圆锥曲线定点定值问题
圆锥曲线中的定值与定点问题
研题型 能力养成 随堂内化
x=ty+n, ②设直线 PQ 的方程为 x=ty+n.由x42+y2=1, 得(t2+4)y2+2tny+n2-4=0,所以
y1+y2=-t22+tn4, y1y2=nt22+-44. 由①可知,kAP·kAQ=-112,即x1y+1 2·x2y+2 2=(ty1+n+2y)1y(t2y2+n+2)=-112,化简得 4n2+n21-6n4+16=-112,解得 n=1 或 n=-2(舍去),所以直线 PQ 的方程为 x=ty+1, 因此直线 PQ 经过定点(1,0).
研题型 能力养成 举题说法
若选②:设 A(x1,y1),B(x2,y2).联立x42-y32=1, 得(3-4k2)x2-8kmx-4m2-12= y=kx+m,
0,所以 3-4k2≠0,Δ=(-8km)2-4(3-4k2)(-4m2-12)>0,即 m2+3-4k2>0,x1+ x2=3-8km4k2,x1x2=-34-m24-k212(*). 由 k1k2=1,得yx11- -34·yx22- -34=1,即(kx1+m)(kx2+m()x-1-3[4()k(xx12+-m4))+(kx2+m)]+9=1,整
研题型 能力养成 随堂内化
1.(2023·梅州一模)已知动圆 M 经过定点 F1(- 3,0),且与圆 F2:(x- 3)2+y2=
16 内切. (2) 设轨迹 C 与 x 轴从左到右的交点分别为 A,B,点 P 为轨迹 C 上异于 A,B 的动 点,设 PB 交直线 x=4 于点 T,连接 AT 交轨迹 C 于点 Q,直线 AP,AQ 的斜率分别 为 kAP,kAQ. ①求证:kAP·kAQ 为定值; ②证明直线 PQ 经过 x 轴上的定点,并求出该定点的坐标.
圆锥曲线中的四种经典模型
圆锥曲线中的定点定值问题的四种经典模型定点问题是常见的出题形式,化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量。
直线过定点问题通法,是设出直线方程,通过韦达定理和已知条件找出k 和m 的一次函数关系式,代入直线方程即可。
技巧在于:设哪一条直线?如何转化题目条件?圆锥曲线是一种很有趣的载体,自身存在很多性质,这些性质往往成为出题老师的参考。
如果大家能够熟识这些常见的结论,那么解题必然会事半功倍。
下面总结圆锥曲线中几种常见的几种定点模型:模型一:“手电筒”模型例题、已知椭圆C :13422=+y x 若直线m kx y l +=:与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点。
求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标。
解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由223412y kx m x y =+⎧⎨+=⎩得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=, 22226416(34)(3)0m k k m ∆=-+->,22340k m +->212122284(3),3434mk m x x x x k k -+=-⋅=++22221212121223(4)()()()34m k y y kx m kx m k x x mk x x m k-⋅=+⋅+=+++=+ 以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(2,0),D 且1AD BD k k ⋅=-, 1212122y yx x ∴⋅=---,1212122()40y y x x x x +-++=, 2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k --+++=+++,整理得:2271640m mk k ++=,解得:1222,7k m k m =-=-,且满足22340k m +-> 当2m k =-时,:(2)l y k x =-,直线过定点(2,0),与已知矛盾;当27k m =-时,2:()7l y k x =-,直线过定点2(,0)7综上可知,直线l 过定点,定点坐标为2(,0).7◆方法总结:本题为“弦对定点张直角”的一个例子:圆锥曲线如椭圆上任意一点P 做相互垂直的直线交圆锥曲线于AB ,则AB 必过定点))(,)((2222022220ba b a y b a b a x +-+-。
高考数学《圆锥曲线定点定值问题之定比点差法》
圆锥曲线定点定值问题之定比点差法一:定比点差法原理定比分点:若,MB AM λ=则称点M 为AB 的入定比分点,若()()2211,,,y x B y x A 则⎪⎭⎫ ⎝⎛++++λλλλ1,1:2121y y x x M 若MB AM λ=且NB AN λ-=,则称N M ,调和分割B A ,,根据定义,那么B A ,也调和分割N M ,.1.定理:在椭圆或双曲线中,设A,B 为椭圆或双曲线上的两点。
若存在P ,Q 两点,满足PBAP λ=,QBAQ λ-=,一定有122=±b y y a x x Q P QP 证明:若()()2211,,,y x B y x A , PB AP λ=,则⎪⎭⎫⎝⎛++++λλλλ1,1:2121y y x x P,QB AQ λ-=则⎪⎭⎫⎝⎛----λλλλ1,1:2121y y x x Q ,有2211222222222221x y a b x y a b ①②①—②得:()()()()121212122221.x x x x y y y y a b λλλλλ+-+-±=-即11111112121221212=--•++•±--•++•λλλλλλλλy y y y b x x x x a122=±by y ax x Q P Q P2.在抛物线pxy 22=中,设A,B 为抛物线上的两点。
若存在P ,Q 两点,满足PBAP λ=,QBAQ λ-=,一定有)(Q P Q P x x p y y +=证明:若()()2211,,,y x B y x A , PB AP λ=,则⎪⎭⎫⎝⎛++++λλλλ1,1:2121y y x x P,QB AQ λ-=则⎪⎭⎫ ⎝⎛----λλλλ1,1:2121y y x x Q ,有2112222222y px y px ①②①—②得:22222121122()y y p x x x x λλλ-=+--即22121212121212))()y y y y p x x x x x x x x λλλλλλλλ+-=++-+---(( 12121212))()(1)()(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)y y y y p x x p x x λλλλλλλλλλλλ+-+--+=++--+-+(()(Q P Q P x x p y y +=定比点差的原理谜题解开,就是两个互相调和的定比分点坐标满足圆锥曲线的特征方程。
高考圆锥曲线中的定点与定值问题(题型总结超全)
专题08 解锁圆锥曲线中的定点与定值问题一、解答题1.【陕西省榆林市第二中学2018届高三上学期期中】已知椭圆的左右焦点分别为,离心率为;圆过椭圆的三个顶点.过点且斜率不为0的直线与椭圆交于两点.(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)证明:在轴上存在定点,使得为定值;并求出该定点的坐标.【答案】(1)(2)【解析】试题分析:(Ⅰ)设圆过椭圆的上、下、右三个顶点,可求得,再根据椭圆的离心率求得,可得椭圆的方程;(Ⅱ)设直线的方程为,将方程与椭圆方程联立求得两点的坐标,计算得。
设x轴上的定点为,可得,由定值可得需满足,解得可得定点坐标。
解得。
