2024届突破新高考数学圆锥曲线压轴题精选精练第17讲 直线的斜率问题含解析.docx
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1、2024届突破新高考数学圆锥曲线压轴题精选精练第17讲 直线的斜率问题 一解答题(共18小题)1已知椭圆,过点且不过点的直线与椭圆交于,两点,直线与直线交于点()求椭圆的离心率;()若垂直于轴,求直线的斜率;()试判断直线与直线的位置关系,并说明理由2设椭圆的焦距为,且经过点(1)求椭圆的标准方程;(2)过点且不过点的直线与椭圆交于,两点,直线与直线交于点,试判断直线与直线的位置关系,并说明理由3如图,分别是椭圆的左右顶点,为其右焦点,2是与的等差中项,是与的等比中项(1)求椭圆的方程;(2)已知点是椭圆上异于,的动点,直线过点且垂直于轴,若过作直线垂直于,并交直线于点证明:,三点共线4已知椭
2、圆的焦点在轴上,是的左顶点,斜率为的直线交于,两点,点在上,()当,时,求的面积;()当时,求的取值范围5已知椭圆的右焦点为,左顶点为(1)求椭圆的方程;(2)过点作两条相互垂直的直线分别与椭圆交于(不同于点的),两点试判断直线与轴的交点是否为定点,若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由6已知椭圆过点,为椭圆的半焦距,且()求椭圆的标准方程;()过点作两条相互垂直的直线,与椭圆分别交于另两点,若线段的中点在轴上,求此时直线的方程7在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知双曲线的右焦点到双曲线的一条渐近线的距离为(1)求双曲线的方程;(2)如图,过圆上一点作圆的切线与双曲线的左、右两支分别交于,两点
3、,以为直径的圆经过双曲线的右顶点,求直线的方程8已知双曲线的右顶点为,右焦点为,点为坐标原点,直线与轴交于点,且与一条渐近线交于点,又,过点的直线与双曲线右支交于点,点为点关于轴的对称点(1)求双曲线的方程;(2)判断,三点是否共线,并说明理由;(3)求三角形面积的最小值9设椭圆的右焦点为,过的直线与交于,两点,点的坐标为(1)当与轴垂直时,求直线的方程;(2)设为坐标原点,证明:10在直角坐标系中,曲线与直线交于,两点()当时,分别求在点和处的切线方程()轴上是否存在点,使得当变动时,总有?(说明理由)11在直角坐标系中,曲线与直线交于,两点(1)当时,分别求在点和处的切线方程;(2)轴上是
4、否存在点,使得当变动时,总有?说明理由12已知椭圆的左、右焦点分别为、,且也是抛物线的焦点,为椭圆与抛物线在第一象限的交点,且(1)求椭圆的方程;(2)若直线与椭圆交于,两点,问是否在轴上存在一点,使得当变动时,总有?说明理由13一个圆经过点,且和直线相切(1)求动圆圆心的轨迹的方程;(2)已知点,设不垂直于轴的直线与轨迹交于不同的两点、,若轴是的角平分线,证明直线过定点14设抛物线的焦点为,直线与抛物线交于,两点(1)若过点,且,求的斜率;(2)若,且的斜率为,当时,求在轴上的截距的取值范围(用表示),并证明的平分线始终与轴平行15如图,若是抛物线上的一定点不是顶点),动弦、分别交轴于、两点
5、,且证明:直线的斜率为定值16已知倾斜角为的直线经过抛物线的焦点,与抛物线相交于、两点,且()求抛物线的方程;()过点的两条直线、分别交抛物线于点、和、,线段和的中点分别为、如果直线与的倾斜角互余,求证:直线经过一定点17已知椭圆,过原点的两条直线和分别于椭圆交于、和、,记得到的平行四边形的面积为(1)设,用、的坐标表示点到直线的距离,并证明;(2)设与的斜率之积为,求面积的值18设椭圆的左、右焦点分别为,下顶点为已知椭圆的短轴长为,且椭圆过点(1)求椭圆的方程;(2)若直线与椭圆交于异于点的两点,且直线与的斜率之和等于2,证明:直线经过定点第17讲 直线的斜率问题 参考答案与试题解析一解答题
6、(共18小题)1已知椭圆,过点且不过点的直线与椭圆交于,两点,直线与直线交于点()求椭圆的离心率;()若垂直于轴,求直线的斜率;()试判断直线与直线的位置关系,并说明理由【解答】解:()椭圆的标准方程为所以,所以椭圆的离心率()因为过点且垂直于轴,所以可设,直线的方程为令,得所以直线的斜率()直线与直线平行证明如下:当直线的斜率不存在时,由()可知又因为直线的斜率,所以当直线的斜率存在时,设其方程为设,则直线的方程为令,得点由,得所以,直线的斜率为:,因为所以,综上,直线与直线平行2设椭圆的焦距为,且经过点(1)求椭圆的标准方程;(2)过点且不过点的直线与椭圆交于,两点,直线与直线交于点,试判
