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2025--2026高考數(shù)學(xué)第一輪復(fù)習(xí):平面解析幾何 解答題專項練(含解析)

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2025--2026高考數(shù)學(xué)第一輪復(fù)習(xí):平面解析幾何 解答題專項練(含解析)

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2025--2026高考數(shù)學(xué)第一輪復(fù)面解析幾何解答題專項練
一、直線的傾斜角與斜率(本大題共1小題)
1.已知動點到點的距離等于它到直線的距離,記動點的軌跡為曲線.
(1) 求的方程.
(2) 為坐標原點,過點且斜率存在的直線與相交于,兩點,直線與直線相交于點,過點且與相切的直線交軸于點.
(i) 證明:直線.
(ii) 滿足四邊形的面積為12的直線共有多少條?說明理由.
二、直線方程(本大題共1小題)
2.已知直線的方程為.
(1)求直線過的定點P 的坐標;
(2)直線與x 軸正半軸和y 軸正半軸分別交于點A,B ,當面積最小時,求直線的方程;
三、直線交點坐標與距離公式(本大題共1小題)
3.已知E(,0),F(xiàn),點A滿足|AE|=|AF|,點A的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)若直線l:y=kx+m與雙曲線:-=1交于M,N兩點,且∠MON=(O為坐標原點),求點A到直線l距離的取值范圍.
四、直線綜合運用(本大題共2小題)
4.已知直線:.
(1)若直線垂直于直線:,求的值;
(2)求證:直線經(jīng)過定點;
(3)當時,求點關(guān)于直線的對稱點的坐標.
5.直線族是指具有某種共同性質(zhì)的直線的全體,例如表示過點的直線族(不包括軸),直線族的包絡(luò)曲線定義為:直線族中的每一條直線都是該曲線上對應(yīng)點處的切線,且該曲線上的每一點處的切線都是該直線族中的某條直線.
(1) 圓是直線族的包絡(luò)曲線,求,滿足的關(guān)系式;
(2) 若點不在直線族的任意一條直線上,求的取值范圍及直線族 的包絡(luò)曲線的方程;
(3) 在的條件下,過曲線上的動點向圓作兩條切線,,交曲線于點,,求的面積的最小值.
五、圓的方程(本大題共1小題)
6.(17分)
已知橢圓的離心率為,左、右焦點分別為,.
(1) 求的方程;
(2) 已知點,證明:線段的垂直平分線與恰有一個公共點;
(3) 設(shè)是坐標平面上的動點,且線段的垂直平分線與恰有一個公共點,證明的軌跡為圓,并求該圓的方程.
六、直線、圓的位置關(guān)系(本大題共1小題)
7.已知圓 經(jīng)過點 , ,且圓心在直線 上.
(1)求圓 的方程;
(2)若直線 與圓 交于 , 兩點,求 ;
(3)過 作圓 的兩條切線,求切線的長.
七、圓與圓的位置關(guān)系(本大題共1小題)
8.如圖,在平面直角坐標系中,點,直線,設(shè)圓的半徑為1, 圓心在上.
(1)若圓心也在直線上,過點作圓的切線,求切線方程;
(2)若圓上存在點,使,求圓心的橫坐標的取值范圍.
八、直線與圓錐曲線(本大題共6小題)
9.已知A為拋物線的焦點,B為T的準線與x軸的交點,C在y軸正半軸上,直線AD交T于M,N兩點,D在線段AM上,且四邊形ABCD為菱形.
(1)求(用p表示);
(2)證明:D為線段AM的中點.
10.在平面內(nèi),若直線將多邊形分為兩部分,多邊形在兩側(cè)的頂點到直線的距離之和相等,則稱為多邊形的一條“等線”,已知為坐標原點,雙曲線的左、右焦點分別為,,的離心率為2,點為右支上一動點,直線與曲線相切于點,且與的漸近線交于,兩點,當軸時,直線為的“等線”.
(1) 求曲線的方程;
(2) 若直線是四邊形的“等線”,求四邊形的面積;
(3) 設(shè),點的軌跡為曲線 ,證明: 在點處的切線為的“等線”.
11.點在拋物線上,且到拋物線的焦點的距離為.
(1)求拋物線的方程;
(2)過點的直線交拋物線于,兩點,且,求直線的方程.
12.已知橢圓的一個頂點為,焦距為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)過點作斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點B,C,直線AB,AC分別與x軸交于點M,N,當時,求k的值.
13.[廣東深圳2025一模]已知拋物線,過點作兩條直線,分別交拋物線于,和,(其中,在軸上方).
(1) 當垂直于軸,且四邊形的面積為時,求直線的方程;
(2) 當,的傾斜角互補時,直線與直線交于點,求的內(nèi)切圓圓心的橫坐標的取值范圍.
14.(15分)
已知點是雙曲線上一點,的漸近線方程為.
(1) 求的方程.
(2) 直線過點,且與的兩支分別交于,兩點.若,求直線的斜率.
九、圓錐曲線的綜合(本大題共46小題)
15.設(shè)橢圓為左右焦點,為短軸端點,長軸長為4,焦距為,且,的面積為.
(Ⅰ)求橢圓的方程
(Ⅱ)設(shè)動直線橢圓有且僅有一個公共點,且與直線相交于點.試探究:在坐標平面內(nèi)是否存在定點,使得以為直徑的圓恒過點 若存在求出點的坐標,若不存在.請說明理由.
16.設(shè)拋物線的焦點為,過的直線與交于A,B兩點.
(1)求的準線方程;
(2)設(shè)為準線上一點,且,求.
17.已知雙曲線的兩條漸近線的斜率之積為.
(1)求的離心率.
(2)若過點且斜率為1的直線與交于兩點(在左支上,在右支上),且.
①求的方程;
②已知不經(jīng)過點的直線與交于兩點,直線的斜率存在且直線與的斜率之積為1,證明:直線過定點.
18.(17分)
已知拋物線的頂點為坐標原點,焦點為,過點的直線與交于,兩點,過點作軸的垂線與直線相交于點.
(1) 求的方程;
(2) 證明:點在定直線上;
(3) 延長交(2)中的直線于點,求四邊形的面積的最小值.
19.(15分)
已知橢圓的焦距為,且過點.
(1) 求橢圓的標準方程;
(2) 過點作兩條直線分別交橢圓于,兩點,若直線平分,求證:直線的斜率為定值,并求出這個定值.
20.(12分)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,點A(-2,0)在C上.
(1)求C的方程;
(2)過點(-2,3)的直線交C于P,Q兩點,直線AP,AQ與y軸的交點分別為M,N,證明:線段MN的中點為定點.
21.(15分)已知和為橢圓上兩點.
(1) 求的離心率;
(2) 若過的直線交于另一點,且的面積為9,求的方程.
22.(15分)
已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點分別為F1,F2,離心率為,長軸長與短軸長之和為6.
(1)求橢圓C的方程.
(2)已知M(-1,0),N(1,0),點P為橢圓C上一點,設(shè)直線PM與橢圓C的另一個交點為點B,直線PN與橢圓C的另一個交點為點D.設(shè)=λ1,=λ2.求證:當點P在橢圓C上運動時,λ1+λ2為定值.
23.已知拋物線的頂點為坐標原點,焦點為,過點的直線與交于、兩點,過點作軸的垂線與直線相交于點.
(1)求的方程;
(2)證明:點在定直線上;
(3)延長交(2)中的直線于點,求四邊形面積的最小值.
24.在平面直角坐標系中,已知橢圓的中心為原點,焦點在坐標軸上,,為上兩點,為橢圓上三個動點.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)是否存在點使為的重心?若存在,請?zhí)骄康拿娣e是否為定值;若不存在,請說明理由.
25.已知點A,B在橢圓上,點A在第一象限,O為坐標原點,且.
(1)若,直線的方程為,求直線的斜率;
(2)若是等腰三角形(點O,A,B按順時針排列),求的最大值.
26.已知雙曲線,直線與雙曲線交于,兩點,直線與雙曲線交于,兩點.
(1)若直線經(jīng)過坐標原點,且直線,的斜率,均存在,求;
(2)設(shè)直線與直線的交點為,且,證明:直線與直線的斜率之和為0.
27.設(shè)分別為橢圓的左、右焦點,點在橢圓上,且點和關(guān)于點對稱.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)過右焦點的直線與橢圓相交于兩點,過點且平行于的直線與橢圓交于另一點,問是否存在直線,使得四邊形的對角線互相平分?若存在,求出的方程;若不存在,說明理由.
28.設(shè)拋物線的焦點為,過點的直線交于兩點,且的最小值為4.
(1)求的方程;
(2)設(shè)過的另一直線交于兩點,且點在直線上.
(i)證明:直線過定點;
(ii)對于(i)中的定點,當?shù)拿娣e為時,求直線的方程.
29.已知橢圓的離心率為分別為橢圓的上、下頂點,為坐標原點,直線與橢圓交于不同的兩點.
(1)設(shè)點為線段的中點,證明:直線與直線的斜率之積為定值;
(2)若,證明:直線與直線的交點在定直線上.
30.已知橢圓C:過點,過其右焦點且垂直于x軸的直線交橢圓C于A,B兩點,且.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線l:與橢圓C交于E,F(xiàn)兩點,線段EF的中點為Q,在y軸上是否存在定點P,使得∠EQP=2∠EFP恒成立?若存在,求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.
31.已知橢圓的左、右頂點分別為,,點為直線上的動點.
(1)求橢圓的離心率.
(2)若,求點的坐標.
(3)若直線和直線分別交橢圓于,兩點,請問:直線是否過定點?若是,求出定點坐標;若不是,請說明理由.
32.已知橢圓的右焦點為,且經(jīng)過點.
(Ⅰ)求橢圓C的方程;
(Ⅱ)設(shè)O為原點,直線與橢圓C交于兩個不同點P,Q,直線AP與x軸交于點M,直線AQ與x軸交于點N,若|OM|·|ON|=2,求證:直線l經(jīng)過定點.
33.已知拋物線,為E上位于第一象限的一點,點P到E的準線的距離為5.
(1)求E的標準方程;
(2)設(shè)O為坐標原點,F(xiàn)為E的焦點,A,B為E上異于P的兩點,且直線與斜率乘積為.
(i)證明:直線過定點;
(ii)求的最小值.
34.已知雙曲線的左、右頂點分別為,,,的右焦點到漸近線的距離為,過點的直線與的右支交于,兩點(點在第一象限),直線與交于點.
(1) 求雙曲線的方程;
(2) 證明:點在定直線上;
(3) 記,的面積分別為,,若,求直線的方程.
35.已知拋物線的焦點為,直線與相切.
(1) 求的方程.
(2) 過點且與平行的直線與相交于,兩點,求.
