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高考数学二轮复习专题10 圆锥曲线(文科)解答题30题 教师版
展开这是一份高考数学二轮复习专题10 圆锥曲线(文科)解答题30题 教师版,共38页。试卷主要包含了已知椭圆W,已知椭圆经过点,椭圆C的离心率,椭圆E等内容,欢迎下载使用。
专题10 圆锥曲线(文科)解答题30题
1.(陕西省渭南市华阴市2022-2023学年高三上学期期末文科数学试题)已知椭圆的四个顶点构成的四边形的面积为,离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C右焦点且倾斜角为的直线l交椭圆C于M、N两点,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意列出方程组求出a,b,c,即可得到椭圆C的标准方程;
(2)由题意可得直线l的方程为,联立椭圆方程,由韦达定理和弦长公式即可得到的值.
【详解】(1)由题得,解得,
∴椭圆C的标准方程为.
(2)由(1)知椭圆C的右焦点坐标为,
则直线l的方程为,
设,
联立,化简得,
,.
.
2.(云南省曲靖市罗平县第一中学2022-2023学年高三下学期见面考数学试题)已知抛物线上一点到焦点的距离为4.
(1)求实数的值;
(2)若直线过的焦点,与抛物线交于,两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由抛物线的焦半径公式可知,由此即可求出答案;
(2)由(1)可知焦点坐标为,则可设直线为,联立直线与抛物线,则可得,再利用,即可求出直线.
【详解】(1)由题意可知:,
解得:.
(2)由(1)知抛物线,则焦点坐标为,
由题意知直线斜率不为0,设直线为:,
联立直线与抛物线:,消得:,
则
则
所以,
解得,
所以直线为:或
3.(云南巍山彝族回族自治县第二中学2022-2023学年高三下学期月考数学试题)椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆经过点且长轴长为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点且斜率为1的直线与椭圆交于,两点,求弦长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先设出椭圆方程,然后由题意可得,从而可得椭圆方程,
(2)由题意可得直线的方程为,代入椭圆方程中,利用根与系数的关系,结合弦长公式可求得结果.
【详解】(1)由题意设椭圆的方程为,
因为椭圆经过点且长轴长为,
所以,
所以椭圆方程为,
(2)因为直线过点且斜率为1,
所以直线的方程为,
设,
将代入,得,
整理得,
所以,
所以
4.(贵州省贵阳市白云区2023届高三上学期阶段性质量监测数学(文)试题)设中心在原点O,、为椭圆C的左、右焦点,离心率为,短轴的一个端点和焦点的连线距离为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线与椭圆C交于两点M、N,若直线的斜率存在,线段MN的中点在直线上,求直线的斜率取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由题意求出,结合离心率求出,再由求出,从而可求出椭圆方程;
(2)设直线的方程为,代入椭圆方程化简,利用根与系数的关系结合判别式大于零,及线段MN的中点在直线上,得到关于的不等式,求解即可得答案.
【详解】(1)由题意得,短轴的一个端点到焦点的距离为,
所以,所以,
所以椭圆的方程为,
(2)设直线的方程为,,
由,得,
由,得,
所以,
因为线段MN的中点在直线上,
所以,所以,
所以,
代入,得,
化简得,解得或,
即直线的斜率取值范围为.
5.(贵州省贵阳第一中学2023届高三高考适应性月考(三)数学(文)试题)已知椭圆,短轴长为,过椭圆C的右焦点且垂直于x轴的直线被截得的弦长为3.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线l与椭圆C交于D,E两点,则在x轴上是否存在一个定点M,使得直线的斜率互为相反数?若存在,求出定点M的坐标;若不存在,也请说明理由.
【答案】(1);
(2)存在,.
【分析】(1)根据已知条件,列出满足的方程组,解得,即可求得椭圆方程;
(2)讨论直线的斜率是否存在,当斜率存在时,设出直线方程,联立椭圆方程,结合韦达定理以及直线的斜率互为相反数,即可求得结果.
【详解】(1)对椭圆,令,解得,故可得
解得,, 所以椭圆C的标准方程为.
(2)据题设知点,当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为.
由得.
设,,则,.
设,则,.
