(1)求C的方程;
(2)設(shè)直線與C的另一個(gè)交點(diǎn)分別為A,B,記直線的傾斜角分別為.當(dāng)取得最大值時(shí),求直線AB的方程.
【解析】(1)
拋物線的準(zhǔn)線為,當(dāng)與x軸垂直時(shí),點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為p,
此時(shí),所以,
所以拋物線C的方程為;
(2)設(shè),直線,
由可得,,
由斜率公式可得,,
直線,代入拋物線方程可得,
,所以,同理可得,
所以
又因?yàn)橹本€MN、AB的傾斜角分別為,
所以,
若要使最大,則,
設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí),等號(hào)成立,
所以當(dāng)最大時(shí),,設(shè)直線,
代入拋物線方程可得,
,所以,
所以直線.
【點(diǎn)睛】
關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵是利用拋物線方程對(duì)斜率進(jìn)行化簡(jiǎn),利用韋達(dá)定理得出坐標(biāo)間的關(guān)系.
2.【2022年全國(guó)乙卷】已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,且過(guò)兩點(diǎn).
(1)求E的方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過(guò)M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T,點(diǎn)H滿足.證明:直線HN過(guò)定點(diǎn).
【解析】(1)
解:設(shè)橢圓E的方程為,過(guò),
則,解得,,
所以橢圓E的方程為:.
(2)
,所以,
①若過(guò)點(diǎn)的直線斜率不存在,直線.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,過(guò)點(diǎn).
②若過(guò)點(diǎn)的直線斜率存在,設(shè).
聯(lián)立得,
可得,,

聯(lián)立可得
可求得此時(shí),
將,代入整理得,
將代入,得
顯然成立,
綜上,可得直線HN過(guò)定點(diǎn)
【點(diǎn)睛】
3、【2022年新高考1卷】已知點(diǎn)在雙曲線上,直線l交C于P,Q兩點(diǎn),直線的斜率之和為0.
(1)求l的斜率;
(2)若,求的面積.
【解析】(1)
因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,所以,解得,即雙曲線
易知直線l的斜率存在,設(shè),,
聯(lián)立可得,,
所以,,.
所以由可得,,
即,
即,
所以,
化簡(jiǎn)得,,即,
所以或,
當(dāng)時(shí),直線過(guò)點(diǎn),與題意不符,舍去,
故.
(2)
不妨設(shè)直線的傾斜角為,因?yàn)?,所以?br>因?yàn)?,所以,即?br>即,解得,
于是,直線,直線,
聯(lián)立可得,,
因?yàn)榉匠逃幸粋€(gè)根為,所以, ,
同理可得,, .
所以,,
點(diǎn)到直線的距離,
故的面積為.
4、【2022年新高考2卷】已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,漸近線方程為.
(1)求C的方程;
(2)過(guò)F的直線與C的兩條漸近線分別交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)在C上,且.過(guò)P且斜率為的直線與過(guò)Q且斜率為的直線交于點(diǎn)M.從下面①②③中選取兩個(gè)作為條件,證明另外一個(gè)成立:
①M(fèi)在上;②;③.
注:若選擇不同的組合分別解答,則按第一個(gè)解答計(jì)分.
【解析】(1)
右焦點(diǎn)為,∴,∵漸近線方程為,∴,∴,∴,∴,∴.
∴C的方程為:;
(2)由已知得直線的斜率存在且不為零,直線的斜率不為零,
若選由①②推③或選由②③推①:由②成立可知直線的斜率存在且不為零;
若選①③推②,則為線段的中點(diǎn),假若直線的斜率不存在,則由雙曲線的對(duì)稱性可知在軸上,即為焦點(diǎn),此時(shí)由對(duì)稱性可知、關(guān)于軸對(duì)稱,與從而,已知不符;
總之,直線的斜率存在且不為零.
設(shè)直線的斜率為,直線方程為,
則條件①在上,等價(jià)于;
兩漸近線的方程合并為,
聯(lián)立消去y并化簡(jiǎn)整理得:
設(shè),線段中點(diǎn)為,則,
設(shè),
則條件③等價(jià)于,
移項(xiàng)并利用平方差公式整理得:
,
,即,
即;
由題意知直線的斜率為, 直線的斜率為,
∴由,
∴,
所以直線的斜率,
直線,即,
代入雙曲線的方程,即中,
得:,
解得的橫坐標(biāo):,
同理:,

∴,
∴條件②等價(jià)于,
綜上所述:
條件①在上,等價(jià)于;
條件②等價(jià)于;
條件③等價(jià)于;
選①②推③:
由①②解得:,∴③成立;
選①③推②:
由①③解得:,,
∴,∴②成立;
選②③推①:
由②③解得:,,∴,
∴,∴①成立.
