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專題05首屆新高考-圓錐曲線大題綜合(首屆新高考江西、廣西、貴州、甘肅專用)一、解答題1.(2023·福建龍巖·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左頂點(diǎn)為,漸近線方程為.直線交于兩點(diǎn),直線的斜率之和為-2.(1)證明:直線過(guò)定點(diǎn);(2)若在射線上的點(diǎn)滿足,求直線的斜率的最大值.2.(2023·江蘇無(wú)錫·江蘇省天一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中中,動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離比它到軸的距離大1,的軌跡為.(1)求曲線的方程;(2)已知點(diǎn),分別為曲線上的第一象限和第四象限的點(diǎn),且,求與面積之和的最小值.3.(2023·河北·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的左焦點(diǎn)為,過(guò)點(diǎn)作直線交于點(diǎn),.(1)若,求直線的斜率;(2)設(shè),是上異于的點(diǎn),且,,三點(diǎn)共線,求證:.4.(2023·福建廈門·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)是軸上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)在軸上,直線與直線垂直,關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為.(1)求的軌跡的方程;(2)過(guò)的直線交于兩點(diǎn),在第一象限,在處的切線為交軸于點(diǎn),過(guò)作的平行線交于點(diǎn)是否存在最大值?若存在,求直線的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.5.(2023·山東泰安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知為坐標(biāo)原點(diǎn),,,和交點(diǎn)為.(1)求點(diǎn)的軌跡;(2)直線和曲線交與兩點(diǎn),試判斷是否存在定點(diǎn)使?如果存在,求出點(diǎn)坐標(biāo),不存在請(qǐng)說(shuō)明理由.6.(2023·安徽合肥·合肥市第六中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)在橢圓:上,從原點(diǎn)向圓作兩條切線分別與橢圓交于點(diǎn),,若直線,的斜率分別為,,且.(1)求圓的半徑;(2)探究是否為定值?若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.7.(2023·安徽亳州·安徽省亳州市第一中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))雙曲線的光學(xué)性質(zhì)如下:如圖1,從雙曲線右焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)雙曲線鏡面反射,反射光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)左焦點(diǎn).我國(guó)首先研制成功的“雙曲線新聞燈”,就是利用了雙曲線的這個(gè)光學(xué)性質(zhì).某“雙曲線燈”的軸截面是雙曲線一部分,如圖2,其方程為分別為其左、右焦點(diǎn),若從右焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)雙曲線上的點(diǎn)和點(diǎn)反射后(在同一直線上),滿足.
(1)當(dāng)時(shí),求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)且斜率為2的直線與雙曲線的兩條漸近線交于兩點(diǎn),點(diǎn)是線段的中點(diǎn),試探究是否為定值,若不是定值,說(shuō)明理由,若是定值,求出定值.8.(2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)郡中學(xué)??级#┮阎獔A是圓上任意一點(diǎn),線段的垂直平分線與半徑相交于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于點(diǎn),與軸相交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的另一條直線與相交于兩點(diǎn),且的面積是面積的倍,求直線的方程.9.(2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓:的左、右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)的直線與交于,兩點(diǎn),的周長(zhǎng)為8,且點(diǎn)在上.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)直線與圓:交于C,D兩點(diǎn),當(dāng)時(shí),求面積的取值范圍.10.(2023·河北唐山·唐山市第十中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知橢圓:經(jīng)過(guò)點(diǎn),且離心率為.(1)求橢圓C的方程;(2)直線,均過(guò)點(diǎn)A,且互相垂直,直線與圓O:交于M,N兩點(diǎn),直線與橢圓C交于另一點(diǎn)B,求面積的最大值.11.(2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中??寄M預(yù)測(cè))已知橢圓C:的左右焦點(diǎn)分別為、,離心率,、分別為橢圓C的左、右頂點(diǎn),且.(1)求橢圓C的方程;(2)若O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn),求面積的最大值;(3)若橢圓上另有一點(diǎn)M,使得直線與斜率、滿足,請(qǐng)分析直線BM是否恒過(guò)定點(diǎn).12.(2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中校考模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線:(,)的漸近線方程為,焦距為10,,為其左右頂點(diǎn).(1)求的方程;(2)設(shè)點(diǎn)是直線:上的任意一點(diǎn),直線、分別交雙曲線于點(diǎn)、,,垂足為,求證:存在定點(diǎn),使得是定值.13.(2023·湖南長(zhǎng)沙·周南中學(xué)??既#┮阎獧E圓E:的左、右焦點(diǎn)分別為,焦距與短軸長(zhǎng)均為4.設(shè)過(guò)F2的直線l交E于M,N,過(guò)M,N分別作E在點(diǎn)M,N上的兩條切線,記它們的交點(diǎn)為P,MN的中點(diǎn)為Q.(1)證明:O,P,Q三點(diǎn)共線;(2)過(guò)F1作平行于l的直線分別交PM,PN于A,B,求的取值范圍.參考結(jié)論:點(diǎn)T(,)為橢圓()上一點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)T(,)的橢圓的切線方程為.14.(2023·湖北武漢·華中師大一附中校考模擬預(yù)測(cè))已知過(guò)右焦點(diǎn)的直線交雙曲線于兩點(diǎn),曲線的左右頂點(diǎn)分別為,虛軸長(zhǎng)與實(shí)軸長(zhǎng)的比值為.
