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新高考数学二轮复习巩固练习21 圆锥曲线经典难题之一类探索性问题的通性通法研究(2份打包,原卷版+解析版)
展开1、基本思路
(1)探索性问题,一般先对结论作肯定存在的假设,然后由此肯定的假设出发,结合已知条件进行推理论证.
(2)若导出矛盾,则否定先前假设(否定型);若推出合理的结论,则说明假设正确(肯定型),由此得出问题的结论.
(3)“假设一推证一定论”是解答此类问题的三个步骤.
2、技巧总结
(1)解决是否存在常数的问题时,应首先假设存在,看是否能求出符合条件的参数值,如果推出矛盾就不存在,否则就存在.
(2)解决是否存在点的问题时,可依据条件,直接探究其结果;也可以举特例,然后再证明.
(3)解决是否存在直线的问题时,可依据条件寻找适合条件的直线方程,联立方程消元得出一元二次方程,利用判别式得出是否有解(存在).
(4)解决是否存在最值问题时,可依据条件,得出函数解析式,依据解析式判定其最值是否存在,然后得出结论.
【典型例题】
例1.(2023·全国·高三专题练习)已知直线l1是抛物线C:x2=2py(p>0)的准线,直线l2: SKIPIF 1 < 0 ,且l2与抛物线C没有公共点,动点P在抛物线C上,点P到直线l1和l2的距离之和的最小值等于2.
(1)求抛物线C的方程;
(2)点M在直线l1上运动,过点M作抛物线C的两条切线,切点分别为P1,P2,在平面内是否存在定点N,使得MN⊥P1P2恒成立?若存在,请求出定点N的坐标,若不存在,请说明理由.
【解析】(1)作PA,PB分别垂直l1和l2,垂足为A,B,抛物线C的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,
由抛物线定义知|PA|=|PF|,所以d1+d2=|PA|+|PB|=|PF|+|PB|,
显见d1+d2的最小值即为点F到直线l2的距离,
故 SKIPIF 1 < 0 ,解之得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍)
所以抛物线C的方程为x2=4y.
(2)由(1)知直线l1的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,当点M在特殊位置 SKIPIF 1 < 0 时,
显见两个切点P1,P2关于y轴对称,故要使得MN⊥P1P2,点N必须在y轴上.
故设M SKIPIF 1 < 0 ,N SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
抛物线C的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,求导得 SKIPIF 1 < 0 ,所以切线MP1的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
直线MP1的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,又点M在直线MP1上,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
故x1和x2是一元二次方程x2﹣2mx﹣4=0的根,
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
可见n=1时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以存在定点N SKIPIF 1 < 0 ,使得MN⊥P1P2恒成立.
例2.(2023·全国·高三专题练习)设椭圆E的方程为 SKIPIF 1 < 0 (a>1),点O为坐标原点,点A,B的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点M在线段AB上,满足 SKIPIF 1 < 0 ,直线OM的斜率为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆E的方程;
(2)若斜率为k的直线l交椭圆E于C,D两点,交y轴于点 SKIPIF 1 < 0 (t≠1),问是否存在实数t使得以CD为直径的圆恒过点B?若存在,求t的值,若不存在,说出理由.
【解析】(1)设点M的坐标 SKIPIF 1 < 0 ,点M在线段AB上,满足 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得:a=2,
∴椭圆E的方程 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设直线l方程: SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
假设存在实数t使得以CD为直径的圆恒过点B,则 SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
故当 SKIPIF 1 < 0 时,符合题意.
例3.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左焦点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,线段 SKIPIF 1 < 0 中点为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求双曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)经过点 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴不重合的直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于两个不同点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 分别交于另一点 SKIPIF 1 < 0 .
①若直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率都存在,并分别设为 SKIPIF 1 < 0 .是否存在实常数 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不存在,请说明理由.
②证明:直线 SKIPIF 1 < 0 恒过定点.
【解析】(1)由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减得: SKIPIF 1 < 0 ,
整理得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即双曲线 SKIPIF 1 < 0 ,
经检验满足题意.
