高考数学微专题集专题24圆锥曲线中的存在性、探索性问题微点3圆锥曲线中的存在性、探索性问题综合训练(原卷版+解析)
展开微点3 圆锥曲线中的存在性、探索性问题综合训练
1.设常数.在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),直线l:x=t,曲线:,与x轴交于点A、与交于点B.P、Q分别是曲线与线段AB上的动点.
(1)用t表示点B到点F距离;
(2)设,,线段OQ的中点在直线FP上,求的面积;
(3)设t=8,是否存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在上?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
(2023·上海青浦·二模)
2.已知椭圆的右焦点为,过的直线交于两点.
(1)若直线垂直于轴,求线段的长;
(2)若直线与轴不重合,为坐标原点,求△面积的最大值;
(3)若椭圆上存在点使得,且△的重心在y轴上,求此时直线l的方程.
3.已知椭圆的离心率为,椭圆C的左、右顶点分别为A,B,上顶点为D,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)斜率为的动直线l与椭圆C相交于M,N两点,是否存在定点P(直线l不经过点P),使得直线PM与直线PN的倾斜角互补,若存在这样的点P,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(2023·安徽省舒城中学三模)
4.已知椭圆,过原点的直线交该椭圆于,两点(点在轴上方),点,直线与椭圆的另一交点为,直线与椭圆的另一交点为.
(1)若是短轴,求点C坐标;
(2)是否存在定点,使得直线恒过点?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
5.设椭圆的右焦点为F,左顶点为A.M是C上异于A的动点,过F且与直线AM平行的直线与C交于P,Q两点(Q在x轴下方),且当M为椭圆的下顶点时,.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设点S,T满足,,证明:平面上存在两个定点,使得T到这两定点距离之和为定值.
(2023·上海交大附中模拟预测)
6.已知椭圆是左、右焦点.设是直线上的一个动点,连结,交椭圆于.直线与轴的交点为,且不与重合.
(1)若的坐标为,求四边形的面积;
(2)若与椭圆相切于且,求的值;
(3)作关于原点的对称点,是否存在直线,使得上的任一点到的距离为,若存在,求出直线的方程和的坐标,若不存在,请说明理由.
(2023·上海市光明中学模拟预测)
7.已知双曲线是其左、右两个焦点.是位于双曲线右支上一点,平面内还存在满足.
(1)若的坐标为,求的值;
(2)若,且,试判断是否位于双曲线上,并说明理由;
(3)若位于双曲线上,试用表示,并求出时的值.
(2023·湖北·模拟预测)
8.如图,椭圆M:的两焦点为,,A,B是左右顶点,直线l与椭圆交于异于顶点的C,D两点,并与x轴交于点P.直线AC与直线BC斜率之积为.
(1)求椭圆M的方程;
(2)直线AC与直线BD交于点Q,设点P与点Q横坐标分别为,,则是否为常数,若是,求出该常数值;若不是,请说明理由.
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,,分别为左、右顶点,,分别为上、下顶点.若四边形的面积为,且,,成等差数列.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆外一点(不在坐标轴上)连接,,分别与椭圆交于,两点,直线交轴于点.试问:,两点横坐标之积是否为定值?若为定值,求出定值;若不是,说明理由.
(2023·江苏南京·模拟预测)
10.已知圆:,动圆与圆内切,且与定直线相切,设动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若直线过点,且与交于,两点,与轴交于点,满足,(,),试探究与的关系.
(2023·山东·胜利一中模拟预测)
11.在平面直角坐标系中,已知,,,,点M满足,记M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线和,直线与C相交于两个不同的点A和B,在线段AB上取点Q,满足,直线交直线于点R,试问面积是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,说明理由.
(2023·四川·树德中学模拟预测)
12.在平面直角坐标系中,已知椭圆经过,椭圆的离心率为的.
(1)求椭圆与椭圆的标准方程:
(2)设过原点且斜率存在的直线l与椭圆相交于A,C两点,点P为椭圆的上顶点,直线PA与椭圆相交于点B,直线PC与椭圆相交于点D,设的面积分别为试问是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
(2023·广东·华南师大附中三模)
13.已知在△ABC中,,,动点A满足,,AC的垂直平分线交直线AB于点P.
(1)求点P的轨迹E的方程;
(2)直线交x轴于D,与曲线E在第一象限的交点为Q,过点D的直线l与曲线E交于M,N两点,与直线交于点K,记QM,QN,QK的斜率分别为,,,
①求证:是定值.
②若直线l的斜率为1,问是否存在m的值,使?若存在,求出所有满足条件的m的值,若不存在,请说明理由.
(2023·福建省厦门集美中学模拟预测)
14.已知△ABC的顶点,,满足:.