(1)求曲線的方程;(2)如圖,點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),求的軌跡方程.15.(2023·廣東深圳·深圳中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知定點(diǎn),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的動(dòng)點(diǎn),到定直線的距離分別為,,且,記的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程,并說(shuō)明曲線是什么曲線?(2)已知點(diǎn),是直線與曲線的兩個(gè)交點(diǎn),,在軸上的射影分別為,(,不同于原點(diǎn)),且直線與直線相交于點(diǎn),求與面積的比值.16.(2023·江蘇蘇州·校聯(lián)考三模)已知點(diǎn)是圓上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn),線段的垂直平分線交線段于點(diǎn).(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)定義:兩個(gè)離心率相等的圓錐曲線為“相似”曲線.若關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱的曲線與曲線相似,且焦點(diǎn)在同一條直線上,曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn).過(guò)曲線上任一點(diǎn)作曲線的切線,切點(diǎn)分別為,這兩條切線分別與曲線交于點(diǎn)(異于點(diǎn)),證明:.17.(2023·江蘇揚(yáng)州·揚(yáng)州中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離的5.(1)求拋物線方程及點(diǎn)的坐標(biāo).(2)過(guò)點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),延長(zhǎng),分別交拋物線于兩點(diǎn).令,,,,求的最小值.18.(2023·江蘇蘇州·模擬預(yù)測(cè))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線的焦點(diǎn)為,過(guò)的直線交于,兩點(diǎn)(其中點(diǎn)在第一象限),過(guò)點(diǎn)作的切線交軸于點(diǎn),直線交于另一點(diǎn),直線交軸于點(diǎn).(1)求證:;(2)記,,的面積分別為,,,當(dāng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)大于2時(shí),求的最小值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).19.(2023·安徽合肥·合肥一六八中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為為雙曲線的右支上一點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,滿足,且.(1)求雙曲線的離心率;(2)若雙曲線過(guò)點(diǎn),過(guò)圓上一點(diǎn)作圓的切線,直線交雙曲線于兩點(diǎn),且的面積為,求直線的方程.20.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓,下頂點(diǎn)為是橢圓上任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線與直線交于點(diǎn),若點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,直線交橢圓于兩點(diǎn).(1)求橢圓上點(diǎn)到直線的距離的最大值;(2)已知.過(guò)點(diǎn)作垂直直線,垂足為,是否存在定點(diǎn),使得為定值,若存在求出定點(diǎn)坐標(biāo)和,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.21.(2023·重慶·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)A,B在橢圓C上,點(diǎn)到直線的距離為,且的內(nèi)心恰好是點(diǎn)D.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),M,N為橢圓上不重合兩點(diǎn),且M,N的中點(diǎn)H在直線上,求面積的最大值.22.(2023·遼寧·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:與y軸交于,兩點(diǎn),橢圓上異于A,B兩點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)D到A,B兩點(diǎn)的斜率分別為,,已知.(1)求橢圓C的方程;(2)過(guò)定點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)D的直線,與橢圓交于另外一點(diǎn)H,若AH的斜率為,求的取值范圍.23.(2023·江蘇·金陵中學(xué)校聯(lián)考三模)已知橢圓E:,橢圓上有四個(gè)動(dòng)點(diǎn)A,B,C,D,,AD與BC相交于P點(diǎn).如圖所示.
(1)當(dāng)A,B恰好分別為橢圓的上頂點(diǎn)和右頂點(diǎn)時(shí),試探究:直線AD與BC的斜率之積是否為定值?若為定值,請(qǐng)求出該定值;否則,請(qǐng)說(shuō)明理由;(2)若點(diǎn)P的坐標(biāo)為,求直線AB的斜率.24.(2023·廣東廣州·廣州市培正中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))如圖,在中,點(diǎn).圓是的內(nèi)切圓,且延長(zhǎng)線交于點(diǎn),若.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若橢圓上點(diǎn)處的切線方程是,①過(guò)直線上一點(diǎn)引的兩條切線,切點(diǎn)分別是,求證:直線恒過(guò)定點(diǎn);②是否存在實(shí)數(shù),使得,若存在,求出的值,若不存在,說(shuō)明理由.25.(2023·湖南邵陽(yáng)·邵陽(yáng)市第二中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知雙曲線的離心率為2,右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,雙曲線的左、右頂點(diǎn)分別為,,點(diǎn)為第二象限內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作雙曲線左支的兩條切線,分別與雙曲線的左支相切于兩點(diǎn),,已知,的斜率之比為.
(1)求雙曲線的方程;(2)直線是否過(guò)定點(diǎn)?若過(guò)定點(diǎn)請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo),若不過(guò)定點(diǎn)請(qǐng)說(shuō)明理由.(3)設(shè)和的面積分別為和,求的取值范圍.參考結(jié)論:點(diǎn)為雙曲線上一點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)的雙曲線的切線方程為.26.(2023·湖北恩施·??寄M預(yù)測(cè))已知是橢圓的左右焦點(diǎn),以為直徑的圓和橢圓在第一象限的交點(diǎn)為,若三角形的面積為1,其內(nèi)切圓的半徑為.(1)求橢圓的方程;(2)已知A是橢圓的上頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于不同的兩點(diǎn),點(diǎn)在第二象限,直線分別與軸交于,求四邊形面積的最大值.27.(2023·湖北荊門·荊門市龍泉中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓E:.若直線l:與橢圓E交于A、B兩點(diǎn),交x軸于點(diǎn)F,點(diǎn)A,F(xiàn),B在直線:上的射影依次為點(diǎn)D,K,G.(1)若直線l交y軸于點(diǎn)T,且,,當(dāng)m變化時(shí),探究的值是否為定值?若是,求出的值;否則,說(shuō)明理由;(2)連接AG,BD,試探究當(dāng)m變化時(shí),直線AG與BD是否相交于定點(diǎn)?若是,請(qǐng)求出定點(diǎn)的坐標(biāo),并給予證明:否則,說(shuō)明理由.28.(2023·山東泰安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知曲線上的動(dòng)點(diǎn)滿足,且.(1)求的方程;(2)若直線與交于、兩點(diǎn),過(guò)、分別做的切線,兩切線交于點(diǎn).在以下兩個(gè)條件①②中選擇一個(gè)條件,證明另外一個(gè)條件成立.①直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn);②點(diǎn)在定直線上.29.(2023·山東濰坊·三模)已知橢圓的離心率為,且過(guò)點(diǎn).(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若動(dòng)直線:與橢圓交于兩點(diǎn),且在坐標(biāo)平面內(nèi)存在兩個(gè)定點(diǎn),使得(定值),其中分別是直線的斜率,分別是直線的斜率.①求的值;②求四邊形面積的最大值.30.(2023·云南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知圓:,定點(diǎn),如圖所示,圓上某一點(diǎn)恰好與點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,設(shè)直線與直線的交點(diǎn)為.
(1)求證:為定值,并求出點(diǎn)的軌跡方程;(2)設(shè),為曲線上一點(diǎn),為圓上一點(diǎn)(,均不在軸上).直線,的斜率分別記為,,且.求證:直線過(guò)定點(diǎn),并求出此定點(diǎn)的坐標(biāo).專題05首屆新高考-圓錐曲線大題綜合(首屆新高考江西、廣西、貴州、甘肅專用)一、解答題1.(2023·福建龍巖·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左頂點(diǎn)為,漸近線方程為.直線交于兩點(diǎn),直線的斜率之和為-2.(1)證明:直線過(guò)定點(diǎn);(2)若在射線上的點(diǎn)滿足,求直線的斜率的最大值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)根據(jù)頂點(diǎn)坐標(biāo)和漸近線得出雙曲線方程,解設(shè),設(shè)直線的斜率分別為,通過(guò)化簡(jiǎn)表示出直線的方程,即可得出結(jié)論.(2)利用平面幾何知識(shí),將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為,求出的坐標(biāo),最后直線的斜率用的斜率表示,即可求解.【詳解】(1)由題知,的方程為:,顯然直線的斜率存在,設(shè)直線,聯(lián)立,得,且,設(shè)直線的斜率分別為,則,故,又,,,,不過(guò)點(diǎn),,所以直線過(guò)定點(diǎn).(2)由題設(shè)直線.由,得.由,得.故,同理.由可知,,即.因?yàn)?,化?jiǎn)得.當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以直線的斜率的最大值為.
