2025届高考数学一轮复习-高中数学人教版(2019)第八部分《平面解析几何》学案(13份打包)

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2025届高考数学一轮复习-高中数学人教版(2019)第八部分《平面解析几何》学案(13份打包)

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第8部分第13节《圆锥曲线中探索性及综合性问题》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【题型展示】
题型一 探索性问题
例1 已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,点M(2,m)在抛物线C上,且|MF|=2.
(1)求实数m的值及抛物线C的标准方程;
(2)不过点M的直线l与抛物线C相交于A,B两点,若直线MA,MB的斜率之积为-2,试判断直线l能否与圆(x-2)2+(y-m)2=80相切?若能,求此时直线l的方程;若不能,请说明理由.
跟踪训练1 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,且过点().
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设Q为双曲线C右支第一象限上的一个动点,F为双曲线C的右焦点,在x轴的负半轴上是否存在定点M使得∠QFM=2∠QMF?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
题型二 圆锥曲线的综合问题
例2 如图,过抛物线E:y2=2px(p>0)焦点F的直线l交抛物线于点A,B,|AB|的最小值为4,直线x=-4分别交直线AO,BO于点C,D(O为原点).
(1)求抛物线E的方程;
(2)圆M过点C,D,交x轴于点G(t,0),H(m,0),证明:若t为定值时,m也为定值.并求t=-8时,△ABH面积S的最小值.
跟踪训练2 如图,O为坐标原点,抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点是椭圆C2:+=1(a>b>0)的右焦点,A为椭圆C2的右顶点,椭圆C2的长轴长为|AB|=8,离心率e=.
(1)求抛物线C1和椭圆C2的方程;
(2)过A点作直线l交C1于C,D两点,射线OC,OD分别交C2于E,F两点,记△OEF和△OCD的面积分别为S1和S2,问是否存在直线l,使得S1∶S2=3∶13?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
基础夯实
1.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,离心率为.设点M(m,0)(m≠0,m≠±a)是x轴上的定点,直线l:x=,设过点M的直线与椭圆相交于A,B两点,A,B在直线l上的射影分别为A′,B′.
(1)求椭圆C的方程;
(2)判断|AA′|·|BB′|是否为定值,若是定值,求出该定值;若不是定值,请说明理由.
2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点E,F分别为其下顶点和右焦点,坐标原点为O,且△EOF的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得l与椭圆C相交于A,B两点,且点F恰为△EAB的垂心?若存在,求直线l的方程,若不存在,请说明理由.
3. 已知抛物线C:x2=-2py(p>0)经过点(2,-1).
(1)求抛物线C的方程及其准线方程.
(2)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=-1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
4. 设中心在原点,焦点在x轴上的椭圆E过点(),且离心率为,F为E的右焦点,P为E上一点,PF⊥x轴,圆F的半径为PF.
(1)求椭圆E和圆F的方程;
(2)若直线l:y=k(x-)(k>0)与圆F交于A,B两点,与椭圆E交于C,D两点,其中A,C在第一象限,是否存在k使|AC|=|BD|?若存在,求l的方程;若不存在,说明理由.
优化提升
5.如图,抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上的一点,已知以F为圆心,FA为半径的圆F交l于B,D两点,准线l与y轴交于点S.
(1)若∠BFD=90°,△ABD的面积为4,求p的值及圆F的方程;
(2)若直线y=kx+b与抛物线C交于P,Q两点,且OP⊥OQ,若点S关于直线PQ的对称点为T,求|FT|的取值范围.
6.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点F且倾斜角为的直线交抛物线于M,N两点,|MN|=8.
(1)求抛物线E的方程;
(2)在抛物线E上任取与原点不重合的点A,过A作抛物线E的切线交x轴于点B,点A在直线x=-1上的射影为点C,试判断四边形ACBF的形状,并说明理由.
7. 如图,圆C与x轴相切于点T(2,0),与y轴正半轴相交于两点M,N(点M在点N的下方),且|MN|=3.
(1)求圆C的方程;
(2)过点M任作一条直线与椭圆+=1相交于两点A,B,连接AN,BN,求证:∠ANM=∠BNM.
8. 椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,右顶点为A,上顶点为B,且满足向量·=0.
(1)若A(2,0),求椭圆的标准方程.
(2)设P为椭圆上异于顶点的点,以线段PB为直径的圆经过点F1,则是否存在过点F2的直线与该圆相切?若存在,求出其斜率;若不存在,请说明理由.
参考答案:
基础摸查
【题型展示】
例1 解 (1)由题意得,
因为点M(2,m)在抛物线上,
所以22=2pm,
由抛物线的定义,得m+=2,
则解得
所以抛物线C的标准方程为x2=4y.
(2)由(1)得M(2,1),
设点A,B,
则kMA=,kMB=,
所以kMAkMB=×=-2,
得x1x2+2(x1+x2)+36=0;
设直线AB方程为y=kx+b,
由得x2-4kx-4b=0,
所以x1+x2=4k,x1x2=-4b,
所以-4b+8k+36=0,得b=2k+9,
所以直线AB的方程为
y=kx+2k+9,
即直线AB恒过抛物线内部的定点
N(-2,9),
又圆M:(x-2)2+(y-1)2=80正好经过点N(-2,9),
当且仅当直线AB与半径MN垂直时直线AB与圆M相切,
此时k=-=,
所以直线AB的方程为y=x+10.
跟踪训练1 解 (1)依题意
结合c2=a2+b2,
解得a=1,b=,c=2.
所以双曲线C的标准方程为
x2-=1.
(2)假设存在点M(t,0)(t<0)满足题设条件.
由(1)知双曲线C的右焦点为
F(2,0).
设Q(x0,y0)(x0≥1)为双曲线C右支上一点.
当x0=2时,
因为∠QFM=2∠QMF=90°,
所以∠QMF=45°,
于是|MF|=|QF|=3,
所以t=-1.即M(-1,0).
当x0≠2时,tan∠QFM=-kQF
=-,
tan∠QMF=kQM=.
因为∠QFM=2∠QMF,
所以-=.
将y=3x-3代入并整理得
-2x+(4+2t)x0-4t
=-2x-2tx0+t2+3,
所以
解得t=-1.即M(-1,0).
综上,满足条件的点M存在,其坐标为(-1,0).
例2 解 (1)当直线AB的斜率不存在时,此时A,B,∴|AB|=2p,
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=k,联立抛物线方程得k2x2-(k2p+2p)x+=0,Δ=(k2p+2p)2-k4p2>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),x1+x2==+p,此时|AB|=x1+x2+p=+2p>2p,显然当直线AB的斜率不存在时,|AB|的值最小,即2p=4,解得p=2,
∴抛物线E:y2=4x.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(-4,y3),D(-4,y4),则直线OA的方程:y=x,直线OB的方程:y=x,
由(1)知,x1x2=,∴y1y2=-2p=-4,∴y3=,y4===4y1,
设圆心M(x0,y0),
则y0==2y1-.
若G(t,0)(t为定值),H(m,0),
则x0=.
由|MD|=|MG|,
得(x0+4)2+(y0-y4)2
=(x0-t)2+y,
∴4t+4m+80=-tm,
由于t≠-4,
∴m=也为定值.
∴H也为定点.
若t=-8,则m=12,
S=|FH||y1-y2|=|y1-y2|=≥×4=22,
当且仅当y1=±2时取到最小值.
故△ABH的面积的最小值为22.
跟踪训练2 解 (1)由题意知,a=4,=,
所以c=2,
所以b==2,p=4.
所以抛物线C1的方程为y2=8x,
椭圆C2的方程为+=1.
(2)由题设知直线l的斜率不为0,
设直线l的方程为x=my+4.
则联立
得y2-8my-32=0.
设C(x1,y1),D(x2,y2),
则y1+y2=8m,y1y2=-32.
所以=
==
=,
因为直线OC的斜率为==,
所以直线OC的方程为y=x.

得y2=1,
则y=1,
同理可得y=1,
所以y·y·=1,
所以y·y=,
要使S1∶S2=3∶13,
只需=2,
解得m=±1,
所以存在直线l:x±y-4=0符合条件.
基础夯实
1.解 (1)由题意可知b=1,=,
又a2-b2=c2,∴a=2,b=1,c=.
∴椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)当直线AB的斜率为0时,A,B分别为椭圆的左、右顶点,A′,B′均为,
则|AA′|·|BB′|=·

==,
当直线AB的斜率不为0时,设直线AB的方程为x=ky+m,
联立方程组
消去y得(4+k2)x2-8mx+4m2-4k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则Δ>0时,x1+x2=,
x1x2=,
∴|AA′|·|BB′|=·

==.
综上,|AA′|·|BB′|为定值.
2.解 (1)由题意可知
解得
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)假设满足条件的直线l存在,
由E(0,-2),F(,0),
得kEF=,
因为点F为△EAB的垂心,
所以AB⊥EF,
所以kAB=-,
设直线l的方程为y=-x+t,
代入+=1,
得7x2-6tx+6(t2-4)=0,
Δ=(-6t)2-4×7×6(t2-4)
=-96t2+672>0,
即-记A(x1,y1),B(x2,y2),

由AF⊥BE得
·=-1,
所以y1y2+2y1+x1x2-x2=0,
将y1=-x1+t,
y2=-x2+t代入上式,
得3x1x2-(t+2)(x1+x2)+(2t2+4t)=0,
所以3×-(t+2)·+(2t2+4t)=0,
所以5t2+t-18=0,
解得t= (t=-2舍去),
满足Δ>0,
所以直线l的方程为
y=-x+.
3.(1)解 由抛物线C:x2=-2py经过点(2,-1)得p=2.
所以抛物线C的方程为x2=-4y,其准线方程为y=1.
(2)证明 抛物线C的焦点为F(0,-1).
设直线l的方程为y=kx-1(k≠0).
由得x2+4kx-4=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1x2=-4.
直线OM的方程为y=x.
令y=-1,得点A的横坐标xA=-,
同理得B的横坐标xB=-.
设点D(0,n),则=,
=,
·=+(n+1)2
=eq \f(x1x2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(x,4)))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(x,4))))+(n+1)2
=+(n+1)2=-4+(n+1)2.
令·=0,即-4+(n+1)2=0,得n=1或n=-3.
综上,以AB为直径的圆经过y轴上的定点(0,1)和(0,-3).
4.解 (1)由题意可设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),
∵椭圆的离心率e=,∴=,
∵a2=b2+c2,∴a=2b,
将点代入椭圆的方程得+=1,
联立a=2b,解得a=2且b=1.
∴椭圆E的方程为+y2=1.
∴F(,0),∵PF⊥x轴,∴P,
∴圆F的半径为,圆心为(,0),
∴圆F的方程为(x-)2+y2=.
(2)不存在满足题意的k,理由如下:
由A,B在圆上得
|AF|=|BF|=|PF|=.
设点C(x1,y1),D(x2,y2).
|CF|=eq \r((x1-\r(3))2+y)=2-x1,
同理|DF|=2-x2.
若|AC|=|BD|,
则|AC|+|BC|
=|BD|+|BC|,
即|AB|=|CD|=1,
4-(x1+x2)=1,
由得(4k2+1)x2-8k2x+12k2-4=0,
∴x1+x2=,∴4-=1,
得12k2=12k2+3,无解,故不存在.
优化提升
5.解 (1)由∠BFD=90°知,
|FS|=|BS|=|DS|=p,
设A(xA,yA),
则yA+=|FA|=|FD|=p,
S△ABD=·|BD|·
=×2p×p=4,
解得p=2(负值舍去).F(0,1),
所以圆F的方程为x2+(y-1)2=8.
(2)由题意得,直线PQ的斜率一定存在,
其中S,
设S关于直线PQ的对称点为T(m,n),

解得
联立y=kx+b与x2=2py,得x2-2pkx-2pb=0,Δ=4p2k2+8pb>0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=2pk,x1x2=-2pb,
则y1y2=(kx1+b)(kx2+b)
=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2,
则x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+kb(x1+x2)+b2
=-2pb(1+k2)+2pk2b+b2
=-2pb+b2=0,
解得b=0(此时O与P或Q重合,舍去)或b=2p,
所以|FT|=
=p∈(p,4p].
6.解 (1)设过点F且倾斜角为的直线方程为y=x-,
代入y2=2px(p>0),
得x2-3px+=0,若M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=3p,
所以|MN|=x1+x2+p=4p=8,
则p=2,
即抛物线E的方程为y2=4x.
(2)设A(x0,y0),则过A作抛物线E的切线为y-y0=k(x-x0),
即x=+x0,
代入y2=4x,
整理得ky2-4y+4y0-ky=0,
因为此直线与抛物线相切,
所以Δ=4(4-4ky0+k2y)=0,
即(ky0-2)2=0,解得k=,
所以过A的切线为
y-y0=(x-x0),
令y=0得x=-x0,即B(-x0,0),所以|BF|=|AF|=|AC|,
又AC∥BF,所以四边形ACBF有一组对边平行且相等,且邻边也相等,
所以四边形ACBF为菱形.
7.(1)解 设圆C的半径为r(r>0),依题意知,圆心C的坐标为(2,r).
因为|MN|=3,所以r2=+22=,
所以r=,圆C的方程为
(x-2)2+=.
(2)证明 把x=0代入方程(x-2)2+=,解得y=1或y=4,
即点M(0,1),N(0,4).
①当AB⊥x轴时,可知∠ANM=∠BNM=0.
②当AB与x轴不垂直时,可设直线AB的方程为y=kx+1.
联立方程消去y得,
(1+2k2)x2+4kx-6=0.
Δ=16k2+24(1+2k2)>0恒成立.
设直线AB交椭圆于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则x1+x2=,x1x2=,
所以kAN+kBN=+=+=
==0,
所以∠ANM=∠BNM.
综合①②知∠ANM=∠BNM.
8.解 (1)易知a=2,因为·=0,
所以△BF1F2为等腰直角三角形,所以b=c,
由a2-b2=c2,可知b=.
故椭圆的标准方程为+=1.
(2)由已知得b2=c2,a2=2c2.
设椭圆的标准方程为+=1,P的坐标为(x0,y0).
因为F1(-c,0),B(0,c),
所以=(x0+c,y0),=(c,c).
由题意得·=0,
所以x0+c+y0=0.
又点P在椭圆上,所以eq \f(x,2c2)+eq \f(y,c2)=1.
由以上两式消去y0可得,3x+4cx0=0.
因为点P不是椭圆的顶点,所以x0=-c,y0=c,故P.
设圆心为(x1,y1),则x1=-c,y1=c,
所以圆的半径r==c.
假设存在过F2的直线满足题设条件,并设该直线的方程为y=k(x-c).
由该直线与圆相切可知,=r,
所以=c,即20k2+20k-1=0,解得k=-±.
故存在满足条件的直线,
其斜率为-±.第8部分第1节《直线的方程》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.已知点A(2,0),B(3,),则直线AB的倾斜角为(  )
A.30° B.60° C.120° D.150°
2.已知直线l过点(1,1),且倾斜角为90°,则直线l的方程为(  )
A.x+y=1 B.x-y=1
C.y=1 D.x=1
3.过点P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为________________________.
【知识归纳】
1.直线的方向向量
设A,B为直线上的两点,则 就是这条直线的方向向量.
2.直线的倾斜角
(1)定义:当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准, 与直线l 的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)范围:直线的倾斜角α的取值范围为 .
3.直线的斜率
(1)定义:把一条直线的倾斜角α的 叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k= (α≠90°).
(2)过两点的直线的斜率公式
如果直线经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),其斜率k= .
4.直线方程的五种形式
名称 方程 适用范围
点斜式 不含直线x=x0
斜截式 不含垂直于x轴的直线
两点式 不含直线x=x1和直线y=y1
截距式 不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式 平面直角坐标系内的直线都适用
常用结论:
1.直线的斜率k与倾斜角α之间的关系
α 0° 0°<α<90° 90° 90°<α<180°
k 0 k>0 不存在 k<0
牢记口诀:“斜率变化分两段,90°是分界线;
遇到斜率要谨记,存在与否要讨论”.
2.“截距”是直线与坐标轴交点的坐标值,它可正,可负,也可以是零,而“距离”是一个非负数.应注意过原点的特殊情况是否满足题意.
3.直线Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的一个方向向量a=(-B,A).
【题型展示】
题型一 直线的倾斜角与斜率
例1 (1)直线2xcosα-y-3=0()的倾斜角的变化范围是(  )
A. B.
C. D.
(2)若直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0,)为端点的线段有公共点,则直线l的斜率的取值范围是(  )
A.[-,1] B.(-∞,-]∪[1,+∞)
C. D.(]∪[1,+∞)
跟踪训练1 (1)若正方形一条对角线所在直线的斜率为2,则该正方形的两条邻边所在直线的斜率分别为________,________.
(2)直线x+(m2+1)y+m2=0(m∈R)的倾斜角的最小值是________.
题型二 求直线的方程
例2 求符合下列条件的直线方程:
(1)直线过点A(-1,-3),且斜率为-;
(2)直线过点(2,1),且横截距为纵截距的两倍;
(3)直线过点(5,10),且原点到该直线的距离为5.
跟踪训练2 (1)已知直线l的一个方向向量为n=(2,3),若l过点A(-4,3),则直线l的方程为(  )
A.y-3=-(x+4)
B.y+3=(x-4)
C.y-3=(x+4)
D.y+3=-(x-4)
(2)在△ABC中,已知点A(5,-2),B(7,3),且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上,则MN所在直线的方程为(  )
A.5x-2y-5=0 B.2x-5y-5=0
C.5x-2y+5=0 D.2x-5y+5=0
题型三 直线方程的综合应用
例3 已知直线l过点M(2,1),且分别与x轴的正半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,当△AOB面积最小时,求直线l的方程.
延伸探究
1.在本例条件下,当|OA|+|OB|取最小值时,求直线l的方程.
2.本例中,当|MA|·|MB|取得最小值时,求直线l的方程.
跟踪训练3 (1)已知直线l过点M(1,1),且分别与x轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为坐标原点.当|MA|2+|MB|2取得最小值时,则直线l的方程为________.
(2)直线l的方程为(a+1)x+y+3-a=0(a∈R),直线l过定点________,若直线l不经过第三象限,则实数a的取值范围是________.
基础夯实
1.在x轴与y轴上截距分别为-2,2的直线的倾斜角为(  )
A.45° B.135° C.90° D.180°
2.若过点P(1-a,1+a)和Q(3,2a)的直线的倾斜角为钝角,则实数a的取值范围是(  )
A.(-2,1)
B.(-1,2)
C.(-∞,0)
D.(-∞,-2)∪(1,+∞)
3.若直线y=ax+c经过第一、二、三象限,则有(  )
A.a>0,c>0 B.a>0,c<0
C.a<0,c>0 D.a<0,c<0
4.直线2xcos α-y-3=0()的倾斜角的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
5.直线l:x-y+2=0与x轴交于点A,把l绕点A顺时针旋转45°得直线m,m的倾斜角为α,则cos α等于(  )
A.- B.
C. D.
6.设A,B是x轴上的两点,点P的横坐标为2,且|PA|=|PB|,若直线PA的方程为x-y+1=0,则直线PB的方程是(  )
A.x+y-5=0 B.2x-y-1=0
C.2x-y-4=0 D.2x+y-7=0
7.若直线l的方程y=-x-中,ab>0,ac<0,则此直线必不经过(  )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
8.过点(0,1)且与直线2x-y+1=0垂直的直线方程是(  )
A.x+2y-1=0 B.x+2y-2=0
C.2x-y-1=0 D.2x-y-2=0
9.过函数f(x)=x3-x2图象上一个动点作函数图象的切线,则切线倾斜角的取值范围为(  )
A. B.[)∪[)
C.[) D.(]
10.在平面直角坐标系xOy中,经过点P(1,1)的直线l与x轴交于点A,与y轴交于点B.若=-2,则直线l的方程是(  )
A.x+2y-3=0 B.x-2y+1=0
C.2x+y-3=0 D.2x-y-1=0
11.倾斜角为120°且在y轴上的截距为-2的直线方程为(  )
A.y=-x+2 B.y=-x-2
C.y=x+2 D.y=x-2
12.已知直线l1:x+y=0与直线l2:kx-y+1=0,若直线l1与直线l2的夹角是60°,则k的值为(  )
A.或0 B.-或0
C. D.-
13.若将直线l沿x轴正方向平移3个单位长度,再沿y轴负方向平移2个单位长度,又回到了原来的位置,则l的斜率是(  )
A.- B. C.- D.
14.(多选)若直线过点A(1,2),且在两坐标轴上截距的绝对值相等,则直线l的方程为(  )
A.x-y+1=0 B.x+y-3=0
C.2x-y=0 D.x-y-1=0
15.(多选)下列说法正确的有(  )
A.若直线y=kx+b经过第一、二、四象限,则(k,b)在第二象限
B.直线y=ax-3a+2过定点(3,2)
C.过点(2,-1),斜率为-的直线的点斜式方程为y+1=-(x-2)
D.斜率为-2,在y轴上截距为3的直线方程为y=-2x±3
16.(多选)若直线过点A(1,2),且在两坐标轴上截距的绝对值相等,则直线l的方程为(  )
A.x-y+1=0 B.x+y-3=0
C.2x-y=0 D.x-y-1=0
17.把直线x-y+-1=0绕点(1,)逆时针旋转15°后,所得直线l的方程是________.
18.已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为________.
19.设直线l的方程为2x+(k-3)y-2k+6=0(k≠3),若直线l的斜率为-1,则k=________;若直线l在x轴、y轴上的截距之和等于0,则k=________.
20.若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),则直线l的斜率为________.
21.已知直线y=(3-2k)x-6不经过第一象限,则k的取值范围为________.
22.已知直线l的倾斜角为α,sin α=,且这条直线l经过点P(3,5),则直线l的一般式方程为_____________.
23.已知点A(2,4),B(4,2),直线l:y=kx-2, 则直线l经过定点________,若直线l 与线段AB有公共点,则k的取值范围是________.
24.过点P(-1,0)且与直线l1:x-y+2=0的夹角为的直线的一般式方程是______________.
优化提升
25.设m∈R,过定点A的动直线x+my+1=0和过定点B的动直线mx-y-2m+3=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的最大值为(  )
A.2 B.3 C.3 D.6
26.设P为曲线C:y=x2+2x+3上的点,且曲线C在点P处的切线倾斜角的取值范围为,则点P横坐标的取值范围为(  )
A. B.[-1,0]
C.[0,1] D.
27.(多选)已知直线xsin α+ycos α+1=0(α∈R),则下列命题正确的是(  )
A.直线的倾斜角是π-α
B.无论α如何变化,直线不过原点
C.直线的斜率一定存在
D.当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积不小于1
28.(多选)下列说法正确的是(  )
A.不经过原点的直线都可以表示为+=1
B.若直线l与x,y轴的交点分别为A,B且AB的中点为(4,1),则直线l的方程为+=1
C.过点(1,1)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为y=x或x+y=2
D.直线3x-2y=4的截距式方程为+=1
29.若直线l经过A(2,1),B(1,m2)两点,则l斜率的取值范围为________;其倾斜角的取值范围为____________________.
30.若ab>0,且A(a,0),B(0,b),C(-2,-2)三点共线,则ab的最小值为________.
31.已知直线l1:ax-2y=2a-4,l2:2x+a2y=2a2+4,当0<a<2时,直线l1,l2与两坐标轴围成一个四边形,当a=________时,四边形的面积最小,最小值为________.
32.如图,射线OA,OB分别与x轴正半轴成45°和30°角,过点P(1,0)作直线AB分别交OA,OB于A,B两点,当AB的中点C恰好落在直线y=x上时,则直线AB的方程是________.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.B 2.D
3.3x-2y=0或x+y-5=0
【知识归纳】
1.
2.(1)x轴正向 向上 (2)0°≤α<180°
3.(1)正切值 tan α (2)
4.y-y0=k(x-x0) y=kx+b =(x1≠x2,y1≠y2)
+=1
Ax+By+C=0(A2+B2≠0)
【题型展示】
例1 (1)B (2)B
跟踪训练1 (1) -3 (2)
例2 解 (1)∵所求直线过点A(-1,-3),且斜率为-,
∴y+3=-(x+1),
即x+4y+13=0.
(2)当横截距与纵截距都为0时,
可设直线方程为y=kx,
又直线过点(2,1),
∴1=2k,解得k=,
∴直线方程为y=x,
即x-2y=0;
当横截距与纵截距都不为0时,可设直线方程为+=1,
由题意可得解得
∴直线方程为+=1,
即x+2y-4=0;
综上,所求直线方程为x-2y=0或x+2y-4=0.
(3) 当直线的斜率不存在时,所求直线方程为x-5=0,满足题意;
当直线的斜率存在时,设斜率为k,
则所求直线方程为y-10=k(x-5),
即kx-y+10-5k=0.
∴原点到直线的距离
d==5,
解得k=,
∴所求直线方程为3x-4y+25=0.
综上,所求直线方程为
x-5=0或3x-4y+25=0.
跟踪训练2 (1)C
(2)A
例3 解 方法一 设直线l的方程为
y-1=k(x-2)(k<0),
则A,B(0,1-2k),
S△AOB=(1-2k)·