5、【2020年高考全國(guó)Ⅲ文21理數(shù)20】已知橢圓 SKIPIF 1 < 0 的離心率為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分別為 SKIPIF 1 < 0 的左、右頂點(diǎn).
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在直線 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 ,求△ SKIPIF 1 < 0 的面積.
【解析】解法一:(1)由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)對(duì)稱性,只需考慮 SKIPIF 1 < 0 的情形,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴有 SKIPIF 1 < 0 = 1 \* GB3 ①.
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 = 2 \* GB3 ②.
又 SKIPIF 1 < 0 = 3 \* GB3 ③.
聯(lián)立 = 1 \* GB3 ①、 = 2 \* GB3 ②、 = 3 \* GB3 ③,可得, SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
同理可得,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .綜上所述,可得 SKIPIF 1 < 0 的面積為 SKIPIF 1 < 0 .
解法二:(1) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
根據(jù)離心率 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍),
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的方程為: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在直線 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,過(guò)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 軸垂線,交點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,設(shè) SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 軸交點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)題意畫(huà)出圖形,如圖,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)三角形全等條件“ SKIPIF 1 < 0 ”,可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
設(shè) SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)縱坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,將其代入 SKIPIF 1 < 0 ,可得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 時(shí),故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,可得: SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,畫(huà)出圖象,如圖,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,可求得直線 SKIPIF 1 < 0 的直線方程為: SKIPIF 1 < 0 ,
根據(jù)點(diǎn)到直線距離公式可得 SKIPIF 1 < 0 到直線 SKIPIF 1 < 0 的距離為: SKIPIF 1 < 0 ,
根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 面積為: SKIPIF 1 < 0 .
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 時(shí),故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
可得: SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,畫(huà)出圖象,如圖,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,可求得直線 SKIPIF 1 < 0 的直線方程為: SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)點(diǎn)到直線距離公式可得 SKIPIF 1 < 0 到直線 SKIPIF 1 < 0 的距離為: SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 面積為: SKIPIF 1 < 0 .
綜上所述, SKIPIF 1 < 0 面積為: SKIPIF 1 < 0 .
6、(2021年全國(guó)高考乙卷數(shù)學(xué)(文)試題)已知拋物線 SKIPIF 1 < 0 的焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為2.
(1)求C的方程;
(2)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P在C上,點(diǎn)Q滿足 SKIPIF 1 < 0 ,求直線 SKIPIF 1 < 0 斜率的最大值.
【解析】(1)拋物線 SKIPIF 1 < 0 的焦點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,準(zhǔn)線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
由題意,該拋物線焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以該拋物線的方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 在拋物線上可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時(shí),等號(hào)成立;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;
綜上,直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率的最大值為 SKIPIF 1 < 0 .
7、(2021年全國(guó)高考乙卷數(shù)學(xué)(理)試題)已知拋物線 SKIPIF 1 < 0 的焦點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 與圓 SKIPIF 1 < 0 上點(diǎn)的距離的最小值為 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的兩條切線, SKIPIF 1 < 0 是切點(diǎn),求 SKIPIF 1 < 0 面積的最大值.
【解析】(1)拋物線 SKIPIF 1 < 0 的焦點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 與圓 SKIPIF 1 < 0 上點(diǎn)的距離的最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)拋物線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,對(duì)該函數(shù)求導(dǎo)得 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可知,直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
由于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為這兩條直線的公共點(diǎn),則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)滿足方程 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由韋達(dá)定理可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 到直線 SKIPIF 1 < 0 的距離為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由已知可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 的面積取最大值 SKIPIF 1 < 0 .
8、(2021年全國(guó)新高考Ⅰ卷數(shù)學(xué)試題)在平面直角坐標(biāo)系 SKIPIF 1 < 0 中,已知點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的軌跡為 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在直線 SKIPIF 1 < 0 上,過(guò) SKIPIF 1 < 0 的兩條直線分別交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn)和 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn),且 SKIPIF 1 < 0 ,求直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率與直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率之和.
【解析】因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
所以,軌跡 SKIPIF 1 < 0 是以點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 為左、右焦點(diǎn)的雙曲線的右支,
設(shè)軌跡 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以,軌跡 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,若過(guò)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的直線的斜率不存在,此時(shí)該直線與曲線 SKIPIF 1 < 0 無(wú)公共點(diǎn),
不妨直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 并整理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 .
由韋達(dá)定理可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,整理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,顯然 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
因此,直線 SKIPIF 1 < 0 與直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率之和為 SKIPIF 1 < 0 .
題型一 圓錐曲線中的最值問(wèn)題
1-1、(2022·江蘇無(wú)錫·高三期末)已知橢圓 SKIPIF 1 < 0 的離心率為 SKIPIF 1 < 0 ,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在橢圓 SKIPIF 1 < 0 上,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 軸正半軸上的一點(diǎn),過(guò)橢圓 SKIPIF 1 < 0 的右焦點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 和點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的直線 SKIPIF 1 < 0 與橢圓 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn).
