高考数学一轮复习【考点题型归纳讲练】导学案(新高考专用)第06课时直线与椭圆的位置关系(原卷版+解析)
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1.直线与椭圆的位置关系
设直线,椭圆,
把二者方程联立得到方程组,消去得到一个关于的方程.
方程有两个不同的实数解,即直线与圆锥曲线有两个交点;
方程有两个相同的实数解,即直线与圆锥曲线有一个交点;
方程无实数解,即直线与圆锥曲线无交点.
弦长的求解
当直线的斜率存在时,斜率为k的直线l与圆锥曲线C相交于
两个不同的点,则弦长.
3.中点弦问题
AB为椭圆的弦,,
弦中点M(x0,y0),则AB所在直线的斜率为,
弦AB的斜率与弦中点M和椭圆中心O的连线的斜率之积为定值.
【典例讲练】
题型一 直线与椭圆的位置关系
【例1-1】已知椭圆C的两个焦点分别是、,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)当m取何值时,直线与椭圆C:
①有两个公共点; ②只有一个公共点; ③没有公共点?
【例1-2】已知直线l:,曲线C:,则直线l与曲线C的位置关系是( )
A.相离B.相切C.相交D.无法确定
【例1-3】设椭圆,点在椭圆上,求该椭圆在P处的切线方程______.
【例1-4】椭圆上的点到直线的距离的最大值为______.
归纳总结:
【练习1-1】不论为何值,直线与椭圆有公共点,则实数的范围是__.
【练习1-2】已知圆锥曲线上的点的坐标满足.
(1)说明是什么图形,并写出其标准方程;
(2)若斜率为1的直线与交于轴右侧不同的两点,,求直线在轴上的截距的取值范围.
题型二 弦长问题
【例2-1】椭圆C:左右焦点为,,离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)经过点,倾斜角为直线l与椭圆交于B,C两点,求.
【例2-2】已知椭圆及直线.
(1)当直线与椭圆有公共点时,求实数的取值范围;
(2)求直线被椭圆截得的最长弦的长度.
归纳总结:
【练习2-1】已知直线:与椭圆:交于,两点.
(1)求的取值范围;
(2)若,求的值.
题型三 中点弦、弦中点问题
【例3-1】已知椭圆的左焦点为,过作一条倾斜角为的直线与椭圆交于两点,若为线段的中点,则椭圆的离心率是( )
A.B.C.D.
【例3-2】椭圆,则该椭圆所有斜率为的弦的中点的轨迹方程为_________________.
【例3-3】已知椭圆:的左、右焦点分别为,,离心率为,短轴顶点分别为、,四边形的面积为32.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线交椭圆于,两点,若的中点坐标为,求直线的方程.
归纳总结:
【练习3-1】已知椭圆的弦所在直线过点,求弦中点的轨迹方程.
【练习3-2】已知椭圆的短轴长为,焦点坐标分别为和.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)直线与椭圆交于两点,若线段的中点,求直线的方程.
题型四 直线与椭圆的综合
【例4-1】已知椭圆的离心率为,、分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上在第一象限内的任意一点,且的周长为.
(1)求的方程;
(2)已知点,若不过点的直线与交于、两点,且,证明:直线过定点.
【例4-2】已知点,圆:,点是圆上的动点,的垂直平分线与交于点,记的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设经过点的直线与交于,两点,求证:为定值,并求出该定值.
归纳总结:
【练习4-1】设椭圆:的离心率为,焦距为2,过右焦点的直线与椭圆交于A,两点,点,设直线与直线的斜率分别为,.
(1)求椭圆的方程;
(2)随着直线的变化,是否为定值?请说明理由.
【请完成课时作业(五十五)】
【课时作业(五十五)】
A组 基础题
1.直线与椭圆的交点个数为( ).
A.0个B.1个C.2个D.3个
2.若椭圆的中心为原点,过椭圆的焦点的直线l与椭圆交于,两点,已知的中点为,则椭圆的长轴长为( )
A. B.4 C. D.
3.若直线和圆没有公共点,则过点的直线与椭圆的公共点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.需根据a,b的取值来确定
4.直线y=x+m与椭圆交于A,B两点,若弦长,则实数m的值为( )
A.B.±1C.D.±2
5.已知椭圆的左、右焦点分别是,,过的直线与椭圆C交于A,B两点,则的面积是( )
A.B.C.D.
