备战2025年高考数学(新高考专用)通关秘籍09圆锥曲线大题(易错点+六大题型)(学生版+解析)(新高考专用)_第1页
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文档简介

/秘籍09圆锥曲线大题目录【高考预测】概率预测+题型预测+考向预测【应试秘籍】总结常考点及应对的策略【误区点拨】点拨常见的易错点易错点:解题规范【抢分通关】精选名校模拟题,讲解通关策略【题型一】极点、极线【题型二】自极三角形与调和点列【题型三】齐次化法解决斜率相关问题【题型四】定比点差法【题型五】定点、定值【题型六】求轨迹方程型概率预测☆☆☆☆☆题型预测解答题☆☆☆☆☆考向预测极点、极线圆锥曲线大题和小题考察的类型不一致,但是肯定都是以基础知识为前提的情况下进行考察,所以一般第一问考察的大多还是求圆锥曲线的函数解析式,而第二问往往考察的是直线与圆锥曲线的位置关系,这里对于解析几何的代数问题要求就比较高,题型也相应较多,需要多加练习。一些固定题型解题方法的掌握还是需要熟练,并且理解圆锥曲线中解析几何的解题思维,延伸知识点例如极点、极线,齐次化解法、定比点差法等等比较热门的需要熟练于心。易错点:解题规范圆锥曲线大题在遇到直线与曲线相交相关的问题是,极点、极线的思想只能辅助我们解题,不可出现在答题过程中,都需要设点或设线,写出完整的证明过程。例(2023年全国乙卷)已知椭圆的离心率是,点在上.(1)求的方程;(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.变式1:(2024·湖南衡阳·二模)(多选)已知圆是直线上一动点,过点作直线分别与圆相切于点,则(

)A.圆上恰有一个点到的距离为 B.直线恒过点C.的最小值是 D.四边形面积的最小值为【题型一】极点、极线二次曲线的极点极线(1).二次曲线极点对应的极线为(半代半不代)(2)圆锥曲线的三类极点极线(以椭圆为例):椭圆方程①极点在椭圆外,为椭圆的切线,切点为则极线为切点弦;②极点在椭圆上,过点作椭圆的切线,则极线为切线;③极点在椭圆内,过点作椭圆的弦,分别过作椭圆切线,则切线交点轨迹为极线;(3)圆锥曲线的焦点为极点,对应准线为极线.【例1】过点作圆的两条切线,切点分别为、则直线的方程为()A. B. C. D.【例2】已知点为上一动点.过点作椭圆的两条切线,切点分别,当点运动时,直线过定点,该定点的坐标是________.【例3】(2024·广东湛江·一模)已知点P为直线上的动点,过P作圆的两条切线,切点分别为A,B,若点M为圆上的动点,则点M到直线AB的距离的最大值为.【变式1】(2024·陕西西安·一模)已知椭圆的左,右焦点分别为,,且,与短轴的一个端点构成一个等腰直角三角形,点在椭圆,过点作互相垂直且与轴不重合的两直线,分别交椭圆于,和点,,且点,分别是弦,的中点.

(1)求椭圆的标准方程;(2)若,求以为直径的圆的方程;(3)直线是否过轴上的一个定点?若是,求出该定点坐标;若不是,说明理由.【变式2】(2024·上海徐汇·二模)已知椭圆,分别为椭圆的左、右顶点,分别为左、右焦点,直线交椭圆于两点(不过点).(1)若为椭圆上(除外)任意一点,求直线和的斜率之积;(2)若,求直线的方程;(3)若直线与直线的斜率分别是,且,求证:直线过定点.【变式3】(2024·新疆喀什·二模)已知椭圆的左焦点,点在椭圆上,过点的两条直线分别与椭圆交于另一点,且直线的斜率满足.(1)求椭圆的方程;(2)证明直线过定点.【题型二】自极三角形与调和点列一、调和点列的充要条件 如图,若四点构成调和点列,则有(一般前2个出现较多)二、调和点列与极点极线的联系如图,过极点作任意直线,与椭圆交于,与极线交点则点成调和点列,若点的极线通过另一点,则的极线也通过.一般称、互为共轭点.三、自极三角形如图,设P是不在圆雉曲线上的一点,过P点引两条割线依次交二次曲线于E,F,G,H四点,连接对角线EH,FG交于N,连接对边EG,FH交于M,则直线MN为点P对应的极线.若P为圆雉曲线上的点,则过P点的切线即为极线.同理,PM为点N对应的极线,PN为点M所对应的极线.因而将△MNP称为自极三点形.设直线MN交圆锥曲线于点A,B两点,则PA,PB恰为圆锥曲线的两条切线.从直线上任意一点向椭圆的左右顶点引两条割线与椭圆交于两点,则直线恒过定点.【例1】已知A、B分别为椭圆E:(a>1)的左、右顶点,G为E的上顶点,,P为直线x=6上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E的另一交点为D.(1)求E的方程; (2)证明:直线CD过定点. 【例2】(2022·全国乙卷高考真题)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.(1)求E的方程; (2)设过点的直线交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.【变式1】(2024江南十校联考)在平面直角坐标系中,已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴是坐标轴,右支与x轴的交点为,其中一条渐近线的倾斜角为.(1)求C的标准方程;(2)过点作直线l与双曲线C的左右两支分别交于A,B两点,在线段上取一点E满足,证明:点E在一条定直线上. 【变式2】设椭圆过点,且左焦点为.(1)求椭圆的方程;(2)当过点的动直线与椭圆相交于两不同点,时,在线段上取点,满足,证明:点总在某定直线上. 【变式3】已知、分别为椭圆:的上、下焦点,其中也是抛物线的焦点,点是与在第二象限的交点,且.

