高中数学圆锥曲线存在性问题的五种类型大题100题(解析版).pdf
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1、圆 锥 曲 线 存 在 性 问 题 的 五 种 类 型 大 题 100题 类 型 一:存 在 性 问 题 一 一 一 角 度 关 系 1-2 0题 2 2 21.已 知 双 曲 线。:叁 方=l(a0,60)的 右 焦 点 为 F(c,0),离 心 率 为 2,直 线 C=号 与。的 一 条 渐 近 线 交 于 点 P,且(1)求 双 曲 线。的 标 准 方 程;(2)设 Q 为 双 曲 线。右 支 上 的 一 个 动 点 在 立 轴 上 是 否 存 在 定 点 使 得 N Q F M=2 N Q M/?若 存 在,求 出 点 M 的 坐 标;若 不 存 在 请 说 明 理 由.【答 案】-冷
2、=1(2)满 足 条 件 的 点 M 存 在,坐 标 为(-1,0)【分 析】(1)设 直 线,=f 与 渐 近 线 y=立 的 交 点 为 P,两 方 程 联 立 方 程 组 可 求 得 尸(田,普),再 由 I 尸 川=V 3 列 方 程 可 求 出=3,再 由 离 心 率 为 2 可 求 出 a?=l,从 而 可 求 出 双 曲 线 方 程,(2)设 Q。,如)(皿 1)为 双 曲 线。右 支 上 一 点,则 就 一 等=1,当 而=2,可 得 N Q M F=45,从 而 可 2 X 求 得 M(-l,0),当 g#2 时,则 由 A Q F M=2/Q M F,可 得 一 一 甥=-
3、6厂,,然 后 分 现 金 0 和 的 一/1(y(佻=0 求 解 即 可(1)根 据 双 曲 线 的 对 称 性 不 妨 设 直 线 啰=号 与 渐 近 线 夕 的 交 点 为 产,(a2x=则 联 立:得:y=xa由|P尸|=禽 可 得:(曰+卜 曰=3,即 b2=3,由 离 心 率 e=2 可 得:4=.士”=4,故 a?=1ar a所 以 双 曲 线 的 标 准 方 程 为:力 24=1.(2)假 设 存 在 点 M(t,0)满 足 题 设 条 件.由 知 双 曲 线 C 的 右 焦 点 为 F(2,0).设 一(%劭)(%1)为 双 曲 线。右 支 上 一 点,则 局 一 等=1 当
4、 囚)=2 时,y)=3.因 为 Z.QFM=2ZQMF*=90,第 1页,共 116页所 以 NQV田=4 5,于 是 M F=Q P=|端=3,所 以=1.即 M(1,0).当 区)W 2 时,ta n/Q F A/=kQ F=-tanAQMF=kQXf=2 x 吧 因 为 N Q F M=2 Z Q M F,所 以 一 一=一,的 一(占)一(i)当 的 W 0时,上 式 化 简 得:3就 一 端 一(4+41)以)+41+产=02又 若 一 牛=1即:3就 一 瑞=3,带 入 上 式 得:一(4+4t)x()+3+4t+t2=0所 以 U i:;口 解 得 Q T 即 M(T。)(ii
