第08讲直线与圆锥曲线的位置关系（四大题型6个方向）（讲义）（原卷版）

第08讲直线与圆锥曲线的位置关系目录考点要求考题统计考情分析（1）了解圆锥曲线的实际背景，感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用．（2）经历从具体情境中抽象出椭圆的过程，掌握椭圆的定义、标准方程及简单几何性质．（3）了解抛物线与双曲线的定义、几何图形和标准方程，以及它们的简单几何性质．（4）通过圆锥曲线与方程的学习，进一步体会数形结合的思想．2023年I卷第22题，12分2023年II卷第21题，12分2023年甲卷（理）第20题，12分2022年I卷第21题，12分2022年II卷第21题，12分从近五年的全国卷的考查情况来看，本节是高考的热点，特别是解答题中，更是经常出现．直线与圆锥曲线综合问题是高考的热点，涉及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．多属于解答中的综合问题．近两年难度上有上升的趋势，但更趋于灵活．知识点一、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\*GB3①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\*GB3②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．知识点二、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．知识点三、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．知识点四、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．题型一：直线与圆锥曲线的位置关系例1．（2023·全国·高三对口高考）已知椭圆的两焦点为，，点满足，则直线与椭圆C的公共点个数为（

）A．0 B．1 C．2 D．不确定，与P点的位置有关例2．（2023·全国·高三对口高考）若直线被圆所截的弦长不小于2，则l与下列曲线一定有公共点的是（

）A． B．C． D．例3．（2023·重庆·统考二模）已知点和双曲线，过点且与双曲线只有一个公共点的直线有（

）A．2条 B．3条 C．4条 D．无数条变式1．（1999·全国·高考真题）给出下列曲线方程：①；②；③；④．其中与直线有交点的所有曲线方程是（

）A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④变式2．（2023·辽宁沈阳·统考一模）命题p：直线与抛物线有且仅有一个公共点，命题q：直线与抛物线相切，则命题p是命题q的（

）A．充分不必要条件 B．必要不充分条件C．充要条件 D．非充分非必要条件变式3．（2023·全国·高三专题练习）过点作直线，使它与抛物线仅有一个公共点，这样的直线有（