又因为直线MD,ME的斜率互为相反数,
所以,
所以,
则,
所以,
所以,
所以.
若对任意恒成立,则,
当直线l的斜率k不存在时,若,则满足直线MD,ME的斜率互为相反数.
综上,在x轴上存在一个定点,使得直线MD,ME的斜率互为相反数.
【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆方程的求解,以及椭圆中存在某点满足条件;第二问处理的关键是合理使用韦达定理,结合斜率之和为进行求解,属综合中档题.
6.(贵州省部分学校2023届高三上学期11月联考数学(文)试题)已知,是椭圆E:()的两个焦点,点在E上,且的面积为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点的直线l与椭圆E交于C,D两点,直线,分别与直线交于M,N两点,证明:.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)利用代入法,结合三角形面积公式、之间的关系进行求解即可;
(2)根据一元二次方程根与系数关系,利用代入法、分类讨论法进行求解即可.
【详解】(1)因为点在E上,且的面积为,
所以有;
(2)当直线l不存在斜率时,显然此时该直线为,这时与椭圆不相交,不符合题意;
当直线l存在斜率时,设为,方程为,与椭圆方程联立,得
,
所以有,
设,则有,
直线的方程为:,
令,得,即,同理可得:,
把代入上式,得:
,
易知:B为M、N的中点,因此.
【点睛】关键点睛:利用一元二次方程根与系数的关系是解题的关键.
7.(山东省多校2022-2023学年高二上学期期中联合调考数学试题)已知椭圆W:的离心率为,左、右焦点分别为,,过且垂直于x轴的直线被椭圆W所截得的线段长为.
(1)求椭圆W的方程;
(2)直线与椭圆W交于A,B两点,连接交椭圆W于点C,若,求直线AC的方程.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)根据题意可得,结合离心率和即可求解;
(2)根据题意可设直线AC的方程为,,,联立椭圆方程,利用韦达定理表示出,根据弦长公式求出,利用点到直线的距离公式求出点O到直线AC的距离,结合三角形面积公式计算求出t,即可求解.
【详解】(1)由题意知,设过且垂直于x轴的直线交椭圆于点,则,
解得,所以,所以.
因为椭圆W的离心率,所以.
因为,所以,,故椭圆W的方程为.
(2)由题意知,直线AC不垂直于y轴,设直线AC的方程为,,,
联立方程组消去x并整理得,
所以,,
所以.
因为点O到直线AC的距离,且O是线段AB的中点,
所以点B到直线AC的距离为2d,
所以.
由,解得,所以,故直线AC的方程为,
即或.
8.(青海省海东市第一中学2022届高考模拟(一)数学(文)试题)已知动圆E过定点,且y轴被圆E所截得的弦长恒为4.
(1)求圆心E的轨迹方程.
(2)过点P的直线l与E的轨迹交于A,B两点,,证明:点P到直线AM,BM的距离相等.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设,由圆的弦长公式列式可得;
(2)设,,设,直线方程代入抛物线方程,应用韦达定理得,,计算,得直线PM平分,从而得结论,再说明直线斜率不存在时也满足.
(1)
设,圆E的半径,圆心E到y轴的距离,
由题意得,
化简得,经检验,符合题意.
(2)
当直线斜率存在时,设,与E的方程联立,消去y得,.
设,,则,
∵,
∴,则直线PM平分,
当直线l与x轴垂直时,显然直线PM平分.
综上,点P到直线AM, BM的距离相等.
9.(四川省南充高级中学2021-2022学年高三上学期第三次月考数学(文)试题)已知椭圆经过点,椭圆C的离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点且与x轴不重合的直线l与椭圆C交于不同的两点M,N,直线AM,AN分别与直线分别交于P,Q,记点P,Q的纵坐标分别为p,q,求的值.
【答案】(1)
(2)12
【分析】(1)用待定系数法求出椭圆的方程;
(2)设直线l的方程为,,用“设而不求法”得到.
分别表示出,;得到整理化简即可求得.
【详解】(1)由题意可得:,解得:,所以所求椭圆方程为.
(2)直线l的斜率不存在时,直线与椭圆不相交.故斜率存在,设其为k,设直线l的方程为,,
联立方程,消去y得:,
所以,解得:.
