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- 2021-06-22 发布
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考纲要求:
1.圆锥曲线
(1)了解圆锥曲线的实际背景,了解圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
(2)掌握椭圆、抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单性质.
(3)了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道它的简单几何性质.
(4)了解圆锥曲线的简单应用.
(5)理解数形结合的思想.
2.曲线与方程
了解方程的曲线与曲线的方程的对应关系.
基础知识回顾:学 ]
探索性问题是指命题中缺少一定的条件或无明确的结论,需要经过推断,补充并加以证明的题型.探索性问题一般有三种类型:(1)条件探索性问题;(2)结论探索性问题;(3)探索存在性问题.条件探索型问题是指所给问题中结论明确,需要完备条件的题目;结论探索型问题是指题目中结论不确定,不唯一,或题目结论需要类比,引申推广,或题目给出特例,要通过归纳总结出一般结论;探索存在型问题是指在一定的前提下,需探索发现某种数学关系是否存在的题目.
从近几年高考命题看,考查频率较高的是探索存在型问题.
应用举例:
类型一 结论探索性问题
【例1】【宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试】设,分别是椭圆C:的左、右焦点,过且斜率不为零的动直线l与椭圆C交于A,B两点.
Ⅰ求的周长;
Ⅱ若存在直线l,使得直线,AB,与直线分别交于P,Q,R三个不同的点,且满足P,Q,R到x轴的距离依次成等比数列,求该直线l的方程.
【答案】(1)(2).
【解析】
【分析】
Ⅰ的周长为;
Ⅱ由题意得l不垂直两坐标轴,故设l的方程为,因为P,Q,R到x轴的距离依次成等比数列,所以,联立与椭圆方程,消去y,利用韦达定理,即可得出结论.
设 ,,显然,,
所以直线的方程为
故直线与直线交点P的纵坐标为
同理,点R的纵坐标为
因为P,Q,R到x轴的距离依次成等比数列,所以
即
整理得
联立与椭圆方程,消去y得
所以,
代入化简得
解得
经检验,直线l的方程为.
【点睛】
本题考查椭圆的定义,考查直线与椭圆的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.
【例2】【河北省衡水金卷2018年高三调研卷 全国卷 I A 】已知点,过点作与轴平行的直线,点为动点在直线上的投影,且满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)已知点为曲线上的一点,且曲线在点处的切线为,若与直线相交于点,试探究在轴上是否存在点,使得以为直径的圆恒过点?若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)见解析.
试题解析:(1)设,由题得
又,
∴,
,
由,
得,即,
∴轨迹的方程为.
令,可得,
∴点的坐标为,
∴
,( )
要使方程( )对恒成立,则必有解得.
即在轴上存在点,使得以为直径的圆恒过点,其坐标为.
【例3】【江苏省苏州市2018届高三调研测试(理)】在平面直角坐标系xOy中,椭圆的离心率为,椭圆上动点到一个焦点的距离的最小值为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知过点的动直线l与椭圆C交于 A,B 两点,试判断以AB为直径的圆是否恒过定点,并说明理由.
【答案】(1)(2)存在以AB为直径的圆恒过定点T,且定点T的坐标为.
【解析】
试题分析:(1)根据椭圆的离心率为,椭圆上动点到一个焦点的距离的最小值为,结合 ,列出关于 、 、的方程组,求出 、 、即可得结果;(2)设过点的直线的方程为与椭圆交于,则整理得,根据韦达定理及平面向量数量积公式可将表示为的函数,消去可得,从而可得,存在以为直径的圆恒过定点 ,且定点的坐标为.
猜想以AB为直径的圆恒过定点.
对一般情况证明如下:
设过点的直线l的方程为与椭圆C交于,
则整理得,
所以.
因为
,
所以.
所以存在以AB为直径的圆恒过定点T,且定点T的坐标为.
【方法点晴】本题主要考查待定系数法求椭圆标准方程、直线与椭圆的位置关系以及曲线过定点问题,属于难题.解决曲线过定点问题一般有两种方法:① 探索曲线过定点时,可设出曲线方程 ,然后利用条件建立等量关系进行消元,借助于曲线系的思想找出定点,或者利用方程恒成立列方程组求出定点坐标.② 从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关.
