2025年高考数学大题培优突破训练大题培优05圆锥曲线(11大题型)(原卷版+解析版)

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2025年高考数学大题培优突破训练大题培优05圆锥曲线(11大题型)(原卷版+解析版)

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大题培优05圆锥曲线
目录
【题型一】轨迹 1
【题型二】新结构卷中19题“定义”型轨迹 2
【题型三】直线所过定点不在坐标轴上 3
【题型四】面积比值范围型 4
【题型五】非常规型四边形面积最值型 5
【题型六】“三定”型:圆过定点 6
【题型七】“三定”型:斜率和定 7
【题型八】“三定”型:斜率积定 8
【题型九】圆锥曲线切线型 9
【题型十】“韦达定理”不能直接用 10
【题型十一】“非韦达”型:点带入型 11
【题型一】轨迹
求轨迹方程的常见方法有: (1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程; (2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程; (3)相关点法:用动点的坐标、表示相关点的坐标、,然后代入点的坐标所满足的曲线方程,整理化简可得出动点的轨迹方程; (4)参数法:当动点坐标、之间的直接关系难以找到时,往往先寻找、与某一参数得到方程,即为动点的轨迹方程; (5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
1.(2024·重庆·模拟预测)已知点和直线,点到的距离 .
(1)求点的轨迹方程;
(2)不经过圆点的直线与点的轨迹交于,两点. 设直线,的斜率分别为,,记 ,是否存在值使得的面积为定值,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
2.(2024·辽宁·一模)已知平面上一动点到定点的距离比到定直线的距离小,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)点为上的两个动点,若恰好为平行四边形的其中三个顶点,且该平行四边形对角线的交点在第一 三象限的角平分线上,记平行四边形的面积为,求证:.
3.(2024·山东淄博·一模)在平面直角坐标系xOy中,点.点是平面内的动点.若以PF 为直径的圆与圆 相切,记点 P 的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设点,直线 AM ,AN 分别与曲线C交于点S,T (S,T 异于 A),过点A作,垂足为 H,求的最大值.
【题型二】新结构卷中19题“定义”型轨迹
1.(2024·新疆乌鲁木齐·二模)在平面直角坐标系中,重新定义两点之间的“距离”为,我们把到两定点的“距离”之和为常数的点的轨迹叫“椭圆”.
(1)求“椭圆”的方程;
(2)根据“椭圆”的方程,研究“椭圆”的范围、对称性,并说明理由;
(3)设,作出“椭圆”的图形,设此“椭圆”的外接椭圆为的左顶点为,过作直线交于两点,的外心为,求证:直线与的斜率之积为定值.
2.(2024·湖南·二模)直线族是指具有某种共同性质的直线的全体,例如表示过点的直线,直线的包络曲线定义为:直线族中的每一条直线都是该曲线上某点处的切线,且该曲线上的每一点处的切线都是该直线族中的某条直线.
(1)若圆是直线族的包络曲线,求满足的关系式;
(2)若点不在直线族:的任意一条直线上,求的取值范围和直线族的包络曲线;
(3)在(2)的条件下,过曲线上两点作曲线的切线,其交点为.已知点,若三点不共线,探究是否成立?请说明理由.
3.(2024·全国·模拟预测)已知复平面上的点对应的复数满足,设点的运动轨迹为.点对应的数是0.
(1)证明是一个双曲线并求其离心率;
(2)设的右焦点为,其长半轴长为,点到直线的距离为(点在的右支上),证明:;
(3)设的两条渐近线分别为,过分别作的平行线分别交于点,则平行四边形的面积是否是定值?若是,求该定值;若不是,说明理由.
【题型三】直线所过定点不在坐标轴上
存在性问题求解的思路及策略 (1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在;若结论不正确则不存在. (2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论; ②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件; ③当条件和结论都不知,按常规法解题很难时,可先由特殊情况探究,再推广到一般情况.
1.已知点M是抛物线的对称轴与准线的交点,过M作抛物线的一条切线,切点为P,且满足.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过作斜率为2的直线与抛物线C相交于点B,点,直线AT与BT分别交抛物线C于点E,F,设直线EF的斜率为k,是否存在常数,使得?若存在,求出值;若不存在,请说明理由.
2.已知双曲线:(,)的离心率为,点到其左右焦点,的距离的差为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)在直线上存在一点,过作两条相互垂直的直线均与双曲线相切,求的取值范围.
3.已知双曲线C:上任意一点Q(异于顶点)与双曲线两顶点连线的斜率之积为,E在双曲线C上,F为双曲线C的右焦点,|EF|的最小值为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过椭圆上任意一点P(P不在C的渐近线上)分别作平行于双曲线两条渐近线的直线,交两渐近线于M,N两点,且,是否存在m,n使得椭圆的离心率为?若存在,求出椭圆的方程,若不存在,说明理由.
【题型四】面积比值范围型
圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略: (1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围; (2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系; (3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围; (4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围; (5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
1.(2022·全国·高三专题练习)是椭圆的右焦点,其中.点、分别为椭圆的左、右顶点,圆过点与坐标原点,是椭圆上异于、的动点,且的周长小于.
(1)求的标准方程;
(2)连接与圆交于点,若与交于点,求的取值范围.
2.(2023下·福建福州·高三校考)如图,已知圆的左顶点,过右焦点F的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当直线轴时,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)记的面积分别为,求的取值范围.
3.(2022·湖北黄冈·蕲春县第一高级中学校考模拟预测)已知椭圆的左、右顶点分别为,左、右焦点分别为,圆,椭圆与圆交于点,且.
(1)求椭圆方程.
(2)若过椭圆右焦点的直线与椭圆交于两点,与圆交于两点,且,求的取值范围.
【题型五】非常规型四边形面积最值型
求非常规型四边形的面积最大值,首先要选择合适的面积公式,对于非常规四边形,如果使用的面积公式为,为此计算, 代入转化为的函数求最大值.
1.(2023·全国·高三专题练习)已知圆为坐标原点,点在圆上运动,为过点的圆的切线,以为准线的拋物线恒过点,抛物线的焦点为,记焦点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过动点的两条直线均与曲线相切,切点分别为,且的斜率之积为,求四边形面积的取值范围.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知是椭圆的左右焦点,以为直径的圆和椭圆在第一象限的交点为,若三角形的面积为1,其内切圆的半径为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知A是椭圆的上顶点,过点的直线与椭圆交于不同的两点,点在第二象限,直线分别与轴交于,求四边形面积的最大值.
3.(2023·全国·高三专题练习)如图.已知圆,圆.动圆与这两个圆均内切.

