资源简介 重难点突破13 切线与切点弦问题目录01 方法技巧与总结 202 题型归纳与总结 3题型一:切线问题 3题型二:切点弦过定点问题 10题型三:利用切点弦结论解决定值问题 17题型四:利用切点弦结论解决最值问题 25题型五:利用切点弦结论解决范围问题 3203 过关测试 381、点在圆上,过点作圆的切线方程为.2、点在圆外,过点作圆的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.3、点在圆内,过点作圆的弦(不过圆心),分别过作圆的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.4、点在圆上,过点作圆的切线方程为.5、点在圆外,过点作圆的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.6、点在圆内,过点作圆的弦(不过圆心),分别过作圆的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为.7、点在椭圆上,过点作椭圆的切线方程为.8、点在椭圆外,过点作椭圆的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.9、点在椭圆内,过点作椭圆的弦(不过椭圆中心),分别过作椭圆的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.10、点在双曲线上,过点作双曲线的切线方程为.11、点在双曲线外,过点作双曲线的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.12、点在双曲线内,过点作双曲线的弦(不过双曲线中心),分别过作双曲线的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.13、点在抛物线上,过点作抛物线的切线方程为.14、点在抛物线外,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.15、点在抛物线内,过点作抛物线的弦,分别过作抛物线的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.题型一:切线问题【典例1-1】已知为坐标原点,双曲线的左、右焦点分别为,,过上一点作的两条渐近线的平行线,分别交轴于,两点,且,内切圆的圆心到轴的距离为.(1)求的标准方程;(2)(ⅰ)设点为上一点,试判断直线与C的位置关系,并说明理由;(ⅱ)设过点的直线与交于,两点(异于的两顶点),在点,处的切线交于点,线段的中点为,证明:,,三点共线.【解析】(1)如图所示,设,则,不妨设直线的方程为,则直线的方程.令,得,,则.设的内切圆(圆心为)分别与,,切于点,,,则,所以为的顶点,所以轴,的横坐标为,所以,故的标准方程为;(2)(ⅰ)由,得,结合,得,所以.所以直线与相切.(ⅱ)由题易得直线的斜率不为,设直线的方程为,代入,得,其中,设,,则,,,则,,由(ⅰ),在点,处的切线方程分别为,.两式联立,得,,即,所以,故,,三点共线.【典例1-2】(2024·湖南长沙·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为为上顶点,离心率 为,直线与圆相切.(1)求椭圆的标准方程;(2)椭圆方程,平面上有一点. 定义直线方程 是椭圆在点处的极线.① 若在椭圆上,证明: 椭圆在点处的极线就是过点的切线;② 若过点分别作椭圆的两条切线和一条割线,切点为,割线交椭圆 于两点,过点分别作椭圆的两条切线,且相交于点. 证明: 三点共线.【解析】(1)由已知,,则所以直线 ,即 ,该直线与圆 与相切,则,所以解得,,故椭圆的标准方程为(2)① 由(1)得椭圆的方程是 .因为在椭圆上,所以,即,由定义可知椭圆在点 处的极线方程为 ,当时,,此时极线方程为,所以处的极线就是过点的切线,当时,极线方程为,即,由,得,所以,所以处的极线就是过点的切线,综上所述,椭圆在点处的极线就是过点的切线;② 设点,由①可知,过点的切线方程为,过点的切线方程为,因为都过点,所以有,则割线的方程为,同理可得过点的两条切线的切点弦的方程为,即,又因为割线过点,代入割线方程得,即 ,所以三点共线,都在直线上.【变式1-1】在平面直角坐标系中,动点到定点的距离比点到轴的距离大,设动点的轨迹为曲线,直线交曲线于两点,是线段的中点,过点作轴的垂线交曲线于点.(1)求曲线的方程;(2)证明:曲线在点处的切线与平行;(3)若曲线上存在关于直线对称的两点,求的取值范围.【解析】(1)设点,由;(2)∵点在抛物线上,∴,求导得,在点的切线方程为,即,②-①得,即,∴,则,令方程为,代入得:,点坐标为,以点为切点的切线斜率为,故曲线在处的切线与平行;(3)若存在两点关于直线对称,则,令中点,令方程为,由于在直线上,故有,根据(2)结论可知,即,故,将直线与抛物线联立得:或.【变式1-2】已知抛物线,焦点为.过抛物线外一点(不在轴上)作抛物线的切线,其中为切点,两切线分别交轴于点.(1)求的值;(2)证明:①是与的等比中项;②平分.【解析】(1)抛物线焦点,设点,设抛物线的切线的方程分别为:由整理得,,由,可得,同理,则抛物线的切线的方程分别为:则,,则,(2)①由(1)可得,,则,,则,故是与的等比中项;②,则,又,则故平分.【变式1-3】(2024·江西·高三校联考开学考试)已知抛物线,F为C的焦点,过点F的直线与C交于H,I两点,且在H,I两点处的切线交于点T.(1)当的斜率为时,求;(2)证明:.【解析】(1)依题意,抛物线的焦点,准线方程,当l的斜率为时,l的方程为,由,得,设,,则,所以.