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專題05五類圓錐曲線題型-2024年高考數(shù)學大題秒殺技巧及專項訓練(原卷版)【題型1圓錐曲線中的軌跡方程問題】【題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問題】【題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問題】【題型4圓錐曲線中的定點、定值、定直線問題】【題型5圓錐曲線中的極點與極線】題型1圓錐曲線中的軌跡方程問題曲線方程的定義一般地,如果曲線與方程之間有以下兩個關(guān)系:①曲線上的點的坐標都是方程的解;②以方程的解為坐標的點都是曲線上的點.此時,把方程叫做曲線的方程,曲線叫做方程的曲線.求曲線方程的一般步驟:(1)建立適當?shù)闹苯亲鴺讼担ㄈ绻呀o出,本步驟省略);(2)設(shè)曲線上任意一點的坐標為;(3)根據(jù)曲線上點所適合的條件寫出等式;(4)用坐標表示這個等式,并化簡;(5)確定化簡后的式子中點的范圍.上述五個步驟可簡記為:求軌跡方程的步驟:建系、設(shè)點、列式、化簡、確定點的范圍.求軌跡方程的方法:定義法:如果動點的運動規(guī)律合乎我們已知的某種曲線(如圓、橢圓、雙曲線、拋物線)的定義,則可先設(shè)出軌跡方程,再根據(jù)已知條件,待定方程中的常數(shù),即可得到軌跡方程。直接法:如果動點的運動規(guī)律是否合乎我們熟知的某些曲線的定義難以判斷,但點滿足的等量關(guān)系易于建立,則可以先表示出點所滿足的幾何上的等量關(guān)系,再用點的坐標表示該等量關(guān)系式,即可得到軌跡方程。代入法(相關(guān)點法):如果動點的運動是由另外某一點的運動引發(fā)的,而該點的運動規(guī)律已知,(該點坐標滿足某已知曲線方程),則可以設(shè)出,用表示出相關(guān)點的坐標,然后把的坐標代入已知曲線方程,即可得到動點的軌跡方程。點差法:圓錐曲線中與弦的中點有關(guān)的軌跡問題可用點差法,其基本方法是把弦的兩端點的坐標代入圓錐曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得,,,等關(guān)系式,由于弦的中點的坐標滿足,且直線的斜率為,由此可求得弦中點的軌跡方程.已知雙曲線與直線:有唯一的公共點,過點且與垂直的直線分別交軸,軸于,兩點,點坐標為,當點坐標為時,點坐標為.(1)求雙曲線的標準方程;(2)當點運動時,求點的軌跡方程,并說明軌跡是什么曲線.已知,直線相交于,且直線的斜率之積為2.(1)求動點的軌跡方程;(2)設(shè)是點軌跡上不同的兩點且都在軸的右側(cè),直線在軸上的截距之比為,求證:直線經(jīng)過一個定點,并求出該定點坐標.在平面直角坐標系中,已知點,點的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點在直線上,為的左右頂點,直線交于點(異于),直線交于點(異于),交于,過作軸的垂線分別交?于,問是否存在常數(shù),使得.1.M是一個動點,與直線垂直,垂足位于第一象限,與直線垂直,垂足位于第四象限,且.(1)求動點M的軌跡方程E;(2)設(shè),,過點的直線l與曲線E交于A,B兩點(點A在x軸上方),P為直線,的交點,當點P的縱坐標為時,求直線l的方程.2.在平面直角坐標系中,已知雙曲線經(jīng)過點,點與點關(guān)于原點對稱,為上一動點,且異于兩點.(1)求的離心率;(2)若△的重心為,點,求的最小值;(3)若△的垂心為,求動點的軌跡方程.3.已知長為的線段的中點為原點,圓經(jīng)過兩點且與直線相切,圓心的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過點且互相垂直的直線分別與曲線交于點和點,且,四邊形的面積為,求實數(shù)的值.4.已知橢圓的離心率為,長軸長為4,是其左、右頂點,是其右焦點.(1)求橢圓的標準方程;(2)設(shè)是橢圓上一點,的角平分線與直線交于點.①求點的軌跡方程;②若面積為,求.5.已知點和直線,點到的距離.(1)求點的軌跡方程;(2)不經(jīng)過圓點的直線與點的軌跡交于,兩點.設(shè)直線,的斜率分別為,,記,是否存在值使得的面積為定值,若存在,求出的值;若不存在,說明理由.6.已知動圓過定點,且截軸所得的弦長為4.(1)求動圓圓心的軌跡方程;(2)若點,過點的直線交的軌跡于兩點,求的最小值.7.在中,已知,,設(shè)分別是的重心、垂心、外心,且存在使.(1)求點的軌跡的方程;(2)求的外心的縱坐標的取值范圍;(3)設(shè)直線與的另一個交點為,記與的面積分別為,是否存在實數(shù)使?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.8.已知,,為平面上的一個動點.設(shè)直線的斜率分別為,,且滿足.記的軌跡為曲線.(1)求的軌跡方程;(2)直線,分別交動直線于點,過點作的垂線交軸于點.是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,說明理由.題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問題:已知點是橢圓上的一個定點,是橢圓上的兩個動點。若直線,則直線過定點且定點為;當時,為定值;證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標原點按得橢圓又點在橢圓上,所以,代入上式可得①橢圓上的定點和動點分別對應(yīng)橢圓上的定點和動點,設(shè)直線的方程為,代入①得。當時,兩邊除以得.,因為點的坐標滿足這個方程,所以是這個關(guān)于的方程的兩個根.若,由平移斜率不變可知,故,當時,所以,由此得。所以的斜率為定值,為定值;即,由此知點在直線上,從而直線過定點.:已知點是平面內(nèi)一個定點,橢圓:上有兩動點若直線,則直線過定點.證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標原點按橢圓:,展開得:.平面內(nèi)的定點和橢圓上的動點分別對應(yīng)橢圓上的定點和動點、,設(shè)直線的方程為,代入展開式得(構(gòu)造齊次式),當時,兩邊同時除以整理得,因為點的坐標滿足這個方程,所以和是關(guān)于的方程的兩根.若,由平移斜率不變可知所以整理可得到和的關(guān)系,從而可知直線過定點,由平移規(guī)律可得直線過定點.已知橢圓的左、右焦點分別為,,點是橢圓的一個頂點,是等腰直角三角形.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)點是橢圓上一動點,求線段的中點的軌跡方程;(3)過點分別作直線,交橢圓于,兩點,設(shè)兩直線的斜率分別為,,且,探究:直線是否過定點,并說明理由.已知橢圓的左、右焦點分別是,,點在橢圓上,且.(1)求橢圓的標準方程;(2)過點且不過點的直線交橢圓于,兩點,求證:直線與的斜率之和為定值.如圖,橢圓經(jīng)過點,且離心率為.(1)求橢圓E的方程;(2)若經(jīng)過點,且斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點P,Q(均異于點A),證明:直線AP與AQ的斜率之和為定值.1.已知橢圓經(jīng)過點,下頂點為拋物線的焦點.(1)求橢圓的方程;(2)若點均在橢圓上,且滿足直線與的斜率之積為,(?。┣笞C:直線過定點;(ⅱ)當時,求直線的方程.2.已知橢圓:()中,點,分別是的左、上頂點,,且的焦距為.(1)求的方程和離心率;(2)過點且斜率不為零的直線交橢圓于,兩點,設(shè)直線,,的斜率分別為,,,若,求的值.3.已知橢圓E:經(jīng)過點,右焦點為,A,B分別為橢圓E的上頂點和下頂點.(1)求橢圓E的標準方程;(2)已知過且斜率存在的直線l與橢圓E交于C、D兩點,直線BD與直線AC的斜率分別為k1和k2,求的值.4.在平面直角坐標系中,重新定義兩點之間的“距離”為,我們把到兩定點的“距離”之和為常數(shù)的點的軌跡叫“橢圓”.(1)求“橢圓”的方程;(2)根據(jù)“橢圓”的方程,研究“橢圓”的范圍、對稱性,并說明理由;(3)設(shè),作出“橢圓”的圖形,設(shè)此“橢圓”的外接橢圓為的左頂點為,過作直線交于兩點,的外心為,求證:直線與的斜率之積為定值.5.焦點在軸上的橢圓的左頂點為,,,為橢圓上不同三點,且當時,直線和直線的斜率之積為.