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專題05五類圓錐曲線題型-2024年高考數(shù)學(xué)大題秒殺技巧及專項(xiàng)訓(xùn)練(原卷版)【題型1圓錐曲線中的軌跡方程問(wèn)題】【題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問(wèn)題】【題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問(wèn)題】【題型4圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題】【題型5圓錐曲線中的極點(diǎn)與極線】題型1圓錐曲線中的軌跡方程問(wèn)題曲線方程的定義一般地,如果曲線與方程之間有以下兩個(gè)關(guān)系:①曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是方程的解;②以方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都是曲線上的點(diǎn).此時(shí),把方程叫做曲線的方程,曲線叫做方程的曲線.求曲線方程的一般步驟:(1)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系(如果已給出,本步驟省略);(2)設(shè)曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為;(3)根據(jù)曲線上點(diǎn)所適合的條件寫(xiě)出等式;(4)用坐標(biāo)表示這個(gè)等式,并化簡(jiǎn);(5)確定化簡(jiǎn)后的式子中點(diǎn)的范圍.上述五個(gè)步驟可簡(jiǎn)記為:求軌跡方程的步驟:建系、設(shè)點(diǎn)、列式、化簡(jiǎn)、確定點(diǎn)的范圍.求軌跡方程的方法:定義法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律合乎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,待定方程中的常數(shù),即可得到軌跡方程。直接法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否合乎我們熟知的某些曲線的定義難以判斷,但點(diǎn)滿足的等量關(guān)系易于建立,則可以先表示出點(diǎn)所滿足的幾何上的等量關(guān)系,再用點(diǎn)的坐標(biāo)表示該等量關(guān)系式,即可得到軌跡方程。代入法(相關(guān)點(diǎn)法):如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是由另外某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)引發(fā)的,而該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知,(該點(diǎn)坐標(biāo)滿足某已知曲線方程),則可以設(shè)出,用表示出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),然后把的坐標(biāo)代入已知曲線方程,即可得到動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。點(diǎn)差法:圓錐曲線中與弦的中點(diǎn)有關(guān)的軌跡問(wèn)題可用點(diǎn)差法,其基本方法是把弦的兩端點(diǎn)的坐標(biāo)代入圓錐曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得,,,等關(guān)系式,由于弦的中點(diǎn)的坐標(biāo)滿足,且直線的斜率為,由此可求得弦中點(diǎn)的軌跡方程.已知雙曲線與直線:有唯一的公共點(diǎn),過(guò)點(diǎn)且與垂直的直線分別交軸,軸于,兩點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo)為,當(dāng)點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡方程,并說(shuō)明軌跡是什么曲線.已知,直線相交于,且直線的斜率之積為2.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)設(shè)是點(diǎn)軌跡上不同的兩點(diǎn)且都在軸的右側(cè),直線在軸上的截距之比為,求證:直線經(jīng)過(guò)一個(gè)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo).在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),點(diǎn)的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點(diǎn)在直線上,為的左右頂點(diǎn),直線交于點(diǎn)(異于),直線交于點(diǎn)(異于),交于,過(guò)作軸的垂線分別交?于,問(wèn)是否存在常數(shù),使得.1.M是一個(gè)動(dòng)點(diǎn),與直線垂直,垂足位于第一象限,與直線垂直,垂足位于第四象限,且.(1)求動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程E;(2)設(shè),,過(guò)點(diǎn)的直線l與曲線E交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在x軸上方),P為直線,的交點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為時(shí),求直線l的方程.2.在平面直角坐標(biāo)系中,已知雙曲線經(jīng)過(guò)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.3.已知長(zhǎng)為的線段的中點(diǎn)為原點(diǎn),圓經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)且與直線相切,圓心的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且互相垂直的直線分別與曲線交于點(diǎn)和點(diǎn),且,四邊形的面積為,求實(shí)數(shù)的值.4.已知橢圓的離心率為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,是其左、右頂點(diǎn),是其右焦點(diǎn).(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn),的角平分線與直線交于點(diǎn).①求點(diǎn)的軌跡方程;②若面積為,求.5.已知點(diǎn)和直線,點(diǎn)到的距離.(1)求點(diǎn)的軌跡方程;(2)不經(jīng)過(guò)圓點(diǎn)的直線與點(diǎn)的軌跡交于,兩點(diǎn).設(shè)直線,的斜率分別為,,記,是否存在值使得的面積為定值,若存在,求出的值;若不存在,說(shuō)明理由.6.已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn),且截軸所得的弦長(zhǎng)為4.(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡方程;(2)若點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線交的軌跡于兩點(diǎn),求的最小值.7.在中,已知,,設(shè)分別是的重心、垂心、外心,且存在使.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)求的外心的縱坐標(biāo)的取值范圍;(3)設(shè)直線與的另一個(gè)交點(diǎn)為,記與的面積分別為,是否存在實(shí)數(shù)使?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.8.已知,,為平面上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).設(shè)直線的斜率分別為,,且滿足.記的軌跡為曲線.(1)求的軌跡方程;(2)直線,分別交動(dòng)直線于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作的垂線交軸于點(diǎn).是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,說(shuō)明理由.題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問(wèn)題:已知點(diǎn)是橢圓上的一個(gè)定點(diǎn),是橢圓上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)。若直線,則直線過(guò)定點(diǎn)且定點(diǎn)為;當(dāng)時(shí),為定值;證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標(biāo)原點(diǎn)按得橢圓又點(diǎn)在橢圓上,所以,代入上式可得①橢圓上的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)橢圓上的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn),設(shè)直線的方程為,代入①得。當(dāng)時(shí),兩邊除以得.,因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)滿足這個(gè)方程,所以是這個(gè)關(guān)于的方程的兩個(gè)根.若,由平移斜率不變可知,故,當(dāng)時(shí),所以,由此得。所以的斜率為定值,為定值;即,由此知點(diǎn)在直線上,從而直線過(guò)定點(diǎn).:已知點(diǎn)是平面內(nèi)一個(gè)定點(diǎn),橢圓:上有兩動(dòng)點(diǎn)若直線,則直線過(guò)定點(diǎn).證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標(biāo)原點(diǎn)按橢圓:,展開(kāi)得:.平面內(nèi)的定點(diǎn)和橢圓上的動(dòng)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)橢圓上的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)、,設(shè)直線的方程為,代入展開(kāi)式得(構(gòu)造齊次式),當(dāng)時(shí),兩邊同時(shí)除以整理得,因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)滿足這個(gè)方程,所以和是關(guān)于的方程的兩根.若,由平移斜率不變可知所以整理可得到和的關(guān)系,從而可知直線過(guò)定點(diǎn),由平移規(guī)律可得直線過(guò)定點(diǎn).已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)是橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),是等腰直角三角形.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)點(diǎn)是橢圓上一動(dòng)點(diǎn),求線段的中點(diǎn)的軌跡方程;(3)過(guò)點(diǎn)分別作直線,交橢圓于,兩點(diǎn),設(shè)兩直線的斜率分別為,,且,探究:直線是否過(guò)定點(diǎn),并說(shuō)明理由.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別是,,點(diǎn)在橢圓上,且.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)且不過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),求證:直線與的斜率之和為定值.如圖,橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),且離心率為.(1)求橢圓E的方程;(2)若經(jīng)過(guò)點(diǎn),且斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點(diǎn)P,Q(均異于點(diǎn)A),證明:直線AP與AQ的斜率之和為定值.1.已知橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),下頂點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)若點(diǎn)均在橢圓上,且滿足直線與的斜率之積為,(?。┣笞C:直線過(guò)定點(diǎn);(ⅱ)當(dāng)時(shí),求直線的方程.2.已知橢圓:()中,點(diǎn),分別是的左、上頂點(diǎn),,且的焦距為.(1)求的方程和離心率;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率不為零的直線交橢圓于,兩點(diǎn),設(shè)直線,,的斜率分別為,,,若,求的值.3.已知橢圓E:經(jīng)過(guò)點(diǎn),右焦點(diǎn)為,A,B分別為橢圓E的上頂點(diǎn)和下頂點(diǎn).(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知過(guò)且斜率存在的直線l與橢圓E交于C、D兩點(diǎn),直線BD與直線AC的斜率分別為k1和k2,求的值.4.在平面直角坐標(biāo)系中,重新定義兩點(diǎn)之間的“距離”為,我們把到兩定點(diǎn)的“距離”之和為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫“橢圓”.