7、断直线与直线的位置关系,并说明理由【解答】解:(1)椭圆的焦距为,且经过点,根据题意得:,即,把代入椭圆方程得:,把代入得:,则椭圆的标准方程为;(2)直线与直线平行证明如下:过点且垂直于轴,可设,直线的方程为:,令,得,直线的斜率当直线的斜率不存在时,又直线的斜率,;当直线的斜率存在时,设其方程为,设,则直线的方程为,令,则点,直线的斜率,联立,得,由韦达定理,得,即;综上所述,直线与直线平行3如图,分别是椭圆的左右顶点,为其右焦点,2是与的等差中项,是与的等比中项(1)求椭圆的方程;(2)已知点是椭圆上异于,的动点,直线过点且垂直于轴,若过作直线垂直于,并交直线于点证明:,三点共线【解答】
8、(1)解:,由2是与的等差中项,是与的等比中项,解得,椭圆的方程为(2)证明:直线的方程为:,直线的方程为:,联立,化为,直线的方程为:,把代入上述方程可得,三点共线4已知椭圆的焦点在轴上,是的左顶点,斜率为的直线交于,两点,点在上,()当,时,求的面积;()当时,求的取值范围【解答】解:()方法一、时,椭圆的方程为,直线的方程为,代入椭圆方程,整理可得,解得或,则,由,可得,由,可得,整理可得,由无实根,可得,即有的面积为;方法二、由,可得,关于轴对称,由可得直线的斜率为1,直线的方程为,代入椭圆方程,可得,解得或,则的面积为;()直线的方程为,代入椭圆方程,可得,解得或,(补充求,的纵坐标
9、的方法:设,则直线的方程为,与椭圆的方程联立,可得,因此的纵坐标为,的纵坐标为即有,由,可得,整理得,由椭圆的焦点在轴上,则,即有,即有,可得,即的取值范围是,5已知椭圆的右焦点为,左顶点为(1)求椭圆的方程;(2)过点作两条相互垂直的直线分别与椭圆交于(不同于点的),两点试判断直线与轴的交点是否为定点,若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由【解答】解:(1)根据题意,椭圆的右焦点为,左顶点为,则,则所以椭圆的方程为(2)根据题意,当直线与轴垂直时,直线的方程为,联立得,解得此时直线的方程为直线与轴的交点为当直线不垂直于轴时,设直线的方程为联立得设,则,且,即而,由题意知,即,解得或(舍去)当
10、时,满足直线的方程为,此时与轴的交点为故直线与轴的交点是定点,坐标为6已知椭圆过点,为椭圆的半焦距,且()求椭圆的标准方程;()过点作两条相互垂直的直线,与椭圆分别交于另两点,若线段的中点在轴上,求此时直线的方程【解答】解:()由,可得,椭圆过点,可得,解得,所以椭圆的方程为:(4分)()设,则,两式相减得,因为线段的中点在轴上,所以,从而可得(7分)若,则,因为过点作两条相互垂直的直线,所以,所以,得又因为,所以解得,所以,或,所以直线的方程为(10分)若,则,因为,所以,得又因为,所以解得或,经检验:满足条件,不满足条件综上,直线的方程为或(13分)7在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知双
11、曲线的右焦点到双曲线的一条渐近线的距离为(1)求双曲线的方程;(2)如图,过圆上一点作圆的切线与双曲线的左、右两支分别交于,两点,以为直径的圆经过双曲线的右顶点,求直线的方程【解答】解:(1)由题意,解得,双曲线的方程为;(2)由已知直线的斜率存在,设,则,即,联立,得设,解得,又,以为直径的圆经过双曲线的右顶点,即,则,得或当时,点与右顶点重合,不合题意舍去;当时,代入,解得,满足条件直线的方程为或8已知双曲线的右顶点为,右焦点为,点为坐标原点,直线与轴交于点,且与一条渐近线交于点,又,过点的直线与双曲线右支交于点,点为点关于轴的对称点(1)求双曲线的方程;(2)判断,三点是否共线,并说明理
12、由;(3)求三角形面积的最小值【解答】解:(1),双曲线的方程为;(2)由(1)可知,由题意直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,代入整理得,设,则,由韦达定理知,所以因为向量共线,所以,三点共线(3)因为直线与双曲线右支交于点,所以,得,令,则,又,所以,即时,三角形面积的最小值189设椭圆的右焦点为,过的直线与交于,两点,点的坐标为(1)当与轴垂直时,求直线的方程;(2)设为坐标原点,证明:【解答】解:(1),与轴垂直,由,解得或,或,直线的方程为,证明:(2)当与轴重合时,当与轴垂直时,为的垂直平分线,当与轴不重合也不垂直时,设的方程为,则,直线,的斜率之和为,之和为,由,得,将代入可得
