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专题10 圆锥曲线与方程(解答题)(10月)(理)(解析版)-2020-2021学年高二《新题速递•数学(理)
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专题10 圆锥曲线与方程(解答题)
一、解答题
1.(江西省南昌市2021届高三摸底测试(理))已知椭圆:()的左、右焦点分别是、,其离心率为,以为圆心以1为半径的圆与以为圆心以3为半径的圆相交,两圆交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆上顶点斜率为的直线与椭圆的另外一个交点为,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1);(2)或.
【解析】(1)设椭圆方程为(),
由两圆交点在椭圆上,,得,
由离心率为,,得,所以椭圆的方程为.
(2)因为点的坐标为,所以直线的方程为,
代入椭圆方程得到:,因为,
所以,,
又直线与轴的交点坐标为,点的坐标为,
所以,解得或,
所以直线的方程为或.
2.(安徽省宣城市2019-2020学年高二下学期期末(文))已知抛物线上的点到焦点F的距离为.
(1)求的值;
(2)过点作直线交抛物线于两点,且点是线段的中点,求直线方程.
【答案】(1),;(2).
【解析】(1)由抛物线焦半径公式知:,解得:,
,,解得:.
(2)设,,则,两式作差得:,
,为的中点,,,
直线的方程为:,即.
3.(山东省菏泽市成武一中2020届高三数学第二次模拟)如图,已知圆:,点是圆内一个定点,点是圆上任意一点,线段的垂直平分线和半径相交于点.当点在圆上运动时,点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设过点的直线与曲线相交于两点(点在两点之间).是否存在直线使得?若存在,求直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,或.
【解析】(1)因为圆的方程为,所以,半径.
因为是线段的垂直平分线,所以.
所以.
因为,所以点的轨迹是以,为焦点,长轴长的椭圆.
因为,,,所以曲线的方程为.
(2)存在直线使得.
方法1:因为点在曲线外,直线与曲线相交,
所以直线的斜率存在,设直线的方程为.设,
由 得.
则,① ,②
由题意知,解得.
因为,所以,即. ③
把③代入①得, ④
把④代入②得,得,满足.
所以直线的方程为:或.
方法2:因为当直线的斜率为0时,,,,
此时.因此设直线的方程为:.设,
由,得.
由题意知,解得或,
则, ① , ②
因为,所以. ③
把③代入①得,, ④
把④代入②得,,满足或.
所以直线的方程为或.
4.(安徽省阜阳市太和第一中学2020-2021学年高三上学期开学摸底检测(理))已知椭圆的离心率是,短轴长为2,A,B分别是E的左顶点和下顶点,O为坐标原点.
(1)求E的标准方程;
(2)设点M在E上且位于第一象限,的两边和分别与x轴、y轴交于点C和点D,求的面积的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因为椭圆E的离心率,短轴长为2,所以.
又,解得.故椭圆E的方程为;
(2)如图所示,设点.
,且A,D,M三点共线,,得,又
所以,同理得,又,
因此四边形的面积.
又点在椭圆上,所以,即,
代入上式得.
设过点M且与直线平行的直线l的方程为,
当l与椭圆相切时,M到AB的距离d最大,为两平行线之间的距离,得面积最大.
联立整理得,,
解得,所以直线l的方程为,即,
所以.
所以的面积的最大值为.
5.(广东省汕尾市2019-2020学年高二下学期期末)已知离心率为的椭圆的两个焦点分别为、.过的直线交椭圆于A、B两点,且的周长为8.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若过点作圆O(O为坐标原点):的切线l、直线l交椭圆E于M、N两点,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)1.
【解析】(1)因为的周长为8,所以,
由椭圆的定义可得,即,又椭圆的离心率为 ,所以,
所以,所以椭圆E的标准方程为;
(2)设,直线l的方程为,
因为直线l与圆相切,所以,即,
又直线l与椭圆的方程联立,整理得,
,,
所以,
又点O到直线l的距离为1,所以
,
当且仅当,即时,取等号,所以的面积的最大值为1.
6.(甘肃省平凉市庄浪县第一中学2019-2020学年高二第二学期期中考试(文))在直角坐标系中,已知中心在原点,离心率为的椭圆的一个焦点为圆: 的圆心.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆上一点,过作两条斜率之积为的直线, ,当直线, 都与圆相切时,求的坐标.
【答案】(1)(2),或,或,或.
【解析】(1)圆的标准方程为,圆心为,所以,又,,,而据题意椭圆的方程是标准方程,故其方程为.
(2)设,得
∵,依题意到的距离为
整理得,
同理,
∴是方程的两实根,
,∴
.
7.(江苏省连云港市赣榆区智贤中学2019-2020学年高二上学期10月月考)(1)已知椭圆的离心率为,准线方程为,求该椭圆的标准方程
(2) 求与双曲线x2-2y2=2有公共渐近线,且过点M(2,-2)的双曲线方程.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由题意可得,解得,所以方程为.
(2)设所求双曲线方程为,代入点M(2,-2)得,
所以方程为
8.(云南省曲靖市宣威市2019-2020学年高二下学期期末(文))已知椭圆:()的一个焦点为,设椭圆的焦点恰为椭圆短轴上的顶点,且椭圆过点.
(1)求的方程;
(2)若直线与椭圆交于,两点,求.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由椭圆:()的一个焦点为,
得,且,∴椭圆的焦点为,.
又椭圆过点,∴椭圆的长轴长为
.
∴椭圆的半长轴长为,半焦距为,则短半轴长为,∴的方程为;
(2)设,,联立 消去,整理得,
则,,
∴.
9.(四川省泸州市2019-2020学年下学期高二期末统一考试(文))平面直角坐标系中,动点到点的距离比它到直线的距离小1.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)设直线与轨迹相交于,两点,求线段的中点坐标.
【答案】(1);(2)线段的中点坐标为;
【解析】(1)动点到点的距离比它到直线的距离小于1,
点在直线的上方,点到的距离与它到直线的距离相等,
点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以曲线的方程为;
(2)由消去得,
设交点,的坐标分别为,,,,中点坐标为,
则,所以,,即线段的中点坐标为.
10.(云南省保山市2019-2020学年高二教学质量监测考试文科)已知过点的抛物线的焦点为F,直线与抛物线的另一交点为B,点A关于x轴的对称点为.
(1)求p的值;
(2)求直线与x轴交点的坐标.
【答案】(1)2;(2).
【解析】(1)把代入抛物线方程,得.
(2)由(1)知抛物线方程为,且焦点,
∴直线的方程为,即,
与联立,消去x得,解得或,
∴B点的纵坐标为,代入,得,
∴,而关于x轴的对称点,∴的方程为,
当时,,所以直线与x轴交点的坐标为.
11.(广西桂林十八中2020届高三(7月份)高考数学(文)第十次适应性试题)设抛物线的焦点为,点是上一点,且线段的中点坐标为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若,为抛物线上的两个动点(异于点),且,求点的横坐标的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)依题意得,设,由的中点坐标为,得,
即,,所以,得,即,
所以抛物线的标准方程为;
(2)由题意知,设,,则,
因为,所以,所在直线方程为,
联立,因为,得,
即,
因为,即,故或.
经检验,当时,不满足题意;所以点的横坐标的取值范围是.
12.(福建省泰宁第一中学2018-2019学年高二上学期第二阶段考试(文))已知抛物线:的焦点,上一点到焦点的距离为5.
(1)求的方程;
(2)过作直线,交于,两点,若直线中点的纵坐标为-1,求直线的方程.
【答案】(1)(2)
【解析】方法1:抛物线: 的焦点的坐标为,由已知,解得或,
∵,∴,∴的方程为.
方法2:抛物线的准线方程为
由抛物线的定义可知,解得,∴的方程为.
(2)方法1:由(1)得抛物线C的方程为,焦点
设两点的坐标分别为,则
两式相减,整理得,
∵线段中点的纵坐标为,∴直线的斜率,
直线的方程为即,
方法2:由(1)得抛物线的方程为,焦点,
设直线的方程为,由,
消去,得设两点的坐标分别为,
∵线段中点的纵坐标为∴解得
直线的方程为即
【点睛】本题主要考查了直线与抛物线相交的综合问题,对于涉及到中点弦的问题,一般采用点差法能直接求出未知参数,或是将直线方程设出,设直线方程时要注意考虑斜率的问题,此题可设直线的方程为,就不需要考虑斜率不存在,将直线方程与抛物线方程联立,利用条件列出等量关系,求出未知参数.