∴椭圆的标准方程为.(Ⅱ)证明:由题意设直线的方程为,由消去y整理得,设,,要使其为定值,需满足,解得.故定点的坐标为.点睛:解析几何中定点问题的常见解法(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点; (2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意.2.【四川省成都市第七中学2017-2018学年高二上学期半期考】已知斜率为k 的直线l 经过点()1,0-与抛物线2:2C y px =(0,p p >为常数)交于不同的两点,M N ,当12k =时,弦MN的长为. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)过点M 的直线交抛物线于另一点Q ,且直线MQ 经过点()1,1B -,判断直线NQ 是否过定点?若过定点,求出该点坐标;若不过定点,请说明理由. 【答案】(1)24y x =;(2)直线NQ 过定点()1,4- 【解析】试题分析:(1)根据弦长公式即可求出答案;(2)由(1)可设()()()2221122,2,,2,,2M t t N t t Q t t ,则12MN k t t =+, 则()11:220MN x t t y tt -++=; 同理: ()22:220MQ x t t y tt -++=()1212:220NQ x t t y t t -++=.由()1,0-在直线MN 上11t t ⇒=(1);由()1,1-在直线MQ 上22220t t tt ⇒+++=将(1)代入()121221t t t t ⇒=-+- (2) 将(2)代入NQ 方程()()12122420x t t y t t ⇒-+-+-=,即可得出直线NQ 过定点.(2)设()()()2221122,2,,2,,2M t t N t t Q t t ,则12211222=MN t t k t t t t -=-+, 则()212:2MN y t x t t t -=-+即()11220x t t y tt -++=; 同理: ()22:220MQ x t t y tt -++=;()1212:220NQ x t t y t t -++=.由()1,0-在直线MN 上11tt ⇒=,即11t t =(1); 由()1,1-在直线MQ 上22220t t tt ⇒+++=将(1)代入()121221t t t t ⇒=-+- (2) 将(2)代入NQ 方程()()12122420x t t y t t ⇒-+-+-=,易得直线NQ 过定点()1,4-3.【四川省成都市第七中学2017-2018学年高二上学期半期考】已知抛物线()2:0C y mx m =>过点()1,2-, P 是C 上一点,斜率为1-的直线l 交C 于不同两点,A B (l 不过P 点),且PAB ∆的重心的纵坐标为23-. (1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标;(2)记直线,PA PB 的斜率分别为12,k k ,求12k k +的值. 【答案】(1)方程为24y x =;其焦点坐标为()1,0(2)120k k +=【解析】试题分析;(1)将()1,2-代入2y mx =,得4m =,可得抛物线C 的方程及其焦点坐标;(2)设直线l 的方程为y x b =-+,将它代入24y x =得22220x b x b -++=(),利用韦达定理,结合斜率公式以及PAB ∆的重心的纵坐标23-,化简可12k k + 的值;因为PAB ∆的重心的纵坐标为23-, 所以122p y y y ++=-,所以2p y =,所以1p x =,所以()()()()()()1221121212122121221111y x y x y y k k x x x x ------+=+=----, 又()()()()12212121y x y x --+--()()()()12212121x b x x b x ⎡⎤⎡⎤=-+--+-+--⎣⎦⎣⎦()()()12122122x x b x x b =-+-+-- ()()()22212220b b b b =-+-+--=.所以120k k +=.4.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的短轴端点到右焦点()10F ,的距离为2.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过点F 的直线交椭圆C 于A B ,两点,交直线4l x =:于点P ,若1PA AF λ=,2PB BF λ=,求证: 12λλ-为定值.【答案】(1) 22143x y +=;(2)详见解析. 【解析】试题分析:(Ⅰ)利用椭圆的几何要素间的关系进行求解;(Ⅱ)联立直线和椭圆的方程,得到关于x 或y 的一元二次方程,利用根与系数的关系和平面向量的线性运算进行证明.(Ⅱ)由题意直线AB 过点()1,0F ,且斜率存在,设方程为()1y k x =-, 将4x =代人得P 点坐标为()4,3k ,由()221{ 143y k x x y =-+=,消元得()22223484120k xk x k +-+-=,设()11,A x y , ()22,B x y ,则0∆>且21222122834{ 41234k x x kk x x k +=+-⋅=+, 方法一:因为1PA AF λ=,所以11141PA x AF x λ-==-. 同理22241PB x BFx λ-==-,且1141x x --与2241x x --异号,所以12121212443321111x x x x x x λλ⎛⎫---=+=--+ ⎪----⎝⎭()()1212123221x x x x x x +-=-+-++()2222238682412834k k k k k --=-+--++0=. 所以, 12λλ-为定值0.当121x x <<时,同理可得120λλ-=. 所以, 12λλ-为定值0.同理2223PB my BFmy λ-==,且113my my -与223my my -异号,所以()12121212123332y y my my my my my y λλ+---=+=-()()36209m m ⨯-=-=⨯-.又当直线AB 与x 轴重合时, 120λλ-=, 所以, 12λλ-为定值0.【点睛】本题考查直线和椭圆的位置关系,其主要思路是联立直线和椭圆的方程,整理成关于x 或y 的一元二次方程,利用根与系数的关系进行求解,因为直线AB 过点()1,0F ,在设方程时,往往设为1x my =+()0m ≠,可减少讨论该直线是否存在斜率.5.【四川省绵阳南山中学2017-2018学年高二上学期期中考】设抛物线C : 24y x =, F 为C 的焦点,过F 的直线l 与C 相交于,A B 两点. (1)设l 的斜率为1,求AB ; (2)求证: OA OB ⋅是一个定值. 【答案】(1) 8AB =(2)见解析【解析】试题分析:(1)把直线的方程与抛物线的方程联立,利用根与系数的关系及抛物线的定义、弦长公式即可得出;(2)把直线的方程与抛物线的方程联立,利用根与系数的关系、向量的数量积即可得出;(2)证明:设直线l 的方程为1x ky =+,由21{4x ky y x=+-得2440y ky --= ∴124y y k +=, 124y y =-()()1122,,,OA x y OB x y ==,∵()()1212121211OA OB x x y y kx ky y y ⋅=+=+++,()212121222144143k y y k y y y y k k =++++=-++-=-,∴OA OB ⋅是一个定值.点睛:熟练掌握直线与抛物线的相交问题的解题模式、根与系数的关系及抛物线的定义、过焦点的弦长公式、向量的数量积是解题的关键,考查计算能力,直线方程设成1x ky =+也给解题带来了方便.6.【内蒙古包头市第三十三中2016-2017学年高一下学期期末】已知椭圆C : 22221(0,0)x y a b a b+=>>的,右焦点为求椭圆C 的方程; (2)若过原点作两条互相垂直的射线,与椭圆交于A ,B 两点,求证:点O 到直线AB 的距离为定值.【答案】(1) 2213x y += ,(2) O 到直线AB 的距离为定值2. 【解析】试题分析:(1)根据焦点和离心率列方程解出a ,b ,c ;(2)对于AB 有无斜率进行讨论,设出A ,B 坐标和直线方程,利用根与系数的关系和距离公式计算;有OA⊥OB知x1x2+y1y2=x1x2+(k x1+m) (k x2+m)=(1+k2) x1x2+k m(x1+x2)=0 代入,得4 m2=3 k2+3原点到直线AB的距离d==,当AB的斜率不存在时, 11x y= ,可得,1x d==依然成立.所以点O 到直线点睛:本题考查了椭圆的性质,直线与圆锥曲线的位置关系,分类讨论思想,对于这类题目要掌握解题方法.设而不求,套用公式解决.7.【四川省成都市石室中学2017-2018学年高二10月月考】已知双曲线()222210x yb aa b-=>>渐近线方程为y=,O为坐标原点,点(M在双曲线上.(Ⅰ)求双曲线的方程;(Ⅱ)已知,P Q为双曲线上不同两点,点O在以PQ为直径的圆上,求2211OP OQ+的值.【答案】(Ⅰ)22126x y-=;(Ⅱ)221113OP OQ+=.【解析】试题分析:(1)根据渐近线方程得到设出双曲线的标准方程,代入点M的坐标求得参数即可;(2)由条件可得OP OQ⊥,可设出直线,OP OQ的方程,代入双曲线方程求得点,P Q的坐标可求得221113OP OQ+=。
高中数学-圆锥曲线中的定点、定值与最值问题
[例 2] 如图,在平面直角
坐标系 xOy 中,椭圆xa22+by22=1(a>b>0)的左、
右焦点分别为 F1(-c,0),F2(c,0).已知点(1,e)
和e,
23都在椭圆上,其中
e
为椭圆的离心率.