(1)求圆心的轨迹的方程;
(2)若、是曲线上的两点,是曲线C上位于直线两侧的动点.若直线的斜率为,求四边形面积的最大值.
【题型六】“三定”型:圆过定点
圆过定点思维: 1.可以根据特殊性,计算出定点,然后证明 2.利用以“某线段为直径”,转化为向量垂直计算 2.利用对称性,可以猜想出定点,并证明。 4.通过推导求出定点(计算推导难度较大)
1.已知椭圆的左、右顶点分别为,且,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆上不同于的一点,直线,与直线分别交于点.试判断以为直径的圆是否过定点,若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
2.已知椭圆经过点,且右焦点为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两个不同的点,,直线与轴交于点,直线与轴交于点,问以为直径的圆是否过轴上的定点,若是求出定点坐标,若不是说明理由.
3.已知双曲线的左顶点为,过左焦点的直线与交于两点.当轴时,,的面积为3.
(1)求的方程;
(2)证明:以为直径的圆经过定点.
【题型七】“三定”型:斜率和定
设抛物线,其上有不同的三点:, 当的斜率满足: ①时,过定点 ②时,过定点或者
1.已知点F是椭圆的右焦点,P是椭圆E的上顶点,O为坐标原点且.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)已知,,过点M作任意直线l与椭圆E交于A,B两点.设直线,的斜率分别为,,若,求椭圆E的方程.
2..在平面直角坐标系中,己知圆心为点Q的动圆恒过点,且与直线相切,设动圆的圆心Q的轨迹为曲线.
(Ⅰ)求曲线的方程;
(Ⅱ)过点F的两条直线、与曲线相交于A、B、C、D四点,且M、N分别为、的中点.设与的斜率依次为、,若,求证:直线MN恒过定点.
3.已知右焦点为的椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)经过的直线与椭圆分别交于、(不与点重合),直线、分别与轴交于、,是否存在直线,使得?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【题型八】“三定”型:斜率积定
给定椭圆,与椭圆上定点,过P点走两条射线PA、PB,与椭圆交与A和B两点,记直线PA、PB的斜率分别为K1,K2,则有 ①若,则直线过定点 ②若,则直线过定点
1.已知椭圆经过点,其左焦点为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)椭圆C的右顶点为A,若点P,Q在椭圆C上,且满足直线AP与AQ的斜率之积为,证明:直线PQ过定点.
2.已知椭圆的左、右顶点分别为A,B.直线l与C相切,且与圆交于M,N两点,M在N的左侧.
(1)若直线l的斜率,求原点O到直线l的距离;
(2)记直线AM,BN的斜率分别为,,证明:为定值.
3..已知椭圆的离心率为,短轴长为2.
(1)求椭圆E的方程;
(2)如图,已知A,B,C为椭圆E上三个不同的点,原点O为的重心;
①如果直线AB,OC的斜率都存在,求证:为定值;
②试判断的面积是否为定值,如果是,求出这个定值;如果不是,请说明理由.
【题型九】圆锥曲线切线型
在利用椭圆(双曲线)的切线方程时,一般利用以下方法进行直线: (1)设切线方程为与椭圆方程联立,由进行求解; (2)椭圆(双曲线)在其上一点的切线方程为,再应用此方程时,首先应证明直线与椭圆(双曲线)相切. 双曲线的以为切点的切线方程为 抛物线的切线: (1)点是抛物线上一点,则抛物线过点P的切线方程是:; (2)点是抛物线上一点,则抛物线过点P的切线方程是:.
1.已知椭圆E:的焦距为,且经过点.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)过椭圆E的左焦点作直线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,求的最大值.
2.已知椭圆的左、右焦点分别为,焦距为2,上一点到距离之和为6.
(1)求的方程;
(2)设在点处的切线交轴于点,证明:.
3.法国数学家加斯帕尔·蒙日被誉为画法几何之父.他在研究椭圆切线问题时发现了一个有趣的重要结论:一椭圆的任两条互相垂直的切线交点的轨迹是一个圆,尊称为蒙日圆,且蒙日圆的圆心是该椭圆的中心,半径为该椭圆的长半轴与短半轴平方和的算术平方根.已知在椭圆中,离心率,左、右焦点分别是、,上顶点为Q,且,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程,并请直接写出椭圆C的蒙日圆的方程;
(2)设P是椭圆C外一动点(不在坐标轴上),过P作椭圆C的两条切线,过P作x轴的垂线,垂足H,若两切线斜率都存在且斜率之积为,求面积的最大值.
【题型十】“韦达定理”不能直接用
1.利用公式,可消去参数 2.可以直接借助韦达定理反解消去两根 定比分点型,即题中向量(或者线段长度满足)可以利用公式,可消去
1.已知椭圆的上下两个焦点分别为,过点与轴垂直的直线交椭圆于 两点,的面积为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为坐标原点,直线与轴交于点,与椭圆交于两个不同的点,若存在实数,使得,求的取值范围.
2.在平面直角坐标系中,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,点M的轨迹为曲线E.
(1)求E的方程;
(2)直线l交曲线E于P,Q两点,交x轴于N点,交y轴于R点,若,若,求点N的坐标.
3.已知椭圆,倾斜角为的直线过椭圆的左焦点和上顶点B,且(其中A为右顶点).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线l与椭圆C交于不同的两点P,Q,且,求实数m的取值范围.
【题型十一】“非韦达”型:点带入型
1.已知为椭圆上的动点,过点作轴的垂线段,为垂足,点满足.
(Ⅰ)求动点的轨迹的方程;
(Ⅱ)若两点分别为椭圆的左右顶点,为椭圆的左焦点,直线与椭圆交于点,直线的斜率分别为,求的取值范围.
2.如图,在平面直角坐标系中,椭圆:的离心率为,上顶点到右焦点的距离为.过点作不垂直于轴,轴的直线,交椭圆于,两点,为线段的中点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)求实数的取值范围;
(3)延长交椭圆于点,记与的面积分别为,,若,求直线的方程.
3.在平面直角坐标系中,已知椭圆的左焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知圆,连接并延长交圆于点为椭圆长轴上一点(异于左、右焦点),过点作椭圆长轴的垂线分别交椭圆和圆于点(均在轴上方).连接,记的斜率为,的斜率为.
①求的值;
②求证:直线的交点在定直线上.
4.已知双曲线:,,,,,五点中恰有三点在上.
(1)求的方程;
(2)设是上位于第一象限内的一动点,则是否存在定点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
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目录
【题型一】轨迹 1
【题型二】新结构卷中19题“定义”型轨迹 5
【题型三】直线所过定点不在坐标轴上 11
【题型四】面积比值范围型 15
【题型五】非常规型四边形面积最值型 19
【题型六】“三定”型:圆过定点 23
【题型七】“三定”型:斜率和定 27
【题型八】“三定”型:斜率积定 32
【题型九】圆锥曲线切线型 35
【题型十】“韦达定理”不能直接用 40
【题型十一】“非韦达”型:点带入型 44
【题型一】轨迹
求轨迹方程的常见方法有: (1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程; (2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程; (3)相关点法:用动点的坐标、表示相关点的坐标、,然后代入点的坐标所满足的曲线方程,整理化简可得出动点的轨迹方程; (4)参数法:当动点坐标、之间的直接关系难以找到时,往往先寻找、与某一参数得到方程,即为动点的轨迹方程; (5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
1.(2024·重庆·模拟预测)已知点和直线,点到的距离 .
(1)求点的轨迹方程;
(2)不经过圆点的直线与点的轨迹交于,两点. 设直线,的斜率分别为,,记 ,是否存在值使得的面积为定值,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)(2)存在,
【分析】
(1)利用直接法求得轨迹方程;
(2)设,,分别表示,及,进而表示,可知,当时,为定值,即面积为定值.
【详解】(1)设点,由,
当时,,不成立,
所以,则,即;
(2)设,,则,,
又点在椭圆上,则,则,同理,
设直线与的倾斜角分别为,,则,
则,
则,
所以当时,为定值,即面积为定值.

