題型一:最值問題
(24-25高三上·福建福州·月考)已知橢圓經(jīng)過點(diǎn),右焦點(diǎn)為
(1)求橢圓的方程;
(2)若直線與交于兩點(diǎn),且直線與的斜率互為相反數(shù),求的中點(diǎn)與的最小距離.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由已知可得,解得;
所以橢圓的方程為.
(2)由于直線與的斜率互為相反數(shù),
不妨設(shè)直線的斜率為,則直線的斜率為,;
則直線的方程為,如下圖所示:
聯(lián)立,整理可得,
可得,又,可得,
即,
同理用代替可得;
因此可得的中點(diǎn),因此可得,
所以可得點(diǎn)在直線上,
可得點(diǎn)與的最小距離即為點(diǎn)到直線的距離,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取得最小值.
1.(24-25高三上·貴州黔東南·開學(xué)考試)已知雙曲線:的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線:的焦點(diǎn)重合,且被的準(zhǔn)線截得的弦長(zhǎng)為.
(1)求的方程;
(2)若過的直線與的上支交于,兩點(diǎn),設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),求的取值范圍.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由題可知,的坐標(biāo)為0,2,則.
易知的方程為,不妨設(shè)與相交于點(diǎn),,
則,整理得,
則,可得
故的方程為.
(2)由題可知,直線的斜率一定存在,
設(shè):,Ax1,y1,Bx2,y2,則,.
聯(lián)立方程組整理得,
則,
,.
由,在軸的上方,所以,,
可得.
,
則.
由,得,
則,
故的取值范圍為.
2.(24-25高三上·四川成都·期中)已知拋物線:經(jīng)過點(diǎn),直線:與的交點(diǎn)為A,B,且直線與傾斜角互補(bǔ).
(1)求拋物線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)求的值;
(3)若,求面積的最大值.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由題意可知,,所以,所以拋物線的方程為,
即,則,
則拋物線在P點(diǎn)的切線斜率為,
則切線方程為,
故切線方程為.
(2)如圖所示:
設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,將直線的方程代入,
得,所以,,
因?yàn)橹本€與傾斜角互補(bǔ),
所以,
即,
所以,
即,所以.
(3)由(1)(2)可知,,所以,,
則,
因?yàn)?,所以,即?br>又點(diǎn)到直線的距離為,
所以,
因?yàn)椋?br>所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立,
所以面積最大值為.
題型二:參數(shù)范圍問題
(23-24高三下·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓.
(1)若橢圓的左右焦點(diǎn)分別為為的上頂點(diǎn),求的周長(zhǎng);
(2)設(shè)過定點(diǎn)的直線與橢圓交于不同的兩點(diǎn),且為銳角(其中為坐標(biāo)原點(diǎn)),求直線的斜率的取值范圍.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由題意得,
所以,
所以的周長(zhǎng)為;
(2)顯然不滿足題意,設(shè)直線的方程為,
由,得,
由,得,
則,
,
因?yàn)闉殇J角,不共線,所以,
所以,所以,
所以,
解得,
因?yàn)?,所以解得或?br>所以實(shí)數(shù)的取值范圍為
1.(23-24高三下·江蘇蘇州·月考)在平面直角坐標(biāo)系中,已知?jiǎng)狱c(diǎn)到定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離之比為,記的軌跡為曲線.
(1)求的方程;
(2)已知點(diǎn),不過的直線與交于,兩點(diǎn),直線,,的斜率依次成等比數(shù)列,求到距離的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)設(shè)Mx,y,由題意得,
化簡(jiǎn)得,所以:.
(2)由題意,直線的斜率存在且不為0,
設(shè)直線的方程為(),Px1,y1,Qx2,y2.
聯(lián)立,得,
所以,
因?yàn)?,即,所以?br>所以,又,所以,
所以,所以.
所以點(diǎn)到直線的距離,
令,則,
代入,即,解得.
所以,.
當(dāng)時(shí),恒成立,
所以在區(qū)間單調(diào)遞增,
所以,即點(diǎn)到直線的距離的取值范圍為.
2.(24-25高三上·湖南·開學(xué)考試)已知拋物線的焦點(diǎn)為,點(diǎn)在拋物線上,且.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)拋物線的準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn),過的直線交拋物線于兩點(diǎn),且,點(diǎn)為線段的垂直平分線與軸的交點(diǎn),求點(diǎn)的橫坐標(biāo)的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因?yàn)樵趻佄锞€上,所以,
得;
因?yàn)?,所以,即,解得?br>所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)易知拋物線的準(zhǔn)線為,則可得;
設(shè),由可得,
如下圖所示:
設(shè)直線,代入到中得,
所以,即可得,
聯(lián)立兩式并整理可得,

由可得遞增,即有,即,
又中點(diǎn)坐標(biāo)為,
可得直線的垂直平分線的方程為,
令,可得,
所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)的取值范圍為.
題型三:定值問題
(24-25高三上·貴州畢節(jié)·期中)已知橢圓的焦距為4,為橢圓上一點(diǎn).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)為橢圓的左焦點(diǎn),直線,為橢圓上任意一點(diǎn),點(diǎn)到的距離為,點(diǎn)到的距離為,若為定值,求此定值及的值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的焦距為4,可得,解得,
所以①,又橢圓經(jīng)過點(diǎn),所以②,
由①②解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè),所以,所以,
因?yàn)闉闄E圓的左焦點(diǎn),所以其坐標(biāo)為,直線,
點(diǎn)到的距離為,點(diǎn)到的距離為,
若為定值,則為定值對(duì)恒成立,
即為定值對(duì)恒成立,
所以為定值對(duì)恒成立,
即為定值對(duì)恒成立,
所以,解得,
所以為定值,此時(shí)的值為
1.(24-25高三上·湖北武漢·開學(xué)考試)已知曲線上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離比到直線的距離小為坐標(biāo)原點(diǎn).直線過定點(diǎn).
(1)直線與曲線僅有一個(gè)公共點(diǎn),求直線的方程;
(2)曲線與直線交于兩點(diǎn),試分別判斷直線的斜率之和?斜率之積是否為定值?并說明理由.
【答案】(1)或或;(2)斜率之和為定值?斜率之積不是定值
【解析】(1)曲線上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離比到直線的距離小,
故曲線上的點(diǎn)到點(diǎn)的距離與到直線的距離相等,
故曲線為以為焦點(diǎn),直線為準(zhǔn)線的拋物線,
即有,
過點(diǎn)的直線與拋物線僅有一個(gè)公共點(diǎn),
若直線可能與拋物線的對(duì)稱軸平行時(shí),則有:,
若直線與拋物線相切時(shí),易知:是其中一條直線,
另一條直線與拋物線上方相切時(shí),不妨設(shè)直線的斜率為,設(shè)為,
聯(lián)立可得:,
則有:,解得:,
故此時(shí)的直線的方程為:,
綜上,直線的方程為:或或;
(2)若與交于兩點(diǎn),分別設(shè)其坐標(biāo)為,且,
由(1)可知直線要與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),則直線的斜率存在且不為0,
不妨設(shè)直線的斜率為,則有:,
聯(lián)立直線與拋物線可得:,可得:,
即有,
根據(jù)韋達(dá)定理可得:,
則有:,
則,故為定值;
故不為定值;
綜上:為定值不為定值.
2.(24-25高三上·甘肅張掖·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的焦距為8,右焦點(diǎn)為,直線與雙曲線在一?三象限的交點(diǎn)分別為,且.
(1)求雙曲線的方程及的面積;
(2)直線與雙曲線交于兩點(diǎn),若直線與軸分別交于點(diǎn),且.證明:為定值.
【答案】(1),的面積為;(2)
【解析】(1)由于,故,
又,且關(guān)于對(duì)稱,所以,因此,
在中,,
取橢圓左焦點(diǎn),連接,根據(jù)對(duì)稱性可得,
由橢圓定義可得,即,
由于,所以,進(jìn)而可得,
故雙曲線方程為,
(2)設(shè),,,,
由(1)知,即,
聯(lián)立與的方程可得
則,