(2)①因为 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 存在且 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
由题意得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的值 SKIPIF 1 < 0
②由①知 SKIPIF 1 < 0 (*),
由对称性知 SKIPIF 1 < 0 过的定点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上,在(*)
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 恒过定点 SKIPIF 1 < 0
例4.(2023·上海·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 是左、右焦点.设M是直线l: SKIPIF 1 < 0 上的一个动点,连结 SKIPIF 1 < 0 ,交椭圆Γ于N( SKIPIF 1 < 0 ).直线l与x轴的交点为P,且M不与P重合.
(1)若M的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,求四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积;
(2)若PN与椭圆Γ相切于N且 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(3)作N关于原点的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,是否存在直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 上的任一点到 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,若存在,求出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程和N的坐标,若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由椭圆方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 ,整理可得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由于直线PN的斜率必存在,则设直线PN的方程: SKIPIF 1 < 0 ,
与椭圆方程联立 SKIPIF 1 < 0 ,可得: SKIPIF 1 < 0 ,
由相切得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,故
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,满足 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
可得 SKIPIF 1 < 0 x轴,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)由于N与 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 是两组关于原点的对称点,由对称性知,
四边形 SKIPIF 1 < 0 是平行四边形,则 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 平行,故 SKIPIF 1 < 0 上的任一点到 SKIPIF 1 < 0 的距离均为两条平行线间的距离d.
设 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,易验证,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 之间的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,不合要求,
由直线 SKIPIF 1 < 0 斜率 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,
两式联立可得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍),代入椭圆的方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
例5.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 ,长轴是短轴的3倍,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若过点 SKIPIF 1 < 0 且不与y轴垂直的直线l与椭圆C交于M,N两点,在x轴的正半轴上是否存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得直线TM,TN斜率之积为定值?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意得a=3b,故椭圆C为 SKIPIF 1 < 0 ,
又点 SKIPIF 1 < 0 在C上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故椭圆C的方程即为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由已知知直线l过 SKIPIF 1 < 0 ,设l的方程为x=my+1,
联立两个方程得 SKIPIF 1 < 0 ,消去x得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 (*),
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
将(*)代入上式,可得: SKIPIF 1 < 0 ,
要使 SKIPIF 1 < 0 为定值,则有 SKIPIF 1 < 0 ,又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴t=3,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,
∴存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得直线TM与TN斜率之积为定值 SKIPIF 1 < 0 ,此时t=3.
例6.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)是否存在过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 ,交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,使得 SKIPIF 1 < 0 ?若存在,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆定义知 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)存在满足题意的直线 SKIPIF 1 < 0 .
由题知直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,设 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
化简得: SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时,直线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,不满足题意,故舍去.
所以存在直线 SKIPIF 1 < 0 满足题意,其方程为 SKIPIF 1 < 0 .
例7.(2023·全国·高三专题练习)圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的两个交点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为圆 SKIPIF 1 < 0 上一动点,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0
(1)求点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程;
(2)设点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为曲线 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试问:是否存在一个定点 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 变化时, SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形
【解析】(1)设点 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 上,
故有 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
代入 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
化简得: SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)根据题意,可设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
取 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
可得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0
联立方程组,可得交点为 SKIPIF 1 < 0 ;
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由对称性可知交点 SKIPIF 1 < 0 ,
若点 SKIPIF 1 < 0 在同一直线上,则直线只能为 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 上,
以下证明:对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 均在直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 上.
由 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 重合,
所以当 SKIPIF 1 < 0 变化时,点 SKIPIF 1 < 0 均在直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 上,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以要使 SKIPIF 1 < 0 恒为等腰三角形,只需要 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线即可,根据对称性知,点 SKIPIF 1 < 0 .
故存在定点 SKIPIF 1 < 0 满足条件.
【过关测试】
1.(2023春·河北邯郸·高三校联考开学考试)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,点P到点 SKIPIF 1 < 0 的距离比到y轴的距离大1,记点P的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设过点F且不与x轴重合的直线l与C交于A,B两点,求证:在曲线C上存在点P,使得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率成等差数列.
【解析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,由题意,得 SKIPIF 1 < 0 ,
两边平方并整理,得 SKIPIF 1 < 0 .
故所求C的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)证明:C的方程为 SKIPIF 1 < 0
当直线l的斜率不存在时,点A,B关于x轴对称,存在C上的点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率成等差数列;
当直线l的斜率存在且不为0时,可设直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 消去x,得 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
若存在点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为点P,A,B均在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入得 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
此时,存在C上的点 SKIPIF 1 < 0 ,使得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率成等差数列.