(1)求“橢圓”的方程;(2)根據(jù)“橢圓”的方程,研究“橢圓”的范圍、對(duì)稱性,并說(shuō)明理由;(3)設(shè),作出“橢圓”的圖形,設(shè)此“橢圓”的外接橢圓為的左頂點(diǎn)為,過(guò)作直線交于兩點(diǎn),的外心為,求證:直線與的斜率之積為定值.5.焦點(diǎn)在軸上的橢圓的左頂點(diǎn)為,,,為橢圓上不同三點(diǎn),且當(dāng)時(shí),直線和直線的斜率之積為.(1)求的值;(2)若的面積為1,求和的值;(3)在(2)的條件下,設(shè)的中點(diǎn)為,求的最大值.6.已知,分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),左頂點(diǎn)為A,則上頂點(diǎn)為,且的方程為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若是直線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的兩條不同直線分別交于點(diǎn),和點(diǎn),,且,求證:直線的斜率與直線的斜率之和為定值.7.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,上頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,的面積為,.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率大于的直線交橢圓于,兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,若,求直線與直線的斜率之積的最小值.8.已知P為圓上任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為Q,M為PQ的中點(diǎn).M的軌跡曲線E.(1)求曲線E的軌跡方程;(2)曲線E交x軸正半軸于點(diǎn)A,交y軸正半軸于點(diǎn)B.直線與曲線E交于C,D兩點(diǎn),若直線直線AB,設(shè)直線AC,BD的斜率分別為.證明:為定值.題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問(wèn)題弦長(zhǎng)公式(最常用公式,使用頻率最高)三角形面積問(wèn)題直線方程:焦點(diǎn)三角形的面積直線過(guò)焦點(diǎn)的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項(xiàng)系數(shù)平行四邊形的面積直線為,直線為注意:為直線與橢圓聯(lián)立后消去后的一元二次方程的系數(shù).范圍問(wèn)題應(yīng)用均值不等式求解最值時(shí),應(yīng)注意“一正二定三相等”圓錐曲線經(jīng)常用到的均值不等式形式列舉:(1)(注意分三種情況討論)(2)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(3)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.(4)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(5)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.雙曲線,最早由門奈赫莫斯發(fā)現(xiàn),后來(lái)阿波羅尼茲進(jìn)行了總結(jié)和完善.在他的著作中,雙曲線也被稱作“超曲線”.已知雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)為2,左?右頂點(diǎn)分別為,經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線與的右支分別交于兩點(diǎn),其中點(diǎn)在軸上方.(1)若軸時(shí),,設(shè)直線的斜率分別為,求的值;(2)若,求的面積.設(shè)拋物線方程為,過(guò)點(diǎn)的直線分別與拋物線相切于兩點(diǎn),且點(diǎn)在軸下方,點(diǎn)在軸上方.(1)當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),求;(2)點(diǎn)在拋物線上,且在軸下方,直線交軸于點(diǎn),直線交軸于點(diǎn),且.若的重心在軸上,求的最大值.(注:表示三角形的面積)已知橢圓C:過(guò)點(diǎn)A(2,),且C的離心率為.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線l交C于不同于點(diǎn)A的M,N兩點(diǎn),直線AM,AN的傾斜角分別為,,若,求面積的最大值.1.設(shè)點(diǎn)、分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),為橢圓上任意一點(diǎn),且的最小值為.(1)求橢圓的方程;(2)求橢圓的外切矩形的面積的最大值.2.在橢圓上任取一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線段,為垂足,點(diǎn)在線段上,且滿足.(1)當(dāng)點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若曲線與,軸的正半軸分別交于點(diǎn),,點(diǎn)是上第三象限內(nèi)一點(diǎn),線段與軸交于點(diǎn),線段與軸交于點(diǎn),求四邊形的面積.3.在橢圓(雙曲線)中,任意兩條互相垂直的切線的交點(diǎn)都在同一個(gè)圓上,該圓的圓心是橢圓(雙曲線)的中心,半徑等于橢圓(雙曲線)長(zhǎng)半軸(實(shí)半軸)與短半軸(虛半軸)平方和(差)的算術(shù)平方根,則這個(gè)圓叫蒙日?qǐng)A.已知橢圓的蒙日?qǐng)A的面積為,該橢圓的上頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)分別為,且,設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于兩點(diǎn)(不與兩點(diǎn)重合)且直線.(1)證明:,的交點(diǎn)在直線上;(2)求直線圍成的三角形面積的最小值.4.已知橢圓的方程,右焦點(diǎn)為,且離心率為(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓的左、右頂點(diǎn),過(guò)的直線交于兩點(diǎn)(其中點(diǎn)在軸上方),求與的面積之比的取值范圍.5.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,離心率為.點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),且直線的斜率與直線的斜率之商為2.(1)求的方程;(2)若點(diǎn)A、B在橢圓上,為坐標(biāo)原點(diǎn),且,求面積的最小值.6.已知橢圓的下、上頂點(diǎn)分別為,左、右頂點(diǎn)分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點(diǎn)到右焦點(diǎn)距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線與交于(異于兩點(diǎn),設(shè)直線與直線交于點(diǎn),探究三角形的面積是否為定值,請(qǐng)說(shuō)明理由.7.已知橢圓經(jīng)過(guò),兩點(diǎn).(1)求的方程;(2)若圓的兩條相互垂直的切線均不與坐標(biāo)軸垂直,且直線分別與相交于點(diǎn)A,C和B,D,求四邊形面積的最小值.8.已知橢圓的方程為,由其個(gè)頂點(diǎn)確定的三角形的面積為,點(diǎn)在上,為直線上關(guān)于軸對(duì)稱的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線與的另一個(gè)交點(diǎn)分別為.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)證明:直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn);(3)為坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最大值.題型4圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題定點(diǎn)問(wèn)題1.求解(或證明)直線和曲線過(guò)定點(diǎn)的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量,視作常數(shù),把方程一邊化為零,既然是過(guò)定點(diǎn),那么這個(gè)方程就是對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,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(guò)的定點(diǎn).2.常用方法:一是引進(jìn)參數(shù)法,引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒(méi)有關(guān)系,找到定點(diǎn);二是特殊到一般法,根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)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).定值問(wèn)題1.解析幾何中的定值問(wèn)題是指某些幾何量(線段的長(zhǎng)度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達(dá)式的值等和題目中的參數(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.常見(jiàn)定值問(wèn)題的處理方法:(1)確定一個(gè)(或兩個(gè))變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進(jìn)行表示(2)將所求表達(dá)式用核心變量進(jìn)行表示,然后進(jìn)行化簡(jiǎn),看能否得到一個(gè)常數(shù).2.定值問(wèn)題的處理技巧:(1)對(duì)于較為復(fù)雜的問(wèn)題,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直線等)求出定值,進(jìn)而給后面一般情況的處理提供一個(gè)方向.(2)在運(yùn)算過(guò)程中,盡量減少所求表達(dá)式中變量的個(gè)數(shù),以便于向定值靠攏(3)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點(diǎn)的坐標(biāo)符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡(jiǎn)化運(yùn)算定直線問(wèn)題定直線問(wèn)題是證明動(dòng)點(diǎn)在定直線上,其實(shí)質(zhì)是求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,所以所用的方法即為求軌跡方程的方法,如定義法、消參法、交軌法等.已知拋物線C:y2=2px(p>0),M是其準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(4,y0)時(shí),有.(1)求拋物線C的方程;(2)設(shè)點(diǎn)A關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)P,證明:直線BP過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo).已知斜率為的直線與拋物線相交于兩點(diǎn).(1)求線段中點(diǎn)縱坐標(biāo)的值;(2)已知點(diǎn),直線分別與拋物線相交于兩點(diǎn)(異于).求證:直線恒過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).已知雙曲線,點(diǎn)是雙曲線的左頂點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo)為.(1)過(guò)點(diǎn)作的兩條漸近線的平行線分別交雙曲線于,兩點(diǎn).求直線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)作直線與橢圓交于點(diǎn),,直線,與雙曲線的另一個(gè)交點(diǎn)分別是點(diǎn),.試問(wèn):直線是否過(guò)定點(diǎn),若是,請(qǐng)求出該定點(diǎn)坐標(biāo);若不過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由.1.已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為過(guò)點(diǎn),且的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為8.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點(diǎn)為點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn)(異于),直線與軸分別交于點(diǎn),試問(wèn)線段的中點(diǎn)是否為定點(diǎn)?若是,求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.2.已知橢圓的上下頂點(diǎn)分別為,左右頂點(diǎn)分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點(diǎn)到右焦點(diǎn)距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線與交于(異于)兩點(diǎn),設(shè)直線與直線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線上.3.如圖,已知橢圓的短軸長(zhǎng)為,焦點(diǎn)與雙曲線的焦點(diǎn)重合.點(diǎn),斜率為的直線與橢圓交于兩點(diǎn).