类型二 存在性问题
【例4】【四川省宜宾县第二中学校2018届高三高考适应性(最后一模)】如图,在平面直角坐标系中,已知:,椭圆:,为椭圆右顶点.过原点且异于坐标轴的直线与椭圆交于,两点,直线与的另一交点为,直线与的另一交点为,其中.设直线,的斜率分别为,.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)记直线,的斜率分别为,,是否存在常数,使得?若存在,求值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)见解析.
【解析】
【分析】
设,代入椭圆方程,运用直线的斜率公式,化简即可求出答案
通过联立直线的方程和圆的方程求出点的坐标,然后联立直线的方程和椭圆的方程求出点的坐标,再求直线和直线的斜率,看是否两个斜率之间有关系,即可得证
【详解】
(Ⅰ)设则,且,
∴ k1k2=·===-.
(Ⅱ)解 由题意得直线AP的方程为y=k1(x-2),联立
得(1+k)x2-4kx+4(k-1)=0,设P(xp,yp),
解得xp=,yp=k1(xp-2)=,
联立得(1+4k)x2-16kx+4(4k-1)=0,设B(xB,yB),
解得xB=,yB=k1(xB-2)=,
∴kBC==,kPQ===,
∴kPQ=kBC,故存在常数λ=,使得kPQ=kBC,
【点睛】
本题主要考查椭圆与圆的综合题目,在求解斜率过程中需要联立直线方程与椭圆方程,运用斜率的计算公式代入求解,有一定的计算量,在解答此类题目时一定要注意方法。
【例5】【湖北省黄石市2018年高三五月适应性考试】已知抛物线y2=2px(p>0)上点M(3,m)到焦点F的距离为4.
(Ⅰ)求抛物线方程;
(Ⅱ)点P为准线上任意一点,AB为抛物线上过焦点的任意一条弦,设直线PA,PB,PF的斜率为k1,k2,k3,问是否存在实数λ,使得k1+k2=λk3恒成立.若存在,请求出λ的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线方程为y2=4x;(2)见解析.
【解析】
【分析】
由抛物线的定义,到焦点的距离等于到准线的距离即可求出,即可得到方程
求出焦点和准线,设出直线,联立方程,消去得到的方程,运用韦达定理,设,
,,运用斜率公式,化简整理,注意点在抛物线上,且全部转化为的式子,即可判断
(II)由于抛物线y2=4x的焦点F为(1,0),准线为x=﹣1,
设直线AB:x=my+1,与y2=4x联立,消去x,整理得:
y2﹣4my﹣4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),P(﹣1,t),有
易知,而
==
==2k3
∴存在实数λ=2,使得k1+k2=λk3恒成立.
【点睛】
本题主要考查了直线与抛物线的位置关系,考查了抛物线的定义,性质和方程,同时也考查了联立方程,运用韦达定理,斜率公式,考查了运算化简的能力,属于中档题。
【例6】【湖北省“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”2019届高三上学期10月联考】已知椭圆过点,且其中一个焦点的坐标为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆右焦点的直线与椭圆交于两点,在轴上是否存在点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)由椭圆定义直接求得即可.
(2)假设存在点,使得为定值,当直线的斜率不为时,可设直线的方程为,联立直线方程与椭圆方程通过设而不求得的表达式,再讨论其是否过定点.最后将直线的斜率为的情况代入检验即可.
设,则,
要使上式为定值, 即与无关,应有
解得,此时
当直线的斜率为时,不妨设,当的坐标为时
综上,存在点使得为定值.
【点睛】
本题考查椭圆方程及直线与椭圆中的定值问题,设而不求是此类问题中的常规解法,解题中直线方程设为,则要注意检验直线方程斜率为0的情况.
方法、规律归纳:
探索型问题具有较强的综合性,因而解决此类问题往往综合运用所学数学知识.经常用到的知识是:二元二(一)次方程组、几何图形的某些特殊性质等.因此复习中既要重视基础知识的复习,又要加强变式训练和数学思想方法的研究,切实提高分析问题、解决问题的能力.
