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专题18 圆锥曲线综合(10大考向真题解读)-备战2025年高考数学真题题源解密(新高考卷)
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命题分析
2024年高考新高考Ⅰ卷考查了椭圆的标准方程、弦长公式,注重的是基础公式和计算能力,难度适中。Ⅱ卷考查了直线与双曲线、数列知识的交汇,综合能力要求较高,难度较难。但是每问的设计是环环相扣的,可以从第一问的设问中找到第二问的求解思路。圆锥曲线综合是高考数学的核心内容,是考查考生学科素养的重要载体。每年高考卷的必考题,一般是两小一大,是以课程学习情境与探索创新情境为主,注重数学知识的基础性、综合性和应用性的考查,侧重考查考生的运算求解能力和逻辑思维能力。预计2025年高考还是主要考查圆锥曲线中的弦长、三角形(四边形)面积、定值定点问题。
试题精讲
一、解答题
1.(2024新高考Ⅰ卷·16)已知和为椭圆上两点.
(1)求C的离心率;
(2)若过P的直线交C于另一点B,且的面积为9,求的方程.
2.(2024新高考Ⅱ卷·19)已知双曲线,点在上,为常数,.按照如下方式依次构造点,过作斜率为的直线与的左支交于点,令为关于轴的对称点,记的坐标为.
(1)若,求;
(2)证明:数列是公比为的等比数列;
(3)设为的面积,证明:对任意的正整数,.
一、解答题
1.(2022新高考Ⅰ卷·21)已知点在双曲线上,直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0.
(1)求l的斜率;
(2)若,求的面积.
2.(2023新高考Ⅰ卷·22)在直角坐标系中,点到轴的距离等于点到点的距离,记动点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)已知矩形有三个顶点在上,证明:矩形的周长大于.
3.(2022新高考Ⅱ卷·21)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点在C上,且.过P且斜率为的直线与过Q且斜率为的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立:
①M在上;②;③.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
4.(2023新高考Ⅱ卷·21)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
一、直线和曲线联立
1、椭圆与直线相交于两点,设,
,
椭圆与过定点的直线相交于两点,设为,如此消去,保留,构造的方程如下:,
注意:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①如果直线没有过椭圆内部一定点,是不能直接说明直线与椭圆有两个交点的,一般都需要摆出,满足此条件,才可以得到韦达定理的关系.
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②焦点在轴上的椭圆与直线的关系,双曲线与直线的关系和上述形式类似,不在赘述.
2、抛物线与直线相交于两点,设,
联立可得,时,
特殊地,当直线过焦点的时候,即,,因为为通径的时候也满足该式,根据此时A、B坐标来记忆.
抛物线与直线相交于两点,设,
联立可得,时,
注意:在直线与抛物线的问题中,设直线的时候选择形式多思考分析,往往可以降低计算量.开口向上选择正设;开口向右,选择反设;注意不可完全生搬硬套,具体情况具体分析.
总结:韦达定理连接了题干条件与方程中的参数,所以我们在处理例如向量问题,面积问题,三点共线问题,角度问题等常考内容的时候,要把题目中的核心信息,转化为坐标表达,转化为可以使用韦达定理的形式,这也是目前考试最常考的方式.
二、根的判别式和韦达定理
与联立,两边同时乘上即可得到,为了方便叙述,将上式简记为.该式可以看成一个关于的一元二次方程,判别式为可简单记.
同理和联立,为了方便叙述,将上式简记为,,可简记.
与C相离;与C相切;与C相交.
注意:(1)由韦达定理写出,,注意隐含条件.
(2)求解时要注意题干所有的隐含条件,要符合所有的题意.
(3)如果是焦点在y轴上的椭圆,只需要把,互换位置即可.
(4)直线和双曲线联立结果类似,焦点在x轴的双曲线,只要把换成即可;
焦点在y轴的双曲线,把换成即可,换成即可.
(5)注意二次曲线方程和二次曲线方程往往不能通过联立消元,利用判断根的关系,因为此情况下往往会有增根,根据题干的隐含条件可以舍去增根(一般为交点横纵坐标的范围限制),所以在遇到两条二次曲线交点问题的时候,使用画图的方式分析,或者解方程组,真正算出具体坐标.
三、弦长公式
设,根据两点距离公式.
1、若在直线上,代入化简,得;
2、若所在直线方程为,代入化简,得
3、构造直角三角形求解弦长,.其中为直线斜率,为直线倾斜角.