(1)求常數(shù)的取值范圍,并求橢圓的方程.(2)(本題可以使用解析幾何的方法,也可以利用下面材料所給的結(jié)論進(jìn)行解答)極點(diǎn)與極線是法國(guó)數(shù)學(xué)家吉拉德·迪沙格于1639年在射影幾何學(xué)的奠基之作《圓錐曲線論稿》中正式闡述的.對(duì)于橢圓,極點(diǎn)(不是原點(diǎn))對(duì)應(yīng)的極線為,且若極點(diǎn)在軸上,則過(guò)點(diǎn)作橢圓的割線交于點(diǎn),則對(duì)于上任意一點(diǎn),均有(當(dāng)斜率均存在時(shí)).已知點(diǎn)是直線上的一點(diǎn),且點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2.連接交軸于點(diǎn).連接分別交橢圓于兩點(diǎn).①設(shè)直線、分別交軸于點(diǎn)、點(diǎn),證明:點(diǎn)為、的中點(diǎn);②證明直線:恒過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).4.已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,過(guò)點(diǎn),且.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點(diǎn)為點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn)(異于),直線與軸分別交于點(diǎn),試問(wèn)線段的中點(diǎn)是否為定點(diǎn)?若是,求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.5.已知橢圓的離心率為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)且不與坐標(biāo)軸垂直的直線與橢圓交于兩點(diǎn),過(guò)分別作軸的垂線,垂足為點(diǎn),求證:直線與的交點(diǎn)在某條定直線上,并求該定直線的方程.6.已知橢圓的左頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)B,焦距為,直線l交橢圓L于C,D(不同于橢圓的頂點(diǎn))兩點(diǎn),直線AD交y軸于M,直線BC交x軸于N,且直線MN交l于P.(1)求橢圓L的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線AD,BC的斜率相等,證明:點(diǎn)P在一條定直線上運(yùn)動(dòng).7.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)M到點(diǎn)的距離與到直線的距離之比為.(1)求動(dòng)點(diǎn)M軌跡W的方程;(2)過(guò)點(diǎn)F的兩條直線分別交W于A,B兩點(diǎn)和C,D兩點(diǎn),線段AB,CD的中點(diǎn)分別為P,Q.設(shè)直線AB,CD的斜率分別為,,且,試判斷直線PQ是否過(guò)定點(diǎn).若是,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.8.已知?jiǎng)訄A經(jīng)過(guò)定點(diǎn),且與圓:內(nèi)切.(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;(2)設(shè)軌跡與軸從左到右的交點(diǎn)為,,點(diǎn)為軌跡上異于,的動(dòng)點(diǎn),設(shè)交直線于點(diǎn),連接交軌跡于點(diǎn),直線,的斜率分別為,.①求證:為定值;②證明:直線經(jīng)過(guò)軸上的定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).題型5圓錐曲線中的極點(diǎn)與極線圓錐曲線的極點(diǎn)與極線已知橢圓(a>b>0),則稱點(diǎn)和直線為橢圓的一對(duì)極點(diǎn)和極線.極點(diǎn)和極線是成對(duì)出現(xiàn)的.我們先從幾何的角度來(lái)研究圓錐曲線的極點(diǎn)與極線.從幾何角度看極點(diǎn)與極線如圖,設(shè)是不在圓錐曲線上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)引兩條割線依次交圓錐曲線于四點(diǎn),,,,連接,交于,連接,交于,則直線為點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線.若為圓錐曲線上的點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)的切線即為極線.由圖同理可知,為點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線,為點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極線.因而將稱為自極三點(diǎn)形.設(shè)直線交圓錐曲線于點(diǎn),兩點(diǎn),則,恰為圓錐曲線的兩條切線.定理:(1)當(dāng)在圓錐曲線上時(shí),則點(diǎn)的極線是曲線在點(diǎn)處的切線;(2)當(dāng)在外時(shí),過(guò)點(diǎn)作的兩條切線,設(shè)其切點(diǎn)分別為,,則點(diǎn)的極線是直線(即切點(diǎn)弦所在的直線);(3)當(dāng)在內(nèi)時(shí),過(guò)點(diǎn)任作一割線交于,,設(shè)在,處的切線交于點(diǎn),則點(diǎn)的極線是動(dòng)點(diǎn)的軌跡.已知拋物線的焦點(diǎn)為,且與圓上的點(diǎn)的距離的最小值4.(1)求;(2)若點(diǎn)在圓上,是的兩條切線,是切點(diǎn),求面積的最大值.已知F為拋物線的焦點(diǎn),直線與C交于A,B兩點(diǎn)且.(1)求C的方程.(2)若直線與C交于M,N兩點(diǎn),且與相交于點(diǎn)T,證明:點(diǎn)T在定直線上.若雙曲線與橢圓共頂點(diǎn),且它們的離心率之積為.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若橢圓C的左、右頂點(diǎn)分別為,,直線l與橢圓C交于P、Q兩點(diǎn),設(shè)直線與的斜率分別為,,且.試問(wèn),直線l是否過(guò)定點(diǎn)?若是,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.1.設(shè)分別是橢圓的左?右頂點(diǎn),點(diǎn)為橢圓的上頂點(diǎn).(1)若,求橢圓的方程;(2)設(shè),是橢圓的右焦點(diǎn),點(diǎn)是橢圓第二象限部分上一點(diǎn),若線段的中點(diǎn)在軸上,求的面積.(3)設(shè),點(diǎn)是直線上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)和是橢圓上異于左右頂點(diǎn)的兩點(diǎn),且,分別在直線和上,求證:直線恒過(guò)一定點(diǎn).2.已知,分別是雙曲線的左,右頂點(diǎn),直線(不與坐標(biāo)軸垂直)過(guò)點(diǎn),且與雙曲線交于,兩點(diǎn).(1)若,求直線的方程;(2)若直線與相交于點(diǎn),求證:點(diǎn)在定直線上.3.已知橢圓與軸的交點(diǎn)(點(diǎn)A位于點(diǎn)的上方),為左焦點(diǎn),原點(diǎn)到直線的距離為.(1)求橢圓的離心率;(2)設(shè),直線與橢圓交于不同的兩點(diǎn),求證:直線與直線的交點(diǎn)在定直線上.4.已知橢圓的離心率,長(zhǎng)軸的左、右端點(diǎn)分別為(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)直線與橢圓交于兩點(diǎn),直線與交于點(diǎn),試問(wèn):當(dāng)變化時(shí),點(diǎn)是否恒在一條直線上?若是,請(qǐng)寫(xiě)出這條直線的方程,并證明你的結(jié)論;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.5.已知橢圓C:經(jīng)過(guò)點(diǎn),其長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為2.(1)求橢圓C的方程:(2)設(shè)經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓C相交于D,E兩點(diǎn),點(diǎn)E關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為F,直線DF與x軸相交于點(diǎn)G,求的面積的取值范圍.6.已知橢圓的焦距為分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),為橢圓上的兩點(diǎn)(異于),連結(jié),且斜率是斜率的倍.(1)求橢圓的方程;(2)證明:直線恒過(guò)定點(diǎn).7.橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,,上頂點(diǎn)為,點(diǎn),線的傾斜角為.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)且斜率存在的動(dòng)直線與橢圓交于、兩點(diǎn),直線與交于,求證:在定直線上.8.已知橢圓的離心率為,且點(diǎn)在橢圓上.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)如圖,橢圓C的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,點(diǎn)M,N是橢圓上異于A,B的不同兩點(diǎn),直線的斜率為,直線的斜率為,求證:直線過(guò)定點(diǎn).專題05五類圓錐曲線題型-2024年高考數(shù)學(xué)大題秒殺技巧及專項(xiàng)訓(xùn)練(解析版)【題型1圓錐曲線中的軌跡方程問(wèn)題】【題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問(wèn)題】【題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問(wèn)題】【題型4圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題】【題型5圓錐曲線中的極點(diǎn)與極線】題型1圓錐曲線中的軌跡方程問(wèn)題曲線方程的定義一般地,如果曲線與方程之間有以下兩個(gè)關(guān)系:①曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是方程的解;②以方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都是曲線上的點(diǎn).