高三圆锥曲线复习(基础和大题含问题详解)
数学-2023届新高考必刷-圆锥曲线大题综合解析版

【2023届新高考1.(2023春·江苏扬州·高三统考开学考的准线l 上.当AB 过抛物线焦点F 且(1)求抛物线G 的方程;(2)若∠ACB 为直角,求证:直线AB 过【答案】(1)y 2=4x(2)证明见解析,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 ,Ay 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.b 2a 2+c -a 2=10212⋅2b 2a ⋅c -a=3c 2=a 2+b 2,进而求解;1 ,Q x 2,y 2 ,联立直线和双曲线方程组,可得3m 2-1 y 2-12my +9x 1 x -x 2 +y -y 1 y -y 2 =0,由对称性知以PQ 为直径的圆必1x 2 x +x 1x 2+y 1y 2=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 =b 2a ,y Q =-b 2a ,即PF =b 2a ,由题意,可得b 2a 2+c -a 2=10212⋅2b 2a ⋅c -a =3c 2=a 2+b 2,解得a =1,b =3,c =2,∴双曲线C 的方程为:x 2-y 23=1;(2)方法一:设PQ 方程为x =my -2,P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,x =my -23x 2-y 2=3⇒3m 2y 2-4my +4 -y 2=3⇒3m 2-1 y 2-12my +9=0, 以PQ 为直径的圆的方程为x -x 1 x -x 2 +y -y 1 y -y 2 =0,x 2-x 1+x 2 x +x 1x 2+y 2-y 1+y 2 y +y 1y 2=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x 2-x 1+x 2 x +x 1x 2+y 1y 2=0,而x 1+x 2=m y 1+y 2 -4=12m 23m 2-1-4=43m 2-1,x 1x 2=my 1-2 my 2-2 =m 2y 1y 2-2m y 1+y 2 +4=-3m 2-43m 2-1,∴x 2-43m 2-1x +-3m 2-43m 2-1+93m 2-1=0⇒3m 2-1 x 2-4x +5-3m 2=0⇒3m 2-1 x +3m 2-5 x -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 x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,x =my -23x 2-y 2=3⇒3m 2-1 y 2-12my +9=0, 由对称性知以PQ 为直径的圆必过x 轴上的定点.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 +m x 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 =0,4(k -m )x 2+8m =0,对任意x 2都成立,463,233 是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点,B 与=π2.(-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 2-1,22k 2+1 2k 2-12.5.(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,22+49t+36t-12,取得最小值,,b 0 的右顶点为A,左焦点C于A,B两点,且AB(2)过点T6,0的直线l2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)x29-y24=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=bca2+b2=b,而d=2,∴b=2.∴双曲线C的方程为x2a2-y24=10<a<10.依题意直线l1的方程为y=13x-a.由x2a2-y24=1,y=13x-a,消去y整理得:36-a2x2+2a3x-a2a2+36=0,依题意:36-a2≠0,Δ>0,点A,B的横坐标分别为x A,x B,x A -x B =8103,∴x A -x B =8.a =12(舍去),且a =3时,Δ>0,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.)如图,已知F1-3,0,F2 ,M为⊙O:x2+y2=4上的动点,延长F1M至点N,使得MN=MF1 ,F1N的垂直平分线与F2P,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Cλ是椭圆C的相似椭圆,M1,N1是椭圆Cλ的左、右顶点.点Q是Cλ上异于四个顶点的任意一点,当λ=e2(e为曲线C的离心率)时,设直线QM1与椭圆C交于点A,B,直线QN1与椭圆C交于点D,E,求AB+DE的值.【答案】(1)x24+y2=1(2)5【分析】(1)由图可知OM是△F1NF2的中位线,由此可得F2N长为定值,因为点P在F1N的垂直平分线上,所以PF1+PF2=PF2+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QM1与直线QN1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∥12F2N且OM=12F2N,∴F2N=4,又点P在F1N的垂直平分线上,∴PF1=PN,∴PF1+PF2=PF2+PN=NF2=4>23,满足椭圆定义,∴a=2,c=3,b=1,∴曲线C的方程为x24+y2=1.(2)由(1)知椭圆C方程为x24+y2=1,则离心率e=32⇒λ=34,∴楄圆Cλ的标准方程为x23+4y23=1,设Q x0,y0为椭圆Cλ异于四个顶点的任意一点,直线QM1,QN1斜率k QM1,k QN1,则k QM1⋅k QN1=y0x0+3⋅y0x0-3=y20x20-3,又x203+4y203=1⇒y20=143-x20,∴k QM1⋅k QN1=-14k QM1≠±12.)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 .代入上式可得: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,k NA +k NB =求出t 的值,即可得解.的坐标为-p 2,a ,1,即a =p ,=1,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-t x 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;即可得到结果;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b =1,a =b 2+3=2,故椭圆的方程为x 24+y 2=1;+m ,P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,+4k 2 x 2+8km x +4m 2-4=0,Δ=64k 2m 2-41+4k 2 4m 2-4 =161+4k 2-m 2 >0,两边同除x 1,y 2+1x 1x 2=-3⋅y 1-1x 21=-3⋅y 1-141-y 21 =341+y 1 ,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【详解】(1)当直线l 不存在斜率时,方程设直线l 的斜率为k ,方程为y =kx +m +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+mx 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 ,x 2y 3=-y 1+12y 2,y 21+14x 222+y 22-12x 1x 2-y 1y 2=1,-2y 1y 2+12y 22-2x 1x 2+12x 22-12是定值.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 24-4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=1.2+4y2+4x-8y=0,x1,y1,B x2,y2,x2+4y2+4x-8ytx+ny=0,x2=0,两边同除以x2=0,-2n,即n=-2t,=12x-12t,即2y2-2my+m2-2=0,Δ>0,y4 2=5y23+y24=5y3+y42-2y3y416.(2023春·江苏苏州·高三统考开学考试)已知抛物线y2=a2x的焦点也是离心率为32的椭圆x2a2+y2 b2=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y2=12x,椭圆的标准方程为x212+y23=13,得到答案.计算AB =12m 2+1 ,方程无解得到答案;整理得到m 2=,0 ,由于e =c a =32,即F 32a ,0 ,3,y 2=12x .,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,等差数列性质,直线和抛物线,椭圆的位置关系,其中,利用韦达定理得到根与系数的关系,根据设需要熟练掌握.)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:C 2的一个公共点是23,263.1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:x24+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.θ前系数λ=13.为定值,1的左、右顶点分别为A ,B ,点C 是椭圆上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,tan2θ-1tan2θ+1=-35x,420k2+524k2+12=100【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:x2a2-y2b2=1的右焦点为F3,0,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)x25-y24=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a2+b2=c2,即可求得本题答案;直线方程与双曲线方程联立消x,即可求得本题答案;(ii)到它的距离为2,故P 为线段MQ 的中点,所以|MP |=|P 【点睛】关键点点睛:本题第二小题第一如何用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 -4km4k 2+1,m 4k 2+1,因为BD ⊥MN ,,即3km +4k 2+1=0,②=-54,m =355,满足Δ>0,为直角顶点的等腰直角三角形,-54x +355.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,且经过点MQ x 0,y 0 为平面内一个动点,其中y 0>0,记直线QF 1与椭圆C 在x 轴上方的交点为A x 1,y 1 ,直线QF 2与椭圆C 在x 轴上方的交点为B x 2,y 2 .