則直線方程為,令,則,

同理可得,
由于,所以在線段的垂直平分線上,故,
故,
,
化簡(jiǎn)得
代入韋達(dá)定理可得
即,故,
故,或,
若,此時(shí)直線經(jīng)過定點(diǎn),該點(diǎn)與重合,不滿足題意,

題型四:過定點(diǎn)問題
(24-25高三上·河南駐馬店·開學(xué)考試)已知?jiǎng)訄AP過點(diǎn),并且與圓外切,設(shè)動(dòng)圓的圓心P的軌跡為C.
(1)直線與圓相切于點(diǎn)Q,求的值;
(2)求曲線C的方程;
(3)過點(diǎn)的直線與曲線C交于E,F(xiàn)兩點(diǎn),設(shè)直線,點(diǎn),直線交于點(diǎn)M,證明直線經(jīng)過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);(2),;(3)證明見解析,定點(diǎn)
【解析】(1)由直線與圓的位置關(guān)系可知,,
所以點(diǎn);
(2)由題意可知,設(shè)動(dòng)圓半徑為,,,,
即,
所以點(diǎn)是以為焦點(diǎn)的雙曲線的右支,,,則,
所以曲線的方程為,;
(3)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,,
直線,當(dāng),得,即,直線,
此時(shí)直線過點(diǎn)1,0,
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線,,,
直線,當(dāng)時(shí),,,
聯(lián)立,得,
,,,
下面證明直線經(jīng)過點(diǎn),即證,,
把,代入整理得,
即,
所以直線經(jīng)過點(diǎn)1,0,
綜上可知,直線經(jīng)過定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為1,0.
1.(24-25高三上·湖北襄陽(yáng)·月考)已知拋物線與雙曲線的漸近線在第一象限的交點(diǎn)為Q,且Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3.
(1)求拋物線E的方程;
(2)過點(diǎn)的直線l與拋物線E相交于兩點(diǎn),B關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為,求證:直線必過定點(diǎn).
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限,所以,
雙曲線的漸近線方程為,因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線的漸近線上,所以,
所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,又點(diǎn)在拋物線上,所以,所以,
故拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:;
(2)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,消得,,
方程的判別式,即,
設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,則,
因?yàn)辄c(diǎn)A、B在第一象限,所以,故,
設(shè)B關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為,
則直線的方程為,
令得:

直線過定點(diǎn).
2.(24-25高三上·天津北辰·期中)已知橢圓:()的一個(gè)焦點(diǎn)為,其短軸長(zhǎng)是焦距的倍,點(diǎn)為橢圓上任意一點(diǎn),且的最大值為.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)動(dòng)直線:與橢圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn),且與直線相交于點(diǎn).問:軸上是否存在定點(diǎn),使得以為直徑的圓恒過定點(diǎn)?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
【答案】(1);(2)存在,定點(diǎn)
【解析】(1)依題意設(shè)焦距為,一個(gè)焦點(diǎn)為F-c,0,
因?yàn)辄c(diǎn)為橢圓上任意一點(diǎn),且的最大值為,則,
則,解得(負(fù)值已舍去),
所以橢圓的方程;
(2)由,消元可得,
∵動(dòng)直線與橢圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn),設(shè)Px0,y0,
且,
即,
化簡(jiǎn)得,,
此時(shí),,即,
由,得,
假設(shè)在軸上存在定點(diǎn)滿足條件,設(shè),
則對(duì)滿足式的,恒成立,
,,
由,
得,
整理得
由于式對(duì)滿足式的恒成立,
所以,解得,
故存在定點(diǎn),使得以為直徑的圓恒過點(diǎn).
題型五:定直線問題
(24-25高三上·北京·月考)已知橢圓C: 的左、右焦點(diǎn)分別為、,一個(gè)焦點(diǎn)為,P是橢圓上一動(dòng)點(diǎn)(與左、右頂點(diǎn)不重合).已知的面積的最大值為2.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過點(diǎn)且斜率不為0的直線l與橢圓C相交于M,N兩點(diǎn),橢圓長(zhǎng)軸的兩個(gè)端點(diǎn)分別為,,與相交于點(diǎn)Q,求證:點(diǎn)Q在某條定直線上.
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)由題意可得橢圓的半焦距,
,所以,
所以,
所以橢圓C的方程為;
(2)不妨設(shè),,l的方程為,
聯(lián)立,得,
恒成立,
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,則,
故,,
又的方程為y=y1x1+2x+2,的方程為,
聯(lián)立兩直線方程得,
即,
因?yàn)?,所以?br>整理得,
故點(diǎn)Q在定直線上.
1.(23-24高三下·湖南長(zhǎng)沙·三模)已知拋物線,過點(diǎn)的直線與交于不同的兩點(diǎn).當(dāng)直線的傾斜角為時(shí),.
(1)求的方程;
(2)在線段上取異于點(diǎn)的點(diǎn),且滿足,試問是否存在一條定直線,使得點(diǎn)恒在這條定直線上?若存在,求出該直線;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2)點(diǎn)恒在直線上.
【解析】(1)設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2.
若直線的傾斜角為,則直線的方程為.
聯(lián)立得,
則,
且,
所以.
因?yàn)椋?,故的方程?
(2)存在,定直線為.
由題意知直線的斜率存在,
設(shè)直線的方程為,.
聯(lián)立得.
由,得且,
.
不妨設(shè),則,
過點(diǎn)向軸作垂線,垂足分別為點(diǎn),如圖所示,
則,.
因?yàn)椋裕?br>整理得,所以.
代入直線的方程得.
因?yàn)?,所以點(diǎn)恒在直線上.
2.(24-25高三上·上?!て谥校┮阎p曲線C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),是的兩個(gè)焦點(diǎn),其中左焦點(diǎn)為,離心率為.
(1)求的方程;
(2)雙曲線上存在一點(diǎn),使得,求三角形的面積;
(3)記的左、右頂點(diǎn)分別為,過點(diǎn)的直線與的左支交于M,N兩點(diǎn),在第二象限,直線與交于點(diǎn).證明:點(diǎn)在定直線上.
【答案】(1);(2);(3)證明見解析
【解析】(1)設(shè)雙曲線方程為,
由左焦點(diǎn)坐標(biāo)可知,
則,可得,,
雙曲線方程為.
(2)由(1)知,,,所以,,
在中,由余弦定理得,
即,
即,即,
所以三角形的面積為.
(3)證明:由(1)可得,設(shè),
顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線的方程為,且,
聯(lián)立,可得,
且,,
則,
直線的方程為y=y1x1+2x+2,
直線的方程為,
聯(lián)立直線與直線的方程,消去可得:
,
由,可得,即,
據(jù)此可得點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng).
題型六:動(dòng)點(diǎn)軌跡問題
(23-24高三下·湖南益陽(yáng)·一模)已知兩點(diǎn),及一動(dòng)點(diǎn),直線,的斜率滿足,動(dòng)點(diǎn)的軌跡記為.過點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn),直線,交于點(diǎn).
(1)求的方程;
(2)求的面積的最大值;
(3)求點(diǎn)的軌跡方程.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)設(shè)動(dòng)點(diǎn),因?yàn)橹本€,的斜率滿足,
,化簡(jiǎn)整理得.
所以軌跡的方程為.
(2)設(shè)過點(diǎn)的直線的方程為:,Mx1,y1,Nx2,y2,
由,得,顯然.
則,.
.
令,則,,所以.
設(shè),則,
所以當(dāng)時(shí),,則在單調(diào)遞減,
所以的最大值為,
即,時(shí),的面積取最大值.
(3)由已知可設(shè)直線的方程為y=y1x1+2x+2,即,
直線的方程為,即,
消去,得,顯然,,(*)
由(2),得,,,,
所以(*)式可化為,,即.
顯然,否則重合,不合題設(shè),
所以點(diǎn)的軌跡方程為.
1.(23-24高三下·江西撫州·月考)在平面直角坐標(biāo)系中,已知雙曲線經(jīng)過點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,為上一動(dòng)點(diǎn),且異于兩點(diǎn).
(1)求的離心率;
(2)若△的重心為,點(diǎn),求的最小值;
(3)若△的垂心為,求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.
【答案】(1);(2);(3)(去除點(diǎn)).
【解析】(1)因?yàn)殡p曲線經(jīng)過點(diǎn),所以,解得,
所以的離心率,
(2)易知.設(shè).
因?yàn)椤鞯闹匦臑?,所以,解得,
因?yàn)?,所以,?
因?yàn)椴还簿€,所以 且,
所以的軌跡不含兩點(diǎn).
故,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,
即的最小值為.
(3)因?yàn)闉椤鞯拇剐模裕?br>設(shè),
當(dāng)直線或的斜率為0時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)重合,不合題意,舍.
當(dāng)直線或的斜率不為0時(shí),直線與的斜率存在,
則,
由(2)知,則,
則.
因?yàn)?,所以?br>,則,得,
則,因?yàn)闃?gòu)成三角形,故不能在軌跡上,
綜上,動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為(去除點(diǎn)).
2.(23-24高三下·安徽合肥·模擬預(yù)測(cè))圖1為一種衛(wèi)星信號(hào)接收器,該接收器的曲面與其軸截面的交線為拋物線的一部分,已知該接收器的口徑,深度,信號(hào)處理中心位于拋物線的焦點(diǎn)處,以頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以直線為軸建立如圖2所示的平面直角坐標(biāo)系.