(1)求椭圆的方程; (2)已知点和圆:,过点的动直线与圆相交于不同的两点,在线段上取一点,满足:,,(且).求证:点总在某定直线上.【题型三】齐次化法解决斜率相关问题“齐次”从词面上解释是“次数相等”的意思.在代数里也有“齐次”的叫法,例如f=1:“齐次化”方法使用场景题目中出现了一个定点引出的两条动直线的斜率之和k₁+k₂2:用法:必须先把该定点平移至原点位置,然后将两个动点所成的直线假设为mx+3:方程为mx+【例1】如图,椭圆E:x2a2+y(1):求椭圆E的方程;(2):经过点(1,1),且斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点P、Q(均异于点A),【例2】已知椭圆C:x2a2(1)求椭圆C的方程;(2)点M,N在椭圆C上,且.AM⊥AN,AD⊥MN,D为垂足.【变式1】(2024·全国·模拟预测)已知P为椭圆上一点,过原点且斜率存在的直线与椭圆C相交于A,B两点,过原点且斜率存在的直线(与不重合)与椭圆C相交于M,N两点,且点P满足到直线和的距离都等于.(1)求直线和的斜率之积;(2)当点P在C上运动时,是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.【变式2】(2024·安徽合肥·二模)已知椭圆的右焦点为,左顶点为,短轴长为,且经过点.(1)求椭圆的方程;(2)过点的直线(不与轴重合)与交于两点,直线与直线的交点分别为,记直线的斜率分别为,证明:为定值.【变式3】(2024·全国·模拟预测)已知曲线与曲线关于直线对称.(1)求曲线的方程.(2)若过原点的两条直线分别交曲线于点,,,,且(为坐标原点),则四边形的面积是否为定值?若为定值,求四边形的面积;若不为定值,请说明理由.【题型四】定比点差法直线与圆雉曲线相交时,中点(定比分点)问题通常运用韦达定理和点差法两种方式.点差法(定比点差)是从设点的视角,将点的坐标代人曲线方程,通过系数调配后进行两式作差.一般地,设椭圆上两点,若定点满足,则得到,化简得由得两式相减得.把代人,得,化简得.特别地,如果(或),则可以得到方程组继而能相对快捷地求出交点坐标,避免暴求交点.椭圆、双曲线中的多点共线的倍值问题,也可类似解决,其实质就是一种降维处理.此外,当时,则是的中点即转化为中点弦问题.【例1】直线与椭圆交于两点,与轴、轴分别交于点.如果是线段的两个三等分点,则直线的斜率为.【例2】设分别为椭圆的左右两个焦点,点在椭圆上.若,则点的坐标是.【例3】已知点,椭圆上两点满足,则当时,点横坐标的绝对值最大.【变式1】已知是双曲线的左焦点,点的坐标为,直线与双曲线的两条渐进线分别交于点.若,则双曲线的离心率为.【变式2】已知抛物线的焦点为,斜率为的直线与抛物线交于两点,与轴的交点为.(1)若,求直线的方程;(2)若,求的值.【变式3】如图,椭圆.过点作直线分别交椭圆于,四点,且直线的斜率为.试判断直线与直线的位置关系.【题型五】定点、定值求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.直线过定点问题或圆过定点问题,通常要设出直线方程,与圆锥曲线联立,得到两根之和,两根之积,再表达出直线方程或圆的方程,结合方程特点,求出所过的定点坐标.【例1】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,的左焦点与点连线的斜率为.(1)求的方程.(2)已知点,过点的直线与交于两点,直线分别交于.试问:直线的斜率是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【例2】(2023·河南焦作·模拟预测)已知椭圆的长轴为4,直线与圆相切于点,与相交于,两点,且,,.(1)记的离心率为,证明:;(2)若轴右侧的点在上,且轴,,是圆的两条切线,切点分别为,(在上方),求的值.【例3】(2024·上海奉贤·二模)已知曲线,是坐标原点,过点的直线与曲线交于,两点.(1)当与轴垂直时,求的面积;(2)过圆上任意一点作直线,,分别与曲线切于,两点,求证:;

(3)过点的直线与双曲线交于,两点(,不与轴重合).记直线的斜率为,直线斜率为,当时,求证:与都是定值.