(1)求的值;(2)若的面積為1,求和的值;(3)在(2)的條件下,設(shè)的中點為,求的最大值.6.已知,分別是橢圓的左、右焦點,左頂點為A,則上頂點為,且的方程為.(1)求橢圓的標準方程;(2)若是直線上一點,過點的兩條不同直線分別交于點,和點,,且,求證:直線的斜率與直線的斜率之和為定值.7.已知橢圓的左、右焦點分別為,,上頂點為,右頂點為,的面積為,.(1)求橢圓的標準方程;(2)過點且斜率大于的直線交橢圓于,兩點,線段的中點為,若,求直線與直線的斜率之積的最小值.8.已知P為圓上任意一點,過點P作x軸的垂線,垂足為Q,M為PQ的中點.M的軌跡曲線E.(1)求曲線E的軌跡方程;(2)曲線E交x軸正半軸于點A,交y軸正半軸于點B.直線與曲線E交于C,D兩點,若直線直線AB,設(shè)直線AC,BD的斜率分別為.證明:為定值.題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問題弦長公式(最常用公式,使用頻率最高)三角形面積問題直線方程:焦點三角形的面積直線過焦點的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項系數(shù)平行四邊形的面積直線為,直線為注意:為直線與橢圓聯(lián)立后消去后的一元二次方程的系數(shù).范圍問題應(yīng)用均值不等式求解最值時,應(yīng)注意“一正二定三相等”圓錐曲線經(jīng)常用到的均值不等式形式列舉:(1)(注意分三種情況討論)(2)當且僅當時,等號成立(3)當且僅當時等號成立.(4)當且僅當時,等號成立(5)當且僅當時等號成立.雙曲線,最早由門奈赫莫斯發(fā)現(xiàn),后來阿波羅尼茲進行了總結(jié)和完善.在他的著作中,雙曲線也被稱作“超曲線”.已知雙曲線的實半軸長為2,左?右頂點分別為,經(jīng)過點的直線與的右支分別交于兩點,其中點在軸上方.(1)若軸時,,設(shè)直線的斜率分別為,求的值;(2)若,求的面積.設(shè)拋物線方程為,過點的直線分別與拋物線相切于兩點,且點在軸下方,點在軸上方.(1)當點的坐標為時,求;(2)點在拋物線上,且在軸下方,直線交軸于點,直線交軸于點,且.若的重心在軸上,求的最大值.(注:表示三角形的面積)已知橢圓C:過點A(2,),且C的離心率為.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線l交C于不同于點A的M,N兩點,直線AM,AN的傾斜角分別為,,若,求面積的最大值.1.設(shè)點、分別是橢圓的左、右焦點,為橢圓上任意一點,且的最小值為.(1)求橢圓的方程;(2)求橢圓的外切矩形的面積的最大值.2.在橢圓上任取一點,過點作軸的垂線段,為垂足,點在線段上,且滿足.(1)當點在橢圓上運動時,求點的軌跡的方程;(2)若曲線與,軸的正半軸分別交于點,,點是上第三象限內(nèi)一點,線段與軸交于點,線段與軸交于點,求四邊形的面積.3.在橢圓(雙曲線)中,任意兩條互相垂直的切線的交點都在同一個圓上,該圓的圓心是橢圓(雙曲線)的中心,半徑等于橢圓(雙曲線)長半軸(實半軸)與短半軸(虛半軸)平方和(差)的算術(shù)平方根,則這個圓叫蒙日圓.已知橢圓的蒙日圓的面積為,該橢圓的上頂點和下頂點分別為,且,設(shè)過點的直線與橢圓交于兩點(不與兩點重合)且直線.(1)證明:,的交點在直線上;(2)求直線圍成的三角形面積的最小值.4.已知橢圓的方程,右焦點為,且離心率為(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓的左、右頂點,過的直線交于兩點(其中點在軸上方),求與的面積之比的取值范圍.5.已知橢圓的左、右焦點分別為、,離心率為.點在直線上運動,且直線的斜率與直線的斜率之商為2.(1)求的方程;(2)若點A、B在橢圓上,為坐標原點,且,求面積的最小值.6.已知橢圓的下、上頂點分別為,左、右頂點分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點到右焦點距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過點且斜率不為0的直線與交于(異于兩點,設(shè)直線與直線交于點,探究三角形的面積是否為定值,請說明理由.7.已知橢圓經(jīng)過,兩點.(1)求的方程;(2)若圓的兩條相互垂直的切線均不與坐標軸垂直,且直線分別與相交于點A,C和B,D,求四邊形面積的最小值.8.已知橢圓的方程為,由其個頂點確定的三角形的面積為,點在上,為直線上關(guān)于軸對稱的兩個動點,直線與的另一個交點分別為.(1)求的標準方程;(2)證明:直線經(jīng)過定點;(3)為坐標原點,求面積的最大值.題型4圓錐曲線中的定點、定值、定直線問題定點問題1.求解(或證明)直線和曲線過定點的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量,視作常數(shù),把方程一邊化為零,既然是過定點,那么這個方程就是對任意參數(shù)都成立,這時參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,這樣就得到一個關(guān)于,的方程組,這個方程組的解所確定的點就是直線或曲線所過的定點.2.常用方法:一是引進參數(shù)法,引進動點的坐標或動線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時沒有關(guān)系,找到定點;二是特殊到一般法,根據(jù)動點或動線的特殊情況探索出定點,再證明該定點與變量無關(guān).定值問題1.解析幾何中的定值問題是指某些幾何量(線段的長度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達式的值等和題目中的參數(shù)無關(guān),不依參數(shù)的變化而變化,而始終是一個確定的值.常見定值問題的處理方法:(1)確定一個(或兩個)變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進行表示(2)將所求表達式用核心變量進行表示,然后進行化簡,看能否得到一個常數(shù).2.定值問題的處理技巧:(1)對于較為復雜的問題,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直線等)求出定值,進而給后面一般情況的處理提供一個方向.(2)在運算過程中,盡量減少所求表達式中變量的個數(shù),以便于向定值靠攏(3)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點的坐標符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡化運算定直線問題定直線問題是證明動點在定直線上,其實質(zhì)是求動點的軌跡方程,所以所用的方法即為求軌跡方程的方法,如定義法、消參法、交軌法等.已知拋物線C:y2=2px(p>0),M是其準線與x軸的交點,過點M的直線l與拋物線C交于A,B兩點,當點A的坐標為(4,y0)時,有.(1)求拋物線C的方程;(2)設(shè)點A關(guān)于x軸的對稱點為點P,證明:直線BP過定點,并求出該定點坐標.已知斜率為的直線與拋物線相交于兩點.(1)求線段中點縱坐標的值;(2)已知點,直線分別與拋物線相交于兩點(異于).求證:直線恒過定點,并求出該定點的坐標.已知雙曲線,點是雙曲線的左頂點,點坐標為.(1)過點作的兩條漸近線的平行線分別交雙曲線于,兩點.求直線的方程;(2)過點作直線與橢圓交于點,,直線,與雙曲線的另一個交點分別是點,.試問:直線是否過定點,若是,請求出該定點坐標;若不過定點,請說明理由.1.已知橢圓的左?右焦點分別為過點,且的長軸長為8.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點為點,過點的直線與交于兩點(異于),直線與軸分別交于點,試問線段的中點是否為定點?若是,求出該定點的坐標;若不是,請說明理由.2.已知橢圓的上下頂點分別為,左右頂點分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點到右焦點距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過點且斜率不為0的直線與交于(異于)兩點,設(shè)直線與直線交于點,證明:點在定直線上.3.如圖,已知橢圓的短軸長為,焦點與雙曲線的焦點重合.點,斜率為的直線與橢圓交于兩點.
