2025高考數(shù)學(xué)專項(xiàng)講義第18講圓錐曲線中的極點(diǎn)極線問題(高階拓展、競(jìng)賽適用)(學(xué)生版+解析)_第1頁
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圓錐曲線中的極點(diǎn)極線問題(高階拓展、競(jìng)賽適用)(2類核心考點(diǎn)精講精練)命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的選考內(nèi)容,設(shè)題不定,難度中等或偏難,分值為5-17分【備考策略】1.理解、掌握?qǐng)A錐曲線極點(diǎn)極線的定義2.理解、掌握?qǐng)A錐曲線的極點(diǎn)極線問題及其相關(guān)計(jì)算【命題預(yù)測(cè)】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的常考內(nèi)容,小題和大題都會(huì)作為載體命題,同學(xué)們要會(huì)結(jié)合公式運(yùn)算,需強(qiáng)化訓(xùn)練復(fù)習(xí)知識(shí)講解極點(diǎn)極線的定義如圖,設(shè)P是不在圓雉曲線上的一點(diǎn),過P點(diǎn)引兩條割線依次交圓錐曲線于四點(diǎn)E,F,G,H,連接EH,FG交于N,連接EG,FH交于M,則直線MN為點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的極線.若P為圓雉曲線上的點(diǎn),則過P點(diǎn)的切線即為極線.

同理,PM為點(diǎn)N對(duì)應(yīng)的極線,PN為點(diǎn)M所對(duì)應(yīng)的極線.因而將△MNP稱為自極三點(diǎn)形.設(shè)直線MN其他定義對(duì)于圓錐曲線C:Axl:Ax0x+B?x0y+y0x2+C替換原則x0x極點(diǎn)極線的幾何意義(以橢圓為例)

已知橢圓方程:x2a2+y2b2=1,設(shè)點(diǎn)Px(2)當(dāng)點(diǎn)P在橢圓外時(shí),極線l與橢圓相交,且為由P點(diǎn)向橢圓所引切線的切點(diǎn)弦所在直線。(3)當(dāng)點(diǎn)P在橢圓內(nèi)時(shí),極線l與橢圓相離,極線l為經(jīng)過點(diǎn)P的弦在兩端點(diǎn)處的切線交點(diǎn)的軌跡,且極線l與以點(diǎn)P為中點(diǎn)的弦所在的直線平行。特別地:

(1)對(duì)于橢圓x2a2+y2b2=1,與點(diǎn)Px0,y0對(duì)應(yīng)的極線方程為x0考點(diǎn)一、極點(diǎn)極線初步學(xué)習(xí)1.(2024·全國·一模)如圖,已知橢圓的短軸長(zhǎng)為,焦點(diǎn)與雙曲線的焦點(diǎn)重合.點(diǎn),斜率為的直線與橢圓交于兩點(diǎn).

(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(jìn)行解答)極點(diǎn)與極線是法國數(shù)學(xué)家吉拉德·迪沙格于1639年在射影幾何學(xué)的奠基之作《圓錐曲線論稿》中正式闡述的.對(duì)于橢圓,極點(diǎn)Px0,y0(不是原點(diǎn))對(duì)應(yīng)的極線為,且若極點(diǎn)在軸上,則過點(diǎn)作橢圓的割線交于點(diǎn),則對(duì)于上任意一點(diǎn),均有(當(dāng)斜率均存在時(shí)).已知點(diǎn)是直線上的一點(diǎn),且點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2.連接交軸于點(diǎn).連接分別交橢圓于兩點(diǎn).①設(shè)直線、分別交軸于點(diǎn)、點(diǎn),證明:點(diǎn)為、的中點(diǎn);②證明直線:恒過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).2.(22-23高二上·貴州貴陽·期末)閱讀材料:(一)極點(diǎn)與極線的代數(shù)定義;已知圓錐曲線G:,則稱點(diǎn)P(,)和直線l:是圓錐曲線G的一對(duì)極點(diǎn)和極線.事實(shí)上,在圓錐曲線方程中,以替換,以替換x(另一變量y也是如此),即可得到點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程.特別地,對(duì)于橢圓,與點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于雙曲線,與點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于拋物線,與點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為.即對(duì)于確定的圓錐曲線,每一對(duì)極點(diǎn)與極線是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.(二)極點(diǎn)與極線的基本性質(zhì)?定理①當(dāng)P在圓錐曲線G上時(shí),其極線l是曲線G在點(diǎn)P處的切線;②當(dāng)P在G外時(shí),其極線l是曲線G從點(diǎn)P所引兩條切線的切點(diǎn)所確定的直線(即切點(diǎn)弦所在直線);③當(dāng)P在G內(nèi)時(shí),其極線l是曲線G過點(diǎn)P的割線兩端點(diǎn)處的切線交點(diǎn)的軌跡.結(jié)合閱讀材料回答下面的問題:(1)已知橢圓C:經(jīng)過點(diǎn)P(4,0),離心率是,求橢圓C的方程并寫出與點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的極線方程;(2)已知Q是直線l:上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)Q向(1)中橢圓C引兩條切線,切點(diǎn)分別為M,N,是否存在定點(diǎn)T恒在直線MN上,若存在,當(dāng)時(shí),求直線MN的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.1.(23-24高二下·廣東深圳·期中)閱讀材料:(一)極點(diǎn)與極線的代數(shù)定義;已知圓錐曲線:,則稱點(diǎn)和直線:是圓錐曲線的一對(duì)極點(diǎn)和極線.事實(shí)上,在圓錐曲線方程中,以替換,以替換;以替換,以替換,即可得到對(duì)應(yīng)的極線方程.特別地,對(duì)于橢圓,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于雙曲線,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于拋物線,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為.即對(duì)于確定的圓錐曲線,每一對(duì)極點(diǎn)與極線是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.(二)極點(diǎn)與極線的基本性質(zhì)?定理:①當(dāng)在圓錐曲線上時(shí),其極線是曲線在點(diǎn)處的切線;②當(dāng)在外時(shí),其極線是從點(diǎn)向曲線所引兩條切線的切點(diǎn)所在的直線(即切點(diǎn)弦所在直線);③當(dāng)在內(nèi)時(shí),其極線是曲線過點(diǎn)的割線兩端點(diǎn)處的切線交點(diǎn)的軌跡.結(jié)合閱讀材料回答下面的問題:已知橢圓:.(1)點(diǎn)是直線:上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)向橢圓引兩條切線,切點(diǎn)分別為,,是否存在定點(diǎn)恒在直線上,若存在,當(dāng)時(shí),求直線的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.(2)點(diǎn)在圓上,過點(diǎn)作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,求面積的最大值.2.(2024·湖南長(zhǎng)沙·三模)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為為上頂點(diǎn),離心率為,直線與圓相切.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)橢圓方程,平面上有一點(diǎn).定義直線方程是橢圓在點(diǎn)處的極線.①若在橢圓上,證明:橢圓在點(diǎn)處的極線就是過點(diǎn)的切線;②若過點(diǎn)分別作橢圓的兩條切線和一條割線,切點(diǎn)為,割線交橢圓于兩點(diǎn),過點(diǎn)分別作橢圓的兩條切線,且相交于點(diǎn).證明:三點(diǎn)共線.考點(diǎn)二、極點(diǎn)極線在圓錐曲線中的應(yīng)用1.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,且過兩點(diǎn).(1)求E的方程;(2)設(shè)過點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T,點(diǎn)H滿足.證明:直線HN過定點(diǎn).2.(北京·高考真題)已知橢圓:的離心率為,點(diǎn)和點(diǎn)都在橢圓上,直線交軸于點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓的方程,并求點(diǎn)的坐標(biāo)(用,表示);(Ⅱ)設(shè)為原點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,直線交軸于點(diǎn).問:軸上是否存在點(diǎn),使得?若存在,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說明理由.3.(全國·高考真題)設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為,過的直線與交于兩點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為.(1)當(dāng)與軸垂直時(shí),求直線的方程;(2)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:.4.(全國·統(tǒng)考高考真題)已知A、B分別為橢圓E:(a>1)的左、右頂點(diǎn),G為E的上頂點(diǎn),,P為直線x=6上的動(dòng)點(diǎn),PA與E的另一交點(diǎn)為C,PB與E的另一交點(diǎn)為D.(1)求E的方程;(2)證明:直線CD過定點(diǎn).1.(24-25高三上·北京·開學(xué)考試)已知橢圓的離心率為,左、右頂點(diǎn)分別為A、B,左、右焦點(diǎn)分別為.過右焦點(diǎn)的直線l交橢圓于點(diǎn)M、N,且的周長(zhǎng)為16.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)記直線AM、BN的斜率分別為,證明:為定值.2.(2023·遼寧·二模)已知橢圓的離心率為,直線,左焦點(diǎn)F到直線l的距離為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)直線與橢圓相交于A,B兩點(diǎn).C,D是橢圓T上異于A,B的任意兩點(diǎn),且直線AC,BC,AD,BD的斜率都存在.直線AC,BD相交于點(diǎn)M,直線AD,BC相交于點(diǎn)N.設(shè)直線AC,BC的斜率為,.①求的值;②求直線MN的斜率.3.(2023·湖北·三模)已知分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)是橢圓C上一點(diǎn).(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)是橢圓C上且處于第一象限的動(dòng)點(diǎn),直線與橢圓C分別相交于兩點(diǎn),直線,相交于點(diǎn)N,試求的最大值.4.(23-24高三上·湖南長(zhǎng)沙·階段練習(xí))已知橢圓過和兩點(diǎn).