【变式1】(2024·上海崇明·二模)已知椭圆,为的上顶点,是上不同于点的两点.(1)求椭圆的离心率;(2)若是椭圆的右焦点,是椭圆下顶点,是直线上一点.若有一个内角为,求点的坐标;(3)作,垂足为.若直线与直线的斜率之和为,是否存在轴上的点,使得为定值?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.【变式2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,且过点.(1)求椭圆的标准方程.(2)设过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点.问:在轴上是否存在定点,使直线的斜率与的斜率的积为定值?若存在,求出该定点坐标;若不存在,请说明理由.【变式3】(2024·全国·模拟预测)已知离心率为的椭圆的左、右顶点分别为,点为椭圆上的动点,且面积的最大值为.直线与椭圆交于两点,点,直线分别交椭圆于两点,过点作直线的垂线,垂足为.(1)求椭圆的方程.(2)记直线的斜率为,证明:为定值.(3)试问:是否存在定点,使为定值?若存在,求出定点的坐标;若不存在,说明理由.【题型六】求轨迹方程型求轨迹方程的常见方法有:①直接法,设出动点的坐标,根据题意列出关于的等式即可;②定义法,根据题意动点符合已知曲线的定义,直接求出方程;③参数法,把分别用第三个变量表示,消去参数即可;④逆代法,将代入.【例1】(2024·上海嘉定·二模)如图:已知三点、、都在椭圆上.(1)若点、、都是椭圆的顶点,求的面积;(2)若直线的斜率为1,求弦中点的轨迹方程;(3)若直线的斜率为2,设直线的斜率为,直线的斜率为,是否存在定点,使得恒成立?若存在,求出所有满足条件的点,若不存在,说明理由.【例2】(2024·安徽合肥·二模)在数学中,广义距离是泛函分析中最基本的概念之一.对平面直角坐标系中两个点和,记,称为点与点之间的“距离”,其中表示中较大者.(1)计算点和点之间的“距离”;(2)设是平面中一定点,.我们把平面上到点的“距离”为的所有点构成的集合叫做以点为圆心,以为半径的“圆”.求以原点为圆心,以为半径的“圆”的面积;(3)证明:对任意点.【例3】(2024·河南开封·三模)已知,,对于平面内一动点,轴于点M,且,,成等比数列.(1)求点P的轨迹C的方程;(2)已知过点A的直线l与C交于M,N两点,若,求直线l的方程.【变式1】(2024·广东韶关·二模)已知椭圆的离心率为,长轴长为4,是其左、右顶点,是其右焦点.(1)求椭圆的标准方程;(2)设是椭圆上一点,的角平分线与直线交于点.①求点的轨迹方程;②若面积为,求.【变式2】(2024·江苏苏州·模拟预测)已知点,,和动点满足是,的等差中项.(1)求点的轨迹方程;(2)设点的轨迹为曲线按向量平移后得到曲线,曲线上不同的两点M,N的连线交轴于点,如果(为坐标原点)为锐角,求实数的取值范围;(3)在(2)的条件下,如果时,曲线在点和处的切线的交点为,求证:在一条定直线上.【变式3】(2024·山西吕梁·二模)在平面直角坐标系中,动点在圆上,动点在直线上,过点作垂直于的直线与线段的垂直平分线交于点,且,记的轨迹为曲线.(1)求曲线的方程.(2)若直线与曲线交于两点,与曲线交于两点,其中,且同向,直线交于点.(i)证明:点在一条确定的直线上,并求出该直线的方程;(ii)当的面积等于时,试把表示成的函数.

