圆锥曲线二级结论及运用(一) 讲义——2023届高三数学一轮复习(含答案)

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圆锥曲线二级结论及运用(一) 讲义——2023届高三数学一轮复习(含答案)

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2023届圆锥曲线二级结论运用(一)
一、结论速记
1.有心圆锥曲线定义: 圆、椭圆、双曲线都有对称中心, 统称为有心圆锥曲线,它们统一的标准方程为: .
2.有心圆锥曲线垂径定理: 已知直线与曲线 交于两点, 的中点为 若直线和( 为坐标原点) 的斜率都存在, 则.
3.点在圆锥曲线上,为曲线上异于P的两点,且A、B关于原点对称, 则必有.
二、结论证明
1.证:已知直线与曲线 交于两点, 的中点为 若直线和( 为坐标原点) 的斜率都存在, 则.
设,,把代入得①②
①-②得,

2.证:点在圆锥曲线上,为曲线上异于P的两点,且A、B关于原点对称, 则必有.
设,,,把代入得
① ②
①-②得,,
三、典例分析
例1.椭圆与直线交于、两点,过原点与线段中点的直线的斜率为,则的值为( ).
A. B. C. D.
对点练习
1.已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于、两点.若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B. C. D.
2.已知双曲线上有不共线的三点,且的中点分别为,若的斜率之和为-2,则 ( )
A.-4 B. C.4 D.6
例2.设双曲线的离心率为,A,B是双曲线C上关于原点对称的两个点,M是双曲线C上异于A,B的动点,直线斜率分别,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
对点练习
1.已知过原点的动直线l与椭圆交于A,B两点,D为椭圆C的上顶点,若直线,的斜率存在且分别为,,则( )
A. B. C. D.
2.已知点,是双曲线(,)的左、右顶点,,是双曲线的左、右焦点,若,是双曲线上异于,的动点,且直线,的斜率之积为定值,则( )
A.2 B. C. D.4
例3.(1)已知、是双曲线上关于原点对称的两点,是上异于、的动点,设直线、的斜率分别为、.若直线与曲线没有公共点,当双曲线的离心率取得最大值时,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
(2)已知是双曲线上任意一点,,是双曲线上关于坐标原点对称的两点,且直线,的斜率分别为,若的最小值为1,则实数的值为( )
A.16 B.32 C.1或16 D.2或8
对点练习
1.(多选)已知动点P在左、右焦点分别为、的双曲线C上,下列结论正确的是( )
A.双曲线C的离心率为2 B.当P在双曲线左支时,的最大值为
C.点P到两渐近线距离之积为定值 D.双曲线C的渐近线方程为
2.已知A,B是椭圆长轴的两个端点,P、Q是椭圆上关于x轴对称的两点,直线AP,BQ的斜率分别为.若椭圆的离心率为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.点 分别为椭圆的左 右顶点,直线与椭圆相交于 两点,记直线 的斜率分别为 ,则的最小值为___________
四、综合练习
1.已知点,动点满足:,直线与点的轨迹交于,两点,则直线,的斜率之积( )
A. B. C. D.不确定
2.(多选)已知椭圆的离心率为,的三个顶点都在椭圆上,为坐标原点,设它的三条边,,的中点分别为,,,且三条边所在直线的斜率分别,,,且,,均不为,则( )
A.
B.直线与直线的斜率之积为
C.直线与直线的斜率之积为
D.若直线,,的斜率之和为,则的值为
3.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别是,,左、右顶点分别是,,点是椭圆上异于,的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.
B.直线与直线的斜率之积为
C.存在点满足
D.若的面积为,则点的横坐标为
4.(多选)已知双曲线的离心率为2,点,是上关于原点对称的两点,点是的右支上位于第一象限的动点(不与点、重合),记直线,的斜率分别为,,则下列结论正确的是( )
A.以线段为直径的圆与可能有两条公切线
B.
C.存在点,使得
D.当时,点到的两条渐近线的距离之积为3
5.(多选)如图,已知椭圆的左 右顶点分别是,上顶点为,在椭圆上任取一点,连结交直线于点,连结交于点(是坐标原点),则下列结论正确的是( )
A.为定值 B.
C. D.的最大值为
6.双曲线的左右顶点为,以为直径作圆,为双曲线右支上不同于顶点的任一点,连接交圆于点,设直线的斜率分别为,若,则_____.
2023届圆锥曲线二级结论运用(一)解析
一、结论速记
1.有心圆锥曲线定义: 圆、椭圆、双曲线都有对称中心, 统称为有心圆锥曲线,它们统一的标准方程为: .
2.有心圆锥曲线垂径定理: 已知直线与曲线 交于两点, 的中点为 若直线和( 为坐标原点) 的斜率都存在, 则.
3.点在圆锥曲线上,为曲线上异于P的两点,且A、B关于原点对称, 则必有.
二、结论证明
1.证:已知直线与曲线 交于两点, 的中点为 若直线和( 为坐标原点) 的斜率都存在, 则.
设,,把代入得①②
①-②得,