(1)求橢圓 SKIPIF 1 < 0 的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)解:由題意知 SKIPIF 1 < 0 ,橢圓 SKIPIF 1 < 0 標(biāo)準(zhǔn)方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)
解:設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0
綜上: SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
1-2、(2022·江蘇如皋·高三期末)設(shè)橢圓 SKIPIF 1 < 0 經(jīng)過(guò)點(diǎn)M SKIPIF 1 < 0 ,離心率為 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)橢圓E的右頂點(diǎn)為A,過(guò)定點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 且斜率不為0的直線與橢圓E交于B,C兩點(diǎn),設(shè)直線AB,AC與直線 SKIPIF 1 < 0 的交點(diǎn)分別為P,Q,求 SKIPIF 1 < 0 面積的最小值.
【解析】【分析】
(1)把點(diǎn)代入橢圓方程,然后結(jié)合離心率公式即可求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)出直線方程 SKIPIF 1 < 0 ,與橢圓方程聯(lián)立消元寫(xiě)韋達(dá),然后表示出直線 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的方程,進(jìn)而求得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求得 SKIPIF 1 < 0 ,結(jié)合韋達(dá)定理即可求解.
(1)由題意知, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以橢圓 SKIPIF 1 < 0 的標(biāo)準(zhǔn)方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的直線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
代入橢圓 SKIPIF 1 < 0 的方程,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ①,
由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,則直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
將 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入,
SKIPIF 1 < 0
把①式代入,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 面積的最小值為 SKIPIF 1 < 0
題型二 圓錐曲線中的定點(diǎn)問(wèn)題
2-1、(2022·江蘇揚(yáng)州·高三期末)已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為2.
(1)求拋物線的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)P(1,1)作兩條動(dòng)直線l1,l2分別交拋物線于點(diǎn)A,B,C,D.設(shè)以AB為直徑的圓和以CD為直徑的圓的公共弦所在直線為m,試判斷直線m是否經(jīng)過(guò)定點(diǎn),并說(shuō)明理由.
【答案】(1)y2=4x;
(2)直線m恒過(guò)定點(diǎn)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),理由見(jiàn)解析.
【解析】由題意得該拋物線焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為 SKIPIF 1 < 0 -(- SKIPIF 1 < 0 )=p=2,
所以該拋物線的方程為y2=4x.
(2)①當(dāng)直線l1, l2的斜率都存在時(shí),設(shè)直線l1: SKIPIF 1 < 0 ,直線l2:y-1=k2(x-1),
由 SKIPIF 1 < 0 ,消去y得 SKIPIF 1 < 0 ,顯然 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2= SKIPIF 1 < 0 ,x1x2= SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
則以AB為直徑的圓的方程為: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 =0,
同理,以CD為直徑的圓的方程為: SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 =0,
∴以兩圓公共弦所在的直線m的方程為: SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以直線恒過(guò)定點(diǎn)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
②當(dāng)直線l1,l2的斜率中有一個(gè)不存在時(shí),由對(duì)稱性不妨設(shè)l1的斜率不存在,l2的斜率為k2,
則以AB為直徑的圓的方程為: SKIPIF 1 < 0 ,
以CD為直徑的圓的方程為: SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 =0,
所以兩圓公共弦所在的直線m的方程為: SKIPIF 1 < 0 ,
此時(shí)直線m恒過(guò)定點(diǎn)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
綜上得:直線m恒過(guò)定點(diǎn)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
2-2、(2022·廣東汕尾·高三期末)已知點(diǎn)M為直線 SKIPIF 1 < 0 :x=-2上的動(dòng)點(diǎn),N(2,0),過(guò)M作直線 SKIPIF 1 < 0 的垂線l,l交線段MN的垂直平分線于點(diǎn)P,記點(diǎn)P的軌跡為C.
(1)求曲線C的方程;
(2)設(shè)O是坐標(biāo)原點(diǎn),A,B是曲線C上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且 SKIPIF 1 < 0 ,試問(wèn)直線AB是否過(guò)定點(diǎn)?若不過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由;若過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2)直線 SKIPIF 1 < 0 過(guò)定點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)利用定義法求曲線C的方程;
(2)設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,聯(lián)立直線和拋物線方程得到韋達(dá)定理,化簡(jiǎn) SKIPIF 1 < 0 ,代入韋達(dá)定理即得解.
(1)
解:由已知可得, SKIPIF 1 < 0 ,
即點(diǎn)P到定點(diǎn)N的距離等于它到直線 SKIPIF 1 < 0 的距離,
故點(diǎn)P的軌跡是以N為焦點(diǎn), SKIPIF 1 < 0 為準(zhǔn)線的拋物線,
∴曲線C的方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)
解:設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
所以直線 SKIPIF 1 < 0 過(guò)定點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 .