秘籍09圆锥曲线大题目录【高考预测】概率预测+题型预测+考向预测【应试秘籍】总结常考点及应对的策略【误区点拨】点拨常见的易错点易错点:解题规范【抢分通关】精选名校模拟题,讲解通关策略【题型一】极点、极线【题型二】自极三角形与调和点列【题型三】齐次化法解决斜率相关问题【题型四】定比点差法【题型五】定点、定值【题型六】求轨迹方程型概率预测☆☆☆☆☆题型预测解答题☆☆☆☆☆考向预测极点、极线圆锥曲线大题和小题考察的类型不一致,但是肯定都是以基础知识为前提的情况下进行考察,所以一般第一问考察的大多还是求圆锥曲线的函数解析式,而第二问往往考察的是直线与圆锥曲线的位置关系,这里对于解析几何的代数问题要求就比较高,题型也相应较多,需要多加练习。一些固定题型解题方法的掌握还是需要熟练,并且理解圆锥曲线中解析几何的解题思维,延伸知识点例如极点、极线,齐次化解法、定比点差法等等比较热门的需要熟练于心。易错点一:解题规范圆锥曲线大题在遇到直线与曲线相交相关的问题是,极点、极线的思想只能辅助我们解题,不可出现在答题过程中,都需要设点或设线,写出完整的证明过程。例(2023年全国乙卷)已知椭圆的离心率是,点在上.(1)求的方程;(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.【极线思维】记,点B的极线过点A,设极线与PQ交于点D,则B,P,D,Q为调和点列,AB,AP,AD,AQ为调和线束,而AB平行y轴,故MN的中点为y轴于极线的交点【详解】(1)由题意可得,解得,所以椭圆方程为.(2)由题意可知:直线的斜率存在,设,联立方程,消去y得:,则,解得,可得,因为,则直线,令,解得,即,同理可得,则,所以线段的中点是定点.变式1:(2024·湖南衡阳·二模)(多选)已知圆是直线上一动点,过点作直线分别与圆相切于点,则(

)A.圆上恰有一个点到的距离为 B.直线恒过点C.的最小值是 D.四边形面积的最小值为【答案】BCD【详解】易知圆心,半径,如下图所示:对于A,圆心到直线的距离为,可得圆上的点到直线距离的最小值为,圆上的点到直线距离的最大值为,所以圆上恰有两个点到的距离为,即A错误;对于B,设,可得;易知,由,整理可得,同理可得,即可知两点在直线上,所以直线的方程为,即,令,解得,所以直线恒过定点,即B正确;对于C,由直线恒过定点,当点与圆心的连线垂直于时,的值最小,点与圆心之间的距离为,所以,故C正确;对于D,四边形的面积为,根据切线长公式可知,当最小值,最小,,所以,故四边形的面积为,即D正确;故选:BCD【题型一】极点、极线二次曲线的极点极线(1).二次曲线极点对应的极线为(半代半不代)(2)圆锥曲线的三类极点极线(以椭圆为例):椭圆方程①极点在椭圆外,为椭圆的切线,切点为则极线为切点弦;②极点在椭圆上,过点作椭圆的切线,则极线为切线;③极点在椭圆内,过点作椭圆的弦,分别过作椭圆切线,则切线交点轨迹为极线;(3)圆锥曲线的焦点为极点,对应准线为极线.【例1】过点作圆的两条切线,切点分别为、则直线的方程为()A. B. C. D.解析:直线是点对应的极线,则方程为,即.故选A.【例2】已知点为上一动点.过点作椭圆的两条切线,切点分别,当点运动时,直线过定点,该定点的坐标是________.解析:设点的坐标是,则切点弦的方程为,化简得,令,可得,故直线过定点.【例3】(2024·广东湛江·一模)已知点P为直线上的动点,过P作圆的两条切线,切点分别为A,B,若点M为圆上的动点,则点M到直线AB的距离的最大值为.【答案】【详解】设,则满足;易知圆的圆心为,半径;圆的圆心为,半径,如下图所示:易知,所以,即,整理可得;同理可得,即是方程的两组解,可得直线的方程为,联立,即;令,可得,即时等式与无关,所以直线恒过定点,可得;又在圆内,当,且点为的延长线与圆的交点时,点到直线的距离最大;最大值为【变式1】(2024·陕西西安·一模)已知椭圆的左,右焦点分别为,,且,与短轴的一个端点构成一个等腰直角三角形,点在椭圆,过点作互相垂直且与轴不重合的两直线,分别交椭圆于,和点,,且点,分别是弦,的中点.