实战演练:
1.【黑龙江省2018年普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟(十)】设直线与抛物线交于,两点,与椭圆交于,两点,直线,,,(为坐标原点)的斜率分别为,,,,若.
(1)是否存在实数,满足,并说明理由;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)答案见解析;(2).
【解析】
(2)由弦长公式可得.且点到直线的距离,故,换元后结合均值不等式的结论可知面积的最大值为.
【详解】
设直线方程为,,,,,
联立和,
得,
则,,.
由,所以,得.
联立和,得
,
所以,.
由,得.
(1)因为,,
所以.
【点睛】
(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
2.【江西省南昌市2017-2018学年度高三第二轮复习测试卷(八)】已知椭圆中心在坐标原点,焦点在轴上,且过,直线与椭圆交于,两点(,两点不是左右顶点),若直线的斜率为时,弦的中点在直线上.
(Ⅰ)求椭圆的方程.
(Ⅱ)若以,两点为直径的圆过椭圆的右顶点,则直线是否经过定点,若是,求出定点坐标,若不是,请说明理由.
【答案】(1) 椭圆的方程为:;(2)见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据斜率公式以及中点坐标公式得,,再由椭圆的标准方程利用点差法得,因此可得,最后与在椭圆上联立方程组解得,(2)根据以,两点为直径的圆过椭圆的右顶点,得,设直线方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理代入化简得,解得或,即得定点,最后验证斜率不存在的情形也满足.
(Ⅱ)由题意可得椭圆右顶点,
⑴当直线的斜率不存在时,设直线的方程为,此时要使以,两点为直径的圆过椭圆的右顶点则有以解得或(舍)此时直线为
⑵当直线的斜率存在时,设直线的方程为,则有,
化简得①
联立直线和椭圆方程得,
, ②
把②代入①得
即
,得或此时直线过或(舍)
综上所述直线过定点.
【点睛】
定点、定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的. 定点、定值问题同证明问题类似,在求定点、定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定点、定值显现.
3.【广东省东莞市2018年全国卷考前冲刺演练精品卷】已知椭圆的左、右顶点分别为,左焦点为,点为椭圆上任一点,若直线与的斜率之积为,且椭圆经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若交直线于两点,过左焦点作以为直径的圆的切线.问切线长是否为定值,若是,请求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1) .
(2) 过左焦点作以为直径的圆的切线长为定值.过程见解析.
【解析】
【详解】
(1)设点坐标为,由题意知,且
则
即①
又因为椭圆经过点.
故②
由①②可知,
故椭圆的标准方程为.
(2)可知设
由,得
所以直线的方程为,令,则,故
直线方程为,令,则,故
如图,因为,
故以为直径的圆在轴同侧.
设为圆的一条切线,切点为,连结
可知∽
故,则
故
故过左焦点作以为直径的圆的切线长为定值.
【点睛】
定点、定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的. 定点、定值问题同证明问题类似,在求定点、定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定点、定值显现.
4.【北京市通州区2018届下学期高三年级三模考试】已知椭圆过点,且两焦点与短轴的一个顶点的连线构成等腰直角三角形.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过的直线交椭圆于,两点,试问:是否存在一个定点,使得以为直径的圆恒过点?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在一个定点满足条件.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据题意,分析可得,可以将椭圆的方程设为,将点的坐标代入方程,计算可得的值,即可得答案;
(Ⅱ)根据题意,按直线的位置关系分2种情况讨论,当与轴垂直时,易得结论,当与轴不垂直时,设出直线的方程,与椭圆的方程联立,结合根与系数的关系,分析可得结论,综合2种情况即可得答案.
(Ⅱ)解:由已知动直线过点.
当与轴平行时,以为直径的圆的方程为;
当与轴重合时,以为直径的圆的方程为.
所以两圆相切于点,即两圆只有一个公共点.
因此,所求点如果存在,只能是点.