(1)求橢圓C的方程;(2)如圖所示,記橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)M在定直線上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線,分別交橢圓于兩點(diǎn)P和Q.(i)證明:點(diǎn)B在以為直徑的圓內(nèi);(ii)求四邊形面積的最大值.5.(24-25高三上·上海嘉定·階段練習(xí))如圖,橢圓:的左右焦點(diǎn)分別為、,設(shè)Px0,y0是第一象限內(nèi)橢圓上的一點(diǎn),、的延長(zhǎng)線分別交橢圓于點(diǎn),

(1)若軸,求的面積;(2)若,求點(diǎn)的坐標(biāo);(3)求的最小值.1.(23-24高二上·山東日照·期中)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0(1)求C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)M,N為C上且在x軸上方的兩點(diǎn),,與的交點(diǎn)為P,試問是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由.2.(23-24高二上·湖北武漢·期中)如圖所示,橢圓的上頂點(diǎn)和右頂點(diǎn)分別是和,離心率,,是橢圓上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求四邊形面積的最大值;(3)試判斷直線與的斜率之積是否為定值,若是,求出定值;若不是,請(qǐng)說明理由.3.(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))拋物線的圖象經(jīng)過點(diǎn),焦點(diǎn)為,過點(diǎn)且傾斜角為的直線與拋物線交于點(diǎn),,如圖.

(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)時(shí),求弦AB的長(zhǎng);(3)已知點(diǎn),直線,分別與拋物線交于點(diǎn),.證明:直線過定點(diǎn).4.(23-24高二下·四川成都·期末)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)別為,,離心率為,過點(diǎn)的動(dòng)直線l交E于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)A在x軸上方,且l不與x軸垂直,的周長(zhǎng)為,直線與E交于另一點(diǎn)C,直線與E交于另一點(diǎn)D,點(diǎn)P為橢圓E的下頂點(diǎn),如圖.(1)求E的方程;(2)證明:直線CD過定點(diǎn).5.(24-25高三上·遼寧鞍山·開學(xué)考試)已知橢圓,右焦點(diǎn)為且離心率為,直線,橢圓的左右頂點(diǎn)分別為為上任意一點(diǎn),且不在軸上,與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為與橢圓C的另一個(gè)交點(diǎn)為.

(1)直線和直線的斜率分別記為,求證:為定值;(2)求證:直線過定點(diǎn).6.(22-23高三上·四川綿陽·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的右頂點(diǎn)為,離心率為,P是直線上任一點(diǎn),過點(diǎn)且與PM垂直的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)直線PA,PM,PB的斜率分別為,,,問:是否存在常數(shù),使得?若存在,求出的值;若不存在,說明理由.7.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知圓心為H的圓和定點(diǎn),B是圓上任意一點(diǎn),線段AB的中垂線l和直線BH相交于點(diǎn)M,當(dāng)點(diǎn)B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)M的軌跡記為曲線C.(1)求C的方程.(2)如圖所示,過點(diǎn)A作兩條相互垂直的直線分別與曲線C相交于P,Q和E,F(xiàn),求的取值范圍8.(23-24高二上·湖北·期中)已知橢圓C的方程為,其離心率為,,為橢圓的左右焦點(diǎn),過作一條不平行于坐標(biāo)軸的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn),的周長(zhǎng)為.

(1)求橢圓C的方程;(2)過B作x軸的垂線交橢圓于點(diǎn)D.①試討論直線AD是否恒過定點(diǎn),若是,求出定點(diǎn)坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說明理由.②求面積的最大值.9.(23-24高三上·江蘇鎮(zhèn)江·期末)已知橢圓的右焦點(diǎn),離心率為,過作兩條互相垂直的弦,設(shè)的中點(diǎn)分別為.(1)求橢圓的方程;(2)證明:直線必過定點(diǎn),并求出此定點(diǎn)坐標(biāo);(3)若弦的斜率均存在,求面積的最大值.10.(23-24高二上·陜西渭南·期末)如圖,過點(diǎn)C0,1的橢圓的離心率為,橢圓與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)的直線與橢圓交于另一點(diǎn),并與軸交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn);(1)當(dāng)直線過橢圓右焦點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)當(dāng)點(diǎn)異于點(diǎn)時(shí),求證:為定值.1.(2021·全國·統(tǒng)考高考真題)(多選)已知直線與圓,點(diǎn),則下列說法正確的是(

)A.若點(diǎn)A在圓C上,則直線l與圓C相切 B.若點(diǎn)A在圓C內(nèi),則直線l與圓C相離C.若點(diǎn)A在圓C外,則直線l與圓C相離 D.若點(diǎn)A在直線l上,則直線l與圓C相切2.(北京·高考真題)已知拋物線C:y2=2px過點(diǎn)P(1,1).過點(diǎn)作直線l與拋物線C交于不同的兩點(diǎn)M,N,過點(diǎn)M作x軸的垂線分別與直線OP,ON交于點(diǎn)A,B,其中O為原點(diǎn).(1)求拋物線C的方程,并求其焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;(2)求證:A為線段BM的中點(diǎn).3.(四川·高考真題)橢圓有兩頂點(diǎn)A(﹣1,0)、B(1,0),過其焦點(diǎn)F(0,1)的直線l與橢圓交于C、D兩點(diǎn),并與x軸交于點(diǎn)P.直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q.(Ⅰ)當(dāng)|CD|=時(shí),求直線l的方程;(Ⅱ)當(dāng)點(diǎn)P異于A、B兩點(diǎn)時(shí),求證:為定值.4.(北京·高考真題)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,且經(jīng)過點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓C的方程;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),直線與橢圓C交于兩個(gè)不同點(diǎn)P,Q,直線AP與x軸交于點(diǎn)M,直線AQ與x軸交于點(diǎn)N,若|OM|·|ON|=2,求證:直線l經(jīng)過定點(diǎn).5.(全國·高考真題)在直角坐標(biāo)系中,曲線C:y=與直線交與M,N兩點(diǎn),(Ⅰ)當(dāng)k=0時(shí),分別求C在點(diǎn)M和N處的切線方程;(Ⅱ)y軸上是否存在點(diǎn)P,使得當(dāng)k變動(dòng)時(shí),總有∠OPM=∠OPN?說明理由.6.(北京·高考真題)已知橢圓的離心率為,焦距為.斜率為的直線與橢圓有兩個(gè)不同的交點(diǎn)、.(Ⅰ)求橢圓的方程;(Ⅱ)若,求的最大值;(Ⅲ)設(shè),直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為,直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為.若、和點(diǎn)共線,求.7.(北京·統(tǒng)考高考真題)已知橢圓過點(diǎn),且.(Ⅰ)求橢圓C的方程:(Ⅱ)過點(diǎn)的直線l交橢圓C于點(diǎn),直線分別交直線于點(diǎn).求的值.8.(四川·高考真題)如圖,橢圓E:的離心率是,過點(diǎn)P(0,1)的動(dòng)直線與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)直線平行于軸時(shí),直線被橢圓E截得的線段長(zhǎng)為.(1)求橢圓E的方程;(2)在平面直角坐標(biāo)系中,是否存在與點(diǎn)P不同的定點(diǎn)Q,使得恒成立?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.9.(江西·高考真題)如圖,橢圓經(jīng)過點(diǎn)P(1,),離心率e=,直線l的方程為x=4.(1)求橢圓C的方程;(2)AB是經(jīng)過右焦點(diǎn)F的任一弦(不經(jīng)過點(diǎn)P),設(shè)直線AB與直線l相交于點(diǎn)M,記PA,PB,PM的斜率分別為.問:是否存在常數(shù)λ,使得?若存在,求λ的值;若不存在,說明理圓錐曲線中的極點(diǎn)極線問題(高階拓展、競(jìng)賽適用)(2類核心考點(diǎn)精講精練)命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的選考內(nèi)容,設(shè)題不定,難度中等或偏難,分值為5-17分【備考策略】1.理解、掌握?qǐng)A錐曲線極點(diǎn)極線的定義2.理解、掌握?qǐng)A錐曲線的極點(diǎn)極線問題及其相關(guān)計(jì)算【命題預(yù)測(cè)】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,小題和大題都會(huì)作為載體命題,同學(xué)們要會(huì)結(jié)合公式運(yùn)算,需強(qiáng)化訓(xùn)練復(fù)習(xí)知識(shí)講解極點(diǎn)極線的定義如圖,設(shè)P是不在圓雉曲線上的一點(diǎn),過P點(diǎn)引兩條割線依次交圓錐曲線于四點(diǎn)E,F,G,H,連接EH,FG交于N,連接EG,FH交于M,則直線MN為點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的極線.若P為圓雉曲線上的點(diǎn),則過P點(diǎn)的切線即為極線.