6.【多选题】已知直线x=my-1经过椭圆C:的一个焦点F,且与C交于不同的两点A,B,椭圆C的离心率为,则下列结论正确的有( )
A.椭圆C的短轴长为 B.弦的最小值为3
C.存在实数m,使得以AB为直径的圆恰好过点 D.若,则
7.【多选题】泰戈尔说过一句话:世界上最远的距离,不是树枝无法相依,而是相互了望的星星,却没有交汇的轨迹;世界上最远的距离,不是星星之间的轨迹,而是纵然轨迹交汇,却在转瞬间无处寻觅.已知点,直线,动点到点的距离是点到直线的距离的一半.若某直线上存在这样的点,则称该直线为“最远距离直线”,则下列结论中正确的是( )
A.点的轨迹方程是 B.直线:是“最远距离直线”
C.平面上有一点,则的最小值为5.
D.点P的轨迹与圆:是没有交汇的轨迹(也就是没有交点)
8.在直角坐标系中,椭圆C方程为,P为椭圆C上的动点,直线的方程为:,则点P到直线的距离d的最小值为__________.
9.椭圆方程为椭圆内有一点,以这一点为中点的弦所在的直线方程为,则椭圆的离心率为______.
10.已知椭圆的上顶点为M,下顶点为N,左、右焦点分别为,,四边形的面积为,且为正三角形.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)当直线与椭圆交于A, B两点时,满足,求直线的方程.
B组 能力提升
1.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___________.
2.(2022·全国·高考真题)已知椭圆E中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
3.(2022·浙江·高考真题)如图,已知椭圆.设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;
(2)求的最小值.
第 6 课时 直线与椭圆的位置关系
编写:廖云波
【回归教材】
1.直线与椭圆的位置关系
设直线,椭圆,
把二者方程联立得到方程组,消去得到一个关于的方程.
方程有两个不同的实数解,即直线与圆锥曲线有两个交点;
方程有两个相同的实数解,即直线与圆锥曲线有一个交点;
方程无实数解,即直线与圆锥曲线无交点.
弦长的求解
当直线的斜率存在时,斜率为k的直线l与圆锥曲线C相交于
两个不同的点,则弦长.
3.中点弦问题
AB为椭圆的弦,,
弦中点M(x0,y0),则AB所在直线的斜率为,
弦AB的斜率与弦中点M和椭圆中心O的连线的斜率之积为定值.
【典例讲练】
题型一 直线与椭圆的位置关系
【例1-1】已知椭圆C的两个焦点分别是、,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)当m取何值时,直线与椭圆C:
①有两个公共点;
②只有一个公共点;
③没有公共点?
【答案】(1)
(2)①;②;③或
【解析】
【分析】
(1)由题意c=1,将点 的坐标代入椭圆的标准方程即可;
(2)联立直线与椭圆方程,根据判别式求解即可.
(1)
设椭圆C的标准方程为,
由题意可得: 解得 ,
所以椭圆C的标准方程为:;
(2)
联立 消去y得:,
则 ,
①当,即时,方程有两个不同的实数根,
所以直线与椭圆C有两个公共点;
②当,即时,方程有两个相等的实数根,
所以直线与椭圆C只有一个公共点;
③当,即或时,方程无实数根,
所以直线与椭圆C没有公共点;
综上,当时有两个公共点;
当时,有一个公共点;
当或,没有公共点.
【例1-2】已知直线l:,曲线C:,则直线l与曲线C的位置关系是( )
A.相离B.相切C.相交D.无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
求出直线所过的定点,证明该定点在椭圆内部即可得出结论.
【详解】
解:由直线l:,得直线l过定点,
因为,所以该点在曲线C:内部.
所以直线l与曲线C相交.
故选:C.
【例1-3】设椭圆,点在椭圆上,求该椭圆在P处的切线方程______.
【答案】
【解析】
【分析】
由题意可知切线的斜率存在,所以设切线方程为,代入椭圆方程中整理化简,令判别式等于零,可求出的值,从而可求得切线方程
【详解】
由题意可知切线的斜率存在,所以设切线方程为,
将代入中得,
,
化简整理得,
令,
化简整理得,即,解得,
所以切线方程为,即,
故答案为:
【例1-4】椭圆上的点到直线的距离的最大值为______.
