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新高考数学一轮复习精品讲练测第8章第11讲 圆锥曲线中的中点弦问题(培优)(2份,原卷版+解析版)
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知识讲解
椭圆中点弦斜率公式
(1) 若 为椭圆 弦 的中点, 有
.
(2) 若 为椭圆 弦 的中点, 有
.
双曲线的中点弦斜率公式
(1) 若 为双曲线 弦 ( 不平行 轴) 的中点, 则
(2) 若 为双曲线 弦 ( 不平行 轴) 的中点, 则
3. 抛物线的中点弦斜率公式
(1) 若 为抛物线 弦 不平行 轴 的中点, 则
(2) 若 为抛物线 弦 ( 不平行 轴) 的中点, 则
4. 中点弦斜率拓展
在椭圆 中, 以 为中点的弦所在直线的斜率 ;
在双曲线 中, 以 为中点的弦所在直线的斜率 ;
在抛物线 中,以 为中点的弦所在直线的斜率
5. 椭圆其他斜率形式拓展
椭圆的方程为(a>b>0),为椭圆的长轴顶点,P点是椭圆上异于长轴顶点的任一点,则有
椭圆的方程为(a>b>0),为椭圆的短轴顶点,P点是椭圆上异于短轴顶点的任一点,则有
椭圆的方程为(a>b>0),过原点的直线交椭圆于两点,P点是椭圆上异于两点的任一点,则有
点差法妙解中点弦问题
若设直线与圆锥曲线的交点 ( 弦的端点 ) 坐标为 ,
将这两点代入圆锥曲线的方程并对所得两式作差, 得到一个与弦 的中点和斜率有关的式子, 可以大大减少运算量。我们称这种代点作差的方法为“点差法”。
(1) 设点: 若 是椭圆 上不重合的两点,则
(2) 作差: 两式相减得 ,
(3)表斜率: 是直线 的斜率 是线段 的中点 ,
化简可得 , 此种方法为点差法。
考点一、椭圆中的中点弦问题
1.(全国·高考真题)已知椭圆+=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F的直线交椭圆于A、B两点.若AB的中点坐标为(1,-1),则E的方程为
A.+=1B.+=1
C.+=1D.+=1
2.(重庆·高考真题)直线与圆相交于两点,,弦的中点为,则直线的方程为 .
3.(2022·全国·统考高考真题)已知直线l与椭圆在第一象限交于A,B两点,l与x轴,y轴分别交于M,N两点,且,则l的方程为 .
4.(全国·高考真题)已知斜率为的直线与椭圆交于,两点,线段的中点为.
(1)证明:;
(2)设为的右焦点,为上一点,且.证明:,,成等差数列,并求该数列的公差.
5.(浙江·统考高考真题)如图,已知椭圆,抛物线,点A是椭圆与抛物线的交点,过点A的直线l交椭圆于点B,交抛物线于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求抛物线的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
1.(2023·江西·校联考模拟预测)已知直线过椭圆C;的一个焦点,与C交于A,B两点,与平行的直线与C交于M,N两点,若AB的中点为P,MN的中点为Q,且PQ的斜率为,则C的方程为( )
A.B.
C.D.
2.(2023·四川宜宾·四川省宜宾市第四中学校校考模拟预测)已知椭圆()的右焦点为,离心率为,过点的直线交椭圆于,两点,若的中点为,则直线的斜率为( )
A.B.C.D.1
3.(2023·河南郑州·统考二模)已知椭圆的上顶点为B,斜率为的直线l交椭圆于M,N两点,若△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
4.(2023·湖南长沙·雅礼中学校考模拟预测)(多选)已知椭圆的右焦点为,过点的直线交椭圆于两点.若的中点坐标为,则( )
A.直线的方程为B.
C.椭圆的标准方程为D.椭圆的离心率为
5.(2023·江西吉安·江西省峡江中学校考一模)已知椭圆的长轴比短轴长2,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于两点,且线段的中点为,求的方程.
6.(2023·重庆·统考一模)已知椭圆:的左、右焦点分别为,O为坐标原点,A为椭圆C上顶点,过平行于的直线与椭圆交于B,C两点, M为弦BC的中点且直线的斜率与OM的斜率乘积为,则椭圆C的离心率为 ;若,则直线的方程为 .
考点二、双曲线中的中点弦问题
1.(江苏·高考真题)已知双曲线的中心在原点且一个焦点为,直线与其相交于,两点,若中点的横坐标为,则此双曲线的方程是
A.B.
C.D.