(1)求椭圆C 的标准方程;(2)①若AF 2∥BF 1,证明:1y 1+1y 2=1y 0;②若QF 1 +QF 2 =3,探究y 0,y 1,y 2之间关系.【答案】(1)x 24+y 23=1(2)①证明见解析 ;②4y 0=31y 1+1y 2【分析】(1)根据椭圆的离心率和a =2即可求解;(2)①根据两点求斜率公式和直线的点斜式方程表示出直线AF 1、BF 2,得x 1y 2-x 2y 1+y 1+y 2=2y 1y 2y 0.根据平面平行向量的坐标表示可得x 2y 1-x 1y 2+y 1+y 2=0,即可证明;②设直线QF 2方程,联立椭圆方程,消去x ,得关于y 的一元二次方程,化简整理方程可得1y 2=x 0-1 +2QF 23y 0.同理可得1y 1=-x 0+1 +2QF 1 3y 0,对于1y 1+1y 2化简计算即可求解.【详解】(1)由题意得:e =c a=12a =2⇒a =2b =3c =1,因此,椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1;(2)①由(1)知,F 1(-1,0),F 2(1,0),∵k AF 1=y 1x 1+1,k BF 2=y 2x 2-1,∴x =x 1+1y 1y -1,x =x 2-1y 2y +1,∴x 2-1y 2y 0+1=x 1+1y 1y 0-1,∴x 1+1y 1y 0-x 2-1y 2y 0=2,∴x 1+1 y 2-x 2-1 y 1=2y 1y 2y 0,即x 1y 2-x 2y 1+y 1+y 2=2y 1y 2y 0,又∵F 1B=x 2+1,y 2 ,F 2A =x 1-1,y 1 ,∴x 2+1 y 1-x 1-1 y 2=0,=-2+2⋅33y0=43y0.的左右焦点分别为F1,F2,点A0,y1,经过点B(3,0)且与x轴垂直的直线l与直线AP交于点Q.(1)求证:y0y1=1.(2)试问:x轴上是否存在不同于点B的定点M,满足当直线MP,MQ的斜率存在时,两斜率之积为定值?若存在定点M,求出点M的坐标及该定值;若不存在,请说明理由.MQ 的斜率之积为定值,该定值为-920.-b )2=r 2(r >0),代入-3,0 、x 0,y 0 及A 0,y 1 可解得y 1=k AP =k AQ 得y Q ,即可表示出k MP ⋅k MQ 讨论定值是否存在.0 ,F 23,0 设圆的方程为x 2+(y -b 0)2=r 2(r >0),代入F 1-3,0 及x 0,y 0 ,得3+b 20=r 2x 20+y 0-b 0 2=r 2 ,两式相减,得b 0=x 02+y 02-32y 0=4-4y 02+y 02-32y 0=121y 0-3y 0 ,所以圆的方程为x 2+y 2-2b 0y -3=0即x 2+y 2+3y 0-1y 0y -3=0,令x =0,得y 2+3y 0-1y 0y -3=0,由y 1>0,可得y 1=1y 0,即y 0y 1=1.(2)设M (m ,0)(m ≠3),由(1)知A 0,1y 0 ,由A ,P ,Q 三点共线,得y 0-1y 0x 0=y Q -1y 03,解得Y Q =3y 02-1 +x 0x 0y 0,则k MP ⋅k MQ =y 0x 0-m ⋅3y 02-1 +x 0x 0y 03-m =3y 02-1 +x 0x 0x 0-m 3-m,代入y 20-1=-x 204,得k MP ⋅k MQ =-34x 02+x 0x 0x 0-m 3-m =-34x 02+1x 0-m 3-m,当且仅当-34=1-m ,即m =43时,k MP ⋅k MQ =-920为定值.综上,存在点M 43,0 ,可使得直线MP 与MQ 的斜率之积为定值,该定值为-920.【点睛】探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.23.(2023春·广东·高三校联考阶段练习)已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右顶点为A 2,0 ,直线l 过点P 4,0 ,当直线l 与双曲线E 有且仅有一个公共点时,点A 到直线l 的距离为255.c=5b,结合双曲线中a,b,c的关系即可求解b=1,c=5,将∠MQP=∠NQP转化成斜率关系,即可代入求解.A2,0,所以a=2.当直线l与双曲线E有且仅有一个公共点时,直线l平行于双曲线E的一条渐近线.不妨设直线l的方程为y=ba x-4,即bx-ay-4b=0,所以点A到直线l的距离d=2bb2+a2=2b c=255,所以c=5b.因为c2=a2+b2,所以b=1,c=5,故双曲线E的方程为x24-y2=1.(2)设直线l的方程为x=my+4,M x1,y1,N x2,y2,联立方程组x=my+4x24-y2=1,得m2-4y2+8my+12=0,则y1+y2=-8mm2-4,y1y2=12m2-4,m2-4≠0且Δ>0.因为∠MQP=∠NQP,所以k QM+k QV=y1x1-t+y2x2-t=y1my1+4-t+y2my2+4-t=0,所以y1my2+4-t+y2my1+4-t=2my1y2+4-ty1+y2=24mm2-4-4-t8mm2-4=8m t-1m2-4=0,解得t=1.当直线l恰好为x轴时,t=1也满足题意,故t=1【点睛】直线与双曲线抛物线的位置关系和直线与椭圆、抛物线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;解析几何简化运算的常见方法:(1)正确画出图形,利用平面几何知识简化运算;(2)坐标化,把几何关系转化为坐标运算;(3)巧用定义,简化运算.24.(2023·广东梅州·统考一模)已知动圆M经过定点F1-3,0,且与圆F2:x-32+y2=16内切.(1)求动圆圆心M的轨迹C的方程;.直(ii)证明见解析,定点1,0利用两圆内切即可得出半径之和等于圆心距,再根据椭圆A,B即为椭圆的左右顶点,设出点P,Q坐标,利用共线时斜率相等即可得出k AP⋅k AQ的表达式,化简即可得出k Ap⋅k AQ=-112;(ii)根据(i)中的结论,写出直线PQ的方程,将表达式化简即可得出直线PQ经过定点1,0.【详解】(1)设动圆的半径为r,由题意得圆F2的圆心为F23,0,半径R=4;所以MF1=r,MF2=R-r,则MF1+MF2=4>23=F1F2.所以动点M的轨迹C是以F1,F2为焦点,长轴长为4的椭圆.因此轨迹C方程为x24+y2=1.(2)(i)设P x1,y1,Q x2,y2,T4,m.由题可知A-2,0,B2,0,如下图所示:则k AP=y1x1+2,k AQ=k AT=m-04--2=m6,而k BP=k BT=y1x1-2=m2,于是m=2y1x1-2,所以k AP⋅k AQ=y1x1+2×m6=y1x1+2×y13x1-2=y213x21-4,又x214+y21=1,则y21=144-x21,因此k Ap⋅k AQ=144-x213x21-4=-112为定值.(ii)设直线PQ的方程为x=ty+n,P x1,y1,Q x2,y2.n 2-4=0,y 2x 2+2=y 1y 2ty 1+n +2 ty 2+n +2=-112,=1或n =-2(舍去),因此直线PQ 经过定点1,0 .【点睛】方法点睛:解决定值或定点问题时,经常会用到设而不求的方法,即首先设出点坐标或直线方程,再根据题目条件寻找等量关系即可实现整体代换求得定值或定点.25.(2023春·湖北武汉·高三华中师大一附中校考阶段练习)已知双曲线E :x 24-y 2=1与直线l :y =kx -3相交于A 、B 两点,M 为线段AB 的中点.(1)当k 变化时,求点M 的轨迹方程;(2)若l 与双曲线E 的两条渐近线分别相交于C 、D 两点,问:是否存在实数k ,使得A 、B 是线段CD 的两个三等分点?若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)x 2=4y 2+12y ,其中y ≤-3或y >13(2)存在,k =±32【分析】(1)设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,M x 0,y 0 ,联立直线l 与双曲线E 的方程,消去y ,得1-4k 2 x 2+24kx -40=0,根据已知直线l 与双曲线E 相交于A 、B 两点,得Δ=160-64k 2>0且1-4k 2≠0,即k 2<52且k 2≠14,由韦达定理,得x 1+x 2=-24k 1-4k 2,则x 0=-12k 1-4k 2,y 0=-31-4k 2,联立消去k ,得x 20=4y 20+12y 0,再根据k 的范围得出y 的范围,即可得出答案;(2)设C x 3,y 3 ,D x 4,y 4 ,根据双曲线E 的渐近线方程与直线l 的方程联立即可得出x 3=62k -1,x 4=62k +1,则x 3+x 42=-12k 1-4k 2=x 0,即线段AB 的中点M 也是线段CD 的中点,若A ,B 为线段CD 的两个三等分点,则CD =3AB ,结合弦长公式列式得x 3-x 4 =3x 1-x 2 ,即可化简代入得出124k 2-1 =3-24k 1-4k 2 2+1601-4k 2,即可解出答案.【详解】(1)设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,M x 0,y 0 ,联立直线l 与双曲线E 的方程,得y =kx -3x 2-4y 2=4,且k 2≠14.3=-12k 21-4k2-3=-31-4k 2.y 0.13.y ,其中y ≤-3或y >13..3得x 3=62k -1,同理可得x 4=62k +1,的中点.若A ,B 为线段CD 的两个三等分点,则CD =3AB .即1+k 2x 3-x 4 =31+k 2x 1-x 2 ,x 3-x 4 =3x 1-x 2 .而x 1-x 2 =x 1+x 2 2-4x 1x 2=-24k 1-4k 2 2+1601-4k2,x 3-x 4 =62k -1-62k +1 =124k 2-1 .所以,124k 2-1 =3-24k 1-4k 2 2+1601-4k 2,解得k =±32,所以k =±32,存在实数,使得A 、B 是线段CD 的两个三等分点.26.(2023·山东·日照一中校考模拟预测)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,斜率为-3的直线l 与双曲线C 交于A ,B 两点,点M (4,-22)在双曲线C 上,且MF 1 ⋅MF 2 =24.(1)求△MF 1F 2的面积;(2)若OB +OB=0(O 为坐标原点),点N 3,1 ,记直线NA ,NB 的斜率分别为k 1,k 2,问:k 1⋅k 2是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)82(2)k 1⋅k 2为定值-1.·【分析】(1)设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),根据两点间长度得出MF 1 与MF 2 ,即可根据已知列式解出c ,即可得出答案;24,又c>0,所以c=4,则F1F2=8,所以△MF1F2的面积S=12×8×22=82.