2.(2023·江蘇無(wú)錫·江蘇省天一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中中,動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離比它到軸的距離大1,的軌跡為.(1)求曲線的方程;(2)已知點(diǎn),分別為曲線上的第一象限和第四象限的點(diǎn),且,求與面積之和的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由題意直接求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程即可;(2)當(dāng)直線的斜率為0時(shí),不適合題意,所以設(shè)出直線的方程與拋物線聯(lián)立利用基本不等式求解即可.【詳解】(1)設(shè)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)為,由已知得,,化簡(jiǎn)得:,故曲線的方程為.(2)如圖:
因?yàn)辄c(diǎn),分別為曲線上的第一象限和第四象限的點(diǎn),所以當(dāng)直線的斜率為0時(shí),不適合題意;當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè)直線的方程為,由得,,,所以,由,得,因?yàn)椋?,所以,所以,解得:或(舍去),?dāng)時(shí),直線的方程為,直線過(guò)定點(diǎn),且滿足,且,所以,當(dāng)且僅當(dāng),即,時(shí)取等號(hào),故最小值為.3.(2023·河北·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的左焦點(diǎn)為,過(guò)點(diǎn)作直線交于點(diǎn),.(1)若,求直線的斜率;(2)設(shè),是上異于的點(diǎn),且,,三點(diǎn)共線,求證:.【答案】(1)(2)證明見解析.【分析】(1)求出橢圓左焦點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)出直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,運(yùn)用韋達(dá)定理和向量共線的坐標(biāo)表示,解方程可得直線的斜率;(2)求出直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,運(yùn)用韋達(dá)定理求得點(diǎn)的坐標(biāo),再求直線的斜率,與直線的斜率比較可得證明.【詳解】(1)依題意,橢圓的左焦點(diǎn),當(dāng)直線的斜率為0時(shí),此時(shí)、兩點(diǎn)是橢圓長(zhǎng)軸上的兩點(diǎn),向量,或,均不滿足,不合題意,所以直線的斜率不為0.故可設(shè)直線的方程為,,,由得:,,則,①,由可得,所以,即②,由①②可得,,化簡(jiǎn)整理得,所以,所以直線的斜率為.(2)證明:由,可得直線的方程為,由得:,所以,結(jié)合可得:,,即,又,則,所以,所以.4.(2023·福建廈門·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)是軸上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)在軸上,直線與直線垂直,關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為.(1)求的軌跡的方程;(2)過(guò)的直線交于兩點(diǎn),在第一象限,在處的切線為交軸于點(diǎn),過(guò)作的平行線交于點(diǎn)是否存在最大值?若存在,求直線的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在;【分析】(1)利用向量垂直以及中點(diǎn)坐標(biāo)公式即可求解,或者利用菱形的性質(zhì)以及拋物線的定義可判斷點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn),為準(zhǔn)線的拋物線.(2)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直線與的傾斜角之差最大.聯(lián)立直線與拋物線方程,得到韋達(dá)定理,求導(dǎo)得切線斜率,即可利用傾斜角與斜率的關(guān)系,結(jié)合正切的和差角公式以及基本不等式即可求解.【詳解】(1)法1:設(shè)因?yàn)?,所以,即.又,所以,所以?:如圖,設(shè)關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為,由已知得,互相垂直平分所以四邊形為菱形,所以.
因?yàn)闉橹悬c(diǎn),所以,即點(diǎn)在定直線上因?yàn)?,所以與直線垂直即點(diǎn)到定點(diǎn)的距離等于點(diǎn)到定直線的距離所以點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn),為準(zhǔn)線的拋物線.所以點(diǎn)的軌跡的方程為.(2)存在最大值.延長(zhǎng)交于,
所以最大即直線與的傾斜角之差最大.由題意可知直線有斜率,設(shè),()由得所以.因?yàn)椋缘男甭?,的斜率.設(shè)直線與的傾斜角為,則..當(dāng)且僅當(dāng)即,時(shí)等號(hào)成立因?yàn)椋裕援?dāng)最大時(shí),最大,即最大此時(shí),所以,所以的方程為.【點(diǎn)睛】圓錐曲線中取值范圍問(wèn)題的五種求解策略:(1)利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)或判別式構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;(2)利用已知參數(shù)的范圍,求新的參數(shù)的范圍,解這類問(wèn)題的核心是建立兩個(gè)參數(shù)之間的等量關(guān)系;(3)利用隱含的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;(4)利用已知的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;(5)利用求函數(shù)值域的方法將待求量表示為其他變量的函數(shù),求其值域,從而確定參數(shù)的取值范圍.5.(2023·山東泰安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知為坐標(biāo)原點(diǎn),,,和交點(diǎn)為.(1)求點(diǎn)的軌跡;(2)直線和曲線交與兩點(diǎn),試判斷是否存在定點(diǎn)使?如果存在,求出點(diǎn)坐標(biāo),不存在請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在定點(diǎn)坐標(biāo)為或【分析】(1)利用已知條件表示出點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而表示出直線,的方程,聯(lián)立即可得出點(diǎn)軌跡方程.(2)假設(shè)存在定點(diǎn),設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,,聯(lián)立方程組,得出,,由整理得出,對(duì)恒成立,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),,,即,點(diǎn)坐標(biāo)為,,即,點(diǎn)坐標(biāo)為,根據(jù)兩點(diǎn)坐標(biāo)可得,直線方程為:,直線方程為:,兩式移項(xiàng)相乘得:,整理得,點(diǎn)的軌跡為以為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓,即其方程為.(2)假設(shè)存在定點(diǎn),設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,,聯(lián)立方程組消得,直線與橢圓交于兩點(diǎn),即,,,,,,整理得:,,對(duì)恒成立,,得,,所以存在定點(diǎn)坐標(biāo)為或.6.(2023·安徽合肥·合肥市第六中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)在橢圓:上,從原點(diǎn)向圓作兩條切線分別與橢圓交于點(diǎn),,若直線,的斜率分別為,,且.(1)求圓的半徑;(2)探究是否為定值?若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)是定值,【分析】(1)設(shè)過(guò)原點(diǎn)作圓的切線,利用圓心到直線的距離等于半徑得到,利用韋達(dá)定理及得到,結(jié)合點(diǎn)在橢圓上,即可求出半徑;(2)設(shè),,由,可得,再由點(diǎn)在橢圓上得到,,即可得到,從而求出的值.【詳解】(1)設(shè)直線,的方程分別為,,過(guò)原點(diǎn)作圓的切線,則,即,即,所以,即,所以.(2)是定值,且,理由如下:設(shè),,因?yàn)?,所以,即①,又、在橢圓上,所以,,所以,,代入①可得,化簡(jiǎn)得,所以,所以.7.(2023·安徽亳州·安徽省亳州市第一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))雙曲線的光學(xué)性質(zhì)如下:如圖1,從雙曲線右焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)雙曲線鏡面反射,反射光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)左焦點(diǎn).我國(guó)首先研制成功的“雙曲線新聞燈”,就是利用了雙曲線的這個(gè)光學(xué)性質(zhì).某“雙曲線燈”的軸截面是雙曲線一部分,如圖2,其方程為分別為其左、右焦點(diǎn),若從右焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)雙曲線上的點(diǎn)和點(diǎn)反射后(在同一直線上),滿足.