同理,PM為點(diǎn)N對(duì)應(yīng)的極線,PN為點(diǎn)M所對(duì)應(yīng)的極線.因而將△MNP稱為自極三點(diǎn)形.設(shè)直線MN其他定義對(duì)于圓錐曲線C:Axl:Ax0x+B?x0y+y0x2+C替換原則x0x極點(diǎn)極線的幾何意義(以橢圓為例)

已知橢圓方程:x2a2+y2b2=1,設(shè)點(diǎn)Px(2)當(dāng)點(diǎn)P在橢圓外時(shí),極線l與橢圓相交,且為由P點(diǎn)向橢圓所引切線的切點(diǎn)弦所在直線。(3)當(dāng)點(diǎn)P在橢圓內(nèi)時(shí),極線l與橢圓相離,極線l為經(jīng)過點(diǎn)P的弦在兩端點(diǎn)處的切線交點(diǎn)的軌跡,且極線l與以點(diǎn)P為中點(diǎn)的弦所在的直線平行。特別地:

(1)對(duì)于橢圓x2a2+y2b2=1,與點(diǎn)Px0,y0對(duì)應(yīng)的極線方程為x0考點(diǎn)一、極點(diǎn)極線初步學(xué)習(xí)1.(2024·全國·一模)如圖,已知橢圓的短軸長(zhǎng)為,焦點(diǎn)與雙曲線的焦點(diǎn)重合.點(diǎn),斜率為的直線與橢圓交于兩點(diǎn).

(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(jìn)行解答)極點(diǎn)與極線是法國數(shù)學(xué)家吉拉德·迪沙格于1639年在射影幾何學(xué)的奠基之作《圓錐曲線論稿》中正式闡述的.對(duì)于橢圓,極點(diǎn)Px0,y0(不是原點(diǎn))對(duì)應(yīng)的極線為,且若極點(diǎn)在軸上,則過點(diǎn)作橢圓的割線交于點(diǎn),則對(duì)于上任意一點(diǎn),均有(當(dāng)斜率均存在時(shí)).已知點(diǎn)是直線上的一點(diǎn),且點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2.連接交軸于點(diǎn).連接分別交橢圓于兩點(diǎn).①設(shè)直線、分別交軸于點(diǎn)、點(diǎn),證明:點(diǎn)為、的中點(diǎn);②證明直線:恒過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1),(2)①證明過程見解析②證明過程見解析,定點(diǎn)坐標(biāo)為【分析】(1)由橢圓焦點(diǎn)在軸上面,列出不等式組即可得的范圍,由的關(guān)系以及短軸長(zhǎng)列出方程組即可得,由此即可得橢圓方程.(2)為了說明結(jié)論的驗(yàn)證性,首先證明一下題述引理(用解析幾何方法),即聯(lián)立直線方程與橢圓方程,由韋達(dá)定理以及斜率公式證明即可,從而對(duì)于①由結(jié)論法說明Q是和的交點(diǎn),且,結(jié)合由此即可進(jìn)一步得證;對(duì)于②由結(jié)論法可表示出的方程,由此整理即可得解.【詳解】(1)由題意焦點(diǎn)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(dá)定理有,此時(shí)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(diǎn),又由于,故,設(shè),而,,,所以,也就是E是的中點(diǎn);②設(shè),那么,所以,這表明的方程是,即,所以恒過點(diǎn).【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第二問的關(guān)鍵是用解析幾何證明題述引理的正確性,由此即可利用結(jié)論法進(jìn)一步求解.2.(22-23高二上·貴州貴陽·期末)閱讀材料:(一)極點(diǎn)與極線的代數(shù)定義;已知圓錐曲線G:,則稱點(diǎn)P(,)和直線l:是圓錐曲線G的一對(duì)極點(diǎn)和極線.事實(shí)上,在圓錐曲線方程中,以替換,以替換x(另一變量y也是如此),即可得到點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程.特別地,對(duì)于橢圓,與點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于雙曲線,與點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于拋物線,與點(diǎn)P(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為.即對(duì)于確定的圓錐曲線,每一對(duì)極點(diǎn)與極線是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.(二)極點(diǎn)與極線的基本性質(zhì)?定理①當(dāng)P在圓錐曲線G上時(shí),其極線l是曲線G在點(diǎn)P處的切線;②當(dāng)P在G外時(shí),其極線l是曲線G從點(diǎn)P所引兩條切線的切點(diǎn)所確定的直線(即切點(diǎn)弦所在直線);③當(dāng)P在G內(nèi)時(shí),其極線l是曲線G過點(diǎn)P的割線兩端點(diǎn)處的切線交點(diǎn)的軌跡.結(jié)合閱讀材料回答下面的問題:(1)已知橢圓C:經(jīng)過點(diǎn)P(4,0),離心率是,求橢圓C的方程并寫出與點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的極線方程;(2)已知Q是直線l:上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)Q向(1)中橢圓C引兩條切線,切點(diǎn)分別為M,N,是否存在定點(diǎn)T恒在直線MN上,若存在,當(dāng)時(shí),求直線MN的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.【答案】(1),(2)存在,【分析】(1)根據(jù)題意和離心率求出a、b,即可求解;(2)利用代數(shù)法證明點(diǎn)Q在橢圓C外,則點(diǎn)Q和直線MN是橢圓C的一對(duì)極點(diǎn)和極線.根據(jù)題意中的概念求出點(diǎn)Q對(duì)應(yīng)的極線MN方程,可得該直線恒過定點(diǎn)T(2,1),利用點(diǎn)差法求出直線的斜率,即可求解.【詳解】(1)因?yàn)闄E圓過點(diǎn)P(4,0),則,得,又,所以,所以,所以橢圓C的方程為.根據(jù)閱讀材料,與點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的極線方程為,即;(2)由題意,設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(,),因?yàn)辄c(diǎn)Q在直線上運(yùn)動(dòng),所以,聯(lián)立,得,,該方程無實(shí)數(shù)根,所以直線與橢圓C相離,即點(diǎn)Q在橢圓C外,又QM,QN都與橢圓C相切,所以點(diǎn)Q和直線MN是橢圓C的一對(duì)極點(diǎn)和極線.對(duì)于橢圓,與點(diǎn)Q(,)對(duì)應(yīng)的極線方程為,將代入,整理得,又因?yàn)槎c(diǎn)T的坐標(biāo)與的取值無關(guān),所以,解得,所以存在定點(diǎn)T(2,1)恒在直線MN上.當(dāng)時(shí),T是線段MN的中點(diǎn),設(shè),直線MN的斜率為,則,兩式相減,整理得,即,所以當(dāng)時(shí),直線MN的方程為,即.1.(23-24高二下·廣東深圳·期中)閱讀材料:(一)極點(diǎn)與極線的代數(shù)定義;已知圓錐曲線:,則稱點(diǎn)和直線:是圓錐曲線的一對(duì)極點(diǎn)和極線.事實(shí)上,在圓錐曲線方程中,以替換,以替換;以替換,以替換,即可得到對(duì)應(yīng)的極線方程.特別地,對(duì)于橢圓,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于雙曲線,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為;對(duì)于拋物線,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為.即對(duì)于確定的圓錐曲線,每一對(duì)極點(diǎn)與極線是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.(二)極點(diǎn)與極線的基本性質(zhì)?定理:①當(dāng)在圓錐曲線上時(shí),其極線是曲線在點(diǎn)處的切線;②當(dāng)在外時(shí),其極線是從點(diǎn)向曲線所引兩條切線的切點(diǎn)所在的直線(即切點(diǎn)弦所在直線);③當(dāng)在內(nèi)時(shí),其極線是曲線過點(diǎn)的割線兩端點(diǎn)處的切線交點(diǎn)的軌跡.結(jié)合閱讀材料回答下面的問題:已知橢圓:.(1)點(diǎn)是直線:上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)向橢圓引兩條切線,切點(diǎn)分別為,,是否存在定點(diǎn)恒在直線上,若存在,當(dāng)時(shí),求直線的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.(2)點(diǎn)在圓上,過點(diǎn)作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,求面積的最大值.【答案】(1)存在,(2)【分析】(1)根據(jù)給定條件,判斷直線與橢圓的位置關(guān)系,求得點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程,進(jìn)而求出定點(diǎn),再利用點(diǎn)差法求解即得.(2)求出極線方程,并與橢圓方程聯(lián)立求出弦長(zhǎng)及點(diǎn)到直線的距離,進(jìn)而求得三角形面積的函數(shù)關(guān)系,利用導(dǎo)數(shù)求出最大值即得.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),由點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),得,由消去并整理得,顯然,即此方程組無實(shí)數(shù)解,于是直線與橢圓相離,即點(diǎn)在橢圓外,又,都與橢圓相切,因此點(diǎn)和直線是橢圓的一對(duì)極點(diǎn)和極線,對(duì)于橢圓,與點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極線方程為,將代入,整理得,顯然定點(diǎn)的坐標(biāo)與的取值無關(guān),即有,解得,所以存在定點(diǎn)恒在直線上,當(dāng)時(shí),是線段的中點(diǎn)有在橢圓內(nèi),設(shè),直線的斜率為,則,兩式相減并整理得,即,所以當(dāng)時(shí),直線的方程為,即.(2)由(1)知直線的方程為,由題意知,由消去并整理得:,而,則,設(shè),,則,,所以,

