第十章第5節(jié) 直線與圓錐曲線
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1、第十章 圓錐曲線 第五節(jié) 直線與圓錐曲線 題型126 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系 2013年 1. (2013天津文18)設(shè)橢圓的左焦點為,離心率為,過點且與 軸垂直的直線被橢圓截得的線段長為. (1) 求橢圓的方程; (2) 設(shè), 分別為橢圓的左右頂點,過點且斜率為的直線與橢圓交于,兩點.若,求的值. 2.(2013山東文22)在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的中心在原點,焦點在軸上,短 軸長為,離心率為. (1)求橢圓的方程; (2),為橢圓上滿足的面積為的任意兩點,為線段的中點,射線 交橢圓于點,設(shè),求實數(shù)的值. 3. (2013安徽文21)已知橢圓的焦距
2、為,且過點. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)為橢圓上一點,過點作軸的垂線,垂足為.取點,連接,過點作的垂線交軸于點.點是點關(guān)于軸的對稱點,作直線,問這樣作出的直線是否與橢圓一定有唯一的公共點?并說明理由. 2014年 1.(2014湖北文8)設(shè)是關(guān)于的方程的兩個不等實根,則過,兩點的直線與雙曲線的公共點的個數(shù)為( ). A. B. C. D. 2.(2014大綱文22)已知拋物線C:的焦點為F,直線y=4與y軸的交點為P,與C的交點為Q,且. (Ⅰ)求C的方程; (Ⅱ)過F的直線l與C相交于A,B兩點,若AB的垂直平分線與C相交于M
3、,N兩點,且A,M,B,N四點在同一圓上,求l的方程. 2015年 1.(2015安徽文20)設(shè)橢圓的方程為,點為坐標(biāo)原點,點 的坐標(biāo)為,點的坐標(biāo)為,點在線段上,滿足,直線 的斜率為. (1)求的離心率; (2)設(shè)點的坐標(biāo)為,為線段的中點,求證:. 1. 分析(1)由且,,可得. 又因為的斜率為,所以,根據(jù)橢圓的性質(zhì),即可求出離心率; (2)由題意可知點的坐標(biāo)為,所以,, 推出 ,即可證明結(jié)果. 解析 (1)由,且,,可得. 又因為的斜率為,所以, 則,即,亦即,得. (2)由題意可知點的坐標(biāo)為,所以,, 所以,所以. 2. (2015北京文20)已知
4、橢圓,過點且不過點的直線與橢圓 交于,兩點,直線與直線交于兩點. (1)求橢圓的離心率; (2)若垂直于軸,求直線的斜率; (3)試判斷直線與直線的位置關(guān)系,并說明理由. 2. 解析(1)橢圓即,離心率. (2)若垂直于軸,則所在的直線方程為,不妨設(shè), .又,,直線所在的方程為: ,聯(lián)立直線與直線的方程, 得,,故直線的斜率是1. (3)由(2)知,當(dāng)垂直于軸時,直線的斜率為1,且,得,故直線與直線平行. 若直線不垂直于軸時,直線與直線也保持平行的位置關(guān)系. 下面來進行驗證,即驗證. 設(shè),,,直線的方程為, 令,得,, 要證明,只需證明,即, 聯(lián)立直線
5、與橢圓方程, 消建立關(guān)于的一元二次方程得,. 將式整理得 將,代入上式的左邊得: 右邊. 因此,直線的斜率為1,說明直線與直線的位置關(guān)系是平行. 3.(2015江蘇18)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的離心率為,且右焦點到直線(其中)的距離為. (1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)過的直線與橢圓交于兩點,線段的垂直平分線分別交直線和于點 ,若,求直線的方程. 3. 解析 (1)由題意得, 故,即,從而,,, 故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為. (2)解法一(正設(shè)斜率):若的斜率不存在時,則方程為,此時,易知此時,不滿足題意; 當(dāng)?shù)男甭蕿?時,此時亦不
6、滿足題意; 因此斜率存在且不為0,不妨設(shè)斜率為,則方程, 不妨設(shè),, 聯(lián)立直線與橢圓,即, 因為點在橢圓內(nèi),故恒成立,所以, 故 , 又,, 故, 因為,故, 即,即, 整理得,即,即, 解得,從而直線方程為或. 解法二(反設(shè)):由題意,直線的斜率必不為0,故設(shè)直線方程為, 不妨設(shè),, 與橢圓聯(lián)立,整理得, 因為點在橢圓內(nèi),故恒成立,故, 因此 , 則點的縱坐標(biāo)為, 于是點的橫坐標(biāo)為, 又,故, 所以, 因為可得, 化簡得,即, 化簡得,計算得,從而直線方程為或. 2016年 1.(2016浙江文19)如圖所示,設(shè)拋物線的焦點為,拋物線上的