2.(全国·高考真题)已知双曲线的中心为原点, 是的焦点,过F的直线 与相交于A,B两点,且AB的中点为 ,则的方程式为
A.B.C.D.
3.(2023·全国·统考高考真题)设A,B为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段AB中点的是( )
A.B.C.D.
4.(全国·高考真题)已知椭圆的离心率为,点在上
(1)求的方程
(2)直线不过原点且不平行于坐标轴,与有两个交点,线段的中点为.证明:直线的斜率与直线的斜率的乘积为定值.
1.(2022·全国·模拟预测)已知双曲线C的中心在坐标原点,其中一个焦点为,过F的直线l与双曲线C交于A、B两点,且AB的中点为,则C的离心率为( )
A.B.C.D.
2.(2022·山东烟台·统考三模)过双曲线:(,)的焦点且斜率不为0的直线交于A,两点,为中点,若,则的离心率为( )
A.B.2C.D.
3.(2022·上海青浦·统考一模)已知双曲线中心在原点且一个焦点为,直线与其相交于,两点,中点横坐标为,则此双曲线的方程是 .
4.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考二模)不与轴重合的直线经过点,双曲线:上存在两点A,B关于对称,AB中点M的横坐标为,若,则的值为 .
5.(2022·四川成都·成都七中校考模拟预测)已知双曲线的右焦点为,虚轴的上端点为,点,为上两点,点为弦的中点,且,记双曲线的离心率为,则 .
考点三、抛物线中的中点弦问题
1.(四川·高考真题)已知抛物线上存在关于直线对称的相异两点、,则等于( )
A.3B.4C.D.
2.(山东·高考真题)已知抛物线,过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于 两点,若线段的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为
A.B.
C.D.
3.(北京·高考真题)已知点在抛物线上,的重心与此抛物线的焦点重合(如图).
(1)写出该抛物线的方程和焦点的坐标;
(2)求线段中点的坐标;
(3)求所在直线的方程.
1.(2023·四川成都·校考模拟预测)已知抛物线,直线与抛物线交于、两点,线段的中点为,则的方程为( )
A.B.
C.D.
2.(2023·陕西咸阳·统考二模)过抛物线的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若l的倾斜角为,则线段AB的中点到x轴的距离是 .
3.(2023·贵州遵义·统考三模)已知抛物线上两点A,B关于点对称,则直线AB的斜率为 .
4.(2023·云南红河·校考模拟预测)已知抛物线,过点的直线l交C于M,N两点.
(1)当点A平分线段时,求直线l的方程;
(2)已知点,过点的直线交C于P,Q两点,证明:.
【能力提升】
1.(2023·四川巴中·南江中学校考模拟预测)已知椭圆四个顶点构成的四边形的面积为,直线与椭圆C交于A,B两点,且线段的中点为,则椭圆C的方程是( )
A.B.
C.D.
2.(2023·贵州·统考模拟预测)已知椭圆的右焦点为,过点且斜率为1的直线交椭圆于两点.若的中点坐标为,则的方程为( )
A.B.
C.D.
3.(2023·河南·校联考模拟预测)已知直线与椭圆交于两点,若点恰为弦的中点,则椭圆的离心率是( )
A.B.C.D.
4.(2023·四川绵阳·四川省绵阳江油中学校考模拟预测)已知点是椭圆上的三点,坐标原点是的重心,若点,直线的斜率恒为,则椭圆的离心率为( )
A.B.
C.D.
5.(2023·山东青岛·山东省青岛第五十八中学校考一模)已知m,n,s,t为正数,,,其中m,n是常数,且s+t的最小值是,点M(m,n)是曲线的一条弦AB的中点,则弦AB所在直线方程为( )
A.x-4y+6=0B.4x-y-6=0
C.4x+y-10=0D.
6.(2023·四川雅安·统考三模)已知双曲线C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率等于,点在双曲线C上,椭圆E的焦点与双曲线C的焦点相同,斜率为的直线与椭圆E交于A、B两点.若线段AB的中点坐标为,则椭圆E的方程为( )
A.B.
C.D.
7.(2023·重庆·统考模拟预测)已知椭圆C:,圆O:,直线l与圆O相切于第一象限的点A,与椭圆C交于P,Q两点,与x轴正半轴交于点B.若,则直线l的方程为 .
8.(2023·河南·襄城高中校联考三模)已知为坐标原点,双曲线:(,)的左,右焦点分别为,,过左焦点作斜率为的直线与双曲线交于,两点(在第一象限),是的中点,若是等边三角形,则直线的斜率为 .
9.(2023·安徽合肥·校考一模)已知椭圆方程为,且椭圆内有一条以点为中点的弦,则弦所在的直线的方程是 .
