2023届高考数学二轮复习讲义——第二十六讲圆锥曲线(含解析)

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2023届高考数学二轮复习讲义——第二十六讲圆锥曲线(含解析)

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第二十六讲:椭圆、双曲线、抛物线
【考点梳理】
求曲线的轨迹方程
直接法、定义法、相关点法
椭圆方程
椭圆相关计算
(1)椭圆标准方程中的三个量的几何意义 
(2)通径:过焦点且垂直于长轴的弦,其长 焦点弦:椭圆过焦点的弦。
最短的焦点弦为通经,最长为。
(3)最大角:是椭圆上一点,当是椭圆的短轴端点时,为最大角。
(4)椭圆上一点和两个焦点构成的三角形称为焦点三角形。
焦点三角形的面积,其中(注意公式的推导)
双曲线
(1)双曲线的通径
过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为.
(2)点与双曲线的位置关系
对于双曲线,点在双曲线内部,等价于.
点在双曲线外部,等价于 结合线性规划的知识点来分析.
(3)双曲线常考性质
性质1:双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数;顶点到两条渐近线的距离为常数;
性质2:双曲线上的任意点到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数;
(4)双曲线焦点三角形面积为(可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)
(5)双曲线的切线
点在双曲线上,过点作双曲线的切线方程为.若点在双曲线外,则点对应切点弦方程为
抛物线
(1)、焦半径
抛物线上的点与焦点的距离称为焦半径,若,则焦半径,.
(2)、焦点弦
若为抛物线的焦点弦,,,则有以下结论:
(1).(2).
(3)焦点弦长公式1:,,当时,焦点弦取最小值,即所有焦点弦中通径最短,其长度为.
焦点弦长公式2:(为直线与对称轴的夹角).
(4)的面积公式:(为直线与对称轴的夹角).
(3)、抛物线的通径
过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.
对于抛物线,由,,可得,故抛物线的通径长为.
(4)、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:
(5)、焦点弦的常考性质
已知、是过抛物线焦点的弦,是的中点,是抛物线的准线,,为垂足.
(1)以为直径的圆必与准线相切,以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;
(2),
(3);
(4)设,为垂足,则、、三点在一条直线上
【典型题型讲解】
考点一:椭圆
【典例例题】
例1.(2022·广东清远·高三期末)若椭圆的焦距为6,则实数( )
A.13 B.40 C.5 D.
【答案】.A
【详解】解:因为椭圆的焦距为6,
可知,则,所以,
所以,解得:.
故选:A.
例2.(2022·广东珠海·高三期末)已知椭圆的长轴长为4,左顶点A到上顶点B的距离为,F为右焦点.
(1)求椭圆C的方程和离心率;
(2)设直线l与椭圆C交于不同的两点M,N(不同于A,B两点),且直线时,求F在l上的射影H的轨迹方程.
【答案】21.(1),离心率为(2)
(1)
由题意可得:,,,
可得,,,
所以椭圆C的方程为,
离心率为.
(2)
当直线斜率存在时,可设代入椭圆方程,
得:.
设,,则.
因为直线,垂直,斜率之积为,所以,
所以.
将代入,整理化简得:,
所以或.
由直线,当时,直线l经过,与B点重合,舍去,
当时,直线l经过定点,
当直线斜率不存在时,可设,则,,
因为,所以,解得,舍去.
综上所述,直线l经过定点,
而F在l上的射影H的轨迹为以为直径的圆,
其,,所以圆心,半径,
所以圆的方程为,即为点H的轨迹方程.
【方法技巧与总结】
标准方程
图形
性质 焦点 , ,
焦距
范围 , ,
对称性 关于轴、轴和原点对称
顶点 , ,
轴 长轴长,短轴长
离心率 (注:离心率越小越圆,越大越扁)
【变式训练】
1.(2022·广东佛山·高三期末)(多选)已知椭圆的左 右焦点分别为,上顶点为B,且,点P在C上,线段与交于Q,,则( )
A.椭圆C的离心率为 B.椭圆C上存在点K,使得
C.直线的斜率为 D.平分
【答案】ACD
【详解】令椭圆半焦距为c,则,由得,,椭圆,
,而,则点,
对于A,椭圆C的离心率,A正确;
对于B,设,即有,,
即为锐角,B不正确;
对于C,直线的斜率,C正确;
对于D,直线的方程为,点Q到直线的距离,
即点Q到直线与的距离相等,则平分,D正确.
故选:ACD
2.(2022·广东·金山中学高三期末)已知椭圆:与圆:,若在椭圆上不存在点P,使得由点P所作的圆的两条切线互相垂直,则椭圆的离心率的取值范围是________.
【答案】
【详解】
设过的两条直线与圆分别切于点,
由两条切线相互垂直,知:,
又在椭圆C1上不存在点P,使得由P所作的圆C2的两条切线互相垂直,
所以,即得,所以,
所以椭圆C1的离心率,又,
所以.
故答案为:.
3.(2022·广东汕尾·高三期末)已知分别是椭圆C:的左、右两个焦点,若椭圆C上存在四个不同的点P,使得,的面积为,则正实数m的取值范围为______.
【答案】
【详解】当点P在椭圆C上运动时,,
故只需,即,
,解得:.
故答案为:.
4.(2022·广东肇庆·二模)已知点,分别是椭圆的左、右焦点,点A是椭圆上一点,点О为坐标原点,若,直线的斜率为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,由,得,故.
因为直线的斜率为,
所以,所以,
又,所以,,
又,
故,得,
所以.
故选:D.
5.(2022·广东汕头·二模)已知椭圆C的左、右焦点分别为,,直线AB过与该椭圆交于A,B两点,当为正三角形时,该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设正三角形的边长为,
设椭圆的标准方程为:,设左、右焦点分别为,
设,则有,
由椭圆的定义可知:,
,解得:,,
在中,由余弦定理可知:,
故选:B
6.(2022·广东中山·高三期末)已知椭圆的右焦点为,离心率为,直线被椭圆截得的弦长为
求椭圆的标准方程
若是椭圆上一点,是坐标原点,过点与直线平行的直线与椭圆的两个交点为,且,求的最大值
【答案】(1)(2)
【详解】设椭圆的焦距为,则
椭圆的方程化为
由得
由条件知
椭圆的方程为.
由知,过与直线平行的直线方程
由得
设,则
由点是椭圆上一点,得
,当且仅当时,取等号,
的最大值为
7.(2022·广东·金山中学高三期末)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:的左,右顶点分别为A、B,点F是椭圆的右焦点,,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)不过点A的直线l交椭圆C于M、N两点,记直线l、AM、AN的斜率分别为k、、.若,证明直线l过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1);(2)证明见解析,(-5,0).
(1)
由题意,知A(-a,0),B(a,0),F(c,0).
∵,