(2)依题意,直线l的斜率存在,设直线l的方程为,由消去y得,由(1),,,,对求导,得,切线的方程为,切线的方程为,由,解得,即,当时,,显然;当时,直线的斜率为,因此,所以.题型二:切点弦过定点问题【典例2-1】如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线:.(1)若点在:上,记G的几何中心为点,则当取得最大值时,求点的坐标.(2)已知动点、在C上,分别过、作抛物线的切线、,设和相交于点T,若点T恒在直线:上,求证:直线经过定点.(3)将绕原点顺时针旋转90°得到,给定点,上有四点、、、,满足,、均三点共线,且、都在x轴上方,设线段和的中点分别为T、S,试判断:直线是否会经过一个定点?若会,请求出这个定点的坐标,若不会,请说明理由.【解析】(1)由:可知,,由,故,当且仅当、、三点共线且在、之间时,等号成立,此时且点在直线上,即有,即,则,即;(2)设,,,由,则,整理得,则有,整理得,同理可得,有,即点、均在直线上,即有,即,则有,解得,故直线经过定点,且该定点为;(3)将绕原点顺时针旋转90°得到,则点为抛物线焦点,由,、均三点共线,故、都经过,设,,不妨设,设,则,由,得,故,,,,所以,由,则同理可得.若,则,直线过点,若,则,直线过点.综上,直线过定点.【典例2-2】已知曲线上的动点满足,且.(1)求的方程;(2)已知直线与交于两点,过分别作的切线,若两切线交于点,且点在直线上,证明:经过定点.【解析】(1)因为,所以曲线是以为焦点,以2为实轴长的双曲线,所以实半轴长,半焦距,虚半轴长,所以曲线的方程为.(2)由题知切线斜率均存在,所以设过点所作的切线分别为,由题意知且,由得,因为与相切,所以,且,整理得.此时可得,即.同理.由得.直线的斜率为,所以的方程为,令,得,即经过定点.【变式2-1】(2024·青海海西·模拟预测)过直线上一个动点作抛物线的两条切线,分别为切点,直线与轴分别交于两点.(1)证明:直线过定点,并求点的坐标;(2)在(1)的条件下,为坐标原点,求的最大值.【解析】(1)设的坐标分别为,点的坐标为,由有,可得直线的方程分别为,又由,直线的方程可化为,同理直线的方程为,又由点在直线上,有,可得点都在直线上,整理为,又由满足方程,故直线过定点,定点的坐标为;(2)直线的方程可化为,联立方程消去后整理为,可得,有,在直线的方程中,令,有,可得,可得点的坐标为,同理可得点的坐标为.有,有.当时,令,有,①当时,(当且仅当时取等号),有;②当时,(当且仅当时取等号),有,有,有,可得.由上知的最大值为.【变式2-2】(2024·浙江杭州·模拟预测)已知椭圆,直线,是直线上的动点,过作椭圆的切线,,切点分别为,(1)当点坐标为时,求直线的方程;(2)求证:当点在直线上运动时,直线恒过定点;(3)是否存在点使得的重心恰好是椭圆的左顶点,如果存在,求出点的坐标;如果不存在,请说明理由.【解析】(1)设,已知椭圆为,由椭圆的切线方程,切线的方程为,又点在该直线上,所以,切线的方程为,又点在该直线上,所以,则点,都在直线上,即直线的方程是,当点坐标为时,,所以直线的方程是,即.(2)由(1)知直线的方程是,又点在直线上,所以,得,代入的方程得,即,所以,解得,直线恒过定点.(3)因为直线的方程是,所以,代入得,整理得,因为的重心为,所以,,所以,得,解得,则,此时轴,成立,所以点存在,坐标为.【变式2-3】已知抛物线:过点,点B为直线上的动点,过点B向曲线C引两条切线,切点分别为,,判断直线是否过定点?若过定点,请求出此定点坐标,否则说明理由.【解析】将代入可得,解得,故,设,,∵,∴,∴:∵在直线上,∴,整理有:,同理∴,为的两根,∴,,∵,又的中点∴即,∴过定点题型三:利用切点弦结论解决定值问题【典例3-1】(2024·全国·模拟预测)一般地,抛物线的三条切线围成的三角形称为抛物线的切线三角形,对应的三个切点形成的三角形称为抛物线的切点三角形.如图,,分别为抛物线的切线三角形和切点三角形,为该抛物线的焦点.当直线的斜率为时,中点的纵坐标为.(1)求.(2)若直线过点,直线分别与该抛物线的准线交于点,记点的纵坐标分别为,证明:为定值.(3)若均不与坐标原点重合,证明:【解析】(1)由题可知点均在该抛物线上,故设,,由题意得当时,,故,所以.(2)由(1)得该抛物线的方程为,所以,准线为.因为直线过点,所以与共线,由题可知点在该抛物线上,故设,则,,所以,因为,所以.由题意知直线的斜率均存在且均不为,易知直线的方程为,即,令得,同理可得,所以,因为,所以,所以为定值.(3)由题意知抛物线在三点处的切线的斜率都存在且不为.设抛物线在点处的切线方程为,与联立,消去并整理得,由,解得.所以抛物线在点处的切线方程为.同理可得抛物线在点处的切线方程为,在点处的切线方程为.由,解得,所以,同理可得,,又,,,所以.由两点间的距离公式得,同理可得,,所以,所以.【典例3-2】(2024·四川内江·三模)已知抛物线E的准线方程为:,过焦点F的直线与抛物线E交于A、B两点,分别过A、B两点作抛物线E的切线,两条切线分别与y轴交于C、D两点,直线CF与抛物线E交于M、N两点,直线DF与抛物线E交于P、Q两点.(1)求抛物线E的标准方程;(2)证明:为定值.【解析】(1)因为抛物线的准线为:,设,则,所以,故抛物线E的标准方程为.(2)易知抛物线E的焦点,设直线AB的方程为,、,联立可得,由韦达定理可得,,接下来证明抛物线E在点A处的切线方程为,联立可得,即,即,所以,直线与抛物线E只有唯一的公共点,所以,AC的方程为,同理可知,直线BD的方程为,在直线AC的方程中,令,可得,即点,同理可得点,所以,直线的方程为,即,设点、,联立,可得,由韦达定理可得,,所以,同理可得,所以,故为定值.