(1)求常數(shù)的取值范圍,并求橢圓的方程.(2)(本題可以使用解析幾何的方法,也可以利用下面材料所給的結(jié)論進行解答)極點與極線是法國數(shù)學家吉拉德·迪沙格于1639年在射影幾何學的奠基之作《圓錐曲線論稿》中正式闡述的.對于橢圓,極點(不是原點)對應(yīng)的極線為,且若極點在軸上,則過點作橢圓的割線交于點,則對于上任意一點,均有(當斜率均存在時).已知點是直線上的一點,且點的橫坐標為2.連接交軸于點.連接分別交橢圓于兩點.①設(shè)直線、分別交軸于點、點,證明:點為、的中點;②證明直線:恒過定點,并求出定點的坐標.4.已知橢圓的左?右焦點分別為,過點,且.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點為點,過點的直線與交于兩點(異于),直線與軸分別交于點,試問線段的中點是否為定點?若是,求出該定點的坐標;若不是,請說明理由.5.已知橢圓的離心率為,且經(jīng)過點.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)過點且不與坐標軸垂直的直線與橢圓交于兩點,過分別作軸的垂線,垂足為點,求證:直線與的交點在某條定直線上,并求該定直線的方程.6.已知橢圓的左頂點和下頂點B,焦距為,直線l交橢圓L于C,D(不同于橢圓的頂點)兩點,直線AD交y軸于M,直線BC交x軸于N,且直線MN交l于P.(1)求橢圓L的標準方程;(2)若直線AD,BC的斜率相等,證明:點P在一條定直線上運動.7.在平面直角坐標系xOy中,動點M到點的距離與到直線的距離之比為.(1)求動點M軌跡W的方程;(2)過點F的兩條直線分別交W于A,B兩點和C,D兩點,線段AB,CD的中點分別為P,Q.設(shè)直線AB,CD的斜率分別為,,且,試判斷直線PQ是否過定點.若是,求出定點的坐標;若不是,請說明理由.8.已知動圓經(jīng)過定點,且與圓:內(nèi)切.(1)求動圓圓心的軌跡的方程;(2)設(shè)軌跡與軸從左到右的交點為,,點為軌跡上異于,的動點,設(shè)交直線于點,連接交軌跡于點,直線,的斜率分別為,.①求證:為定值;②證明:直線經(jīng)過軸上的定點,并求出該定點的坐標.題型5圓錐曲線中的極點與極線圓錐曲線的極點與極線已知橢圓(a>b>0),則稱點和直線為橢圓的一對極點和極線.極點和極線是成對出現(xiàn)的.我們先從幾何的角度來研究圓錐曲線的極點與極線.從幾何角度看極點與極線如圖,設(shè)是不在圓錐曲線上的一點,過點引兩條割線依次交圓錐曲線于四點,,,,連接,交于,連接,交于,則直線為點對應(yīng)的極線.若為圓錐曲線上的點,則過點的切線即為極線.由圖同理可知,為點對應(yīng)的極線,為點所對應(yīng)的極線.因而將稱為自極三點形.設(shè)直線交圓錐曲線于點,兩點,則,恰為圓錐曲線的兩條切線.定理:(1)當在圓錐曲線上時,則點的極線是曲線在點處的切線;(2)當在外時,過點作的兩條切線,設(shè)其切點分別為,,則點的極線是直線(即切點弦所在的直線);(3)當在內(nèi)時,過點任作一割線交于,,設(shè)在,處的切線交于點,則點的極線是動點的軌跡.已知拋物線的焦點為,且與圓上的點的距離的最小值4.(1)求;(2)若點在圓上,是的兩條切線,是切點,求面積的最大值.已知F為拋物線的焦點,直線與C交于A,B兩點且.(1)求C的方程.(2)若直線與C交于M,N兩點,且與相交于點T,證明:點T在定直線上.若雙曲線與橢圓共頂點,且它們的離心率之積為.(1)求橢圓C的標準方程;(2)若橢圓C的左、右頂點分別為,,直線l與橢圓C交于P、Q兩點,設(shè)直線與的斜率分別為,,且.試問,直線l是否過定點?若是,求出定點的坐標;若不是,請說明理由.1.設(shè)分別是橢圓的左?右頂點,點為橢圓的上頂點.(1)若,求橢圓的方程;(2)設(shè),是橢圓的右焦點,點是橢圓第二象限部分上一點,若線段的中點在軸上,求的面積.(3)設(shè),點是直線上的動點,點和是橢圓上異于左右頂點的兩點,且,分別在直線和上,求證:直線恒過一定點.2.已知,分別是雙曲線的左,右頂點,直線(不與坐標軸垂直)過點,且與雙曲線交于,兩點.(1)若,求直線的方程;(2)若直線與相交于點,求證:點在定直線上.3.已知橢圓與軸的交點(點A位于點的上方),為左焦點,原點到直線的距離為.(1)求橢圓的離心率;(2)設(shè),直線與橢圓交于不同的兩點,求證:直線與直線的交點在定直線上.4.已知橢圓的離心率,長軸的左、右端點分別為(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)直線與橢圓交于兩點,直線與交于點,試問:當變化時,點是否恒在一條直線上?若是,請寫出這條直線的方程,并證明你的結(jié)論;若不是,請說明理由.5.已知橢圓C:經(jīng)過點,其長半軸長為2.(1)求橢圓C的方程:(2)設(shè)經(jīng)過點的直線與橢圓C相交于D,E兩點,點E關(guān)于x軸的對稱點為F,直線DF與x軸相交于點G,求的面積的取值范圍.6.已知橢圓的焦距為分別為橢圓的左、右頂點,為橢圓上的兩點(異于),連結(jié),且斜率是斜率的倍.(1)求橢圓的方程;(2)證明:直線恒過定點.7.橢圓的左、右頂點分別為,,上頂點為,點,線的傾斜角為.(1)求橢圓的方程;(2)過且斜率存在的動直線與橢圓交于、兩點,直線與交于,求證:在定直線上.8.已知橢圓的離心率為,且點在橢圓上.(1)求橢圓C的標準方程;(2)如圖,橢圓C的左、右頂點分別為A,B,點M,N是橢圓上異于A,B的不同兩點,直線的斜率為,直線的斜率為,求證:直線過定點.專題05五類圓錐曲線題型-2024年高考數(shù)學大題秒殺技巧及專項訓練(解析版)【題型1圓錐曲線中的軌跡方程問題】【題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問題】【題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問題】【題型4圓錐曲線中的定點、定值、定直線問題】【題型5圓錐曲線中的極點與極線】題型1圓錐曲線中的軌跡方程問題曲線方程的定義一般地,如果曲線與方程之間有以下兩個關(guān)系:①曲線上的點的坐標都是方程的解;②以方程的解為坐標的點都是曲線上的點.此時,把方程叫做曲線的方程,曲線叫做方程的曲線.求曲線方程的一般步驟:(1)建立適當?shù)闹苯亲鴺讼担ㄈ绻呀o出,本步驟省略);(2)設(shè)曲線上任意一點的坐標為;(3)根據(jù)曲線上點所適合的條件寫出等式;(4)用坐標表示這個等式,并化簡;(5)確定化簡后的式子中點的范圍.上述五個步驟可簡記為:求軌跡方程的步驟:建系、設(shè)點、列式、化簡、確定點的范圍.求軌跡方程的方法:定義法:如果動點的運動規(guī)律合乎我們已知的某種曲線(如圓、橢圓、雙曲線、拋物線)的定義,則可先設(shè)出軌跡方程,再根據(jù)已知條件,待定方程中的常數(shù),即可得到軌跡方程。