此時(shí),把方程叫做曲線的方程,曲線叫做方程的曲線.求曲線方程的一般步驟:(1)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系(如果已給出,本步驟省略);(2)設(shè)曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為;(3)根據(jù)曲線上點(diǎn)所適合的條件寫(xiě)出等式;(4)用坐標(biāo)表示這個(gè)等式,并化簡(jiǎn);(5)確定化簡(jiǎn)后的式子中點(diǎn)的范圍.上述五個(gè)步驟可簡(jiǎn)記為:求軌跡方程的步驟:建系、設(shè)點(diǎn)、列式、化簡(jiǎn)、確定點(diǎn)的范圍.求軌跡方程的方法:定義法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律合乎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,待定方程中的常數(shù),即可得到軌跡方程。直接法:如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否合乎我們熟知的某些曲線的定義難以判斷,但點(diǎn)滿足的等量關(guān)系易于建立,則可以先表示出點(diǎn)所滿足的幾何上的等量關(guān)系,再用點(diǎn)的坐標(biāo)表示該等量關(guān)系式,即可得到軌跡方程。代入法(相關(guān)點(diǎn)法):如果動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是由另外某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)引發(fā)的,而該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知,(該點(diǎn)坐標(biāo)滿足某已知曲線方程),則可以設(shè)出,用表示出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),然后把的坐標(biāo)代入已知曲線方程,即可得到動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。點(diǎn)差法:圓錐曲線中與弦的中點(diǎn)有關(guān)的軌跡問(wèn)題可用點(diǎn)差法,其基本方法是把弦的兩端點(diǎn)的坐標(biāo)代入圓錐曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得,,,等關(guān)系式,由于弦的中點(diǎn)的坐標(biāo)滿足,且直線的斜率為,由此可求得弦中點(diǎn)的軌跡方程.已知雙曲線與直線:有唯一的公共點(diǎn),過(guò)點(diǎn)且與垂直的直線分別交軸,軸于,兩點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo)為,當(dāng)點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡方程,并說(shuō)明軌跡是什么曲線.破解:(1)第一步:設(shè)點(diǎn)設(shè)線聯(lián)立化解韋達(dá)判別由題設(shè),,令,則,令,則,所以,,故,所以,可得,即且過(guò),則,所以,代入并整理得,第二步:判別式等于0則,即,又,所以,,故.(2)第一步:設(shè)點(diǎn)設(shè)線聯(lián)立化解韋達(dá)判別由(1)聯(lián)立雙曲線與直線,則,所以,則,整理得,第二步:多元合一元故,,而,令,則,令,則,所以,顯然,故點(diǎn)的軌跡方程為,即且(注意:的斜率存在),所以軌跡是去掉頂點(diǎn)的雙曲線.已知,直線相交于,且直線的斜率之積為2.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)設(shè)是點(diǎn)軌跡上不同的兩點(diǎn)且都在軸的右側(cè),直線在軸上的截距之比為,求證:直線經(jīng)過(guò)一個(gè)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo).破解:(1)直接法設(shè),則直線的斜率是,直線的斜率是,所以,化簡(jiǎn)整理得:,所以動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程是.(2)第一步:設(shè)點(diǎn)設(shè)線聯(lián)立化解韋達(dá)判別設(shè)直線在軸上的截距為,則直線在軸上的截距為,顯然,直線的方程為,即,直線的方程為,即,又雙曲線的漸近線方程為,顯然直線與雙曲線兩支各交于一點(diǎn),直線與雙曲線右支交于兩點(diǎn),則有,且,于是,由消去化簡(jiǎn)整理得:,設(shè)點(diǎn),則,解得,有,由消去化簡(jiǎn)整理得:,設(shè)點(diǎn),則,解得,有,第二步:含參點(diǎn)表示向量,,于是,設(shè)直線上任意一點(diǎn),則,顯然,因此,即,整理得,顯然直線恒過(guò)定點(diǎn),所以直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn).在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),點(diǎn)的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點(diǎn)在直線上,為的左右頂點(diǎn),直線交于點(diǎn)(異于),直線交于點(diǎn)(異于),交于,過(guò)作軸的垂線分別交?于,問(wèn)是否存在常數(shù),使得.破解:(1)定義法因?yàn)?、,,所以點(diǎn)的軌跡以為焦點(diǎn)的橢圓,這里,,,所以,所以橢圓的方程為.(2)第一步:設(shè)點(diǎn)設(shè)線聯(lián)立化解韋達(dá)判別設(shè),代入,得,即,得:,設(shè),代入,得,即,得:,第二步:含參點(diǎn)表示向量,由得,得,得.代入,得,代入,得,因?yàn)?,所?所以存在常數(shù),使得.1.M是一個(gè)動(dòng)點(diǎn),與直線垂直,垂足位于第一象限,與直線垂直,垂足位于第四象限,且.(1)求動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程E;(2)設(shè),,過(guò)點(diǎn)的直線l與曲線E交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在x軸上方),P為直線,的交點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為時(shí),求直線l的方程.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè),直線的傾斜角為,則為鈍角,,所以由于位于第一象限,位于第四象限,所以的軌跡方程(2)設(shè)聯(lián)立:,化簡(jiǎn)得:則,直線,直線聯(lián)立消去得:又故點(diǎn),直線的斜率為:聯(lián)立,消去化簡(jiǎn)得:故,故,直線的方程為2.在平面直角坐標(biāo)系中,已知雙曲線經(jīng)過(guò)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)).【詳解】(1)因?yàn)殡p曲線經(jīng)過(guò)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?解得,因?yàn)椋?,?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?,所以,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,,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)).3.已知長(zhǎng)為的線段的中點(diǎn)為原點(diǎn),圓經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)且與直線相切,圓心的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且互相垂直的直線分別與曲線交于點(diǎn)和點(diǎn),且,四邊形的面積為,求實(shí)數(shù)的值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)由題意知圓心在線段的垂直平分線上,則,設(shè),圓的半徑為,則,又圓與直線相切,故,于是,化簡(jiǎn)得,所以曲線的方程為.(2)設(shè),根據(jù)可得為的中點(diǎn),則,得,即,所以直線.聯(lián)立方程,得,得,由,得,所以,所以.設(shè),因?yàn)榛ハ啻怪?,易知直線,聯(lián)立方程,得,得,由,得,所以,所以.則四邊形的面積為.令,化簡(jiǎn)得,解得(舍)或,符合,所以.4.已知橢圓的離心率為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,是其左、右頂點(diǎn),是其右焦點(diǎn).(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn),的角平分線與直線交于點(diǎn).①求點(diǎn)的軌跡方程;②若面積為,求.【答案】(1)(2)【詳解】(1)由題意知,,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)①:由(1)知,,設(shè),則,易知當(dāng)時(shí),,,此時(shí),由,解得,即;當(dāng)時(shí),,,設(shè)直線的斜率為,則,所以直線方程為,又直線方程為,由,得,即,解得,將代入直線方程,得,即,又,所以,故點(diǎn)的軌跡方程為;②:由,得,又,所以,得,整理得,又,所以,整理得,即,由,解得.5.已知點(diǎn)和直線,點(diǎn)到的距離.(1)求點(diǎn)的軌跡方程;(2)不經(jīng)過(guò)圓點(diǎn)的直線與點(diǎn)的軌跡交于,兩點(diǎn).設(shè)直線,的斜率分別為,,記,是否存在值使得的面積為定值,若存在,求出的值;若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在,【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),由,當(dāng)時(shí),,不成立,所以,則,即;(2)設(shè),,則,,又點(diǎn)在橢圓上,則,則,同理,設(shè)直線與的傾斜角分別為,,則,則,則,所以當(dāng)時(shí),為定值,即面積為定值.