13.(广东省汕头市金山中学2019-2020学年高二下学期6月月考)已知椭圆:()过两点,,抛物线的顶点在原点,焦点在轴上,准线方程为.
(1)求、的标准方程;
(2)请问是否存在直线满足条件:①过的焦点;②与交不同两点、,且满足直线与直线垂直?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1):,:;(2)见解析.
【解析】(1)把点,代入,
得:,解得,故椭圆的标准方程为,
设抛物线方程为,因为准线方程为,所以,
,抛物线的标准方程为.
(2)假设存在这样的直线过抛物线焦点,设直线的方程为,
两交点坐标为,,
由消去x,得,判别式,
∴,,
由直线与直线垂直,即,得,
得,解得.
所以假设成立,即存在直线满足条件,且的方程为:或.
14.(重庆市第一中学2020届高三下学期5月月考(理))已知抛物线的焦点为F,准线为,过焦点F的直线交抛物线E于A、B.
(1)若垂直l于点,且,求AF的长;
(2)O为坐标原点,求的外心C的轨迹方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由,,得,
,故;
(2)设,直线,
由,得,由韦达定理得:,
即有,
易得的中垂线方程联立可得:,
可得:,
外心的轨迹方程为.
15.(重庆市南开中学2020届高三下学期第九次教学质量检测(理))已知抛物线的焦点为F,B,C为抛物线C上两个不同的动点,(B,C异于原点),当B,C,F三点共线时,直线BC的斜率为1,.
(1)求抛物线T的标准方程;
(2)分别过B,C作x轴的垂线,交x轴于M,N,若,求BC中点的轨迹方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设直线BC的方程为:,则,
设,则,
所以抛物线T的标准方程为:.
(2)令,,则,则,
直线BC的方程为:,
令直线BC与y轴交于点H,则,
所以,
所以或0(舍),
令BC中点为,则,
所以中点轨迹方程.
16.(重庆市南开中学2020届高三下学期第九次质检(文))已知抛物线的焦点为F,B、C为抛物线T上两个不同的动点,当B,C过F且与x轴平行时,BC长为1.
(1)求抛物线T的标准方程;
(2)分别过B,C作x轴的垂线,交x轴于M,N,若,求BC中点的轨迹方程.
【答案】(1);(2)或.
【解析】(1)由题意当BC过F且与x轴平行时,有,,
则,∴抛物线T的方程为;
(2)设,设BC与y轴交于点,
则,,
故由得:,
∴,或者,即或,
设BC的中点,则,
①当时,由得:,∴
②当时,同理可得:,
故BC中点的轨迹方程为或
17.(重庆市巴蜀中学2021届高三上学期高考适应性月考(一))已知抛物线,为上一点且纵坐标为4,轴于点,且,其中点为抛物线的焦点.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点,,是抛物线上不同的两点,且满,证明直线恒过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1) (2)证明见解析
【解析】(1)设,根据抛物线的定义可得 ,
又轴于点,则,,所以 ,则,
所以,由在抛物线上,,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)证明:点在抛物线上.
设的方程为:,,
由 得 ,则 ,
故
,
所以,整理得,
将代入得,即.
所以直线恒过定点
18.(江苏省泰州中学2020-2021学年高二上学期期初检测)已知抛物线上的焦点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过作斜率为的直线交曲线于、两点,若,求直线的方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)依题意,抛物线的焦点为,开口向上,,
所以曲线的方程为:;
(2)设过的斜率为的直线方程为:,
联立,消去并化简得. 令、,
所以,,由题可知:,
即:,即得,
由,,得:,,
所求直线的方程为:.
19.(福建省厦门市双十中学2019-2020学年高二(下)期中)已知圆,动点,线段与圆交于点,轴,垂足为,.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)设为曲线上的一点,过点作圆的两条切线,分别为两切线的斜率,若,求点的坐标.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)∵圆F的圆心为,半径为1,,
又轴,垂足为H,,
动点到点等于到直线的距离.
故动点的轨迹是以为焦点的抛物线,则,
,则动点M的轨迹C的方程是;
(2)设过点P的切线方程为,即,
则圆心到切线的距离为,
化简得,,
两切线斜率分别为,,,
由题设知,,又为曲线C上的一点,
由知,,,即,
解得,或,,,则,点P的坐标为.
20.(四川省达州市2019-2020学年高二下学期期末(理))已知动点P到点的距离比到直线l:的距离大1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点的直线与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点M使得?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,.
【解析】(1)∵动点P到定点的距离比到直线l:的距离大1,
∴P到F的距离等于P到直线的距离,
∴动点P的轨迹为以为焦点的抛物线,∴轨迹C的方程为;
(2)设,,,直线l:,代入,
可得,则,
∵,∴,∴,
∴,∴,
∴,∴,∴,即.
故在x轴上是否存在点使得.
21.(江苏省镇江中学2020-2021学年高二上学期期初)已知抛物线的内接等边三角形的面积为(其中为坐标原点).
(1)试求抛物线的方程;
(2)已知点两点在抛物线上,是以点为直角顶点的直角三角形.
①求证:直线恒过定点;
②过点作直线的垂线交于点,试求点的轨迹方程,并说明其轨迹是何种曲线.
【答案】(1);(2)①证明见解析;②,是以为直径的圆(除去点.
【解析】(1)解依题意,设,,
则由,得,即,
因为,,所以,故,,
则,关于轴对称,所以轴,且,所以.
因为,所以,所以,
故,,故抛物线的方程为.
(2)①证明 由题意可设直线的方程为,,,
由,消去,得,故,,.
因为,所以.即.
整理得,
,即,
得,所以或.
当,即时,直线的方程为,
过定点,不合题意舍去.故直线恒过定点.
②解 设,则,即,
得,即,
即轨迹是以为直径的圆(除去点).
22.(黑龙江省哈师大附中2020届高三高考数学(文)四模)设抛物线:焦点为,准线为,为上一点,已知以为圆心,为半径的圆交于、点.
(1)若,的面积为,求的值及圆的方程;
(2)若点在第一象限,且、、三点在同一直线上,直线与抛物线的另一个交点记为,且,求实数的值.
【答案】(1),圆为:;(2).
【解析】(1)焦点到准线的距离为,
又∵,,∴为正三角形,∴,,
∴,,∴圆为:.
(2)若、、共线,则,,
∴,,∴直线的倾斜角为或,
由对称性可知,设直线:,,,,
联立,
∴,,或,
又,,,所以.
23.(湘豫名校2020届高三联考(6月)(文))已知抛物线的焦点为,点,点为抛物线上的动点.
(1)若的最小值为,求实数的值;
(2)设线段的中点为,其中为坐标原点,若,求外接圆的方程.
【答案】(1)或;(2).
【解析】(1)由题意,联立,可得.
如图1,①若线段与抛物线没有公共点,即时,
点在抛物线准线上的射影为,由抛物线的定义可得,
则当、、三点共线时,的最小值为,此时;
②若线段与抛物线有公共点,即时,
则当、、三点共线时,的最小值为,此时,综上,实数的值为或;
图1 图2
(2)如图2,因为,所以轴且,
设,则,代入抛物线的方程得,解得,
于是,所以外接圆的方程为.
24.(广西南宁二中柳铁一中2021届高三9月联考数学(文))已知动圆Q经过定点,且与定直线相切(其中a为常数,且).记动圆圆心Q的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线?
(2)设点P的坐标为,过点P作曲线C的切线,切点为A,若过点P的直线m与曲线C交于M,N两点,证明:.
【答案】(1),它是以F为焦点,以直线为准线的抛物线;(2)证明见解析.
【解析】(1)设,由题意得,化简得,
所以动圆圆心Q的轨迹方程为,它是以F为焦点,以直线为准线的抛物线.
(2)不妨设.因为,所以,
从而直线的斜率为,解得,即,
又,所以轴.要使,只需.
设直线m的方程为,代入并整理,得.
所以,解得或.
设,,则,.
.
故存在直线m,使得,直线m的斜率的取值范围为.
25.(人教A版(2019) 选择性必修第二册单元测试)在平面直角坐标系中,已知双曲线.
(1)过的左顶点引的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x轴围成的三角形的面积;
(2)设斜率为1的直线交于、两点.若与圆相切,求证:;
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)双曲线,左顶点,渐近线方程:.
过点与渐近线平行的直线方程为,即.
解方程组得,所以所求三角形的面积为.
(2)设直线的方程是,因直线与已知圆相切,故,即.
由得.设,,则,
又,所以
.故.
