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2025年高考數學第一輪復習考點講與練第11講圓錐曲線中的中點弦問題(高階拓展、競賽適用)(學生版+解析)

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  1. 二一教育資源

2025年高考數學第一輪復習考點講與練第11講圓錐曲線中的中點弦問題(高階拓展、競賽適用)(學生版+解析)

資源簡介

圓錐曲線中的中點弦問題
(高階拓展、競賽適用)
(3類核心考點精講精練)
1. 5年真題考點分布
5年考情
考題示例 考點分析 關聯考點
2023年全國乙卷(文科), 第12題,5分 由弦中點求弦方程或斜率 已知方程求雙曲線的漸近線 討論雙曲線與直線的位置關系
2022年新Ⅱ卷,第16題,5分 由中點弦求弦方程 根據弦長求參數
2022年新Ⅱ卷,第21題,12分 求雙曲線中的弦長 由中點弦坐標或中點弦方程、斜率求參數 根據韋達定理求參數 根據雙曲線的漸近線求標準方程
2. 命題規律及備考策略
【命題規律】本節內容是新高考卷的常考內容,設題不定,難度中等或偏難,分值為5-17分
【備考策略】1.理解、掌握圓錐曲線的中點弦及其相關計算
2.會用點差法求解相關問題
【命題預測】本節內容是新高考卷的常考內容,小題和大題都會作為載體命題,同學們要會結合公式運算,需強化訓練復習
知識講解
橢圓中點弦斜率公式
(1) 若 為橢圓 弦 的中點, 有
.
(2) 若 為橢圓 弦 的中點, 有
.
雙曲線的中點弦斜率公式
(1) 若 為雙曲線 弦 ( 不平行 軸) 的中點, 則
(2) 若 為雙曲線 弦 ( 不平行 軸) 的中點, 則
3. 拋物線的中點弦斜率公式
(1) 若 為拋物線 弦 不平行 軸 的中點, 則
(2) 若 為拋物線 弦 ( 不平行 軸) 的中點, 則
4. 中點弦斜率拓展
在橢圓 中, 以 為中點的弦所在直線的斜率 ;
在雙曲線 中, 以 為中點的弦所在直線的斜率 ;
在拋物線 中,以 為中點的弦所在直線的斜率
5. 橢圓其他斜率形式拓展
橢圓的方程為(a>b>0),為橢圓的長軸頂點,P點是橢圓上異于長軸頂點的任一點,則有
橢圓的方程為(a>b>0),為橢圓的短軸頂點,P點是橢圓上異于短軸頂點的任一點,則有
橢圓的方程為(a>b>0),過原點的直線交橢圓于兩點,P點是橢圓上異于兩點的任一點,則有
點差法妙解中點弦問題
若設直線與圓錐曲線的交點 ( 弦的端點 ) 坐標為 ,
將這兩點代入圓錐曲線的方程并對所得兩式作差, 得到一個與弦 的中點和斜率有關的式子, 可以大大減少運算量。我們稱這種代點作差的方法為“點差法”。
(1) 設點: 若 是橢圓 上不重合的兩點,則
(2) 作差: 兩式相減得 ,
(3)表斜率: 是直線 的斜率 是線段 的中點 ,
化簡可得 , 此種方法為點差法。
考點一、橢圓中的中點弦問題
1.(2022·全國·高考真題)已知直線l與橢圓在第一象限交于A,B兩點,l與x軸,y軸分別交于M,N兩點,且,則l的方程為 .
2.(重慶·高考真題)直線與圓相交于兩點,,弦的中點為,則直線的方程為 .
3.(全國·高考真題)已知橢圓E:+=1(a>b>0)的右焦點為F(3,0),過點F的直線交橢圓于A、B兩點.若AB的中點坐標為(1,-1),則E的方程為
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
1.(2024高三·全國·專題練習)橢圓上的兩點A,B關于直線對稱,則弦的中點坐標為( )
A. B. C. D.
2.(2024高三·全國·專題練習)已知橢圓+=1內有一點P(2,3),過點P的一條弦恰好以P為中點,則這條弦所在的直線方程為 .
3.(2025·甘肅張掖·模擬預測)已知傾斜角為的直線與橢圓交于兩點,為中點,為坐標原點,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
4.(2024·陜西銅川·三模)已知原點為,橢圓與直線交于兩點,線段的中點為,若直線的斜率為,則橢圓的離心率為( )
A. B. C. D.
5.(23-24高三下·安徽六安·階段練習)已知橢圓:的右焦點為,過點的直線交橢圓于兩點,若的中點坐標為,則橢圓的方程為(  )
A. B. C. D.
考點二、雙曲線中的中點弦問題
1.(2023·全國·高考真題)設A,B為雙曲線上兩點,下列四個點中,可為線段AB中點的是( )
A. B. C. D.
2.(全國·高考真題)已知雙曲線的中心為原點, 是的焦點,過F的直線 與相交于A,B兩點,且AB的中點為 ,則的方程式為
A. B. C. D.
3.(全國·高考真題)已知雙曲線的中心在原點且一個焦點為,直線與其相交于,兩點,若中點的橫坐標為,則此雙曲線的方程是
A. B.
C. D.
1.(23-24高三上·湖北武漢·期末)已知A,B為雙曲線上不同兩點,下列點中可為線段的中點的是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·天津和平·期末)直線l與雙曲線交于A,B兩點,線段AB的中點為點,則直線l的斜率為( )
A. B. C. D.
3.(2024·陜西寶雞·模擬預測)已知直線與雙曲線交于兩點,點是弦的中點,則雙曲線的離心率為( )
A.2 B. C. D.3
4.(23-24高二上·江蘇南通·階段練習)已知直線l與雙曲線交于A、B兩點,且弦的中點為,則直線l的方程為 .
5.(2023·陜西寶雞·模擬預測)已知雙曲線:的右焦點為,過點的直線交雙曲線E于A、B兩點.若的中點坐標為,則E的方程為( )
A. B.
C. D.
6.(2024高三下·全國·專題練習)已知雙曲線:的左右頂點分別為、.
(1)求以、為焦點,離心率為的橢圓的標準方程;
(2)直線過點與雙曲線交于兩點,若點恰為弦的中點,求出直線的方程;
7.(22-23高二上·內蒙古包頭·期末)如圖1、2,已知圓方程為,點.M是圓上動點,線段的垂直平分線交直線于點.