5、)当 为=0 时,力=-1,即 Af(1,0)也 能 满 足 NQFM=2NQM F综 上 可 得:满 足 条 件 的 点“存 在,其 坐 标 为(-1.0).2.已 知 双 曲 线。:-卓=1(&0力 0),4 2,0),凤 一|,一 空),。偿,呼),D(1,0),E(4,0)五 点 中 恰 有 三 点 在。上.(1)求。的 方 程;(2)设 尸 是 Q上 位 于 第 一 象 限 内 的 一 动 点,则 是 否 存 在 定 点。(巾,0)(山 0),使 得 Z P Q A+P A E=*,若 存 在,求 出 点 Q 的 坐 标;若 不 存 在,请 说 明 理 由.【答 案】/一(-1,0)
6、,E(4,0)在 双 曲 线。上,则 4(2,0),(-1,0),E(4,0)只 能 是 双 曲 线。的 顶 点,.A(2,0),D(-l,0),E(4,0)三 点 中 只 能 有 一 点 是 顶 点,都 在 双 曲 线。上,,.,3(2j。(多 1支),8 c 两 点 关 于(0,0)上 对 称,由 双 曲 线 顶 点 的 位 置 特 征 分 析 可 知,D(-1,0)在。上,第 2页,共 116页将。(-1,0),8(-春,一 尊)代 入 双 曲 线。的 方 程 2=1 中,2 2/a b9 15 2则”,得 a?=1,匕 2=3,故 Q 的 方 程 为 一 一 q=1.-v=l3a 假
7、设 存 在 定 点 Q 满 足 题 意,N P Q 力+-y/P A E=y,/.2 Z P Q A+N P A E=n,2 Z P Q A=n-ZPAE,2 Z P Q A=ZPAQ.、当 P H _ L*轴 时,A(2,0).P(2,3),Z P Q A=:,在 R 力 A R Q A 中,|Q4|=|PA|,3=2 m,m=l,此 时 Q(1,0).、当 P 4 不 与/轴 垂 直 时,假 设 Q(1,0),满 足 2 N P Q A=ZPAQ.设 P(x0,y0),则 3就 一/=3,tan/PQ!=.鼻,2班 O/D/-1 4-H。+1 _ 2-(g+1)_ 2(g+1)_%a”Q
8、一(一 丫 一(叫+i)2诏-(的+1)2-3曷+3-2 一 的,又 ta.nZ.PAQ=亍 一,tan2ZFQA=tanZPAQ,即 2乙 P Q A=Z.PAQ,所 以 假 设 成 立.乙 二。故 存 在 定 点 Q(-l,0),使 得 Z P Q A+十 乙 凡 4=3.已 知 椭 圆。:与+告=l(a b 0)的 离 心 率 为 冬,点 P(0,1)和 点 A(m,n)(m W 0)都 在 椭 圆 Ca b,上,直 线 P A 交 2 轴 于 点 M.(1)求 椭 圆 C 的 方 程,并 求 点 M 的 坐 标(用 山,n 表 示);(2)设 O 为 原 点,点 B 与 点 4 关 于
9、 7 轴 对 称,直 线 P B 交,轴 于 点 N,问:?轴 上 是 否 存 在 点 Q,使 得 Z O Q M=N O N Q?若 存 在,求 点 Q 的 坐 标,若 不 存 在,说 明 理 由.【答 案】三+娟=1;河(岳,0)(2)存 在;Q(),2)或 Q(O,一 方)【分 析】5=1(1)根 据 椭 圆 的 几 何 性 质 得 出,詈=乎,即 可 求 出 桶 圆 方 程,再 求 出 R 4 的 方 程,即 可 得 解.d2=b2+c2(2)求 解 得 出“(壬 一,0),(白 一,0),运 用 图 形 得 出 tanNONQ=t a n/O Q M,强=三,求 解 J.T f J.