.
直线AM方程为:,令x=-3解得:;
直线AN方程为: ,令x=-3解得:;
所以
即.
【点睛】(1)待定系数法可以求二次曲线的标准方程;
(2)“设而不求法”是一种在解析几何中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题.
10.(安徽省安庆市怀宁县第二中学2022-2023学年高三上学期第一次月考数学(文)试题)椭圆E:=1(a>b>0)的左焦点为F1,右焦点为F2离心率e=,过F1的直线交椭圆于A,B两点,且ABF2的周长为8.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线AB的斜率为,求ABF2的面积.
【答案】(1)=1;(2)
【分析】(1)利用椭圆的离心率以及△ABF2的周长为8,求出a,c, b,即可得到椭圆的方程;
(2) 求出直线方程与椭圆方程联立,求出A,B坐标,然后求解三角形的面积即可.
【详解】(1)因为过F1的直线交椭圆于A,B两点,且ABF2的周长为8,
所以,即,
又椭圆离心率e=,可得,
即,
,
所以椭圆方程为:.
(2)设直线方程为:
由得:,
解得:
所以,
则.
【点睛】本题考查椭圆的方程的求法,椭圆的简单性质的应用,直线与椭圆的位置关系的应用,属于中档题.
11.(高三上学期第一次质量检测数学(文)试题)已知直线与焦点为F的抛物线相切.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)过点F的直线m与抛物线C交于A,B两点,求A,B两点到直线l的距离之和的最小值.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)联立和,利用即可求得,从而得到抛物线方程;(Ⅱ)设直线为,与抛物线联立后可利用韦达定理求得,进而得到;由中点坐标公式可求得中点;利用点到距离之和等于点到的距离的倍,可将所求距离变为关于的函数,求解函数的最小值即可得到所求距离之和的最小值.
【详解】(Ⅰ)将与抛物线联立得:
与相切 ,解得:
抛物线的方程为:
(Ⅱ)由题意知,直线斜率不为,可设直线方程为:
联立得:
设,,则
线段中点
设到直线距离分别为
则
当时,
两点到直线的距离之和的最小值为:
【点睛】本题考查直线与抛物线的综合应用问题,涉及到根据直线与抛物线的位置关系求解抛物线方程、抛物线中的最值问题的求解等知识;求解最值的关键是能够将所求距离之和转变为中点到直线的距离,利用点到直线距离公式得到函数关系,利用函数最值的求解方法求得结果.
12.(陕西省渭南市2023届高三下学期教学质量检测(Ⅰ)文科数学试题)“工艺折纸”是一种把纸张折成各种不同形状物品的艺术活动,在我国源远流长.某些折纸活动蕴含丰富的数学内容,例如:用一张圆形纸片,按如下步骤折纸(如图)
步骤1:设圆心是,在圆内异于圆心处取一点,标记为;
步骤2:把纸片折叠,使圆周正好通过点;
步骤3:把纸片展开,并留下一道折痕;
步骤4:不停重复步骤2和3,就能得到越来越多的折痕.
已知这些折痕所围成的图形是一个椭圆.若取半径为6的圆形纸片,设定点到圆心的距离为4,按上述方法折纸.
(1)以点、所在的直线为轴,建立适当的坐标系,求折痕围成的椭圆的标准方程;
(2)若过点且不与轴垂直的直线与椭圆交于,两点,在轴的正半轴上是否存在定点,使得直线,斜率之积为定值?若存在,求出该定点和定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在点,使得直线与斜率之积为定值.
【分析】(1)根据椭圆的定义对照折纸的方法求出 ;
(2)设直线l的方程,与椭圆方程联立,再根据斜率的定义求解即可.
【详解】(1)如图,以所在的直线为轴,的中点为原点建立平面直角坐标系
设为椭圆上一点,由题意可知,,
所以点轨迹是以,为焦点,长轴长 的椭圆,
因为,,所以,,
则,所以椭圆的标准方程为;
(2)
由已知:直线过,设的方程为,由题意m必定是存在的,
联立两个方程得 ,消去得,
得,
设,,则,(*),
,
将(*)代入上式,可得上式,
要使为定值,则有, ,
又∵,∴,此时,
∴存在点,使得直线与斜率之积为定值;
综上,椭圆的标准方程为,存在点,使得直线与斜率之积为定值.