以下证明以为直径的圆恒过点:
当与轴垂直时,以为直径的圆过点;
当与轴不垂直时,设.
由 得.
由在椭圆内部知成立.
设,则.
又,,
所以
.
所以,即以为直径的圆恒过点.
所以存在一个定点满足条件.
【点睛】
本题考查椭圆的几何性质以及直线与椭圆的位置关系,关键是求出椭圆的标准方程.属中档题.
5.【2018年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题】在平面直角坐标系中,已知椭圆
的离心率为,且椭圆的短轴恰好是圆的一条直径.
(1)求椭圆的方程
(2)设分别是椭圆的左,右顶点,点是椭圆上不同于的任意点,是否存在直线,使直线交直线于点,且满足,若存在,求实数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】
(1)由e===,2b=4,联立解出即可得出;
(2)由题意知, 设,直线的方程为,则,又点在椭圆上,.从而
故存在实数的值.
【详解】
(1)由题可知, .
联立 ,
故椭圆的方程为.
所以,
, 学 ]
.
因为,
所以,
即,
又由题可知,
所以,
所以存在满足条件.
【点睛】
解决解析几何中探索性问题的方法
存在性问题通常采用“肯定顺推法”.其步骤为:假设满足条件的元素(点、直线、曲线或参数)存在,用待定系数法设出,列出关于待定系数的方程组,若方程组有实数解,则元素(点、直线、曲线或参数)存在;否则,元素(点、直线、曲线或参数)不存在.
6.【江苏省盐城市东台中学2018届高三学业质量监测】如图,已知椭圆的离心率为,并且椭圆经过点P,直线的方程为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知椭圆内一点,过点E作一条斜率为的直线与椭圆交于A,B两点,交直线于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为.问:是否存在常数,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) .
(2) 存在,使得.
【解析】
【分析】
(1)根据已知得到a,b的方程组,解方程组即得椭圆的方程.(2) 设直线的方程为:,利用韦达定理求出,,即得和的值.
【详解】
(1)因为椭圆的离心率为,所以,
又椭圆过点,所以,
所以,,所以椭圆方程为.
所以 .
又因为,所以,
所以存在,使得.
【点睛】
(1)
本题主要考查椭圆方程的求法,考查直线和椭圆的位置关系,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理计算能力.(2)解答本题的关键是求出韦达定理求出,.
7.【湖北省荆州中学2018届高三全真模拟考试(二)】已知抛物线与
椭圆的一个交点为,点
是的焦点,且.
(1)求与的方程;
(2)设为坐标原点,在第一象限内,椭圆上是否存在点,使过作的垂线交抛物线于,直线交轴于,且?若存在,求出点的坐标和的面积;若不存在,说明理由.
【答案】(1) (2) 见解析
【解析】
【分析】
(1)利用抛物线的定义求,点的坐标代入求出,的值;
(2)设出,的方程与椭圆、抛物线分别联立,求出的横坐标,利用,即可得出结论.
(2)由题意:直线的斜率存在且不为0,设的方程为,由于,则的方程为
,由得
由,得,得(舍)或
在第一象限内,若满足的点存在,则,此时,
设直线与轴交于点,由于,
所以,故,即为线段中点,
因此,即,解得,
故存在适合题意的,此时,
此时 方程为,即,
点到的距离,,所以
【点睛】
本题考查抛物线、椭圆的方程,考查直线与抛物线、椭圆的位置关系,考查分类讨论的数学思想,属于中档题.
8.【辽宁省沈阳市东北育才学校2018届高三第八次模拟考试】已知椭圆 的左右焦点分别为,,离心率为.若点为椭圆上一动点,的内切圆面积的最大值为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作斜率为的动直线交椭圆于两点,的中点为,在轴上是否存在定点,使得对于任意值均有,若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)见解析
【解析】
【详解】
(1)由,得
设内切圆半径为,则,
又,
当为椭圆的上、下顶点时,的面积最大
,
又
,又,解得
所以所求椭圆的方程为
由已知可得 ,则
=0
∵对任意的k值此方程无解
∴不存在点N使得结论成立.
