高中数学 圆锥曲线综合 板块五 定比分点问题完整讲义(学生版)
圆锥曲线中的定点、定值问题课件-2025届高三数学一轮复习

有lMN:x=2+1=3,也过定点(3,0), 故直线MN过定点,且该定点为(3,0).
(2)设G为直线AE与直线BD的交点,求△GMN面积的最小值.
解:由A(x1,y1),B(x2,y2),E(x3,y3),D(x4,y4), 则 lAE:y=yx33- -yx11(x-x1)+y1,由 y21=4x1,y22=4x2, 故 y=yy4323--yy4121x-y421+y1=y3+4xy1-y3+y21 y1+y1=y3+4xy1+y3y+1y3y1, 同理可得 lBD:y=y4+4xy2+y4y+2y4y2,
(2)过点(-2,3)的直线交C于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴的交点分别为M, N,证明:线段MN的中点为定点.
解:证明:由题意可知:直线PQ的斜率存在, 设PQ:y=k(x+2)+3, P(x1,y1),Q(x2,y2), 联立方程
y=k(x+2)+3, y92+x42=1, 消去y得(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16(k2+3k)=0, 则Δ=64k2(2k+3)2-64(4k2+9)(k2+3k)=-1 728k>0,解得k<0,
[kx1+(2k+3)](x2+2)+[kx2+(2k+3)](x1+2) (x1+2)(x2+2)
=2kx1x2+x(14xk2++32)((xx11++xx22))++44(2k+3)
=32k4(kk22++19364k(kk)-22++893kk(4)-k4+1k263+4k)k((2292+kk++933))++44(2k+3)=13068=3, 所以线段MN的中点是定点(0,3).
综合①②知,|MN|=4 3,为定值.
规律方法
由特殊到一般法求定值问题的两个常用技巧
2025年新人教版高考数学一轮复习讲义 第八章 §8.13 圆锥曲线中定点与定值问题

第八章
§8.13 圆锥曲线中定点与定值问题
题型一 定点问题
例 1 (2023·全国乙卷)已知椭圆 C:ay22+bx22=1(a>b>0)的离心率是 35, 点 A(-2,0)在 C 上. (1)求C的方程;
b=2, 由题意可得a2=b2+c2,
e=ac= 35,
思维升华
求解直线或曲线过定点问题的基本思路 (1)把直线或曲线方程中的变量x,y当作常数看待,把方程一端化为零, 既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数 就要全部等于零,这样就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解 所确定的点就是直线或曲线所过的定点. (2)由直线方程确定其过定点时,若得到了直线方程的点斜式y-y0=k(x- x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了直线方程的斜截式y=kx+m,则 直线必过定点(0,m).
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y=kx+m, 联立x32-y62=1, 得(2-k2)x2-2kmx-m2-6=0, 2-k2≠0, Δ=2km2+42-k2m2+6>0, 所以 x1+x2=22-kmk2,x1x2=-m2-2+k62 , 因为 kAF+kBF=0,所以x1y-1 3+x2y-2 3=0,
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所以kxx11-+3m+kxx22-+3m=0, 所以(kx1+m)(x2-3)+(kx2+m)(x1-3)=0, 整理得2kx1x2+(m-3k)(x1+x2)-6m=0. 所以-2k·m2-2+k62 +(m-3k)·22-kmk2-6m=0, 化简得k+m=0,即m=-k, 所以直线l的方程为y=kx-k=k(x-1),恒过点(1,0),所以直线l过 定点.
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因为双曲线 C:ax22-by22=1(a>0,b>0)的渐近线为 y=±bax, 又因为双曲线 C 的右焦点 F(c,0)到其渐近线的距离为 6, 所以 ab2+c b2=b= 6, 又 e=ac= 3,a2+b2=c2,联立解得 a= 3, 所以双曲线 C 的方程为x32-y62=1.
第五节-圆锥曲线的综合问题课件

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5.(2017无锡普通高中高三调研)已知双曲线C: - =1(a>0,b>0)与椭圆 + =1的焦点重合,离心率互为倒数,设F1 ,F2 分别为双曲线C的左,右焦
点,P为右支上任意一点,则 的最小值为
.
答案 8
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解析 椭圆 + =1的焦点为(±2,0),离心率为 ,则a2+b2=c2=4,c=2,则 = =2,a=1,b= ,又点P在双曲线的右支上,所以|PF1 |-|PF2 |=2,且|PF2 |≥c-a
为 ,且过点P(2,- 1).
(1)求椭圆C的方程; (2)设点Q在椭圆C上,且PQ与x轴平行,过P点作两 条直线分别交椭圆C于两点A(x1 ,y1),B(x2 ,y2),若直线 PQ平分∠APB,求证:直线AB的斜率是定值,并求出 这个定值.
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解析 (1)因为椭圆C的离心率为 = ,所以
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2.最值问题
圆锥曲线中的最值问题是高中数学的重要内容,试题把代数、三角和几 何等有机结合起来,从而使问题具有高度的综合性和灵活性.常用的方 法有:(1)利用定义求解;(2)构造基本不等式求解;(3)利用数形结合求解; (4)构造函数求解.
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3.范围问题
求解析几何中的有关范围问题往往通过类比、联想、转化、合理地构 造函数,然后去分析、研究问题,转化问题和解决问题. 对于圆锥曲线上 的一些动点,在变化过程中会引入一些相互联系、相互制约的量,从而 使一些线段的长度与a,b,c,e之间构成函数关系,处理这类问题时常常用 到函数思想.
分别为F1 ,F2 ,A,B为椭圆上关于原点对称的两点,椭圆C的离心率为e.
2022年(新高考)数学解答题满分突破专题1.11圆锥曲线-定点、定值、定直线问题(学生版+解析版)

专题1.11 圆锥曲线-定点、定值、定直线问题(1)定点、定值问题多以直线与圆锥曲线为背景,常与函数与方程、向量等知识交汇,形成了过定点、定值等问题的证明.解决此类问题的关键是引进参变量表示所求问题,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.可以先研究一下特殊情况,找出定点或定值,再视具体情况进行研究.同时,也要掌握巧妙利用特殊值解决相关的定点、定值问题,如将过焦点的弦特殊化,变成垂直于对称轴的弦来研究等.(2)定点问题解决步骤:①设直线代入二次曲线方程,整理成一元二次方程;②根与系数关系列出两根和及两根积;③写出定点满足的关系,整体代入两根和及两根积;④整理③所得表达式探求其恒成立的条件.(3)探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:①从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;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.(4)存在型定值问题的求解,解答的一般思路如下:①确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示;②将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.(5)求定线问题常见的方法有两种:①从特殊入手,求出定直线,再证明这条线与变量无关.②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定直线.1.设椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>,O为原点,点(4,0)A是x轴上一定点,已知椭圆的长轴长等于||OA (1)求椭圆的方程;(2)直线:l y kx t =+与椭圆C 交于两个不同点M ,N ,已知M 关于y 轴的对称点为M ',N 关于原点O 的对称点为N ',若点,,A M N ''三点共线,求证:直线l 经过定点.2.已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为()222210x y a b a b+=>>,则椭圆在其上一点()'',A x y 处的切线方程为''221x y x ya b+=,试运用该性质解决以下问题:在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的离心率为2,且经过点1,2A ⎛ ⎝⎭. (1)求椭圆C 的方程;(2)设F 为椭圆C 的右焦点,直线l 与椭圆C 相切于点P (点P 在第一象限),过原点O 作直线l 的平行线与直线PF 相交于点Q ,问:线段PQ 的长是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由.3.已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>1,P ⎛- ⎝⎭. (1)求椭圆C 的方程;(2)若直线2y x m =-+(0m ≠且 m ≠交椭圆C 于A ,B 两点,记直线PA ,PB 的斜率分别为1k ,2k ,探究:12k k 是否为定值,若是,求出该值;若不是,请说明理由.4.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为4,且经过点(2,3)P .(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆C 上存在两点M ,N ,使得PM 的斜率与PN 的斜率之和为1-,直线MN 是否过定点?若是,求出定点的坐标;若不是,说明理由.5.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上、下顶点分别为,,A B P 为直线2y =上的动点,当点P 位于点()1,2时,ABP ∆的面积1ABP S ∆=,椭圆C 上任意一点到椭圆的左焦点1F 的1. (1)求椭圆C 的方程;(2)连接,PA PB ,直线,PA PB 分别交椭圆于,M N (异于点,A B )两点,证明:直线MN 过定点.6C :()222210x y a b a b +=>>的一个顶点恰好是抛物线24x y=的焦点,过点M (4,0)且斜率为k 的直线交椭圆C 于A ,B 两点. (1)求椭圆C 的方程; (2)求k 的取值范围;(3)若k ≠0,A 和P 关于x 轴对称,直线BP 交x 轴于N ,求证:|ON |为定值.7.椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的左右焦点分别为()12,0F -、()22,0F ,且椭圆过点(A .(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过原点O 作两条相互垂直的直线1l 、2l ,1l 与椭圆交于M ,N 两点,2l 与椭圆交于P ,Q 两点,求证:四边形MQNP 的内切圆半径r 为定值.8.在平面直角坐标系中,已知椭圆22:13x C y +=.如图所示,斜率为()0k k >且过点()1,0-的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE 交椭圆C 于点G ,交直线3x =-于点()3,D m -.(1)求证:1mk ;(2)若F 在射线OE 上,且2OG OE OF =⋅,求证:点F 在定直线上.9.已知椭圆()22122:10x y C a b a b+=>>的离心率为13,1,22P ⎛⎫ ⎪⎝⎭为椭圆上一点,,A B 为椭圆上不同两点,O 为坐标原点, (1)求椭圆C 的方程;(2)线段AB 的中点为M ,当AOB 面积取最大值时,是否存在两定点,G H ,使GM HM +为定值?若存在,求出这个定值;若不存在,请说明理由.10.已知点()0,1A -,()0,1B ,动点P 满足PB AB PA BA =⋅.记点P 的轨迹为曲线C . (1)求C 的方程;(2)设D 为直线2y =-上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别是E ,F .证明:直线EF 过定点.11.如图,在平面直角坐标系xOy 中,过原点的直线()11:0l y k xk =>交抛物线2:2C yx=于点P (异于原点O ),抛物线C 上点P 处的切线交y 轴于点M ,设线段OP 的中点为N ,连结线段MN 交C 于点T .(1)求||||TM MN 的值;(2)过点P 作圆22:(1)1O x y '-+=的切线交C 于另一点Q ,设直线OQ 的斜率为2k ,证明:12k k -为定值.12.已知动点P 到点(0)的距离与到直线x = (1)求动点P 的轨迹C 的标准方程;(2)过点(4,0)A -的直线l 交C 于M ,N 两点,已知点(2,1)B --,直线BM ,BN 分别交x 轴于点E ,F .试问在x 轴上是否存在一点G ,使得0BE GF GE BF ⋅+⋅=?若存在,求出点G 的坐标;若不存在,请说明理由.13.椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率12e =,1,24P ⎛ ⎝⎭在C 上.(2),E F 设为短轴端点,过()0M ,1作直线l 交椭圆C 于A B 、两点(异于,E F ),直线AE BF 、交于点T .求证:点T 恒在一定直线上.14.已知直线l 与圆22:8O x y +=相切,动点P 到1(2,0)F -与2(2,0)F 两点距离之和等于1F ,2F 两点到直线l 的距离之和.(1)设动点P 的轨迹为C ,求轨迹C 的方程;(2)对于椭圆22221x y a b+=,上一点()00,A x y ,以A 为切点的切线方程为00221xx yy a b +=.设G 为4x =上任意一点,过点G 作轨迹C 的两条切线GM ,GN ,M ,N 为切点.