(3) 已知點,直線與相交于,兩點(異于點),若直線,分別和以為圓心的動圓相切,試判斷直線是否過定點.若是,請求出定點坐標;若不是,請說明理由.
36.定義:設(shè)三角形ABC的內(nèi)角的對邊分別為,若其所在平面內(nèi)一點O滿足,則稱點O為三角形ABC的正弦分點.
(1)證明:點O為三角形ABC的內(nèi)心;
(2)已知O為坐標原點,動點P到x軸的距離為d,且,其中均為常數(shù),動點P的軌跡稱為曲線.
(i)已知曲線為曲線,其左頂點為A,右焦點為F,若點是曲線右支上的一點,三角形的正弦分點為Q,證明:點Q在曲線上;
(ii)已知曲線為曲線,其焦點分別為,,若點是曲線上的一點,三角形的正弦分點為,則是否存在兩定點,使得恒為定值,若存在,求出此定值,若不存在,則說明理由.
37.已知拋物線,為的焦點,為的準線,,是上兩點,且為坐標原點,過作,垂足為,點的坐標為.
(1) 求的方程.
(2) 在上是否存在點,使得過的任意直線交于,兩點,交于,直線,,的斜率成等差數(shù)列?若存在,求出點的坐標;若不存在,說明理由.
38.(17分)
已知動點與定點的距離和到定直線的距離的比為常數(shù).其中,,且,記點的軌跡為曲線.
(1) 求的方程,并說明軌跡的形狀.
(2) 設(shè)點,若曲線上兩動點,均在軸上方,,且與相交于點.
① 當,時,求證:的值及的周長均為定值.
② 當時,記的面積為,其內(nèi)切圓半徑為,試探究是否存在常數(shù) ,使得恒成立 若存在,求出 (用,表示)的值;若不存在,請說明理由.
39.已知雙曲線的漸近線方程為,焦距長為4.
(1) 求的標準方程;
(2) 點在上,點的坐標為,為原點,求面積的最小值;
(3) 過的右焦點的直線與交于,兩點,以為直徑的圓與直線交于,兩點,若,求直線的方程.
40.已知橢圓過點,且離心率為.設(shè),為橢圓的左、右頂點,為橢圓上異于,的一點,直線,分別與直線相交于,兩點,且直線與橢圓交于另一點.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)求證:直線與的斜率之積為定值;
(3)判斷三點,,是否共線?并證明你的結(jié)論.
41.已知雙曲線的中心為坐標原點,過點,其中一條漸近線的方程為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)設(shè)雙曲線的左、右頂點分別為,過點的直線交雙曲線于、兩點.直線與直線交于點,證明:三點共線.
42.(17分)已知橢圓的離心率為,下頂點為,右頂點為,.
(1) 求的方程;
(2) 已知動點不在軸上,點在射線上,且滿足.
(ⅰ) 設(shè),求的坐標(用,表示);
(ⅱ) 設(shè)為坐標原點,是上的動點,直線的斜率是直線的斜率的3倍,求的最大值.
43.(17分)
設(shè)是由直線構(gòu)成的集合,對于曲線,若上任意一點處的切線均在中,且中的任意一條直線都是上某點處的切線,則稱為的包絡(luò)曲線.
(1) 已知圓為的包絡(luò)曲線,判斷直線 為常數(shù),與集合的關(guān)系.
(2) 已知的包絡(luò)曲線為,直線,.設(shè),與的公共點分別為,,記,的焦點為.
① 證明:是,的等比中項;
② 若點在圓上,求的最大值.
44.已知橢圓的左焦點為,右頂點為,點的坐標為,的面積為.
(1)求橢圓的離心率;
(2)設(shè)點在線段上,,延長線段與橢圓交于點,點,在軸上,,且直線與直線間的距離為,四邊形的面積為.
(i)求直線的斜率;
(ii)求橢圓的方程.
45.(17分)
已知橢圓的左頂點為,焦距為,且離心率為.
(1) 求橢圓的方程.
(2) 直線與橢圓交于,兩點,點為的外心.
(ⅰ) 若為等邊三角形,求點的坐標;
(ⅱ) 若點在直線上,求點到直線的距離的取值范圍.
46.已知雙曲線:(,)的左頂點為,右焦點為,動點在雙曲線上,當時,.
(1)求的離心率;
(2)已知,,兩點在雙曲線的漸近線上,且分別位于第一、四象限.若,求的面積.
47.(17分)
已知兩點,,平面內(nèi)的動點到定點的距離與到直線的距離之比為,點的軌跡為曲線.
(1) 求曲線的方程.
(2) 點在曲線上,且在第一象限,連接并延長與曲線交于點,,以為圓心,為半徑的圓與線段交于點,記,的面積分別為,.
(i) 若點的坐標為,求證:;
(ii) 求的最小值.
48.(17分)
已知動圓與動圓滿足,記與公共點的軌跡為曲線,曲線與軸的交點記為,(點在點的左側(cè)).
(1) 求曲線的方程.
(2) 若直線與圓相切,且與曲線交于,兩點(點在軸左側(cè),點在軸右側(cè)).
(i) 若直線與直線和分別交于,兩點,
證明:;
(ii) 記直線,的斜率分別為,,證明:是定值.
49.(15分)
已知點,分別為雙曲線的左、右焦點,點到雙曲線的漸近線的距離為,點為雙曲線的右頂點,且.
(1) 求雙曲線的標準方程;
(2) 若四邊形為矩形,其中點,在雙曲線上,求證:直線過定點.
50.已知橢圓的離心率為,且過點.
(1)求橢圓的方程;
(2)斜率為的直線與橢圓交于兩點,記以為直徑的圓的面積分別為,當為何值時,為定值.
(3)在(2)的條件下,設(shè)不過橢圓中心和頂點,且與軸交于點,點關(guān)于軸的對稱點為,直線與軸交于點,求周長的最小值.
51.在平面直角坐標系中,橢圓,左右焦點分別是,,點A是橢圓上的任意一點,A到原點O的距離最大為.
(1)若面積的最大值為1,求橢圓的表達式;
(2)若,過點A(異于頂點)作長軸的垂線,垂足為M,連接AO并延長交橢圓于另一點B,連接BM交橢圓于另一點C,證明:;
(3)在(2)的條件下,過點A作不經(jīng)過的直線l,其斜率為k,交橢圓于另一點D,到直線l的距離為d.如果直線、l、的斜率依次成等差數(shù)列,求d的取值范圍.
52.我們把下面的定義稱為雙曲線的第二定義:平面內(nèi)到定點的距離與到定直線:的距離之比為常數(shù)的點的軌跡叫做雙曲線,其方程為,其中,此時叫做該雙曲線的右準線.已知雙曲線:的左、右焦點分別為,,直線:是的右準線.
(1)求的方程以及的離心率;
(2)設(shè)與軸的交點為,過點的直線與的右支相交于A,B兩點,
(i)以,A,B為其中的三個頂點作平行四邊形,求平行四邊形面積的取值范圍;
(ii)設(shè)直線與直線的交點為P,點P在y軸上的射影為Q,直線,與x軸的交點分別為G,H,則是否為定值 若為定值,求出該定值;若不為定值,請說明理由.
53.設(shè)是由直線構(gòu)成的集合,對于曲線,若上任意一點處的切線均在中,且中的任意一條直線都是上某點處的切線,則稱為的包絡(luò)曲線.
(1)已知圓為的包絡(luò)曲線,判斷直線(為常數(shù),)與集合的關(guān)系;
(2)已知的包絡(luò)曲線為,直線.設(shè)與的公共點分別為,記的焦點為.
①證明:是、的等比中項;
②若點在圓上,求的最大值.
54.(17分)
“工藝折紙”是一種把紙張折成各種不同形狀物品的藝術(shù)活動,在我國源遠流長,某些折紙活動蘊含豐富的數(shù)學(xué)內(nèi)容,例如:用一張紙片,按如下步驟折紙:
步驟1:在紙上畫一個圓A,并在圓外取一定點B;
步驟2:把紙片折疊,使得點B折疊后與圓A上某一點重合;
步驟3:把紙片展開,并得到一條折痕;
步驟4:不斷重復(fù)步驟2和3,得到越來越多的折痕.
你會發(fā)現(xiàn),當折痕足夠密時,這些折痕會呈現(xiàn)出一個雙曲線的輪廓.若取一張足夠大的紙,畫一個半徑為2的圓A,并在圓外取一定點B,AB=4,按照上述方法折紙,點B折疊后與圓A上的點W重合,折痕與直線WA交于點E,E的軌跡為曲線T.
(1)以AB所在直線為x軸建立適當?shù)淖鴺讼?求曲線T的方程.
(2)設(shè)曲線T的左、右頂點分別為K,H,點P在曲線T上,過點P作曲線T的切線l與圓x2+y2=1交于M,N兩點(點M在點N的左側(cè)),記KM,HN的斜率分別為k1,k2,證明:k1·k2為定值.
(3)F是T的右焦點,若直線n過點F,與曲線T交于C,D兩點,是否存在x軸上的點Q(t,0),使得直線n繞點F無論怎么轉(zhuǎn)動,都有·=0成立 若存在,求出點Q的坐標;若不存在,請說明理由.
55.(12分)在直角坐標系xOy中,點P到x軸的距離等于點P到點 的距離,記動點P的軌跡為W.
(1)求W的方程;
(2)已知矩形ABCD有三個頂點在W上,證明:矩形ABCD的周長大于3
56.如圖,在中,點.圓是的內(nèi)切圓,且延長線交于點,若.
(1)求點的軌跡的方程;
(2)若橢圓上點處的切線方程是,
①過直線上一點引的兩條切線,切點分別是,求證:直線恒過定點;
②是否存在實數(shù),使得,若存在,求出的值,若不存在,說明理由.
57.已知橢圓過點,且橢圓的離心率為 .
(1)求橢圓的方程;
(2)若動點在直線上,過作直線交橢圓于兩點,且為線段的中點,再過作直線,證明:直線l恒過定點,并求出該定點的坐標.
58.已知點在雙曲線上,且的離心率為,直線交的左支于,兩點,直線,的斜率之和為0.
(1)求直線的斜率;
(2)若,直線,與軸的交點分別為,,求的面積.
59.在平面直角坐標系中,點到定點的距離與點到直線的距離之比為,點的軌跡為曲線.
(1) 求曲線的方程.
(2) 已知點,,,為曲線的左、右頂點.若直線,與曲線的右支分別交于點,.
(ⅰ) 求實數(shù)的取值范圍;
(ⅱ) 求的最大值.
60.如圖,已知橢圓的一個焦點為,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,的中點為.設(shè)為原點,射線交橢圓于點.當四邊形為平行四邊形時,求的值.
參考答案
1.【答案】
(1) 【解】第一步:根據(jù)條件確定動點軌跡為拋物線
由題意知點的軌跡是以點為焦點,直線為準線的拋物線,………1分
第二步:由待定系數(shù)法求軌跡方程
設(shè)其標準方程為,則,即,………3分
所以的方程為.………4分
(2) (i) 【證明】第一步:設(shè)出直線的方程,與拋物線方程聯(lián)立
設(shè)直線的方程為,,,,不妨令,,
由得,所以,所以,.………5分
第二步:分別求點,的坐標
由,得直線的方程為,令,得,即,………6分
設(shè)拋物線在點處的切線方程為,聯(lián)立消去整理得,則,則,則拋物線在點處的切線方程為(二級結(jié)論:在拋物線上一點處的切線方程為),令,得,即,………8分
第三步:利用斜率相等證明結(jié)論
所以,所以.
………9分
(ii) 【解】第一步:由弦長公式求,
由知直線,,,,,
所以,
,………10分
第二步:求梯形的面積
因為點到直線的距離,
所以,………12分
第三步:結(jié)合根與系數(shù)關(guān)系消去,
由,得,,所以,
所以,
所以,
即,………13分
第四步:因式分解,降冪