(1)求點的軌跡方程;
(2)記點的軌跡為曲線,過點是否存在一條直線,使得直線與曲線交于兩點,且是線段中點.
考點三、拋物線中的中點弦問題
1.(四川·高考真題)已知拋物線上存在關于直線對稱的相異兩點、,則等于(  )
A.3 B.4 C. D.
2.(山東·高考真題)已知拋物線,過其焦點且斜率為1的直線交拋物線于 兩點,若線段的中點的縱坐標為2,則該拋物線的準線方程為
A. B.
C. D.
3.(北京·高考真題)已知點在拋物線上,的重心與此拋物線的焦點重合(如圖).
(1)寫出該拋物線的方程和焦點的坐標;
(2)求線段中點的坐標;
(3)求所在直線的方程.
1.(2024·山西臨汾·二模)已知拋物線,過點的直線與相交于A,B兩點,且為弦AB的中點,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
2.(2024·甘肅蘭州·三模)過拋物線焦點的直線交拋物線于兩點,已知,線段的垂直平分線交軸于點,則( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.(23-24高二上·湖北·期中)若拋物線上兩點,關于直線對稱,且,則中點坐標為( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三下·安徽·開學考試)已知拋物線的準線為,點在拋物線上,且線段的中點為,則直線的方程為( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高三下·安徽·階段練習)已知拋物線,過C的焦點F且傾斜角為的直線交C于A,B兩點,線段AB的中點為W,,則( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(23-24高三上·陜西安康·階段練習)已知拋物線C:的焦點為F,準線為.過拋物線C頂點的直線l與準線交于點M,與拋物線C交于另一點N.若,則點N的橫坐標為( )
A. B. C. D.
一、單選題
1.(23-24高二上·山西太原·期末)在橢圓中,以點為中點的弦所在的直線方程為( )
A. B. C. D.
2.(21-22高三上·貴州·階段練習)已知雙曲線的離心率為2,過點的直線與雙曲線C交于A,B兩點,且點P恰好是弦的中點,則直線的方程為( )
A. B. C. D.
3.(21-22高二下·安徽·開學考試)已知點,是雙曲線上的兩點,線段的中點是,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三下·內蒙古赤峰·開學考試)已知直線交拋物線于兩點,且的中點為,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
5.(24-25高三上·貴州·開學考試)已知直線與橢圓相交于兩點,橢圓的兩個焦點是,,線段的中點為,則的面積為( )
A. B. C. D.
二、填空題
6.(23-24高二上·寧夏·期中)已知為拋物線上的兩點,且線段AB中點的縱坐標為2,則直線AB的斜率為 .
7.(2022高三上·全國·專題練習)已知橢圓:的中心為,為左焦點,為橢圓上頂點,直線與橢圓的另一個交點為,線段的中點坐標為,則橢圓的離心率為
三、解答題
8.(2024高三·全國·專題練習)設直線l:y=x-1與拋物線y2=4x相交于A,B兩點.求:
(1)線段AB的長;
(2)AB的中點M的坐標.
9.(2024·陜西西安·模擬預測)已知橢圓的一個焦點與拋物線的焦點重合,離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)過點作斜率為的直線交橢圓于兩點,求弦中點坐標.
10.(2021·湖南·模擬預測)已知雙曲線的其中一個焦點為,一條漸近線方程為
(1)求雙曲線的標準方程;
(2)已知傾斜角為的直線與雙曲線交于兩點,且線段的中點的縱坐標為4,求直線的方程.
一、單選題
1.(2024·吉林白山·一模)不與坐標軸垂直的直線過點,,橢圓上存在兩點關于對稱,線段的中點的坐標為.若,則的離心率為( )
A. B. C. D.
2.(2024·全國·模擬預測)已知斜率為的直線與橢圓交于,兩點,為坐標原點,以,為鄰邊作平行四邊形,點恰好在上.若線段的中點在直線上,則直線的方程為( )
A. B. C. D.
3.(2024·陜西安康·模擬預測)已知橢圓,過點作傾斜角為的直線與交于,兩點,當為線段的中點時,直線(為坐標原點)的斜率為,則的離心率為( )
A. B. C. D.
二、多選題
4.(2024·全國·模擬預測)已知雙曲線,直線l與雙曲線C交于A,B兩點,O為坐標原點,若點P在直線l上,且直線OP把分成面積相等的兩部分,則下列能作為點P的坐標的是( )
A. B. C. D.
三、填空題
5.(23-24高三上·山東德州·期末)若直線過拋物線的焦點且與拋物線交于兩點,的中垂線交軸于點,則 .
6.(2022高三·全國·專題練習)設是橢圓上不關于坐標軸對稱的兩點,是線段的中點,是坐標原點,若直線與直線的斜率之積為,則橢圓的離心率為 .
四、解答題
7.(2024·貴州黔南·二模)已知拋物線:()的焦點為,過焦點作直線交拋物線于兩點,為拋物線上的動點,且的最小值為1.
(1)拋物線的方程;
(2)若直線交拋物線的準線于點,求線段的中點的坐標.
8.(2023·廣西南寧·模擬預測)已知雙曲線()經過點,其漸近線方程為.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)過點的直線l與雙曲線C相交于A,B兩點,P能否是線段AB的中點?請說明理由.
9.(22-23高二上·貴州貴陽·階段練習)已知圓,圓,動圓與圓外切并且與圓內切,圓心的軌跡為曲線
(1)求的方程;
(2)是否存在過點的直線交曲線于兩點,使得為中點?若存在,求該直線方程,若不存在,請說明理由.
10.(2024高三·全國·專題練習)已知橢圓,橢圓的右焦點為.
(1)求過點且斜率為1的直線被橢圓截得的弦長;
(2)判斷點與橢圓的位置關系,并求以為中點的橢圓的弦所在的直線方程.
1.(2020·浙江·高考真題)如圖,已知橢圓,拋物線,點A是橢圓與拋物線的交點,過點A的直線l交橢圓于點B,交拋物線于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求拋物線的焦點坐標;
(Ⅱ)若存在不過原點的直線l使M為線段AB的中點,求p的最大值.
2.(2018·全國·高考真題)已知斜率為的直線與橢圓交于,兩點,線段的中點為.
(1)證明:;
(2)設為的右焦點,為上一點,且.證明:,,成等差數列,并求該數列的公差.
3.(陜西·高考真題)設橢圓C:過點(0,4),離心率為
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)求過點(3,0)且斜率為的直線被C所截線段的中點坐標.
4.(福建·高考真題)已知橢圓的左焦點為為坐標原點.
(1)求過點,并且與橢圓的左準線l相切的圓的方程;
(2)設過點F且不與坐標軸垂直的直線交橢圓于A B兩點,線段的垂直平分線與x軸交于點G,求點G橫坐標的取值范圍.
5.(上海·高考真題)已知橢圓C的焦點,且長軸長為6,設直線交橢圓C于A、B兩點,求線段AB的中點坐標
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(高階拓展、競賽適用)
(3類核心考點精講精練)
1. 5年真題考點分布
5年考情
考題示例 考點分析 關聯考點
2023年全國乙卷(文科), 第12題,5分 由弦中點求弦方程或斜率 已知方程求雙曲線的漸近線 討論雙曲線與直線的位置關系
2022年新Ⅱ卷,第16題,5分 由中點弦求弦方程 根據弦長求參數
2022年新Ⅱ卷,第21題,12分 求雙曲線中的弦長 由中點弦坐標或中點弦方程、斜率求參數 根據韋達定理求參數 根據雙曲線的漸近線求標準方程
2. 命題規律及備考策略
【命題規律】本節內容是新高考卷的常考內容,設題不定,難度中等或偏難,分值為5-17分