2.证:点在圆锥曲线上,为曲线上异于P的两点,且A、B关于原点对称, 则必有.
设,,,把代入得
① ②
①-②得,,
三、典例分析
例1.椭圆与直线交于、两点,过原点与线段中点的直线的斜率为,则的值为( ).
A. B. C. D.
【解析】联立椭圆方程与直线方程,得,,
,,,,
中点坐标:,中点与原点连线的斜率.故选:A
对点练习
1.已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于、两点.若的中点坐标为,则的方程为( )
A. B. C. D.
【解析】设点、,则,两个等式作差得,
整理可得,设线段的中点为,即,
另一方面,,所以,,
所以,,解得,因此,椭圆的方程为.故选:D.
2.已知双曲线上有不共线的三点,且的中点分别为,若的斜率之和为-2,则 ( )
A.-4 B. C.4 D.6
【解析】设,则,,
,两式相减,得,即,即,同理,
得,所以;故选A.
例2.设双曲线的离心率为,A,B是双曲线C上关于原点对称的两个点,M是双曲线C上异于A,B的动点,直线斜率分别,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【解析】设,则,那么,
两式相减得:,整理得:
即 ,又因为双曲线的离心率为,
对点练习
1.已知过原点的动直线l与椭圆交于A,B两点,D为椭圆C的上顶点,若直线,的斜率存在且分别为,,则( )
A. B. C. D.
【解析】由题知,可设,,则,
又在椭圆上,故,即,所以.
2.已知点,是双曲线(,)的左、右顶点,,是双曲线的左、右焦点,若,是双曲线上异于,的动点,且直线,的斜率之积为定值,则( )
A.2 B. C. D.4
【解析】设,,,则,,
所以,
又因为,所以,.又因为,
所以,,所以.故选:A.
例3.(1)已知、是双曲线上关于原点对称的两点,是上异于、的动点,设直线、的斜率分别为、.若直线与曲线没有公共点,当双曲线的离心率取得最大值时,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解析】因为直线与双曲线没有公共点,
所以双曲线的渐近线的斜率,
而双曲线的离心率,
当双曲线的离心率取最大值时,取得最大值,即,即,
则双曲线的方程为,
设、、,则,
两式相减得:,即,即,
又,.故选:A.
(2)已知是双曲线上任意一点,,是双曲线上关于坐标原点对称的两点,且直线,的斜率分别为,若的最小值为1,则实数的值为( )
A.16 B.32 C.1或16 D.2或8
【解析】双曲线中,设,,,则,,所以相减得,∴,
因此.从而,所以(当且仅当时取等号).故选:B.
对点练习
1.(多选)已知动点P在左、右焦点分别为、的双曲线C上,下列结论正确的是( )
A.双曲线C的离心率为2 B.当P在双曲线左支时,的最大值为
C.点P到两渐近线距离之积为定值 D.双曲线C的渐近线方程为
【解析】在双曲线C中,实半轴长,虚半轴长,半焦距.
对于AD,双曲线的离心率,渐近线方程为,故A正确,D错误;
对于B,当P在双曲线的左支上时,,
故,当且仅当时,即时等号成立,故的最大值为,故B错误;
对于C,设,则,即,而渐近线为和,故到渐近线的距离之积为为定值,故C正确.
故选:AC.
2.已知A,B是椭圆长轴的两个端点,P、Q是椭圆上关于x轴对称的两点,直线AP,BQ的斜率分别为.若椭圆的离心率为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【解析】设点,则椭圆的对称性知,不妨令,而点A(-a,0),B(a,0),则,显然有,则,