综上,存在C上的点P使得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率成等差数列.
2.(2023秋·江西吉安·高三统考期末)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )与双曲线 SKIPIF 1 < 0 的渐近线相同,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的右焦点.
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)已知 SKIPIF 1 < 0 是直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 上的任意一点,是否存在这样的直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得过点 SKIPIF 1 < 0 的直线与 SKIPIF 1 < 0 相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,且以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆过点 SKIPIF 1 < 0 ?若存在,求出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,若不存在,说明理由.
【解析】(1)依题意可设双曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴双曲线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 .
(2)显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,①
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即切点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
化简,得 SKIPIF 1 < 0 ,
上式对满足①式任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 成立,则 SKIPIF 1 < 0 .
故存在直线 SKIPIF 1 < 0 满足题设条件.
3.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,焦点到渐近线的距离为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求双曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是双曲线 SKIPIF 1 < 0 右支上不同的两点,线段AB的垂直平分线 SKIPIF 1 < 0 交AB于 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为2,则是否存在半径为1的定圆 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 被圆 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长为定值,若存在,求出圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)设双曲线的右焦点 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 到渐近线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
又渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以双曲线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,AB的中点为 SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上不同的两点, SKIPIF 1 < 0 中点的横坐标为2.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 存在时, SKIPIF 1 < 0 ,
因为AB的中垂线为直线l,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 不存在时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称, SKIPIF 1 < 0 的中线 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 轴,此时 SKIPIF 1 < 0 也过 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在定圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 被圆 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长为定值 SKIPIF 1 < 0 .
4.(2023秋·浙江·高三浙江省永康市第一中学校联考期末)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的长轴为4,离心率为 SKIPIF 1 < 0
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)如图,过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 作直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的垂线,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的面积分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,问:是否存在实数 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不存在,请说明理由
【解析】(1)因为椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的长轴为4,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ①,
联立 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 代入①得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
则当 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0
5.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的左右焦点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,上、下端点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .若从 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 中任选三点所构成的三角形均为面积等于2的直角三角形.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)如图,过点 SKIPIF 1 < 0 作两条不重合且,斜率之和为2的直线分别与椭圆交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 四点,若线段 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,试问直线 SKIPIF 1 < 0 是否过定点?如果是,求出定点坐标,如果不是,请说明理由.
【解析】(1)解法一:从 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 中任选三点可构成四个三角形,
其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
为此仅需考虑 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为面积等于2的直角三角形即可.
其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形,故可得 SKIPIF 1 < 0 ,即有: SKIPIF 1 < 0 ;
同时因为 SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形,故可得 SKIPIF 1 < 0 ,即有: SKIPIF 1 < 0 ;
综上可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即可得椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
解法二:由椭圆的对称性,结合已知条件可知从 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 中任选三点所构成的三角形,
均为等腰直角三角形,故四边形 SKIPIF 1 < 0 是面积为4的正方形,
又正方形的边长为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
又正方形的对角线相等,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
从而椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解法一:依题意,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ①
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程①与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程可得 SKIPIF 1 < 0
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 ,
根据中点公式可得: SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
同理可得: SKIPIF 1 < 0
从而直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为: SKIPIF 1 < 0
故直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 代入上式可得: SKIPIF 1 < 0
故直线 SKIPIF 1 < 0 必过定点 SKIPIF 1 < 0 .
解法二:依题意可知直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ①,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ②,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程②与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程可得 SKIPIF 1 < 0
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0
根据中点公式可得: SKIPIF 1 < 0
同时点 SKIPIF 1 < 0 是直线 SKIPIF 1 < 0 和直线 SKIPIF 1 < 0 的交点,联立方程①②得 SKIPIF 1 < 0
即可得 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ④
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ⑤
根据④⑤可以理解为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为关于 SKIPIF 1 < 0 的一元二次方程 SKIPIF 1 < 0 的两个根.
由韦达定理可得: SKIPIF 1 < 0 ,即可得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,故直线 SKIPIF 1 < 0 必过定点 SKIPIF 1 < 0 .
6.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,且离心率是 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程和短轴长;
(2)已知点 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 且与椭圆 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的交点 SKIPIF 1 < 0 ,问:是否存在直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 是以点 SKIPIF 1 < 0 为顶点的等腰三角形,若存在,求出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程;若不存在,说明理由.