點(diǎn)到直線的距離為:,因此面積,當(dāng)時(shí),令,求導(dǎo)得,即在單調(diào)遞增,則的最大值為,由對(duì)稱性可知當(dāng)時(shí),的最大值也為,所以面積的最大值為.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:涉及直線被圓錐曲線所截弦中點(diǎn)及直線斜率問題,可以利用“點(diǎn)差法”,設(shè)出弦的兩個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo),代入曲線方程作差求解.2.(2024·湖南長(zhǎng)沙·三模)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為為上頂點(diǎn),離心率為,直線與圓相切.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)橢圓方程,平面上有一點(diǎn).定義直線方程是橢圓在點(diǎn)處的極線.①若在橢圓上,證明:橢圓在點(diǎn)處的極線就是過點(diǎn)的切線;②若過點(diǎn)分別作橢圓的兩條切線和一條割線,切點(diǎn)為,割線交橢圓于兩點(diǎn),過點(diǎn)分別作橢圓的兩條切線,且相交于點(diǎn).證明:三點(diǎn)共線.【答案】(1)(2)①證明見解析;②證明見解析【分析】(1)由題意得,,再結(jié)合,從而可求出,進(jìn)而可求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)①由定義可知橢圓在點(diǎn)處的極線方程為,然后分和兩種情況證明;②設(shè)點(diǎn),然后由①可得過點(diǎn)的切線方程和過點(diǎn)的切線方程,則可求出割線的方程,同時(shí)可求出切點(diǎn)弦的方程,從而可證得結(jié)論.【詳解】(1)由已知,,則所以直線,即,該直線與圓與相切,則,所以解得,,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(2)①由(1)得橢圓的方程是.因?yàn)樵跈E圓上,所以,即,由定義可知橢圓在點(diǎn)處的極線方程為,當(dāng)時(shí),,此時(shí)極線方程為,所以處的極線就是過點(diǎn)的切線,當(dāng)時(shí),極線方程為,即,由,得,所以,所以處的極線就是過點(diǎn)的切線,綜上所述,橢圓在點(diǎn)處的極線就是過點(diǎn)的切線;②設(shè)點(diǎn),由①可知,過點(diǎn)的切線方程為,過點(diǎn)的切線方程為,因?yàn)槎歼^點(diǎn),所以有,則割線的方程為,同理可得過點(diǎn)的兩條切線的切點(diǎn)弦的方程為,即,又因?yàn)楦罹€過點(diǎn),代入割線方程得,即,所以三點(diǎn)共線,都在直線上.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查橢圓方程的求法,考查直線與橢圓的位置關(guān)系,考查橢圓的切線,考查橢圓中點(diǎn)共線問題,解題的關(guān)鍵是合理利用過橢圓上一點(diǎn)的切線方程的定義,考查計(jì)算能力,屬于較難題.考點(diǎn)二、極點(diǎn)極線在圓錐曲線中的應(yīng)用1.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,且過兩點(diǎn).(1)求E的方程;(2)設(shè)過點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T,點(diǎn)H滿足.證明:直線HN過定點(diǎn).【答案】(1)(2)【分析】(1)將給定點(diǎn)代入設(shè)出的方程求解即可;(2)設(shè)出直線方程,與橢圓C的方程聯(lián)立,分情況討論斜率是否存在,即可得解.【詳解】(1)解:設(shè)橢圓E的方程為,過,則,解得,,所以橢圓E的方程為:.(2),所以,①若過點(diǎn)的直線斜率不存在,直線.代入,可得,,代入AB方程,可得,由得到.求得HN方程:,過點(diǎn).②若過點(diǎn)的直線斜率存在,設(shè).聯(lián)立得,可得,,且聯(lián)立可得可求得此時(shí),將,代入整理得,將代入,得顯然成立,綜上,可得直線HN過定點(diǎn)【點(diǎn)睛】求定點(diǎn)、定值問題常見的方法有兩種:①從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān);②直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.2.(北京·高考真題)已知橢圓:的離心率為,點(diǎn)和點(diǎn)都在橢圓上,直線交軸于點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓的方程,并求點(diǎn)的坐標(biāo)(用,表示);(Ⅱ)設(shè)為原點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,直線交軸于點(diǎn).問:軸上是否存在點(diǎn),使得?若存在,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說明理由.【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)存在點(diǎn).【詳解】(Ⅰ)由于橢圓:過點(diǎn)且離心率為,,,橢圓的方程為.,直線的方程為:,令,;(Ⅱ),直線的方程為:,直線PB與x軸交于點(diǎn)N,令,則.設(shè),,,則,所以,(注:點(diǎn)在橢圓上,),則,存在點(diǎn)使得.考點(diǎn):1.求橢圓方程;2.求直線方程及與坐標(biāo)軸的交點(diǎn);3.存在性問題.3.(全國·高考真題)設(shè)橢圓的右焦點(diǎn)為,過的直線與交于兩點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為.(1)當(dāng)與軸垂直時(shí),求直線的方程;(2)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:.【答案】(1)的方程為或;(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)與軸垂直,且過點(diǎn),求得直線的方程為,代入橢圓方程求得點(diǎn)的坐標(biāo)為或,利用兩點(diǎn)式求得直線的方程;(2)方法一:分直線與軸重合、與軸垂直、與軸不重合也不垂直三種情況證明,特殊情況比較簡(jiǎn)單,也比較直觀,對(duì)于一般情況將角相等通過直線的斜率的關(guān)系來體現(xiàn),從而證得結(jié)果.【詳解】(1)由已知得,的方程為.由已知可得,點(diǎn)的坐標(biāo)為或.所以的方程為或.(2)[方法一]:【通性通法】分類+常規(guī)聯(lián)立當(dāng)與軸重合時(shí),.當(dāng)與軸垂直時(shí),為的垂直平分線,所以.當(dāng)與軸不重合也不垂直時(shí),設(shè)的方程為,,則,直線、的斜率之和為.由得.將代入得.所以,.則.從而,故、的傾斜角互補(bǔ),所以.綜上,.[方法二]:角平分線定義的應(yīng)用當(dāng)直線l與x軸重合或垂直時(shí),顯然有.當(dāng)直線l與x軸不垂直也不重合時(shí),設(shè)直線l的方程為,交橢圓于,.由得.由韋達(dá)定理得.點(diǎn)A關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn),則直線的方程為.令,,則直線過點(diǎn)M,.[方法三]:直線參數(shù)方程的應(yīng)用設(shè)直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).(*)將(*)式代入橢圓方程中,整理得.則,.又,則,即.所以.[方法四]:【最優(yōu)解】橢圓第二定義的應(yīng)用當(dāng)直線l與x軸重合時(shí),.當(dāng)直線l與x軸不重合時(shí),如圖,過點(diǎn)A,B分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為C,D,則有軸.

