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解析几何中的定点与定直线问题 高频考点梳理
专题练 2026届高考数学复习备考
一、单选题
1.已知圆的圆心为原点,且与直线相切.点在直线上,过点引圆的两条切线,,切点分别为A,B,如图所示,则直线恒过定点的坐标为( )
A.) B. C. D.
2.双曲线的另一种定义:动点与定点的距离和它与定直线:的距离的比是常数,则点的轨迹是一个双曲线.动点与定点的距离和它与定直线:的距离的比是,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
3.造型可以做成美丽的丝带,将其看作图中曲线C的一部分.已知C过坐标原点O,且C上的点满足横坐标大于,到点的距离与到定直线的距离之积为4,则C在第一象限的点的纵坐标的最大值与1的关系为( )
A. B. C. D.
4.一条动直线与圆相切,并与圆相交于点,点为定直线:上动点,则下列说法错误的是( )
A.存在直线,使得以为直径的圆与相切
B.的最小值为
C.的最大值为
D.的最小值为
二、多选题
5.在平面直角坐标系中,已知定点和定直线,若到点与直线的距离之和等于10的点的轨迹记为曲线.给出下列四个结论,其中正确的是( )
A.曲线关于轴对称
B.若点在曲线上,则
C.若点在曲线上,则
D.若点在曲线上,则
6.下列说法中,正确的有( )
A.直线必过定点
B.点关于直线对称的点是
C.直线的斜率为
D.点到的距离是
7.设直线系,则下列四个命题为真的是( )
A.中所有直线均经过一个定点
B.存在定点不在中的任一条直线上
C.中的直线所能围成的正三角形面积都相等
D.对于任意整数,存在正边形,其所有边均在中的直线上
三、填空题
8.已知点到定点的距离与它到定直线的距离的比是常数,点的轨迹为曲线,则曲线的方程为 .
9.已知点是抛物线的焦点,过定点的直线与抛物线交于两点,若抛物线上存在动点,使得四边形为平行四边形,则定点坐标为 .
10.若直线AB与曲线交于A,B两点,过A,B分别作的切线,两切线交于点,若直线AB经过定点,则点在定直线 上.
四、解答题
11.已知抛物线:(),是的焦点,为上的一动点,且的最小值为1.
(1)求的方程;
(2)直线(不过坐标原点)交于、两点,且满足,证明过定点,并求出该定点的坐标.
12.已知动点到定点的距离与动点到定直线的距离相等,若动点的轨迹记为曲线.
(1)求的方程;
(2)不过点的直线与交于两点,且,若的垂直平分线交轴于点,证明:为定点.
13.某企业生产的系列玻璃器皿产品成功入选“一带一路十周年·国礼品牌”.其中某型号高脚杯的轴截面为抛物线C,如图1所示.往高脚杯中缓慢倒水,当杯中的水深为1cm时,水面宽度为4cm,如图2所示.以O为坐标原点建立平面直角坐标系,P,Q是抛物线C上异于点O的两点,且满足.
(1)求抛物线C的方程;
(2)求证:直线PQ过定点;
(3)过点O作PQ的垂线,垂足为H.是否存在一个定点到点H的距离为定值 如果存在,求出该定点的坐标;如果不存在,请说明理由.
14.动点与定点的距离和到定直线的距离之比是常数,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)设点,过点直线与交于,两点,若弦中点的纵坐标为,求直线的斜率;
(3)设是曲线上的一动点,由原点向圆引两条切线,分别交曲线于点,,若直线,的斜率均存在,并分别记为,,试问是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.
15.已知椭圆,分别是椭圆的左、右顶点,是椭圆上异于的两个点,当四边形为菱形时,四边形的周长为,面积为4.
(1)求椭圆的方程.
(2)若,的斜率分别为,,且,证明:直线过定点.
(3)在(2)的条件下,若直线,交于点,直线,交于点,求的最小值.
16.如图,过抛物线焦点的直线交曲线于两点,准线交对称轴于点,过焦点且平行于准线的直线交抛物线于点,直线分别交准线于两点.
(1)问:以为直径的动圆是否过定点?
(2)若直线交准线于点,求证:点恰为(1)中圆的圆心.