10、I Tl%N?/Q第 3页,共 116页即 可 得 出 即 VQ=XM-XN,寸+稼=1,根 据 7 7 2,m 的 关 系 整 体 求 解.6=1解:由 题 意 得 出 a 2a2=b2+c2解 得:a=V2,b=1,c=1 5+g=1,V F(O,l)和 点 A(zn,7z),1 n 号+n?=1,吭=2=2,;.VQ=V2,1 n故 沙 轴 上 存 在 点 Q,使 得 NOQM=ZONQ,Q(0,蓼)或 Q(0,-6)4.设 点 力、R 分 别 是 双 曲 线 9c23 y 2=i的 左 顶 点 和 右 焦 点,点 P 是 双 曲 线 右 支 上 的 动 点.(1)若 P 4 F 是 直
11、 角 三 角 形,求 点 P 的 坐 标;(2)是 否 存 在 常 数 九 使 得/P 7 M=/iNP4尸 对 任 意 的 点 P 恒 成 立?证 明 你 的 结 论.【答 案】(1,1)或 得,士 乎);存 在,证 明 见 解 析.【分 析】结 合 双 曲 线 方 程 9/-3=1,分 类 讨 论 NAPR=90和 A F P=90两 种 情 况,即 可 求 解;(2)首 先 讨 论 当 当。尸,4 轴 时,求 出 心 然 后 讨 论 P R 不 垂 直 x 轴 时 的 情 况,根 据 双 曲 线 对 称 性,令 点 P 在 第 一 象 限,分 别 表 示 出 ta n/P F A,ta
12、n/P A F,再 结 合 点 P 在 双 曲 线 上,即 可 求 解.【详 解】第 4页,共 116页(1)设 尸 点 坐 标 为(x,y),由 已 知 呜,0),则 A P=(x+y.y),F P=(x-y,y),若 Z.AFP 90,则 c=号,代 入 9x2 3y2=1 得 y=1,.P点 坐 标 为(41).0若 N4PF=90。,则 而 同=(6+勘(0:4)+4=0.|(x+-y)(x-+y2=0 5 _ _ L V3由 3 八 3 f x=y=19炉 _ 3y2=1 12 40 点 坐 标 为(右,士 呼.综 上,P 点 坐 标 为(-y,l)或(吉,土).(2)当 产 R J
13、_/轴 时,由 知 PF=AF,Z.PFA=2Z.PAF=.以 下 证 明:当 P R 不 垂 直 于 N 轴 时,NPE4=2NP4F也 成 立.设 P 点 坐 标 为(曲,防),由 对 称 性,假 设 P 在 第 一 象 限,且 P F 不 垂 直 于 力 轴,:.tanZPFA=ta.nZ.PAF 1,-3瑞=1,的+9结 合 正 切 二 倍 角 公 式 联 立 以 上 三 式 可 得,tan2ZFlF=-=ta.nZ.PFA,出 厂 至 A P F A=2APAF.综 上,存 在 3=2,使 得/兄 4=2/已 4尸 对 任 意 的 点。恒 成 立.5.已 知 椭 圆 C:-4+-=l
14、(a50)的 离 心 率 为 3,左、右 焦 点 分 别 为 FX,F2,O 为 坐 标 原 点,点 P 在 az b 2椭 圆。上,且 满 足|朋|=4,|两 1 1 两|一 2两 网=0.(1)求 椭 圆。的 方 程;(2)已 知 过 点 0)且 不 与 工 轴 重 合 的 直 线 Z与 椭 圆。交 于 M,N 两 点,在 c 轴 上 是 否 存 在 定 点 Q,使 得 N M Q O=N N Q O.若 存 在,求 出 点 Q 的 坐 标;若 不 存 在,说 明 理 由.【答 案】(1)祭+毯=1;(2)存 在,。(8,0).1O,/【分 析】由 题 设 条 件 可 得 cosNEP=萼