【答案】
【解析】
【分析】
设与直线平行的直线与椭圆相切,然后将直线方程代入椭圆方程中,由可求出的值,再利用两平行线间的距离公式可求得结果
【详解】
设与直线平行的直线与椭圆相切,
由得,
由得,,解得
设直线与直线的距离为,
当时,直线为,则,
当时,直线为,则,
因为,
所以椭圆1上的点到直线的距离的最大值为.
故答案为:
归纳总结:
【练习1-1】不论为何值,直线与椭圆有公共点,则实数的范围是__.
【答案】
【解析】
【分析】
方法一:将直线方程与椭圆的方程联立消元得,运用根的判断式建立不等式求解即可;
方法二:若过定点的直线均与椭圆有公共点,则该点位于椭圆的内部或椭圆上,求得直线所过的定点,代入椭圆的方程建立不等式求解即可.
【详解】
解:方法一: 把直线代入椭圆1,
化为.其中.(注意这个坑),
直线与椭圆1有公共点,
恒成立,
化简为.上式对于任意实数都成立,,解得.
实数的范围是.
方法二:因为直线恒过定点
所以代入得即
因为是椭圆,所以
故的取值范围是.
故答案为:.
【练习1-2】已知圆锥曲线上的点的坐标满足.
(1)说明是什么图形,并写出其标准方程;
(2)若斜率为1的直线与交于轴右侧不同的两点,,求直线在轴上的截距的取值范围.
【答案】(1)圆锥曲线是以,为焦点,长轴长为的椭圆,
(2)
【解析】
【分析】
(1)由平面上两点间距离公式及椭圆的定义即得;
(2)由题可设直线:,联立椭圆的方程,利用韦达定理可得,即求.
(1)
由题可知点到定点,的距离之和为,
∴圆锥曲线是以,为焦点,长轴长为的椭圆,
所以其标准方程为.
(2)
设直线:,,,
由,消去,得,
由题意,有,解得,
所以直线在轴上的截距的取值范围为.
题型二 弦长问题
【例2-1】椭圆C:左右焦点为,,离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)经过点,倾斜角为直线l与椭圆交于B,C两点,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用椭圆的离心率,过点,及,列方程解出即可得椭圆方程;
(2)由已知可得直线l的方程,与椭圆方程联立,利用根与系数的关系及弦长公式求解.
(1)
解:由题意得,解得,
又因为点在椭圆C上,
带入得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)
解:易得直线l的解析式为,
设,联立椭圆的方程
得
,
所以.
【例2-2】已知椭圆及直线.
(1)当直线与椭圆有公共点时,求实数的取值范围;
(2)求直线被椭圆截得的最长弦的长度.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)联立直线与圆的方程,由判别式可得答案.
(2) 由(1)得出韦达定理,由弦长公式可得答案.
(1)
由方程组消去并整理,得.
因为直线与椭圆有公共点,
所以.
解得.
故实数的取值范围是.
(2)
由根与系数的关系,得,,
则弦长
故当时, 取得最大值为.
归纳总结:
【练习2-1】已知直线:与椭圆:交于,两点.
(1)求的取值范围;
(2)若,求的值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)联立直线与椭圆方程得到含参数m的一元二次方程,由它们有两个交点知,即可求参数范围.
(2)已知弦长,结合弦长公式列方程求参数值即可.
(1)
由题设,联立直线与椭圆方程有,整理可得:,
因为直线与椭圆有两个交点,
所以,可得.
(2)
由(1)可得:,,
又,整理得:,
所以,经检验满足题设,故.
题型三 中点弦、弦中点问题
【例3-1】已知椭圆的左焦点为,过作一条倾斜角为的直线与椭圆交于两点,若为线段的中点,则椭圆的离心率是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
【分析】
设出点A,B的坐标,利用“点差法”求解作答.
【详解】
设点,依题意,,
相减得,因直线AB的倾斜角为,即直线AB的斜率为,
又为线段的中点,则,,因此有,即,
所以椭圆的离心率.
【例3-2】椭圆,则该椭圆所有斜率为的弦的中点的轨迹方程为_________________.
【答案】
【解析】
【分析】
设斜率为的直线方程为,与椭圆的交点为,利用点差法可得答案.