26.(安徽省亳州市利辛县阚疃金石中学2020-2021学年高三上学期第一次月考)已知双曲线C的焦点在坐标轴上,其渐近线方程为,过点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)是否存在被点平分的弦?如果存在,求出弦所在的直线方程;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)直线l不存在.详见解析
【解析】(1)双曲线C的焦点在坐标轴上,其渐近线方程为,
设双曲线方程为:,过点,可得,
所求双曲线方程为:.
(2)假设直线l存在.设是弦MN的中点,
且,,则,.
,N在双曲线上,,,
,,
直线l的方程为,即,
联立方程组,得
,直线l与双曲线无交点,直线l不存在.
27.(安徽省阜阳市太和中学2019-2020学年高二下学期开学考试(文))求两条渐近线为且截直线所得弦长为的双曲线方程.
【答案】.
【解析】设双曲线方程为
联立方程组,得消去y,得.
设直线被双曲线截得的弦为,且,那么
那么
解得, 经检验满足,所以所求双曲线方程是.
28.(江苏省泰州中学2020-2021学年高二上学期期初检测)在平面直角坐标系中,已知双曲线C的焦点为、,实轴长为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点的直线l与曲线C交于M,N两点,且Q恰好为线段的中点,求直线l的方程.
【答案】(1)(2).
【解析】(1)根据题意,焦点在轴上,且,所以,
双曲线的标准方程为C:.
(2)过点的直线l与曲线C交于M,N两点,且Q恰好为线段的中点,
当直线斜率不存在时,直线方程为,则由双曲线对称性可知线段的中点在轴上,所以不满足题意;当斜率存在时,设直线方程为,设,
则,化简可得,
因为有两个交点,所以
化简可得恒成立,所以,
因为恰好为线段的中点,则,化简可得,
所以直线方程为,即.
29.(黑龙江省大庆实验中学2020届高三综合训练(五)(文))已知椭圆的焦距为,短轴长为.
(1)求的方程;
(2)若直线与相交于、两点,求以线段为直径的圆的标准方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设椭圆的焦距为,则,,
所以,,,所以的方程为;
(2)设点、,联立,消去,得.
则,,所以,故线段的中点坐标为.
,
所以,所求圆的标准方程为.
30.(河北省正定县弘文中学2020-2021学年高二上学期9月月考)已知椭圆上一点M的纵坐标为2.
(1)求M的横坐标;
(2)求过点M且与共焦点的椭圆方程.
【答案】(1)3或-3;(2)
【解析】(1)把M的纵坐标2代入椭圆方程得x=±3.∴M的横坐标为3或-3.
(2)∵,∴焦点坐标为(-,0), (,0).
由椭圆定义知即,,故所求椭圆的方程为.
31.(河北省正定县弘文中学2020-2021学年高二上学期9月月考)已知椭圆经过点A(0,4),离心率为;
(1)求椭圆C的方程;
(2)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截弦长.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由椭圆过点,则,
椭圆离心率为,则,的方程为;
(2)过点且斜率为的直线方程为,
设直线与的交点为,,,,
将直线方程代入的方程,得,解得:,,
所以
32.(江西九江市第一中学2019—2020学年度高二下学期期末考试(文))已知椭圆的焦点在轴上,对称轴为两坐标轴,离心率,且椭圆经过.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知直线交椭圆于两点,直线,若在直线上存在点使得四边形为平行四边形,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)椭圆的焦点在轴上,可设椭圆方程为:,
由题意可知,离心率,椭圆经过,
可得,,解得,,,故椭圆方程为.
(2)由题意知,,设,,
,由可得,①
,,
要使得四边形为平行四边形,则需满足的中点落在直线上,
即,得,所以,,
代入①可得,,综上:.
33.(四川省攀枝花市七中2021届高三上学期第一次诊断考试(理))已知椭圆,右顶点,上顶点,左右焦点分别为,且,过点作斜率为的直线交椭圆于点,交轴于点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为的中点,是否存在定点,对于任意的都有?若存在,求出点;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在使得.
【解析】(1)由题意得:
在中,,,,
,,,,椭圆方程为
(2)解法一:设直线,令,则,,
将*代入整理得,设,
则,, ,
设,为的中点,
,,
,
设存在使得,则,,
,即对任意的都成立,
,,存在使得.
解法二:设,,,,① ,②
由①-②,得,
为中点,,
,,,,
设存在使得,则,即,
对任意都成立,即,,存在使得.
34.(安徽省皖南八校2020-2021学年高三上学期摸底联考(理))已知椭圆的左焦点F在直线上,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于A、C两点,线段的中点为M,射线与椭圆交于点P,点O为的重心,探求面积S是否为定值,若是,则求出这个值;若不是,则求S的取值范围.
【答案】(1);(2)是定值,.
【解析】(1)∵直线与x轴的交点为,
∴,∴,解得,,∴椭圆的方程为.
(2)若直线的斜率不存在,则在轴上,此时,因为点O为的重心,所以,将代入椭圆方程,可得,即,所以;
若的斜率存在,设的方程为,
代入椭圆方程得,设,,
则,,.
由题意点O为的重心,设,则,,
所以,,
代入椭圆,得,
设坐标原点O到直线的距离为d,则,
则的面积
.
综上可得,面积S为定值.
35.(云南师范大学附属中学2021届高三高考适应性月考卷(一)(理))已知点P是椭圆C:上一点,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线l不经过P点且与椭圆C相交于A,B两点.若直线PA与直线PB的斜率之和为1,问:直线l是否过定点?证明你的结论
【答案】(1);(2)直线l过定点.证明见解析.
【解析】(1)由,得,
又在椭圆上,代入椭圆方程有,解得,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)证明:当直线l的斜率不存在时,,,
,解得,不符合题意;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程,,,
由,整理得,
,,.
由,整理得,
即.当时,此时,直线l过P点,不符合题意;
当时, 有解,此时直线l:过定点.
36.(湖北省荆州中学2020-2021学年高三上学期8月月考)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点,
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C的右焦点作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若为定值.
【答案】(1) (2)-10
【解析】(1)设椭圆C的方程为,
因为抛物线的焦点坐标是 所以由题意知b = 1.
又有 ∴椭圆C的方程为
(2)方法一:设A、B、M点的坐标分别为
易知右焦点的坐标为(2,0).
将A点坐标代入到椭圆方程中,得
去分母整理得
方法二:设A、B、M点的坐标分别为
又易知F点的坐标为(2,0).
显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是
将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得
又
【点睛】解决解析几何中定值问题的常用方法有:
(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参变量,从而得到定值.
本题中可能引入直线的斜率为参数,把交点坐标 用表示,实质上是把 用表示,然后再通过已知把 用坐标(横坐标)表示后,求出,把刚才的 代入化简可得.
37.(四川省巴中市2021届高三零诊考试(文))已知椭圆:()的离心率为,一个焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点,是椭圆上的两个动点,且线段的中点在直线上.试问:线段的垂直平分线是否过定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)线段的垂直平分线过定点,定点为.
【解析】(1)依题意可得,,所以,,
所以椭圆的方程为.
(2)设,则,
当直线的斜率存在时,设直线,即,
由消去并整理得,
设,则,
因为线段的中点在直线上,所以,
显然,所以,所以,
所以直线,即,所以直线经过定点,
当直线的斜率不存在时,直线也经过点,
所以线段的垂直平分线经过定点,定点为.
38.(安徽省皖江名校联盟2020-2021学年高三上学期第一次联考(理))在中,已知,,直线与的斜率之积为,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设为曲线上一点,直线与交点的横坐标为4,求证:直线过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)设点的坐标为,直线与的斜率分别为,,,由已知得:,化简得,
故曲线的方程为:.
(2)设直线与交点为,则直线的方程为:
由得:
设,则,即,
同理,的方程为:与椭圆方程联立,消去整理得
,设,则,
即,,
当时,直线的斜率为:,
此时直线的方程为:,
化简得:,故直线过定点.
当时,可得,所以直线也过定点.
综合上述:直线过定点.
39.(江苏省南通如皋、盐城射阳2020-2021学年高三上学期期初联考)已知椭圆C的中心在原点,其焦点与双曲线的焦点重合,点在椭圆C上,动直线交椭圆C于不同两点A、B,且(O为坐标原点).
(1)求椭圆C的方程;
(2)讨论是否为定值;若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)为定值,证明见解析.
【解析】(1)因为双曲线的焦点为,所以在椭圆C中,
设椭圆C的方程为,
由点在椭圆C上得,解得,则,
所以椭圆C的方程为.
(2)为定值,理由如下:
设,由可知,
联立方程组,
由得,
,①
由及得,
整理得,
将①式代入上式可得,
同时乘以可化简得,
所以,即为定值.