(2)由(1)可16a2-8b2=1a2+b2=16,解得a2=b2=8,所以双曲线C的方程为x28-y28=1,设A x1,y1,B x2,y2,则B -x2,-y2,则k1=y1-1x1-3,k2=-y2-1-x2-3,设直线l的方程为y=-3x+m,与双曲线C的方程联立,消去y得:8x2-6mx+m2+8=0,由Δ=(-6m)2-32m2+8>0,得m >8,由一元二次方程根与系数的关系得x1+x2=3m4,x1x2=m2+88,所以y1y2=(-3x1+m)(-3x2+m)=9x1x2-3m(x1+x2)+m2=-m28+9,y1-y2=-3x1-x2,则k1⋅k2=y1-1x1-3⋅-y2-1-x2-3=y1y2+y1-y2-1x1x2+3x1-3x2-9=-m28+8-3x1-x2m28-8+3x1-x2=-1,故k1⋅k2为定值-1.·27.(2023秋·山东泰安·高三统考期末)已知椭圆E:x2a2+y2b2=1a>b>0过A1,62,B3,22两点.(1)求椭圆E的方程;(2)已知Q4,0,过P1,0的直线l与E交于M,N两点,求证:MPNP =MQNQ.【答案】(1)x24+y22=1(2)证明见解析【分析】(1)将两点坐标代入,求出椭圆方程;M2,0,N-2,0或M-2,0,N2,0.x1,y1,N x2,y2,+y2x2-4=y1my1-3+y2my2-3sin∠NQPsin∠NPQ,>0,b>0)的焦距为10,且经过点M(8,33).连接PA,PB交双曲线E于点C,D(不同于A,B).(1)求双曲线E的标准方程.(2)直线CD是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)x216-y29=1(2)直线CD过定点,定点坐标为(8,0).【分析】(1)方法一:将M(8,33)代入方程,结合a2+b2=c2求得a,b得双曲线方程;方法二:根据双曲线定义求得a得双曲线方程.t 相(a 2=16,b 2=9,∴双曲线E 的标准方程为x 216-y 29=1.∴c =5,2a =MF 1-MF 2 =196-36=8,∴a =4,b 2=c 2-a 2=9,∴双曲线E 的标准方程为x 216-y 29=1.(2)直线CD 不可能水平,故设CD 的方程为x =my +t ,C x 1,y 1 ,D x 2,y 2 ,联立x =my +tx 216-y 29=1消去x 得9m 2-16 y 2+18mty +9t 2-144=0,9m 2-16≠0 ,∴y 1+y 2=-18mt 9m 2-16,y 1y 2=9t 2-1449m 2-16,y 1-y 2=±24t 2+9m 2-169m 2-16,AC 的方程为y =y 1x 1+4(x +4),令x =2,得y p =6y 1x 1+4,BD 的方程为y =y 2x 2-4(x -4),令x =2,得y p =-2y 2x 2-4,∴6y 1x 1+4=-2y 2x 2-4⇔3x 2y 1-12y 1+x 1y 2+4y 2=0⇔3my 2+t y 1-12y 1+my 1+t y 2+4y 2=0⇔4my 1y 2+3t -12 y 1+t +4 y 2=0⇔4my 1y 2+2t -4 y 1+y 2 +t -8 y 1-y 2 =0⇔4m 9t 2-144 9m 2-16-(2t -4)18mt 9m 2-16±24(t -8)t 2+9m 2-169m 2-16=0⇔3m (8-t )±(t -8)t 2+9m 2-16=0⇔(8-t )3m ±t 2+9m 2-16 =0,解得t =8或t 2+9m 2-16=±3m ,即t =8或t =4(舍去)或t =-4(舍去),∴CD 的方程为x =my +8,∴直线CD 过定点,定点坐标为(8,0).方法二.直线CD 不可能水平,设CD 的方程为x =my +t ,C x 1,y 1 ,D x 2,y 2 ,P (2,n ),联立x =my +t ,x 216-y 29=1,,消去x 得9m 2-16 y 2+18mty +9t 2-144=0,∴y 1+y 2=-18mt 9m 2-16,y 1y 2=9t 2-1449m 2-16,AC 的方程为y =n 6(x +4),BD 的方程为y =n-2(x -4),。
全国卷高考数学圆锥曲线大题(带答案)

全国卷高考数学圆锥曲线大题(带答案)1. 如图,直线l 1与l 2是同一平面内两条互相垂直的直线,交点是A ,点B 、D 在直线l 1上(B 、D 位于点A 右侧),且|AB|=4,|AD|=1,M 是该平面上的一个动点,M 在l 1上的射影点是N ,且|BN|=2|DM|.(Ⅰ) 建立适当的坐标系,求动点M 的轨迹C 的方程.(Ⅱ)过点D 且不与l 1、l 2垂直的直线l 交(Ⅰ)中的轨迹C 于E 、F 两点;另外平面上的点G 、H 满足:①(R);AG AD λλ=∈②2;GE GF GH +=③0.GH EF ⋅= 求点G 的横坐标的取值范围.2. 设椭圆的中心是坐标原点,焦点在x 轴上,离心率23=e ,已知点)3,0(P 到这个椭圆上的点的最远距离是4,求这个椭圆的方程.3. 已知椭圆)0(1:22221>>=+b a b y a x C 的一条准线方程是,425=x 其左、右顶点分别 是A 、B ;双曲线1:22222=-b y a x C 的一条渐近线方程为3x -5y=0.(Ⅰ)求椭圆C1的方程及双曲线C2的离心率;(Ⅱ)在第一象限内取双曲线C2上一点P,连结AP交椭圆C1于点M,连结PB并延长交椭圆C1于点N,若=. 求证:.0=•4. 椭圆的中心在坐标原点O,右焦点F(c,0)到相应准线的距离为1,倾斜角为45°的直线交椭圆于A,B两点.设AB中点为M,直线AB与OM的夹角为αa.(1)用半焦距c表示椭圆的方程及tanα;(2)若2<tanα<3,求椭圆率心率e的取值范围.5. 已知椭圆2222byax+(a>b>0)的离心率36=e,过点A(0,-b)和B(a,0)的直线与原点的距离为23(1)求椭圆的方程(2)已知定点E(-1,0),若直线y=kx+2(k≠0)与椭圆交于C D两点问:是否存在k的值,使以CD为直径的圆过E点?请说明理由6. 在直角坐标平面中,ABC ∆的两个顶点B A ,的坐标分别为)0,1(-A ,)0,1(B ,平面内两点M G ,同时满足下列条件: ①0=++GC GB GA MCMB MA ==GM ∥AB(1)求ABC ∆的顶点C 的轨迹方程;(2)过点)0,3(P 的直线l 与(1)中轨迹交于F E ,两点,求PF PE ⋅的取值范围7. 设R y x ∈,,j i,为直角坐标平面内x 轴.y 轴正方向上的单位向量,若jy i x b j y i x a)2(,)2(-+=++=,且8||||=+b a(Ⅰ)求动点M(x,y)的轨迹C 的方程;(Ⅱ)设曲线C 上两点A .B ,满足(1)直线AB 过点(0,3),(2)若OB OA OP +=,则OAPB 为矩形,试求AB 方程.8. 已知抛物线C :)0,0(),(2>≠+=n m n x m y 的焦点为原点,C 的准线与直线 )0(02:≠=+-k k y kx l 的交点M 在x 轴上,l 与C 交于不同的两点A 、B ,线段AB 的垂直平分线交x 轴于点N (p ,0).(Ⅰ)求抛物线C 的方程; (Ⅱ)求实数p 的取值范围;(Ⅲ)若C 的焦点和准线为椭圆Q 的一个焦点和一条准线,试求Q 的短轴的端点的轨迹方程.9. 如图,椭圆的中心在原点,长轴AA 1在x 轴上.以A 、A 1为焦点的双曲线交椭圆于C 、D 、D 1、C 1四点,且|CD|=21|AA 1|.椭圆的一条弦AC 交双曲线于E ,设λ=EC AE ,当4332≤≤λ时,求双曲线的离心率e 的取值范围.x10. 已知三角形ABC 的三个顶点均在椭圆805422=+y x 上,且点A 是椭圆短轴的一个端点(点A 在y 轴正半轴上).若三角形ABC 的重心是椭圆的右焦点,试求直线BC 的方程; 若角A 为090,AD 垂直BC 于D ,试求点D 的轨迹方程.11. 如图,过抛物线24x y =的对称轴上任一点(0,)(0)P m m >作直线与抛物线交于,A B两点,点Q 是点P 关于原点的对称点.(1) 设点P 分有向线段AB 所成的比为λ,证明:()QP QA QB λ⊥-;(2) 设直线AB 的方程是2120x y -+=,过,A B 两点的圆C 与抛物线在点A 处有共同的切线,求圆C 的方程.12. 已知动点P (p ,-1),Q (p ,212p +),过Q 作斜率为2p 的直线l ,P Q 中点M 的轨迹为曲线C.(1)证明:l 经过一个定点而且与曲线C 一定有两个公共点; (2)若(1)中的其中一个公共点为A ,证明:AP 是曲线C 的切线; (3)设直线AP 的倾斜角为α,AP 与l 的夹角为β,证明:βα+或βα-是定值.13. 在平面直角坐标系内有两个定点12F F 、和动点P ,12F F 、坐标分别为)0,1(1-F 、)0,1(F 2,动点P 满足22|PF ||PF |21=,动点P 的轨迹为曲线C ,曲线C 关于直线y x =的对称曲线为曲线'C ,直线3-+=m x y 与曲线'C 交于A 、B 两点,O 是坐标原点,△ABO 的面积为7,(1)求曲线C 的方程;(2)求m 的值。
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)

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 +++=+=++。
圆锥曲线大题专题及答案

解析几何大题专题第一类题型 弦长面积问题1.(本小题满分14分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率是2,且过点P .直线2y x m =+与椭圆C 相交于,A B 两点.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)求PAB △的面积的最大值;(Ⅲ)设直线,PA PB 分别与y 轴交于点,M N .判断||PM ,||PN 的大小关系,并加以证明.2. (本小题14分) 已知椭圆22:13+=x y C m m,直线:20+-=l x y 与椭圆C 相交于P ,Q 两点,与x 轴交于点B ,点,P Q 与点B 不重合.(Ⅰ)求椭圆C 的离心率;(Ⅱ)当2∆=OPQ S 时,求椭圆C 的方程;(Ⅲ)过原点O 作直线l 的垂线,垂足为.N 若λ=PN BQ ,求λ的值.3.(本小题共14分)已知椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>离心率等于12,(2,3)P、(2,3)Q-是椭圆上的两点.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ),A B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点,若直线AB的斜率为12,求四边形APBQ面积的最大值.4.(本小题满分14分)已知椭圆C:2231(0)mx my m+=>的长轴长为O为坐标原点.(Ⅰ)求椭圆C的方程和离心率;(Ⅱ)设点(3,0)A,动点B在y轴上,动点P在椭圆C上,且P在y轴的右侧,若||||BA BP=,求四边形OPAB面积的最小值.5.(本小题共14分)已知椭圆C:2214xy+=,F为右焦点,圆O:221x y+=,P为椭圆C上一点,且P位于第一象限,过点P作PT与圆O相切于点T,使得点F,T在OP两侧.(Ⅰ)求椭圆C的焦距及离心率;(Ⅱ)求四边形OFPT面积的最大值.6.(本小题13分)已知抛物线C:y2=2px经过点P(2,2),A,B是抛物线C上异于点O的不同的两点,其中O为原点.(I)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;(II)若OA OB,求△AOB面积的最小值.第二类题型 圆过定点问题( 包括点在圆上 点在圆外 点在圆内)1.(本小题满分14 分)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的离心率为2,椭圆C 与y 轴交于A , B 两点,且|AB |=2.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设点P 是椭圆C 上的一个动点,且直线PA ,PB 与直线x =4分别交于M , N两点.是否存在点P 使得以MN 为直径的圆经过点(2,0)?若存在,求出点P 的横坐标;若不存在,说明理由。