≥×(4+4)=4,
当且仅当-4k=-,
即k=-时,等号成立.
故直线l的方程为
y-1=-(x-2),
即x+2y-4=0.
方法二 设直线l:+=1,
且a>0,b>0,
因为直线l过点M(2,1),
所以+=1,
则1=+≥2,故ab≥8,
故S△AOB的最小值为
×ab=×8=4,
当且仅当==时取等号,
此时a=4,b=2,
故直线l的方程为+=1,
即x+2y-4=0.
延伸探究
1.解 由本例方法二知,
+=1,a>0,b>0,
所以|OA|+|OB|=a+b
=(a+b)·
=3++≥3+2,
当且仅当a=2+,b=1+时,等号成立,
所以当|OA|+|OB|取最小值时,直线l的方程为x+y=2+.
2.解 方法一 由本例方法一知
A,
B(0,1-2k)(k<0).
所以|MA|·|MB|=·
=2×=2≥4.
当且仅当-k=-,
即k=-1时取等号.
此时直线l的方程为x+y-3=0.
方法二 由本例方法二知A(a,0),B(0,b),a>0,b>0,+=1.
所以|MA|·|MB|=||·||
=-·
=-(a-2,-1)·(-2,b-1)
=2(a-2)+b-1=2a+b-5
=(2a+b)-5
=2≥4,
当且仅当a=b=3时取等号,此时直线l的方程为x+y-3=0.
跟踪训练3 (1)x+y-2=0
(2)(1,-4) [3,+∞)
基础夯实
1.A 
2.A
3.A
4.B
5.C 
6.A
7.C 
8.B
9.B
10.A
11.B
12.A 
13.C 
14.ABC
15.ABC
16.ABC 
17.y=x
18.x+13y+5=0
19.5 1
20.-
21.
22.3x-4y+11=0或3x+4y-29=0
23.(0,-2) [1,3]
24.x+1=0或x-y+1=0
优化提升
25.D
26.A
27.BD
28.BCD
29.(-∞,1] ∪
30.16
31. 
32.(3+)x-2y-3-=0第8部分第2节《两条直线的位置关系》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.点A(2,5)到直线l:x-2y+3=0的距离为(  )
A.2 B. C. D.
2.若直线2x+my+1=0与直线3x+6y-1=0平行,则m等于(  )
A.4 B.-4 C.1 D.-1
3.直线x-2y-3=0关于x轴对称的直线方程为________.
【知识归纳】
1.两条直线的位置关系
直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,l3:A1x+B1y+C1=0,l4:A2x+B2y+C2=0(其中l1与l3是同一条直线,l2与l4是同一条直线)的位置关系如下表:
位置关系 l1,l2满足的条件 l3,l4满足的条件
平行
垂直
相交
2.三种距离公式
(1)两点间的距离公式
①条件:点P1(x1,y1),P2(x2,y2).
②结论:|P1P2|= .
③特例:点P(x,y)到原点O(0,0)的距离|OP|= .
(2)点到直线的距离
点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d= .
(3)两条平行直线间的距离
两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0间的距离d= .
常用结论:
1.直线系方程
(1)与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程是Ax+By+m=0(m∈R且m≠C).
(2)与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程是Bx-Ay+n=0(n∈R).
(3)过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但不包括l2.
2.五种常用对称关系
(1)点(x,y)关于原点(0,0)的对称点为(-x,-y).
(2)点(x,y)关于x轴的对称点为(x,-y),关于y轴的对称点为(-x,y).
(3)点(x,y)关于直线y=x的对称点为(y,x),关于直线y=-x的对称点为(-y,-x).
(4)点(x,y)关于直线x=a的对称点为(2a-x,y),关于直线y=b的对称点为(x,2b-y).
(5)点(x,y)关于点(a,b)的对称点为(2a-x,2b-y).
【题型展示】
题型一 两条直线的平行与垂直
例1 (1)已知直线l1:ax+(a-1)y+3=0,l2:2x+ay-1=0,若l1⊥l2,则实数a的值是(  )
A.0或-1 B.-1或1
C.-1 D.1
(2)若l1:3x-my-1=0与l2:3(m+2)x-3y+1=0是两条不同的直线,则“m=1”是“l1∥l2”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
跟踪训练1 (1)已知两直线l1:(m-1)x-6y-2=0,l2:mx+y+1=0,若l1⊥l2,则m=________;若l1∥l2,则m=________.
(2)设a,b,c分别为△ABC中角A,B,C所对边的边长,则直线xsin A+ay+c=0与bx-ysin B+sin C=0的位置关系是(  )
A.相交但不垂直 B.垂直
C.平行 D.重合
题型二 两直线的交点与距离问题
例2 (1)(多选)已知直线l经过点P(3,1),且被两条平行直线l1:x+y+1=0和l2:x+y+6=0截得的线段长为5,则直线l的方程为(  )
A.y=1 B.x=3
C.y=0 D.x=2
(2)两条平行直线2x-y+3=0和ax-3y+4=0间的距离为d,则a,d分别为(  )
A.a=6,d=
B.a=-6,d=
C.a=-6,d=
D.a=6,d=
跟踪训练2 (1)若点(m,n)在直线l:3x+4y-13=0上,则(m-1)2+n2的最小值为(  )
A.3 B.4 C.2 D.6
(2)经过两直线l1:2x-y+3=0与l2:x+2y-1=0的交点,且平行于直线3x+2y+7=0的直线方程是(  )
A.2x-3y+5=0 B.2x+3y-1=0
C.3x+2y-2=0 D.3x+2y+1=0
题型三 对称问题
命题点1 点关于点的对称问题
例3 直线3x-2y=0关于点()对称的直线方程为(  )
A.2x-3y=0 B.3x-2y-2=0
C.x-y=0 D.2x-3y-2=0
命题点2 点关于直线的对称问题
例4 已知两点A(-4,8),B(2,4),点C在直线y=x+1上,则|AC|+|BC|的最小值为(  )
A.2 B.9 C. D.10
命题点3 直线关于直线的对称问题
例5 两直线方程为l1:3x-2y-6=0,l2:x-y-2=0,则l1关于l2对称的直线方程为(  )
A.3x-2y-4=0 B.2x+3y-6=0
C.2x-3y-4=0 D.3x-2y-6=0
跟踪训练3 已知直线l:2x-3y+1=0,点A(-1,-2).求:
(1)点A关于直线l的对称点A′的坐标;
(2)直线m:3x-2y-6=0关于直线l对称的直线m′的方程;
(3)直线l关于点A的对称直线l′的方程.
基础夯实
1.已知直线l1经过点A(2,a-1),B(a,4),且与直线l2:2x+y-3=0平行,则a等于(  )
A.-2 B.2 C.-1 D.1
2.已知直线l过点(0,7),且与直线y=-4x+2平行,则直线l的方程为(  )
A.y=-4x-7 B.y=4x-7
C.y=4x+7 D.y=-4x+7
3.若P,Q分别为直线3x+4y-12=0与6x+8y+5=0上任意一点,则PQ的最小值为(  )
A. B.3 C. D.4
4.若直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0垂直,垂足为(1,p),则实数n的值为(  )
A.-12 B.-2 C.0 D.10
5.直线y=x关于直线x=1的对称直线为l,则直线l的方程是(  )
A.x+y-2=0 B.x+y+2=0
C.x+y-2=0 D.x+y+2=0
6.设直线l1:x-2y+1=0与直线l2:mx+y+3=0的交点为A,P,Q分别为l1,l2上任意一点,M为PQ的中点,若|AM|=|PQ|,则m的值为(  )
A.2 B.-2 C.3 D.-3
7.已知a2-3a+2=0,则直线l1:ax+(3-a)y-a=0和直线l2:(6-2a)x+(3a-5)y-4+a=0的位置关系为(  )
A.垂直或平行 B.垂直或相交
C.平行或相交 D.垂直或重合
8.在平面直角坐标系中,某菱形的一组对边所在的直线方程分别为x-2y+1=0和x-2y+3=0,另一组对边所在的直线方程分别为3x+4y+c1=0和3x+4y+c2=0,则|c1-c2|等于(  )
A.2 B.2 C.2 D.4
9.已知点A与点B(1,2)关于直线x+y+3=0对称,则点A的坐标为(  )
A.(3,4) B.(4,5)
C.(-4,-3) D.(-5,-4)
10.过点P(1,2)作直线l,若点A(2,3),B(4,-5)到它的距离相等,则直线l的方程为(  )
A.4x+y-6=0或x=1
B.3x+2y-7=0
C.4x+y-6=0或3x+2y-7=0
D.3x+2y-7=0或x=1
11.如果直线l1的斜率为a,l1⊥l2,则直线l2的斜率为(  )
A. B.a
C.- D.-或不存在
12.若直线ax-4y+2=0与直线2x+5y+c=0垂直,垂足为(1,b),则a+b+c等于(  )
A.-6 B.4 C.-10 D.-4
13.(多选)已知直线l过点P(1,2),且点A(2,3),B(4,-5)到直线l的距离相等,则l的方程可能是(  )
A.4x+y-6=0 B.x+4y-6=0
C.3x+2y-7=0 D.2x+3y-7=0
14.(多选)设直线l1:y=px+q,l2:y=kx+b,则下列说法正确的是(  )
A.直线l1或l2可以表示平面直角坐标系内任意一条直线
B. l1与l2至多有无穷多个交点
C.l1∥l2的充要条件是p=k且q≠b
D.记l1与l2的交点为M,则y-px-q+λ(y-kx-b)=0可表示过点M的所有直线
15.(多选)已知直线l:(a2+a+1)x-y+1=0,其中a∈R,则下列说法正确的是(  )
A.当a=-1时,直线l与直线x+y=0垂直
B.若直线l与直线x-y=0平行,则a=0
C.直线l过定点(0,1)
D.当a=0时,直线l在两坐标轴上的截距相等
16.(多选)已知直线l:x-y+1=0,则下列结论正确的是(  )
A.直线l的倾斜角是
B.若直线m:x-y+1=0,则l⊥m
C.点(,0)到直线l的距离是2
D.过(2,2)与直线l平行的直线方程是x-y-4=0
17.直线3x-4y+5=0关于x轴对称的直线方程是________.
18.已知直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点,若点A(5,0)到直线l的距离为3,则l的方程为________.
19.在△ABC中,BC边上的高所在直线的方程为x-2y+1=0,∠A的平分线所在直线的方程为y=0,若点B的坐标为(1,2),则点A的坐标为________,点C的坐标为________.
20.设光线l从点A(-4,)出发,经过x轴反射后经过点B(),则光线l与x轴的交点为________,若该入射光线l经x轴发生折射,折射角为入射角的一半,则折射光线所在直线的纵截距为________.
21.过直线3x-y+5=0与2x-y+6=0的交点,且垂直于直线x-2y+1=0的直线方程是________.
22.已知直线l1:2x+y+1=0和直线l2:x+ay+3=0,若l1⊥l2,则实数a的值为________;若l1∥l2,则l1与l2之间的距离为________.
23.点P(2,7)关于直线x+y+1=0的对称点的坐标为________.
24.已知两直线l1:x-2y+4=0,l2:4x+3y+5=0.若直线l3:ax+2y-6=0与l1,l2不能构成三角形,则实数a=________.
优化提升
25.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m,n)重合,则m+n等于(  )
A. B. C. D.
26.(多选)已知直线l1:ax-y+1=0,l2:x+ay+1=0,a∈R,以下结论正确的是(  )
A.不论a为何值时,l1与l2都互相垂直
B.当a变化时,l1与l2分别经过定点A(0,1)和B(-1,0)
C.不论a为何值时,l1与l2都关于直线x+y=0对称
D.如果l1与l2交于点M,则|MO|的最大值是
27.(多选)已知两条直线l1,l2的方程分别为3x+4y+12=0与ax+8y-11=0,下列结论正确的是(  )
A.若l1∥l2,则a=6
B.若l1∥l2,则两条平行直线之间的距离为
C.若l1⊥l2,则a=
D.若a≠6,则直线l1,l2一定相交
28.设m∈R,若过定点A的动直线x+my=0和过定点B的动直线mx-y-m+3=0交于点P(x,y),则|PA|·|PB|的最大值是________.
29.已知点A(4,-1),B(8,2)和直线l:x-y-1=0,动点P(x,y)在直线l上,则|PA|+|PB|的最小值为________.
30.设△ABC的一个顶点是A(-3,1),∠B,∠C的角平分线方程分别为x=0,y=x,则直线BC的方程为__________.
31.已知光线从点A(6,1)射出,到x轴上的点B后,被x轴反射到y轴上的点C,再被y轴反射,这时反射光线恰好经过点D(4,4),则CD所在直线的方程为________.
32. 如图,已知直线l1∥l2,点A是l1,l2之间的定点,点A到直线l1,l2的距离分别为3和2,点B是l2上的一动点,作AC⊥AB,且AC与l1交于点C,则△ABC的面积的最小值为__________.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.C 2.A 3.x+2y-3=0
【知识归纳】
1.k1=k2且b1≠b2 A1B2-A2B1=0且A1C2-A2C1≠0 k1·k2=-1 A1A2+B1B2=0 k1≠k2
A1B2-A2B1≠0
2.(1)②
③ (2)
(3)
【题型展示】
例1 (1)A (2)C
跟踪训练1 (1)3或-2  (2)B
例2 (1)AB
(2)D
跟踪训练2 (1)B (2)D
例3 B
例4 C
例5 C
跟踪训练3 解 (1)设A′(x,y),
由已知条件得
解得∴A′.
(2)在直线m上取一点,如M(2,0),
则M(2,0)关于直线l的对称点M′必在直线m′上.
设对称点为M′(a,b),则
得M′.
设直线m与直线l的交点为N,
由得N(4,3).
又m′经过点N(4,3),
∴由两点式得直线m′的方程为
9x-46y+102=0.
(3)方法一 在l:2x-3y+1=0上任取两点,
如P(1,1),Q(4,3),则P,Q关于点A(-1,-2)的对称点P′,Q′均在直线l′上,
易得P′(-3,-5),Q′(-6,-7),
再由两点式可得l′的方程为
2x-3y-9=0.
方法二 ∵l∥l′,
∴设l′的方程为2x-3y+C=0(C≠1).
∵点A(-1,-2)到两直线l,l′的距离相等,
∴由点到直线的距离公式,
得=,
解得C=-9,
∴l′的方程为2x-3y-9=0.
基础夯实
1.C 
2.D
3.C
4.A
5.C 
6.A
7.D 
8.B 
9.D
10.C
11.D
12.D 
13.AC 
14.BC
15.AC
16.CD
17.3x+4y+5=0
18.x=2或4x-3y-5=0
19.(-1,0) (5,-6)
20.(-1,0) -
21.2x+y-10=0 
22.-2 
23.(-8,-3)
24.-1或或-2
优化提升
25.A
26.ABD
27.AD
28.5
29.
30.2x-y-5=0
21.x-2y+4=0
32.6第8部分第3节《圆的方程》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.若曲线C:x2+y2+2ax-4ay-10a=0表示圆,则实数a的取值范围为(  )
A.(-2,0) B.(-∞,-2)∪(0,+∞)
C.[-2,0] D.(-∞,-2]∪[0,+∞)
2.圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是(  )
A.(x-1)2+(y-1)2=1
B.(x+1)2+(y+1)2=1
C.(x+1)2+(y+1)2=2
D.(x-1)2+(y-1)2=2
3.(多选)下列各点中,在圆(x-1)2+(y+2)2=25的内部的是(  )
A.(0,2) B.(3,3)
C.(-2,2) D.(4,1)
【知识归纳】
1.圆的定义和圆的方程
定义 平面上到 的距离等于 的点的集合叫做圆
方程 标准 (x-a)2+(y-b)2=r2(r>0) 圆心C_______
半径为_______
一般 x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0) 圆心C_______
半径r=_______
2.点与圆的位置关系
平面上的一点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2之间存在着下列关系:
(1)|MC|>r M在 ,即(x0-a)2+(y0-b)2>r2 M在圆外;
(2)|MC|=r M在 ,即(x0-a)2+(y0-b)2=r2 M在圆上;
(3)|MC|常用结论:
1.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径端点的圆的方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.
2.圆心在过切点且与切线垂直的直线上.
3.圆心在任一弦的垂直平分线上.
【题型展示】
题型一 圆的方程
例1 (1)设点M在直线2x+y-1=0上,点(3,0)和(0,1)均在⊙M上,则⊙M的方程为________.
(2)过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)中的三点的一个圆的方程为________________________________.
跟踪训练1 (1)若圆C经过坐标原点,且圆心在直线y=-2x+3上运动,当半径最小时,圆的方程为____________.
(2)圆心在y轴上,半径长为1,且过点A(1,2)的圆的方程是(  )
A.x2+(y-2)2=1 B.x2+(y+2)2=1
C.(x-1)2+(y-3)2=1 D.x2+(y-3)2=4
题型二 与圆有关的轨迹问题
例2 已知定点M(1,0),N(2,0),动点P满足|PN|=|PM|.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)已知点B(6,0),点A在轨迹C上运动,求线段AB上靠近点B的三等分点Q的轨迹方程.
跟踪训练2 已知Rt△ABC的斜边为AB,且A(-1,0),B(3,0).求:
(1)直角顶点C的轨迹方程;
(2)直角边BC的中点M的轨迹方程.
题型三 与圆有关的最值问题
命题点1 利用几何性质求最值
例3 已知实数x,y满足方程x2+y2-4x+1=0.求:
(1)的最大值和最小值;
(2)y-x的最小值;
(3)x2+y2的最大值和最小值.
命题点2 利用函数求最值
例4 设点P(x,y)是圆x2+(y-3)2=1上的动点,定点A(2,0),B(-2,0).则·的最大值为________.
延伸探究 若将本例改为“设点P(x,y)是圆(x-3)2+y2=4上的动点,定点A(0,2),B(0,-2)”,则|+|的最大值为________.
跟踪训练3 (1)若点P(x,y)在圆x2+y2-2x-2y+1=0上,则的最大值为________.
(2)设P(x,y)是圆(x-2)2+y2=1上的任意一点,则(x-5)2+(y+4)2的最大值是(  )
A.6 B.25 C.26 D.36
基础夯实
1.圆心为(1,-2),半径为3的圆的方程是(  )
A.(x+1)2+(y-2)2=9 B.(x-1)2+(y+2)2=3
C.(x+1)2+(y-2)2=3 D.(x-1)2+(y+2)2=9
2.圆(x-3)2+(y-1)2=5关于直线y=-x对称的圆的方程为(  )
A.(x+3)2+(y-1)2=5
B.(x-1)2+(y-3)2=5
C.(x+1)2+(y+3)2=5
D.(x-1)2+(y+3)2=5
3.若方程x2+y2+mx-2y+3=0表示圆,则m的取值范围是(  )
A.(-∞,-)
B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,-)
D.(-∞,-2)∪(2,+∞)
4.点P(4,-2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点的轨迹方程是(  )
A.(x-2)2+(y+1)2=1
B.(x-2)2+(y+1)2=4
C.(x+4)2+(y-2)2=4
D.(x+2)2+(y-1)2=1
5.点M,N是圆x2+y2+kx+2y-4=0上的不同两点,且点M,N关于直线l:x-y+1=0对称,则该圆的半径等于(  )
A. 2 B. C.3 D.9
6.自圆C:(x-3)2+(y+4)2=4外一点P引该圆的一条切线,切点为Q,PQ的长度等于点P到原点O的距离,则点P的轨迹方程为(  )
A.8x-6y-21=0 B.8x+6y-21=0
C.6x+8y-21=0 D.6x-8y-21=0
7.圆x2+y2-4x+6y=0的圆心坐标和半径分别是(  )
A.(2,3),3 B.(-2,3),
C.(-2,-3),13 D.(2,-3),
8.已知点M(3,1)在圆C:x2+y2-2x+4y+2k+4=0外,则k的取值范围为(  )
A.-6
C.k>-6 D.k<
9.若△AOB的三个顶点坐标分别为A(2,0),B(0,-4),O(0,0),则△AOB外接圆的圆心坐标为(  )
A.(1,-1) B.(-1,-2)
C.(1,-2) D.(-2,1)
10.圆C:x2+y2-2x-3=0关于直线l:y=x对称的圆的方程为(  )
A.x2+y2-2y-3=0 B.x2+y2-2y-15=0
C.x2+y2+2y-3=0 D.x2+y2+2y-15=0
11.已知圆C经过P(-2,4),Q(3,-1)两点,且在x轴上截得的弦长为6,则圆C的方程为(  )
A.x2+y2-2x-4y-8=0
B.x2+y2+2x-4y-8=0
C.x2+y2-2x-4y-8=0或x2+y2-6x-8y=0
D.x2+y2+2x-4y-8=0或x2+y2-6x-8y=0
12.(多选)已知直线l与圆C:x2+y2+2x-4y+a=0相交于A,B两点,弦AB的中点为M(0,1),则实数a的取值可以为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
13.已知a∈R,方程a2x2+(a+2)y2+4x+8y+5a=0表示圆,则圆心坐标为________,半径为________.
14.已知等腰△ABC,其中顶点A的坐标为(0,0),底边的一个端点B的坐标为(1,1),则另一个端点C的轨迹方程为______________________.
15.若圆(x+1)2+(y-3)2=9上相异两点P,Q关于直线kx+2y-4=0对称,则k的值为________.
16.已知两点A(0,-3),B(4,0),若点P是圆C:x2+y2-2y=0上的动点,则△ABP的面积的最小值为________.
17.已知P,Q分别为圆M:(x-6)2+(y-3)2=4与圆N:(x+4)2+(y-2)2=1上的动点,A为x轴上的动点,则|AP|+|AQ|的最小值为________.
18.已知M(x,y)为圆C:x2+y2-4x-14y+45=0上任意一点,且点Q(-2,3).
(1)求|MQ|的最大值和最小值;
(2)求的最大值和最小值;
(3)求y-x的最大值和最小值.
19.已知点P(2,2),圆C:x2+y2-8y=0,过点P的动直线l与圆C交于A,B两点,线段AB的中点为M,O为坐标原点.
(1)求M的轨迹方程;
(2)当|OP|=|OM|时,求l的方程及△POM的面积.
20.已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和点B(2,-2),且圆心C在直线l:x-y+1=0上.线段PQ的端点P的坐标是(5,0),端点Q在圆C上运动,求线段PQ的中点M的轨迹方程.
21.已知圆C1经过点A(1,3)和B(2,4),圆心在直线2x-y-1=0上.
(1)求圆C1的方程;
(2)若M,N分别是圆C1和圆C2:(x+3)2+(y+4)2=9上的点,点P是直线x+y=0上的点,求|PM|+|PN|的最小值,以及此时点P的坐标.
优化提升
22.阿波罗尼斯(约公元前262-190年)证明过这样一个命题:在平面内到两定点距离之比为常数k(k>0,k≠1)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿氏圆.若平面内两定点A,B间的距离为2,动点P满足=,则△PAB面积的最大值是(  )
A. B.2 C.2 D.4
23.若直线ax-by-6=0(a>0,b>0)始终平分圆x2+y2-4x+4y=0的周长,则+的最小值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
24.(多选)已知圆x2+y2-2x-4y+a-5=0上有且仅有两个点到直线3x-4y-15=0的距离为1,则实数a的可能取值为(  )
A.-12 B.-8 C.6 D.-1
25.(多选)已知圆M与直线x+y+2=0相切于点A(0,-2),圆M被x轴所截得的弦长为2,则下列结论正确的是(  )
A.圆M的圆心在定直线x-y-2=0上
B.圆M的面积的最大值为50π
C.圆M的半径的最小值为1
D.满足条件的所有圆M的半径之积为8
26.(多选)设有一组圆Ck:(x-k)2+(y-k)2=4(k∈R),下列命题正确的是(  )
A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上
B.所有圆Ck均不经过点(3,0)
C.经过点(2,2)的圆Ck有且只有一个
D.所有圆的面积均为4π
27.已知直线l:3x+4y+m=0,圆C:x2+y2-4x+2=0,则圆C的半径r=________;若在圆C上存在两点A,B,在直线l上存在一点P,使得∠APB=90°,则实数m的取值范围是________.
28.设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.
(1)求l的方程;
(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.B 2.D 3.AD
【知识归纳】
1.定点 定长 (a,b) r
 