①求证直线MN 过定点; ②求1F MN △面积的最大值.15.已知圆22:5O x y +=,椭圆2222:1(0)x y a b a bΓ+=>>的左右焦点为12,F F ,过1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆和圆所截得弦长分别为1和(2)如图P 为圆上任意一点,过P 分别作椭圆两条切线切椭圆于A ,B 两点. (ⅰ)若直线PA 的斜率为2,求直线PB 的斜率; (ⅰ)作PQ AB ⊥于点Q ,求证:12QF QF +是定值.16.如图,抛物线2:2E y px =的焦点为,F 四边形DFMN 为正方形,点M 在抛物线E 上,过焦点F 的直线l 交抛物线E 于,A B 两点,交直线ND 于点C .(1)若B 为线段AC 的中点,求直线l 的斜率;(2)若正方形DFMN 的边长为1,直线MA ,MB ,MC 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,则是否存在实数λ,使得123k k k λ+=?若存在,求出λ;若不存在,请说明理由.17.已知等轴双曲线C :22221x y a b-=(a >0,b >0)经过点,12).(1)求双曲线C 的标准方程; (2)已知点B (0,1).①过原点且斜率为k 的直线与双曲线C 交于E ,F 两点,求∠EBF 最小时k 的值; ②点A 是C 上一定点,过点B 的动直线与双曲线C 交于P ,Q 两点,AP AQ k k +为定值λ,求点A 的坐标及实数λ的值.18.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>,且过点()0,1.如图所示,斜率为()0k k >且过点()1,0-的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE 交椭圆C 于点G ,若F 在射线OE 上,且2OG OE OF =⋅.(1)求椭圆C 的标准方程; (2)求证:点F 在定直线上.19.已知椭圆22122:1(0)x y C a b a b+=>>经过点31,2M ⎛⎫ ⎪⎝⎭,且其右焦点与抛物线22:4C y x=的焦点F 重合,过点F 且与坐标轴不垂直的直线与椭圆交于P ,Q 两点. (1)求椭圆1C 的方程;(2)设O 为坐标原点,线段OF 上是否存在点(,0)N n ,使得QP NP PQ NQ =?若存在,求出n 的取值范围;若不存在,说明理由;(3)过点0(4,0)P 且不垂直于x 轴的直线与椭圆交于A ,B 两点,点B 关于x 轴的对称点为E ,试证明:直线AE 过定点.20.已知椭圆222:1(1)x C y a a+=>,离心率e .直线:1l x my =+与x 轴交于点A ,与椭圆C 相交于,E F 两点.自点,E F 分别向直线3x =作垂线,垂足分别为11,E F . (1)求椭圆C 的方程及焦点坐标;(2)记1AEE ,11AE F ,1AFF 的面积分别为1S ,2S ,3S ,试证明1322S S S 为定值.专题1.11 圆锥曲线-定点、定值、定直线问题(1)定点、定值问题多以直线与圆锥曲线为背景,常与函数与方程、向量等知识交汇,形成了过定点、定值等问题的证明.解决此类问题的关键是引进参变量表示所求问题,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.可以先研究一下特殊情况,找出定点或定值,再视具体情况进行研究.同时,也要掌握巧妙利用特殊值解决相关的定点、定值问题,如将过焦点的弦特殊化,变成垂直于对称轴的弦来研究等.(2)定点问题解决步骤:①设直线代入二次曲线方程,整理成一元二次方程;②根与系数关系列出两根和及两根积;③写出定点满足的关系,整体代入两根和及两根积;④整理③所得表达式探求其恒成立的条件.(3)探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:①从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;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.(4)存在型定值问题的求解,解答的一般思路如下:①确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示;②将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.(5)求定线问题常见的方法有两种:①从特殊入手,求出定直线,再证明这条线与变量无关.②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定直线.1.设椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=>>,O为原点,点(4,0)A是x轴上一定点,已知椭圆的长轴长等于||OA (1)求椭圆的方程;(2)直线:l y kx t =+与椭圆C 交于两个不同点M ,N ,已知M 关于y 轴的对称点为M ',N 关于原点O 的对称点为N ',若点,,A M N ''三点共线,求证:直线l 经过定点. 【试题来源】山西省晋中市2021届高三下学期二模【答案】(1)2214x y +=;(2)证明见解析. 【分析】(1)由条件可知24a =,再根据离心率求c ,最后代入222b a c =-,求椭圆方程;(2)直线与椭圆方程联立,得到根与系数的关系,由,,A M N 三点共线可知AM AN k k =,坐标表示斜率后,代入根与系数的关系化简,求直线所过的定点. 【解析】(1)由题意得,2,a c ==2221b a c =-=.所以椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)证明:设()()1122,,,M x y N x y ,则()()1122,,,M x y N x y ''---,直线:MN y kx t =+,与椭圆方程联立22,1,4y kx t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 得()222148440k x ktx t +++-=,则2121222844,1414kt t x x x x k k-+=-=++, 1212,44AM AN y y k k x x ''==--+.因为点,,A M N ''三点共线,所以AM AN k k ''=,即121244y y x x =--+,所以()()()()12211212124404444y x y x y y x x x x ++++==++++, 即()()()()1221440kx t x kx t x +++++=, 整理得()12122(4)80kx x t k x x t ++++=.①由2121222844,1414kt t x x x x k k -+=-=++,代入①()22244824801414t kt k t k t k k -⋅-+⋅+=++ 整理得t k =, 所以直线l 的方程为()1y kx k k x =+=+,即直线l 恒过定点(1,0)-.2.已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为()222210x y a b a b+=>>,则椭圆在其上一点()'',A x y 处的切线方程为''221x y x ya b+=,试运用该性质解决以下问题:在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的离心率为2,且经过点1,2A ⎛ ⎝⎭. (1)求椭圆C 的方程;(2)设F 为椭圆C 的右焦点,直线l 与椭圆C 相切于点P (点P 在第一象限),过原点O 作直线l 的平行线与直线PF 相交于点Q ,问:线段PQ 的长是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由.【试题来源】广东省中山市2021届高三上学期期末【答案】(1)2212x y +=;(2.【分析】(1)根据椭圆离心率为2,以及椭圆经过点1,2A ⎛ ⎝⎭,结合椭圆的性质列方程求解即可;(2)设()00,P x y ,题意可知,切线l 的方程为0022x x y y +=,过原点O 且与l 平行的直线'l 的方程为0020x x y y +=,求出Q 的坐标,表示出PQ 的长,再化简即可得结论.【解析】(1)由题意知2222221112c aa b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩1a b ⎧=⎪⇒⎨=⎪⎩,所以椭圆C 的方程为2212x y +=.(2)设()00,P x y ,题意可知,切线l 的方程为0022x x y y +=,过原点O 且与l 平行的直线'l 的方程为0020x x y y +=,椭圆C 的右焦点()1,0F , 所以直线PF 的方程为()00010y x x y y ---=,联立()000001020y x x y y x x y y ⎧---=⎨+=⎩,所以2000002,22y x y Q x x ⎛⎫- ⎪--⎝⎭,所以PQ =====为定值. 3.已知椭圆C :()222210x y a b ab +=>>1,P ⎛- ⎝⎭. (1)求椭圆C的方程; (2)若直线y m =+(0m ≠且 m ≠交椭圆C 于A ,B 两点,记直线PA ,PB 的斜率分别为1k ,2k ,探究:12k k 是否为定值,若是,求出该值;若不是,请说明理由. 【试题来源】1号卷A10联盟2021届高三开年考【答案】(1)2214x y +=;(2)是定值,定值为14.【解析】(1)由题意得222221314c aa b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩, 解得21a b =⎧⎨=⎩,所以椭圆C 的方程为2214xy +=.(2)联立2214y x m x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2210x m +-=,其中()22234140m m m ∆=--=-+>,解得22m -<<.又0m ≠且 m ≠2m -<<或0m <或02m <<.设()11,A x y ,()22,B x y,则12x x +=,2121x x m =-,所以121212222211x m x m k k x x -++-++⋅=⋅++()()212121212341x x m x x m x x x x ⎛+++ ⎝⎭⎝⎭=+++ ()22314222m m m ⎛--+++ =2114m m +==, 即12k k 是定值,且定值是14.4.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为4,且经过点(2,3)P .(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆C 上存在两点M ,N ,使得PM 的斜率与PN 的斜率之和为1-,直线MN 是否过定点?若是,求出定点的坐标;若不是,说明理由. 【试题来源】甘肃省2020-2021学年高三第一次高考诊断试卷【答案】(1)2211612x y +=;(2)直线MN 过定点(8,0). 【分析】(1)利用122a PF PF =+,代入点的坐标可得a ,再利用222b a c =-可得2b ,则椭圆方程可得;(2)当直线MN 的斜率存在时,设方程为y kx m =+,与椭圆联立,利用PM 的斜率与PN 的斜率之和为1-以及根与系数关系,可得,k m 的关系,代入直线方程可得定点;当直线MN 的斜率不存在时,可得,M N 坐标,发现矛盾,舍去.【解析】(1)由题意知,焦点为(20),故2a=+8=,4a∴=,故216a=,22212b a c=-=,所以椭圆C的方程为2211612x y+=;(2)当直线MN的斜率存在时,设方程为y kx m=+.代入椭圆方程消去y并整理,得()2223484480k x kmx m+++-=(*),设点()11,M x y,()22,N x y,则122834kmx xk+=-+,212244834mx xk-=+.①设直线PM的斜率与PN的斜率分别为1k,2k,根据11y kx m=+,22y kx m=+,则12121233122kx m kx mk kx x+-+-+=+=---,所以()1212(21)(25)k x x m k x x++--+1640m+-=,将①代入,整理化简得2216102430k km k m m+-+-=,即(23)(8)0k m k m+-+=,因为(2,3)P不在直线MN上,所以230k m+-≠,所以8m k=-,要使(*)方程判别式()()()22284344480km k m∆=-+->,即()()()222264434464480k k k∆=-+⨯->,得11,22k⎛⎫∈-⎪⎝⎭,于是MN的方程为11(8),,22y k x k⎛⎫=-∈-⎪⎝⎭,所以直线过定点(8,0).当直线MN的斜率不存在时,可得()11,M x y,()11,N x y-,则由11121133122y yk kx x---+=+=---,又221111612x y+=联立方程可得18x=,又144x-≤≤,矛盾,舍去.综上所述,直线MN过定点(8,0).【名师点睛】直线与椭圆联立问题:第一步:设直线方程:有的题设条件已知点,而斜率未知;有的题设条件已知斜率,点不定,都可由点斜式设出直线方程.第二步:联立方程:把所设直线方程与椭圆方程联立,消去一个元,得到一个一元二次方程. 第三步:求解判别式Δ:计算一元二次方程根的判别式Δ>0. 第四步:写出根之间的关系,由根与系数的关系可写出. 第五步:根据题设条件求解问题中的结论.5.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上、下顶点分别为,,A B P 为直线2y =上的动点,当点P 位于点()1,2时,ABP ∆的面积1ABP S ∆=,椭圆C 上任意一点到椭圆的左焦点1F 的1. (1)求椭圆C 的方程;(2)连接,PA PB ,直线,PA PB 分别交椭圆于,M N (异于点,A B )两点,证明:直线MN 过定点.【试题来源】2021年高考数学二轮复习热点题型精选精练【答案】(1)2212x y +=;(2)证明见解析.【分析】(1)由椭圆的上、下顶点,A B ,点P ()1,2,ABP ∆的面积1ABP S ∆=,求得b ,再由椭圆C 上任意一点到椭圆的左焦点1F 1,即1a c -=求解.(2)设(,2)P t ,由题意知直线P A ,PB 的斜率存在,设13:1,:1PA PB l y x l y x t t=+=-,分别与椭圆方程联立,求得M ,N 的坐标,写出直线M ,N 的方程求解.