解得从而b2=a2-c2=3.
∴椭圆C的方程;
(2)
设直线l的方程为y=kx+m,,.
∵直线l不过点A,因此-2k+m≠0.
由得.
时,,,


由,可得3k=m-2k,即m=5k,
故l的方程为y=kx+5k,恒过定点(-5,0).
8.(2022·广东潮州·高三期末)已知椭圆的离心率为,以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆与直线相切.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知点A,B为动直线y=k(x-2)(k≠0)与椭圆C的两个交点,问:在x轴上是否存在定点E,使得为定值?若存在,试求出点E的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)存在定点,使得为定值
(1)
解:由离心率为,得,及,
又以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆为,
且与直线相切,
所以,
所以,,
所以椭圆C的标准方程为;
(2)
解:假设存在,设,
联立,消整理得,

设,
则,
由,


要使上式为定值,即与无关,
则应,即,
此时为定值,
所以在x轴上存在定点,使得为定值.
9.(2022·广东东莞·高三期末)已知点为椭圆的左顶点,点为右焦点,直线与轴的交点为,且,点为椭圆上异于点的任意一点,直线交于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:.
【答案】(1)(2)证明见解析
(1)
由题知,得,
又因为右焦点为,则,
解得,所以,
所以椭圆的方程为.
(2)
设点的坐标为,则,
所以直线的方程是,
当时,,所以点的坐标为,
所以,,
所以.
因为点在椭圆上,所以,即,
所以

又因为和是锐角,
所以.
10.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系中,点在椭圆上,过点的直线l与C交于M,N两点(异于点A),记直线AM,AN的斜率分别为,,当时,.
(1)求C的方程;
(2)证明:为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
(1)
∵在上,∴,
当时,直线的方程为:,
将代入,并整理得,
解得,或,
∴,解得,
∴椭圆的方程为:.
(2)
由题意知,直线的斜率存在,
不妨设直线的方程为,,,
联立得
∴,且,


∴,即为定值.
11.(2021·广东汕头·高三期末)已知椭圆的离心率为,又点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若动直线与椭圆有且只有一个公共点,过点作直线的垂线,垂足为,试探究:是否为定值,如果是,请求出该值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)是定值,且.
(1)
解:由已知可得,解得,因此,椭圆的方程为.
(2)
解:①当切线的斜率存在且不为时,设的方程为,
联立直线和椭圆的方程得,
消去并整理,得,
因为直线和椭圆有且仅有一个公共点,即方程有两个相等的根,
,化简并整理,得,
因为直线与垂直,所以直线的方程为,
联立,解得,即点.

所以,;
②当切线的斜率为时,直线,过点作直线的垂线为,
即此时或,;
③当切线的斜率不存在时,直线,过点作直线的垂线为,
即此时或,则.
综上所述,恒为定值.
12.(2022·广东潮州·二模)设椭圆为左右焦点,为短轴端点,长轴长为4,焦距为,且,的面积为.
(Ⅰ)求椭圆的方程
(Ⅱ)设动直线椭圆有且仅有一个公共点,且与直线相交于点.试探究:在坐标平面内是否存在定点,使得以为直径的圆恒过点 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P(1,0)
【详解】(1)由题意知,解得:,故椭圆C的方程是.
(2)由得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.
因为动直线l与椭圆C有且只有一个公共点M(x0,y0),所以m≠0且Δ=0,
即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化简得4k2-m2+3=0.(*)
此时x0=-=-,y0=kx0+m=,所以M(-
由得N(4,4k+m).
假设平面内存在定点P满足条件,由图形对称性知,点P必在x轴上.
设P(x1,0),则对满足(*)式的m、k恒成立.
因为=(-,=(4-x1,4k+m),由,
得-+-4x1+x++3=0,
整理,得(4x1-4)+x-4x1+3=0.(**)
由于(**)式对满足(*)式的m,k恒成立,所以解得x1=1.
故存在定点P(1,0),使得以MN为直径的圆恒过点M.
考点二:双曲线
【典例例题】
例1.(2022·广东珠海·高三期末)双曲线的右支上一点M关于原点O的对称点为点N,F为双曲线的右焦点,若,,则双曲线C的离心率e为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设为双曲线左焦点,连接,,,由平面几何知识可知,根据对称性,四边形为矩形,在中,,所以,,根据双曲线的定义可知.故选:D.
例2.(2022·广东佛山·高三期末)已知双曲线C的渐近线方程为,且过点.
(1)求C的方程;
(2)设,直线不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线与C交于另一点D,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(1)
解:因为双曲线C的渐近线方程为,
则可设双曲线的方程为,
将点代入得,解得,
所以双曲线C的方程为;
(2)
解:显然直线的斜率不为零,
设直线为,,
联立,消整理得,
依题意得且,即且,