題型三 圓錐曲線中的定值問(wèn)題
3-1、(2022·山東青島·高三期末)已知 SKIPIF 1 < 0 為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在橢圓 SKIPIF 1 < 0 上,橢圓 SKIPIF 1 < 0 的左右焦點(diǎn)分別為 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求橢圓 SKIPIF 1 < 0 的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在橢圓 SKIPIF 1 < 0 上,原點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的重心,證明: SKIPIF 1 < 0 的面積為定值.
【解析】(1)
由橢圓 SKIPIF 1 < 0 的左右焦點(diǎn)分別為 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
可知: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ① ,
將 SKIPIF 1 < 0 代入方程 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ②,
① ②聯(lián)立解得 SKIPIF 1 < 0 ,
② 故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)
證明:設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)直線 SKIPIF 1 < 0 斜率不存在時(shí),即 SKIPIF 1 < 0 ,
由原點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的重心,可知 SKIPIF 1 < 0
故可得此時(shí)有 SKIPIF 1 < 0 ,該點(diǎn)在橢圓上,則 SKIPIF 1 < 0 ,
不妨取 SKIPIF 1 < 0 ,則有 SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 ,
則此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng)直線 SKIPIF 1 < 0 斜率存在時(shí),不妨設(shè) SKIPIF 1 < 0 方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
則聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
且需滿足 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 ,
由原點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的重心知, ,
故 SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,代入到 SKIPIF 1 < 0 中,
化簡(jiǎn)得: ,即 ,
又原點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的重心,故 SKIPIF 1 < 0 到直線 SKIPIF 1 < 0 的距離為原點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 到直線 SKIPIF 1 < 0 距離的3倍,
所以 ,

=
= ,
因此
=,
綜合上述可知: SKIPIF 1 < 0 的面積為定值.
3-2、(2022·山東泰安·高三期末)設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 是橢圓 SKIPIF 1 < 0 上一動(dòng)點(diǎn), SKIPIF 1 < 0 分別是橢圓 SKIPIF 1 < 0 的左,右焦點(diǎn),射線 SKIPIF 1 < 0 分別交橢圓 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn),已知 SKIPIF 1 < 0 的周長(zhǎng)為8,且點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在橢圓 SKIPIF 1 < 0 上.
(1)求橢圓 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)證明: SKIPIF 1 < 0 為定值.
【解析】(1)
根據(jù)橢圓的定義可得: SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
將 SKIPIF 1 < 0 代入方程 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
橢圓C的方程為: SKIPIF 1 < 0
(2)
由題知, SKIPIF 1 < 0 ,設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
同理可得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 為定值 SKIPIF 1 < 0 .
題型四 圓錐曲線中的角度問(wèn)題
4-1、(2022·廣東東莞·高三期末)已知點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為橢圓 SKIPIF 1 < 0 的左頂點(diǎn),點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為右焦點(diǎn),直線 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 軸的交點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為橢圓上異于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的任意一點(diǎn),直線 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 .
(1)求橢圓 SKIPIF 1 < 0 的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)證明: SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)證明見(jiàn)解析
【解析】
【分析】
(1)由 SKIPIF 1 < 0 ,右焦點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,以及 SKIPIF 1 < 0 關(guān)系,聯(lián)立可求解出 SKIPIF 1 < 0 ,從而得橢圓的方程;
(2)設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,表示出直線 SKIPIF 1 < 0 的方程,從而得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo),進(jìn)而表示出 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,計(jì)算得 SKIPIF 1 < 0 ,再由 SKIPIF 1 < 0 ,代入化簡(jiǎn)計(jì)算,即可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以可證明 SKIPIF 1 < 0 .
(1)
由題知 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又因?yàn)橛医裹c(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以橢圓 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)
設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直線 SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,所以點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
因?yàn)辄c(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在橢圓 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
又因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 是銳角,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
4-2、【2022·廣東省珠海市第二中學(xué)10月月考】已知橢圓 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的離心率為 SKIPIF 1 < 0 ,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上.
(1)求橢圓 SKIPIF 1 < 0 的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 為坐標(biāo)原點(diǎn), SKIPIF 1 < 0 ,試判斷在橢圓 SKIPIF 1 < 0 上是否存在三個(gè)不同點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 的縱坐標(biāo)不相等),滿足 SKIPIF 1 < 0 ,且直線 SKIPIF 1 < 0 與直線 SKIPIF 1 < 0 傾斜角互補(bǔ)?若存在,求出直線 SKIPIF 1 < 0 的方程,若不存在,說(shuō)明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)存在,方程為 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)由離心率及過(guò)的點(diǎn)的坐標(biāo),及 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之間的關(guān)系可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的值,進(jìn)而可得橢圓的方程;
(2)設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 的方程,與橢圓聯(lián)立求出兩根之和及兩根之積,由題意可得 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo),由題意可得 SKIPIF 1 < 0 ,進(jìn)而求出參數(shù)的值,求出直線的方程.