【变式3-1】已知,分别为椭圆:和双曲线:的离心率.(1)若,求的渐近线方程;(2)过上的动点作的两条切线,经过两个切点的直线与的两条渐近线围成三角形的面积为S,试判断S是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【解析】(1)由题意得,,所以,又,解得,故双曲线的渐近线方程为,(2)设两个切点,,由题意知,斜率存在,下证切线的方程为,联立,得,因为,即,则上式可化为,所以,直线的方程为:,所以切线:,同理切线方程为:,由,过点可得,可得直线的方程为,联立,解得;联立,解得;不妨设直线与双曲线两渐近线交于两点为,,则围成三角形的面积因P在双曲线上,,则为定值.【变式3-2】(2024·全国·模拟预测)已知抛物线的方程为,把该抛物线整体平移,使其顶点与坐标原点重合,平移后的抛物线记作.(1)写出平移过程,并求抛物线的标准方程;(2)已知是抛物线的内接三角形(点在直线的下方),过作抛物线的切线交于点,再过作抛物线的切线分别交于点,记,的面积分别为,证明为定值.【解析】(1)因为,若使平移后的抛物线顶点与坐标原点重合,只需把该抛物线上所有的点向左平移个单位长度,再向下平移个单位长度得到,所以抛物线的标准方程为.(2)由(1)知,则.设,互不相等,因为,则直线,即,同理,直线,联立方程组,解得,所以,同理得,则,,则,同理得,,则,所以,则,所以为定值.【变式3-3】已知圆有以下性质:①过圆上一点的圆的切线方程是.②若为圆外一点,过作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为;③若不在坐标轴上的点为圆外一点,过作圆的两条切线,切点分别为,则垂直,即,且平分线段.(1)类比上述有关结论,猜想过椭圆上一点的切线方程(不要求证明);(2)过椭圆外一点作两直线,与椭圆相切于两点,求过两点的直线方程;(3)若过椭圆外一点(不在坐标轴上)作两直线,与椭圆相切与两点,求证:为定值,且平分线段.【解析】(1)过椭圆上一点的切线方程为.(2)过椭圆外一点作两直线,与椭圆相切于两点,设,由(1)的结论可得处的切线方程为,处的切线方程为,又两切线都过,可得,由过两点确定一条直线可得,过的直线方程为.(3)由(2)可得过的直线方程为,可得,则;由都在椭圆上,可得,相减可得,设的中点为,可得,则,又,则得,则过的中点,即平分线段.题型四:利用切点弦结论解决最值问题【典例4-1】如图,抛物线:上异于坐标原点的两不同动点、满足.(1)求证:直线过定点;(2)过点,分别作抛物线的切线交于点,求的面积的最小值.【解析】(1)证明:设直线的方程为,,,与抛物线方程联立得,,,,,所以,而,代入得:,解得:或(舍去),直线的方程为,必过定点.(2)由抛物线的方程为,得:,所以,:,:,联立方程由(1)知:,.解得,即.点到直线的距离,,所以,因,所以,故当时,的面积取得最小值32.【典例4-2】(2024·河北邢台·二模)已知定点,轴于点H,F是直线OA上任意一点,轴于点D,于点E,OE与FD相交于点G.(1)求点G的轨迹方程C;(2)过的直线交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率分别为和,证明:为定值;(3)在直线上任取一点,过点B分别作曲线C:的两条切线,切点分别为M和N,设的面积为S,求S的最小值.【解析】(1)设,易知直线,则,因为三点共线,则;(2)设,过的直线为与联立得,则,又,同理,故;(3)设,因为,所以,所以处切线方程为方程为:,处切线方程为:,整理得,和,代入上述方程,得,,因此直线的方程为,由,整理得,易知,所以,,所以,点到直线的距离为,,当且仅当时,取得最小值4.【变式4-1】(2024·高三·重庆·期中)在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,是抛物线上位于轴两侧不对称的两动点,且.(1)求证:直线恒过一定点,并求出该点坐标;(2)若点为轴上一定点,且;(ⅰ)求出点坐标;(ⅱ)过点作平行于轴的直线,在上任取一点作抛物线的两条切线,切点为,,求面积的最小值.【解析】(1)证明:由题意知,所以,所以抛物线,设,,由条件可设直线方程,联立,得,则,,由,得,因为,,所以,解得或,因为是抛物线上位于轴两侧不对称的两动点,所以,所以,又,所以,所以直线方程,所以直线恒过一定点,且定点坐标为;(2)(ⅰ)由小问(1)可知直线方程,,,设轴上的定点,由,得为的角平分线,即直线与直线关于轴对称,则,即,所以,化简可得,因为位于轴两侧不对称,所以,所以,因为,所以,所以点坐标为.(ⅱ)设,,,,,对求导得,,则抛物线在的切线方程为,同理抛物线在的切线方程为,又切线过,所以,,所以直线的方程为,即,整理得,所以直线过定点,点到的距离,联立方程,得,,,,所以弦长,所以的面积,所以当时,即时,的面积的最小值为.【变式4-2】已知椭圆的离心率为,且过点.抛物线的焦点坐标为.(1)求椭圆和抛物线的方程;(2)若点是直线上的动点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为、,直线交椭圆于两点.①求证直线过定点,并求出该定点坐标;②当的面积取最大值时,求直线的方程.【解析】(1)由于椭圆的离心率,即,得,所以设椭圆方程为,因为椭圆过点,所以,得,所以椭圆方程为,因为抛物线的焦点坐标为,所以,得,所以抛物线方程为;(2)①证明:由,得,则,设,且满足,设,则切线的斜率为,所以直线为,因为,所以切线为,同理可得切线的方程为,因为切线同时过点,所以,所以可得直线的方程为,因为,所以,即,由,得,所以直线恒过定点②作仿射变换则过定点,过作轴于,于,设与轴交于,令为,则由,得,所以,因为,所以因为,所以,当且仅当时取等号,此时,所以,所以,化简得,解各或,∴或,或.