6.已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn),且截軸所得的弦長(zhǎng)為4.(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡方程;(2)若點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線交的軌跡于兩點(diǎn),求的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)動(dòng)圓圓心為,到軸距離為,動(dòng)圓截軸所得半弦長(zhǎng)為2,則,化簡(jiǎn)得;所以動(dòng)圓圓心的軌跡方程為.(2)
設(shè),當(dāng)直線斜率存在時(shí),由題易知直線的斜率不為0,設(shè)直線的方程為,與的軌跡方程聯(lián)立得消去得,由在拋物線內(nèi)部,故,所以.由(1)知,為軌跡的焦點(diǎn),由拋物線定義得,,所以當(dāng)時(shí),的最小值為;當(dāng)直線斜率不存在時(shí),.由拋物線定義知.綜上,的最小值為.7.在中,已知,,設(shè)分別是的重心、垂心、外心,且存在使.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)求的外心的縱坐標(biāo)的取值范圍;(3)設(shè)直線與的另一個(gè)交點(diǎn)為,記與的面積分別為,是否存在實(shí)數(shù)使?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)(3)存在,【詳解】(1)設(shè),則的重心.,,則,為垂心,故因?yàn)榇嬖谑梗?,所以,,而,由垂心定義得,即,整理得,所以點(diǎn)的軌跡的方程為.(2)
由外心的定義知點(diǎn)在軸上,則,的中點(diǎn),,所以,整理得.與的方程為聯(lián)立,得.因?yàn)椋?(3)由對(duì)稱性,不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限,設(shè),,直線:,聯(lián)立方程得,,整理得;,又,所以.由條件知,,,所以三點(diǎn)共線且所在直線平行于軸,由,知,所以.令,解得(舍去).又點(diǎn)在直線:上,所以,即,所以.又,聯(lián)立得,所以.又,所以,即,所以.所以,當(dāng)點(diǎn)在第一、四象限時(shí),;當(dāng)點(diǎn)在第二、三象限時(shí),.故存在實(shí)數(shù)使.8.已知,,為平面上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).設(shè)直線的斜率分別為,,且滿足.記的軌跡為曲線.(1)求的軌跡方程;(2)直線,分別交動(dòng)直線于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作的垂線交軸于點(diǎn).是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在,12【詳解】(1)由題意設(shè)點(diǎn),由于,故,整理得,即的軌跡方程為;(2)由題意知直線的斜率分別為,,且滿足,設(shè)直線的方程為,令,則可得,即,直線,同理求得,又直線的方程為,令,得,即,故,當(dāng)時(shí),取到最大值12,即存在最大值,最大值為12.題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問(wèn)題:已知點(diǎn)是橢圓上的一個(gè)定點(diǎn),是橢圓上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)。若直線,則直線過(guò)定點(diǎn)且定點(diǎn)為;當(dāng)時(shí),為定值;證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標(biāo)原點(diǎn)按得橢圓又點(diǎn)在橢圓上,所以,代入上式可得①橢圓上的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)橢圓上的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn),設(shè)直線的方程為,代入①得。當(dāng)時(shí),兩邊除以得.,因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)滿足這個(gè)方程,所以是這個(gè)關(guān)于的方程的兩個(gè)根.若,由平移斜率不變可知,故,當(dāng)時(shí),所以,由此得。所以的斜率為定值,為定值;即,由此知點(diǎn)在直線上,從而直線過(guò)定點(diǎn).:已知點(diǎn)是平面內(nèi)一個(gè)定點(diǎn),橢圓:上有兩動(dòng)點(diǎn)若直線,則直線過(guò)定點(diǎn).證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標(biāo)原點(diǎn)按橢圓:,展開(kāi)得:.平面內(nèi)的定點(diǎn)和橢圓上的動(dòng)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)橢圓上的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)、,設(shè)直線的方程為,代入展開(kāi)式得(構(gòu)造齊次式),當(dāng)時(shí),兩邊同時(shí)除以整理得,因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)滿足這個(gè)方程,所以和是關(guān)于的方程的兩根.若,由平移斜率不變可知所以整理可得到和的關(guān)系,從而可知直線過(guò)定點(diǎn),由平移規(guī)律可得直線過(guò)定點(diǎn).已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)是橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),是等腰直角三角形.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)點(diǎn)是橢圓上一動(dòng)點(diǎn),求線段的中點(diǎn)的軌跡方程;(3)過(guò)點(diǎn)分別作直線,交橢圓于,兩點(diǎn),設(shè)兩直線的斜率分別為,,且,探究:直線是否過(guò)定點(diǎn),并說(shuō)明理由.解:(1)由點(diǎn)是橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),可知,又是等腰直角三角形,可得,即,所以,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)設(shè),線段的中點(diǎn)坐標(biāo),可得,即又點(diǎn)是橢圓上一動(dòng)點(diǎn),所以,整理得所以線段的中點(diǎn)的軌跡方程是:齊次化方法第一步:明確定點(diǎn)第二步:重新建系第三步:聯(lián)立齊次式設(shè)直線方程為,故第四步:同時(shí)除以得故故定點(diǎn)為第五步:還原成原直角坐標(biāo)系的定點(diǎn)故定點(diǎn)為已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別是,,點(diǎn)在橢圓上,且.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)且不過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),求證:直線與的斜率之和為定值.解:(1)根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,得.由,得.因?yàn)椋?,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.齊次化方法第一步:明確定點(diǎn)第二步:重新建系第三步:聯(lián)立齊次式設(shè)直線方程為,故第四步:同時(shí)除以得過(guò)故如圖,橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),且離心率為.(1)求橢圓E的方程;(2)若經(jīng)過(guò)點(diǎn),且斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點(diǎn)P,Q(均異于點(diǎn)A),證明:直線AP與AQ的斜率之和為定值.解:(1)由題意知,,結(jié)合,解得,橢圓的方程為;齊次化方法第一步:明確定點(diǎn)第二步:重新建系第三步:聯(lián)立齊次式設(shè)直線方程為,故第四步:同時(shí)除以得過(guò)故1.已知橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),下頂點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)若點(diǎn)均在橢圓上,且滿足直線與的斜率之積為,(ⅰ)求證:直線過(guò)定點(diǎn);(ⅱ)當(dāng)時(shí),求直線的方程.【答案】(1)(2)(?。┳C明見(jiàn)解析;(ⅱ)【詳解】(1)拋物線的焦點(diǎn)為,所以橢圓的下頂點(diǎn),則,又橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以,解得,所以橢圓方程為;(2)(?。┊?dāng)直線的斜率不存在時(shí),設(shè),則,所以,則,與矛盾,所以直線的斜率存在,由已知直線斜率同號(hào),因此直線的斜率存在且不為,設(shè)直線的方程為,設(shè),由得,由,可得,所以,,則,,所以,即,所以,解得或,當(dāng)時(shí)直線方程為,令,可得,所以直線恒過(guò)定點(diǎn),不合題意,當(dāng)時(shí)直線方程為,令,可得,所以直線恒過(guò)定點(diǎn),符合題意.綜上可得直線恒過(guò)定點(diǎn).(ⅱ)設(shè)直線恒過(guò)定點(diǎn)為,此時(shí),解得,由,可得,又,,所以,,所以,解得,滿足,所以,所以直線方程為.
2.已知橢圓:()中,點(diǎn),分別是的左、上頂點(diǎn),,且的焦距為.(1)求的方程和離心率;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率不為零的直線交橢圓于,兩點(diǎn),設(shè)直線,,的斜率分別為,,,若,求的值.【答案】(1),(2)【詳解】(1)由題意可得,,可得,,可得,可得,,解得,,所以離心率,所以橢圓的方程為,離心率;(2)由(1)可得,由題意設(shè)直線的方程為,則,設(shè),,聯(lián)立,整理可得,顯然,且,,直線,的斜率,,則,因?yàn)?,即,解得,所以直線的斜率.即的值為3.
3.已知橢圓E:經(jīng)過(guò)點(diǎn),右焦點(diǎn)為,A,B分別為橢圓E的上頂點(diǎn)和下頂點(diǎn).(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知過(guò)且斜率存在的直線l與橢圓E交于C、D兩點(diǎn),直線BD與直線AC的斜率分別為k1和k2,求的值.【答案】(1)(2).【詳解】(1)由,,,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)設(shè)直線:,聯(lián)立直線和橢圓方程,,,記,,則,由題意知和.則,,則,所以.
4.在平面直角坐標(biāo)系中,重新定義兩點(diǎn)之間的“距離”為,我們把到兩定點(diǎn)的“距離”之和為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫“橢圓”.(1)求“橢圓”的方程;(2)根據(jù)“橢圓”的方程,研究“橢圓”的范圍、對(duì)稱性,并說(shuō)明理由;(3)設(shè),作出“橢圓”的圖形,設(shè)此“橢圓”的外接橢圓為的左頂點(diǎn)為,過(guò)作直線交于兩點(diǎn),的外心為,求證:直線與的斜率之積為定值.【答案】(1)(2)答案見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【詳解】(1)設(shè)“橢圓”上任意一點(diǎn)為,則,即,即,所以“橢圓”的方程為;(2)由方程,得,因?yàn)?,所以,即,所以或或,解得,由方程,得,即,所以,所以,所以“橢圓”的范圍為,,將點(diǎn)代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于軸對(duì)稱,將點(diǎn)代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于軸對(duì)稱,將點(diǎn)代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以“橢圓”關(guān)于軸,軸,原點(diǎn)對(duì)稱;
(3)由題意可設(shè)橢圓的方程為,將點(diǎn)代入得,解得,所以橢圓的方程為,,由題意可設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,得,恒成立,則,因?yàn)榈闹悬c(diǎn)為,所以直線的中垂線的方程為,同理直線的中垂線的方程為,設(shè),則是方程的兩根,即是方程的兩根,所以,又因,所以,兩式相比得,所以,所以,所以直線與的斜率之積為定值.
5.焦點(diǎn)在軸上的橢圓的左頂點(diǎn)為,,,為橢圓上不同三點(diǎn),且當(dāng)時(shí),直線和直線的斜率之積為.(1)求的值;(2)若的面積為1,求和的值;(3)在(2)的條件下,設(shè)的中點(diǎn)為,求的最大值.【答案】(1)(2),;(3)【詳解】(1)因?yàn)?,所以三點(diǎn)共線,則必有點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,所以,設(shè)直線和直線的斜率分別為,,因?yàn)辄c(diǎn)為橢圓的左頂點(diǎn),所以,所以,,所以,所以,所以,所以,即;(2)設(shè)過(guò)兩點(diǎn)的直線為,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),兩點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱,所以,,因?yàn)樵跈E圓上,所以,又,所以,即,結(jié)合可得,此時(shí),,所以;當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)其方程為,,聯(lián)立,消去得,其中①,所以,所以因?yàn)榈街本€的距離,所以,所以,整理的,符合①式,此時(shí),;(3)因?yàn)?,所以,即,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)為直角三角形且為直角,故,解得,從而,此時(shí)等號(hào)可成立.所以的最大值為.