【詳解】解:(1)由題意知可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
則橢圓 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由題意,直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不為0,設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 在橢圓上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,化簡(jiǎn)得 SKIPIF 1 < 0 ,
滿足 SKIPIF 1 < 0 ,
又因?yàn)橹本€ SKIPIF 1 < 0 與直線 SKIPIF 1 < 0 傾斜角互補(bǔ),所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在滿足條件的三個(gè)點(diǎn),此時(shí)直線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
題型五 圓錐曲線中的探索性問(wèn)題
5-1、(2022·山東淄博·高三期末)已知雙曲線 SKIPIF 1 < 0 的左焦點(diǎn)為F,右頂點(diǎn)為A,漸近線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,F(xiàn)到漸近線的距離為 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求C的方程;
(2)若直線l過(guò)F,且與C交于P,Q兩點(diǎn)(異于C的兩個(gè)頂點(diǎn)),直線與直線AP,AQ的交點(diǎn)分別為M,N.是否存在實(shí)數(shù)t,使得?若存在,求出t的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)存在,
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)F到漸近線的距離為 SKIPIF 1 < 0 ,可求得b,再根據(jù)漸近線方程可求得a,,即得雙曲線方程;
(2)假設(shè)存在,設(shè)直線的方程,并和雙曲線方程聯(lián)立,得到根與系數(shù)的關(guān)系式,然后表示出點(diǎn)M,N的坐標(biāo),進(jìn)而得到向量的坐標(biāo),利用其數(shù)量積為零,將根與系數(shù)的關(guān)系式代入,看能否解出參數(shù)t的值,即可得答案.
(1)
雙曲線 SKIPIF 1 < 0 一條漸近線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
焦點(diǎn) ,則焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離 ,
由F到漸近線的距離為 SKIPIF 1 < 0 可知: SKIPIF 1 < 0 ,
由漸近線方程為 SKIPIF 1 < 0 知: ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以雙曲線方程為: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)
設(shè)直線l的方程為 ,
聯(lián)立 ,整理得: ,
設(shè) ,而 ,
則 ,
所以 , ,
假設(shè)存在實(shí)數(shù)t,使得,則 ,
故由 SKIPIF 1 < 0 方程: ,令得 ,
同理 SKIPIF 1 < 0 方程: ,令得,
所以,
即 ,
則 ,
即 ,解得 ,
故存在實(shí)數(shù),使得.
5-2、(2021·江蘇南京市高三三模)在平面直角坐標(biāo)系 SKIPIF 1 < 0 中,已知拋物線 SKIPIF 1 < 0 ,經(jīng)過(guò) SKIPIF 1 < 0 的直線 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn).
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 長(zhǎng)度的最小值;
(2)設(shè)以 SKIPIF 1 < 0 為直徑的圓交 SKIPIF 1 < 0 軸于 SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn),問(wèn)是否存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(1)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)y0=±2 SKIPIF 1 < 0 時(shí),|AP|取得最小值2 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)設(shè)直線AB的方程為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)以AB為直徑的圓上任一點(diǎn) SKIPIF 1 < 0
所以Q的軌跡方程為 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
所以Q的軌跡方程化為 SKIPIF 1 < 0
令y=0,得 SKIPIF 1 < 0
所以上式方程的兩根分別為x3,x4,,則 SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得x3x4=﹣4,即有t2﹣4t=﹣4,解得t=2.
所以存在t=2,使得 SKIPIF 1 < 0 .
1、(2022·南京9月學(xué)情【零?!?(本小題滿分12分)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C:EQ \F(x\S(2),a\S(2))+\F(y\S(2),b\S(2))=1(a>b>0)的左,右頂點(diǎn)分別為A,B.F是橢圓的右焦點(diǎn),EQ \\ac(\S\UP7(→),AF)=3EQ \\ac(\S\UP7(→),FB),EQ \\ac(\S\UP7(→),AF)·EQ \\ac(\S\UP7(→),FB)=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)不過(guò)點(diǎn)A的直線l交橢圓C于M,N兩點(diǎn),記直線l,AM,AN的斜率分別為k,k1,k2.若k(k1+k2)=1,證明直線l過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
【考點(diǎn)】圓錐曲線中橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、直線與橢圓的位置關(guān)系:定點(diǎn)問(wèn)題
【解析】
(1)由題意,知A(-a,0),B(a,0),F(xiàn)(c,0).
