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专题06 圆锥曲线大题(解析版)_20240229_233554
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专题06圆锥曲线大题解题秘籍1.利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤:(1)设直线方程,设交点坐标为、;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解2.若直线与圆雉曲线相交于,两点,由直线与圆锥曲线联立,消元得到()则:则:弦长或圆锥曲线弦长万能公式(硬解定理)设直线方程为:y=kx+b(特殊情况要对k进行讨论),圆锥曲线的方程为:fx,y=0,把直线方程代入曲线方程,可化为ax2+bx+c=0a≠0或ay2+by+c=0,a≠0,设直线和曲线的两交点为Ax1,y1,Bx2,y2,求根公式为 x=−b±b2−4ac2a (1)若消去y,得ax2+bx+c=0a≠0 则弦长公式为:AB=x1−x22+y1−y22=1+k2⋅x1−x2=1+k2⋅−b+b2−4ac2a−−b−b2−4ac2a=1+k2Δa (2)若消去x,得ay2+by+c=0a≠0 则弦长公式为:AB=x1−x22+y1−y22=1+1k2⋅y1−y2=1+1k2⋅−b+b2−4ac2a−−b−b2−4ac2a=1+1k2Δa处理定点问题的思路:(1)确定题目中的核心变量(此处设为),(2)利用条件找到与过定点的曲线的联系,得到有关与的等式,(3)所谓定点,是指存在一个特殊的点,使得无论的值如何变化,等式恒成立,此时要将关于与的等式进行变形,直至找到,①若等式的形式为整式,则考虑将含的式子归为一组,变形为“”的形式,让括号中式子等于0,求出定点;②若等式的形式是分式,一方面可考虑让分子等于0,一方面考虑分子和分母为倍数关系,可消去变为常数.处理定值问题的思路:联立方程,用韦达定理得到、(或、)的形式,代入方程和原式化简即可.模拟训练一、解答题1.(22·23下·无锡·三模)已知,,为椭圆上三个不同的点,满足,其中.记中点的轨迹为.(1)求的方程;(2)若直线交于,两点,交于,两点,求证:.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)根据向量的坐标计算和椭圆的标准方程即可求解;(2)根据直线和椭圆的方程联立以及中点坐标公式即可求解.【详解】(1)设,,则,,将代入,得将代入,得,即,又因为且所以,所以,所以的方程为.即的方程为.(2)  设中点为,中点为.当垂直轴时,由对称性可得;当不垂直轴时,设,将直线的方程代入,得,所以,,所以,,即,同理,由此可知.2.(22·23·深圳·二模)已知椭圆的离心率,且点在椭圆上.(1)求椭圆的方程;(2)若经过定点的直线与椭圆交于两点,记椭圆的上顶点为,当直线的斜率变化时,求面积的最大值.【答案】(1)(2)16【分析】根据离心率的值和定义可以求出之间的关系式,待定系数法设出椭圆方程后把已知点代入求解即可.设出直线方程后,联立直线和椭圆方程,消元化简后,可得,利用弦长公式求出弦长,再利用点到直线距离公式求出三角形的高,的面积可用直线斜率进行表达,通过换元转化为一元二次函数,求出最值即可.【详解】(1)椭圆的离心率,则,即,所以,椭圆方程为.将点代入方程得,故所求方程为.(2)点在椭圆内,直线的斜率存在,设直线的方程为,由得.设,则..点到的距离.令,则则.因为,所以当时,是所求最大值.  3.(22·23下·河北·一模)已知抛物线的焦点为F,直线与C交于A,B两点,当时,.(1)求抛物线C的方程;(2)若直线与抛物线C交于M,N两点,证明:由直线,直线及y轴围成的三角形为等腰三角形.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)根据直线抛物线方程的联立以及抛物线的定义即可求解;(2)根据直线与抛物线方程的联立以及坐标关系即可求解.【详解】(1)  当时,直线,与联立消去y,整理可得,由得,即.设,,可得,所以,由题意可得,准线方程为,根据抛物线的定义可得,,所以,解得,满足,所以抛物线C的方程为.