(1)求該拋物線的方程;
(2)設(shè)是該拋物線的準(zhǔn)線與軸的交點(diǎn),直線過點(diǎn),且與拋物線交于,兩點(diǎn),若線段上有一點(diǎn),滿足,求點(diǎn)的軌跡方程.
【答案】(1);(2),
【解析】(1)設(shè)拋物線的方程為.
因?yàn)椋渣c(diǎn)在拋物線上,
所以,故,所以拋物線的方程為.
(2)
如圖,由(1)知.
設(shè)直線:,,,,
由可得,
由,得,且,,.
分別過點(diǎn)作軸的垂線與過點(diǎn)的軸的垂線交于點(diǎn),顯然,
則有,同理有,
由可得,
整理得.
又時(shí),,因,且,故有
即點(diǎn)的軌跡方程為,.
題型七:角度關(guān)系證明問題
(24-25高三上·云南昆明·開學(xué)考試)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足直線與直線的斜率之積為,設(shè)點(diǎn)的軌跡為曲線.
(1)求的方程;
(2)已知點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),直線與交于點(diǎn),證明:.
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)由題意可設(shè),且,
則,
所以曲線的方程為.
(2)當(dāng),不妨取,滿足曲線的方程,
則的方程為,可得,
此時(shí)可得,又,故;
當(dāng)不垂直于時(shí),設(shè),則直線的方程為,
聯(lián)立,得,
所以,則,
故,
又,
故,
即,所以,
綜上所述:.
1.(23-24高三下·山西運(yùn)城·三模)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)為的左頂點(diǎn),點(diǎn)為右支上一點(diǎn)(非頂點(diǎn)),的平分線交軸于
(1)過右焦點(diǎn)作于,求;
(2)求證:.
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)延長(zhǎng)交于點(diǎn),因?yàn)槠椒?,?br>所以,所以,,
所以為的中點(diǎn),又為的中點(diǎn),所以且,
又,所以,
所以.
(2)依題意可知,,
當(dāng)時(shí),解得,不妨取,則,
,所以,滿足;
當(dāng)時(shí),設(shè),則,
所以,,
則,
所以,
又,,則,
所以,
綜上可得.
2.(23-24高三下·廣西·二模)已知拋物線,過點(diǎn)作直線交拋物線C于A,B兩點(diǎn),過A,B兩點(diǎn)分別作拋物線C的切線交于點(diǎn)P.
(1)證明:P在定直線上;
(2)若F為拋物線C的焦點(diǎn),證明:.
【答案】(1)證明見解析;(2)證明見解析
【解析】(1)證明:設(shè)Ax1,x12,Bx2,x22,則,
直線的方程為y-x12=x1+x2x-x1,即y=x1+x2x-x1x2,
又因?yàn)橹本€過點(diǎn)E0,2,所以,即,
設(shè)直線的方程為y-x12=kx-x1,與拋物線方程聯(lián)立,解得或,
又因?yàn)橹本€與拋物線相切,所以,即,
所以直線的方程為y-x12=2x1x-x1,即,
同理直線的方程為,
由y=2xx1-x12y=2xx2-x22,解得Px1+x22,x1x2,即Px1+x22,-2,
故點(diǎn)P在直線上.
(2)證明:∵cs∠PFA=FA?FPFA?FP,cs∠PFB=FB?FPFB?FP,
注意到兩角都在0,π內(nèi),可知要證.即證FA?FPFA=FB?FPFB.
而FA=x1,x12-14,F(xiàn)P=x1+x22,-94,
所以FA?FP=x1?x1+x22-94x12-14=-7164x12+1,
又|FA?|=x12+x12-142=x12+14,
所以FA?FPFA=-7164x12+1x12+14=-74,同理FB?FPFB=-74,
即有FA?FPFA=FB?FPFB,故.
題型八:向量共線問題
(24-25高三上·四川成都·模擬預(yù)測(cè))橢圓的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上,離心率,橢圓上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的最短距離為,直線與軸交于點(diǎn)(),與橢圓交于相異兩點(diǎn)、,且.
(1)求橢圓方程;
(2)求的取值范圍.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)設(shè)橢圓的方程為,
由題,解得,,
因此橢圓的方程為即.
(2)由題意可知向量起點(diǎn)相同,終點(diǎn)共線,
又由得,
故,即,即,
顯然直線斜率存在且不為,設(shè)其方程為,
聯(lián)立方程,消去,得,所以,
設(shè),,則,,
又由得,即,
因此,從而,,
所以,
整理得,顯然,
所以,解得或.經(jīng)檢驗(yàn),此時(shí),
因此的取值范圍是.
1.(23-24高三下·山西太原·三模)已知雙曲線 的左、右頂點(diǎn)分別為 與 ,點(diǎn) 在 上,且直線 與 的斜率之和為 .
(1)求雙曲線 的方程;
(2)過點(diǎn)的直線與 交于 兩點(diǎn)(均異于點(diǎn) ),直線 與直線 交于點(diǎn),求證: 三點(diǎn)共線.
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)由題意得,且
(2)由 (1) 得,
設(shè)直線 的方程為,則,
由 得,
直線 的方程為,令 ,則,
,
所以三點(diǎn)共線.
2.已知拋物線經(jīng)過點(diǎn),直線與拋物線有兩個(gè)不同的交點(diǎn),直線交軸于,直線交軸于.
(1)若直線過點(diǎn),求直線的斜率的取值范圍;
(2)若直線過拋物線的焦點(diǎn),交軸于點(diǎn),求的值;
(3)若直線過點(diǎn),設(shè),求的值.
【答案】(1);(2);(3)2
【解析】(1)因?yàn)閽佄锞€經(jīng)過點(diǎn),所以,所以,
所以拋物線的解析式為.
又因?yàn)橹本€過點(diǎn),且直線與拋物線有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
易知直線斜率存在且不為,故可設(shè)直線的方程式為.
根據(jù)題意可知直線不能過點(diǎn),所以直線的斜率.
若直線與拋物線的一個(gè)交點(diǎn)為,此時(shí)該點(diǎn)與點(diǎn)所在的直線斜率不存在,
則該直線與軸無(wú)交點(diǎn),與題目條件矛盾,
此時(shí),所以直線斜率.
聯(lián)立方程,得,
因?yàn)橹本€與拋物線有兩個(gè)不同交點(diǎn),所以,所以.
故直線的斜率的取值范圍是且且.
即率的取值范圍是.
(2)如圖所示
設(shè)直線的方程為:由,得,
設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,,
則,∵,,
,,
∴,,∴

.
(3)如圖所示
設(shè)點(diǎn),,則,,
因?yàn)?,所以,故,由得?br>設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,
直線方程為,
令,得①,由直線可得②,
因?yàn)棰郏?br>將①②代入③可得,
,
又由根與系數(shù)的關(guān)系:,,
所以,
所以.
題型九:存在性問題探究
(23-24高三下·上?!と#┮阎獧E圓:,、分別為左、右焦點(diǎn),直線過交橢圓于、兩點(diǎn).
(1)求橢圓的離心率;
(2)當(dāng),且點(diǎn)在軸上方時(shí),求、兩點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若直線交軸于,直線交軸于,是否存在直線,使得?若存在,求出直線的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2);;(3)存在直線或滿足題意
【解析】(1)由橢圓方程知,,,所以,
所以離心率.
(2),,設(shè)Ax1,y1,且.
所以,,
,,
又在橢圓上,滿足,即,
,解得,即.
所以直線:,
聯(lián)立,解得或,
所以;
(3)設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,,,
直線:,
聯(lián)立,得.
則,.
直線的方程:y=y1x1+2x+2,令得縱坐標(biāo);
直線的方程:y=y2x2+2x+2,令得的縱坐標(biāo).
則,
若,即,

,,
代入根與系數(shù)的關(guān)系,得,解得.
存在直線或滿足題意.
1.(24-25高三上·上?!ぴ驴迹┮阎p曲線的離心率,左頂點(diǎn),過C的右焦點(diǎn)F作與x軸不重合的直線l,交C于P、Q兩點(diǎn).
(1)求雙曲線C的方程;
(2)求證:直線、的斜率之積為定值;
(3)設(shè),試問:在x軸上是否存在定點(diǎn)T,使得恒成立?若存在,求出點(diǎn)T的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
【答案】(1);(2)證明見解析;(3)存在,
【解析】(1)設(shè)雙曲線的半焦距為c.
由題意知,故,
因此.
(2)由題意知.設(shè)直線,
與雙曲線方程聯(lián)立得.
設(shè)Px1,y1、Qx2,y2,則,
故直線、的斜率之積為