(1)求椭圆的标准方程;(2)若,求以为直径的圆的方程;(3)直线是否过轴上的一个定点?若是,求出该定点坐标;若不是,说明理由.【答案】(1)(2)(3)【详解】(1)解:因为椭圆经过点,且,与短轴的一个端点构成一个等腰直角三角形,可得,则,所以,解得,所以椭圆的标准分别为.(2)解:由(1)得,所以直线的方程为,联立方程组,解得或,所以,则CD的中点为且,故以为直径的圆的方程为.(3)解:设直线的方程为,且,则直线的方程为,联立方程组,整理得,设,则且,所以,由中点坐标公式得,将的坐标中的用代换,可得的中点为,所以,所以直线的方程为,即,则直线过定点.【变式2】(2024·上海徐汇·二模)已知椭圆,分别为椭圆的左、右顶点,分别为左、右焦点,直线交椭圆于两点(不过点).(1)若为椭圆上(除外)任意一点,求直线和的斜率之积;(2)若,求直线的方程;(3)若直线与直线的斜率分别是,且,求证:直线过定点.【答案】(1)(2)(3)证明见解析【详解】(1)在椭圆中,左、右顶点分别为,设点,则.(2)设,由已知可得,,由得,化简得代入可得,联立解得由得直线过点,,所以,所求直线方程为.(3)设,易知直线的斜率不为,设其方程为(),联立,可得,由,得.由韦达定理,得.,.可化为,整理即得,,由,进一步得,化简可得,解得,直线的方程为,恒过定点.【变式3】(2024·新疆喀什·二模)已知椭圆的左焦点,点在椭圆上,过点的两条直线分别与椭圆交于另一点,且直线的斜率满足.(1)求椭圆的方程;(2)证明直线过定点.【答案】(1);(2)证明见解析.【详解】(1)由点在椭圆上,得,由为椭圆的左焦点,得,所以椭圆的方程为.(2)依题意,直线不垂直于坐标轴,设其方程为,,,由消去y并整理得,,,,由得,即,整理得,即有,而,解得,满足,直线:过定点,所以直线过定点.【题型二】自极三角形与调和点列一、调和点列的充要条件 如图,若四点构成调和点列,则有(一般前2个出现较多)二、调和点列与极点极线的联系如图,过极点作任意直线,与椭圆交于,与极线交点则点成调和点列,若点的极线通过另一点,则的极线也通过.一般称、互为共轭点.三、自极三角形如图,设P是不在圆雉曲线上的一点,过P点引两条割线依次交二次曲线于E,F,G,H四点,连接对角线EH,FG交于N,连接对边EG,FH交于M,则直线MN为点P对应的极线.若P为圆雉曲线上的点,则过P点的切线即为极线.同理,PM为点N对应的极线,PN为点M所对应的极线.因而将△MNP称为自极三点形.设直线MN交圆锥曲线于点A,B两点,则PA,PB恰为圆锥曲线的两条切线.从直线上任意一点向椭圆的左右顶点引两条割线与椭圆交于两点,则直线恒过定点.【例1】已知A、B分别为椭圆E:(a>1)的左、右顶点,G为E的上顶点,,P为直线x=6上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E的另一交点为D.(1)求E的方程; (2)证明:直线CD过定点. 【自极三角形思路】延长CB,AD交于点Q,,则△EPG为自极三角形,故x=6为E点的极线,则E为【详解】(1)依据题意作出如下图象:由椭圆方程可得:,,,,椭圆方程为:(2)证明:设,则直线的方程为:,即:联立直线的方程与椭圆方程可得:,整理得:,解得:或将代入直线可得:所以点的坐标为.同理可得:点的坐标为当时,直线的方程为:,整理可得:整理得:所以直线过定点.当时,直线:,直线过点.故直线CD过定点.【例2】(2022·全国乙卷高考真题)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.(1)求E的方程; (2)设过点的直线交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.【调和点列思路】AB为P所对应的极线,故P,M,C,N四点成调和点列,故AP,AM,AC,AN四条线成调和线束,因为直线HM平行AP,且T为HM中点,由调和线束平行性质(平行于一组调和线束中的其中一条直线交另外三条直线的三个交点,其中一个点为另外两个点的中点),故H点必然在直线AN上,故直线HN过定【详解】(I)解:设椭圆的方程为,过,则,解得,,所以椭圆的方程为:.(II)证法一:定点为,证明如下:点对应的极线为,即,即为直线,则为调和线束,过作//,交于,由调和性质可知为中点,故直线过定点.证法二:,所以,①若过点的直线斜率不存在,直线.代入,可得,,代入AB方程,可得,由得到.求得方程:,过点.②若过点的直线斜率存在,设.联立得,可得,,且联立可得,可求得此时,将,代入整理得,将代入,得,显然成立.综上,可得直线过定点.【变式1】(2024江南十校联考)在平面直角坐标系中,已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴是坐标轴,右支与x轴的交点为,其中一条渐近线的倾斜角为.(1)求C的标准方程;(2)过点作直线l与双曲线C的左右两支分别交于A,B两点,在线段上取一点E满足,证明:点E在一条定直线上. 【极线思路】显然E在T的极线上,故E点轨迹为T的极线【详解】(1)根据题意,设双曲线的方程为,由题知,,可得;所以双曲线方程为.(2)易知为双曲线的右焦点,如下图所示:

由题知直线l斜率存在,根据对称性,不妨设斜率为,故直线的方程为,代入双曲线方程得,设,,由韦达定理有,,且,,设,点E在线段上,所以由可得化简得,代入和并化简可得,即存在点E满足条件,并且在定直线上.【变式2】设椭圆过点,且左焦点为.(1)求椭圆的方程;(2)当过点的动直线与椭圆相交于两不同点,时,在线段上取点,满足,证明:点总在某定直线上. 解析:(1)由题意得,解得,所求椭圆方程为.(2)解法:已知,说明点关于椭圆调和共轭,根据定理3,点在点对应的极线上,此极线方程为,化简得.故点总在直线.【变式3】已知、分别为椭圆:的上、下焦点,其中也是抛物线的焦点,点是与在第二象限的交点,且.

(1)求椭圆的方程; (2)已知点和圆:,过点的动直线与圆相交于不同的两点,在线段上取一点,满足:,,(且).求证:点总在某定直线上.【极线思路】由题可知,即,故点Q在P点的极线上【详解】(1)设,因为点M在抛物线上,且,所以,解得,又点M在抛物线上,所以,且,即,解得,所以椭圆的方程;(2)设,,因为,所以,即有,又,所以,即有,所以得:,又点A、B在圆上,所以,又,所以,故点Q总在直线上.【题型三】齐次化法解决斜率相关问题“齐次”从词面上解释是“次数相等”的意思.在代数里也有“齐次”的叫法,例如f=1:“齐次化”方法使用场景题目中出现了一个定点引出的两条动直线的斜率之和k₁+k₂2:用法:必须先把该定点平移至原点位置,然后将两个动点所成的直线假设为mx+3:方程为mx+【例1】如图,椭圆E:x2a2+y(1):求椭圆E的方程;(2):经过点(1,1),且斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点P、Q(均异于点A),解:(1)由题意,b=1,又c所以,a=2,b=1,c=1,所以,椭圆E的方程为首先将椭圆向上平移1个单位,得椭圆.E'的方程:x22此时,点(1,1)向上平移1个单位,变为(1.2),设直线方程为mx+my=1,直线过(l,2),则有m+2m=1,将直线方程代入x²+2y²−4y=0得x²+2y²−4y平移之后,点P、Q变为P'变换得4n−2y所以k原问题成立.【例2】已知椭圆C:x2a2(1)求椭圆C的方程;(2)点M,N在椭圆C上,且.AM⊥AN,AD⊥MN,D为垂足.解:(1)由题意得:ca=224a椭圆的方程为x26+(2)当直线A'将整个图形平移一下,将点A平移到坐标原点A相应的其它点平移为M'椭圆方程为:x+2²+2y+1²=6,设MN':mx+ny=1,即:4n+2yx2所以,−43m−43n=1,再将整个图形重新平移回去,直线MN经过定点B由题意可知,△ADB为直角三角形,斜边AB的中点Q4当直线AM,AN的斜率有一个不存在时,不妨设N2−1,M−21,综上所述,存在点Q431【变式1】(2024·全国·模拟预测)已知P为椭圆上一点,过原点且斜率存在的直线与椭圆C相交于A,B两点,过原点且斜率存在的直线(与不重合)与椭圆C相交于M,N两点,且点P满足到直线和的距离都等于.(1)求直线和的斜率之积;(2)当点P在C上运动时,是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.【答案】(1);(2)是,12.【详解】(1)设直线的方程为,直线的方程为,,则根据点到直线的距离公式可得,化简得,同理可得,所以,是一元二次方程的两实数根,,则有.又因为点在C上,所以,即,所以(定值).(2)是定值,且定值为12.理由如下:设,,联立方程组,解得,所以,同理可得.由椭圆的对称性知,,所以.由(1)知,所以(定值).【变式2】(2024·安徽合肥·二模)已知椭圆的右焦点为,左顶点为,短轴长为,且经过点.(1)求椭圆的方程;(2)过点的直线(不与轴重合)与交于两点,直线与直线的交点分别为,记直线的斜率分别为,证明:为定值.【答案】(1);(2)证明见解析.