7、點到軸的距離等于. (1)求的值; (2)若直線交拋物線于另一點,過與軸平行的直線和過與垂直的直線交于點,與軸交于點.求的橫坐標(biāo)的取值范圍. 1.解析 (1)因為拋物線上點到焦點的距離等于點到準(zhǔn)線的距離,由已知條件得,即. (2)由(1)知拋物線的方程為,,可設(shè),,. 由題知不垂直于軸,可設(shè)直線,, 由消去得,故,所以. 又直線的斜率為,故直線的斜率為,從而直線,直線,所以. 設(shè),由,,三點共線得:,整理得,(,),此函數(shù)為偶函數(shù),且和上單調(diào)遞減,分析知或. 所以點的橫坐標(biāo)的取值范圍是. 2.(2016全國乙文20)在直角坐標(biāo)系中,直線交軸于點,交拋物線于點,
8、關(guān)于點的對稱點為,聯(lián)結(jié)并延長交于點. (1)求; (2)除以外,直線與是否有其他公共點?請說明理由. 2.解析 (1)如圖所示,由題意不妨設(shè), 可知點的坐標(biāo)分別為,,, 從而可得直線的方程為,聯(lián)立方程,解得,. 即點的坐標(biāo)為,從而由三角形相似可知. (2)由于,,可得直線的方程為, 整理得,聯(lián)立方程,整理得, 則,從而可知和只有一個公共點. 2017年 1.(2017全國1文20)設(shè),為曲線上兩點,與的橫坐標(biāo)之和為4. (1)求直線的斜率; (2)設(shè)為曲線上一點,在處的切線與直線平行,且,求直線的方程. 1.解析 (1)不妨設(shè),, 則,即直線的斜率為.
9、(2)設(shè),由的導(dǎo)函數(shù)知在處的切線斜率為, 所以,故. 因為,易知的斜率存在且不為,因此, 即 ① 設(shè)直線的方程為,與拋物線聯(lián)立得, 所以,故,由根與系數(shù)的關(guān)系知, 代入①式得,解得,符合題意,因此直線的方程為. 評注 此題這一條件,也可以轉(zhuǎn)化成向量數(shù)量積為,利用坐標(biāo)的來解決,但用向量法計算得到或,注意聯(lián)立后保證. 2.(2017江蘇卷17)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的左、右焦點分別為,離心率為,兩準(zhǔn)線之間的距離為.點在橢圓上,且位于第一象限,過點作直線的垂線,過點作直線的垂線. (1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)若直線的交點在橢圓上,求點的坐標(biāo)
10、. 2.解析 (1)設(shè)橢圓的半焦距為,由題意,解得,因此, 所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為. (2)由(1)知,.設(shè),因為點為第一象限的點,故. 當(dāng)時,與相交于,與題設(shè)不符. 當(dāng)時,直線的斜率為,直線的斜率為. 因為,,所以直線的斜率為,直線的斜率為, 從而直線的方程為 ① 直線的方程為 ② 聯(lián)立①②,解得,所以. 因為點在橢圓上,由對稱性得,即或. 又點在橢圓上,故. 由,解得;由,無解. 因此點的坐標(biāo)為. 題型127 弦長與面積及最值問題 2013年 1.(2013湖北文22) 如
11、圖,已知橢圓與 的中心坐標(biāo)原點,長軸均為且在軸上, 短軸長分別為,(),過原點且不與軸重合的直線與,的四個交點按縱坐 標(biāo)從大到小依次為記, 和的面積分別為和. (1) 當(dāng)直線與軸重合時,若,求的值; (2) 當(dāng)變化時,是否存在與坐標(biāo)軸不重合的直線,使得?并說明理由. 第22題圖 2. (2013重慶文21) 如圖,橢圓的中心為原點,長軸在軸上,離心率,過左焦點作 軸的垂線交橢圓于兩點,. (1)求該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)取平行于軸的直線與橢圓相交于不同的兩點,過作圓心為的圓,使橢圓上的其余點均在
12、圓外,求的面積的最大值,并寫出對應(yīng)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程. 3. (2013湖南文20)已知,分別是橢圓的左、右焦點,關(guān)于直線的對稱點是圓 的一條直徑的兩個端點. (1)求圓的方程; (2)設(shè)過點的直線被橢圓和圓所截得的弦長分別為,.當(dāng)最大時,求直線的方程. 2014年 1(2014新課標(biāo)Ⅱ文10)設(shè)為拋物線的焦點過且傾斜角為的直線交于兩點則( ) A B. C. D. 2.(2014四川文10)已知為拋物線的焦點,點,在該拋物線上且位于軸的兩側(cè),(其中為坐標(biāo)原點),則與面積之和的最小值是( ). A.