(1)记点C的轨迹为曲线,求的轨迹方程;
(2)过点且斜率为k的直线l与相交于P,Q两点,是否存在与M不同的定点N,使得恒成立?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
(2023·江西·上饶市第一中学模拟预测)
15.已知椭圆的短轴长等于,离心率.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过左焦点F作直线l,与椭圆C交于A,B两点,判断是否为定值.若是定值,求出该定值,若不是定值,请说明理由.
(2023·北京·景山学校模拟预测)
16.已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别是A,B,且.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)已知M,N是椭圆E上异于A,B的不同两点,若直线AM与直线AN的斜率之积等于-1,判断直线MN是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
(2023·浙江·乐清市知临中学模拟预测)
17.已知分别是椭圆的左、右焦点,点在直线的同侧,且点到直线l的距离分别为.
(1)若椭圆C的方程为,直线l的方程为,求的值,并判断直线与椭圆C的公共点的个数;
(2)若直线l与椭圆C有两个公共点,试求所需要满足的条件;
(2023·湖南·雅礼中学二模)
18.如图,已知椭圆,其左、右焦点分别为,过右焦点且垂直于轴的直线交椭圆于第一象限的点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且斜率为的动直线交椭圆于两点,在轴上是否存在定点,使以为直径的圆恒过这个点?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
(2023·天津市咸水沽第一中学模拟预测)
19.已知点是离心率为的椭圆上的一点,斜率为的直线交椭圆于、两点,且、、三点不重合.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线、的斜率之和是否为定值:若是求出定值,不是则说明理由.
20.在平面直角坐标系中,椭圆的右准线为直线,动直线交椭圆于两点,线段的中点为,射线分别交椭圆及直线于点,如图,当两点分别是椭圆的右顶点及上顶点时,点的纵坐标为(其中为椭圆的离心率),且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如果是的等比中项,那么是否为常数?若是,求出该常数;若不是,请说明理由.
21.若是双曲线的两个焦点.
(1)若双曲线上一点到它的一个焦点的距离等于10,求点到另一个焦点距离;
(2)能否在双曲线的左支上找到一点,使是到左准线的距离与的等比中项?若能,求出的坐标,若不能,说明理由.
(2023·江苏·南京市第一中学高三开学考试)
22.已知双曲线,
(1)过点的直线交双曲线于两点,若为弦的中点,求直线的方程;
(2)是否存在直线,使得 为被该双曲线所截弦的中点,若存在,求出直线的方程,若不存在,请说明理由.
23.已知椭圆的标准方程为.
(1)设动点满足:,其中,是椭圆上的点,直线与的斜率之积为,问:是否存在两个定点,使得为定值?若存在,求的坐标;若不存在,说明理由.
(2)设动点满足:,其中,是椭圆上的点,直线与的斜率之积为,问:是否存在点,使得点到的距离与到直线的距离之比为定值?若存在,求的坐标;若不存在,说明理由.
24.已知,平面内一动点满足.
(1)求点运动轨迹的轨迹方程;
(2)已知直线与曲线交于,两点,当点坐标为时,恒成立,试探究直线的斜率是否为定值?若为定值请求出该定值,若不是定值请说明理由.
25.已知双曲线:(,)实轴端点分别为,,右焦点为,离心率为2,过点且斜率1的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过的直线与双曲线交于,两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由.
26.设中心在原点,焦点在轴上的椭圆过点,且离心率为,为的右焦点,为上一点,轴,的半径为.
(1)求椭圆和的方程;
(2)若直线与交于,两点,与交于,两点,其中,在第一象限,是否存在使?若存在,求的方程:若不存在,说明理由.
27.已知点,过点且与y轴垂直的直线为,轴,交于点N,直线l垂直平分FN,交于点M.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)记点M的轨迹为曲线E,直线AB与曲线E交于不同两点,且 (m为常数),直线与AB平行,且与曲线E相切,切点为C,试问的面积是否为定值.若为定值,求出的面积;若不是定值,说明理由.
专题24 圆锥曲线中的存在性、探索性问题 微点3 圆锥曲线中的存在性、探索性问题综合训练
专题24 圆锥曲线中的存在性、探索性问题
微点3 圆锥曲线中的存在性、探索性问题综合训练
1.设常数.在平面直角坐标系xOy中,已知点F(2,0),直线l:x=t,曲线:,与x轴交于点A、与交于点B.P、Q分别是曲线与线段AB上的动点.
(1)用t表示点B到点F距离;
(2)设,,线段OQ的中点在直线FP上,求的面积;
(3)设t=8,是否存在以FP、FQ为邻边的矩形FPEQ,使得点E在上?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
(2023·上海青浦·二模)
2.已知椭圆的右焦点为,过的直线交于两点.
(1)若直线垂直于轴,求线段的长;
(2)若直线与轴不重合,为坐标原点,求△面积的最大值;
(3)若椭圆上存在点使得,且△的重心在y轴上,求此时直线l的方程.