(1)求椭圆的方程;
(2)设 A,B 是椭圆上位于 x 轴上方的两点,且直线 AF1 与直
线 BF2 平行,AF2 与 BF1 交于点 P,
法二:同(2)法一假设前内容. 假设平面内存在定点M满足条件,由图形对称性知,点M 必在x轴上. 取k=0,m= 3,此时P(0, 3),Q(4, 3), 以PQ为直径的圆为(x-2)2+(y- 3)2=4, 交x轴于点M1(1,0),M2(3,0); 取k=-12,m=2,此时P1,32,Q(4,0), 以PQ为直径的圆为x-522+y-342=4156, 交x轴于点M3(1,0),M4(4,0).
因为 MP =-4mk-x1,m3 , MQ =(4-x1,4k+m), 由 MP ·MQ =0,得-1m6k+4kmx1-4x1+x12+1m2k+3=0, 整理,得(4x1-4)mk +x12-4x1+3=0.(**) 由于(**)式对满足(*)式的m,k恒成立, 所以4x1x2-1-4x41=+03,=0, 解得x1=1. 故存在定点M(1,0),使得以PQ为直径的圆恒过点M.
圆锥曲线中的最值问题
[例3] 如图,在直角坐标系xOy中,点 P1,12到抛物线C:y2=2px(p>0)的准线的距 离为54.点M(t,1)是C上的定点,A,B是C上的 两动点,且线段AB被直线OM平分.
(1)求p,t的值; (2)求△ABP面积的最大值.
[思路点拨] (1)利用点M(t,1)在曲线上及点P 1,12 到准线的距 离为54求p与t的值;
重难点突破之圆锥曲线中的定点问题、定值问题题型(含答案)
重难点突破之圆锥曲线中的定点问题、定值问题1.(2024·浙江金华·一模)已知和为椭圆:上两点.(1)求椭圆的离心率;(2)过点的直线与椭圆交于,两点(,不在轴上).(i)若的面积为,求直线的方程;(ii)直线和分别与轴交于,两点,求证:以为直径的圆被轴截得的弦长为定值.2.(24-25高三上·天津南开·阶段练习)已知椭圆过点,其长轴长为4,下顶点为,若作与轴不重合且不平行的直线交椭圆于两点,直线分别与轴交于两点.(1)求椭圆的方程;(2)当点横坐标的乘积为时,试探究直线是否过定点?若过定点,请求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.3.(2024·广西柳州·一模)在平面直角坐标系中,为直线上一动点,椭圆:的左右顶点分别为,,上、下顶点分别为,.若直线交于另一点,直线交于另一点.(1)求证:直线过定点,并求出定点坐标;(2)求四边形面积的最大值.4.(2024·浙江台州·一模)已知抛物线的焦点为,准线为,双曲线的左焦点为T.(1)求的方程和双曲线的渐近线方程;(2)设为抛物线和双曲线的一个公共点,求证:直线与抛物线相切;(3)设为上的动点,且直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,直线与抛物线交于不同的两点,判断是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.5.(24-25高三上·重庆·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,上顶点为,长轴长为,直线的倾斜角为(1)求直线的方程及椭圆的方程.(2)若椭圆上的两动点A,B均在轴上方,且,求证:的值为定值.(3)在(2)的条件下求四边形的的面积的取值范围.6.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知为坐标原点,动点到轴的距离为,且,其中均为常数,动点的轨迹称为曲线.(1)判断曲线为何种圆锥曲线.(2)若曲线为双曲线,试问应满足什么条件?(3)设曲线为曲线,斜率为且的直线过的右焦点,且与交于两个不同的点.(i)若,求;(ii)若点关于轴的对称点为点,试证明直线过定点.7.(2024·云南大理·一模)已知椭圆的两个焦点为,且椭圆的离心率为.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知为坐标原点,斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点,且弦的中点为,直线的斜率为,求;(3)直线与椭圆有两个不同的交点,椭圆在点处的切线分别为与交于点,点在直线上.请你判断直线是否经过定点,并说明理由.8.(2024·广东深圳·模拟预测)已知椭圆:的离心率为,右顶点与的上,下顶点所围成的三角形面积为.(1)求的方程;(2)不过点的动直线与交于,两点,直线与的斜率之积恒为,证明直线过定点,并求出这个定点.9.(2024·贵州遵义·模拟预测)如图,现用一个与圆柱底面成角的平面截圆柱,所得截面是一个椭圆,在平面上建立如图所示的平面直角坐标系.若圆柱的底面圆的半径为2,.(1)求椭圆的标准方程;(2)设为椭圆上任意一点,为椭圆在点处的切线.设椭圆的两个焦点分别为,,它们到切线的距离分别为,,试判断是否为定值?若是,求其定值;若不是,说明理由.10.(2024·四川成都·模拟预测)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.(1)求W的方程;(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.11.(2024·浙江嘉兴·模拟预测)已知抛物线的焦点为,点是上的一点,且.(1)求抛物线的方程;(2)设点(其中)是上异于的两点,的角平分线与轴垂直,为线段的中点.(i)求证:点在定直线上;(ii)若的面积为6,求点的坐标.12.(2024高二上·江苏·专题练习)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,连接BF并延长交椭圆C于点椭圆P.(1)若,,求椭圆C的方程(2)若直线AB与直线AP的斜率之比是-2,证明:为定值,并求出定值.1.(2023·全国·高考真题)已知椭圆的离心率是,点在上.(1)求的方程;(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.2.(2023·全国·高考真题)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.3.(2024·全国·高考真题)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:对任意正整数,.4.(2023·北京·高考真题)已知椭圆的离心率为,A、C分别是E的上、下顶点,B,D分别是的左、右顶点,.(1)求的方程;(2)设为第一象限内E上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点.求证:.重难点突破之圆锥曲线中的定点问题、定值问题1.(2024·浙江金华·一模)已知和为椭圆:上两点.(1)求椭圆的离心率;(2)过点的直线与椭圆交于,两点(,不在轴上).(i)若的面积为,求直线的方程;(ii)直线和分别与轴交于,两点,求证:以为直径的圆被轴截得的弦长为定值.