）A．1条 B．2条 C．3条 D．4条【解题方法总结】（1）直线与圆锥曲线有两个不同的公共点的判定：通常的方法是直线与圆锥曲线方程联立方程消元后得到一元二次方程，其中；另一方面就是数形结合，如直线与双曲线有两个不同的公共点，可通过判定直线的斜率与双曲线渐近线的斜率的大小得到．（2）直线与圆锥曲线只有一个公共点则直线与双曲线的一条渐近线平行，或直线与抛物线的对称轴平行，或直线与圆锥曲线相切．题型二：中点弦问题方向1：求中点弦所在直线方程问题；例4．（2023·新疆伊犁·高二统考期末）过椭圆内一点引一条恰好被点平分的弦，则这条弦所在直线的方程是例5．（2023·重庆·统考模拟预测）已知椭圆C：，圆O：，直线l与圆O相切于第一象限的点A，与椭圆C交于P，Q两点，与x轴正半轴交于点B．若，则直线l的方程为．例6．（2023·陕西榆林·高二统考期末）已知为双曲线上两点，且线段的中点坐标为，则直线的斜率为.变式4．（2023·全国·高二专题练习）双曲线的一条弦的中点为，则此弦所在的直线方程为.变式5．（2023·陕西宝鸡·高二校联考期末）抛物线：与直线交于，两点，且的中点为，则的斜率为.变式6．（2023·高二课时练习）已知抛物线的顶点为坐标原点，准线为，直线与抛物线交于两点，若线段的中点为，则直线的方程为．方向2：求弦中点的轨迹方程问题；变式7．（2023·全国·高三专题练习）直线l与椭圆交于A，B两点，已知直线的斜率为1，则弦AB中点的轨迹方程是．变式8．（2023·上海浦东新·高二上海市实验学校校考期末）已知椭圆内有一点，弦过点，则弦中点的轨迹方程是.变式9．（2023·全国·高一专题练习）斜率为2的平行直线截双曲线所得弦的中点的轨迹方程是．变式10．（2023·全国·高三专题练习）直线（是参数）与抛物线的相交弦是，则弦的中点轨迹方程是.变式11．（2023·全国·高三专题练习）设椭圆方程为，过点的直线交椭圆于点A、B，O是坐标原点，点P满足，当l绕点M旋转时，求动点P的轨迹方程．方向3：对称问题变式12．（2023·江苏·高二专题练习）已知椭圆的焦距为，左右焦点分别为、，圆与圆相交，且交点在椭圆E上，直线与椭圆E交于A、B两点，且线段AB的中点为M，直线OM的斜率为．(1)求椭圆E的方程；(2)若，试问E上是否存在P、Q两点关于l对称，若存在，求出直线PQ的方程，若不存在，请说明理由．变式13．（2023·江苏南通·高二统考期中）已知椭圆的离心率为e，且过点和．(1)求椭圆C的方程；(2)若椭圆C上有两个不同点A，B关于直线对称，求．变式14．（2023·全国·高三专题练习）已知O为坐标原点，点在椭圆C：上，直线l：与C交于A，B两点，且线段AB的中点为M，直线OM的斜率为．(1)求C的方程；(2)若，试问C上是否存在P，Q两点关于l对称，若存在，求出P，Q的坐标，若不存在，请说明理由．变式15．（2023·上海浦东新·高二上海南汇中学校考期中）已知曲线C的方程是，其中，，直线l的方程是．(1)请根据a的不同取值，判断曲线C是何种圆锥曲线；(2)若直线l交曲线C于两点M，N，且线段中点的横坐标是，求a的值；(3)若，试问曲线C上是否存在不同的两点A，B，使得A，B关于直线l对称，并说明理由．变式16．（2023·江苏·高二假期作业）双曲线C的离心率为，且与椭圆有公共焦点．（1）求双曲线C的方程．（2）双曲线C上是否存在两点A，B关于点（4，1）对称？若存在，求出直线AB的方程；若不存在，说明理由．变式17．（2023·高二课时练习）已知直线l与抛物线交于A，B两点，且线段AB恰好被点平分.(1)求直线l的方程；(2)抛物线上是否存在点C和D，使得C，D关于直线l对称?若存在，求出直线CD的方程；若不存在，请说明理由.变式18．（2023·全国·高三专题练习）已知抛物线C：的焦点为F，直线l：与抛物线C交于A，B两点.(1)若，求的面积；(2)若抛物线C上存在两个不同的点M，N关于直线l对称，求a的取值范围.方向4：斜率之积问题变式19．（2023·云南昭通·高二校考期中）已知斜率为的直线与椭圆交于两点，线段的中点为，直线（为坐标原点）的斜率为，则（

）A． B． C． D．变式20．（2023·江西·校联考模拟预测）已知直线过椭圆C；的一个焦点，与C交于A，B两点，与平行的直线与C交于M，N两点，若AB的中点为P，MN的中点为Q，且PQ的斜率为，则C的方程为（）A． B．C． D．变式21．（2023·江西赣州·高二统考期末）椭圆，M，N是椭圆上关于原点对称的两动点，P为椭圆上任意一点，直线，的斜率分别为，，则的最小值为（

）A． B． C． D．变式22．（2023·山西晋中·高二校考阶段练习）过点的直线与椭圆相交于，两点，设线段的中点为，若直线的斜率为，直线（为原点）的斜率为，则等于（