13.(陕西省宝鸡市2023届高三上学期一模文科数学试题)已知点在抛物线上,且到的焦点的距离与到轴的距离之差为.
(1)求的方程;
(2)当时,是上不同于点的两个动点,且直线的斜率之积为为垂足.证明:存在定点,使得为定值.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
【分析】(1)首先表示出抛物线的焦点坐标与准线方程,再表示出的坐标,依题意得到方程,解得即可;
(2)依题意可得抛物线方程与点坐标,设:,,,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,根据直线、的斜率之积为,得到、的关系,即可求出直线过定点,即可得到点在以为直径的圆上,求出圆心坐标与半径,即可得到定点的坐标,即可得证.
【详解】(1)解:抛物线的焦点为,准线为,
又点在抛物线上,即,所以,即,
依题意可得,解得或,
或.
(2)解:,,.
设:,,,联立,
消去整理得,①,
且,,
,
,即,
适合①,
将m代入得,令,解得,
直线恒过定点.
又,点在以为直径的圆上,因为、的中点为,,
所以以为直径的圆方程为,
所以存在使得.
14.(陕西省咸阳市高新一中2022-2023学年高三上学期第五次质量检测文科数学试题)已知焦点在轴上的双曲线经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,求弦长.
【答案】(1)
(2)8
【分析】(1)设双曲线的方程为,将代入求出,进而得解;
(2)联立直线与双曲线方程,得出关于的一元二次方程,结合弦长公式和韦达定理即可求解.
【详解】(1)设双曲线的方程为.将代入,
得,解得.
所以,双曲线的方程为;
(2)由(1)得双曲线的方程为,设.
由,得,由韦达定理得.
所以,
故弦长为8.
15.(山西省吕梁市2022届高三三模文科数学试题)已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)斜率为的直线交椭圆于两点(不同于点),记直线的斜率分别为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知椭圆离心率和点A坐标列方程求解即可.
(2)设出直线的方程与椭圆方程联立,写出韦达定理,利用斜率公式和韦达定理进行计算即可得到定值.
(1)
由题意知解得
所以椭圆的方程是.
(2)
证明:由(1)知,
设,直线的方程为,
将其代入,得,
所以,
且,解得.
又因为存在,所以,即或.
所以为定值,定值为.
16.(山西省际名校2022届高三联考二(冲刺卷)文科数学试题)在平面直角坐标系中,椭圆的右焦点为,离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点为椭圆外一点,过点D作两条斜率之和为1的直线,分别交椭圆于A,B两点和P,Q两点,线段的中点分别为M,N,试证直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的右焦点为,离心率,由求解;
(2)设直线的方程为,直线的斜率分别为,且,直线的程为,分别与椭圆方程和直线的方程联立,利用中点M,得到,同理有,得到是方程的两根,由求解.
(1)
解:因为椭圆的右焦点为,离心率,
所以,
解得.
椭圆C方程为.
(2)
设,直线的方程为,直线的斜率分别为,且,直线的程为.
联立,得,
故.
联立,得,
所以,整理得,
同理有,
所以是方程的两根,
则,即,
所以直线的方程为,
直线过定点.
17.(山西省晋中市2022届高三下学期5月模拟数学(文)试题)已知椭圆:过点,过右焦点作轴的垂线交椭圆于,两点,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)点,在椭圆上,且.证明:直线恒过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)易得,再由椭圆过点,得到求解;
(2)设点,,设直线方程为,与椭圆方程联立,根据,结合韦达定理求解;
(1)
解:由已知得当时,,
又因为椭圆过点,则,
联立解得,
故椭圆的标准方程为;
(2)
证明设点,,
因为,即,
即.*
当直线的斜率存在时,设直线方程为.
代入椭圆方程消去得,
,,,
根据,.代入*整理,
得,
结合根与系数的关系可得,.
即,
当时,
直线方程为.过点,不符合条件.
当时,直线方程为,
故直线恒过定点.
当直线的斜率不存在时,令点,
此时,
又.可得(舍去)或.