(3)由題意知,得.
設(shè),則.
即.
由于,上式即,解得.
利用(*)式,得,
因此存在定點(diǎn)滿足題目要求.
2.(23-24高三下·西藏拉薩·月考)已知拋物線,準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn)為拋物線上一點(diǎn),交軸于點(diǎn).當(dāng)時(shí),.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)直線與拋物線的另一交點(diǎn)為(點(diǎn)在點(diǎn)之間),過點(diǎn)且垂直于軸的直線交于點(diǎn).是否存在實(shí)數(shù),使得?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2)存在,
【解析】(1)因?yàn)楫?dāng)時(shí),,所以四邊形為平行四邊形,
所以即所以
將代入,得,解得
所以拋物線的方程為.
(2)如圖,
由題意,得.設(shè)直線斜率不能為0,
故其方程為,則.
由,得,
所以.
假設(shè)存在實(shí)數(shù),使得,即.
由題意,知,
所以.
又,
所以,
即存在實(shí)數(shù),使得成立.
題型十:“非對(duì)稱”韋達(dá)定理
(23-24高三上·陜西西安·期中)已知橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,左、右頂點(diǎn)分別為A,B,經(jīng)過點(diǎn)P(1,0)的動(dòng)直線與橢圓相交于不同的兩點(diǎn)C,D(不與點(diǎn)A,B重合).
(1)求橢圓的方程及離心率;
(2)若直線CB與直線AD相交于點(diǎn)M,判斷點(diǎn)M是否位于一條定直線上?若是,求出該直線的方程;若不是,說明理由.
【答案】(1)橢圓方程為,離心率為;(2)點(diǎn)在定直線上.
【解析】(1)由題意,,所以橢圓方程為,
,,則,離心率為;
(2)由題意設(shè)動(dòng)直線方程為,設(shè),,
由得,
顯然,
直線方程為,直線方程為,
聯(lián)立方程組,得
又,代入得,
由,得,即,
所以,
所以點(diǎn)在定直線上.
1.(23-24高三上·上海閔行·期中)已知雙曲線:的離心率為,點(diǎn)在雙曲線上.過的左焦點(diǎn)F作直線交的左支于A、B兩點(diǎn).
(1)求雙曲線C的方程;
(2)若,試問:是否存在直線,使得點(diǎn)M在以為直徑的圓上?請(qǐng)說明理由.
(3)點(diǎn),直線交直線于點(diǎn).設(shè)直線、的斜率分別、,求證:為定值.
【答案】(1);(2)不存在,理由見解析;(3)證明見解析
【解析】(1)由雙曲線的離心率為,且在雙曲線上,
可得,解得,∴雙曲線的方程為.
(2)雙曲線的左焦點(diǎn)為,
當(dāng)直線的斜率為0時(shí),此時(shí)直線為,與雙曲線左支只有一個(gè)交點(diǎn),舍去;
當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè),
聯(lián)立方程組,消得,易得,
設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,則,可得,
∵,

,
即,可得與不垂直,
∴不存在直線,使得點(diǎn)在以為直徑的圓上.
(3)由直線,得,
∴,又,


∵,∴,且,
∴,即為定值.
2.(24-25高三上·重慶·月考)已知是橢圓的右焦點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),為橢圓上任意一點(diǎn),的最大值為,當(dāng)時(shí),的面積為.
(1)求的值;
(2)為橢圓的左?右頂點(diǎn),點(diǎn)滿足,當(dāng)與不重合時(shí),射線交橢圓于點(diǎn),直線交于點(diǎn),求的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因?yàn)棰伲?br>設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,因?yàn)?,所?
即,
又,所以,
所以,
所以,所以,
因?yàn)?,所以,所以②,又③?br>由①②③,解得,所以.
(2)由(1)可知橢圓的方程為,
因?yàn)辄c(diǎn)滿足,所以,設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立,得,
設(shè),易得,則,
直線的方程為y=y1x1+2x+2,直線的方程為,
聯(lián)立得,
因?yàn)?,所以,解?br>所以動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程為.
由橢圓的對(duì)稱性不妨設(shè),直線的傾斜角分別為,
因?yàn)?,所以?br>因?yàn)?,所以?br>當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,此時(shí),,所以的最大值為.
必刷大題
1.(23-24高三下·河北·模擬預(yù)測(cè))橢圓:左右頂點(diǎn)分別為,,且,離心率.
(1)求橢圓的方程;
(2)直線與拋物線相切,且與相交于、兩點(diǎn),求面積的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由題意AB=4,得,.
又的離心率為,得,所以,
則,
得橢圓的方程為.
(2)

方法一:由題意當(dāng)直線斜率不存在時(shí),直線方程為,
易得,此時(shí).
當(dāng)直線斜率存在時(shí),方程可設(shè)為,與拋物線聯(lián)立得
整理得
由.
聯(lián)立,得,
又,整理得
且,得
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,則,.

又點(diǎn)到直線距離為,
由二次函數(shù)性質(zhì)知當(dāng)(滿足)時(shí),
取得最大值為,
綜上所述,得的面積的最大值為.
方法二:由題意知直線斜率不為0,故方程可設(shè)為,
與拋物線聯(lián)立得,
直線與拋物線相切得,
聯(lián)立,得,
且.
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2
則,.
又與軸交于點(diǎn),

又,

當(dāng)(此時(shí),符合)時(shí),取得最大值為
綜上所述,得的面積的最大值為.
方法三: 由,求導(dǎo)數(shù)得2,
不妨設(shè),則,
由導(dǎo)數(shù)的幾何意義知過點(diǎn)的切線的斜率為,
故所求切線方程為,
化簡(jiǎn)得即,
又在拋物線上,
所以切線方程為:(可驗(yàn)證對(duì),此方程也適用)
因此可得拋物線的方程y2=2pxp>0,求經(jīng)過拋物線上一點(diǎn)的切線的方程為.
故由題意可設(shè)直線的切點(diǎn)為,則切線方程為
當(dāng)切點(diǎn)為原點(diǎn)時(shí),易得
當(dāng)切點(diǎn)不是原點(diǎn)時(shí),聯(lián)立,
又,整理得,
,得,
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,
則,.