题型五:利用切点弦结论解决范围问题【典例5-1】(2024·高三·四川成都·开学考试)经过圆上一动点作椭圆的两条切线,切点分别记为,直线分别与圆相交于异于点的两点.(1)求证:;(2)求的面积的取值范围.(参考结论:点是椭圆外一点,过P作该椭圆的两条切线,切点为A,B,则直线AB的方程为.)【解析】(1)证明:设点.①当直线的斜率都存在时,设过点与椭圆相切的直线方程为.联立,消去得..令,整理得:.设直线的斜率分别为.∴.又.∴.∴,即为圆的直径,∴.②当直线或的斜率不存在时,不妨设,则直线的方程为.∴点,点,也满足.综上,有.(2)设点,点.当直线的斜率存在时,设直线的方程为.联立,消去得,.令,整理得.则.∴直线的方程为.化简可得,即.经验证,当直线的斜率不存在时,直线的方程为或,也满足.同理,可得直线的方程为.∵在直线上,∴,.∴直线的方程为.联立,消去得.∴,,∴.又点到直线的距离.,令,.则.又,∴的面积的取值范围为【典例5-2】已知椭圆:和圆:,点是圆上的动点,过点作椭圆的切线,切点为A,B.(1)若点的坐标为,证明:直线;(2)求O到直线的距离的范围.【解析】(1)依题意,切线的斜率存在,设切线方程为,由消去得,则,设的方程两根为,则,即直线的斜率有,所以.(2)设椭圆上点,当椭圆在点处的切线斜率存在时,设其方程为,由消去得,则,化简得,而,于是,即,解得,直线的方程为,整理得,当直线的斜率不存在时,点或,对应的切线方程分别为或,满足上式,因此椭圆上任意点处的切线的方程为,则椭圆上点处的切线的方程为,设点,显然,由于直线,都过点,即,显然点的坐标都满足方程,于是直线的方程为,则原点O到直线的距离,而,则当时,,当时,,所以点O到直线的距离的取值范围是.【变式5-1】已知抛物线C:(p>0)的焦点为F,过F点且垂直x轴的直线l交抛物线C于M,N两点,.(1)求抛物线C的方程;(2)圆Q:,点P在圆Q上,PA,PB是抛物线C的两条切线,A,B是切点,求面积的范围.【解析】(1)由题意知, 代入,解得=1,所以抛物线C的方程为(2)设,设切线方程为,由得,,所以,注意到,有,,方程为,,所以,则切线方程,,同理切线方程, 设,则有,,所以AB方程为: 即点到直线AB的距离联立 得,,,所以,令t= 又因为,所以 ; ,综上的面积的范围是.【变式5-2】(2024·四川遂宁·模拟预测)已知过点的直线与抛物线交于两点,抛物线在点处的切线为,在点处的切线为,直线与直线交于点,当直线的倾斜角为时,.(1)求抛物线的方程;(2)设线段的中点为,求的取值范围.【解析】(1)当的斜率为时,则,不妨设,由可得,,所以,,即,因为,解得:.从而抛物线的方程为(2)由题意可知直线有斜率,设直线,,由可得,,则所以,于是,即而由,则,于是抛物线在点处的切线的方程为即 同理可得,在点处的切线的方程为 联立 ,解得,于是 则从而所以,的取值范围是1.已知抛物线E:,过点的直线与E交于A,B两点,设E在点A,B处的切线分别为和,与的交点为P.(1)若点A的坐标为,求的面积(O为坐标原点);(2)证明:点P在定直线上.【解析】(1)直线AB的斜率直线AB的方程为,即联立方程,整理得:设,则,设直线AB与y轴的交点为D,则(2)由,得的方程为:,整理得:同理可得的方程为:设,联立方程,解得因为点T(1,2)在抛物线内部,可知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为,与抛物线方程联立得:故,,所以,,可得所以点P在定直线上2.在直角坐标系中,动圆经过点且与直线相切,记动圆圆心的轨迹为曲线C.直线y=x+b(其中b为非零常数)与曲线C交于两点,设曲线C在点处的切线分别为和,已知和分别与轴交于点M,N.与的交点为T.(1)求曲线C的轨迹方程;(2)求点T的横坐标;(3)已知与面积之比为5,求实数b的值.【解析】(1)由题意分析可知C到点的距离等于C到与直线的距离,故曲线C的轨迹为抛物线,且以为焦点,以为准线.故曲线C的轨迹方程为.(2)由得,设,,.联立直线和抛物线,消去y得,则,,,得.:,:,联立和,解得,,即.故T点横坐标为.(3):,令,得;:,令,得..设AB中点为H点,,将带入得.所以,所以.已知且,解得或.3.已知椭圆,焦点在轴上的双曲线的离心率为,且过点,点在上,且,在点处的切线交于两点.(1)求直线的方程(用含的式子表示);(2)若点,求面积的最大值.【解析】(1)焦点在轴上的双曲线的离心率为,则双曲线为等轴双曲线,设双曲线方程为,由双曲线过点,代入方程,解得双曲线,点在上,有,因为点在第一象限,所以可以将双曲线变形为.求导有,当时,,所以的方程为:,化简有.(2)设,有,联立 ,消去得,有,,,点到直线的距离,则,将代入,有当且仅当时取等号,故面积的最大值为.4.(2024·高三·河北保定·开学考试)已知双曲线的实轴长为4,离心率.(1)求的方程;(2)过上任意一点作圆的切线,求切线斜率最大时,与的渐近线围成的三角形面积.【解析】(1)由题意可得,又,所以,则双曲线的方程为.(2)设切线的方程为,则原点到的距离为1,得,即.由,得.因为切线过上一点,所以,方程有解.得,化简得,又,解得,所以切线斜率最大为,此时直线为.不妨取切线方程为,设与的渐近线交于,则的渐近线方程与联立得,,则,得,又原点到直线的距离为1,所以面积为,即切线斜率最大时与的渐近线围成的三角形面积为.5.(2024·福建泉州·模拟预测)已知双曲线的实轴长为2,离心率为2,右焦点为,为上的一个动点,(1)若点在双曲线右支上,在轴的负半轴上是否存在定点.