当时,与点重合,与已知条件不符,
∴直线的斜率一定存在,故直线恒过定点.
18.(内蒙古赤峰市2023届高三下学期1月模拟考试文科数学试题)已知椭圆的长轴长为4,离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知点,,直线l过坐标原点O交椭圆C于P,Q两点(点A,B位于直线l的两侧).设直线AP,AQ,BP,BQ的斜率分别为,,,,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆长轴和离心率的定义列出方程组,解得,,即可求解;
(2)由(1)可知点A,B的坐标,设P,由椭圆的对称性可得Q,根据两点求斜率公式表示出,结合即可求出的值.同理求出的值即可证明.
【详解】(1)由题意得解得,.
所以椭圆C的方程为.
(2)点A,B的坐标分别为,.
设点P的坐标为,由椭圆的对称性知点Q的坐标为.
所以,.
所以.
又因为点P在椭圆上,所以,
即,所以.
同理.
所以为定值.
19.(内蒙古自治区呼和浩特市2023届高三上学期质量普查调研考试文科数学试题)已知椭圆(a>b>0)的离心率为,椭圆的右焦点F与抛物线的焦点重合.
(1)求椭圆C的方程;
(2)A、B是椭圆的左、右顶点,过点F且斜率不为0的直线交椭圆C于点M、N,直线AM与直线x=4交于点P.记PA、PF、BN的斜率分别为k1、k2、k3,是否为定值?并说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,理由见解析
【分析】(1)由题意可知,再根据离心率为可求,进而可求椭圆方程;
(2)设,,,,直线的方程为,与椭圆联立,由韦达定理可得,的值,联立直线与直线,求出交点的坐标,进而得到的表达式,代入已知求解即可.
【详解】(1)设椭圆的焦距为,因为椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合,
所以.
因为椭圆的离心率为,所以,解得,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)设,,,,直线的方程为,
与椭圆联立,
得,
因为直线交椭圆于,两点,所以,
所以,,
所以.
直线与直线的交点的坐标为,则.
设,则,
所以
,即为定值.
20.(四川省成都市第八中学校2022-2023学年高三上学期第二次模拟考试文科数学试题)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)如图, 四边形 是矩形,与椭圆相切于点与椭圆相切于点与椭圆相切 于点与椭圆相切于点, 求矩形面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1) 利用已知关系建立方程组,联立即可求解;
(2) 当直线的斜率不存在或为时, 求出矩形的面积,当直线的斜率存在且不为时, 设直线的方程为,与椭圆方程联立,利用韦达定理以及弦长公式求出,同理求出 ,进而表示出矩形的面积,利用函数思想求解即可.
【详解】(1)由已知可得:
可求出代入,
解得 所以椭圆的方程为;
(2)当直线 的斜率不存在或为时, 矩形的面积为,
当直线 的斜率存在且不为时, 设直线的方程为,
联立方程 消去整理可得:
, 所以,
解得 ,
所以 ,
同理可得 ,
所以矩形 的面积,
令 , 所以, 又, 所以,
则 ,
当 , 即时,取得最大值为;
所以 , 所以,
综上, 矩形 的面积的取值范围为.
21.(江西省上饶市重点中学协作体2021-2022学年高二下学期期末联考数学(文)试题)已知椭圆的一个顶点为,离心率为.
(1)求椭圆的方程:
(2)过椭圆右焦点且斜率为的直线与椭圆相交于两点,轴交于点,线段的中点为,直线过点且垂直于(其中为原点),证明直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题可得,然后利用离心率即可求解;
(2)设直线方程为,联立椭圆方程利用韦达定理,可得,进而可求直线的方程为,即可得证.
【详解】(1)依题意,,
又
椭圆的标准方程为.
(2)由(1)知右焦点坐标为,设直线方程为,
由得,,
直线OP的斜率,
直线的斜率,令得点坐标为,
直线的方程为,即,
直线恒过定点.
22.(江西省景德镇市2023届高三上学期第二次质检数学(文)试题)已知椭圆:的左右焦点分别为,,,分别为左右顶点,直线:与椭圆交于,两点,当倾斜角为时,是椭圆的上顶点,且的周长为6.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作轴的垂线,为上异于点的一点,以为直径作圆.若过点的直线(异于轴)与圆相切于点,且与直线相交于点,试判断是否为定值,并说明理由.