40.(江西省南昌市2021届高三摸底测试(文))已知椭圆:()的左、右焦点分别是、,其离心率为,以为圆心以1为半径的圆与以为圆心以3为半径的圆相交,两圆交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆左顶点斜率为1的直线与椭圆的另外一个交点为,求的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设椭圆方程为,
由两圆交点在椭圆上,,得,
由离心率为,,得,所以椭圆的方程为.
(2)直线:与椭圆联立,消去得:,
解得,代入直线方程可得,且,
故的面积为.
41.(湖南师大二附中2020-2021学年高三上学期第一次阶段性考试)已知椭圆的离心率为,长轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点是椭圆上的任意一点,若点到点的距离与点到定直线的距离之比为定值,求与的值;
(3)若直线与椭圆交于不同的两点,,且线段的垂直平分线过定点,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2),;(3).
【解析】(1)由题意,∴,,
∴椭圆的标准方程为.
(2)设,依题意得,
所以,
所以恒成立,
可得且且,解得,.
(3)设,,将代入椭圆方程,
消去得,,所以由,得①
由根与系数关系得,则,
所以线段的中点的坐标为.
又线段的垂直平分线的方程为,
由点在直线上,得,所以②
由①②得,,即或,
所以实数的取值范围是.
42.(湖南省衡阳市第一中学2020-2021学年高三上学期第二次月考)已知椭圆的左,右焦点分别为,该椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)如图,若斜率为的直线与轴,椭圆顺次交于点在椭圆左顶点的左侧)且,求证:直线过定点;并求出斜率的取值范围.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【解析】(1)椭圆的左,右焦点分别为,椭圆的离心率为,即有,即,,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆方程为,直线与圆相切,则有,
即,则椭圆C的方程为;
(2)证明:设,
由,可得直线和关于x轴对称,
即有,即,
即有,①
设直线,代入椭圆方程,可得,
判别式,即为②,
③,
代入①可得,,将③代入,化简可得,
则直线的方程为,即.即有直线恒过定点.
将代入②,可得,解得或
则直线的斜率的取值范围是.
43.(百万联考2021届高三9月联考)已知椭圆的离心率是,且椭圆经过点,过椭圆的左焦点的直线与椭圆交于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,求直线的方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设椭圆的半焦距为.由题意可得解得,.
故椭圆的标准方程为.
(2)由(1)可得,
当直线的斜率为0时,,或,,
此时,不符合题意.
当直线的斜率不为0时,可设直线的方程为,,.
联立,整理得,
则,因为,所以.
从而,,
则,解得.故直线的方程为.
44.(百师联盟2021届高三开学摸底联考(理)数学全国卷III试题)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,分别为椭圆的上,下顶点,过点且斜率为的直线交椭圆于另一点(异于椭圆的右顶点),交轴于点,直线与直线相交于点.求证:直线的斜率为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)设椭圆的焦距为,则①,②,又③,
由①②③解得,,,所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:易得,,直线的方程为,因为直线不过点,所以,由,得,
所以,从而,,
直线的斜率为,故直线的方程为.
令,得,
直线的斜率.
所以直线的斜率为定值.
45.(百校联盟2021届高三普通高中教育教学质量监测考试全国卷数学(文) )已知椭圆:的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点,点,求证:.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)依题意,知,解得,故椭圆的方程为.
(2)当斜率不为零时,设过点的直线:,设,,
由,得且,则,
又,,
,
所以.
46.(河南省2020-2021学年上学期高中毕业班阶段性测试(一)文科)已知椭圆:,直线:过的右焦点.当时,椭圆的长轴长是下顶点到直线的距离的2倍.
(1)求椭圆的方程.
(2)设直线与椭圆交于,两点,在轴上是否存在定点,使得当变化时,总有(为坐标原点)?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)在轴上存在点满足题设条件.
【解析】(1)设椭圆的焦距为,直线恒过定点,所以.
当时,直线:,椭圆的下顶点到直线的距离,
由题意得,解得,.所以椭圆的方程为.
(2)当时,显然在轴上存在点,使得.
当时,由消去可得.
设,,则,.
设点满足题设条件,易知,的斜率存在,
则,
则,即,
时,上式恒成立.所以在轴上存在点满足题设条件.
47.(安徽省名校学术联盟2020届高三下学期押题卷文科)已知抛物线:经过点,过点的直线与抛物线交于,两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)在抛物线上是否存在定点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,.
【解析】(1)因为抛物线:经过点,
所以,解得.所以抛物线的方程是.
(2)根据题意.设点,,直线的方程为.
联立消去得,
则.
则,.设点,因为,
即,结合,,,
得,
即,
化简得,
解得.所以,所以抛物线上存在定点,使得.
48.(四川省泸县第一中学2021届高三上学期开学考试(文))已知抛物线C:=2px经过点(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.
(1)求直线l的斜率的取值范围;
(2)设O为原点,,,求证:为定值.
【答案】(1) 取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1);(2)证明过程见解析
【解析】(1)因为抛物线y2=2px经过点P(1,2),
所以4=2p,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.
由题意可知直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程为y=kx+1(k≠0).
由得.
依题意,解得k<0或0
又PA,PB与y轴相交,故直线l不过点(1,-2).从而k≠-3.
所以直线l斜率的取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1).
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
由(1)知,.直线PA的方程为.
令x=0,得点M的纵坐标为.
同理得点N的纵坐标为.
由,得,.所以
.
所以为定值.
【点睛】定点、定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的. 定点、定值问题同证明问题类似,在求定点、定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定点、定值显现.
49.(福建省厦门市2019-2020学年高二下学期期末)动圆P与圆外切,与直线相切,记圆心P的轨迹为E.
(1)求E的方程;
(2)过点作直线l交E于A,B两点,若中点的纵坐标为,且,求的值.
【答案】(1);(2)4.
【解析】(1)设圆P的半径为r,P到直线的距离为,P到直线的距离为,
圆的圆心为,半径为2,
根据题意有,,,所以,
根据抛物线的定义,点P的轨迹是抛物线,顶点为原点,焦点到准线的距离,对称轴为x轴,所以E轨迹方程为.
(2)根据题意,设直线,交点,,
则联立直线l与E有,消去x得:①,
,根据韦达定理有,
因为中点的纵坐标为,所以,解得,
所以方程①可化简为,解得两根分别为4和-1,
因为,所以,
又,所以,故,,所以.
50.(河北省邯郸市2021届高三上学期摸底)已知点为抛物线的焦点,横坐标为1的点在抛物线上,且以为圆心,为半径的圆与的准线相切.
(1)求抛物线的方程;
(2)设不经过原点的直线与抛物线交于、两点,设直线、的倾斜角分别为和,证明:当时,直线恒过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)由题焦点,准线,
因为以为圆心,为半径的圆与的准线相切,
所以,解得,所以抛物线的方程为.
(2)由题设,,易知直线的斜率存在,记为,则设直线,与联立得,得,,
则,,
,
.
又知,,
,
解得,所以直线,恒过定点.
51.(上海市七宝中学2021届高三上学期摸底)已知双曲线经过点,两条渐近线的夹角为,直线交双曲线于、两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过原点,为双曲线上异于、的一点,且直线、的斜率、均存在,求证:为定值;
(3)若过双曲线右焦点,是否存在轴上的点,使得直线绕点无论怎样转动,都有成立?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)存在,.
【解析】(1)由题意得:,解得:,∴双曲线的方程为.
(2)设点坐标为,则由对称性知点坐标为
设,则
,得,∴.
(3)当直线的斜率存在时,设直线方程为,
与双曲线方程联立消得:,
∴得,且,设、
∵
,
假设存在实数,使得,
∴对任意的恒成立,
∴,解得.∴当时,.
当直线l的斜率不存在时,由及知结论也成立
综上:存在,使得.
52.(陕西省西安市第一中学2020-2021学年高三上学期模拟调研考试(理))椭圆的左、右顶点分别为,,上顶点为,点,线的倾斜角为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过且斜率存在的动直线与椭圆交于、两点,直线与交于,求证:在定直线上.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1),由题意,,
所以椭圆的方程.
(2)设,,,
过的动直线:,代入椭圆的方程得:
,得:,,
,
分别由,,及,,三点共线,得:,,
两式相除得:
,
得:,即在直线上.
53.(四川省新津中学2021届高三上学期开学考试(理))已知椭圆:经过点,一个焦点的坐标为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线:与椭圆交于,两点,为坐标原点,若,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1),,
∴椭圆的方程为.