由橢圓的第二定義,有,,得,即.由軸,有,即,于是,且.可得,即有.[方法五]:角平分線定理逆定理+極坐標(biāo)方程的應(yīng)用橢圓以右焦點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正方向?yàn)闃O軸,得.設(shè)..所以,.由角平分線定理的逆定理可知,命題得證.[方法六]:角平分線定理的逆定理的應(yīng)用設(shè)點(diǎn)O(也可選點(diǎn)F)到直線的距離分別為,根據(jù)角平分線定理的逆定理,要證,只需證.當(dāng)直線l的斜率為0時(shí),易得.當(dāng)直線l的斜率不為0時(shí),設(shè)直線l的方程為:.由方程組得恒成立,..直線的方程為:.因?yàn)辄c(diǎn)A在直線l上,所以,故.同理,..因?yàn)椋?,即.綜上,.[方法七]:【通性通法】分類+常規(guī)聯(lián)立當(dāng)直線l與x軸重合或垂直時(shí),顯然有.當(dāng)直線l與x軸不垂直也不重合時(shí),設(shè)直線l的方程為,交橢圓于,.由得.由韋達(dá)定理得.所以,故、的傾斜角互補(bǔ),所以.[方法八]:定比點(diǎn)差法設(shè),,所以,由作差可得,,所以,,又,所以,,故,、的傾斜角互補(bǔ),所以.當(dāng)時(shí),與軸垂直,為的垂直平分線,所以.故.【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:通過分類以及常規(guī)聯(lián)立,把角相等轉(zhuǎn)化為斜率和為零,再通過韋達(dá)定理即可實(shí)現(xiàn),是解決該類問題的通性通法;方法二:根據(jù)角平分線的定義可知,利用點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)在直線上,證直線過點(diǎn)即可;方法三:利用直線的參數(shù)方程證明斜率互為相反數(shù);方法四:根據(jù)點(diǎn)M是橢圓的右準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),用橢圓的第二定義結(jié)合平面幾何知識(shí)證明,運(yùn)算量極小,是該題的最優(yōu)解;方法五:利用橢圓的極坐標(biāo)方程以及角平分線定理的逆定理的應(yīng)用,也是不錯(cuò)的方法選擇;方法六:類比方法五,角平分線定理的逆定理的應(yīng)用;方法七:常規(guī)聯(lián)立,同方法一,只是設(shè)直線的方程形式不一樣;方法八:定比點(diǎn)差法的應(yīng)用.4.(全國·統(tǒng)考高考真題)已知A、B分別為橢圓E:(a>1)的左、右頂點(diǎn),G為E的上頂點(diǎn),,P為直線x=6上的動(dòng)點(diǎn),PA與E的另一交點(diǎn)為C,PB與E的另一交點(diǎn)為D.(1)求E的方程;(2)證明:直線CD過定點(diǎn).【答案】(1);(2)證明詳見解析.【分析】(1)由已知可得:,,,即可求得,結(jié)合已知即可求得:,問題得解.(2)方法一:設(shè),可得直線的方程為:,聯(lián)立直線的方程與橢圓方程即可求得點(diǎn)的坐標(biāo)為,同理可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)時(shí),可表示出直線的方程,整理直線的方程可得:即可知直線過定點(diǎn),當(dāng)時(shí),直線:,直線過點(diǎn),命題得證.【詳解】(1)依據(jù)題意作出如下圖象:

由橢圓方程可得:,,,,橢圓方程為:(2)[方法一]:設(shè)而求點(diǎn)法證明:設(shè),則直線的方程為:,即:聯(lián)立直線的方程與橢圓方程可得:,整理得:,解得:或?qū)⒋胫本€可得:所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.同理可得:點(diǎn)的坐標(biāo)為當(dāng)時(shí),直線的方程為:,整理可得:整理得:所以直線過定點(diǎn).當(dāng)時(shí),直線:,直線過點(diǎn).故直線CD過定點(diǎn).[方法二]【最優(yōu)解】:數(shù)形結(jié)合設(shè),則直線的方程為,即.同理,可求直線的方程為.則經(jīng)過直線和直線的方程可寫為.可化為.④易知A,B,C,D四個(gè)點(diǎn)滿足上述方程,同時(shí)A,B,C,D又在橢圓上,則有,代入④式可得.故,可得或.其中表示直線,則表示直線.令,得,即直線恒過點(diǎn).【整體點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了橢圓的簡(jiǎn)單性質(zhì)及方程思想,還考查了計(jì)算能力及轉(zhuǎn)化思想、推理論證能力,屬于難題.第二問的方法一最直接,但對(duì)運(yùn)算能力要求嚴(yán)格;方法二曲線系的應(yīng)用更多的體現(xiàn)了幾何與代數(shù)結(jié)合的思想,二次曲線系的應(yīng)用使得計(jì)算更為簡(jiǎn)單.1.(24-25高三上·北京·開學(xué)考試)已知橢圓的離心率為,左、右頂點(diǎn)分別為A、B,左、右焦點(diǎn)分別為.過右焦點(diǎn)的直線l交橢圓于點(diǎn)M、N,且的周長(zhǎng)為16.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)記直線AM、BN的斜率分別為,證明:為定值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知條件結(jié)合橢圓定義、離心率公式,確定a,b,c的值,得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè)直線的方程為:,與橢圓方程聯(lián)立,消去得到關(guān)于的一元二次方程,由韋達(dá)定理得到,,再把用,表示出來,化簡(jiǎn)即可得解.【詳解】(1)由的周長(zhǎng)為16,及橢圓的定義,可知:,即,又離心率為所以.所以橢圓C的方程為:.(2)依題意,直線l與x軸不重合,設(shè)l的方程為:.聯(lián)立得:,因?yàn)樵跈E圓內(nèi),所以,即,易知該不等式恒成立,設(shè),由韋達(dá)定理得.又,則注意到,即:.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,必要時(shí)計(jì)算;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.2.(2023·遼寧·二模)已知橢圓的離心率為,直線,左焦點(diǎn)F到直線l的距離為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)直線與橢圓相交于A,B兩點(diǎn).C,D是橢圓T上異于A,B的任意兩點(diǎn),且直線AC,BC,AD,BD的斜率都存在.直線AC,BD相交于點(diǎn)M,直線AD,BC相交于點(diǎn)N.設(shè)直線AC,BC的斜率為,.①求的值;②求直線MN的斜率.【答案】(1)(2)①;②【分析】(1)由距離公式求出,再由離心率求出,即可求出,從而得解;(2)首先求出,兩點(diǎn)坐標(biāo),①設(shè),利用斜率公式計(jì)算可得;②設(shè),的斜率分別為,,設(shè)直線的方程為,直線的方程為,即可求出點(diǎn)坐標(biāo),同理求出點(diǎn)坐標(biāo),再由斜率公式計(jì)算即可得解.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,又左焦點(diǎn)到直線的距離為,有,解得或(舍去),所以,,橢圓方程為.(2)由(1)知,橢圓的方程為,由,解得或,所以,.①,斜率都存在,即,存在.設(shè),顯然,且,從而.②設(shè),的斜率分別為,,設(shè)直線的方程為,直線的方程為.由,解得,從而點(diǎn)的坐標(biāo)為,因?yàn)?,,設(shè)直線的方程為,即,設(shè)直線的方程為,即,用代,代得點(diǎn)的坐標(biāo)為,即點(diǎn)的坐標(biāo)為,所以.3.(2023·湖北·三模)已知分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)是橢圓C上一點(diǎn).(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)是橢圓C上且處于第一象限的動(dòng)點(diǎn),直線與橢圓C分別相交于兩點(diǎn),直線,相交于點(diǎn)N,試求的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)橢圓的定義求出,然后根據(jù)的關(guān)系即可求解;(2)設(shè),得到,將的方程與曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理得到,,代入進(jìn)而利用基本不等式即可求解.【詳解】(1)由,得,∴橢圓C的方程是;(2)設(shè),根據(jù)題意設(shè)的方程為:,由題意知,,

將,代入中,整理得,,又,.,,同理可得,,

(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào))的最大值是.4.(23-24高三上·湖南長(zhǎng)沙·階段練習(xí))已知橢圓過和兩點(diǎn).