【点睛】
该题考查的是有关直线与椭圆的综合题,涉及到的知识点有椭圆的离心率,椭圆的方程,直线与椭圆相交的问题,是否存在类问题,在解题的过程中,需要注意的是对于直线与椭圆的相交问题,需要联立方程组,结合韦达定理,得到两根和与两根积,利用向量垂直的等价条件就是数量积等于零,涉及到恒成立问题,得到,该方程组无解,从而得到结果.
9.【黑龙江省2018届高三高考仿真模拟(三)】已知椭圆的离心率为,其左顶点在圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点为椭圆上不同于点 的点,直线与圆的另一个交点为.是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1) (2) 不存在直线,使得
【解析】
【分析】
(1)由题意求出a,通过离心率求出c,然后求解椭圆的标准方程;
(2)设点,,设直线的方程为,与椭圆方程联立,利用弦长公式求出,利用垂径定理求出,从而整理即可得到结果.
(2)设点,,设直线的方程为,
与椭圆方程联立得
化简得到,
因为为方程的一个根,
所以,所以,
所以.
因为圆心到直线的距离为,
所以,
因为,
代入得到,
显然,所以不存在直线,使得.
【点睛】
对题目涉及的变量巧妙的引进参数(如设动点坐标、动直线方程等),利用题目的条件和圆锥曲线方程组成二元二次方程组,再化为一元二次方程,从而利用根与系数的关系进行整体代换,达到“设而不求,减少计算”
的效果.
10.【湖北省宜昌市一中2018届高三考前适应性训练2】已知椭圆的一个焦点与短轴两端点的连线相互垂直,以椭圆的长轴为直径的圆与直线相切。
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设过椭圆右焦点的动直线(轴除外)与椭圆相交于两点,探究在轴上是否存在定点,使得为定值?若存在,试求出定值和点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) .
(2) 在轴上存在定点,使得为定值.
【解析】分析:(1)根据一个焦点与短轴两端点的连线相互垂直,以椭圆的长轴为直径的圆与直线相切,结合性质 ,列出关于 、 、的方程组,求出 、 、,即可得结果;(2) 设直线联立,得. 假设轴上存在定点,由韦达定理,利用平面向量数量积公式可得,要使为定值,则的值与无关,所以,从而可得结果.
详解:(1)由题意知,,解得
则椭圆的方程是
所以
要使为定值,则的值与无关,
所以
解得,
此时为定值,定点为
②当直线的斜率不存在时,,也成立
所以,综上所述,在轴上存在定点,使得为定值
点睛:本题主要考查待定待定系数法求椭圆标准方程、圆锥曲线的定值问题以及点在曲线上问题,属于难题. 探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
11.【安徽省六安市第一中学2018届高三下学期适应性考试】已知椭圆的左右焦点与其短轴的一个端点是正三角形的三个顶点,点在椭圆上,直线与椭圆交于,两点,与轴、轴分别相交于点和点,且,点是点关于轴的对称点,的延长线交椭圆于点,过点、分别做轴的垂线,垂足分别为、.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在直线,使得点平分线段,?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)答案见解析.
试题解析:(1)由题意知,即,,即,
∵在椭圆上,∴,
所以椭圆方程为.
(2)存在
设,∵
∴,
∴①
∴,
联立 ∴②
∴
∴
∴
若平分线段,则
即,, ∴
∵ 把①,②代入,得
所以直线的方程为或
点睛:本题主要考查了椭圆的方程以及直线与椭圆的位置关系,属于中档题.第一问求椭圆方程很容易,大部分学生能做对; 在第二问中,假设存在, 当点平分线段,点为的中点,利用中点坐标公式,求出的值,得出直线方程.注意本题涉及的点线位置关系比较复杂,容易弄错.