6.已知,分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),左頂點(diǎn)為A,則上頂點(diǎn)為,且的方程為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若是直線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的兩條不同直線分別交于點(diǎn),和點(diǎn),,且,求證:直線的斜率與直線的斜率之和為定值.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【詳解】(1)因?yàn)榈姆匠虨?,可知,可知,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由可得,
因?yàn)辄c(diǎn)P在直線上,可設(shè)點(diǎn),由題可知:直線DE的斜率與直線MN的斜率都存在.所以直線DE的方程為:,即,直線MN的方程為:,即,設(shè),,,,所以,消去y可得,整理可得,且,則,,又因?yàn)?,,則,同理可得,又因?yàn)椋瑒t,可知,則,整理可得,又因?yàn)?,則,所以直線DE的斜率與直線MN的斜率之和為0.7.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,上頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,的面積為,.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率大于的直線交橢圓于,兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,若,求直線與直線的斜率之積的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)橢圓的焦距為,因?yàn)?,則,所以,因?yàn)榈拿娣e為,所以,即,解得(負(fù)值舍去),所以,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立整理得,顯然,所以.從而,故點(diǎn)的坐標(biāo)為.因?yàn)椋裕驗(yàn)橹本€的斜率,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,即直線與直線斜率之積的最小值為.
8.已知P為圓上任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為Q,M為PQ的中點(diǎn).M的軌跡曲線E.(1)求曲線E的軌跡方程;(2)曲線E交x軸正半軸于點(diǎn)A,交y軸正半軸于點(diǎn)B.直線與曲線E交于C,D兩點(diǎn),若直線直線AB,設(shè)直線AC,BD的斜率分別為.證明:為定值.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【詳解】(1)由題意可知,作出圖形如圖所示
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,則.因?yàn)辄c(diǎn)在圓上,所以.把代入中,得,即.所以曲線E的軌跡方程為.(2)由題意可知,,,直線AB的斜率為,作出圖形如圖所示
設(shè)直線的方程為,則,消去化簡(jiǎn)整理,得,,解得,所以.所以所以.故為定值.題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問(wèn)題弦長(zhǎng)公式(最常用公式,使用頻率最高)三角形面積問(wèn)題直線方程:焦點(diǎn)三角形的面積直線過(guò)焦點(diǎn)的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項(xiàng)系數(shù)平行四邊形的面積直線為,直線為注意:為直線與橢圓聯(lián)立后消去后的一元二次方程的系數(shù).范圍問(wèn)題應(yīng)用均值不等式求解最值時(shí),應(yīng)注意“一正二定三相等”圓錐曲線經(jīng)常用到的均值不等式形式列舉:(1)(注意分三種情況討論)(2)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(3)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.(4)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(5)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.雙曲線,最早由門奈赫莫斯發(fā)現(xiàn),后來(lái)阿波羅尼茲進(jìn)行了總結(jié)和完善.在他的著作中,雙曲線也被稱作“超曲線”.已知雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)為2,左?右頂點(diǎn)分別為,經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線與的右支分別交于兩點(diǎn),其中點(diǎn)在軸上方.(1)若軸時(shí),,設(shè)直線的斜率分別為,求的值;(2)若,求的面積.破解:(1)如圖所示,:因?yàn)椋裕畹?,所以,解得,所以的方程為,顯然直線與軸不垂直,設(shè)其方程為,聯(lián)立直線與的方程,消去得,當(dāng)時(shí),,設(shè),則.因?yàn)椋?:由題意得,解得,雙曲線的方程為.設(shè)方程為,聯(lián)立,可得,,,,.(2):因?yàn)?,所以,又因?yàn)椋裕?,將代入得,因?yàn)樵谳S上方,所以,所以直線方程為,聯(lián)立與直線方程,消去得,,解得或(舍),所以,代入,得,所以直線方程為,聯(lián)立與直線方程,消去得,,解得或,所以的面積為.:設(shè),由,可得,,解得,方程,聯(lián)立,可得,解得,同理聯(lián)立,解得,.設(shè)拋物線方程為,過(guò)點(diǎn)的直線分別與拋物線相切于兩點(diǎn),且點(diǎn)在軸下方,點(diǎn)在軸上方.(1)當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),求;(2)點(diǎn)在拋物線上,且在軸下方,直線交軸于點(diǎn),直線交軸于點(diǎn),且.若的重心在軸上,求的最大值.(注:表示三角形的面積)破解:(1):設(shè),,,由,可得,當(dāng),當(dāng),所以,直線的斜率,直線:,又∵在上,,所以,又,所以,同理可得,∴,∴;:設(shè),,,由,可得,所以,直線的斜率,直線:,又∵在上,故,即,因?yàn)?,所以,同理可得,故直線的方程為,聯(lián)立消去,得,故,故(2)設(shè),由條件知,∴,∵
∴,∴當(dāng)時(shí),取得最大值.已知橢圓C:過(guò)點(diǎn)A(2,),且C的離心率為.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線l交C于不同于點(diǎn)A的M,N兩點(diǎn),直線AM,AN的傾斜角分別為,,若,求面積的最大值.破解:(1)因?yàn)镃過(guò)點(diǎn)A(2,),所以設(shè)C的焦距為2c,由得,所以,.代入上式,解得,所以C的方程為.(2)設(shè),易知直線l的斜率不為0,設(shè)直線l的方程為,由得,則,,由得,,又,所以,則,由題意知直線AM,AN的斜率存在,所以,則0,..所以,則即,整理得,又知l不過(guò)點(diǎn)A(2,),則,所以,所以直線l的方程為,則,所以則點(diǎn)A(2,)到直線l的距離為|則,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào).故面積的最大值為2.1.設(shè)點(diǎn)、分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),為橢圓上任意一點(diǎn),且的最小值為.(1)求橢圓的方程;(2)求橢圓的外切矩形的面積的最大值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)解:設(shè)點(diǎn),則,其中,,,所以,,故當(dāng)時(shí),取最小值,可得,因此,橢圓的方程為.(2)解:設(shè)點(diǎn),當(dāng)直線、的斜率都存在時(shí),設(shè)直線、的斜率分別為、,設(shè)過(guò)點(diǎn)且斜率存在的直線的方程為,即,聯(lián)立可得,則,整理可得,即,則、是關(guān)于的方程的兩根,因?yàn)?,則,整理可得;當(dāng)、分別與兩坐標(biāo)軸垂直時(shí),則,滿足.所以,點(diǎn)的軌跡方程為,由對(duì)稱性可知,矩形的四個(gè)頂點(diǎn)都在圓,該圓的半徑為,由勾股定理可得,由基本不等式可得,即,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,故,即矩形的面積的最大值為.2.在橢圓上任取一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線段,為垂足,點(diǎn)在線段上,且滿足.(1)當(dāng)點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若曲線與,軸的正半軸分別交于點(diǎn),,點(diǎn)是上第三象限內(nèi)一點(diǎn),線段與軸交于點(diǎn),線段與軸交于點(diǎn),求四邊形的面積.【答案】(1)(2)2【詳解】(1)由得,設(shè),,則所以,∵,得,所以點(diǎn)的軌跡的方程為;(2)由題知,,設(shè),則,所以,
令,解得,同理,,所以
又因?yàn)樗运运倪呅蔚拿娣e為23.在橢圓(雙曲線)中,任意兩條互相垂直的切線的交點(diǎn)都在同一個(gè)圓上,該圓的圓心是橢圓(雙曲線)的中心,半徑等于橢圓(雙曲線)長(zhǎng)半軸(實(shí)半軸)與短半軸(虛半軸)平方和(差)的算術(shù)平方根,則這個(gè)圓叫蒙日?qǐng)A.已知橢圓的蒙日?qǐng)A的面積為,該橢圓的上頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)分別為,且,設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于兩點(diǎn)(不與兩點(diǎn)重合)且直線.(1)證明:,的交點(diǎn)在直線上;(2)求直線圍成的三角形面積的最小值.【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)【詳解】(1)根據(jù)題意,蒙日?qǐng)A的半徑為,所以.因?yàn)椋芍?,則,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,因?yàn)橹本€過(guò)點(diǎn),可知直線的斜率存在,且直線與橢圓必相交,可設(shè)直線,聯(lián)立方程,消去可得,由根與系數(shù)的關(guān)系可得:因?yàn)?,可得直線,直線,所以即,解得,所以直線的交點(diǎn)在直線上.(2)設(shè)直線與直線的交點(diǎn)分別為,則由(1)可知:直線,直線.聯(lián)立方程和,解得因?yàn)?,又因?yàn)辄c(diǎn)到直線的距離,可得,只需求的最小值.由弦長(zhǎng)公式可得令,則.可得,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立.即的最小值為,可得面積的最小值為.故直線圍成的三角形面積的最小值為.