(1)求橢圓C的方程;(2)如圖所示,記橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)M在定直線上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線,分別交橢圓于兩點(diǎn)P和Q.(i)證明:點(diǎn)B在以為直徑的圓內(nèi);(ii)求四邊形面積的最大值.【答案】(1)(2)(i)證明見解析;(ii)6【分析】(1)將兩點(diǎn)代入橢圓中,解方程組即可求得橢圓C的方程;(2)(i)分別將直線與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理表示出兩點(diǎn)坐標(biāo),由數(shù)量積可得為鈍角,得出證明;(ii)由(i)可寫出四邊形的面積為,再利用基本不等式以及函數(shù)單調(diào)性即可得出面積的最大值為6.【詳解】(1)依題意將和兩點(diǎn)代入橢圓可得,解得;所以橢圓方程為(2)(i)易知,由橢圓對(duì)稱性可知,不妨設(shè),;根據(jù)題意可知直線斜率均存在,且;所以直線的方程為,的方程為;聯(lián)立直線和橢圓方程,消去可得;由韋達(dá)定理可得,解得,則;聯(lián)立直線和橢圓方程,消去可得;由韋達(dá)定理可得,解得,則;則,;所以;即可知為鈍角,所以點(diǎn)B在以為直徑的圓內(nèi);(ii)易知四邊形的面積為,設(shè),則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立;由對(duì)勾函數(shù)性質(zhì)可知在上單調(diào)遞增,所以,可得,由對(duì)稱性可知,即當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為或時(shí),四邊形的面積最大,最大值為6.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:證明點(diǎn)和圓的位置關(guān)系時(shí),可利用向量數(shù)量積的正負(fù)判斷與直徑所對(duì)圓周角的大小即可得出結(jié)論;在求解四邊形面積的最值時(shí),首先可用一個(gè)變量表示出面積的表達(dá)式,再根據(jù)函數(shù)單調(diào)性或基本不等式求出最值即可.5.(24-25高三上·上海嘉定·階段練習(xí))如圖,橢圓:的左右焦點(diǎn)分別為、,設(shè)Px0,y0是第一象限內(nèi)橢圓上的一點(diǎn),、的延長(zhǎng)線分別交橢圓于點(diǎn),

(1)若軸,求的面積;(2)若,求點(diǎn)的坐標(biāo);(3)求的最小值.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)由橢圓方程求出,從而可得坐標(biāo),將其橫坐標(biāo)代入橢圓方程中可求出的值,進(jìn)而可求出的面積;(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則直線的方程為,代入橢圓方程中求出得,因?yàn)?,可得,?jì)算即可得出坐標(biāo);(3)由(2)同理可求得,從而可得化簡(jiǎn)后結(jié)合基本不等式可得答案【詳解】(1)設(shè)橢圓的半長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,短半軸長(zhǎng)為,半焦距為,由橢圓,得,則,所以,當(dāng)時(shí),,得,所以所以的面積為;(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為(),則直線的方程為,將其代入橢圓方程中可得,整理得,所以,得,所以,因?yàn)椋?,可得,化?jiǎn)得,解得,代入得出所以點(diǎn)的坐標(biāo)為(3)由(2)得同理可求得,所以當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),所以的最大值為【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:的最大值得關(guān)鍵是結(jié)合韋達(dá)定理得出,再轉(zhuǎn)換未知量,最后應(yīng)用基本不等式求解即可.1.(23-24高二上·山東日照·期中)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0(1)求C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)M,N為C上且在x軸上方的兩點(diǎn),,與的交點(diǎn)為P,試問是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由.【答案】(1);(2)定值為.【分析】(1)根據(jù)面積求出,即可得出橢圓方程;(2)設(shè),根據(jù)相似三角形表示出,利用直線與橢圓方程化簡(jiǎn)可得的和積,代入化簡(jiǎn)即可得解.【詳解】(1)橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,上、下頂點(diǎn)分別為,,因?yàn)樗倪呅问敲娣e為8的正方形,所以有且,解得,故,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)由已知,則,設(shè),因?yàn)椋裕忠驗(yàn)?,所以,所以.即.設(shè),的方程分別為:,,設(shè),,則,所以,因此,同理可得:,因此,,所以.所以為定值,定值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵在于運(yùn)算,大量的運(yùn)算保證了消參的進(jìn)行,為求證定值的必要條件,運(yùn)算能力的培養(yǎng)是解決問題的關(guān)鍵.2.(23-24高二上·湖北武漢·期中)如圖所示,橢圓的上頂點(diǎn)和右頂點(diǎn)分別是和,離心率,,是橢圓上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求四邊形面積的最大值;(3)試判斷直線與的斜率之積是否為定值,若是,求出定值;若不是,請(qǐng)說明理由.【答案】(1)(2)4(3)是,定值為【分析】(1)由題意求出b的值,根據(jù)離心率可求出,即得答案;(2)設(shè)直線的方程,聯(lián)立橢圓方程可得根與系數(shù)的關(guān)系式,結(jié)合弦長(zhǎng)公式求出的表達(dá)式,即可求得四邊形面積的表達(dá)式,利用三角代換,結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)即可求得面積的最大值;(3)求出直線與的斜率之積的表達(dá)式,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系化簡(jiǎn),即可得結(jié)論.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,又離心率為,所以,即,,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(2)因?yàn)?,所以,所以,設(shè)直線的方程為,,,由,得,由得,則,,故,直線方程為,,所以,直線與之間的距離為,故四邊形的面積為,令,則,令,則,,所以,而函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),即時(shí),四邊形面積的最大值為4;(3)由第(2)問得,,,故直線與的斜率之積為定值,且定值為.3.(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))拋物線的圖象經(jīng)過點(diǎn),焦點(diǎn)為,過點(diǎn)且傾斜角為的直線與拋物線交于點(diǎn),,如圖.

(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)時(shí),求弦AB的長(zhǎng);(3)已知點(diǎn),直線,分別與拋物線交于點(diǎn),.證明:直線過定點(diǎn).【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)由曲線圖象經(jīng)過點(diǎn),可得,則得拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)寫出的方程,和拋物線方程聯(lián)立,消元后,由韋達(dá)定理可得,則;(3)設(shè)直線的方程為,,,,,和拋物線方程聯(lián)立,消元后,由韋達(dá)定理可得,.直線的方程為,和拋物線方程聯(lián)立,消元后,由韋達(dá)定理可得,同理可得,由,可得,則直線的方程為,由對(duì)稱性知,定點(diǎn)在軸上,令,可得,則的直線過定點(diǎn).【詳解】(1)曲線圖象經(jīng)過點(diǎn),所以,所以,所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由(1)知,當(dāng)時(shí),,所以的方程為,聯(lián)立,得,則,由,所以弦.(3)由(1)知,直線的斜率不為0,設(shè)直線的方程為,,,,,聯(lián)立得,,因此,.設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,則,因此,,得,同理可得,所以.因此直線的方程為,由對(duì)稱性知,定點(diǎn)在軸上,令得,,所以,直線過定點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);(3)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來證明.4.(23-24高二下·四川成都·期末)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)別為,,離心率為,過點(diǎn)的動(dòng)直線l交E于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)A在x軸上方,且l不與x軸垂直,的周長(zhǎng)為,直線與E交于另一點(diǎn)C,直線與E交于另一點(diǎn)D,點(diǎn)P為橢圓E的下頂點(diǎn),如圖.(1)求E的方程;(2)證明:直線CD過定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)利用橢圓的定義和離心率,求解橢圓方程;(2)設(shè)點(diǎn)Ax1,y1,Bx2,y2,,,【詳解】(1)由橢圓定義可知,BF1所以的周長(zhǎng)為,所以,又因?yàn)闄E圓離心率為,所以,所以,又,所以橢圓的方程:.(2)設(shè)點(diǎn)Ax1,y1,B則直線的方程為,則,由得,,所以,因?yàn)?,所以,所以,故,又,同理,,,由A,,B三點(diǎn)共線,得,所以,直線CD的方程為,由對(duì)稱性可知,如果直線CD過定點(diǎn),則該定點(diǎn)在x軸上,令得,,故直線CD過定點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);(3)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來證明.5.(24-25高三上·遼寧鞍山·開學(xué)考試)已知橢圓,右焦點(diǎn)為且離心率為,直線,橢圓的左右頂點(diǎn)分別為為上任意一點(diǎn),且不在軸上,與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為與橢圓C的另一個(gè)交點(diǎn)為.