【解析】(1)由题意知椭圆 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,且离心率是 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
故椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,短轴长为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)假设存在直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 是以点 SKIPIF 1 < 0 为顶点的等腰三角形,
由于直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,当直线斜率不存在时,直线l为 SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 为椭圆的短轴上的两顶点,此时 SKIPIF 1 < 0 是以点 SKIPIF 1 < 0 为顶点的等腰三角形;
当直线 SKIPIF 1 < 0 斜率存在时,设直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
当直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆C有两个不同的交点 SKIPIF 1 < 0 时,
该方程 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的中点为点D,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 斜率不存在,
此时 SKIPIF 1 < 0 的斜率k为0,不满足 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 不适合题意,
综合以上,存在直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 是以点 SKIPIF 1 < 0 为顶点的等腰三角形.
7.(2023秋·江西赣州·高三统考期末)已知圆 SKIPIF 1 < 0 上的动点P在y轴上的投影为Q,动点M满足 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求动点M的轨迹方程C;
(2)动直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线C交于A,B两点,问:是否存在定点D,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值,若存在,请求出点D的坐标及该定值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以动点M的轨迹方程 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 为定值
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在定点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0 .
8.(2023秋·北京房山·高三统考期末)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,且点 SKIPIF 1 < 0 到两个焦点的距离之和为8.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 分别相交于 SKIPIF 1 < 0 两点,直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .试问是否存在直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得线段 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线经过点 SKIPIF 1 < 0 ,如果存在,写出一条满足条件的直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,并证明;如果不存在,请说明理由.
【解析】(1)点 SKIPIF 1 < 0 到两个焦点的距离之和为8,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
(2)由题意,设 SKIPIF 1 < 0 ,联立直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程,可得,
SKIPIF 1 < 0 ,整理得, SKIPIF 1 < 0 ,
化简 SKIPIF 1 < 0 得, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
可设直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若线段 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线经过点 SKIPIF 1 < 0 ,必有 SKIPIF 1 < 0 ,故有
SKIPIF 1 < 0 ,整理得,
SKIPIF 1 < 0 ,化简得, SKIPIF 1 < 0 ,
得到, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,利用韦达定理,得
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时,直线 SKIPIF 1 < 0 为: SKIPIF 1 < 0 ,
故令 SKIPIF 1 < 0 ,则必有 SKIPIF 1 < 0 ,满足 SKIPIF 1 < 0 ,
此时,满足题意的直线 SKIPIF 1 < 0 为: SKIPIF 1 < 0 (答案不唯一)
9.(2023秋·山东烟台·高三山东省烟台第一中学校考期末)已知 SKIPIF 1 < 0 分别是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,A是C的右顶点, SKIPIF 1 < 0 ,P是椭圆C上一点,M,N分别为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,O是坐标原点,四边形OMPN的周长为4.
(1)求椭圆C的标准方程
(2)若不过点A的直线l与椭圆C交于D,E两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,判断直线l是否过定点,若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 M,N分别为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,O是坐标原点,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 四边形OMPN的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 椭圆C的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
易知 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
SKIPIF 1 < 0 直线l的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,直线l过定点 SKIPIF 1 < 0 .
当直线l的斜率不存在时,设 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
此时直线l过点 SKIPIF 1 < 0 .
综上,直线l过定点 SKIPIF 1 < 0 .
10.(2023春·江苏镇江·高三校考开学考试)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,上顶点为A,钝角三角形 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 交椭圆C于P,Q两点.当直线 SKIPIF 1 < 0 经过 SKIPIF 1 < 0 ,A两点时,点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设O为坐标原点,当直线 SKIPIF 1 < 0 的纵截距不为零时,试问是否存在实数k,使得
SKIPIF 1 < 0 为定值?若存在,求出此时 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)方法一:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
当直线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,A时,由 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ①,
同时得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ②.
联立①②,结合 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 为钝角三角形,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故椭圆C的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
方法二:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则经过 SKIPIF 1 < 0 ,
A两点时直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
因为点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ①, SKIPIF 1 < 0 ②
因为 SKIPIF 1 < 0 为钝角三角形,所以 SKIPIF 1 < 0 为钝角,所以 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ③.
联立①②③式及 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故椭圆C的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)方法一:由题意设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 消元得 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时满足题意.