【答案】(1)(2)(i);(ii)证明见解析【难度】0.4【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆中的定值问题、椭圆中三角形(四边形)的面积【分析】(1)根据给定的点A和B在椭圆上,以及椭圆的离心率公式求出椭圆的离心率;(2)(i)借助韦达定理和面积公式计算即可;(ii)可借助韦达定理和圆的弦长公式计算即可.【详解】(1)由可知,求出,代入,得,,则,,可知椭圆的离心率为.(2)(i)由(1)可知椭圆的方程为,设,,过点的直线为,与联立得:.恒成立.所以,得,所以,直线的方程为:.(ii)由(i)可知,直线的方程为,令,得直线的方程为,令,得,记以为直径的圆与轴交于,两点,由圆的弦长公式可知,所以,为定值.【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.解题时,要将问题合理的进行转化,转化成易于计算的方向.2.(24-25高三上·天津南开·阶段练习)已知椭圆过点,其长轴长为4,下顶点为,若作与轴不重合且不平行的直线交椭圆于两点,直线分别与轴交于两点.(1)求椭圆的方程;(2)当点横坐标的乘积为时,试探究直线是否过定点?若过定点,请求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)(2)直线过定点,坐标为.【难度】0.4【知识点】根据a、b、c求椭圆标准方程、椭圆中的直线过定点问题【分析】(1)先求出,再代入点解出,进而得到椭圆方程;(2)设直线的方程为,直曲联立解出,再由,解出值即可.【详解】(1)由椭圆长轴长为,可知,将代入椭圆方程:,所以椭圆的方程为:.(2)设直线的方程为,,由则直线的方程为,令,得,同理可得,所以,所以,把直线代入椭圆方程中,得出,所以,代入,化简得,所以直线过定点.【点睛】关键点点睛:由题意得出再代入化简是本题的关键点.3.(2024·广西柳州·一模)在平面直角坐标系中,为直线上一动点,椭圆:的左右顶点分别为,,上、下顶点分别为,.若直线交于另一点,直线交于另一点.(1)求证:直线过定点,并求出定点坐标;(2)求四边形面积的最大值.【答案】(1)证明见解析,(2)【难度】0.4【知识点】椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆中的直线过定点问题、根据a、b、c求椭圆标准方程、求椭圆中的最值问题【分析】(1)依题求出椭圆方程,设,由直线,方程分别与椭圆方程联立,求出点的坐标,由对称性知,定点在轴上,设为,由求出的值即得;(2)根据图形,可得四边形的面积,代入和,经过换元,运用基本不等式和函数的单调性即可求得面积最大值.【详解】(1)由题意知,,椭圆:如图,设,当时,直线的方程为:,代入,得,则,从而,点又直线的方程为:,代入,得则,从而,点由对称性知,定点在轴上,设为由,即,化简得,因故得,解得.即直线过定点,而当时,直线也过定点.综上,直线恒过定点.(2)由图可知四边形的面积为,令,当且仅当时等号成立,因在上单调递增,而,故当时,四边形面积有最大值.【点睛】方法点睛:本题主要考查直线过定点和四边形面积的最值问题,数据计算较大.求解直线过定点问题,一般是通过消参后将直线方程化成含一个参数的方程,再求定点;对于四边形面积问题,常运用合理的拆分或拼接,使其表达式易于得到,再利用基本不等式,或函数的单调性求其范围即可.4.(2024·浙江台州·一模)已知抛物线的焦点为,准线为,双曲线的左焦点为T.(1)求的方程和双曲线的渐近线方程;(2)设为抛物线和双曲线的一个公共点,求证:直线与抛物线相切;(3)设为上的动点,且直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,直线与抛物线交于不同的两点,判断是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)准线的方程为,双曲线的渐近线方程为(2)证明见解析(3)是,.【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、抛物线中的定值问题、根据抛物线方程求焦点或准线、判断直线与抛物线的位置关系【分析】(1)根据抛物线的准线方程及双曲线的渐近线方程即可求解;(2)结合题意联立方程组和,化简即可求解;(3)由题意得,设,联立方程组和,利用韦达定理表示和,化简即可证明.【详解】(1)准线的方程为,双曲线的渐近线方程为.(2)联立方程组,消去得,解得(舍负),由对称性,不妨取,又由,求得直线的方程为,联立方程组,消去得,因为,所以直线与抛物线相切.(3)因为,得准线为线段的中垂线,则直线与直线的倾斜角互补,即,设,由条件知,联立方程组,消去得,则,联立方程组,消去得,则,所以,故为定值.【点睛】方法点睛:直线与圆锥曲线的位置关系中的定点、定值、最值问题,一般可通过联立方程组并消元得到关于或的一元二次方程,再把要求解的目标代数式化为关于两个的交点横坐标或纵坐标的关系式,该关系中含有,或,最后利用韦达定理把关系式转化为若干变量的方程(或函数),从而可求定点、定值、最值问题.5.(24-25高三上·重庆·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,上顶点为,长轴长为,直线的倾斜角为(1)求直线的方程及椭圆的方程.(2)若椭圆上的两动点A,B均在轴上方,且,求证:的值为定值.(3)在(2)的条件下求四边形的的面积的取值范围.【答案】(1),(2)证明见解析(3)【难度】0.4【知识点】椭圆中三角形(四边形)的面积、椭圆中的定值问题、求椭圆的长轴、短轴、根据韦达定理求参数【分析】(1)由长轴长的长度可求的值,又利用点和直线的倾斜角可得,进而用可求,从而可得直线方程和椭圆的方程;(2)设,,则关于原点的对称点,即,由的斜率可得三点共线,进而得,设代入椭圆方程,由韦达定理可得,,从而计算可得结果;(3)由题意可知四边形为梯形,由点到直线的距离可得高,进而结合梯形的面积公式利用基本不等式可得结果.【详解】(1)由长轴长为,可得,.因为点上顶点,直线的倾斜角为,所以中,,则,又,则.因为,,所以直线的方程为.椭圆的方程为.(2)设,,,则关于原点的对称点,即,由,三点共线,又,.设代入椭圆方程得,,,.,,.(3)四边形为梯形,令,则(当即时等号成立).【点睛】关键点点睛:设关于原点的对称点,即,进而由平行关系判断三点共线,设,由韦达定理可得,,从而计算可得结果;在求的范围的时候,通过变形利用基本不等式可求最大值即可.6.(24-25高二上·河南南阳·期中)已知为坐标原点,动点到轴的距离为,且,其中均为常数,动点的轨迹称为曲线.(1)判断曲线为何种圆锥曲线.(2)若曲线为双曲线,试问应满足什么条件?(3)设曲线为曲线,斜率为且的直线过的右焦点,且与交于两个不同的点.(i)若,求;(ii)若点关于轴的对称点为点,试证明直线过定点.【答案】(1)椭圆(2)且(3)(i);(ii)证明见解析【难度】0.4【知识点】求双曲线中的弦长、根据方程表示双曲线求参数的范围、求平面轨迹方程、直线过定点问题【分析】(1)设,根据曲线的定义,可得的坐标满足的方程,分析可得结果.(2)将整理为,根据双曲线方程的特点分析可得结果.