【详解】(1)因为,所以,再将点代入得,解得,故椭圆的方程为;(2)由题意可设,由可得,易知恒成立,所以,又因为,所以直线的方程为,令,则,故,同理,从而,故为定值.【变式3】(2024·全国·模拟预测)已知曲线与曲线关于直线对称.(1)求曲线的方程.(2)若过原点的两条直线分别交曲线于点,,,,且(为坐标原点),则四边形的面积是否为定值?若为定值,求四边形的面积;若不为定值,请说明理由.【答案】(1)(2)是定值,【详解】(1)设点为曲线上任一点,则点关于直线的对称点在曲线上.根据对称性,得解得将代入曲线并整理,得.故曲线的方程为.(2)四边形的面积为定值.理由如下:当直线的斜率不存在时,直线轴,则.因为,所以不妨设,则,此时取,,根据对称性可知四边形为平行四边形,则四边形的面积,为定值.当直线的斜率存在时,设,且,.联立得.由,得,则,,则.因为,即,即,所以.因为原点到直线的距离,由于四边形为平行四边形,所以四边形的面积.综上,四边形的面积为定值.【题型四】定比点差法直线与圆雉曲线相交时,中点(定比分点)问题通常运用韦达定理和点差法两种方式.点差法(定比点差)是从设点的视角,将点的坐标代人曲线方程,通过系数调配后进行两式作差.一般地,设椭圆上两点,若定点满足,则得到,化简得由得两式相减得.把代人,得,化简得.特别地,如果(或),则可以得到方程组继而能相对快捷地求出交点坐标,避免暴求交点.椭圆、双曲线中的多点共线的倍值问题,也可类似解决,其实质就是一种降维处理.此外,当时,则是的中点即转化为中点弦问题.【例1】直线与椭圆交于两点,与轴、轴分别交于点.如果是线段的两个三等分点,则直线的斜率为.【解析】设点.由得;由得.所以.(*)由两式相减得.把(*)代入,知,故,所以点,所以.【例2】设分别为椭圆的左右两个焦点,点在椭圆上.若,则点的坐标是.【解析】延长交椭圆于点.由知,,所以把点代入,得两式相减,得,化简,得.与联立,解得,代入椭圆求得点.【例3】已知点,椭圆上两点满足,则当时,点横坐标的绝对值最大.【解析】设点.由.所以,所以,代入,可得,当时取得等号.【变式1】已知是双曲线的左焦点,点的坐标为,直线与双曲线的两条渐进线分别交于点.若,则双曲线的离心率为.【答案】.【解析】设点.由于,故,得到由点均在渐近线0上可以知道,则两式相减得.把代人,知,化简得.结合,解得,故点.由得,所以.【变式2】已知抛物线的焦点为,斜率为的直线与抛物线交于两点,与轴的交点为.(1)若,求直线的方程;(2)若,求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)设直线的方程为.设点,故.由抛物线定义可得,解得.故直线方程为.(2)设直线的方程为设点,故由可得,可得代入上式可得.故直线方程为.解得点,故.【变式3】如图,椭圆.过点作直线分别交椭圆于,四点,且直线的斜率为.试判断直线与直线的位置关系.【答案】.【解析】设点,,,.设,则由定比分点得到又点,在椭圆上,所以又三式相加得.同理,设,可得.两式相减得.又直线的斜率为,则.所以,即.所以.【题型五】定点、定值求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.直线过定点问题或圆过定点问题,通常要设出直线方程,与圆锥曲线联立,得到两根之和,两根之积,再表达出直线方程或圆的方程,结合方程特点,求出所过的定点坐标.【例1】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,的左焦点与点连线的斜率为.(1)求的方程.(2)已知点,过点的直线与交于两点,直线分别交于.试问:直线的斜率是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1);(2)是,定值为【详解】(1)由题意可设椭圆的半焦距为,则椭圆的左焦点为.由题意得,则,所以椭圆的方程为.(2)

