定值問(wèn)題就是證明一個(gè)量與其中的變化因素?zé)o關(guān),這些變化的因素可能是直線的斜率、截距,也可能是動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)等,這類(lèi)問(wèn)題的一般解法是使用變化的量表達(dá)求證目標(biāo),通過(guò)運(yùn)算求證目標(biāo)的取值與變化的量無(wú)關(guān).當(dāng)使用直線的斜率和截距表達(dá)直線方程時(shí),在解題過(guò)程中要注意建立斜率和截距之間的關(guān)系,把雙參數(shù)問(wèn)題化為單參數(shù)問(wèn)題解決.
題型一 斜率問(wèn)題
【例題選講】
[例1] 已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(3),2),且過(guò)點(diǎn)A(2,1).
(1)求橢圓C的方程;
(2)若P,Q是橢圓C上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且使∠PAQ的角平分線總垂直于x軸,試判斷直線PQ的斜率是否為定值?若是,求出該值;若不是,說(shuō)明理由.
[規(guī)范解答] (1)因?yàn)闄E圓C的離心率為eq \f(\r(3),2),且過(guò)點(diǎn)A(2,1),
所以eq \f(4,a2)+eq \f(1,b2)=1,eq \f(c,a)=eq \f(\r(3),2).因?yàn)閍2=c2+b2,解得b2=2,a2=8
所以橢圓C的方程為eq \f(x2,8)+eq \f(y2,2)=1.
(2)因?yàn)椤螾AQ的角平分線總垂直于x軸,所以PA與AQ所在直線關(guān)于直線x=2對(duì)稱.
設(shè)直線PA的斜率為k,則直線AQ的斜率為-k.
所以直線PA的方程為y-1=k(x-2),直線AQ的方程為y-1=-k(x-2).
設(shè)點(diǎn)P(x1,y1),Q(x2,y2),由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2+4y2=8,,y=k?x-2?+1,))
消去y得(1+4k2)x2-8(2k2-k)x+16k2-16k-4=0,①
因?yàn)辄c(diǎn)A(2,1)在橢圓C上,所以x=2是方程①的一個(gè)根,
2x1=eq \f(16k2-16k-4,1+4k2),即x1=eq \f(8k2-8k-2,1+4k2).同理x2=eq \f(8k2+8k-2,1+4k2).
所以x1-x2=-eq \f(16k,1+4k2).又y1-y2=k(x1+x2)-4k=k·eq \f(16k2-4,1+4k2)-4k=-eq \f(8k,1+4k2),
所以直線PQ的斜率為kPQ=eq \f(y1-y2, x1-x2)=eq \f(1,2).所以直線PQ的斜率為定值,該值為eq \f(1,2).
[例2] 已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(1,2),右焦點(diǎn)為F,右頂點(diǎn)為E,P為直線x=eq \f(5,4)a上的任意一點(diǎn),且(eq \(PF,\s\up7(→))+eq \(PE,\s\up7(→)))·eq \(EF,\s\up7(→))=2.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)F且垂直于x軸的直線AB與橢圓交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在第一象限),動(dòng)直線l與橢圓C交于M,N兩點(diǎn),且M,N位于直線AB的兩側(cè),若始終保持∠MAB=∠NAB,求證:直線MN的斜率為定值.
[規(guī)范解答] (1)設(shè)Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4)a,t)),F(xiàn)(c,0),E(a,0),
則eq \(PF,\s\up7(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c-\f(5,4)a,-t)),eq \(PE,\s\up7(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(a,4),-t)),eq \(EF,\s\up7(→))=(c-a,0),
所以(eq \(PF,\s\up7(→))+eq \(PE,\s\up7(→)))·eq \(EF,\s\up7(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c-\f(3,2)a,-2t))·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c-a,0))=2,即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c-\f(3,2)a))·(c-a)=2,又e=eq \f(c,a)=eq \f(1,2),
所以a=2,c=1,b=eq \r(3),從而橢圓C的方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)由(1)知Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(3,2))),設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),設(shè)MN的方程:y=kx+m,代入橢圓方程eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1,
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,所以x1+x2=-eq \f(8km,4k2+3),x1x2=eq \f(4m2-12,4k2+3).
又M,N是橢圓上位于直線AB兩側(cè)的動(dòng)點(diǎn),若始終保持∠MAB=∠NAB,
則kAM+kAN=0,即eq \f(y1-\f(3,2),x1-1)+eq \f(y2-\f(3,2),x2-1)=0,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(kx1+m-\f(3,2)))(x2-1)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(kx2+m-\f(3,2)))(x1-1)=0,
即(2k-1)(2m+2k-3)=0,得k=eq \f(1,2).故直線MN的斜率為定值eq \f(1,2).
[例3] 如圖所示,拋物線關(guān)于x軸對(duì)稱,它的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上.
(1)求拋物線的方程及其準(zhǔn)線方程;
(2)當(dāng)PA與PB的斜率存在且傾斜角互補(bǔ)時(shí),證明:直線AB的斜率為定值.
[規(guī)范解答] (1)由題意可設(shè)拋物線的方程為y2=2px(p>0).則由點(diǎn)P(1,2)在拋物線上,得22=2p×1,
解得p=2,故所求拋物線的方程是y2=4x,準(zhǔn)線方程是x=-1.