17.已知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线(非y轴)交椭圆于A,B两点,过点A作y轴的垂线与直线BP相交于点D,求证:线段AD的中点在定直线上.
18.已知椭圆的离心率为,直线与椭圆相交于两点,其中点在第一象限,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆相交于点,的内切圆圆心是半径是.
(i)若求证:圆心在一条定直线上;
(ii)若求的面积.
19.动点与定点的距离和点到定直线的距离的比是常数,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线与曲线交于两点,
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)是否存在实数,使得点在线段的中垂线上?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 B B D A CD ACD BD
1.B
【分析】由题意可知,为圆和以为直径的圆的公共弦,求出两圆方程即可求解.
【详解】依题意得圆的半径,所以圆的方程为.
因为,是圆的两条切线,所以,,
所以A,B在以为直径的圆上,
设点的坐标为,,则线段的中点坐标为,
所以以为直径的圆的方程为,,
化简得,,
因为为两圆的公共弦,
所以直线的方程为,,即,
所以直线恒过定点.
故选:B.
2.B
【分析】根据给定条件,列出方程并化简得答案.
【详解】设,依题意,,化简整理得,
所以点的轨迹方程为.
故选:B
3.D
【分析】设曲线C上任意一点为,由题意求出其方程为:,再取,求,即得答案.
【详解】设曲线C上任意一点为,
由题意知,曲线C方程为:,其中,
将点代入曲线方程,得:,则.
故曲线C方程为:,其中.
可得,
当时,.
因此C在第一象限的点的纵坐标的最大值.
故选:D.
4.A
【分析】对A,数形结合求出点到直线距离的最小值与比较可判断;对B,C,根据向量数量积运算结合,运算得解判断;对D,直线上点使得最小等同于求直线上一点,的最小值问题,设,,,利用直线对称列式运算求解.
【详解】设线段 的中点为M ,根据圆的对称性知点 在圆 上,
则,原点到直线的距离为,,,
对于A,点到直线 距离的最小值为 ,且 ,
因此以为直径的圆与相离,A错误;
对于C,,
因此,C正确;
对于B, ,
因此,B正确;
对于D,由于 两点在圆 上,且 ,点 到直线 的距离 ,
求直线 上点使得 最小由对称性等同于求直线上一点使得 的最小值问题,
设,点关于直线对称点为 ,
则 ,直线 ,
由 ,消去整理得 ,
即 ,则 ,
于是, ,同理 ,
所以
,,
当且仅当三点共线时取等号,
所以当时,取最小值,
所以 的最小值为,D正确.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题D选项解题的关键是将求直线上点使得最小值转化为求直线上一点,的最小值问题.
5.CD
【分析】根据题意求出动点的轨迹方程,分类讨论,得到方程,画出图像,观察图象,得出正确选项.
【详解】设动点,根据点到点与直线的距离之和等于10,
所以,即,
化简得,当时,,
当时,,图象如下,
选项A,根据图象得,曲线不关于轴对称,故A错误;
选项B,若点在曲线上, 则,所以,由,得 ,所以,故B错误;选项C, 若点在曲线上,则,C正确;
选项D, 若点在曲线上,
当时,,得,故
当时,,得,故
所以,D正确,故CD正确.
故选:CD
6.ACD
【分析】将直线方程变形,可求出直线所过定点的坐标,可判断A选项;利用点与点关于直线对称,求出点关于直线对称的点的坐标,可判断B选项;求出直线的斜率,可判断C选项;利用点到直线的距离公式可判断D选项.
【详解】对于A选项,直线方程可化为,
由可得,所以,直线必过定点,A对;
对于B选项,设点关于直线对称的点的坐标为,
则,解得,
所以,点关于直线对称的点的坐标为,B错;
对于C选项,直线的斜率为,C对;
对于D选项,点到的距离是,D对.
故选:ACD.
7.BD
【分析】根据题意,利用同角三角函数的恒等式,结合消参法可推导出直线系表示圆的切线的集合,逐项计算并判断即可.
【详解】对于A,可令,消去可得,
故直线系表示圆的切线的集合,故A错误;
对于B,对任意,存在定点不在直线系中的任一条直线上,故B正确;
对于C,中的直线所能围成的正三角形边长不一定相等,故面积也不一定相等,如图中的等边三角形和,故C错误;
对于D,由于圆的外切正边形,其所有边均在直线系中的直线上,故D正确.