(2)设,,由得:,
,即,
,,
,
,
∴即,故,
.
故的取值范围为.
一、解答题
1.(江西省南昌市2021届高三摸底测试(理))已知椭圆:()的左、右焦点分别是、,其离心率为,以为圆心以1为半径的圆与以为圆心以3为半径的圆相交,两圆交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆上顶点斜率为的直线与椭圆的另外一个交点为,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1);(2)或.
【解析】(1)设椭圆方程为(),
由两圆交点在椭圆上,,得,
由离心率为,,得,所以椭圆的方程为.
(2)因为点的坐标为,所以直线的方程为,
代入椭圆方程得到:,因为,
所以,,
又直线与轴的交点坐标为,点的坐标为,
所以,解得或,
所以直线的方程为或.
2.(安徽省宣城市2019-2020学年高二下学期期末(文))已知抛物线上的点到焦点F的距离为.
(1)求的值;
(2)过点作直线交抛物线于两点,且点是线段的中点,求直线方程.
【答案】(1),;(2).
【解析】(1)由抛物线焦半径公式知:,解得:,
,,解得:.
(2)设,,则,两式作差得:,
,为的中点,,,
直线的方程为:,即.
3.(山东省菏泽市成武一中2020届高三数学第二次模拟)如图,已知圆:,点是圆内一个定点,点是圆上任意一点,线段的垂直平分线和半径相交于点.当点在圆上运动时,点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设过点的直线与曲线相交于两点(点在两点之间).是否存在直线使得?若存在,求直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,或.
【解析】(1)因为圆的方程为,所以,半径.
因为是线段的垂直平分线,所以.
所以.
因为,所以点的轨迹是以,为焦点,长轴长的椭圆.
因为,,,所以曲线的方程为.
(2)存在直线使得.
方法1:因为点在曲线外,直线与曲线相交,
所以直线的斜率存在,设直线的方程为.设,
由 得.
则,① ,②
由题意知,解得.
因为,所以,即. ③
把③代入①得, ④
把④代入②得,得,满足.
所以直线的方程为:或.
方法2:因为当直线的斜率为0时,,,,
此时.因此设直线的方程为:.设,
由,得.
由题意知,解得或,
则, ① , ②
因为,所以. ③
把③代入①得,, ④
把④代入②得,,满足或.
所以直线的方程为或.
4.(安徽省阜阳市太和第一中学2020-2021学年高三上学期开学摸底检测(理))已知椭圆的离心率是,短轴长为2,A,B分别是E的左顶点和下顶点,O为坐标原点.
(1)求E的标准方程;
(2)设点M在E上且位于第一象限,的两边和分别与x轴、y轴交于点C和点D,求的面积的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因为椭圆E的离心率,短轴长为2,所以.
又,解得.故椭圆E的方程为;
(2)如图所示,设点.
,且A,D,M三点共线,,得,又
所以,同理得,又,
因此四边形的面积.
又点在椭圆上,所以,即,
代入上式得.
设过点M且与直线平行的直线l的方程为,
当l与椭圆相切时,M到AB的距离d最大,为两平行线之间的距离,得面积最大.
联立整理得,,
解得,所以直线l的方程为,即,
所以.
所以的面积的最大值为.
5.(广东省汕尾市2019-2020学年高二下学期期末)已知离心率为的椭圆的两个焦点分别为、.过的直线交椭圆于A、B两点,且的周长为8.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若过点作圆O(O为坐标原点):的切线l、直线l交椭圆E于M、N两点,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)1.
【解析】(1)因为的周长为8,所以,
由椭圆的定义可得,即,又椭圆的离心率为 ,所以,
所以,所以椭圆E的标准方程为;
(2)设,直线l的方程为,
因为直线l与圆相切,所以,即,
又直线l与椭圆的方程联立,整理得,
,,
所以,
又点O到直线l的距离为1,所以
,
当且仅当,即时,取等号,所以的面积的最大值为1.
6.(甘肃省平凉市庄浪县第一中学2019-2020学年高二第二学期期中考试(文))在直角坐标系中,已知中心在原点,离心率为的椭圆的一个焦点为圆: 的圆心.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆上一点,过作两条斜率之积为的直线, ,当直线, 都与圆相切时,求的坐标.
【答案】(1)(2),或,或,或.
【解析】(1)圆的标准方程为,圆心为,所以,又,,,而据题意椭圆的方程是标准方程,故其方程为.
(2)设,得
∵,依题意到的距离为
整理得,
同理,
∴是方程的两实根,
,∴
.
7.(江苏省连云港市赣榆区智贤中学2019-2020学年高二上学期10月月考)(1)已知椭圆的离心率为,准线方程为,求该椭圆的标准方程
(2) 求与双曲线x2-2y2=2有公共渐近线,且过点M(2,-2)的双曲线方程.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由题意可得,解得,所以方程为.
(2)设所求双曲线方程为,代入点M(2,-2)得,
所以方程为
8.(云南省曲靖市宣威市2019-2020学年高二下学期期末(文))已知椭圆:()的一个焦点为,设椭圆的焦点恰为椭圆短轴上的顶点,且椭圆过点.
(1)求的方程;
(2)若直线与椭圆交于,两点,求.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由椭圆:()的一个焦点为,
得,且,∴椭圆的焦点为,.
又椭圆过点,∴椭圆的长轴长为
.
∴椭圆的半长轴长为,半焦距为,则短半轴长为,∴的方程为;
(2)设,,联立 消去,整理得,
则,,
∴.
9.(四川省泸州市2019-2020学年下学期高二期末统一考试(文))平面直角坐标系中,动点到点的距离比它到直线的距离小1.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)设直线与轨迹相交于,两点,求线段的中点坐标.
【答案】(1);(2)线段的中点坐标为;
【解析】(1)动点到点的距离比它到直线的距离小于1,
点在直线的上方,点到的距离与它到直线的距离相等,
点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,
所以曲线的方程为;
(2)由消去得,
设交点,的坐标分别为,,,,中点坐标为,
则,所以,,即线段的中点坐标为.
10.(云南省保山市2019-2020学年高二教学质量监测考试文科)已知过点的抛物线的焦点为F,直线与抛物线的另一交点为B,点A关于x轴的对称点为.
(1)求p的值;
(2)求直线与x轴交点的坐标.
【答案】(1)2;(2).
【解析】(1)把代入抛物线方程,得.
(2)由(1)知抛物线方程为,且焦点,
∴直线的方程为,即,
与联立,消去x得,解得或,
∴B点的纵坐标为,代入,得,
∴,而关于x轴的对称点,∴的方程为,
当时,,所以直线与x轴交点的坐标为.
11.(广西桂林十八中2020届高三(7月份)高考数学(文)第十次适应性试题)设抛物线的焦点为,点是上一点,且线段的中点坐标为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若,为抛物线上的两个动点(异于点),且,求点的横坐标的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)依题意得,设,由的中点坐标为,得,
即,,所以,得,即,
所以抛物线的标准方程为;
(2)由题意知,设,,则,
因为,所以,所在直线方程为,
联立,因为,得,
即,
因为,即,故或.
经检验,当时,不满足题意;所以点的横坐标的取值范围是.
12.(福建省泰宁第一中学2018-2019学年高二上学期第二阶段考试(文))已知抛物线:的焦点,上一点到焦点的距离为5.
(1)求的方程;
(2)过作直线,交于,两点,若直线中点的纵坐标为-1,求直线的方程.
【答案】(1)(2)
【解析】方法1:抛物线: 的焦点的坐标为,由已知,解得或,
∵,∴,∴的方程为.
方法2:抛物线的准线方程为
由抛物线的定义可知,解得,∴的方程为.
(2)方法1:由(1)得抛物线C的方程为,焦点
设两点的坐标分别为,则
两式相减,整理得,
∵线段中点的纵坐标为,∴直线的斜率,
直线的方程为即,
方法2:由(1)得抛物线的方程为,焦点,
设直线的方程为,由,
消去,得设两点的坐标分别为,
∵线段中点的纵坐标为∴解得
直线的方程为即
【点睛】本题主要考查了直线与抛物线相交的综合问题,对于涉及到中点弦的问题,一般采用点差法能直接求出未知参数,或是将直线方程设出,设直线方程时要注意考虑斜率的问题,此题可设直线的方程为,就不需要考虑斜率不存在,将直线方程与抛物线方程联立,利用条件列出等量关系,求出未知参数.
13.(广东省汕头市金山中学2019-2020学年高二下学期6月月考)已知椭圆:()过两点,,抛物线的顶点在原点,焦点在轴上,准线方程为.