13、 B. C. D. 3.(2014陜西文20)已知橢圓經(jīng)過點,離心率為,左、右焦點分別為,. (1)求橢圓的方程; (2)若直線與橢圓交于A,B兩點,與以為直徑的圓交于兩點,且滿足求直線的方程. 4.(2014湖南文20)如圖所示,為坐標(biāo)原點,雙曲線和橢圓均過點,且以的兩個頂點和的兩個焦點為頂點的四邊形是面積為2的正方形. (1)求的方程; (2)是否存在直線,使得與交于兩點,與只有一個公共點,且?證明你的結(jié)論. 5.(2014四川文20) 已知橢圓:的左焦點為,離心率為.
14、(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)設(shè)為坐標(biāo)原點,為直線上一點,過作的垂線交橢圓于,.當(dāng)四邊形是平行四邊形時,求四邊形的面積. 6.(2014山東文21)在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的離心率為,直線被橢圓截得的線段長為. (1)求橢圓的方程; (2)過原點的直線與橢圓交于兩點(不是橢圓的頂點). 點在橢圓上,且,直線與軸、軸分別交于兩點. (i)設(shè)直線的斜率分別為,證明存在常數(shù)使得,并求出的值; (ii)求面積的最大值. 6. (2014浙江文22)已知的三個頂點都在拋物線上,為拋物線的焦點,點為的中點,; (1)若,求點的坐標(biāo); (2)求面積的最大值. 2015年 1.
15、(2015全國I文5)已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點,離心率為,的右焦點與拋物線 的焦點重合,是的準(zhǔn)線與的兩個交點,則( ). A. 3 B. 6 C. 9 D. 12 1.B 解析 的焦點為,準(zhǔn)線方程為. 由得右焦點與的焦點重合,可得. 又,得,,所以橢圓方程為. 當(dāng)時,,得,即.故選B. 2.(2015全國I文16)已知是雙曲線:的右焦點,是的左支上一點, ,當(dāng)周長最小時,該三角形的面積為 . 2. 解析 由題意作圖,如圖所示. 由雙曲線的定義知,.所以. 又,所以, 所以當(dāng)點,,在同一條直線上時,周
16、長取得最小值. 所在直線方程為, 同理直線的方程為. 聯(lián)立,解得. 則. 又,所以. 3.(2015湖南文20)已知拋物線的焦點也是橢圓 的一個焦點,與的公共弦長為,過點的直線與相交于,兩點,與相交于,兩點,且與同向. (1)求的方程; (2)若,求直線的斜率. 3.解析 (1)由知其焦點的坐標(biāo)為,因為也是橢圓的一個焦點, 所以; ① 又與的公共弦長為,與都關(guān)于軸對稱,且的方程為, 由此易知與的公共點的坐標(biāo)為, 所以,
17、 ② 聯(lián)立①②得,故的方程為. (2)如圖所示,設(shè), 因與同向,且,所以, 從而,即, 于是 ③ 設(shè)直線的斜率為,則的方程為, 由得, 由是這個方程的兩根,④ 由得, 而是這個方程的兩根, , ⑤ 將④,⑤代入③,得. 即 所以,解得,即直線的斜率為. 4.(2015天津文19)已知橢圓的上頂點為,左焦點為,離心 率為, (1)求直線的斜率; (2)設(shè)直線與橢圓交于點(異于點),故點且垂直于的直線與橢圓交于點(異于點)直線與軸交于點,. (i)求的值; (ii)若,求橢圓的
18、方程. 4.分析(1)先由 及,得,直線的斜率 ;(2)(ⅰ)先把直線,的方程與橢圓方程聯(lián)立, 求出點,橫坐標(biāo),可得 (2)先由,得, 由此求出,故橢圓方程為 解析 (1) ,由已知 及 ,可得 , 又因為 ,故直線的斜率. (2)設(shè)點 , (i)由(1)可得橢圓方程為 ,直線的方程為 , 兩方程聯(lián)立消去得, 解得.因為, 所以直線方程為 ,與橢圓方程聯(lián)立消去得: ,解得.又因為, 及 得 (ii)由(i)得,所以, 即 ,又因為, 所以. 又因為, 所以, 因此,所以橢圓方程為 5.(2015浙江文19)如圖所示,已知拋物線,圓, 過點作不過原