【備考策略】1.理解、掌握圓錐曲線的中點弦及其相關計算
2.會用點差法求解相關問題
【命題預測】本節內容是新高考卷的常考內容,小題和大題都會作為載體命題,同學們要會結合公式運算,需強化訓練復習
知識講解
橢圓中點弦斜率公式
(1) 若 為橢圓 弦 的中點, 有
.
(2) 若 為橢圓 弦 的中點, 有
.
雙曲線的中點弦斜率公式
(1) 若 為雙曲線 弦 ( 不平行 軸) 的中點, 則
(2) 若 為雙曲線 弦 ( 不平行 軸) 的中點, 則
3. 拋物線的中點弦斜率公式
(1) 若 為拋物線 弦 不平行 軸 的中點, 則
(2) 若 為拋物線 弦 ( 不平行 軸) 的中點, 則
4. 中點弦斜率拓展
在橢圓 中, 以 為中點的弦所在直線的斜率 ;
在雙曲線 中, 以 為中點的弦所在直線的斜率 ;
在拋物線 中,以 為中點的弦所在直線的斜率
5. 橢圓其他斜率形式拓展
橢圓的方程為(a>b>0),為橢圓的長軸頂點,P點是橢圓上異于長軸頂點的任一點,則有
橢圓的方程為(a>b>0),為橢圓的短軸頂點,P點是橢圓上異于短軸頂點的任一點,則有
橢圓的方程為(a>b>0),過原點的直線交橢圓于兩點,P點是橢圓上異于兩點的任一點,則有
點差法妙解中點弦問題
若設直線與圓錐曲線的交點 ( 弦的端點 ) 坐標為 ,
將這兩點代入圓錐曲線的方程并對所得兩式作差, 得到一個與弦 的中點和斜率有關的式子, 可以大大減少運算量。我們稱這種代點作差的方法為“點差法”。
(1) 設點: 若 是橢圓 上不重合的兩點,則
(2) 作差: 兩式相減得 ,
(3)表斜率: 是直線 的斜率 是線段 的中點 ,
化簡可得 , 此種方法為點差法。
考點一、橢圓中的中點弦問題
1.(2022·全國·高考真題)已知直線l與橢圓在第一象限交于A,B兩點,l與x軸,y軸分別交于M,N兩點,且,則l的方程為 .
【答案】
【分析】令的中點為,設,,利用點差法得到,設直線,,,求出、的坐標,再根據求出、,即可得解;
【詳解】[方法一]:弦中點問題:點差法
令的中點為,設,,利用點差法得到,
設直線,,,求出、的坐標,
再根據求出、,即可得解;
解:令的中點為,因為,所以,
設,,則,,
所以,即
所以,即,設直線,,,
令得,令得,即,,
所以,
即,解得或(舍去),
又,即,解得或(舍去),
所以直線,即;
故答案為:
[方法二]:直線與圓錐曲線相交的常規方法
解:由題意知,點既為線段的中點又是線段MN的中點,
設,,設直線,,,
則,,,因為,所以
聯立直線AB與橢圓方程得消掉y得
其中,
∴AB中點E的橫坐標,又,∴
∵,,∴,又,解得m=2
所以直線,即
2.(重慶·高考真題)直線與圓相交于兩點,,弦的中點為,則直線的方程為 .
【答案】.
【詳解】設圓心,直線的斜率為,弦AB的中點為,的斜率為,則,所以由點斜式得.
3.(全國·高考真題)已知橢圓E:+=1(a>b>0)的右焦點為F(3,0),過點F的直線交橢圓于A、B兩點.若AB的中點坐標為(1,-1),則E的方程為
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【答案】D
【詳解】設、,所以,運用點差法,所以直線的斜率為,設直線方程為,聯立直線與橢圓的方程,所以;又因為,解得.
【考點定位】本題考查直線與圓錐曲線的關系,考查學生的化歸與轉化能力.
1.(2024高三·全國·專題練習)橢圓上的兩點A,B關于直線對稱,則弦的中點坐標為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】設,,的中點為,可得,運用“點差法”求解可得,代入求得結果.
【詳解】設,,的中點為,則,
由點在橢圓上得,兩式相減得,
整理得,
由,,即,
將代入,解得,,
所以.
故選:D.
2.(2024高三·全國·專題練習)已知橢圓+=1內有一點P(2,3),過點P的一條弦恰好以P為中點,則這條弦所在的直線方程為 .
【答案】
【分析】根據點差法求出弦所在直線的斜率得解.
【詳解】設弦為,,,
則,兩式相減并化簡得,
即,則,
所以弦所在直線的方程為,即.
故答案為:.
3.(2025·甘肅張掖·模擬預測)已知傾斜角為的直線與橢圓交于兩點,為中點,為坐標原點,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】設出點,,的坐標,根據坐標求出的關系式,把,兩點坐標代入橢圓方程,利用點差法化簡即可求解.
【詳解】設,,,
則,,,
所以,所以,
將,兩點坐標代入橢圓方程可得:,
兩式作差可得:,
所以,則,
故選:D
4.(2024·陜西銅川·三模)已知原點為,橢圓與直線交于兩點,線段的中點為,若直線的斜率為,則橢圓的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】設,則,由點差法求解離心率即可.
【詳解】設,則,
則,兩式相減可得,
,即,
即,,故.
故選:B
5.(23-24高三下·安徽六安·階段練習)已知橢圓:的右焦點為,過點的直線交橢圓于兩點,若的中點坐標為,則橢圓的方程為(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根據橢圓焦點坐標以及的中點坐標,利用點差法即可得,可求出橢圓的方程.
【詳解】不妨設,所以,
兩式相減可得,整理可得,
根據題意可知直線的斜率為,
由的中點坐標為可得;
因此,可得,
又焦點為可得,解得;
所以橢圓的方程為.
故選:A
考點二、雙曲線中的中點弦問題
1.(2023·全國·高考真題)設A,B為雙曲線上兩點,下列四個點中,可為線段AB中點的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根據點差法分析可得,對于A、B、D:通過聯立方程判斷交點個數,逐項分析判斷;對于C:結合雙曲線的漸近線分析判斷.
【詳解】設,則的中點,
可得,
因為在雙曲線上,則,兩式相減得,
所以.
對于選項A: 可得,則,
聯立方程,消去y得,
此時,
所以直線AB與雙曲線沒有交點,故A錯誤;
對于選項B:可得,則,
聯立方程,消去y得,
此時,
所以直線AB與雙曲線沒有交點,故B錯誤;
對于選項C:可得,則
由雙曲線方程可得,則為雙曲線的漸近線,
所以直線AB與雙曲線沒有交點,故C錯誤;
對于選項D:,則,
聯立方程,消去y得,
此時,故直線AB與雙曲線有交兩個交點,故D正確;
故選:D.
2.(全國·高考真題)已知雙曲線的中心為原點, 是的焦點,過F的直線 與相交于A,B兩點,且AB的中點為 ,則的方程式為
A. B. C. D.
【答案】B
【詳解】∵kAB==1,
∴直線AB的方程為y=x-3.
由于雙曲線的焦點為F(3,0),
∴c=3,c2=9.
設雙曲線的標準方程為-=1(a>0,b>0),
則-=1.整理,得
(b2-a2)x2+6a2x-9a2-a2b2=0.
設A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2==2×(-12),
∴a2=-4a2+4b2,∴5a2=4b2.
又a2+b2=9,
∴a2=4,b2=5.
∴雙曲線E的方程為-=1.故選B.
3.(全國·高考真題)已知雙曲線的中心在原點且一個焦點為,直線與其相交于,兩點,若中點的橫坐標為,則此雙曲線的方程是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根據點差法得,再根據焦點坐標得,解方程組得,,即得結果.
【詳解】設雙曲線的方程為,由題意可得,設,,則的中點為,由且,得 , ,即,聯立,解得,,故所求雙曲線的方程為.故選D.
【點睛】本題主要考查利用點差法求雙曲線標準方程,考查基本求解能力,屬于中檔題.
1.(23-24高三上·湖北武漢·期末)已知A,B為雙曲線上不同兩點,下列點中可為線段的中點的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用點差法結合選項得出方程,再與雙曲線方程聯立一一驗證是否有兩個不同交點即可.
【詳解】設的中點,
所以,
易知,
由點差法可得