(1)當(dāng)時(shí),求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)且斜率為2的直線與雙曲線的兩條漸近線交于兩點(diǎn),點(diǎn)是線段的中點(diǎn),試探究是否為定值,若不是定值,說(shuō)明理由,若是定值,求出定值.【答案】(1)(2)是定值,定值為【分析】(1)延長(zhǎng)與交于,根據(jù),得到,再設(shè),利用雙曲線的定義求解;(2)設(shè),利用雙曲線的定義得到兩漸近線所在直線方程,設(shè)直線方程為,聯(lián)立求得即可.【詳解】(1)解:如圖所示:
延長(zhǎng)與交于,因?yàn)?,所以,設(shè),則,即,,故方程為;(2)設(shè),則,,兩漸近線所在直線方程為:,設(shè)直線方程為,將漸近線兩側(cè)平方與直線聯(lián)立,則可得,則,則,故.8.(2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)郡中學(xué)??级#┮阎獔A是圓上任意一點(diǎn),線段的垂直平分線與半徑相交于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于點(diǎn),與軸相交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的另一條直線與相交于兩點(diǎn),且的面積是面積的倍,求直線的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)題意和橢圓的定義即可求解;(2)首先求出直線的方程,以及點(diǎn)的坐標(biāo),討論直線的斜率存在與否,當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,聯(lián)立解方程組求出,根據(jù)的面積是面積的倍,化簡(jiǎn)可以得到,進(jìn)一步求出斜率,從而得出答案.【詳解】(1)因?yàn)辄c(diǎn)為線段的垂直平分線與半徑的交點(diǎn),所以,所以,所以點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4的橢圓,在橢圓中,所以曲線的方程為.(2)由已知得,所以直線的方程為,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,或都與已知不符;當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,由得,易知,則,,由的面積是面積的倍可得,化簡(jiǎn)得,即,又,所以,即,也就是,所以,解得,所以直線的方程為.
9.(2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓:的左、右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)的直線與交于,兩點(diǎn),的周長(zhǎng)為8,且點(diǎn)在上.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)直線與圓:交于C,D兩點(diǎn),當(dāng)時(shí),求面積的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)由的周長(zhǎng)結(jié)合橢圓的定義得出,再將代入橢圓方程,即可求出,進(jìn)而得出橢圓的方程;(2)設(shè)直線l的方程為,由點(diǎn)到之間距離公式及勾股定理得出,設(shè),,由直線方程與橢圓方程聯(lián)立,得出和,代入,設(shè),,由的單調(diào)性得出值域,即可求出的范圍.【詳解】(1)因?yàn)榈闹荛L(zhǎng)為8,所以,解得,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程,得,解得,所以橢圓E的方程為.
(2)由(1)知圓的方程為,設(shè)直線l的方程為,則圓心到直線l的距離,由,可得.設(shè),,聯(lián)立方程組,消去x得,則,,所以,設(shè),則,設(shè),易知在上單調(diào)遞增,則在上單調(diào)遞增,因?yàn)?,所以?/p>
10.(2023·河北唐山·唐山市第十中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知橢圓:經(jīng)過(guò)點(diǎn),且離心率為.(1)求橢圓C的方程;(2)直線,均過(guò)點(diǎn)A,且互相垂直,直線與圓O:交于M,N兩點(diǎn),直線與橢圓C交于另一點(diǎn)B,求面積的最大值.【答案】(1)橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)面積的最大值為.【分析】(1)由條件列關(guān)于的方程,解方程求,可得橢圓方程;(2)設(shè)出直線方程,求出點(diǎn)的坐標(biāo)及點(diǎn)到直線距離和弦長(zhǎng)表示出面積,再討論取得最大值即可求解.【詳解】(1)因?yàn)榻?jīng)過(guò)點(diǎn),所以,解得,因?yàn)闄E圓的離心率為,所以,又,所以,故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)若直線的斜率為,則的斜率不存在,所以的方程為,直線與橢圓的交點(diǎn)為,與條件矛盾;由已知當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),的斜率為,所以的方程為,的方程為,聯(lián)立可得,或,故,聯(lián)立,可得或,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,所以點(diǎn)到直線的距離為,所以的面積為,當(dāng)直線的斜率存在且不為時(shí),設(shè)其方程為.則直線的方程為.圓心到直線的距離為.直線被圓截得的弦長(zhǎng)為,由,消可得,,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,故,,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,所以.因?yàn)?,所?當(dāng)時(shí),時(shí),上式等號(hào)成立.因?yàn)椋援?dāng)直線的方程是時(shí),面積取得最大值,最大值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決直線與橢圓的綜合問(wèn)題時(shí),要注意:(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個(gè)條件,明確確定直線、橢圓的條件;(2)強(qiáng)化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長(zhǎng)、斜率、三角形的面積等問(wèn)題.11.(2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中??寄M預(yù)測(cè))已知橢圓C:的左右焦點(diǎn)分別為、,離心率,、分別為橢圓C的左、右頂點(diǎn),且.(1)求橢圓C的方程;(2)若O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn),求面積的最大值;(3)若橢圓上另有一點(diǎn)M,使得直線與斜率、滿足,請(qǐng)分析直線BM是否恒過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)1(3)直線MB恒過(guò)定點(diǎn)【分析】(1)根據(jù)離心率,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,求得,即可求出橢圓方程.(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,得到韋達(dá)定理,利用弦長(zhǎng)公式求得AB,并求得AB邊上的高,表示出三角形面積,由基本不等關(guān)系求得最大值即可.(3)設(shè)直線MB的方程為,聯(lián)立與橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理,設(shè)、,得到,結(jié)合,然后,代入計(jì)算即可得到結(jié)果.【詳解】(1)由已知可得:,解得:,,則,則有C:;(2)由于直線l不能與y軸垂直,故設(shè),,代入可得恒成立,設(shè),,則有,點(diǎn)O到直線l的距離為所以當(dāng)且僅當(dāng):時(shí)取最大值;