因為(提示:當時,直線的斜率不存在,不符合題意),所以,………14分
第五步:利用導(dǎo)數(shù)討論零點個數(shù)
令,則在上恒成立,所以在上單調(diào)遞增.
又,,
所以存在唯一,使,………16分
第六步:得出結(jié)論
此時有一條滿足題意的直線,
由拋物線的對稱性知此時關(guān)于軸對稱的直線也符合題意,
故滿足四邊形的面積為12的直線共有兩條.………17分
2.【答案】(1);
(2)
【詳解】(1)由題意,直線的方程可化為,
聯(lián)立方程組解得,
所以直線過的定點.
(2)設(shè)直線 ,則,
由 (1) 知,直線 過的定點,可得,
因為,
所以,解得,
當且僅當且即時,等號成立,
所以面積為 ,
此時對應(yīng)的直線方程為,即.
3.【答案】(1)設(shè)A(x,y),因為|AE|=|AF|,
所以
=×,
將等式兩邊平方后化簡得x2+y2=1.
(2)將直線l:y=kx+m與雙曲線-=1聯(lián)立,
得 (4k2-9)x2+8kmx+4m2+36=0,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
所以有
即m2+9>4k2且k≠±,
所以x1+x2=-,x1x2=,
因為∠MON=,
所以⊥,即·=0,所以x1x2+y1y2=0 x1x2+(kx1+m)·(kx2+m)=0,
化簡得(k2+1)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,
把x1+x2=-,x1x2=代入,得(k2+1)·+km·+m2=0,化簡得m2=,因為m2+9>4k2且k≠±,
所以有+9>4k2且k≠±,
解得k≠±,
圓x2+y2=1的圓心為(0,0),半徑為1,
圓心(0,0)到直線l:y=kx+m的距離d===>1,
所以點A到直線l距離的最大值為+1,最小值為-1,
所以點A到直線l距離的取值范圍為.
4.【答案】(1)1
(2)見詳解
(3)
【詳解】(1)因為,
所以,
解得,
故的值為;
(2)因為,
所以,
所以,
解得,
所以直線恒過定點;
(3)因為,
所以直線,
設(shè)點關(guān)于直線的對稱點的坐標為,
所以的中點坐標為,
所以,
解得,
所以點關(guān)于直線的對稱點的坐標為.
5.【答案】(1) 由題可知,直線族中的每一條直線都是圓上對應(yīng)點處的切線,故圓心到該直線族的距離滿足,所以,滿足.
(2) 將點代入,可得關(guān)于的方程,因為點不在直線族的任意一條直線上,故方程無實數(shù)解,所以,那么,故.
因為區(qū)域的邊界為拋物線,所以聯(lián)立與,可得,由,可知直線族中的每一條直線均為拋物線在對應(yīng)點處的切線.
因此直線族 的包絡(luò)曲線的方程為.
(3) 如圖,設(shè),,,則,故直線.
因為直線與圓相切,所以,結(jié)合可得,同理可得,由①②可得直線.
聯(lián)立可得,由一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系可得,.
因此,由于點到直線的距離,所以的面積.
令,則,且,則,且,由,且,解得,當時,;當時,;當時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以(當且僅當時取等),所以的面積的最小值是.
6.【答案】
(1) 【解】由,,,解得,,
所以橢圓的方程為.············2分
(2) 【證明】第一步:求出線段的垂直平分線
因為,,所以線段的中點為,,則線段的垂直平分線的斜率為,所以線段的垂直平分線的方程為,············4分
第二步:聯(lián)立直線與橢圓方程,證明
聯(lián)立消去并化簡得,,因此線段的垂直平分線與恰有一個公共點.············6分
(3) 【解】解法一:第一步:設(shè)動點,先考慮線段的垂直平分線與直線的斜率有一個不存在的情況
設(shè),則當線段的垂直平分線與直線的斜率有一個不存在時,,,,.············8分
第二步:再考慮線段的垂直平分線與直線的斜率都存在的情況,寫出線段的垂直平分線的方程
當線段的垂直平分線與直線的斜率都存在時,,,線段的中點坐標為,,則線段的垂直平分線的斜率為,因此線段的垂直平分線的方程為.············10分
第三步:換元并聯(lián)立方程,由得等式
設(shè),,聯(lián)立消去得
,由,得
,化簡得,············12分
第四步:將變量,還原,整理并分解因式得出結(jié)論
即,
整理得,
即,
整理得,
即,
即,
即,
即,
因為,所以,
所以.
又因為,,,也符合上式,
所以點的軌跡為圓,該圓的方程為.············17分
解法二(利用中間結(jié)論,結(jié)合幾何關(guān)系證明的軌跡為圓)
設(shè)的中點為,線段的垂直平分線與橢圓相切于點,即直線與橢圓相切.
第一步:分類討論切線斜率
①若直線的斜率存在,不妨設(shè).
第二步:聯(lián)立直線和橢圓方程,利用判別式消元
聯(lián)立消去并化簡得,············9分
由于,
故.
第三步:聯(lián)立直線和的方程消元求點軌跡
而,故,
聯(lián)立直線和的方程,即
兩式平方后相加得,,
由于,故,即為點的軌跡方程.············12分
第四步:檢驗直線的斜率不存在的特殊情況是否滿足軌跡方程
②若直線的斜率不存在,此時點與點重合,為長軸端點,也滿足(易錯:容易忽略斜率不存在的特殊情況).
綜合①②知,點的軌跡方程為.············14分
第五步:由中位線幾何關(guān)系求出點的軌跡方程
當直線的斜率存在時,連接,,顯然為的中位線(關(guān)鍵:找到幾何關(guān)系),故,
當直線的斜率不存在時,顯然也滿足.
故點是以為圓心,4為半徑的圓,即所求點的軌跡為圓,且圓的方程為.············17分
解法三:設(shè)的中點為,線段的垂直平分線與橢圓相切于點,即直線與橢圓相切.
連接,,,因為為線段的垂直平分線,所以,,由橢圓的光學(xué)性質(zhì)知,為延長線上一點(提示:根據(jù)光線照射時,入射角與反射角相等的性質(zhì)可以得到),則,所以,,三點共線(提示:對頂角相等),············10分
則,故點是以為圓心,4為半徑的圓,即所求點的軌跡為圓,且圓的方程為.17分
【二級結(jié)論】
橢圓的光學(xué)性質(zhì)
從橢圓的一個焦點出發(fā)的光線經(jīng)過橢圓反射后,反射光線一定通過橢圓的另一個焦點.
【二級結(jié)論】
橢圓的光學(xué)性質(zhì)
從橢圓的一個焦點出發(fā)的光線經(jīng)過橢圓反射后,反射光線一定通過橢圓的另一個焦點.
7.【答案】見解析
【詳解】(1)設(shè)圓心坐標為 ,則 ,解得 ,
圓心 ,半徑為 ,所求圓的方程為 .
(2)圓心到直線 即 的距離 ,

(3)設(shè)兩個切點分別為 , , ,則 ,即切線長為3.
8.【答案】(1)或;(2).
【詳解】(1)由得圓心,
∵圓的半徑為1,
∴圓的方程為:,
顯然切線的斜率一定存在,設(shè)所求圓的切線方程為,即.
∴,
∴,∴或.
∴所求圓的切線方程為或.
(2)∵圓的圓心在直線:上,所以,設(shè)圓心為,
則圓的方程為.
又∵,
∴設(shè)為,則,整理得,設(shè)為圓.
所以點應(yīng)該既在圓上又在圓上,即圓和圓有交點,
∴,
由,得,
由,得.
綜上所述,的取值范圍為.
考點:1、圓的標準方程及切線的方程;2、圓與圓的位置關(guān)系及轉(zhuǎn)化與劃歸思想的應(yīng)用.
【方法點睛】本題主要考查圓的標準方程及切線的方程、圓與圓的位置關(guān)系及轉(zhuǎn)化與劃歸思想的應(yīng)用.屬于難題.轉(zhuǎn)化與劃歸思想是解決高中數(shù)學(xué)問題的一種重要思想方法,是中學(xué)數(shù)學(xué)四種重要的數(shù)學(xué)思想之一,尤其在解決知識點較多以及知識跨度較大的問題發(fā)揮著奇特功效,大大提高了解題能力與速度.運用這種方法的關(guān)鍵是將題設(shè)條件研究透,這樣才能快速找準突破點.以便將問題轉(zhuǎn)化為我們所熟悉的知識領(lǐng)域,進而順利解答,希望同學(xué)們能夠熟練掌握并應(yīng)用于解題當中.本題(2)巧妙地將圓上存在點,使問題轉(zhuǎn)化為,兩圓有公共點問題是解決問題的關(guān)鍵所在.
9.【答案】(1);
(2)見詳解.
【詳解】(1)
由題可知,,
所以菱形ABCD的邊長為p,因為C在y軸正半軸上,所以,
故,所以.
(2)證明:易得直線AD的方程為,
與T的方程聯(lián)立得,
整理得,解得,
由題知點M在x軸上方,所以,
因為,所以D為線段AM的中點.
10.【答案】
(1) 由題意知,,雙曲線,將代入上式,解得.
因為當軸時,直線為的“等線”,所以點在直線的上方,故有.由題意知,,,,
解得,,所以曲線的方程為.
(2) 設(shè),,.
由題意知直線與曲線相切,當直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,與聯(lián)立,得,
故,整理并化簡后,該式可以看作關(guān)于的一元二次方程,
又,所以,即直線的方程為.
當直線的斜率不存在時,也成立.
綜上,由直線與曲線相切,可得直線的方程為.
由題意知,雙曲線的漸近線方程為,不妨設(shè)在上方,
將直線的方程與雙曲線的漸近線方程聯(lián)立得,,故,所以是線段的中點,
因為,到過的直線的距離相等,
過的直線是四邊形的“等線”,所以點,到該“等線”的距離相等,且分居“等線”兩側(cè),所以該“等線”必過點,即直線的方程為.
由解得或
因為點在雙曲線的右支上,所以.
所以,

所以,所以.
(3)設(shè),由,得,,
因為點在雙曲線的右支上,所以,
所以曲線 的方程為,
由知直線的方程為,即.
設(shè)點,,到切線的距離分別為,,,
由(2)知,,
所以,
由得,,
因為,
所以切線為的“等線”.
11.【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)根據(jù)焦半徑公式可得,所以,
又,所以,
解得或(舍去),
故所求拋物線方程為.
(2)法1:,,設(shè),,,
,所以,

,(舍去),
所以即.
法2:設(shè),,,
,所以,


,所以過定點,
又因為過,所以;
法3:,,設(shè),,,

.