若,此時,
與雙曲線聯立,
即與雙曲線只有一個交點,故A錯誤;
若,則此時,
與雙曲線聯立

即與雙曲線有兩個交點,故B正確;
若,則此時,
與雙曲線聯立,
即與雙曲線有一個交點,故C錯誤;
若,則此時,
與雙曲線聯立,顯然無解,
即與雙曲線沒有交點,故D錯誤;
故選:B
2.(23-24高二上·天津和平·期末)直線l與雙曲線交于A,B兩點,線段AB的中點為點,則直線l的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】設,,代入雙曲線方程,兩式相減可得,由題目條件經整理后可得答案.
【詳解】設,,則直線l的斜率為
代入,得,兩式相減得:.
又線段AB的中點為點,則.
則.經檢驗滿足題意.
故選:D
3.(2024·陜西寶雞·模擬預測)已知直線與雙曲線交于兩點,點是弦的中點,則雙曲線的離心率為( )
A.2 B. C. D.3
【答案】A
【分析】利用點差法可求的關系,從而可求雙曲線的離心率.
【詳解】設,則,且,
所以,整理得到:,
因為是弦的中點,
所以,所以即
所以,
故選:A.
4.(23-24高二上·江蘇南通·階段練習)已知直線l與雙曲線交于A、B兩點,且弦的中點為,則直線l的方程為 .
【答案】
【分析】設出A,B兩點的坐標,代入雙曲線方程,然后利用點差法得到直線l的斜率即可求解直線方程.
【詳解】設,,
則,,
又, ,
兩式相減,得,
即,整理得,
直線l的斜率為,
直線l的方程為,
化簡得,經檢驗滿足題意.
故答案為:.
5.(2023·陜西寶雞·模擬預測)已知雙曲線:的右焦點為,過點的直線交雙曲線E于A、B兩點.若的中點坐標為,則E的方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】設,由,利用點差法求解.
【詳解】解:設,
則,兩式相減得,
即,化簡得,
又,解得,
所以雙曲線的方程為: .
故選:D.
6.(2024高三下·全國·專題練習)已知雙曲線:的左右頂點分別為、.
(1)求以、為焦點,離心率為的橢圓的標準方程;
(2)直線過點與雙曲線交于兩點,若點恰為弦的中點,求出直線的方程;
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)根據題意可求得橢圓焦點,,再結合離心率為,求出得解;
(2)利用點差法求出直線的斜率進而求出直線方程;
【詳解】(1)由題意可得,,,則,
又,,
所以橢圓的標準方程為.
(2)設,點恰為弦的中點,則,,
又因為兩點在雙曲線上,
可得,兩式相減得,
化簡整理得,即,
所以直線的方程為,即,
經檢驗,滿足題意.
7.(22-23高二上·內蒙古包頭·期末)如圖1、2,已知圓方程為,點.M是圓上動點,線段的垂直平分線交直線于點.