2.(1)圆外 (2)圆上 (3)圆内
【题型展示】
例1 (1)(x-1)2+(y+1)2=5
(2)(x-2)2+(y-3)2=13或(x-2)2+(y-1)2=5或2+2=或2+(y-1)2=
跟踪训练1 (1)2+2=
(2)A
例2 解 (1)设动点P的坐标为(x,y),
因为M(1,0),N(2,0),
且|PN|=|PM|,
所以
=·,
整理得x2+y2=2,
所以动点P的轨迹C的方程为
x2+y2=2.
(2)设点Q的坐标为(x,y),点A的坐标为(xA,yA),
因为Q是线段AB上靠近点B的三等分点,
所以=2,即(x-xA,y-yA)=2(6-x,-y),
解得
又点A在轨迹C上运动,
由(1)有(3x-12)2+(3y)2=2,
化简得(x-4)2+y2=,
即点Q的轨迹方程为
(x-4)2+y2=.
跟踪训练2 解 (1)方法一 设C(x,y),因为A,B,C三点不共线,所以y≠0.
因为AC⊥BC,且BC,AC斜率均存在,
所以kAC·kBC=-1,
又kAC=,kBC=,
所以·=-1,
化简得x2+y2-2x-3=0.
因此,直角顶点C的轨迹方程为
x2+y2-2x-3=0(y≠0).
方法二 设AB的中点为D,由中点坐标公式得D(1,0),由直角三角形的性质知|CD|=|AB|=2.由圆的定义知,动点C的轨迹是以D(1,0)为圆心,2为半径的圆(由于A,B,C三点不共线,所以应除去与x轴的交点).
所以直角顶点C的轨迹方程为
(x-1)2+y2=4(y≠0).
(2)设M(x,y),C(x0,y0),
因为B(3,0),且M是线段BC的中点,
所以由中点坐标公式得
x=,y=,
所以x0=2x-3,y0=2y.
由(1)知,点C的轨迹方程为
(x-1)2+y2=4(y≠0),
将x0=2x-3,y0=2y代入得
(2x-4)2+(2y)2=4,
即(x-2)2+y2=1(y≠0).
因此动点M的轨迹方程为
(x-2)2+y2=1(y≠0).
例3 解 (1)如图,方程x2+y2-4x+1=0表示以点(2,0)为圆心,为半径的圆.
设=k,即y=kx,则圆心(2,0)到直线y=kx的距离为半径时直线与圆相切,斜率取得最大、最小值.
由=,解得k2=3,
∴kmax=,kmin=-.
∴max=,min=-.
(2)设y-x=b,则y=x+b,当且仅当直线y=x+b与圆相切于第四象限时,截距b取最小值,由点到直线的距离公式,得=,
即b=-2±,
故(y-x)min=-2-.
(3)x2+y2是圆上点与原点的距离的平方,设圆与x轴相交于点B和C′(点B在点C′左侧),则(x2+y2)max=|OC′|2=(2+)2=7+4,
(x2+y2)min=|OB|2=(2-)2
=7-4.
例4 12
延伸探究 10
跟踪训练3 (1) (2)D
基础夯实
1.D 
2.C
3.B
4.A
5.C 
6.D
7.D
8.A 
9.C 
10.A 
11.C
12.AB
13.(-2,-4) 5
14.x2+y2=2(除去点(1,1)和点(-1,-1))
15.2
16.
17.5-3
18.解 (1)由圆C:x2+y2-4x-14y+45=0,
可得(x-2)2+(y-7)2=8,
∴圆心C的坐标为(2,7),半径r=2.
又|QC|==4,
∴|MQ|max=4+2=6,
|MQ|min=4-2=2.
(2)可知表示直线MQ的斜率k,
设直线MQ的方程为y-3=k(x+2),
即kx-y+2k+3=0.
∵直线MQ与圆C有交点,
∴≤2,
可得2-≤k≤2+,
∴的最大值为2+,最小值为2-.
(3)设y-x=b,则x-y+b=0.
当直线y=x+b与圆C相切时,截距b取到最值,
∴=2,∴b=9或b=1.
∴y-x的最大值为9,最小值为1.
19.解 (1)圆C的方程可化为x2+(y-4)2=16,所以圆心为C(0,4),半径为4.
设M(x,y),则=(x,y-4),=(2-x,2-y).
由题设知·=0,
故x(2-x)+(y-4)(2-y)=0,
即(x-1)2+(y-3)2=2.
由于点P在圆C的内部,所以M的轨迹方程是(x-1)2+(y-3)2=2.
(2)由(1)可知M的轨迹是以点N(1,3)为圆心,为半径的圆.由于|OP|=|OM|,故O在线段PM的垂直平分线上,又P在圆N上,从而ON⊥PM.
因为ON的斜率为3,所以l的斜率为-,
故l的方程为x+3y-8=0.
又|OM|=|OP|=2,O到l的距离为,
所以|PM|=,S△POM=××=,
故△POM的面积为.
20.解 设点D为线段AB的中点,直线m为线段AB的垂直平分线,
则D.
又kAB=-3,所以km=,
所以直线m的方程为x-3y-3=0.

得圆心C(-3,-2),
则半径r=|CA|
==5,
所以圆C的方程为
(x+3)2+(y+2)2=25.
设点M(x,y),Q(x0,y0).
因为点P的坐标为(5,0),
所以即
又点Q(x0,y0)在圆C:
(x+3)2+(y+2)2=25上运动,
所以(x0+3)2+(y0+2)2=25,
即(2x-5+3)2+(2y+2)2=25.
整理得(x-1)2+(y+1)2=.
即所求线段PQ的中点M的轨迹方程为(x-1)2+(y+1)2=.
21.解 (1)由题意知AB的中点坐标为,kAB==1,
∴AB的垂直平分线为y=5-x,
联立
解得
即圆C1的圆心坐标为(2,3),半径r=1,
其方程为(x-2)2+(y-3)2=1.
(2)注意到点C1(2,3)和点C2(-3,-4)在直线x+y=0的两侧,
直线x+y=0与两圆分别相离,如图所示.
∴|PM|+|PN|≥|PC1|-1+|PC2|-3≥|C1C2|-4=-4,
当且仅当M,N,P在线段C1C2上时取等号,
此时点P为直线C1C2与x+y=0的交点,
过C1,C2的直线方程为7x-5y+1=0,
联立
解得
∴点P的坐标为.
优化提升
22.C
23.D
24.ABD
25.AB
26.ABD
27. [-16,4]
28.解 (1)由题意得F(1,0),l的方程为
y=k(x-1)(k>0).
设A(x1,y1),B(x2,y2).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
Δ=16k2+16>0,故x1+x2=.
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=.
由题设知=8,解得k=-1(舍去),k=1.
因此l的方程为y=x-1.
(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3),即y=-x+5.
设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则
解得或
圆的半径为x0+=4或12,
因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.第8部分第4节《直线与圆、圆与圆的位置关系》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.直线3x+4y=5与圆x2+y2=16的位置关系是(  )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相切或相交
2.直线m:x+y-1=0被圆M:x2+y2-2x-4y=0截得的弦长为(  )
A.4 B.2 C. D.
3.若圆C1:x2+y2=16与圆C2:(x-a)2+y2=1相切,则a的值为(  )
A.±3 B.±5
C.3或5 D.±3或±5
【知识归纳】
1.直线与圆的位置关系(圆心到直线的距离为d,圆的半径为r)
相离 相切 相交
图形
量化 方程观点 Δ 0 Δ 0 Δ 0
几何观点 d r d r d r
2.圆与圆的位置关系(⊙O1,⊙O2的半径分别为r1,r2,d=|O1O2|)
图形 量的关系
外离
外切
相交
内切
内含
3.直线被圆截得的弦长
(1)几何法:弦心距d、半径r和弦长|AB|的一半构成直角三角形,弦长|AB|= .
(2)代数法:设直线y=kx+m与圆x2+y2+Dx+Ey+F=0相交于点M,N,代入,消去y,得关于x的一元二次方程,则|MN|= .
常用结论:
1.圆的切线方程常用结论
(1)过圆x2+y2=r2上一点P(x0,y0)的圆的切线方程为x0x+y0y=r2.
(2)过圆x2+y2=r2外一点M(x0,y0)作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为x0x+y0y=r2.
2.圆与圆的位置关系的常用结论
(1)两圆相交时,其公共弦所在的直线方程由两圆方程相减得到.
(2)两个圆系方程
①过直线Ax+By+C=0与圆x2+y2+Dx+Ey+F=0交点的圆系方程为x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0(λ∈R);
②过圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0和圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0交点的圆系方程为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1)(其中不含圆C2,所以注意检验C2是否满足题意,以防丢解).
【题型展示】
题型一 直线与圆的位置关系
命题点1 位置关系的判断
例1 (1)直线kx-y+2-k=0与圆x2+y2-2x-8=0的位置关系为(  )
A.相交、相切或相离 B.相交或相切
C.相交 D.相切
(2)(多选)已知直线l:ax+by-r2=0与圆C:x2+y2=r2,点A(a,b),则下列说法正确的是(  )
A.若点A在圆C上,则直线l与圆C相切
B.若点A在圆C内,则直线l与圆C相离
C.若点A在圆C外,则直线l与圆C相离
D.若点A在直线l上,则直线l与圆C相切
命题点2 弦长问题
例2 (1)已知过点P(0,1)的直线l与圆x2+y2+2x-6y+6=0相交于A,B两点,则当|AB|=2时,直线l的方程为________.
(2)已知圆x2+y2=4截直线y=k(x-2)所得弦的长度为2,那么实数k的值为(  )
A.± B. C. D.±
命题点3 切线问题
例3 已知点P(+1,2-),点M(3,1),圆C:(x-1)2+(y-2)2=4.
(1)求过点P的圆C的切线方程;
(2)求过点M的圆C的切线方程,并求出切线长.
命题点4 直线与圆位置关系中的最值(范围)问题
例4 已知点P(x0,y0)是直线l:x+y=4上的一点,过点P作圆O:x2+y2=2的两条切线,切点分别为A,B,则四边形PAOB的面积的最小值为________.
跟踪训练1 (1)直线2x·sin θ+y=0被圆x2+y2-2y+2=0截得的弦长的最大值为(  )
A.2 B.2 C.3 D.2
(2)在平面直角坐标系中,直线xcosα+ysinα=1(α∈R)与圆O:x2+y2=的位置关系为(  )
A.相切 B.相交
C.相离 D.相交或相切
题型二 圆与圆的位置关系
例5 (1)圆C1:x2+y2-2x+10y-24=0与圆C2:x2+y2+2x+2y-8=0的公共弦所在直线的方程为______________,公共弦长为________.
(2)已知圆C:(x-1)2+(y+2)2=16和两点A(0,-m),B(0,m),若圆C上存在点P,使得AP⊥BP,则m的最大值为(  )
A.5 B.6 C.7 D.8
跟踪训练2 (1)写出与圆x2+y2=1和(x-3)2+(y-4)2=16都相切的一条直线的方程________.
(2)已知圆M:x2+y2-4y=0与圆N:x2+y2-2x-3=0,则圆M与圆N的位置关系为(  )
A.内含 B.相交 C.外切 D.外离
基础夯实
1.直线l:mx-y+1-m=0与圆C:x2+(y-1)2=5的位置关系是(  )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
2.圆O1:x2+y2-2x=0和圆O2:x2+y2-4y=0的位置关系是(  )
A.相离 B.相交 C.外切 D.内切
3.过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=r2的切线有且只有一条,则该切线的方程为(  )
A.2x+y-5=0 B.2x+y-7=0
C.x-2y-5=0 D.x-2y-7=0
4.已知圆C:x2+y2-2x+4y=0关于直线3x-2ay-11=0对称,则圆C中以为中点的弦长为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.若圆C:x2+y2-6x-6y-m=0上有到(-1,0)的距离为1的点,则实数m的取值范围为(  )
A.(-18,6] B.[-2,6] C.[-2,18] D.[4,18]
6.圆(x+1)2+(y-2)2=4与直线3x+4y+5=0的位置关系为(  )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定
7.在平面直角坐标系中,圆O1:(x-1)2+y2=1和圆O2:x2+(y-2)2=4的位置关系是(  )
A.外离 B.相交 C.外切 D.内切
8.已知圆C的圆心在直线l1:x+2y-7=0上,且与直线l2:x+2y-2=0相切于点M(-2,2),则圆C被直线l3:2x+y-6=0截得的弦长为(  )
A.2 B. C. D.
9.(多选)已知直线l与圆C:x2+y2+2x-4y+a=0相交于A,B两点,弦AB的中点为M(0,1),则下列结论正确的是(  )
A.实数a的取值范围为a<3
B.实数a的取值范围为a<5
C.直线l的方程为x+y-1=0
D.直线l的方程为x-y+1=0
10.(多选)已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:y-1=k(x-3).则以下几个命题正确的有(  )
A.直线l恒过定点(3,1)
B.圆C被y轴截得的弦长为4
C.直线l与圆C相交或相切
D.直线l被圆C截得弦长最短时,直线l的方程为2x-y-5=0
11.(多选)在平面直角坐标系中,圆C的方程为x2+y2-4x=0.若直线y=k(x+1)上存在一点P,使过点P所作的圆的两条切线相互垂直,则实数k的可能取值是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.(多选)已知圆C1:(x-a)2+(y+2)2=25,圆C2:(x+1)2+(y+a)2=4,若圆C1与圆C2内切,则实数a的值是(  )
A.-2 B.2 C.-1 D.1
13.若直线(m+1)x+my-2m-1=0与圆x2+y2=3交于M,N两点,则弦长|MN|的最小值为________.
14.过点P(4,2)作圆x2+y2=4的两条切线,切点分别为A,B,则△PAB外接圆的方程是________.
15.圆x2+y2-4=0与圆x2+y2-4x+4y-12=0的公共弦长为________.
16.已知点P(1,2)和圆C:x2+y2+kx+2y+k2=0,过点P作圆C的切线有两条,则实数k的取值范围是________.
17.若A为圆C1:x2+y2=1上的动点,B为圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4上的动点,则线段AB长度的最大值是________.
18.已知圆C:(x-1)2+(y+2)2=10,求满足下列条件的圆的切线方程;
(1)与直线l1:x+y-4=0平行;
(2)与直线l2:x-2y+4=0垂直;
(3)过切点A(4,-1).
19.已知A(2,0),直线4x+3y+1=0被圆C:(x+3)2+(y-m)2=13(m<3)所截得的弦长为4,且P为圆C上任意一点.
(1)求|PA|的最大值与最小值;
(2)圆C与坐标轴相交于三点,求以这三个点为顶点的三角形的内切圆的半径.
20.已知两圆x2+y2-2x-6y-1=0和x2+y2-10x-12y+m=0.求:
(1)m取何值时两圆外切?
(2)当m=45时两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦的长.
21.已知圆C:(x-3)2+(y-4)2=4.
(1)若直线l:(m-2)x+(1-m)y+m+1=0(m∈R),证明:无论m为何值,直线l都与圆C相交;
(2)若过点P(1,0)的直线m与圆C相交于A,B两点,求△ABC面积的最大值,并求此时直线m的方程.
优化提升
22.若一条光线从点A(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为(  )
A.-或- B.-或-
C.-或- D.-或-
23.设直线3x+4y-5=0与圆C1:x2+y2=9交于A,B两点,若圆C2的圆心在线段AB上,且圆C2与圆C1相切,切点在圆C1的劣弧AB上,则圆C2的半径的最大值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
24.(多选)已知点P在圆(x-5)2+(y-5)2=16上,点A(4,0),B(0,2),则(  )
A.点P到直线AB的距离小于10
B.点P到直线AB的距离大于2
C.当∠PBA最小时,|PB|=3
D.当∠PBA最大时,|PB|=3
25.(多选)已知点P在圆(x-5)2+(y-5)2=16上,点A(4,0),B(0,2),则(  )
A.点P到直线AB的距离小于10
B.点P到直线AB的距离大于2
C.当∠PBA最小时,|PB|=3
D.当∠PBA最大时,|PB|=3
26.已知圆O:x2+y2=4与圆C:x2+y2-x+y-3=0相交于A,B两点,则sin∠AOB=________.
27.在平面直角坐标系xOy中,若圆C1:x2+(y-1)2=r2(r>0)上存在点P,且点P关于直线x-y=0的对称点Q在圆C2:(x-2)2+(y-1)2=1上,则r的取值范围是________.
28.已知抛物线P:y2=2px(p>0)上的点到其焦点的距离为1.
(1)求p和a的值;
(2)设直线l:y=x+m交抛物线P于两点A、B,线段AB的垂直平分线交抛物线P于两点C、D,求证A、B、C、D四点共圆.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.A 2.B 3.D
【知识归纳】
1.< = > > = <
2.d>r1+r2 d=r1+r2
|r1-r2|d<|r1-r2|
3.(1)2
(2)·
【题型展示】
例1 (1)C
(2)ABD
例2 (1)x=0或3x+4y-4=0
(2)D
例3 解 由题意得圆心C(1,2),半径r=2.
(1)∵(+1-1)2+(2--2)2
=4,
∴点P在圆C上.
又kPC==-1,
∴过点P的切线的斜率为-=1,
∴过点P的圆C的切线方程是
y-(2-)=1×[x-(+1)],
即x-y+1-2=0.
(2)∵(3-1)2+(1-2)2=5>4,
∴点M在圆C外.
当过点M的直线的斜率不存在时,
直线方程为x=3,即x-3=0.
又点C(1,2)到直线x-3=0的距离d=3-1=2=r,
∴直线x=3是圆的切线;
当切线的斜率存在时,设切线方程为y-1=k(x-3),
即kx-y+1-3k=0,
由圆心C到切线的距离
d′==r=2,
解得k=.
∴切线方程为y-1=(x-3),
即3x-4y-5=0.
综上,过点M的圆C的切线方程为
x-3=0或3x-4y-5=0.
∵|MC|=
=,
∴过点M的圆C的切线长为==1.
例4 2
跟踪训练1 (1)D (2)D
例5 (1)x-2y+4=0 2
(2)C
跟踪训练2 (1)x=-1或7x-24y-25=0或3x+4y-5=0(答案不唯一,只需写出上述三个方程中的一个即可)
(2)B
基础夯实
1.A
2.B
3.B
4.D
5.C 
6.B 
7.B 
8.D 
9.AD
10.ABD
11.AB
12.BC 
13.2 
14.(x-2)2+(y-1)2=5
15.2
16.
17.8
18.解 (1)设切线方程为x+y+b=0(b≠-4),
则=,∴b=1±2,
∴切线方程为x+y+1±2=0.
(2)设切线方程为2x+y+m=0,
则=,∴m=±5,
∴切线方程为2x+y±5=0.
(3)∵kAC==,
∴过切点A(4,-1)的切线斜率为-3,
∴过切点A(4,-1)的切线方程为y+1=-3(x-4),
即3x+y-11=0.
19.解 (1)∵直线4x+3y+1=0
被圆C: (x+3)2+(y-m)2=13(m<3)所截得的弦长为4,∴圆心到直线的距离
d===1.
∵m<3,∴m=2,
∴|AC|==,
∴|PA|的最大值与最小值分别为
+,-.
(2)由(1)可得圆C的方程为(x+3)2+(y-2)2=13,令x=0,得y=0或4;令y=0,得x=0或-6,
∴圆C与坐标轴相交于三点M(0,4),O(0,0),N(-6,0),∴△MON为直角三角形,斜边|MN|=2,∴△MON内切圆的半径为=5-.
20.解 两圆的标准方程分别为
(x-1)2+(y-3)2=11,
(x-5)2+(y-6)2
=61-m(m<61),
则圆心分别为(1,3),(5,6),
半径分别为和.
(1)当两圆外切时,
=+.
解得m=25+10.
(2)两圆的公共弦所在直线的方程为
(x2+y2-2x-6y-1)-(x2+y2-10x-12y+45)=0,
即4x+3y-23=0.
所以公共弦的长为