因?yàn)镋Q \\ac(\S\UP7(→),AF)=3EQ \\ac(\S\UP7(→),FB),EQ \\ac(\S\UP7(→),AF)·EQ \\ac(\S\UP7(→),FB)=3,
所以EQ \B\lc\{(\a\al(\l(a+c=3(a-c),),\l((a+c)(a-c)=3,)))…………………………………………………………………2分
解得eq \B\lc\{(\a\al(a=2,,c=1,))從而b2=a2-c2=3.
所以橢圓C的方程eq \f(x\s\up6(2),4)+\f(y\s\up6(2),3)=1.…………………………………………………………4分
(2)設(shè)直線l的方程為y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2).
因?yàn)橹本€l不過(guò)點(diǎn)A,因此-2k+m≠0.
由eq \B\lc\{(\a\al(\f(x\s\up6(2),4)+\f(y\s\up6(2),3)=1,,y=k+m,))得(eq 3+4k\s\up6(2))x\s\up6(2)+8kmx+4m\s\up6(2)-12=0.
則eq x\s\d(1)+x\s\d(2)=\f(-8km,3+4k\s\up6(2)),x1x2=EQ \F(4m\S(2)-12,3+4k\S(2)).…………………………………………………………6分
所以k1+k2=EQ \F(y\S\DO(1),x\S\DO(1)+2)+EQ \F(y\S\DO(2),x\S\DO(2)+2)=EQ \F(2kx\S\DO(1)x\S\DO(2)+(2k+m)\b\bc\((\l(x\S\DO(1)+x\S\DO(2)))+4m,x\S\DO(1)x\S\DO(2)+2\b\bc\((\l(x\S\DO(1)+x\S\DO(2)))+4)
=EQ \F(2k·\F(4m\S(2)-12,3+4k\S(2))+(2k+m)·\F(-8km,3+4k\S(2))+4m,\F(4m\S(2)-12,3+4k\S(2))+2·\F(-8km,3+4k\S(2))+4)
=EQ \F(12(m-2k),4\b\bc\((\l(m\S(2)-4km+4k\S(2))))=EQ \F(3,m-2k).
由k(k1+k2)=1,可得3k=m-2k,即m=5k.……………………………………………10分
故l的方程為y=kx+5k,恒過(guò)定點(diǎn)(-5,0).……………………………………………12分
2、(2022·山東棗莊·高三期末)如圖, SKIPIF 1 < 0 為橢圓 SKIPIF 1 < 0 的左頂點(diǎn),過(guò)原點(diǎn)且異于 SKIPIF 1 < 0 軸的直線與橢圓 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn),直線 SKIPIF 1 < 0 與圓 SKIPIF 1 < 0 的另一交點(diǎn)分別為 SKIPIF 1 < 0 .
(1)設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率分別為 SKIPIF 1 < 0 ,證明: SKIPIF 1 < 0 為定值;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的面積分別為 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【解析】
(1)因?yàn)锳為橢圓 SKIPIF 1 < 0 的左頂點(diǎn),故 SKIPIF 1 < 0 .
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,故直線AM的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
直線AN的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上的點(diǎn),
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
(2)
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直線AM的方程為 SKIPIF 1 < 0 .
代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 .
于是有 SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
將AM的方程 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
于是有 SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 .
設(shè)直線AN的方程為 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 取得最大值 SKIPIF 1 < 0 .
3、(2022·江蘇蘇州·高三期末)在平面直角坐標(biāo)系 SKIPIF 1 < 0 中,已知點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直線 SKIPIF 1 < 0 與直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率之積為 SKIPIF 1 < 0 ,記動(dòng)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的軌跡為曲線 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求曲線 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 為曲線 SKIPIF 1 < 0 上的任意一點(diǎn)(不含短軸端點(diǎn)),點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,直線 SKIPIF 1 < 0 與直線 SKIPIF 1 < 0 交于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,直線 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 軸交于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,記直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,求證: SKIPIF 1 < 0 為定值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)證明見(jiàn)解析
【解析】
【分析】
(1)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,直接根據(jù)條件列方程,注意挖去兩點(diǎn),即可得到答案;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,直線 SKIPIF 1 < 0 方程為 SKIPIF 1 < 0 ,將 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 用 SKIPIF 1 < 0 表示,進(jìn)行計(jì)算可得 SKIPIF 1 < 0 為定值;
(1)
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 曲線 SKIPIF 1 < 0 的方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,直線 SKIPIF 1 < 0 方程為 SKIPIF 1 < 0
直線 SKIPIF 1 < 0 方程為: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 方程為: SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 方程中令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 為定值.
4、(2020屆山東省煙臺(tái)市高三上期末)已知橢圓 SKIPIF 1 < 0 的離心率為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是其右焦點(diǎn),直線 SKIPIF 1 < 0 與橢圓交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn), SKIPIF 1 < 0 .