(1)求點的軌跡方程;
(2)記點的軌跡為曲線,過點是否存在一條直線,使得直線與曲線交于兩點,且是線段中點.
【答案】(1)
(2)不存在這樣的直線
【分析】
(1)根據雙曲線的定義求得點的軌跡方程.
(2)利用點差法求得直線的方程,聯立直線的方程和點的軌跡方程聯立,根據方程組無解求得正確答案.
【詳解】(1)
由中垂線性質知,
所以
所以點的軌跡是以為焦點,實軸長為的雙曲線
設此雙曲線方程為,則
所以點的軌跡方程為.
(2)
設可得
兩式相減得
由題意,所以
直線方程為,
由,得
∵.∴不存在這樣的直線.
考點三、拋物線中的中點弦問題
1.(四川·高考真題)已知拋物線上存在關于直線對稱的相異兩點、,則等于(  )
A.3 B.4 C. D.
【答案】C
【詳解】設直線的方程為,由,進而可求出的中點,又由在直線上可求出,∴,由弦長公式可求出.本題考查直線與圓錐曲線的位置關系.自本題起運算量增大.
2.(山東·高考真題)已知拋物線,過其焦點且斜率為1的直線交拋物線于 兩點,若線段的中點的縱坐標為2,則該拋物線的準線方程為
A. B.
C. D.
【答案】B
【詳解】∵y2=2px的焦點坐標為,
∴過焦點且斜率為1的直線方程為y=x-,即x=y+,將其代入y2=2px得y2=2py+p2,即y2-2py-p2=0.設A(x1,y1),B(x2,y2),則y1+y2=2p,∴=p=2,∴拋物線的方程為y2=4x,其準線方程為x=-1.故選B.
3.(北京·高考真題)已知點在拋物線上,的重心與此拋物線的焦點重合(如圖).
(1)寫出該拋物線的方程和焦點的坐標;
(2)求線段中點的坐標;
(3)求所在直線的方程.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)將A點坐標代入拋物線方程,由此求得,進而求得拋物線方程和焦點坐標.
(2)根據重心坐標公式列方程,求得,再由中點坐標公式求得的坐標
(3)利用點差法求得直線的斜率,進而求得直線的方程.
【詳解】(1)將代入拋物線方程得,所以拋物線方程為;
(2)設,由于,由重心坐標公式得,
化簡得,
所以中點的坐標為;
(3)設所在直線斜率為,將代入拋物線方程得,兩式相減并化簡得,即,解得,所以直線的方程為,即.
【點睛】本小題主要考查拋物線方程的求法,考查拋物線中的中點弦問題,屬于基礎題.
1.(2024·山西臨汾·二模)已知拋物線,過點的直線與相交于A,B兩點,且為弦AB的中點,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直線與相交于A,B兩點,且點為弦AB的中點,利用點差法求解.
【詳解】解:設,
因為直線與相交于A,B兩點,所以,
由題意得,
故選:D
2.(2024·甘肅蘭州·三模)過拋物線焦點的直線交拋物線于兩點,已知,線段的垂直平分線交軸于點,則( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【分析】設直線的方程為,利用設而不求法求弦長的表達式,再求線段的垂直平分線,由條件列方程求可得結論.
【詳解】拋物線的焦點的坐標為,
由題意可知:直線的斜率不為,但可以不存在,且直線與拋物線必相交,
可設直線的方程為,,
聯立方程,消去x可得,
則,
可得,即,
設的中點為,則,,
可知線段的垂直平分線方程為,
因為在線段的垂直平分線上,
則,可得,
聯立方程,解得,
故選:B.
3.(23-24高二上·湖北·期中)若拋物線上兩點,關于直線對稱,且,則中點坐標為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根據已知條件求得,進而求得中點坐標.
【詳解】因為拋物線上兩點,關于直線對稱,
故和直線垂直,
所以,故,
又,所以,
故中點坐標是,即
故選:B
4.(23-24高三下·安徽·開學考試)已知拋物線的準線為,點在拋物線上,且線段的中點為,則直線的方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根據拋物線的幾何性質,求得拋物線的方程為,再利用點差法,即可求解.
【詳解】由拋物線的準線為,可得,可得,所以,
設,可得,且,
兩式相減,可得,
可得,所以直線的方程為,
即.
故選:A.
5.(23-24高三下·安徽·階段練習)已知拋物線,過C的焦點F且傾斜角為的直線交C于A,B兩點,線段AB的中點為W,,則( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】設,代入拋物線方程兩式相減可得,進而求得,由求得值.
【詳解】設,
則兩式相減,可得,
所以,即,
所以,所以,
代入直線,得,
所以,所以,解得.
故選:B
6.(23-24高三上·陜西安康·階段練習)已知拋物線C:的焦點為F,準線為.過拋物線C頂點的直線l與準線交于點M,與拋物線C交于另一點N.若,則點N的橫坐標為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
根據題意,表示出,再由,可得列出方程,代入計算,即可得到結果.
【詳解】
如圖,由題意,得,準線:.
設直線l的方程為(由題意,知k存在且),則點,.
設線段MN的中點為E,則點,所以直線EF的斜率.
由,得,所以,所以,
整理得,解得,
所以,所以點N的橫坐標為.
故選:C.
一、單選題
1.(23-24高二上·山西太原·期末)在橢圓中,以點為中點的弦所在的直線方程為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
先確定點在橢圓內部,設交點為,代入橢圓方程做差,然后整理可得直線斜率,利用點斜式可得直線方程.
【詳解】因為,故點在橢圓內部,過點的直線恒與橢圓有兩個交點,設交點為,則,
又,兩式相減得,
整理得,
所以以點為中點的弦所在的直線方程為,
即.
故選:C.
2.(21-22高三上·貴州·階段練習)已知雙曲線的離心率為2,過點的直線與雙曲線C交于A,B兩點,且點P恰好是弦的中點,則直線的方程為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】運用點差法即可求解
【詳解】由已知得,又,,可得.
則雙曲線C的方程為.設,,
則兩式相減得,
即.
又因為點P恰好是弦的中點,所以,,
所以直線的斜率為,
所以直線的方程為,即.
經檢驗滿足題意
故選:C
3.(21-22高二下·安徽·開學考試)已知點,是雙曲線上的兩點,線段的中點是,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用點差法和兩點坐標求直線斜率公式化簡計算即可.
【詳解】設,,則,
兩式相減得,
即,
∴.
故選D.
4.(23-24高三下·內蒙古赤峰·開學考試)已知直線交拋物線于兩點,且的中點為,則直線的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據題意,設,結合“點差法”,即可直線的斜率,得到答案.
【詳解】設,代入拋物線,可得,
兩式相減得,
所以直線的斜率為,
又因為的中點為,可得,
所以,即直線的斜率為.
故選:C.
5.(24-25高三上·貴州·開學考試)已知直線與橢圓相交于兩點,橢圓的兩個焦點是,,線段的中點為,則的面積為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根據線段的中點為,利用點差法求得,再利用三角形面積公式求解.
【詳解】設,由題可知,,
則,所以,即,解得,
所以,則,
所以,
故選:B.
二、填空題
6.(23-24高二上·寧夏·期中)已知為拋物線上的兩點,且線段AB中點的縱坐標為2,則直線AB的斜率為 .
【答案】/0.5
【分析】設出點的坐標并代入拋物線的方程,即可求出直線AB的斜率.
【詳解】由題意,
為拋物線上的兩點,且線段AB中點的縱坐標為2,

