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文档简介
5/5专题03圆锥曲线与方程【答案】一、1.2.3.二、1.2.3.
【清单01】直线与椭圆方程直线与椭圆联立,求解步骤:第一步:代入消元,联立化简:第二步:计算判别式;可直接利用结论:(范围、最值问题)第三步:根与系数关系表达式;,第四步:利用,计算第五步:利用,计算第六步:利用,,计算弦中点第七步:利用,计算弦长和的面积进而计算原点到直线的距离第八步:利用,,计算第九步:利用,计算1、弦长问题(最常用公式,使用频率最高)2、中点弦问题设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得;;将两式相减,可得;;最后整理得:同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:设直线和曲线的两个交点,,代入抛物线方程,得;;将两式相减,可得;整理得:3、圆锥曲线中的三角形的面积(1)、三角形面积问题直线方程:(2)、焦点三角形的面积直线过焦点的面积为注意:为联立消去后关于的一元二次方程的二次项系数【清单02】直线与双曲线方程直线与双曲线联立,求解步骤:第一步:代入消元,联立化简:第二步:计算判别式可直接利用结论:(范围、最值问题)第三步:根与系数关系表达式,第四步:利用,计算第五步:利用,计算第六步:利用,,计算弦中点第七步:利用,计算弦长和的面积进而计算原点到直线的距离,【清单03】直线与抛物线方程直线与抛物线联立,求解步骤:第一步:代入消元,联立化简:第二步:根与系数关系表达式,第三步:一些小结论点在抛物线的准线上,过点作抛物线的两条切线,切点分别为结论1:的斜率为结论2:若的中点为,则结论3:结论4:过焦点结论5:
【题型一】圆锥曲线的定义及轨迹方程【例1】.(25-26高二上·河北沧州·期中)一动圆与圆外切,同时与圆内切,则该动圆圆心的轨迹是(
)A.椭圆 B.双曲线的一支 C.抛物线 D.圆【答案】A【难度】0.65【知识点】判断圆与圆的位置关系、椭圆定义及辨析、轨迹问题——椭圆【分析】由圆与圆的位置关系确定,,,再利用椭圆的定义可求.【详解】如图,设动圆的圆心为P,半径为r,如图,因圆与圆外切,则,圆,即,因与圆内切,则,又,因,所以点P在以,为焦点的椭圆上.故选:A.【变式1-1】.(25-26高二上·四川成都·期中)如图,已知圆,点,P为圆A上的动点,线段的垂直平分线与线段相交于点M
(1)过点B的直线m被圆A截得的弦长为,求直线m的方程;(2)求动点M的轨迹方程;(3)设(2)中曲线为C,直线l:与曲线C交于E,F两点,求的面积.【答案】(1)(2)(3)【难度】0.4【知识点】求点到直线的距离、已知圆的弦长求方程或参数、轨迹问题——椭圆、椭圆中三角形(四边形)的面积【分析】(1)先根据圆的方程得出圆心和半径,利用已知弦长得出圆心到直线的距离,分直线斜率存在和不存在两种情况讨论求出直线方程;(2)根据已知条件,利用椭圆的定义求出动点的方程;(3)联立直线和椭圆方程,利用韦达定理结合两点间距离公式求出,利用点到直线距离公式求出距离,进而利用三角形面积公式求解.【详解】(1)圆的圆心为,半径,已知弦长为,设圆心到直线的距离为,则,而直线过点,当直线斜率不存在时,直线为,圆心到直线距离,弦长,符合题意;当直线斜率存在时,设斜率为,则方程为,即,圆心到直线距离,化简得,无解,直线的方程为.(2)由垂直平分线的性质可知,,,,,,由椭圆的定义可知,动点M是以为长轴,以为焦距的椭圆,即,动点M的方程为:.(3)如图,作出符合题意的图形,
联立直线与曲线方程,得,设,由韦达定理得,,点到直线的距离为,.【变式1-2】.(25-26高二上·山东青岛·期中)已知定点,,是圆上任意一点,点关于点的对称点为,线段的中垂线与直线相交于点,则点的轨迹是(