【答案】(1)
(2)为定值
【分析】(1)当倾斜角为时,求出直线的方程,令,求出,即可求出,再根据的周长及求出、,即可得解;
(2)由题设可得,设点,的方程设为,利用相切条件可得,联立直线方程可求的坐标,从而可判断在椭圆上,从而可证为定值.
【详解】(1)解:当倾斜角为时,直线为,
令,得,即椭圆的上顶点为,所以,
又的周长为,即,又,解得,,
所以椭圆的方程为 .
(2)解:由(1)可知,,,
因为过与圆相切的直线分别切于、两点,所以,
所以,
设点,则,圆的半径为,
则直线的方程为,
的方程设为,则,化简得,
由,解得,所以点
,所以点在椭圆上,
∴,即.
23.(江西省景德镇市2023届高三第一次质检试题数学(文)试题)已知椭圆,长轴是短轴的倍,点在椭圆上,且点在轴上的投影为点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过点的且不与轴垂直的直线交椭圆于、两点,是否存点,使得直线,直线与轴所在直线所成夹角相等?若存在,请求出常数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意,即可得到椭圆的方程即为,再将点代入方程,求出,即可得到,从而得解;
(2)设直线为,,,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,依题意,即可得到方程,解得即可.
【详解】(1)解:依题意,即,所以椭圆即,
又椭圆过点,
所以,解得,所以,所以椭圆方程为;
(2)解:因为直线不与轴垂直,所以设直线为,,,
由,消去整理得,
,
所以,,
因为,所以,
所以,即,
即,
即,解得.
24.(广西南宁市第二中学2023届高三上学期第一次综合质检数学(文)试题)已知椭圆,倾斜角为的直线过椭圆的左焦点和上顶点B,且(其中A为右顶点).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线l与椭圆C交于不同的两点P,Q,且,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,列出关于的方程组,即可求椭圆方程;
(2)讨论直线的斜率不存在和存在两种情况,联立方程,将向量关系,转化为坐标关系,并利用韦达定理消元整理,并根据,求解.
【详解】(1)由题可知
解得
故椭圆的方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,设,,,
由,,得,
同理,当,时,得,所以,
当直线l的斜率存在时,即时,
设直线的方程为,
联立
消去y得.
因为直线l与椭圆C交于不同的两点P、Q,
所以,
即①.
设,
则②,
则,
由,得③,
③代入②得,
化简整理得④,
将④代入①得,
化简得,
解得或.
综上,m的取值范围为.
25.(广西柳州市2023届新高三摸底考试数学(文)试题)已知平面上动点Q(x,y)到F(0,1)的距离比Q(x,y)到直线的距离小1,记动点Q(x,y)的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设点P的坐标为(0,-1),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);
(2)证明见解析.
【分析】(1)由题意列出方程化简求解即可;
(2)要使,只需,利用斜率公式及根与系数的关系化简即可得证.
(1)
Q(x,y),由题意,得,
当时,,平方可得,
当时,,平方可得,
由可知,不合题意,舍去.
综上可得,所以Q的轨迹方程C为.
(2)
不妨设,因为,所以,
从而直线PA的斜率为,解得,即A(2,1),
又F(0,1),所以轴.要使,只需.
设直线m的方程为,代入并整理,得.
首先,,解得或.
其次,设,则,
,故.
此时直线m的斜率的取值范围为.
26.(专题21圆锥曲线综合-2022年高考数学(文)母题题源解密)已知椭圆的长轴长为4,且经过点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线的斜率为,且与椭圆交于,两点(异于点,过点作的角平分线交椭圆于另一点.证明:直线与坐标轴平行.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)由条件得:解得,,即可得到椭圆方程.
(2)证明:欲证与坐标轴平行,即证直线的方程为;或,又因为平分,故只需证明,的斜率都存在时满足即可.当,的斜率不存在时,说明不满足题意.然后证明.设直线,,,,,联立,利用韦达定理结合的表达式,推出结果即可.
【详解】(1)解:由条件得:解得,,
椭圆.