由已知,得直线的斜率必存在且不为0,故设直线的方程为.设,则直线的方程为.由并结合,得.由是方程的两根,可知,则.将代入,可得.同理可得.所以.故直线的斜率为定值,且定值为.【例2】(2023·河南焦作·模拟预测)已知椭圆的长轴为4,直线与圆相切于点,与相交于,两点,且,,.(1)记的离心率为,证明:;(2)若轴右侧的点在上,且轴,,是圆的两条切线,切点分别为,(在上方),求的值.【答案】(1)证明见解析(2)【详解】(1)证明:因为椭圆的长轴为4,所以椭圆的方程为,.设,则,当时,因为,所以直线的斜率为,直线的方程为,即,联立椭圆与直线的方程得再根据整理得,,则,,故,故当时,,易得.综上所述,.(2)由(1)中,得点的纵坐标为,横坐标,故.设,,由(1)得圆在,两点的切线方程分别为,.因为在直线,上,所以,,因此直线的方程是.,两点坐标满足方程整理得;,两点坐标满足方程整理得.故,,,四点的纵坐标满足同一个一元二次方程,又因为点在点上方,点在点上方,故,两点的纵坐标相等,,两点的纵坐标相等,从而轴.,同理可得,所以.又,可知.

【例3】(2024·上海奉贤·二模)已知曲线,是坐标原点,过点的直线与曲线交于,两点.(1)当与轴垂直时,求的面积;(2)过圆上任意一点作直线,,分别与曲线切于,两点,求证:;

(3)过点的直线与双曲线交于,两点(,不与轴重合).记直线的斜率为,直线斜率为,当时,求证:与都是定值.

【答案】(1)(2)证明见解析(3)证明见解析【详解】(1)由题可知,直线为,

代入椭圆方程,解得,

所以.(2)设,当时,,不妨取,,,则,,所以,即成立;

当时,设,的斜率分别为,直线,由,因为直线与椭圆相切,所以,即,

化简可得,化为关于的一元二次方程为,

所以.

因为在圆上,所以,代入上式可得,综上可得.

(3)设、、、,直线、的斜率分别为、,设直线,与椭圆联立得,则,,,

由得,

即,

计算分子部分:,所以,

设直线,与双曲线联立得,则,,,,所以,计算分子部分,所以,

综上可得、均为定值.

【变式1】(2024·上海崇明·二模)已知椭圆,为的上顶点,是上不同于点的两点.(1)求椭圆的离心率;(2)若是椭圆的右焦点,是椭圆下顶点,是直线上一点.若有一个内角为,求点的坐标;(3)作,垂足为.若直线与直线的斜率之和为,是否存在轴上的点,使得为定值?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)或;(3)存在,【详解】(1)由题意,,所以离心率(2)由题意,,,,所以直线的方程为:,设,显然有或两种情况,①当时,直线的倾斜角为,其与轴的交点为,则,因为,由,得:,解得(舍去)或,所以,点的坐标是②当时,此时,则,因为,由,得:,解得(舍去)或综上所述,点的坐标是或(3)假设存在定点满足题意,当的斜率存在时,设直线的方程为,,由得,由题意,,即①.,,所以,代入①,得:,所以或,即存在直线使得直线与直线的斜率之和为2直线的方程为,直线的方程为由,得:,即所以所以当时,为定值,.当直线斜率不存在时,设,,则,,此时,满足题意.所以存在定点,使得为定值且定值为.【变式2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,且过点.(1)求椭圆的标准方程.(2)设过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点.问:在轴上是否存在定点,使直线的斜率与的斜率的积为定值?若存在,求出该定点坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)存在,且该定点为【详解】(1)因为椭圆的离心率为,所以,即,所以,所以椭圆的方程为,因为椭圆过点,所以,解得,故,,所以椭圆的标准方程为;(2)假设存在定点.设,,易知直线的斜率显然存在,且不为0,设其方程为,联立椭圆方程与直线方程,得,消去并整理,得,所以,,由,解得,且,所以,则当时,为定值,此时.所以存在定点,使直线的斜率与的斜率的积为定值.

【变式3】(2024·全国·模拟预测)已知离心率为的椭圆的左、右顶点分别为,点为椭圆上的动点,且面积的最大值为.直线与椭圆交于两点,点,直线分别交椭圆于两点,过点作直线的垂线,垂足为.(1)求椭圆的方程.(2)记直线的斜率为,证明:为定值.(3)试问:是否存在定点,使为定值?若存在,求出定点的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1);(2)证明见解析;(3)存在点.【详解】(1)由题意,得解得所以椭圆的方程为.(2)证明:设.又,所以可设直线的方程为.联立椭圆方程与直线的方程,得消去,得.又,所以,可得.由根与系数的关系,得,则,所以,同理,得.从而直线的斜率.又,所以,即,为定值.(3)由(2)可得直线的方程为.由椭圆的对称性可知,若直线恒过定点,则此定点必在轴上,所以令,得.故直线恒过定点,且点的坐标为.因为,垂足为,且,所以点在以为直径的圆上运动.故存在点,使.【题型六】求轨迹方程型求轨迹方程的常见方法有:①直接法,设出动点的坐标,根据题意列出关于的等式即可;②定义法,根据题意动点符合已知曲线的定义,直接求出方程;③参数法,把分别用第三个变量表示,消去参数即可;④逆代法,将代入.【例1】(2024·上海嘉定·二模)如图:已知三点、、都在椭圆上.(1)若点、、都是椭圆的顶点,求的面积;(2)若直线的斜率为1,求弦中点的轨迹方程;(3)若直线的斜率为2,设直线的斜率为,直线的斜率为,是否存在定点,使得恒成立?若存在,求出所有满足条件的点,若不存在,说明理由.【答案】(1)(2),(3)

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