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 為銳角,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)設(shè) SKIPIF 1 < 0 為橢圓的左焦點(diǎn),連接 SKIPIF 1 < 0 ,由橢圓的對(duì)稱性可知, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 SKIPIF 1 < 0
(2)設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 為銳角,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
5、(2022·武漢部分學(xué)校9月起點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè))(12分)已知橢圓E:EQ \F(x\S(2),a\S(2))+\F(y\S(2),b\S(2))=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(,2),2),點(diǎn)A(0,-1)是橢圓E短軸的一個(gè)四等分點(diǎn).
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)A且斜率為k1的動(dòng)直線與橢圓E交于M,N兩點(diǎn),且點(diǎn)B(0,2),直線BM,BN分別交⊙C:eq x\s\up6(2)+(y-1)\s\up6(2)=1于異于點(diǎn)B的點(diǎn)P,Q,設(shè)直線PQ的斜率為k2,求實(shí)數(shù)λ,使得k2=λk1恒成立.
【解析】
(1)由題意,eq \f(b-(-1),(-1)-(-b))=3,解得b=2,
設(shè)橢圓半焦距為c,則eq \f(c,a)=\f(\r(,2),2),即eq 1-\f(b\s\up6(2),a\s\up6(2))=\f(1,2),解得eq a\s\up6(2)=8.
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq \f(x\s\up6(2),8)+\f(y\s\up6(2),4)=1. …………4分
(2)設(shè)eq M(x\s\d(1),y\s\d(1)),N(x\s\d(2),y\s\d(2)),P(x\s\d(P),y\s\d(P)),Q(x\s\d(Q),y\s\d(Q)),直線MN方程為eq y=k\s\d(1)x-1.
方法一:
直線BM方程為eq y=\f(y\s\d(1)-2,x\s\d(1))x+2,與eq x\s\up6(2)+(y-1)\s\up6(2)=1聯(lián)立.
得eq (x\s\d(1)\s\up6(2)+(y\s\d(1)-2)\s\up6(2))x\s\up6(2)+2x\s\d(1)(y\s\d(1)-2)x=0.
由xP≠0,解得eq x\s\d(P)=\f(-2x\s\d(1)(y\s\d(1)-2),x\s\d(1)\s\up6(2)+(y\s\d(1)-2)\s\up6(2)).
又EQ \F(x\S\DO(1)\s\up3(2),8)+EQ \F(y\S\DO(1)\s\up3(2),4)=1,即x12=8-2y12,代入上式,得eq x\s\d(P)=\f(-2x\s\d(1)(y\s\d(1)-2),2(4-y\s\d(1)\s\up6(2))+(y\s\d(1)-2)\s\up6(2))=\f(2x\s\d(1),y\s\d(1)+6).
eq y\s\d(P)=\f(y\s\d(1)-2,x\s\d(1))x\s\d(p)+2=4-\f(16,y\s\d(1)+6).
即點(diǎn)eq P(\f(2x\s\d(1),y\s\d(1)+6),4-\f(16,y\s\d(1)+6)),同理,點(diǎn)eq Q(\f(2x\s\d(2),y\s\d(2)+6),eq 4-\f(16,y\s\d(2)+6)).
eq k\s\d(2)=\f(y\s\d(P)-y\s\d(Q),x\s\d(P)-x\s\d(Q))=EQ \F(4-\F(16,y\S\DO(1)+16)-\b\bc\((\l(4-\F(16,y\S\DO(2)+16))),\F(2x\S\DO(1),y\S\DO(1)+6)-\F(2x\S\DO(2),y\S\DO(2)+6))=eq \f(8(y\s\d(1)-y\s\d(2)),x\s\d(1)y\s\d(2)-x\s\d(2)y\s\d(1)+6x\s\d(1)-6x\s\d(2)).
將eq y\s\d(1)=k\s\d(1)x\s\d(1)-1,y\s\d(2)=k\s\d(1)x\s\d(2)-1代入上式,
得k2=EQ \F(8k\S\DO(1)\b\bc\((\l(x\S\DO(1)-x\S\DO(2))),x\S\DO(1)\b\bc\((\l(k\S\DO(1)x\S\DO(2)-1))-x\S\DO(2)\b\bc\((\l(k\S\DO(1)x\S\DO(1)-1))+6\b\bc\((\l(x\S\DO(1)-x\S\DO(2))))eq =\f(8k\s\d(1)(x\s\d(1)-x\s\d(2)),5(x\s\d(1)-x\s\d(2))).