使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.(2)过作圆的两条切线,若切线分别与相交于另外的两点、,证明:三点共线.【解析】(1)根据题意,有,所以双曲线的方程为.设,且,①当直线的斜率存在时,即时,因为,所以,,从而,化简整理得,,,所以在x轴负半轴上存在点使得;②当直线的斜率不存在时,即时,若,则,此时P点的坐标为,所以,则,又,所以,此时,综上,满足条件的M点存在,其坐标为.(2)设,由题意得,双曲线和圆相交,所以联立两曲线方程,得,即为两曲线四个交点的坐标,①当时,即时,直线PG的斜率不存在,直线PE的斜率为0,此时易得,此时点E、G关于点O对称,故E、O、G三点共线.②当,且或,且时,此时直线PE、PG的斜率存在且不为零,分别设为,设经过的直线方程为,由于直线与圆相切,所以,即由韦达定理得,又,所以,由直线PE与圆的位置关系可知,,同理直线PG的方程为,有,联立,消去y并整理得,,即,即,令,根据韦达定理得,所以设,又,所以,所以,又,两式相减得,,由图可知,,所以,即.所以点E、G关于点O对称,此时E、O、G三点共线,综上得,E、O、G三点共线.6.(2024·辽宁·三模)设抛物线的方程为,为直线上任意一点;过点作抛物线的两条切线MA,MB,切点分别为A,B(A点在第一象限).(1)当M的坐标为时,求过M,A,B三点的圆的方程;(2)求证:直线AB恒过定点;(3)当m变化时,试探究直线l上是否存在点M,使为直角三角形,若存在,有几个这样的点,说明理由;若不存在,也请说明理由.【解析】(1)当M的坐标为时,设过点的切线方程为,与联立,得,整理得,令,解得或,分别代入方程得和,故得,,同时可求得直线MA的方程为,直线MB的方程为,进而可知,即直线MA与直线MB互相垂直,则过M,A,B三点的圆的直径为线段AB,设该圆上任一点的坐标为,则,,所以,从而过M,A,B三点的圆的一般方程为.(圆的标准方程:).(2)设切点分别为,,过抛物线上点的切线方程为,与联立,整理得,,所以,又因为,从而过抛物线上点的切线方程为,即,同理可得过点的切线为,又切线MA,MB都过点,所以得,,即点均满足方程,故直线AB的方程为.设,其为直线上任意一点,故对任意成立,从而直线AB恒过定点.(3)由(2)知是方程的两实根,故有,又,,,所以.①当时,,直线上任意一点均有,为直角三角形;②当时,,,不可能为直角三角形;③当时,,,因为,,所以,若,则,整理得,又因为,所以.因为方程有解的充要条件是,所以当时,有,(的情况同理),所以为直角三角形.综上所述,当时,直线上任意一点,使为直角三角形,当时,直线上存在两点,使为直角三角形;当或时,不是直角三角形.7.已知直线:和圆:.(1)判断直线和圆的位置关系,并求圆上任意一点到直线的最大距离;(2)过直线上的点作圆的切线,切点为,求证:经过,,三点的圆与圆的公共弦必过定点,并求出该定点的坐标.【解析】(1)圆:的圆心坐标为,半径为,圆心到直线的距离,所以直线和圆相离;因为直线和圆相离,如图:过圆心作直线的垂线,垂足为,要使圆上任意一点到直线的距离最大,则是线段的延长线与圆的交点,点到直线的最大距离为;(2)因为点在直线上,可设,过,,三点的圆即以为直径的圆,圆心为,半径为,所以圆的方程为,整理得,所以过,,三点的圆方程为:,将方程与方程相减得两圆的公共弦方程:,即,由得,所以该定点的坐标为.8.已知点M是直线l: 上一动点,过点M作圆O:切线,切点分别为P,Q.(1)当OM的值最小时,求切线方程;(2)试问:直线PQ是否过定点 若过,求出该定点;若不过,请说明理由.【解析】(1)当时,OM的长最小,根据两直线垂直斜率之积等于,可得直线的斜率为2;此时可得直线OM的方程为,联立,得交点,当切线斜率不存在时,切线方程为,符合题意;当切线斜率存在时,设切线方程为,则有,解得,所以切线方程为,综上所述,切线方程为和.(2)设,则,因此,以M为圆心,MP为半径的圆的方程为M:,此时圆M与圆O的公共弦为PQ,两圆方程相减,得到圆M与圆O的公共弦为PQ的方程为,即,由,得,因此直线PQ过定点.9.已知动点与定点的距离等于点到的距离,设动点的轨迹为曲线.椭圆的一个焦点与曲线的焦点相同,且长轴长是短轴长的倍.(1)求与的标准方程;(2)有心圆锥曲线(椭圆,圆,双曲线)有下列结论:若为曲线上的点,过点作的切线,则切线的方程为.利用上述结论,解答问题:过作椭圆的切线(为切点),求的面积.【解析】(1)由抛物线定义可知,曲线为抛物线,为抛物线的焦点,则,所以的方程为;由,即,又,所以,故椭圆的标准方程.(2)设,由上述结论知,过点的椭圆的切线方程分别为,因为在两条切线上,所以,即,则点的坐标都满足方程,故直线的方程为,联立,得,解得,所以,而点到直线的距离,所以.10.设抛物线的方程为,点为直线上任意一点,过点作抛物线的两条切线,,切点分别为,.(1)当的坐标为时,求过,,三点的圆的方程,并判断直线与此圆的位置关系;(2)求证:直线恒过定点.【解析】(1)当的坐标为时,设过点的切线方程为,代入,整理得,令,解得,代入方程得,故得,,因为的中点,且,从而过,,三点的圆的圆心为,半径为,故其方程为.圆心坐标为,半径为,圆与直线相切(2)由已知得,求导得,切点分别为,,,,故过点,的切线斜率为,从而切线方程为,即,又切线过点,,所以得①,即,同理可得过点,的切线为,又切线过点,,所以得②即,即点,,,均满足,故直线的方程为,又,为直线上任意一点,故对任意成立,所以,,从而直线恒过定点,11.已知点到直线:的距离和它到定点的距离之比为常数.(1)求点的轨迹的方程;(2)若点是直线上一点,过作曲线的两条切线分别切于点与点,试求三角形面积的最小值.