高中数学圆锥曲线常考题型(含解析)

(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。
高考数学圆锥曲线专题练习及答案解析

X = —½距离为6,点P,Q是椭圆上的两个动点©
C
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线AP丄40,求证:直线P0过泄点R,并求出R点的坐标。
【例二・】已知一动圆经过点M(2,0),且在y轴上截得的弦长为4,设该动圆圆心的轨迹为曲 线C。
(1)求曲线C的方程;
(2)过点N(1,O)任意作两条互相垂直的直线∕1,∕2,分别交曲线C于不同的两点A,B和
的焦点,直线4F的斜率为少,O为坐标原点。
3
(1)求E方程;
(2)设过点A的直线/与E相交于PQ两点,当AOP0的面积最大时,求/的方
程。
专题练习
1•在平面直角坐标系XOy中,已知点A(O,—OB点在直线y = -3±, M点满足
MB//QA,莎•亦=屁•鬲M点的轨迹为曲线C。
(1)求C的方程:
(2)P为C上的动点,/为C在P点处的切线,求O点到/距离的最小值。
10.抛汤钱屮阿基来德三角形鲂纟见般质及疝用
11.(S傩曲钱屮的戒切後龜哩
锥曲线中的求轨迹方程问题
解题技巧
求动点的轨迹方程这类问题可难可易是高考中的髙频题型,求轨迹方程的主要方法有直译法、
相关点法、泄义法、参数法等。它们的解题步骤分别如下:
1.直译法求轨迹的步骤:
(1)设求轨迹的点为P(χ,y);
(2)由已知条件建立关于x,y的方程;
D,Q设线段ABQE的中点分别为几。・
①求证:直线P0过左点R,并求出泄点/?的坐标;
②求PGl的最小值。
专题练习
1.设椭圆E:丄y+ =y=l(α> b > 0)的右焦点到直线x-y + 2√z2=0的距离为3,且过点Cr Ir
I
高考数学一轮复习专题02 圆锥曲线弦长问题(解析版)
解析几何专题二:圆锥曲线弦长问题一、知识储备弦长公式||AB =12||AB x ==-= (最常用公式,使用频率最高)= 二、例题讲解1.(2022·辽宁高三开学考试)已知椭圆C 的标准方程为:22221(0)x y a b a b +=>>,若右焦点为F(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是C 上的两点,直线MN 与曲线222x y b +=相切且M ,N ,F 三点共线,求线段MN 的长. 【答案】(1)2213x y +=;(2【分析】(1)根据椭圆的焦点、离心率求椭圆参数,写出椭圆方程即可.(2)由(1)知曲线为221(0)x y x +=>,讨论直线MN 的存在性,设直线方程联立椭圆方程并应用韦达定理求弦长即可. 【详解】(1)由题意,椭圆半焦距c =c e a =,则a =2221b a c =-=, ∴椭圆方程为2213x y +=;(2)由(1)得,曲线为221(0)x y x +=>当直线MN 的斜率不存在时,直线:1MN x =,不合题意:当直线MN 的斜率存在时,设()11,M x y ,()22,N x y 又M ,N ,F 三点共线,可设直线:(MN y k x =,即0kx y -=, 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=,解得1k =±,联立22(13y x x y ⎧=±⎪⎨+=⎪⎩,得2430x -+=,则12x x +=1234x x ⋅=,∴||MN ==2.(2022·全国高三专题练习)过双曲线142x y -=的右焦点F 作斜率为2的直线l ,交双曲线于A ,B 两点.(1)求双曲线的离心率和渐近线; (2)求AB 的长. 【答案】(1)e =,渐近线方程为y =;(2)207.【分析】(1)由双曲线方程得出,a b ,再求出c ,可得离心率,渐近线方程;(2)写出直线方程,代入双曲线方程,设()11,A xy ,()22,B x y,由韦达定理得1212,x x x x +,然后由弦长公式计算弦长. 【详解】解:(1)因为双曲线方程为22142x y -=, 所以2a =,b =则c =所以62cea,渐近线方程为2y x =±. (2)双曲线右焦点为0),则直线l 的方程为2(y x = 代入双曲线22142x y -=中,化简可得27520x -+=设()11,A x y ,()22,B x y 所以12x x +=12527x x ⋅=,所以2120|||7AB x x -==. 【点睛】方法点睛:本题考查双曲线的离心率和渐近线方程,考查直线与双曲线相交弦长.解题方法是直线方程与双曲线方程联立并消元后应用韦达定理求出1212,x x x x +,然后由弦长公式12d x =-求出弦长.3.(2022·全国高三模拟预测)在平面直角坐标系xOy 中,已知()2,0F ,()2,3M -,动点P 满足12OF MP PF ⋅=. (1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点()1,0D 作直线AB 交C 于A ,B 两点,若AFD 的面积是BFD △的面积的2倍,求AB . 【答案】(1)28y x =;(2【分析】(1)设(),P x y ,求得,,MP OF PF 的坐标,结合12OF MP PF ⋅=,化简、整理,即可求得抛物线的方程; (2)设()()1122,,,A x y B x y ,不妨设120,0y y ><,由2AFD BFD S S =△△,求得122y y =-,设直线AB 的方程为1x my =+,联立方程组,结合根与系数的关系,求得128y y m +=,128y y =-,进而求得12,,y y m ,利用弦长公式,即可求解. 【详解】(1)设(),P x y ,因为()2,0F ,()2,3M -,则()2,3MP x y =+-,()2,0OF =,()2,PF x y =--. 由12OF MP PF ⋅=,可得2x +=28y x =,即动点P 的轨迹C 的方程为28y x =. (2)设()11,A x y ,()22,B x y , 由题意知112AFD S FD y =⋅△,212BFD S FD y =⋅△, 易知120y y <,不妨设120,0y y ><,因为2AFD BFD S S =△△,所以122y y =,所以122y y =-. ① 设直线AB 的方程为1x my =+,联立281y xx my ⎧=⎨=+⎩消去x ,得2880y my --=,则264320m ∆=+>,可得128y y m +=,128y y =- ② 由①②联立,解得1214,2,4y y m ==-=,所以124(2)AB y =-=--=. 【点睛】本题主要考查了向量的坐标运算,抛物线的标准方程的求解,以及直线与抛物线的位置关系的综合应用,解答此类题目,通常联立直线方程与抛物线方程,应用一元二次方程根与系数的关系进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.三、实战练习1.(2022·江门市培英高级中学高三模拟预测)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>过点P ⎭,离心率为12. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若1A 为椭圆C 的左顶点,直线l 过右焦点2F 与椭圆C 交于M ,N 两点(M ,N 与1A 不重合),l 不与x 轴垂直,若11A M A N MN k k k +=-,求MN .【答案】(1)22143x y +=;(2)247 【分析】(1)由题意可得关于,,a b c 的方程组,求解,a b 的值,即可求得椭圆C 的标准方程;(2)根据题意设()()1122,,,M x y N x y ,直线l :()1,0x my m =+≠,联立直线方程与椭圆方程,化为关于y 的一元二次方程,利用根与系数的关系结合11A M A N MN k k k +=-,求出m 的值,再根据弦长公式即可求得MN . 【详解】(1)由题意可得:22222123314c a a b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得:224,3a b ==,∴ 椭圆C 的标准方程为:22143x y +=; (2)()()211,0,2,0F A -,由题意可设:直线l :()1,0x my m =+≠,()()1122,,,M x y N x y ,联立:221143x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 得:()2234690m y my ++-=, 则12122269,3434m y y y y m m --+==++, 1112121,,22A M A N MN y y k k k x x m===++, 11121222A M A N y yx k x k ∴+=+++ ()()()()1221122222y x y x x x +++=++()()()()1221213333y my y my my my +++=++()()2122112122339y y y m y y y my m y ++=+++222229623343496393434mm m m m m m m m --⨯+⨯++=--⨯+⨯+++ m =-,又11A M A N MN k k k +=-, 1m m∴-=-, 解得:21,1m m ==±, 故1212226699,347347m y y y y m m --+==±==-++,247MN =.2.(2022·广东执信中学高三月考)已知椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b +=>>,右焦点为F.(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是椭圆C 上的两点,直线MN 与曲线222(0)x y b x +=>相切.证明:M ,N ,F三点共线的充要条件是||MN =【答案】(1)2213x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)由离心率公式可得a =2b ,即可得解;(2)必要性:由三点共线及直线与圆相切可得直线方程,联立直线与椭圆方程可证MN =充分性:设直线():,0MN y kx b kb =+<,由直线与圆相切得221b k=+,联立直线与椭圆方程结合弦长公式可得=1k =±,即可得解. 