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专题19 圆锥曲线中的定值问题-2022年高考数学高分突破冲刺练(全国通用)
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专题19 圆锥曲线中的定值问题一.选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知抛物线:,:交于,两点(为坐标原点),,的焦点分别为,,若直线,交于点,且,则的值为( )A.8 B. C.2 D.【解析】设,则由得,,即.因为,所以.由题意知,,所以直线的方程为,即,又点在直线上,所以.设,则,解得或,因为,所以,即,所以.故选:D.2.已知椭圆,设直线l与椭圆相交于A,B两点,与x轴,y轴分别交于C,D两点,记椭圆E的离心率为e,直线l的斜率为k,若C,D恰好是线段的两个三等分点,则( )A. B. C. D.【解析】设,,分别是线段的两个三等分点,,,则 ,得,,利用点差法,两式相减得,整理得到,即,即 。,故选:B3.已知椭圆,圆,过椭圆上任一与顶点不重合的点引圆的两条切线,切点分别为,直线与轴,轴分别交于点,则( )A. B. C. D.【解析】设,则切线的方程为,切线的方程为,因为点在切线上,所以,,所以直线的方程为,所以,因为点在椭圆上,所以,所以,故选:D4.已知椭圆的左右顶点分别为,过轴上点作一直线与椭圆交于两点(异于),若直线和的交点为,记直线和的斜率分别为,则( )A. B.3 C. D.2【解析】设,,,设直线的方程: 由和三点共线可知 ,解得: ,,(*)联立 ,得,,,代入(*)得, , ,. 故选:A5.已知椭圆的离心率为,过右焦点且斜率为的直线与相交于两点,若,则( )A. B.1 C.2 D.【解析】离心率为,解得,得,所以椭圆,过右焦点且斜率为的直线为:,即,为简化计算,令,则,由,联立可得:, ①设,由可得,由①可得:,因为,所以,解得,所以,由,可得.故选:A.6.设点为椭圆上的动点(除左右顶点外),椭圆的焦点为,离心率为,为的内心,则直线和直线的斜率之积为( )A. B. C. D.【解析】如图,连接延长交轴于,由内角平分线定理得,利用等比性质得,设,,,则,,∴,,又,,∴由可得,化简得,又∵,∴,∴,,∴.故选:B.7.已知动点,关于坐标原点对称,,过点,且与直线相切.若存在定点,使得为定值,则点的坐标为( )A. B. C. D.【解析】设,因为点关于坐标原点对称,所以是线段的中点,又因为以为圆心的圆过两点,所以有,因此有,因为点关于坐标原点对称,,所以.又因为以为圆心的圆与直线相切,所以有,把、代入中,得:,化简得:,因此点的轨迹是抛物线,该抛物线的焦点坐标为,准线方程为:,,由抛物线的定义可知:,所以有,由题意可知存在定点,使得当运动时,为定值,因此一定有,此时定点是该抛物线的焦点.故选:B.8.设P为椭圆C:()上的动点,,分别为椭圆C的左、右焦点,为的内心,则直线与直线的斜率积( )A.非定值,但存在最大值且为 B.是定值且为C.非定值,且不存在定值 D.是定值且为【解析】如图所示,连接并延长交轴于,由三角形内角平分线定理可知:,所以,因此可得:.设,因此有:,可得:,由可得:,的坐标为:,,,由椭圆的定义可知:,再由三角形内角平分线定理可知:,由,因此有:.故选:D 9.已知点,动点满足:,直线与点的轨迹交于,两点,则直线,的斜率之积( )A. B. C. D.不确定【解析】,故,化简整理得到,故轨迹方程为椭圆,,,故椭圆方程为:.设,,则,化简得到,故,.故选:.10.过抛物线上点作三条斜率分别为,,的直线,,,与抛物线分别交于不同于的点.若,,则以下结论正确的是( )A.直线过定点 B.直线斜率一定C.直线斜率一定 D.直线斜率一定【解析】由题意,,,均不为0,设,则,同理可得,,由,得,即,①设直线的方程为,联立抛物线方程可得,则,代入①式可得,,此时直线的方程为,故直线斜率是定值,故B正确,A错误;由,得,即,②,同理设直线的方程为,联立抛物线方程可得,则,代入②式可得,此时的方程为,恒过定点,斜率不是定值,故C错误;由,,得,即,即③,同理设直线的方程为,联立抛物线方程可得,则,代入③式可得,此时的方程为恒过定点,斜率不为定值.故D错误.故选:B11.已知椭圆,过x轴上一定点N作直线l,交椭圆C于A,B两点,当直线l绕点N任意旋转时,有(其中t为定值),则( )A. B. C. D.【解析】设点,当直线与轴不重合时,设的方程为,代入椭圆方程,得: ,即.,,当直线l绕点N任意旋转时,有(其中t为定值),当时, ,当时, ,,解得: 代入当时, .故选:B.12.已知双曲线1(a>0,b>0)上一点C,过双曲线中心的直线交双曲线于A,B两点,记直线AC,BC的斜率分别为k1,k2,当ln|k1|+ln|k2|最小时,双曲线离心率为( )A. B. C.1 D.2【解析】设,由题意知点为过原点的直线与双曲线的交点,∴由双曲线的对称性得关于原点对称,∴,,∴,∵点都在双曲线上,∴,,两式相减,得:,所以,∴,令,构造函数,由得,当时,;当时,所以当时,函数取得最小值,当且仅当时成立.此时离心率.故选:B二.填空题13.已知椭圆,是坐标平面内的两点,且与的焦点不重合,若关于的焦点的对称点分别为,线段的中点在椭圆上,则__________.