(3)設(shè)直線MB的方程為,代入可得,可設(shè)、則有,,因?yàn)椋?,因?yàn)樵跈E圓上,所以,所以,代入,且,可得,即,即即由于,化簡(jiǎn)得,即直線MB恒過(guò)定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:定點(diǎn)、定值問(wèn)題通常是通過(guò)設(shè)參數(shù)或取特殊值來(lái)確定“定點(diǎn)”是什么、“定值”是多少,或者將該問(wèn)題涉及的幾何式轉(zhuǎn)化為代數(shù)式或三角問(wèn)題,證明該式是恒定的.定點(diǎn)、定值問(wèn)題同證明問(wèn)題類似,在求定點(diǎn)、定值之前已知該值的結(jié)果,因此求解時(shí)應(yīng)設(shè)參數(shù),運(yùn)用推理,到最后必定參數(shù)統(tǒng)消,定點(diǎn)、定值顯現(xiàn).12.(2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中??寄M預(yù)測(cè))已知雙曲線:(,)的漸近線方程為,焦距為10,,為其左右頂點(diǎn).(1)求的方程;(2)設(shè)點(diǎn)是直線:上的任意一點(diǎn),直線、分別交雙曲線于點(diǎn)、,,垂足為,求證:存在定點(diǎn),使得是定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由雙曲線的漸近線方程及焦距求解雙曲線的方程即可;(2)設(shè)出直線的方程與雙曲線的方程聯(lián)立得到韋達(dá)定理,與直線,,聯(lián)立最終得到點(diǎn)的軌跡方程,即可求解.【詳解】(1)依題意:.(2)證明:如圖:
設(shè)、,,直線:,即:.(記,)代入中得:.所以,.又因?yàn)橹本€:、直線:聯(lián)立得:....即或(舍).所以.所以,點(diǎn)軌跡為,以為圓心,2為半徑的圓上,所以,.13.(2023·湖南長(zhǎng)沙·周南中學(xué)??既#┮阎獧E圓E:的左、右焦點(diǎn)分別為,焦距與短軸長(zhǎng)均為4.設(shè)過(guò)F2的直線l交E于M,N,過(guò)M,N分別作E在點(diǎn)M,N上的兩條切線,記它們的交點(diǎn)為P,MN的中點(diǎn)為Q.(1)證明:O,P,Q三點(diǎn)共線;(2)過(guò)F1作平行于l的直線分別交PM,PN于A,B,求的取值范圍.參考結(jié)論:點(diǎn)T(,)為橢圓()上一點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)T(,)的橢圓的切線方程為.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)先求得橢圓方程,再設(shè)的方程為,聯(lián)立橢圓的方程,并化簡(jiǎn)切線方程組可得.再設(shè)的中點(diǎn)為,證明即可;(2)取中點(diǎn),根據(jù)三角形的性質(zhì)有四點(diǎn)共線,再結(jié)合橢圓的對(duì)稱性有即可.【詳解】(1)由題意,,,解得,,故橢圓的方程為.又,顯然的斜率不為0,故設(shè)的方程為,,則,即,故,.聯(lián)立過(guò)的切線方程,即,相減可得,即,化簡(jiǎn)可得.代入可得,故.設(shè)的中點(diǎn)為,則,,故.因?yàn)?,故,所以三點(diǎn)共線.(2)由作平行于l的直線分別交于,易得,取中點(diǎn),根據(jù)三角形的性質(zhì)有四點(diǎn)共線,
結(jié)合橢圓的對(duì)稱性有,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào).故.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:根據(jù)直線與橢圓的位置關(guān)系,結(jié)合向量的性質(zhì),聯(lián)立方程利用韋達(dá)定理證明三點(diǎn)共線與求取值范圍的問(wèn)題.需要根據(jù)題意聯(lián)立直線與橢圓的方程,利用韋達(dá)定理得到P,Q的坐標(biāo),再根據(jù)三角形與向量的性質(zhì)轉(zhuǎn)化所求的量從而進(jìn)行簡(jiǎn)化求解范圍.屬于難題.14.(2023·湖北武漢·華中師大一附中??寄M預(yù)測(cè))已知過(guò)右焦點(diǎn)的直線交雙曲線于兩點(diǎn),曲線的左右頂點(diǎn)分別為,虛軸長(zhǎng)與實(shí)軸長(zhǎng)的比值為.
(1)求曲線的方程;(2)如圖,點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),求的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)右焦點(diǎn)坐標(biāo)、虛軸長(zhǎng)與實(shí)軸長(zhǎng)的比值可得曲線的方程;(2)設(shè)直線的斜率分別為,直線為,與雙曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理代入可得、的值,求出直線、直線方程聯(lián)立求得,可得直線的方程,與聯(lián)立可得可得答案.【詳解】(1)由題意得,又,則,曲線的方程為;(2)設(shè)直線的斜率分別為,直線為,由,得,,,則,,由于點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),,則直線為,直線為,顯然,由,得,即,則直線的方程為,由得,即,當(dāng)時(shí),由對(duì)稱性可知在軸上,此時(shí)直線平行于直線,不符合題意,故的軌跡方程為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第二位關(guān)鍵點(diǎn)是利用韋達(dá)定理得、的值,直線的方程與直線方程聯(lián)立得點(diǎn)坐標(biāo),考查了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力.15.(2023·廣東深圳·深圳中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))已知定點(diǎn),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的動(dòng)點(diǎn),到定直線的距離分別為,,且,記的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程,并說(shuō)明曲線是什么曲線?(2)已知點(diǎn),是直線與曲線的兩個(gè)交點(diǎn),,在軸上的射影分別為,(,不同于原點(diǎn)),且直線與直線相交于點(diǎn),求與面積的比值.【答案】(1)曲線的方程為或,曲線是以點(diǎn),為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓與軸組成的曲線(2)比值為1【分析】(1)設(shè),由直接列式化簡(jiǎn)可得;(2)先證直線直線的交點(diǎn)也是直線與直線的交點(diǎn),則有,,由即可求解.【詳解】(1)設(shè),.由有,,兩邊平方得,化簡(jiǎn)得,即曲線的方程為或.曲線是以點(diǎn),為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓與軸組成的曲線.(2)設(shè)直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),則,.令,將代入并整理得,,,.直線的方程為:.設(shè),則,同理直線與直線相交于點(diǎn),.,其中.從而,與重合.因?yàn)?,所?又,,則.所以與面積的比值為1.