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 为定值,则上式与 SKIPIF 1 < 0 无关,故 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 .
又点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立.
经检验,此时 SKIPIF 1 < 0 成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为1.
方法二:由题意设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 消元得 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时满足题意.
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
因为上式为定值,所以上式与 SKIPIF 1 < 0 无关.所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
此时 SKIPIF 1 < 0 .
又点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立.
经检验,此时 SKIPIF 1 < 0 成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为1.
11.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)以 SKIPIF 1 < 0 为圆心的圆经过椭圆的左焦点 SKIPIF 1 < 0 和上顶点 SKIPIF 1 < 0 ,求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率;
(2)已知 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点,且位于 SKIPIF 1 < 0 轴的上方,若 SKIPIF 1 < 0 是等腰三角形,求点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;
(3)已知 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 且倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 的直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方的交点记作 SKIPIF 1 < 0 ,若动直线 SKIPIF 1 < 0 也过点 SKIPIF 1 < 0 且与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点(均不同于 SKIPIF 1 < 0 ),是否存在定直线 SKIPIF 1 < 0 ,使得动直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 满足直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率总是成等差数列?若存在,求常数 SKIPIF 1 < 0 的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意得 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,所以离心率 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题意得椭圆 SKIPIF 1 < 0
①当 SKIPIF 1 < 0 时,由对称性得 SKIPIF 1 < 0 .
②当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
两式作差得 SKIPIF 1 < 0 ,
代入椭圆方程,得 SKIPIF 1 < 0 (负舍),故 SKIPIF 1 < 0
③当 SKIPIF 1 < 0 时,根据椭圆对称性可知 SKIPIF 1 < 0 .
(3)由题意得椭圆 SKIPIF 1 < 0 .
设直线 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
12.(2023·全国·高三专题练习)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,右顶点为 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,且 SKIPIF 1 < 0 的最大值的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 的取值范围
(2)设双曲线 SKIPIF 1 < 0 以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点为顶点,顶点为焦点, SKIPIF 1 < 0 是双曲线 SKIPIF 1 < 0 在第一象限上任意一点,当 SKIPIF 1 < 0 取得最小值时,试问是否存在常数 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 代入可得:
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,可得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 双曲线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 ⊥ SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,下面证明 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 点均使得 SKIPIF 1 < 0 成立,
考虑 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由双曲线方程 SKIPIF 1 < 0 ,可得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,结论得证,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立.
13.(2023·高三课时练习)已知曲线 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作直线 SKIPIF 1 < 0 和曲线 SKIPIF 1 < 0 交于A、B两点.
(1)求曲线 SKIPIF 1 < 0 的焦点到它的渐近线之间的距离;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在第一象限, SKIPIF 1 < 0 轴,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,连结 SKIPIF 1 < 0 ,求直线 SKIPIF 1 < 0 倾斜角的取值范围;
(3)过点 SKIPIF 1 < 0 作另一条直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 和曲线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,问是否存在实数 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 同时成立?如果存在,求出满足条件的实数 SKIPIF 1 < 0 的取值集合,如果不存在,请说明理由.
【解析】(1)曲线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 , 渐近线方程 SKIPIF 1 < 0 , 由对称性, 不妨计算 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离, SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , 从而 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为点 SKIPIF 1 < 0 在第一象限, 所以 SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 倾斜角的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)当直线 SKIPIF 1 < 0 , 直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当直线 SKIPIF 1 < 0 , 直线 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
不妨设 SKIPIF 1 < 0 , 与双曲线联立可得 SKIPIF 1 < 0 , 由弦长公式, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 替换成 SKIPIF 1 < 0 , 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 , 可得 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 , 此时 SKIPIF 1 < 0 成立.
因此满足条件的集合为 SKIPIF 1 < 0 .
14.(2023·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,记点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,
(1)求轨迹 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 且法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,直线与轨迹 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点.
①过 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 ,试确定 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
②在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在定点 SKIPIF 1 < 0 ,无论直线 SKIPIF 1 < 0 绕点 SKIPIF 1 < 0 怎样转动,使 SKIPIF 1 < 0 恒成立?如果存在,求出定点 SKIPIF 1 < 0 ;如果不存在,请说明理由.
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 ,知,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的双曲线的右支.
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由条件得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
① SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由条件 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,因此 SKIPIF 1 < 0 .