【详解】(1)由题意,椭圆半焦距c =c e a =,所以a = 又2221b a c =-=,所以椭圆方程为2213x y +=;(2)由(1)得,曲线为221(0)x y x +=>,当直线MN 的斜率不存在时,直线:1MN x =,不合题意; 当直线MN 的斜率存在时,设()()1122,,,M x y N x y , 必要性:若M ,N,F 三点共线,可设直线(:MN y k x =即0kx y --=,由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=,解得1k =±,联立(2213y x x y ⎧=±⎪⎨⎪+=⎩可得2430x -+=,所以121234x x x x +⋅=,所以MN ==所以必要性成立;充分性:设直线():,0MN y kx b kb =+<即0kx y b -+=, 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>1=,所以221b k =+,联立2213y kx b x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222136330k x kbx b +++-=, 所以2121222633,1313kb b x x x x k k -+=-⋅=++,所以MN === 化简得()22310k -=,所以1k =±,所以1k b =⎧⎪⎨=⎪⎩1k b =-⎧⎪⎨=⎪⎩:MN y x =或y x =-+所以直线MN 过点F ,M ,N ,F 三点共线,充分性成立; 所以M ,N ,F 三点共线的充要条件是||MN = 【点睛】 关键点点睛:解决本题的关键是直线方程与椭圆方程联立及韦达定理的应用,注意运算的准确性是解题的重中之重.3.(2022·全国高三月考(文))已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>与抛物线24y x =有公共的焦点F ,1A ,2A 分别为椭圆C 长轴的左、右端点,P 为C 上一动点,且12PAA ∆的最大面积为 (1)求椭圆C 的标准方程;(2)直线l 经过点F ,且与C 交于A ,B 两点,若10||3AB =,求直线l 的方程. 【答案】(1)22143x y +=;(20=. 【分析】(1)利用已知条件可以直接得出焦点F 的坐标,当三角形面积最大时P 为短轴端点,从而解出a ,b 的值即可; (2)利用(1)中求出的点F 的坐标,设出直线方程,然后与椭圆方程联立,利用弦长公式即可求出直线的方程. 【详解】(1)抛物线24y x =的焦点F 坐标为()1,0∴椭圆C 中的半焦距为1.由椭圆的几何性质可知,当12PA A ∆面积最大时,P 为椭圆短轴端点,不妨令()0,P b ,则221a b ab ⎧-=⎪⎨=⎪⎩解得2a b =⎧⎪⎨=⎪⎩∴椭圆C 的标准方程为22143x y +=. (2)直线l 经过椭圆C 的右焦点,且10||3AB =∴直线l 的斜率存在,设直线l 的斜率为k ,则直线l 的方程为(1)y k x =-, 与椭圆C 的方程联立可得()22223484120k xk x k +-+-=,0∆>,设()11,A x y ,()22,B x y ,则2122834k x x k +=+,212241234k x x k -=+12||AB x ∴-=()2212110343k k +==+解得k =∴直线l 0=0.【点睛】本题考查椭圆的标准方程、抛物线的几何性质以及直线与椭圆的位置关系,要求较高的运算求解能力,属于中档题.本题的关键点有:(1)韦达定理的应用,韦达定理是联系各个变量之间的桥梁是解决解析几何问题的重要方法; (2)计算能力和计算技巧是解决解析几何问题的关键能力.4.(2022·陕西(文))已知点B 是圆22:(1)16C x y -+=上的任意一点,点(1,0)F -,线段BF 的垂直平分线交BC 于点P .(1)求动点P 的轨迹E 的方程;(2)直线:2l y x m =+与E 交于点M ,N ,且MN =m 的值. 【答案】(1)22143x y +=,(2)1m =±.(1)由条件可得42PC PF PC PB BC FC +=+==>=,然后由椭圆的定义可求出答案;(2)设()()1122,,,M x y N x y ,然后联立直线与椭圆的方程消元,韦达定理得出1212,x x x x +,然后利用MN =出m 的值即可. 【详解】(1)由条件可得42PC PF PC PB BC FC +=+==>=所以动点P 的轨迹E 是以,F C 为焦点的椭圆,设其方程为()222210x y a b a b+=>>所以24,22a c ==,所以2,1,a c b ===所以方程为22143x y += (2)设()()1122,,,M x y N x y联立221432x y y x m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩可得221916+4120x mx m +-= 所以由()22256764120m m ∆=-->得(m ∈2121216412,1919m m x x x x -+=-=因为MN =所以可解得1m =±5.(2022·全国高三专题练习)已知点(A 和B ,动点C到A ,B 两点的距离之差的绝对值为2,记点C 的(1)求轨迹E 的方程;(2)设E 与直线2y x =-交于两点M ,N ,求线段MN 的长度. 【答案】(1)2212y x -=;(2)【分析】(1)设(,)C x y ,由于||||2CA CB -=,||AB =,利用双曲线的定义求解即可; (2)直线和双曲线方程联立消y ,利用韦达定理以及弦长公式求解即可. 【详解】 (1)设(,)C x y , 则||||2CA CB -=,所以点C 的轨迹E 为双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>,且22a =,2||c AB == 则1a =,2222b c a =-=, 所以轨迹E 的方程为2212y x -=;(2)由22122y x y x ⎧-=⎪⎨⎪=-⎩, 得2460x x +-=, 因为0∆>,所以直线与双曲线有两个交点, 设()11,M x y ,()22,N x y , 则124x x +=-,126x x =-,故MN =所以线段MN 的长度为6.(2022·全国高三专题练习)已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>)是双曲线的一个顶点.(1)求双曲线的方程;(2)经过双曲线右焦点2F 作倾斜角为30的直线,直线与双曲线交于不同的两点A ,B ,求AB . 【答案】(1)22136x y -=;(2【分析】(1)求出,a b ,即可得出双曲线方程;(2)可先求出直线方程为3)y x =-,联立椭圆方程,再利用弦长公式即可求出. 【详解】(1)由题可得c a a ⎧=⎪⎨⎪=⎩3c =,b ,所以双曲线的方程为22136x y-=;(2)双曲线22136x y -=的右焦点为()23,0F所以经过双曲线右焦点2F 且倾斜角为30°的直线的方程为3)y x =-.联立221363)x y y x ⎧-=⎪⎪⎨⎪-⎪⎩得256270x x +-=.设()11,A x y ,()22,B x y ,则1265x x +=-,12275x x =-.所以AB ==【点睛】本题考查双曲线方程的求法,考查直线与双曲线相交弦长的求法,属于基础题.7.(2022·重庆高三模拟预测)已知直线l :4y kx =+与抛物线C :2y ax =交于A 、B 两点,O 为坐标原点,OA OB ⊥. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)若过点A 的另一条直线1l 与抛物线C 交于另一点M ,与y 轴交于点N ,且满足||||AN AM =,求BM 的最小值.【答案】(1)214y x =;(2)【分析】(1)先联立直线与抛物线,得到判别式和韦达定理,再根据垂直关系,利用0OA OB ⋅=,求得参数即可;(2)设直线BM 的方程,并与抛物线联立,得到判别式和韦达定理,根据已知关系,判断中点位置,利用坐标关系求得参数m ,最后利用弦长公式计算BM ,利用二次函数判断最小值即可. 【详解】解:(1)依题意,设()()1122,,,A x y B x y ,由24y ax y kx ⎧=⎨=+⎩,消去y ,得240ax kx --=,2121604k a x x a ⎧∆=+>⎪∴⎨=-⎪⎩, OA OB ⊥,12120OA OB x x y y ∴⋅=+=,即2212120x x ax ax +⋅=,即22212120x x a x x +=,所以22440a a a ⎛⎫⎛⎫-+⋅-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得14a =,∴抛物线C 的标准方程为214y x =; (2)由题意知,直线BM 的斜率存在,故可设直线BM 的方程为y tx m =+,()33,M x y ,由214y xy tx m ⎧=⎪⎨⎪=+⎩,消去y ,得2440x tx m --=,223231616044t m x x m x x t ⎧∆=+>⎪∴=-⎨⎪+=⎩,由(1)知,1216x x =-,故1123321644x x x x x x m m-===-, 由题意知,,A M N 三点共线,且|AN |=|AM |,即A 为线段MN 的中点,设()0,N n , 则3102x x +=,即13142x x m ==,即8m =,22323161680324t x x x x t⎧∆=+⨯>⎪∴=-⎨⎪+=⎩,23BM x ∴=-=)20t ==≥, 故20t =时,BM最小为=【点睛】 思路点睛:直线与抛物线中的弦长问题,我们常让直线与抛物线方程联立,再利用韦达定理及弦长公式,建立关系式.其中弦长公式:(已知直线上的两点距离)设直线:l y kx m =+,l 上两点()()1122,,,A x y B xy ,所以12AB x =-或12AB y =-,解决相关问题.8.(2022·全国高三模拟预测)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为F ,点(),2P t -在C 上,且2PF OF =(O 为坐标原点).(1)求C 的方程;(2)若A ,B 是C 上的两个动点,且A ,B 两点的横坐标之和为8,求当AB 取最大值时,直线AB 的方程. 【答案】(1)24yx =;(2)220x ±-=. 【分析】(1)根据题意,列出方程组22242pp t pt⎧+=⨯⎪⎨⎪=⎩,求得p 的值,即可求得C 的标准方程; (2)设()11,A x y ,()22,B x y ,当12x x =时,得到AB 的方程4x =;当12x x ≠时,得到2AB k n =,得到()42nx y n =-+,联立方程组,结合根与系数的关系,得到1212,y y y y +,根据弦长公式和基本不等式,即可求解. 【详解】(1)由题意,点(),2P t -在()2:20C y px p =>上,且2PF OF =,可得22242pp t pt ⎧+=⨯⎪⎨⎪=⎩,解得21p t =⎧⎨=⎩,所以C 的标准方程为24y x =.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,且128x x +=,设AB 中点为(),D m n ,则122x x m +=,122y y n +=, 当12x x =时,:4AB l x =,8AB =; 当12x x ≠时,()212122212121442AB y y y y k x x y y y y n--====--+, 则()2:4AB l y n x n-=-,即()42n x y n =-+,与C 联立方程消去x ,整理得2222160y ny n -+-=, 由22(2)4(216)0n n ∆=--->,解得216n <,且122y y n +=,212216y y n =-,所以2212416102n n AB y ++-=-==, 当26n =时取“=”,所以AB 的最大值为10,此时AB 的方程为220x -=. 