16.(2023·江蘇蘇州·校聯(lián)考三模)已知點(diǎn)是圓上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn),線段的垂直平分線交線段于點(diǎn).(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)定義:兩個(gè)離心率相等的圓錐曲線為“相似”曲線.若關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱的曲線與曲線相似,且焦點(diǎn)在同一條直線上,曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn).過(guò)曲線上任一點(diǎn)作曲線的切線,切點(diǎn)分別為,這兩條切線分別與曲線交于點(diǎn)(異于點(diǎn)),證明:.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)給定條件,結(jié)合軸對(duì)稱的性質(zhì)及橢圓定義求出方程作答.(2)由(1)及已知求出曲線的方程,驗(yàn)證斜率不存在的情況,當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)出它們的方程,再與,的方程聯(lián)立推理作答.【詳解】(1)依題意,,
由橢圓的定義知,交點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)為左右焦點(diǎn)的橢圓,且長(zhǎng)軸長(zhǎng),焦距,則,所以曲線的方程為.(2)由(1)知,曲線的離心率為,且焦點(diǎn)在x軸上,則曲線的離心率為,曲線的焦點(diǎn)在x軸上,而曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn),,因此曲線的長(zhǎng)半軸長(zhǎng),半焦距,短半軸長(zhǎng)有,于是曲線的方程為,設(shè),
當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),的方程為,代入得,此時(shí)、與曲線都相切,為的中點(diǎn),為的中點(diǎn),則;當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),同理有;當(dāng)切線和的斜率都存在時(shí),設(shè)切線的方程為,分別代入和,化簡(jiǎn)得①,②,依題意,方程①有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,方程②有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,于是,即,則,此時(shí)為的中點(diǎn).同理可證,為的中點(diǎn),因此,所以.【點(diǎn)睛】求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種方法:①定義法:根據(jù)橢圓的定義,確定,的值,結(jié)合焦點(diǎn)位置可寫出橢圓方程.②待定系數(shù)法:若焦點(diǎn)位置明確,則可設(shè)出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合已知條件求出a,b;若焦點(diǎn)位置不明確,則需要分焦點(diǎn)在x軸上和y軸上兩種情況討論,也可設(shè)橢圓的方程為(A>0,B>0,A≠B).17.(2023·江蘇揚(yáng)州·揚(yáng)州中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離的5.(1)求拋物線方程及點(diǎn)的坐標(biāo).(2)過(guò)點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),延長(zhǎng),分別交拋物線于兩點(diǎn).令,,,,求的最小值.【答案】(1),(2)【分析】(1)根據(jù)拋物線定義列式得的值,即可得拋物線方程及點(diǎn)的坐標(biāo);(2)設(shè),,,,分別表示、,根據(jù),得,代入,利用基本不等式求解.【詳解】(1)已知拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離的5所以,解得,故拋物線方程為,所以,則,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為;(2)設(shè),,,,,
由于A,F(xiàn),M三點(diǎn)共線,故,即,同理B,F(xiàn),N三點(diǎn)共線,,故直線的方程為:,即,,,由得,所以,,所以直線的方程為:,即,直線恒過(guò)定點(diǎn),注意到,所以,設(shè),,則:,,因此,所以的最小值為,此時(shí).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中最值或范圍問(wèn)題的常見解法:(1)幾何法,若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用幾何法來(lái)解決;(2)代數(shù)法,若題目的條件和結(jié)論能體現(xiàn)某種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)函數(shù)的最值或范圍.18.(2023·江蘇蘇州·模擬預(yù)測(cè))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線的焦點(diǎn)為,過(guò)的直線交于,兩點(diǎn)(其中點(diǎn)在第一象限),過(guò)點(diǎn)作的切線交軸于點(diǎn),直線交于另一點(diǎn),直線交軸于點(diǎn).(1)求證:;(2)記,,的面積分別為,,,當(dāng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)大于2時(shí),求的最小值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)證明見解析(2)最小值為,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定直線斜率,設(shè)出直線方程,聯(lián)立拋物線方程,把所證等式轉(zhuǎn)化為比例式,利用相似比轉(zhuǎn)化為縱坐標(biāo)之比,即可得證;(2)對(duì)的面積可以采用分割法轉(zhuǎn)化為兩三角形面積之差,最后將表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn),借助函數(shù)的導(dǎo)數(shù)確定單調(diào)性進(jìn)而確定最值.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),則.因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限,可設(shè)函數(shù),則,所以,所以直線方程為,令,則,即點(diǎn).設(shè)直線,與聯(lián)立得,所以,同理.因?yàn)椋?,所以,則,設(shè)直線,與聯(lián)立得,又因?yàn)橹本€與拋物線交于兩點(diǎn),所以.因?yàn)辄c(diǎn),所以,代入拋物線,又因?yàn)樵诘谒南笙?,可?因?yàn)?,,所以,即,原命題得證.(2)由(1)知,所以,得,即.所以,另由(1)知,,,所以,即;,,設(shè)函數(shù),,則.當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增.所以當(dāng)時(shí),取得最小值為,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題求解的關(guān)鍵有兩個(gè):一是利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定切線的斜率;二是把目標(biāo)式表示出來(lái)后,利用導(dǎo)數(shù)求解最值.19.(2023·安徽合肥·合肥一六八中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為為雙曲線的右支上一點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,滿足,且.(1)求雙曲線的離心率;(2)若雙曲線過(guò)點(diǎn),過(guò)圓上一點(diǎn)作圓的切線,直線交雙曲線于兩點(diǎn),且的面積為,求直線的方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)根據(jù)題意,由雙曲線的定義結(jié)合余弦定理列出方程,即可得到結(jié)果;(2)根據(jù)題意,分直線的斜率不存在與存在討論,聯(lián)立直線與雙曲線方程,結(jié)合韋達(dá)定理即可得到結(jié)果.【詳解】(1)由對(duì)稱性可知:,故,由雙曲線定義可知:,即,所以,又因?yàn)?,在中,由余弦定理得:,即,解得:,故離心率為.(2)
因?yàn)殡p曲線過(guò)點(diǎn),所以雙曲線方程:當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),則直線的斜率不存在時(shí)不成立.當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為又點(diǎn)到直線距離,聯(lián)立,消去得,則,由的面積為,即,將代入上式得,或,即或,經(jīng)檢驗(yàn),滿足,直線的方程為:或【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題主要考查了雙曲線的性質(zhì),以及直線與雙曲線相交問(wèn)題,難度較難,解答本題的關(guān)鍵在于聯(lián)立直線與雙曲線方程表示出,結(jié)合面積公式列出方程.20.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓,下頂點(diǎn)為是橢圓上任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線與直線交于點(diǎn),若點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,直線交橢圓于兩點(diǎn).(1)求橢圓上點(diǎn)到直線的距離的最大值;(2)已知.過(guò)點(diǎn)作垂直直線,垂足為,是否存在定點(diǎn),使得為定值,若存在求出定點(diǎn)坐標(biāo)和,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在定點(diǎn),使得.【分析】(1)設(shè)橢圓任意一點(diǎn),結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式,求得,利用三角函數(shù)的性質(zhì),即可求解;(2)設(shè)直線的斜率分別為,得到,以為原點(diǎn),軸仍為軸建立直角坐標(biāo)系,把橢圓的方程轉(zhuǎn)化為,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,求得的值,進(jìn)而得到過(guò)定點(diǎn),求得的中點(diǎn)為及,結(jié)合直角三角形性質(zhì),即可求解.【詳解】(1)解:由點(diǎn)是橢圓上的任意一點(diǎn),可設(shè),則點(diǎn)到直線的距離為,其中且,當(dāng)時(shí),可得,所以,即橢圓上點(diǎn)到直線的最大距離為.(2)解:由題意,可得點(diǎn),設(shè)直線的斜率分別為,且,則,則,可得,平移坐標(biāo)系,以為原點(diǎn),軸仍為軸建立直角坐標(biāo)系,則,則橢圓的方程變?yōu)?,設(shè)直線的方程為,可得,所以,所以,可得,所以直線的方程為,經(jīng)過(guò)定點(diǎn),即,所以直線過(guò)定點(diǎn),又由,可得的中點(diǎn)為,且,中直角中,根據(jù)直角三角形斜邊的中線等于斜邊的一半,可得,即存在定點(diǎn),使得.