19、點的直線,分別與拋物線和圓相切,,為切點. (1)求點,的坐標(biāo); (2)求的面積. 注:直線與拋物線有且只有一個公共點,且與拋物線的對稱軸不平行,則該直線與拋物線相切,稱該公共點為切點. 5. 解析 (1)設(shè):,聯(lián)立,得, 由得,所以,,所以. 設(shè),則:,所以, 所以 又中點在直線:上, 所以 由式式得,.所以. (2)到的距離,, 所以, 橢圓方程為
20、 6.(2015湖北文22)一種畫橢圓的工具如圖1所示. 是滑槽的中點,短桿可繞 轉(zhuǎn)動,長桿通過處鉸鏈與連接,上的栓子可沿滑槽滑動,且 ,,當(dāng)栓子在滑槽內(nèi)作往復(fù)運動時,帶動繞轉(zhuǎn)動,處 的筆尖畫出的橢圓記為,以為原點,所在的直線為軸建立如圖2所示的平面直 角坐標(biāo)系. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)動直線與兩定直線:和:分別交于,兩點.若直線總與橢圓有且只有一個公共點,試探究:的面積是否存在最小值?若存在,求出該最小值;若不存在,請說明理由. 圖1 圖2 6.解析 (
21、1)因為,當(dāng)在軸上時,等號成立; 同理,當(dāng)重合,即軸時,等號成立. 所以橢圓的中心為原點,長半軸長為,短半軸長為,其方程為 (2)(1)當(dāng)直線的斜率不存在時,直線為或,都有. (2)當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)直線:, 由, 消去,可得. 因為直線總與橢圓有且只有一個公共點, 所以,即. ① 又由,可得;同理可得. 由原點到直線的距離為和, 可得. ② 將式①代入式②得,. 當(dāng)時,; 當(dāng)時,. 因,則,, 所以,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號. 所以當(dāng)時,的最小值為. 綜合(1)(2)可知,當(dāng)直線與橢圓在四個頂點處相切時,△OPQ的面積取得最小
22、值8. 7. (2015山東文21)在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的離 心率為,且點在橢圓上. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)橢圓,為橢圓上任意一點,過點的直線交橢圓 于兩點,射線交橢圓于點. (i)求的值;(ii)求面積的最大值. 7. 解析 (1)由題意知,又,解得,. 所以橢圓的方程為. (2)由(1)可得橢圓的方程為. (?。┰O(shè),,由題意知. 因為,又 ,即. 所以,即. (ii)過點作交的延長線于點,過點作交于點.連接,,如圖所示. 設(shè),, 將代入橢圓的方程, 可得, 由,可得. ① 則有,. 所以, 因為直線與軸交點的坐標(biāo)為,所以的面積:
23、. 設(shè),將直線代入橢圓的方程, 可得,由,可得. ② 由①②可知,, 當(dāng)且僅當(dāng),即時取得最大值. 由(i)并結(jié)合圖形可知,,所以面積的最大值為. 2016年 1.(2016江蘇21 C)在平面直角坐標(biāo)系中,已知直線的參數(shù)方程為(為參數(shù)),橢圓的參數(shù)方程為(為參數(shù)),設(shè)直線與橢圓相交于兩點,求線段的長. 1.解法一(求點):直線方程化為普通方程為,橢圓方程化為普通方程為, 聯(lián)立,解得或. 因此. 解法二(弦長):直線方程化為普通方程為, 橢圓方程化為普通方程為,不妨設(shè),, 聯(lián)立得,消得,恒成立, 故,所以. 解法三(幾何意義):橢圓方程化為普通方程為,