3.已知椭圆的离心率为,椭圆C的左、右顶点分别为A,B,上顶点为D,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)斜率为的动直线l与椭圆C相交于M,N两点,是否存在定点P(直线l不经过点P),使得直线PM与直线PN的倾斜角互补,若存在这样的点P,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(2023·安徽省舒城中学三模)
4.已知椭圆,过原点的直线交该椭圆于,两点(点在轴上方),点,直线与椭圆的另一交点为,直线与椭圆的另一交点为.
(1)若是短轴,求点C坐标;
(2)是否存在定点,使得直线恒过点?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
5.设椭圆的右焦点为F,左顶点为A.M是C上异于A的动点,过F且与直线AM平行的直线与C交于P,Q两点(Q在x轴下方),且当M为椭圆的下顶点时,.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设点S,T满足,,证明:平面上存在两个定点,使得T到这两定点距离之和为定值.
(2023·上海交大附中模拟预测)
6.已知椭圆是左、右焦点.设是直线上的一个动点,连结,交椭圆于.直线与轴的交点为,且不与重合.
(1)若的坐标为,求四边形的面积;
(2)若与椭圆相切于且,求的值;
(3)作关于原点的对称点,是否存在直线,使得上的任一点到的距离为,若存在,求出直线的方程和的坐标,若不存在,请说明理由.
(2023·上海市光明中学模拟预测)
7.已知双曲线是其左、右两个焦点.是位于双曲线右支上一点,平面内还存在满足.
(1)若的坐标为,求的值;
(2)若,且,试判断是否位于双曲线上,并说明理由;
(3)若位于双曲线上,试用表示,并求出时的值.
(2023·湖北·模拟预测)
8.如图,椭圆M:的两焦点为,,A,B是左右顶点,直线l与椭圆交于异于顶点的C,D两点,并与x轴交于点P.直线AC与直线BC斜率之积为.
(1)求椭圆M的方程;
(2)直线AC与直线BD交于点Q,设点P与点Q横坐标分别为,,则是否为常数,若是,求出该常数值;若不是,请说明理由.
9.已知椭圆的左、右焦点分别为,,,分别为左、右顶点,,分别为上、下顶点.若四边形的面积为,且,,成等差数列.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆外一点(不在坐标轴上)连接,,分别与椭圆交于,两点,直线交轴于点.试问:,两点横坐标之积是否为定值?若为定值,求出定值;若不是,说明理由.
(2023·江苏南京·模拟预测)
10.已知圆:,动圆与圆内切,且与定直线相切,设动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若直线过点,且与交于,两点,与轴交于点,满足,(,),试探究与的关系.
(2023·山东·胜利一中模拟预测)
11.在平面直角坐标系中,已知,,,,点M满足,记M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线和,直线与C相交于两个不同的点A和B,在线段AB上取点Q,满足,直线交直线于点R,试问面积是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,说明理由.
(2023·四川·树德中学模拟预测)
12.在平面直角坐标系中,已知椭圆经过,椭圆的离心率为的.
(1)求椭圆与椭圆的标准方程:
(2)设过原点且斜率存在的直线l与椭圆相交于A,C两点,点P为椭圆的上顶点,直线PA与椭圆相交于点B,直线PC与椭圆相交于点D,设的面积分别为试问是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
(2023·广东·华南师大附中三模)
13.已知在△ABC中,,,动点A满足,,AC的垂直平分线交直线AB于点P.
(1)求点P的轨迹E的方程;
(2)直线交x轴于D,与曲线E在第一象限的交点为Q,过点D的直线l与曲线E交于M,N两点,与直线交于点K,记QM,QN,QK的斜率分别为,,,
①求证:是定值.
②若直线l的斜率为1,问是否存在m的值,使?若存在,求出所有满足条件的m的值,若不存在,请说明理由.
(2023·福建省厦门集美中学模拟预测)
14.已知△ABC的顶点,,满足:.
(1)记点C的轨迹为曲线,求的轨迹方程;
(2)过点且斜率为k的直线l与相交于P,Q两点,是否存在与M不同的定点N,使得恒成立?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
(2023·江西·上饶市第一中学模拟预测)
15.已知椭圆的短轴长等于,离心率.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过左焦点F作直线l,与椭圆C交于A,B两点,判断是否为定值.若是定值,求出该定值,若不是定值,请说明理由.
(2023·北京·景山学校模拟预测)
16.已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别是A,B,且.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)已知M,N是椭圆E上异于A,B的不同两点,若直线AM与直线AN的斜率之积等于-1,判断直线MN是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
(2023·浙江·乐清市知临中学模拟预测)
17.已知分别是椭圆的左、右焦点,点在直线的同侧,且点到直线l的距离分别为.