故选:BD.
8.
【分析】利用两点距离公式及点到直线距离,作商化简计算即可.
【详解】根据题意可得,化简得,
曲线的方程为.
故答案为:.
9.
【分析】设,直线,联立直线和抛物线的方程求出,由四边形为平行四边形可知代入坐标化简可得,再结合在抛物线上即可得出答案.
【详解】解析:设,直线,
因为,
所以,
因为四边形为平行四边形,所以
所以,
所以.
代入,有,所以,
所以过定点.
故答案为:.
10.
【分析】解法一:利用导数得出在和在的切线方程,从而得出交点的横坐标,再由证明点在定直线上;
解法二:利用阿基米德三角形的结论直接求解即可.
【详解】解法一:依题意得直线AB的斜率必不为0,设直线AB的方程为,
不妨设在第一象限,在第四象限,
因为,所以,则,
且,求导得,则,
所以在点的切线方程为,
即,即,
同理在点处的切线方程为,
由,得点的横坐标为,
又,
所以,
所以的横坐标为,即点在定直线上.
解法二:已知双曲线的弦,
过A,B分别作双曲线的切线,两切线交于点,则为双曲线中的阿基米德三角形,
当弦AB过点时,点落在直线上.
由题意知此处,则所求定直线为直线.
故答案为:.
11.(1)
(2)证明见解析,定点为
【分析】(1)由抛物线中的最小值为1,所以,即,即可得到方程.
(2)联立直线与抛物线方程,利用韦达定理得到,由得到,即可求得结果.
【详解】(1)因为的最小值为1,故,即,所以抛物线方程为
(2)显然直线的斜率存在,设方程为,则,
即,设,由韦达定理得,则,
因为,所以,解得(舍),,故的方程为:,故恒过点.
12.(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线的定义即可求解;
(2)设直线的方程为,,,,,利用韦达定理及可得,,,进一步求出的中点坐标,然后求出直线的方程即可求解.
【详解】(1)由题可知,动点的轨迹为焦点在轴,开口朝右的抛物线,
,
曲线的方程为;
(2)设直线的方程为,,,,,
直线与抛物线联立:,
消去化简得,则,即,
,,又,即,
又,
,即,
设点为的中点,则,
直线的方程为,
令,则,
故点为定点,坐标为.
13.(1)
(2)证明见解析
(3)存在点到点H的距离是定值.
【分析】(1)利用待定系数法,将点代入方程,求抛物线方程;
(2)首先设直线PQ的方程为,与抛物线方程联立,利用韦达定理表示,即可求解;
(3)根据(2)的结果,以及垂直关系,求出点的轨迹方程,即可求解定点.
【详解】(1)设抛物线的方程为,
由题知,代入抛物线方程,可得,
解得,所以,抛物线C的标准方程为.
(2)设直线PQ的方程为,,
联立,得.,
,因为,所以.
.
因为,所以,解得,或.
因为不经过点,所以舍去.
所以直线的方程为,所以直线过定点.
(3)存在定点,理由如下:
由(2)得直线过定点,过点作的垂线,垂足为.
所以,定点在上,即,
故点在以为直径的圆周上,圆心为的中点.
因为,所以中点坐标为,即为圆心的坐标,
因为圆心到圆周上的点H的距离等于半径1,
故存在点到点H的距离是定值.
14.(1)
(2)
(3)是定值,定值为
【分析】(1)根据题意列式化简方程即可;
(2)设直线的方程为,直线与曲线联立方程,利用韦达定理列式求解即可;
(3)直线的方程分别为,设,根据直线与圆相切可得是方程的两个根,结合韦达定理与椭圆的方程可得,进而求得关于的表达式,代入求解即可.
【详解】(1)由题意,点与定点的距离,
点到直线的距离,所以,
即,化简得,
故曲线的方程为;
(2)设直线的方程为,
则,
,解得或,
所以,
因为弦中点的纵坐标为,所以,解得(不符合舍去)或,
所以直线的斜率为;
(3)由题意可得,直线的方程分别为,设.