直接法:如果動點的運動規(guī)律是否合乎我們熟知的某些曲線的定義難以判斷,但點滿足的等量關(guān)系易于建立,則可以先表示出點所滿足的幾何上的等量關(guān)系,再用點的坐標表示該等量關(guān)系式,即可得到軌跡方程。代入法(相關(guān)點法):如果動點的運動是由另外某一點的運動引發(fā)的,而該點的運動規(guī)律已知,(該點坐標滿足某已知曲線方程),則可以設(shè)出,用表示出相關(guān)點的坐標,然后把的坐標代入已知曲線方程,即可得到動點的軌跡方程。點差法:圓錐曲線中與弦的中點有關(guān)的軌跡問題可用點差法,其基本方法是把弦的兩端點的坐標代入圓錐曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得,,,等關(guān)系式,由于弦的中點的坐標滿足,且直線的斜率為,由此可求得弦中點的軌跡方程.已知雙曲線與直線:有唯一的公共點,過點且與垂直的直線分別交軸,軸于,兩點,點坐標為,當點坐標為時,點坐標為.(1)求雙曲線的標準方程;(2)當點運動時,求點的軌跡方程,并說明軌跡是什么曲線.破解:(1)第一步:設(shè)點設(shè)線聯(lián)立化解韋達判別由題設(shè),,令,則,令,則,所以,,故,所以,可得,即且過,則,所以,代入并整理得,第二步:判別式等于0則,即,又,所以,,故.(2)第一步:設(shè)點設(shè)線聯(lián)立化解韋達判別由(1)聯(lián)立雙曲線與直線,則,所以,則,整理得,第二步:多元合一元故,,而,令,則,令,則,所以,顯然,故點的軌跡方程為,即且(注意:的斜率存在),所以軌跡是去掉頂點的雙曲線.已知,直線相交于,且直線的斜率之積為2.(1)求動點的軌跡方程;(2)設(shè)是點軌跡上不同的兩點且都在軸的右側(cè),直線在軸上的截距之比為,求證:直線經(jīng)過一個定點,并求出該定點坐標.破解:(1)直接法設(shè),則直線的斜率是,直線的斜率是,所以,化簡整理得:,所以動點的軌跡方程是.(2)第一步:設(shè)點設(shè)線聯(lián)立化解韋達判別設(shè)直線在軸上的截距為,則直線在軸上的截距為,顯然,直線的方程為,即,直線的方程為,即,又雙曲線的漸近線方程為,顯然直線與雙曲線兩支各交于一點,直線與雙曲線右支交于兩點,則有,且,于是,由消去化簡整理得:,設(shè)點,則,解得,有,由消去化簡整理得:,設(shè)點,則,解得,有,第二步:含參點表示向量,,于是,設(shè)直線上任意一點,則,顯然,因此,即,整理得,顯然直線恒過定點,所以直線經(jīng)過定點.在平面直角坐標系中,已知點,點的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點在直線上,為的左右頂點,直線交于點(異于),直線交于點(異于),交于,過作軸的垂線分別交?于,問是否存在常數(shù),使得.破解:(1)定義法因為、,,所以點的軌跡以為焦點的橢圓,這里,,,所以,所以橢圓的方程為.(2)第一步:設(shè)點設(shè)線聯(lián)立化解韋達判別設(shè),代入,得,即,得:,設(shè),代入,得,即,得:,第二步:含參點表示向量,由得,得,得.代入,得,代入,得,因為,所以.所以存在常數(shù),使得.1.M是一個動點,與直線垂直,垂足位于第一象限,與直線垂直,垂足位于第四象限,且.(1)求動點M的軌跡方程E;(2)設(shè),,過點的直線l與曲線E交于A,B兩點(點A在x軸上方),P為直線,的交點,當點P的縱坐標為時,求直線l的方程.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè),直線的傾斜角為,則為鈍角,,所以由于位于第一象限,位于第四象限,所以的軌跡方程(2)設(shè)聯(lián)立:,化簡得:則,直線,直線聯(lián)立消去得:又故點,直線的斜率為:聯(lián)立,消去化簡得:故,故,直線的方程為2.在平面直角坐標系中,已知雙曲線經(jīng)過點,點與點關(guān)于原點對稱,為上一動點,且異于兩點.(1)求的離心率;(2)若△的重心為,點,求的最小值;(3)若△的垂心為,求動點的軌跡方程.【答案】(1)(2)(3)(去除點).【詳解】(1)因為雙曲線經(jīng)過點,所以,解得,所以的離心率,(2)易知.設(shè).因為△的重心為,所以,解得,因為,所以,即.因為不共線,所以且,所以的軌跡不含兩點.故,當且僅當時,等號成立,即的最小值為.(3)因為為△的垂心,所以,設(shè),當直線或的斜率為0時,點的坐標為或,此時點與點重合,不合題意,舍.當直線或的斜率不為0時,直線與的斜率存在,則,由(2)知,則,則.因為,所以,,則,得,則,因為構(gòu)成三角形,故不能在軌跡上,綜上,動點的軌跡方程為(去除點).3.已知長為的線段的中點為原點,圓經(jīng)過兩點且與直線相切,圓心的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過點且互相垂直的直線分別與曲線交于點和點,且,四邊形的面積為,求實數(shù)的值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)由題意知圓心在線段的垂直平分線上,則,設(shè),圓的半徑為,則,又圓與直線相切,故,于是,化簡得,所以曲線的方程為.(2)設(shè),根據(jù)可得為的中點,則,得,即,所以直線.聯(lián)立方程,得,得,由,得,所以,所以.設(shè),因為互相垂直,易知直線,聯(lián)立方程,得,得,由,得,所以,所以.則四邊形的面積為.令,化簡得,解得(舍)或,符合,所以.4.已知橢圓的離心率為,長軸長為4,是其左、右頂點,是其右焦點.(1)求橢圓的標準方程;(2)設(shè)是橢圓上一點,的角平分線與直線交于點.①求點的軌跡方程;②若面積為,求.【答案】(1)(2)【詳解】(1)由題意知,,解得,所以橢圓的標準方程為;(2)①:由(1)知,,設(shè),則,易知當時,,,此時,由,解得,即;當時,,,設(shè)直線的斜率為,則,所以直線方程為,又直線方程為,由,得,即,解得,將代入直線方程,得,即,又,所以,故點的軌跡方程為;②:由,得,又,所以,得,整理得,又,所以,整理得,即,由,解得.5.已知點和直線,點到的距離.(1)求點的軌跡方程;(2)不經(jīng)過圓點的直線與點的軌跡交于,兩點.設(shè)直線,的斜率分別為,,記,是否存在值使得的面積為定值,若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【答案】(1)(2)存在,【詳解】(1)設(shè)點,由,當時,,不成立,所以,則,即;(2)設(shè),,則,,又點在橢圓上,則,則,同理,設(shè)直線與的傾斜角分別為,,則,則,則,所以當時,為定值,即面積為定值.