(1)若椭圆C的方程为,直线l的方程为,求的值,并判断直线与椭圆C的公共点的个数;
(2)若直线l与椭圆C有两个公共点,试求所需要满足的条件;
(2023·湖南·雅礼中学二模)
18.如图,已知椭圆,其左、右焦点分别为,过右焦点且垂直于轴的直线交椭圆于第一象限的点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且斜率为的动直线交椭圆于两点,在轴上是否存在定点,使以为直径的圆恒过这个点?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
(2023·天津市咸水沽第一中学模拟预测)
19.已知点是离心率为的椭圆上的一点,斜率为的直线交椭圆于、两点,且、、三点不重合.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线、的斜率之和是否为定值:若是求出定值,不是则说明理由.
20.在平面直角坐标系中,椭圆的右准线为直线,动直线交椭圆于两点,线段的中点为,射线分别交椭圆及直线于点,如图,当两点分别是椭圆的右顶点及上顶点时,点的纵坐标为(其中为椭圆的离心率),且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如果是的等比中项,那么是否为常数?若是,求出该常数;若不是,请说明理由.
21.若是双曲线的两个焦点.
(1)若双曲线上一点到它的一个焦点的距离等于10,求点到另一个焦点距离;
(2)能否在双曲线的左支上找到一点,使是到左准线的距离与的等比中项?若能,求出的坐标,若不能,说明理由.
(2023·江苏·南京市第一中学高三开学考试)
22.已知双曲线,
(1)过点的直线交双曲线于两点,若为弦的中点,求直线的方程;
(2)是否存在直线,使得 为被该双曲线所截弦的中点,若存在,求出直线的方程,若不存在,请说明理由.
23.已知椭圆的标准方程为.
(1)设动点满足:,其中,是椭圆上的点,直线与的斜率之积为,问:是否存在两个定点,使得为定值?若存在,求的坐标;若不存在,说明理由.
(2)设动点满足:,其中,是椭圆上的点,直线与的斜率之积为,问:是否存在点,使得点到的距离与到直线的距离之比为定值?若存在,求的坐标;若不存在,说明理由.
24.已知,平面内一动点满足.
(1)求点运动轨迹的轨迹方程;
(2)已知直线与曲线交于,两点,当点坐标为时,恒成立,试探究直线的斜率是否为定值?若为定值请求出该定值,若不是定值请说明理由.
25.已知双曲线:(,)实轴端点分别为,,右焦点为,离心率为2,过点且斜率1的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过的直线与双曲线交于,两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由.
26.设中心在原点,焦点在轴上的椭圆过点,且离心率为,为的右焦点,为上一点,轴,的半径为.
(1)求椭圆和的方程;
(2)若直线与交于,两点,与交于,两点,其中,在第一象限,是否存在使?若存在,求的方程:若不存在,说明理由.
27.已知点,过点且与y轴垂直的直线为,轴,交于点N,直线l垂直平分FN,交于点M.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)记点M的轨迹为曲线E,直线AB与曲线E交于不同两点,且 (m为常数),直线与AB平行,且与曲线E相切,切点为C,试问的面积是否为定值.若为定值,求出的面积;若不是定值,说明理由.
参考答案:
1.(1);(2);(3)存在,.
分析:(1)方法一:设出点坐标,根据两点间距离公式求解出的值,
方法二:根据抛物线的定义,即可求得的值;
(2)根据抛物线的性质,求得点坐标,即可求得的中点坐标,即可求得直线的方程,代入抛物线方程,即可求得点坐标,则的面积可求;
(3)设坐标,根据求得直线的方程和点坐标,再根据求得点坐标,则根据可求得点坐标.
【详解】解:(1)方法一:由题意可知:设,则,∴;
法二:由题意设,由抛物线的性质可知:,∴;
(2),,,,则,
∴,∴,设的中点,
∴,,则直线方程:,
联立,整理得:,解得:,(舍去),
∴的面积;
(3)存在,设,,则且,∴,
直线方程为,∴,,
又因为四边形为矩形,所以,则,
∴,解得:,即,
∴存在以、为邻边的矩形,使得点在上,且.
【点睛】关键点点睛:解答本题第三问的关键在于利用矩形的两个特点去分析问题:(1),由此可知,利用坐标完成计算;(2)平行四边形法则,由此可知向量关系式.
2.(1)3
(2)
(3)、或
分析:(1)根据直线垂直轴,可得坐标,进而可求线段长度.
(2)联立直线和椭圆方程,根据韦达定理,可得根与系数关系,进而根据三角形面积求表达式,进而根据函数最值进行求面积最大值.(3)联立直线和椭圆方程,根据韦达定理,可得根与系数关系,以及重心坐标公式,即可求解.
(1)
因为,令,得,所以,所以
(2)
设直线,,不妨设,
由得,
,,,
,
令,则,,
记,可得在上单调递增
所以当且仅当时取到,
即面积的最大值为;
(3)
①当直线不与x轴重合时,设直线,,中点为.
由得,,,
因为的重心在y轴上,所以,
所以,又,,
因为,所以 ,
故直线,所以,从而,
代入得,所以,或.
② 当直线与x轴重合时,点C位于椭圆的上、下顶点显然满足条件,此时.
综上,,或.