直线的方程为,
令,

.
所以直线过定点.
【方法技巧与总结】
1.双曲线的定义:焦点三角形
2.双曲线的性质:离心率、双曲线的渐近线
【变式训练】
1.(2022·广东潮州·高三期末)、分别为双曲线的左、右焦点,过的直线与的左、右两支曲线分别交于、两点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在双曲线中,,,,则、,
因为直线过点,由图可知,直线的斜率存在且不为零,
,则为直角三角形,可得,
由双曲线的定义可得,所以,,
可得,
联立,解得,
因此,.
故选:C.
2.(2022·广东汕尾·高三期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【详解】双曲线的渐近线方程为,,,离心率,
故选:D.
3.(2022·广东清远·高三期末)(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为,点P是双曲线C上位于第一象限的点,过点作的角平分线的垂线,垂足为A,若O为坐标原点,,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为 B.双曲线C的渐近线方程为
C.双曲线C的离心率为 D.双曲线C的离心率为
【答案】AC
【详解】如图,
延长交于Q,则,因为,所以.因为为的中位线,所以.因为,所以,故双曲线C的渐近线方程为,离心率.
故选:AC.
4.(2022·广东东莞·高三期末)已知为双曲线:的一个焦点,则点到双曲线的一条渐近线的距离为_______.
【答案】
【详解】双曲线:的焦点为
双曲线:的渐近线为
由双曲线的对称性,不妨取焦点,渐近线为
则则点到渐近线的距离为
故答案为:4
5.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系中,为双曲线的一个焦点,以为圆心的圆与的两条渐近线交于、、三点,若四边形的面积为,则的离心率为______.
【答案】
【详解】不妨设点为双曲线的右焦点,则,
则以为圆心,且过原点的圆的方程为,
联立,解得或,
不妨设点,由对称性可知点,
由已知可得,即,
即,由已知,解得,
因此,双曲线的离心率为.
故答案为:.
6.(2022·广东中山·高三期末)已知点M为双曲线C:在第一象限上一点,点F为双曲线C的右焦点,O为坐标原点,,则双曲线C的离心率为___________;若分别交双曲线C于P、Q两点,记直线QM与PQ的斜率分别为,则___________.
【答案】 4 -15
【详解】设,如图所示:
因为,所以.
所以,,即.
所以,整理得:,
,即,解得或.
因为,所以,即.
设,由题知:,
因为,所以,即,
所以
又因为,
所以,
所以.
故答案为:;.
29.(2022·广东深圳·一模)已知双曲线:经过点A,且点到的渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点作斜率不为的直线与双曲线交于M,N两点,直线分别交直线AM,AN于点E,F.试判断以EF为直径的圆是否经过定点,若经过定点,请求出定点坐标;反之,请说明理由.
【答案】(1)
(2)以为直径的圆经过定点,定点坐标为和
(1)
由题意得:
因为双曲线C的渐近线方程为,所以有:
解得:
因此,双曲线C的方程为:
(2)
①当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为
由可得:
设、,
则由:,
由直线AM方程,令,得点
由直线AN方程,令,得点
则以EF为直径的圆的方程为:
令,有:
将,代入上式,得
可得:
解得:,或
即以EF为直径的圆经过点和;
②当直线l的斜率不存在时,点E、F的坐标分别为、,以EF为直径的圆方程为,该圆经过点和
综合可得,以EF为直径的圆经过定点和
考点三:抛物线
【典例例题】
例1.(2022·广东惠州·一模)若抛物线()上一点P(2,)到其焦点的距离为4,则抛物线的标准方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=6x D.y2=8x
【答案】D
【详解】抛物线上一点到焦点的距离等于到其准线的距离,即为4,∴,解得,∴抛物线的标准方程为.
故选:D.
例2.(2022·广东韶关·一模)已知在平面直角坐标系中,有两定点,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若抛物线与轨迹按顺时针方向依次交于四点(点在第一象限).
①求证:直线与直线相交于点;
②设的面积为S,求S取最大值时的抛物线方程.
【答案】.(1)(也可写)
(2)①证明见解析;②
(1)
据题意,设,则

故为轨迹的方程;(也可写)
(2)
如图:由圆与抛物线的对称性,四边形是以轴为对称轴的等腰梯形
不妨设,,在第一象限,,则
联立消去整理得:
(1)
据题意,方程(1)有两相异正实根