設,線段AB中點為,
∴,,
∴即
∴直線AB的斜率為:
故答案為:
7.(2022高三上·全國·專題練習)已知橢圓:的中心為,為左焦點,為橢圓上頂點,直線與橢圓的另一個交點為,線段的中點坐標為,則橢圓的離心率為
【答案】/
【分析】設,,,利用中點坐標公式得到直線斜率為,再利用得到即可求解.
【詳解】由題意設,,,
則,
兩式相減可得:,
因為:,,所以
即直線斜率為,
又直線斜率為,所以,即,
由,得,即,得,得.
故答案為:
三、解答題
8.(2024高三·全國·專題練習)設直線l:y=x-1與拋物線y2=4x相交于A,B兩點.求:
(1)線段AB的長;
(2)AB的中點M的坐標.
【答案】(1)8
(2)(3,2).
【詳解】
解:(1) (解法1:求交點)由
解得或
所以AB==8.
(解法2:設而不求——弦長公式)
設點A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).
由消去x并整理,得y2-4y-4=0,
所以Δ=16+16=32>0,y1+y2=4,y1y2=-4,所以x1+x2=6,
所以AB的中點M的坐標為(3,2).
由求根公式得|y1-y2|==4,
所以AB==|y1-y2|=8.
(解法3)(設而不求——焦半徑公式)
設點A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0).
由消去x并整理,得y2-4y-4=0.
Δ=32>0,y1+y2=4.
因為直線l經過拋物線的交點F(1,0),
所以AB=AF+FB=x1+x2+p=y1+y2+2+2=8.
(2) 由解法1知AB的中點M的坐標為(3,2).
【考查意圖】
直線被圓錐曲線截得弦長和弦中點問題的處理方法.
9.(2024·陜西西安·模擬預測)已知橢圓的一個焦點與拋物線的焦點重合,離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)過點作斜率為的直線交橢圓于兩點,求弦中點坐標.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據拋物線的焦點求出的值,然后由橢圓的離心率計算,再由平方關系得到,可寫出橢圓的方程;
(2)設的坐標,點差法計算出坐標之間的關系,再根據中點所在直線可求出點的坐標.
【詳解】(1)依題意得:
,即,解得
,解得
橢圓的方程為
(2)如圖所示:

設,中點為,
所以

又兩點在橢圓上,可得,
兩式相減可得,整理得
,①.
過點斜率為的直線為.
因為在直線上,故,②
聯立①②,解得
所以中點坐標為.
10.(2021·湖南·模擬預測)已知雙曲線的其中一個焦點為,一條漸近線方程為
(1)求雙曲線的標準方程;
(2)已知傾斜角為的直線與雙曲線交于兩點,且線段的中點的縱坐標為4,求直線的方程.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由題意,聯立方程求出,即可得到雙曲線方程;
(2)利用點差法求出中點坐標,點斜式求出直線方程即可.
【詳解】(1)由焦點可知,
又一條漸近線方程為
所以,
由可得 ,解得,,
故雙曲線的標準方程為
(2)設,AB中點的坐標為
則①,②,
②①得:,
即,又,
所以,
所以直線的方程為,即
一、單選題
1.(2024·吉林白山·一模)不與坐標軸垂直的直線過點,,橢圓上存在兩點關于對稱,線段的中點的坐標為.若,則的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據點差法求出,再結合進行計算得出結果.
【詳解】設為坐標原點,在橢圓中,設,則,
所以,
因為關于對稱,所以,所以,
由線段的中點的坐標為,得出.
所以,
又,
∴,即,
又,∴,所以所求離心率為.
故選:C.
2.(2024·全國·模擬預測)已知斜率為的直線與橢圓交于,兩點,為坐標原點,以,為鄰邊作平行四邊形,點恰好在上.若線段的中點在直線上,則直線的方程為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由題意,利用點差法得到,根據平行四邊形的性質及點在橢圓上得到,求出k和點M的坐標,結合直線的點斜式方程即可求解.
【詳解】設,,,
則,兩式相減,得,
故,即①.
又四邊形為平行四邊形,為線段的中點,所以為線段的中點,
所以,又P在橢圓上,
所以,即②.
由①②,得,故直線的方程為,
即.
故選:B.
3.(2024·陜西安康·模擬預測)已知橢圓,過點作傾斜角為的直線與交于,兩點,當為線段的中點時,直線(為坐標原點)的斜率為,則的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用點差法可得,由,,可得,可求橢圓的離心率.
【詳解】設,所以,
兩式相減得,即,
又,所以,整理得,
又,,所以,所以,
所以橢圓的離心率.
故選:D.
二、多選題
4.(2024·全國·模擬預測)已知雙曲線,直線l與雙曲線C交于A,B兩點,O為坐標原點,若點P在直線l上,且直線OP把分成面積相等的兩部分,則下列能作為點P的坐標的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】
利用直線與雙曲線的位置關系逐個選項分析即可.
【詳解】
由A,B,P三點共線且直線OP把分成面積相等的兩部分可得點P為線段AB的中點,
選項A:數形結合可知,直線l的方程為時,點為AB的中點,故可以作為點P的坐標,A正確.
已知雙曲線()直線與雙曲線交于,兩點,AB的中點坐標為,則,,兩式相減可得,,得
選項B:由二級結論可得直線l的斜率,
故直線l的方程為,聯立得得,,不能作為點P的坐標,B錯誤.
選項C:可得直線l的斜率,故直線l的方程為,聯立得,得,,可以作為點P的坐標,C正確.
選項D:可得直線l的斜率,故直線l的方程為,聯立得得,,可以作為點P的坐標,D正確.
故選:ACD
【點睛】
本題將中點弦問題和直線與雙曲線的位置關系有機整合,設問角度新穎,重點考查數形結合思想和邏輯推理能力,需要考生將問題轉化為判斷直線與雙曲線是否有兩個交點的問題,逐一驗證選項是否正確,考查考生靈活運用所學知識解決綜合問題的能力,在注重考查基礎知識的同時,對考生的思維能力要求較高,有較好的選拔功能.
三、填空題
5.(23-24高三上·山東德州·期末)若直線過拋物線的焦點且與拋物線交于兩點,的中垂線交軸于點,則 .
【答案】
【分析】設,其中點為C,將A,B兩點代入拋物線方程,結合斜率公式與,
可得,即可得,后由拋物線定義可得,即可得答案.
【詳解】設,其中點為C,坐標為.
將A,B兩點代入拋物線方程,有,
兩式相減可得:,設,
則,因,
則.
又,則.
又準線方程為,過A,B兩點分別做準線垂線,垂足為,
則由拋物線定義,可得.故.
故答案為:.
6.(2022高三·全國·專題練習)設是橢圓上不關于坐標軸對稱的兩點,是線段的中點,是坐標原點,若直線與直線的斜率之積為,則橢圓的離心率為 .
【答案】/
【分析】
利用點差法即可得到,最后利用離心率公式即可.
【詳解】設點,則,
把,的坐標代入橢圓方程可得:,
兩式作差可得:,
即,
所以,即,
所以橢圓的離心率為,
故答案為:.
四、解答題
7.(2024·貴州黔南·二模)已知拋物線:()的焦點為,過焦點作直線交拋物線于兩點,為拋物線上的動點,且的最小值為1.
(1)拋物線的方程;
(2)若直線交拋物線的準線于點,求線段的中點的坐標.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)設,結合拋物線的定義分析可知,即可得方程;
(2)由題意可得直線過點和,求直線的方程,與拋物線聯立,結合韋達定理求中點坐標.
【詳解】(1)由題意可知:拋物線的焦點,準線為,
設,則,當且僅當時,等號成立,
可得,解得,
所以拋物線的方程為.
(2)由題意可知:直線與拋物線必相交(斜率不為0),
設,線段的中點,
且直線過點和,
則直線的方程,即,
聯立方程,消去x得,
則,可知,
將代入可得,
所以線段的中點的坐標為.
8.(2023·廣西南寧·模擬預測)已知雙曲線()經過點,其漸近線方程為.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)過點的直線l與雙曲線C相交于A,B兩點,P能否是線段AB的中點?請說明理由.
【答案】(1);
(2)不能,證明見解析;
【分析】
(1)由漸近線方程求得一個關系,再代入點的坐標,可解得得雙曲線方程;
(2)設出交點坐標,若是線段的中點,利用點差法求出直線l方程,再聯直線與雙曲線查看是否有解,即可判斷.
【詳解】(1)由題雙曲線()經過點,其漸近線方程為,
所以,,
解得,
所以雙曲線C的方程為:.
(2)
當直線l垂直x軸時,直線l的方程為,此時直線l與雙曲線只有一個交點,不滿足;
當直線l不垂直x軸時,斜率存在,
設,
所以,
兩式作差得,
即,
若是線段的中點,則,
則,
所以直線l的斜率,
則直線l的方程為,
將直線l與雙曲線聯立,得,
,方程無解,
所以這樣的直線不存在,即點P不能是線段的中點.
9.(22-23高二上·貴州貴陽·階段練習)已知圓,圓,動圓與圓外切并且與圓內切,圓心的軌跡為曲線
(1)求的方程;
(2)是否存在過點的直線交曲線于兩點,使得為中點?若存在,求該直線方程,若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)存在,該直線方程為
【分析】(1)根據圓與圓外切、內切列式得,結合橢圓的定義可求出結果;
(2)根據點差法求出斜率,再根據點斜式可求出結果.
【詳解】(1)設動圓的半徑為,
依題意得,所以為定值,且,
所以動點的軌跡是以為焦點,長軸長為的橢圓,
,,,,
所以,
所以橢圓的方程為.
(2)假設存在過點的直線交曲線于兩點,使得為中點,
設,,
則,兩式相減得,
得,即,
由點斜式得直線方程為,即.
所以存在過點的直線交曲線于兩點,使得為中點,且該直線方程為.