【详解】
设斜率为的直线方程为,与椭圆的交点为,
设中点坐标为,则,
所以,两式相减可得,
,即,
由于在椭圆内部,由得,
所以时,即直线与椭圆相切,
此时由解得或,
所以,
所求得轨迹方程为.
故答案为:.
【例3-3】已知椭圆:的左、右焦点分别为,,离心率为,短轴顶点分别为、,四边形的面积为32.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线交椭圆于,两点,若的中点坐标为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)直接由离心率和四边形的面积建立关于的方程,解方程即可;
(2)直接通过点差法求出直线斜率,再通过点斜式写出方程即可.
(1)
因为离心率,所以,
因为,所以.
因为四边形的面积为32,所以,所以,,
故椭圆的标准方程为
(2)
设,,则
两式相减得,所以.
因为的中点坐标为在椭圆内部,所以,所以直线的斜率为1,
故直线的方程为,即.
归纳总结:
【练习3-1】已知椭圆的弦所在直线过点,求弦中点的轨迹方程.
【答案】
【解析】
【分析】
设,弦的中点, 将代入椭圆方程,点差法可得
,时利用,可得答案;时,则直线方程为,代入椭圆方程解得坐标, 满足上述方程,可得答案.
【详解】
设,弦的中点,则,
将代入椭圆方程得,
两式相减得,
所以,
当时,,
因为,所以,则,
整理得;
当时,则直线方程为,代入椭圆方程解得
所以满足上述方程,
故点的轨迹方程.
【练习3-2】已知椭圆的短轴长为,焦点坐标分别为和.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)直线与椭圆交于两点,若线段的中点,求直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)假设椭圆方程,根据短轴长、焦点坐标和椭圆关系可构造方程组求得,由此可得椭圆方程;
(2)利用点差法可求得直线斜率,由此可得直线方程.
(1)
由题意可设椭圆方程为:,
则,解得:,椭圆的标准方程为:.
(2)
设,,则,
两式作差得:,
直线斜率,
又中点为,,,,
直线方程为:,即.
题型四 直线与椭圆的综合
【例4-1】已知椭圆的离心率为,、分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上在第一象限内的任意一点,且的周长为.
(1)求的方程;
(2)已知点,若不过点的直线与交于、两点,且,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】
(1)由题意可得出关于、、的方程组,解出这三个量的值,即可得出椭圆的方程;
(2)分析可知直线的斜率存在,设直线的方程联立,列出韦达定理,由已知可得出,根据平面向量数量积的坐标运算可得出关于的方程,解出的值,即可得出直线所过定点的坐标.
(1)
解:的周长为,
由已知可得,解得,
因此,椭圆的方程为.
(2)
解:由可得.
若直线的斜率不存在,设点、,则,其中,
则,,
所以,,不合乎题意.
所以,直线的斜率存在,设直线的方程为,
联立,得,
,即,
,
因为,,
由,得,
即,
则,
整理得,解得.
所以,直线的方程为,过定点.
【例4-2】已知点,圆:,点是圆上的动点,的垂直平分线与交于点,记的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设经过点的直线与交于,两点,求证:为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定值为
【解析】
【分析】
(1)根据点在的垂直平分线上,得,从而可得,则有的轨迹是以A,为焦点的椭圆,即可得解;
(2)分直线的斜率存在和不存在两种情况讨论,当直线的斜率存在时,设:,,,联立直线方程与椭圆方程,利用韦达定理求得,,再证明为定值即可.
(1)
解:圆的圆心为,半径,
由点在的垂直平分线上,得,
所以,
所以的轨迹是以A,为焦点的椭圆,,,
所以,,,
所以的方程为;
(2)
证明:①当直线的斜率不存在时,易知,
②当直线的斜率存在时,设:,,,
则把代入得,
显然,有,,
,
所以,
综上所述,为定值.
归纳总结:
【练习4-1】设椭圆:的离心率为,焦距为2,过右焦点的直线与椭圆交于A,两点,点,设直线与直线的斜率分别为,.
(1)求椭圆的方程;
(2)随着直线的变化,是否为定值?请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,理由见解析
【解析】
【分析】
(1)根据焦距,求得c值,根据离心率,求得a值,根据a,b,c的关系,可得,即可得答案.