24、直線恒過點,該點在橢圓上,將直線的參數(shù)方程代入橢圓的普 通方程,得,整理得,故,. 因此. 2.(2016上海文21)雙曲線的左、右焦點分別為,直線過且與雙曲線交于兩點. (1)若的傾斜角為,是等邊三角形,求雙曲線的漸近線方程; (2)設(shè),若的斜率存在,且,求的斜率. 2.解析 (1)由已知,,不妨取,則, 由題意,又,,所以, 即,解得. 因此漸近線方程為. (2)若,則雙曲線為. 設(shè),,聯(lián)立直線與雙曲線方程, 消得, 所以,且, 由,得, 故,解得. 故的斜率為. 2017年 1.(2017北京卷文19)已知橢圓的兩個頂點分別為,,焦點在軸上,離心
25、率為. (1)求橢圓的方程; (2)為軸上一點,過點作軸的垂線交橢圓于不同的兩點,,過點作的垂線交于點.求證:與的面積之比為. 1.解析 (1)設(shè)橢圓,根據(jù)題意有,解得,則, 所以橢圓的方程為. (2)設(shè),如圖所示,有,,,,另設(shè)由題設(shè)知,直線直線,即,,所以直線的方程為,直線的方程為. 解法一:. 所以,因此,與的面積之比為 解法二:設(shè),聯(lián)立方程,解得,.所以與的面積之比為 2.(2017山東卷文21)在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的離心率為,橢圓截直線所得線段的長度為. (1)求橢圓的方程; (2)動直線交橢圓于,兩點,交軸于點.點是點關(guān)于的對稱
26、點,圓的半徑為. 設(shè)為的中點,,與圓分別相切于點,,求的最小值. 2.解析 (1) 由橢圓的離心率為 ,得, 又當(dāng)時,,得,所以,. 因此橢圓方程為. (2) 設(shè),,聯(lián)立方程 , 得,由,得 . 且,因此,所以, 又,所以, 因為,所以. 令,故.所以. 令 ,所以. 當(dāng) 時,,從而在上單調(diào)遞增. 因此,等號當(dāng)且僅當(dāng)時成立,此時,所以 ,. 設(shè),則 ,所以的最小值為. 從而的最小值為,此時直線的斜率為. 綜上所述,當(dāng),時,取得最小值為. 3.(2017天津卷文20)已知橢圓的左焦點為,右頂點為,點的坐標(biāo)為,的面積為. (1)求橢圓的離心率; (2)設(shè)點在
27、線段上,,延長線段與橢圓交于點,點,在軸上,,且直線與直線間的距離為,四邊形的面積為. (i)求直線的斜率; (ii)求橢圓的方程. 3. 解析 (1)由題意,有,則,,解得(舍去)或,即橢圓的離心率為. (2)(i)由題意,,設(shè)直線的方程為,則直線的斜率為. 因為,,所以直線的方程為. 由(1)知,,,則直線的方程為,即. 聯(lián)立直線與直線的方程,解得,則. 又因為,,所以,所以. 所以(舍去)或,所以直線的斜率為. (ii)由(1)知,,則,故橢圓方程可以表示為. 由(i)得直線的方程為,即. 聯(lián)立,消去并整理得,解得(舍去)或,則, 故, 于是有. 因
28、為直線與間的距離為, 所以,,所以, 所以. 同理得,則,即,解得(舍去)或, 故橢圓的方程為. 4.(2017浙江卷21)如圖所示,已知拋物線.點,,拋物線上的點,過點作直線的垂線,垂足為. (1)求直線斜率的取值范圍; (2)求的最大值. 4..解析 (1)設(shè)直線的斜率為,已知,,則. 因為,所以,所以直線斜率的取值范圍是. (2)因為直線,且,所以直線的方程為,聯(lián)立直線與的方程,解得點的橫坐標(biāo)是. 因為, ,, 所以, 令, 因為,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,因此當(dāng)時,取得最大值. 題型128 中點弦問題 2015年 1.(2015全國