)A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.以上都不是【答案】C【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解【分析】结合垂直平分线以及中位线的性质,分析计算出的值,则结果可知.【详解】因为为中点,为中点,所以,因为在线段的中垂线上,所以,因此,即点的轨迹是以为焦点的双曲线,故选:C.【题型二】直线与椭圆的位置关系【例2】.(2025高二·全国·专题练习)已知椭圆的离心率为,上的点到其焦点的最大距离为.(1)求的方程;(2)设为椭圆上两点,且,求的最大值.【答案】(1)(2)【难度】0.65【知识点】根据离心率求椭圆的标准方程、求椭圆中的弦长、求椭圆中的最值问题【分析】(1)根据已知条件求得,由此求得椭圆的方程.(2)根据斜率存在与不存在讨论,直线方程和椭圆方程联立,化为关于的一元二次方程,由,可得,结合根与系数的关系可得的关系,再利用弦长公式结合基本不等式可求出最大值.【详解】(1)由题意可得,又,解得,,所以,所以椭圆的方程为.(2)设直线,由,得,所以,设,.所以,.因为,所以,所以,所以当时,,此时.当时,,当且仅当,即时取等号.所以的最大值.当直线的斜率不存在时,设直线方程为,代入椭圆方程可得解得,由,可得,即,由,所以,即,解得,故.因为.综上,的最大值为.【变式2-1】.(25-26高二上·贵州贵阳·期中)在平面直角坐标系中,椭圆:的离心率,且短轴长为4.(1)求椭圆的方程;(2)斜率为的直线与椭圆相交于,两点,求面积的最大值.【答案】(1);(2)4.【难度】0.65【知识点】根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中三角形(四边形)的面积、求椭圆中的最值问题【分析】(1)根据给定条件,结合离心率的意义求出即可得椭圆方程.(2)设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用弦长公式及点到直线距离公式列出三角形面积,再利用基本不等式求出最大值.【详解】(1)由椭圆:的短轴长为4,得,由椭圆的离心率,得,则,所以椭圆的方程为.(2)设直线的方程为,,由消去并整理得,,解得,则,,原点到直线的距离,因此的面积,当且仅当,即时取等号,所以面积的最大值为4.
【题型三】直线与双曲线的位置关系【例3】.(25-26高二上·重庆·期中)已知双曲线的实轴长为2,点到双曲线的渐近线的距离为.(1)求双曲线的方程;(2)过点的动直线交双曲线于两点,设线段的中点为,求点M的轨迹方程.【答案】(1)(2),其中或.【难度】0.4【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、根据a、b、c求双曲线的标准方程、求平面轨迹方程【分析】(1)根据双曲线实轴长、渐近线方程,结合点到直线的距离公式进行求解即可;(2)法一:设出直线方程与双曲线方程联立,利用一元二次方程根与系数关系、根的判别式进行求解即可;法二:利用点差法进行求解即可.【详解】(1)双曲线的实轴长为,由已知,,则.因为双曲线的一条渐近线为.点到双曲线的渐近线的距离为,所以,所以,所以,所以双曲线的方程为;(2)(法一)易知直线的斜率存在,设直线的方程为,设、、,联立直线与双曲线的方程,得,消去,得,由且,得且.由韦达定理,得,所以,由消去,得.由且,得或,所以,点的轨迹方程为,其中或.(法二)设,中点,则:,因为在双曲线,故,两式相减(点差法):,因式分解得:,两边除以(直线斜率显然存在),代入:,又直线过和,故斜率,因此:,整理得轨迹方程(将换为):,所以点的轨迹方程为,其中或.【变式3-1】.(2025高三上·安徽合肥·专题练习)已知双曲线:的离心率为,实轴长为4.(1)求双曲线的方程;(2)若直线:与的右支交于A,B两点,O为坐标原点,若直线与y轴交于点P,且,求的面积【答案】(1);(2).【难度】0.65【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题、根据离心率求双曲线的标准方程【分析】(1)利用实轴长和离心率求双曲线的基本量,进而得方程;(2)联立直线与双曲线,结合韦达定理和距离公式求参数,进而求得的坐标,从而求得三角形面积.