2022届高三数学二轮培优-圆锥曲线中的最值、范围问题1(word版含解析)

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2022届高三数学二轮培优-圆锥曲线中的最值、范围问题1(word版含解析)

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2022届高三数学二轮培优-圆锥曲线中的最值、范围问题1
已知椭圆的左、右焦点分别为,焦距为,过作直线交椭圆于两点,的周长为.
求椭圆的方程
若斜率为的直线与椭圆相交于两点,求定点与交点所构成的三角形面积的最大值。
如图,直线与抛物线交于两点,与轴相交于点,且.
求证:点的坐标为;
求证:;
求的面积的最小值
已知椭圆:,点在椭圆上,不过原点的直线与椭圆交于,两点,且线段被直线平分.

Ⅰ求椭圆方程;
Ⅱ设是抛物线上动点,过点作抛物线的切线交椭圆于,,求的面积的最大值.
如图,在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,为抛物线上异于原点的任意一点,以为直径作圆,当直线的斜率为时,.
求抛物线的标准方程;
过焦点作的垂线与圆的一个交点为,交抛物线于,点在,之间,记的面积为,求的最小值.
已知点是离心率为的椭圆:上的一点.
求椭圆的方程;
点在椭圆上,点关于坐标原点的对称点为,直线和的斜率都存在且不为,试问直线和的斜率之积是否为定值?若是,求此定值若不是,请说明理由;
斜率为的直线交椭圆于、两点,求面积的最大值,并求此时直线的方程.
已知圆,点是圆上任意一点,在轴上的射影为,点满足,记点的轨迹为.
求曲线的方程;
已知,过的直线与曲线交于,两点,过且与垂直的直线与圆交于,两点,求的取值范围.
已知点到点的距离比它到直线的距离小.
Ⅰ求点的轨迹方程
Ⅱ点,在点的轨迹上且位于轴的两侧,其中为坐标原点,求面积的最小值.
已知为圆上的一个动点,过作轴的垂线,垂足为,为线段的中点,的轨迹为.
求的方程;
若不过原点的直线:与交于,两点,为坐标原点,以,为邻边作平行四边形,求这个平行四边形面积的最大值.
已知离心率为的椭圆:经过点.
求椭圆的方程;
若不过点的直线:交椭圆于,两点,其中为坐标原点,求面积的最大值.
已知椭圆的焦点恰为椭圆长轴的端点,且的短轴长为.
求的方程
若直线与直线平行,且与交于,两点,,求的最小值.
答案和解析
1.【答案】解:由题意得:,,
,,

椭圆的方程为;
直线的斜率为,
可设直线的方程为,
与椭圆的方程联立可得:

设,两点的坐标为,,
由韦达定理得:
,,

点到直线的距离,

由知:,,
令,则,,
令,则在上的最大值为,
的最大值为,
综上所述:三角形面积的最大值为.
【解析】【试题解析】
本题主要考查椭圆的标准方程,椭圆的几何性质,直线与椭圆的位置关系,涉及二次函数,点到直线的距离公式,属于中档题.
根据题意得到,即可;
由题意设直线的方程为,与椭圆的方程联立可得:,进而得到点到直线的距离,从而得到即可.
2.【答案】解:设点的坐标为,直线的方程为,
代入抛物线可得,
,是此方程的两根,
所以,即点的坐标为;
由,
所以,
所以;
由方程,且,
则,
所以当时,的面积取最小值.
【解析】本题主要考查直线与圆锥曲线的位置关系和圆锥曲线中的最值问题,属于中档题.
设点的坐标为,直线的方程为,代入抛物线利用根与系数的关系即可得点的坐标为;
由,证得,即有;
由方程根据二次函数的性质即可得,所以有的面积最小值为.
3.【答案】解:Ⅰ椭圆:,点在椭圆上,
不过原点的直线:与椭圆交于,两点,且线段被直线平分,
设,,,的中点坐标,
则有
两式作差整理可得,
又,
解得,,
椭圆的方程为:
Ⅱ设抛物线在点的切线方程为,
由,得,
,,
又,,


得,
设,,
则,,

点到切线距离,





在上递增,
,即时,取最大值.
【解析】本题考查椭圆方程的求法,考查三角形面积的最大值的求法,考查椭圆、韦达定理、弦长公式、点到直线的距离公式.
Ⅰ由椭圆:,点在椭圆上,不过原点的直线:与椭圆交于,两点,且线段被直线平分,列出方程组求出,,由此能求出椭圆的方程
Ⅱ设抛物线在点的切线方程为,由,得,得,由,得,由此利用韦达定理、弦长公式、点到直线的距离公式,能求出的面积的最大值.
4.【答案】解:易知,,
所以抛物线方程为.
设,,,,根据题意:
,即:,
又:,
所以,即:,
显然直线斜率存在且不为零,设:,