【点睛】直线与圆锥曲线的综合问题的求解策略:对于直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用问题,通常联立直线方程与圆锥曲线方程,应用一元二次方程根与系数的关系,以及弦长公式等进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力.9.(2022·浙江高三模拟预测)已知直线:4l y kx =+与抛物线2:C y ax =交于A 、B 两点,O 为坐标原点,OA OB ⊥. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)若过点A 的另一条直线1l 与抛物线C 交于另一点M ,与y 轴交于点N ,且满足AN AM =,求BM 的最小值. 【答案】(1)24x y=;(2)最小值为【分析】(1)联立直线l 与抛物线C 的方程,列出韦达定理,由已知条件可得出0OA OB ⋅=,利用平面向量数量积的坐标运算结合韦达定理求出a 的值,即可得出抛物线C 的标准方程;(2)设直线BM 的方程为y tx m =+,点()33,M x y ,将直线BM 的方程与抛物线C 的方程联立,列出韦达定理,由已知条件可得1312x x =,代入韦达定理求出m 的值,再利用弦长公式可求得BM 的最小值.【详解】(1)依题意设()11,A x y 、()22,B x y ,由24y ax y kx ⎧=⎨=+⎩消去y ,得240ax kx --=,所以,212160,4.k a x x a ⎧+>⎪⎨=-⎪⎩OA OB ⊥,12120OA OB x x y y ∴⋅=+=,即22212120x x a x x +=,4160a∴-+=,解得14a =,所以,抛物线C 的标准方程为24x y =;(2)由题意知,若直线BM 的斜率不存在,则该直线与抛物线C 只有一个公共点,不合乎题意.所以,直线BM 的斜率存在,故可设直线BM 的方程为y tx m =+,点()33,M x y , 由24x y y tx m ⎧=⎨=+⎩消去y ,得2440x tx m --=,223231616044t m x x t x x m⎧+>⎪∴+=⎨⎪=-⎩, 由(1)知1216x x =-,1123231644x x x x x x m m-∴===-①. 由题意知A 、M 、N 三点共线,且A 为线段MN 的中点,设()0,N n ,则3102x x +=,即1312x x =②,由①②得8m =,22323161680432t x x t x x ⎧+⨯>⎪∴+=⎨⎪=-⎩,23BM x ∴=-=)20t ==≥,当且仅当0t =时,等号成立,故BM 的最小值为【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种:一是几何法,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值;二是代数法,常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题,然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值.10.(2022·全国高三专题练习)如图所示,A ,B 是焦点为F 的抛物线24y x =上的两动点,线段AB 的中点M 在定直线34x =上.(1)求FA FB +的值; (2)求AB 的最大值. 【答案】(1)72;(2)【分析】(1)由抛物线定义有12FA FB x x p +=++,结合已知条件即可求FA FB +;(2)由直线与抛物线位置关系,联立方程得到一元二次方程,结合根与系数关系、弦长公式即可求AB 的最大值. 【详解】(1)由题意知:2p =,抛物线对称轴方程1x =-.设()11,A x y ,()22,B x y ,12324x x +=,则1272FA FB x x p +=++=; (2)点A 和B 在抛物线24y x =上,有2114y x =,2224y x =,两式相减得:()()()1212124y y y y x x -+=-,令3(,)4M m ,∴12122y y x x m -=-,即2AB k m=, ∴设直线AB 的方程为234y m x m ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即23224m m x y =-+,代入抛物线方程得222230y my m -+-=,∴22248121240m m m ∆=-+=->,得203m ≤<,122y y m +=,21223y y m =-∴12AB y =-=∴当20m=时,max AB = 【点睛】思路点睛:求抛物线焦半径相关线段长度时注意抛物线定义的应用,即抛物线焦点到抛物线上点的距离等于该点到抛物线准线的距离;直线与抛物线相交,求弦长时一般要联立方程应用根与系数关系以及弦长公式.11.(2022·全国高三专题练习)已知抛物线C :22(0)y px p =>的焦点F 与椭圆22143x y +=的右焦点重合,点M 是抛物线C 的准线上任意一点,直线MA ,MB 分别与抛物线C 相切于点A ,B .(1)求抛物线C 的标准方程;(2)设直线MA ,MB 的斜率分别为1k ,2k ,证明:12k k ⋅为定值; (3)求AB 的最小值.【答案】(1)24y x =;(2)证明见解析;(3)4.【分析】(1)由椭圆的方程可得右焦点的坐标,由题意可得抛物线的焦点坐标,进而可得抛物线的方程;(2)可设M 的坐标,设过点(1,)M t -的直线方程为(1)y k x t =++,与抛物线方程24y x =联立,消去x 得:24440ky y k t -++=,利用判别式等于零可得结论;(3)设A ,B 的坐标,由(2)可得参数t ,k 的关系,代入过M 的切线方程与抛物线的方程中,可得A ,B 用参数1k ,2k 表示的坐标,代入弦长公式中求||AB的表达式,由参数的范围求出||AB 的最小值.【详解】(1)由椭圆方程得,椭圆的右焦点为(1,0) ∴抛物线的焦点为(1,0)F ,2p ∴=,所以抛物线的标准方程:24y x =. (2)抛物线C 的准线方程为1x =-. 设(1,)M t -,设过点(1,)M t -的直线方程为(1)y k x t =++,与抛物线方程24y x =联立,消去x 得:24440ky y k t -++=. 其判别式△1616()k k t =-+,令△0=,得:210k kt +-=. 由韦达定理知12k k t +=-,121k k =-, 故121k k =-(定值).(3)设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,由210k kt +-=,得21k t k-=,故2222214244444440k ky y k t ky y k ky y k y k k k -⎛⎫-++=-++⨯=-+=-= ⎪⎝⎭,所以2y k=,代入抛物线方程得21x k =,所以211(A k ,12)k ,221(B k ,22)k ,||AB=因为121k k =-,12k k t +=-,所以12|||AB k k -244t =+,当且仅当0t =时取等号. 当且仅时取等号. 故||AB 的最小值为4.【点睛】求曲线弦长的方法:(1)利用弦长公式12l x -;(2)利用12l y =-;(3)如果交点坐标可以求出,利用两点间距离公式求解即可.12.(2022·广西河池·高三期末(理))已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ,斜率为2的直线l 与抛物线C 相交于A 、B 两点.(Ⅰ)若直线l 与抛物线C 的准线相交于点P ,且PF =l 的方程; (Ⅱ)若直线l 不过原点,且90AFB ∠=︒,求ABF 的周长.【答案】(Ⅰ)2y x =;(Ⅱ)15+【分析】(Ⅰ)设直线l 的方程为2y x m =+,则点P 的坐标为()1,2m --,联立直线与抛物线,由判别式大于0可得12m <,由PF =0m =或4m =(舍去),从而可得结果;(Ⅱ)设直线l 的方程为()20=+≠y x b b ,并代入抛物线2:4C y x =,根据韦达定理和0FA FB ⋅=可解得12b =-,根据弦长公式可得||AB =||||AF BF +,进一步可得ABF 的周长. 【详解】(Ⅰ)由抛物线2:4C y x =可知(1,0)F ,准线为1x =-, 设直线l 的方程为2y x m =+,则点P 的坐标为()1,2m --,联立方程242y x y x m⎧=⎨=+⎩,消去y 后整理为()224440x m x m +-+=,又由()22441616320m m m ∆=--=->,可得12m <,由点F 的坐标为()1,0,有PF ==, 解得0m =或4m =(舍去), 故直线l 的方程为2y x =.(Ⅱ)设直线l 的方程为()20=+≠y x b b , 点A 、B 的坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,联立方程242y x y x b⎧=⎨=+⎩,消去y 后整理为()224440x b x b +-+=,可得121x x b +=-,21214x x b =,()()()()222121212122242212y y x b x b x x b x x b b b b b b =++=+++=+-+=又由()22441616320b b b ∆=--=->,可得12b <. 又由()111,FA x y =-,()221,FB x y =-,可得()()()1212121212111FA FB x x y y x x x x y y ⋅=--+=-+++ ()22111123044b b b b b =--++=+=,得0b =(舍去)或12b =-.由12b =-,可得1213x x +=,1236x x =,所以AB ===()()121211215AF BF x x x x +=+++=++=,故ABF 的周长为15+ 【点睛】本题考查了直线与抛物线的位置关系,考查了抛物线的定义,韦达定理和弦长公式,考查了运算求解能力,属于中档题.。
高中数学圆锥曲线知识点梳理+例题解析
高考数学圆锥曲线部分知识点梳理一、方程的曲线:在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹 )上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线。
点与曲线的关系:若曲线C 的方程是f(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)=0;点P 0(x 0,y 0)不在曲线C 上⇔f(x 0,y 0)≠0。
两条曲线的交点:若曲线C 1,C 2的方程分别为f 1(x,y)=0,f 2(x,y)=0,则点P 0(x 0,y 0)是C 1,C 2的交点⇔{0),(0),(002001==y x f y x f 方程组有n个不同的实数解,两条曲线就有n 个不同的交点;方程组没有实数解,曲线就没有交点。
二、圆:1、定义:点集{M ||OM |=r },其中定点O 为圆心,定长r 为半径.2、方程:(1)标准方程:圆心在c(a,b),半径为r 的圆方程是(x-a)2+(y-b)2=r 2圆心在坐标原点,半径为r 的圆方程是x 2+y 2=r 2(2)一般方程:①当D 2+E 2-4F >0时,一元二次方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,圆心为)2,2(ED --半径是2422F E D -+。