【解析】设的中点为,椭圆的左右焦点分别为,,如图,连接,,是的中点,是的中点,是的中位线;,同理;,在椭圆上,根据椭圆的标准方程及椭圆的定义知:,. 14.已知点在抛物线上,过点的直线交抛物线于,两点,若直线,的斜率分别为,,则等于___________.【解析】由题意将的坐标代入抛物线的方程可得,解得,所以抛物线的方程为;由题意可得直线 的斜率不为0,所以设直线的方程为:,设,,,,联立直线与抛物线的方程:,整理可得:,则,, 由题意可得,所以.15.过双曲线的右焦点的直线交双曲线于、两点,交轴于点,若,,规定,则的定值为.类比双曲线这一结论,在椭圆中,的定值为________.【解析】如图,设椭圆的右焦点为,过点的直线为,代入椭圆的方程得:,设,,则,,过点分别作轴的垂线,垂足为,则,,所以将,代入化简得:.16.已知三点到点的距离都是它到直线的距离的倍且,当直线与的斜率之积为(其中为坐标原 点)时,则点与点的距离之和的值为____________【解析】不妨设,则到直线的距离为,又,化简得:,动点的轨迹方程为,设 ,,,将代入得:,整理得:,即,,,又在曲线上,,,,即,的运动轨迹为半长轴,半短轴的椭圆,,即,点即为椭圆的两个焦点,根据椭圆的定义可得三.解答题(解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.已知圆:与圆:的公共点的轨迹为曲线.(1)求的方程;(2)设点为圆:上任意点,且圆在点处的切线与交于,两点.试问:是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【解析】(1)设公共点为,则,,即公共点的轨迹为椭圆.且,∴,又,∴,故曲线:.(2)方法一:当直线斜率不存在时,:,代入得,故,易知:;当直线斜率存在,设:,与圆相切,将方程代入,得,∴,,将代入,得,即综上,恒有,.法二:当直线斜率不存在时,:,代入得,;当直线斜率存在,设:,∵与圆相切,∴,即.将方程代入,得,∴,,,同理可得,故将,,及代入,可得.综上.18.已知椭圆:()的一个焦点与抛物线:的焦点重合,两条曲线在第一象限内的交点满足.(1)求椭圆以及抛物线的标准方程;(2)过椭圆另一焦点作直线(斜率存在但不为)与椭圆相交于A、两点,在椭圆长轴上取一点,使得为定值,试求点的坐标及这个定值.【解析】(1)由已知公共焦点,则,∴,设,则由抛物线定义有,即,则,∵点在椭圆上,∴代入方程得,解得,,∴椭圆的标准方程是,抛物线的标准方程为;(2)由(1)可知点的坐标为,设直线:,联立,消去化简得,设、,则,,设(),则:,若为定值,则,解得,此时,故点的坐标为,定值为.19.在平面直角坐标系中,两点的坐标分别为,直线相交于点M且它们的斜率之积是,记动点M的轨迹为曲线E.(1)求曲线E的方程;(2)过点作直线交曲线E于两点,且点P位于x轴上方,记直线的斜率分别为.①证明:为定值;②设点Q关于x轴的对称点为,求面积的最大值.【解析】(1)设点坐标为,则直线的斜率分别为,依题意知,化简得;(2)①设直线的方程为,则,又,消得,得因此,故为定值;②坐标为,则直线方程为,令解得:,即直线恒过点,故,当,即时,等号成立,此时面积最大值为.20.已知O为坐标系原点,椭圆的右焦点为点F,右准线为直线n.(1)过点的直线交椭圆C于两个不同点,且以线段为直径的圆经过原点O,求该直线的方程;(2)已知直线l上有且只有一个点到F的距离与到直线n的距离之比为.直线l与直线n交于点N,过F作x轴的垂线,交直线l于点M.求证:为定值.【解析】(1)设过点的直线为交于椭圆联立消去y得又因为以线段为直径的圆经过原点,则,则所求直线方程,(2)已知椭圆的离心率为,右准线直线n的方程为,因为直线上只有一点到F的距离与到直线n的距离之比为,所以直线与椭圆相切,设直线的方程为,联立消去y得到:①联立点N坐标为得到,由①21.已知椭圆的左、右顶点分别为,,为上不同于,的动点,直线,的斜率,满足,的最小值为-4.(1)求的方程;(2)为坐标原点,过的两条直线,满足,,且,分别交于,和,.试判断四边形的面积是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由. 【解析】(1)设,则,故,∴,又,由题意知:,解得,∴椭圆的方程为.(2)根据椭圆的对称性,可知,,∴四边形为平行四边形,所以.设,的斜率分别为,,,,则①,②.又,,即.当的斜率不存在时,,.由①②,得,结合,解得,.∴.当的斜率存在时,设直线的方程为,联立方程组得,得,则,即,.∵,∴,整理得:.由直线过,,将代入,整理得.综上,四边形的面积为定值,且为.22.已知椭圆的离心率为,直线与椭圆C有且仅有一个公共点.(1)求椭圆C的方程及A点坐标;(2)设直线l与x轴交于点B.过点B的直线与C交于E,F两点,记点A在x轴上的投影为G,T为BG的中点,直线AE,AF与x轴分别交于M,N两点.试探究是否为定值?若为定值,求出此定值;否则,请说明理由.【解析】(1)设椭圆的半焦距为,则,则,,所以椭圆的方程为:,将椭圆的方程与直线的方程联立得:,所以,解得:,所以,,故椭圆的方程为,此时将代入得:,所以,此时。所以点坐标为;(2)将直线联立,得到,所以。因为,,所以,①当斜率时,,或,,,或,,此时有,②当斜率时,设:,代入得:,设,,所以,,所以:,则,同理,,所以,对分子:对分母:,所以.综上,为定值.
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