由直线与圆相切可得.
,同理,
所以是方程的两个根,所以,
所以,,
因为是曲线上的一动点,所以,
则有,
联立方程,所以,
所以,同理
所以,
因为,所以,
所以.
15.(1);
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)利用椭圆四个顶点围成的菱形周长和面积公式,即可求解椭圆参数;
(2)利用设直线与椭圆联立方程组,由于转化为坐标关系式为,此时消元,即可求出,从而可得出定点坐标.
(3)利用上述消元思想,可得点横坐标为定值,即可表示点纵坐标,同理可求得点横坐标也为定值,即可表示点纵坐标,从而可表示,再求最小值.
【详解】(1)根据椭圆的对称性知,当M,N分别为椭圆的上、下顶点时,四边形为菱形,
由,,得,,
所以椭圆的方程为.
(2)依题意,直线的斜率不为零,设直线的方程为,,
由消去整理得,
则,,,
而,则,
因此
,
解得,
所以直线恒过定点.
(3)由(2)知,,得
直线的方程为,直线的方程为,
则,
即,解得,
即可得点有,,
同理可得点有,,
,
当且仅当时取等号,所以的最小值为.
16.(1)动圆过两个定点
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意直线的斜率存在,设和相关点坐标,利用三点共线性质和韦达定理,进而得到动圆方程,即可得解;
(2)比较动圆圆心和点坐标,即可得证.
【详解】(1)由已知分析,得焦点且直线的斜率存在,
设.
联立,得,且.
,
令,则,同理,
所以,
同理,
即.
即以为直径的圆:,
即,整理得.
则有定点:,解得或.
综上,以为直径的动圆过定点.
(2)证明:由(1)得,则(1)中圆的圆心为.
联立,解得,则的坐标为.
综上,证得点恰为(1)中圆的圆心.
17.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据离心率得到,将代入椭圆方程,待定系数法求出椭圆方程;
(2)设直线AB的方程为,联立椭圆方程,得到两根之和,两根之积,根据点B,P,D共线,得到方程,求出,得到,,而,所以,可得,而,故,又,所以,得到答案.
【详解】(1)由,得,则,所以,
将点代入椭圆方程,得,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)易知直线AB斜率存在,设直线AB的方程为,
并设点,AD的中点坐标设为.
联立方程,消去y,得,
所以,且即或,
由条件,,点B,P,D共线,其中,,
则,
所以,
,
,
,
而,
所以,可得,
而,故,
又,所以,
即线段AD的中点在定直线上.
18.(1)
(2)(i)证明过程见解析(ii)
【分析】(1)首先得,然后根据题意得,求出即可;
(2)(i)联立椭圆方程与直线的方程,由韦达定理得,只需证明直线的斜率互为相反数即可;(ii)根据已知条件可得,由数量积为0可求出,进一步求出以及点到直线的距离即可.
【详解】(1)因为,所以,联立,解得,
所以,解得,
故所求为;
(2)(i)联立椭圆方程与直线的方程,
得,设,
化简得,
所以,
,
,
设直线的斜率分别为,
所以
,
故直线平分,
所以圆心在一条定直线上;
(ii)如图所示,设,其中是垂足,
因为,
所以三角形是等腰直角三角形,同理三角形是等腰直角三角形,
所以,
即
,
解得或,满足,
但是当时,直线过点,
所以只能,此时,
点到直线的距离为,
,
故所求为.
19.(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)存在
【分析】(1)根据题意,得到,化简整理,即可得到曲线的方程;
(2)设,联立方程组,得到,(ⅰ)结合弦长公式,求得,进而求得的取值范围;
(ⅱ)由(i)得到的中点坐标为,求得,结合点在线段的中垂线上,可得,求得的值,即可求解.
【详解】(1)解:因为动点与定点的距离和点到定直线的距离的比是常数,
可得,化简整理得,即曲线的方程为.
(2)解:联立方程组,整理得,
设,可得,
且,所以,
(ⅰ)由弦长公式,可得,
即,
因为,所以,的取值范围为;
(ⅱ)由且,
可得的中点坐标为,
所以的斜率,
因为点在线段的中垂线上,可得,解得,
所以存在,使得点在线段的中垂线上.
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