配方,将方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0化为(x+2D )2+(y+2E )2=44F -E D 22+②当D 2+E 2-4F=0时,方程表示一个点(-2D ,-2E );③当D 2+E 2-4F <0时,方程不表示任何图形.(3)点与圆的位置关系 已知圆心C(a,b),半径为r,点M 的坐标为(x 0,y 0),则|MC |<r ⇔点M 在圆C 内,|MC |=r ⇔点M 在圆C 上,|MC |>r ⇔点M 在圆C 内,其中|MC |=2020b)-(y a)-(x +。
圆锥曲线大题20道(含答案)
1.已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为(2,0),右顶点为)0,3( (1)求双曲线C 的方程; (2)若直线2:+=kx y l 与双曲线C 恒有两个不同的交点A 和B ,且2>⋅OB OA (其中O 为原点). 求k 的取值范围.解:(Ⅰ)设双曲线方程为12222=-by a x ).0,0(>>b a由已知得.1,2,2,32222==+==b b ac a 得再由故双曲线C 的方程为.1322=-y x (Ⅱ)将得代入13222=-+=y x kx y .0926)31(22=---kx x k 由直线l 与双曲线交于不同的两点得⎪⎩⎪⎨⎧>-=-+=∆≠-.0)1(36)31(36)26(,0312222k k k k即.13122<≠k k 且 ① 设),(),,(B B A A y x B y x A ,则 ,22,319,312622>+>⋅--=-=+B A B A B A B A y y x x OB OA kx x k k x x 得由 而2)(2)1()2)(2(2++++=+++=+B A B A B A B A B A B A x x k x x k kx kx x x y y x x.1373231262319)1(22222-+=+-+--+=k k k k k k k于是解此不等式得即,01393,213732222>-+->-+k k k k .3312<<k ② 由①、②得 .1312<<k故k 的取值范围为).1,33()33,1(⋃-- 2..已知椭圆C :22a x +22by =1(a >b >0)的左.右焦点为F 1、F 2,离心率为e. 直线l :y =e x +a 与x 轴.y 轴分别交于点A 、B ,M 是直线l 与椭圆C 的一个公共点,P 是点F 1关于直线l 的对称点,设AM =λAB .(Ⅰ)证明:λ=1-e 2;(Ⅱ)确定λ的值,使得△PF 1F 2是等腰三角形.(Ⅰ)证法一:因为A 、B 分别是直线l :a ex y +=与x 轴、y 轴的交点,所以A 、B 的坐标分别是2222222.,,1,).,0(),0,(b a c c b y c x b y ax a ex y a e a +=⎪⎩⎪⎨⎧=-=⎪⎩⎪⎨⎧=++=-这里得由. 所以点M 的坐标是(a b c 2,-). 由).,(),(2a eaa b e a c AB AM λλ=+-=得即221e a ab e ac e a-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-λλλ解得证法二:因为A 、B 分别是直线l :a ex y +=与x 轴、y 轴的交点,所以A 、B 的坐标分别是).,0(),0,(a ea-设M 的坐标是00(,),x y00(,)(,),a aAM AB x y a e eλλ=+=由得所以⎪⎩⎪⎨⎧=-=.)1(00a y ea x λλ 因为点M 在椭圆上,所以 ,122220=+by a x即.11)1(,1)()]1([22222222=-+-=+-e e b a a e aλλλλ所以,0)1()1(2224=-+--λλe e解得.1122e e -=-=λλ即(Ⅱ)解法一:因为PF 1⊥l ,所以∠PF 1F 2=90°+∠BAF 1为钝角,要使△PF 1F 2为等腰三角形,必有|PF 1|=|F 1F 2|,即.||211c PF = 设点F 1到l 的距离为d ,由,1|1|0)(|||21221c eec e a c e d PF =+=+++-==得.1122e ee =+-所以.321,3122=-==e e λ于是 即当,32时=λ△PF 1F 2为等腰三角形. 解法二:因为PF 1⊥l ,所以∠PF 1F 2=90°+∠BAF 1为钝角,要使△PF 1F 2为等腰三角形,必有|PF 1|=|F 1F 2|, 设点P 的坐标是),(00y x ,则0000010.22y x ce y x c e a -⎧=-⎪+⎪⎨+-⎪=+⎪⎩,2022023,12(1).1e x c e e a y e ⎧-=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩解得由|PF 1|=|F 1F 2|得,4]1)1(2[]1)3([2222222c e a e c e c e =+-+++- 两边同时除以4a 2,化简得.1)1(2222e e e =+- 从而.312=e 于是32112=-=e λ 即当32=λ时,△PF 1F 2为等腰三角形.[来源:Z,xx,]3.设R y x ∈,,j i、为直角坐标平面内x 轴、y 轴正方向上的单位向量,若j y i x b j y i x a )3( ,)3(-+=++=,且4=+b a.(Ⅰ)求点),(y x P 的轨迹C 的方程;(Ⅱ)若A 、B 为轨迹C 上的两点,满足MB AM =,其中M (0,3),求线段AB 的长.[来源学+科+网][启思]4.已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OB OA +与)1,3(-=a 共线. (Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设M 为椭圆上任意一点,且),( R OB OA OM ∈+=μλμλ,证明22μλ+为定值. 解:本小题主要考查直线方程、平面向量及椭圆的几何性质等基本知识,考查综合运用数学知识解决问题及推理的能力. 满分12分.(1)解:设椭圆方程为)0,(),0(12222c F b a by a x >>=+则直线AB 的方程为c x y -=,代入12222=+b y a x ,化简得02)(22222222=-+-+b a c a cx a x b a .令A (11,y x ),B 22,(y x ),则.,22222222122221b a b a c a x x b a c a x x +-=+=+ 由y y x x +-=++=+),1,3(),,(2121与共线,得,0)()(32121=+++x x y y 又c x y c x y -=-=2211,,.23,0)()2(3212121c x x x x c x x =+∴=++-+∴ 即232222cba c a =+,所以36.32222a b a c b a =-=∴=, 故离心率.36==a c e (II )证明:(1)知223b a =,所以椭圆12222=+by a x 可化为.33222b y x =+设),(y x OM =,由已知得),,(),(),(2211y x y x y x μλ+=⎩⎨⎧+=+=∴.,2121x x y x x x μλμλ ),(y x M 在椭圆上,.3)(3)(2221221b y y x x =+++∴μλμλ 即.3)3(2)3()3(221212222221212b y y x x y x y x =+++++λμμλ① 由(1)知.21,23,23222221c b c a c x x ===+ [变式新题型3]抛物线的顶点在原点,焦点在x 轴上,准线l 与x 轴相交于点A(–1,0),过点A 的直线与抛物线相交于P 、Q 两点.(1)求抛物线的方程;(2)若FP •=0,求直线PQ 的方程;(3)设AP =λAQ (λ>1),点P 关于x 轴的对称点为M ,证明:FM =-λFQ ..6.已知在平面直角坐标系xoy 中,向量32),1,0(的面积为OFP ∆=,且3,3OF FP t OM OP j ⋅==+ .(I )设443,t OF FP θ<<求向量与 的夹角的取值范围;(II )设以原点O 为中心,对称轴在坐标轴上,以F 为右焦点的椭圆经过点M ,且||,)13(,||2OP c t c OF 当-==取最小值时,求椭圆的方程.7.已知(0,2)M -,点A 在x 轴上,点B 在y 轴的正半轴,点P 在直线AB 上,且满足,AP PB =-,0MA AP ⋅=. (Ⅰ)当点A 在x 轴上移动时,求动点P 的轨迹C 方程;(Ⅱ)过(2,0)-的直线l 与轨迹C 交于E 、F 两点,又过E 、F 作轨迹C 的切线1l 、2l ,当12l l ⊥,求直线l 的方程.8. 已知点C 为圆8)1(22=++y x 的圆心,点A (1,0),P 是圆上的动点,点Q 在圆的半径CP 上,且.2,0AM AP AP MQ ==⋅(Ⅰ)当点P 在圆上运动时,求点Q 的轨迹方程; (Ⅱ)若直线12++=k kx y 与(Ⅰ)中所求点Q的轨迹交于不同两点F ,H ,O 是坐标原点,且4332≤⋅≤OH OF ,求△FOH 的面积已知椭圆E 的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过()2,0A -、()2,0B 、31,2C ⎛⎫ ⎪⎝⎭三点.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)若直线l :()1y k x =-(0k ≠)与椭圆E 交于M 、N 两点,证明直线AM 与直线BN 的交点在直线4x =上.10.如图,过抛物线x 2=4y 的对称轴上任一点P(0,m)(m>0)作直线与抛物线交于A 、B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点。
(完整版)圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理).docx
(完整版)圆锥曲线知识点+例题+练习含答案(整理).docx圆锥曲线⼀、椭圆:( 1)椭圆的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的和等于常数(⼤于| F1 F2 |)的点的轨迹。
其中:两个定点叫做椭圆的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: 2a | F1F2 | 表⽰椭圆;2a | F1F2|表⽰线段F1F2; 2a| F1F 2 |没有轨迹;(2)椭圆的标准⽅程、图象及⼏何性质:中⼼在原点,焦点在x 轴上中⼼在原点,焦点在y 轴上标准⽅程图形x2y2y2x2a2b 21( a b 0)a 2b21(ab 0)yB 2yB 2P F2 PA 1 A 2x A 1xA 2OF1O F21B 1FB 1顶点对称轴焦点焦距离⼼率通径2b2aA1 (a,0), A2 (a,0)A1( b,0), A2 (b,0)B1 (0, b), B2(0, b)B1( 0,a), B2 (0, a) x 轴,y轴;短轴为2b,长轴为2aF1 (c,0), F2(c,0)F1 ( 0,c), F2 (0,c)| F1 F2 | 2c(c 0)c2 a 2 b 2(0 e 1) (离⼼率越⼤,椭圆越扁)a(过焦点且垂直于对称轴的直线夹在椭圆内的线段)3.常⽤结论:(1)椭圆x2y21(a b 0) 的两个焦点为F1, F2,过F1的直线交椭圆于A, B两a2 b 2点,则ABF 2的周长=(2)设椭圆x2y2221( a b 0)左、右两个焦点为 F1, F2,过 F1且垂直于对称轴的直线a b交椭圆于 P, Q 两点,则 P, Q 的坐标分别是| PQ |⼆、双曲线:( 1)双曲线的定义:平⾯内与两个定点F1 , F2的距离的差的绝对值等于常数(⼩于| F1F2 | )的点的轨迹。