=2.
21.(1)证明 转化l的方程(m-2)x+(1-m)y+m+1=0,
可得m(x-y+1)-2x+y+1=0,
由解得
所以直线l恒过点(2,3),
由(2-3)2+(3-4)2=2<4,
得点(2,3)在圆内,
即直线l恒过圆内一点,
所以无论m为何值,直线l都与圆C相交.
(2)解 由C的圆心为(3,4),半径r=2,
易知此时直线m的斜率存在且不为0,
故设直线m的方程为
x=my+1(m≠0),
直线m的一般方程为my-x+1=0,
圆心到直线m的距离
d==,
所以|AB|=2
=2,
所以S2=2
=·,
令t=,可得S2=4t-t2,
当t=2时,S=4,
所以△ABC面积的最大值为2,
此时由2=,
得7m2-8m+1=0,
得m=1或m=,符合题意,
此时直线m的方程为x-y-1=0或7x-y-7=0.
优化提升
22.D
23.B
24.ACD
25.ACD
26.
27.[-1,+1]
28.(1)解 y2=2px的准线为x=-,因为点到其焦点的距离等于该点到准线距离,
所以+=1,故p=,即y2=x,又在y2=x上,所以a=±.
(2)证明 设A(x1,y1),B(x2,y2),联立得y2-y+m=0,
则y1+y2=1,y1·y2=m,
且1-4m>0,即m<,
则|AB|=|y1-y2|=,
且线段AB中点的纵坐标为=,
则x=-m,
所以线段AB中点为M,
因为直线CD为线段AB的垂直平分线,直线CD的方程为y=-x+1-m,
联立
得y2+y+m-1=0,
设C(x3,y3),D(x4,y4),
则y3+y4=-1,y3·y4=m-1,
故|CD|=|y3-y4|=,
线段CD中点为N,
因为=(10-8m)=,
|AN|2=|AM|2+|MN|2=+2=,
所以|AN|=|CD|,
所以点A在以CD为直径的圆上,同理点B在以CD为直径的圆上,所以A、B、C、D四点共圆.第8部分第5节《椭圆》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.椭圆+=1上点P到上焦点的距离为4,则点P到下焦点的距离为(  )
A.6 B.3 C.4 D.2
2.若椭圆C:+=1,则该椭圆上的点到焦点距离的最大值为(  )
A.3 B.2+
C.2 D.+1
3.已知椭圆C:+=1的一个焦点为(2,0),则C的离心率为(  )
A. B. C. D.
【知识归纳】
1.椭圆的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于 (大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的 ,两焦点间的距离叫做椭圆的 .
2.椭圆的简单几何性质
焦点的位置 焦点在x轴上 焦点在y轴上
图形
标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0)
范围
顶点
轴长 短轴长为 ,长轴长为______
焦点
焦距 |F1F2|=____
对称性 对称轴:________,对称中心:______
离心率
a,b,c的关系
常用结论:
椭圆的焦点三角形
椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2叫做焦点三角形.如图所示,设∠F1PF2=θ.
(1)当P为短轴端点时,θ最大,最大.
(2)=|PF1||PF2|sin θ=b2tan =c|y0|.
(3)|PF1|max=a+c,|PF1|min=a-c.
(4)|PF1|·|PF2|≤=a2.
(5)4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos θ.
(6)焦点三角形的周长为2(a+c).
【题型展示】
题型一 椭圆的定义及其应用
例1 (1)设点P为椭圆C:+=1(a>2)上一点,F1,F2分别为C的左、右焦点,且∠F1PF2=60°,则△PF1F2的面积为________.
延伸探究 若将本例(2)中“∠F1PF2=60°”改成“PF1⊥PF2”,求△PF1F2的面积.
(2)一动圆P与圆A:(x+1)2+y2=1外切,而与圆B:(x-1)2+y2=64内切,那么动圆的圆心P的轨迹是(  )
A.椭圆 B.双曲线
C.抛物线 D.双曲线的一支
跟踪训练1 (1)若F为椭圆C:+=1的右焦点,A,B为C上两动点,则△ABF周长的最大值为(  )
A.4 B.8 C.10 D.20
(2)已知△ABC的周长为12,B(0,-2),C(0,2),则顶点A的轨迹方程为(  )
A.+=1(x≠0)
B.+=1(y≠0)
C.+=1(x≠0)
D.+=1(y≠0)
题型二 椭圆的标准方程
命题点1 定义法
例2 已知椭圆的两个焦点分别为F1(0,2), F2(0,-2),P为椭圆上任意一点,若|F1F2|是|PF1|,|PF2|的等差中项,则此椭圆的标准方程为(  )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
命题点2 待定系数法
例3 已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点P1(,1),P2(-,-),则该椭圆的方程为________.
跟踪训练2 (1)已知过椭圆+=1(a>b>0)的左焦点F1(-1,0)的直线与椭圆交于不同的两点A,B,与y轴交于点C,点C,F1是线段AB的三等分点,则该椭圆的标准方程是(  )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
(2)“1A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
题型三 椭圆的几何性质
命题点1 离心率
例4 (1)椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为(  )
A. B. C. D.
(2)设F1,F2是椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点,过点F1且斜率为的直线交椭圆于点P,若2∠PF1F2=∠PF2F1,则椭圆E的离心率为(  )
A.+1 B.-1
C. D.
命题点2 与椭圆有关的范围(最值)问题
例5 (1)如图,焦点在x轴上的椭圆+=1(b>0)的离心率e=,F,A分别是椭圆的左焦点和右顶点,P是椭圆上任意一点,则·的最大值为________.
(2)已知F1,F2为椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点,椭圆的离心率为,M为椭圆上一动点,则∠F1MF2的最大值为(  )
A. B. C. D.
跟踪训练3 (1)已知椭圆+=1(a>b>0)的右焦点为F(c,0),上顶点为A(0,b),直线x=上存在一点P满足(+)·=0,则椭圆的离心率的取值范围为(  )
A.[) B.[)
C.[) D.(]
(2)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,射线AF1 交椭圆E于点B,以AB为直径的圆过F2,则椭圆E的离心率是(  )
A. B. C. D.
基础夯实
1.已知椭圆+=1的两个焦点为F1,F2,过F2的直线交椭圆于M,N两点,则△F1MN的周长为(  )
A.2 B.4 C.6 D.8
2.若椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为(  )
A. B. C. D.
3.已知两圆C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,动圆在圆C1内部且和圆C1相内切,和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为(  )
A.-=1 B.+=1
C.-=1 D.+=1
4.与椭圆9x2+4y2=36有相同焦点,且满足短半轴长为2的椭圆方程是(  )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
5.椭圆+=1的焦点坐标为(  )
A.(±3,0) B.(0,±3)
C.(±9,0) D.(0,±9)
6.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若·=-1,则C的方程为(  )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+y2=1
7.已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上一点,且∠F1PF2=30°,|PF1|=|PF2|,则椭圆C的离心率为(  )
A. B. C. D.
8.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=kx(k>0)与C交于M,N两点(其中M在第一象限),若M,F1,N,F2四点共圆,则C的离心率e的取值范围是(  )
A.() B.()
C.[) D.(]
9.(多选)对于曲线C:+=1,下面四个说法正确的是(  )
A.曲线C不可能是椭圆
B.“1<k<4”是“曲线C是椭圆”的充分不必要条件
C.“曲线C是焦点在y轴上的椭圆”是“3<k<4”的必要不充分条件
D.“曲线C是焦点在x轴上的椭圆”是“1<k<2.5”的充要条件
10.(多选)设椭圆+=1的右焦点为F,直线y=m(0<m<)与椭圆交于A,B两点,则(  )
A.|AF|+|BF|为定值
B.△ABF的周长的取值范围是[6,12]
C.当m=时,△ABF为直角三角形
D.当m=1时,△ABF的面积为
11.(多选)如图所示,用一个与圆柱底面成θ角的平面截圆柱,截面是一个椭圆.若圆柱的底面圆半径为2,θ=,则下列结论正确的是(  )
A.椭圆的长轴长等于4
B.椭圆的离心率为
C.椭圆的标准方程可以是+=1
D.椭圆上的点到一个焦点的距离的最小值为4-2
12.(多选)椭圆C:+y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点,以下四个命题中正确的是(  )
A.若过点F2的直线与椭圆C交于A,B两点,则△ABF1的周长为8
B.椭圆C上存在点P,使得·=0
C.椭圆C的离心率为
D.若P为椭圆+y2=1上一点,Q为圆x2+y2=1上一点,则点P,Q的最大距离为3
13.已知B(-,0)是圆A:(x-)2+y2=16内一点,点C是圆A上任意一点,线段BC的垂直平分线与AC相交于点D.则动点D的轨迹方程为________________.
14.已知椭圆C的一个焦点为F(0,1),椭圆C上的点到F的距离的最小值为1,则椭圆C的标准方程为____________;若P为椭圆C上一动点,M(3,3),则|PM|-|PF|的最小值为________.
15.若椭圆x2+my2=1的焦点在y轴上,且长轴长是短轴长的两倍,则m的值为________.
16.已知椭圆E的中心为原点,焦点在x轴上,椭圆上一点到焦点的最小距离为2-2,离心率为,则椭圆E的方程为________.
17.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为________.
18.如图所示,已知椭圆+=1(a>b>0),F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,A为椭圆的上顶点,直线AF2交椭圆于另一点B.
(1)若∠F1AB=90°,求椭圆的离心率;
(2)若椭圆的焦距为2,且=2,求椭圆的方程.
19.已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点,P为C上的点,O为坐标原点.
(1)若△POF2为等边三角形,求C的离心率;
(2)如果存在点P,使得PF1⊥PF2,且△F1PF2的面积等于16,求b的值和a的取值范围.
20.已知椭圆C:+=1(a>b>0),焦点F1(-c,0),F2(c,0),左顶点为A,点E的坐标为(0,c),A到直线EF2的距离为b.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)若P为椭圆C上的一点,∠F1PF2=60°,△PF1F2的面积为,求椭圆C的标准方程.
21.已知F1,F2是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,∠F1PF2=60°.
(1)求椭圆的离心率的取值范围;
(2)求证:△F1PF2的面积只与椭圆的短轴长有关.
优化提升
22.已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为(  )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
23.设F1,F2分别是椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点,若在直线x=上存在点P,使线段PF1的中垂线过点F2,则椭圆离心率的取值范围是(  )
A.(] B.(]
C.[) D.[)
24.(多选)人造地球卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律:卫星在以地球为焦点的椭圆轨道上绕地球运行时,其运行速度是变化的,速度的变化服从面积守恒定律,即卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间内扫过的面积相等.设椭圆的长轴长、焦距分别为2a,2c,下列结论正确的是(  )
A.卫星向径的取值范围是[a-c,a+c]
B.卫星运行速度在近地点时最小,在远地点时最大
C.卫星向径的最小值与最大值的比值越大,椭圆轨道越圆
D.卫星在左半椭圆弧的运行时间大于其在右半椭圆弧的运行时间
25.(多选)已知椭圆C:+=1的左、右焦点分别是F1,F2,M()为椭圆C上一点,则下列结论正确的是(  )
A.△MF1F2的周长为6
B.△MF1F2的面积为
C.△MF1F2的内切圆的半径为
D.△MF1F2的外接圆的直径为
26.已知椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上,设线段PF1的中点为M,且|OF2|=|OM|,则△PF1F2的面积为________.
27. 甲、乙两名探险家在某山中探险,他们来到一个山洞,洞内是一个椭球形,截面是一个椭圆,甲、乙两人分别站在洞内如图所示的A,B两点处,甲站在A处唱歌时,乙在与A处有一定距离的B处听得很清晰,原因在于甲、乙两人所站的位置恰好是洞内截面椭圆的两个焦点,符合椭圆的光学性质,即从一个焦点发出光经椭圆反射后经过另一个焦点.现已知椭圆C:+=1上一点M,过点M作切线l,A,B分别为椭圆C的左、右焦点,cos∠AMB=-,由光的反射性质:光的入射角等于反射角,则椭圆中心O到切线l的距离为________.
28.已知椭圆E:+=1(a>b>0),若椭圆上一点P与其中心及长轴一个端点构成等腰直角三角形.
(1)求椭圆E的离心率;
(2)如图,若直线l与椭圆相交于A,B,且AB是圆(x-1)2+(y+1)2=5的一条直径,求椭圆E的标准方程.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.A 2.A 3.C
【知识归纳】
1.常数 焦点 焦距
2.-a≤x≤a且-b≤y≤b
-b≤x≤b且-a≤y≤a
A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)
2b 2a F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c) 2c
x轴和y轴 原点 e=(0a2=b2+c2
【题型展示】
例1 (1)
延伸探究 解 ∵PF1⊥PF2,
∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=4(a2-4)
=4a2-16,
又|PF1|+|PF2|=2a,|PF1|2+|PF2|2=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1||PF2|,
∴|PF1|·|PF2|=8,
∴=|PF1||PF2|=4.
(2)A
跟踪训练1 (1)D (2)A
例2 D
例3 +=1
跟踪训练2 (1)B
(2)A
例4 (1)A
(2)B
例5 (1)4
(2)A
跟踪训练3 (1)C
(2)D
基础夯实
1.D 
2.C
3.D
4.B
5.B
6.B 
7.B 
8.A
9.CD
10.ACD
11.CD
12.ABD
13.+y2=1 
14.+=1 1
15.
16.+=1
17.
18.解 (1)∵|AF1|=|AF2|=a,
且∠F1AF2=90°,|F1F2|=2c,
∴2a2=4c2,∴a=c,∴e==.
(2)由题知A(0,b),F2(1,0),设B(x,y),
由=2,解得x=,y=-,
代入+=1,得+=1,
即+=1,解得a2=3,
∴b2=a2-c2=2.
所以椭圆方程为+=1.
19.解 (1)连接PF1.由△POF2为等边三角形可知在△F1PF2中,∠F1PF2=90°,|PF2|=c,|PF1|=c,于是2a=|PF1|+|PF2|=(+1)c,故C的离心率为e==-1.
(2)由题意可知,满足条件的点P(x,y)存在当且仅当|y|·2c=16,
·=-1,+=1,
即c|y|=16,①
x2+y2=c2,②
+=1.③
由②③及a2=b2+c2得y2=.
又由①知y2=,故b=4.
由②③及a2=b2+c2得x2=(c2-b2),
所以c2≥b2,从而a2=b2+c2≥2b2=32,
故a≥4.
当b=4,a≥4时,存在满足条件的点P.
所以b=4,a的取值范围为[4,+∞).
20.解 (1)由题意得,A(-a,0),
直线EF2的方程为x+y=c,
因为A到直线EF2的距离为b,
即=b,所以a+c=b,
即(a+c)2=3b2,又b2=a2-c2,
所以(a+c)2=3(a2-c2),
所以2c2+ac-a2=0,
即2e2+e-1=0,
解得e=或e=-1(舍),
所以椭圆C的离心率为.
(2)由(1)知离心率e==,
即a=2c,①
因为∠F1PF2=60°,△PF1F2的面积为,
则|PF1||PF2|sin 60°=,
所以|PF1||PF2|=4,
由方程组
得a2-c2=3,②
联立①②得a=2,c=1,所以b2=a2-c2=3,
所以椭圆C的标准方程为
+=1.
21.(1)解 不妨设椭圆的方程为
+=1(a>b>0),焦距为2c.
在△F1PF2中,由余弦定理得,
cos 60°=
=,
即=,
所以|PF1|·|PF2|=4a2-2|PF1|·|PF2|-4c2,
所以3|PF1|·|PF2|=4b2,
所以|PF1|·|PF2|=.
又因为|PF1|·|PF2|≤2=a2,
当且仅当|PF1|=|PF2|=a时,等号成立,
所以3a2≥4(a2-c2),
所以≥,
所以e≥.
又因为0所以所求椭圆的离心率的取值范围是.
(2)证明 由(1)可知|PF1|·|PF2|=,
所以=|PF1|·|PF2|sin 60°
=××
=,
所以△F1PF2的面积只与椭圆的短轴长有关.
优化提升
22.B
23.D
24.ACD
25.AC
26.
27.
28.解 (1)由题意不妨设椭圆上的点P的坐标为,代入椭圆方程可得+=1,即a2=3b2,∴a2=3b2=3(a2-c2),∴2a2=3c2,∴e=.
(2)由(1)得椭圆E的方程为+=1,易知直线l的斜率存在,设其方程为y=k(x-1)-1,A(x1,y1),B(x2,y2).
(3k2+1)x2-6k(k+1)x+3(k+1)2-3b2=0.
∴x1+x2=,
x1x2=.
又x1+x2=2,∴k=,∴x1x2=,
则|AB|=
==2,
∴b2=,则a2=10,
∴椭圆E的标准方程为+=1.第8部分第6节《双曲线》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.双曲线2y2-x2=1的渐近线方程是(  )
A.y=±x B.y=±2x
C.y=±x D.y=±x
2.已知曲线C的方程为+=1(k∈R),若曲线C是焦点在y轴上的双曲线,则实数k的取值范围是(  )
A.-15
C.k<-1 D.k≠-1或5
3.设P是双曲线-=1上一点,F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF1|=9,则|PF2|=________.
【知识归纳】
1.双曲线的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的 等于非零常数( |F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的 ,两焦点间的距离叫做双曲线的 .
2.双曲线的标准方程和简单几何性质
标准方程 -=1(a>0,b>0) -=1(a>0,b>0)
图形
性质 焦点
焦距
范围 或 ,y∈R y≤-a或y≥a,x∈R
对称性 对称轴: ;对称中心:______
顶点
轴 实轴:线段 ,长: ;虚轴:线段B1B2,长: ,实半轴长: ,虚半轴长:_____
渐近线 y=±x y=±x
离心率 e=∈_________
a,b,c的关系 c2= (c>a>0,c>b>0)
常用结论:
1.双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
2.若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c-a.
3.同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴的弦),其长为.
4.若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则=,其中θ为∠F1PF2.
5.与双曲线-=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为-=t(t≠0).
【题型展示】
题型一 双曲线的定义及应用
例1 (1)已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为__________.
(2)在平面直角坐标系中,已知△ABC的顶点A(-3,0),B(3,0),其内切圆圆心在直线x=2上,则顶点C的轨迹方程为(  )
A.-=1(x>2)
B.-=1(x>3)
C.+=1(0D.+=1(0跟踪训练1 (1)已知双曲线C:-=1的左、右焦点分别是F1,F2,点P是C的右支上的一点(不是顶点),过F2作∠F1PF2的角平分线的垂线,垂足是M,O是原点,则|MO|=________.
(2)已知圆C1:(x+3)2+y2=1,C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为(  )
A.x2-=1 B.-y2=1
C.x2-=1(x≤-1) D.x2-=1(x≥1)
题型二 双曲线的标准方程
例2 (1)在平面直角坐标系中,已知双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,点A在双曲线的渐近线上,△OAF是边长为2的等边三角形,则双曲线的标准方程为(  )
A.-=1 B.-=1
C.-y2=1 D.x2-=1
(2)双曲线C:-=1(a>0,b>0)过点(,),且离心率为2,则该双曲线的标准方程为(  )
A.x2-=1 B.-y2=1
C.x2-=1 D.-y2=1
跟踪训练2 (1)江西景德镇青花瓷始创于元代,到明清两代达到了顶峰,它蓝白相映怡然成趣,晶莹明快,美观隽永.现有某青花瓷花瓶的外形可看成是焦点在x轴上的双曲线的一部分绕其虚轴旋转所形成的曲面,如图所示,若该花瓶的瓶身最小的直径是4,瓶口和底面的直径都是8,瓶高是6,则该双曲线的标准方程是(  )
A.-=1 B.-y2=1
C.-=1 D.-=1
(2)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为2,左焦点到渐近线的距离为2,则双曲线的方程为(  )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
题型三 双曲线的几何性质
命题点1 渐近线
例3 (1)若双曲线经过点(1,),其渐近线方程为y=±2x,则双曲线的方程是________.
(2)已知双曲线y2+=1的渐近线方程为y=±x,则m=________.
命题点2 离心率
例4 (1)记双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为e,写出满足条件“直线y=2x与C无公共点”的e的一个值________.
(2)已知F1,F2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,则C的离心率为(  )
A. B. C. D.
跟踪训练3 (1)已知F是双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,过点F的直线l与双曲线C的一条渐近线垂直,垂足为A,且直线l与双曲线C的左支交于点B,若3|FA|=|AB|,则双曲线C的渐近线方程为________.
(2)(多选)已知双曲线C:+=1(0A.双曲线C的焦点在x轴上
B.双曲线C的焦距等于4
C.双曲线C的焦点到其渐近线的距离等于
D.双曲线C的离心率的取值范围为()
基础夯实
1.双曲线-=λ(λ>0)的离心率为(  )
A. B. C.或 D.
2.双曲线-=1(a>0,b>0)过点(,),离心率为2,则双曲线的方程为(  )
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-=1 D.-=1
3.点(3,0)到双曲线-=1的一条渐近线的距离为(  )
A. B. C. D.
4.已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,|PF1|=2|PF2|,则cos ∠F1PF2=(  )
A. B. C. D.
5.已知双曲线-y2=1(a>0)的离心率是,则a=(  )
A. B.4 C.2 D.
6. “mn<0”是“方程mx2+ny2=1表示双曲线”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
7.已知双曲线的渐近线方程为y=±x,实轴长为4,则该双曲线的标准方程为(  )
A.-=1
B.-=1或-=1
C.-=1
D.-=1或-=1
8.方程x2+(cos θ)y2=1,θ∈(0,π)表示的曲线不可能为(  )
A.两条直线 B.圆
C.椭圆 D.双曲线
9.(多选)在平面直角坐标系中,有两个圆C1:(x+2)2+y2=r和C2:(x-2)2+y2=r,其中常数r1,r2为正数且满足r1+r2<4,一个动圆P与两圆都相切,则动圆圆心的轨迹可以是(  )