(2)证明:欲证与坐标轴平行,即证直线的方程为;或,又因为平分,故只需证明,的斜率都存在时满足即可.
当,的斜率不存在时,即点或的坐标为,而经检验此时直线与椭圆相切,不满足题意.故,的斜率都存在,下证.
设直线,,,,,联立,可得
此时,
,,
.
(※),
(※)式的分子
,
直线与坐标轴平行.得证.
【点睛】本题主要考查了求椭圆方程以及韦达定理的应用,属于中档题.
27.(河南省部分重点中学2022-2023学年高三下学期2月开学联考文科数学试题)已知椭圆:的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作直线与椭圆交于A,B两点,且椭圆的左、右焦点分别为,,,的面积分别为,,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点代入椭圆方程,结合离心率、得出方程;
(2)当直线的斜率不存在时,由对称性得出;当直线斜率存在且不等于零时,联立直线和椭圆方程,由韦达定理以及三角形面积公式得,再由基本不等式求解即可;
【详解】(1)由椭圆的离心率为,且过点得
椭圆的方程为
(2)当直线的斜率不存在时,,则;
当直线斜率存在且不等于零时,设直线:,
联立可得,
设,,则,,
,,
显然,在轴两侧,,异号,
所以
,
当且仅当,时,取等号.
所以的最大值为.
28.(河南省濮阳市2022-2023学年高三下学期第一次摸底考试文科数学试题)已知椭圆的离心率为,点在短轴上,且.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于两点,求(点为坐标原点)面积的最大值.
【答案】(1);
(2) .
【分析】(1)由题知,,进而根据向量数量积的坐标运算得,再根据即可求得,进而得答案;
(2)设,进而联立直线与椭圆方程,结合韦达定理,弦长公式得,再求得原点到直线的距离即可计算的面积,再根据基本不等式求解即可.
【详解】(1)解:因为椭圆的离心率为,
所以,即,
因为点在短轴上,且,
所以,,解得,
因为,所以,,
所以,的方程为;
(2)解:设
联立方程得,
所以,即,
所以,
所以,
,
因为原点到直线的距离为,
所以,,当且仅当,即时等号成立,
所以,(点为坐标原点)面积的最大值为.
29.(河南省三门峡市2022-2023学年高三上学期第一次大练习(期末)数学(文科)试题)已知椭圆的右顶点为A,上顶点为,为坐标原点,点到直线的距离为,的面积为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线与椭圆交于两点,若直线直线,设直线的斜率分别为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)用表示出直线AB的方程,根据点O到直线AB的距离及的面积,求得,即可得解;
(2)设直线l的方程为,,与椭圆方程联立,利用根与系数的关系得,利用斜率公式得,化简可得定值.
【详解】(1)直线的方程为,即,
则,
因为的面积为,所以,即,
解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由(1)可得:直线的斜率为,设直线的方程为,,
联立方程,得,
依题意得:,,
所以
所以为定值.
【点睛】方法点睛:求解定值问题的三个步骤
(1)由特例得出一个值,此值一般就是定值;
(2)证明定值,有时可直接证明定值,有时将问题转化为代数式,可证明该代数式与参数(某些变量)无关;也可令系数等于零,得出定值;
(3)得出结论.
30.(安徽省黄山市2022届高三下学期第二次质量检测文科数学试题)如图,已知椭圆:经过点,、为椭圆的左右顶点,为椭圆的右焦点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知经过右焦点的直线(不经过点)交椭圆于、两点,交直线:于点,若,求直线的斜率.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由结合求出,再由给定的点求解作答.
(2)设出直线l的方程,与椭圆的方程联立,结合韦达定理及斜率坐标公式计算作答.
【详解】(1)依题意,,,令右焦点,则,,
由,得,而,则,由椭圆过点,得,有,
所以椭圆的方程为.
(2)由(1)知,,依题意,直线斜率存在,设直线:,,,
由消去并整理得:,则,,
显然,
,
解得,点,则有,
所以直线的斜率为.
【点睛】思路点睛:涉及动直线与圆锥曲线相交满足某个条件问题,可设出直线方程,再与圆锥曲线方程联立,利用韦达定理并结合已知推理求解.
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