(3)(i)先根据为曲线可得曲线的方程,利用双曲线的性质及弦长公式易得结果;(ii)先设出直线的点斜式方程,由对称性得直线经过的定点必在轴上,令,结合韦达定理化简可得定点坐标.【详解】(1)设,由,得,当时,,即,所以曲线为椭圆.(2)由,得.若曲线为双曲线,则,所以可化为,所以,则;故应满足且曲线为双曲线.(3)由,得曲线的方程为,则的右焦点坐标为,所以直线的方程为.联立得.设,则(i)若,则.(ii)因为点关于轴的对称点为点,所以,则直线的方程为,根据对称性可知,直线经过的定点必在轴上,令,得.当且时,,故直线过定点.【点睛】本题难点在于理解并应用曲线的定义进行分析,考查对新定义的理解和应用.7.(2024·云南大理·一模)已知椭圆的两个焦点为,且椭圆的离心率为.(1)求椭圆的标准方程;(2)已知为坐标原点,斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点,且弦的中点为,直线的斜率为,求;(3)直线与椭圆有两个不同的交点,椭圆在点处的切线分别为与交于点,点在直线上.请你判断直线是否经过定点,并说明理由.【答案】(1);(2);(3)直线恒过定点,理由见解析【难度】0.15【知识点】椭圆中的直线过定点问题、椭圆中的定值问题、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)根据离心率和焦点坐标,列出方程组,求出,得到椭圆方程;(2)方法一:利用点差法进行求解;方法二:设,直线,表达出,结合,从而得到;方法三:设,直线,联立直线与椭圆方程,由韦达定理得到两根之和,从而,故,求出;(3)方法一:设,联立椭圆方程,由得到,由韦达定理得到,,故,得到,同理可得,,联立,求出,结合,求出,设,则,整理得,又,则,从而求出直线恒过定点.方法二:点在时,求导,得到切线斜率,,求出,同理可得,联立,求出,结合,求出,设,则,整理得,又,则,从而求出直线恒过定点.【详解】(1)设椭圆的标准方程为:,,椭圆的标准方程为:.(2)方法一:点差法:设,则①,又在椭圆上,则,,两式相减得:,即:②,由①②得,.而.方法二:椭圆方程代换:设,直线,①,②,又,即③,由①②③得,;方法三:联立方程:设,直线,①,联立方程得,,②,由①②得,,则.又,.(3)设,先求椭圆在点处的切线的方程.方法一:根据判别式求解椭圆在点处的切线,设,联立方程得,,,,,.,即.同理可得,.,可得T点的横坐标,即,又,可得,,由题意可知直线的斜率不为0,设.,整理得,,即.又,则.,即直线恒过定点.方法二:导数的几何意义:.当点在时,.,则切线斜率,,即.当点在时,同理可得.,同理可得,.,可得T点的横坐标,即,又,可得,,由题意可知直线的斜率不为0,设.,整理得,,即.又,则.,即直线恒过定点.【点睛】知识点点睛:过圆上一点的切线方程为:,过圆外一点的切点弦方程为:.过椭圆上一点的切线方程为,过双曲线上一点的切线方程为8.(2024·广东深圳·模拟预测)已知椭圆:的离心率为,右顶点与的上,下顶点所围成的三角形面积为.(1)求的方程;(2)不过点的动直线与交于,两点,直线与的斜率之积恒为,证明直线过定点,并求出这个定点.【答案】(1);(2)证明见解析;【难度】0.4【知识点】根据韦达定理求参数、根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中的直线过定点问题、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)根据椭圆的离心率及三角形面积,列出方程组求解即得;(2)对直线的斜率分等于0和不等于0讨论,设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用斜率坐标公式,结合韦达定理推理即得.【详解】(1)令椭圆的半焦距为c,由离心率为,得,解得,由三角形面积为,得,则,,所以的方程是.(2)由(1)知,点,当直线的斜率为0时,设直线,则,,且,即,,不合题意;当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,设,由消去x得:,则,直线与的斜率分别为,,于是,整理得,解得或,当时,直线过点,不符合题意,因此,直线:恒过定点.9.(2024·贵州遵义·模拟预测)如图,现用一个与圆柱底面成角的平面截圆柱,所得截面是一个椭圆,在平面上建立如图所示的平面直角坐标系.若圆柱的底面圆的半径为2,.(1)求椭圆的标准方程;(2)设为椭圆上任意一点,为椭圆在点处的切线.设椭圆的两个焦点分别为,,它们到切线的距离分别为,,试判断是否为定值?若是,求其定值;若不是,说明理由.【答案】(1);(2).【难度】0.4【知识点】求椭圆的切线方程、椭圆中的定值问题、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)由题意得,求出即可得解;(2)分直线斜率不存在和直线斜率存在两种情况去分析求解即可,对于直线斜率存在且不为0情况,先设切线方程,接着联立椭圆方程利用和整理得切线l的斜率,从而得切线方程,再利用点到直线距离公式和即可计算求解.【详解】(1)由题可得,且椭圆的焦点在x轴上,所以椭圆的标准方程为.(2)由(1),当直线斜率不存在时,则由(1)得或,当时,,,此时,同理可得时,;当直线斜率存在时,设,联立,则,整理得①,又即,故,将其代入上式①可得即,故,所以,整理得,所以点到l的距离的乘积为.综上,是定值且.10.(2024·四川成都·模拟预测)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.(1)求W的方程;(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.【答案】(1)(2)(3)证明见解析,2【难度】0.4【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、圆的弦长与中点弦、轨迹问题——椭圆、椭圆中的定值问题【分析】(1)由已知可得圆的方程,设,,,根据,可得,,代入圆的方程即可求解;(2)由已知可得直线方程,求出圆心到直线的距离,由勾股定理即可求解;(3)根据题意可知直线斜率不为0,设直线的方程为,,,联立直线和椭圆构成方程组,根据斜率的计算公式结合韦达定理即可求解.【详解】(1)由题意,点在圆上运动,设,,,由得,,又,所以,所以的方程为;(2)直线的方程为,即,圆心到直线的距离为,所以直线被圆C截得的弦长为;(3)由题意,直线斜率不为0,设直线的方程为,,,联立得,所以,,故,.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解.11.(2024·浙江嘉兴·模拟预测)已知抛物线的焦点为,点是上的一点,且.(1)求抛物线的方程;(2)设点(其中)是上异于的两点,的角平分线与轴垂直,为线段的中点.(i)求证:点在定直线上;(ii)若的面积为6,求点的坐标.