2.(2024·辽宁·一模)已知平面上一动点到定点的距离比到定直线的距离小,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)点为上的两个动点,若恰好为平行四边形的其中三个顶点,且该平行四边形对角线的交点在第一 三象限的角平分线上,记平行四边形的面积为,求证:.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】
(1)根据距离公式列等量关系即可求解,或者利用抛物线的定义求解,
(2)根据点差法可得斜率关系,联立直线与抛物线方程得韦达定理,即可根据弦长公式求解长度,由点到直线的距离公式表达面积,即可利用导数求解函数的最值.
【详解】(1)解法一:设,易知,
根据题意可得,化简得,
所以的方程为.
解法二:因为点到定点的距离比到定直线的距离小,
所以点到定点的距离与到定直线的距离相等,
由抛物线的定义可知,点的轨迹是以定点为焦点,定直线为准线的抛物线,
所以的方程为.
(2)证明:设,直线的斜率为,线段的中点为,
因为平行四边形MANB对角线的交点在第一 三象限的角平分线上,
所以线段的中点在直线上,设,所以
所以,又所以,即.设直线的方程为,即,联立整理得,
所以,解得,,
则.
又点到直线的距离为,所以,记,
因为,所以,所以.令,则,
令,可得,当时,在区间,内单调递增,当时,在区间上单调递减,所以当,即时,取得最大值,即,
所以.
3.(2024·山东淄博·一模)在平面直角坐标系xOy中,点.点是平面内的动点.若以PF 为直径的圆与圆 相切,记点 P 的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设点,直线 AM ,AN 分别与曲线C交于点S,T (S,T 异于 A),过点A作,垂足为 H,求的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】
(1)设,根据代入坐标化简得到轨迹方程;
(2)设直线,将其与双曲线方程联立得到韦达定理式,求出的纵坐标,从而有,代入韦达定理式化简得,从而得到直线所过定点,得到点轨迹方程,从而得到最大值.
【详解】(1)设,则的中点,根据题意得,
即,整理得,
化简整理,得点的轨迹方程.
(2)设,由对称性可知直线的斜率存在,所以可设直线,
联立直线与曲线的方程,得,消元整理,得,
则,①②
所以,令,得点纵坐标,同理可得点纵坐标,故,
将代入上式整理,得,
将②代入得,
若,则直线,恒过不合题意;
若,则,恒过,
因为直线恒过,且与始终有两个交点,又,
,垂足为,所以点轨迹是以为直径的圆(不含点),
设中点为,则圆心,半径为1,所以,
当且仅当点在线段上时,取最大值.
【题型二】新结构卷中19题“定义”型轨迹
1.(2024·新疆乌鲁木齐·二模)在平面直角坐标系中,重新定义两点之间的“距离”为,我们把到两定点的“距离”之和为常数的点的轨迹叫“椭圆”.
(1)求“椭圆”的方程;
(2)根据“椭圆”的方程,研究“椭圆”的范围、对称性,并说明理由;
(3)设,作出“椭圆”的图形,设此“椭圆”的外接椭圆为的左顶点为,过作直线交于两点,的外心为,求证:直线与的斜率之积为定值.
【答案】(1)(2)答案见解析(3)证明见解析
【分析】
(1)设“椭圆”上任意一点为,则,再根据两点之间的“距离”得新定义即可得解;
(2)将点分别代入即可判断其对称性,取绝对值符号,进而可得出范围;
(3)先求出椭圆方程,设直线的方程为,联立方程,利用韦达定理求出,分别求出直线的方程,设,再次求出的关系,进而求出,从而可得出结论.
【详解】(1)设“椭圆”上任意一点为,则,即,即,所以“椭圆”的方程为;
(2)由方程,得,因为,所以,即,所以或或,
解得,由方程,得,
即,所以,所以,所以“椭圆”的范围为,,
将点代入得,,即,方程不变,所以“椭圆”关于轴对称,
将点代入得,,即,方程不变,所以“椭圆”关于轴对称,
将点代入得,,即,方程不变,所以“椭圆”关于原点对称,
所以“椭圆”关于轴,轴,原点对称;
(3)由题意可设椭圆的方程为,将点代入得,解得,
所以椭圆的方程为,,由题意可设直线的方程为,联立,得,
恒成立,则,因为的中点为,所以直线的中垂线的方程为,
同理直线的中垂线的方程为,设,则是方程的两根,
即是方程的两根,所以,
又因,所以,
两式相比得,所以,所以,
所以直线与的斜率之积为定值.
2.(2024·湖南·二模)直线族是指具有某种共同性质的直线的全体,例如表示过点的直线,直线的包络曲线定义为:直线族中的每一条直线都是该曲线上某点处的切线,且该曲线上的每一点处的切线都是该直线族中的某条直线.
(1)若圆是直线族的包络曲线,求满足的关系式;
(2)若点不在直线族:的任意一条直线上,求的取值范围和直线族的包络曲线;
(3)在(2)的条件下,过曲线上两点作曲线的切线,其交点为.已知点,若三点不共线,探究是否成立?请说明理由.
【答案】(1)(2)(3)成立,理由见解析
【分析】
(1)根据包络曲线的定义利用直线和圆相切即可得;
(2)易知方程无解,根据判别式可得,证明可得直线族的包络曲线为;
(3)法一:求出两点处曲线的切线的方程,解得,根据平面向量夹角的表达式即可得,即;
法二:过分别作准线的垂线,连接,由导数求得切线斜率并利用抛物线定义和三角形内角关系即可证明.
【详解】(1)由定义可知,与相切,则圆的圆心到直线的距离等于1,
则,.
(2)点不在直线族的任意一条直线上,
所以无论取何值时,无解.将整理成关于的一元二次方程,
即.若该方程无解,则,即.
证明:在上任取一点在该点处的切线斜率为,
于是可以得到在点处的切线方程为:,即.
今直线族中,则直线为,
所以该曲线上的每一点处的切线都是该直线族中的某条直线,
而对任意都是抛物线在点处的切线.
所以直线族的包络曲线为.
(3)法一:已知,设,则,;
由(2)知在点处的切线方程为;
同理在点处的切线方程为;联立可得,所以.因此,
同理.所以,,即,可得,所以成立.
法二:过分别作准线的垂线,连接,如图所示:
则,因为,显然.
又由抛物线定义得,故为线段的中垂线,得到,即.
同理可知,所以,即.
则.所以成立.
3.(2024·全国·模拟预测)已知复平面上的点对应的复数满足,设点的运动轨迹为.点对应的数是0.
(1)证明是一个双曲线并求其离心率;
(2)设的右焦点为,其长半轴长为,点到直线的距离为(点在的右支上),证明:;
(3)设的两条渐近线分别为,过分别作的平行线分别交于点,则平行四边形的面积是否是定值?若是,求该定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)证明见解析;离心率为;(2)证明见解析;(3)平行四边形的面积为定值.