(二次曲线在其上一点处的切线为)【解析】(1)设,则,化简得:,所以点M 的轨迹E的方程为.(2)设,,,则切线为,切线为,将点分别代入得,所以直线为,点到的距离,当时,.另一方面,联立直线与得,所以,则,当时,.所以.故时,最小值为.12.如图所示,已知椭圆,上顶点为A,过点A作圆的两条切线分别与椭圆C相交于点B,D(不同于点A).当r变化时,试问:直线BD是否过某个定点?若过某个定点,求出该定点;若不过某个定点,请说明理由.【解析】设过点A的直线方程为,因为直线与圆相切,所以由点到直线的距离公式得,上式两边平方,化简得,设两条切线AB,AD的斜率分别为,,则,将椭圆向下平移1个单位得,即,此时椭圆的上顶点,设平移后的直线的方程为,,与椭圆联立得,整理得,两边同时除以,化简得,由韦达定理得,即,所以,解得,故直线的方程为,直线恒过定点,平移回原坐标系后,直线BD恒过定点.13.已知圆,直线.(1)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:过点的圆过定点,并求出所有定点的坐标;(2)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:直线AB过定点,并求出定点的坐标.【解析】(1)是圆O的切线切点为所以.所以点在以为直径的圆上,点P在直线l上运动,所以设点,则以为直径的圆方程为:,即:,令,解得或所以圆过定点和(2)由(1)知,过的圆方程为:,同时点在圆上,所以直线AB即两个圆的公共弦方程所在的直线方程,两个圆的方程相减得:,即两个圆的公共弦方程所在的直线方程;令,解得.故直线过定点14.(2024·高三·山东·开学考试)已知抛物线是上不同的三点,过三点的三条切线分别两两交于点,则称三角形为抛物线的外切三角形.(1)当点的坐标为为坐标原点,且时,求点的坐标;(2)设外切三角形的垂心为,试判断是否在定直线上,若是,求出该定直线;若不是,请说明理由;(3)证明:三角形与外切三角形的面积之比为定值.【解析】(1)由题意可知,即为,求导得,则,由直线的点斜式化简得切线的方程为为切线与轴的交点,则点的坐标为.(2)设,由(1)易知,则抛物线在A点处的切线的方程为,同理可得切线的方程为,直线和直线联立可得交点.同理可得.设垂心的坐标为,则.由可知,即.同理可得.两式相减可得,即.因此垂心在定直线上.(3)易知,则直线的方程为,化简得且,点到直线的距离为,则三角形的面积.由(2)知切线的方程为可知,点到直线的距离为,则外切三角形的面积.故.因此三角形与外切三角形的面积之比为定值2.解法二:因为,所以由(2)得所以所以.15.已知点A,B是圆上的动点,且,直线PA,PB为圆的切线,当点A,B变动时,点P的轨迹为曲线.(1)求曲线的方程;(2)过点,斜率为k的直线与曲线交于点M,N,点Q为曲线上纵坐标最大的点,求证:直线MQ,NQ的斜率之和为定值.【解析】(1)设,在中,PB为圆的切线,所以,的面积为S,试判断S是否为定值 若是,请求出该定值;若不是,说明理由.【解析】(1)(ⅰ)由题意得,所以,解得,又,所以.故双曲线的渐近线方程为;(ⅱ)证明:设直线AB的方程为,由消元得:且,故,故,所以故,又直线的方程为,所以,同理,所以,故.(2)设两个切点为,由题意知斜率存在,直线方程为,联立,故,由可得,整理得到:,故,故,所以,同理直线方程为,由过P点可得可得直线的方程为,不妨设直线与x轴交于点,与两条渐近线的交点分别为,,由可得;同理则围成三角形的面积为:,因P在双曲线上,,则为定值.21世纪教育网(www.21cnjy.com)重难点突破13 切线与切点弦问题目录01 方法技巧与总结 202 题型归纳与总结 3题型一:切线问题 3题型二:切点弦过定点问题 5题型三:利用切点弦结论解决定值问题 6题型四:利用切点弦结论解决最值问题 9题型五:利用切点弦结论解决范围问题 1003 过关测试 121、点在圆上,过点作圆的切线方程为.2、点在圆外,过点作圆的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.3、点在圆内,过点作圆的弦(不过圆心),分别过作圆的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.4、点在圆上,过点作圆的切线方程为.5、点在圆外,过点作圆的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.6、点在圆内,过点作圆的弦(不过圆心),分别过作圆的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为.7、点在椭圆上,过点作椭圆的切线方程为.8、点在椭圆外,过点作椭圆的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.9、点在椭圆内,过点作椭圆的弦(不过椭圆中心),分别过作椭圆的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.10、点在双曲线上,过点作双曲线的切线方程为.11、点在双曲线外,过点作双曲线的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.12、点在双曲线内,过点作双曲线的弦(不过双曲线中心),分别过作双曲线的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.13、点在抛物线上,过点作抛物线的切线方程为.14、点在抛物线外,过点作抛物线的两条切线,切点分别为,则切点弦的直线方程为.15、点在抛物线内,过点作抛物线的弦,分别过作抛物线的切线,则两条切线的交点的轨迹方程为直线.