3.(1)
(2)存在,点P的坐标为或
分析:(1)利用数量积公式及离心率可得a,b,c从而得到椭圆方程;
(2)设直线l的方程为,与椭圆方程联立,写出韦达定理,由题意可得直线PM与直线PN的斜率之和为零,利用韦达定理化简可得结果.
(1)
设椭圆C的焦距为2c,由题意知,,,
所以,,所以,解得.
又椭圆C的离心率为,所以,,
故椭圆C的方程为.
(2)
假设存在这样的点P,设点P的坐标为,点M,N的坐标分别为,,设直线l的方程为.
联立方程消去y后整理得.
,得,
有
若直线PM与直线PN的倾斜角互补,则直线PM与直线PN的斜率之和为零,
所以
.
所以解得或
故存在点P符合条件,点P的坐标为或.
4.(1);
(2)存在,.
分析:(1)两点式写出直线,联立椭圆方程并结合韦达定理求出C坐标;
(2)设有,联立椭圆求C坐标,同理求坐标,讨论、,判断直线恒过定点即可.
(1)
由题设,,而,故直线为,
联立并整理得:,故,而,
所以,代入直线可得,故C坐标为.
(2)
设,则,
由,故,
由韦达定理有,
所以,故,同理得:,,
当时,取,则,同理,
故共线,此时过定点.
当时,,此时过定点.
综上,过定点.
5.(1)
(2)证明见解析
分析:(1)由向量的坐标运算用表示出点坐标,代入椭圆方程求得参数,得椭圆方程;
(2)设,直线PQ的斜率不为0,设其方程为,设.
直线方程代入椭圆方程应用韦达定理得,利用向量相等的坐标表示求得点坐标,得出点坐标满足一个椭圆方程,然后再由椭圆定义得两定点坐标.
(1)
当M为椭圆的下顶点时,,则.
设C的焦距为2c,则,即.
因为Q在C上,故,解得.
则椭圆C的标准方程为.
(2)
设,直线PQ的斜率不为0,设其方程为,设.
联立直线PQ和C的方程,消x得.
,,
由得S为弦PQ的中点,故.
由得S是线段FT的中点,故.
设T的坐标为,则,,故
,即,
这表明T在中心为原点,为长轴端点,为短轴端点的椭圆上运动,故T到两焦点的距离之和为定值.代入得两焦点坐标为.
综上所述,平面上存在两定点,,使得T到这两定点距离之和为定值.
6.(1)
(2)
(3)存在;;
分析:(1)根据点斜式方程可得,再联立椭圆方程得到,再根据求解即可;
(2)设,根据相切可知,直线与椭圆方程联立后判别式为0,得到,再根据,化简可得,进而得到,再根据直角三角形中的关系求解的值即可;
(3)设,表达出,再根据列式化简可得,结合与椭圆的方程即可求得和直线的方程
(1)
由题意,,故,所以
与椭圆方程联立 ,可得:,即,又由题意,故解得,代入椭圆方程可得,故且
则
(2)
由于直线PN的斜率必存在,则设
与椭圆方程联立,可得:
由相切,,则
同时有韦达定理,代入有,化简得,故
而,解得
则,所以轴,故在直角三角形中,
(3)
由于N与,与是两组关于原点的对称点,由对称性知
四边形是平行四边形,则与是平行的,
故上的任一点到的距离均为两条平行线间的距离d.
设,其中,易验证,当时,与之间的距离为,不合要求,设,则,即,
发现当时,,即,整理得
代入得:,代入整理得,即由于,所以,代入椭圆方程有,故,
则的直线方程为
7.(1)
(2)在双曲线上;理由见解析
(3);
分析:(1)根据双曲线方程求出的坐标,由及向量的坐标运算,求出点的坐标,再利用点在双曲线上即可求解;
(2)根据及向量的线性运算,得出及点在双曲线上,求出点的坐标,根据,求出点的坐标,结合点与双曲线的位置关系即可求解;
(3)根据及向量的坐标运算,得出点的坐标,利用点在双曲线上及向量的数量积的坐标运算即可求解.
(1)
∵,
设,则,
因为,
所以,解得,所以,
将代入双曲线方程中,化简得,
解得或(舍去).
所以的值为.
(2)
由(1)知,,
,
设,则,
因为点在双曲线上,所以①,
②,
联立①②,得,所以,
设,所以,
因为,所以,解得,所以,
将点代入双曲线方程中,即,
所以Q在双曲线上
(3)
由(1)知,,
设,,则
因为,
所以,解得,所以,
因为点Q在双曲线上,所以即,
化简得,,
∴,解得,
代入,解得.
所以的值为.
8.(1)
(2)为常数,值为1
分析:(1)由直线AC与直线BC斜率之积为,建立等式得,再结合可求解;
(2)设直线l:,则,再根据直线与直线可得,从而可得为常数.
(1)
由题,,设,
则,
∴,又,
∴,,
∴椭圆M的方程为:.