【解析】(1)因为椭圆的上、下顶点分别为,A B ,点P ()1,2,ABP ∆的面积1ABP S ∆=, 所以1212ABP S b ∆=⨯=,基底1b =,因为椭圆C 上任意一点到椭圆的左焦点1F 1, 设(), M x y 是椭圆上任意一点,(,0)F c -,则2222222()2c MF x c y x cx a a =++=++,对称轴2a x a c=-<-,所以在区间[,]x a a ∈-上递增,则x a =-时,min MF a c =-,即1a c -=,又222a b c =+,解得a =2212x y +=.(2)设(,2)P t ,由题意得,直线P A ,PB 的斜率存在,设13:1,:1PA PB l y x l y x t t =+=-,由221112y x t x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得22242,22t t M t t ⎛⎫-- ⎪++⎝⎭, 由223112y x tx y ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得2221218,1818t t N t t ⎛⎫- ⎪++⎝⎭, 所以:MNl 2222222221822418212422182t t t t t t y x t t t t t t ----⎛⎫++-=+ ⎪++⎝⎭+++, 化简得26182t y x t -=+,所以直线MN 过定点10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭. 6C :()222210x y a b a b +=>>的一个顶点恰好是抛物线24x y=的焦点,过点M (4,0)且斜率为k 的直线交椭圆C 于A ,B 两点. (1)求椭圆C 的方程; (2)求k 的取值范围;(3)若k ≠0,A 和P 关于x 轴对称,直线BP 交x 轴于N ,求证:|ON |为定值. 【试题来源】2021年高考数学二轮复习热点题型精选精练【答案】(1)2214x y +=;(2)⎛ ⎝⎭;(3)证明见解析. 【分析】(1)由题意c a =1b =,结合222a c b -=可得a ,从而得椭圆方程; (2)由直线方程与椭圆方程联立,消元后利用判别式0∆>可得k 的范围;(3)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P (x 1,-y 1),由根与系数关系得1212,x x x x +,写出直线BP 方程,求出N 点横坐标,代入1212,x x x x +代入可得.【解析】(1)设椭圆的半焦距为c ,则有1cb a ==,,又222a b c -=,可以求得24a =.于是,椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)过点M (4,0)且斜率为k 的直线的方程为y =k (x -4),由22(4),1,4y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得21()4k +x 2-8k 2x +16k 2-1=0, 因为直线与椭圆有两个交点,所以Δ=(-8k 2)2-421()4k +(16k 2-1)>0,k,所以k的取值范围是(.(3)证明 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P (x 1,-y 1),由题意知x 1≠x 2,y 1≠y 2,由(2)得x 1+x 2=22814k k +,x 1·x 2=2216114k k -+,直线BP 的方程为121x x x x --=121y y y y ++,令y =0,得N 点的横坐标为12121()y x x y y -++x 1,又y 1=k (x 1-4),y 2=k (x 2-4),故|ON |=121121()y x x x y y -++=121221y x x y y y ++=12121224()()8kx x k x x k x x k -++-=22222216182411448814k k k k k k kk kk -⋅-⋅++⋅-+=1.即|ON |为定值1.【名师点睛】本题考查求椭圆的标准方程,考查直线与椭圆相交,定值问题.解题方法是设而不求的思想方法:即设交点坐标为1122(,),(,)x y x y ,设直线方程为y kx m =+,直线方程与椭圆方程联立方程组消元后应用根与系数关系得1212,x x x x +,代入已知得参数关系,由直线方程得定点不,或代入计算所求定值的量,得定值.7.椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的左右焦点分别为()12,0F -、()22,0F ,且椭圆过点(A .(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过原点O 作两条相互垂直的直线1l 、2l ,1l 与椭圆交于M ,N 两点,2l 与椭圆交于P ,Q 两点,求证:四边形MQNP 的内切圆半径r 为定值.【试题来源】河南省非凡2020-2021学年高三(3月)调研考理数试卷【答案】(1)22184x y +=;(2)证明见解析. 【分析】(1)先利用椭圆的定义求得a ,再根据椭圆的左右焦点为()12,0F -、()22,0F 得到c 即可. (2)当1l 的斜率为±1时,四边形MQNP 为正方形,求得M N x x =即为内切圆半径;当1l 的斜率不等于±1时,设()11,Q x y ,()22,N x y ,直线QN 的方程为y kx t =+,代入椭圆方程,根据90NOQ ∠=︒,即12120x x y y +=,结合根与系数关系求得k ,t 的关系,再由原点到直线的距离求解.【解析】(1)因为椭圆的左右焦点分别为()12,0F -、()22,0F ,且椭圆过点(A ,所以122a AF AF =+=,所以a =又2c =,得2b =,所以椭圆的标准方程为22184x y +=.(2)如图所示:当1l 的斜率为±1时,四边形MQNP 为正方形,y x =与22184x y +=联立,解得M N x x ==因为NQ 垂直于x 轴,所以r =, 当1l 的斜率不等于±1时,设()11,Q x y ,()22,N x y ,直线QN 的方程为y kx t =+, 代入椭圆方程并整理得()222124280kxktx t +++-=,()()()2224421280kt k t ∆=-+->,即22840k t -+>,由根与系数关系得122412kt x x k +=-+,21222812t x x k-=+, 因为90NOQ ∠=︒,所以0ON OQ ⋅=,即 12120x x y y +=,即 ()()12120x x kx t kx t +++=, 所以()22222284101212t kt k kt t k k ⎛⎫-⎛⎫++-+= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭, 整理得()22381t k =+(*),适合22840k t -+>成立所以r ==,综上得3r =. 【名师点睛】本题第二问的关键是设直线NQ 的方程,将内切圆半径转化为原点到直线NQ 的距离求解.8.在平面直角坐标系中,已知椭圆22:13x C y +=.如图所示,斜率为()0k k >且过点()1,0-的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,线段AB 的中点为E ,射线OE 交椭圆C 于点G ,交直线3x =-于点()3,D m -.(1)求证:1mk ;(2)若F 在射线OE 上,且2OG OE OF =⋅,求证:点F 在定直线上. 【试题来源】湘豫名校联考2020-2021学年高三(3月) 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.【分析】(1)设直线l 的方程为()()10y k x k =+>,联立()22113y k x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩,根据E 为线段AB 的中点,表示E 的坐标,写出OE 所在直线方程,再由()3,D m -在直线上求解;(2)由OE直线的方程与椭圆C 的方程联立,解得G 的坐标,再由2OG OE OF =⋅得2G E F x x x =⋅求解.【解析】(1)设直线l 的方程为()()10y k x k =+>,()11,A x y ,()22,B x y ,联立()22113y k x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩得()2222316330k x k x k +++-=,由题意知0∆>恒成立, 由根与系数关系2122631k x x k +=-+,所以122231k y y k +=+,因为E 为线段AB 的中点,所以22331E k x k =-+,231E k y k =+,此时13E OE E y k x k ==-.所以OE 所在直线方程为13y x k=-, 又由题设知()3,D m -,令3x =-,得1m k =,即mk l =. (2)由(1)知OE 所在直线的方程为13y x k=-, 将其代入椭圆C 的方程,并由0k >,解得G ⎛⎫ ⎝, 又222131,33k k E k k ⎛⎫-+ ⎝+⎪⎭,由2OG OE OF =⋅得2GE F x x x =⋅,所以222313G F E x x k x ⎛⎫==--+,所以点F 在定直线3x =-上.【名师点睛】本题第二问关键是将2OG OE OF =⋅线段关系,转化为横坐标关系求解.9.已知椭圆()22122:10x y C a b a b+=>>的离心率为13,1,22P ⎛⎫ ⎪⎝⎭为椭圆上一点,,A B 为椭圆上不同两点,O 为坐标原点, (1)求椭圆C 的方程;(2)线段AB 的中点为M ,当AOB 面积取最大值时,是否存在两定点,G H ,使GM HM +为定值?若存在,求出这个定值;若不存在,请说明理由.【试题来源】吉林省长春市2021届高三质量监测(二)【答案】(1)22143x y +=;(2)存在;GM HM +=. 【分析】(1)由离心率公式以及将点31,2P ⎛⎫⎪⎝⎭代入方程,列出方程组,进而得出方程; (2)当直线AB 的斜率存在时,联立AB 直线与椭圆方程,利用根与系数关系以及弦长公式求出AOB S ,再由二次函数的性质得出M 的坐标,消去k ,得出点M 在椭圆221322x y +=上,结合定义得出平面内存在两点,G H使得GM HM +=,当直线AB 的斜率不存在时,设出,A B 坐标,由三角形面积公式以及正弦函数的性质求出M 的坐标,进而得出平面内存在两点,G H使得GM HM +=.【解析】(1)由12e =,可设2,a t c t ==,则,b =方程化为2222143x y t t+=又点31,2P ⎛⎫⎪⎝⎭在椭圆上,则22914143t t +=,解得1t =, 因此椭圆C 的方程为22143x y +=.()2当直线AB 的斜率存在时,设AB 直线的方程为y kx m =+联立直线AB 和椭圆C 的方程消去y 得,()2234120x x m ++-=化简得()2223484120kxkmx m +++-=21111222AOBS m x x m m=⋅-==△22223434m mk k==++==当221342mk=+时,S22234m k=+又()1212122286,23434km mx x y y k x x mk k-+=+=++=++,则1212,22x x y yM++⎛⎫⎪⎝⎭即2243,3434km mMk k-⎛⎫⎪++⎝⎭,令22434334kmxkkmyk-⎧=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩,则221322x y+=,因此平面内存在两点,G H使得GM HM+=.当直线AB的斜率不存在时,设()2cosAθθ,则()2cos,Bθθcos2AOBSθθθ=△,即当4πθ=.此时AB中点M的坐标为0),满足方程221322x y+=,即GM HM+=.【名师点睛】解决问题二时,关键是由弦长公式以及点到直线的距离公式表示三角形的面积,进而由根与系数关系、二次函数的性质进行求解.10.已知点()0,1A-,()0,1B,动点P满足PB AB PA BA=⋅.记点P的轨迹为曲线C.(1)求C的方程;(2)设D为直线2y=-上的动点,过D作C的两条切线,切点分别是E,F.证明:直线EF过定点.【试题来源】山东省滨州市2021届高三第一次模拟考试【答案】(1)24x y=;(2)证明见解析.【分析】(1)把已知条件用坐标表示,并化简即得C的方程;(2)设(),2D t -,()11,E x y ,()22,F x y ,利用导数得出切线,DE DF 的方程,由D 在切线上,从而可得直线EF 的方程,由直线方程可得定点坐标. 【解析】(1)设(),P x y ,则(),1PA x y =---,(),1PB x y =--,()0,2AB =,()0,2BA =-,所以,PB AB PA BA =⋅()10,2y AB =+=,化简得24x y =.所以C 的方程为24x y =.(2)由题设可设(),2D t -,()11,E x y ,()22,F x y , 由题意知切线DE ,DF 的斜率都存在,由24x y =,得24x y =,则2y x '=,所以12DE x k =,直线DE 的方程为()1112x y y x x -=-,即211122x x y y x -=-,①因为()11,E x y 在24x y =上,所以2114x y =,即21122x y =,②将②代入①得11220x x y y --=,所以直线DE 的方程为11220x x y y --= 同理可得直线DF 的方程为22220x x y y --=. 因为(),2D t -在直线DE 上,所以11240tx y -+=, 又(),2D t -在直线DF 上,所以22240tx y -+=,所以直线EF 的方程为240tx y -+=,故直线EF 过定点()2,0.【名师点睛】本题考查直接法求动点轨迹方程,考查抛物线中的直线过定点问题,解题方法是设出切线坐标,由导数的几何意义写出切线方程,再由D 在切线上,根据直线方程的意义得出直线EF 方程,然后得定点坐标.11.如图,在平面直角坐标系xOy 中,过原点的直线()11:0l y k xk =>交抛物线2:2C yx=于点P (异于原点O ),抛物线C 上点P 处的切线交y 轴于点M ,设线段OP 的中点为N ,连结线段MN 交C 于点T .(1)求||||TM MN 的值;(2)过点P 作圆22:(1)1O x y '-+=的切线交C 于另一点Q ,设直线OQ 的斜率为2k ,证明:12k k -为定值.【试题来源】江苏省苏州市2021届高三下学期期初【答案】(1)||1||2TM MN =;(2)证明见解析. 