10.(2024高三·全國·專題練習)已知橢圓,橢圓的右焦點為.
(1)求過點且斜率為1的直線被橢圓截得的弦長;
(2)判斷點與橢圓的位置關系,并求以為中點的橢圓的弦所在的直線方程.
【答案】(1)
(2)在橢圓內部,.
【分析】(1)解法一:將橢圓方程化為標準式,即可求出點坐標,即可得到直線的方程,聯立直線與橢圓方程,消元、列出韋達定理,利用弦長公式計算可得;解法二:將橢圓方程化為標準式,即可求出點坐標,即可得到直線的方程,再由弦長公式直接計算;
(2)將點代入橢圓方程,即可判斷點與橢圓的位置關系,設以為中點橢圓的弦與橢圓交于,利用點差法求出中點弦的斜率,從而求出中點弦方程.
【詳解】(1)解法一:因為橢圓,即,則,
所以橢圓的右焦點為,
則過點且斜率為1的直線方程為,
由,消去整理得,顯然,設直線與橢圓交于,,
∴,,
所以.
解法二:橢圓,即,則,
所以橢圓的右焦點為,
則過點且斜率為1的直線方程為,即,
由,其中

所以.
(2)∵,∴點在橢圓內部.
設以為中點的弦與橢圓交于,
∵為中點,∴,
把分別代入橢圓,
得,∴,
∴,∴,
∴以為中點的橢圓的弦所在的直線方程為 ,整理得.
1.(2020·浙江·高考真題)如圖,已知橢圓,拋物線,點A是橢圓與拋物線的交點,過點A的直線l交橢圓于點B,交拋物線于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若,求拋物線的焦點坐標;
(Ⅱ)若存在不過原點的直線l使M為線段AB的中點,求p的最大值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)求出拋物線標準方程,從而可得答案;
(Ⅱ)方法一使用韋達定理、中點公式和解方程法分別求得關于的表達式,得到關于的方程,利用基本不等式消去參數,得到關于的不等式,求解得到的最大值;方法二利用韋達定理和中點公式求得的坐標關于的表達式,根據點在橢圓上,得到關于關于的函數表達式,利用基本不等式和二次函數的性質得解,運算簡潔,為最優解;方法三利用點差法得到.根據判別式大于零,得到不等式,通過解方程組求得,代入求解得到的最大值;方法四利用拋物線的參數方程設出點的參數坐標,利用斜率關系求得的坐標關于的表達式.作換元,利用點A在橢圓上,得到,然后利用二次函數的性質求得的最大值
【詳解】(Ⅰ)當時,的方程為,故拋物線的焦點坐標為;
(Ⅱ)[方法一]:韋達定理基本不等式法
設,
由,