(2)当直线l斜率为0,即为x轴时,分析可得;当直线l斜率不为0时,设直线的方程为:,,,将直线与椭圆联立,可得关于y的一元二次方程,利用韦达定理,可得、表达式,根据斜率公式,化简整理,即可得证.
(1)
因为焦距,所以,
因为离心率,所以,
所以,
所以椭圆的方程为.
(2)
当直线l斜率为0,即为x轴时,
则,所以;
当直线l斜率不为0时,设直线的方程为:,,,
将直线l与椭圆联立,消x整理得,
所以,,
所以,,
所以.
综上所述:为定值0.
【请完成课时作业(五十五)】
【课时作业(五十五)】
A组 基础题
1.直线与椭圆的交点个数为( ).
A.0个B.1个C.2个D.3个
【答案】C
【解析】
【分析】
根据椭圆的方程求得其右顶点为,上顶点为,结合直线的截距式方程,即可求解.
【详解】
由题意,椭圆,可得,
则椭圆的右顶点为,上顶点为,
又由直线恰好过点,所以直线与椭圆有且仅有2个公共点.
故选:C.
2.若椭圆的中心为原点,过椭圆的焦点的直线l与椭圆交于,两点,已知的中点为,则椭圆的长轴长为( )
A.B.4
C.D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意知,再根据、、、的关系可以求出、的关系,以及椭圆的性质可以求出,继而求出长轴长.
【详解】
由焦点在x轴上,设椭圆的方程为 ,,.
∵,在椭圆上,
∴作差得.(*)
∵直线l过和,且的中点为,
∴,.
,代入(*)式,得,即.
又∵,,解得,所以椭圆的长轴长为.
故选:D.
3.若直线和圆没有公共点,则过点的直线与椭圆的公共点个数为( )
A.0B.1
C.2D.需根据a,b的取值来确定
【答案】C
【解析】
【分析】
根据题意,利用直线与圆的位置关系,得到,进而结合圆和椭圆的位置关系,即可求得答案.
【详解】
因为直线和圆没有公共点,
所以原点到直线的距离,即,
所以点是在以原点为圆心,为半径的圆内的点,
又因为椭圆,可得,
所以圆内切于椭圆,所以点在椭圆的内部,
所以过点的一条直线与椭圆的公共点的个数为.
故选:C.
4.直线y=x+m与椭圆交于A,B两点,若弦长,则实数m的值为( )
A.B.±1C.D.±2
【答案】B
【解析】
【分析】
联立直线的方程和椭圆的方程,化简写出根与系数关系,结合求得的值.
【详解】
设A(x1,y1),B(x2,y2),联立,整理可得:3x2+4mx+2m2﹣2=0,则x1+x2=,x1x2=,
所以弦长|AB|===,
由题意可得:=,解得:.
故选:B
5.已知椭圆的左、右焦点分别是,,过的直线与椭圆C交于A,B两点,则的面积是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由题知,直线,进而与椭圆方程联立得,,进而根据计算即可.
【详解】
解:由题意可得,,则直线.
联立,整理得,
设,,
则,,
从而.
因为,
所以的面积是.
故选:A
6.【多选题】已知直线x=my-1经过椭圆C:的一个焦点F,且与C交于不同的两点A,B,椭圆C的离心率为,则下列结论正确的有( )
A.椭圆C的短轴长为
B.弦的最小值为3
C.存在实数m,使得以AB为直径的圆恰好过点
D.若,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由于直线x=my-1经过定点,则由题意得,再由离心率为可求出,从而可求出,则可求出椭圆方程,然后结合椭圆的性质逐个分析判断即可
【详解】
依题意可知,直线x=my-1经过定点,所以.又椭圆C的离心率为,所以a=2,则,所以椭圆C的短轴长为,所以A选项不正确;
当m=0时,弦AB即为椭圆的一条通径,且,所以B选项正确;
椭圆C的长轴长为2a=4,所以,当最短时,此时点在以AB为直径的圆外,当趋近于4时,点在以AB为直径的圆内,因此,存在实数m,使得以AB为直径的圆恰好过点,所以C选项正确;
由,得,设,,则,
联立整理得,
恒成立,则,.
因为,所以解得,所以D选项正确.
故选:BCD.