又點(diǎn)到直線距離為,
當(dāng)時(shí)(滿足),面積最大.
綜上所述,得的面積的最大值為.
方法四: 設(shè)直線的切點(diǎn)為,即,
由方法三可設(shè)切線方程為.
由題意知直線斜率不為0,得直線方程為,
,得.
設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2
則,.
又與軸交于點(diǎn),

當(dāng)(滿足)時(shí),取得最大值為.
綜上所述,得的面積的最大值為
2.(24-25高三上·河北石家莊·月考)已知焦距為的橢圓的右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,過F作直線與橢圓交于、兩點(diǎn)(異于點(diǎn)),當(dāng)軸時(shí),.
(1)求橢圓的方程;
(2)證明:是鈍角.
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)由題意:,
所以橢圓的方程為:.
(2)如圖:
因?yàn)?、兩點(diǎn)異于點(diǎn),故直線斜率不為.
設(shè)直線:,
由.
設(shè),,則,.
所以
,
所以為鈍角或平角(舍去).
故為鈍角.
3.(24-25高三上·重慶·月考)已知雙曲線的一條漸近線方程為,點(diǎn)在雙曲線C上.
(1)求雙曲線C的方程.
(2)設(shè)過點(diǎn)的直線l與雙曲線C交于M,N兩點(diǎn),問在x軸上是否存在定點(diǎn)Q,使得為常數(shù)?若存在,求出Q點(diǎn)坐標(biāo)及此常數(shù)的值;若不存在,說明理由.
【答案】(1);(2)存在,,.
【解析】(1)由題意得,因?yàn)殡p曲線漸近線方程為,
所以,
又點(diǎn)在雙曲線上,所以將坐標(biāo)代入雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程得:,
聯(lián)立兩式解得,,
所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.
(2)如圖所示,
點(diǎn),直線l與雙曲線交于兩點(diǎn),
由題意得,設(shè)直線l的方程為,點(diǎn)坐標(biāo)為,
聯(lián)立得,,
設(shè),,
則,,

,
,,
所以
,
所以若要使得上式為常數(shù),則,
即,此時(shí),
所以存在定點(diǎn),使得為常數(shù).
4.(24-25高三上·云南保山·期中)若為拋物線上一點(diǎn),過作兩條關(guān)于對(duì)稱的直線分別另交于兩點(diǎn).
(1)求拋物線的方程與焦點(diǎn)坐標(biāo);
(2)判斷直線的斜率是否為定值?若是,求出定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),焦點(diǎn)為;(2)存在,.
【解析】(1)由題意,得,得,所求拋物線方程為,其焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
(2)如圖,由題意,不妨設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立拋物線方程,消去得,
由韋達(dá)定理得,
因?yàn)橹本€與關(guān)于對(duì)稱,所以,且,
所以,
所以,即,即,
由韋達(dá)定理得,解得,
所以直線的斜率為定值.
5.(24-25高三上·湖北武漢·期中)已知橢圓:的離心率為,點(diǎn)在上,直線與交于不同于A的兩點(diǎn),.
(1)求的方程;
(2)若,求面積的最大值;
(3)記直線,的斜率分別為,,若,證明:以為直徑的圓過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1);(2);(3)證明見解析,定點(diǎn)
【解析】(1)由題意可知:,解得,
所以橢圓的方程為.
(2)若,可知直線的斜率存在,
設(shè)直線:,,
聯(lián)立方程,消去y可得,
則,整理可得,
可得,
因?yàn)?,則,
由,可得,
則,
整理可得,
則,
且,則,可得,
解得,且滿足,
可知直線:過定點(diǎn),
則面積,
令,則,可得,
因?yàn)樵趦?nèi)單調(diào)遞增,則,
所以當(dāng)時(shí),面積取到最大值.
(3)若直線的斜率不存在,設(shè),
可得,可得,
這與相矛盾,不合題意;
可知直線的斜率存在,設(shè)直線:,,
可得,
整理可得,
則,
且,則,可得,解得,
設(shè)以為直徑的圓過定點(diǎn)Px0,y0,
則,
可得,
則,
整理可得,
則,
可得,
注意到上式對(duì)任意的均成立,則,解得,
所以以為直徑的圓過定點(diǎn).
6.(24-25高三上·上海寶山·月考)已知橢圓 的左、右焦點(diǎn)分別為 為橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),且右焦點(diǎn) F?到雙曲線. 漸近線的距離為
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)直線與橢圓C交于 A、B兩點(diǎn).
①若直線過橢圓右焦點(diǎn)F?,且△AF?B的面積為 求實(shí)數(shù)k的值;
②若直線過定點(diǎn)P(0,2), 且k>0, 在x軸上是否存在點(diǎn)T(t,0)使得以TA、TB為鄰邊的平行四邊形為菱形? 若存在,則求出實(shí)數(shù)t的取值范圍; 若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2)①;②
【解析】(1)由雙曲線. 的漸近線方程為,
再由橢圓的右焦點(diǎn)分別為到漸近線的距離為可得:
,因?yàn)?,所以解得?br>再由橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)為,可得,
所以由,
即橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)①直線過橢圓右焦點(diǎn)F?可得:,即,
所以由直線與橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程聯(lián)立方程組,消去得:
,
設(shè)兩交點(diǎn)Ax1,y1,Bx2,y2,則有
所以,
又橢圓左焦點(diǎn)F1-1,0到直線的距離為,
所以,
解得:或(舍去),即;
②假設(shè)存在點(diǎn)使得以為鄰邊的平行四邊形為菱形,
由于直線過定點(diǎn), 且,可知直線方程為,
與橢圓聯(lián)立方程組,消去得:,
由,且,解得,
設(shè)兩交點(diǎn)Ax1,y1,Bx2,y2,中點(diǎn),則有
所以,
即,整理得,
又因?yàn)椋?,則.
1.(2024·全國(guó)·高考真題)已知和為橢圓上兩點(diǎn).
(1)求C的離心率;
(2)若過P的直線交C于另一點(diǎn)B,且的面積為9,求的方程.
【答案】(1);(2)直線的方程為或.
【解析】(1)由題意得,解得,
所以.
(2)法一:,則直線的方程為,即,
,由(1)知,
設(shè)點(diǎn)到直線的距離為,則,
則將直線沿著與垂直的方向平移單位即可,
此時(shí)該平行線與橢圓的交點(diǎn)即為點(diǎn),
設(shè)該平行線的方程為:,
則,解得或,
當(dāng)時(shí),聯(lián)立,解得或,
即或,
當(dāng)時(shí),此時(shí),直線的方程為,即,
當(dāng)時(shí),此時(shí),直線的方程為,即,
當(dāng)時(shí),聯(lián)立得,
,此時(shí)該直線與橢圓無(wú)交點(diǎn).
綜上直線的方程為或.
法二:同法一得到直線的方程為,
點(diǎn)到直線的距離,
設(shè),則,解得或,
即或,以下同法一.
法三:同法一得到直線的方程為,
點(diǎn)到直線的距離,
設(shè),其中,則有,
聯(lián)立,解得或,
即或,以下同法一;
法四:當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),此時(shí),
,符合題意,此時(shí),直線的方程為,即,
當(dāng)線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立橢圓方程有,則,其中,即,
解得或,,,
令,則,則
同法一得到直線的方程為,
點(diǎn)到直線的距離,
則,解得,
此時(shí),則得到此時(shí),直線的方程為,即,
綜上直線的方程為或.
法五:當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r(shí),到距離,
此時(shí)不滿足條件.
當(dāng)?shù)男甭蚀嬖跁r(shí),設(shè),令,
,消可得,
,且,即,
,
到直線距離,
或,均滿足題意,或,即或.
法六:當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r(shí),到距離,
此時(shí)不滿足條件.
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè),
設(shè)與軸的交點(diǎn)為,令,則,
聯(lián)立,則有,
,
其中,且,
則,
則,解的或,經(jīng)代入判別式驗(yàn)證均滿足題意.
則直線為或,即或.
2.(2024·全國(guó)·高考真題)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)在上,且軸.
(1)求的方程;
(2)過點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),為線段的中點(diǎn),直線交直線于點(diǎn),證明:軸.
【答案】(1);(2)證明見解析
【解析】(1)設(shè)Fc,0,由題設(shè)有且,故,故,故,
故橢圓方程為.
(2)直線的斜率必定存在,設(shè),Ax1,y1,Bx2,y2,
由可得,
故,故,
又,
而,故直線,故,
所以