【详解】(1)由实轴长为,得.离心率,故.由,得.因此双曲线的方程为.(2)直线与轴交于,联立与双曲线方程得,设、,双曲线渐近线方程为,由直线与右支相交于两点,得.,由韦达定理,.,同理,故:,解得().将代入联立方程,得,解得、,对应、.即,因此的面积为:.【题型四】直线与抛物线的位置关系【例4】.(25-26高二上·宁夏银川·月考)已知直线l与椭圆交于两点,的中点坐标为.(1)求l的方程;(2)若l与抛物线交于M,N两点,求的面积(O为坐标原点).【答案】(1);(2).【难度】0.65【知识点】抛物线中的三角形或四边形面积问题、由弦中点求弦方程或斜率、直线与抛物线交点相关问题【分析】(1)利用点差法及点斜式计算即可;(2)联立直线与抛物线方程,利用韦达定理结合三角形面积公式计算即可.【详解】(1)设,的中点为D,则,所以,又的中点坐标为,所以,则,所以l的方程为,即;(2)设l交横轴于E点,由上可知,,设,联立,可得,则,所以.【变式4-1】.(25-26高二上·重庆渝北·期中)已知为抛物线的焦点,为上的一点,且,过点的直线与交于两点.(1)求抛物线的方程;(2)求的最大值.【答案】(1)(2)【难度】0.4【知识点】数量积的坐标表示、根据抛物线上的点求标准方程、直线与抛物线交点相关问题【分析】(1)结合题中条件和抛物线的定义计算参数,进而得到抛物线方程;(2)设过点的直线的方程为,,联立方程组,消元,化简,结合韦达定理得到,再根据向量数量积的坐标公式结合二次函数性质解得最大值.【详解】(1)抛物线的焦点为,准线方程为,已知为上的一点,代入抛物线方程得,因为抛物线的定义,,将代入得,解得,因此抛物线的方程为(2)由上分析可知,则,即,设过点的直线的方程为,,联立消元得,由韦达定理得,,,将代入:这是关于的二次函数,开口向下,对称轴将代入得最大值【题型五】中点弦问题【例5】.(25-26高二上·陕西咸阳·期中)已知双曲线的焦距为,其渐近线方程为.(1)求双曲线的方程;(2)若过点的直线与双曲线相交于两点,且为线段的中点,求直线的方程.【答案】(1)(2)【难度】0.65【知识点】由弦中点求弦方程或斜率、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、根据双曲线的渐近线求标准方程、根据a、b、c求双曲线的标准方程【分析】(1)由题意可得,进而求解即可;(2)分直线斜率不存在和存在两种情况,结合点差法求解即可.【详解】(1)由题意知,,解得,故双曲线的方程为.(2)①当过点的直线斜率不存在时,若点为的中点,则点必在轴上,这与矛盾;②当过点的直线斜率存在时,设斜率为,则直线方程为,设,因为点为线段的中点,所以,因为在双曲线上,所以,则,所以,则所求直线方程为,即.经检验此时直线与双曲线有两个交点,满足题意.【变式5-1】.(25-26高二上·河北·期末)已知椭圆,过点的直线交椭圆于A,B两点,且P为线段的中点,则直线的方程为()A. B. C. D.【答案】A【难度】0.65【知识点】由弦中点求弦方程或斜率【分析】判断点在椭圆内,利用点差法求出直线的斜率即可得其方程.【详解】椭圆,由,得点在椭圆内,设,则,两式相减得,而,因此,即直线的斜率为,所以直线的方程为,即.故选:A【变式5-2】.(25-26高二上·江西·期中)若双曲线的焦距为4,直线与交于两点,且线段的中点为,则直线的斜率为(
)A. B. C.1 D.2【答案】D【难度】0.65【知识点】由弦中点求弦方程或斜率、根据a、b、c求双曲线的标准方程、斜率公式的应用【分析】根据焦距为4,求得m的值,利用点差法,结合中点坐标,求得直线的斜率.【详解】由题可知,解得.所以双曲线.若直线的斜率不存在,则由双曲线的对称性知,线段的中点均在轴上,不合题意,所以直线的斜率存在.设,则,整理得.因为线段的中点为,所以.所以.直线的斜率为2.故选:D.【题型六】圆锥曲线中的三角形问题【例6】.(25-26高二上·四川成都·期中)圆锥曲线具有丰富的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线经过椭圆反射后会经过另外一个焦点.设,分别是椭圆的左、右焦点,从焦点发出的光线先后经过椭圆上的A,B两点(非长轴上顶点)反射后回到焦点;过点作的外角的角平分线的垂线l,l交直线于点M,则下列说法正确的是(