7.【多选题】泰戈尔说过一句话:世界上最远的距离,不是树枝无法相依,而是相互了望的星星,却没有交汇的轨迹;世界上最远的距离,不是星星之间的轨迹,而是纵然轨迹交汇,却在转瞬间无处寻觅.已知点,直线,动点到点的距离是点到直线的距离的一半.若某直线上存在这样的点,则称该直线为“最远距离直线”,则下列结论中正确的是( )
A.点的轨迹方程是
B.直线:是“最远距离直线”
C.平面上有一点,则的最小值为5.
D.点P的轨迹与圆:是没有交汇的轨迹(也就是没有交点)
【答案】ABC
【解析】
【分析】
对A,设,根据定义建立关系可求出;对B,联立直线与椭圆方程,判断方程组是否有解即可;对C,根据定义转化为求即可;对D,易判断为交点.
【详解】
设,因为点到点的距离是点到直线的距离的一半,所以,化简得,故A正确;
联立方程可得,解得,故存在,所以直线:是“最远距离直线”,故B正确;
过P作PB垂直直线,垂足为B,则由题可得,则,则由图可知,的最小值即为点A到直线的距离5,故C正确;
由可得,即圆心为,半径为1,易得点P的轨迹与圆交于点,故D错误.
故选:ABC.
8.在直角坐标系中,椭圆C方程为,P为椭圆C上的动点,直线的方程为:,则点P到直线的距离d的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】
设椭圆切线,联立椭圆方程求出切线方程,利用平行线的距离判断椭圆上点到已知直线距离的最值.
【详解】
令与椭圆相切,消去x整理得:,
所以,可得,显然与椭圆无交点,
当,切线为,与距离为;
当,切线为,与距离为;
所以点P到直线的距离d的最小值为.
故答案为:
9.椭圆方程为椭圆内有一点,以这一点为中点的弦所在的直线方程为,则椭圆的离心率为______.
【答案】
【解析】
【分析】
设,利用“点差法”得到,即可求出离心率.
【详解】
设直线与椭圆交于,则.
因为AB中点,则.
又,相减得:.
所以
所以
所以,所以,即离心率.
故答案为:.
10.已知椭圆的上顶点为M,下顶点为N,左、右焦点分别为,,四边形的面积为,且为正三角形.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)当直线与椭圆交于A, B两点时,满足,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根据题意列出关于a,b,c的方程,解得其值,即可求得答案;
(2)联立直线和椭圆方程,得到根与系数的关系式,将展开,代入根与系数的关系式化简,可求得答案.
(1)
由四边形的面积为,可得 ,
由为正三角形.可得 ,则 ,则 ,
故椭圆的标准方程为 ;
(2)
联立和椭圆的方程为,
可得 , ,
设,则,
由可得 ,
即,
即,解得 ,
故直线的方程为 .
B组 能力提升
1.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___________.
【答案】
【解析】
【分析】
令的中点为,设,,利用点差法得到,设直线,,,求出、的坐标,再根据求出、,即可得解;
【详解】
解:令的中点为,因为,所以,
设,,则,,
所以,即
所以,即,设直线,,,
令得,令得,即,,所以,
即,解得或(舍去),
又,即,解得或(舍去),
所以直线,即;
故答案为:
2.(2022·全国·高考真题(文))已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)将给定点代入设出的方程求解即可;
(2)设出直线方程,与椭圆C的方程联立,分情况讨论斜率是否存在,即可得解.
(1)
解:设椭圆E的方程为,过,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
(2)
,所以,
①若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,过点.
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
可得,,
且
联立可得
可求得此时,
将,代入整理得,
将代入,得
显然成立,
综上,可得直线HN过定点
【点睛】
求定点、定值问题常见的方法有两种:
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.
3.(2022·浙江·高考真题)如图,已知椭圆.设A,B是椭圆上异于的两点,且点在线段上,直线分别交直线于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;
(2)求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)设是椭圆上任意一点,再根据两点间的距离公式求出,再根据二次函数的性质即可求出;
(2)设直线与椭圆方程联立可得,再将直线方程与的方程分别联立,可解得点的坐标,再根据两点间的距离公式求出,最后代入化简可得,由柯西不等式即可求出最小值.
(1)
设是椭圆上任意一点,,则
,当且仅当时取等号,故的最大值是.
(2)
设直线,直线方程与椭圆联立,可得,设,所以,
因为直线与直线交于,
则,同理可得,.则
,
当且仅当时取等号,故的最小值为.
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