①证明:依据圆与抛物线的对称性,直线与直线的公共点必在轴上,
要证直线与直线相交于点,
只要证:三点共线;
只要证:
只要证:
只要证:
只要证:
上式显然成立,且各步可逆,
故直线与直线相交于点
②解法一:
当且仅当,即时,,
此时抛物线方程为
解法二:
当且仅当,即时,,此时抛物线方程为
【方法技巧与总结】
1.抛物线的定义:到准线与到定点距离相等.
2.抛物线的性质:焦点弦长
【变式训练】
1.(2022·广东广州·一模)设抛物线的焦点为F,过点的直线与E相交于A,B两点,与E的准线相交于点C,点B在线段AC上,,则与的面积之比( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图,过点B作BD垂直准线于点D,则由抛物线定义可知:,
设直线AB为, ,,,不妨设,则,
所以,解得:,则,解得:,则,
所以,解得:,则直线AB为,
所以当时,即,解得:,则,
联立与得:,则,
所以,其中.
故选:C
2.(2022·广东广东·一模)已知O为坐标原点,F为抛物线的焦点,P为C上一点,若,则点F到直线PO的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,
,解得:,代入抛物线方程得,
则,直线的方程式,即,
点到直线的距离.
故选:D
3.(2022·广东茂名·一模)(多选)已知抛物线C:的焦点为,准线为,P是抛物线上第一象限的点,,直线PF与抛物线C的另一个交点为Q,则下列选项正确的是( )
A.点P的坐标为(4,4) B. C.
D.过点作抛物线的两条切线,其中为切点,则直线的方程为:
【答案】ABD
【详解】对于A,因为,所以由抛物线的定义得,得,所以,且点在第一象限,所以坐标为(4,4),则A正确
对于B,的直线方程为:,由与联立得,Q(),由两点距离公式得,则B正确
对于C,方法一:
方法二:由B得,原点O到直线的距离为,所以,所以C错误
对于D,设,由得,,则,MA切线方程为:,即,由得,,把点代入得,
同理,即两点满足方程:,
所以的方程为:,则D正确,
故选:ABD
4.(2022·广东·一模)(多选)已知抛物线的焦点为F,抛物线C上存在n个点,,,(且)满足,则下列结论中正确的是( )
A.时,
B.时,的最小值为9
C.时,
D.时,的最小值为8
【答案】BC
【详解】当时,,此时不妨取 过焦点垂直于x轴,
不妨取 ,则,故A错误;
当时,,
此时不妨设 在抛物线上逆时针排列,设,
则 ,则 ,


令 ,则,
令 ,则 ,
当时, , 递增,当时, , 递减,
故 ,
故当 ,即 时,取到最小值9,故B正确;
当时,,
此时不妨设 在抛物线上逆时针排列,设,
则,
即,
故,

所以,故C正确;
由C的分析可知:,
当 时,取到最小值16,
即最小值为16,故D错误;
故选:BC
5.(2022·广东湛江·一模)(多选)已知F是抛物线的焦点,过点F作两条互相垂直的直线,,与C相交于A,B两点,与C相交于E,D两点,M为A,B中点,N为E,D中点,直线l为抛物线C的准线,则( )
A.点M到直线l的距离为定值 B.以为直径的圆与l相切
C.的最小值为32 D.当最小时,
【答案】BCD
【详解】设,,,, ,
直线的方程为,则直线的方程为,
将直线的方程代入,化简整理得,
则,,
故,
所以,,
因为点A到直线l的距离,点B到直线l的距离,
点M到直线l的距离,
又,所以,故A错误;
因为,
所以以为直径的圆的圆心M到l的距离为,
即以为直径的圆与l相切,故B正确;
同理,,所以,,,
则,当且仅当时等号成立,故C正确;
.
设,则,,.
当时,即时,最小,这时,故D正确,
故选:BCD.
6.(2022·广东深圳·一模)(多选)已知定圆A的半径为1,圆心A到定直线l的距离为d,动圆C与圆A和直线l都相切,圆心C的轨迹为如图所示的两条抛物线,记这两抛物线的焦点到对应准线的距离分别为,,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】解:动圆C与圆A和直线l都相切,
当圆C与圆A相外切时,取到A的距离为d+1,且平行于l的直线,
则圆心C到A的距离等于圆心C到的距离,
由抛物线的定义得:圆心C的轨迹是以A为焦点,以为准线的抛物线;
当圆C与圆A相内切时,取到A的距离为d-1,且平行于l的直线,
则圆心C到A的距离等于圆心C到的距离,
由抛物线的定义得:圆心C的轨迹是以A为焦点,以为准线的抛物线;
所以,当时,抛物线不完整,
所以,,,,
故选:ABD
【巩固练习】
一、单选题
1.椭圆:的左、右焦点分别为,,经过点的直线与椭圆相交于A,两点,若的周长为16,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题可知,即,
所以椭圆的离心率.
故选:A.
2.已知椭圆的左右焦点分别,左顶点为A,上顶点为B,点P为椭圆上一点,且,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知:,因为,
所以,整理得,
所以,得,.
故选:A
3.已知分别为椭圆的左右焦点,点P为椭圆上一点,以为圆心的圆与直线恰好相切于点P,则是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意,
设,由椭圆定义得,
由于以为圆心的圆与直线恰好相切于点P,
所以,即,
整理得,得,得,所以.
故选:A
4.明朝的一个葡萄纹椭圆盘如图(1)所示,清朝的一个青花山水楼阁纹饰椭圆盘如图(2)所示,北宋的一个汝窑椭圆盘如图(3)所示,这三个椭圆盘的外轮廊均为椭圆.已知图(1) (2) (3)中椭圆的长轴长与短轴长的比值分别,设图(1) (2) (3)中椭圆的离心率分别为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为椭圆的离心率,
所以椭圆的长轴长与短轴长的比值越大,离心率越大.由,
所以.
故选:B.
5.设F为椭圆的右焦点,点,点B在C上,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得,,则,从而.设左焦点为,
则,所以B为短轴端点,
所以.
故选:C.
6.设椭圆长轴的两个顶点分别为、,点为椭圆上不同于、的任一点,若将的三个内角记作、、,且满足,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为可得,即,
而在三角形中,,所以上式可得
而,
所以可得,即,
由题意可得,,设,,
可得,由椭圆的对称性设在第一象限,如图所示:
在中,,
在中,,
所以,
所以可得,
所以离心率
故选:.
7.已知直线过抛物线:的焦点,且与该抛物线交于两点.若线段的长为16,的中点到轴距离为6,则(为坐标原点)的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,,,,
由抛物线的定义可得,
又因为的中点到轴的距离是6,所以,
所以,
所以抛物线的方程为:,
设直线的方程,
联立直线与抛物线的方程:,整理可得,