A.两个椭圆
B.两个双曲线
C.一个双曲线和一条直线
D.一个椭圆和一个双曲线
10.(多选)已知F1,F2分别是双曲线C:y2-x2=1的上、下焦点,点P是其一条渐近线上一点,且以线段F1F2为直径的圆经过点P,则(  )
A.双曲线C的渐近线方程为y=±x
B.以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=1
C.点P的横坐标为±1
D.△PF1F2的面积为
11.(多选)已知F1,F2为双曲线C:-x2=1的两个焦点,P为双曲线C上任意一点,则(  )
A.|PF1|-|PF2|=2
B.双曲线C的渐近线方程为y=±x
C.双曲线C的离心率为
D.|+|≥2
12.(多选)F1,F2分别为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P是C右支上的一点,PF1与C的左支交于点Q.已知=2,且|PQ|=|PF2|,则(  )
A.△PQF2为直角三角形
B.△PQF2为等边三角形
C.C的渐近线方程为y=±x
D.C的渐近线方程为y=±x
13.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率e=2,则该双曲线C的渐近线方程为________.
14.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P在双曲线的右支上,|PF1|=4|PF2|,则双曲线离心率的取值范围是________.
15.已知a>b>0,椭圆C1的方程为+=1,双曲线C2的方程为-=1,C1与C2的离心率之积为,则C2的渐近线方程为________.
16.如图,F1和F2分别是双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点,A和B是以O为圆心,以|OF1|为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且△F2AB是等边三角形,则双曲线的离心率为________.
17.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点.若∠MAN=60°,则C的离心率为________.
18.已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为,且过点P(4,-).
(1)求双曲线的方程;
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:·=0.
19.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点为F(c,0).
(1)若双曲线的一条渐近线方程为y=x且c=2,求双曲线的方程;
(2)以原点O为圆心,c为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A,过A作圆的切线,斜率为-,求双曲线的离心率.
20.已知双曲线C:x2-=1(b>0).
(1)若双曲线C的一条渐近线方程为y=2x,求双曲线C的标准方程;
(2)设双曲线C的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线C上,若PF1⊥PF2,且△PF1F2的面积为9,求b的值.
21.如图,已知双曲线的中心在原点,F1,F2为左、右焦点,焦距是实轴长的倍,双曲线过点(4,-).
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:点M在以F1F2为直径的圆上;
(3)在(2)的条件下,若点M 在第一象限,且直线MF2交双曲线于另一点N,求△F1MN的面积.
优化提升
22.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的右顶点为A,右焦点为F,B为双曲线在第二象限上的一点,B关于坐标原点O的对称点为C,直线CA与直线BF的交点M恰好为线段BF的中点,则双曲线的离心率为(  )
A.2 B.3 C. D.
23.已知F1,F2分别是双曲线C:-=1的左、右焦点,以线段F1F2为直径的圆与双曲线及其渐近线在第一象限分别交于A,B两点,若A,B两点的横坐标之比是∶,则该双曲线的离心率为(  )
A. B. C. D.
24.中心在原点,焦点在坐标轴上的双曲线C与椭圆+=1有相同的焦距,一条渐近线方程为x-y=0,则C的方程为(  )
A.-y2=1或y2-=1
B.x2-=1或y2-=1
C.-y2=1或-x2=1
D.x2-=1或-x2=1
25.(多选)设F1,F2为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,过左焦点F1且斜率为的直线l与C在第一象限相交于一点P,则下列说法正确的是(  )
A.直线l倾斜角的余弦值为
B.若|F1P|=|F1F2|,则C的离心率e=
C.若|PF2|=|F1F2|,则C的离心率e=2
D.△PF1F2不可能是等边三角形
26.(多选)已知双曲线E:-y2=1(a>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),过点F2作直线与双曲线E的右支相交于P,Q两点,在点P处作双曲线E的切线,与E的两条渐近线分别交于A,B两点,则下列命题中正确的是(  )
A.若|PF1|·|PF2|=2,则·=0
B.若=,则双曲线的离心率e∈(1,+1]
C.△F1PQ周长的最小值为8
D.△AOB(O为坐标原点)的面积为定值
27.已知F1,F2是双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,经过点F2且与x轴垂直的直线与双曲线的一条渐近线相交于点A,且≤∠F1AF2≤,则该双曲线离心率的取值范围为________.
28.已知曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线的方程为y=x,右焦点F到直线x=的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)斜率为1且在y轴上的截距大于0的直线l与双曲线C相交于B、D两点,已知A(1,0),若·=1,证明:过A、B、D三点的圆与x轴相切.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.C 2.C 3.17
【知识归纳】
1.绝对值 小于 焦点 焦距
2.F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c) |F1F2|=2c
x≤-a x≥a 坐标轴 原点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a) A1A2 2a 2b a b y=±x y=±x (1,+∞) a2+b2
【题型展示】
例1 (1)2
(2)A
跟踪训练1 (1)4
(2)C
例2 (1)D
(2)A
跟踪训练2 (1)D
(2)A
例3 (1)4x2-y2=1
(2)-3
例4 (1)2((1,]内的任意值均可)
(2)A
跟踪训练3 (1)y=±x
(2)ACD
基础夯实
1.B 
2.B
3.A
4.C
5.D
6.C 
7.D 
8.B
9.BC
10.ACD
11.CD
12.BC
13.y=±x 
14.
15.x±y=0
16.+1
17.
18.(1)解 ∵e=,
∴可设双曲线的方程为x2-y2=λ(λ≠0).
∵双曲线过点(4,-),∴16-10=λ,即λ=6.
∴双曲线的方程为x2-y2=6,即-=1.
(2)证明 法一 由(1)可知,a=b=,
∴c=2,∴F1(-2,0),F2(2,0),
∴kMF1=,kMF2=,
kMF1·kMF2==-.
∵点M(3,m)在双曲线上,∴9-m2=6,m2=3,
故kMF1·kMF2=-1,∴MF1⊥MF2.
∴·=0.
法二 由(1)可知,a=b=,∴c=2,
∴F1(-2,0),F2(2,0),
=(-2-3,-m),=(2-3,-m),
∴·=(3+2)×(3-2)+m2=-3+m2,
∵点M(3,m)在双曲线上,∴9-m2=6,即m2-3=0,
∴·=0.
19.解 (1)因为双曲线的渐近线方程为y=±x,所以a=b,
所以c2=a2+b2=2a2=4,所以a2=b2=2,
所以双曲线方程为-=1.
(2)设点A的坐标为(x0,y0),
所以直线AO的斜率满足·(-)=-1,
所以x0=y0,①
依题意,圆的方程为x2+y2=c2,
将①代入圆的方程得3y+y=c2,
即y0=c,所以x0=c,
所以点A的坐标为,
代入双曲线方程得-=1,
即b2c2-a2c2=a2b2,②
又因为a2+b2=c2,
所以将b2=c2-a2代入②式,整理得
c4-2a2c2+a4=0,
所以3-8+4=0,
所以(3e2-2)(e2-2)=0,
因为e>1,所以e=,
20.解 (1)因为双曲线C:x2-=1(b>0)的渐近线方程为y=±bx,而它的一条渐近线方程为y=2x,
所以b=2,
所以双曲线C的标准方程为x2-=1.
(2)因为PF1⊥PF2,
所以=|PF1|·|PF2|,
因为△PF1F2的面积为9,
所以|PF1|·|PF2|=18,
又因为||PF1|-|PF2||=2a=2,
所以|PF1|2-2|PF1|·|PF2|+|PF2|2=4,
所以|PF1|2+|PF2|2=40,
又因为|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=4c2,
所以c2=10,
由a2+b2=c2,得1+b2=10,
所以b=3.
21.(1)解 设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),
双曲线焦距为2c,实轴长为2a,
则2c=2a,即c=a,
∴b2=c2-a2=a2,
∴双曲线方程为x2-y2=a2,
将(4,-)代入得,a2=16-10=6,
∴双曲线的标准方程为-=1.
(2)证明 由(1)知,F1(-2,0),F2(2,0),
∵M(3,m)在双曲线上,
∴9-m2=6,即m2=3,
以F1F2为直径的圆为x2+y2=12,
将M(3,m)代入得9+3=12,
∴M在以F1F2为直径的圆上.
(3)解 由(2)知,点M坐标为(3,)或(3,-),
∵点M在第一象限,
∴M的坐标为(3,),直线MF2的方程为y-=(x-3)=-(2+)(x-3),
即y=(-2-)x+(6+4),
代入双曲线方程整理可得(6-4)y2-4(2-)y+6=0,
∵M的纵坐标为,
∴N的纵坐标为==-(+2),
∴△F1MN的面积为S=|F1F2|·(++2)=2×(2+2)=12+4.
优化提升
22.B
23.C 
24.A
25.AD
26.ACD
27.[,]
28.(1)解 依题意有=,c-=,
∵a2+b2=c2,∴c=2a,∴a=1,c=2,
∴b2=3,
∴双曲线C的方程为x2-=1.
(2)证明 设直线l的方程为
y=x+m(m>0),
B(x1,x1+m),D(x2,x2+m),BD的中点为M,
由得2x2-2mx-m2-3=0,
∴x1+x2=m,x1x2=-,
又·=1,即(2-x1)(2-x2)+(x1+m)(x2+m)=1,
∴m=0(舍)或m=2,
∴x1+x2=2,x1x2=-,M点的横坐标为=1,
∵·=(1-x1)(1-x2)+(x1+2)(x2+2)=5+2x1x2+x1+x2=5-7+2=0,
∴AD⊥AB,∴过A、B、D三点的圆以点M为圆心,BD为直径,
∵点M的横坐标为1,∴MA⊥x轴.
∴过A、B、D三点的圆与x轴相切.第8部分第7节《抛物线》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.抛物线x2=y的准线方程为(  )
A.y=- B.x=-
C.y= D.x=
2.抛物线y2=2px(p>0)上一点M(3,y)到焦点F的距离|MF|=4,则抛物线的方程为(  )
A.y2=8x B.y2=4x C.y2=2x D.y2=x
3.过抛物线y2=4x的焦点的直线l交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,则|PQ|等于(  )
A.9 B.8 C.7 D.6
【知识归纳】
1.抛物线的概念
把平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离
的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的 ,直线l叫做抛物线的 .
2.抛物线的标准方程和简单几何性质
标准方程 y2=2px(p>0) y2=-2px(p>0) x2=2py(p>0) x2=-2py(p>0)
图形
范围 x≥0,y∈R x≤0,y∈R y≥0,x∈R y≤0,x∈R
焦点
准线方程
对称轴
顶点
离心率 e=_____
常用结论:
1.通径:过焦点与对称轴垂直的弦长等于2p.
2.抛物线y2=2px(p>0)上一点P(x0,y0)到焦点F()的距离|PF|=x0+,也称为抛物线的焦半径.
【题型展示】
题型一 抛物线的定义及应用
例1 ((1)已知点M(20,40)不在抛物线C:y2=2px(p>0)上,抛物线C的焦点为F.若对于抛物线上的一点P,|PM|+|PF|的最小值为41,则p的值等于________.
2)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|等于(  )
A.2 B.2 C.3 D.3
跟踪训练1 (1)若P是抛物线y2=8x上的动点,P到y轴的距离为d1,到圆C:(x+3)2+(y-3)2=4上动点Q的距离为d2,则d1+d2的最小值为________.
(2)已知抛物线y=mx2(m>0)上的点(x0,2)到该抛物线焦点F的距离为,则m等于(  )
A.4 B.3 C. D.
题型二 抛物线的标准方程
例2 分别求满足下列条件的抛物线的标准方程.
(1)准线方程为2y+4=0;
(2)过点(3,-4);
(3)焦点在直线x+3y+15=0上.
跟踪训练2 (1)已知点F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,点P在抛物线上且横坐标为8,O为坐标原点,若△OFP的面积为2,则该抛物线的准线方程为(  )
A.x=- B.x=-1
C.x=-2 D.x=-4
(2)如图,过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F的直线依次交抛物线及准线于点A,B,C,若|BC|=2|BF|,且|AF|=3,则抛物线的方程为(  )
A.y2=x B.y2=9x
C.y2=x D.y2=3x
题型三 抛物线的几何性质
例3 (1)(多选)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D.若|AF|=8,则以下结论正确的是(  )
A.p=4 B.=
C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
(2)在抛物线y2=8x上有三点A,B,C,F为其焦点,且F为△ABC的重心,则|AF|+|BF|+|CF|等于(  )
A.6 B.8 C.9 D.12
跟踪训练3 (1)已知F是抛物线y2=16x的焦点,M是抛物线上一点,FM的延长线交y轴于点N,若3=2,则|FN|=________.
(2)已知O为坐标原点,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,P为C上一点,PF与x轴垂直,Q为x轴上一点,且PQ⊥OP.若|FQ|=6,则C的准线方程为______.
基础夯实
1.抛物线x2=y的焦点到准线的距离是(  )
A.2 B.1 C. D.
2.若抛物线y2=2px(p>0)的焦点是椭圆+=1的一个焦点,则p等于(  )
A.2 B.3 C.4 D.8
3.设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的焦点坐标为(  )
A.() B.() C.(1,0) D.(2,0)
4.设M是抛物线y2=4x上的一点,F是抛物线的焦点,O是坐标原点,若∠OFM=120°,则|FM|等于(  )
A.3 B.4 C. D.
5.设F为抛物线y2=2x的焦点,A,B,C为抛物线上三点,若F为△ABC的重心,则||+||+||的值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.抛物线C:y2=-x的准线方程为(  )
A.x= B.x=-
C.y= D.y=-
7.已知抛物线x2=2py(p>0)上的一点M(x0,1)到其焦点的距离为2,则该抛物线的焦点到其准线的距离为(  )
A.6 B.4 C.3 D.2
8.在平面直角坐标系Oxy中,动点P(x,y)到直线x=1的距离比它到定点(-2,0)的距离小1,则P的轨迹方程为(  )
A.y2=2x B.y2=4x
C.y2=-4x D.y2=-8x
9.(多选)已知F是抛物线C:y2=16x的焦点,M是C上一点,FM的延长线交y轴于点N.若M为FN的中点,则(  )
A.C的准线方程为x=-4
B.F点的坐标为(0,4)
C.|FN|=12
D.三角形ONF的面积为16(O为坐标原点)
10.(多选)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A为C上一点,以F为圆心,|FA|为半径的圆交l于B,D两点.若△ABF的面积为9,则(  )
A.|BF|=3
B.△ABF是等边三角形
C.点F到准线的距离为3
D.抛物线C的方程为y2=6x
11.(多选)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为4,直线l过点F且与抛物线交于两点A(x1,y1),B(x2,y2),若M(m,2)是线段AB的中点,则下列结论正确的是(  )
A.p=4
B.抛物线方程为y2=16x
C.直线l的方程为y=2x-4
D.|AB|=10
12.(多选)在平面直角坐标系Oxy中,点F是抛物线C:y2=ax(a>0)的焦点,点A(),B(a,b)(b>0)在抛物线C上,则下列结论正确的是(  )
A.C的准线方程为x=
B.b=
C.·=2
D.+=
13. 如图是抛物线形拱桥,当水面为l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.则水位下降1米后,水面宽________米.
14.已知抛物线C:y2=4x,焦点为F,点M为抛物线C上的点,且|FM|=6,则M的横坐标是________,作MN⊥x轴于N,则S△FMN=________.
15.如图是抛物线形拱桥,当水面在l时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽________米.
16.已知直线l是抛物线y2=2px(p>0)的准线,半径为3的圆过抛物线顶点O和焦点F与l相切,则抛物线的方程为________.
17.直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),且与C交于A,B两点,则p=________,+=________.
18.已知过抛物线y2=2px(p>0)的焦点,斜率为2的直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)两点,且|AB|=9.
(1)求该抛物线的方程;
(2)O为坐标原点,C为抛物线上一点,若=+λ,求λ的值.
19.已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1),过点()作直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,过点M作x轴的垂线分别与直线OP,ON交于点A,B,其中O为原点.
(1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(2)求证:A为线段BM的中点.
20.过抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F作直线l与抛物线C交于A,B两点,当点A的纵坐标为1时,|AF|=2.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若抛物线C上存在点M(-2,y0),使得MA⊥MB,求直线l的方程.
21.已知在抛物线C:x2=2py(p>0)的第一象限的点P(x,1)到其焦点的距离为2.
(1)求抛物线C的方程和点P的坐标;
(2)过点()的直线l交抛物线C于A,B两点,若∠APB的角平分线与y轴垂直,求弦AB的长.
优化提升
22.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M在C上,|MF|=5,若以MF为直径的圆过点(0,2),则C的方程为(  )
A.y2=4x或y2=8x
B.y2=2x或y2=8x
C.y2=4x或y2=16x
D.y2=2x或y2=16x
23.在平面直角坐标系Oxy中,点A(1,0),B(9,6),动点C在线段OB上,BD⊥y轴,CE⊥y轴,CF⊥BD,垂足分别是D,E,F,OF与CE相交于点P.已知点Q在点P的轨迹上,且∠OAQ=120°,则|AQ|等于(  )
A.4 B.2
C. D.
24.(多选)设F是抛物线C:y2=4x的焦点,直线l过点F,且与抛物线C交于A,B两点,O为坐标原点,则下列结论正确的是(  )
A.|AB|≥4
B.|OA|+|OB|>8
C.若点P(2,2),则|PA|+|AF|的最小值是3
D.△OAB面积的最小值是2
25.(多选)抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线r:y2=x,O为坐标原点,一束平行于x轴的光线l1从点P()射入,经过r上的点A(x1,y1)反射后,再经r上另一点B(x2,y2)反射后,沿直线l2射出,经过点Q,则下列结论正确的是(  )
A.y1y2=-1
B.|AB|=
C.PB平分∠ABQ
D.延长AO交直线x=-于点C,则C,B,Q三点共线
26.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,点M是抛物线C上一点,MH⊥l于H,若|MH|=4,∠HFM=60°,则抛物线C的方程为________.
27.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,A,B是抛物线C上的两个动点,且AF⊥AB,∠ABF=30°,设线段AB的中点M在准线l上的射影为点N,则的值是________.
28.已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别为A,B.
(1)证明:直线AB过定点;
(2)若以E()为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.A 2.B 3.B
【知识归纳】
1.相等 焦点 准线
2.  
 x=- x=
y=- y= x轴 y轴
(0,0) 1
【题型展示】
例1 (1)42或22
(2)B
跟踪训练1 (1)-4
(2)D
例2 解 (1)准线方程为2y+4=0,即y=-2,故抛物线焦点在y轴的正半轴上,设其方程为x2=2py(p>0).
又=2,∴2p=8,故所求抛物线的标准方程为x2=8y.
(2)∵点(3,-4)在第四象限,
∴抛物线开口向右或向下,
设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0)或x2=-2p1y(p1>0).
把点(3,-4)的坐标分别代入y2=2px和x2=-2p1y中,得(-4)2=2p·3,32=-2p1·(-4),
则2p=,2p1=.
∴所求抛物线的标准方程为
y2=x或x2=-y.
(3)令x=0得y=-5;
令y=0得x=-15.
∴抛物线的焦点为(0,-5)或(-15,0).
∴所求抛物线的标准方程为
x2=-20y或y2=-60x.
跟踪训练2 (1)B
(2)D
例3 (1)ABC
(2)D
跟踪训练3 (1)16
(2)x=-
基础夯实
1.D
2.D
3.B
4.B
5.C
6.A 
7.D 
8.D 
9.ACD
10.BCD
11.ACD 
12.BD
13.2 
14.5 4
15.2
16.y2=8x
17.2 1
18.解 (1)抛物线的焦点坐标为,则直线AB的方程是y=2,
与y2=2px联立,化简得4x2-5px+p2=0,
所以x1+x2=.又|AB|=x1+x2+p=9,
所以p=4,从而抛物线方程是y2=8x.
(2)由p=4,4x2-5px+p2=0得x2-5x+4=0.
又x1<x2,
从而x1=1,x2=4,y1=-2,y2=4,
从而A(1,-2),B(4,4).
设=(x3,y3),所以(x3,y3)=(1,-2)+λ(4,4)=(4λ+1,4λ-2),
又y=8x3,即[2(2λ-1)]2=8(4λ+1).
即(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.
19.(1)解 把P(1,1)代入y2=2px得p=,
∴抛物线C的方程为y2=x,
焦点坐标为,准线方程为x=-.
(2)证明 ∵BM⊥x轴,
∴设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x1,yA),B(x1,yB),
根据题意显然有x1≠0.
若要证A为BM的中点,
只需证2yA=yB+y1即可,
左右同除以x1有=+,
即只需证明2kOA=kOB+kOM成立,其中kOA=kOP=1,kOB=kON.
当直线MN斜率不存在或斜率为零时,显然与抛物线只有一个交点不满足题意,所以直线MN斜率存在且不为零.
设直线MN:y=kx+(k≠0),
联立消y得,k2x2+(k-1)x+=0,
考虑Δ=(k-1)2-4××k2=1-2k,
由题可知有两交点,所以判别式大于零,所以k<.
由根与系数关系可知:x1+x2=,①
x1x2=.②
kOB+kOM=kON+kOM=+=+=2k+.
将①②代入上式,有2k+=2k+=2k+2(1-k)=2,
即kON+kOM=kOB+kOM=2=2kOA,
∴2yA=yB+y1恒成立,
∴A为BM的中点,得证.
20.解 (1)抛物线C:x2=2py(p>0)的准线方程为y=-,
焦点为F.
当点A的纵坐标为1时,|AF|=2,
∴1+=2,解得p=2,
∴抛物线C的方程为x2=4y.
(2)∵点M(-2,y0)在抛物线C上,
∴y0==1,
M坐标为(-2,1).
又直线l过点F(0,1),
∴设直线l的方程为y=kx+1.