题型一:切线问题【典例1-1】已知为坐标原点,双曲线的左、右焦点分别为,,过上一点作的两条渐近线的平行线,分别交轴于,两点,且,内切圆的圆心到轴的距离为.(1)求的标准方程;(2)(ⅰ)设点为上一点,试判断直线与C的位置关系,并说明理由;(ⅱ)设过点的直线与交于,两点(异于的两顶点),在点,处的切线交于点,线段的中点为,证明:,,三点共线.【典例1-2】(2024·湖南长沙·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为为上顶点,离心率 为,直线与圆相切.(1)求椭圆的标准方程;(2)椭圆方程,平面上有一点. 定义直线方程 是椭圆在点处的极线.① 若在椭圆上,证明: 椭圆在点处的极线就是过点的切线;② 若过点分别作椭圆的两条切线和一条割线,切点为,割线交椭圆 于两点,过点分别作椭圆的两条切线,且相交于点. 证明: 三点共线.【变式1-1】在平面直角坐标系中,动点到定点的距离比点到轴的距离大,设动点的轨迹为曲线,直线交曲线于两点,是线段的中点,过点作轴的垂线交曲线于点.(1)求曲线的方程;(2)证明:曲线在点处的切线与平行;(3)若曲线上存在关于直线对称的两点,求的取值范围.【变式1-2】已知抛物线,焦点为.过抛物线外一点(不在轴上)作抛物线的切线,其中为切点,两切线分别交轴于点.(1)求的值;(2)证明:①是与的等比中项;②平分.【变式1-3】(2024·江西·高三校联考开学考试)已知抛物线,F为C的焦点,过点F的直线与C交于H,I两点,且在H,I两点处的切线交于点T.(1)当的斜率为时,求;(2)证明:.题型二:切点弦过定点问题【典例2-1】如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线:.(1)若点在:上,记G的几何中心为点,则当取得最大值时,求点的坐标.(2)已知动点、在C上,分别过、作抛物线的切线、,设和相交于点T,若点T恒在直线:上,求证:直线经过定点.(3)将绕原点顺时针旋转90°得到,给定点,上有四点、、、,满足,、均三点共线,且、都在x轴上方,设线段和的中点分别为T、S,试判断:直线是否会经过一个定点?若会,请求出这个定点的坐标,若不会,请说明理由.【典例2-2】已知曲线上的动点满足,且.(1)求的方程;(2)已知直线与交于两点,过分别作的切线,若两切线交于点,且点在直线上,证明:经过定点.【变式2-1】(2024·青海海西·模拟预测)过直线上一个动点作抛物线的两条切线,分别为切点,直线与轴分别交于两点.(1)证明:直线过定点,并求点的坐标;(2)在(1)的条件下,为坐标原点,求的最大值.【变式2-2】(2024·浙江杭州·模拟预测)已知椭圆,直线,是直线上的动点,过作椭圆的切线,,切点分别为,(1)当点坐标为时,求直线的方程;(2)求证:当点在直线上运动时,直线恒过定点;(3)是否存在点使得的重心恰好是椭圆的左顶点,如果存在,求出点的坐标;如果不存在,请说明理由.【变式2-3】已知抛物线:过点,点B为直线上的动点,过点B向曲线C引两条切线,切点分别为,,判断直线是否过定点?若过定点,请求出此定点坐标,否则说明理由.题型三:利用切点弦结论解决定值问题【典例3-1】(2024·全国·模拟预测)一般地,抛物线的三条切线围成的三角形称为抛物线的切线三角形,对应的三个切点形成的三角形称为抛物线的切点三角形.如图,,分别为抛物线的切线三角形和切点三角形,为该抛物线的焦点.当直线的斜率为时,中点的纵坐标为.(1)求.(2)若直线过点,直线分别与该抛物线的准线交于点,记点的纵坐标分别为,证明:为定值.(3)若均不与坐标原点重合,证明:【典例3-2】(2024·四川内江·三模)已知抛物线E的准线方程为:,过焦点F的直线与抛物线E交于A、B两点,分别过A、B两点作抛物线E的切线,两条切线分别与y轴交于C、D两点,直线CF与抛物线E交于M、N两点,直线DF与抛物线E交于P、Q两点.(1)求抛物线E的标准方程;(2)证明:为定值.【变式3-1】已知,分别为椭圆:和双曲线:的离心率.(1)若,求的渐近线方程;(2)过上的动点作的两条切线,经过两个切点的直线与的两条渐近线围成三角形的面积为S,试判断S是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【变式3-2】(2024·全国·模拟预测)已知抛物线的方程为,把该抛物线整体平移,使其顶点与坐标原点重合,平移后的抛物线记作.(1)写出平移过程,并求抛物线的标准方程;(2)已知是抛物线的内接三角形(点在直线的下方),过作抛物线的切线交于点,再过作抛物线的切线分别交于点,记,的面积分别为,证明为定值.【变式3-3】已知圆有以下性质:①过圆上一点的圆的切线方程是.②若为圆外一点,过作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为;③若不在坐标轴上的点为圆外一点,过作圆的两条切线,切点分别为,则垂直,即,且平分线段.(1)类比上述有关结论,猜想过椭圆上一点的切线方程(不要求证明);(2)过椭圆外一点作两直线,与椭圆相切于两点,求过两点的直线方程;(3)若过椭圆外一点(不在坐标轴上)作两直线,与椭圆相切与两点,求证:为定值,且平分线段.题型四:利用切点弦结论解决最值问题【典例4-1】如图,抛物线:上异于坐标原点的两不同动点、满足.(1)求证:直线过定点;(2)过点,分别作抛物线的切线交于点,求的面积的最小值.【典例4-2】(2024·河北邢台·二模)已知定点,轴于点H,F是直线OA上任意一点,轴于点D,于点E,OE与FD相交于点G.