6.已知動圓過定點,且截軸所得的弦長為4.(1)求動圓圓心的軌跡方程;(2)若點,過點的直線交的軌跡于兩點,求的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)動圓圓心為,到軸距離為,動圓截軸所得半弦長為2,則,化簡得;所以動圓圓心的軌跡方程為.(2)
設(shè),當直線斜率存在時,由題易知直線的斜率不為0,設(shè)直線的方程為,與的軌跡方程聯(lián)立得消去得,由在拋物線內(nèi)部,故,所以.由(1)知,為軌跡的焦點,由拋物線定義得,,所以當時,的最小值為;當直線斜率不存在時,.由拋物線定義知.綜上,的最小值為.7.在中,已知,,設(shè)分別是的重心、垂心、外心,且存在使.(1)求點的軌跡的方程;(2)求的外心的縱坐標的取值范圍;(3)設(shè)直線與的另一個交點為,記與的面積分別為,是否存在實數(shù)使?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)(3)存在,【詳解】(1)設(shè),則的重心.,,則,為垂心,故因為存在使,故,所以,,而,由垂心定義得,即,整理得,所以點的軌跡的方程為.(2)
由外心的定義知點在軸上,則,的中點,,所以,整理得.與的方程為聯(lián)立,得.因為,所以.(3)由對稱性,不妨設(shè)點在第一象限,設(shè),,直線:,聯(lián)立方程得,,整理得;,又,所以.由條件知,,,所以三點共線且所在直線平行于軸,由,知,所以.令,解得(舍去).又點在直線:上,所以,即,所以.又,聯(lián)立得,所以.又,所以,即,所以.所以,當點在第一、四象限時,;當點在第二、三象限時,.故存在實數(shù)使.8.已知,,為平面上的一個動點.設(shè)直線的斜率分別為,,且滿足.記的軌跡為曲線.(1)求的軌跡方程;(2)直線,分別交動直線于點,過點作的垂線交軸于點.是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,說明理由.【答案】(1)(2)存在,12【詳解】(1)由題意設(shè)點,由于,故,整理得,即的軌跡方程為;(2)由題意知直線的斜率分別為,,且滿足,設(shè)直線的方程為,令,則可得,即,直線,同理求得,又直線的方程為,令,得,即,故,當時,取到最大值12,即存在最大值,最大值為12.題型2圓錐曲線中齊次化處理斜率乘積問題:已知點是橢圓上的一個定點,是橢圓上的兩個動點。若直線,則直線過定點且定點為;當時,為定值;證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標原點按得橢圓又點在橢圓上,所以,代入上式可得①橢圓上的定點和動點分別對應(yīng)橢圓上的定點和動點,設(shè)直線的方程為,代入①得。當時,兩邊除以得.,因為點的坐標滿足這個方程,所以是這個關(guān)于的方程的兩個根.若,由平移斜率不變可知,故,當時,所以,由此得。所以的斜率為定值,為定值;即,由此知點在直線上,從而直線過定點.:已知點是平面內(nèi)一個定點,橢圓:上有兩動點若直線,則直線過定點.證明:重新建系將橢圓上的成為新的坐標原點按橢圓:,展開得:.平面內(nèi)的定點和橢圓上的動點分別對應(yīng)橢圓上的定點和動點、,設(shè)直線的方程為,代入展開式得(構(gòu)造齊次式),當時,兩邊同時除以整理得,因為點的坐標滿足這個方程,所以和是關(guān)于的方程的兩根.若,由平移斜率不變可知所以整理可得到和的關(guān)系,從而可知直線過定點,由平移規(guī)律可得直線過定點.已知橢圓的左、右焦點分別為,,點是橢圓的一個頂點,是等腰直角三角形.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)點是橢圓上一動點,求線段的中點的軌跡方程;(3)過點分別作直線,交橢圓于,兩點,設(shè)兩直線的斜率分別為,,且,探究:直線是否過定點,并說明理由.解:(1)由點是橢圓的一個頂點,可知,又是等腰直角三角形,可得,即,所以,所以橢圓的標準方程為;(2)設(shè),線段的中點坐標,可得,即又點是橢圓上一動點,所以,整理得所以線段的中點的軌跡方程是:齊次化方法第一步:明確定點第二步:重新建系第三步:聯(lián)立齊次式設(shè)直線方程為,故第四步:同時除以得故故定點為第五步:還原成原直角坐標系的定點故定點為已知橢圓的左、右焦點分別是,,點在橢圓上,且.(1)求橢圓的標準方程;(2)過點且不過點的直線交橢圓于,兩點,求證:直線與的斜率之和為定值.解:(1)根據(jù)點在橢圓上,得.由,得.因為,所以,所以橢圓的標準方程為.齊次化方法第一步:明確定點第二步:重新建系第三步:聯(lián)立齊次式設(shè)直線方程為,故第四步:同時除以得過故如圖,橢圓經(jīng)過點,且離心率為.(1)求橢圓E的方程;(2)若經(jīng)過點,且斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點P,Q(均異于點A),證明:直線AP與AQ的斜率之和為定值.解:(1)由題意知,,結(jié)合,解得,橢圓的方程為;齊次化方法第一步:明確定點第二步:重新建系第三步:聯(lián)立齊次式設(shè)直線方程為,故第四步:同時除以得過故1.已知橢圓經(jīng)過點,下頂點為拋物線的焦點.(1)求橢圓的方程;(2)若點均在橢圓上,且滿足直線與的斜率之積為,(?。┣笞C:直線過定點;(ⅱ)當時,求直線的方程.【答案】(1)(2)(?。┳C明見解析;(ⅱ)【詳解】(1)拋物線的焦點為,所以橢圓的下頂點,則,又橢圓經(jīng)過點,所以,解得,所以橢圓方程為;(2)(?。┊斨本€的斜率不存在時,設(shè),則,所以,則,與矛盾,所以直線的斜率存在,由已知直線斜率同號,因此直線的斜率存在且不為,設(shè)直線的方程為,設(shè),由得,由,可得,所以,,則,,所以,即,所以,解得或,當時直線方程為,令,可得,所以直線恒過定點,不合題意,當時直線方程為,令,可得,所以直線恒過定點,符合題意.綜上可得直線恒過定點.(ⅱ)設(shè)直線恒過定點為,此時,解得,由,可得,又,,所以,,所以,解得,滿足,所以,所以直線方程為.
2.已知橢圓:()中,點,分別是的左、上頂點,,且的焦距為.(1)求的方程和離心率;(2)過點且斜率不為零的直線交橢圓于,兩點,設(shè)直線,,的斜率分別為,,,若,求的值.【答案】(1),(2)【詳解】(1)由題意可得,,可得,,可得,可得,,解得,,所以離心率,所以橢圓的方程為,離心率;(2)由(1)可得,由題意設(shè)直線的方程為,則,設(shè),,聯(lián)立,整理可得,顯然,且,,直線,的斜率,,則,因為,即,解得,所以直線的斜率.即的值為3.
3.已知橢圓E:經(jīng)過點,右焦點為,A,B分別為橢圓E的上頂點和下頂點.(1)求橢圓E的標準方程;(2)已知過且斜率存在的直線l與橢圓E交于C、D兩點,直線BD與直線AC的斜率分別為k1和k2,求的值.【答案】(1)(2).【詳解】(1)由,,,橢圓的標準方程為.(2)設(shè)直線:,聯(lián)立直線和橢圓方程,,,記,,則,由題意知和.則,,則,所以.
4.在平面直角坐標系中,重新定義兩點之間的“距離”為,我們把到兩定點的“距離”之和為常數(shù)的點的軌跡叫“橢圓”.(1)求“橢圓”的方程;(2)根據(jù)“橢圓”的方程,研究“橢圓”的范圍、對稱性,并說明理由;(3)設(shè),作出“橢圓”的圖形,設(shè)此“橢圓”的外接橢圓為的左頂點為,過作直線交于兩點,的外心為,求證:直線與的斜率之積為定值.【答案】(1)(2)答案見解析(3)證明見解析【詳解】(1)設(shè)“橢圓”上任意一點為,則,即,即,所以“橢圓”的方程為;(2)由方程,得,因為,所以,即,所以或或,解得,由方程,得,即,所以,所以,所以“橢圓”的范圍為,,將點代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于軸對稱,將點代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于軸對稱,將點代入得,,即,方程不變,所以“橢圓”關(guān)于原點對稱,所以“橢圓”關(guān)于軸,軸,原點對稱;
(3)由題意可設(shè)橢圓的方程為,將點代入得,解得,所以橢圓的方程為,,由題意可設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,得,恒成立,則,因為的中點為,所以直線的中垂線的方程為,同理直線的中垂線的方程為,設(shè),則是方程的兩根,即是方程的兩根,所以,又因,所以,兩式相比得,所以,所以,所以直線與的斜率之積為定值.
