重难点突破10 圆锥曲线中的向量问题（五大题型）-2024年高考数学一轮复习（新教材新高考）

这是一份重难点突破10 圆锥曲线中的向量问题（五大题型）-2024年高考数学一轮复习（新教材新高考），文件包含重难点突破10圆锥曲线中的向量问题五大题型原卷版docx、重难点突破10圆锥曲线中的向量问题五大题型解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共66页， 欢迎下载使用。
2、精练习题。复习时不要搞“题海战术”，应在老师的指导下，选一些源于课本的变式题，或体现基本概念、基本方法的基本题，通过解题来提高思维能力和解题技巧，加深对所学知识的深入理解。在解题时，要独立思考，一题多思，一题多解，反复玩味，悟出道理。
3、加强审题的规范性。每每大考过后，总有同学抱怨没考好，纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否，不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系，确定解题思路 。
4、重视错题。错误是最好的老师”，但更重要的是寻找错因，及时进行总结，三五个字，一两句话都行，言简意赅，切中要害，以利于吸取教训，力求相同的错误不犯第二次。
重难点突破10 圆锥曲线中的向量问题
目录
题型一：向量的单共线
例1．（2023·上海静安·高三校考阶段练习）已知椭圆的一个焦点为，点在椭圆上，点满足（其中为坐标原点），过点作一直线交椭圆于、两点.
(1)求椭圆的方程；
(2)求面积的最大值；
(3)设点为点关于轴的对称点，判断与的位置关系，并说明理由.
例2．（2023·全国·高三专题练习）已知，分别为椭圆的左、右焦点，与椭圆C有相同焦点的双曲线在第一象限与椭圆C相交于点P，且．
(1)求椭圆C的方程；
(2)设直线与椭圆C相交于A，B两点，O为坐标原点，且．若椭圆C上存在点E，使得四边形OAED为平行四边形，求m的取值范围．
例3．（2023·吉林长春·东北师大附中校考一模）椭圆的离心率为，过椭圆焦点并且垂直于长轴的弦长度为1．
(1)求椭圆的标准方程；
(2)若直线与椭圆相交于，两点，与轴相交于点，若存在实数，使得，求的取值范围．
变式1．（2023·河北唐山·迁西县第一中学校考二模）已知椭圆，连接E的四个顶点所得四边形的面积为4，是E上一点．
(1)求椭圆E的方程；
(2)设斜率为的直线与椭圆E交于A，B两点，D为线段的中点，O为坐标原点，若E上存在点C，使得，求三角形的面积．
变式2．（2023·上海浦东新·高二上海市川沙中学校考阶段练习）已知椭圆：的左右焦点分别为，过点的直线交椭圆于不同的两点.
（1）若直线经过，求的周长；
（2）若以线段为直径的圆过点，求直线的方程；
（3）若，求实数的取值范围．
变式3．（2023·全国·高三专题练习）椭圆具有如下的光学性质：从椭圆的一个焦点发出的光线，经过椭圆反射后，反射光线会交于椭圆的另焦点上.已知焦距为2的椭圆的左､右焦点分别为，，从发出的一条不与x轴重合的光线，在椭圆上依次经M，N两点反射后，又回到点，这个过程中光线所经过的总路程为8.
(1)求椭圆C的标准方程；
(2)设直线，且满足，若，求实数m的取值范围.
变式4．（2023·湖南长沙·高三长沙麓山国际实验学校校考阶段练习）已知点，椭圆的离心率为，是椭圆的右焦点，直线的斜率为，为坐标原点．
(1)求的方程；
(2)设过点的直线与相交于，两点，且，求的面积及直线的方程．
变式5．（2023·北京·高三专题练习）已知椭圆，是其左、右焦点，是其左、右顶点，过的直线交椭圆于两点，且点在轴上方，为坐标原点.
(1)若轴，求线段的长；
(2)若的中点为，且点在以为直径的圆上，求点的坐标；
(3)若，求直线的方程.
变式6．（2023·山西吕梁·高三统考期末）已知椭圆的中心在原点，焦点在轴上，焦距为,离心率为.
(1)求椭圆的方程；
(2)设直线经过点，且与椭圆交于两点，若，求直线的方程.
变式7．（2023·河南驻马店·高二统考期末）已知圆，，动圆与圆，均外切，记圆心的轨迹为曲线．
(1)求曲线的方程；
(2)直线过点，且与曲线交于两点，满足，求直线的方程．
题型二：向量的双共线
例4．（2023·安徽池州·高三池州市第一中学校考阶段练习）已知双曲线过点，且焦距为.
(1)求的方程；
(2)已知过点的动直线交的右支于两点，为线段上的一点，且满足，证明：点总在某定直线上.
例5．（2023·全国·模拟预测）已知双曲线的离心率为2，焦点到一条渐近线的距离为．
(1)求双曲线的方程．
(2)若过双曲线的左焦点的直线交双曲线于，两点，交轴于，设．试判断是否为定值，若为定值，求出定值；若不为定值，说明理由．
例6．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆：（），椭圆的中心到直线的距离是短半轴长，长轴长是焦距的倍.