29、II文20)已知橢圓:的離心率為, 點 在上. (1)求的方程. (2)直線不過原點且不平行于坐標(biāo)軸,與有兩個交點,,線段的中點為.直線的斜率與直線的斜率的乘積為定值. 1. 分析 (1)由題意可得,則,可得 ,. 由此可得的方程; (2)設(shè)直線的方程為 ,代入(1)所得的方程,聯(lián)立得: ,所以,, 于是有.所以,即為定值. 解析 (1)由題意有,,解得,. 所以的方程為. (2)設(shè)直線:,, ,. 將 代入得. 故, . 于是直線的斜率,即. 所以直線的斜率與直線的斜率的乘積為定值. 評注 解析幾何是高考必考內(nèi)容之一,在命題時多從考查各種圓錐曲線方程中的基本
30、量關(guān)系及運算,在直線與圓錐曲線關(guān)系中.一般用方程的思想和函數(shù)的觀點來解決問題,并會結(jié)合中點坐標(biāo),方程根與函數(shù)關(guān)系來求解. 2016年 1.(2016四川文20)已知橢圓:的一個焦點與短軸的兩個端點是正三角形的三個頂點,點在橢圓上. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)不過原點且斜率為的直線與橢圓交于不同的兩點,,線段的中點為,直線與橢圓交于,,證明: 1.解析 (1)由已知得, 又橢圓過點,故,解得 所以橢圓的方程是 (2)設(shè)直線的方程為,,. 由方程組,得 ① 方程①的判別式為,由,即,解得 由①得,,. 所以點坐標(biāo)為,直線的方程為, 由方程
31、組,得,. 所以. 又 .所以. 2.(2016江蘇22)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,已知直線,拋物線. (1)若直線過拋物線的焦點,求拋物線的方程; (2)已知拋物線上存在關(guān)于直線對稱的相異兩點和. ①求證:線段上的中點坐標(biāo)為;②求的取值范圍. 2. 解析 (1)因為,所以與軸的交點坐標(biāo)為, 即拋物線的焦點為,所以,故. (2)解法一:①設(shè)點,, 則由,得,故, 又因為關(guān)于直線對稱,所以,即, 所以,又因為中點一定在直線上, 所以,故線段上的中點坐標(biāo)為; ②因為中點坐標(biāo)為, 所以,即, 所以,即關(guān)于的二次方程有兩個不等根, 因此,解得. 解法二
32、:設(shè)點,,線段的中點, 因為點和關(guān)于直線對稱,所以直線垂直平分線段,于是直線的斜率為, 則可設(shè)其方程為. ①由消去得,(*) 因為 和是拋物線上的相異兩點,所以, 從而,化簡得. 方程(*)的兩根為,從而. 因為在直線上,所以. 因此,線段的中點坐標(biāo)為. ②因為在直線上,所以,即. 由①知,于是,所以 因此的取值范圍為. 題型129 平面向量在解析幾何中的應(yīng)用 2016年 24.(2016天津文19)設(shè)橢圓()的右焦點為,右頂點為,已知,其中 為原點,為橢圓的離心率. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)過點的直線與橢圓交于點(不在軸上),垂直于
33、的直線與交于點,與軸交于點.若,且,求直線的斜率. 24.解析 (1)由,即,可得. 又,所以,因此,所以橢圓的方程為 (2)設(shè)直線的斜率為,則直線的方程為, 設(shè),由方程組 ,消去, 整理得,解得或, 由題意得,從而. 由(1)知,設(shè),有,, 由,得,所以, 解得.由,得為的垂直平分線與的交點, 所以.由,得,即, 得,解得或 題型130 定點問題 2017年 1.(2017全國2卷文20)20.設(shè)O為坐標(biāo)原點,動點M在橢圓上,過點M作x軸的垂線,垂足為N, 點P滿足. (1)求點的軌跡方程; (2)設(shè)點在直線上,且.證明:過點且垂直于的直線過的左焦點.