所以,
解得,所以的方程为:,
.
故选:B
8.过抛物线的焦点F作直线l,交抛物线于A,B两点,若,则直线l的倾斜角等于( )
A.或 B.或 C.或 D.与p值有关
【答案】C
【详解】如图所示,
由抛物线的焦点为,准线方程为,
分别过A,B作准线的垂线,垂足为,,直线l交准线于,如图所示:
则,,,
所以,,
所以,即直线l的倾斜角等于,
同理可得直线l的倾斜角为钝角时即为,
故选:C.
二、多选题
9.已知为椭圆的焦点,,分别为椭圆的两个顶点(且不是离最近的那个顶点),若,,则椭圆的离心率可以为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】不妨设焦点在轴上且为右焦点,显然不会是右顶点,
分类讨论:①若为左顶点,为右顶点,则,解得,此时离心率;
②若为左顶点,为上(下)顶点,则,无解,不满足;
③若为上(下)顶点,为左(右)顶点,则,无解,不满足;
④若为上(下)顶点,下(上)顶点,则,解得,,,此时离心率为,
故选:AB.
2.设圆锥曲线C的两个焦点分别为,若曲线C上存在点P满足,则曲线C的离心率可以是( )
A. B. C. D.2
【答案】AC
【解析】若曲线是椭圆则其离心率为;
若曲线是双曲线则其离心率为;
故选:AC
3.双曲线的左,右焦点分别为,,点P在C上.若是直角三角形,则的面积为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】AC
【解析】由双曲线可得.根据双曲线的对称性只需考虑或.
当时,将代入可得,所以的面积为.
当时,由双曲线的定义可知,
,由勾股定理可得.
因为,
所以,此时的面积为
综上所述,的面积为4或.
故选:.
4.已知椭圆的左、右焦点分别为,为上一点,则( )
A.的离心率为 B.的周长为
C. D.
【答案】CD
【解析】对于A,由椭圆方程知:,,离心率,A错误;
对于B,由椭圆定义知:,,
的周长为,B错误;
对于C,当为椭圆短轴端点时,,
,,即,
,C正确;
对于D,,,,D正确.
故选:CD.
5.已知抛物线C:,过其准线上的点T(1,-1)作C的两条切线,切点分别为A、B,下列说法正确的是( )
A.p=1 B.抛物线的焦点为F(0,1)
C. D.直线AB的斜率为
【答案】BCD
【详解】解:易知准线方程为,∴,:,故选项A不正确;
抛物线:的焦点为F(0,1),所以选项B正确;
设直线,代入,得,
当直线与相切时,有,即,
设,斜率分别为,,易知,是上述方程两根,故,
故.故选项C正确;
设,,其中,.
则:,即.
代入点,得,同理可得,
故:,故. 故选项D正确.
故选:BCD
三、填空题
1.与双曲线有相同的焦点,且短半轴长为的椭圆方程是________.
【答案】
【解析】双曲线的焦点在轴上,且焦点为,
所以椭圆的焦点在轴上,且,
依题意,椭圆短半轴,则,
所以椭圆的方程为.
故答案为:
2.已知椭圆:的焦点为,.过且倾斜角为60°的直线交椭圆的上半部分于点,以,(为坐标原点)为邻边作平行四边形,点恰好也在椭圆上,则______.
【答案】
【解析】依题意可知,设,,
因为四边形为平行四边形,所以,又因为,,所以,
因为,且直线的倾斜角为60°,所以,所以,,,所以,
将其代入,得,又因为,所以,.
故答案为:
3.已知椭圆的左、右顶点分别为、,上顶点为,直线和的斜率分别为、,写出一个满足的椭圆的方程:___________.
【答案】(答案不唯一)
【解析】由题意可知、、,
则,,
所以椭圆的方程可以为(只需满足即可).
故答案为:(只需满足即可).
4.因为正三角形内角余弦值为,所以有人将离心率为的椭圆称为“正椭圆”.已知“正椭圆”C:的上下顶点分别为,且“正椭圆”C上有一动点P(异于椭圆的上下顶点),若直线的斜率分别为,则为______.
【答案】
【解析】因为椭圆C:,所以上下顶点的坐标分别为,
设,则且,即,
所以.
故答案为:.
5.抛物线上一点与焦点F的距离,则M到坐标原点的距离为___________.
【答案】
【详解】抛物线的准线为:,由抛物线定义得:,解得,
抛物线方程为,而在抛物线上,则,原点为O,即有,
所以M到坐标原点的距离为.
故答案为:
四、解答题
1.(2022·黑龙江·佳木斯一中三模(理))已知椭圆,左焦点为,上顶点为,直线BF与椭圆交于另一点Q,且,且点在椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设,,M是椭圆C上一点,且不与顶点重合,若直线与直线交于点P,直线与直线交于点.证明:是等腰三角形.
【解析】(1)因为,, ,故,
故,所以即,
而在椭圆上,故,故,解得,
所以,故椭圆方程为:.
(2)设,,故,而,
由可得,同理.
,
因为在椭圆上,故,故即,
而所以,
故是等腰三角形.
2.(2022·广东深圳·二模)已知椭圆经过点,且焦距,线段分别是它的长轴和短轴.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若是平面上的动点,从下面两个条件中选一个,证明:直线经过定点.
①,直线与椭圆E的另一交点分别为P,Q;
②,直线与椭圆E的另一交点分别为P,Q.
(1)(2)见解析
(1)由已知,,点在椭圆上,所以,又因为,所以,所以椭圆的方程为:.
(2)选①,则,设,所以消去得:,所以,所以,则,所以,,消去得:,,所以,所以,则,所以,所以,所以直线的方程为:,所以,所以,故直线恒过定点.选②,则,设,所以消去得:,所以,所以, 所以同理:,所以,所以所以直线的方程为:令,则故直线恒过定点.