13、,从而,故,的倾斜角互补,综上10在直角坐标系中,曲线与直线交于,两点()当时,分别求在点和处的切线方程()轴上是否存在点,使得当变动时,总有?(说明理由)【解答】解:联立,不妨取,由曲线可得:,曲线在点处的切线斜率为,其切线方程为:,化为同理可得曲线在点处的切线方程为:存在符合条件的点,下面给出证明:设满足,直线,的斜率分别为:,联立,化为,当时,直线,的倾斜角互补,点符合条件11在直角坐标系中,曲线与直线交于,两点(1)当时,分别求在点和处的切线方程;(2)轴上是否存在点,使得当变动时,总有?说明理由【解答】解:(1)联立,可得,或,故在处的导数值为,在处的切线方程为,即故在处的导数值为,
14、在处的切线方程为,即故所求切线方程为或(2)存在符合题意的点,证明如下:设为符合题意的点,直线,的斜率分别为,将代入得方程整理得,当时,有,则直线的倾斜角与直线的倾斜角互补,故,所以符合题意12已知椭圆的左、右焦点分别为、,且也是抛物线的焦点,为椭圆与抛物线在第一象限的交点,且(1)求椭圆的方程;(2)若直线与椭圆交于,两点,问是否在轴上存在一点,使得当变动时,总有?说明理由【解答】解:(1)也是抛物线的焦点,且抛物线的准线方程为,设点,解得,椭圆方程为,(2)假设存在满足设,联立得,由韦达定理有,其中恒成立,由(显然,的斜率存在),故即,由,两点在直线上,故,代入整理有,将代入即有:,要使得
15、与的取值无关,当且仅当“ “时成立,综上所述存在,使得当变化时,总有13一个圆经过点,且和直线相切(1)求动圆圆心的轨迹的方程;(2)已知点,设不垂直于轴的直线与轨迹交于不同的两点、,若轴是的角平分线,证明直线过定点【解答】解:(1)设动圆圆心,则由抛物线定义易得:点是以为焦点,以为准线的抛物线,动圆圆心的轨迹方程为:(2)设两点,设不垂直于轴的直线:,则有:,所以:,因为轴是的角平分线,所以:,即:,即:则:,所以:,所以直线过定点14设抛物线的焦点为,直线与抛物线交于,两点(1)若过点,且,求的斜率;(2)若,且的斜率为,当时,求在轴上的截距的取值范围(用表示),并证明的平分线始终与轴平行
16、【解答】解:(1)当直线的斜率不存在时,直线的方程为,代入抛物线方程可得,即,所以,但,故直线的斜率存在,设其方程为由得,设,则,所以,解得,所以直线的斜率为(2)设直线的方程为,得,则由,得又,所以,从而在轴上的截距的取值范围为,所以直线,的斜率互补,从而的平分线始终与轴平行15如图,若是抛物线上的一定点不是顶点),动弦、分别交轴于、两点,且证明:直线的斜率为定值【解答】证明:设,直线的斜率为,方程为则直线的斜率为,方程为由点的坐标为(5分)同理可得,点的坐标为所以,所以直线的斜率为定值(10分)16已知倾斜角为的直线经过抛物线的焦点,与抛物线相交于、两点,且()求抛物线的方程;()过点的两
17、条直线、分别交抛物线于点、和、,线段和的中点分别为、如果直线与的倾斜角互余,求证:直线经过一定点【解答】解:()由题意可设直线的方程为,令,联立得,根据抛物线的定义得,又,又,则此抛物线的方程为()设直线、的倾斜角分别为、,直线的斜率为,则由于直线、的倾斜角互余,则,则直线的斜率为于是直线的方程为,即,联立得,则,同理将换成得:,则直线的方程为,即,显然当,所以直线经过定点17已知椭圆,过原点的两条直线和分别于椭圆交于、和、,记得到的平行四边形的面积为(1)设,用、的坐标表示点到直线的距离,并证明;(2)设与的斜率之积为,求面积的值【解答】解:(1)依题意,直线的方程为,由点到直线间的距离公式
18、得:点到直线的距离,因为,所以;当与时的斜率之一不存在时,同理可知结论成立;(2)方法一:设直线的斜率为,则直线的斜率为,设直线的方程为,联立方程组,消去解得,根据对称性,设,则,同理可得,所以方法二:设直线、的斜率分别为、,则,所以,、,在椭圆上,即,所以,即,所以18设椭圆的左、右焦点分别为,下顶点为已知椭圆的短轴长为,且椭圆过点(1)求椭圆的方程;(2)若直线与椭圆交于异于点的两点,且直线与的斜率之和等于2,证明:直线经过定点【解答】解:(1)由已知可得,解得,又椭圆过点,所以,解得,故椭圆的方程为;(2)证明:由(1)可得点,设,当直线的斜率不存在时,设其方程为,有,所以,解得,此时直
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