②设存在点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,
由 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此存在定点 SKIPIF 1 < 0 满足条件.
15.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的焦距为4,以原点为圆心,实半轴长为半径的圆和直线 SKIPIF 1 < 0 相切.
(1)求双曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)已知点 SKIPIF 1 < 0 为双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左焦点,试问在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在一定点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 任意作一条直线 SKIPIF 1 < 0 交双曲线 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,使 SKIPIF 1 < 0 为定值?若存在,求出此定值和所有的定点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)原点到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 双曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)假设存在点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,
①当直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;
②当直线 SKIPIF 1 < 0 方程不是 SKIPIF 1 < 0 时,可设直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0
整理得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
设方程 SKIPIF 1 < 0 的两个根为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,满足 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为定值1,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 不满足对任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 不合题意,舍去.
而且 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ;
综上得:过定点 SKIPIF 1 < 0 任意作一条直线 SKIPIF 1 < 0 交双曲线 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,
使 SKIPIF 1 < 0 为定值1.
16.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的中心在坐标原点,焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,其左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,短轴长为 SKIPIF 1 < 0 .点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,且满足△ SKIPIF 1 < 0 的周长为6.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)设过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,试问在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在一个定点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒为定值?若存在,求出该定值及点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意知: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆 SKIPIF 1 < 0 方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当直线斜率存在时,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 为定值.
只需 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,从而 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 不存在时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述:存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 .
17.(2023·全国·高三专题练习)双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 且垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴的直线 SKIPIF 1 < 0 与该双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)动点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在曲线 SKIPIF 1 < 0 上,已知点 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别与 SKIPIF 1 < 0 轴相交的两点关于原点对称,点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,证明:存在定点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 为定值.
【解析】(1)当 SKIPIF 1 < 0 轴时,把 SKIPIF 1 < 0 代入双曲线方程中,得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的方程: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)证明:设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别与 SKIPIF 1 < 0 轴相交的两点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,同理 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
此时直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 恒过定点 SKIPIF 1 < 0 ,显然不可能,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ,恒过定点 SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 中点为 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 为定值,∴存在 SKIPIF 1 < 0 使 SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0 .
18.(2023·全国·高三专题练习)椭圆 SKIPIF 1 < 0 经过两点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 的动直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆相交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点是 SKIPIF 1 < 0 ,其右准线与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)设点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的长轴上某一点(不为长轴顶点及坐标原点),是否存在与点 SKIPIF 1 < 0 不同的定点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立?只需写出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,无需证明.
【解析】(1)设椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 椭圆 SKIPIF 1 < 0 经过两点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,结论成立.
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
(3)当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴平行时,设直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆相交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,
如果存在定点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时,设直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆相交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 若存在不同于点 SKIPIF 1 < 0 不同的定点 SKIPIF 1 < 0 满足条件,则 SKIPIF 1 < 0 点坐标只可能为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
下面证明:对任意直线 SKIPIF 1 < 0 ,均有 SKIPIF 1 < 0 ,
记直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由题意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,符合题意;
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称的点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,A, SKIPIF 1 < 0 三点共线,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 对任意直线 SKIPIF 1 < 0 ,均有 SKIPIF 1 < 0 .
19.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 内,椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,右焦点 SKIPIF 1 < 0 到右准线的距离为2,直线 SKIPIF 1 < 0 过右焦点 SKIPIF 1 < 0 且与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直, SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上的动点,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(3)若动直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴不重合,在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在定点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 始终平分 SKIPIF 1 < 0 ?若存在,请求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意得: SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
椭圆的标准方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)当直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
又点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上, SKIPIF 1 < 0 ,
消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 得取值范围为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(3)假设在 SKIPIF 1 < 0 轴上存在点 SKIPIF 1 < 0 满足题意,不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 ,
消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 知: SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以存在点 SKIPIF 1 < 0 满足题意.
20.(2023·浙江温州·统考模拟预测)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,P是直线 SKIPIF 1 < 0 上不同于原点O的一个动点,斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于A,B两点,斜率为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于C,D两点.
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,问是否存在点P,满足 SKIPIF 1 < 0 ,若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由.
【解析】(1)由已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,( SKIPIF 1 < 0 ),∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 代入双曲线方程得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
同理 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
仿上,直线方程代入双曲线方程整理得:
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴存在 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 满足题意.
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