3.(2022·广东茂名·二模)已知椭圆C:的上顶点为A,右焦点为F,原点O到直线AF的距离为,△AOF的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F的直线l与C交于M,N两点,过点M作轴于点E,过点N作轴于点Q,QM与NE交于点P,是否存在直线l使得△PMN的面积等于,若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
(1)
(2)存在;或
(1)
由题意知,,
因为△AOF的面积为1,所以.
又直线AF的方程,即,
因为点O到直线AF的距离为,
所以,解得,,,
所以椭圆C的方程为.
(2)
依题意,当直线MN斜率为0时,不符合题意;
当直线斜率不为0时,设直线MN方程为,
联立,得,
易知.
设,,则,,
因为轴,轴,所以,,
所以直线QM:①,
直线NE:②,
联立①②解得,
因为,ME与直线平行,
所以,
因为,
所以,
由,得,
解得,
故存在直线l的方程为或,使得△PMN的面积等于.第二十六讲:椭圆、双曲线、抛物线
【考点梳理】
求曲线的轨迹方程
直接法、定义法、相关点法
椭圆方程
椭圆相关计算
(1)椭圆标准方程中的三个量的几何意义 
(2)通径:过焦点且垂直于长轴的弦,其长 焦点弦:椭圆过焦点的弦。
最短的焦点弦为通经,最长为。
(3)最大角:是椭圆上一点,当是椭圆的短轴端点时,为最大角。
(4)椭圆上一点和两个焦点构成的三角形称为焦点三角形。
焦点三角形的面积,其中(注意公式的推导)
双曲线
(1)双曲线的通径
过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为.
(2)点与双曲线的位置关系
对于双曲线,点在双曲线内部,等价于.
点在双曲线外部,等价于 结合线性规划的知识点来分析.
(3)双曲线常考性质
性质1:双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数;顶点到两条渐近线的距离为常数;
性质2:双曲线上的任意点到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数;
(4)双曲线焦点三角形面积为(可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)
(5)双曲线的切线
点在双曲线上,过点作双曲线的切线方程为.若点在双曲线外,则点对应切点弦方程为
抛物线
(1)、焦半径
抛物线上的点与焦点的距离称为焦半径,若,则焦半径,.
(2)、焦点弦
若为抛物线的焦点弦,,,则有以下结论:
(1).(2).
(3)焦点弦长公式1:,,当时,焦点弦取最小值,即所有焦点弦中通径最短,其长度为.
焦点弦长公式2:(为直线与对称轴的夹角).
(4)的面积公式:(为直线与对称轴的夹角).
(3)、抛物线的通径
过焦点且垂直于抛物线对称轴的弦叫做抛物线的通径.
对于抛物线,由,,可得,故抛物线的通径长为.
(4)、弦的中点坐标与弦所在直线的斜率的关系:
(5)、焦点弦的常考性质
已知、是过抛物线焦点的弦,是的中点,是抛物线的准线,,为垂足.
(1)以为直径的圆必与准线相切,以AF(或BF)为直径的圆与y轴相切;
(2),
(3);
(4)设,为垂足,则、、三点在一条直线上
【典型题型讲解】
考点一:椭圆
【典例例题】
例1.(2022·广东清远·高三期末)若椭圆的焦距为6,则实数( )
A.13 B.40 C.5 D.
例2.(2022·广东珠海·高三期末)已知椭圆的长轴长为4,左顶点A到上顶点B的距离为,F为右焦点.
(1)求椭圆C的方程和离心率;
(2)设直线l与椭圆C交于不同的两点M,N(不同于A,B两点),且直线时,求F在l上的射影H的轨迹方程.
【方法技巧与总结】
标准方程
图形
性质 焦点 , ,
焦距
范围 , ,
对称性 关于轴、轴和原点对称
顶点 , ,
轴 长轴长,短轴长
离心率 (注:离心率越小越圆,越大越扁)
【变式训练】
1.(2022·广东佛山·高三期末)(多选)已知椭圆的左 右焦点分别为,上顶点为B,且,点P在C上,线段与交于Q,,则( )
A.椭圆C的离心率为 B.椭圆C上存在点K,使得
C.直线的斜率为 D.平分
2.(2022·广东·金山中学高三期末)已知椭圆:与圆:,若在椭圆上不存在点P,使得由点P所作的圆的两条切线互相垂直,则椭圆的离心率的取值范围是________.
3.(2022·广东汕尾·高三期末)已知分别是椭圆C:的左、右两个焦点,若椭圆C上存在四个不同的点P,使得,的面积为,则正实数m的取值范围为______.
4.(2022·广东肇庆·二模)已知点,分别是椭圆的左、右焦点,点A是椭圆上一点,点О为坐标原点,若,直线的斜率为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(2022·广东汕头·二模)已知椭圆C的左、右焦点分别为,,直线AB过与该椭圆交于A,B两点,当为正三角形时,该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6.(2022·广东中山·高三期末)已知椭圆的右焦点为,离心率为,直线被椭圆截得的弦长为
求椭圆的标准方程
若是椭圆上一点,是坐标原点,过点与直线平行的直线与椭圆的两个交点为,且,求的最大值