所以.
法4:設(shè),,不妨設(shè),


,同理,



又因為過,所以.
法5:設(shè),,,




.
又因為過,所以,
解得,,所以.
12.【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)解:依題意可得,,又,
所以,所以橢圓方程為;
(2)解:依題意過點的直線為,設(shè)、,不妨令,
由,消去整理得,
所以,解得,
所以,,
直線的方程為,令,解得,
直線的方程為,令,解得,
所以

所以,



整理得,解得
13.【答案】
(1) 如圖,當軸時,令,代入拋物線方程,則,,,
由題意直線斜率存在,設(shè)直線,,,由于,
則.
由于則,,


則,則,
所以直線的方程為或.
(2) 設(shè)點,,,,由題意直線和斜率存在且不為零,
因為,同理,,,,
所以直線,化簡可得,
同理可得,直線,直線,
直線,
又因為,直線和直線交于點,
所以,且,即
,且,化簡得,所以,,
則聯(lián)立直線與的方程,得解得所以點的坐標為,
由于,則,所以,則軸平分,
設(shè)的內(nèi)切圓圓心為,,
則點到直線的距離,
點到直線的距離,
所以.
方法一:化簡可得,
由于,則,
所以,
則,即.
方法二:由化簡得到,
令,由于,則.
則,設(shè),,
則,
則在上單調(diào)遞減,則,所以,即.
【一題多解】
(1)設(shè)直線,傾斜角為 ,由對稱性知有兩條,且關(guān)于直線對稱,
不妨設(shè),那么 ,,
則,
則,
由于,,則
則,,
所以,即,
則,此時,由對稱性得,另一條符合題意的直線方程為,
所以直線的方程為或.
(2)點證明同原解析.
設(shè)的內(nèi)切圓圓心為,,
由于,,設(shè)半徑為, , ,直線,直線,則,
,那么提示:或在中,由角平分線定理得,則.
設(shè),,
由于,則,所以,
解得,
即.
【一題多解】
(1)設(shè)直線,傾斜角為 ,由對稱性知有兩條,且關(guān)于直線對稱,
不妨設(shè),那么 ,,
則,
則,
由于,,則
則,,
所以,即,
則,此時,由對稱性得,另一條符合題意的直線方程為,
所以直線的方程為或.
(2)點證明同原解析.
設(shè)的內(nèi)切圓圓心為,,
由于,,設(shè)半徑為, , ,直線,直線,則,
,那么提示:或在中,由角平分線定理得,則.
設(shè),,
由于,則,所以,
解得,
即.
14.【答案】
(1) 【解】第一步:由點在雙曲線上和雙曲線的漸近線方程列出方程組
由題意可得…………3分
第二步:解方程組求得,,得到標準方程
解得,,故雙曲線的方程為.…………5分
(2) 第一步:聯(lián)立方程,寫出根與系數(shù)的關(guān)系
如圖,由題意可知,直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立消去整理得,
則,化簡得,由根與系數(shù)的關(guān)系可得,,…………8分
第二步:用和表示,,進而用表示出等式,解方程求得的值
故,
,

,
故,平方整理可得,解得或,
由于與的兩支分別交于,兩點,故,
當時,代入不符合,故舍去(易錯:注意驗證兩不等實根的存在性),當時,代入符合,,滿足題意.綜上可得.…………15分
15.【答案】(1) (2)存在定點P(1,0)
【詳解】(1)由題意知,解得:,故橢圓C的方程是.
(2)由得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.
因為動直線l與橢圓C有且只有一個公共點M(x0,y0),所以m≠0且Δ=0,
即64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,化簡得4k2-m2+3=0.(*)
此時x0=-=-,y0=kx0+m=,所以M(-
由得N(4,4k+m).
假設(shè)平面內(nèi)存在定點P滿足條件,由圖形對稱性知,點P必在x軸上.
設(shè)P(x1,0),則對滿足(*)式的m、k恒成立.
因為=(-,=(4-x1,4k+m),由,
得-+-4x1+x++3=0,
整理,得(4x1-4)+x-4x1+3=0.(**)
由于(**)式對滿足(*)式的m,k恒成立,所以解得x1=1.
故存在定點P(1,0),使得以MN為直徑的圓恒過點M.
16.【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)因為拋物線的方程為,所以拋物線的準線方程為
(2)因為在的準線上,所以,即,
易得的坐標為,此時,
因為,所以,解得,
所以的方程為,設(shè),,
聯(lián)立消去并整理得,由韋達定理得,
所以
17.【答案】(1)2
(2)①;②見詳解
【詳解】(1)由題意可知,
則.
(2)①解:直線的方程為,
聯(lián)立得,
.
設(shè),則,
由,得,
代入,得,
則的方程為.
②證明:設(shè)的方程為.
聯(lián)立得,
,且,
.
因為,
所以,
即,
則,
整理得,
即.
因為點不在直線上,所以,則,
則,
故直線過定點.
18.【答案】
(1) 【解】第一步:由已知確定參數(shù)
由題意,設(shè)拋物線的標準方程為,因為拋物線的焦點為,所以,所以,
第二步:求得拋物線的標準方程
故拋物線的標準方程為.············3分
(2) 【證明】第一步:分析可知,直線不與軸重合,設(shè)直線的方程,將該直線方程與拋物線方程聯(lián)立
若直線與軸重合,則該直線與拋物線只有一個交點,不符合題意.············4分
設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立消去整理可得,所以,,,············6分
第二步:將直線,的方程聯(lián)立,求出點的坐標得證
由題意可知,直線的方程為,
直線的方程為,
聯(lián)立直線與的方程得可得,所以(提示:橫坐標為常數(shù),可以確定點在平行于軸的直線上).············8分
所以點在定直線上.············9分
(3) 【解】(基本不等式法)第一步:將直線的方程與直線的方程聯(lián)立,求得點縱坐標,可知
由(2)可知,點,如圖.
易知直線的方程為,
聯(lián)立直線與直線的方程得
可得,············10分
故點,則,且,,············11分
第二步:利用梯形的面積公式、根與系數(shù)關(guān)系以及基本不等式可求得的最小值
所以,············14分
因為,當且僅當,即時,等號成立,
所以.············16分
因此四邊形的面積的最小值為.············17分
【一題多解】
(3)(函數(shù)法)第一步:確定四邊形為直角梯形
易知直線的方程為,令,則,
因為,且,所以,············10分
所以點的坐標為.因為,所以直線與直線垂直,
所以四邊形為直角梯形.············11分
第二步:用表示出面積,利用函數(shù)的單調(diào)性求得最值
因為,,,
所以,
因為
,············13分
,············14分
所以,············15分
該函數(shù)為偶函數(shù)且在上單調(diào)遞增,············16分
所以當時,取得最小值,且最小值為.············17分
【一題多解】
(3)(函數(shù)法)第一步:確定四邊形為直角梯形
易知直線的方程為,令,則,
因為,且,所以,············10分
所以點的坐標為.因為,所以直線與直線垂直,
所以四邊形為直角梯形.············11分
第二步:用表示出面積,利用函數(shù)的單調(diào)性求得最值
因為,,,
所以,
因為
,············13分
,············14分
所以,············15分
該函數(shù)為偶函數(shù)且在上單調(diào)遞增,············16分
所以當時,取得最小值,且最小值為.············17分
19.【答案】
(1) 【解】第一步:依題意得到,,的方程組
依題意可得
第二步:解方程組求得,,代入橢圓的標準方程
解得………4分
橢圓的標準方程為.…………5分
(2) 第一步:設(shè)直線的方程并與橢圓的方程聯(lián)立
依題意知直線,的斜率存在且不為0,
設(shè),,直線的方程為,
由消去得,
第二步:求出,,,,進而求得直線的斜率
.
.…………8分
直線平分, 直線,的斜率互為相反數(shù),
直線的方程為,同理可得.
,,
.
又,…………13分
,即直線的斜率為定值.…………15分
20.【答案】(1)+=1 (2)見解析
【詳解】(1)【解】由題意知解得
所以C的方程為+=1. 4分
(2)【證明】由題意可知,直線PQ的斜率必存在且不為0(提示:否則與橢圓C僅有一個交點,不符合題意),設(shè)直線PQ的方程為y-3=k(x+2),P(x1,y1),Q(x2,y2). 5分
聯(lián)立得(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16k2+48k=0,Δ=-1 728k>0,故k<0.
所以
所以y1+y2=k(x1+x2)+4k+6=. 8分
又因為直線AP:y-0=(x+2),
直線AQ:y-0=(x+2),
所以M,N,所以線段MN的中點坐標為, 10分
而+===
==3,
故線段MN的中點為定點(0,3). 12分
21.【答案】
(1) 【解】將,的坐標代入橢圓的方程,可得解得則,即,
則的離心率. …………5分
(2) 由(1)可得橢圓的方程為.
當直線的斜率不存在時,直線的方程為,此時,不符合題意,故直線的斜率存在.…………7分
解法一:設(shè)直線的方程為,令,,聯(lián)立消去可得
,
,,…………9分
所以
所以. …………11分
又點到直線的距離,
,
解得或,所以直線的方程為或. …………15分
解法二:設(shè)直線的方程為,,
聯(lián)立消去整理得,,則. …………9分
由點在上,得,即.
由①②知,此時.
所以,代入直線的方程可得. …………11分
由,可得,直線的方程為,設(shè)點到直線的距離為,則,解得.
由點到直線的距離公式可得,
將,代入上式,
解得或,當時,;當時,,
所以直線的方程為或. …………15分
解法三:因為,,
所以,所以直線的方程為,即,
. …………8分
設(shè)點到直線的距離為,則,解得. …………9分
設(shè),則解得或
所以點的坐標為或. …………11分
當點的坐標為時,直線的斜率為,方程為,即.
當點的坐標為時,直線的斜率為,方程為,即.
綜上,直線的方程為或. …………15分
22.【答案】見詳解
【詳解】(1)【解】第一步:找到a和b的等量關(guān)系
因為橢圓C的長軸長與短軸長之和為6,所以2a+2b=6, 1分
即a+b=3.①
又因為e==,結(jié)合c2=a2-b2,可得a2=4b2.② 3分
第二步:計算a和b
聯(lián)立①②解得 4分
第三步:寫出橢圓C的標準方程
所以橢圓C的方程為+y2=1. 5分
(2)【證明】解法一:第一步:計算點P在長軸頂點時的λ1+λ2
設(shè)P(x0,y0),B(x1,y1),D(x2,y2),
當P在橢圓的長軸頂點時,由對稱性可設(shè)P(2,0),則B(-2,0),D(-2,0). 6分
顯然=3,=,則λ1+λ2=3+=. 7分
第二步:計算點P不在長軸頂點時的λ1+λ2,聯(lián)立方程
當P不在橢圓的長軸頂點時,設(shè)直線PM的方程為x=ty-1,其中t=, 8分
聯(lián)立可得(t2+4)y2-2ty-3=0,顯然Δ>0.
根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系可知y0y1=-. 9分
第三步:根據(jù)向量關(guān)系計算λ1
因為=λ1,
所以(-1-x0,-y0)=λ1(x1+1,y1),所以-y0=λ1y1,
λ1=-=-y0·=. 10分
第四步:根據(jù)向量關(guān)系計算λ2
設(shè)直線PN的方程為x=my+1,其中m=, 11分
同理可得λ2=-=, 12分
第五步:計算λ1+λ2為定值
所以λ1+λ2=+