注意:(1)上述表达式中,当为,时,;
(2)直线上任何两点距离都可如上计算,不是非得直线和曲线联立后才能用.
(3)直线和曲线联立后化简得到的式子记为,判别式为,时,,利用求根公式推导也很方便,使用此方法在解题化简的时候可以大大提高效率.
(4)直线和圆相交的时候,过圆心做直线的垂线,利用直角三角形的关系求解弦长会更加简单.
(5)直线如果过焦点可以考虑焦点弦公式以及焦长公式.
四、已知弦的中点,研究的斜率和方程
1、是椭圆的一条弦,中点,则的斜率为,
运用点差法求的斜率;设,,,都在椭圆上,
所以,两式相减得
所以
即,故
2、运用类似的方法可以推出;若是双曲线的弦,中点,则;若曲线是抛物线,则.
一、解答题
1.(2024·山东济宁·三模)已知椭圆的左焦点为,上顶点为,离心率,直线FB过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆相交于M,N两点(M、N都不在坐标轴上),若,求直线的方程.
2.(2024·浙江绍兴·三模)已知双曲线:与直线:交于、两点(在左侧),过点的两条关于对称的直线、分别交双曲线于、两点(在右支,在左支).
(1)设直线的斜率为,直线的斜率为,求的值;
(2)若直线与双曲线在点处的切线交于点,求的面积.
3.(2024·天津北辰·三模)已知椭圆:的离心率为,左、右焦点分别为,,上、下顶点分别为,,且四边形的面积为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线:与椭圆交于P,Q两点,且P,Q关于原点的对称点分别为M,N,若是一个与无关的常数,则当四边形面积最大时,求直线的方程.
4.(2024·新疆喀什·三模)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,是直线:(其中是实半轴长,是半焦距)上不同于原点的一个动点,斜率为的直线与双曲线交于,两点,斜率为的直线与双曲线交于,两点.
(1)求的值;
(2)若直线,,,的斜率分别为,,,,问是否存在点,满足,若存在,求出点坐标;若不存在,说明理由.
5.(2024·江西九江·三模)在平面直角坐标系中,已知抛物线的焦点为是上第一象限内的动点.当直线的倾斜角为时,.
(1)求的方程;
(2)已知点是上不同两点.若四边形是平行四边形,证明:直线过定点.
6.(2024·上海·三模)已知椭圆:,、分别为左、右焦点,直线过交椭圆于、两点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)当,且点在轴上方时,求、两点的坐标;
(3)若直线交轴于,直线交轴于,是否存在直线,使得?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
7.(2024·湖南长沙·二模)已知椭圆中心在原点,左焦点为,其四个顶点的连线围成的四边形面积为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆的左焦点作斜率存在的两直线、分别交椭圆于、、、,且,线段、的中点分别为、.求四边形面积的最小值.
8.(2024·北京西城·三模)已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,下顶点为C,若椭圆的,三角形ABC的面积为2.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点D(0,2),直线AD交椭圆于点E,过点D的直线交椭圆于M,N两点,若直线CM与x轴交于P点,过E且平行于x轴的直线与BN交于Q点,求的值.
9.(2024·湖南长沙·三模)已知抛物线,过点的直线与交于不同的两点.当直线的倾斜角为时,.
(1)求的方程;
(2)在线段上取异于点的点,且满足,试问是否存在一条定直线,使得点恒在这条定直线上?若存在,求出该直线;若不存在,请说明理由.
10.(2024·北京·三模)已知椭圆的短轴长为,左、右顶点分别为,过右焦点的直线交椭圆于两点(不与重合),直线与直线交于点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:点在定直线上.
11.(2024·上海浦东新·三模)已知双曲线,点、分别为双曲线的左、右焦点,、为双曲线上的点.
(1)求右焦点到双曲线的渐近线的距离;
(2)若,求直线的方程;
(3)若,其中A、B两点均在x轴上方,且分别位于双曲线的左、右两支,求四边形的面积的取值范围.
12.(2024·天津南开·二模)已知椭圆C:()的离心率为,且C的左、右焦点与短轴的两个端点构成的四边形的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点的直线l与椭圆C交于A,B两点,过点A与x轴垂直的直线与椭圆C的另一个交点为.当的面积取得最大值时,求直线l的方程.