15、 F=4,即/口。=60。,结 合 余 弦 定 理 以 及|。理=20 4*=*,可 得 解 a,b,c;(2)转 化 A M Q O=N N Q O 为 上 崂+M Q=0,用 点 坐 标 表 示 斜 率 可 得 第 5页,共 116页%Q+kNQ=五 吃+豆 勺;=2为 断+(2 m)(幼+怯)(物 1 一 7 n)(如 2-m)=0,将 直 线 和 椭 圆 联 立,结 合 韦 达 定 理 即 得 解.【详 解】(/11)由 l r n 尸 E-PFlCOSZ.FPF2 z=;=r郎|朋|十 知 N E P 月=60,在 EPE;中,|PE|=2a 4*=5,4c2=16+(2a 4)2
16、4(2a 4),解 得 a=4,c=2,b2=12,所 以 椭 圆 C:恚+招=1;(2)假 设 存 在 点 Q(m,0)满 足 条 件,设 直 线,方 程 为 工=切+2,(x=ty+2设 刊(孙 幼),N(g,例 乂 x2 y2,116+I2=1消 去 力 有(3t2+4)y2+12ty-36=0,+92=-12t3/+4,助 1/2-363产+4 kM”Q 4-卜”改=的 _-m-F纺 x2-m2如 曲+(2-m)(i+物)(切 i-rn)(如 2一 馆)-72t 12(2-m)t3#+4 3/+4 n(切 16)(如 2-6)西 为 2 M Q O=2 N Q O,所 以 A;A/Q+
17、kN Q=0,即 一 72t 12(2 m)i=0,解 得 m=8.所 以 存 在 Q(8,0),使 得 乙 M Q O=NNQO.6.已 知 椭 圆。:匕+4=l(ab0)的 上、下 焦 点 分 别 为 后、月,离 心 率 为 平,点 G 是 椭 圆 上 一 点,GF;网 的 周 长 为 4通+2n.(1)求 椭 圆。的 方 程;(2)过 点 R(0,6)的 动 直 线 I交。于 跖 N 两 点,y 轴 上 是 否 存 在 定 点 S,使 得 Z R S M+2 R S N=兀 总 成 立?若 存 在,求 出 定 点 S;若 不 存 在,请 说 明 理 由.【答 案】(1)告+年=1;(2)
18、S(0,2).【分 析】(1)由 离 心 率 e=苧,得 到 a=血。,再 由 GEE的 周 长,得 到 2a+2c=4/+276,求 得 a,b,c的 值,即 可 求 得 椭 圆 的 方 程;(2)假 设 存 在 这 样 的 点 S(0,),使 得 R S M+4RSN=n,当 直 线 Z的 斜 率 存 在 时,设 Z:y=L+6,联 第 6页,共 116页立 方 程 组,得 到 为+g=12k 24 3,XXo=-奴+2 fc2+2,由 Z.RSM+Z.RSN=7L,得 到 kMS+Ms=0,代 入 求 得 12产+2x 2)=0,得 到 力=2,得 出 S(0,2);当 斜 率 不 存
19、在 是,得 到 直 线/过 点 S(0,2),即 可 得 到 结 论.【详 解】(1)由 题 意,椭 圆 C:5+工=1的 离 心 率 为 冷,可 得=挈,即 a=Cc,又 由 点 G 是 椭 圆 上 一 点,GEE的 周 长 为 4代+2V6,可 得 2a+2c=4 3+2/6,即 2V2c+2c=4/3+2遥,解 得 c=V6,所 以 Q=2V3,b2=a2-c2=6,、y2 T2所 以 椭 圆 的 标 准 方 程 为-2+=1.设”(初 项),N(J;2,仇),且 凡(0,6),假 设 存 在 这 样 的 点 S(0,t),使 得 N H S M+N K S N=孙 当 直 线 4的 斜
20、 率 存 在 时,设,:y=hr+6,(y=kx+6联 立 方 程 组(y2 x2,整 理 得 出+2)/+12+24=0,运+1可 得 力 l+%2=12fe村+20/1 人,、,、=144fc2 96(k-+2)=48(妒-4)0,K 乙 因 为 A R S M+2 R S N=兀,可 得 kMS+kzs=0,即 3=+也 工=0,刈 12整 理 得 电(%)+1(%土)=x(kx1+6 t)+x2(kx2+6 t)=2kxX2+(6 t)(Xi+x2)=2k 24k2+212kfe2+21+(6-。%(-2)=O,因 为 k0,所 以 t=2,即 点 S(0,2);当 斜 率 不 存 在