=·=·.
因為+4=4, 13分
所以λ1+λ2=·=. 14分
第六步:總結(jié)結(jié)論
綜上所述,λ1+λ2=,為定值. 15分
解法二:第一步:討論當直線PM,PN中有一條直線的斜率不存在的情況
已知橢圓C:+y2=1,M(-1,0),N(1,0).
當直線PM,PN中有一條直線的斜率不存在時,由橢圓的對稱性,不妨考慮直線PN的斜率不存在,取P,
則kPM=,直線PM:y=(x+1),
由消去y,得x2+x-=0,
根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系可得,xP·xB=xB=-,yB==-,所以點B. 6分
=,=,
則=λ1=,解得λ1=.
由橢圓的對稱性知,N為PD的中點,=λ2= λ2=1,
那么λ1+λ2=. 7分
第二步:討論當直線PM,PN的斜率均存在的情況
當直線PM,PN的斜率均存在時,設(shè)直線PM:y=k1(x+1),直線PN:y=k2(x-1),
設(shè)P(x0,y0),B(x1,y1),D(x2,y2),則k1=,k2=, 8分
將點P(x0,y0)的坐標代入橢圓C的方程中,有+=1,即4=4-. 9分
聯(lián)立消去y,得(4+1)x2+8x+4-4=0,
易知Δ>0.
由根與系數(shù)的關(guān)系可得x1x0=, 10分
得x1=·=·=·=·=, 11分
y1=k1(x1+1)==-,
所以點B.
由=λ1,得(-1-x0,-y0)=(λ1(x1+1),λ1y1),則λ1y1=-y0,λ1=-=-y0·=. 12分
聯(lián)立消去y,得(4+1)x2-8x+4-4=0,
由根與系數(shù)的關(guān)系得x2x0=,得x2=·=·=·=,
y2=k2(x2-1)==·=,
由=λ2,得(1-x0,-y0)=(λ2(x2-1),λ2y2),則λ2y2=-y0,
λ2=-=-y0·=. 13分
所以λ1+λ2=+=. 14分
第三步:總結(jié)結(jié)論
綜上,λ1+λ2=,為定值. 15分
解法三:第一步:由向量關(guān)系計算λ1
已知橢圓C:+y2=1,M(-1,0),N(1,0),
設(shè)P(x0,y0),B(x1,y1),D(x2,y2),
由=λ1,得(-1-x0,-y0)=(λ1(x1+1),λ1y1),
則得
把點P(x0,y0),B(x1,y1)的坐標代入橢圓C的方程中,有
得 9分
兩式相減得(2x0+1+λ1)(1+λ1)=4(λ1+1)(λ1-1), 10分
因為λ1≠-1,所以λ1=. 11分
第二步:由向量關(guān)系計算λ2
由=λ2,得(1-x0,-y0)=(λ2(x2-1),λ2y2),
得 12分
把點P(x0,y0),D(x2,y2)的坐標代入橢圓C的方程中,有得 13分
兩式相減,得(2x0-1-λ2)(1+λ2)=4(1+λ2)(1-λ2),
因為λ2≠-1,所以λ2=. 14分
第三步:得出結(jié)論
所以λ1+λ2=+=,為定值. 15分
23.【答案】(1)
(2)見詳解
(3)
【詳解】(1)由題意,設(shè)拋物線的標準方程為,則,可得,
故拋物線的標準方程為.
(2)若直線與軸重合,則該直線與拋物線只有一個交點,不合乎題意,
設(shè)直線的方程為,設(shè)點、,
聯(lián)立可得,,
由韋達定理可得,,
由題意可知,直線的方程為,
直線的方程為,
聯(lián)立直線、的方程得可得,所以,.
因此,點在定直線上.
(3)如下圖所示:

易知點,直線的方程為,
聯(lián)立直線與直線的方程可得可得,故點,則,
且,,
所以,

因為,
當且僅當時,即當時,等號成立,
所以,.
因此,四邊形面積的最小值為.
24.【答案】(1);
(2)存在,的面積是定值,定值為.
【詳解】(1)設(shè)橢圓為,,,,
由題意得,解得,,故橢圓的標準方程為.
(2)當直線的斜率不存在時,取,,符合題意,
故存在點使為的重心,且此時的面積為.
當直線的斜率存在時,設(shè),聯(lián)立得,
設(shè),,則,,,
由條件得,得,
則,

綜上,的面積為定值,其值為.
25.【答案】(1);(2)最大值.
【詳解】(1)由,,得橢圓方程為.
由得或
因為點A在第一象限,所以.
又,
所以直線的方程為,即.

由得或所以,
所以直線的斜率為.
(2)法1:設(shè)直線的斜率為,則直線的斜率為.
因為是等腰直角三角形(點O,A,B按順時針排列),
所以設(shè).
又,所以,
得.
所以,即.
又由,得,所以.
因為點,在橢圓上,
所以所以.
整理得.
所以,即.
因為,
所以,即,
所以,
當時,取最大值.
法2:設(shè)直線的斜率為,傾斜角為.
因為是等腰直角三角形(點O,A,B按順時針排列),且,
所以直線的斜率為或.
所以.
設(shè),,.
由得.
由得.
又,所以,得,
.
整理得,
所以,即,
所以.
因為,
所以,即,
所以,
當時,取最大值.
26.【答案】(1)1
(2)證明見解析
【詳解】(1)當直線經(jīng)過坐標原點時,,兩點關(guān)于原點對稱.
設(shè),,,
于是,.
因為,,三點都在雙曲線,
所以,兩式作差,,所以
.
(2)已知,由題意可知均有斜率,
可設(shè)直線,直線,,,,.
,.
聯(lián)立直線方程與雙曲線的方程:.
整理得,,
當時,.
,.
于是,
同理可得,.
因為,所以
整理得,,而,所以.
27.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)存在直線為滿足題意,詳見詳解
【詳解】(Ⅰ)解:由點和關(guān)于點對稱,得,
所以橢圓E的焦點為,,
由橢圓定義,得 .
所以 ,.
故橢圓的方程為;
(Ⅱ)解:結(jié)論:存在直線,使得四邊形的對角線互相平行.
理由如下:
由題可知直線,直線的斜率存在,
設(shè)直線的方程為,直線的方程為
由,消去
得,
由題意,可知 ,設(shè),,
則,,
由消去,
得,
由,可知,設(shè),又,

若四邊形的對角線互相平行,則與的中點重合,
所以,即

所以
解得,
所以直線為,四邊形的對角線互相平分.
28.【答案】(1)
(2)(i)見詳解;(ii)或.
【詳解】(1)設(shè)直線方程:,代入中,消去得.
設(shè),則.
當時,有的最小值為.
,故的方程為.
(2)(i)設(shè)直線方程:.
由消去得.①
又由(1)知,同理.
當?shù)男甭什淮嬖跁r,的斜率不存在時,不妨設(shè)
此時,;
當?shù)男甭蚀嬖跁r,直線的斜率.
直線方程為,化簡得②
由①②得,即.
由得,直線過定點;
所以直線過定點;
(ii)由(i)知,
直線方程為:,點到直線的距離,
,解得或6.所以點坐標為,或.
且,或.
直線方程為或.
29.【答案】(1)見詳解
(2)見詳解
【詳解】(1)設(shè),則,
則由兩式相減可得,即,
所以
為定值.
(2)由題意可得,解得,所以橢圓方程為,
則,
聯(lián)立方程可得,
則,得,
故,
直線的方程為,①
直線的方程為,②
設(shè)直線與直線的交點,
則由①②兩式相減可得,代入①可得,
,即.
所以點在定直線上.
30.【答案】(1)
(2)存在定點,
【詳解】(1)
由題知,橢圓C過點和,
所以,解得
所以橢圓C的方程為.
(2)
假設(shè)在y軸上存在定點P,使得∠EQP=2∠EFP恒成立,設(shè),,
由,得,∴,
∵∠EQP=2∠EFP,∴∠EFP=∠FPQ,∴QE=QF=QP
∴點P在以EF為直徑的圓上,即PE⊥PF


∴恒成立
∴,解得

∴存在定點,使得∠EQP=2∠EFP恒成立.
31.【答案】(1)
(2)或
(3)
【詳解】(1)橢圓的離心率為
(2)

設(shè),直線交軸于點,由,∴
∴或
(3)
,,,
∴代入得:

設(shè),
∴,∴,
∴.
代入得:

∴,∴,

∴,∴

即直線方程為:
恒過定點為
32.【答案】(Ⅰ);
(Ⅱ)見詳解.
【詳解】(Ⅰ)因為橢圓的右焦點為,所以;
因為橢圓經(jīng)過點,所以,所以,故橢圓的方程為.
(Ⅱ)設(shè)
聯(lián)立得,
,,.
直線,令得,即;
同理可得.
因為,所以;
,解之得,所以直線方程為,所以直線恒過定點.
33.【答案】(1)
(2)見詳解;
【詳解】(1)由題可知,解得.
所以的標準方程為;
(2)(i)由(1)知,,且,解得,所以.
設(shè),則,同理可得,,
則,即.
當直線斜率存在時,直線的方程為,
整理得.
所以,即,
所以直線過定點;
當直線的斜率不存在時,可得.
綜上,直線過定點.
(ii)設(shè),當直線斜率存在時,
設(shè)直線的方程為,
與拋物線聯(lián)立得,消去得,
由題意,所以.
所以

所以當時,的最小值為;
當直線斜率不存在時,.
由拋物線定義知.
故的最小值為.