【分析】(1)引入一个变量,分别计算出点N 与点T 的横坐标即可求得答案;(2)先设点()()1122,,,P x y Q x y ,然后表示出斜率121212,y yk k x x ==,结合相切的条件,再运用根与系数关系即可证明.【解析】法一:(1)设2,(0)2a P a a ⎛⎫>⎪⎝⎭,点P 处的切线方程为22a y k x a ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 联立方程组2222y x ay k x a ⎧=⎪⎛⎫⎨=-+ ⎪⎪⎝⎭⎩,,得22220y a y a k k -+-=, 由222240a a k k ⎛⎫⎛⎫∆=--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得1k a =;可知切线为21,0,,,2242a a a a y x M N a ⎛⎫⎛⎫=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 联立方程组222y x a y ⎧=⎪⎨=⎪⎩,,得2,82a a T ⎛⎫ ⎪⎝⎭,即T 为MN 的中点,所以||1||2TM MN =.(2)法1:当直线PQ 的斜率不存在时,其方程为2x =, 解得12(2,2),(2,2),1,1P Q k k -==-,则122k k -=.当直线PQ 的斜率存在时,设方程为y mx b =+,由题意知0,0m b ≠≠, 因为直线PQ 与圆O '相切,所以211m =+,即221b mb +=.联立方程组22y x y mx b ⎧=⎨=+⎩,,得到元二次方程2222(1)0m x bm x b +-+=,设()()112212,,,,0P x y Q x y x x ≠,由根与系数关系可知21212222(1),bm b x x x x m m-+==, 又121212,y y k k x x ==,则()()211212************x mx b x mx b y y x y x yk k x x x x x x +-+--=-== ()()()22212121212124b x x m x x m x x x x x x b b --===+-2222222424(1)44(12)4(1)442mb bb b bm b mb m mb b b m m ----=-====. 综上可知12k k -为定值2.法2:由题意可知直线PQ 的斜率不能为0,故可设PQ 的方程为(0)x my t t =+≠; 因为直线PQ 211m=+,即222m t t =-.联立方程组22y x x my t ⎧=⎨=+⎩,,得到一元二次方程2220y my t --=.设()()112212,,,,0P x y Q x y x x ≠, 由根与系数关系可知12122,2y y m y y t +==-,则212x x t =.又121212,y y k k x x ==,则()()122112************y my t y my t y y x y x yk k x x x x x x +-+--=-== ()()2121212121214||||y y t y y y y y y x x t t --===+-2214482||t m t t =+==.即12k k -为定值2. 法二:(1)12212221112222,,,2y k x k x x x P y x k k k ⎧=⎛⎫⎪⇒==∴⎨⎪=⎪⎝⎭⎩. P 处的切线方程为2121122222x k y x k k +⋅=⋅=+. 令11110,0,x y M k k ⎛⎫=⇒=∴ ⎪⎝⎭. OP 中点21111,N k k ⎛⎫⎪⎝⎭,MN 方程:2111111,,2y T k k k ⎛⎫=∴ ⎪⎝⎭. 221111||1||,||,2||2TM TM MN k k MN ∴==∴=. (2)设直线PQ 的方程为()()1122,,,,x my t Px y Q x y =+222222,220y xy my t y my t x my t⎧=⇒=+--=⎨=+⎩,2212t t m =⇒-=()()()12121212121212t y y y y y y k k x x my t my t my t my t --=-=-=++++()()()12121222222121222t y y t y y y y m y y mt y y t m t m t t t---===+++-++2==为定值.【名师点睛】(1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系;(2)求定值问题常见的方法有两种:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.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.12.已知动点P 到点(0)的距离与到直线x3=-的距离之比为2. (1)求动点P 的轨迹C 的标准方程;(2)过点(4,0)A -的直线l 交C 于M ,N 两点,已知点(2,1)B --,直线BM ,BN 分别交x 轴于点E ,F .试问在x 轴上是否存在一点G ,使得0BE GF GE BF ⋅+⋅=?若存在,求出点G 的坐标;若不存在,请说明理由.【试题来源】河南省新乡市2020-2021学年高三下学期2月一轮复习摸底考试【答案】(1)22182x y +=;(2)存在,点(4,0)G -. 【分析】(1)由直译法列出方程化简即可;(2)设出直线l 方程4x ty =-,以及()11,M x y ,()22,N x y ,()3,0E x ,()4,0F x ,()0,0G x ,通过代换用t 表示0x ,化简得到一个常数即可.【解析】(1)设点(,)P x y2=,化简得22182x y +=,故动点P 的轨迹C 的标准方程为22182x y +=;(2)设直线l 的方程为4x ty =-,联立方程组224182x ty x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,得22(4)880t y ty +-+=,()()222264324321283240,t t t t ∆=-+=-=-> 得 2t >或2t <- 12284t y y t +=+,12284y y t =+. 设 ()()340,0,,E x F x ,定点G 存在,其坐标为()0,0x ,121211(2,1),22BM BN y y B k k ty ty ++--∴==--. 则121211:(2)1,:(2)121y y BM y x BN y x ty ty ++=+-=+---, 令0y =,求出与x 轴的交点,E F ,()()11331122442212210,22112210,221y ty x x ty y y ty x x ty y +-+-=+=-++-+-=+=-+,()()()()3440302,1,2,1,,0,,0BE x BF x GF x x GE x x =+=+=-=-,0BE GF GE BF ⋅+⋅= 即有: ()()()()340430220,x x x x x x +-++-=即()()34343402240x x x x x x x ++-++=,()3434034224x x x x x x x ++=++,()34340343434224828244x x x x x x x x x x x +++--∴==+++++()434343342224441624x x x x x x x x +++---=+++()()()3434342224424x x x x x x ++-++=+++()()()()3434222222x x x x ++=-+++()()()()()()12121221221121222222112222212111y t ty ty ty y y y t ty ty y ty y y y --⋅⋅--++=-=----++-++++ ()()21212121222422(2)4t y y t y y ty y t y y ⎡⎤-++⎣⎦=-+-+-2222222288162488444288(2)82244444tt t t t t t t t t t t t -⋅--⋅+++++=-=-+⋅+--+++ ()()2222228483222441684641t tt t t t +-+=-=--++--=-,即04x =- 当直线l 与x 轴重合时,()()00(2)2)0,BE GF GE BF x x ⋅+⋅=-+-=解得0 4.x =-所以存在定点G ,G 的坐标为(4,0)-. 【名师点睛】本题中340342824x x x x x -=+++()434343342224441624x x x x x x x x +++---=+++()()()3434342224424x x x x x x ++-++=+++这一步是为了凑出()()432,2x x ++,然后作整体替换.13.椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率12e =,1,24P ⎛ ⎝⎭在C 上.(1)求椭圆C 的标准方程;(2),E F 设为短轴端点,过()0M ,1作直线l 交椭圆C 于A B 、两点(异于,E F ),直线AE BF 、交于点T .求证:点T 恒在一定直线上.【试题来源】福建省名校联盟优质校2021届高三大联考【答案】(1)22143x y +=;(2)证明见解析. 【分析】(1)由点在椭圆上以及12e =,列出关于,,a b c 的方程组,解出即可得出结果; (2)设出直线1y kx =+,联立直线与椭圆的方程结合根与系数关系求出,AE BF 的直线方程,联立求出交点纵坐标为3,进而可得结果.【解析】(1)因为点12P ⎛ ⎝⎭在C上,所以222141a b⎝⎭+=, 又12c e a ==,222a b c =+,所以24a =,23b =,故所求椭圆C 的方程为22143x y +=.(2)由题意知直线l 的斜率存在,设其方程为1y kx =+. 设()11,A x y ,()22,B x y ,(10x ≠,20x ≠).()222214388034120y kx k x kx x y =+⎧⇒++-=⎨+-=⎩,122843kx x k -+=+,122843x x k -=+,且有1212x x kx x +=.112::AEBFy l y x x l y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(10x ≠,20x ≠)11111y kx x x +====,故1y ⎤=+⎥⎦2kx xx x x x ++-=3x x x x ++-=3=,故点T 恒在一定直线3y =上.14.已知直线l 与圆22:8O x y +=相切,动点P 到1(2,0)F -与2(2,0)F 两点距离之和等于1F ,2F 两点到直线l 的距离之和.(1)设动点P 的轨迹为C ,求轨迹C 的方程;(2)对于椭圆22221x y a b+=,上一点()00,A x y ,以A 为切点的切线方程为00221xx yy a b +=.设G 为4x =上任意一点,过点G 作轨迹C 的两条切线GM ,GN ,M ,N 为切点.①求证直线MN 过定点; ②求1F MN △面积的最大值.【试题来源】新疆维吾尔自治区2021届高三第二次联考数学能力测试试题【答案】(1)22184x y +=;(2)①证明见解析;②最大值为. 【解析】(1)依题意有O 为1F ,2F 中点,1F ,2F 两点到直线l 的距离之和为O 点到直线l的距离的2倍,又l 与圆22:8O x y +=相切,d r ==,即动点P 到1(2,0)F -与2(2,0)F两点距离之和等于为,动点P 的轨迹方程为22184x y +=.(2)①.设(4,)G t ,()11,M x y ,()22,N x y ,过M ,N 的椭圆切线方程为11221,18484xx yy xx yy +=+=,则114184x ty +=,224184x ty +=,直线MN 方程为4184x ty+=,即24x ty +=,显然过定点()2,0.②.直线MN 方程为24x ty +=,联立椭圆方程2228x y +=得2222404t y ty ⎛⎫+--= ⎪⎝⎭显然0∆>,12288t y y t +=+,122168y y t =-+,12y y -=1F MN △面积12121422S y y y y =⨯-=-=.令2)m m =≥,2284t m +=+,则2444S m m m==≤=++2m =,0t =时等号成立. 故1MN F面积的最大值为【名师点睛】本题考查求椭圆标准方程,直线与椭圆的位置关系,直线过定点问题及三角形面积最大问题.解题方法是根据椭圆的定义求得椭圆标准方程;设动点的坐标,写出直线方程,由直线方程得定点;设而不求的思想方法结合根与系数关系求得三角形面积,用基本不等式得最大值.考查了学生的运算求解能力,逻辑思维能力.15.已知圆22:5O x y +=,椭圆2222:1(0)x y a b a bΓ+=>>的左右焦点为12,F F ,过1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆和圆所截得弦长分别为1和。
第2部分专题5第4讲 圆锥曲线中的定点、定值问题课件

面积为3,过点C作与y轴不重合的直线l交椭圆C于P,Q两点,直线
BP,BQ分别与x轴交于M,N两点.
(1)求椭圆C的方程; (2)试探究M,N的横坐标的乘积是否为定值,说明理由.
[解] (1)由题意可知:点A(a,0),B(0,-b),因为△ABC的面积为3, 所以21×(2+b)×a=3, 又因为e=ac= 23,所以a=2b, 所以21×(2+b)×2b=3, 解得b=1(负值舍去),所以a=2, 所以椭圆C的方程为x42+y2=1.
(2)由题意可知,直线PQ的斜率存在,故设直线PQ的方程为y= kx+2,点P(x1,y1),Q(x2,y2),
则直线BP的方程为y=y1x+1 1x-1,令y=0, 得点M的横坐标xM=y1x+1 1, 直线BQ的方程为y=y2x+2 1x-1,令y=0,
得点N的横坐标xN=y2x+2 1, 所以xM·xN=y1+1x1xy22+1 =kx1+3x1xk2x2+3=k2x1x2+3xk1xx21+x2+9, 把直线y=kx+2代入椭圆x42+y2=1,
化简可得(4-2x0)m2-4y0m+x20+y20-2x0=0,①
4-2x0=0, 令4y0=0,
x20+y20-2x0=0,
可得xy00= =20, ,
所以当x0=2,y0=0时, 对任意的m∈R,①式恒成立,
所以以PQ为直径的圆过定点,该定点的坐标为(2,0).
02 考点2 定值问题
高考串讲·找规律
可得(k2+1)x1x2+(km-k-2)(x1+x2)+(m-1)2+4=0.