34、 1.解析 (1)如圖所示,設(shè),,. 由知,,即. 又點在橢圓上,則有,即. (2)設(shè), 則有 ,即. 橢圓的左焦點.又,所以.所以過點且垂直于的直線過的左焦點. 題型131 定值問題 2013年 18. (2013江西文20)橢圓的離心率, (1)求橢圓的方程; (2)如圖,是橢圓的頂點,是橢圓上除頂點外的任意點,直線交軸于點直線交于點,設(shè)的斜率為,的斜率為,證明為定值. 2014年 1.(2014江西文20)如圖所示,已知拋物線,過點任作一直線與相交于兩點,過點作軸的平行線與直線相交于點(為坐標(biāo)原點). (1)求證:動點在定直線上;
35、(2)作的任意一條切線(不含軸),與直線相交于點,與(1)中的定直線相交于點,求證:為定值,并求此定值. 2015年 1.(2015陜西文20)如圖所示,橢圓:經(jīng)過點,且離 心率為. (1)求橢圓的方程; (2)經(jīng)過點且斜率為的直線與橢圓交于不同的兩點,(均異于點),證明:直線與的斜率之和為. 1. 解析 (1)由題意知,,由,解得, 所以橢圓的方程為; (2)設(shè),,, 由題設(shè)知,直線的方程為,代入, 化簡得, 則,, 由已知,從而直線與的斜率之和為: , 化簡得. 2.(2015四川文20)如圖所示,
36、橢圓:的離心率是, 點在短軸上,且. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)為坐標(biāo)原點,過點P的動直線與橢圓交于A,B兩點.是否存在常數(shù)λ,使得為定值?若存在,求λ的值;若不存在,請說明理由. 2. 分析 本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、直線方程等基礎(chǔ)知識,考查推理論證能力、運算求解能力,考查數(shù)形結(jié)合、化歸轉(zhuǎn)化、特殊與一般、分類與整合等數(shù)學(xué)思想. 解析 (1)由已知可得點的坐標(biāo)分別為,. 又點的坐標(biāo)為,且, 所以,解得,. 所以橢圓方程為. (2)當(dāng)直線的斜率存在是,設(shè)直線的方程為, 的坐標(biāo)分別為,. 聯(lián)立,得. 其判別式, 所以,. 則 . 所以當(dāng)
37、時,, 此時,為定值. 當(dāng)直線斜率不存在時,直線即為直線. 此時, 故存在常數(shù),使得為定值. 2016年 1.(2016山東文21)已知橢圓的長軸長為,焦距為. (1)求橢圓的方程; (2)過動點的直線交軸于點,交于點(在第一象限),且是線段的中點.過點作軸的垂線交于另一點,延長線交于點. (i)設(shè)直線,的斜率分別為,,證明為定值. (ii)求直線的斜率的最小值. 1.解析 (1)設(shè)橢圓的半焦距為,由題意知, 所以,所以橢圓的方程為. (2)(i)設(shè),由,可得 所以直線的斜率 ,直線的斜率. 此時,所以為定值. (ii)設(shè), 直線的方程為,直線的方程
38、為.聯(lián)立 , 整理得.由,可得 , 所以.同理,. 所以, , 所以 由,可知,所以 ,等號當(dāng)且僅當(dāng)時取得. 此時,即,符合題意.所以直線 的斜率的最小值為 . 2.(2016北京文19)已知橢圓過點,兩點. (1)求橢圓的方程及離心率; (2)設(shè)為第三象限內(nèi)一點且在橢圓上,直線與軸交于點,直線與軸交于點,求證:四邊形的面積為定值. 2.解析 (1)由題意得,,所以橢圓的方程為. 又,所以離心率. (2)依題意畫出草圖如圖所示. 設(shè),則.又, 所以直線的方程為. 令,得. 所以. 直線的方程為. 令,得.所以. 所以四邊
39、形的面積 所以四邊形的面積為定值. 2017年 1.(2017全國3文20)在直角坐標(biāo)系中,曲線與軸交于,兩點,點的坐標(biāo)為.當(dāng)變化時,解答下列問題: (1)能否出現(xiàn)的情況?說明理由; (2)證明過,,三點的圓在軸上截得的弦長為定值. 1.解析 (1)令,,C(0,1),為的根,假設(shè)成立,則,,, 而,所以不能出現(xiàn)的情況. (2)解法一 設(shè)圓與軸的交點為,. 設(shè)圓的方程為 ① 令,得的根為,所以,.又點在圓上, 所以得,所以,故或,所以. 所以圓在軸上截得的弦長為3,是定值. 解法二 設(shè)圓與軸的另一交點為,即與交于原點,由相交弦定理,得. 由(1)知,,所以,所以 ,為定值. 評注 本題整體難度不算很高,但與常考的圓錐曲線題型存在一定區(qū)別,學(xué)生做題時會產(chǎn)生迷茫的感覺.第(1)問垂直的證明比較常規(guī),但第(2)問定值類問題的處理比較不常見,一般定值都是轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題來處理,本題直接用采用設(shè)方程的方法來解圓的方程,對學(xué)生來講,思路是一大難題.解法二直接利用相交弦定理,更加簡捷,對思維的靈活度是個挑戰(zhàn). 歡迎訪問“高中試卷網(wǎng)”——http://sj.fjjy.org
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