5.焦點在軸上的橢圓的左頂點為,,,為橢圓上不同三點,且當時,直線和直線的斜率之積為.(1)求的值;(2)若的面積為1,求和的值;(3)在(2)的條件下,設(shè)的中點為,求的最大值.【答案】(1)(2),;(3)【詳解】(1)因為,所以三點共線,則必有點和點關(guān)于點對稱,所以,設(shè)直線和直線的斜率分別為,,因為點為橢圓的左頂點,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,即;(2)設(shè)過兩點的直線為,當直線的斜率不存在時,兩點關(guān)于對稱,所以,,因為在橢圓上,所以,又,所以,即,結(jié)合可得,此時,,所以;當直線的斜率存在時,設(shè)其方程為,,聯(lián)立,消去得,其中①,所以,所以因為到直線的距離,所以,所以,整理的,符合①式,此時,;(3)因為,所以,即,當且僅當時等號成立,此時為直角三角形且為直角,故,解得,從而,此時等號可成立.所以的最大值為.
6.已知,分別是橢圓的左、右焦點,左頂點為A,則上頂點為,且的方程為.(1)求橢圓的標準方程;(2)若是直線上一點,過點的兩條不同直線分別交于點,和點,,且,求證:直線的斜率與直線的斜率之和為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【詳解】(1)因為的方程為,可知,可知,所以橢圓的標準方程為.(2)由可得,
因為點P在直線上,可設(shè)點,由題可知:直線DE的斜率與直線MN的斜率都存在.所以直線DE的方程為:,即,直線MN的方程為:,即,設(shè),,,,所以,消去y可得,整理可得,且,則,,又因為,,則,同理可得,又因為,則,可知,則,整理可得,又因為,則,所以直線DE的斜率與直線MN的斜率之和為0.7.已知橢圓的左、右焦點分別為,,上頂點為,右頂點為,的面積為,.(1)求橢圓的標準方程;(2)過點且斜率大于的直線交橢圓于,兩點,線段的中點為,若,求直線與直線的斜率之積的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)橢圓的焦距為,因為,則,所以,因為的面積為,所以,即,解得(負值舍去),所以,故橢圓的標準方程為.(2)設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立整理得,顯然,所以.從而,故點的坐標為.因為,所以.因為直線的斜率,所以,當且僅當時,等號成立,即直線與直線斜率之積的最小值為.
8.已知P為圓上任意一點,過點P作x軸的垂線,垂足為Q,M為PQ的中點.M的軌跡曲線E.(1)求曲線E的軌跡方程;(2)曲線E交x軸正半軸于點A,交y軸正半軸于點B.直線與曲線E交于C,D兩點,若直線直線AB,設(shè)直線AC,BD的斜率分別為.證明:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【詳解】(1)由題意可知,作出圖形如圖所示
設(shè)點的坐標為,點的坐標為,則.因為點在圓上,所以.把代入中,得,即.所以曲線E的軌跡方程為.(2)由題意可知,,,直線AB的斜率為,作出圖形如圖所示
設(shè)直線的方程為,則,消去化簡整理,得,,解得,所以.所以所以.故為定值.題型3圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問題弦長公式(最常用公式,使用頻率最高)三角形面積問題直線方程:焦點三角形的面積直線過焦點的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項系數(shù)平行四邊形的面積直線為,直線為注意:為直線與橢圓聯(lián)立后消去后的一元二次方程的系數(shù).范圍問題應(yīng)用均值不等式求解最值時,應(yīng)注意“一正二定三相等”圓錐曲線經(jīng)常用到的均值不等式形式列舉:(1)(注意分三種情況討論)(2)當且僅當時,等號成立(3)當且僅當時等號成立.(4)當且僅當時,等號成立(5)當且僅當時等號成立.雙曲線,最早由門奈赫莫斯發(fā)現(xiàn),后來阿波羅尼茲進行了總結(jié)和完善.在他的著作中,雙曲線也被稱作“超曲線”.已知雙曲線的實半軸長為2,左?右頂點分別為,經(jīng)過點的直線與的右支分別交于兩點,其中點在軸上方.(1)若軸時,,設(shè)直線的斜率分別為,求的值;(2)若,求的面積.破解:(1)如圖所示,:因為,所以,令得,所以,解得,所以的方程為,顯然直線與軸不垂直,設(shè)其方程為,聯(lián)立直線與的方程,消去得,當時,,設(shè),則.因為,所以.:由題意得,解得,雙曲線的方程為.設(shè)方程為,聯(lián)立,可得,,,,.(2):因為,所以,又因為,所以,即,將代入得,因為在軸上方,所以,所以直線方程為,聯(lián)立與直線方程,消去得,,解得或(舍),所以,代入,得,所以直線方程為,聯(lián)立與直線方程,消去得,,解得或,所以的面積為.:設(shè),由,可得,,解得,方程,聯(lián)立,可得,解得,同理聯(lián)立,解得,.設(shè)拋物線方程為,過點的直線分別與拋物線相切于兩點,且點在軸下方,點在軸上方.(1)當點的坐標為時,求;(2)點在拋物線上,且在軸下方,直線交軸于點,直線交軸于點,且.若的重心在軸上,求的最大值.(注:表示三角形的面積)破解:(1):設(shè),,,由,可得,當,當,所以,直線的斜率,直線:,又∵在上,,所以,又,所以,同理可得,∴,∴;:設(shè),,,由,可得,所以,直線的斜率,直線:,又∵在上,故,即,因為,所以,同理可得,故直線的方程為,聯(lián)立消去,得,故,故(2)設(shè),由條件知,∴,∵
∴,∴當時,取得最大值.已知橢圓C:過點A(2,),且C的離心率為.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線l交C于不同于點A的M,N兩點,直線AM,AN的傾斜角分別為,,若,求面積的最大值.破解:(1)因為C過點A(2,),所以設(shè)C的焦距為2c,由得,所以,.代入上式,解得,所以C的方程為.(2)設(shè),易知直線l的斜率不為0,設(shè)直線l的方程為,由得,則,,由得,,又,所以,則,由題意知直線AM,AN的斜率存在,所以,則0,..所以,則即,整理得,又知l不過點A(2,),則,所以,所以直線l的方程為,則,所以則點A(2,)到直線l的距離為|則,當且僅當,即時取等號.故面積的最大值為2.1.設(shè)點、分別是橢圓的左、右焦點,為橢圓上任意一點,且的最小值為.(1)求橢圓的方程;(2)求橢圓的外切矩形的面積的最大值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)解:設(shè)點,則,其中,,,所以,,故當時,取最小值,可得,因此,橢圓的方程為.(2)解:設(shè)點,當直線、的斜率都存在時,設(shè)直線、的斜率分別為、,設(shè)過點且斜率存在的直線的方程為,即,聯(lián)立可得,則,整理可得,即,則、是關(guān)于的方程的兩根,因為,則,整理可得;當、分別與兩坐標軸垂直時,則,滿足.所以,點的軌跡方程為,由對稱性可知,矩形的四個頂點都在圓,該圓的半徑為,由勾股定理可得,由基本不等式可得,即,當且僅當時,即當時,等號成立,故,即矩形的面積的最大值為.2.在橢圓上任取一點,過點作軸的垂線段,為垂足,點在線段上,且滿足.(1)當點在橢圓上運動時,求點的軌跡的方程;(2)若曲線與,軸的正半軸分別交于點,,點是上第三象限內(nèi)一點,線段與軸交于點,線段與軸交于點,求四邊形的面積.【答案】(1)(2)2【詳解】(1)由得,設(shè),,則所以,∵,得,所以點的軌跡的方程為;(2)由題知,,設(shè),則,所以,
令,解得,同理,,所以
又因為所以所以四邊形的面積為23.在橢圓(雙曲線)中,任意兩條互相垂直的切線的交點都在同一個圓上,該圓的圓心是橢圓(雙曲線)的中心,半徑等于橢圓(雙曲線)長半軸(實半軸)與短半軸(虛半軸)平方和(差)的算術(shù)平方根,則這個圓叫蒙日圓.已知橢圓的蒙日圓的面積為,該橢圓的上頂點和下頂點分別為,且,設(shè)過點的直線與橢圓交于兩點(不與兩點重合)且直線.(1)證明:,的交點在直線上;(2)求直線圍成的三角形面積的最小值.【答案】(1)證明見解析(2)【詳解】(1)根據(jù)題意,蒙日圓的半徑為,所以.因為,可知,則,所以橢圓的標準方程為,因為直線過點,可知直線的斜率存在,且直線與橢圓必相交,可設(shè)直線,聯(lián)立方程,消去可得,由根與系數(shù)的關(guān)系可得:因為,可得直線,直線,所以即,解得,所以直線的交點在直線上.(2)設(shè)直線與直線的交點分別為,則由(1)可知:直線,直線.聯(lián)立方程和,解得因為,又因為點到直線的距離,可得,只需求的最小值.由弦長公式可得令,則.可得,當且僅當,即時等號成立.即的最小值為,可得面積的最小值為.故直線圍成的三角形面積的最小值為.