(2)
直线l若过原点,由对称性知不合题,
设直线l:,则
,消去x得,
设,则
∴①
AC:②,BD:③
②③联立得
①代入得
解得,即
∴,
∴为常数,值为1.
9.(1);
(2)为定值,理由见解析.
分析:(1)应用菱形面积公式、等差中项的性质及椭圆参数关系求椭圆参数,写出椭圆标准方程.
(2)由题意分析知,所在直线斜率均存在且不为0、斜率和差均不为0,设直线,联立椭圆求,的坐标及点横坐标,应用点斜式写出直线,令求横坐标,即可得结论.
(1)
由题设知:,可得,
所以椭圆标准方程为.
(2)
由题意,,所在直线斜率均存在且不为0、斜率和差均不为0,
设为,联立椭圆方程整理得:,
所以,而,则,
设为,联立椭圆方程整理得:,
所以,而,则,
所以,,
联立直线、可得:,
直线为,
令,则,
所以为定值.
10.(1)
(2)
分析:(1)根据直线与圆的位置关系可得,根据圆与圆的位置关系可得,列出方程,解之即可;
(2)设直线的方程为、、,法一:由平面共线向量的坐标表示和定点分比公式可得、,列出方程,解之即可;法二:联立抛物线方程,利用韦达定理和平面共线向量的坐标表示,化简计算可得、,证明即可.
(1)
设,圆的半径为,由题可知,点在直线右侧,
因为圆与定直线相切,所以.
又圆与圆内切,所以,
所以,化简得,即的方程为.
(2)
解法一:由(1)得,设直线的方程为,,,
则,因为,由定点分比公式可知,
因为点A在上,所以,即,所以.
同理,由,可得,
所以,,即,,
因为点在上,所以,即,所以.
由,得,
因为,,所以,即.
解法二:设直线的方程为,,,则.
由,整理得,
由韦达定理可知,.
因为,即,所以.
由,可得,所以.
所以,
即.
11.(1)
(2)的面积不存在最小值,理由见解析
分析:(1)把已知条件用坐标表示后化简即可得;
(2)设,,,,,且.求出点坐标,利用在双曲线上可求得点轨迹方程,设直线的斜率为,直线的斜率为,求出,,求出三角形面积关于的表达式,利用基本不等式得最小值,及相应的,检验直线是否与双曲线相交即可得.
(1)
由,,,,,
,,得,即.
(2)
设,,,,,,且.
,,,,
则,得,
,得.即.
将A,B两点的坐标代入双曲线中,得,
即,,
(且),则,
得动点Q的轨迹方程为.
设直线的斜率为,直线的斜率为,
,,
(当且仅当时取“=”,此时直线与双曲线不存在相交于两个不同点A,B,
因此,的面积不存在最小值.
12.(1)椭圆的标准方程为,椭圆的标准方程为;
(2)为定值
分析:(1)由题意可得和,即可求解方程;
(2) 设,由题意可得,从而得直线PA的方程为,进而得点B的横坐标,,,由计算即可得答案.
(1)
解:因为椭圆经过点,所以,①
因为椭圆的离心率为.
所以,即,②
由①②可得,
故椭圆的标准方程为,椭圆的标准方程为;
(2)
解:设,则,即
由题意知,设直线的斜率分别为,
则
直线PA的方程为,则由,消去y得,
解得或,则
由,消去y得,解得或,
所以点B的横坐标,
所以
同理
所以
故为定值
13.(1)
(2)①证明见解析 ;②存在;
分析:(1)利用几何知识可得,结合双曲线定义理解处理;(2)根据题意设直线及点的坐标,①分别求,,,利用韦达定理证明;②根据①结合题意求的坐标,代入双曲线方程运算求解.
(1)
∵,
∴AC的垂直平分线交BA的延长线于点P.
连接PC,则,
∴,
由双曲线的定义知,点P的轨迹E是以,为焦点,实轴长为的双曲线的右支(右顶点除外),
,,则,
∴E的方程是.
(2)
①证明:由已知得,,满足,
设直线l方程为,,,
联立,得,
,,
,
同理,
∴
对,令,得,
∴,,
∴,
∴是定值.
②假设存在m的值,使
由①知,,
则,
∴,
直线QK的方程为,
令,
得;
直线l的斜率为1,直线l的方程为,
令,得;
∴,
∴,
代入,得,
整理得,,
解得,或(∵,舍去)
∴,存在m的值为,使.
14.(1)
(2)
分析:(1)设,用坐标表示 ,即可整理出的轨迹方程;
(2)设直线l为,先讨论,结合条件,由对称性易得点N在y轴上;再讨论,此时结合条件以及角平分线定理可得y轴为的平分线,即,最后联立方程组,整理出,即可联立解出N的纵坐标,即可得结果
(1)
设,则,整理得,故的轨迹方程为;
(2)
设直线l为,当时,可得点P,Q关于y轴对称,可得,要使恒成立,即成立,即点N在y轴上,可设为.