10.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆的离心率为,斜率为正的直线l与椭圆C交于A,B两点,与x轴、y轴分别交于P,Q两点,且,则直线l的斜率为 .
11.(2023·安徽滁州·校考二模)已知直线与椭圆交于两点,线段中点在直线上,且线段的垂直平分线交轴于点,则椭圆的离心率是 .
12.(2022·贵州贵阳·贵阳一中校考模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为过左焦点作斜率为2的直线与双曲线交于A,B两点,P是AB的中点,O为坐标原点,若直线OP的斜率为,则b的值是( )
A.2B.C.D.
13.(2023·陕西西安·长安一中校考二模)已知双曲线的右焦点为,虚轴的上端点为,点,在双曲线上,且点为线段的中点,,双曲线的离心率为,则( )
A.B.C.D.
14.(2023·江西景德镇·统考模拟预测)已知双曲线的左,右焦点分别为,直线l过且与双曲线交于A,B两点,若直线l不与x轴垂直,且,则直线l的斜率为( )
A.B.C.D.
15.(2023·河南·校联考模拟预测)已知双曲线的离心率为,直线与交于两点,为线段的中点,为坐标原点,则与的斜率的乘积为( )
A.B.C.D.
16.(2023·贵州·校联考模拟预测)已知直线与双曲线的两条渐近线分别交于点,(不重合),的垂直平分线过点,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
17.(2022·浙江绍兴·统考模拟预测)已知双曲线,直线l交双曲线两条渐近线于点A、B,M为线段的中点,设直线l、的斜率分别为,若,则渐近线方程为 .
18.(2023·河南开封·统考三模)不与x轴重合的直线l过点N(,0)(xN≠0),双曲线C:(a>0,b>0)上存在两点A、B关于l对称,AB中点M的横坐标为.若,则C的离心率为 .
19.(2023·陕西商洛·统考三模)如图,已知过原点的直线与双曲线相交于两点,双曲线的右支上一点满足,若直线的斜率为-3,则双曲线的离心率为 .
20.(2023·四川资阳·统考三模)已知抛物线C:,过点的直线l与抛物线C交于A,B两点,若,则直线l的斜率是( )
A.B.4C.D.
21.(2023·江西赣州·统考模拟预测)已知抛物线的焦点为,过点的直线交于、两点,线段的中点为,则直线的斜率的最大值为( )
A.B.C.D.
22.(2023·四川成都·石室中学校考模拟预测)已知斜率为的直线过抛物线的焦点,且与抛物线交于两点,抛物线的准线上一点满足,则( )
A.B.C.5D.6
23.(2023·重庆·校联考模拟预测)(多选)已知是抛物线上两动点,为抛物线的焦点,则( )
A.直线过焦点时,最小值为4
B.直线过焦点且倾斜角为时(点在第一象限),
C.若中点的横坐标为3,则最大值为8
D.点坐标,且直线斜率之和为与抛物线的另一交点为,则直线,方程为:
24.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考二模)(多选)抛物线为定值焦点为,与直线相交于两点,为中点.过作轴的垂线,垂足为,过作的垂线,交轴于,则( )
A.
B.的纵坐标是定值
C.为定值
D.存在唯一的使得
25.(2023·安徽宿州·统考一模)若抛物线C:存在以点为中点的弦,请写出一个满足条件的抛物线方程为 .
26.(2023·四川·四川省金堂中学校校联考三模)若A,B是抛物线上不同的两点,线段AB的垂直平分线交x轴于点,则的最大值为 .
27.(2023·四川·四川省金堂中学校校联考三模)抛物线:的焦点为,直线与交于,两点,线段的垂直平分线交轴于点,则 .
28.(2023·北京大兴·校考三模)已知抛物线顶点在原点,焦点为,过作直线交抛物线于、两点,若线段的中点横坐标为2,则线段的长为
29.(2023·广东广州·广州市培正中学校考模拟预测)已知为抛物线上的两点,,若,则直线的方程为 .
30.(2022·山西运城·统考模拟预测)已知抛物线,点在E上.
(1)求E的方程;
(2)设动直线l交E于A,B两点,点P,Q在E上,且,若直线l始终平分弦PQ,求点P的坐标.
【真题感知】
1.(上海·高考真题)已知椭圆C的焦点,且长轴长为6,设直线交椭圆C于A、B两点,求线段AB的中点坐标
2.(陕西·高考真题)设椭圆C:过点(0,4),离心率为
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)求过点(3,0)且斜率为的直线被C所截线段的中点坐标.
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