(2)  直线与联立可得,由得,即或(舍)设,,则;直线与联立消去y,整理可得,由得,即或(舍),故,设,,则;因为,同理,所以,所以由直线,直线及y轴围成的三角形为等腰三角形.4.(22·23下·河北·三模)已知椭圆,其焦距为,连接椭圆的四个顶点所得四边形的面积为6.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知点,过点作斜率不为0的直线交椭圆于不同两点,求证:直线与直线所成的较小角相等.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)由题意可得,进而解方程求解即可;(2)设直线的方程为,,设,,联立直线和椭圆方程,利用韦达定理得到、,转化直线与直线所成的较小角相等为,进而求证即可.【详解】(1)由题意得,,解得,,,所以椭圆的标准方程为.(2)证明:由题意,直线的斜率一定存在,设直线的方程为,,设,,联立,整理得,所以,即,且,,,因为直线平行于轴,所以要证直线与直线所成的较小角相等,即证直线的倾斜角互补,即证,下面进行证明:,所以直线与直线所成的较小角相等.  5.(22·23下·浙江·二模)已知双曲线的左、右顶点分别为A,B,过点的直线l交双曲线于P,Q两点(不与A,B重合),直线,分别与y轴交于M,N两点.(1)记直线,的斜率分别为,,求;(2)记,的面积分别为,,当时,求直线l的方程.【答案】(1)见解析(2)或或【分析】(1)设直线的方程为,将其与双曲线的方程联立,得到关于的一元二次方程,再结合韦达定理和直线的斜率公式,计算的值,即可.(2)根据可得,根据两点坐标求解直线的方程,进而可得的坐标,结合韦达定理即可代入求值.【详解】(1)由题意知,,,设直线的方程为,,,,联立,得,,,,,直线的斜率,直线的斜率,,为定值.(2)设,则,,由于,得,设直线,可得,设直线,可得,所以,所以由得,当时,则,解得,此时直线方程为当时,则,解得,此时直线方程为故直线方程为或或【点睛】圆锥曲线中求定值的常见求解策略,利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造等量关系,利用直线与曲线的联立,得到韦达定理,以及距离公式,弦长公式,直线方程的交点等关系式,还要注意向量的应用,根据向量的共线得到点的坐标之间的关系,代入等量关系中化简,即可找到解题突破.6.(22·23下·长沙·二模)已知双曲线的左、右顶点分别为A1,A2,动直线l:与圆相切,且与双曲线左、右两支的交点分别为(,),(,).    (1)求k的取值范围;(2)记直线P1A1的斜率为k1,直线P2A2的斜率为k2,那么是定值吗?证明你的结论.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据直线与圆相切,可得,联立直线与双曲线,根据可得的范围;(2)根据斜率公式以及韦达定理,将变形化简可得结果.【详解】(1)与圆相切,,,由,得,,,故的取值范围为.(2)由已知可得的坐标分别为,,,又因为,所以,为定值.7.(22·23下·浙江·三模)已知双曲线为其左右焦点,点为其右支上一点,在处作双曲线的切线.(1)若的坐标为,求证:为的角平分线;(2)过分别作的平行线,其中交双曲线于两点,交双曲线于两点,求和的面积之积的最小值.【答案】(1)证明见解析(2)【分析】(1)易得点处的切线方程,根据交轴于点,由判断;(2)过的切线,由时,得到,联立,得到,再由,然后由求解.【详解】(1)解:由题意点处的切线为,所以过点处的切线方程为,交轴于点,则,即,所以为的角平分线;(2)过的切线,当时,即不为右顶点时,,即,(或由直线与单支有两个交点,则也可)联立设,则所以又所以,,当时,即点为右顶点时,,所以,所以的最小值为.8.(22·23·宁德·二模)在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率,椭圆的右焦点到直线的距离.(1)求椭圆的方程.(2)已知,是椭圆上的两个不同的动点,以线段为直径的圆经过坐标原点.试判断圆与直线的位置关系并说明理由.【答案】(1)(2)圆与直线相切,理由见解析.