21.(2023·重慶·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)A,B在橢圓C上,點(diǎn)到直線的距離為,且的內(nèi)心恰好是點(diǎn)D.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),M,N為橢圓上不重合兩點(diǎn),且M,N的中點(diǎn)H在直線上,求面積的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,則,再根據(jù)的內(nèi)心恰好是點(diǎn)D,可得軸,求出直線的方程,再根據(jù)點(diǎn)到直線的距離求得即可得解;(2)設(shè),利用點(diǎn)差法求得直線的斜率為,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求出,再利用弦長(zhǎng)公式求出,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出點(diǎn)直線的距離,再利用三角形的面積公式結(jié)合基本不等式即可得解.【詳解】(1)設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,則,故點(diǎn)到直線的距離等于,因?yàn)榈膬?nèi)心恰好是點(diǎn)D,所以點(diǎn)到直線的距離相等且為,則即為點(diǎn)到直線的距離,所以,即軸,由,令,則,不妨取,則,故直線的方程為,即,則點(diǎn)到直線的距離為,即,又,所以,所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè),則,因?yàn)镸,N為橢圓上不重合兩點(diǎn),則有,兩式相減得,則,即,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,消得,,解得,所以,,則,原點(diǎn)到直線的距離,,故,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào),所以面積的最大值為.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問(wèn)題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,必要時(shí)計(jì)算;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問(wèn)題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.22.(2023·遼寧·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知橢圓C:與y軸交于,兩點(diǎn),橢圓上異于A,B兩點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)D到A,B兩點(diǎn)的斜率分別為,,已知.(1)求橢圓C的方程;(2)過(guò)定點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)D的直線,與橢圓交于另外一點(diǎn)H,若AH的斜率為,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)取在橢圓上,代入得,再計(jì)算的表達(dá)式即可求出值;(2)取的方程為,其中,聯(lián)立橢圓方程得,設(shè),則得到韋達(dá)定理式,計(jì)算得,再計(jì)算,再設(shè)函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)即可求出范圍.【詳解】(1)取在橢圓上,,又,,橢圓的方程為.(2)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,其中,將直線方程帶入得,,其判別式為,或,取為交點(diǎn),,,又,,取,,令,解得,令,,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又的值域?yàn)?即的取值范圍為.當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),則點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,則,綜上的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題第二問(wèn)的關(guān)鍵是采取設(shè)線法,設(shè),為了簡(jiǎn)便運(yùn)算令,從而得到韋達(dá)定理式,首先計(jì)算,在化簡(jiǎn)代入韋達(dá)定理式得,再計(jì)算,最后設(shè)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出其范圍即可.23.(2023·江蘇·金陵中學(xué)校聯(lián)考三模)已知橢圓E:,橢圓上有四個(gè)動(dòng)點(diǎn)A,B,C,D,,AD與BC相交于P點(diǎn).如圖所示.
(1)當(dāng)A,B恰好分別為橢圓的上頂點(diǎn)和右頂點(diǎn)時(shí),試探究:直線AD與BC的斜率之積是否為定值?若為定值,請(qǐng)求出該定值;否則,請(qǐng)說(shuō)明理由;(2)若點(diǎn)P的坐標(biāo)為,求直線AB的斜率.【答案】(1)是定值,定值為(2)【分析】(1)由題意求出直線的斜率,再求可設(shè)直線CD的方程為,設(shè),,將直線方程代入橢圓方程化簡(jiǎn),利用根與系數(shù)的關(guān)系,然后求解即可;(2)設(shè),,,記,表示出點(diǎn)的坐標(biāo),將A,D兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程,化簡(jiǎn)得,再由可得,從而可得,進(jìn)而可得直線的方程,則可求出其斜率.【詳解】(1)由題意知,,,所以,,所以,設(shè)直線CD的方程為,設(shè),,聯(lián)立直線CD與橢圓的方程,整理得,由,解得,且,則,,所以,故直線AD與BC的斜率之積是定值,且定值為.(2)設(shè),,,記(),得.所以.又A,D均在橢圓上,所以,化簡(jiǎn)得,因?yàn)?,所以,同理可得,即直線AB:,所以AB的斜率為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:此題考查直線與橢圓的位置關(guān)系,考查橢圓中的定值問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是設(shè)出直線CD的方程,代入橢圓方程中消元化簡(jiǎn),再利用根與系數(shù)的關(guān)系,再利用直線的斜率公式表示出,結(jié)合前面的式子化簡(jiǎn)計(jì)算可得結(jié)果,考查計(jì)算能力和數(shù)形結(jié)合的思想,屬于較難題.24.(2023·廣東廣州·廣州市培正中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))如圖,在中,點(diǎn).圓是的內(nèi)切圓,且延長(zhǎng)線交于點(diǎn),若.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若橢圓上點(diǎn)處的切線方程是,①過(guò)直線上一點(diǎn)引的兩條切線,切點(diǎn)分別是,求證:直線恒過(guò)定點(diǎn);②是否存在實(shí)數(shù),使得,若存在,求出的值,若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)①證明見解析;②存在實(shí)數(shù)【分析】(1)抓住內(nèi)切圓的性質(zhì)找到等量關(guān)系,再由定義法即可求結(jié)果;(2)①通過(guò)題設(shè)發(fā)現(xiàn)切點(diǎn)的坐標(biāo)滿足一個(gè)同構(gòu)方程,從而得出直線的方程求出過(guò)的定點(diǎn);②涉及到直線與圓錐曲線相交的問(wèn)題,若用的是代數(shù)法,一般是聯(lián)立方程化簡(jiǎn),結(jié)合韋達(dá)定理將所求表達(dá)出來(lái)再進(jìn)化簡(jiǎn)轉(zhuǎn)化等,注意設(shè)而不求的思想方法【詳解】(1)解:據(jù)題意,,從而可得,由橢圓定義知道,的軌跡為以為焦點(diǎn)的橢圓,所以所求的橢圓的方程為.(2)解:①設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,直線上的點(diǎn)的坐標(biāo),則切線方程分別為,又兩切線均過(guò)點(diǎn),即,從而點(diǎn)的坐標(biāo)都適合方程,而兩點(diǎn)之間確定唯一的一條直線,故直線的方程是,顯然對(duì)任意實(shí)數(shù),點(diǎn)都適合這個(gè)方程,故直線恒過(guò)定點(diǎn).②將直線的方程,代入橢圓方程,得,即,不妨設(shè),同理.所以故存在實(shí)數(shù),使得.25.(2023·湖南邵陽(yáng)·邵陽(yáng)市第二中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的離心率為2,右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,雙曲線的左、右頂點(diǎn)分別為,,點(diǎn)為第二象限內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作雙曲線左支的兩條切線,分別與雙曲線的左支相切于兩點(diǎn),,已知,的斜率之比為.