得x2-4kx-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=4k,x1x2=-4,
=(x1+2,y1-1),
=(x2+2,y2-1).
∵MA⊥MB,
∴·=0,
∴(x1+2)(x2+2)+(y1-1)(y2-1)=0,
∴-4+8k+4-4k2=0,
解得k=2或k=0.
当k=0时,l过点M,不符合题意,
∴k=2,
∴直线l的方程为y=2x+1.
21.解 (1)由1+=2,可得p=2,
故抛物线的方程为x2=4y,
当y=1时,x2=4,
又因为x>0,所以x=2,
所以点P的坐标为(2,1).
(2)由题意可得直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=k(x+1)+,A(x1,y1),B(x2,y2),

得x2-4kx-4k-2=0,
所以Δ=16k2+4(4k+2)>0,x1+x2=4k,x1x2=-4k-2,
因为∠APB的角平分线与y轴垂直,
所以kPA+kPB=0,
所以kPA+kPB=+=0,
即+=0,
即x1+x2+4=0,
所以k=-1,x1+x2=-4,
x1x2=2,
所以|AB|=|x1-x2|==4.
优化提升
22.C
23.A
24.ACD
25.BCD
26.y2=4x
27.
28.(1)证明 设D,A(x1,y1),
则x=2y1.
因为y′=x,所以切线DA的斜率为x1,故=x1.
整理得2tx1-2y1+1=0.
设B(x2,y2),同理可得2tx2-2y2+1=0.
故直线AB的方程为2tx-2y+1=0.
所以直线AB过定点.
(2)解 由(1)得直线AB的方程为
y=tx+.
由可得x2-2tx-1=0.
于是x1+x2=2t,x1x2=-1,
y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1,
|AB|=|x1-x2|
=×=2(t2+1).
设d1,d2分别为点D,E到直线AB的距离,
则d1=,d2=.
因此,四边形ADBE的面积
S=|AB|(d1+d2)=(t2+3).
设M为线段AB的中点,则M.
因为⊥,而=(t,t2-2),与向量(1,t)平行,
所以t+(t2-2)t=0,解得t=0或t=±1.
当t=0时,S=3;当t=±1时,S=4.
因此,四边形ADBE的面积为3或4.第8部分第8节《直线与圆锥曲线的位置关系》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【习题导入】
1.已知直线l:y=x-1与抛物线y2=4x交于A,B两点,则线段AB的长是(  )
A.2 B.4 C.8 D.16
2.直线y=kx+2与椭圆+=1有且只有一个交点,则k的值是(  )
A. B.-
C.± D.±
3.已知点A,B是双曲线C:-=1上的两点,线段AB的中点是M(3,2),则直线AB的斜率为(  )
A. B. C. D.
【知识归纳】
1.直线与圆锥曲线的位置判断
将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去y(或x),得到关于x(或y)的一元二次方程,则直线与圆锥曲线相交 Δ 0;直线与圆锥曲线相切 Δ 0;直线与圆锥曲线相离 Δ 0.
特别地,①与双曲线渐近线平行的直线与双曲线相交,有且只有一个交点.
②与抛物线的对称轴平行的直线与抛物线相交,有且只有一个交点.
2.弦长公式
已知A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的斜率为k(k≠0),
则|AB|=
=|x1-x2|
=___________________
或|AB|=|y1-y2|
= .
【题型展示】
例1 (1)(多选)已知直线y=x与双曲线-=1(a>0,b>0)无公共点,则双曲线的离心率可能为(  )
A.1 B. C. D.
(2)若直线mx+ny=9和圆x2+y2=9没有交点,则过点(m,n)的直线与椭圆+=1的交点有(  )
A.1个 B.至多1个
C.2个 D.0个
跟踪训练1 (1)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0),经过双曲线C的右焦点F,且倾斜角为60°的直线l与双曲线右支有两个交点,则双曲线离心率的取值范围为________.
(2)抛物线C:y2=4x的准线为l,l与x轴交于点A,过点A作抛物线的一条切线,切点为B,则△OAB的面积为(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
题型二 弦长问题
例2 已知焦点在x轴上的椭圆C:+=1(a>b>0),短轴长为2,椭圆左顶点A到左焦点F1的距离为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设椭圆的右顶点为B,过F1的直线l与椭圆C交于点M,N,且S△BMN=,求直线l的方程.
跟踪训练2 已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),右焦点为F(,0),且离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切.证明:M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
题型三 中点弦问题
例3 已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,短轴顶点分别为M,N,四边形MF1NF2的面积为32.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线l交椭圆C于A,B两点,若AB的中点坐标为(-2,1),求直线l的方程.
跟踪训练3 (1)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点到准线的距离为1,若抛物线C上存在关于直线l:x-y-2=0对称的不同的两点P和Q,则线段PQ的中点坐标为(  )
A.(1,-1) B.(2,0)
C.() D.(1,1)
(2)已知倾斜角为的直线与双曲线C:-=1(a>0,b>0),相交于A,B两点,M(1,3)是弦AB的中点,则双曲线的渐近线方程为________.
基础夯实
1.已知直线l:kx+y+1=0,椭圆C:+=1,则直线l与椭圆C的位置关系是(  )
A.相离 B.相切
C.相交 D.无法确定
2.直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点,且与C交于A,B两点,若使|AB|=2的直线l有且仅有1条,则p等于(  )
A. B. C.1 D.2
3.已知直线l的方程为y=kx-1,双曲线C的方程为x2-y2=1.若直线l与双曲线C的右支交于不同的两点,则实数k的取值范围是(  )
A.(-,) B.[1,)
C.[-,] D.(1,)
4.已知F1,F2是双曲线E:-=1的左,右焦点,点M在E上,MF1与x轴垂直,sin∠MF2F1=,则E的离心率为(  )
A. B. C. D.2
5.椭圆+=1上的点到直线x+2y-=0的最大距离是(  )
A.3 B. C.2 D.
6.直线y=kx-k+1与椭圆+=1的位置关系为(  )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
7.已知F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且|AB|=3,则C的方程为(  )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
8.设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为.P是C上一点,且F1P⊥F2P.若△PF1F2的面积为4,则a=(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
9.已知A,B分别是椭圆C:+y2=1的右顶点和上顶点,P为椭圆C上一点,若△PAB的面积是-1,则P点的个数为(  )
A.0 B.2 C.3 D.4
10.(多选)已知双曲线C过点(3,)且渐近线为y=±x,则下列结论正确的是(  )
A.C的方程为-y2=1
B.C的离心率为
C.曲线y=ex-2-1经过C的一个焦点
D.直线x-y-1=0与C有两个公共点
11.(多选)已知直线l:x=ty+4与抛物线C:y2=4x交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,O为坐标原点,直线OA,OB的斜率分别记为k1,k2,则(  )
A.y1y2为定值
B.k1k2为定值
C.y1+y2为定值
D.k1+k2+t为定值
12.(多选)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,其中|F1F2|=2c.直线l:y=k(x+c)(k∈R)与椭圆交于A,B两点,则下列说法中正确的是(  )
A.△ABF2的周长为4a
B.若AB的中点为M,则kOM·k=
C.若·=3c2,则椭圆的离心率的取值范围是[]
D.若|AB|的最小值为3c,则椭圆的离心率e=
13.椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,斜率为的直线l过左焦点F1且交C于A,B两点,且△ABF2内切圆的周长是2π,若椭圆的离心率为,则|AB|=________.
14.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过F作斜率为的直线l与C交于M,N两点,若线段MN中点的纵坐标为,则F到C的准线的距离为________.
15.双曲线-=1的右焦点到直线x+2y-8=0的距离为________.
16.过双曲线C:-=1的右顶点作x轴的垂线,与C的一条渐近线相交于A.若以C的右焦点为圆心、半径为4的圆经过A,O两点(O为坐标原点),则双曲线C的方程为________.
17.已知F1,F2为椭圆C:+=1的两个焦点,P,Q为C上关于坐标原点对称的两点,且|PQ|=|F1F2|,则四边形PF1QF2的面积为________.
18.已知椭圆的中心在坐标原点O,长轴长为2,离心率e=,过右焦点F的直线l交椭圆于P,Q两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线l的斜率为1时,求△POQ的面积;
(3)若以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形,求满足该条件的直线l的方程.
19.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点为F(-2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设O为坐标原点,T为直线x=-3上一点,过F作TF的垂线交椭圆于P,Q.当四边形OPTQ是平行四边形时,求四边形OPTQ的面积.
20.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,长轴长为4.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知直线l过定点E(),若椭圆C上存在两点A,B关于直线l对称,求直线l的斜率k的取值范围.
21.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两个焦点分别为F1(-2,0),F2(2,0),点P(5,)在双曲线C上.
(1)求双曲线C的方程;
(2)记O为坐标原点,过点Q(0,2)的直线l与双曲线C交于不同的两点A,B,若△OAB的面积为2,求直线l的方程.
优化提升
22.已知抛物线C:y2=4x,圆F:(x-1)2+y2=1,直线l:y=k(x-1)(k≠0)自上而下顺次与上述两曲线交于M1,M2,M3,M4四点,则下列各式结果为定值的是(  )
A.|M1M2|·|M3M4| B.|FM1|·|FM4|
C.|M1M3|·|M2M4| D.|FM1|·|M1M2|
23.已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为+=1(a>b>0),则在椭圆上一点A(x0,y0)处的切线方程为+=1,试运用该性质解决以下问题:椭圆C1:+y2=1,O为坐标原点,点B为C1在第一象限中的任意一点,过B作C1的切线l,l分别与x轴和y轴的正半轴交于C,D两点,则△OCD面积的最小值为(  )
A.1 B. C. D.2
24.(多选)已知椭圆C:+=1的左、右两个焦点分别为F1,F2,直线y=kx(k≠0)与C交于A,B两点,AE⊥x轴,垂足为E,直线BE与C的另一个交点为P,则下列结论正确的是(  )
A.四边形AF1BF2为平行四边形
B.∠F1PF2<90°
C.直线BE的斜率为k
D.S四边形AF1BF2∈(0,4]
25.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,过点F的直线与C交于A,B两点(点A在x轴上方),过A,B分别作l的垂线,垂足分别为M,N,连接MF,NF.若|MF|=|NF|,则直线AB的斜率为________.
26.已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A,两个焦点为F1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6,则△ADE的周长是________.
27.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为________.
28.在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(-,0),F2(,0),点M满足|MF1|-|MF2|=2.记M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)设点T在直线x=上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.
参考答案:
基础摸查
【习题导入】
1.C 2.C 3.D
【知识归纳】
1.> = <
2.
【题型展示】
例1 (1)BC
(2)C
跟踪训练1 (1)(1,2)
(2)A
例2 解 (1)由得
所以椭圆C的标准方程为+=1.
(2)由题意知,直线的斜率存在且不为0,F1(-1,0),B(2,0),
设直线l的方程为x=my-1,
M(x1,y1),N(x2,y2),

得(3m2+4)y2-6my-9=0,
即y1+y2=,
y1y2=.
又S△BMN=|BF1|·|y1|+|BF1|·|y2|
=|BF1|·|y1-y2|
=|BF1|·
==,
解得m=±1,
所以直线l的方程为x-y+1=0或x+y+1=0.
跟踪训练2 (1)解 由题意得,
椭圆半焦距c=且e==,
所以a=,
又b2=a2-c2=1,
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明 由(1)得,曲线为x2+y2=1(x>0),
当直线MN的斜率不存在时,直线MN:x=1,不符合题意;
当直线MN的斜率存在时,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
必要性:
若M,N,F三点共线,
可设直线MN:y=k(x-),
即kx-y-k=0,
由直线MN与曲线x2+y2=1(x>0)相切可得=1,解得k=±1,
联立
可得4x2-6x+3=0,
所以x1+x2=,x1x2=,
所以|MN|=
·
=,
所以必要性成立;
充分性:设直线MN:
y=kx+m(km<0),
即kx-y+m=0,
由直线MN与曲线x2+y2=1(x>0)相切可得=1,
所以m2=k2+1,
联立
可得(1+3k2)x2+6kmx+3m2-3=0,
所以x1+x2=-,
x1x2=,
所以|MN|=·

=·=,
化简得3(k2-1)2=0,所以k=±1,
所以或
所以直线MN:
y=x-或y=-x+,
所以直线MN过点F(,0),M,N,F三点共线,充分性成立,所以M,N,F三点共线的充要条件是
|MN|=.
例3 解 (1)因为离心率e==,所以a=c,
因为a2=b2+c2,所以b=c.
因为四边形MF1NF2的面积为32,所以2bc=32,
所以b=c=4,a=4,
故椭圆C的标准方程为+=1.
(2)由题意得,直线l的斜率存在.
设A(x1,y1),B(x2,y2),

两式相减得+=0,
所以=-·.
因为AB的中点坐标为(-2,1)在椭圆内部,所以=1,
所以直线l的斜率为1,
故直线l的方程为y-1=x+2,
即x-y+3=0.
跟踪训练3 (1)A
(2)y=±x
基础夯实
1.C 
2.C 
3.D
4.A
5.D
6.A
7.C
8.A
9.C
10.AC
11.ABD
12.AC
13.4 
14.5
15.
16.-=1
17.8
18.解 (1)由已知,椭圆方程可设为
+=1(a>b>0).
∵长轴长为2,离心率e=,
∴b=c=1,a=.
所求椭圆方程为+y2=1.
(2)因为直线l过椭圆右焦点F(1,0),且斜率为1,
所以直线l的方程为y=x-1.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由得3y2+2y-1=0,
解得y1=-1,y2=.
∴S△POQ=|OF|·|y1-y2|
=|y1-y2|=.
(3)当直线l与x轴垂直时,直线l的方程为x=1,此时∠POQ小于90°,以OP,OQ为邻边的平行四边形不可能是矩形.
当直线l不与x轴垂直时,设直线l的方程为y=k(x-1).
由可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.
∴x1+x2=,x1x2=.
∵y1=k(x1-1),y2=k(x2-1),
∴y1y2=.
因为以OP,OQ为邻边的平行四边形是矩形 ·=0,
由·=x1x2+y1y2=+=0,得k2=2,
∴k=±.∴所求直线的方程为
y=±(x-1).
19.解 (1)由已知可得,=,c=2,
所以a=.
又由a2=b2+c2,解得b=,所以椭圆C的标准方程是+=1.
(2)设T点的坐标为(-3,m),则直线TF的斜率kTF==-m.
当m≠0时,直线PQ的斜率kPQ=,直线PQ的方程是x=my-2.
当m=0时,直线PQ的方程是x=-2,也符合x=my-2的形式.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),将直线PQ的方程与椭圆C的方程联立,得消去x,得(m2+3)y2-4my-2=0,
其判别式Δ=16m2+8(m2+3)>0.
所以y1+y2=,y1y2=,
x1+x2=m(y1+y2)-4=.
因为四边形OPTQ是平行四边形,所以=,即(x1,y1)=(-3-x2,m-y2).
所以解得m=±1.
此时,四边形OPTQ的面积
SOPTQ=2S△OPQ=2×·|OF|·|y1-y2|
=2=2.
20.(1)解 因为椭圆的离心率为
e==,长轴长为2a=4,
解得a=2,c=1,则b2=3,
所以椭圆C的标准方程是
+=1.
(2)易知直线的斜率存在,设直线l的方程为
y=k,
A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线l的斜率k=0时,易得在椭圆C上有无数对A,B关于直线y=0对称;
当k≠0时,有kAB==-,
AB中点的坐标为(x0,y0),

两式相减得3(x1+x2)(x1-x2)
=-4(y1+y2)(y1-y2),
即3kx0=4y0,
又y0=k,
解得x0=1,y0=,
因为线段AB的中点在椭圆内部,
所以+<1,
即+<1,
解得-2综上,直线l的斜率k的取值范围为(-2,2).
21.解 (1)依题意,c=2,
所以a2+b2=4,
则双曲线C的方程为-=1(0将点P(5,)代入上式,
得-=1,
解得a2=50(舍去)或a2=2,
故所求双曲线的方程为-=1.
(2)依题意,可设直线l的方程为
y=kx+2,
代入双曲线C的方程并整理,
得(1-k2)x2-4kx-6=0.
因为直线l与双曲线C交于不同的两点A,B,
所以
解得(*)
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=-,
所以|AB|=·=·.
又原点O到直线l的距离
d=,
所以S△OAB=d·|AB|=××·=.
又S△OAB=2,
即=1,
所以k4-k2-2=0,
解得k=±,满足(*).
故满足条件的直线l有两条,
其方程分别为
y=x+2和y=-x+2.
优化提升
22.A
23.C
24.ABC
25.
26.13
27.
28.解 (1)因为|MF1|-|MF2|=2<|F1F2|=2,
所以点M的轨迹C是以F1,F2分别为左、右焦点的双曲线的右支.
设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),半焦距为c,则2a=2,c=,得a=1,b2=c2-a2=16,
所以点M的轨迹C的方程为
x2-=1(x≥1).
(2)设T,由题意可知直线AB,PQ的斜率均存在且不为零,设直线AB的方程为y-t=k1(k1≠0),直线PQ的方程为y-t=k2(k2≠0),

得(16-k)x2-2k1x--16=0.
设A(xA,yA),B(xB,yB),
由题意知16-k≠0,
则xAxB=eq \f(-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(k1,2)))\s\up12(2)-16,16-k),
xA+xB=eq \f(2k1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(k1,2))),16-k),
所以|TA|=eq \r(1+k)eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(xA-\f(1,2)))
=eq \r(1+k)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(xA-\f(1,2))),
|TB|=eq \r(1+k)eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(xB-\f(1,2)))
=eq \r(1+k)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(xB-\f(1,2))),
则|TA|·|TB|
=(1+k)
=(1+k)=
(1+k)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(k1,2)))\s\up12(2)-16,16-k)-\f(1,2)×\f(2k1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(k1,2))),16-k)+\f(1,4)))
=eq \f((1+k)(t2+12),k-16).
同理得|TP|·|TQ|=eq \f((1+k)(t2+12),k-16).
因为|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,
所以eq \f((1+k)(t2+12),k-16)=eq \f((1+k)(t2+12),k-16),
所以k-16+kk-16k=k-16+kk-16k,
即k=k,
又k1≠k2,所以k1=-k2,即k1+k2=0.
故直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和为0.第8部分第9节《圆锥曲线压轴小题》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【题型展示】
题型一 离心率范围问题
例1 (1)已知双曲线的方程是-=1(a>0,b>0),点F1,F2为双曲线的两个焦点,以F1F2为直径的圆与双曲线相交于点P(点P在第一象限),若∠PF1F2≤,则双曲线离心率的取值范围是(  )
A.[) B.[+1,+∞)
C.(] D.(1,+1]
(2)已知F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,若直线x=与x轴的交点为A,在椭圆上存在点P满足线段AP的垂直平分线过点F,则椭圆的离心率的取值范围是(  )
A.(] B.()
C.[-1,1] D.[)
跟踪训练1 (1)已知椭圆C:+=1(a>b>0),点P是C上任意一点,若圆O:x2+y2=b2上存在点M,N,使得∠MPN=120°,则C的离心率的取值范围是(  )
A.(] B.[) C.(] D.[)
(2)设e1,e2分别为具有公共焦点F1与F2的椭圆和双曲线的离心率,P为两曲线的一个公共点,且满足∠F1PF2=,则e1e2的最小值为(  )
A. B. C. D.
题型二 圆锥曲线中二级结论的应用
命题点1 椭圆、双曲线中二级结论的应用
例2 (1)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0),过原点O的直线交C于A,B两点(点B在右支上),双曲线右支上一点P(异于点B)满足·=0,直线PA交x轴于点D,若∠ADO=∠AOD,则双曲线C的离心率为(  )
A. B.2 C. D.3
(2)已知椭圆C:+=1(a>b>0),其左、右焦点分别为F1,F2,其离心率e=,点P为该椭圆上一点,且满足∠F1PF2=,已知△F1PF2的内切圆半径为r=,则该椭圆的长轴长为(  )
A.2 B.4 C.6 D.12
跟踪训练2 (1)设椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上、下顶点分别为A,B,直线AF2与该椭圆交于A,M两点,若∠F1AF2=90°,则直线BM的斜率为(  )
A. B. C.-1 D.-
(2)如图,F1,F2是椭圆C1:+y2=1与双曲线C2的公共焦点,A,B分别是C1,C2在第二、四象限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则C2的离心率是(  )
A. B.
C. D.
命题点2 抛物线中二级结论的应用
例3 (1)已知抛物线C:y2=16x,倾斜角为的直线l过焦点F交抛物线于A,B两点,O为坐标原点,则△ABO的面积为________.
(2)已知抛物线y2=4x过焦点F的直线与抛物线交于A,B两点,则2|AF|+|BF|的最小值为(  )
A.2 B.2+3 C.4 D.3+2
跟踪训练3 已知A,B是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的直线与抛物线的交点,O是坐标原点,且满足=3,S△OAB=|AB|,则|AB|的值为(  )
A. B. C.4 D.2
题型三 圆锥曲线与其他知识的综合
例4 (多选)油纸伞是中国传统工艺品,至今已有1 000多年的历史,为宣传和推广这一传统工艺,某市文化宫于春分时节开展油纸伞文化艺术节.活动中,某油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上,如图所示,该伞的伞沿是一个半径为1的圆,圆心到伞柄底端的距离为1,阳光照射油纸伞在地面上形成了一个椭圆形的影子(春分时,该市的阳光照射方向与地面的夹角为60°),若伞柄底端正好位于该椭圆的左焦点位置,则(  )
A.该椭圆的离心率为
B.该椭圆的离心率为2-
C.该椭圆的焦距为
D.该椭圆的焦距为2-1
跟踪训练4 (多选)如图为陕西博物馆收藏的国宝——唐·金筐宝钿团花纹金杯,杯身曲线内收,巧夺天工,是唐代金银细作的典范.该杯的主体部分可以近似看作是双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右支与直线x=0,y=4,y=-2围成的曲边四边形ABMN绕y轴旋转一周得到的几何体,若该金杯主体部分的上口外直径为,下底外直径为,双曲线C与坐标轴交于D,E两点,则(  )
A.双曲线C的方程为-=1
B.双曲线-x2=1与双曲线C共渐近线
C.存在一点,使过该点的任意直线与双曲线C有两个交点
D.存在无数个点,使它与D,E两点的连线的斜率之积为3
优化提升
1.已知F1,F2是椭圆的两个焦点,满足·=0的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是(  )
A.(0,1) B.(]
C.() D.[)
2.已知双曲线C的中心在坐标原点,其中一个焦点为F(-2,0),过F的直线l与双曲线C交于A,B两点,且AB的中点为N(-3,-1),则C的离心率为(  )
A. B. C. D.
3.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线l:y=kx(k≠0)与C交于M,N两点,且四边形MF1NF2的面积为8a2.若点M关于点F2的对称点为M′,且|M′N|=|MN|,则C的离心率是(  )
A. B. C.3 D.5
4.已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,过点F作两条相互垂直的直线l1,l2,直线l1与C相交于A,B两点,直线l2与C相交于D,E两点,则|AB|+|DE|的最小值为(  )
A.16 B.14 C.12 D.10
5.(多选)设椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上、下顶点分别为A1,A2,点P是C上异于A1,A2的一点,则下列结论正确的是(  )
A.若C的离心率为,则直线PA1与PA2的斜率之积为-
B.若PF1⊥PF2,则△PF1F2的面积为b2
C.若C上存在四个点P使得PF1⊥PF2,则C的离心率的取值范围是()
D.若|PF1|≤2b恒成立,则C的离心率的取值范围是(]
6.(多选)已知双曲线C:x2-=1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线C的右支上,若∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则下列命题正确的是(  )
A.若θ=60°,则S=4
B.若S=4,则|PF2|=2
C.若△PF1F2为锐角三角形,则S∈(4,4)
D.若△PF1F2的重心为G,随着点P的运动,点G的轨迹方程为9x2-=1
7.直线l过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F(1,0)且与抛物线交于A,B两点,则|AF|-的最小值为________.
8.如图,一个酒杯的内壁的轴截面是抛物线的一部分,杯口宽4 cm,杯深8 cm,称为抛物线酒杯.
(1)在杯口放一个表面积为36π cm2的玻璃球,则球面上的点到杯底的最小距离为_____ cm;
(2)在杯内放入一个小的玻璃球,要使球触及酒杯底部,则玻璃球的半径的取值范围为____________(单位:cm).
参考答案:
基础摸查
【题型展示】
例1 (1)D
(2)D
跟踪训练1 (1)C
(2)A
例2 (1)A
(2)D
跟踪训练2 (1)B
(2)D
例3 (1)64
(2)D
跟踪训练3 A
例4 BC
跟踪训练4 ABD
优化提升
1.C 
2.B
3.B
4.A
5.BD
6.ACD
7.2-2
8.(1)6 (2)第8部分第10节《圆锥曲线中求值与证明问题》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【题型展示】
题型一 求值问题
例1 在平面直角坐标系Oxy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)过点(),焦距与长轴之比为,A,B分别是椭圆C的上、下顶点,M是椭圆C上异于A,B的一点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P在直线x-y+2=0上,且=3,求△PMA的面积;
(3)过点M作斜率为1的直线分别交椭圆C于另一点N,交y轴于点D,且点D在线段OA上(不包括端点O,A),直线NA与直线BM交于点P,求·的值.
例1 已知点A(2,1)在双曲线C:-=1(a>1)上,直线l交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率之和为0.
(1)求l的斜率;[切入点:kAP+kAQ=0]
(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.[关键点:利用tan∠PAQ求kAP,kAQ]
题型二 证明问题
例2 若A(),B(),C(0,1),D()四点中恰有三点在椭圆T:+=1(a>b>0)上.
(1)求椭圆T的方程;
(2)动直线y=x+t(t≠0)与椭圆交于E,F两点,EF的中点为M,连接OM(其中O为坐标原点)交椭圆于P,Q两点,证明:|ME|·|MF|=|MP|·|MQ|.
跟踪训练2 已知抛物线C的焦点F在x轴上,过F且垂直于x轴的直线交C于A(点A在第一象限),B两点,且|AB|=4.
(1)求C的标准方程;
(2)已知l为C的准线,过F的直线l1交C于M,N(M,N异于A,B)两点,证明:直线AM,BN和l相交于一点.
基础夯实
1.如图,已知抛物线Γ:y2=8x的焦点为F,准线为l,O为坐标原点,A为抛物线Γ上一点,直线AO与l交于点C,直线AF与抛物线Γ的另一个交点为B.
(1)证明:直线BC∥x轴;
(2)设准线l与x轴的交点为E,连接BE,且BE⊥BF.证明:||AF|-|BF||=8.
2.椭圆C:+=1(a>b>0)经过点P(),且两焦点与短轴的两个端点的连线构成一个正方形.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交C于A,B两点,且=2,求|AB|.
优化提升
3.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点为F(2,0),渐近线方程为y=±x.
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点P(x1,y1),Q(x2,y2)在C上,且x1>x2>0,y1>0.过P且斜率为-的直线与过Q且斜率为的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①M在AB上;②PQ∥AB;③|MA|=|MB|.
4.在平面直角坐标系Oxy中,已知离心率为的椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,过右焦点F的动直线l与椭圆C交于M,N两点,△ABM的面积最大值为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线AM与定直线x=t(t>2)交于点T,记直线TF,AM,BN的斜率分别是k0,k1,k2,若k1,k0,k2成等差数列,求实数t的值.
5.已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),右焦点为F(,0),且离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切.证明:M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
6.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点A(2,1).
(1)求C的方程;
(2)点M,N在C上,且AM⊥AN,AD⊥MN,D为垂足.证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值.
7.如图,椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率是,点P(0,1)在短轴CD上,且·=-1.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设O为坐标原点,过点P的动直线与椭圆交于A,B两点.是否存在常数λ,使得·+λ·为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
8.已知点A(1,-)在椭圆C:+=1(a>b>0)上,O为坐标原点,直线l:-=1的斜率与直线OA的斜率乘积为-.
(1)求椭圆C的方程;
(2)不经过点A的直线y=x+t(t≠0且t∈R)与椭圆C交于P,Q两点,P关于原点的对称点为R(与点A不重合),直线AQ,AR与y轴分别交于两点M,N,求证:|AM|=|AN|.
参考答案:
基础摸查
【题型展示】
例1 解 (1)由已知可得可得
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设点M(x1,y1),P(x0,x0+2),易知B(0,-1),A(0,1),=(x0,x0+3),=(x1,y1+1),
由=3可得
解得
即点M,
因为点M在椭圆C上,
则+2=1,
可得x=6,
因此,S△PMA=S△PAB-S△MAB
=|AB|·|x0|=.
(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),直线MN的方程为y=x+t,其中0联立
可得3x2+4tx+2t2-2=0,
Δ=16t2-12(2t2-2)=24-8t2>0,
由根与系数的关系可得
x1+x2=-,x1x2=,
kNA==,
直线NA的方程为
y=x+1,
kMB==,
直线BM的方程为
y=x-1,
可得=