(1)求、的标准方程;
(2)请问是否存在直线满足条件:①过的焦点;②与交不同两点、,且满足直线与直线垂直?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1):,:;(2)见解析.
【解析】(1)把点,代入,
得:,解得,故椭圆的标准方程为,
设抛物线方程为,因为准线方程为,所以,
,抛物线的标准方程为.
(2)假设存在这样的直线过抛物线焦点,设直线的方程为,
两交点坐标为,,
由消去x,得,判别式,
∴,,
由直线与直线垂直,即,得,
得,解得.
所以假设成立,即存在直线满足条件,且的方程为:或.
14.(重庆市第一中学2020届高三下学期5月月考(理))已知抛物线的焦点为F,准线为,过焦点F的直线交抛物线E于A、B.
(1)若垂直l于点,且,求AF的长;
(2)O为坐标原点,求的外心C的轨迹方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由,,得,
,故;
(2)设,直线,
由,得,由韦达定理得:,
即有,
易得的中垂线方程联立可得:,
可得:,
外心的轨迹方程为.
15.(重庆市南开中学2020届高三下学期第九次教学质量检测(理))已知抛物线的焦点为F,B,C为抛物线C上两个不同的动点,(B,C异于原点),当B,C,F三点共线时,直线BC的斜率为1,.
(1)求抛物线T的标准方程;
(2)分别过B,C作x轴的垂线,交x轴于M,N,若,求BC中点的轨迹方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设直线BC的方程为:,则,
设,则,
所以抛物线T的标准方程为:.
(2)令,,则,则,
直线BC的方程为:,
令直线BC与y轴交于点H,则,
所以,
所以或0(舍),
令BC中点为,则,
所以中点轨迹方程.
16.(重庆市南开中学2020届高三下学期第九次质检(文))已知抛物线的焦点为F,B、C为抛物线T上两个不同的动点,当B,C过F且与x轴平行时,BC长为1.
(1)求抛物线T的标准方程;
(2)分别过B,C作x轴的垂线,交x轴于M,N,若,求BC中点的轨迹方程.
【答案】(1);(2)或.
【解析】(1)由题意当BC过F且与x轴平行时,有,,
则,∴抛物线T的方程为;
(2)设,设BC与y轴交于点,
则,,
故由得:,
∴,或者,即或,
设BC的中点,则,
①当时,由得:,∴
②当时,同理可得:,
故BC中点的轨迹方程为或
17.(重庆市巴蜀中学2021届高三上学期高考适应性月考(一))已知抛物线,为上一点且纵坐标为4,轴于点,且,其中点为抛物线的焦点.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知点,,是抛物线上不同的两点,且满,证明直线恒过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1) (2)证明见解析
【解析】(1)设,根据抛物线的定义可得 ,
又轴于点,则,,所以 ,则,
所以,由在抛物线上,,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)证明:点在抛物线上.
设的方程为:,,
由 得 ,则 ,
故
,
所以,整理得,
将代入得,即.
所以直线恒过定点
18.(江苏省泰州中学2020-2021学年高二上学期期初检测)已知抛物线上的焦点为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)过作斜率为的直线交曲线于、两点,若,求直线的方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)依题意,抛物线的焦点为,开口向上,,
所以曲线的方程为:;
(2)设过的斜率为的直线方程为:,
联立,消去并化简得. 令、,
所以,,由题可知:,
即:,即得,
由,,得:,,
所求直线的方程为:.
19.(福建省厦门市双十中学2019-2020学年高二(下)期中)已知圆,动点,线段与圆交于点,轴,垂足为,.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)设为曲线上的一点,过点作圆的两条切线,分别为两切线的斜率,若,求点的坐标.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)∵圆F的圆心为,半径为1,,
又轴,垂足为H,,
动点到点等于到直线的距离.
故动点的轨迹是以为焦点的抛物线,则,
,则动点M的轨迹C的方程是;
(2)设过点P的切线方程为,即,
则圆心到切线的距离为,
化简得,,
两切线斜率分别为,,,
由题设知,,又为曲线C上的一点,
由知,,,即,
解得,或,,,则,点P的坐标为.
20.(四川省达州市2019-2020学年高二下学期期末(理))已知动点P到点的距离比到直线l:的距离大1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点的直线与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点M使得?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,.
【解析】(1)∵动点P到定点的距离比到直线l:的距离大1,
∴P到F的距离等于P到直线的距离,
∴动点P的轨迹为以为焦点的抛物线,∴轨迹C的方程为;
(2)设,,,直线l:,代入,
可得,则,
∵,∴,∴,
∴,∴,
∴,∴,∴,即.
故在x轴上是否存在点使得.
21.(江苏省镇江中学2020-2021学年高二上学期期初)已知抛物线的内接等边三角形的面积为(其中为坐标原点).
(1)试求抛物线的方程;
(2)已知点两点在抛物线上,是以点为直角顶点的直角三角形.
①求证:直线恒过定点;
②过点作直线的垂线交于点,试求点的轨迹方程,并说明其轨迹是何种曲线.
【答案】(1);(2)①证明见解析;②,是以为直径的圆(除去点.
【解析】(1)解依题意,设,,
则由,得,即,
因为,,所以,故,,
则,关于轴对称,所以轴,且,所以.
因为,所以,所以,
故,,故抛物线的方程为.
(2)①证明 由题意可设直线的方程为,,,
由,消去,得,故,,.
因为,所以.即.
整理得,
,即,
得,所以或.
当,即时,直线的方程为,
过定点,不合题意舍去.故直线恒过定点.
②解 设,则,即,
得,即,
即轨迹是以为直径的圆(除去点).
22.(黑龙江省哈师大附中2020届高三高考数学(文)四模)设抛物线:焦点为,准线为,为上一点,已知以为圆心,为半径的圆交于、点.
(1)若,的面积为,求的值及圆的方程;
(2)若点在第一象限,且、、三点在同一直线上,直线与抛物线的另一个交点记为,且,求实数的值.
【答案】(1),圆为:;(2).
【解析】(1)焦点到准线的距离为,
又∵,,∴为正三角形,∴,,
∴,,∴圆为:.
(2)若、、共线,则,,
∴,,∴直线的倾斜角为或,
由对称性可知,设直线:,,,,
联立,
∴,,或,
又,,,所以.
23.(湘豫名校2020届高三联考(6月)(文))已知抛物线的焦点为,点,点为抛物线上的动点.
(1)若的最小值为,求实数的值;
(2)设线段的中点为,其中为坐标原点,若,求外接圆的方程.
【答案】(1)或;(2).
【解析】(1)由题意,联立,可得.
如图1,①若线段与抛物线没有公共点,即时,
点在抛物线准线上的射影为,由抛物线的定义可得,
则当、、三点共线时,的最小值为,此时;
②若线段与抛物线有公共点,即时,
则当、、三点共线时,的最小值为,此时,综上,实数的值为或;
图1 图2
(2)如图2,因为,所以轴且,
设,则,代入抛物线的方程得,解得,
于是,所以外接圆的方程为.
24.(广西南宁二中柳铁一中2021届高三9月联考数学(文))已知动圆Q经过定点,且与定直线相切(其中a为常数,且).记动圆圆心Q的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线?
(2)设点P的坐标为,过点P作曲线C的切线,切点为A,若过点P的直线m与曲线C交于M,N两点,证明:.
【答案】(1),它是以F为焦点,以直线为准线的抛物线;(2)证明见解析.
【解析】(1)设,由题意得,化简得,
所以动圆圆心Q的轨迹方程为,它是以F为焦点,以直线为准线的抛物线.
(2)不妨设.因为,所以,
从而直线的斜率为,解得,即,
又,所以轴.要使,只需.
设直线m的方程为,代入并整理,得.
所以,解得或.
设,,则,.
.
故存在直线m,使得,直线m的斜率的取值范围为.
25.(人教A版(2019) 选择性必修第二册单元测试)在平面直角坐标系中,已知双曲线.
(1)过的左顶点引的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x轴围成的三角形的面积;
(2)设斜率为1的直线交于、两点.若与圆相切,求证:;
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)双曲线,左顶点,渐近线方程:.
过点与渐近线平行的直线方程为,即.
解方程组得,所以所求三角形的面积为.
(2)设直线的方程是,因直线与已知圆相切,故,即.
由得.设,,则,
又,所以
.故.