【答案】(1)(2)(i)证明见解析;(ii)或【难度】0.65【知识点】抛物线中的直线过定点问题、根据抛物线上的点求标准方程【分析】(1)由抛物线焦半径公式即可求解;(2)(i)由题意得到的斜率互为相反数,构造方程即可求解;(ii)写出直线方程,由点到线的距离公式求得高,代入三角形面积公式求解即可.【详解】(1)因为,由抛物线的定义得,又,所以,因此,即,解得,从而抛物线的方程为.(2)(i)由(1)知点的坐标为,因为的角平分线与轴垂直,所以可知的倾斜角互补,即的斜率互为相反数,,同理,则,化简得,则,所以点在定直线上.(ii),则直线,即线段的长度:,点到直线的距离,可得的面积为,因为,且,化简得,令,则,即.解得或,由知或,所以或所求点的坐标为,或者.12.(2024高二上·江苏·专题练习)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,连接BF并延长交椭圆C于点椭圆P.(1)若,,求椭圆C的方程(2)若直线AB与直线AP的斜率之比是-2,证明:为定值,并求出定值.【答案】(1)(2)证明见解析,.【难度】0.65【知识点】椭圆中的定值问题、根据a、b、c求椭圆标准方程【分析】(1)由和在椭圆上求出,即可.(2)求出直线BF的方程,并与椭圆方程联立求得点坐标,再由给定条件结合面积公式求解即可.【详解】(1)由,,得:,解得,又点在椭圆上,则,解得,所以椭圆的方程为.(2)证明:依题意,令,直线,由,得,直线AB的斜率,直线AP的斜率,则,即,有,得,,于是得点,,,所以为定值.1.(2023·全国·高考真题)已知椭圆的离心率是,点在上.(1)求的方程;(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:线段的中点为定点.【答案】(1)(2)证明见详解【难度】0.4【知识点】根据离心率求椭圆的标准方程、椭圆中的定值问题【分析】(1)根据题意列式求解,进而可得结果;(2)设直线的方程,进而可求点的坐标,结合韦达定理验证为定值即可.【详解】(1)由题意可得,解得,所以椭圆方程为.(2)由题意可知:直线的斜率存在,设,联立方程,消去y得:,则,解得,可得,因为,则直线,令,解得,即,同理可得,则,所以线段的中点是定点.【点睛】方法点睛:求解定值问题的三个步骤(1)由特例得出一个值,此值一般就是定值;(2)证明定值,有时可直接证明定值,有时将问题转化为代数式,可证明该代数式与参数(某些变量)无关;也可令系数等于零,得出定值;(3)得出结论.2.(2023·全国·高考真题)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.【答案】(1)(2)证明见解析.【难度】0.4【知识点】直线的点斜式方程及辨析、根据a、b、c求双曲线的标准方程、双曲线中的动点在定直线上问题【分析】(1)由题意求得的值即可确定双曲线方程;(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线与的方程,联立直线方程,消去,结合韦达定理计算可得,即交点的横坐标为定值,据此可证得点在定直线上.【详解】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,则由可得,,双曲线方程为.(2)由(1)可得,设,显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,与联立可得,且,则,直线的方程为,直线的方程为,联立直线与直线的方程可得:,由可得,即,据此可得点在定直线上运动.【点睛】关键点点睛:求双曲线方程的定直线问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中根据设而不求的思想,利用韦达定理得到根与系数的关系可以简化运算,是解题的关键. 3.(2024·全国·高考真题)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:对任意正整数,.【答案】(1),(2)证明见解析(3)证明见解析。
高中数学:圆锥曲线中的定点定值问题
高中数学:圆锥曲线中的定点定值问题
定点定值方法归纳
一、研究定点、定值问题的基本思路
解析几何中的定点、定值及探索性问题主要以解答题形式考查,一般以椭圆或抛物线为背景,试题难度较大.解决问题时注意代数方程是解决定点定值问题的桥梁。
二、定点问题基本有一下两种思考方式
(1)引进参数法:引进动点坐标或者动线中的系数作为参数,表示变化量,再通过条件,构造变化量对应的方程,研究变化量方程的关系(特别是变化量任意改变对应方程恒成立问题),找到定点。
(2)探索法:根据动点或动线的一些特殊情况,先探索出定点,再证明该定点与变量无关。
三、解决定值问题也有如下类似的思考方式
(1)引进参数法:引进参数作为变化量,最后利用代数式说明所求定值的代数式与参数无关。
(2)探索法:用特殊情况探索出定值,最后再利用代数式证明定值。
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例题精选
参考答案
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1_2_圆锥曲线定点定值问题之定比点差法
1_2_圆锥曲线定点定值问题之定比点差法一、圆锥曲线定点定值问题圆锥曲线定点定值问题是数学中的一个重要分支,它是求解由圆锥曲线上的点来确定曲线的定值问题。
这类问题常用于统计图形、机械工程、测绘学、几何拓扑等领域的应用。
圆锥曲线定点定值问题一般包括以下四个方面:1. 求取圆锥曲线的函数形式:即给定圆锥曲线的一些特征点(如圆心、焦点或直线),求出该曲线的函数表达式;2. 求取满足定点定值条件的曲线:即给定一组点,求出在这组点上取得指定值的曲线;3. 求取满足定值定点条件的曲线:即给定一组值,求出能使这组值在指定点上取得的曲线;4. 求取满足定点定值定切线条件的曲线:即给定曲线上的一组点及其对应的切线方向,求出在这些点上取得指定的值的曲线。
二、定比点差法方法,它基于圆锥曲线的定义,将曲线上的每两点之间的比率作为关键参数,从而构造出满足定值定点条件的曲线。
定比点差法的基本思想是:给定圆锥曲线上的N个点,根据定义求出每两点之间的比率,即点A(x1,y1)和点B(x2,y2)之间的比率为R=y1/y2,将R作为新的曲线的参数。
令新曲线的关于x的函数为f(x),则f(x1)=y1,f(x2)=y2,有f(x1)/f(x2)=R,即f(x2)=[f(x1)]/R,再令f(x3)=y3,则f(x3)=[f(x2)]/R,一般情况下,新曲线的函数可表示为:f(xn)=[f(xn-1)]/R其中n=2,3,…,N,即可求解出新曲线的函数f(x),此函数满足圆锥曲线定点定值问题的要求,即给定N个点的坐标,求出在这N个点上取得指定的值的曲线的函数。
定比点差法的主要优点是,它可以快速求解满足定点定值条件的曲线,并且不需要太多的计算量。
但是,该方法有一定的局限性,即只能用于求解给定点的曲线,无法求解给定值的曲线。
种优秀方法,由于其简单易行,使用比较广泛,是一个值得研究的重要问题。
圆锥曲线中的定点与定值问题
1
2
+ 2 = 1,
2
4
2
2
2 = 3,
ቊ 2
故椭圆 E 的方程为 + =1.