12.【河南省郑州市2018届高三第三次质量预测】已知动点满足:
(Ⅰ)求动点的轨迹的方程;
(Ⅱ)设是轨迹上的两个动点,线段的中点在直线上,线段的中垂线与交于两点,是否存在点,使以为直径的圆经过点,若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【解析】分析:(1)利用椭圆定义即可得到动点的轨迹的方程。
(2)讨论直线存在和不存在,当斜率存在时,设存在点直线的斜率为,运用点差法可得,得到的直线方程为,然后联立直线与椭圆方程求解。
由得:,则
故,此时,直线斜率为,的直线方程为
即
联立消去,整理得:
所以
由题意,于是
,因为在椭圆内,,符合条件;
综上:存在两点符合条件,坐标为.
点睛:本题主要考查椭圆的定义,直线与圆锥曲线的位置关系,考查点差法的应用以及函数与方程的思想,考查学生的计算能力,设存在点直线的斜率为,运用点差法可得,得到的直线方程为是解决问题的关键,本题难度较大。
13.【山西省太原市2018届高三第三次模拟考试】已知椭圆的一个焦点为,离心率为.不过原点的直线与椭圆相交于两点,设直线,直线,直线的斜率分别为,且成等比数列.
(1)求的值;
(2)若点在椭圆上,满足的直线是否存在?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)见解析.
(2)假设存在直线满足题设条件,且设,由,得
,代入椭圆方程得:,整理得,由韦达定理带入可得,可知直线不存在.
详解:(1)由已知得,则,
故椭圆的方程为;
设直线的方程为,
由,得,
则,
由已知,
则,即,
所以;
则,
所以,
化简得:,而,则,
此时,点中有一点在椭圆的上顶点(或下顶点处),与成等比数列相矛盾,故这样的直线不存在.
点睛:本题主要考察了直线与椭圆的位置关系,将向量问题坐标化得到方程,进而利用直线和椭圆联立,结合韦达定理即可得解,属于中档题.
14.【北京市十一学校2018届高三三模】如图,己知、是椭圆的左、右焦点,直线经过左焦点,且与 椭圆交两点,的周长为.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)是否存在直线,使得为等腰直角三角形?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)不存在
【解析】分析:(Ⅰ)由题意可知:,,,即可求得椭圆方程;
(Ⅱ)分类讨论:假设,利用作差法,即可求得. (与,,
矛盾),将直线方程代入椭圆方程由韦达定理:矛盾,故.再证明不可能为等腰直角三角形的直角腰,由勾股定理得:,此方程无解.故不存在这样的等腰直角三角形.
(Ⅱ)不存在.理由如下:
先用反证法证明不可能为底边,即.
由题意知,设,,假设,则,
又,,代入上式,消去,得:.
因为直线斜率存在,所以直线不垂直于轴,所以,故.
(与,,矛盾)
联立方程,得: ,所以矛盾.
故.
再证明不可能为等腰直角三角形的直角腰.
假设为等腰直角三角形,不妨设为直角顶点.
设,则,在中,由勾股定理得:,此方程无解.
故不存在这样的等腰直角三角形.
点睛:本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,两点之间的距离公式,考查计算能力,分类讨论思想.
15.【湖南省长沙市长郡中学2018届高考模拟卷(二)】已知动点到定直线:的距离比到定点
的距离大2.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)在轴正半轴上,是否存在某个确定的点,过该点的动直线与曲线交于,两点,使得为定值.如果存在,求出点坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)
(2)假设存在满足条件的点(),直线:,
有 ,
设,,有,,
,,
,
据题意,为定值,则,
于是,则有解得,
故当时,为定值,所以.
点睛:定点、定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的. 定点、定值问题同证明问题类似,在求定点、定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定点、定值显现.
16.【河北省武邑中学2018届高三下学期第四次模拟】已知椭圆,为左焦点,为上顶点,为右顶点,若,抛物线的顶点在坐标原点,焦点为.
(1)求的标准方程;
(2)是否存在过点的直线,与和交点分别是和,使得?如果存在,求出直线的方程;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)或
【解析】分析:(1)由题设有,再根据可得的值,从而得到椭圆的标准方程.
(2)因为,故,设直线方程为,分别联立直线与椭圆、直线与抛物线的方程,消去后利用韦达定理用表示,解出后即得直线方程.