34.【答案】
(1) 雙曲線的漸近線方程為,設(shè),則,
由,得,
所以雙曲線的方程為.
(2) 由(1)知,,,,直線不垂直于軸,設(shè)直線的方程為,
由消去得,設(shè),,
可得,,則,.
直線,直線,
聯(lián)立①②得,解得,
所以直線與的交點在定直線上.
(3) 由(2)知,,
則,即,
即,解得,即,
所以直線的方程為或,即或.
35.【答案】
(1) 聯(lián)立整理得.
因為與相切,所以,解得或(舍去),
故的方程為.
(2) 由(1)可知.
因為,所以的方程為.
設(shè),.
聯(lián)立整理得,,則,
則.
(3) 直線過定點.
設(shè),,,,,
則直線的方程為,
直線的方程為,直線的方程為.
設(shè)動圓的半徑為,易知,則,且.
因為直線和圓相切,所以,
整理得,
同理可得,
所以,是關(guān)于的一元二次方程的兩個不相等的實數(shù)根,則,且,
則,,代入①式整理得.
由,得,此時,故直線過定點,.
36.【答案】(1)見詳解;
(2)(i)見詳解;(ii)定值為.
【詳解】(1)由正弦定理可知
則.
記,
由于,
所以在直線上,
且,
所以在角的角平分線上,
又因為,
所以三點共線,
即在角的角平分線上,
同理可得在角,角的角平分線上,
即為的內(nèi)心.
(2)(i),,則,
即,,,
設(shè),則,
設(shè)直線:,直線:,
,.
代入可得.
顯然,否則三點共線構(gòu)成不了三角形.
故,即①
由(1)可知為的內(nèi)心.,不妨設(shè)在第一象限,
故,代入①可得,
則(舍去,注:)或者,
即.
(ii),
即,,,設(shè),,

,,,
則,
即,
解得,,
則,
即的軌跡為橢圓,則.
37.【答案】
(1) 由題意可得,所以,
所以直線的方程為,
設(shè),,
聯(lián)立
消去并整理得,
所以,,
所以,
因為,所以,
即,解得,
所以拋物線的方程為.
(2) 存在點滿足題意.
由(1)得,,假設(shè)存在滿足題意,
設(shè)過點的動直線方程為,由題知,
聯(lián)立解得,
則,
設(shè),,
聯(lián)立消去并整理得,
所以,,
直線的斜率為,直線的斜率為,
直線的斜率為,
因為直線,,的斜率成等差數(shù)列,
所以,
整理得,因為該式對任意恒成立,所以,解得或,此時,
即存在或滿足題意.
38.【答案】
(1) 【解】第一步:設(shè)點,根據(jù)已知建立等式
設(shè)點,由題意可知,············1分
第二步:化簡,得到曲線方程
即,············2分
經(jīng)化簡,得的方程為.············3分
第三步:判斷曲線形狀
當時,曲線是焦點在軸上的橢圓;············4分
當時,曲線是焦點在軸上的雙曲線.············5分
(2) ① 【證明】第一步:設(shè)點,得方程
設(shè)點,,,其中,且,,連接.
如圖①,由(1)可知的方程為,,.············6分
圖①
第二步:根據(jù)平行關(guān)系,得
當直線,的斜率均存在時,因為,所以,
因此,,三點共線,且.當直線,的斜率不存在時,易知三點共線且.············7分
第三步:設(shè)直線方程,聯(lián)立方程,得根與系數(shù)的關(guān)系
設(shè)直線的方程為,聯(lián)立的方程,
得,,
則,,
第四步:根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系求的值
由題可知,,
所以

所以為定值1.············9分
第五步:結(jié)合橢圓定義求三角形周長
由橢圓定義得,則.
因為,所以,解得,同理可得,············10分
所以.
因為,所以的周長為定值. ············11分
② 【解】第一步:設(shè)點
(提示:三角形面積與內(nèi)切圓半徑之間存在關(guān)系,本題中,要使 為常數(shù),則需的周長為定值,結(jié)合上一問,可先證為定值)
設(shè)點,,,其中,且,,連接.
第二步:確定曲線形狀
當時,曲線是焦點在軸上的雙曲線,方程為,如圖②,
圖②
根據(jù)①的證明,同理可得,,三點共線,且.
第三步:設(shè)直線方程,聯(lián)立方程,得根與系數(shù)關(guān)系
設(shè)直線的方程為,聯(lián)立的方程,得,,············13分
則,,············14分
第四步:根據(jù)根與系數(shù)關(guān)系求的值
則,,
所以,
同①可得.············15分
第五步:結(jié)合雙曲線定義求三角形周長
由雙曲線的定義得,得,
根據(jù),解得.同理可得,
所以.············16分
第六步:利用三角形內(nèi)切圓求三角形面積,從而得到結(jié)果
由內(nèi)切圓性質(zhì)可知,,
如果,那么(常數(shù)).
因此,存在常數(shù) 使得恒成立,且.············17分
39.【答案】
(1) 由雙曲線的漸近線方程為,可得,①
又由焦距長為4,可得,即,則有,②
聯(lián)立①②兩式,解得,,
所以雙曲線方程為.
(2) 由點的坐標為,為原點,得,
此時直線的斜率,
設(shè)平行于的直線與雙曲線相切,聯(lián)立
消去得,
由,解得,
則切點為時可以得到的面積最小,
再由平行線間的距離公式可得直線與過點的切線的距離,
則面積的最小值為.
(3) 當過的右焦點的直線的斜率為0時,易知,不符合題意;
當過的右焦點的直線的斜率不為0時,可設(shè)方程為,與雙曲線方程聯(lián)立得,即,,
設(shè),,則有,,
所以

所以以為直徑的圓的半徑.
設(shè)線段的中點為,
則有,則,
所以中點到直線的距離,
再由,結(jié)合勾股定理有,則,解得或,
所以直線的方程為或或.
40.【答案】(1);
(2)見詳解;
(3),,三點共線,見詳解.
【詳解】(1)根據(jù)題意得,解得,
所以橢圓的標準方程為;
(2)根據(jù)題意可知直線與的斜率都存在且不為零,,
設(shè),則(),
則,
因為點在橢圓上,
所以,所以,
所以,
所以直線與的斜率之積為定值;
(3),,三點共線,證明如下:
設(shè)直線的方程為,
則直線的方程為,
所以,
所以,
所以設(shè)直線的方程為,
由,得,
設(shè),則,得,
所以,
所以,
因為,
所以,,
所以,
所以,,三點共線.
41.【答案】(1)
(2)見詳解
【詳解】(1)由題意知且,
所以,所以的方程為.
(2)由題意知,,
當直線的斜率為時,:,此時三點共線顯然成立,
當直線的斜率不為時,設(shè):,,,
聯(lián)立可得,
由題意得,

所以,,
因為直線的方程為,
令,得,所以,
所以,
因為,
所以
所以,故三點共線,
綜上:三點共線.
42.【答案】
(1) 由題意知解得
故的方程為. …………4分
(2) (ⅰ) 第一步:由的方程寫出點的坐標
由(1)知的方程為,則點的坐標為,…………5分
第二步:設(shè)出點的坐標,由點在射線上及得到等式
設(shè),則,,因為點在射線上,所以與同向共線,所以(提示:),所以. …………6分
因為點不在軸上,所以直線的斜率存在,所以(提示:點在射線上),所以. …………7分
第三步:聯(lián)立點與點坐標間的關(guān)系式,用,表示點的坐標
聯(lián)立
解得
故的坐標為. …………9分
(ⅱ) 第一步:由直線與的斜率關(guān)系求得點的軌跡方程
由知,,
因為直線的斜率是直線的斜率的3倍,
所以,所以,
所以點的軌跡方程為.…………11分
第二步:由點與點的軌跡方程求的最大值
設(shè),因為是上的動點,所以.因為點的軌跡方程為,所以的最大值可轉(zhuǎn)化為點到點的距離的最大值再加上. …………13分
因為

所以當時,取得最大值. …………16分
所以的最大值為(另解:設(shè),則,所以,從而). …………17分
【一題多解】
(2)(ii)第一步:根據(jù)點在射線上得到與的關(guān)系
由(1)知,因為點在射線上,所以,使得,…………5分
第二步:根據(jù)得到 的值
所以,所以,………7分
第三步:把 的值代入得到,得出點的坐標
所以,
所以. …………9分
【思路導(dǎo)引】
(2)設(shè),點在射線上與同向共線得出點坐標;
的最大值轉(zhuǎn)化為圓上的點到橢圓上的點的距離的最大值 圓心到橢圓上的點的距離的最大值的最大值
【思路導(dǎo)引】
(2)設(shè),點在射線上與同向共線得出點坐標;
的最大值轉(zhuǎn)化為圓上的點到橢圓上的點的距離的最大值 圓心到橢圓上的點的距離的最大值的最大值
【一題多解】
(2)(ii)第一步:根據(jù)點在射線上得到與的關(guān)系
由(1)知,因為點在射線上,所以,使得,…………5分
第二步:根據(jù)得到 的值
所以,所以,………7分
第三步:把 的值代入得到,得出點的坐標
所以,
所以. …………9分
43.【答案】
(1) 【解】由題知圓心到直線的距離,
即直線與圓相切,所以.…………3分
(2) ① 【證明】第一步:求直線的方程
由曲線,知,的準線方程為,且.
設(shè),,,
因為,且與的公共點為,所以是曲線在點處的切線,所以切線,即,…………5分
則(提示:點在直線上),
同理,切線,則,
由得直線的方程為,即.…………7分
第二步:聯(lián)立直線與曲線的方程
聯(lián)立消去整理得,則,,.
第三步:根據(jù)焦半徑公式計算,
又因為,,
第四步:證得結(jié)論
所以.
又因為,所以,
故是,的等比中項.…………9分
② 【解】第一步:由①可得
由①知,,…………11分
第二步:求出的表達式
則.…………13分
第三步:利用不等式性質(zhì)求最值
因為點在圓上,所以,所以,
所以,
又因為,(提示:當時,點坐標為,直線,的交點不是點,不符合題意),所以,
所以,…………15分
解得.
當,時,,
故的最大值為.…………17分
【一題多解】
(2)①【證明】第一步:求切線方程
由題意知,,則.
設(shè),,.
因為,且與的公共點為,所以是曲線在點處的切線,
所以切線,即,…………5分
同理切線,
第二步:求出點坐標
聯(lián)立得,,即,…………7分
第三步:根據(jù)兩點間距離公式證得結(jié)論
所以.又,,因此,
所以是,的等比中項.…………9分
②【解】第一步:求出的表達式
由①知,,設(shè),,…………11分
第二步:利用不等式求最值

.…………13分
因為點在圓上,
所以,于是,
從而,…………15分
解得,所以.
又當,時,,
故的最大值為.…………17分
【一題多解】
(2)①【證明】第一步:求切線方程
由題意知,,則.
設(shè),,.
因為,且與的公共點為,所以是曲線在點處的切線,
所以切線,即,…………5分
同理切線,
第二步:求出點坐標
聯(lián)立得,,即,…………7分
第三步:根據(jù)兩點間距離公式證得結(jié)論
所以.又,,因此,
所以是,的等比中項.…………9分
②【解】第一步:求出的表達式
由①知,,設(shè),,…………11分
第二步:利用不等式求最值