3
4
= 4,
法二:设椭圆 E 的方程为 mx 2+ ny 2=1( m >0, n >0且 m ≠ n ).由题意可
1
4 = 1,
= ,
2
2
4
得൝9
解得൞
故椭圆 E 的方程为 + =1.
1
3
4
若直线 MN 与 x 轴不垂直,
设直线 MN 的方程为 y = kx + m ,代入
得(1+2 k 2 ) x 2 +4 kmx +2 m 2 -6=0.
于是 x 1 + x 2 =-
4
1+2 2
, x 1 x 2=
2 2 −6
1+2 2
2
6
+
2
3
=1,
.①
由 AM ⊥ AN ,得 · =0,
M ( x 1, y 1), N ( x 2, y 2).
+ 2 = ( − 1),
联立ቐ 2 2
得(3 k 2+4) x 2-6 k (2+ k ) x +3 k ( k +4)=0,
+ = 1,
3
4
6(2+)
3(+4)
−8(2+)
则 x1+ x 2= 2 , x 1 x 2= 2 , y 1+ y 2= 2 , y 1 y 2=
,由 = ,
− 6 + 3 − 1 = − (− 6 + 3),
= −
2 6
,
3
则 H −2 6 +
圆锥曲线中的定点、定值问题讲义-2023届高三数学二轮专题复习
专题复习:圆锥曲线中的定点、定值问题一、方法指导圆锥曲线是高考数学中的重点和难点,其中定点问题更是难点中的难点。
通过对近几年高考数学试卷的分析,可以发现圆锥曲线定点问题一直是高频考点,且题目难度较大,对学生的数学思维和解题能力要求较高。
因此,在高三二轮复习中,学生需要加强对圆锥曲线定点问题的复习,掌握其解题方法和技巧。
二、知识梳理圆锥曲线的定义和性质直线与圆锥曲线的位置关系圆锥曲线的定点问题及其解法三、方法总结直接法:通过联立直线和圆锥曲线的方程,消元后得到一元二次方程,再利用根与系数的关系进行求解。
这种方法适用于直线过定点但不与x轴平行的情况。
参数法:引入参数来表示直线的斜率或截距,再通过参数的取值范围来确定定点。
这种方法适用于直线过定点且与x轴平行或重合的情况。
反证法:假设定点不是坐标原点,则过该定点的直线与圆锥曲线有两个交点。
根据韦达定理,这两个交点的横坐标之和等于两倍的定点横坐标,这与题意矛盾。
因此,定点必须是坐标原点。
这种方法适用于直线过定点且与x轴垂直的情况。
由特殊到一般法如果要解决的问题是一个定值(定点)问题,而题设条件又没有给出这个定值(定点),那么我们可以这样思考:由于这个定值(定点)对符合要求的一些特殊情况必然成立,那么我们根据特殊情况先找到这个定值(定点),明确了解决问题的目标,然后进行一般情况下的推理证明.3.利用推论解题推论1过圆锥曲线上的任意一点P(x0,y0)作互相垂直的直线交圆锥曲线于点A,B,则直线AB必过一定点(等轴双曲线除外).推论2过圆锥曲线的准线上任意一点P作圆锥曲线上的两条切线,切点分别为点A,B,则直线AB必过焦点.推论3过圆锥曲线外一点P作圆锥曲线上的两条切线,切点分别为点A,B,则直线AB已知且必过定点.推论4过圆锥曲线上的任意一点P(x0,y0)作斜率和为0的两条直线交圆锥曲线于A,B两点,则k AB为定值.推论5设点A,B是椭圆x 2a2+y2b2=1(a>b>0)上关于原点对称的两点,点P是该椭圆上不同于A,B两点的任意一点,直线PA,PB的斜率分别是k1,k2,则k1·k2=-b 2a2推论6过圆锥曲线的焦点F的直线(斜率存在)交圆锥曲线于P,Q两点,PQ的中垂线交x轴于点M,则MFPQ=e2,e为圆锥曲线的离心率.推论7过圆锥曲线的焦点F的直线交圆锥曲线于A,B两点,过点A,B分别作较近准线l 的垂线AA1,BB1,垂足分别为点A1,B1,设准线l与焦点所在轴交于点P,M为PF中点,则(1)AA1与BB1过点M;(2)A1F+B1F为定值.一、动直线过定点1、齐次式:例1、椭圆C :x 24+y 2=1,C (0,1),设直线l 不过点P ,且与C 交于A 、B 两点,若k PA +k PB =−1,证明:直线l 过定点.2、参数法:例2、(2021·湖北襄阳市高三期末)已知A ,B 分别为椭圆()222:11x C y a a+=>的左、右顶点,P 为C 的上顶点,8AP PB ⋅=. (1)求椭圆C 的方程;(2)过点()6,0作关于x 轴对称的两条不同直线1l ,2l 分别交椭圆于()11,M x y 与()22,N x y ,且12x x ≠,证明:直线MN 过定点,并求出该定点坐标.3、特殊到一般例2、(2022·全国·统考高考真题)已知椭圆E 的中心为坐标原点,对称轴为x 轴、y 轴,且过()30,2,,12A B ⎛--⎫⎪⎝⎭两点.(1)求E 的方程;(2)设过点()1,2P -的直线交E 于M ,N 两点,过M 且平行于x 轴的直线与线段AB 交于点T ,点H 满足MT TH =.证明:直线HN 过定点.4、待定系数法例3、椭圆C :22143x y +=左右顶点分别为A 、B ,k ≠0的直线与C 交于M 、N 两点,K BM =2K AN ,证明:直线过定点,并求出该定点.解:A (−2,0) B (2,0)设直线:y =kx +b (k ≠0) M (x 1,y 1) N (x 2,y 2) 直线与曲线联立得:(3+4k 2)x 2+8kbx +4b 2−120 则x 1x 2=4b 2−123+4k 2x 1+x 2=−8kb3+4k 2K BM =2K AN 所以y 1x1−2= 2y 2x 2−2x 2y 1+2y 1=2x 1y 2−4y 2即k x 1x 2−(4k +b )x 2+2(b −k )x 1−6b =0代入得:−12b 2k −8k 2b −12k −18b −(6k +8k 3+9b +12k 2b )x 2=0待定系数有:{−12b 2k −8k 2b −12k −18b =06k +8k 3+9b +12k 2b =0得(2k −b )(2k +3b ) =0若b =2k ,则过定点(−2,0),不成立; 若−3b =2k ,则过定点(23,0),成立.5、y 1−y 2或x 1−x 2型例4、已知双曲线C :x 23−y 2=1,过(3,0)的直线l 交C 于P 、Q 两点,过P 作直线x =1的垂线,垂足为A ,证明:AQ 过定点解:当l 斜率不存在时P (3,√2) Q (3,−√2) 或P (3,−√2) Q (3,√2)过P 作x =1垂线:A (1,√2)或A(1,−√2)此时AQ :y =√2x −2√2或y = −√2x +2√2 过定点(2,0) 当l 斜率存在时 l :y =k (x −3) P (x 1,y 1) Q (x 2,y 2) 与双曲线联立得:(1−3k 2)x 2+18k 2x −27k 2−3=0 有x 1x 2=−27k 2−31−3k 2x 1+x 2=−18k 21−3k 2AQ :y =y 1+y 2x 2−1x −x 2(y 2−y 1)x 2−1+y 2令y =0 x =y 2−x 2y 1y 2−y 1= −kx 1x 2+4kx 2−3k2−x 1)=−x 1x 2+4x 2−3x 2−x 1= 27k 2=31−3k 2−3+4x 2−(x 1+x 2−2x 2)= 36k 21−3k 2+4x 218k 21−3k 2+2x 2=2过定点(2,0)二、动点在定直线上的问题例3、(2021·山东威海市高三期末)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为1,,2A B 分别是它的左、右顶点,F 是它的右焦点,过点F 作直线与C 交于,P Q (异于,A B )两点,当PQ x ⊥轴时,APQ ∆的面积为92.