(1)求椭圆的方程；
(2)设，过点作斜率不为0的直线交椭圆于，两点，，两点在直线上且，，设直线、的斜率分别为，，试问：是否为定值？若是，求出该定值.若不是，请说明理由.
变式8．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆的中心在坐标原点，焦点在轴上，它的一个顶点恰好是拋物线的焦点，离心率为.
（1）求椭圆的标准方程；
（2）过椭圆的右焦点作直线交椭圆于两点，交轴于点，若，求证：.
变式9．（2023·黑龙江·高三校联考期末）已知椭圆C的中心在坐标原点，焦点在x轴上，它的一个顶点恰好是抛物线的焦点，离心率为.
（1）求椭圆C的标准方程；
（2）过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点，交y轴于M点，若，，求的值.
变式10．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆的左焦点为．
(1)设M是C上任意一点，M到直线的距离为d，证明：为定值．
(2)过点且斜率为k的直线与C自左向右交于A，B两点，点Q在线段AB上，且，，O为坐标原点，证明：．
变式11．（2023·四川成都·石室中学校考模拟预测）已知椭圆C：的离心率，点，为椭圆C的左、右焦点且经过点的最短弦长为3．
(1)求椭圆C的方程；
(2)过点分别作两条互相垂直的直线，，且与椭圆交于不同两点A，B，与直线交于点P，若，且点Q满足，求的最小值．
变式12．（2023·黑龙江佳木斯·高二佳木斯一中校考期中）已知,分别是椭圆的左右顶点,为坐标原点,,点在椭圆上.过点,且与坐标轴不垂直的直线交椭圆于、两个不同的点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当直线的倾斜角为锐角时,设直线,分别交轴于点、,记,,求的取值范围.
变式13．（2023·河北石家庄·高二石家庄一中校考阶段练习）已知椭圆过点离心率，左、右焦点分别为，P，Q是椭圆C上位于x轴上方的两点．
(1)若，求直线的方程；
(2)延长分别交椭圆C于点M，N，设，求的最小值．
变式14．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆：（）的短轴长为，是椭圆上一点．
(1)求椭圆的方程；
(2)过点（为常数，且）的直线与椭圆交于不同的两点，，与轴相交于点，已知，，证明：．
题型三：三点共线问题
例7．（2023·全国·高三专题练习）已知双曲线的右焦点为，一条渐近线方程为．
（1）求双曲线的方程；
（2）记的左、右顶点分别为，过的直线交的右支于两点，连结交直线于点，求证：三点共线．
例8．（2023·山东滨州·高三校考阶段练习）已知双曲线的离心率为，经过坐标原点O的直线l与双曲线Q交于A，B两点，点位于第一象限，是双曲线Q右支上一点，，设
(1)求双曲线Q的标准方程；
(2)求证：C，D，B三点共线；
(3)若面积为，求直线l的方程．
例9．（2023·全国·高三专题练习）阿基米德（公元前287年-公元前212年，古希腊）不仅是著名的哲学家、物理学家，也是著名的数学家，他利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.在平面直角坐标系中，椭圆：的面积为，两焦点与短轴的一个顶点构成等边三角形.过点的直线与椭圆C交于不同的两点A，B.
(1)求椭圆C的标准方程；
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为P，Q，直线PA与直线交于点F，试证明B，Q，F三点共线.
变式15．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆Γ：，点分别是椭圆Γ与轴的交点（点在点的上方），过点且斜率为的直线交椭圆于两点．
(1)若椭圆焦点在轴上，且其离心率是，求实数的值；
(2)若，求的面积；
(3)设直线与直线交于点，证明：三点共线．
变式16．（2023·青海西宁·统考一模）已知椭圆C：的离心率为，右焦点与抛物线的焦点重合.
(1)求椭圆C的方程；
(2)设椭圆C的左焦点为，过点的直线l与椭圆C交于两点，A关于x轴对称的点为M，证明：三点共线.
变式17．（2023·上海·高三校联考开学考试）已知椭圆：的长轴长为，离心率为，斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点A，
(1)求椭圆的方程；
(2)若直线的方程为：，椭圆上点关于直线的对称点（与不重合）在椭圆上，求的值；
(3)设，直线与椭圆的另一个交点为，直线与椭圆的另一个交点为，若点，和点三点共线，求的值；
变式18．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆的左､右顶点分别为，右焦点为F（1，0），且椭圆C的离心率为，M，N为椭圆C上任意两点，点P的坐标为（4，t）（t≠0），且满足.
(1)求椭圆C的方程；
(2)证明：M，F，N三点共线.
变式19．（2023·全国·高三专题练习）已知椭圆：的左、右焦点分别为，，左、右顶点分别为，，，.
（1）求椭圆的方程.