因椭圆的离心率为,即,
,则,
因,所以,当且仅当时取“=”,
即的最小值为为.故选:B.
3.点 分别为椭圆的左 右顶点,直线与椭圆相交于 两点,记直线 的斜率分别为 ,则的最小值为___________
【解析】设 ,联立,消去并整理得,
由韦达定理可得,,
设直线的斜率为,则,,
所以,,,
而,
因此,,
当且仅当时,等号成立,因此,的最小值为.
四、综合练习
1.已知点,动点满足:,直线与点的轨迹交于,两点,则直线,的斜率之积( )
A. B. C. D.不确定
【解析】,故,
化简整理得到,故轨迹方程为椭圆,,,
故椭圆方程为:.
设,,则,化简得到,故,
.故选:.
2.(多选)已知椭圆的离心率为,的三个顶点都在椭圆上,为坐标原点,设它的三条边,,的中点分别为,,,且三条边所在直线的斜率分别,,,且,,均不为,则( )
A.
B.直线与直线的斜率之积为
C.直线与直线的斜率之积为
D.若直线,,的斜率之和为,则的值为
【解析】对于A:因为椭圆的离心率,所以,因为,
所以,故选项A正确;
对于B:设,,,则,,
所以,,两式相减可得:,
即,所以,
,故选项B不正确;
对于C:由选项B同理可得,故选项C正确;
对于D:由选项B同理可知,
可得,,
由已知可得,即,
所以,故选项D正确;
故选:ACD.
3.(多选)已知椭圆的左、右焦点分别是,,左、右顶点分别是,,点是椭圆上异于,的任意一点,则下列说法正确的是( )
A.
B.直线与直线的斜率之积为
C.存在点满足
D.若的面积为,则点的横坐标为
【解析】由题意,,,,,短轴一个顶点,
,A错;
设,则,,
所以,B正确;
因为,所以,从而,而是椭圆上任一点时,当是短轴端点时最大,因此不存在点满足,C错;
,,,则,,D正确.
故选:BD.
4.(多选)已知双曲线的离心率为2,点,是上关于原点对称的两点,点是的右支上位于第一象限的动点(不与点、重合),记直线,的斜率分别为,,则下列结论正确的是( )
A.以线段为直径的圆与可能有两条公切线
B.
C.存在点,使得
D.当时,点到的两条渐近线的距离之积为3
【解析】当点,分别是的左、右顶点时,圆与恰有两条公切线,故A正确;
设,,,则,则,
所以,故B正确;
,故C错误;
当时,,渐近线方程为,即,
点到两条渐近线的距离之积为,
双曲线,点是的右支上位于第一象限,则,
整理可得,代入上式可得,故D正确.
故选:ABD.
5.(多选)如图,已知椭圆的左 右顶点分别是,上顶点为,在椭圆上任取一点,连结交直线于点,连结交于点(是坐标原点),则下列结论正确的是( )
A.为定值 B.
C. D.的最大值为
【解析】椭圆的左右顶点分别,
因为点在椭圆上,所以设点的坐标为,,
对于A,,所以A正确;
对于B,因为,
所以直线为,令,得,所以点的坐标为,所以,所以,所以B正确;
对于C,因为,所以,所以,所以C正确;
对于D,直线为,直线为,
由两直线的方程联立方程组,解得,
所以点的坐标为,因为,
所以,
当时,
所以的最大值为错误,故选:ABC
6.双曲线的左右顶点为,以为直径作圆,为双曲线右支上不同于顶点的任一点,连接交圆于点,设直线的斜率分别为,若,则_____.
【解析】设,,,
,交圆于点,所以,
易知:,即.

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