其中:两个定点叫做双曲线的焦点,焦点间的距离叫做焦距。
注意: | PF1 || PF2 | 2a 与 | PF2 | | PF1 |2a ( 2a| F1F2 | )表⽰双曲线的⼀⽀。
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考纲要求(1)圆锥曲线①了解圆锥曲线的实际背景,了解圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;②掌握椭圆、抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单性质;③了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道它的简单几何性质;④了解圆锥曲线的简单应用;⑤理解数形结合的思想。
(2)曲线与方程了解方程的曲线与曲线的方程的对应关系。
基本知识回顾(1)椭圆①椭圆的定义设F1,F2是定点(称焦点),P为动点,则满足|PF1|+|PF2|=2a (其中a为定值,且2a>|F1F2|)的动点P的轨迹称为椭圆,符号表示:|PF1|+|PF2|=2a(2a>| F1F2|)。
②椭圆的标准方程和几何性质例题例1:椭圆22192x y +=的焦点为12,F F ,点P 在椭圆上,若1||4PF =,则2||PF = ;12F PF ∠的大小为 。
变式1:已知12F 、F 是椭圆的两个焦点,p 为椭圆C 上的一点,且→→⊥21PF PF 。
若12PF F ∆的面积为9,则b = 。
例2:若点P 到点F (4,0)的距离比它到定直线x +5=0的距离小1,则P 点的轨迹方程是( )A .y 2=16-xB .y 2=32-xC .y 2=16xD .y 2=32x变式2:动圆与定圆A :(x +2)2+y 2=1外切,且与直线 ∶x =1相切,则动圆圆心P 的轨迹是( )A .直线B .椭圆C .双曲线D .抛物线变式3:抛物线的顶点在原点,焦点在y 轴上,其上的点)3,(-m P 到焦点的距离为5,则抛物线方程为( ) A .y x 82=B .y x 42=C .y x 42-=D . y x 82-=变式4:在抛物线y 2=2x 上有一点P ,若 P 到焦点F 与到点A (3,2)的距离之和最小,则点P 的坐标是 。
课后作业1.已知椭圆162x +92y =1, F 1、F 2分别为它的左右焦点,CD 为过F 1的弦,则△F 2CD 的周长是( )A .10B .12C .16D .不能确定2.设P 为双曲线22112y x -=上的一点,12F F ,是该双曲线的两个焦点,若12||:||3:2PF PF =,则12PF F △的面积为( )A .B .12C .D .243.已知直线1:4360l x y -+=和直线2:1l x =-,抛物线24y x =上一动点P 到直线1l 和直线2l 的距离之和的最小值是( )A .2B .3C .115 D .3716答案:例题例1、2,120°解:∵229,3a b ==,∴c ==∴12F F =又1124,26PF PF PF a =+==,∴22PF =,又由余弦定理,得(22212241cos 2242F PF +-∠==-⨯⨯,∴12120F PF ︒∠=,故应填2,120°。
变式1、3解:依题意,有, a PF PF 221=+1821=⋅PF PF可得4c 2+36=4a 2,即a 2-c 2=9,222214c PF PF =+故有b =3。
例2、C 变式2、D 变式3、D 变式4、(2,2)课后作业 1.C2.B3.解:直线2:1l x =-为抛物线24y x =的准线,由抛物线的定义知,P 到2l 的距离等于P 到抛物线的焦点()0,1F 的距离,故本题化为在抛物线24y x =上找一个点P使得P 到点和()0,1F 直线2l 的距离之和最小,最小值为()0,1F 到直线1:4360l x y -+=的距离,即25604min =+-=d ,故选择A 。
(2)双曲线① 双曲线的定义平面内与两个定点F1、F2(称为焦点)的距离的差的绝对值等于常数2a(0<2a <|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线,符号表示:||PF1|-|PF2||=2a (0<2a <|F1F2|)。
② 双曲线的标准方程和几何性质例题例3:如果方程222x ky +=表示焦点在x 轴上的椭圆,那么实数k 的取值范围是( )A .(0,)+∞B .(0,2)C .(1,)+∞D .(0,1)变式5:双曲线2288kx ky -=的一个焦点为(0,3),那么k 的值是( )A .1B .-1CD 变式6:曲线1422=+ky x 的离心率e ∈(1, 2),则k 的取值范围是( )A .(-∞, 0)B .(-3, 0)C .(-12, 0)D .(-60, -12)例4:设1F 和2F 为双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的两个焦点, 若12F F ,,(0,2)P b 是正三角形的三个顶点,则双曲线的离心率为( )A .32B .2C .52D .3变式7: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 .22 B .33C .21D .31变式8:设12F F ,分别是双曲线22221x y a b-=的左、右焦点,若双曲线上存在点A ,使1290F AF ∠=且123AF AF =,则双曲线的离心率为( )A .2B C D变式9:双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的两个焦点为F 1、F 2,若P 为其上一点,且|PF 1|=2|PF 2|,则双曲线离心率的取值范围为( )A .(1,3)B .(]1,3C .(3,+∞)D .[)3,+∞ 例5:设双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的虚轴长为2,焦距为32,则双曲线的渐近线方程为( )A .x y 2±=B .x y 2±=C .x y 22±= D .x y 21±= 变式10:已知双曲线)0(12222>=-b by x 的左、右焦点分别是1F 、2F ,其一条渐近线方程为x y =,点),3(0y P 在双曲线上.则1PF ·2PF =( )A .-12B .-2C .0D .4变式11:双曲线24x -212y =1的焦点到渐近线的距离为( )A .B .2C D .1答案:例题例3、C 变式5、B 变式6、C例4、B 解:由tan62c b π==有2222344()c b c a ==-,则2c e a==,故选B 。
变式7、B ,解:因为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±-ab c P 2,,再由︒=∠6021PF F 有a a b 232=,从而可得33==a c e ,故选B 。
变式8、B 变式9、B 例5、C 解:由已知得到2,3,122=-===bc a c b ,因为双曲线的焦点在x轴上,故渐近线方程为x x a b y 22±=±= 变式10、C 解:由渐近线方程为x y =知双曲线是等轴双曲线,∴双曲线方程是222=-y x ,于是两焦点坐标分别是(-2,0)和(2,0),且)1,3(P 或)1,3(-P .不妨去)1,3(P ,则)1,32(1---=PF , )1,32(2--=PF .∴1PF ·2PF =01)32)(32()1,32)(1,32(=+-+-=-----变式11、解:双曲线24x -212y =1的焦点(4,0)到渐近线y =的距离为d ==选A(3)抛物线① 抛物线的定义平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,点F 叫做抛物线的焦点,定直线l 叫做抛物线的准线(定点F 不在定直线l 上)。
② 抛物线的标准方程和几何性质③ 知识拓展抛物线焦点弦的性质设AB 是过抛物线)0(22>=p px y 焦点F 的弦,若11(,)A x y ,22(,)B x y 则1.2124p x x =,212y y p =-;2.弦长丨AB 丨=12x x p ++=22psin α(α为弦AB 的倾斜角); 3.112FA FB p+=; 4.以弦AB 为直径的圆与准线相切;5.A ,O 与B 在准线上的射影B ’三点共线,B ,O 与A 在准线上的射影A ’三点共线。
例题例6:斜率为1的直线经过抛物线y 2=4x 的焦点,与抛物线相交于两点A 、B ,则线段AB 的长是 。
变式12:抛物线y 2=2x 上的两点A 、B 到焦点F 的距离之和是5,则线段AB 的中点M 的横坐标是变式13:设过抛物线的焦点F 的弦为PQ ,则以PQ 为直径的圆与抛物线的准线的位置关系是( ) A .相交 B .相切 C .相离 D .以上答案均有可能 变式14:过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 作倾斜角为45的直线交抛物线于A 、B 两点,若线段AB 的长为8,则p =________________课后作业1.若双曲线()222213x y a o a -=>的离心率为2,则a 等于( )A .2BC .32D .12.双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的左、右焦点分别是12F F ,,过1F 作倾斜角为30的直线交双曲线右支于M 点,若2MF 垂直于x 轴,则双曲线的离心率为( )ABCD.33.已知双曲线的顶点到渐近线的距离为2,焦点到渐近线的距离为6,则该双曲线的离心率为 。
4.已知双曲线的离心率为2,焦点是(40)-,,(40),,则双曲线方程为( )A .221412x y -=B .221124x y -=C .221106x y -=D .221610x y -=5.抛物线28y x =-的焦点坐标是( )A .(2,0)B .(2-,0)C .(4,0)D .(4-,0)6.设12F F ,分别是双曲线2219y x +=的左、右焦点。
若点P 在双曲线上,且021=⋅→→PF PF ,则12PF PF +=( )AB .CD .7.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且BF x ⊥轴,直线AB 交y 轴于点P 。
若2A P P B =,则椭圆的离心率是( )A.2 B.2 C .13 D .128.已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,点111222()()P x y P x y ,,,,333()P x y ,在抛物线上,且2132x x x =+,则有( ) A .123FP FP FP += B .222123FP FP FP += C .2132FP FP FP =+D .2213FP FP FP =⋅答案:例题例6、8变式12、2 变式13、B变式14、2,解:由题意可知过焦点的直线方程为2p y x =-, 联立有22223042y pxp x px p y x ⎧=⎪⇒-+=⎨=-⎪⎩,又82AB p ==⇒=。