)A.面积的最大值为6 B.的最小值为C.M的轨迹方程为 D.的最小值为8【答案】C【难度】0.65【知识点】求椭圆中的最值问题、椭圆中三角形(四边形)的面积、轨迹问题——圆、基本不等式求和的最小值【分析】根据椭圆的定义和性质、等腰三角形的性质,结合圆的定义、对勾函数的单调性逐一判断即可.【详解】A:根据题意可知直线如果存在斜率,斜率一定不为零,由椭圆,设直线的方程为,于是有,,设,,,令,,对钩函数在上单调递增,所以当时,对钩函数单调递增,于是由,所以,即,所以当,面积有最大值为3,因此本选项不正确;B:因为,所以,即,当且仅当时取等号,即当时,的最小值为,所以本选项不正确;C:因为过点作的外角的角平分线的垂线l,l交直线于点M,所以,因为,所以点M的轨迹是以为圆心,为半径的圆,其方程为,所以本选项正确;D:由上可知:,所以,因为A,B两点是椭圆上非长轴上顶点,所以由椭圆的性质可知:,所以没有最小值,故本选项不正确,故选:C
【变式6-1】.(25-26高二上·山东青岛·期中)吹奏乐器“埙”(如图1)在古代通常是用陶土烧制的,一种埙的外轮廓的上部是半椭圆,下部是半圆.半椭圆(且为常数)和半圆组成的曲线如图2所示,曲线交轴的负半轴于点A,交轴的正半轴于点,点是半圆上任意一点,当点的坐标为时,的面积最大,则半椭圆的方程是(
)A. B.C. D.【答案】D【难度】0.4【知识点】椭圆中三角形(四边形)的面积、根据a、b、c求椭圆标准方程、过圆上一点的圆的切线方程【分析】点代入半圆上的点,求出的值,写出的坐标,当的面积最大时,点为与直线平行的直线且此直线与半圆相切于第四象限的切点,求出,设与直线平行的直线且与半圆相切的直线方程为,求出圆心为到的距离为,与半圆相切,得到,得到关于的一个方程,当点的坐标为时,的面积最大,得到在上,将点代入,得到关于的另一个方程,这两个的方程联立方程组求解即可.【详解】是半圆上的点,,,,,半椭圆(,交轴的负半轴于点A,交轴的正半轴于点,,当的面积最大时,点为与直线平行的直线且此直线与半圆相切于第四象限的切点,,设与直线平行的直线且与半圆相切的直线方程为,半圆的圆心为,半径为,圆心为到的距离为,与半圆相切,,,,,当点的坐标为时,的面积最大,在上,,,联立,解得,半椭圆方程为,.故选:D.【变式6-2】.(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的左、右焦点分别为为上关于原点对称的两点,且,的面积为,若为锐角,则(
)A.48 B.96 C.144 D.192【答案】B【难度】0.65【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题、双曲线定义的理解、余弦定理解三角形【分析】双曲线定义结合对称性,根据三角形面积公式列方程求出,然后利用余弦定理求解可得.【详解】由于,则由双曲线定义知,所以.如图,根据双曲线对称性知四边形为平行四边形,则,结合,所以,解得,又为锐角,故,则.在中,由余弦定理可知,则,所以.故选:B【题型七】求离心率的值或取值范围【例7】.(25-26高二上·重庆渝北·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,点是以为直径的圆与椭圆在第一象限内的一个交点,延长与椭圆交于点,若,则该椭圆的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【难度】0.65【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围【分析】利用椭圆的定义,结合在圆中直径所对的圆周角为直角、勾股定理、椭圆离心率公式进行求解即可.【详解】设,则,于是有,由椭圆的定义可知:,,在圆中,是直径,所以,由勾股定理可得:,,代入中,得,故选:B【变式7-1】.