(1)求雙曲線的方程;(2)直線是否過(guò)定點(diǎn)?若過(guò)定點(diǎn)請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo),若不過(guò)定點(diǎn)請(qǐng)說(shuō)明理由.(3)設(shè)和的面積分別為和,求的取值范圍.參考結(jié)論:點(diǎn)為雙曲線上一點(diǎn),則過(guò)點(diǎn)的雙曲線的切線方程為.【答案】(1)(2)過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為(3)【分析】(1)由條件確定雙曲線的焦點(diǎn)位置,設(shè)其方程,再列出關(guān)于的方程,解方程可得雙曲線方程,(2)設(shè),由條件,的斜率之比為可得,設(shè),,,結(jié)合所給結(jié)論求切線,方程,由此可得直線的方程,由此判斷結(jié)論;(3)先證明,設(shè),結(jié)合設(shè)而不求法表示,再通過(guò)換元,利用函數(shù)的單調(diào)性求其取值范圍.【詳解】(1)由已知雙曲線為焦點(diǎn)在軸上,中心為原點(diǎn)的雙曲線,設(shè)其方程為,因?yàn)殡p曲線的離心率為2,所以,,又雙曲線的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,所以,所以,雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)知,,設(shè),所以,,因?yàn)?,的斜率之比為,即,解得,所以點(diǎn)在直線上,設(shè),,,則切線方程為:,則切線方程為:,因?yàn)辄c(diǎn)既在直線上又在直線上,即:,,所以直線的方程為:,化簡(jiǎn)可得,所以直線過(guò)定點(diǎn);
(3)由(2)得直線過(guò)定點(diǎn),所以,,,所以,點(diǎn)到直線的距離為點(diǎn)到直線的距離的3倍,所以,,因?yàn)?,所以,,若直線的斜率為,則直線與雙曲線的左支的交點(diǎn)為與已知矛盾,若直線的斜率不存在,則直線的方程為,直線與雙曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為,故切線的方程為,切線的方程為,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為,與點(diǎn)在第二象限矛盾,設(shè),將代入雙曲線中得,由已知,方程的判別式,所以,,,由已知,所以,,所以,,化簡(jiǎn)可得,又,所以或,所以的取值范圍為所以令,則,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以,所以,的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決直線與雙曲線的綜合問(wèn)題時(shí),要注意:(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個(gè)條件,明確確定直線、雙曲線的條件;(2)強(qiáng)化有關(guān)直線與雙曲線聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長(zhǎng)、斜率、三角形的面積等問(wèn)題.26.(2023·湖北恩施·校考模擬預(yù)測(cè))已知是橢圓的左右焦點(diǎn),以為直徑的圓和橢圓在第一象限的交點(diǎn)為,若三角形的面積為1,其內(nèi)切圓的半徑為.(1)求橢圓的方程;(2)已知A是橢圓的上頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于不同的兩點(diǎn),點(diǎn)在第二象限,直線分別與軸交于,求四邊形面積的最大值.【答案】(1)(2)4【分析】(1)根據(jù)三角形的面積及內(nèi)切圓的半徑列出方程組求得得橢圓方程;(2)設(shè)直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,,寫出直線的方程求出的坐標(biāo),并求出,,將表示為的函數(shù),使用基本不等式求最大值.【詳解】(1)由題意知,則,又,則,又,解得,所以橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為聯(lián)立方程組,可得,則,直線的方程:,所以,同理,,,,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),四邊形的面積最大,最大值為4.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:求四邊形的面積最大值,首先要選擇合適的面積公式,這是非常規(guī)四邊形,使用的面積公式為,為此計(jì)算,代入轉(zhuǎn)化為的函數(shù)求最大值.27.(2023·湖北荊門·荊門市龍泉中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知橢圓E:.若直線l:與橢圓E交于A、B兩點(diǎn),交x軸于點(diǎn)F,點(diǎn)A,F(xiàn),B在直線:上的射影依次為點(diǎn)D,K,G.(1)若直線l交y軸于點(diǎn)T,且,,當(dāng)m變化時(shí),探究的值是否為定值?若是,求出的值;否則,說(shuō)明理由;(2)連接AG,BD,試探究當(dāng)m變化時(shí),直線AG與BD是否相交于定點(diǎn)?若是,請(qǐng)求出定點(diǎn)的坐標(biāo),并給予證明:否則,說(shuō)明理由.【答案】(1)是,(2)存在,定點(diǎn).【分析】(1)設(shè)直線交橢圓于,聯(lián)立,得到關(guān)于的一元二次方程,利用韋達(dá)定理,并結(jié)合及,可得到的表達(dá)式,進(jìn)而可證明;(2)令,可知直線與相交于,進(jìn)而討論時(shí),直線與也相交于即可.【詳解】(1)易知,且直線l與y軸的交點(diǎn)為,設(shè)直線l交橢圓于,.聯(lián)立,得.所以.所以,,又.可得.所以.又.同理可得.所以,因?yàn)椋裕?)若,則直線l為.此時(shí)四邊形ABGD為矩形,根據(jù)對(duì)稱性可知直線AG與BD相交于F,K的中點(diǎn)N,易知
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