将①代入上式可得(k2+1)
2m2-6 1+2k2-(km--2)4km 1+2k2
+(m-1)2
+4=0.
整理得(2k+3m+1)(2k+m-1)=0.
2020高考数学(文)二轮复习讲义《专题五 第4讲 圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题(大题)》

第4讲 圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题(大题)热点一 定点问题解决圆锥曲线中的定点问题应注意(1)分清问题中哪些是定的,哪些是变动的;(2)注意“设而不求”思想的应用,引入参变量,最后看能否把变量消去;(3)“先猜后证”,也就是先利用特殊情况确定定点,然后验证,这样在整理式子时就有了明确的方向.例1 (2019·济南模拟)已知抛物线C 1:y 2=2px (p >0)与椭圆C 2:x 24+y 23=1有一个相同的焦点,过点A (2,0)且与x 轴不垂直的直线l 与抛物线C 1交于P ,Q 两点,P 关于x 轴的对称点为M .(1)求抛物线C 1的方程;(2)试问直线MQ 是否过定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由. 解 (1)由题意可知抛物线的焦点为椭圆的右焦点,坐标为(1,0),所以p =2,所以抛物线的方程为y 2=4x .(2)方法一 因为点P 与点M 关于x 轴对称,所以设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 1,-y 1),设直线PQ 的方程为y =k (x -2),代入y 2=4x ,得k 2x 2-4(k 2+1)x +4k 2=0,所以x 1x 2=4,设直线MQ 的方程为y =mx +n ,代入y 2=4x ,得m 2x 2+(2mn -4)x +n 2=0,所以x 1x 2=n 2m 2=4, 因为x 1>0,x 2>0,所以n m=2,即n =2m , 所以直线MQ 的方程为y =m (x +2),必过定点(-2,0).方法二 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 3,y 3),因为点P 与点M 关于x 轴对称,所以y 3=-y 1,设直线PQ 的方程为x =ty +2,代入y 2=4x 得y 2-4ty -8=0,所以y 1y 2=-8,设直线MQ 的方程为x =my +n ,代入y 2=4x 得y 2-4my -4n =0,所以y 2y 3=-4n ,因为y 3=-y 1,所以y 2y 3=-y 1y 2=-4n =8,即n =-2,所以直线MQ 的方程为x =my -2,必过定点(-2,0).跟踪演练1 (2019·攀枝花模拟)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点P (4,t )(t >0)到焦点F 的距离等于5.(1)求抛物线C 的方程和实数t 的值;(2)若过F 的直线交抛物线C 于不同的两点A ,B (均与P 不重合),直线P A ,PB 分别交抛物线的准线l 于点M ,N .试判断以MN 为直径的圆是否过点F ,并说明理由.解 (1)由抛物线定义可知|PF |=4-⎝⎛⎭⎫-p 2=5, 解得p =2,故抛物线C 的方程为y 2=4x ,将P (4,t )(t >0)代入抛物线方程解得t =4.(2)以MN 为直径的圆一定过点F ,理由如下:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),设直线AB 的方程为x =my +1(m ∈R ),代入抛物线C :y 2=4x ,化简整理得y 2-4my -4=0,则⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4, 由(1)知P (4,4),所以直线P A 的方程为y -4=y 1-4x 1-4(x -4)=y 1-4my 1-3(x -4), 令x =-1得y =(4m -5)y 1+8my 1-3, 即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,(4m -5)y 1+8my 1-3,同理可得N ⎝⎛⎭⎪⎫-1,(4m -5)y 2+8my 2-3, ∴k MF ·k NF =(4m -5)y 1+82(my 1-3)·(4m -5)y 2+82(my 2-3)=⎝⎛⎭⎫2m -522y 1y 2+(8m -10)(y 1+y 2)+16m 2y 1y 2-3m (y 1+y 2)+9=-4⎝⎛⎭⎫2m -522+4m (8m -10)+16-4m 2-3m ·4m +9=16m 2-9-16m 2+9=-1, ∴MF ⊥NF ,故以MN 为直径的圆过点F .(也可用MF →·NF →=0).热点二 定值问题求定值问题常见的方法有两种(1)从特殊情况入手,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.例2 (2019·宜宾诊断)已知点M (x ,y )与F (4,0)的距离和它到直线l :x =254的距离的比是常数45. (1)求点M 的轨迹C 的方程;(2)设N 是圆E :x 2+y 2=9上位于第四象限的一点,过N 作圆E 的切线l 0,与曲线C 交于A ,B 两点.求证:△F AB 的周长为10.(1)解 由题意得(x -4)2+y 2⎪⎪⎪⎪x -254=45, ∴x 225+y 29=1为轨迹C 的方程. (2)证明 方法一 设A (x 1,y 1)到l 的距离为 d =254-x 1, 则|AF |d =45, 有|AF |=45d =5-45x 1, ∵x 2125+y 219=1,∴y 21=9⎝⎛⎭⎫1-x 2125, ∴|AN |=|AO |2-|ON |2 =(x 21+y 21)-9=1625x 21=45x 1, ∴|F A |+|AN |=5-45x 1+45x 1=5, 同理|FB |+|BN |=5,∴|F A |+|FB |+|AB |=10,∴△F AB 的周长为定值10.方法二 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),设直线n :y =kx +m 与圆x 2+y 2=9相切,由题意知k >0,m <0, ∴|m |k 2+1=3, 即m 2=9(k 2+1), 把y =kx +m 代入x 225+y 29=1,得 (25k 2+9)x 2+50kmx +25m 2-225=0,显然Δ>0,x 1+x 2=-50km 25k 2+9, x 1x 2=25m 2-22525k 2+9, ∴|AB |=k 2+1|x 1-x 2|=k 2+1 ⎝⎛⎭⎫-50km 25k 2+92-4×25m 2-22525k 2+9 =120k k 2+125k 2+9, |F A |+|FB |=5-45x 1+5-45x 2 =10-45(x 1+x 2)=10+45·50km 25k 2+9=10-120k k 2+125k 2+9, ∴|F A |+|FB |+|AB |=10,∴△F AB 的周长为定值10.跟踪演练2 (2019·揭阳模拟)已知点P ⎝⎛⎭⎫62,1在椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上,椭圆C 的焦距为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)斜率为定值k 的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,且满足|OA |2+|OB |2的值为常数(其中O 为坐标原点).①求k 的值以及这个常数;②写出一般性结论(不用证明):斜率为定值k 的直线l 与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)交于A ,B 两点,且满足|OA |2+|OB |2的值为常数,则k 的值以及这个常数是多少?解 (1)由点P 在椭圆上得32a 2+1b 2=1,2c =2, ∴3b 2+2a 2=2a 2b 2,c =1,又a 2=b 2+c 2,∴3b 2+2(b 2+1)=2(b 2+1)b 2,∴2b 4-3b 2-2=0,解得b 2=2,得a 2=3,∴椭圆C 的方程为x 23+y 22=1. (2)①设直线l 的方程为y =kx +t ,联立x 23+y 22=1, 得(3k 2+2)x 2+6ktx +3t 2-6=0,Δ=24(3k 2-t 2+2)>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∴x 1+x 2=-6kt 3k 2+2, x 1x 2=3t 2-63k 2+2, 又y 21=2⎝⎛⎭⎫1-x 213,y 22=2⎝⎛⎭⎫1-x 223, |OA |2+|OB |2=(x 21+y 21)+(x 22+y 22)=13(x 21+x 22)+4=13[(x 1+x 2)2-2x 1x 2]+4 =13⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫-6kt 3k 2+22-2×3t 2-63k 2+2+4 =13×(18k 2-12)t 2+36k 2+24(3k 2+2)2+4, 要使|OA |2+|OB |2为常数,只需18k 2-12=0,得k 2=23, ∴|OA |2+|OB |2=13×24+24(2+2)2+4=5,∴k =±23=±63,这个常数为5; ②k =±b a,这个常数为a 2+b 2. 热点三 存在性问题存在性问题的求解策略(1)若给出问题的一些特殊关系,要探索一般规律,并证明所得规律的正确性,通常要对已知关系进行观察、比较、分析,然后概括一般规律;(2)若只给出条件,求“不存在”“是否存在”等语句表述问题时,一般先对结论给出肯定存在的假设,然后由假设出发,结合已知条件进行推理,从而得出结论.例3 (2019·济南模拟)设M 是抛物线E :x 2=2py (p >0)上的一点,抛物线E 在点M 处的切线方程为y =x -1.(1)求E 的方程;(2)已知过点(0,1)的两条不重合直线l 1,l 2的斜率之积为1,且直线l 1,l 2分别交抛物线E 于A ,B 两点和C ,D 两点.是否存在常数λ使得|AB |+|CD |=λ|AB |·|CD |成立?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)方法一 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1,x 2=2py ,消y 得x 2-2px +2p =0. 由题意得Δ=4p 2-8p =0,因为p >0,所以p =2.故抛物线E :x 2=4y .方法二 设M ⎝⎛⎭⎫x 0,x 202p , 由x 2=2py ,得y =x 22p ,y ′=x p . 由⎩⎨⎧x 0p =1,x 202p =x 0-1,解得p =2. 故抛物线E :x 2=4y . (2)假设存在常数λ使得|AB |+|CD |=λ|AB |·|CD |成立,则λ=1|AB |+1|CD |. 由题意知,l 1,l 2的斜率存在且均不为零, 设l 1的方程为y =kx +1,则由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +1,x 2=4y ,消去y 得x 2-4kx -4=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4.所以|AB |=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+k 216k 2+16=4(1+k 2).(也可以由y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2=4k 2+2,得到|AB |=y 1+y 2+2=4(1+k 2).)因为直线l 1,l 2的斜率之积为1, 所以l 2斜率为1k,同理可得|CD |=4⎝⎛⎭⎫1+1k 2. 所以λ=1|AB |+1|CD |=14(1+k 2)+14⎝⎛⎭⎫1+1k 2 =1+k 24(1+k 2)=14. 所以,存在常数λ=14使得|AB |+|CD |=λ|AB |·|CD |成立. 跟踪演练3 (2019·凉山模拟)椭圆长轴右端点为A ,上顶点为M ,O 为椭圆中心,F 为椭圆的右焦点,且MF →·F A →=2-1,离心率为22. (1)求椭圆的标准方程;(2)直线l 交椭圆于P ,Q 两点,判断是否存在直线l ,使点F 恰为△PQM 的垂心?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,请说明理由.解 (1)设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),半焦距为c . 则A (a ,0),M (0,b ),F (c ,0),MF →=(c ,-b ),F A →=(a -c ,0),由MF →·F A →=2-1,即ac -c 2=2-1,又c a =22,a 2=b 2+c 2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=2,b 2=1∴椭圆的标准方程为x 22+y 2=1. (2)∵F 为△MPQ 的垂心,∴MF ⊥PQ ,又M (0,1),F (1,0),∴k MF =-1,∴k PQ =1,设直线PQ :y =x +m (m ≠1),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),将直线方程代入x 22+y 2=1,得3x 2+4mx +2m 2-2=0, 令Δ=(4m )2-12(2m 2-2)>0,解得-3<m <3,则x 1+x 2=-4m 3,x 1x 2=2m 2-23,又PF →⊥MQ →,PF →=(1-x 1,-y 1),MQ →=(x 2,y 2-1),∴x 2-x 1x 2-y 1y 2+y 1=0,即(1-m )·(x 1+x 2)-2x 1x 2+m -m 2=0,∴(1-m )·-4m 3-2·2m 2-23+m -m 2=0,即3m 2+m -4=0,解得m =-43或m =1(舍去),∴存在直线l :y =x -43使F 为△MPQ 的垂心.