=·
=·
=,解得y=,
即点P,
因此,·=t·=1.
例2 (1)解 由于A,B两点关于原点对称,必在椭圆上,
则+=1,且+<1,
∴(0,1)必在椭圆上,即有=1,
则b=1,a2=2,
∴椭圆T的方程为+y2=1.
(2)证明 设E(x1,y1),F(x2,y2),联立
得x2+tx+t2-1=0,
则x1+x2=-t,x1x2=t2-1,y1+y2=x1+t+x2+t=t,
∴M,则kOM=-,
联立
则可设P,Q,
∴|MP|·|MQ|=··=,
∵|ME|·|MF|=|EF|2
=(1+k)(x1-x2)2
=[(x1+x2)2-4x1x2]
=,
∴|ME|·|MF|=|MP|·|MQ|.
跟踪训练2 (1)解 由抛物线C的焦点F在x轴上,点A在第一象限,可知抛物线开口向右.
设抛物线C的标准方程为
y2=2px(p>0),
则F.
由题意知AF⊥x轴,则点A的横坐标为,
将x=代入y2=2px,
可得|y|=p,由|AB|=2p=4,
得p=2,
所以抛物线C的标准方程为y2=4x.
(2)证明 由(1)可知A(1,2),
B(1,-2).
设直线l1的方程为x=my+1,
联立
得y2-4my-4=0.
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则y1+y2=4m,y1y2=-4.
直线AM的方程为
y=(x-1)+2,
即y=(x-1)+2,
令x=-1,解得y=,
所以直线AM与准线的交点为,
直线BN的方程为
y=(x-1)-2,
即y=(x-1)-2,
令x=-1,解得y=.
所以直线BN与准线的交点为,
因为=-
=-=1,
即=,
所以直线AM,BN和l相交于一点.
基础夯实
1.证明 (1)由抛物线的性质可得焦点F(2,0),准线方程为x=-2,
设A,B,
所以直线AO的方程为y=x,
由题意可得点C,
设直线AB的方程为x=my+2,
联立
整理可得y2-8my-16=0,
所以y1y2=-16,可得y2=-,
所以yC=y2,
所以BC∥x轴.
(2)因为准线方程为x=-2,
由题意可得E(-2,0),
=,
=,
因为BE⊥BF,
所以·=0,
即y+=0,
解得y=-32+16,x2=2-4,
由(1)可得x1x2===4,
所以x1=2+4,
|AF|=x1+2,|BF|=x2+2,
所以可证||AF|-|BF||=|x1-x2|=8.
2.解 (1)∵两焦点与短轴的两个端点的连线构成一个正方形,
∴b=c,
∵椭圆过点P,
∴+=1,又a2=b2+c2,
解得a2=2,b2=1,
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)∵F(1,0),设lAB:x=my+1,
A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程
得(m2+2)y2+2my-1=0,

∵=2,∴y1=-2y2,

∴22=,∴m2=,
∴|AB|=·|y1-y2|
=·|-3y2|
=3·=.
优化提升
3.(1)解 由题意得c=2.①
因为双曲线的渐近线方程为
y=±x=±x,
所以=.②
又c2=a2+b2,③
所以联立①②③得a=1,b=,
所以双曲线C的方程为x2-=1.
(2)证明 由题意知直线PQ的斜率存在且不为0,
设直线PQ的方程为
y=kx+t(k≠0),
将直线PQ的方程代入C的方程,
整理得(3-k2)x2-2ktx-t2-3=0,
则x1+x2=,
x1x2=->0,
所以3-k2<0,
所以x1-x2=
=.
设点M的坐标为(xM,yM),

两式相减,得
y1-y2=2xM-(x1+x2),
又y1-y2=(kx1+t)-(kx2+t)
=k(x1-x2),
所以2xM=k(x1-x2)+(x1+x2),
解得xM=;
两式相加,得2yM-(y1+y2)
=(x1-x2),
又y1+y2=(kx1+t)+(kx2+t)
=k(x1+x2)+2t,
所以2yM=k(x1+x2)+(x1-x2)+2t,
解得yM=
=xM.
因此,点M的轨迹为直线y=x,其中k为直线PQ的斜率.
若选择①②:
因为PQ∥AB,
所以直线AB的方程为y=k(x-2),
设A(xA,yA),B(xB,yB),
不妨令点A在直线y=x上,
则由
解得xA=,yA=,
同理可得xB=,yB=-,
所以xA+xB=,
yA+yB=.
点M的坐标满足
得xM==,
yM==,
故M为AB的中点,
即|MA|=|MB|.
若选择①③:
当直线AB的斜率不存在时,点M即为点F(2,0),此时M不在直线
y=x上,矛盾;
当直线AB的斜率存在时,易知直线AB的斜率不为0,
设直线AB的方程为
y=m(x-2)(m≠0),
A(xA,yA),B(xB,yB),
不妨令点A在直线y=x上,
则由
解得xA=,yA=,
同理可得xB=,
yB=-.
因为M在AB上,且|MA|=|MB|,
所以xM==,
yM==,
又点M在直线y=x上,
所以=·,
解得k=m,因此PQ∥AB.
若选择②③:
因为PQ∥AB,
所以直线AB的方程为y=k(x-2),
设A(xA,yA),B(xB,yB),
不妨令点A在直线y=x上,
则由
解得xA=,yA=,
同理可得xB=,yB=-.
设AB的中点为C(xC,yC),
则xC==,
yC==.
因为|MA|=|MB|,
所以M在AB的垂直平分线上,
即点M在直线
y-yC=-(x-xC),
即y-=-上,
与y=x联立,
得xM==xC,
yM==yC,
即点M恰为AB的中点,
故点M在AB上.
4.解 (1)由题意可知
A(-a,0),B(a,0),
设M(x1,y1),显然-b≤y1≤b,
△ABM的面积为
·2a·≤ab,
因为△ABM的面积最大值为2,
所以ab=2,
又因为椭圆的离心率为,
所以=,
于是
所以椭圆C的标准方程为
+=1.
(2)由(1)可知F(1,0),A(-2,0),
B(2,0),
由题意可知直线l的斜率不为零,
所以设直线l的方程为x=my+1,与椭圆方程联立,得
(3m2+4)y2+6my-9=0,
设N(x2,y2),
所以y1+y2=,
y1y2=,
直线AM的方程为=,
把x=t代入方程中,
得y=,
所以T,
于是k0=
=,k1=,
k2=,
因为k1,k0,k2成等差数列,
所以2k0=k1+k2 2·=+,化简得=,
把x1=my1+1,x2=my2+1代入,化简得
6my1y2=(t+5)(y1+y2)+(2t-8)y2,
把y1+y2=,y1y2=代入,得
=(2t-8)y2,因为m∈R,
所以即t=4.
5.
(1)解 由题意得椭圆半焦距
c=且e==,
所以a=.
又b2=a2-c2=1,
所以椭圆方程为+y2=1.
(2)证明 由(1)得,曲线为x2+y2=1(x>0),
当直线MN的斜率不存在时,直线MN的方程为x=1,显然不合题意;
当直线MN的斜率存在时,
设M(x1,y1),N(x2,y2).
必要性:若M,N,F三点共线,可设直线MN的方程为y=k(x-),即kx-y-k=0.
由直线MN与曲线x2+y2=1(x>0)相切可得=1,解得k=±1,
联立
可得4x2-6x+3=0,
所以x1+x2=,x1·x2=,
所以|MN|=|x1-x2|=·=,
所以必要性成立;
充分性:设直线MN:y=kx+b(kb<0),即kx-y+b=0,
由直线MN与曲线x2+y2=1(x>0)相切可得=1,所以b2=k2+1,
联立可得(1+3k2)x2+6kbx+3b2-3=0,
其Δ=(6kb)2-4(1+3k2)(3b2-3)=24k2>0,
所以x1+x2=-,x1·x2=,
所以|MN|=·

=·=,
化简得3(k2-1)2=0,所以k=±1,
所以或
所以直线MN的方程为
y=x-或y=-x+,
所以直线MN过点F(,0),即M,N,F三点共线,充分性成立.
综上,M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
6.
(1)解 由题设得+=1, =,
解得a2=6,b2=3,
所以C的方程为+=1.
(2)证明 设M(x1,y1),N(x2,y2).
若直线MN与x轴不垂直,
设直线MN的方程为y=kx+m,
代入+=1,
得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0.
于是x1+x2=-,x1x2=.①
由AM⊥AN,得·=0,
故(x1-2)(x2-2)+(y1-1)(y2-1)=0,
整理得(k2+1)x1x2+(km-k-2)(x1+x2)+(m-1)2+4=0.
将①代入上式,可得(k2+1)-(km-k-2)+(m-1)2+4=0,
整理得(2k+3m+1)(2k+m-1)=0.
因为A(2,1)不在直线MN上,
所以2k+m-1≠0,所以2k+3m+1=0,k≠1,
所以直线MN的方程为
y=k-(k≠1).
所以直线MN过点P.
若直线MN与x轴垂直,可得N(x1,-y1).
由·=0,
得(x1-2)(x1-2)+(y1-1)(-y1-1)=0.
又eq \f(x,6)+eq \f(y,3)=1,所以3x-8x1+4=0.
解得x1=2(舍去),或x1=.
此时直线MN过点P.
令Q为AP的中点,即Q.
若D与P不重合,则由题设知AP是
Rt△ADP的斜边,
故|DQ|=|AP|=;
若D与P重合,则|DQ|=|AP|.
综上,存在点Q,使得|DQ|为定值.
7.
解 (1)由已知,点C、D的坐标分别为
(0,-b),(0,b),
又点P的坐标为(0,1),且·=-1,
于是解得a=2,b=,
所以椭圆E的方程为+=1.
(2)当直线AB斜率不存在时,直线AB即为直线CD,
此时,·+λ·=·+·=-2-1=-3,此时,λ=1.
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+1,A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
联立得(2k2+1)x2+4kx-2=0,
其判别式Δ=(4k)2+8(2k2+1)>0,
所以x1+x2=-,x1x2=-,
从而,·+λ·
=x1x2+y1y2+λ[x1x2+(y1-1)(y2-1)]
=(1+λ)(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1

=--λ-2,
所以当λ=1时,--λ-2=-3,
此时·+λ·=-3为定值.
故存在常数λ=1,使得·+λ·为定值-3.
8.
(1)解 由题意知,kOA·kl=-·=-=-,
即a2=4b2,①
又+=1,②
所以联立①②,解得
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明 设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则R(-x1,-y1),由
得x2+tx+t2-1=0,所以Δ=4-t2>0,即-2<t<2,
又t≠0,所以t∈(-2,0)∪(0,2),
x1+x2=-t,x1·x2=t2-1.
法一 要证明|AM|=|AN|,可转化为证明直线AQ,AR的斜率互为相反数,即证明kAQ+kAR=0.
由题意知,kAQ+kAR=+
==

==0,
所以|AM|=|AN|.
法二 要证明|AM|=|AN|,可转化为证明直线AQ,AR与y轴的交点M,N连线的中点S的纵坐标为-,即AS垂直平分MN即可.
直线AQ与AR的方程分别为
lAQ:y+=(x-1),
lAR:y+=(x-1),
分别令x=0,得yM=-,yN=-,
所以yM+yN=+-=

=-
=-
=-,
yS==-,即AS垂直平分MN.
所以|AM|=|AN|.第8部分第11节《圆锥曲线中范围与最值问题》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【题型展示】
题型一 范围问题
例1 已知抛物线E:y2=2px(p>0)上一点C(1,y0)到其焦点F的距离为2.
(1)求实数p的值;
(2)若过焦点F的动直线l与抛物线交于A,B两点,过A,B分别作抛物线的切线l1,l2,且l1,l2的交点为Q,l1,l2与y轴的交点分别为M,N.求△QMN面积的取值范围.
跟踪训练1 已知F(,0)是椭圆C:+=1(a>b>0)的一个焦点,点M()在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l与椭圆C相交于A,B两点,且kOA+kOB=-(O为坐标原点),求直线l的斜率的取值范围.
题型二 最值问题
例2 已知椭圆C:+=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,直线x=被C截得的线段长为.
(1)求C的方程;
(2)若A和B为椭圆C上在x轴同侧的两点,且=λ,求四边形ABF1F2面积的最大值.
跟踪训练2 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)过点(2,1),渐近线方程为y=±x,直线l是双曲线C右支的一条切线,且与C的渐近线交于A,B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设点A,B的中点为M,求点M到y轴的距离的最小值.
基础夯实
1.已知O为坐标原点,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且经过点P(,1).
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l与椭圆C交于A,B两点,直线OA的斜率为k1,直线OB的斜率为k2,且k1k2=-,求·的取值范围.
2.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左焦点为F,右顶点为A(1,0),离心率为2,
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知B(0,),直线l:y=kx+m(km≠0)与双曲线C相交于不同的两点M,N,若|BM|=|BN|,求实数m的取值范围.
优化提升
3.已知椭圆的两个焦点是F1(0,-2),F2(0,2),点P(,2)在椭圆上.
(1)求此椭圆的方程;
(2)过F2作两条互相垂直的直线,分别交椭圆于A,B,C,D四点,求四边形ACBD面积的取值范围.
4.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M(4,m)在抛物线E上,且△OMF的面积为p2(O为坐标原点).
(1)求抛物线E的方程;
(2)过焦点F的直线l与抛物线E交于A,B两点,过A,B分别作垂直于l的直线AC,BD,分别交抛物线于C,D两点,求|AC|+|BD|的最小值.
5.如图所示,点A,B分别是椭圆+=1长轴的左、右端点,点F是椭圆的右焦点,点P在椭圆上,且位于x轴上方,PA⊥PF.
(1)求点P的坐标;
(2)设M是椭圆长轴AB上的一点,点M到直线AP的距离等于|MB|,求椭圆上的点到点M的距离d的最小值.
6.已知抛物线C:y2=2px(p>0),点F为抛物线C的焦点,点A(1,m)(m>0)在抛物线C上,且|FA|=2,过点F作斜率为k的直线l与抛物线C交于P,Q两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)求△APQ面积的取值范围.
7.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离为2.
(1)求C的方程;
(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足=9,求直线OQ斜率的最大值.
8.平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且点()在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.
(ⅰ)求的值;
(ⅱ)求△ABQ面积的最大值.
参考答案:
基础摸查
【题型展示】
例1 解 (1)因为点C(1,y0)到其焦点F的距离为2,
由抛物线的定义知1+=2,
解得p=2.
(2)由(1)可知,抛物线E:y2=4x,
设A,
B(y1≠0,y2≠0),
设l:x=ty+1,联立
得y2-4ty-4=0,
判别式Δ=16t2+16>0,故t∈R,
y1+y2=4t,y1y2=-4,
设l1:y-y1=k(),
联立方程组
消去x,整理得
ky2-4y+4y1-ky=0,
所以Δ=16-4k(4y1-ky)
=4(4-4ky1+k2y)=0,
所以k=,
则l1:y-y1=(),
即y=x+,
令x=0,得M(),
同理l2:y=x+,N(),
联立
得交点Q的横坐标为
xQ==-1,
∴S△QMN=|MN|·|xQ|
=×1

=≥1,
∴△QMN面积的取值范围是[1,+∞).
例2 解 (1)∵e==,
∴=,∴c2=a2,
∴b2=a2-c2=a2-a2=a2,
∴椭圆的标准方程为x2+3y2=a2,
由 y=±,
由题可知2=,
解得a2=3,
∴C:+y2=1.
(2)由=λ,
得AF2∥BF1,如图,
延长BF1,AF2交椭圆于C,D两点,根据椭圆的对称性可知,四边形ABCD为平行四边形,且四边形ABF1F2的面积为四边形ABCD的面积的一半.
由题知,BF1的斜率不为零,
故设BF1的方程为x=my-,
联立
得(m2+3)y2-2my-1=0,
设B(x1,y1),C(x2,y2),
∵Δ>0,
∴y1+y2=,y1y2=,
故|BC|=·|y1-y2|=,
O到BF1的距离d=,
=S四边形ABCD=×4S△OBC
=2××|BC|·d=|BC|·d
=·
=2·=2·
=2·≤2×=,
当且仅当=,即m=±1时取等号,
∴当m=±1时,四边形ABF1F2的面积最大,最大值为.
跟踪训练1 解 (1)由题意知,椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为(-,0),
根据椭圆的定义,可得点M到两焦点的距离之和为
+=4,
即2a=4,所以a=2,
又因为c=,
可得b==1,
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)当直线l的斜率不存在或斜率为0时,结合椭圆的对称性可知,kOA+kOB=0,不符合题意.
故设直线l的方程为
y=kx+m(k≠0),
A(x1,y1),B(x2,y2),
联立方程组
可得(4k2+1)x2+8kmx+4(m2-1)=0,则x1+x2=,
x1x2=,
所以kOA+kOB=+

=2k+=2k+
=,
由kOA+kOB=-,
可得m2=4k+1,所以k≥-,
又由Δ>0,可得16(4k2-m2+1)>0,
所以4k2-4k>0,
解得k<0或k>1,
综上可得,直线l的斜率的取值范围是∪(1,+∞).
跟踪训练2 解 (1)由题设可知
解得
则C:-y2=1.
(2)设点M的横坐标为xM>0,
当直线l的斜率不存在时,则直线l:x=2,
易知点M到y轴的距离为xM=2﹔
当直线l的斜率存在时,
设l:y=kx+m,
A(x1,y1),B(x2,y2),
联立整理得
(4k2-1)x2+8kmx+4m2+4=0,
Δ=64k2m2-16(4k2-1)(m2+1)
=0,
整理得4k2=m2+1,
联立整理得
(4k2-1)x2+8kmx+4m2=0,
则x1+x2=-
=-=-,
则xM==->0,
即km<0,
则x==4+>4,
即xM>2,
此时点M到y轴的距离大于2.
综上所述,点M到y轴的最小距离为2.
基础夯实
1.解 (1)由题意可得
又a2=b2+c2,解得a=3,b=.
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线l的斜率存在时,
设l:y=kx+t,
联立
消去y得(1+3k2)x2+6ktx+3t2-9=0,Δ=12(3+9k2-t2)>0,