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知双曲线的左右两个焦点分别为、,过右焦点作直线,交右支于、两点,若,,则双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】C【难度】0.4【知识点】二倍角的余弦公式、余弦定理解三角形、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】利用双曲线的定义求得,,利用二倍角的余弦公式结合可求出的值,然后在中,利用余弦定理可得出、的等量关系,即可解得该双曲线的离心率的值.【详解】因为,所以,
即,且,所以,解得,所以在△中,由余弦定理可得,即,即,解得.故选:C.【变式7-2】.(25-26高二上·重庆·期中)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,线段的中垂线过,记椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的取值范围是.【答案】【难度】0.4【知识点】椭圆定义及辨析、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、双曲线定义的理解、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】根据椭圆和双曲线的定义,可求得,又根据中垂线的性质,可得,进而可求得,代入所求代数式,结合双曲线离心率的性质和不等式,即可求解.【详解】设椭圆的长半轴为,双曲线的实半轴为,焦距都为,根据椭圆定义,可得①,根据双曲线定义,可得,又,所以②,联立①②,可求得,又线段的中垂线过,所以,所以,所以,即,所以,所以,又根据双曲线的性质,可得,所以,所以,即,所以的取值范围是.故答案为:【题型八】最值(或范围)问题【例8】.(2025高二·全国·专题练习)已知抛物线的焦点为F,过F的直线l交C于A,B两点,过F与l垂直的直线交C于D,E两点,其中B,D在x轴上方,M,N分别为AB,DE的中点.
(1)证明:直线MN过定点;(2)设G为直线AE与直线BD的交点,求面积的最小值.【答案】(1)证明见解析(2)8【难度】0.4【知识点】抛物线中的三角形或四边形面积问题、与抛物线焦点弦有关的几何性质、抛物线中的直线过定点问题、直线与抛物线交点相关问题【分析】(1)分析可得两直线斜率都存在且不为0,设出各点坐标,根据斜率公式,可得,同时满足,,且同时满足,根据两直线垂直,斜率关系,可得,代入直线MN的方程,化简整理,即可得证.(2)由(1)知,可得直线AB方程,根据直线AB过点,可得,同理可得,求出直线AE和直线BD的方程,联立得:,即为G点横坐标,由于,化简计算,可得MN轨迹方程,过点G作轴,交直线MN于点Q,可得面积的表达式,结合基本不等式,可得,根据抛物线的性质,证明,综合即可得答案.【详解】(1)证明:由,故,由直线AB与直线CD垂直,故两直线斜率都存在且不为0,设、、、、、,则,且同时满足,同理,且同时满足,所以,则,所以,又直线MN方程为,所以,所以直线MN过定点.(2)由(1)知,直线AB的方程为,即,又直线AB过点,所以,同理,,又直线DE过点,所以,直线AE的方程为①,直线BD的方程为②,将直线AE的方程转化为,即,和直线BD的方程,联立得:.所以点G的横坐标为,即直线AE与BD的交点在定直线上.由于,故,且,同理,所以MN轨迹方程为,过点G作轴,交直线MN于点Q,