4.已知橢圓的方程,右焦點(diǎn)為,且離心率為(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓的左、右頂點(diǎn),過(guò)的直線交于兩點(diǎn)(其中點(diǎn)在軸上方),求與的面積之比的取值范圍.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)橢圓焦距為,由題意可得,故橢圓方程為(2)當(dāng)斜率不存在時(shí),易知;②當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè),,,,,由,得,顯然,所以,,因?yàn)?,,所以,因?yàn)椋?,又,設(shè),則,,解得且,所以,綜上可得的取值范圍為.
5.已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,離心率為.點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),且直線的斜率與直線的斜率之商為2.(1)求的方程;(2)若點(diǎn)A、B在橢圓上,為坐標(biāo)原點(diǎn),且,求面積的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè),所以,由直線的斜率與直線的斜率之商為2,可得,所以,又離心率,所以,則,所以的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)
當(dāng)直線,直線其中一條直線斜率不存在時(shí),不妨令,此時(shí)面積為;
當(dāng)直線,直線的斜率均存在時(shí),不妨設(shè)直線的方程為,則直線的方程為,設(shè)點(diǎn),聯(lián)立方程可得,所以,聯(lián)立方程可得,所以,所以,因?yàn)椋?,所以,又,所以面積的最小值為,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立.6.已知橢圓的下、上頂點(diǎn)分別為,左、右頂點(diǎn)分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點(diǎn)到右焦點(diǎn)距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線與交于(異于兩點(diǎn),設(shè)直線與直線交于點(diǎn),探究三角形的面積是否為定值,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)三角形的面積是定值,理由見(jiàn)詳解【詳解】(1)由題意可知:,解得,所以橢圓的方程為.(2)三角形的面積是定值,理由如下:由(1)可知:,因?yàn)樵跈E圓的內(nèi)部,可知直線與橢圓必相交,由題意可設(shè):直線,聯(lián)立方程,消去x得,,則,可知,又因?yàn)橹本€,直線,聯(lián)立方程,解得,即點(diǎn)在直線上,所以三角形的面積為.7.已知橢圓經(jīng)過(guò),兩點(diǎn).(1)求的方程;(2)若圓的兩條相互垂直的切線均不與坐標(biāo)軸垂直,且直線分別與相交于點(diǎn)A,C和B,D,求四邊形面積的最小值.【答案】(1).(2).【詳解】(1)因?yàn)檫^(guò)點(diǎn),,所以解得故的方程為.(2)由題知的斜率存在且不為0.設(shè).因?yàn)榕c圓相切,所以,得.聯(lián)立與的方程,可得,設(shè),,則,.所以,將代入,可得.用替換,可得.四邊形的面積.令,則,可得,再令,,則,可得,即四邊形面積的最小值為.8.已知橢圓的方程為,由其個(gè)頂點(diǎn)確定的三角形的面積為,點(diǎn)在上,為直線上關(guān)于軸對(duì)稱的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線與的另一個(gè)交點(diǎn)分別為.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)證明:直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn);(3)為坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最大值.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析(3)最大值為【詳解】(1)由題意知,結(jié)合橢圓參數(shù)關(guān)系,解得,所以橢圓的方程為.(2)直線的斜率必存在,設(shè)其方程為.消去得,由得.設(shè),則,(*)直線的方程為,令,得,同理,由,又,代入整理得,將(*)式代入并整理得.因?yàn)橹本€不過(guò),故不成立,所以,此時(shí)直線的方程為,經(jīng)過(guò)定點(diǎn).(3)由,,所以又點(diǎn)到直線的距離為,所以令,則,當(dāng),即時(shí)取等,所以的面積的最大值為.題型4圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題定點(diǎn)問(wèn)題1.求解(或證明)直線和曲線過(guò)定點(diǎn)的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量,視作常數(shù),把方程一邊化為零,既然是過(guò)定點(diǎn),那么這個(gè)方程就是對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,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(guò)的定點(diǎn).2.常用方法:一是引進(jìn)參數(shù)法,引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒(méi)有關(guān)系,找到定點(diǎn);二是特殊到一般法,根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)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).定值問(wèn)題1.解析幾何中的定值問(wèn)題是指某些幾何量(線段的長(zhǎng)度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達(dá)式的值等和題目中的參數(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.常見(jiàn)定值問(wèn)題的處理方法:(1)確定一個(gè)(或兩個(gè))變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進(jìn)行表示(2)將所求表達(dá)式用核心變量進(jìn)行表示,然后進(jìn)行化簡(jiǎn),看能否得到一個(gè)常數(shù).2.定值問(wèn)題的處理技巧:(1)對(duì)于較為復(fù)雜的問(wèn)題,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直線等)求出定值,進(jìn)而給后面一般情況的處理提供一個(gè)方向.(2)在運(yùn)算過(guò)程中,盡量減少所求表達(dá)式中變量的個(gè)數(shù),以便于向定值靠攏(3)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點(diǎn)的坐標(biāo)符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡(jiǎn)化運(yùn)算定直線問(wèn)題定直線問(wèn)題是證明動(dòng)點(diǎn)在定直線上,其實(shí)質(zhì)是求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,所以所用的方法即為求軌跡方程的方法,如定義法、消參法、交軌法等.已知拋物線C:y2=2px(p>0),M是其準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(4,y0)時(shí),有.(1)求拋物線C的方程;(2)設(shè)點(diǎn)A關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)P,證明:直線BP過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo).破解:(1)如圖,設(shè),由,得B為線段MA的中點(diǎn).因?yàn)椋?,所以,即,把代入中,得,把代入中,得,所以.又p>0,所以p=4,所以拋物線C的方程為.(2)由題意,知直線l的斜率存在且不為0,因?yàn)镸(-2,0),所以可設(shè)直線l的方程為x=my-2.設(shè),,則點(diǎn).由,消去x,得,所以,,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,得,.直線BP的斜率,所以直線BP的方程為,所以,即直線BP的方程可表示為.所以直線BP過(guò)定點(diǎn),且定點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0).已知斜率為的直線與拋物線相交于兩點(diǎn).(1)求線段中點(diǎn)縱坐標(biāo)的值;(2)已知點(diǎn),直線分別與拋物線相交于兩點(diǎn)(異于).求證:直線恒過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).破解:(1)設(shè),其中,由,得,化簡(jiǎn)得,,即,線段中點(diǎn)縱坐標(biāo)的值為;(2)證明:設(shè),,直線的方程為,化簡(jiǎn)可得,在直線上,解得,同理,可得,,,又直線的方程為,即,直線恒過(guò)定點(diǎn).已知雙曲線,點(diǎn)是雙曲線的左頂點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo)為.(1)過(guò)點(diǎn)作的兩條漸近線的平行線分別交雙曲線于,兩點(diǎn).求直線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)作直線與橢圓交于點(diǎn),,直線,與雙曲線的另一個(gè)交點(diǎn)分別是點(diǎn),.試問(wèn):直線是否過(guò)定點(diǎn),若是,請(qǐng)求出該定點(diǎn)坐標(biāo);若不過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由.破解:(1)由題意,得雙曲線的漸近線方程為,過(guò)與平行的直線方程為,由,解得,過(guò)與平行的直線方程為,由,解得,∴直線的方程為.(2)直線過(guò)定點(diǎn).由已知,易知過(guò)的直線斜率存在且不為,直線,斜率存在且不為,設(shè)直線,的直線方程分別為和,.由,得,解得,則.同理,則.又,,三點(diǎn)共線,而,故,解得.設(shè),,則,,∴,即化簡(jiǎn)整理,得(*),易知直線斜率存在,設(shè)直線的方程,由,消去整理,得,∴當(dāng)且時(shí),有,,代入(*)化簡(jiǎn),解得,即,故或.當(dāng)時(shí),,經(jīng)過(guò)點(diǎn),不合題意,當(dāng)時(shí),,經(jīng)過(guò)點(diǎn),滿足題意.因此直線過(guò)定點(diǎn).1.已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為過(guò)點(diǎn),且的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為8.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點(diǎn)為點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn)(異于),直線與軸分別交于點(diǎn),試問(wèn)線段的中點(diǎn)是否為定點(diǎn)?若是,求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)是定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為【詳解】(1)因?yàn)榈拈L(zhǎng)軸長(zhǎng)為8,所以,所以.又,所以,所以的方程為.(2)易知,則直線的斜率存在,設(shè)其方程為.聯(lián)立得,,因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,所以,,直線,令,得,直線,令,得,,所以線段的中點(diǎn)為,為定點(diǎn).2.已知橢圓的上下頂點(diǎn)分別為,左右頂點(diǎn)分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點(diǎn)到右焦點(diǎn)距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線與交于(異于)兩點(diǎn),設(shè)直線與直線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【詳解】(1)設(shè)右焦點(diǎn)坐標(biāo)為,橢圓上的一點(diǎn),則,故,即,則到右焦點(diǎn)的距離,因?yàn)?,所以,,故,即橢圓上的點(diǎn)到右焦點(diǎn)距離的最大值為,最小值為,故,解得,又四邊形的面積為,故,所以,橢圓方程為;(2)當(dāng)過(guò)點(diǎn)且斜率不存在時(shí),直線方程為,中,令得,,不妨設(shè),直線,即,同理可得,聯(lián)立得,,故點(diǎn)在直線上,當(dāng)過(guò)點(diǎn)的直線斜率存在且不為0時(shí),設(shè)直線方程設(shè)為,聯(lián)立得,設(shè),則,兩式相除得,直線,直線,聯(lián)立得,,故,解得,將代入上式中,得,要想恒成立,則,故點(diǎn)在定直線上,綜上,點(diǎn)在定直線上.3.如圖,已知橢圓的短軸長(zhǎng)為,焦點(diǎn)與雙曲線的焦點(diǎn)重合.點(diǎn),斜率為的直線與橢圓交于兩點(diǎn).