真题体验(2019·全国Ⅲ,文,21)已知曲线C :y =x 22,D 为直线y =-12上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B .(1)证明:直线AB 过定点;(2)若以E ⎝⎛⎭⎫0,52为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求该圆的方程. (1)证明 设D ⎝⎛⎭⎫t ,-12,A (x 1,y 1), 则x 21=2y 1.由于y ′=x ,所以切线DA 的斜率为x 1,故y 1+12x 1-t=x 1, 整理得2tx 1-2y 1+1=0.设B (x 2,y 2),同理可得2tx 2-2y 2+1=0.所以直线AB 的方程为2tx -2y +1=0.所以直线AB 过定点⎝⎛⎭⎫0,12. (2)解 由(1)得直线AB 的方程为y =tx +12. 由⎩⎨⎧ y =tx +12,y =x 22,可得x 2-2tx -1=0,于是x 1+x 2=2t ,y 1+y 2=t (x 1+x 2)+1=2t 2+1.设M 为线段AB 的中点,则M ⎝⎛⎭⎫t ,t 2+12.由于EM →⊥AB →,而EM →=(t ,t 2-2),AB →与向量(1,t )平行,所以t +(t 2-2)t =0.解得t =0或t =±1.当t =0时,|EM →|=2,所求圆的方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -522=4; 当t =±1时,|EM →|=2,所求圆的方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -522=2. 押题预测已知抛物线E :y 2=4x ,圆C :(x -3)2+y 2=1.(1)若过抛物线E 的焦点F 的直线l 与圆C 相切,求直线l 方程;(2)在(1)的条件下,若直线l 交抛物线E 于A ,B 两点,x 轴上是否存在点M (t ,0)使∠AMO =∠BMO (O 为坐标原点)?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)由题知抛物线E 的焦点为F (1,0),当直线的斜率不存在时,过点F (1,0)的直线不可能与圆C 相切;所以过抛物线焦点与圆相切的直线的斜率存在,设直线斜率为k ,则所求的直线方程为y =k (x -1),即kx -y -k =0,所以圆心到直线l 的距离为d =|3k -k |k 2+1=|2k |k 2+1, 当直线l 与圆相切时,有d =1,即|2k |k 2+1=1,解得k =±33, 所以所求的切线方程为y =33(x -1)或y =-33(x -1). (2)由(1)知,不妨设直线l :y =33(x -1),交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点, 联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y =33(x -1),y 2=4x ,得x 2-14x +1=0,显然Δ>0,所以x 1+x 2=14,x 1·x 2=1,假设存在点M (t ,0)使∠AMO =∠BMO ,则k AM +k BM =0.而k AM =y 1x 1-t ,k BM =y 2x 2-t, 所以k AM +k BM =y 1x 1-t +y 2x 2-t =y 1(x 2-t )+y 2(x 1-t )(x 1-t )(x 2-t )=0 ⇒y 1x 2+y 2x 1-(y 1+y 2)t =0⇒2x 1x 2-(x 2+x 1)-(x 1+x 2-2)t =0,即2-14-(14-2)t =0⇒t =-1,故存在点M (-1,0)符合条件.当直线l :y =-33(x -1)时, 由对称性易知点M (-1,0)也符合条件.综上可知在(1)的条件下,存在点M (-1,0),使∠AMO =∠BMO .A 组 专题通关1.(2019·西安质检)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点A (0,1),右焦点到直线x =a 2c 的距离为33. (1)求椭圆E 的标准方程;(2)过点A 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,分别交椭圆于M ,N 两点.求证:直线MN 恒过定点P ⎝⎛⎭⎫0,-35. (1)解 由题意知,a 2c -c =33,b =1,a 2=b 2+c 2, 解得a =2,b =1,c = 3.所以椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)证明 显然直线l 1,l 2的斜率存在.设直线l 1的方程为y =kx +1(k ≠0),联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 24+y 2=1, 得(4k 2+1)x 2+8kx =0,解得x 1=-8k 4k 2+1,x 2=0, 所以x M =-8k 4k 2+1,y M =1-4k 24k 2+1. 由l 1⊥l 2,可得直线l 2的方程为y =-1kx +1. 用-1k替换前式中的k ,可得x N =8k k 2+4,y N =k 2-4k 2+4. 则k MP =1-4k 24k 2+1+35-8k 4k 2+1=-8k 25+85-8k =k 2-15k , k NP =k 2-4k 2+4+358k k 2+4=8k 25-858k =k 2-15k, 所以k MP =k NP ,故直线MN 恒过定点P ⎝⎛⎭⎫0,-35. 2.(2019·沧州模拟)如图,菱形ABCD 的面积为8 2.AB →·AD →=-4,斜率为k 的直线l 交y 轴于点P ,且OP →=2OA →,以线段BD 为长轴,AC 为短轴的椭圆与直线l 相交于M ,N 两点(M与A 在x 轴同侧).(1)求椭圆的方程;(2)求证:AN 与CM 的交点在定直线y =1上.(1)解 设A (0,b ),B (-a ,0),D (a ,0),AB →=(-a ,-b ),AD →=(a ,-b ).∴AB →·AD →=-a 2+b 2,∴⎩⎨⎧2ab =82,-a 2+b 2=-4,解得a 2=8,b 2=4, ∴椭圆方程为x 28+y 24=1. (2)证明 易得P (0,4),设直线l :y =kx +4,与椭圆x 2+2y 2=8联立,得(1+2k 2)x 2+16kx +24=0,由Δ>0得k 2>32, 设M (x 1,kx 1+4),N (x 2,kx 2+4),∴x 1+x 2=-16k 1+2k 2,x 1x 2=241+2k 2, ∴k MC =kx 1+6x 1,直线MC 的方程为y +2=kx 1+6x 1x ,① k AN =kx 2+2x 2,直线AN 的方程为y -2=kx 2+2x 2x ,② 联立①②消去x ,得(y +2)x 1kx 1+6=(y -2)x 2kx 2+2, ∴y +2y -2=x 2(kx 1+6)x 1(kx 2+2)=kx 1x 2+6x 2kx 1x 2+2x 1=24k 1+2k 2+6x 224k 1+2k 2+2x 1=12k 1+2k 2+3x 212k 1+2k 2+x 1=12k 1+2k 2+3x 212k 1+2k 2+⎝⎛⎭⎫-16k 1+2k 2-x 2=3⎝⎛⎭⎫4k 1+2k 2+x 2-⎝⎛⎭⎫4k 1+2k 2+x 2 =-3,∴y =1,从而命题得证.3.(2019·中原名校联盟联考)已知点F 是抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点,点M 是抛物线上的定点,且MF →=(4,0).(1)求抛物线C 的方程;(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)为抛物线上不同的两点,且|x 1-x 2|=3,直线l 平行于直线AB 且与抛物线相切于点N ,试问△ABN 的面积是否是定值,若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.解 (1)设M (x 0,y 0),由题意知F ⎝⎛⎭⎫0,p 2, 所以MF →=⎝⎛⎭⎫-x 0,p 2-y 0=(4,0). 所以⎩⎪⎨⎪⎧ -x 0=4,p 2-y 0=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-4,y 0=p 2. 代入x 2=2py (p >0)中得16=p 2,解得p =4.所以抛物线C 的方程为x 2=8y .(2)由题意知,直线AB 的斜率存在,设其方程为y =kx +b .由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,x 2=8y 消去y ,整理得x 2-8kx -8b =0, 则x 1+x 2=8k ,x 1x 2=-8b .∴y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2b =8k 2+2b ,设AB 的中点为Q ,则点Q 的坐标为(4k ,4k 2+b ).由条件设切线方程为y =kx +t .由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +t ,x 2=8y 消去y , 整理得x 2-8kx -8t =0,∵直线与抛物线相切,∴Δ=64k 2+32t =0.∴t =-2k 2.∴x 2-8kx +16k 2=0,∴x =4k ,则y =2k 2.∴切点N 的坐标为(4k ,2k 2),∴NQ ⊥x 轴,∴|NQ |=(4k 2+b )-2k 2=2k 2+b .∵|x 2-x 1|=3,∴(x 2-x 1)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=64k 2+32b =9,∴2k 2+b =932, ∴S △ABN =12|NQ ||x 2-x 1|=12(2k 2+b )|x 2-x 1| =2764. ∴△ABN 的面积为定值,且定值为2764. B 组 能力提高4.(2019·泸州质检)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点P 1(1,1),P 2(0,3),P 3(-2,-2),P 4(2,2)中恰有三点在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设R (x 0,y 0)是椭圆C 上的动点,由原点O 向圆(x -x 0)2+(y -y 0)2=2引两条切线,分别交椭圆于点P ,Q ,若直线OP ,OQ 的斜率存在,并记为k 1,k 2,试问△OPQ 的面积是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.解 (1)由于P 3,P 4两点关于原点对称,故由题设可知C 经过P 3,P 4两点,∵1a 2+1b 2<2a 2+2b 2=1, 则图象不经过点P 1,故P 2在椭圆上,∴b =3,2a 2+2b 2=1,解得a 2=6,b 2=3, 故椭圆C 的方程为x 26+y 23=1. (2)∵直线OP :y =k 1x ,与圆R 相切, ∴|k 1x 0-y 0|1+k 21=2, 即有(x 20-2)k 21-2x 0y 0k 1+y 20-2=0,同理直线OQ :y =k 2x 与圆R 相切,可得(x 20-2)k 22-2x 0y 0k 2+y 20-2=0,即k 1,k 2为关于k 的方程(x 20-2)k 2-2x 0y 0k +y 20-2=0的两个不等的实根,可得k 1k 2=y 20-2x 20-2, ∵点R (x 0,y 0)在椭圆C 上,∴x 206+y 203=1, ∴k 1k 2=y 20-2x 20-2=1-12x 20x 20-2=-12,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),∴|OP |=1+k 21·|x 1|, 点Q 到直线OP 的距离d =|k 1x 2-k 2x 2|1+k 21, ∵|x 1|=61+2k 21,|x 2|=61+2k 22, ∴△OPQ 的面积S =12|OP |·d =12|x 1x 2|·|k 1-k 2| =1261+2k 21·61+2k 22·(k 1-k 2)2, =3k 21+k 22+12+2k 21+2k 22=322. 5.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 1:x 24+y 2=1,椭圆C 2:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),C 2与C 1的长轴长之比为2∶1,离心率相同.(1)求椭圆C 2的标准方程;(2)设点P 为椭圆C 2上一点.① 射线PO 与椭圆C 1依次交于点A ,B ,求证:|P A ||PB |为定值; ② 过点P 作两条斜率分别为k 1,k 2的直线l 1,l 2,且直线l 1,l 2与椭圆C 1均有且只有一个公共点,求证:k 1·k 2为定值. (1)解 设椭圆C 2的焦距为2c ,由题意,可得a =22,c a =32,a 2=b 2+c 2, 解得b =2,因此椭圆C 2的标准方程为x 28+y 22=1. (2)证明 ①当直线OP 斜率不存在时, |P A |=2-1,|PB |=2+1,则|P A ||PB |=2-12+1=3-22; 当直线OP 斜率存在时,设直线OP 的方程为y =kx ,代入椭圆C 1的方程,消去y ,得(4k 2+1)x 2=4,所以x 2A =44k 2+1,同理x 2P =84k 2+1. 所以x 2P =2x 2A ,由题意,x P 与x A 同号,所以x P =2x A ,从而|P A ||PB |=|x P -x A ||x P -x B |=|x P -x A ||x P +x A | =2-12+1=3-2 2. 综上,|P A ||PB |为定值3-2 2. ②设P (x 0,y 0), 所以直线l 1的方程为y -y 0=k 1(x -x 0), 即y =k 1x +y 0-k 1x 0,记t =y 0-k 1x 0, 则l 1的方程为y =k 1x +t , 代入椭圆C 1的方程,消去y ,得(4k 21+1)x 2+8k 1tx +4t 2-4=0, 因为直线l 1与椭圆C 1有且只有一个公共点,所以Δ=(8k 1t )2-4(4k 21+1)(4t 2-4)=0,即4k 21-t 2+1=0,将t =y 0-k 1x 0代入上式,整理得,(x 20-4)k 21-2x 0y 0k 1+y 20-1=0,同理,可得(x 20-4)k 22-2x 0y 0k 2+y 20-1=0, 所以k 1,k 2为关于k 的方程(x 20-4)k 2-2x 0y 0k +y 20-1=0的两根,从而k 1·k 2=y 20-1x 20-4. 又点P (x 0,y 0)在椭圆C 2:x 28+y 22=1上, 所以y 20=2-14x 20, 所以k 1·k 2=2-14x 20-1x 20-4=-14,为定值.。