7.(2022·广东·金山中学高三期末)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:的左,右顶点分别为A、B,点F是椭圆的右焦点,,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)不过点A的直线l交椭圆C于M、N两点,记直线l、AM、AN的斜率分别为k、、.若,证明直线l过定点,并求出定点的坐标.
8.(2022·广东潮州·高三期末)已知椭圆的离心率为,以原点O为圆心,椭圆C的长半轴长为半径的圆与直线相切.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知点A,B为动直线y=k(x-2)(k≠0)与椭圆C的两个交点,问:在x轴上是否存在定点E,使得为定值?若存在,试求出点E的坐标和定值;若不存在,请说明理由.
9.(2022·广东东莞·高三期末)已知点为椭圆的左顶点,点为右焦点,直线与轴的交点为,且,点为椭圆上异于点的任意一点,直线交于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)证明:.
10.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系中,点在椭圆上,过点的直线l与C交于M,N两点(异于点A),记直线AM,AN的斜率分别为,,当时,.
(1)求C的方程;
(2)证明:为定值.
11.(2021·广东汕头·高三期末)已知椭圆的离心率为,又点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若动直线与椭圆有且只有一个公共点,过点作直线的垂线,垂足为,试探究:是否为定值,如果是,请求出该值;如果不是,请说明理由.
12.(2022·广东潮州·二模)设椭圆为左右焦点,为短轴端点,长轴长为4,焦距为,且,的面积为.
(Ⅰ)求椭圆的方程
(Ⅱ)设动直线椭圆有且仅有一个公共点,且与直线相交于点.试探究:在坐标平面内是否存在定点,使得以为直径的圆恒过点 若存在求出点的坐标,若不存在.请说明理由.
考点二:双曲线
【典例例题】
例1.(2022·广东珠海·高三期末)双曲线的右支上一点M关于原点O的对称点为点N,F为双曲线的右焦点,若,,则双曲线C的离心率e为( )
A. B. C. D.
例2.(2022·广东佛山·高三期末)已知双曲线C的渐近线方程为,且过点.
(1)求C的方程;
(2)设,直线不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线与C交于另一点D,求证:直线过定点.
【方法技巧与总结】
1.双曲线的定义:焦点三角形
2.双曲线的性质:离心率、双曲线的渐近线
【变式训练】
1.(2022·广东潮州·高三期末)、分别为双曲线的左、右焦点,过的直线与的左、右两支曲线分别交于、两点,若,则( )
A. B. C. D.
2.(2022·广东汕尾·高三期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
3.(2022·广东清远·高三期末)(多选)已知双曲线的左、右焦点分别为,点P是双曲线C上位于第一象限的点,过点作的角平分线的垂线,垂足为A,若O为坐标原点,,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为 B.双曲线C的渐近线方程为
C.双曲线C的离心率为 D.双曲线C的离心率为
4.(2022·广东东莞·高三期末)已知为双曲线:的一个焦点,则点到双曲线的一条渐近线的距离为_______.
5.(2022·广东深圳·高三期末)在平面直角坐标系中,为双曲线的一个焦点,以为圆心的圆与的两条渐近线交于、、三点,若四边形的面积为,则的离心率为______.
6.(2022·广东中山·高三期末)已知点M为双曲线C:在第一象限上一点,点F为双曲线C的右焦点,O为坐标原点,,则双曲线C的离心率为___________;若分别交双曲线C于P、Q两点,记直线QM与PQ的斜率分别为,则___________.
29.(2022·广东深圳·一模)已知双曲线:经过点A,且点到的渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点作斜率不为的直线与双曲线交于M,N两点,直线分别交直线AM,AN于点E,F.试判断以EF为直径的圆是否经过定点,若经过定点,请求出定点坐标;反之,请说明理由.
考点三:抛物线
【典例例题】
例1.(2022·广东惠州·一模)若抛物线()上一点P(2,)到其焦点的距离为4,则抛物线的标准方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=6x D.y2=8x
例2.(2022·广东韶关·一模)已知在平面直角坐标系中,有两定点,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若抛物线与轨迹按顺时针方向依次交于四点(点在第一象限).
①求证:直线与直线相交于点;
②设的面积为S,求S取最大值时的抛物线方程.
【方法技巧与总结】
1.抛物线的定义:到准线与到定点距离相等.
2.抛物线的性质:焦点弦长
【变式训练】
1.(2022·广东广州·一模)设抛物线的焦点为F,过点的直线与E相交于A,B两点,与E的准线相交于点C,点B在线段AC上,,则与的面积之比( )
A. B. C. D.
2.(2022·广东广东·一模)已知O为坐标原点,F为抛物线的焦点,P为C上一点,若,则点F到直线PO的距离为( )
A. B. C. D.
3.(2022·广东茂名·一模)(多选)已知抛物线C:的焦点为,准线为,P是抛物线上第一象限的点,,直线PF与抛物线C的另一个交点为Q,则下列选项正确的是( )