则,又:,
所以,即,即,
所以,
令,
显然在时单调递增,且,
即时,,即,
时,,即,
所以,时.
所以的最小值.
【解析】本题主要考查抛物线的标准方程、直线与抛物线的位置关系,属于中档题.
利用题目给出的条件求出抛物线方程.
先设出点的坐标,然后利用垂直时向量的数量积为,再利用方程组联立即可解决圆锥曲线面积的最值问题.
5.【答案】解:,,
将代入椭圆方程得,
所以椭圆方程为;
依题意得,设,所以,


所以直线和的斜率之积为定值;
设直线的方程为,
由消去,整理得,


点到直线的距离为,

当,即时面积最大,且最大值为,
此时直线的方程为.
【解析】本题考查椭圆的标准方程的求法和直线与椭圆的位置关系,属综合题.
根据和过点可求结果;
设,所以,,.
先求点到直线的距离为,再计算,利用均值不等式求面积的最值和直线的方程.
6.【答案】解:设点,由,得,
由点在圆上,所以,
整理得,
所以曲线的方程是.
当直线的斜率为时,,,,
当直线的斜率不存在时,,,,
当直线的斜率存在且不为时,设,则,
点到直线的距离,
所以,
将代入曲线的方程,整理得

设,,
则,,
则,
所以,
令,
则,,
令,,
则,
所以在上单调递减,
所以,即
综上所述,的取值范围是
【解析】本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,弦长公式及函数单调性的应用,考查转化思想,属于中档题.
设点坐标,根据向量的坐标求得点坐标,代入圆的方程,即可求得的方程;
分类讨论,当斜率存在时,设直线方程,代入椭圆方程,根据韦达定理、弦长公式和点到直线的距离公式即可求得,利用直线与圆的位置关系求得,即可表示出,再令,求导根据单调性即可求得的取值范围.
7.【答案】解:因为点到点的距离比它到直线的距离小,
所以点到点的距离等于到直线的距离,
由抛物线定义知,点的轨迹为以为焦点,为准线的抛物线,
所以点的轨迹方程为:.
Ⅱ易知直线的斜率不为,设其方程为,
设,,
联立,消去得,
其中,,,
由,得

解得:或,
由已知点,位于轴的两侧,则,即,
所以,
从而直线的方程为,所以直线过定点,
设的面积为,则

当且仅当时,等号成立,
因此的面积的最小值为.
【解析】本题考查了直线与抛物线的位置关系、圆锥曲线中的面积问题和圆锥曲线中的轨迹问题,是较难题.
Ⅰ由抛物线定义知,点的轨迹为以为焦点,为准线的抛物线,可得点的轨迹方程
Ⅱ设其方程为,与抛物线联立,由,得,设的面积为,由基本不等式可得面积的最小值.
8.【答案】解:设,,由题意知,
由在圆上,故,
将代入化简可得.
由为线段的中点,可知与不能重合,
的方程为.
由题设,联立,
得,
则,
又不经过原点,.
设,两点的坐标分别为,,
则,,

又到直线的距离,
平行四边形的面积
当且仅当,即满足时等号成立,
故这个平行四边形面积的最大值为.
【解析】本题考查了动点轨迹方程的求解,直线与椭圆位置关系的应用、点到直线距离公式的应用、弦长公式的应用、基本不等式求最值的应用,涉及知识点多,综合性强,对逻辑推理能力和化简运算能力有较高的要求,属于中档题.
设,,利用为线段的中点,得到的方程;
联立直线与椭圆的方程,得到韦达定理,由解得的范围,利用弦长公式求出,然后求出点到直线的距离,将平行四边形的面积用表示出来,然后再利用基本不等式求解最值即可;
9.【答案】解:因为,所以设,,则,椭圆的方程为.
代入点的坐标得,,所以椭圆的方程为.
设点,的坐标分别为,,
由得,
即,,.
,.

点到直线的距离,
的面积,
当且仅当,即时等号成立.
所以当时,面积的最大值为.
【解析】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立得到根与系数的关系、弦长公式、点到直线的距离公式、三角形的面积计算公式、基本不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
根据,设,,则,椭圆的方程为,代入点的坐标解出即可;
设,直线:代入椭圆方程并化简,再利用根与系数的关系、弦长公式、点到直线的距离公式、三角形的面积计算公式、基本不等式的性质即可得出.
10.【答案】解:
由题意可得解得
故C的方程为.
设直线的方程为,
联立得.
设,,则,,
,即且.
所以

因为,且,
所以当时,取得最小值,且最小值为,
故的最小值为.
【解析】本题考查了椭圆的几何性质及直线与椭圆的位置关系,考查了圆锥曲线中的最值问题,
考查了学生的计算能力,培养了学生分析问题与解决问题的能力.
由已知可得解得,即得椭圆的方程;
设直线的方程为,联立直线与椭圆,结合平面向量数量积
与韦达定理可得,结合二次函数性质求解最值.
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