圆锥曲线的定比分点
一、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。
在椭圆中,以为中点的弦所在直线的斜率k=-;在双曲线中,以为中点的弦所在直线的斜率k=;在抛物线中,以为中点的弦所在直线的斜率k=。
比如:①如果椭圆弦被点A(4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是(答:);②已知直线y=-x+1与椭圆相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线L:x-2y=0上,则此椭圆的离心率为_______(答:);③试确定m的取值范围,使得椭圆上有不同的两点关于直线对称(答:);特别提醒:因为是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验!二圆锥曲线的几何性质:你了解下列结论吗?(1)双曲线的渐近线方程为;(2)以为渐近线(即与双曲线共渐近线)的双曲线方程为为参数,≠0)。
如与双曲线有共同的渐近线,且过点的双曲线方程为_______(答:)(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为;(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为,焦准距(焦点到相应准线的距离)为,抛物线的通径为,焦准距为;(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;(6)若抛物线的焦点弦为AB,,则①;②(7)若OA、OB是过抛物线顶点O的两条互相垂直的弦,则直线AB 恒经过定点三.动点轨迹方程:(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围;(2)求轨迹方程的常用方法:①直接法:直接利用条件建立之间的关系;如已知动点P到定点F(1,0)和直线的距离之和等于4,求P的轨迹方程.(答:或);②待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。
如线段AB过x轴正半轴上一点M(m,0),端点A、B到x轴距离之积为2m,以x轴为对称轴,过A、O、B三点作抛物线,则此抛物线方程为(答:);③定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;如(1)由动点P向圆作两条切线PA、PB,切点分别为A、B,∠APB=600,则动点P的轨迹方程为(答:);(2)点M与点F(4,0)的距离比它到直线的距离小于1,则点M的轨迹方程是_______ (答:);(3) 一动圆与两圆⊙M:和⊙N:都外切,则动圆圆心的轨迹为(答:双曲线的一支);④代入转移法:动点依赖于另一动点的变化而变化,并且又在某已知曲线上,则可先用的代数式表示,再将代入已知曲线得要求的轨迹方程;如动点P是抛物线上任一点,定点为,点M分所成的比为2,则M的轨迹方程为__________(答:);⑤参数法:当动点坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。
高中数学专题讲义-定比分点问题
【例1】 设双曲线C :2221(0)x y a a-=>与直线:1l x y +=相交于两个不同的点A 、B .⑴求双曲线C 的离心率e 的取值范围:⑵设直线l 与y 轴的交点为P ,且512PA PB =u u u r u u u r,求a 的值.【例2】 已知椭圆的中心在原点,离心率为12,一个焦点是(0)F m -,(m 是大于0的常数). ⑴求椭圆的方程;⑵设Q 是椭圆上的一点,且过点F 、Q 的直线l 与y 轴交于点M .若2MQ QF =u u u u r u u u r,求直线l 的斜率.【例3】 已知12F F ,分别为椭圆22132x y +=的左、右焦点,直线1l 过点1F 且垂直于椭圆的长轴,动直线2l 垂直于直线1l ,垂足为D ,线段2DF 的垂直平分线交2l 于点M .⑴求动点M 的轨迹C 的方程;⑵过点1F 作直线交曲线C 于两个不同的点P 和Q ,设11F P F Q λ=u u u r u u u r,若[]23λ∈,,求22F P F Q ⋅u u u u r u u u u r的取值范围.【例4】 已知点(30),R -,点P 在y 轴上,点Q 在x 轴的正半轴上,点M 在直线PQ 上,且满足230PM MQ +=u u u u r u u u u r r ,0RP PM ⋅=u u u r u u u u r.⑴当点P 在y 轴上移动时,求点M 的轨迹C 的方程;⑵设1122()(),,,A x y B x y 为轨迹C 上两点,且1110,x y >>,(10),N ,求实数λ,使AB AN λ=u u u r u u u r ,且16|3AB |=典例分析板块五.定比分点问题【例5】 在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C 的顶点在原点,经过点()22A ,,其焦点F在x 轴上.⑴求抛物线C 的标准方程;⑵求过点F ,且与直线OA 垂直的直线的方程;⑶设过点()0M m ,()0>m 的直线交抛物线C 于D E ,两点,2=ME DM ,记D 和E 两点间的距离为()f m ,求()f m 关于m 的表达式.【例6】 椭圆C 的中心为坐标原点O ,焦点在y轴上,离心率e =,椭圆上的点到焦点的最短距离为1e -,直线l 与y 轴交于P 点()0m ,,与椭圆C 交于相异两点A 、B ,且AP PB λ=u u u r u u u r⑴求椭圆方程;⑵若4,OA OB OP m λ+=u u u r u u u r u u u r 求的取值范围.【例7】 给定抛物线C :24y x =,F 是C 的焦点,过点F 的直线l 与C 相交于A 、B 两点.⑴设l 的斜率为1,求OA u u u r与OB u u u r 夹角的余弦值;⑵设FB AF λ=u u u r u u u r,若[49]λ∈,,求l 在y 轴上截距的变化范围.【例8】 设A B ,分别是直线y =和y =上的两个动点,并且AB u u u r 动点P 满足OP OA OB =+u u u r u u u r u u u r.记动点P 的轨迹为C ,⑴求轨迹C 的方程; ⑵若点D 的坐标为(016),,M 、N 是曲线C 上的两个动点,且DM DN λ=u u u u r u u u r,求实数λ的取值范围.。
06圆锥曲线综合-定点、定值问题.学生版
圆锥曲线综合02——定点、定值问题考纲要求 层 次内 容明 细 内 容了解理解掌握椭圆的定义与标准方程√椭圆的简单几何意义√抛物线的定义及其标准方程√抛物线的简单几何意义√圆锥曲线直线与圆锥曲线的位置关系√思维导图知识梳理一、直线过定点问题:1.斜截式:要证明直线过定点,只需要找到与之间的关系即可.2.两点式:用坐标表示直线方程,构造韦达定理消元,简化直线方程,利用直线方程确定定点3.方程思想:确定定点,可以证明,,任意两个斜率相等即可.二、直线中的定值问题:1.与斜率相关的定值:如,等2.与弦长相关的定值:为定值,为定值等3.与系数相关的定值:如为定值,为定值等基本思路:用坐标表示关键量(斜率、弦长、系数)利用条件建立与坐标相关的方程利用方程构造,的关系式代入,求定值。
例题讲解考点1:过定点问题【例1】(2018东城一模理18)已知椭圆,且过点A (2,0).(Ⅰ) 求椭圆的方程;(Ⅱ) 设M ,N 是椭圆上不同于点的两点,且直线AM ,AN 的斜率之积等于-14. 试问直线MN 是否过定点?若是,求出该点的坐标;若不是,请说明理由.y kx m =+k m (,)P m n AP BP AB 120k k +=12k k λ=OM ON +MF NF ⋅λμ+12λλ-⇔⇔12x x +12x x ⇔12x x +12x x 22221(0)x y C a b a b+=>>:C C A【例2】(2019朝阳二模理19)已知椭圆(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线过点且与椭圆相交于两点.过点作直线的垂线,垂足为.证明:直线过轴上的定点..【例3】(2018石景山一模理18)在平面直角坐标系中,动点到定点的距离与它到直线的距离 相等. (Ⅰ)求动点的轨迹的方程;(Ⅱ)设动直线与曲线相切于点,与直线相交于点.证明:以为直径的圆恒过轴上某定点.:C 2221x y a +=(>1)a C l (1,0)M C ,A B A 3x =D BD x xOy E (1,0)1x =-E C :l y kx b =+C P 1x =-Q PQ x考点2:定值问题【例4】(2019丰台期末理18)已知椭圆的右焦点为,离心率为,直线与椭圆交于不同两点,,直线,分别交轴于,两点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)求证:.【例5】(2019丰台二模理19)已知椭圆的左、右顶点分别为,长轴长为4,离心率 为.过右焦点的直线交椭圆于两点(均不与重合),记直线的斜率分别为.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)是否存在常数,当直线变动时,总有成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.2222:1(0)x y C a b a b+=>>(1,0)F 12:(4)(0)l y k x k =-≠C M N FM FN y A B C ||||FA FB =2222:1(0)x y E a b a b+=>>,A B 12F l E ,C D ,A B ,AC BD 12,k k E λl 12k k λ=λ【例6】(2019东城二模理18)已知点到抛物线准线的距离为2.(Ⅰ)求C 的方程及焦点F 的坐标;(Ⅱ)设点关于原点的对称点为点,过点作不经过点的直线与交于两点,直线分别交轴于两点.求的值.【例7】(2017丰台一模理19)已知椭圆的离心率为,右焦点为F ,点在 椭圆上(1)求椭圆的方程;(2)过点F 的直线交椭圆于M,N两点,交直线于点P ,设,求证:为定值.()1,2P ()2:20C y px p =>P O Q Q O C ,A B ,PA PB x ,M N MF NF ⋅()2222:10x y C a b a b +=>>()0,1P C C C 2x =,PM MF PN NF λμ==λμ+考点3:综合问题【例8】(2019海淀一模理19)已知抛物线,其中.点在的焦点的右侧,且M 到的准线的距离是与距离的3倍.经过点的直线与抛物线交于不同的两点,直线OA 与直线交于点,经过点且与直线垂直的直线交轴于点.(Ⅰ)求抛物线的方程和的坐标;(Ⅱ) 判断直线与直线的位置关系,并说明理由.【例9】(2019通州一模理18)已知椭圆的两个焦点分别为,,长轴长为.(Ⅰ)求椭圆的标准方程及离心率;(Ⅱ)过点的直线与椭圆交于,两点,若点满足,求证:由点构成的曲线关于直线对称.2:2G y px =0p >(2,0)M G F G M F M G A B ,2x =-P B OA l x Q F PQ AB C 1(1,0)F -2(1,0)F C (0,1)l C A B M 0MA MB MO ++=M L 13y =练习B【练1】(2019房山二模理18)已知抛物线过点(Ⅰ)求抛物线的方程和焦点坐标;(Ⅱ)过点的直线与抛物线交于两点,点关于轴的对称点为,试判断直线是否过定点,并加以证明.【练2】(2019大兴期末理19)已知椭圆的离心率为,左顶点为,过椭圆的右 焦点作互相垂直的两条直线分别交直线于两点,交椭圆于另一点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)求证:直线恒过定点,并求出定点坐标.)0(22>=p py x (2,1).(0,4)A -l M N ,M y T TN 2222:1(0)x y C a b a b+=>>12(2,0)A -C F 12,l l :4l x =,M N AM C P C PN【练3】(2018丰台期末理19)在平面直角坐标系中,动点到点的距离和它到直线的距离 相等,记点的轨迹为. (Ⅰ)求的方程;(Ⅱ)设点在曲线上,轴上一点(在点右侧)满足.平行于的直线与曲线相切于点,试判断直线是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.【练4】(2018顺义二模理19)已知椭圆的左焦点为,左顶点为,离心率为,点满足条件.(Ⅰ)求实数的值;(Ⅱ)设过点的直线与椭圆交于两点,记和的面积分别为,证明:.xOy P (10)F ,1x =-P C C A C x B F AF FB =AB C D AD 134:22=+y x G F A e ()0,t M ()2-<t e AM FA =||||t Fl G Q P ,MPF ∆MQF ∆21,S S ||||21MQ MP S S =【练5】(2018门头沟一模理18)已知椭圆,三点,.中恰有二点在椭圆上,且离心率为.(1)求椭圆的方程;(2)设为椭圆上任一点,为椭圆的左右顶点,为中点,求证:直线与直线它们的斜率之积为定值;(3)若椭圆的右焦点为,过的直线与椭圆交于,,求证:直线与直线关于直线对称.【练6】(2018海淀一模理19)已知椭圆:,且点在椭圆上.设与平行的直线与椭圆相交于两点,直线分别与轴正半轴交于两点.