21、 是,此 时 直 线,的 方 程 为 工=0,直 线 Z过 点 S(0,2).综 上 可 得,在 y 轴 上 存 在 定 点 S(0,2),使 得 N R S M+N R S N=兀 总 成 立.7.已 知 双 曲 线 C:耳 鸟=l(a 0,6 0)的 实 半 轴 长 为 1,且。上 的 任 意 一 点 M 到 C 的 两 条 渐 近 线 a b的 距 离 乘 积 为,4(1)求 双 曲 线。的 方 程;(2)设 直 线,过 双 曲 线。的 右 焦 点 F,与 双 曲 线。相 交 于 P,Q两 点,问 在 立 轴 上 是 否 存 在 定 点。,使 得 2 P D Q 的 平 分 线 与 7
22、轴 或?/轴 垂 直?若 存 在,求 出 定 点 D 的 坐 标;否 则,说 明 理 由.2【答 案】/一 号=1;(2)存 在 点,0)使 得 4 P D Q 的 平 分 线 与。轴 或 沙 轴 垂 直.【分 析】(1)由 已 知 得 a=1,渐 近 线 为 历;士 夕=0,利 用 点 到 直 线 的 距 离 公 式 列 方 程 即 可 求 得 6,进 而 可 得 双 曲 第 7页,共 116页线。的 方 程;假 设 存 在(i,0)满 足 题 意,可 得 kP D+%D=0,设 设 P(即 功),Q(g,仇),直 线 I:y=fc(s-2)与 双 曲 线 方 程 联 立,消 去 y 可 得
23、 关 于 z 的 二 次 方 程,得 出+布、工 厂 电 代 入 如 0+kQ D=0 即 可 求 解.【详 解】2(1)由 题 意 可 得:a=l,所 以 双 曲 线。:/一=1所 以 渐 近 线 方 程 为 bg=0,、几 A i 1ali 历 设 一 端|bg+加 3 日 J 局 一 瑞|段”(如 如,则/寸 X R 寸 一 W,即*3_因 为 M(g,如 在 双 曲 线 上,所 以 若 一 点=1,即 面-必=妁 人 2 Q所 以”,解 得:=3,O+1 42所 以 双 曲 线 C 的 方 程 为:丁 一 q=1O 假 设 存 在 使 得 N P O Q 的 平 分 线 与 2 轴 或
24、 沙 轴 垂 直,则 可 得)+牝 0=0,尸(2,0),设 PQi,),Q(力 2,优),直 线 Z:U=k(一 2),由?可 得:(3 k2)/+或 2业 23=0,13N 一 y=34 k 2所 以=门 4炉+3TF3_,所 以 kpD+kQD=x1 t以=y g-t)+&3-1)二 x2t XiX2-力(电+x2)+F0,仇 即 kx 2)3%)+k(2 2)(优 3)=0 恒 成 立,整 理 可 得:k2xx2(e+2)(力 1+g)+4灯=0,所 以 q 2 x-+2)x7#+4 q=oL k-3 3 k3 fe 3所 以 8炉+6 4必。+2)+4必 k23)=(),所 以 6-
25、=0,解 得 力=4,所 以 存 在 点。(3,()4更 得/P D Q 的 平 分 线 与 1 轴 或 g 轴 垂 直.8.已 知 点 4 一 2,0),B(2,0),动 点 同 切 满 足 直 线 A M 和 的 斜 率 之 积 为 一 十,记 M 的 轨 迹 为 曲 线 C.(1)求 曲 线。的 方 程;第 8页,共 116页(2)问 在 第 一 象 限 内 曲 线。上 是 否 存 在 点 P 使 得 A P B A=2NPAB,若 存 在,求 出 点 P 的 坐 标,若 不 存 在,请 说 明 理 由.【答 案】4+娟=1(2);(2)存 在,P(笔 景).【分 析】(1)设 河(工,
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