又k1k2==-,
故y1y2=-x1x2且x1x2≠0,
即3t2-9≠0,则t2≠3,
又y1=kx1+t,y2=kx2+t,
所以=
=k2+
=k2+
==-,
整理得2t2=9k2+3≥3,
则t2≥且Δ>0恒成立.
·=x1x2+y1y2
=x1x2-x1x2=x1x2
=·=3·
=3,
又t2≥,且t2≠3,
故3∈[-3,0)∪(0,3).
当直线l的斜率不存在时,x2=x1,y2=-y1,则k1k2=-=-,
又+=1,解得x=,
则·=x-y=x=3.
综上,·的取值范围为[-3,0)∪(0,3].
2.解 (1)∵a=1,=2,
∴c=2,b2=3,
∴双曲线C的标准方程为
x2-=1.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
线段MN的中点Q(x0,y0),
联立
得(3-k2)x2-2kmx-m2-3=0,
依题意
即①
由根与系数的关系可得
x1+x2=,
x1·x2=-,
则x0==,
y0=kx0+m=,
∵|BM|=|BN|,∴BQ⊥MN,
∴kBQ==
=-,
∴3-k2=m,②
又k2=3-m>0,③
由①②③得
m<-或0优化提升
3.解 (1)由题意知,c=2,
因为焦点在y轴,设椭圆方程为
+=1(a>b>0),
将点P的坐标代入上式得
+=1,
联立方程
解得a2=8,b2=4,
所以椭圆方程为+=1.
(2)如图,当过F2 的两条互相垂直的直线的斜率都存在时,设直线AB的斜率为k,
则直线AB的方程为y=kx+2,直线CD的方程为
y=-x+2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),
联立直线AB与椭圆方程
得x2+kx-=0,
由根与系数的关系得
x1+x2=-,x1·x2
=-,
线段AB的长为
|AB|=|x1-x2|
=×
=4×,
同理联立直线CD与椭圆方程得到
|CD|=×
|x3-x4|=4×,
因为AB⊥CD,
所以四边形ACBD的面积
S=|AB|·|CD|
=16×
=8×,
令f(k)=·,t=,
则有0当0所以≤S<8;
当直线AB或CD有一条斜率不存在时,不妨设k=0,
则直线AB的方程为y=2,
将y=2代入椭圆方程,
得x=±,则|AB|=2,|CD|=2a=4,四边形ACBD的面积
S=|AB|·|CD|=8 ;
所以四边形ACBD面积的取值范围是.
4.解 (1)由题意可得
解得p=2.
故抛物线E的方程为y2=4x.
(2)由题意知直线l的斜率一定存在且不为0,F(1,0),设直线l的方程为x=ty+1,t≠0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
易知x1=ty1+1>0,
x2=ty2+1>0,
联立
消去x得y2-4ty-4=0.
所以y1+y2=4t,y1y2=-4.
由AC垂直于l,得直线AC的方程为y-y1=-t(x-x1),
联立
消去x得ty2+4y-4tx1-4y1=0.
所以y1+y3=-,
y1y3=.
所以|AC|=



=·|ty1+2|
=·(ty1+2).
同理可得
|BD|=·(ty2+2),
所以|AC|+|BD|
=·[t(y1+y2)+4]
=(t2+1)
=8,
令f(x)=,x>0,
则f′(x)=,x>0,
所以当x∈(0,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
所以当x=2时,f(x)取得最小值,即当t=±时,|AC|+|BD|的最小值为12.
5.
解 (1)由已知可得点A(-6,0),F(4,0),
设点P的坐标是(x,y),
则=(x+6,y),=(x-4,y).
∵PA⊥PF,∴·=0,

可得2x2+9x-18=0,得x=或x=-6.
由于y>0,故x=,于是y=.
∴点P的坐标是.
(2)由(1)可得直线AP的方程是x-y+6=0,点B(6,0).
设点M的坐标是(m,0).
则点M到直线AP的距离是,
于是=|m-6|,又-6≤m≤6,解得m=2.
由椭圆上的点(x,y)到点M的距离为d,
得d2=(x-2)2+y2=x2-4x+4+20-x2=+15,
由于-6≤x≤6,
由f(x)=+15的图象可知,
当x=时,d取最小值,且最小值为.
6.
解 (1)由抛物线的定义可得
|FA|=xA+=1+=2,所以p=2,
所以抛物线的方程为y2=4x.
(2)设直线l的方程为y=k(x-1),P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
Δ>0恒成立,
由根与系数的关系得
x1+x2=,x1x2=1,
因为AF⊥x轴,所以S△APQ=×|AF|×|x1-x2|=|x1-x2|=
=4=4.
因为≤k≤2,令t=,
所以S△APQ=4,
所以≤S△APQ≤8,
所以△APQ的面积的取值范围为[,8].
7.
解 (1)由抛物线的定义可知,焦点F到准线的距离为p,故p=2,所以C的方程为y2=4x.
(2)由(1)知F(1,0),
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则=(x2-x1,y2-y1),=(1-x2,-y2).
因为=9,所以
可得
又点P在抛物线C上,所以y=4x1,
即(10y2)2=4(10x2-9),
化简得y=x2-,
则点Q的轨迹方程为y2=x-.
设直线OQ的方程为y=kx,易知当直线OQ与曲线y2=x-相切时,斜率可以取最大.
联立y=kx与y2=x-消y,得k2x2-x+=0,
令Δ=-4k2·=0,解得k=±,
所以直线OQ斜率的最大值为.
8.
解 (1)由题意知+=1.
又=,解得a2=4,b2=1.
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)由(1)知椭圆E的方程为+=1.
(ⅰ)设P(x0,y0),=λ,
由题意知Q(-λx0,-λy0).
因为eq \f(x,4)+y=1,
又+=1,
即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)+y))=1,所以λ=2,即=2.
(ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
将y=kx+m代入椭圆E的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-16=0,
由Δ>0,可得m2<4+16k2,①
则有x1+x2=-,
x1x2=.
所以|x1-x2|=.
因为直线y=kx+m与y轴交点的坐标为(0,m),
所以△OAB的面积
S=|m||x1-x2|=

=2.
设=t,
将y=kx+m代入椭圆C的方程,
可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
由Δ≥0,可得m2≤1+4k2.②
由①②可知0<t≤1,
因此S=2=2,
故S≤2,
当且仅当t=1,即m2=1+4k2时取得最大值2.
由(ⅰ)知,△ABQ面积为3S,
所以△ABQ面积的最大值为6.第8部分第12节《圆锥曲线中定点与定值问题》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升
基础摸查
【题型展示】
题型一 定点问题
例1 已知椭圆C:+=1(a>b>0)的上顶点和两焦点构成的三角形为等腰直角三角形,且面积为2,点M为椭圆C的右顶点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若经过点P(t,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点,实数t取何值时以AB为直径的圆恒过点M
跟踪训练1 已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过A(0,-2),B()两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点P(1,-2)的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足=.证明:直线HN过定点.
题型二 定值问题
例2 已知点F(0,1),直线l:y=4,P为曲线C上的任意一点,且|PF|是P到l的距离的.
(1)求曲线C的方程;
(2)若经过点F且斜率为k(k≠0)的直线交曲线C于M,N两点,线段MN的垂直平分线交y轴于点H,求证:为定值.
跟踪训练2 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的虚轴长为4,直线2x-y=0为双曲线C的一条渐近线.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)记双曲线C的左、右顶点分别为A,B,过点T(2,0)的直线l交双曲线C于点M,N(点M在第一象限),记直线MA的斜率为k1,直线NB的斜率为k2,求证:为定值.
基础夯实
1.已知双曲线C的渐近线方程为y=±x,且过点P(3,).
(1)求C的方程;
(2)设Q(1,0),直线x=t(t∈R)不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线BQ与C交于另一点D,证明:直线AD过定点M.
2.已知抛物线C:x2=2py(p>0)与圆O:x2+y2=12相交于A,B两点,且点A的横坐标为2.F是抛物线C的焦点,过焦点的直线l与抛物线C相交于不同的两点M,N.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点M,N作抛物线C的切线l1,l2,P(x0,y0)是l1,l2的交点,求证:点P在定直线上.
优化提升
3.如图,已知椭圆C1:+=1,椭圆C2:+=1,A(-2,0),B(2,0),P为椭圆C2上的动点且在第一象限,直线PA,PB分别交椭圆C1于E,F两点,连接EF交x轴于Q点,过B点作BH交椭圆C1,C2于G,H点,且BH∥PA.
(1)证明:kBF·kBG为定值;
(2)证明:直线GF过定点,并求出该定点;
(3)若记P,Q两点的横坐标分别为xP,xQ,证明:xPxQ为定值.
4.在平面直角坐标系Oxy中,已知点A(-,0),B(,0),动点E(x,y)满足直线AE与BE的斜率之积为-,记E的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过点D(2,0)的直线l交C于P,Q两点,过点P作直线x=3的垂线,垂足为G,过点O作OM⊥QG,垂足为M.证明:存在定点N,使得|MN|为定值.
5.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1).
(1)求椭圆C的方程;
(2)设O为原点,直线l:y=kx+t(t≠±1)与椭圆C交于两个不同点P,Q,直线AP与x轴交于点M,直线AQ与x轴交于点N.若|OM|·|ON|=2,求证:直线l经过定点.
6.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P()满足|PF1|+|PF2|=2a,且S△PF1F2=.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点M(4,0)的直线l与C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,且y1y2≠0,问在x轴上是否存在定点N,使得直线NA,NB与y轴围成的三角形始终为底边在y轴上的等腰三角形?若存在,求出定点N的坐标;若不存在,请说明理由.
7.已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标.
8.已知抛物线C的顶点在原点,焦点在坐标轴上,点A(1,2)为抛物线C上一点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若点B(1,-2)在抛物线C上,过点B作抛物线C的两条弦BP与BQ,若kBP·kBQ=-2,求证:直线PQ过定点.
9.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,A(a,0),B(0,b),O(0,0),△OAB的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P是椭圆C上一点,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N.求证:|AN|·|BM|为定值.
10.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A、B,已知|AB|=4,且点()在椭圆上,其中e是椭圆的离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P是椭圆C上异于A、B的点,与x轴垂直的直线l分别交直线AP、BP于点M、N,求证:直线AN与直线BM的斜率之积是定值.
11.椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,P(m,0)为C的长轴上的一个动点,过P点且斜率为的直线l交椭圆C于A,B两点,当m=0时,·=-.
(1)求椭圆C的方程;
(2)证明:|PA|2+|PB|2为定值.
12.已知抛物线C:y2=2px经过点P(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.
(1)求直线l的斜率的取值范围;
(2)设O为原点,=λ,=μ,求证:+为定值.
参考答案:
基础摸查
【题型展示】
例1 解 (1)由题意知解得b=c=,
又a2-b2=c2,则a=2,
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)由(1)知M(2,0),
若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=t(-2此时A,
B,
由·=0得
·
=0,
解得t=或t=2(舍),即t=.
若直线l的斜率存在,不妨设直线l:y=k(x-t),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立
得(1+2k2)x2-4k2tx+2k2t2-4=0.
所以x1+x2=,
x1x2=.
由题意知·=0,
即(x1-2,y1)·(x2-2,y2)=0,
易得(1+k2)x1x2-(2+k2t)(x1+x2)+4+k2t2=0,
即(1+k2)(2k2t2-4)-(2+k2t)·4k2t+(4+k2t2)(1+2k2)=0,
整理得k2(3t2-8t+4)=0,
因为k不恒为0,
故解得t=或t=2(舍),
综上,当t=时,以AB为直径的圆恒过点M.
跟踪训练1 (1)解 设椭圆E的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n),
由椭圆E过A(0,-2),
B两点,
得解得
∴椭圆E的方程为+=1.
(2)证明 当直线MN的斜率不存在时,lMN:x=1,
由得y2=,
∴y=±.
结合题意可知M,
N,
∴过M且平行于x轴的直线的方程为y=-.
易知点T的横坐标xT∈,
直线AB的方程为
y-(-2)=×(x-0),
即y=x-2,
由得xT=3-,
∴T.
∵=,
∴H,
lHN:y-=(x-1),
即y=x-2.
此时直线HN过定点(0,-2).
当直线MN的斜率存在时,如图,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
lMN:y=kx+m(由直线MN过点P(1,-2)可得k+m=-2).

得(3k2+4)x2+6kmx+3m2-12=0,
Δ>0,
∴x1+x2=-,
x1x2=.
过M且平行于x轴的直线的方程为y=y1,
与直线AB的方程联立,

得xT=,
∴T.
∵=,∴H(3y1+6-x1,y1),
lHN:y-y2=·(x-x2),
即y=x+y2-
·x2.
令x=0,得y=y2-

=.
∵y1y2=(kx1+m)(kx2+m)
=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2
=,
y1+y2=(kx1+m)+(kx2+m)
=k(x1+x2)+2m=,
x1y2+x2y1=x1(kx2+m)+x2(kx1+m)=2kx1x2+m(x1+x2)
=,
∴-(x1y2+x2y1)+3y1y2
=+

=,
-(x1+x2)+6+3(y1+y2)
=+6+

=,
∴y==-2,
∴直线HN过定点(0,-2).
综上,直线HN过定点(0,-2).
例2 (1)解 设P(x,y),由已知得=|y-4|,整理得+=1,即为曲线C的方程.
(2)证明 设经过点F且斜率为k(k≠0)的直线的方程为y=kx+1,与曲线C的方程联立得消去y整理得(4+3k2)x2+6kx-9=0,
Δ=36k2+4×9×(4+3k2)
=144(1+k2)>0恒成立,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则|MN|=|x1-x2|
=×=,
x1+x2=-,
设线段MN的中点为T(x0,y0),
则x0==-,
y0=kx0+1=,
线段MN的垂直平分线的斜率为
-,方程为
y-=-,
令x=0,解得y=,
即为点H的纵坐标,
∴|FH|=1-=,
∴==,
即为定值.
跟踪训练2 解 (1)∵虚轴长为4,
∴2b=4,即b=2,
∵直线2x-y=0为双曲线C的一条渐近线,
∴=2,∴a=1,
故双曲线C的标准方程为
x2-=1.
(2)由题意知,A(-1,0),B(1,0),
由题可知,直线l的斜率不能为零,故可设直线l的方程为x=ny+2,
设M(x1,y1),
N(x2,y2),
联立
得(4n2-1)y2+16ny+12=0,
∴y1+y2=-,
y1y2=,
∴ny1y2=-(y1+y2),
∵直线MA的斜率k1=,
直线NB的斜率k2=,
∴=====-,为定值.
基础夯实
1.解 (1)因为双曲线C的渐近线方程为y=±x,
则可设双曲线的方程为
-=λ(λ≠0),
将点P(3,)代入得-=λ,
解得λ=,
所以双曲线C的方程为-y2=1.
(2)显然直线BQ的斜率不为零,
设直线BQ:x=my+1,B(x1,y1),
D(x2,y2),A(x1,-y1),
联立消去x,整理得
(m2-3)y2+2my-2=0,
依题意得m2-3≠0,
且Δ=4m2+8(m2-3)>0,
即m2>2且m2≠3,
y1+y2=-,y1y2=-,
直线AD的方程为
y+y1=(x-x1),
令y=0,
得x=+x1



===3.
所以直线AD过定点M(3,0).
2.(1)解 点A的横坐标为2,代入圆O得y=2,
所以A(2,2),
代入解得p=2,所以抛物线的方程为x2=4y.
(2)证明 抛物线C:y=,
则y′=,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
所以切线PM的方程为
y-y1=(x-x1),
即y=x-,
同理切线PN的方程为
y=x-,
联立解得点P,
设直线MN的方程为y=kx+1,代入x2=4y,
得x2-4kx-4=0,所以x1x2=-4,
所以点P在y=-1上,结论得证.
优化提升
3.(1)证明 设P(x0,y0),
则+=1,可得y=9-,
则kPA=,kPB=,
则kPA·kPB=
==-,
因为BG∥PA,
所以kBF·kBG=kPA·kPB=-.
(2)解 当直线GF的斜率存在时,设GF的方程为y=k(x-t)(k≠0),
则联立消去y得(4k2+3)x2-8k2tx+4k2t2-12=0.
则Δ=64k4t2-16(4k2+3)(k2t2-3)=48(4k2+3-k2t2)>0,
设G(x1,y1),F(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=,
由kBF·kBG=·==-,
得=-,
约去k2并化简得t2-3t+2=0,解得t=1(t=2不符合题意,舍去),此时直线GF过定点(1,0);
当直线GF的斜率不存在时,
设GF的方程为x=m,其中m≠2,
联立
解得y=±,
则F,
G,
所以kBF·kBG=-=-,解得m=1.
综上,直线GF过定点(1,0).
(3)证明 设PA的方程为
y=k1(x+2)(k1>0),
则解得E点的坐标为.
由(1)知P(x0,y0),y=9-,
由k1=,则E点的坐标为.
同理,记PB的斜率为k2,则F点的坐标为,
由k2=,则F点的坐标为,
则EF的斜率
kEF=
=,
所以直线EF的方程为y+=·.
令y=0,得xQ=,又xP=x0,
故xPxQ=x0·=4.
4.(1)解 由A(-,0),B(,0),
E(x,y)可得kAE=,
kBE=,
由题意得×=-,
化简得+=1(|x|≠),
所以曲线C是中心在原点,焦点在x轴上的椭圆(不含左右顶点).
(2)证明 由(1)知直线l与x轴不重合,可设l:x=my+2,P(x1,y1),
Q(x2,y2),
联立
得(m2+3)y2+4my-2=0.
Δ=24m2+24>0,
则y1+y2=-,
y1y2=-,
故有m=.
因为G(3,y1),Q(my2+2,y2),
所以直线QG的斜率为==2y1,
则直线QG的方程为
y-y1=2y1(x-3),
即y=2y1,
故直线QG过定点H.
因为OM⊥QG,所以△OHM为直角三角形,
取OH的中点N,
则|MN|=|OH|=,
即|MN|为定值.
综上,存在定点N,
使得|MN|为定值.
5.
(1)解 由题意,得b=1,c=1,
所以a2=b2+c2=2.
所以椭圆C的方程为+y2=1.
(2)证明 设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则直线AP的方程为y=x+1.
令y=0,得点M的横坐标xM=-.
又y1=kx1+t,
从而|OM|=|xM|=.
同理,|ON|=.
由得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-2=0,
则Δ=(4kt)2-4(1+2k2)(2t2-2)=16k2-8t2+8>0,
且x1+x2=-,x1x2=.
所以|OM|·|ON|
=·
==
=2.
又|OM|·|ON|=2,所以2=2.
解得t=0,满足Δ>0,所以直线l经过定点(0,0).
6.
解 (1)因为|PF1|+|PF2|=2a,
所以点P在椭圆C上.
将代入+=1,得+=1.①
设椭圆C的焦距为2c,则S△PF1F2=×2c·=,求得c=.
从而a2-b2=3.②
由①②可得a2=4,b2=1.
所以椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)显然直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程为y=k(x-4).
设A(x1,y1),B(x2,y2).
假设存在点N(t,0),因为直线NA,NB与y轴围成的三角形始终为底边在y轴上的等腰三角形,
所以kNA+kNB=0,
即kNA+kNB=+
=+
=k·=0,
即2x1x2-(t+4)(x1+x2)+8t=0.
由消去y并整理,得
(1+4k2)x2-32k2x+64k2-4=0.
由Δ=(-32k2)2-4(1+4k2)(64k2-4)>0,求得0则x1+x2=,x1x2=.
所以2×-(t+4)×+8t=0,解得t=1.
于是在x轴上存在定点N(1,0),使得直线NA,NB与y轴围成的三角形始终为底边在y轴上的等腰三角形.
7.
解 (1)由题意,设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),a+c=3,a-c=1,a=2,c=1,b2=3,
所以椭圆C的标准方程为+=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,
Δ=64m2k2-16(3+4k2)(m2-3)>0,3+4k2-m2>0.
x1+x2=-,x1·x2=,
y1·y2=(kx1+m)·(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=.
因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0),kAD·kBD=-1,
所以·=-1,y1y2+x1x2-2(x1+x2)+4=0,+++4=0,7m2+16mk+4k2=0,解得m1=-2k,m2=-,
且满足3+4k2-m2>0.
当m=-2k时,l:y=k(x-2),直线过定点(2,0),与已知矛盾;
当m=-时,l:y=k,直线过定点.
综上可知,直线l过定点,定点坐标为.
8.
(1)解 若抛物线的焦点在x轴上,设抛物线方程为y2=ax,代入点A(1,2),可得a=4,所以抛物线方程为y2=4x.
若抛物线的焦点在y轴上,设抛物线方程为x2=my,代入点A(1,2),可得m=,所以抛物线方程为x2=y.
综上所述,抛物线C的方程是y2=4x或x2=y.
(2)证明 因为点B(1,-2)在抛物线C上,所以由(1)可得抛物线C的方程是y2=4x.
易知直线BP,BQ的斜率均存在,设直线BP的方程为y+2=k(x-1),
将直线BP的方程代入y2=4x,消去y,得
k2x2-(2k2+4k+4)x+(k+2)2=0.
设P(x1,y1),则x1=,
所以P.
用-替换点P坐标中的k,
可得Q((k-1)2,2-2k),从而直线PQ的斜率为

=,
故直线PQ的方程是
y-2+2k=·[x-(k-1)2].
通过观察,应有-k2+2k+2=x-(k-1)2,得x=3,y=2,
所以直线PQ恒过定点(3,2).
9.
(1)解 由已知=,ab=1.
又a2=b2+c2,解得a=2,b=1,c=.
∴椭圆方程为+y2=1.
(2)证明 由(1)知,A(2,0),B(0,1).
设椭圆上一点P(x0,y0),则eq \f(x,4)+y0=1.
当x0=0时,y0=-1,
|BM|=2,|AN|=2,
所以|AN|·|BM|=4.
当x0≠0时,直线PA方程为
y=(x-2),
令x=0得yM=.
从而|BM|=|1-yM|=.
直线PB方程为y=x+1.
令y=0得xN=.
∴|AN|=|2-xN|=.
∴|AN|·|BM|
=·
=·
=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(x+4y+4x0y0-4x0-8y0+4,x0y0-x0-2y0+2)))
==4.
故|AN|·|BM|为定值.
10.
(1)解 ∵|AB|=4,∴2a=4,∴a=2,
又点在椭圆上,∴+=1.
又b2+c2=a2=4,联立方程组解得b2=3,
∴椭圆方程为+=1.
(2)证明 设点P的坐标为(s,t),点M,N的横坐标为m(m≠±2),
则直线AP的方程为y=(x+2),
故M,故直线BM的斜率k1=,
同理可得直线AN的斜率
k2=,
故k1k2=·=.
又点P在椭圆上,∴+=1,
∴t2=-(s2-4),
∴k1k2==-.
即直线AN与直线BM的斜率之积为定值.
11.
(1)解 易知=.
当m=0时,P(0,0),直线l的方程为y=x,
代入+=1并整理得x2=.
设A(x0,y0),则B(-x0,-y0),
·=-x-y=-x=-·.
又因为·=-,
所以a2=25,b2=16,
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)证明 l的方程为x=y+m,
代入+=1,
并整理得25y2+20my+8(m2-25)=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
则y1+y2=-,y1y2=,
则|PA|2=(x1-m)2+y=y,
同理|PB|2=y.
则|PA|2+|PB|2=(y+y)
=[(y1+y2)2-2y1y2]
=·=41.
所以|PA|2+|PB|2为定值.
12.
(1)解 因为抛物线y2=2px过点(1,2),
所以2p=4,即p=2.故抛物线C的方程为y2=4x.
由题意知,直线l的斜率存在且不为0.
设直线l的方程为y=kx+1(k≠0).
由得k2x2+(2k-4)x+1=0.
依题意Δ=(2k-4)2-4×k2×1>0,
解得k<0或0又PA,PB与y轴相交,故直线l不过点(1,-2).
从而k≠-3.
所以直线l斜率的取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1).
(2)证明 设A(x1,y1),B(x2,y2).
由(1)知x1+x2=-,x1x2=.
直线PA的方程为y-2=(x-1).
令x=0,得点M的纵坐标为yM=+2=+2.
同理得点N的纵坐标为yN=+2.
由=λ,=μ得λ=1-yM,μ=1-yN,
所以+=+
=+
=·
=·=2,
所以+为定值.

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