即k2=EQ \F(8,5)k1,∴λ=EQ \F(8,5). …………12分
方法二:
eq y=k\s\d(1)x-1與eq \f(x\s\up6(2),8)+\f(y\s\up6(2),4)=1聯(lián)立得:eq (2k\s\d(1)\s\up6(2)+1)x\s\up6(2)-4k\s\d(1)x-6=0,則eq \B\lc\{(\a\al(x\s\d(1)+x\s\d(2)=\f(4k\s\d(1),2k\s\d(1)),x\s\d(1)x\s\d(2)=\f(-6,2k\s\up6(2)+1))).
eq k\s\d(BM)+k\s\d(BN)=\f(y\s\d(1)-2,x\s\d(1))+\f(y\s\d(2)-2,x\s\d(2))=\f(k\s\d(1)x\s\d(1)-3,x\s\d(2))=\f(k\s\d(1)x\s\d(1)-3,x\s\d(2))=2k\s\d(1)-\f(3(x\s\d(1)+x\s\d(2)),x\s\d(1)x\s\d(2))=4k\s\d(1).
kBMkBN=EQ \F(y\S\DO(1)-2,x\S\DO(1))?EQ \F(y\S\DO(2)-2,x\S\DO(2))=EQ \F(\b\bc\((\l(k\S\DO(1)x\S\DO(1)-3))\b\bc\((\l(k\S\DO(1)x\S\DO(2)-3)),x\S\DO(1)x\S\DO(2))=EQ \F(k\S\DO(1)\s\up3(2)x\S\DO(1)x\S\DO(2)-3k\S\DO(1)\b\bc\((\l(x\S\DO(1)+x\S\DO(2)))+9,x\S\DO(1)x\S\DO(2))
=EQ \F(-6k\S\DO(1)\s\up3(2)-12k\S\DO(1)\s\up3(2)+9\b\bc\((\l(2k\S\DO(1)\s\up3(2)+1)),-6)=-EQ \F(3,2).
設(shè)直線PQ方程為eq y=k\s\d(2)x+t,與eq x\s\up6(2)+(y-1)\s\up6(2)=1聯(lián)立得:eq (k\s\d(2)\s\up6(2)+1)x\s\up6(2)+2k\s\d(2)(t-1)x+r(t-2)=0.
則EQ \B\lc\{(\a\al(x\S\DO(P)+x\S\DO(Q)=\F(-2k\S\DO(2)(t-1),k\S\DO(2)\s\up3(2)+1),x\S\DO(P)x\S\DO(Q)=\F(t(t-2),k\S\DO(2)\s\up3(2)+1))).
eq k\s\d(BP)+k\s\d(BQ)=\f(y\s\d(P)-2,x\s\d(P))+\f(y\s\d(Q)-2,x\s\d(Q))=\f(k\s\d(2)x\s\d(P)+t-2,x\s\d(P))+\f(k\s\d(2)x\s\d(Q)+t-2,x\s\d(Q))=2k\s\d(2)+\f((t-2)(x\s\d(P)+x\s\d(Q)),x\s\d(P)x\s\d(Q))
eq =2k\s\d(2)-\f(2k\s\d(2)(t-2)(t-1),t(t-2))=\f(2k\s\d(2),t).
kBPkBQ=EQ \F(y\S\DO(P)-2,x\S\DO(P))?EQ \F(y\S\DO(Q)-2,x\S\DO(Q))=EQ \F(\b\bc\((\l(k\S\DO(2)x\S\DO(P)+t-2))\b\bc\((\l(k\S\DO(2)x\S\DO(Q) +t-2)),x\S\DO(P)x\S\DO(Q))=EQ \F(k\S\DO(2)\s\up3(2)x\S\DO(P)x\S\DO(Q)+k\S\DO(2)(t-2)\b\bc\((\l(x\S\DO(P)+x\S\DO(Q)))+(t-2)\s\up3(2),x\S\DO(P)x\S\DO(Q))
=EQ \F(k\S\DO(2)\s\up3(2)t(t-2)-2k\S\DO(2)\s\up3(2)(t-2)(t-1)+\b\bc\((\l(k\S\DO(2)\s\up3(2)+1))(t-2)\s\up3(2),t(t-2))=EQ \F(k\S\DO(2)\s\up3(2)t-2k\S\DO(2)\s\up3(2)(t-1)+\b\bc\((\l(k\S\DO(2)\s\up3(2)+1))(t-2),t)=EQ \F(t-2,t).
由EQ \B\lc\{(\a\al(k\S\DO(BM)+k\S\DO(BN)=k\S\DO(BP)+k\S\DO(BQ),k\S\DO(BM)k\S\DO(BN)=k\S\DO(BP)k\S\DO(BQ))),即EQ \B\lc\{(\a\al(4k\S\DO(1)=\F(2k\S\DO(2),t),-\F(3,2)=\F(t-2,t))),解得EQ \B\lc\{(\a\al(t=\F(4,5),k\S\DO(2)=\F(8,5)k\S\DO(1))).
∴λ=EQ \F(8,5). …………12分

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