與C交于D、E兩點,則的最小值為(???????) A.24 B.22 C.20 D.16 例74.(2022·江蘇·高二)拋物線的弦AB過其焦點,且垂直于它的對稱軸,O為原點,若△AOB的面積為3,則拋物線方程為______. 例75.(2022·吉林·長春市第八中學(xué)高二階段練習)已知直線l與拋物線交于A、B兩點,若線段AB的中點為,則線段AB的長度為_______. 例76.(2022·江蘇·高二)已知拋物線:()的焦點到準線的距離為4,過點的直線與拋物線交于,兩點,若,則______. 例77.(2022·全國·高二單元測試)過拋物線的焦點的直線和拋物線交于兩點,若弦,則該直線的方程是___________. 例78.(2022·江蘇·高二)設(shè)O是坐標原點,F(xiàn)是拋物線的焦點,A是拋物線上的一點,F(xiàn)A與x軸正向的夾角為60°,則___________. 例79.(2022·全國·高二課時練習)設(shè)F為拋物線C:的焦點,過F且傾斜角為30°的直線交C于A,B兩點,O為坐標原點,則的面積為______. 例80.(2022·廣西·高二階段練習(理))已知拋物線的焦點為,過點的直線交拋物線于、兩點,坐標原點為. (1)若,求直線的方程; (2)若,求的面積. 例81.(2022·江蘇·高二)已知拋物線的焦點為,為坐標原點. (1)過作垂直于軸的直線與拋物線交于兩點,的面積為.求拋物線的標準方程; (2)拋物線上有兩點,若為正三角形,求的邊長. 例82.(2022·江蘇·高二)已知過拋物線方程的焦點的直線交拋物線于、兩點,若,求弦長. 例83.(2022·江蘇·高二)已知拋物線過點. (1)求拋物線的方程,并求其準線方程; (2)過該拋物線的焦點,作傾斜角為的直線,交拋物線于兩點,求線段的長度. 例84.(2022·四川·富順第二中學(xué)校高二階段練習(理))已知拋物線的頂點在坐標原點,對稱軸為軸,開口向右且焦點到準線的距離為. (1)求拋物線的標準方程. (2)若過的焦點的直線與拋物線交于兩點,且,求直線的方程. 題型九:拋物線的綜合問題 例85.(2022·湖南·高二階段練習)已知拋物線的焦點為,直線與拋物線交于兩點,當時,為坐標原點)是等邊三角形. (1)求拋物線的方程. (2)延長交拋物線于點,試問直線是否恒過點?若是,求出點的坐標;若不是,請說明理由. 例86.(2022·江蘇·高二)已知點與點的距離比它到直線的距離小,若記點的軌跡為曲線. (1)求曲線的方程; (2)若直線與曲線相交于兩點,且.求證直線過定點,并求出該定點的坐標. 例87.(2022·四川·閬中中學(xué)高二期中(文))已知P(1,2)在拋物線C:y2=2px上. (1)求拋物線C的方程; (2)A,B是拋物線C上的兩個動點,如果直線PA的斜率與直線PB的斜率之和為2,證明:直線AB過定點. 例88.(2022·四川·棠湖中學(xué)高二階段練習(理))已知曲線C:x2=2y,點D為直線上的動點,過點D作C的兩條切線,切點分別為A,B. (1)若點D的坐標為,求這兩條切線的方程; (2)證明:直線AB過定點. 例89.(2022·廣東·深圳市羅湖外語學(xué)校高二階段練習)已知拋物線,直線交C于A,B兩點. (1)若弦AB的中點是,求直線l的方程; (2)設(shè),,若,求證:直線過定點. 例90.(2022·江西南昌·高二期末(理))已知拋物線的頂點在原點,焦點在軸上,且拋物線上有一點到焦點的距離為6. (1)求拋物線的方程; (2)若不過原點的直線與拋物線交于A、B兩點,且,求證:直線過定點并求出定點坐標. 例91.(2022·江蘇·高二)已知拋物線的焦點為,為坐標原點. (1)過作垂直于軸的直線與拋物線交于兩點,的面積為.求拋物線的標準方程; (2)拋物線上有兩點,若為正三角形,求的邊長. 例92.(2022·江蘇·高二)已知在平面直角坐標系xOy中,拋物線的準線方程是. (1)求拋物線的方程; (2)直線與拋物線交于,兩點,求證:. 例93.(2022·全國·高二期中)設(shè)AB是過拋物線焦點F的一條弦,點A,B在拋物線的準線上的射影分別是,,證明: (1); (2)以AB為直徑的圓和拋物線的準線相切.

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