由在拋物線上,所以,
又,
,,
.
由即

所以,,,
所以,的最大值為,此時.
[方法二]【最優解】:
設直線,.
將直線的方程代入橢圓得:,
所以點的縱坐標為.
將直線的方程代入拋物線得:,
所以,解得,因此,
由解得,
所以當時,取到最大值為.
[方法三] :點差和判別式法
設,其中.
因為所以.
整理得,所以.
又,
所以,整理得.
因為存在,所以上述關于的二次方程有解,即判別式. ①
由得.
因此,將此式代入①式解得.
當且僅當點M的坐標為時,p的最大值為.
[方法四]:參數法
設,
由,得.
令,則,點A坐標代入橢圓方程中,得.
所以,此時M坐標為.
2.(2018·全國·高考真題)已知斜率為的直線與橢圓交于,兩點,線段的中點為.
(1)證明:;
(2)設為的右焦點,為上一點,且.證明:,,成等差數列,并求該數列的公差.
【答案】(1);(2)證明見解析,公差為或.
【分析】(1)方法一:設而不求,利用點差法進行證明.
(2)方法一:解出m,進而求出點P的坐標,得到,再由兩點間距離公式表示出,,得到直線的方程,聯立直線與橢圓方程由韋達定理進行求解.
【詳解】(1)[方法一]:【最優解】點差法
設,則.
兩式相減,并由得,
由題設知,于是.①
由題設得,故.
[方法二]:【通性通法】常規設線
設,,當時,顯然不滿足題意;
由得,,所以,,
,即,而,所以,
又,所以,
,即,解得: .
[方法三]:直線與橢圓系的應用
對原橢圓作關于對稱的橢圓為.
兩橢圓方程相減可得,即為的方程,故.
又點在橢圓C內部可得,解得:.
所以.
[方法四]:直線參數方程的應用
設l的參數方程為(為l傾斜角,t為參數)代入橢圓C中得.設是線段中點A,B對應的參數,是線段中點,知得,即.而點在C內得,解得:,所以.
(2)[方法一]:【通性通法】常規運算+整體思想
由題意得,設,則
.
由(1)及題設得.
又點P在C上,所以,從而,.
于是.
同理,所以.
故,即,,成等差數列.
設該數列的公差為d,則
.②
將代入①得.
所以l的方程為,代入C的方程,并整理得.
故,代入②解得.
所以該數列的公差為或.
[方法二]:硬算
由,知點F為的重心,由三角形重心坐標公式可得,即.
由點P在橢圓上,把坐標代入方程解得,即.
由(1)有,直線l的方程為,將其與橢圓方程聯立消去y得,求得,不妨設,所以,,,同理可得,
,所以,而,故.
即該數列的公差為或.
[方法三]:【最優解】焦半徑公式的應用
因為線段的中點為,得.
由,知點F為的重心,由三角形重心坐標公式可得,
由橢圓方程可知,
由橢圓的焦半徑公式得,.所以.
由方法二硬算可得,或,從而公差為,即該數列的公差為或.
【整體點評】(1)方法一:利用點差法找出斜率與中點坐標的關系,再根據中點在橢圓內得到不等關系,即可解出,對于中點問題,點差法是解決此類問題的常用解法,也是該題的最優解;
方法二:常規設線,通過聯立得出根與系數的關系(韋達定理),再根據即可證出,該法是解決直線與圓錐曲線位置關系的通性通法.
方法三:;類比直線與圓系,采用直線與橢圓系的應用,可快速求出公共弦所在直線方程,從而得出斜率,進而得證,避免聯立過程,適當簡化運算;
方法四:利用直線的參數方程以及參數的幾何意義,聯立求出斜率;
(2)方法一:直接根據題意運算結合整體思想,是通性通法;
方法二:直接硬算,思路直接,計算量較大;
方法三:利用焦半徑公式簡化運算,是該題的最優解.
3.(陜西·高考真題)設橢圓C:過點(0,4),離心率為
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)求過點(3,0)且斜率為的直線被C所截線段的中點坐標.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)
【詳解】試題分析:(Ⅰ)根據題意,將(0,4)代入C的方程得b的值,進而由橢圓的離心率為,結合橢圓的性質,可得=;解可得a的值,將a、b的值代入方程,可得橢圓的方程.
(Ⅱ)根據題意,可得直線的方程,設直線與C的交點為A(x1,y1),B(x2,y2),聯立直線與橢圓的方程,化簡可得方程x2﹣3x﹣8=0,解可得x1與x2的值,由中點坐標公式可得中點的橫坐標,將其代入直線方程,可得中點的縱坐標,即可得答案.
解:(Ⅰ)根據題意,橢圓過點(0,4),
將(0,4)代入C的方程得,即b=4
又得=;
即,∴a=5
∴C的方程為
(Ⅱ)過點(3,0)且斜率為的直線方程為,
設直線與C的交點為A(x1,y1),B(x2,y2),
將直線方程代入C的方程,得,
即x2﹣3x﹣8=0,解得,,
∴AB的中點坐標,

即中點為.
點評:本題考查橢圓的性質以及橢圓與直線相交的有關性質,涉及直線與橢圓問題,一般要聯立兩者的方程,轉化為一元二次方程,由韋達定理分析解決.
4.(福建·高考真題)已知橢圓的左焦點為為坐標原點.
(1)求過點,并且與橢圓的左準線l相切的圓的方程;
(2)設過點F且不與坐標軸垂直的直線交橢圓于A B兩點,線段的垂直平分線與x軸交于點G,求點G橫坐標的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據給定條件,求出橢圓左焦點F的坐標,左準線l的方程,再求出圓的方程作答.
(2)設直線的方程為,設點、,將直線的方程與橢圓的方程聯立,列出韋達定理,求出線段的垂直平分線方程,可求得點的橫坐標,利用不等式的基本性質可求得點的橫坐標的取值范圍.
【詳解】(1)橢圓的長半軸長,短半軸長,
半焦距,則,
依題意,所求圓的圓心在直線,
設,則半徑,
而,解得,
所以所求圓的方程為.
(2)設直線的方程為,
聯立,整理可得,
因為直線過橢圓的左焦點,
所以方程有兩個不相等的實根.
設點、,設的中點為,
則,,.
直線的垂直平分線的方程為,
令,則.
因為,所以
故點的橫坐標的取值范圍.
5.(上海·高考真題)已知橢圓C的焦點,且長軸長為6,設直線交橢圓C于A、B兩點,求線段AB的中點坐標
【答案】
【分析】先由已知求出橢圓的標準方程,再由直線交橢圓C于A、B兩點,兩方程聯立,由韋達定理求得其中點坐標.
【詳解】由題意,可得橢圓焦點在軸上,其中,則,
所以橢圓的方程為,
聯立方程組,整理得,
設,可得,
則中點,可得,所以,
即的中點坐標為.
故答案為:.
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