4.已知橢圓的方程,右焦點為,且離心率為(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓的左、右頂點,過的直線交于兩點(其中點在軸上方),求與的面積之比的取值范圍.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)橢圓焦距為,由題意可得,故橢圓方程為(2)當斜率不存在時,易知;②當斜率存在時,設(shè),,,,,由,得,顯然,所以,,因為,,所以,因為,所以,又,設(shè),則,,解得且,所以,綜上可得的取值范圍為.
5.已知橢圓的左、右焦點分別為、,離心率為.點在直線上運動,且直線的斜率與直線的斜率之商為2.(1)求的方程;(2)若點A、B在橢圓上,為坐標原點,且,求面積的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè),所以,由直線的斜率與直線的斜率之商為2,可得,所以,又離心率,所以,則,所以的標準方程為.(2)
當直線,直線其中一條直線斜率不存在時,不妨令,此時面積為;
當直線,直線的斜率均存在時,不妨設(shè)直線的方程為,則直線的方程為,設(shè)點,聯(lián)立方程可得,所以,聯(lián)立方程可得,所以,所以,因為,又,所以,又,所以面積的最小值為,當且僅當,即時等號成立.6.已知橢圓的下、上頂點分別為,左、右頂點分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點到右焦點距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過點且斜率不為0的直線與交于(異于兩點,設(shè)直線與直線交于點,探究三角形的面積是否為定值,請說明理由.【答案】(1)(2)三角形的面積是定值,理由見詳解【詳解】(1)由題意可知:,解得,所以橢圓的方程為.(2)三角形的面積是定值,理由如下:由(1)可知:,因為在橢圓的內(nèi)部,可知直線與橢圓必相交,由題意可設(shè):直線,聯(lián)立方程,消去x得,,則,可知,又因為直線,直線,聯(lián)立方程,解得,即點在直線上,所以三角形的面積為.7.已知橢圓經(jīng)過,兩點.(1)求的方程;(2)若圓的兩條相互垂直的切線均不與坐標軸垂直,且直線分別與相交于點A,C和B,D,求四邊形面積的最小值.【答案】(1).(2).【詳解】(1)因為過點,,所以解得故的方程為.(2)由題知的斜率存在且不為0.設(shè).因為與圓相切,所以,得.聯(lián)立與的方程,可得,設(shè),,則,.所以,將代入,可得.用替換,可得.四邊形的面積.令,則,可得,再令,,則,可得,即四邊形面積的最小值為.8.已知橢圓的方程為,由其個頂點確定的三角形的面積為,點在上,為直線上關(guān)于軸對稱的兩個動點,直線與的另一個交點分別為.(1)求的標準方程;(2)證明:直線經(jīng)過定點;(3)為坐標原點,求面積的最大值.【答案】(1)(2)證明見解析(3)最大值為【詳解】(1)由題意知,結(jié)合橢圓參數(shù)關(guān)系,解得,所以橢圓的方程為.(2)直線的斜率必存在,設(shè)其方程為.消去得,由得.設(shè),則,(*)直線的方程為,令,得,同理,由,又,代入整理得,將(*)式代入并整理得.因為直線不過,故不成立,所以,此時直線的方程為,經(jīng)過定點.(3)由,,所以又點到直線的距離為,所以令,則,當,即時取等,所以的面積的最大值為.題型4圓錐曲線中的定點、定值、定直線問題定點問題1.求解(或證明)直線和曲線過定點的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量,視作常數(shù),把方程一邊化為零,既然是過定點,那么這個方程就是對任意參數(shù)都成立,這時參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,這樣就得到一個關(guān)于,的方程組,這個方程組的解所確定的點就是直線或曲線所過的定點.2.常用方法:一是引進參數(shù)法,引進動點的坐標或動線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時沒有關(guān)系,找到定點;二是特殊到一般法,根據(jù)動點或動線的特殊情況探索出定點,再證明該定點與變量無關(guān).定值問題1.解析幾何中的定值問題是指某些幾何量(線段的長度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達式的值等和題目中的參數(shù)無關(guān),不依參數(shù)的變化而變化,而始終是一個確定的值.常見定值問題的處理方法:(1)確定一個(或兩個)變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進行表示(2)將所求表達式用核心變量進行表示,然后進行化簡,看能否得到一個常數(shù).2.定值問題的處理技巧:(1)對于較為復雜的問題,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直線等)求出定值,進而給后面一般情況的處理提供一個方向.(2)在運算過程中,盡量減少所求表達式中變量的個數(shù),以便于向定值靠攏(3)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點的坐標符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡化運算定直線問題定直線問題是證明動點在定直線上,其實質(zhì)是求動點的軌跡方程,所以所用的方法即為求軌跡方程的方法,如定義法、消參法、交軌法等.已知拋物線C:y2=2px(p>0),M是其準線與x軸的交點,過點M的直線l與拋物線C交于A,B兩點,當點A的坐標為(4,y0)時,有.(1)求拋物線C的方程;(2)設(shè)點A關(guān)于x軸的對稱點為點P,證明:直線BP過定點,并求出該定點坐標.破解:(1)如圖,設(shè),由,得B為線段MA的中點.因為,所以,所以,即,把代入中,得,把代入中,得,所以.又p>0,所以p=4,所以拋物線C的方程為.(2)由題意,知直線l的斜率存在且不為0,因為M(-2,0),所以可設(shè)直線l的方程為x=my-2.設(shè),,則點.由,消去x,得,所以,,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,得,.直線BP的斜率,所以直線BP的方程為,所以,即直線BP的方程可表示為.所以直線BP過定點,且定點坐標為(2,0).已知斜率為的直線與拋物線相交于兩點.(1)求線段中點縱坐標的值;(2)已知點,直線分別與拋物線相交于兩點(異于).求證:直線恒過定點,并求出該定點的坐標.破解:(1)設(shè),其中,由,得,化簡得,,即,線段中點縱坐標的值為;(2)證明:設(shè),,直線的方程為,化簡可得,在直線上,解得,同理,可得,,,又直線的方程為,即,直線恒過定點.已知雙曲線,點是雙曲線的左頂點,點坐標為.(1)過點作的兩條漸近線的平行線分別交雙曲線于,兩點.求直線的方程;(2)過點作直線與橢圓交于點,,直線,與雙曲線的另一個交點分別是點,.試問:直線是否過定點,若是,請求出該定點坐標;若不過定點,請說明理由.破解:(1)由題意,得雙曲線的漸近線方程為,過與平行的直線方程為,由,解得,過與平行的直線方程為,由,解得,∴直線的方程為.(2)直線過定點.由已知,易知過的直線斜率存在且不為,直線,斜率存在且不為,設(shè)直線,的直線方程分別為和,.由,得,解得,則.同理,則.又,,三點共線,而,故,解得.設(shè),,則,,∴,即化簡整理,得(*),易知直線斜率存在,設(shè)直線的方程,由,消去整理,得,∴當且時,有,,代入(*)化簡,解得,即,故或.當時,,經(jīng)過點,不合題意,當時,,經(jīng)過點,滿足題意.因此直線過定點.1.已知橢圓的左?右焦點分別為過點,且的長軸長為8.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點為點,過點的直線與交于兩點(異于),直線與軸分別交于點,試問線段的中點是否為定點?若是,求出該定點的坐標;若不是,請說明理由.【答案】(1)(2)是定點,定點坐標為【詳解】(1)因為的長軸長為8,所以,所以.又,所以,所以的方程為.(2)易知,則直線的斜率存在,設(shè)其方程為.聯(lián)立得,,因為點在直線上,所以,,直線,令,得,直線,令,得,,所以線段的中點為,為定點.2.已知橢圓的上下頂點分別為,左右頂點分別為,四邊形的面積為,若橢圓上的點到右焦點距離的最大值和最小值之和為6.(1)求橢圓的方程;(2)過點且斜率不為0的直線與交于(異于)兩點,設(shè)直線與直線交于點,證明:點在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析【詳解】(1)設(shè)右焦點坐標為,橢圓上的一點,則,故,即,則到右焦點的距離,因為,所以,,故,即橢圓上的點到右焦點距離的最大值為,最小值為,故,解得,又四邊形的面積為,故,所以,橢圓方程為;(2)當過點且斜率不存在時,直線方程為,中,令得,,不妨設(shè),直線,即,同理可得,聯(lián)立得,,故點在直線上,當過點的直線斜率存在且不為0時,設(shè)直線方程設(shè)為,聯(lián)立得,設(shè),則,兩式相除得,直線,直線,聯(lián)立得,,故,解得,將代入上式中,得,要想恒成立,則,故點在定直線上,綜上,點在定直線上.3.如圖,已知橢圓的短軸長為,焦點與雙曲線的焦點重合.點,斜率為的直線與橢圓交于兩點.