(1)求常數(shù)的取值范圍,并求橢圓的方程.(2)(本題可以使用解析幾何的方法,也可以利用下面材料所給的結(jié)論進(jìn)行解答)極點(diǎn)與極線是法國(guó)數(shù)學(xué)家吉拉德·迪沙格于1639年在射影幾何學(xué)的奠基之作《圓錐曲線論稿》中正式闡述的.對(duì)于橢圓,極點(diǎn)(不是原點(diǎn))對(duì)應(yīng)的極線為,且若極點(diǎn)在軸上,則過(guò)點(diǎn)作橢圓的割線交于點(diǎn),則對(duì)于上任意一點(diǎn),均有(當(dāng)斜率均存在時(shí)).已知點(diǎn)是直線上的一點(diǎn),且點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2.連接交軸于點(diǎn).連接分別交橢圓于兩點(diǎn).①設(shè)直線、分別交軸于點(diǎn)、點(diǎn),證明:點(diǎn)為、的中點(diǎn);②證明直線:恒過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1),(2)①證明過(guò)程見(jiàn)解析②證明過(guò)程見(jiàn)解析,定點(diǎn)坐標(biāo)為【詳解】(1)由題意焦點(diǎn)在軸上,所以,解得,即的范圍為,且,解得,所以橢圓方程為.(2)我們首先給出題目給出的引理的證明:設(shè),則Q在P的極線上,現(xiàn)在如果經(jīng)過(guò)P的直線交橢圓于:那么,代入橢圓就得到,所以,由韋達(dá)定理有,此時(shí)要證明的是:,也就是,也就是,也就是,
也就是,也就是,
也就是,也就是,也就是,也就是,也就是,這顯然成立,所以結(jié)論得證.接下來(lái)我們回到原題,
①首先由于Q在P的極線上,故由引理有,,而,所以,這表明Q是和的交點(diǎn),又由于,故,設(shè),而,,,所以,也就是E是的中點(diǎn);②設(shè),那么,所以,這表明的方程是,即,所以恒過(guò)點(diǎn).4.已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,過(guò)點(diǎn),且.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點(diǎn)為點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn)(異于),直線與軸分別交于點(diǎn),試問(wèn)線段的中點(diǎn)是否為定點(diǎn)?若是,求出該定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)是定點(diǎn),定點(diǎn)為【詳解】(1),,整理可得:,,,,解得:,,橢圓的方程為:.(2)由(1)可得:,則直線的斜率存在,可設(shè),,由得:,,,,直線過(guò)點(diǎn),,直線方程為:,令得:,即;同理可得:;,線段的中點(diǎn)為定點(diǎn).5.已知橢圓的離心率為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)且不與坐標(biāo)軸垂直的直線與橢圓交于兩點(diǎn),過(guò)分別作軸的垂線,垂足為點(diǎn),求證:直線與的交點(diǎn)在某條定直線上,并求該定直線的方程.【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析,定直線為.【詳解】(1)由題可得:,,又;解得;故橢圓的方程為:.(2)設(shè)直線與的交點(diǎn)為,根據(jù)題意,作圖如下:由題可知,直線的斜率存在,又過(guò)點(diǎn),故設(shè)其方程為,聯(lián)立,可得,顯然其,設(shè)兩點(diǎn)坐標(biāo)為,則;因?yàn)槎即怪庇谳S,故,則方程為:,方程為:,聯(lián)立方程可得:,故,也即直線與的交點(diǎn)在定直線上.6.已知橢圓的左頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)B,焦距為,直線l交橢圓L于C,D(不同于橢圓的頂點(diǎn))兩點(diǎn),直線AD交y軸于M,直線BC交x軸于N,且直線MN交l于P.(1)求橢圓L的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線AD,BC的斜率相等,證明:點(diǎn)P在一條定直線上運(yùn)動(dòng).【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【詳解】(1)由已知得:,所以,所以橢圓(2)設(shè)直線的斜率為.則直線,直線,得聯(lián)立得,易知.由,得,于是.同理:由于,所以,即,得①,同理②,由①②得,故點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng).7.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)M到點(diǎn)的距離與到直線的距離之比為.(1)求動(dòng)點(diǎn)M軌跡W的方程;(2)過(guò)點(diǎn)F的兩條直線分別交W于A,B兩點(diǎn)和C,D兩點(diǎn),線段AB,CD的中點(diǎn)分別為P,Q.設(shè)直線AB,CD的斜率分別為,,且,試判斷直線PQ是否過(guò)定點(diǎn).若是,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)直線PQ過(guò)定點(diǎn).【詳解】(1)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為,由題意可知,,化簡(jiǎn)整理得,W的方程為.(2)由題意知,設(shè)直線AB的方程為,與W的方程聯(lián)立可得,,設(shè),,由韋達(dá)定理得,,則,所以,點(diǎn)P的坐標(biāo)為.同理可得,Q的坐標(biāo)為.所以,直線PQ的斜率為,所以,直線PQ的方程為,即,又,則,所以直線PQ的方程即為,所以,直線PQ過(guò)定點(diǎn).8.已知?jiǎng)訄A經(jīng)過(guò)定點(diǎn),且與圓:內(nèi)切.(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;(2)設(shè)軌跡與軸從左到右的交點(diǎn)為,,點(diǎn)為軌跡上異于,的動(dòng)點(diǎn),設(shè)交直線于點(diǎn),連接交軌跡于點(diǎn),直線,的斜率分別為,.①求證:為定值;②證明:直線經(jīng)過(guò)軸上的定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)(2)①證明見(jiàn)解析;②證明見(jiàn)解析;【詳解】(1)設(shè)動(dòng)圓的半徑為,由題意得圓的圓心為,半徑,所以,,則,所以動(dòng)圓圓心的軌跡是以,為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓.因此動(dòng)圓圓心的軌跡的方程為.(2)①設(shè),,.由(1)可知,,如圖所示,所以,,又因?yàn)椋?,于是,所以,又,則,因此為定值.②設(shè)直線的方程為,由①中知,,由得,,由根與系數(shù)的關(guān)系得由①可知,,即,代入化簡(jiǎn)得,解得或(舍去),所以直線的方程為,所以直線經(jīng)過(guò)軸上的定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為.題型5圓錐曲線中的極點(diǎn)與極線圓錐曲線的極點(diǎn)與極線已知橢圓(a>b>0),則稱點(diǎn)和直線為橢圓的一對(duì)極點(diǎn)和極線.極點(diǎn)和極線是成對(duì)出現(xiàn)的.我們先從幾何的角度來(lái)研究圓錐曲線的極點(diǎn)與極線.從幾何角度看極點(diǎn)與極線如圖,設(shè)是不在圓錐曲線上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)引兩條割線依次交圓錐曲線于四點(diǎn),,,,連接,交于,連接,交于,則直線為點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線.若為圓錐曲線上的點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)的切線即為極線.由圖同理可知,為點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線,為點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極線.因而將稱為自極三點(diǎn)形.設(shè)直線交圓錐曲線于點(diǎn),兩點(diǎn),則,恰為圓錐曲線的兩條切線.定理:(1)當(dāng)在圓錐曲線上時(shí),則點(diǎn)的極線是曲線在點(diǎn)處的切線;(2)當(dāng)在外時(shí),過(guò)點(diǎn)作的兩條切線,設(shè)其切點(diǎn)分別為,,則點(diǎn)的極線是直線(即切點(diǎn)弦所在的直線);(3)當(dāng)在內(nèi)時(shí),過(guò)點(diǎn)任作一割線交于,,設(shè)在,處的切線交于點(diǎn),則點(diǎn)的極線是動(dòng)點(diǎn)的軌跡.已知拋物線的焦點(diǎn)為,
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