26.(安徽省亳州市利辛县阚疃金石中学2020-2021学年高三上学期第一次月考)已知双曲线C的焦点在坐标轴上,其渐近线方程为,过点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)是否存在被点平分的弦?如果存在,求出弦所在的直线方程;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)直线l不存在.详见解析
【解析】(1)双曲线C的焦点在坐标轴上,其渐近线方程为,
设双曲线方程为:,过点,可得,
所求双曲线方程为:.
(2)假设直线l存在.设是弦MN的中点,
且,,则,.
,N在双曲线上,,,
,,
直线l的方程为,即,
联立方程组,得
,直线l与双曲线无交点,直线l不存在.
27.(安徽省阜阳市太和中学2019-2020学年高二下学期开学考试(文))求两条渐近线为且截直线所得弦长为的双曲线方程.
【答案】.
【解析】设双曲线方程为
联立方程组,得消去y,得.
设直线被双曲线截得的弦为,且,那么
那么
解得, 经检验满足,所以所求双曲线方程是.
28.(江苏省泰州中学2020-2021学年高二上学期期初检测)在平面直角坐标系中,已知双曲线C的焦点为、,实轴长为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点的直线l与曲线C交于M,N两点,且Q恰好为线段的中点,求直线l的方程.
【答案】(1)(2).
【解析】(1)根据题意,焦点在轴上,且,所以,
双曲线的标准方程为C:.
(2)过点的直线l与曲线C交于M,N两点,且Q恰好为线段的中点,
当直线斜率不存在时,直线方程为,则由双曲线对称性可知线段的中点在轴上,所以不满足题意;当斜率存在时,设直线方程为,设,
则,化简可得,
因为有两个交点,所以
化简可得恒成立,所以,
因为恰好为线段的中点,则,化简可得,
所以直线方程为,即.
29.(黑龙江省大庆实验中学2020届高三综合训练(五)(文))已知椭圆的焦距为,短轴长为.
(1)求的方程;
(2)若直线与相交于、两点,求以线段为直径的圆的标准方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设椭圆的焦距为,则,,
所以,,,所以的方程为;
(2)设点、,联立,消去,得.
则,,所以,故线段的中点坐标为.
,
所以,所求圆的标准方程为.
30.(河北省正定县弘文中学2020-2021学年高二上学期9月月考)已知椭圆上一点M的纵坐标为2.
(1)求M的横坐标;
(2)求过点M且与共焦点的椭圆方程.
【答案】(1)3或-3;(2)
【解析】(1)把M的纵坐标2代入椭圆方程得x=±3.∴M的横坐标为3或-3.
(2)∵,∴焦点坐标为(-,0), (,0).
由椭圆定义知即,,故所求椭圆的方程为.
31.(河北省正定县弘文中学2020-2021学年高二上学期9月月考)已知椭圆经过点A(0,4),离心率为;
(1)求椭圆C的方程;
(2)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截弦长.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由椭圆过点,则,
椭圆离心率为,则,的方程为;
(2)过点且斜率为的直线方程为,
设直线与的交点为,,,,
将直线方程代入的方程,得,解得:,,
所以
32.(江西九江市第一中学2019—2020学年度高二下学期期末考试(文))已知椭圆的焦点在轴上,对称轴为两坐标轴,离心率,且椭圆经过.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知直线交椭圆于两点,直线,若在直线上存在点使得四边形为平行四边形,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)椭圆的焦点在轴上,可设椭圆方程为:,
由题意可知,离心率,椭圆经过,
可得,,解得,,,故椭圆方程为.
(2)由题意知,,设,,
,由可得,①
,,
要使得四边形为平行四边形,则需满足的中点落在直线上,
即,得,所以,,
代入①可得,,综上:.
33.(四川省攀枝花市七中2021届高三上学期第一次诊断考试(理))已知椭圆,右顶点,上顶点,左右焦点分别为,且,过点作斜率为的直线交椭圆于点,交轴于点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为的中点,是否存在定点,对于任意的都有?若存在,求出点;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在使得.
【解析】(1)由题意得:
在中,,,,
,,,,椭圆方程为
(2)解法一:设直线,令,则,,
将*代入整理得,设,
则,, ,
设,为的中点,
,,
,
设存在使得,则,,
,即对任意的都成立,
,,存在使得.
解法二:设,,,,① ,②
由①-②,得,
为中点,,
,,,,
设存在使得,则,即,
对任意都成立,即,,存在使得.
34.(安徽省皖南八校2020-2021学年高三上学期摸底联考(理))已知椭圆的左焦点F在直线上,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于A、C两点,线段的中点为M,射线与椭圆交于点P,点O为的重心,探求面积S是否为定值,若是,则求出这个值;若不是,则求S的取值范围.
【答案】(1);(2)是定值,.
【解析】(1)∵直线与x轴的交点为,
∴,∴,解得,,∴椭圆的方程为.
(2)若直线的斜率不存在,则在轴上,此时,因为点O为的重心,所以,将代入椭圆方程,可得,即,所以;
若的斜率存在,设的方程为,
代入椭圆方程得,设,,
则,,.
由题意点O为的重心,设,则,,
所以,,
代入椭圆,得,
设坐标原点O到直线的距离为d,则,
则的面积
.
综上可得,面积S为定值.
35.(云南师范大学附属中学2021届高三高考适应性月考卷(一)(理))已知点P是椭圆C:上一点,F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线l不经过P点且与椭圆C相交于A,B两点.若直线PA与直线PB的斜率之和为1,问:直线l是否过定点?证明你的结论
【答案】(1);(2)直线l过定点.证明见解析.
【解析】(1)由,得,
又在椭圆上,代入椭圆方程有,解得,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)证明:当直线l的斜率不存在时,,,
,解得,不符合题意;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程,,,
由,整理得,
,,.
由,整理得,
即.当时,此时,直线l过P点,不符合题意;
当时, 有解,此时直线l:过定点.
36.(湖北省荆州中学2020-2021学年高三上学期8月月考)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点,
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C的右焦点作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若为定值.
【答案】(1) (2)-10
【解析】(1)设椭圆C的方程为,
因为抛物线的焦点坐标是 所以由题意知b = 1.
又有 ∴椭圆C的方程为
(2)方法一:设A、B、M点的坐标分别为
易知右焦点的坐标为(2,0).
将A点坐标代入到椭圆方程中,得
去分母整理得
方法二:设A、B、M点的坐标分别为
又易知F点的坐标为(2,0).
显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是
将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得
又
【点睛】解决解析几何中定值问题的常用方法有:
(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参变量,从而得到定值.
本题中可能引入直线的斜率为参数,把交点坐标 用表示,实质上是把 用表示,然后再通过已知把 用坐标(横坐标)表示后,求出,把刚才的 代入化简可得.
37.(四川省巴中市2021届高三零诊考试(文))已知椭圆:()的离心率为,一个焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设点,是椭圆上的两个动点,且线段的中点在直线上.试问:线段的垂直平分线是否过定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)线段的垂直平分线过定点,定点为.
【解析】(1)依题意可得,,所以,,
所以椭圆的方程为.
(2)设,则,
当直线的斜率存在时,设直线,即,
由消去并整理得,
设,则,
因为线段的中点在直线上,所以,
显然,所以,所以,
所以直线,即,所以直线经过定点,
当直线的斜率不存在时,直线也经过点,
所以线段的垂直平分线经过定点,定点为.
38.(安徽省皖江名校联盟2020-2021学年高三上学期第一次联考(理))在中,已知,,直线与的斜率之积为,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设为曲线上一点,直线与交点的横坐标为4,求证:直线过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)设点的坐标为,直线与的斜率分别为,,,由已知得:,化简得,
故曲线的方程为:.
(2)设直线与交点为,则直线的方程为:
由得:
设,则,即,
同理,的方程为:与椭圆方程联立,消去整理得
,设,则,
即,,
当时,直线的斜率为:,
此时直线的方程为:,
化简得:,故直线过定点.
当时,可得,所以直线也过定点.
综合上述:直线过定点.
39.(江苏省南通如皋、盐城射阳2020-2021学年高三上学期期初联考)已知椭圆C的中心在原点,其焦点与双曲线的焦点重合,点在椭圆C上,动直线交椭圆C于不同两点A、B,且(O为坐标原点).
(1)求椭圆C的方程;
(2)讨论是否为定值;若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)为定值,证明见解析.
【解析】(1)因为双曲线的焦点为,所以在椭圆C中,
设椭圆C的方程为,
由点在椭圆C上得,解得,则,
所以椭圆C的方程为.
(2)为定值,理由如下:
设,由可知,
联立方程组,
由得,
,①
由及得,
整理得,
将①式代入上式可得,
同时乘以可化简得,
所以,即为定值.