(1)求常數(shù)的取值范圍,并求橢圓的方程.(2)(本題可以使用解析幾何的方法,也可以利用下面材料所給的結(jié)論進行解答)極點與極線是法國數(shù)學家吉拉德·迪沙格于1639年在射影幾何學的奠基之作《圓錐曲線論稿》中正式闡述的.對于橢圓,極點(不是原點)對應(yīng)的極線為,且若極點在軸上,則過點作橢圓的割線交于點,則對于上任意一點,均有(當斜率均存在時).已知點是直線上的一點,且點的橫坐標為2.連接交軸于點.連接分別交橢圓于兩點.①設(shè)直線、分別交軸于點、點,證明:點為、的中點;②證明直線:恒過定點,并求出定點的坐標.【答案】(1),(2)①證明過程見解析②證明過程見解析,定點坐標為【詳解】(1)由題意焦點在軸上,所以,解得,即的范圍為,且,解得,所以橢圓方程為.(2)我們首先給出題目給出的引理的證明:設(shè),則Q在P的極線上,現(xiàn)在如果經(jīng)過P的直線交橢圓于:那么,代入橢圓就得到,所以,由韋達定理有,此時要證明的是:,也就是,也就是,也就是,
也就是,也就是,
也就是,也就是,也就是,也就是,也就是,這顯然成立,所以結(jié)論得證.接下來我們回到原題,
①首先由于Q在P的極線上,故由引理有,,而,所以,這表明Q是和的交點,又由于,故,設(shè),而,,,所以,也就是E是的中點;②設(shè),那么,所以,這表明的方程是,即,所以恒過點.4.已知橢圓的左?右焦點分別為,過點,且.(1)求的方程.(2)設(shè)的右頂點為點,過點的直線與交于兩點(異于),直線與軸分別交于點,試問線段的中點是否為定點?若是,求出該定點的坐標;若不是,請說明理由.【答案】(1)(2)是定點,定點為【詳解】(1),,整理可得:,,,,解得:,,橢圓的方程為:.(2)由(1)可得:,則直線的斜率存在,可設(shè),,由得:,,,,直線過點,,直線方程為:,令得:,即;同理可得:;,線段的中點為定點.5.已知橢圓的離心率為,且經(jīng)過點.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)過點且不與坐標軸垂直的直線與橢圓交于兩點,過分別作軸的垂線,垂足為點,求證:直線與的交點在某條定直線上,并求該定直線的方程.【答案】(1);(2)證明見解析,定直線為.【詳解】(1)由題可得:,,又;解得;故橢圓的方程為:.(2)設(shè)直線與的交點為,根據(jù)題意,作圖如下:由題可知,直線的斜率存在,又過點,故設(shè)其方程為,聯(lián)立,可得,顯然其,設(shè)兩點坐標為,則;因為都垂直于軸,故,則方程為:,方程為:,聯(lián)立方程可得:,故,也即直線與的交點在定直線上.6.已知橢圓的左頂點和下頂點B,焦距為,直線l交橢圓L于C,D(不同于橢圓的頂點)兩點,直線AD交y軸于M,直線BC交x軸于N,且直線MN交l于P.(1)求橢圓L的標準方程;(2)若直線AD,BC的斜率相等,證明:點P在一條定直線上運動.【答案】(1)(2)證明見解析【詳解】(1)由已知得:,所以,所以橢圓(2)設(shè)直線的斜率為.則直線,直線,得聯(lián)立得,易知.由,得,于是.同理:由于,所以,即,得①,同理②,由①②得,故點在直線上運動.7.在平面直角坐標系xOy中,動點M到點的距離與到直線的距離之比為.(1)求動點M軌跡W的方程;(2)過點F的兩條直線分別交W于A,B兩點和C,D兩點,線段AB,CD的中點分別為P,Q.設(shè)直線AB,CD的斜率分別為,,且,試判斷直線PQ是否過定點.若是,求出定點的坐標;若不是,請說明理由.【答案】(1)(2)直線PQ過定點.【詳解】(1)設(shè)點M的坐標為,由題意可知,,化簡整理得,W的方程為.(2)由題意知,設(shè)直線AB的方程為,與W的方程聯(lián)立可得,,設(shè),,由韋達定理得,,則,所以,點P的坐標為.同理可得,Q的坐標為.所以,直線PQ的斜率為,所以,直線PQ的方程為,即,又,則,所以直線PQ的方程即為,所以,直線PQ過定點.8.已知動圓經(jīng)過定點,且與圓:內(nèi)切.(1)求動圓圓心的軌跡的方程;(2)設(shè)軌跡與軸從左到右的交點為,,點為軌跡上異于,的動點,設(shè)交直線于點,連接交軌跡于點,直線,的斜率分別為,.①求證:為定值;②證明:直線經(jīng)過軸上的定點,并求出該定點的坐標.【答案】(1)(2)①證明見解析;②證明見解析;【詳解】(1)設(shè)動圓的半徑為,由題意得圓的圓心為,半徑,所以,,則,所以動圓圓心的軌跡是以,為焦點,長軸長為的橢圓.因此動圓圓心的軌跡的方程為.(2)①設(shè),,.由(1)可知,,如圖所示,所以,,又因為,即,于是,所以,又,則,因此為定值.②設(shè)直線的方程為,由①中知,,由得,,由根與系數(shù)的關(guān)系得由①可知,,即,代入化簡得,解得或(舍去),所以直線的方程為,所以直線經(jīng)過軸上的定點,定點坐標為.題型5圓錐曲線中的極點與極線圓錐曲線的極點與極線已知橢圓(a>b>0),則稱點和直線為橢圓的一對極點和極線.極點和極線是成對出現(xiàn)的.我們先從幾何的角度來研究圓錐曲線的極點與極線.從幾何角度看極點與極線如圖,設(shè)是不在圓錐曲線上的一點,過點引兩條割線依次交圓錐曲線于四點,,,,連接,交于,連接,交于,則直線為點對應(yīng)的極線.若為圓錐曲線上的點,則過點的切線即為極線.由圖同理可知,為點對應(yīng)的極線,為點所對應(yīng)的極線.因而將稱為自極三點形.設(shè)直線交圓錐曲線于點,兩點,則,恰為圓錐曲線的兩條切線.定理:(1)當在圓錐曲線上時,則點的極線是曲線在點處的切線;(2)當在外時,過點作的兩條切線,設(shè)其切點分別為,,則點的極線是直線(即切點弦所在的直線);(3)當在內(nèi)時,過點任作一割線交于,,設(shè)在,處的切線交于點,則點的極線是動點的軌跡.已知拋物線的焦點為,
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