【分析】(1)根据椭圆的离心率公式以及点到直线的距离公式,建立方程,可得答案;(2)设出直线方程,联立可得一元二次方程,写出韦达定理,结合直线与圆相切的性质,可得答案.【详解】(1)设椭圆的右焦点为,因为椭圆的右焦点到直线的距离是,所以,所以.又因为离心率,所以,所以,所以椭圆方程为.(2)圆与直线相切.理由:设,.当直线的斜率存在时,设直线的方程为.由,得.,化简可得:.所以,,.因为以线段为直径的圆过坐标原点,所以,所以,且,所以圆心到直线的距离.当直线的斜率不存在时,由题知,所以,所以,所以圆心到直线的距离.综上所述,圆与直线相切.9.(22·23·厦门·一模)已知圆:,点,是圆上任意一点,线段的垂直平分线和半径相交于(1)求动点的轨迹的方程;(2)经过点和的圆与直线:交于,,已知点,且、分别与交于、.试探究直线是否经过定点.如果有,请求出定点;如果没有,请说明理由.【答案】(1)(2)经过定点,定点坐标为【分析】(1)利用椭圆的定义即可求出动点的轨迹的方程;(2)设,,直线的方程为:,与椭圆方程联立,根据韦达定理列出,,,之间的关系,再利用两点式写出直线的方程,求出点,,再写出以为直径的圆的方程,根据圆的方程经过点,得到关系式,进而求得为定值,从而得到直线过定点.【详解】(1)如图所示,  ∵,且,∴点的轨迹是以,为焦点的椭圆,设椭圆方程,则,,∴,.所以点的轨迹方程为:.(2)设直线的方程为:,由,得设,,则,.所以,,因为直线的方程为:,令,得,所以,,同理可得,以为直径的圆的方程为:,即,因为圆过点,所以,,得,代入得,化简得,,解得或(舍去),所以直线经过定点,当直线的斜率为0时,此时直线与轴重合,直线经过点,综上所述,直线经过定点.10.(22·23下·湖北·三模)已知分别为椭圆的左、右焦点,点是椭圆C上一点.(1)求椭圆C的方程;(2)设是椭圆C上且处于第一象限的动点,直线与椭圆C分别相交于两点,直线,相交于点N,试求的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据椭圆的定义求出,然后根据的关系即可求解;(2)设,得到,将的方程与曲线方程联立,利用韦达定理得到,,代入进而利用基本不等式即可求解.【详解】(1)由,得,∴椭圆C的方程是;(2)设,根据题意设的方程为:,由题意知,,     将,代入中,整理得,,又,.,,同理可得,,                                (当且仅当时取等号)的最大值是.11.(22·23下·武汉·三模)已知椭圆过点,左焦点为.(1)求椭圆C的方程;(2)设直线与椭圆C交于A,B两点,点M为椭圆C外一点,直线,分别与椭圆C交于点C,D(异于点A,B),直线,交于点N,求证:直线的斜率为定值.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)根据已知过点和椭圆性质即可求解.(2)利用已知求出两点坐标,解设出,然后利用斜率并表示出方程,再表示出直线的斜率即可得出结论.【详解】(1)由已知得,解得,.即椭圆C的方程为.(2)由,得,.设,,则,同理.设,,则由直线过点得:.    ①由直线过点N得:.     ②①×②得:.    ③同理,由直线过点M得:.    ④由直线过点N得:.    ⑤④×⑤得:.    ⑥③-⑥得:,进而.所以直线的斜率为定值.12.(22·23下·黄冈·三模)如图,双曲线的中心在原点,焦点到渐近线的距离为,左、右顶点分别为.曲线是以双曲线的实轴为长轴,虚轴为短轴,且离心率为的椭圆,设在第一象限且在双曲线上,直线交椭圆于点,直线与椭圆交于另一点.  (1)求椭圆及双曲线的标准方程;(2)设与轴交于点,是否存在点使得(其中为点的横坐标),若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)存在,【分析】(1)根据双曲线以及椭圆的几何性质即可求解的值,(2)联立直线与椭圆的方程得到韦达定理,结合坐标运算即可求解.【详解】(1)由已知可设双曲线方程为,椭圆方程,则双曲线的一条渐近线方程为,即,故,即,又,解得,所以双曲线方程:,椭圆方程为:;(2)设,直线,,显然,由,又因为在双曲线上,满足,即,所以,即.同

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