）.A． B．2 C． D．变式23．（2023·浙江宁波·高二校联考期末）过双曲线内一点且斜率为的直线交双曲线于两点，弦恰好被平分，则双曲线的离心率为（

）A． B． C． D．变式24．（2023·福建泉州·高二校考期中）过双曲线：（，）的焦点且斜率不为0的直线交于A，两点，为中点，若，则的离心率为（

）A． B．2 C． D．变式25．（2023·江西·校联考模拟预测）已知双曲线C：的左，右焦点分别是，，其中，过右焦点的直线l与双曲线的右支交与A，B两点，则下列说法中错误的是（

）A．弦AB的最小值为B．若，则三角形的周长C．若AB的中点为M，且AB的斜率为k，则D．若直线AB的斜率为，则双曲线的离心率【解题方法总结】直线与圆锥曲线相交所得弦中点问题，是解析几何的重要内容之一，也是高考的一个热点问题．这类问题一般有以下3种类型：（1）求中点弦所在直线方程问题；（2）求弦中点的轨迹方程问题；（3）对称问题，但凡涉及到弦的中点斜率的问题．首先要考虑是点差法．即设出弦的端点坐标，根据端点在曲线上，结合中点坐标公式，寻找中点坐标与弦的斜率之间的联系．除此之外，最好也记住如下结论：在椭圆中，中点弦的斜率为，满足．在双曲线中，中点弦的斜率为，满足．（其中为原点与弦中点连线的斜率）．在抛物线中，中点弦的斜率为，满足（为中点纵坐标）．题型三：弦长问题例7．（2023·陕西西安·西安市大明宫中学校考模拟预测）已知直线与圆相切，且交椭圆于两点，若，则．例8．（2023·全国·高三对口高考）已知椭圆，过左焦点作倾斜角为的直线交椭圆于、两点，则弦的长为．例9．（2023·广西南宁·高三统考阶段练习）已知椭圆的左焦点为，过点且倾斜角为的直线与椭圆相交于两点，则．变式26．（2023·安徽滁州·校考模拟预测）已知直线与椭圆在第二象限交于两点，且与轴、轴分别交于两点，若，，则的方程为．变式27．（2023·湖北黄冈·浠水县第一中学校考模拟预测）在生活中，我们经常看到椭圆，比如放在太阳底下的篮球，在地面上的影子就可能是一个椭圆.已知影子椭圆，C的上顶点为A，两个焦点为，，离心率为．过且垂直于的直线与C交于D，E两点，，则的最小值是．变式28．（2023·福建龙岩·福建省龙岩第一中学校考三模）如图，，分别为椭圆的左、右焦点，A，C在椭圆上且关于原点对称（点A在第一象限），延长交椭圆于点B，若，则直线AC的方程为.变式29．（2023·江苏苏州·校联考三模）已知双曲线，过其右焦点的直线与双曲线交于、两点，已知，若这样的直线有条，则实数的取值范围是.变式30．（2023·贵州·统考模拟预测）已知双曲线的左、右焦点分别为，，点，分别在双曲线的左支与右支上，且点，与点共线，若，则.变式31．（2023·全国·高三专题练习）过双曲线的右焦点作倾斜角为30°的直线l，直线l与双曲线交于不同的两点A，B，则AB的长为．变式32．（2023·湖南长沙·周南中学校考二模）根据抛物线的光学性质，从抛物线的焦点发出的光，经抛物线反射后光线都平行于抛物线的轴，已知抛物线，若从点Q（3，2）发射平行于x轴的光射向抛物线的A点，经A点反射后交抛物线于B点，则.变式33．（2023·河南·校联考模拟预测）已知抛物线的准线与轴的交点为，过焦点的直线分别与抛物线交于两点（点在第一象限），，直线的倾斜角为锐角，且满足，则.变式34．（2023·人大附中校考三模）已知抛物线的焦点为F，过点F的直线与该抛物线交于A，B两点，，AB的中点横坐标为4，则．【解题方法总结】在弦长有关的问题中，一般有三类问题：（1）弦长公式：．