则,故,当且仅当时等号成立,此时,,,下证,即证,,由抛物线的对称性,不妨设,则,当时,有,则点G在x轴上方,点Q亦在x轴上方,有,由直线MN过定点,此时,同理,当时,有点G在x轴下方,点Q亦在x轴下方,有,故此时,当且仅当时,,故恒成立,故,【变式8-1】.(25-26高二上·重庆沙坪坝·期中)已知抛物线()过点,其焦点为,若.(1)求的值以及抛物线的方程;(2)过点斜率为的直线交抛物线于,两点,求面积的取值范围.【答案】(1)的值为,抛物线的方程为(2)【难度】0.65【知识点】根据抛物线上的点求标准方程、抛物线中的三角形或四边形面积问题【分析】(1)根据题意结合抛物线的方程和定义列式求,即可得结果;(2)设直线,,联立方程可得韦达定理,进而可求和面积,结合函数的单调性求值域即可.【详解】(1)由题意可知:抛物线的焦点为,准线为,则,且点在抛物线()上,则,即,联立方程,解得,即,所以的值为,抛物线的方程为.(2)由(1)可知:,,抛物线的方程为,由题意可设:直线,,,且,联立方程,消去x可得,则,可得,,则,又因为点到直线的距离,则面积,构造函数,显然在内单调递增,且,,可知在内的值域为,所以面积的取值范围为.【题型九】定点与定值问题【例9】.(2025高二·全国·专题练习)已知椭圆的离心率为,半焦距为,且,经过椭圆的左焦点斜率为的直线与椭圆交于A、B两点,O为坐标原点.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设,延长AR,BR分别与椭圆交于C、D两点,直线CD的斜率为,求的值及直线CD所经过的定点坐标.【答案】(1)(2),定点为【难度】0.4【知识点】根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中的直线过定点问题、椭圆中的定值问题、直线与二次曲线方程及性质【分析】(1)依题意得,再由求得,从而可得椭圆的标准方程;(2)将椭圆向左平移一个单位得,进而根据曲线系方程求解即可.【详解】(1)由题意,得,解得,则,所以椭圆C的标准方程为.(2)将椭圆向左平移一个单位得:,即:,设,,,故曲线系方程为:,则的系数:,常数项:,的系数:,的系数:,则,所以,即,此时直线,即,则直线CD的方程为,恒过定点.
【变式9-1】.(25-26高二上·云南曲靖·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,.离心率为,点是椭圆上任意一点,且的最大值为3.(1)求椭圆C的方程;(2)若点P在第一象限且轴,求的角平分线所在直线的方程;(3)过右焦点的直线交椭圆C于A,B两点,点A关于x轴对称的点为D(异于点B),直线交x轴于点E,记与的面积分别为,.求证:为定值.【答案】(1)(2)(3)证明见解析【难度】0.4【知识点】已知点到直线距离求参数、根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中的定值问题【分析】(1)由题可得,解方程即可求解.(2)求出点坐标,设的角平分线所在直线与轴的交点为,根据角平分线性质可知点到直线和的距离相等即可求解;(3)设直线的方程为:,,联立,由韦达定理可得,由直线的方程为:,令,可得点,由三角形面积公式即可证明.【详解】(1)因为椭圆的离心率为,点是椭圆上任意一点,且的最大值为3,所以,解得:,则,所以椭圆C的方程为:,(2)由题可得,,因为点P在第一象限且轴,所以,解得:或(舍去),则点所以,则直线的方程为:,即设的角平分线所在直线与轴的交点为,显然则,解得:或(舍去);所以,则,所以的角平分线所在直线的方程为,即,故的角平分线所在直线的方程为;(3)由题可得直线的斜率不为,设直线的方程为:,,则,联立,得,所以,,直线的方程为:,令,则,所以,即点,则,,所以,则为定值【题型十】开放性与探索性问题【例10】.(25-26高二上·湖北·期中)已知椭圆过点,且离心率为.(1)求的方程.(2)设为的右顶点,为上一点,求面积的最大值.(3)若过点,斜率为(为定值且)的直线与交于点,直线上是否存在不同于点的点,使得平分?若存在,求出点的坐标(用含的式子表示).若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)(3)答案见解析【难度】0.4【知识点】椭圆中存在定点满足某条件问题、椭圆中三角形(四边形)的面积、根据离心率求椭圆的标准方程【分析】(1)根据题意可知,结合离心率可得,即可得椭圆方程;(2)设平行于直线的直线的方程为,分析可知当直线与椭圆相切时,直线与直线之间的距离有最大值,此时的面积最大,进而运算求解;(3)设,可得过的直线:,联立方程可得韦达定理,结合向量的数量积可得,代入整理可得,进而分析求解.