(1)直線和直線的斜率分別記為,求證:為定值;(2)求證:直線過定點(diǎn).【答案】(1)證明見解析(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率列式求,即可得橢圓方程,結(jié)合斜率公式分析證明;(2)解法一:設(shè),聯(lián)立方程可得韋達(dá)定理,根據(jù)斜率關(guān)系列式求得,即可得結(jié)果;解法二:設(shè),聯(lián)立方程求坐標(biāo),進(jìn)而根據(jù)直線方程分析定點(diǎn).【詳解】(1)由題意,可得,所以橢圓,且設(shè),則,即,可得,所以為定值.(2)解法一:設(shè),則,可得,設(shè)直線,,聯(lián)立方程,消去x可得,則,解得,且,則,整理可得,則,因?yàn)?,則,解得,所以直線過定點(diǎn)解法二:設(shè),則,直線,可知與橢圓必相交,聯(lián)立方程,消去y可得,則,解得,同理,直線的斜率存在時(shí),,則,令,;當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r(shí),則,解得;綜上所述:直線過定點(diǎn)【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:1.過定點(diǎn)問題的兩大類型及解法(1)動(dòng)直線l過定點(diǎn)問題.解法:設(shè)動(dòng)直線方程(斜率存在)為由題設(shè)條件將t用k表示為,得,故動(dòng)直線過定點(diǎn);(2)動(dòng)曲線C過定點(diǎn)問題.解法:引入?yún)⒆兞拷⑶€C的方程,再根據(jù)其對(duì)參變量恒成立,令其系數(shù)等于零,得出定點(diǎn).2.求解定值問題的三個(gè)步驟(1)由特例得出一個(gè)值,此值一般就是定值;(2)證明定值,有時(shí)可直接證明定值,有時(shí)將問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值;(3)得出結(jié)論.6.(22-23高三上·四川綿陽·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的右頂點(diǎn)為,離心率為,P是直線上任一點(diǎn),過點(diǎn)且與PM垂直的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)直線PA,PM,PB的斜率分別為,,,問:是否存在常數(shù),使得?若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【答案】(1)(2)存在,【分析】(1)根據(jù)右頂點(diǎn)和離心率求出和,進(jìn)而求出,即可得到橢圓的方程.(2)假設(shè)存在,然后對(duì)直線斜率是否存在進(jìn)行分類討論,將直線方程與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理,代入,即可求出的值.【詳解】(1)由題意在橢圓中,右頂點(diǎn)為,離心率為,∴,∴∴∴橢圓的方程為:(2)由題意及(1)得在橢圓中,設(shè)存在常數(shù),使得當(dāng)直線斜率不存在時(shí),其方程為:,代入橢圓方程得,,此時(shí),可得當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,,,將直線方程代入橢圓方程得:∴,∵P是直線上任一點(diǎn),過點(diǎn)且與PM垂直的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn)∴直線的方程為:∴由幾何知識(shí)得:,,∵∴將,,,代入方程,并化簡(jiǎn)得:解得:綜上,存在常數(shù),使得7.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知圓心為H的圓和定點(diǎn),B是圓上任意一點(diǎn),線段AB的中垂線l和直線BH相交于點(diǎn)M,當(dāng)點(diǎn)B在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)M的軌跡記為曲線C.(1)求C的方程.(2)如圖所示,過點(diǎn)A作兩條相互垂直的直線分別與曲線C相交于P,Q和E,F(xiàn),求的取值范圍【答案】(1)(2)【分析】(1)由l是線段AB的中垂線得,根據(jù)橢圓定義可得答案;(2)由直線EF與直線PQ垂直可得,①當(dāng)直線PQ的斜率不存在時(shí),直線EF的斜率為零,可取,,,,可得;②當(dāng)直線PQ的斜率為零時(shí),直線EF的斜率不存在,同理可得;③當(dāng)直線PQ的斜率存在且不為零時(shí),直線EF的斜率也存在,于是可設(shè)直線PQ的方程為,設(shè)直線EF的方程為,將直線PQ的方程代入曲線C的方程,令,利用韋達(dá)定理代入,根據(jù)的范圍可得答案.【詳解】(1)由,得,所以圓心為,半徑為4,連接MA,由l是線段AB的中垂線,得,所以,又,根據(jù)橢圓的定義可知,點(diǎn)M的軌跡是以A,H為焦點(diǎn),4為長(zhǎng)軸長(zhǎng)的橢圓,所以,,,所求曲線C的方程為;(2)由直線EF與直線PQ垂直,可得,于是,①當(dāng)直線PQ的斜率不存在時(shí),直線EF的斜率為零,此時(shí)可不妨取,,,,所以,②當(dāng)直線PQ的斜率為零時(shí),直線EF的斜率不存在,同理可得,③當(dāng)直線PQ的斜率存在且不為零時(shí),直線EF的斜率也存在,于是可設(shè)直線PQ的方程為,,,,,則直線EF的方程為,將直線PQ的方程代入曲線C的方程,并整理得,,所以,,于是,將上面的k換成,可得,所以,令,則,于是上式化簡(jiǎn)整理可得,,由,得,所以,綜合①②③可知,的取值范圍為.8.(23-24高二上·湖北·期中)已知橢圓C的方程為,其離心率為,,為橢圓的左右焦點(diǎn),過作一條不平行于坐標(biāo)軸的直線交橢圓于A,B兩點(diǎn),的周長(zhǎng)為.

(1)求橢圓C的方程;(2)過B作x軸的垂線交橢圓于點(diǎn)D.①試討論直線AD是否恒過定點(diǎn),若是,求出定點(diǎn)坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說明理由.②求面積的最大值.【答案】(1);(2)①恒過定點(diǎn);②.【分析】(1)根據(jù)已知焦點(diǎn)三角形周長(zhǎng),由橢圓定義及其離心率求橢圓參數(shù)即可得方程;(2)①設(shè)直線AD為且,,,,聯(lián)立橢圓方程,應(yīng)用韋達(dá)定理并結(jié)合A,B,共線有,整理化簡(jiǎn)求參數(shù)m,即可確定定點(diǎn);②由直線AD所過定點(diǎn),結(jié)合并將韋達(dá)公式代入化簡(jiǎn),應(yīng)用基本不等式求面積最大值,注意取值條件.【詳解】(1)由題的周長(zhǎng),可得,又,則,,故橢圓的方程為.(2)①由題,設(shè)直線AD為且,,,,聯(lián)立方程可得:,化簡(jiǎn)可得:,所以,,因?yàn)锳,B,共線,則有,化簡(jiǎn)可得,即,化簡(jiǎn)可得恒成立.∴,即直線AD的方程為恒過定點(diǎn).②設(shè)直線AD恒過定點(diǎn)記為,由上,可得,所以,·,令,則,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào).∴面積的最大值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第二問,設(shè)直線AD為且,利用橢圓方程,應(yīng)用韋達(dá)定理及已知條件求出參數(shù)m為關(guān)鍵.9.(23-24高三上·江蘇鎮(zhèn)江·期末)已知橢圓的右焦點(diǎn),離心率為,過作兩條互相垂直的弦,設(shè)的中點(diǎn)分別為.(1)求橢圓的方程;(2)證明:直線必過定點(diǎn),并求出此定點(diǎn)坐標(biāo);(3)若弦的斜率均存在,求面積的最大值.【答案】(1)(2)證明見解析;;(3)【分析】(1)根據(jù)題意求出的值,即可得答案;(2)討論直線斜率是否存在,存在時(shí),設(shè)直線方程并聯(lián)立橢圓方程,得根與系數(shù)關(guān)系式,進(jìn)而求得M,N坐標(biāo),求出直線方程,化簡(jiǎn)即可得結(jié)論;(3)結(jié)合(2)求出面積的表達(dá)式,利用換元法化簡(jiǎn),構(gòu)造函數(shù),結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,求得最值.【詳解】(1)由題意:,則,故橢圓的方程為;(2)證明:當(dāng)斜率均存在時(shí),設(shè)直線方程為:,設(shè),則,聯(lián)立得,得,直線過橢圓焦點(diǎn),必有,則,故,將上式中的換成,則同理可得:,如,得,則直線斜率不存在,此時(shí)直線過點(diǎn),設(shè)點(diǎn)為P,下證動(dòng)直線過定點(diǎn).若直線斜率存在,則,直線為,令,得,即直線過定點(diǎn);當(dāng)斜率有一條不存在時(shí),不妨設(shè)AB斜率不存在,則CD斜率為0,此時(shí)M即為F,N即為O點(diǎn),直線也過定點(diǎn),綜上,直線過定點(diǎn);(3)由第(2)問可知直線過定點(diǎn),故,令,,則,則在單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí),取得最大值,此時(shí)取得最大值,此時(shí).【點(diǎn)睛】難點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查了橢圓方程的求解以及直線和橢圓位置關(guān)系中的定點(diǎn)定值問題,綜合性較強(qiáng);解答時(shí)要注意聯(lián)立方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系式化簡(jiǎn)求值,難點(diǎn)在于計(jì)算過程比較復(fù)雜,計(jì)算量較大,需要十分細(xì)心.10.(23-24高二上·陜西渭南·期末)如圖,過點(diǎn)C0,1的橢圓的離心率為,橢圓與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)的直線與橢圓交于另一點(diǎn),并與軸交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn);(1)當(dāng)直線過橢圓右焦點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)當(dāng)點(diǎn)異于點(diǎn)時(shí),求證:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)已知結(jié)合離心率,以及關(guān)系,即可求得橢圓方程和直線方程,聯(lián)立方程即可得出結(jié)果;(2)設(shè)出直線方程,與橢圓聯(lián)立得到點(diǎn)坐標(biāo),再表示出直線方程,與直線聯(lián)立即可得到坐標(biāo),利用向量的數(shù)量積即可得證.【詳解】(1)由題知,,又,,所以,,則橢圓方程為,此時(shí)為焦點(diǎn),所以直線斜率為,所以直線方程為,聯(lián)立得:,解得,代入直線方程,得,可得點(diǎn)坐標(biāo)為.(2)當(dāng)直線與軸垂直時(shí)不符合題意;因?yàn)?,,則直線方程:,設(shè)直線方程:,和橢圓聯(lián)立得:,解得,代入直線得,則點(diǎn)坐標(biāo)為,又,則,則直線方程為,和直線聯(lián)立,解得,則,又為與軸交點(diǎn),則,所以為定值.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.1.(2021·全國·統(tǒng)考高考真題)(多選)已知直線與圓,點(diǎn),則下列說法正確的是(