故,即軸.
3.(2024·天津·高考真題)已知橢圓的離心率為12.左頂點(diǎn)為,下頂點(diǎn)為是線段的中點(diǎn)(O為原點(diǎn)),的面積為.
(1)求橢圓的方程.
(2)過點(diǎn)C的動(dòng)直線與橢圓相交于兩點(diǎn).在軸上是否存在點(diǎn),使得恒成立.若存在,求出點(diǎn)縱坐標(biāo)的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2)存在,使得恒成立.
【解析】(1)因?yàn)闄E圓的離心率為,故,,其中為半焦距,
所以,故,
故,所以,,故橢圓方程為:.
(2)
若過點(diǎn)的動(dòng)直線的斜率存在,則可設(shè)該直線方程為:,
設(shè),
由可得,
故且
而,

,
因?yàn)楹愠闪ⅲ?,解?
若過點(diǎn)的動(dòng)直線的斜率不存在,則或,
此時(shí)需,兩者結(jié)合可得.
綜上,存在,使得恒成立.
4.(2024·北京·高考真題)已知橢圓:,以橢圓的焦點(diǎn)和短軸端點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是邊長(zhǎng)為2的正方形.過點(diǎn)且斜率存在的直線與橢圓交于不同的兩點(diǎn),過點(diǎn)和的直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為.
(1)求橢圓的方程及離心率;
(2)若直線BD的斜率為0,求t的值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由題意,從而,
所以橢圓方程為,離心率為;
(2)直線斜率不為0,否則直線與橢圓無(wú)交點(diǎn),矛盾,
從而設(shè),,
聯(lián)立,化簡(jiǎn)并整理得,
由題意,即應(yīng)滿足,
所以,
若直線斜率為0,由橢圓的對(duì)稱性可設(shè),
所以,在直線方程中令,
得,
所以,
此時(shí)應(yīng)滿足,即應(yīng)滿足或,
綜上所述,滿足題意,此時(shí)或.
5.(2024·上?!じ呖颊骖})已知雙曲線左右頂點(diǎn)分別為,過點(diǎn)的直線交雙曲線于兩點(diǎn).
(1)若離心率時(shí),求的值.
(2)若為等腰三角形時(shí),且點(diǎn)在第一象限,求點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)連接并延長(zhǎng),交雙曲線于點(diǎn),若,求的取值范圍.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由題意得,則,.
(2)當(dāng)時(shí),雙曲線,其中,,
因?yàn)闉榈妊切?,則
①當(dāng)以為底時(shí),顯然點(diǎn)在直線上,這與點(diǎn)在第一象限矛盾,故舍去;
②當(dāng)以為底時(shí),,
設(shè),則 , 聯(lián)立解得或或,
因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限,顯然以上均不合題意,舍去;
(或者由雙曲線性質(zhì)知,矛盾,舍去);
③當(dāng)以為底時(shí),,設(shè),其中,
則有,解得,即.
綜上所述:.
(3)由題知,
當(dāng)直線的斜率為0時(shí),此時(shí),不合題意,則,
則設(shè)直線,
設(shè)點(diǎn),根據(jù)延長(zhǎng)線交雙曲線于點(diǎn),
根據(jù)雙曲線對(duì)稱性知,
聯(lián)立有,
顯然二次項(xiàng)系數(shù),
其中,
①,②,