13.(2024·贵州六盘水·三模)在平面直角坐标系xOy中,点A,B分别是x轴和y轴上的动点,且动点满足,记P的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)设曲线C与x轴的交点为A1,A2(A1在A2的左边),过点Q(1,0)且不与x轴平行的直线l与C相交于M,N两点,记直线A1M,A2N的斜率分别为k1和k2,求的值.
14.(2024·广东汕头·三模)已知双曲线:的渐近线方程为,过点的直线交双曲线于,两点,且当轴时,.
(1)求的方程;
(2)记双曲线的左右顶点分别为,,直线,的斜率分别为,,求的值.
(3)探究圆:上是否存在点,使得过作双曲线的两条切线,互相垂直.
15.(2024·江西鹰潭·二模)设椭圆E:经过点,且离心率,直线垂直x轴交x轴于T,过T的直线l1交椭圆E于,两点,连接,,.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设直线PA,PB的斜率分别为,.
(ⅰ)求的值;
(ⅱ)如图:过P作x轴的垂线l,过A作PT的平行线分别交PB,l于M,N,求的值.
16.(2024·山东烟台·三模)已知抛物线C:()过点,F为C的焦点,A,B为C上不同于原点O的两点.
(1)若,试探究直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由;
(2)若,求面积的最小值.
17.(2024·山西阳泉·三模)已知圆.点在圆上,延长到,使,点在线段上,满足.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)设点在直线上运动,.直线与轨迹分别交于两点,求证:所在直线恒过定点.
18.(2024·湖南衡阳·三模)已知椭圆.
(1)已知的顶点均在椭圆上,若坐标原点为的重心,求点到直线PQ距离的最小值;
(2)已知定在椭圆上,直线(与轴不重合)与椭圆交于A、B两点,若直线AB,AN,BN的斜率均存在,且,证明:直线AB过定点(坐标用,表示).
19.(2024·四川攀枝花·三模)已知抛物线上一点Q到焦点F的距离为2,点Q到y轴的距离为.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过F的直线交抛物线C于A,B两点,过点B作x轴的垂线交直线AO(O是坐标原点)于D,过A作直线DF的垂线与抛物线C的另一交点为E,直线与交于点G.求
20.(2024·新疆·三模)已知椭圆:的左右焦点分别为,,离心率为,过抛物线:焦点的直线交抛物线于M,N两点,的最小值为4.连接,并延长分别交于A,B两点,且点A与点M,点B与点N均不在同一象限,与的面积分别记为,.
(1)求和的方程;
(2)记,求的最小值.
21.(2024·浙江绍兴·三模)设双曲线C:(,)的一条渐近线为,焦点到渐近线的距离为1.,分别为双曲线的左、右顶点,直线过点交双曲线于点,,记直线,的斜率为,.
(1)求双曲线的方程;
(2)求证为定值.
22.(2024·浙江·三模)已知双曲线的实轴长为4,左、右焦点分别为、,其中到其渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的标准方程:
(2)若点P是双曲线在第一象限的动点,双曲线在点P处的切线与x轴相交于点T.
(i)证明:射线是的角平分线;
(ii)过坐标原点O的直线与垂直,与直线相交于点Q,求面积的取值范围.
23.(2024·甘肃张掖·三模)已知双曲线的渐近线为,左顶点为.
(1)求双曲线的方程;
(2)直线交轴于点,过点的直线交双曲线于,,直线,分别交于,,若,,,均在圆上,
①求的值,并求点的横坐标;
②求圆面积的取值范围.
命题解读
考向
考查统计
1.高考对圆锥曲线综合的考查,重点是直线与圆锥曲线关系中的求弦长、面积及弦中点、定点、定值、参数取值范围和最值等问题。
椭圆的标准方程
2024·新高考Ⅰ卷,16(1)
双曲线中的双斜率
2022·新高考Ⅰ卷,21(1)
抛物线的轨迹方程
2023·新高考Ⅰ卷,22(1)
双曲线的标准方程
2022·新高考Ⅱ卷,21(1)
2023·新高考Ⅱ卷,21(1)
椭圆中的弦长公式、三角形面积
2024·新高考Ⅰ卷,16(2)
双曲线与数列的综合知识
2024·新高考Ⅱ卷,19
双曲线中的弦长公式、三角形面积
2022·新高考Ⅰ卷,21(2)
抛物线中的弦长公式
2023·新高考Ⅰ卷,22(2)
双曲线中的斜率问题
2022·新高考Ⅱ卷,21(2)
双曲线中的定直线问题
2023·新高考Ⅱ卷,21(2)
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