由韦达定理得,则,
联立方程组,得,由韦达定理得,所以
,
若,则,即,解得,
所以存在符合题意的直线方程为或.
点睛:求椭圆的标准方程,关键是基本量的确定,方法有待定系数法、定义法等.直线与圆锥曲线的位置关系中的弦长、面积等问题,可以利用韦达定理把弦长、面积等表示为直线方程中某参数的函数关系式,进而把弦长、面积等问题归结为方程的解或函数的值域等问题.
17.【江西师大附中2018届高三年级测试(三模)】双曲线的焦点分别为:,且双曲线经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)设为坐标原点,若点在双曲线上,点在直线上,且,是点为圆心的定圆恒与直线相切?若存在,求出该圆的方程,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在定圆与直线相切
详解:(1)点在双曲线上.①,②
②代入①去分母整理得: ,解得
所求双曲线的方程为;
(2)设点的坐标分别为,其中或.
当时,直线的方程为,
即,
若存在以点为圆心的定圆与相切,则点到直线的距离必为定值.
设圆心到直线的距离为,则
,又,
,
此时直线与圆相切,
当时,,代入双曲线的方程并整理得:,
解得:,此时直线,也与圆相切.
综上得存在定圆与直线相切.
点睛:(1)圆锥曲线中的定点、定值问题是高考中的常考题型,难度一般较大,常常把直线、圆及圆锥曲线等知识结合在一起,注重数学思想方法的考查,尤其是函数思想、数形结合思想、分类讨论思想的考查.
(2)求定值问题常见的方法
①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
18.【江西师范大学附属中学2018届高三年级测试】已知为椭圆上三个不同的点,为坐标原点.
(1)若,问:是否存在恒与直线相切的圆?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由;
(2)若,求的面积.
【答案】(1);(2)
【解析】分析:(1)先求出原点到的距离,再证明存在圆与直线恒相切.(2)先求出点C的坐标,再代入得,最后计算的面积.
于是原点到的距离
特别地,当轴时,也符合,
故存在圆与直线恒相切.
(2)设,则
代入得,,
于是
所以.
点睛:(1)本题主要考查直线与圆和椭圆的位置关系,考查圆锥曲线的最值问题,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和分析推理的能力.(2)解答本题的关键有两点,其一是根据得到,其二是化简. ]
19.【广东省东莞市2018年全国卷考前冲刺演练精品卷】在直角坐标系中,已知抛物线
的焦点为,若椭圆:经过点,抛物线和椭圆有公共点,且.
(1)求抛物线和椭圆的方程;
(2)是否存在正数,对于经过点且与抛物线有两个交点的任意一条直线,都有焦点在以为直径的圆内?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),(2)
【解析】分析:(1)先求出的值,得到,以及抛物线和椭圆有公共点,联立方程组,即可求解;
(2)假设存在正整数适合题意,由题意知直线的斜率一定存在,设直线的方程为,联立方程组,根据韦达定理,以及题意恒成立,即可求解实数的取值范围.
(2)假设存在正数适合题意,由题意知直线的斜率一定存在,设直线的方程为
由消去,整理得
因为直线与抛物线有两个交点且,所以
设,则
所以
因为,
所以
由题意知恒成立,
所以恒成立
因为,所以,解得
又因为,所以
故存在正数适合题意,此时d 取值范围为.
点睛:本题考查了抛物线的标准方程椭圆的标准方程的求解,直线与抛物线的位置关系的应用,解答此类题目,通常通过联立直线方程与椭圆(圆锥曲线)方程的方程组,应用一元二次方程根与系数的关系,利用题设条件进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错漏百出,本题能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.
20.【江西省重点中学协作体2018届高三第二次联考】已知椭圆: 的离心率为,短轴为.点满足.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为坐标原点,过点的动直线与椭圆交于点、,是否存在常数使得为定值?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1).(2)答案见解析.
(2)当不为轴时,设:,、.
联立与的方程可得,
所以,,
.
因为为定值,所以,
解得.此时定值为.
当为轴时,,..
综上,存在使得为定值.
点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.