40.(江西省南昌市2021届高三摸底测试(文))已知椭圆:()的左、右焦点分别是、,其离心率为,以为圆心以1为半径的圆与以为圆心以3为半径的圆相交,两圆交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆左顶点斜率为1的直线与椭圆的另外一个交点为,求的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设椭圆方程为,
由两圆交点在椭圆上,,得,
由离心率为,,得,所以椭圆的方程为.
(2)直线:与椭圆联立,消去得:,
解得,代入直线方程可得,且,
故的面积为.
41.(湖南师大二附中2020-2021学年高三上学期第一次阶段性考试)已知椭圆的离心率为,长轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点是椭圆上的任意一点,若点到点的距离与点到定直线的距离之比为定值,求与的值;
(3)若直线与椭圆交于不同的两点,,且线段的垂直平分线过定点,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2),;(3).
【解析】(1)由题意,∴,,
∴椭圆的标准方程为.
(2)设,依题意得,
所以,
所以恒成立,
可得且且,解得,.
(3)设,,将代入椭圆方程,
消去得,,所以由,得①
由根与系数关系得,则,
所以线段的中点的坐标为.
又线段的垂直平分线的方程为,
由点在直线上,得,所以②
由①②得,,即或,
所以实数的取值范围是.
42.(湖南省衡阳市第一中学2020-2021学年高三上学期第二次月考)已知椭圆的左,右焦点分别为,该椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)如图,若斜率为的直线与轴,椭圆顺次交于点在椭圆左顶点的左侧)且,求证:直线过定点;并求出斜率的取值范围.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【解析】(1)椭圆的左,右焦点分别为,椭圆的离心率为,即有,即,,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆方程为,直线与圆相切,则有,
即,则椭圆C的方程为;
(2)证明:设,
由,可得直线和关于x轴对称,
即有,即,
即有,①
设直线,代入椭圆方程,可得,
判别式,即为②,
③,
代入①可得,,将③代入,化简可得,
则直线的方程为,即.即有直线恒过定点.
将代入②,可得,解得或
则直线的斜率的取值范围是.
43.(百万联考2021届高三9月联考)已知椭圆的离心率是,且椭圆经过点,过椭圆的左焦点的直线与椭圆交于,两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若,求直线的方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设椭圆的半焦距为.由题意可得解得,.
故椭圆的标准方程为.
(2)由(1)可得,
当直线的斜率为0时,,或,,
此时,不符合题意.
当直线的斜率不为0时,可设直线的方程为,,.
联立,整理得,
则,因为,所以.
从而,,
则,解得.故直线的方程为.
44.(百师联盟2021届高三开学摸底联考(理)数学全国卷III试题)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,分别为椭圆的上,下顶点,过点且斜率为的直线交椭圆于另一点(异于椭圆的右顶点),交轴于点,直线与直线相交于点.求证:直线的斜率为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)设椭圆的焦距为,则①,②,又③,
由①②③解得,,,所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:易得,,直线的方程为,因为直线不过点,所以,由,得,
所以,从而,,
直线的斜率为,故直线的方程为.
令,得,
直线的斜率.
所以直线的斜率为定值.
45.(百校联盟2021届高三普通高中教育教学质量监测考试全国卷数学(文) )已知椭圆:的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过点且斜率不为0的直线与椭圆交于,两点,点,求证:.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)依题意,知,解得,故椭圆的方程为.
(2)当斜率不为零时,设过点的直线:,设,,
由,得且,则,
又,,
,
所以.
46.(河南省2020-2021学年上学期高中毕业班阶段性测试(一)文科)已知椭圆:,直线:过的右焦点.当时,椭圆的长轴长是下顶点到直线的距离的2倍.
(1)求椭圆的方程.
(2)设直线与椭圆交于,两点,在轴上是否存在定点,使得当变化时,总有(为坐标原点)?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)在轴上存在点满足题设条件.
【解析】(1)设椭圆的焦距为,直线恒过定点,所以.
当时,直线:,椭圆的下顶点到直线的距离,
由题意得,解得,.所以椭圆的方程为.
(2)当时,显然在轴上存在点,使得.
当时,由消去可得.
设,,则,.
设点满足题设条件,易知,的斜率存在,
则,
则,即,
时,上式恒成立.所以在轴上存在点满足题设条件.
47.(安徽省名校学术联盟2020届高三下学期押题卷文科)已知抛物线:经过点,过点的直线与抛物线交于,两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)在抛物线上是否存在定点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,.
【解析】(1)因为抛物线:经过点,
所以,解得.所以抛物线的方程是.
(2)根据题意.设点,,直线的方程为.
联立消去得,
则.
则,.设点,因为,
即,结合,,,
得,
即,
化简得,
解得.所以,所以抛物线上存在定点,使得.
48.(四川省泸县第一中学2021届高三上学期开学考试(文))已知抛物线C:=2px经过点(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.
(1)求直线l的斜率的取值范围;
(2)设O为原点,,,求证:为定值.
【答案】(1) 取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1);(2)证明过程见解析
【解析】(1)因为抛物线y2=2px经过点P(1,2),
所以4=2p,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.
由题意可知直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程为y=kx+1(k≠0).
由得.
依题意,解得k<0或0
所以直线l斜率的取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1).
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
由(1)知,.直线PA的方程为.
令x=0,得点M的纵坐标为.
同理得点N的纵坐标为.
由,得,.所以
.
所以为定值.
【点睛】定点、定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的. 定点、定值问题同证明问题类似,在求定点、定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定点、定值显现.
49.(福建省厦门市2019-2020学年高二下学期期末)动圆P与圆外切,与直线相切,记圆心P的轨迹为E.
(1)求E的方程;
(2)过点作直线l交E于A,B两点,若中点的纵坐标为,且,求的值.
【答案】(1);(2)4.
【解析】(1)设圆P的半径为r,P到直线的距离为,P到直线的距离为,
圆的圆心为,半径为2,
根据题意有,,,所以,
根据抛物线的定义,点P的轨迹是抛物线,顶点为原点,焦点到准线的距离,对称轴为x轴,所以E轨迹方程为.
(2)根据题意,设直线,交点,,
则联立直线l与E有,消去x得:①,
,根据韦达定理有,
因为中点的纵坐标为,所以,解得,
所以方程①可化简为,解得两根分别为4和-1,
因为,所以,
又,所以,故,,所以.
50.(河北省邯郸市2021届高三上学期摸底)已知点为抛物线的焦点,横坐标为1的点在抛物线上,且以为圆心,为半径的圆与的准线相切.
(1)求抛物线的方程;
(2)设不经过原点的直线与抛物线交于、两点,设直线、的倾斜角分别为和,证明:当时,直线恒过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)由题焦点,准线,
因为以为圆心,为半径的圆与的准线相切,
所以,解得,所以抛物线的方程为.
(2)由题设,,易知直线的斜率存在,记为,则设直线,与联立得,得,,
则,,
,
.
又知,,
,
解得,所以直线,恒过定点.
51.(上海市七宝中学2021届高三上学期摸底)已知双曲线经过点,两条渐近线的夹角为,直线交双曲线于、两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过原点,为双曲线上异于、的一点,且直线、的斜率、均存在,求证:为定值;
(3)若过双曲线右焦点,是否存在轴上的点,使得直线绕点无论怎样转动,都有成立?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)存在,.
【解析】(1)由题意得:,解得:,∴双曲线的方程为.
(2)设点坐标为,则由对称性知点坐标为
设,则
,得,∴.
(3)当直线的斜率存在时,设直线方程为,
与双曲线方程联立消得:,
∴得,且,设、
∵
,
假设存在实数,使得,
∴对任意的恒成立,
∴,解得.∴当时,.
当直线l的斜率不存在时,由及知结论也成立
综上:存在,使得.
52.(陕西省西安市第一中学2020-2021学年高三上学期模拟调研考试(理))椭圆的左、右顶点分别为,,上顶点为,点,线的倾斜角为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过且斜率存在的动直线与椭圆交于、两点,直线与交于,求证:在定直线上.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1),由题意,,
所以椭圆的方程.
(2)设,,,
过的动直线:,代入椭圆的方程得:
,得:,,
,
分别由,,及,,三点共线,得:,,
两式相除得:
,
得:,即在直线上.
53.(四川省新津中学2021届高三上学期开学考试(理))已知椭圆:经过点,一个焦点的坐标为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线:与椭圆交于,两点,为坐标原点,若,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1),,
∴椭圆的方程为.
(2)设,,由得:,
,即,
,,
,
,
∴即,故,
.
故的取值范围为.
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