当时,联立方程组,整理得,设,则,
要使恒成立,即成立,由角平分线定理则只需使得y轴为的平分线,即只需,即,即,解得,
综上可得,存在与M不同的定点,使得恒成立
15.(1)
(2)是定值,定值为
分析:(1)根据题意,列出的方程组,求得的值,即可求得椭圆的方程;(2)当直线斜率不为0时,联立直线与椭圆方程,利用设而不求法求,完成证明,再验证斜率为0是否也为定值即可.
(1)
由椭圆的短轴长等于,离心率.
可得,解得,,,所以椭圆的方程为.
(2)
由椭圆的方程,可得左焦点,
(i)当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为,
联立方程组,整理得,
设, 所以,,
所以
,
(ⅱ)当直线l的斜率不为0时,此时,
综上所述,.
【点睛】设而不求法是解决直线与椭圆的综合问题的常用方法,本题需就直线的斜率是否为0,分情况讨论.
16.(1)
(2)过定点;
分析:(1)由离心率可得,的关系,再由长轴长的值,求出的值,进而求出的值,求出椭圆的方程;
(2)分直线的斜率存在和不存在两种情况讨论,设直线的方程、,,与椭圆的方程联立,消元、列出韦达定理,求出直线,的斜率之积,将、代入,由题意可得参数的关系,进而求出直线恒过的定点的坐标.
(1)
解:由离心率可得,
又由左、右顶点可得,所以,,
所以椭圆的方程为:;
(2)
解:由(1)可得,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,设,,
联立,整理可得:,
,即,可得,
且,,
,
整理可得,可得或,符合,
所以直线的方程为:或,
所以直线恒过或(舍去),
所以直线的方程为:,可得直线恒过点;
当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,代入椭圆的方程,可得,
设,,则,解得或(舍,
所以直线恒过定点,
综上所述:直线恒过定点.
17.(1);1.
(2)
分析:(1)利用点到直线的距离公式直接求出的值,即可得到;利用代数法判断直线与椭圆C的公共点的个数;
(2)先利用代数法求出直线l与椭圆C有两个公共点时的条件,再求出,即可得到.
(1)
椭圆C的方程为,则.
又直线,所以,
所以.
联立,消去y可得:.
因为,所以直线与椭圆C有1个公共点.
(2)
联立,消去y可得:.
因为直线l与椭圆C有两个公共点,所以,整理化简得:.
又,其中,所以,,
所以.
所以直线l与椭圆C有两个公共点,则.
18.(1);
(2)存在,.
分析:(1)利用椭圆的定义可得,结合题列出关系式,可得,即得;或利用椭圆上点的坐标结合定义可得.
(2)由题可设直线的方程为:,设点,利用韦达定理法,结合条件可得,即得.
(1)
法一:,
,
,,
,
∴椭圆方程为:.
法二:设,代入椭圆方程,由,
解得,
,
椭圆方程为:.
(2)
设动直线的方程为:,
由,得
设,
则,
由对称性可设存在定点满足题设,
则,
由,可得,
所以,
∴,
∴,
由题意知上式对成立,
且,解得.
存在定点,使得以为直径的适恒过这个点,且点的坐标为.
19.(1)
(2)是定值,且定值为
分析:(1)由已知条件可得出关于、、的方程组,解出这三个量的值,即可求得椭圆的方程;
(2)设直线的方程为,其中,设点、,将直线的方程与椭圆的方程联立,列出韦达定理,利用斜率公式与韦达定理可求得直线、的斜率之和.
(1)
解:由已知可得,解得,因此,椭圆的方程为.
(2)
解:设直线的方程为,其中,设点、,
联立可得,
,可得且,
由韦达定理可得,,
.
因此,直线、的斜率之和为.
【点睛】方法点睛: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.
20.(1)
(2)为定值
分析:(1)由已知条件求得,,由此列出方程组,求得的值,即可求解;
(2)把代入椭圆,得到,取得,得到的方程为,联立方程组,求得,结合,列出方程求得,即可求解.
(1)
解:椭圆的右准线为直线,动直线交椭圆于两点,
当零点分别是椭圆的有顶点和上顶点时,则,
因为线段的中点为,射线分别角椭圆及直线与两点,所以,
由三点共线,可得,解得,
因为,所以,可得,
又由,解得,所以椭圆的标准方程为.
(2)
解:把代入椭圆,
可得,可得,
则,
所以,即,
所以直线的方程为,
由,可得,
因为是的等比中项,所以,
可得,
又由,解得,所以,此时满足,
所以为常数.
21.(1)
(2)不能,理由见解析
分析:(1)根据双曲线的几何性质列方程求解即可;
(2)根据双曲线准线的性质和等比中项的性质,列方程求出 ,再根据三角形两边之和大于第三边判断可以求解.