(1)求点G的轨迹方程C;(2)过的直线交C于P,Q两点,直线AP,AQ的斜率分别为和,证明:为定值;(3)在直线上任取一点,过点B分别作曲线C:的两条切线,切点分别为M和N,设的面积为S,求S的最小值.【变式4-1】(2024·高三·重庆·期中)在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,是抛物线上位于轴两侧不对称的两动点,且.(1)求证:直线恒过一定点,并求出该点坐标;(2)若点为轴上一定点,且;(ⅰ)求出点坐标;(ⅱ)过点作平行于轴的直线,在上任取一点作抛物线的两条切线,切点为,,求面积的最小值.【变式4-2】已知椭圆的离心率为,且过点.抛物线的焦点坐标为.(1)求椭圆和抛物线的方程;(2)若点是直线上的动点,过点作抛物线的两条切线,切点分别为、,直线交椭圆于两点.①求证直线过定点,并求出该定点坐标;②当的面积取最大值时,求直线的方程.题型五:利用切点弦结论解决范围问题【典例5-1】(2024·高三·四川成都·开学考试)经过圆上一动点作椭圆的两条切线,切点分别记为,直线分别与圆相交于异于点的两点.(1)求证:;(2)求的面积的取值范围.(参考结论:点是椭圆外一点,过P作该椭圆的两条切线,切点为A,B,则直线AB的方程为.)【典例5-2】已知椭圆:和圆:,点是圆上的动点,过点作椭圆的切线,切点为A,B.(1)若点的坐标为,证明:直线;(2)求O到直线的距离的范围.【变式5-1】已知抛物线C:(p>0)的焦点为F,过F点且垂直x轴的直线l交抛物线C于M,N两点,.(1)求抛物线C的方程;(2)圆Q:,点P在圆Q上,PA,PB是抛物线C的两条切线,A,B是切点,求面积的范围.【变式5-2】(2024·四川遂宁·模拟预测)已知过点的直线与抛物线交于两点,抛物线在点处的切线为,在点处的切线为,直线与直线交于点,当直线的倾斜角为时,.(1)求抛物线的方程;(2)设线段的中点为,求的取值范围.1.已知抛物线E:,过点的直线与E交于A,B两点,设E在点A,B处的切线分别为和,与的交点为P.(1)若点A的坐标为,求的面积(O为坐标原点);(2)证明:点P在定直线上.2.在直角坐标系中,动圆经过点且与直线相切,记动圆圆心的轨迹为曲线C.直线y=x+b(其中b为非零常数)与曲线C交于两点,设曲线C在点处的切线分别为和,已知和分别与轴交于点M,N.与的交点为T.(1)求曲线C的轨迹方程;(2)求点T的横坐标;(3)已知与面积之比为5,求实数b的值.3.已知椭圆,焦点在轴上的双曲线的离心率为,且过点,点在上,且,在点处的切线交于两点.(1)求直线的方程(用含的式子表示);(2)若点,求面积的最大值.4.(2024·高三·河北保定·开学考试)已知双曲线的实轴长为4,离心率.(1)求的方程;(2)过上任意一点作圆的切线,求切线斜率最大时,与的渐近线围成的三角形面积.5.(2024·福建泉州·模拟预测)已知双曲线的实轴长为2,离心率为2,右焦点为,为上的一个动点,(1)若点在双曲线右支上,在轴的负半轴上是否存在定点.使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.(2)过作圆的两条切线,若切线分别与相交于另外的两点、,证明:三点共线.6.(2024·辽宁·三模)设抛物线的方程为,为直线上任意一点;过点作抛物线的两条切线MA,MB,切点分别为A,B(A点在第一象限).(1)当M的坐标为时,求过M,A,B三点的圆的方程;(2)求证:直线AB恒过定点;(3)当m变化时,试探究直线l上是否存在点M,使为直角三角形,若存在,有几个这样的点,说明理由;若不存在,也请说明理由.7.已知直线:和圆:.(1)判断直线和圆的位置关系,并求圆上任意一点到直线的最大距离;(2)过直线上的点作圆的切线,切点为,求证:经过,,三点的圆与圆的公共弦必过定点,并求出该定点的坐标.12.如图所示,已知椭圆,上顶点为A,过点A作圆的两条切线分别与椭圆C相交于点B,D(不同于点A).当r变化时,试问:直线BD是否过某个定点?若过某个定点,求出该定点;若不过某个定点,请说明理由.13.已知圆,直线.(1)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:过点的圆过定点,并求出所有定点的坐标;(2)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:直线AB过定点,并求出定点的坐标.14.(2024·高三·山东·开学考试)已知抛物线是上不同的三点,过三点的三条切线分别两两交于点,则称三角形为抛物线的外切三角形.(1)当点的坐标为为坐标原点,且时,求点的坐标;(2)设外切三角形的垂心为,试判断是否在定直线上,若是,求出该定直线;若不是,请说明理由;(3)证明:三角形与外切三角形的面积之比为定值.15.已知点A,B是圆上的动点,且,直线PA,PB为圆的切线,当点A,B变动时,点P的轨迹为曲线.(1)求曲线的方程;(2)过点,斜率为k的直线与曲线交于点M,N,点Q为曲线上纵坐标最大的点,求证:直线MQ,NQ的斜率之和为定值.16.已知椭圆,分别为双曲线的左,右顶点,分别为和的离心率.(1)若.(ⅰ)求的渐近线方程;(ⅱ)过点的直线l交的右支于两点,与直线交于两点,记坐标分别为,求证:;(2)从上的动点引的两条切线,经过两个切点的直线与的两条渐近线围成三角形的面积为S,试判断S是否为定值 若是,请求出该定值;若不是,说明理由.21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2025年新高考数学一轮复习第8章重难点突破13切线与切点弦问题(五大题型)(学生版).docx 2025年新高考数学一轮复习第8章重难点突破13切线与切点弦问题(五大题型)(教师版).docx