（2）过的直线与椭圆交于，两点（均不与，重合），直线与直线交于点，证明：，，三点共线.
变式20．（2023·全国·高三专题练习）如图，椭圆有这样的光学性质：从椭圆的一个焦点出发的光线，经椭圆反射后，反射光线经过椭圆的另一个焦点.已知椭圆的左､右焦点分别为，，左､右顶点分别为A，B，一光线从点射出经椭圆C上P点反射，法线(与椭圆C在P处的切线垂直的直线)与x轴交于点Q，已知，.
（1）求椭圆C的方程.
（2）过的直线与椭圆C交于M，N两点(均不与A，B重合)，直线与直线交于G点，证明：A，N，G三点共线.
变式21．（2023·全国·高三专题练习）椭圆具有如下光学性质：从椭圆的一个焦点发出的光线，经过椭圆内壁反射后，反射光线经过椭圆的另一个焦点．已知椭圆的左、右焦点分别为，，左、右顶点分别为，．从发出的一条光线，经椭圆上，两点（均不与，重合）各反射一次后，又回到点，这个过程中光线所经过的总路程为．
（1）求椭圆的长轴长；
（2）若椭圆的焦距为，直线与直线交于点，证明，，三点共线．
题型四：向量中的数量积问题
例10．（2023·高三课时练习）已知双曲线的中心在原点，右焦点为，是双曲线右支上一点，且的面积为.
(1)若点的坐标为，求此双曲线的渐近线方程；
(2)若，当取得最小值时，求此双曲线的方程.
例11．（2023·陕西咸阳·高三校考开学考试）已知椭圆：的左、右焦点为，，点是椭圆的上顶点，经过的直线交椭圆于，两个不同的点.
(1)求点到直线的距离；
(2)若直线的斜率为，且，求实数的值.
例12．（2023·四川泸州·高三四川省泸县第一中学校考开学考试）在平面直角坐标系中，已知分别是椭圆的左焦点和右焦点.
(1)设是椭圆上的任意一点，求取值范围；
(2)设，直线与椭圆交于两点，若是以为直角顶点的等腰直角三角形，求直线的方程.
变式22．（2023·四川·校联考模拟预测）已知椭圆的离心率为，A，B分别为椭圆的左、右顶点，，分别为椭圆的左、右焦点，点M是以AB为直径的圆上除去A，B的任意一点，直线AM交椭圆C于另一点N．点N关于x轴的对称点为点Q．当点N为椭圆C的短轴端点时，原点O到直线的距离为1．
(1)求椭圆C的标准方程；
(2)求的最小值．
变式23．（2023·天津和平·统考二模）在平面直角坐标系中，椭圆的左、右焦点分别为、，椭圆与轴正半轴的交点为点，且为等腰直角三角形．
(1)求椭圆的离心率；
(2)已知斜率为的直线与椭圆相切于点，点在第二象限，过椭圆的右焦点作直线的垂线，垂足为点，若，求椭圆的方程．
变式24．（2023·全国·高三专题练习）已知圆心为H的圆和定点，B是圆上任意一点，线段AB的中垂线l和直线BH相交于点M，当点B在圆上运动时，点M的轨迹记为曲线C．
(1)求C的方程．
(2)如图所示，过点A作两条相互垂直的直线分别与曲线C相交于P，Q和E，F，求的取值范围
变式25．（2023·河北秦皇岛·高三校联考开学考试）已知双曲线的右焦点为，渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程；
(2)过的直线与交于两点，过的左顶点作的垂线，垂足为，求证：.
变式26．（2023·江苏连云港·高三校考阶段练习）已知双曲线C的渐近线为，右焦点为，右顶点为A.
(1)求双曲线C的标准方程；
(2)若斜率为1的直线l与双曲线C交于M，N两点（与点A不重合），当时，求直线l的方程.
变式27．（2023·校考模拟预测）已知F是双曲线C：的右焦点，过F的直线l交双曲线右支于P，Q两点，PQ中点为M，O为坐标原点，连接OM交直线于点N．
(1)求证：；
(2)设，当时，求三角形面积S的最小值．
变式28．（2023·上海浦东新·华师大二附中校考模拟预测）如图，在平面直角坐标系中，椭圆过点，且椭圆的离心率为.直线与椭圆相交于两点，线段的中垂线交椭圆于两点.

(1)求的标准方程；
(2)求线段长的最大值；
(3)证明：为定值，并求此定值.
题型五：将几何关系中的线段长度乘积转换为向量
例13．（2023·全国·高三专题练习）如图，已知椭圆，过椭圆上第一象限的点作椭圆的切线与轴相交于点，是坐标原点，作于，证明：为定值.
例14．（2023·重庆沙坪坝·高三重庆八中校考阶段练习）如图，已知抛物线，过点且斜率为的直线交抛物线于，两点，抛物线上的点，设直线，的斜率分别为，.

(1)求的取值范围；
(2)过点作直线的垂线，垂足为.求的最大值.