【分析】(1)设复数,由化简得到判断,并求离心率;
(2)由(1)得到,,,从而直线,设,由和复数的模求解证明;
(3)由(1)得到的两条渐近线,,不妨设,得到,.联立和,求得点P,易知直线,求得点到直线的距离,再由求解.
【详解】(1)设复数,则
两边平方得
所以是一个焦点在实轴上,顶点为,渐近线为的双曲线.
其离心率.
(2)由(1)的计算得,,,则直线,设,则,,由得,代入得
所以,原式得证.
(3)由(1)得的两条渐近线,,由对称性,不妨设,则,
所以,同理得.联立和:,得,
易知直线,所以点到直线的距离
由(1),所以
而,所以
,故平行四边形的面积为定值.
【题型三】直线所过定点不在坐标轴上
存在性问题求解的思路及策略 (1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在;若结论不正确则不存在. (2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论; ②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件; ③当条件和结论都不知,按常规法解题很难时,可先由特殊情况探究,再推广到一般情况.
1.已知点M是抛物线的对称轴与准线的交点,过M作抛物线的一条切线,切点为P,且满足.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过作斜率为2的直线与抛物线C相交于点B,点,直线AT与BT分别交抛物线C于点E,F,设直线EF的斜率为k,是否存在常数,使得?若存在,求出值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,
【分析】(1)利用导数求得切线方程,根据切线方程过点求得,再结合两点间距离公式运算求解;
(2)根据题意联立方程求点B的坐标,再分别求直线的方程和的坐标,代入斜率公式运算求解即可.
【详解】(1)∵抛物线,则,∴,
设,则在点处的切线斜率,故在点处的切线方程为,即,
∵切线过点,则,解得,则,解得,
故抛物线C的方程为.
(2)存在,,理由如下:由题意可得:直线的方程为,即,
联立方程,解得或,即直线与抛物线的交点坐标为,
∵直线的斜率,故其方程为,联立方程,解得或,
即点,又∵直线的斜率,故其方程为,
联立方程,解得或,即点,
故直线EF的斜率为,则.
2.已知双曲线:(,)的离心率为,点到其左右焦点,的距离的差为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)在直线上存在一点,过作两条相互垂直的直线均与双曲线相切,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据双曲线离心率以及点到左、右焦点的距离之差为2,可求得a,b,c,进而求得双曲线的标准方程;(2)根据过点作两条相互垂直的直线与双曲线相切,讨论斜率不存在和斜率存在两种情况,①若其中一条切线的斜率不存在,则另一条切线的斜率为0,则不满足条件;②若切线的斜率存在,则设其斜率为,,从而得到切线方程,再根据切线与双曲线相切,联立方程组,得,进而可得关于的一元二次方程,再根据两切线互相垂直有,即可得到,再结合在直线上,推出,求解即可得到的取值范围.
【详解】(1)依题意有双曲线的左、右焦点为,,
则,得,则,
所以双曲线的方程为;
(2)①若其中一条切线的斜率不存在,则另一条切线的斜率为0,则不满足条件;
②若切线的斜率存在,则设其斜率为,,则切线方程为,
联立,消并整理得,
则,
化简得,即,
化成关于的一元二次方程,
设该方程的两根为,,即为两切线的斜率,所以,即,
又点在直线上,所以直线与圆有交点,
所以,即,即,
故的取值范围为.
3.已知双曲线C:上任意一点Q(异于顶点)与双曲线两顶点连线的斜率之积为,E在双曲线C上,F为双曲线C的右焦点,|EF|的最小值为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过椭圆上任意一点P(P不在C的渐近线上)分别作平行于双曲线两条渐近线的直线,交两渐近线于M,N两点,且,是否存在m,n使得椭圆的离心率为?若存在,求出椭圆的方程,若不存在,说明理由.
【答案】(1)(2)存在符合题意的椭圆,其方程为
【分析】(1)设,由及可得,
得,再结合即可解决问题;
(2)设,则PM方程为,联立渐近线方程得到,进一步得到,同理得到,
再利用计算即可得到答案.
【详解】(1)设,由,
所以, ① 又点在上,所以,即, ②
由①②得:, ③ 又E在双曲线C上,F为双曲线C的右焦点,
|EF|的最小值为,所以, ④ 又,⑤
联立③④⑤解得:,所以双曲线C的标准方程为:
(2)假设存在,由(1)知的渐近线方程为,则由题意如图:
所以由, 设,则直线方程为,直线方程为由,得;
由,得 又,所以,所以,,同理可得,,
由四边形是平行四边形,知,
所以,,即,
所以,存在符合题意的椭圆,其方程为.
【题型四】面积比值范围型
圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略: (1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围; (2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系; (3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围; (4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围; (5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
1.(2022·全国·高三专题练习)是椭圆的右焦点,其中.点、分别为椭圆的左、右顶点,圆过点与坐标原点,是椭圆上异于、的动点,且的周长小于.
(1)求的标准方程;
(2)连接与圆交于点,若与交于点,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由已知可得出,由椭圆的定义结合三点共线可得出的周长小于,可得出关于的不等式,结合可求得,即可求得、的值,由此可得出椭圆的标准方程;
(2)设,可得出,求出点、的横坐标,利用三角形的面积公式可得出关于的表达式,结合可求得结果.
【详解】(1)解:因为圆过点与坐标原点,.
设的左焦点为,则的周长