)A.若點(diǎn)A在圓C上,則直線l與圓C相切 B.若點(diǎn)A在圓C內(nèi),則直線l與圓C相離C.若點(diǎn)A在圓C外,則直線l與圓C相離 D.若點(diǎn)A在直線l上,則直線l與圓C相切【答案】ABD【分析】轉(zhuǎn)化點(diǎn)與圓、點(diǎn)與直線的位置關(guān)系為的大小關(guān)系,結(jié)合點(diǎn)到直線的距離及直線與圓的位置關(guān)系即可得解.【詳解】圓心到直線l的距離,若點(diǎn)在圓C上,則,所以,則直線l與圓C相切,故A正確;若點(diǎn)在圓C內(nèi),則,所以,則直線l與圓C相離,故B正確;若點(diǎn)在圓C外,則,所以,則直線l與圓C相交,故C錯(cuò)誤;若點(diǎn)在直線l上,則即,所以,直線l與圓C相切,故D正確.故選:ABD.2.(北京·高考真題)已知拋物線C:y2=2px過點(diǎn)P(1,1).過點(diǎn)作直線l與拋物線C交于不同的兩點(diǎn)M,N,過點(diǎn)M作x軸的垂線分別與直線OP,ON交于點(diǎn)A,B,其中O為原點(diǎn).(1)求拋物線C的方程,并求其焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;(2)求證:A為線段BM的中點(diǎn).【答案】(1)拋物線C的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,準(zhǔn)線方程為x=-;(2)見解析.【詳解】試題分析:(Ⅰ)代入點(diǎn)求得拋物線的方程,根據(jù)方程表示焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;(Ⅱ)設(shè)直線l的方程為(),與拋物線方程聯(lián)立,再由根與系數(shù)的關(guān)系,及直線ON的方程為,聯(lián)立求得點(diǎn)的坐標(biāo)為,再證明.試題解析:(Ⅰ)由拋物線C:過點(diǎn)P(1,1),得.所以拋物線C的方程為.拋物線C的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(,0),準(zhǔn)線方程為.(Ⅱ)由題意,設(shè)直線l的方程為(),l與拋物線C的交點(diǎn)為,.由,得.則,.因?yàn)辄c(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,1),所以直線OP的方程為,點(diǎn)A的坐標(biāo)為.直線ON的方程為,點(diǎn)B的坐標(biāo)為.因?yàn)椋?故A為線段BM的中點(diǎn).【名師點(diǎn)睛】本題考查了直線與拋物線的位置關(guān)系,考查了轉(zhuǎn)化與化歸能力,當(dāng)看到題目中出現(xiàn)直線與圓錐曲線時(shí),不需要特殊技巧,只要聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,借助根與系數(shù)的關(guān)系,找準(zhǔn)題設(shè)條件中突顯的或隱含的等量關(guān)系,把這種關(guān)系“翻譯”出來即可,有時(shí)不一定要把結(jié)果及時(shí)求出來,可能需要整體代換到后面的計(jì)算中去,從而減少計(jì)算量.3.(四川·高考真題)橢圓有兩頂點(diǎn)A(﹣1,0)、B(1,0),過其焦點(diǎn)F(0,1)的直線l與橢圓交于C、D兩點(diǎn),并與x軸交于點(diǎn)P.直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q.(Ⅰ)當(dāng)|CD|=時(shí),求直線l的方程;(Ⅱ)當(dāng)點(diǎn)P異于A、B兩點(diǎn)時(shí),求證:為定值.【答案】(Ⅰ)y=x+1(Ⅱ)見解析【詳解】試題分析:(Ⅰ)根據(jù)橢圓有兩頂點(diǎn)A(﹣1,0)、B(1,0),焦點(diǎn)F(0,1),可知橢圓的焦點(diǎn)在y軸上,b=1,c=1,,可以求得橢圓的方程,聯(lián)立直線和橢圓方程,消去y得到關(guān)于x的一元二次方程,利用韋達(dá)定理和弦長(zhǎng)公式可求出直線l的方程;(Ⅱ)根據(jù)過其焦點(diǎn)F(0,1)的直線l的方程可求出點(diǎn)P的坐標(biāo),該直線與橢圓交于C、D兩點(diǎn),和直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q,求出直線AC與直線BD的方程,解該方程組即可求得點(diǎn)Q的坐標(biāo),代入即可證明結(jié)論.(Ⅰ)∵橢圓的焦點(diǎn)在y軸上,設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(a>b>0),由已知得b=1,c=1,所以a=,橢圓的方程為,當(dāng)直線l與x軸垂直時(shí)與題意不符,設(shè)直線l的方程為y=kx+1,C(x1,y1),D(x2,y2),將直線l的方程代入橢圓的方程化簡(jiǎn)得(k2+2)x2+2kx﹣1=0,則x1+x2=﹣,x1?x2=﹣,∴|CD|====,解得k=.∴直線l的方程為y=x+1;(Ⅱ)證明:當(dāng)直線l與x軸垂直時(shí)與題意不符,設(shè)直線l的方程為y=kx+1,(k≠0,k≠±1),C(x1,y1),D(x2,y2),∴P點(diǎn)的坐標(biāo)為(﹣,0),由(Ⅰ)知x1+x2=﹣,x1?x2=﹣,且直線AC的方程為y=,且直線BD的方程為y=,將兩直線聯(lián)立,消去y得,∵﹣1<x1,x2<1,∴與異號(hào),==,y1y2=k2x1x2+k(x1+x2)+1==﹣,∴與y1y2異號(hào),與同號(hào),∴=,解得x=﹣k,故Q點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣k,y0),=(﹣,0)?(﹣k,y0)=1,故為定值.考點(diǎn):直線與圓錐曲線的綜合問題點(diǎn)評(píng):此題是個(gè)難題.本題考查了橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,是一道綜合性的試題,考查了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力.體現(xiàn)了分類討論和數(shù)形結(jié)合的思想4.(北京·高考真題)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,且經(jīng)過點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓C的方程;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),直線與橢圓C交于兩個(gè)不同點(diǎn)P,Q,直線AP與x軸交于點(diǎn)M,直線AQ與x軸交于點(diǎn)N,若|OM|·|ON|=2,求證:直線l經(jīng)過定點(diǎn).【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)見解析.【分析】(Ⅰ)由題意確定a,b的值即可確定橢圓方程;(Ⅱ)設(shè)出直線方程,聯(lián)立直線方程與橢圓方程確定OM,ON的表達(dá)式,結(jié)合韋達(dá)定理確定t的值即可證明直線恒過定點(diǎn).【詳解】(Ⅰ)因?yàn)闄E圓的右焦點(diǎn)為,所以;因?yàn)闄E圓經(jīng)過點(diǎn),所以,所以,故橢圓的方程為.(Ⅱ)設(shè)聯(lián)立得,,,.直線,令得,即;同理可得.因?yàn)?所以;,解之得,所以直線方程為,所以直線恒過定點(diǎn).【點(diǎn)睛】解決直線與橢圓的綜合問題時(shí),要注意

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