(1)
是双曲线的两个焦点,则,
点到它的一个焦点的距离等于10,设点到另一个焦点的距离为,
则由双曲线定义可知,,解得或(舍去),
即点到另一个焦点的距离为;
(2)
根据题意,
,
解得,
又,从而,矛盾,符合条件的点不存在;
综上, ,符合条件的点不存在.
22.(1)
(2)不存在,理由见解析
分析:(1)设,利用点差法求得直线AB的斜率,根据直线的点斜式方程结合验证,即可求得答案;
(2)同(1)利用点差法求得直线方程,把直线方程和双曲线方程联立,整理得到一元二次方程,其判别式小于0,说明符合题意的直线不存在.
(1)
设 ,则 ,
两式相减得 ,
所以 ,
又因为为弦的中点,故 ,所以,
所以直线的方程为,即,
由方程组得,其 ,
说明所求直线存在,
故直线的方程为.
(2)
假设存在直线,使得 为被该双曲线所截弦的中点,
设该直线与双曲线交于C,D两点,
设 ,则 ,
两式相减得 ,
所以 ,
又因为为弦的中点,故 ,所以,
所以直线的方程为,即,
由方程组 ,得 ,
根据 ,说明所求直线不存在,
故假设不成立,即不存在直线,使得 为被该双曲线所截弦的中点.
23.(1)存在;点坐标为
(2)存在;
分析:(1)根据仿射变换进行换元,令,即可得到新的轨迹方程,得到.然后根据题意找到的轨迹方程,结合椭圆定义即可解题;
(2)结合第一小问,找到的轨迹方程,结合椭圆定义即可解题.
(1)
设椭圆上一点为,椭圆上的点,,
令,椭圆的方程为,,
可得是以为圆心,半径为2的圆上的点,记仿射变换下,在圆上对应的点为,,
直线与的斜率之积为
.可得.
,四边形为正方形,于是,
则点的轨迹方程为,因此点的轨迹方程为,即.,
由椭圆的定义可得,存在符合题意的点,坐标为(即椭圆的两个焦点).
(2)
,由(1)可知,此时四边形为矩形,于是,点的轨迹方程为,因此点的轨迹方程为,即.,,
直线为椭圆的右准线.
由椭圆的定义可得,存在符合题意的点,坐标为(即椭圆的右焦点).
24.(1)
(2)是定值;
分析:对于小问1,设点,代入,整理化简得点轨迹方程;
对于小问2,设出直线:,联立曲线的方程,结合韦达定理,代入,整理得到和的关系,进而判断直线是否过定点.
(1)
设,则,所以点轨迹方程为:.
(2)
显然直线不垂直于轴,
故设:,,
代入并整理得: ,
∴
,
整理得:,
若,此时过,不合题意;
若,即符合题意,
故直线的斜率为.
25.(1)
(2)在定直线方程上
分析:(1)联立直线方程与双曲线方程,可得点,进而根据三角形面积公式即可求出的值;(2)分直线斜率 和不存在两种情况讨论,求出两直线交点,代入化简即可求解.
(1)
设直线的方程为,联立,得,
又,,代入上式得,即,
∴,解得,∴,,∴双曲线的方程为.
(2)
当直线点的斜率不存在时,,,直线的方程为,直线的方程为,联立直线与直线的方程可得的,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,
联立得,∴,,
∴直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,两边平方得,
又,满足,
∴
,
∴,∴,或,(舍去)
综上,在定直线上,且定直线方程为.
26.(1),.
(2)不存在,理由见解析
分析:(1)根据离心率可得,代入得,再代点即可得出的方程,再求出点、的坐标,从而求出圆的方程;
(2)设出、的坐标,求出、,根据条件得到,利用韦达定理代入即可得到结论.
(1)
解:由题意可设椭圆的标准方程为,
椭圆的离心率,,
,,
将点代入椭圆的方程得:
,
联立解得:,
椭圆的方程为:,
,
轴,,
的方程为:;
(2)
由、在圆上得,
设,,,
同理:,
若,则,即,
,
由得,
得,无解,故不存在.
27.(1)
(2)是定值,
分析:(1)由题意得,结合抛物线的定义即可求得点M的轨迹方程;
(2)设出直线AB的方程,联立抛物线求得AB的中点Q坐标,再联立切线与抛物线求出切点坐标,得到轴,结合以及求得即可求解.
(1)
由题意得,即动点M到点的距离和到直线的距离相等,所以点M的轨迹是以为焦点,
直线y=-2为准线的抛物线,根据抛物线定义可知点M的轨迹方程为;
(2)
由题意知,直线AB的斜率存在,设其方程为,由消去y整理得,
则,设AB的中点为Q,则点Q的坐标为,由条件设切线方程为,
由消去y整理得,∵直线与抛物线相切,∴,∴,
∴切点C的横坐标为,∴点C的坐标为,∴轴,∵,
∴,∴,
∴,∵m为常数,∴的面积为定值.
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