所以,,则,且,故,所以,,.
因此,椭圆的坐标方程为.
(2)解:设,其中,其中,且,
直线的斜率为,所以,直线的方程为,
同理可知直线的方程为,又,所以,直线的方程为.
联立直线、的方程,可得,解得,
联立直线、的方程,可得,解得.
所以,.
2.(2023下·福建福州·高三校考)如图,已知圆的左顶点,过右焦点F的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当直线轴时,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)记的面积分别为,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由顶点坐标得,再由通径长得,从而得椭圆方程;
(2)设直线方程为,设,,
直线方程代入椭圆方程整理后应用韦达定理得,求出的范围,解不等式得的范围,从而得出结论.
【详解】(1)由已知,当直线轴时,是椭圆的通径,所以,,
椭圆方程为;
(2)由(1)得,即,由题意直线斜率不可能为0,
设直线方程为,设,由得,
,,,
时,,,时,,记,显然,
则,解得,,综上,,
所以.
3.(2022·湖北黄冈·蕲春县第一高级中学校考模拟预测)已知椭圆的左、右顶点分别为,左、右焦点分别为,圆,椭圆与圆交于点,且.
(1)求椭圆方程.
(2)若过椭圆右焦点的直线与椭圆交于两点,与圆交于两点,且,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由题意得到,得到,设,得到,即可椭圆的方程;
(2)由(1)得,得到且,分别为椭圆和圆的弦长,当直线的斜率不存在时,直线的方程为,得到和,和分别重合,求得;
设直线,联立方程组得到,求得,以及点到直线的距离和,得到,令,则,得到,结合导数求得函数的单调性与最值,即可求解.
【详解】(1)解:由题意,圆,可得圆心坐标,则,
即,
设,则,整理得,
即椭圆的方程为.
(2)解:由(1)得,因为且,所以且,分别为椭圆和圆的弦长,
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,由,可得此时和,和分别重合,所以,所以,此时,则;当直线的斜率存在时设直线,联立方程组,
整理得,则,
所以,因为点到直线的距离,所以,又由,两边平方,可得,
因为,令,则,又因为,
所以,设,可得,
当时,,所以在上单调递减,又由,所以,即,
综上可得,的取值范围为.
【题型五】非常规型四边形面积最值型
求非常规型四边形的面积最大值,首先要选择合适的面积公式,对于非常规四边形,如果使用的面积公式为,为此计算, 代入转化为的函数求最大值.
1.(2023·全国·高三专题练习)已知圆为坐标原点,点在圆上运动,为过点的圆的切线,以为准线的拋物线恒过点,抛物线的焦点为,记焦点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)过动点的两条直线均与曲线相切,切点分别为,且的斜率之积为,求四边形面积的取值范围.
【答案】(1)(2).
【分析】(1)由抛物线的定义结合椭圆的定义可得,即可求出的方程;
(2)设过的切线,联立椭圆方程并整理为关于x的一元二次方程,由l与椭圆C相切有,整理为关于k的一元二次方程,根据根与系数的关系及求得直线的方程,联立直线与椭圆的方程,用韦达定理表示出,再求出,点到直线的距离为,则,结合的范围,代入化简即可求出答案.
【详解】(1)分别过作的垂线,垂足分别为,连接,
由抛物线的定义,可得,则.
因为,所以焦点的轨迹是以为焦点的椭圆,其中,
所以抛物线的焦点的轨迹方程为
(2)设点,过点的直线的斜率为,则方程为,
联立方程组,消得,,整理得,
,即,所以点在方程为的圆上.
设点在椭圆上,则,则,
由知,满足:则,即,故,
从而得切线的方程为整理得,点满足方程,则,
同理可得即点满足方程,所以的方程为.
消得,,,
.设,点到直线的距离为,