.…………13分
因為點在圓上,
所以,于是,
從而,…………15分
解得,所以.
又當,時,,
故的最大值為.…………17分
44.【答案】(Ⅰ).(Ⅱ)(ⅰ).(ii).
【詳解】(Ⅰ)設(shè)橢圓的離心率為e.由已知,可得.又由,可得,即.又因為,解得.
所以,橢圓的離心率為.
(Ⅱ)(ⅰ)依題意,設(shè)直線FP的方程為,則直線FP的斜率為.
由(Ⅰ)知,可得直線AE的方程為,
即,與直線FP的方程聯(lián)立,
可解得,即點Q的坐標為.
由已知|FQ|=,有,
整理得,所以,即直線FP的斜率為.
(ii)解:由,可得,故橢圓方程可以表示為.
由(i)得直線FP的方程為,
與橢圓方程聯(lián)立消去,
整理得,解得(舍去)
或.因此可得點,進而可得,所以.
由已知,線段的長即為與這兩條平行直線間的距離,
故直線和都垂直于直線.
因為,所以,所以的面積為,同理的面積等于,由四邊形的面積為,得,整理得,又由,得.
所以,橢圓的方程為.
45.【答案】
(1)根據(jù)題意,可得,且,則,,又,則,
可得橢圓的方程為.…………3分
(2) (ⅰ) 第一步:根據(jù) 求出點的坐標
易知,由為等邊三角形及橢圓的對稱性,可知點在軸上.
不妨設(shè),,易知 ,則有,即,聯(lián)立方程,解得,.…………5分
解法一:第二步:等邊三角形的重心與外心重合,利用重心的坐標公式求得點的坐標
由等邊三角形的重心與外心重合,
可知,則點的坐標為.…………8分
解法二:第二步:利用列方程求得點的坐標
由,得,解得,
則點的坐標為.…………8分
解法三:第二步:利用線段的垂直平分線與軸的交點求得點的坐標
直線的斜率為,線段的中點為,
則線段的垂直平分線方程為,即.令,解得,
則點的坐標為.…………8分
(ⅱ) 第一步:設(shè)直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立得到根與系數(shù)的關(guān)系
當直線的斜率為0時,線段的垂直平分線為軸,不合題意;
當直線的斜率不為0時,設(shè)直線,聯(lián)立橢圓方程,得,由,即,
解得且,.…………10分
第二步:分別寫出線段,的垂直平分線方程
令,分別為線段,的中點,則,,
可得線段的垂直平分線方程為,即;
同理可得,線段的垂直平分線方程為(提示:三角形外心是三角形三邊的垂直平分線的交點).…………11分
第三步:兩垂直平分線方程聯(lián)立得到和的關(guān)系
聯(lián)立①②,解得
.…………13分
由,可得,即,則,把代入不等式,得,,則(關(guān)鍵:準確求出的范圍).…………14分
第四步:求點到直線的距離的取值范圍
點到直線的距離.…………15分
設(shè)函數(shù),,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,可得,進而得到.
綜上可知,點到直線的距離的取值范圍是.…………17分
46.【答案】(1)2;
(2).
【詳解】(1)設(shè),將代入雙曲線方程得,此時,
所以,即,,
則,所以(負值舍去),
故的離心率為2.
(2)因為,由(1)知,
雙曲線方程為:,漸近線方程為,
設(shè),
則,
所以,
又在雙曲線上,所以,整理得:,
由漸近線方程為得,
所以的面積為
.
47.【答案】
(1) 【解】第一步:根據(jù)題意列出方程
設(shè),由題意得,…………2分
第二步:整理得曲線方程
整理得,即曲線的方程為.…………4分
(2) (i) 【證明】第一步:結(jié)合已知條件求
由題意知(提示:點在雙曲線右支上,),…………6分
第二步:結(jié)合雙曲線定義求
因為為雙曲線,,分別為其左、右焦點,點在右支上,
所以,
故,…………8分
第三步:證明結(jié)論
所以.…………9分
(ii) 【解】解法一:第一步:用 表示點的橫坐標
設(shè),,因為,所以,

即.…………10分
因為,,所以,
即,
即,…………11分
將①式代入,得 ,聯(lián)立 ,解得.…………12分
第二步:把用 表示
由知,,…………14分
又,所以.…………15分
第三步:用基本不等式求最小值
所以,…………16分
當且僅當 ,即時等號成立,
所以的最小值為.17分
解法二:第一步:用 表示點的橫坐標
當直線的斜率存在時,設(shè)其方程為(提示:雙曲線的漸近線的斜率為,若,則過點的直線與雙曲線只有一個交點,不符合題意),,,
聯(lián)立消去整理得,則,
則,,…………11分
消去,得,即.
因為,所以,所以 ,將②式代入解得,
當直線的斜率不存在時,,也滿足上式.…………12分
以下同解法一.
解法三:第一步:用 表示點的橫坐標
設(shè),,因為,
所以,,…………10分
又點在雙曲線上,由題意得,
所以,…………11分
由③④消去,得.
以下同解法一.…………12分
【思路導(dǎo)引】
(1)設(shè) 根據(jù)已知關(guān)系列方程 曲線的方程;
(2)結(jié)合條件用表示 用雙曲線定義求 結(jié)論;
點,的坐標與 的關(guān)系 點的橫坐標與 的關(guān)系 用 表示面積比 基本不等式求最值
【思路導(dǎo)引】
(1)設(shè) 根據(jù)已知關(guān)系列方程 曲線的方程;
(2)結(jié)合條件用表示 用雙曲線定義求 結(jié)論;
點,的坐標與 的關(guān)系 點的橫坐標與 的關(guān)系 用 表示面積比 基本不等式求最值
48.【答案】
(1) 【解】第一步:由雙曲線的定義得到曲線的軌跡
設(shè)圓,的交點為,則,,
因為,所以,1分
所以點的軌跡(曲線)是以,為焦點的雙曲線,2分
第二步:寫出曲線的方程
從而,,,,3分
所以曲線的方程為.4分
(2) (i) 【證明】第一步:設(shè)出直線的方程,并由直線的方程與圓相切得關(guān)于參數(shù)的等式
要證,只要證明線段與線段的中點重合即可.……5分
設(shè),,其中,
由題意可知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,
因為直線與圓相切,所以,即.……6分
第二步:直線的方程與雙曲線方程聯(lián)立,并由已知條件得到不等式和等式
聯(lián)立消去并整理得,……7分
所以……8分
第三步:求出線段與線段的中點
從而線段的中點的橫坐標為,……9分
又直線與直線和交點的橫坐標分別為和,則線段的中點的橫坐標為,……10分
第四步:得出結(jié)論
所以.……11分
(ii) 第一步:判斷
由,,得,……12分
第二步:由根與系數(shù)的關(guān)系得關(guān)于的等式
所以,……13分
第三步:證明為定值
由題意知,,,
所以……14分
……15分
.……16分
即為定值.……17分
49.【答案】
(1) 【解】第一步:求的值
設(shè)焦距為,則,…………1分
故點到雙曲線的漸近線的距離為.…………2分
第二步:求的值
由知,得.…………3分
又因為,所以,解得.…………4分
第三步:得到雙曲線的方程
所以雙曲線的標準方程為.…………5分
(2) 【證明】第一步:分析直線的斜率不存在時的情況
①如圖,當直線的斜率不存在時,設(shè),
此時,關(guān)于軸對稱,因為,則,與聯(lián)立得,解得或(舍),
所以直線的方程為.…………7分
第二步:當直線的斜率存在時,根據(jù),得出與的關(guān)系
②當直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立得,…………9分
其中,,
.…………10分
因為四邊形為矩形,所以,
所以,
所以,
所以,
即,…………11分
所以,則或,經(jīng)檢驗均滿足.…………12分
第三步:檢驗不同情況時,是否滿足已知條件
當時,直線的方程為,恒過定點,不合題意,舍去;…………13分
當時,直線的方程為,恒過定點,滿足題意.…………14分
第四步:得出結(jié)論
綜上,直線恒過定點.…………15分
【一題多解】
(2)第一步:設(shè)直線方程與點的坐標
由題意可知,直線的斜率不可能為0,故可設(shè)直線的方程為,,.…………6分
第二步:聯(lián)立方程,得出根與系數(shù)的關(guān)系
與雙曲線方程聯(lián)立整理可得,其中,
所以…………8分
第三步:根據(jù),得出結(jié)論
因為四邊形為矩形,所以,又,所以,
即,
所以,…………11分
將根與系數(shù)的關(guān)系代入得.
因為直線不過點,所以,
所以,…………13分
化簡為,解得.
所以直線恒過定點.…………15分
【一題多解】
(2)第一步:設(shè)直線方程與點的坐標
由題意可知,直線的斜率不可能為0,故可設(shè)直線的方程為,,.…………6分
第二步:聯(lián)立方程,得出根與系數(shù)的關(guān)系
與雙曲線方程聯(lián)立整理可得,其中,
所以…………8分
第三步:根據(jù),得出結(jié)論
因為四邊形為矩形,所以,又,所以,
即,
所以,…………11分
將根與系數(shù)的關(guān)系代入得.
因為直線不過點,所以,
所以,…………13分
化簡為,解得.
所以直線恒過定點.…………15分
50.【答案】(1)
(2)時,為定值
(3)
【詳解】(1)由題意,得,解得,
所以橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線l的方程為,,,
聯(lián)立,消去y整理得,
則,
且,,
又,,


則,即時,此時為定值.
(3)由(2)知,,,直線l的方程為,
且,,,,
則,,
則直線的方程為,
令,得

即,則,,,
則周長為,
當且僅當,即時等號成立,
則周長的最小值為.
51.【答案】(1);
(2)見詳解;
(3)
【詳解】(1)依題意,,解得,
所以橢圓的方程為
(2)設(shè),則,
由,得,直線的斜率分別為,
則,,
因此,即,所以.
(3)當直線的方程為,由,得,
,即,
橢圓左、右焦點,設(shè),
由直線的斜率依次成等差數(shù)列,得,
又,則,
化簡并整理得:,若,則直線:過點,不符合題意,
則,即,此時,整理得,
因此,解得,記點到直線的距離為,
則,
令,在上單調(diào)遞減,則,
所以d的取值范圍是.
52.【答案】(1),離心率為
(2)(i)(ii)是,1
【詳解】(1)設(shè)的半焦距為,易知,
因為:為的右準線,所以,
解得,所以,
所以的方程為,離心率;
(2)(i)由已知可得直線不與軸垂直,設(shè)其方程為,
聯(lián)立,整理得,,
設(shè),,
則,,
因為A,B在C的右支上,
所以,解得.
設(shè)平行四邊形的面積為S,易知,
則,
設(shè),
則.
因為在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,
所以,則,
故平行四邊形面積的取值范圍為;
(ii)聯(lián)立,得,.
設(shè),,
由A,G,Q三點共線,得,
解得,同理得,
所以

即的中點為,
故為定值1.
53.【答案】(1)
(2)①見詳解;②
【詳解】(1)圓心到的距離,
即直線與圓相切,所以.
(2)解法一:①證明:由,知的準線方程為,.
設(shè).
因為,且與的公共點為,
所以是曲線在點處的切線,
其方程為,即,
則(*),
同理,,則(**),
由(*)(**)得直線的方程為,即.
由,消去整理得,則.
又因為,
則.
又因為,所以,
故是、的等比中項.
②解:由①知,,

.
因為,所以,
則,
又因為,則,
從而可得,解得,
當時等號成立,
故的最大值為.
解法2:①證明:由題意知,則.
設(shè).
因為,且與的公共點為,所以是曲線在點處的切線,
所以,即(*)
同理(**)
聯(lián)立(*)(**)得,即,
所以,
注意到,因此,
所以是的等比中項.
②解:由①知,,設(shè),

.
因為點在圓上,
所以,于是,
從而,
解得,即.
又當時,,
故的最大值為.