A.点P的坐标为(4,4) B. C.
D.过点作抛物线的两条切线,其中为切点,则直线的方程为:
4.(2022·广东·一模)(多选)已知抛物线的焦点为F,抛物线C上存在n个点,,,(且)满足,则下列结论中正确的是( )
A.时,
B.时,的最小值为9
C.时,
D.时,的最小值为8
5.(2022·广东湛江·一模)(多选)已知F是抛物线的焦点,过点F作两条互相垂直的直线,,与C相交于A,B两点,与C相交于E,D两点,M为A,B中点,N为E,D中点,直线l为抛物线C的准线,则( )
A.点M到直线l的距离为定值 B.以为直径的圆与l相切
C.的最小值为32 D.当最小时,
6.(2022·广东深圳·一模)(多选)已知定圆A的半径为1,圆心A到定直线l的距离为d,动圆C与圆A和直线l都相切,圆心C的轨迹为如图所示的两条抛物线,记这两抛物线的焦点到对应准线的距离分别为,,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
一、单选题
1.椭圆:的左、右焦点分别为,,经过点的直线与椭圆相交于A,两点,若的周长为16,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.已知椭圆的左右焦点分别,左顶点为A,上顶点为B,点P为椭圆上一点,且,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
3.已知分别为椭圆的左右焦点,点P为椭圆上一点,以为圆心的圆与直线恰好相切于点P,则是( )
A. B. C. D.
4.明朝的一个葡萄纹椭圆盘如图(1)所示,清朝的一个青花山水楼阁纹饰椭圆盘如图(2)所示,北宋的一个汝窑椭圆盘如图(3)所示,这三个椭圆盘的外轮廊均为椭圆.已知图(1) (2) (3)中椭圆的长轴长与短轴长的比值分别,设图(1) (2) (3)中椭圆的离心率分别为,则( )
A. B.
C. D.
5.设F为椭圆的右焦点,点,点B在C上,若,则( )
A. B. C. D.
6.设椭圆长轴的两个顶点分别为、,点为椭圆上不同于、的任一点,若将的三个内角记作、、,且满足,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
7.已知直线过抛物线:的焦点,且与该抛物线交于两点.若线段的长为16,的中点到轴距离为6,则(为坐标原点)的面积是( )
A. B. C. D.
8.过抛物线的焦点F作直线l,交抛物线于A,B两点,若,则直线l的倾斜角等于( )
A.或 B.或 C.或 D.与p值有关
二、多选题
9.已知为椭圆的焦点,,分别为椭圆的两个顶点(且不是离最近的那个顶点),若,,则椭圆的离心率可以为( )
A. B. C. D.
2.设圆锥曲线C的两个焦点分别为,若曲线C上存在点P满足,则曲线C的离心率可以是( )
A. B. C. D.2
3.双曲线的左,右焦点分别为,,点P在C上.若是直角三角形,则的面积为( )
A. B. C.4 D.2
4.已知椭圆的左、右焦点分别为,为上一点,则( )
A.的离心率为 B.的周长为
C. D.
5.已知抛物线C:,过其准线上的点T(1,-1)作C的两条切线,切点分别为A、B,下列说法正确的是( )
A.p=1 B.抛物线的焦点为F(0,1)
C. D.直线AB的斜率为
三、填空题
1.与双曲线有相同的焦点,且短半轴长为的椭圆方程是________.
2.已知椭圆:的焦点为,.过且倾斜角为60°的直线交椭圆的上半部分于点,以,(为坐标原点)为邻边作平行四边形,点恰好也在椭圆上,则______.
3.已知椭圆的左、右顶点分别为、,上顶点为,直线和的斜率分别为、,写出一个满足的椭圆的方程:___________.
4.因为正三角形内角余弦值为,所以有人将离心率为的椭圆称为“正椭圆”.已知“正椭圆”C:的上下顶点分别为,且“正椭圆”C上有一动点P(异于椭圆的上下顶点),若直线的斜率分别为,则为______.
5.抛物线上一点与焦点F的距离,则M到坐标原点的距离为___________.
四、解答题
1.(2022·黑龙江·佳木斯一中三模(理))已知椭圆,左焦点为,上顶点为,直线BF与椭圆交于另一点Q,且,且点在椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设,,M是椭圆C上一点,且不与顶点重合,若直线与直线交于点P,直线与直线交于点.证明:是等腰三角形.
2.(2022·广东深圳·二模)已知椭圆经过点,且焦距,线段分别是它的长轴和短轴.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若是平面上的动点,从下面两个条件中选一个,证明:直线经过定点.
①,直线与椭圆E的另一交点分别为P,Q;
②,直线与椭圆E的另一交点分别为P,Q.
3.(2022·广东茂名·二模)已知椭圆C:的上顶点为A,右焦点为F,原点O到直线AF的距离为,△AOF的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点F的直线l与C交于M,N两点,过点M作轴于点E,过点N作轴于点Q,QM与NE交于点P,是否存在直线l使得△PMN的面积等于,若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
(1)
(2)存在;或

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