所以.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知是椭圆的左右焦点,以为直径的圆和椭圆在第一象限的交点为,若三角形的面积为1,其内切圆的半径为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知A是椭圆的上顶点,过点的直线与椭圆交于不同的两点,点在第二象限,直线分别与轴交于,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)(2)4
【分析】(1)根据三角形的面积及内切圆的半径列出方程组求得得椭圆方程;
(2)设直线的方程与椭圆方程联立,,写出直线的方程求出的坐标,并求出, ,将表示为的函数,使用基本不等式求最大值.
【详解】(1)由题意知,则,
又,
则,
又,
解得,
所以椭圆的方程为.

(2)设直线的方程为
联立方程组,可得,
则,直线的方程:,所以,同理,
,,

当且仅当时,四边形的面积最大,最大值为4.
3.(2023·全国·高三专题练习)如图.已知圆,圆.动圆与这两个圆均内切.

(1)求圆心的轨迹的方程;
(2)若、是曲线上的两点,是曲线C上位于直线两侧的动点.若直线的斜率为,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)设动圆与两个已知圆的切点分别为,根据椭圆的定义可得点的轨迹是以M,N为焦点的椭圆,求出可得答案;
(2)设,,直线的方程为,代入椭圆方程,由得的范围,利用韦达定理得四边形的面积可得答案;
【详解】(1)如图,设动圆与两个已知圆的切点分别为,由,,
所以点的轨迹是以M,N为焦点的椭圆,所以,
所以点的轨迹方程为:;
(2)设,,直线的方程为,代入中,
整理得,,解得,,,
四边形的面积,
当时,,所以四边形面积的最大值为;
【题型六】“三定”型:圆过定点
圆过定点思维: 1.可以根据特殊性,计算出定点,然后证明 2.利用以“某线段为直径”,转化为向量垂直计算 2.利用对称性,可以猜想出定点,并证明。 4.通过推导求出定点(计算推导难度较大)
1.已知椭圆的左、右顶点分别为,且,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆上不同于的一点,直线,与直线分别交于点.试判断以为直径的圆是否过定点,若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)(2)以为直径的圆过定点,.
【分析】(1)根据椭圆的标准方程和离心率列方程组求解即可;
(2)设,由题意可得,,设定点为,利用即可得到结论.
【详解】(1)由题意可知,解得,
所以所以求椭圆的方程为.
(2)设,由(1)可知, 斜率存在且不为0,
依题意可知的直线方程为,的直线方程为,
令,可得,,假设以为直径的圆过定点,不妨设定点为,
依题意可知,,所以,
,为,
所以.因为,
所以,令,可得,解得,,
所以以为直径的圆过定点,.
2.已知椭圆经过点,且右焦点为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于两个不同的点,,直线与轴交于点,直线与轴交于点,问以为直径的圆是否过轴上的定点,若是求出定点坐标,若不是说明理由.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据图像过的点和右焦点得到,求出,即可得到椭圆C的标准方程
(2)设出直线的解析式,与椭圆联立,得到与的表达式,设出直线与直线的解析式,得到点与点坐标,进而求出圆的方程,即可得到以为直径的圆过轴上的定点.
【详解】(1)由题意
在椭圆中,图像过点,且右焦点为∴∴
∴椭圆的标准方程为
(2)由题意及(1)得在中,过点的直线与椭圆交于两个不同的点,,直线与轴交于点,直线与轴交于点,∴直线斜率存在,设,,
将直线方程代入椭圆方程,得∴,
直线的解析式为直线的解析式为
∴,圆心为以为直径的圆的方程为:


∴在中,令,得
∴以为直径的圆过轴上的定点
3.已知双曲线的左顶点为,过左焦点的直线与交于两点.当轴时,,的面积为3.
(1)求的方程;
(2)证明:以为直径的圆经过定点.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,可得,,进而求解;
(2)设方程为,,联立直线和双曲线方程组,可得,以为直径的圆的方程为,由对称性知以为直径的圆必过轴上的定点,进而得到,进而求解.
【详解】(1)当轴时,两点的横坐标均为,代入双曲线方程,可得,,即,
由题意,可得,解得,,,双曲线的方程为:;
(2)方法一:设方程为,,
以为直径的圆的方程为,
由对称性知以为直径的圆必过轴上的定点,令,可得,
而,,
对恒成立,,
以为直径的圆经过定点;
方法二:设方程为,
由对称性知以为直径的圆必过轴上的定点.设以为直径的圆过,

而,

,即对恒成立,
,即以为直径的圆经过定点.
【题型七】“三定”型:斜率和定
设抛物线,其上有不同的三点:, 当的斜率满足: ①时,过定点 ②时,过定点或者
1.已知点F是椭圆的右焦点,P是椭圆E的上顶点,O为坐标原点且.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)已知,,过点M作任意直线l与椭圆E交于A,B两点.设直线,的斜率分别为,,若,求椭圆E的方程.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)根据可求出;
(2)设出直线方程,联立直线与椭圆,利用韦达定理建立关系可得对任意成立,可求出,得出椭圆方程.
【详解】
(1)由题可得,,
,即,,;
(2)由(1)可得椭圆方程为,
当直线l的斜率存在时,设l:,设,
联立直线与椭圆,得,
则,即,
则,,
,,
即对任意成立,即,
则椭圆方程为,
当直线斜率不存在时,则直线方程为,则,且
此时,满足题意,
综上,椭圆方程为.
2..在平面直角坐标系中,己知圆心为点Q的动圆恒过点,且与直线相切,设动圆的圆心Q的轨迹为曲线.
(Ⅰ)求曲线的方程;
(Ⅱ)过点F的两条直线、与曲线相交于A、B、C、D四点,且M、N分别为、的中点.设与的斜率依次为、,若,求证:直线MN恒过定点.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析.
【分析】
(Ⅰ)设,根据题意得到,即可求得曲线的方程;
(Ⅱ)设,的方程为,联立方程组分别求得,和,进而得出,进而得出,得出直线的方程,即可判定直线恒过定点.
【详解】
(Ⅰ)由题意,设,
因为圆心为点Q的动圆恒过点,且与直线相切,
可得,化简得.
(Ⅱ)设,的方程分别为,,
联立方程组,整理得,
所以,则,同理
所以,
由,可得,
所以直线的方程为
整理得,所以直线恒过定点.
3.已知右焦点为的椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)经过的直线与椭圆分别交于、(不与点重合),直线、分别与轴交于、,是否存在直线,使得?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,且直线的方程为.
【分析】
(1)根据题意可得出关于、的方程组,解出、的值,即可得出椭圆的标准方程;
(2)由题意可知,直线的斜率存在,设直线的方程为,设点、,将直线的方程与椭圆的方程联立,列出韦达定理,设直线、的斜率分别为、,将韦达定理代入等式,求出的值,即可得出结论.
【详解】
(1)因为椭圆经过点,且该椭圆的右焦点为.
所以,,解得,因此,椭圆的标准方程为;
(2)存在直线,使得,理由如下:
若直线与轴垂直,则直线过点,不合乎题意,
由已知可设所在直线的方程为,
代入椭圆的方程,得,

设、,则,,
记直线、的斜率分别为、,
欲使直线满足,只需.
因为、、三点共线,所以,即.