【详解】(1)由题意得:,即,又因为,解得,所以椭圆的标准方程为.(2)由题意可知:,则,直线的斜率,则直线的方程为,设平行于直线的直线的方程为,则当直线与椭圆相切时,直线与直线之间的距离有最大值,此时的面积最大,联立方程,消去y得,则,解得:,当时,直线与直线距离:,此时面积;当时,直线与直线距离:,此时面积;所以面积的最大值为.(3)假设直线上存在点,使得平分,因为,可知点在椭圆内,则过的直线与椭圆必相交,过的直线:,设,,联立方程,消去y可得,则,,若,则,设,则,,,可得,,则,即,整理得:,可得,整理可得,即,当时,点不存在;当时,点Q与D重合应排除,点不存在;当且时,则,,所以存在点,使得平分,此时.【变式10-1】.(25-26高二上·广东中山·月考)已知在平面直角坐标系中,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数.(1)求动点的轨迹的方程;(2)已知直线与轨迹交于两点.①求的取值范围;②已知点,直线与直线分别交于点,平面内是否存在一定点,使得四边形为平行四边形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)①或;②存在,.【难度】0.65【知识点】求点到直线的距离、轨迹问题——椭圆、根据直线与椭圆的位置关系求参数或范围、椭圆中存在定点满足某条件问题【分析】(1)利用已知条件可得出关于、的等式,化简可得出轨迹的方程;(2)①直线方程联立椭圆方程消元,利用判别式求解可得;②利用直线表示出点的坐标,结合韦达定理求出中点坐标,结合为平行四边形求解可得.【详解】(1)由题得:,两边平方并化简得,所以,轨迹的方程为.(2)①设,,由,得,由直线与轨迹交于两点,得,所以或.②存在点使得四边形为平行四边形,理由如下:因为在椭圆上,所以易知,设直线的方程为,令,得,同理,又由①知,所以,所以,所以线段的中点坐标为,连接,若四边形为平行四边形,则线段的中点坐标也为,由于,可得得,所以点的坐标为.
【题型一】容易直线的斜率不存在的情况致错【例1】.(2025高二·全国·专题练习)已知椭圆的一个焦点与上、下顶点构成直角三角形,以椭圆的长轴长为直径的圆与直线相切.(1)求椭圆的标准方程;(2)设过椭圆右焦点且不重合于轴的动直线与椭圆相交于、两点,探究在轴上是否存在定点,使得为定值?若存在,试求出定值和点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)存在,定值,【难度】0.4【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、椭圆中存在定点满足某条件问题、椭圆中的定值问题、根据韦达定理求参数【分析】(1)由椭圆的一个焦点与上、下顶点构成直角三角形,以椭圆的长轴为直径的圆与直线相切,列出方程组,求得的值,即可求解;(2)①当直线的斜率存在时,设直线方程为,联立方程组,结合根与系数的关系,结合向量的数量积的运算求得,进而得到,确定定点,②当直线的斜率不存在时,验证成立,即可得到结论.【详解】(1)由题意,椭圆的一个焦点与上、下顶点构成直角三角形,以椭圆的长轴为直径的圆与直线相切,可得,解得,所以椭圆的标准方程为.(2)①当直线的斜率存在时,设直线方程为,联立方程组,整理得,由,且,,假设轴上存在定点,使得为定值,则,要使得为定值,则的值与无关,所以,解得,此时为定值,定点,②当直线的斜率不存在时,,,,则,,可得,综上所述,在轴上存在定点,使得为定值.【变式1-1】.(25-26高二上·宁夏银川·月考)已知椭圆上的动点到其左焦点距离的最大值是最小值的3倍,且点在椭圆上.(1)求椭圆的方程;(2)已知点,过点的直线与椭圆交于不同两点A,B,证明:;(3)过点斜率为的直线,与椭圆相交于不同两
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