54.【答案】見詳解
【詳解】
(1)【解】第一步:建立平面直角坐標系
如圖,以為x軸的正方向,以AB的中點為原點建立平面直角坐標系,則A(-2,0),B(2,0), 1分
第二步:利用雙曲線定義得到點E的軌跡
連接EB,由折紙方法知,|EB|=|EW|,則||EB|-|EA||=||EW|-|EA||=|WA|=2<|AB|=4,
根據(jù)雙曲線的定義,可知曲線T是以A,B為焦點,實軸長為2的雙曲線, 3分
第三步:寫出曲線T的方程
設(shè)其方程為-=1(a>0,b>0),則a=1,c==2,
所以a2=1,b2=3,故曲線T的方程為x2-=1. 5分
(2)【證明】第一步:設(shè)直線l的方程,與雙曲線的方程聯(lián)立,令Δ1=0,得到m和k的關(guān)系
易知直線l的斜率存在且不為0,設(shè)直線l的方程為y=kx+m(k≠0),且M(x1,y1),N(x2,y2),
聯(lián)立整理得(3-k2)x2-2kmx-(m2+3)=0,
由Δ1=4k2m2+4(3-k2)(m2+3)=0,可得12(m2+3-k2)=0,可得m2=k2-3. 7分
第二步:聯(lián)立直線l的方程與圓的方程,得到根與系數(shù)的關(guān)系
聯(lián)立整理得(1+k2)x2+2kmx+m2-1=0,
Δ2=4k2m2-4(k2+1)(m2-1)=4(k2-m2+1)>0,
則x1+x2=-,x1x2=. 8分
第三步:利用根與系數(shù)的關(guān)系證明k1·k2為定值
因為k1=,k2=,
所以k1·k2=·=.
又因為y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
代入可得y1y2=,由于m2=k2-3,則y1y2=. 9分
由于點M在點N的左側(cè),故x1-x2<0,
所以x1-x2=-|x1-x2|=-,
代入可得x1-x2=-. 10分
又因為x1x2=,所以k1·k2===3,
所以k1·k2為定值,定值為3. 11分
(3)【解】第一步:當直線n的斜率存在時,設(shè)直線n的方程,聯(lián)立曲線T的方程,得出根與系數(shù)的關(guān)系
假設(shè)存在點Q(t,0),使·=0恒成立.
由已知得F(2,0),
當直線n的斜率存在時,設(shè)直線n的方程為y=k(x-2),C(x3,y3),D(x4,y4),
聯(lián)立得(k2-3)x2-4k2x+4k2+3=0,
Δ=-4(k2-3)(4k2+3)=36k2+36>0,且k≠±,
則x3+x4=,x3x4=, 13分
第二步:用坐標表示
=(x3-t,y3),=(x4-t,y4),
則·=(x3-t)(x4-t)+y3y4
=x3x4-t(x3+x4)+t2+k2x3x4-2k2(x3+x4)+4k2
=,
若·=0恒成立,則(t2-4t-5)k2-3t2+3=0恒成立,
即解得t=-1. 15分
第三步:當直線n的斜率不存在時,利用·=0求出t
當直線n的斜率不存在時,直線n的方程為x=2,
此時4-=1,解得y=±3,
不妨取C(2,3),D(2,-3),
則=(2-t,3),=(2-t,-3),
又·=(2-t)2-9=0,解得t=-1或t=5.
綜上所述,t=-1.
所以存在點Q(-1,0),使·=0恒成立. 17分
【回歸教材】本題的第一問是人教A版選擇性必修第一冊第127頁第5題的改編題,考查利用定義法求點的軌跡方程.本題的折痕就相當于線段WB的垂直平分線,所以|EB|=|EW|,而|WA|是圓的半徑,是定值,從而得到||EB|-|EA||=||EW|-|EA||=|WA|=2<|AB|=4,利用雙曲線的定義可知,曲線T是以A,B為焦點,實軸長為2的雙曲線.
55.【答案】
見詳解
【詳解】
命題點:曲線與方程、直線與拋物線的位置關(guān)系
(1)【解】設(shè)點P(x,y),由題意,得|y|= ,
化簡,得y=x2+ ,
所以W的方程為y=x2+ ……………………………………………………………………4分
(2)【證明】設(shè)A,B,D三點在曲線W:y=x2+ 上,顯然直線AB的斜率存在且不等于零.
設(shè)A ,B ,D ,直線AB的斜率為k,則直線AD的斜率為- ,直線AB的方程為y- =k(x-x0),由對稱性不妨設(shè)0<|k| 1……………….6分
由 消去y,得x2-kx+kx0-x02=0,解得x=x0或x=k-x0,
所以x1=k-x0,|AB|= |x1-x0|= |k-2x0|.
同理可得|AD|= |x2-x0|= (提示:用- 替換k可得),………8分
所以|AB|+|AD|= = . ……………………………………………………………………………..10分
(不易求得取值范圍,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求取值范圍)
令t=k2,f(t)= (0<t 1),
則f′(t)= = ,
所以f(t)在 上單調(diào)遞減,在 上單調(diào)遞增,
所以f(t) f = .
由于兩處取等條件不一致,故|AB|+|AD|> ,從而矩形ABCD的周長大于3 ……….12分
【思路導(dǎo)引】(2)設(shè)A,B,D三點在曲線W上,設(shè)出點A,B,D的坐標,直線AB的方程 直線AD的斜率→將直線AB與曲線W的方程聯(lián)立 |AB|的表達式 |AD|的表達式→|AB|+|AD|的表達式 |AB|+|AD|的取值范圍→證得結(jié)論
【一題多解】(2)將拋物線W向下平移 個單位長度得到拋物線W′:y=x2(提示:為了方便計算,將拋物線平移后進行推理運算),矩形ABCD變換為矩形A′B′C′D′,則問題等價于矩形A′B′C′D′的周長大于3 .
設(shè)B′(t0,t02),A′(t1,t12),C′(t2,t22)在拋物線W′上,根據(jù)對稱性不妨設(shè)t0 0,則kA′B′=t1+t0,kB′C′=t2+t0.
因為A′B′⊥B′C′,
所以(t1+t0)(t2+t0)=-1………………………………………………………………………..6分
又|A′B′|= |t1-t0|,|B′C′|= ·|t2-t0|,且t0介于t1,t2之間,
則|A′B′|+|B′C′|= |t1-t0|+ |t2-t0|.
令t2+t0=tan θ,則t1+t0=- ,θ∈ ,則t2=tan θ-t0,t1=- -t0,……8分
則|A′B′|+|B′C′|= + (tan θ-2t0)=2t0 + + = + .
當θ∈ 時,|A′B′|+|B′C′| = + 2 =2 2 > ;………………………………………………………………………………….10分
當θ∈ 時,由于t1<t0<t2,從而- <t0< .
又t0 0,所以0 t0< ,
所以|A′B′|+|B′C′|= + > + = +
= = .
綜上,矩形ABCD的周長大于3 . ……………………………………………..12分
56.【答案】(1)
(2)①見詳解;②存在實數(shù)
【詳解】(1)解:據(jù)題意,,
從而可得,
由橢圓定義知道,的軌跡為以為焦點的橢圓,
所以所求的橢圓的方程為.
(2)解:①設(shè)切點坐標為,直線上的點的坐標,
則切線方程分別為,
又兩切線均過點,即,
從而點的坐標都適合方程,
而兩點之間確定唯一的一條直線,故直線的方程是,
顯然對任意實數(shù),點都適合這個方程,故直線恒過定點.
②將直線的方程,代入橢圓方程,得,
即,
不妨設(shè),
同理.
所以
故存在實數(shù),使得.
57.【答案】(1)
(2)見詳解
【詳解】(1)因為點在橢圓上,可得,解得,
又因為橢圓的離心率為,所以,所以,解得,
所以橢圓的標準方程為.
(2)由題意,可設(shè),且,
①當直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立方程組,
整理得,
則,
所以,
因為為的中點,所以,即,
所以,經(jīng)檢驗,此時,
因為,所以,所以直線的方程為,
即,所以直線恒過定點.
②當直線的斜率不存在時,直線的方程為,
此時直線為軸,也過點.
綜上所述,直線恒過定點.

58.【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)由題意得,解得,
所以雙曲線的方程為,
由題意直線的斜率存在,設(shè)其方程為,
聯(lián)立,得,
則,則,

由,
得,即,
即,
整理得,
則,
整理得,
即,
因為直線不過點,所以,即,
所以,所以,
即直線的斜率為;
(2)不妨設(shè)直線AP,AQ的傾斜角分別為,,
因為,
所以,則,故,
因為,
所以,
即,解得或(舍),
所以直線,
直線.
在直線中,令,得,
所以,
同理得,
所以,
所以的面積為.
59.【答案】
(1) 設(shè),由題意知,
化簡得的方程為.
(2) (ⅰ) 因為曲線方程為,所以,.
設(shè)直線的方程為,則,
聯(lián)立得,故,
因為點在雙曲線右支上,所以,得,即,解得,
設(shè)直線的方程為,則,
聯(lián)立得,故,
因為點在雙曲線右支上,所以,得,即,解得,
綜上可知,.
(ⅱ) ,,,
故,
令 ,則,

當且僅當,即時取等號,
故的最大值為.
60.【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)由題意得橢圓的半焦距,
又,則,,
橢圓的方程為.
(2)由(1)得橢圓的方程為,
由題意得直線的方程為,即,
聯(lián)立消去得,
設(shè),則.
四邊形是平行四邊形,
設(shè),則,即,

又,即,解得
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