.
由,即,可得.所以存在直线,使得,
此时直线的方程为,即.
【题型八】“三定”型:斜率积定
给定椭圆,与椭圆上定点,过P点走两条射线PA、PB,与椭圆交与A和B两点,记直线PA、PB的斜率分别为K1,K2,则有 ①若,则直线过定点 ②若,则直线过定点
1.已知椭圆经过点,其左焦点为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)椭圆C的右顶点为A,若点P,Q在椭圆C上,且满足直线AP与AQ的斜率之积为,证明:直线PQ过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)根据椭圆所过点和左焦点的坐标,列出关于的方程组,解之可得;
(2)直线的方程为,设,直线方程代入椭圆方程后应用韦达定理得,代入后化简得的关系,此关系代入直线方程可得定点坐标.
【详解】(1)由题意可得,解得,
椭圆方程为;
(2)由(1)知,由已知直线斜率同号,因此直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,设,
由得,
,,
由韦达定理得,,
代入,,
得,整理得或,
时,满足,此时直线方程为,过定点,不合题意,
时,由得,直线方程为,过定点.
2.已知椭圆的左、右顶点分别为A,B.直线l与C相切,且与圆交于M,N两点,M在N的左侧.
(1)若直线l的斜率,求原点O到直线l的距离;
(2)记直线AM,BN的斜率分别为,,证明:为定值.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)设出直线l方程,根据直线l与C相切求出或,再利用点到直线距离公式即可求出.
(2)设直线l方程为,根据直线l与C相切求出,再把直线方程与圆的方程联立,借助韦达定理得到关系式,代入即可化简出定值.
【详解】(1)由题意知直线l斜率存在,设直线l方程为,
与椭圆联立得.
因为直线l与C相切,所以,
故.
当时,,或,直线l方程为.
所以原点O到直线l的距离为.
(2)设,,,由已知可得,,
∴,.由(1)得,,.
所以①,
由,得,由韦达定理得
,,,
故,∴,代入①式整理可得
,所以为定值.
3..已知椭圆的离心率为,短轴长为2.
(1)求椭圆E的方程;
(2)如图,已知A,B,C为椭圆E上三个不同的点,原点O为的重心;
①如果直线AB,OC的斜率都存在,求证:为定值;
②试判断的面积是否为定值,如果是,求出这个定值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)①证明见解析;②为定值,
【分析】(1)利用条件直接求出,从而求出椭圆的方程;
(2)①设出直线的方程,联立椭圆方程得,利用丰达定理求出中点坐标,进而可得出证明;
②分直线斜率存在和不存在两种情况讨论,利用条件分别求出的面积,从而判断出是否为定值.
【详解】(1)因为,得到,又,
解得
所以椭圆的方程为.
(2)①设直线的方程为,联立,
消去得到,
设,由韦达定理得到,,
由,得,
设线段的中点,因为为的重心,
所以,为定值.
②设,因为原点O为的重心,
所以,当直线的斜率不存在时,有或,
由重心的性质知,当时,直线方程为,时,直线方程为,将或代入,均求得,又到直线的距离为3,
所以,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,由①知,
,又因为原点O为的重心,
所以,
又因为点在曲线上,代入,得,化简得,又,所以,
原点到直线的距离
所以为定值,
综上所述,的面积是为定值,定值为.
【题型九】圆锥曲线切线型
在利用椭圆(双曲线)的切线方程时,一般利用以下方法进行直线: (1)设切线方程为与椭圆方程联立,由进行求解; (2)椭圆(双曲线)在其上一点的切线方程为,再应用此方程时,首先应证明直线与椭圆(双曲线)相切. 双曲线的以为切点的切线方程为 抛物线的切线: (1)点是抛物线上一点,则抛物线过点P的切线方程是:; (2)点是抛物线上一点,则抛物线过点P的切线方程是:.
1.已知椭圆E:的焦距为,且经过点.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)过椭圆E的左焦点作直线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,求的最大值.
【答案】(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,进而讨论最值.
【详解】(1)由题意得,所以,即椭圆方程为;
(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:,
由,得.,,.
不妨设在x轴上方,则在x轴下方.
椭圆在x轴上方对应方程为,,则A处切线斜率为,得切线方程为,整理得.同理可得B处的切线方程为.
由得,
代入①得,所以.
因为,所以
设,则,则,
当且仅当,即时,的最大值是2.
另解:当直线l的斜率存在时,设l:,
由得,
所以,,,
椭圆在x轴上方的部分方程为,,
则过的切线方程为,
即,
同理可得过的切线方程为.
由得
设,则,
所以直线l的方程为,所以.

令,则,所以,
当时,即时,取得最大值,为2.
2.已知椭圆的左、右焦点分别为,焦距为2,上一点到距离之和为6.
(1)求的方程;
(2)设在点处的切线交轴于点,证明:.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据的值直接求解;
(2)先求出过椭圆上一点的切线方程,再求出点坐标,从而即可证明.
【详解】(1)由题意知,,得,,得,
由于,故椭圆C的方程为.
(2)当切线斜率不存在时,切线方程为,重合,等式成立;
当切线斜率为0时,切线与x轴不相交,不符合题意;
当切线斜率存在时,设由于对称性,不妨设为椭圆上半部分曲线的一个点,
由,得,则,
所以切线的斜率为,得切线方程为,
即,整理得,
即,所以切线方程为,
令,得,即,由(1)知,,
则,,,,
又,得,
所以,,
所以,即,得证.
3.法国数学家加斯帕尔·蒙日被誉为画法几何之父.他在研究椭圆切线问题时发现了一个有趣的重要结论:一椭圆的任两条互相垂直的切线交点的轨迹是一个圆,尊称为蒙日圆,且蒙日圆的圆心是该椭圆的中心,半径为该椭圆的长半轴与短半轴平方和的算术平方根.已知在椭圆中,离心率,左、右焦点分别是、,上顶点为Q,且,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程,并请直接写出椭圆C的蒙日圆的方程;
(2)设P是椭圆C外一动点(不在坐标轴上),过P作椭圆C的两条切线,过P作x轴的垂线,垂足H,若两切线斜率都存在且斜率之积为,求面积的最大值.
【答案】(1)椭圆C的方程为,蒙日圆的方程为(2)
【分析】(1)根据椭圆离心率结合题设求得,即得椭圆方程,进而写出蒙日圆的方程;
(2)设,设过点P的切线方程为,联立椭圆方程结合判别式确定点的轨迹方程,进而利用基本不等式求得,即可求得答案.
【详解】(1)设椭圆方程为,焦距为2c.
由题意可知,
所以,椭圆C的方程为,
且蒙日圆的方程为;
(2)设,设过点P的切线方程为,
由,消去y得①,
由于相切,所以方程①的,可得:,
整理成关于k的方程可得:,
由于P在椭圆外,故,
故,
设过点P的两切线斜率为,
据题意得,,,
又因为,所以可得,
即点的轨迹方程为:,
由不等式可知:,
即,当且仅当时取等号,此时,
所以,即的面积的最大值为.
【题型十】“韦达定理”不能直接用
1.利用公式,可消去参数 2.可以直接借助韦达定理反解消去两根 定比分点型,即题中向量(或者线段长度满足)可以利用公式,可消去
1.已知椭圆的上下两个焦点分别为,过点与轴垂直的直线交椭圆于 两点,的面积为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为坐标原点,直线与轴交于点,与椭圆交于两个不同的点,若存在实数,使得,求的取值范围.
【答案】(1) (2) (﹣2,﹣1)∪(1,2)∪{0}
【解析】
(Ⅰ)根据题目条件,由椭圆焦点坐标和对称性计算的面积,建立等式关系,结合关系式,离心率计算公式,问题可得解;(Ⅱ)由题意,可分直线是否过原点,对截距进行分类讨论,再利用椭圆对称性、向量共线、直线与椭圆有交点等性质、条件进行运算即可.
试题解析:(Ⅰ)根据已知椭圆的焦距为,当时,,
由题意的面积为,
由已知得,∴,∴,
∴椭圆的标准方程为.
(Ⅱ)若,则,由椭圆的对称性得,即,
∴能使成立.
若,由,得,
因为,,共线,所以,解得. 
设,,由
得,
由已知得,即,
且,,
由,得,即,∴,
∴,即.
当时,不成立,∴,
∵,∴,即,
∴,解得或.
综上所述,的取值范围为.
2.在平面直角坐标系中,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,点M的轨迹为曲线E.
(1)求E的方程;
(2)直线l交曲线E于P,Q两点,交x轴于N点,交y轴于R点,若,若,求点N的坐标.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据点到直线距离和两点间距离公式依题意计算即可.
(2)根据已知把用两根和及两根积表示,计算即可.
【详解】(1)由题意,点到距离为,
到的距离为,∴化简得:

(2)法一:由题意,l斜率一定存在,设其斜率为k,设N点坐标,
直线l方程为,由消去y得:
令设点的坐标分别为
则由,得
∴同理由,得∵,得,
得将
得∴N点坐标为
法二:由题意,设l方程为,则N为由得
令设坐标分别为则
由,得同理,由,得
由,得,且
得。。。∴N点坐标为
3.已知椭圆,倾斜角为的直线过椭圆的左焦点和上顶点B,且(其中A为右顶点).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线l与椭圆C交于不同的两点P,Q,且,求实数m的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据条件,列出关于的方程组,即可求椭圆方程;
(2)讨论直线的斜率不存在和存在两种情况,联立方程,将向量关系,转化为坐标关系,并利用韦达定理消元整理,并根据,求解.
【详解】(1)由题可知 解得故椭圆的方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,设,,,
由,,得,同理,当,时,得,所以,
当直线l的斜率存在时,即时,设直线的方程为,联立
消去y得.因为直线l与椭圆C交于不同的两点P、Q,
所以,即①.设,则②,则,由,得③,
③代入②得,化简整理得④,将④代入①得,
化简得,解得或.
综上,m的取值范围为.
【题型十一】“非韦达”型:点带入型
1.已知为椭圆上的动点,过点作轴的垂线段,为垂足,点满足.
(Ⅰ)求动点的轨迹的方程;
(Ⅱ)若两点分别为椭圆的左右顶点,为椭圆的左焦点,直线与椭圆交于点,直线的斜率分别为,求的取值范围.
【答案】(Ⅰ)动点的轨迹的方程为 (Ⅱ)
【详解】【试题分析】(1)先设,进而求得点,再依据题设条件求得,然后借助为椭圆上的点,进而消去参数从而求得动点的轨迹的方程为;(2)先求出点,再设,进而依据求出,进而借助且,及在和都是单调减函数,求出的范围为:
解:(Ⅰ)设依题意,且,
∵,即,
则有.又∵为椭圆上的点,可得,即,
即动点的轨迹的方程为.
(Ⅱ)依题意,设∵为圆的直径,则有,故的斜率满足,
,∵点不同于两点且直线的斜率存在,故且,
在和都是单调减函数,的范围为,
故 .
2.如图,在平面直角坐标系中,椭圆:的离心率为,上顶点到右焦点的距离为.过点作不垂直于轴,轴的直线,交椭圆于,两点,为线段的中点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)求实数的取值范围;
(3)延长交椭圆于点,记与的面积分别为,,若,求直线的方程.
【答案】(1);(2);(3)或.
(1)由椭圆的离心率可得,由上顶点到右焦点的距离为可得a值,从而可求得椭圆方程;
(2)利用点差法及直线垂直的关系,即可求得y0=2m﹣1,x02=(1﹣2m)(2m﹣2),由x02>0即可求得m的取值范围;
(3)设B点坐标,代入椭圆方程,根据直线的斜率公式即可求得,根据三角形的面积公式,即可求得m的值,从而可得直线AB的方程;
【详解】(1)由椭圆的离心率,则,由上顶点到右焦点的距离为,
即,则,则椭圆的标准方程:;
(2)由,设,,,且,由,在椭圆上,
∴,,,,
两式相减得:,由,则,整理得:,①
由,则,整理得:,②
由①②解得:,,解得:,∴的取值范围:;
(3)设,由在椭圆上,,由,则,即,
代入上式消去,得,所以,
由(2)可知:,,,
∴,由,即,解得:,
此时,,解得:,
此时点坐标为,,∴直线方程为或.
3.在平面直角坐标系中,已知椭圆的左焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知圆,连接并延长交圆于点为椭圆长轴上一点(异于左、右焦点),过点作椭圆长轴的垂线分别交椭圆和圆于点(均在轴上方).连接,记的斜率为,的斜率为.
①求的值;
②求证:直线的交点在定直线上.
【答案】(1);(2)①2,②证明见解析.
(1)根据焦距可得,再将点代入椭圆的方程,可得椭圆方程;
(2)①设,代入椭圆方程计算可得,再得到,计算即可得结果;②直线的方程为,直线的方程为,消去可得结果.
【详解】(1)设椭圆的焦距为,则,所以.
又因为在椭圆上,所以,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)①设,则,所以,即.
又因为均在轴上方,所以.
因为,所以.
②因为,所以直线的方程为,易得,所以直线的方程为,又因为直线的方程为,
所以,解得.所以直线的交点在轴上.
4.已知双曲线:,,,,,五点中恰有三点在上.
(1)求的方程;
(2)设是上位于第一象限内的一动点,则是否存在定点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,定点
【分析】
(1)、根据五点的坐标及双曲线的对称性和顶点的特征确定都在上,得到方程组,求得,,即可得的方程;
(2)、根据条件及补角的定义得到,分轴与不与轴垂直两种情况分析求解.
(1)
若,,在双曲线上,则,,只能是双曲线的顶点,
,,三点中只能有一点是顶点,都在双曲线上,,,两点关于上对称,由双曲线顶点的位置特征分析可知,在上,将,代入双曲线的方程中,则,得,,故的方程为.
(2)假设存在定点满足题意,,,,.
①、当轴时,,,,在中,,
,,此时.
②、当不与轴垂直时,假设,满足.
设,则,,
,又,,即,所以假设成立.故存在定点,使得
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