（2）与焦点相关的弦长计算，利用定义；（3）涉及到面积的计算问题．题型四：面积问题方向1：三角形问题例10．（2023·江西景德镇·统考三模）设椭圆的左､右顶点分别为，且焦距为.点在椭圆上且异于两点，若直线与的斜率之积为.(1)求椭圆的标准方程；(2)过点作不与轴重合的直线与椭圆相交于两点，直线的方程为：，过点作垂直于直线，交于点.求面积的最大值.例11．（2023·河北·高三校联考阶段练习）已知抛物线C：上一点到焦点F的距离为．(1)求抛物线C的方程；(2)过点F的直线与抛物线C交于两点，直线与圆E：的另一交点分别为为坐标原点，求与面积之比的最小值．例12．（2023·河南·高三校联考开学考试）椭圆的左右顶点分别为是栯圆上一点，．(1)求椭圆方程；(2)动直线交椭圆于两点，求面积取最大时的的值．变式35．（2023·山东青岛·高三统考开学考试）已知为坐标原点，，，直线，的斜率之积为4，记动点的轨迹为.(1)求的方程；(2)直线经过点，与交于，两点，线段中点为第一象限，且纵坐䏡为，求的面积.变式36．（2023·贵州贵阳·高三贵阳一中校考开学考试）已知点在椭圆C：上，点在椭圆C内.设点A，B为C的短轴的上、下端点，直线AM，BM分别与椭圆C相交于点E，F，且EA，EB的斜率之积为.(1)求椭圆C的方程；(2)记，分别为，的面积，若，求m的值.变式37．（2023·河南开封·统考模拟预测）已知点在椭圆上，直线交于，两点，直线，的斜率之和为0．(1)求直线的斜率；(2)求的面积的最大值（为坐标原点）．变式38．（2023·广东佛山·高三统考开学考试）设动点M与定点的距离和M到定直线l：的距离的比是．(1)求动点M的轨迹方程，并说明轨迹的形状；(2)当时，记动点M的轨迹为，动直线m与抛物线：相切，且与曲线交于点A，B．求面积的最大值．方向2：四边形问题变式39．（2023·浙江·高三浙江省普陀中学校联考开学考试）类似于圆的垂径定理，椭圆：（）中有如下性质：不过椭圆中心的一条弦的中点为，当，斜率均存在时，，利用这一结论解决如下问题：已知椭圆：，直线与椭圆交于，两点，且，其中为坐标原点.(1)求点的轨迹方程；(2)过点作直线交椭圆于，两点，使，求四边形的面积.变式40．（2023·湖北恩施·校考模拟预测）已知是椭圆的左右焦点，以为直径的圆和椭圆在第一象限的交点为，若三角形的面积为1，其内切圆的半径为．(1)求椭圆的方程；(2)已知A是椭圆的上顶点，过点的直线与椭圆交于不同的两点，点在第二象限，直线分别与轴交于，求四边形面积的最大值．变式41．（2023·四川成都·四川省成都市玉林中学校考模拟预测）如图．已知圆，圆．动圆与这两个圆均内切．(1)求圆心的轨迹的方程；(2)若、是曲线上的两点，是曲线C上位于直线两侧的动点．若直线的斜率为，求四边形面积的最大值．变式42．（2023·浙江·校联考模拟预测）已知椭圆的离心率为，抛物线的准线与相交，所得弦长为.(1)求的方程；(2)若在上，且，分别以为切点，作的切线相交于点，点恰好在上，直线分别交轴于两点.求四边形面积的取值范围.变式43．（2023·山东潍坊·三模）已知椭圆的离心率为，且过点．(1)求椭圆的标准方程；(2)若动直线：与椭圆交于两点，且在坐标平面内存在两个定点，使得（定值），其中分别是直线的斜率，分别是直线的斜率．①求的值；②求四边形面积的最大值．变式44．（2023·江苏南京·南京师大附中校考模拟预测）已知椭圆，椭圆．点为椭圆上的动点，直线与椭圆交于，两点，且．(1)求椭圆的标准方程；(2)以点为切点作椭圆的切线，与椭圆交于，两