(Ⅰ)求椭圆的标准方程; (Ⅱ)判断的值是否为定值,并证明你的结论.2222:1(0)x y C a b a b +=>>13(1,)2P 21(,2P 33(1,)2P --C 12e =C P C 12A A C M 2PA 2PA OM C F (4,0)B l C D E FD FE 1x =C ()222210x y a b a b +=>>()2,1T OT l C ,P Q ,TP TQ x ,M N C OM ON +【练7】(2018通州期末理19)已知椭圆过点,离心率.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)已知点,过点作斜率为直线,与椭圆交于,两点,若轴平分 ,求的值.【练8】(2018东城期末理19)已知椭圆的离心率等于,经过其左焦点且与轴不重合的直线与椭圆交于两点.(Ⅰ) 求椭圆的方程;(Ⅱ) 为原点,在轴上是否存在定点,使得点到直线,的距离总相等?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.()222210x y a b a b +=>>()0,1-e =(),0P m ()1,0()0k k ≠l M N x MPN ∠m 22221(0)x y C a b a b +=>>:(1,0)F -x l C ,M N C O x Q F QM QN Q【练9】(2017丰台二模理19)已知椭圆E 的右焦点与抛物线的焦点重合,点M 在椭圆E 上.(Ⅰ)求椭圆E 的方程;(Ⅱ)设,直线与椭圆E 交于A ,B 两点,若直线PA ,PB 均与圆相切,求的值.【练10】(2019怀柔一模理19)已知椭圆的右焦点为,点满足.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)过点作直线交椭圆于两点,若与的面积之比为,求直线的方程.24y x =3(12,(40),P -1y kx =+)0(222>=+r r y x k 2222:1(0)x y E a b a b+=>>(1,0)F (0,)B b ||2FB =E F l E M N 、BFM ∆BFN ∆2l练习C【练1】(2018朝阳二模理19)已知抛物线.(1)写出抛物线的直线方程,并求出抛物线的焦点到准线的距离;(2)过点且斜率存在的直线与抛物线交于不同的两点,,且点关于轴的对称点为,直线与轴交于点.1)求点的坐标;2)求与面积之和的最小值.【练2】(2017顺义二模理19)已知椭圆经过点,其离心率.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设动直线与椭圆相切,切点为,且与直线相交于点.试问:在轴上是否存在一定点,使得以为直径的圆恒过该定点?若存在,求出该点的坐标;若不存在,请说明理由.2:2C y x =C C (20),l C A B B x D AD x M M OAM △OAB △:E ()012222>>=+b a by a x 3(1,2-21=e E m kx y l +=:C T l 4-=x S x ST【练3】(2019朝阳期末理19)过椭圆W :的左焦点作直线交椭圆于两点,其中,另一条过的直线交椭圆于两点(不与重合),且点不与点重合. 过作轴的垂线分别交直线,于,.(Ⅰ)求点坐标和直线的方程;(Ⅱ)求证:.【练4】(2018丰台二模理19)已知椭圆的长轴长为4,离心率为,过右焦点且不与 坐标轴垂直的直线与椭圆相交于,两点,设点,记直线,的斜率分别为,.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若,求的值.2212x y +=1F 1l ,A B A (0,1)1F 2l ,C D ,A B D ()01-,1F x AD BC E G B 1l 11EF F G =2222:1(0)x y C a b a b+=>>12F l M N (,0)P m PM PN 1k 2k C 120k k +=m【练5】(2018大兴一模理19)已知椭圆过点,左右顶点分别为,,且离心率(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)过作斜率为的直线交椭圆于点,交直线于点,直线交轴于点,若直线的斜率为,求证:为定值.【练6】(2018朝阳一模理19)已知椭圆,且过点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)过椭圆的左焦点的直线与椭圆交于两点,直线过坐标原点且与直线的斜率互为相反数.若直线与椭圆交于两点且均不与点重合,设直线与轴所成的锐角为,直线与轴所成的锐角为,判断与大小关系并加以证明.2222:1(0)x y C a b a b +=>>(0,1)B 1A 2A C 2A k l C P 1A B M BP x N MN k '2k k '-2222:1(0)x y C a b a b +=>>C C 1l C ,A B 2l 1l 2l ,E F ,A B AE x 1θBF x 2θ1θ2θ【练7】(2017丰台期末理19)已知抛物线:的焦点为,且经过点,过点的直线与抛物线交于,两点.(Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)为坐标原点,直线,与直线分别交于,两点,试判断是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.【练8】(2017通州期末理19)如图,已知椭圆经过点,离心率. (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)设是经过右焦点的任一弦(不经过点),直线与直线相交于点M ,记PA ,PB ,PM 的斜率分别为,,,求证:,,成等差数列.C 22(0)y px p =>F (1,2)A F C P Q C O OP OQ 2px =-S T FS FT ⋅⋅ ()2222:10x y C a b a b+=>>23,1(P 21=e AB F P AB :4l x =1k 2k 3k 1k 3k 2k【练9】(2019平谷一模理19)已知椭圆,短轴长为2;(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)设椭圆上顶点,左、右顶点分别为、.直线且交椭圆于、两点,点关于轴的对称点,求证:.【练10】(2017东城二模理19)已知椭圆的短轴长为,右焦点为,点是椭圆上异于左、右顶点的一点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若直线与直线交于点,线段的中点为.证明:点关于直线的对称点在直线上.22221(0)x y a b a b +=>>A B C //l AB E F E y G //CF AG 2222:1(0)x y C a b a b+=>>(1,0)F M C ,A B C AM 2x =N BN E B EF MF课后作业【题1】(2017房山一模理19)已知椭圆C :x 2+4y 2=4.(1)求椭圆C 的离心率;(2)椭圆C 的长轴的两个端点分别为A ,B ,点P 在直线x =1上运动,直线PA ,PB 分别与椭圆C 相交于M ,N 两个不同的点,求证:直线MN 与x 轴的交点为定点.【题2】(2017石景山期末理18)已知椭圆在椭圆上.(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)过点的直线(不与坐标轴垂直)与椭圆交于两点,设点关于轴的对称点为.直线与轴的交点是否为定点?请说明理由.2222:1(0)x y C a b a b +=>>(2,0)C C (1,0)P A B 、B x B 'B A 'x Q【题3】(2017西城二模理18)在平面直角坐标系中,抛物线的顶点是原点,以轴为对称轴,且经过点 .(Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)设点在抛物线上,直线分别与轴交于点,.求直线的斜率.【题4】(2017大兴一模理19)已知椭圆的短轴端点到右焦点F (1,0)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l :x =4于点P ,若|PA |=λ1|AF |,|PB |=λ2|BF |,求证:λ1﹣λ2为定值.xOy C x (1,2)P C ,A B C ,PA PB y ,M N ||||PM PN AB【题5】(2019通州期末理18)已知椭圆:过点(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)斜率为的直线交椭圆于,两点,且.若直线上存在点P ,使得是以为顶角的等腰直角三角形,求直线的方程.)0(12222>>=+b a b y a x 1l l C ()0,1A C C ()11,M x y ()22,N x y 12x x >3x =PMN ∆PMN ∠。
高三数学一轮复习 第九篇 平面解析几何 第7节 圆锥曲
专题概述
在圆锥曲线的综合问题中,定点、定值和存在性问题是高考的热点 和难点,大都以解答题的形式出现,难度较大,一般作为解答题的一问 占7~8分.综合考查学生的各种数学思想和技能.是高考的难点.解决 这类问题一般有两种方法:一是根据题意求出相关的表达式,再根据 已知条件列出方程组,消去参数,求出定值或定点坐标;二是先利用特 殊情况确定定值或定点坐标,再从一般情况进行验证.
由 AP · AQ =0, uuur uuur
得 AP · AQ =(x1,y1-1)·(x2,y2-1)=(1+k2)x1x2+k(t-1)(x1+x2)+(t-1)2=0,
将(*)代入,得 t=- 1 .所以直线 l 过定点(0,- 1 ).
2
2
反思归纳 圆锥曲线中定点问题的两种解法 (1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究 变化的量与参数何时没有关系,找到定点. (2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点 与变量无关.
当直线 AB 的斜率存在时,设直线 AB 的方程为 y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2).
由
x2 4
y2
1,
得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0.
y kx m
则Δ=(8km)2-4(1+4k2)(4m2-4)=16(1+4k2-m2)>0,x1+x2=-
x=0
或
x= 6k 1 3k 2
,
故点 P 的坐标为( 6k , 1 3k 2 ),同理,点 Q 的坐标为( 6k , k 2 3 ).
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学而思高中完整讲义:圆锥曲线综合.板块五.定比分点问题.学生版
【例1】 设双曲线C :2
221(0)x y a a
-=>与直线:1l x y +=相交于两个不同的点A 、B . ⑴求双曲线C 的离心率e 的取值范围:
⑵设直线l 与y 轴的交点为P ,且512
PA PB =u u u r u u u r ,求a 的值.
【例2】 已知椭圆的中心在原点,离心率为
12,一个焦点是(0)F m -,(m 是大于0的常数). ⑴求椭圆的方程; ⑵设Q 是椭圆上的一点,且过点F 、Q 的直线l 与y 轴交于点M .若2MQ QF =u u u u r u u u r ,求直线l 的斜率.
【例3】 已知12F F ,分别为椭圆22
132
x y +=的左、右焦点,直线1l 过点1F 且垂直于椭圆的长轴,动直线2l 垂直于直线1l ,垂足为D ,线段2DF 的垂直平分线交2l 于点M .
⑴求动点M 的轨迹C 的方程; ⑵过点1F 作直线交曲线C 于两个不同的点P 和Q ,设11F P F Q λ=u u u r u u u r ,若[]23λ∈,,求22F P F Q ⋅u u u u r u u u u r 的取值范围.
【例4】 已知点(30),R -,点P 在y 轴上,点Q 在x 轴的正半轴上,点M 在直线PQ 上,
且满足230PM MQ +=u u u u r u u u u r r ,0RP PM ⋅=u u u r u u u u r .
⑴当点P 在y 轴上移动时,求点M 的轨迹C 的方程;
⑵设1122()(),,,A x y B x y 为轨迹C 上两点,且1110,x y >>,(10),N ,求实数λ,
使AB AN λ=u u u r u u u r ,且16|3
AB |=
【例5】 在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C 的顶点在原点,经过点()22A ,,其焦点F 在
x 轴上.
⑴求抛物线C 的标准方程;
典例分析
⑵求过点F ,且与直线OA 垂直的直线的方程;
⑶设过点()0M m ,
()0>m 的直线交抛物线C 于D E ,两点,2=ME DM ,记D 和E 两点间的距离为()f m ,求()f m 关于m 的表达式.
【例6】 椭圆C 的中心为坐标原点O ,焦点在y
轴上,离心率e ,椭圆上的点到焦点的最短距离为1e -,直线l 与y 轴交于P 点()0m ,,与椭圆C 交于相异两点A 、B ,
且AP PB λ=u u u r u u u r
⑴求椭圆方程;⑵若4,OA OB OP m λ+=u u u r u u u r u u u r 求的取值范围.
【例7】 给定抛物线C :24y x =,F 是C 的焦点,过点F 的直线l 与C 相交于A 、B 两点.
⑴设l 的斜率为1,求OA u u u r 与OB u u u r 夹角的余弦值; ⑵设FB AF λ=u u u r u u u r ,若[49]λ∈,,求l 在y 轴上截距的变化范围.
【例8】 设A B ,
分别是直线y =
和y =上的两个动点,
并且AB u u u r 动点P 满足OP OA OB =+u u u r u u u r u u u r .记动点P 的轨迹为C ,
⑴求轨迹C 的方程;
⑵若点D 的坐标为(016),,M 、N 是曲线C 上的两个动点,且DM DN λ=u u u u r u u u r ,求实数λ的取值范围.。