則,因?yàn)樵谥本€上,
則,,
即,即,
將①②代入有,

化簡(jiǎn)得,
所以 , 代入到 , 得 , 所以 ,
且,解得,又因?yàn)?,則,
綜上知,,.
6.(2024·上?!じ呖颊骖})在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)為橢圓上一點(diǎn),、分別為橢圓的左、右焦點(diǎn).
(1)若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,求的長(zhǎng);
(2)設(shè)的上、下頂點(diǎn)分別為、,記的面積為的面積為,若,求的取值范圍
(3)若點(diǎn)在軸上方,設(shè)直線與交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn)延長(zhǎng)線與交于點(diǎn),是否存在軸上方的點(diǎn),使得成立?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,
【解析】(1)設(shè),由點(diǎn)為橢圓上一點(diǎn),得,即,又,
所以.
(2)設(shè),而,
則,由,得,
即,又,則,解得,
,
所以的范圍是.
(3)設(shè),由圖象對(duì)稱性,得、關(guān)于軸對(duì)稱,則,
又,于是,
則,同理,
由,得,
因此,即,則,
設(shè)直線,由消去得,
則,即,而,解得,,
由,得,所以.
求最值及問題常用的兩種方法:
(1)幾何法:題中給出的條件有明顯的幾何特征,則考慮用幾何圖形性質(zhì)來(lái)解決;
(2)代數(shù)法:題中所給出的條件和結(jié)論的幾何特征不明顯,則可以建立目標(biāo)函數(shù),再求該函數(shù)的最值,求函數(shù)的最值常見的方法有基本不等式法、單調(diào)性法、導(dǎo)數(shù)法和三角換元法等。
圓錐曲線的取范圍問題
1、利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)或判別式構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;
2、利用已知參數(shù)的范圍,求新參數(shù)的范圍,解這類問題的核心是建立兩個(gè)參數(shù)之間的等量關(guān)系;
3、利用隱含的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
4、利用已知的不等關(guān)系構(gòu)造不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
5、利用求函數(shù)的值域的方法將待求量表示為其他變量的函數(shù),求其值域,從而確定參數(shù)的取值范圍.
圓錐曲線的定值問題
(1)解析幾何中的定值問題是指某些幾何量(線段長(zhǎng)度,圖形面積,角度,直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達(dá)式的值和題目中的參數(shù)無(wú)關(guān),不依參數(shù)的變化而變化,而始終是一個(gè)確定的值,
求定值問題常見的解題方法有兩種:
法一、先猜后證(特例法):從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)定值與變量無(wú)關(guān);
法二、引起變量法(直接法):直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理過程中消去參數(shù),從而得到定值。
(2)直接法解題步驟
第一步設(shè)變量:選擇適當(dāng)?shù)牧慨?dāng)變量,一般情況先設(shè)出直線的方程:或、點(diǎn)的坐標(biāo);
第二步表示函數(shù):要把證明為定值的量表示成上述變量的函數(shù),一般情況通過題干所給的已知條件,進(jìn)行正確的運(yùn)算,將需要用到的所有中間結(jié)果(如弦長(zhǎng)、距離等)用引入的變量表示出來(lái);
第三步定值:將中間結(jié)果帶入目標(biāo)量,通過計(jì)算化簡(jiǎn)得出目標(biāo)量與引入的變量無(wú)關(guān),是一個(gè)常數(shù)。
圓錐曲線的定點(diǎn)問題
1、參數(shù)無(wú)關(guān)法:把直線或者曲線方程中的變量,當(dāng)作常數(shù)看待,把方程一端化為零,既然是過定點(diǎn),那么這個(gè)方程就要對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)的參數(shù)的系數(shù)就要全部為零,這樣就得到一個(gè)關(guān)于,的方程組,這個(gè)方程組的解所確定的點(diǎn)就是直線或曲線所過的定點(diǎn)。
2、特殊到一般法:根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)直線、動(dòng)曲線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無(wú)關(guān)。
3、關(guān)系法:對(duì)滿足一定條件上的兩點(diǎn)連結(jié)所得直線定點(diǎn)或滿足一定條件的曲線過定點(diǎn)問題,可設(shè)直線(或曲線)上兩點(diǎn)的坐標(biāo),利用坐標(biāo)在直線(或曲線)上,建立點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程(組),求出相應(yīng)的直線(或曲線),然后再利用直線(或曲線)過定點(diǎn)的知識(shí)求解。
解決圓錐曲線中動(dòng)點(diǎn)在定直線問題的解題步驟:
1、聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程消元;2、挖掘圖形中的對(duì)稱性,解出動(dòng)點(diǎn)橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo);3、將動(dòng)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)分別用參數(shù)表示,再消去參數(shù);4、設(shè)點(diǎn),將方程變形解出定直線方程。
求解動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程的常見方法:
(1)定義法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合我們已知的某種曲線(如圓、橢圓、雙曲線、拋物線)的定義,則可先設(shè)出軌跡方程,再根據(jù)已知條件待定方程中的參數(shù),即可求得軌跡方程;
(2)直接法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足的等量關(guān)系容易建立,則可用點(diǎn)的坐標(biāo)表示該等量關(guān)系,即可得軌跡方程;
(3)相關(guān)點(diǎn)法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是由另外一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)引發(fā)的,而點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知(坐標(biāo)滿足某已知的曲線方程),則用點(diǎn)的坐標(biāo)表示出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),然后將點(diǎn)的坐標(biāo)代入已知曲線方程,即可得到點(diǎn)的軌跡方程;
(4)交軌消參法:在求動(dòng)點(diǎn)軌跡時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)要求兩動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡問題,這類問題通常通過解方程組得出交點(diǎn)(含參數(shù))的坐標(biāo),再消去參數(shù)求得所求的軌跡方程.
角度關(guān)系的證明往往轉(zhuǎn)化為斜率問題或坐標(biāo)問題,其中角相等問題優(yōu)先考慮轉(zhuǎn)為斜率之和為零處理,或考慮用向量進(jìn)行計(jì)算。
三點(diǎn)共線問題證明的解題策略一般有以下幾種:
(1)斜率法:若過任意兩點(diǎn)的直線的斜率都存在,通過計(jì)算證明過任意兩點(diǎn)的直線的斜率相等來(lái)證明三點(diǎn)共線;
(2)距離法:計(jì)算出任意兩點(diǎn)間的距離,若某兩點(diǎn)間的距離等于另外兩個(gè)距離之和,則這三點(diǎn)共線;
(3)向量法:利用向量共線定理證明三點(diǎn)共線;
(4)直線方程法:求出過其中兩點(diǎn)的直線方程,在證明第三點(diǎn)也在該直線上;
(5)點(diǎn)到直線的距離法:求出過其中某兩點(diǎn)的直線方程,計(jì)算出第三點(diǎn)到該直線的距離,若距離為0,則三點(diǎn)共線;
(6)面積法:通過計(jì)算求出以三點(diǎn)為三角形的面積,若面積為0,則三點(diǎn)共線,在處理三點(diǎn)共線問題,離不開解析幾何的重要思想:“設(shè)而不求思想”。
圓錐曲線存在性問題的解題技巧:
1、特殊值(點(diǎn))法:對(duì)于一些復(fù)雜的題目,可通過其中的特殊情況,解得所求要素的必要條件,然后再證明求得的要素也使得其他情況均成立;
2、假設(shè)法:先假設(shè)存在,推證滿足條件的結(jié)論。若結(jié)論正確,則存在;若結(jié)論不正確,則不存在。
將直線的方程與圓錐曲線方程聯(lián)立,消去,得到關(guān)鍵方程(設(shè)方程的兩根和),在某些問題中,可能會(huì)涉及到需計(jì)算兩根系數(shù)不相同的代數(shù)式。例如,運(yùn)算過程中出現(xiàn)了、等結(jié)構(gòu),且無(wú)法直接通過合并同類項(xiàng)化為系數(shù)相同的情況處理,像這種非對(duì)稱的結(jié)構(gòu),通常是無(wú)法根據(jù)偉大定理直接求出的,此時(shí)一般的處理技巧是抓住和的關(guān)系將兩根積向兩根和轉(zhuǎn)化,通過局部計(jì)算、整體約分的方法解決問題。

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