(1)求C 的标准方程;(2)设直线AP 与直线BQ 交于点M ,求证:点M 在定直线上.解:(1)由题意知12c a =,所以2a c =,又222a b c =+, 所以3b c =当PQ x ⊥轴时,APQ 的面积为92, 所以()212922b ac a +⋅=解得21,c =所以224,3a b ==,所以椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)由(1)知()1,0F ,设直线PQ 的方程为1x my =+,与椭圆22143x y +=联立,得()2234690m y my ++-=.显然0∆>恒成立. 设1122(,),(,)P x y Q x y , 所以有12122269,3434m y y y y m m +=-=-++ ()* 直线AP 的方程为()112+2y y x x =+,直线BO 的方程为()2222y y x x =--, 联立两方程可得,所以()()121222+22y y x x x x +=-- ()()121212212121213232221my y x y my y y x x y x y my my y y ++++=⋅==---- 由()*式可得()121232y y y y m=+, 代入上式可得()()1212121221339222233322232y y y y x y y x y y y y +++==-+-=++, 解得4,x = 故点M 在定直线4x =上.三、其他曲线过定点例4、(2021·湖北武汉市高三月考)设P 是椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>上异于长轴顶点A 1,A 2的任意一点,过P 作C 的切线与分别过A 1,A 2的切线交于B 1,B 2两点,已知|A 1A 2|=4,椭圆C 的离心率为12. (1)求椭圆C 的方程;(2)以B 1B 2为直径的圆是否过x 轴上的定点?如果过定点,请予以证明,并求出定点;如果不过定点,说明理由.解:(1)由题可知122412A A a c e a ⎧==⎪⎨==⎪⎩,解得2,1a c ==,由222a b c =+得23b =, 椭圆C 的方程为22143x y +=.(2)设00(,)P x y ,由于P 是异于长轴顶点12,A A 的任意一点,故切线斜率存在.设过P 的椭圆的切线为y kx b =+,联立方程22143y kx bx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得222(34)84120k x kbx b +++-=,222(8)4(34)(412)0kb k b ∆=-+-=,得2234b k =+,由002200143y kx bx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 所以()220034y kx k -=+,则()22200004230x k y x k y --+-=,即222000016290y k y x k x ++=所以()200430y k x +=,则034x k y =-解得过P 点的切线方程为()000034x y y x x y -=--,即000334x x y y y =-+ 由于分别过12,A A 的切线分别为2,2x x =-=, 解得12,B B 的坐标为0012006363(2,),(2,)22x x B B y y +--.在x 轴上取点(),0M t ,则010632,2x MB t y ⎛⎫+=-- ⎪⎝⎭,020632,2x MB t y ⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭, 所以2220122369414x MB MB t t y -⋅=-+=-. 当1t =±时,120MB MB ⋅=.所以,以12B B 为直径的圆过x 轴上的定点为12(1,0),(1,0)F F -.二、例题讲解例1A ,B 是抛物线y 2=2px (p >0)上的两点,且OA ⊥OB (O 为坐标原点),求证: (1)A ,B 两点的横坐标之积,纵坐标之积分别都是定值; (2)直线AB 经过一定点.例2如图,直线y =12x 与抛物线y =18x 2-4交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线与直线y =-5交于Q 点. (1)求点Q 的坐标;(2)当P 为抛物线上位于线段AB 下方(含A ,B )的动点时,求△OPQ 面积的最大值.例3如图,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)是抛物线y 2=2px (p >0)上的相异两点,Q ,P 到y 轴的距离的积为4,且OP →·OQ →=0. (1)求该抛物线的标准方程;(2)过Q 的直线与抛物线的另一交点为R ,与x 轴的交点为T ,且Q 为线段RT 的中点,试求弦PR 长度的最小值.三、课时练习1.已知λ∈R ,则不论λ取何值,曲线C :λx 2-x -λy +1=0恒过定点( ) A .(0,1) B .(-1,1) C .(1,0) D .(1,1)2.若AB 是过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中心的一条弦,M 是椭圆上任意一点,且AM 、BM 与两坐标轴均不平行,k AM 、k BM 分别表示直线AM 、BM 的斜率,则k AM ·k BM =( )A .-c 2a 2B .-b 2a 2C .-c 2b 2D .-a 2b23.直线y =kx -1与椭圆x 24+y 2a=1相切,则k ,a 的取值范围分别是( )A .a ∈(0,1),k ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12B .a ∈(0,1],k ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12 C .a ∈(0,1),k ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 D .a ∈(0,1],k ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,12 4.已知点P 是抛物线y 2=4x 上的点,设点P 到抛物线的准线的距离为d 1,到圆(x +3)2+(y-3)2=1上一动点Q 的距离为d 2,则d 1+d 2的最小值是( ) A .3 B .4 C .5 D .32+15.抛物线y 2=12x 与直线3x -y +5=0的最近距离为______.6.已知动点P (x ,y )在椭圆x 225+y 216=1上,若A 点坐标为(3,0),|AM →|=1,且PM →·AM →=0,则|PM →|的最小值是____.7.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,左顶点为A ,若|F 1F 2|=2,椭圆的离心率为e =12.(1)求椭圆的标准方程;(2)若P 是椭圆上的任意一点,求PF 1→·PA →的取值范围;(3)直线l :y =kx +m 与椭圆相交于不同的两点M ,N (均不是长轴的顶点),AH ⊥MN ,垂足为H ,且AH →2=MH →·HN →,求证:直线l 恒过定点.。