(2)因?yàn)镻A與PB的斜率存在且傾斜角互補(bǔ),所以kPA=-kPB,即eq \f(y1-2,x1-1)=-eq \f(y2-2,x2-1).
又A(x1,y1),B(x2,y2)均在拋物線上,所以x1=eq \f(y\\al(2,1),4),x2=eq \f(y\\al(2,2),4),從而eq \f(y1-2,\f(y\\al(2,1),4)-1)=-eq \f(y2-2,\f(y\\al(2,2),4)-1),
即eq \f(4,y1+2)=-eq \f(4,y2+2),得y1+y2=-4,故直線AB的斜率kAB=eq \f(y1-y2,x1-x2)=eq \f(4,y1+y2)=-1,為定值.
[例4] 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓E:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(2),2),直線l:y=eq \f(1,2)x與橢圓E相交于A,B兩點(diǎn),AB=4eq \r(5),C,D是橢圓E上異于A,B兩點(diǎn),且直線AC,BD相交于點(diǎn)M,直線AD,BC相交于點(diǎn)N.
(1)求a,b的值;
(2)求證:直線MN的斜率為定值.
[規(guī)范解答] (1)因?yàn)閑=eq \f(c,a)=eq \f(\r(2),2),所以c2=eq \f(1,2)a2,即a2-b2=eq \f(1,2)a2,所以a2=2b2;
故橢圓方程為eq \f(x2,2b2)+eq \f(y2,b2)=1;由題意,不妨設(shè)點(diǎn)A在第一象限,點(diǎn)B在第三象限,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=eq \f(1,2)x,eq \f(x2,2b2)+eq \f(y2,b2)=1))解得A(eq \f(2\r(3),2)b,eq \f(\r(3),3)b);又AB=4eq \r(5),所以O(shè)A=2eq \r(5),即eq \f(4,3)b2+eq \f(1,3)b2=20,解得b2=12.
故a=2eq \r(6),b=2eq \r(3);
(2)由(1)知,橢圓E的方程為eq \f(x2,24)+eq \f(y2,12)=1,從而A(4,2),B(-4,-2);
①當(dāng)CA,CB,DA,DB斜率都存在時(shí),設(shè)直線CA,DA的斜率分別為k1,k2,C(x0,y0),
顯然k1≠k2;k1kBC=eq \f(y0-2,x0-4)·eq \f(y0+2,x0+4)=eq \f(y02-4,x02-16)=eq \f(8-eq \f(x02,2),x02-16)=-eq \f(1,2),所以kBC=-eq \f(1,2k1);同理kDB=-eq \f(1,2k2),
于是直線AD的方程為y-2=k2(x-4),直線BC的方程為y+2=-eq \f(1,2k1)(x+4);
∴eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y+2=-eq \f(1,2k1)(x+4), y-2=k2(x-4))),解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=eq \f(8k1k2-8k1-4,2k1k2+1),y=eq \f(-4k1k2-8k2+2,2k1k2+1))),
從而點(diǎn)N的坐標(biāo)為(eq \f(8k1k2-8k1-4,2k1k2+1),eq \f(-4k1k2-8k2+2,2k1k2+1)),
用k2代k1,k1代k2得點(diǎn)M的坐標(biāo)為(eq \f(8k1k2-8k2-4,2k1k2+1),eq \f(-4k1k2-8k1+2,2k1k2+1));
∴kMN=eq \f(eq \f(-4k1k2-8k2+2,2k1k2+1)-eq \f(-4k1k2-8k1+2,2k1k2+1),eq \f(8k1k2-8k1-4,2k1k2+1)-eq \f(8k1k2-8k2-4,2k1k2+1))=eq \f(8(k1-k2),8(k2-k1))=-1.
即直線MN的斜率為定值-1;
②當(dāng)CA,CB,DA,DB中,有直線的斜率不存在時(shí),根據(jù)題設(shè)要求,至多有一條直線斜率不存在,
故不妨設(shè)直線CA的斜率不存在,從而C(4,-2);仍然設(shè)DA的斜率為k2,由①知kDB=-eq \f(1,2k2);
此時(shí)CA:x=4,DB:y+2=-eq \f(1,2k2)(x+4),它們交點(diǎn)M(4,-eq \f(4,k2)-2);
BC:y=-2,AD:y-2=k2(x-4),它們交點(diǎn)N(4-eq \f(4,k2),-2),從而kMN=-1也成立;
由①②可知,直線MN的斜率為定值-1;
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】
1.已知橢圓C的中心在原點(diǎn),離心率等于eq \f (1,2),它的一個(gè)短軸端點(diǎn)恰好是拋物線x2=8eq \r(3)y的焦點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)如圖,已知P(2,3),Q(2,-3)是橢圓上的兩點(diǎn),A,B是橢圓上位于直線PQ兩側(cè)的動(dòng)點(diǎn).
①若直線AB的斜率為eq \f (1,2),求四邊形APBQ面積的最大值;
②當(dāng)A,B運(yùn)動(dòng)時(shí),滿足∠APQ=∠BPQ,試問(wèn)直線AB的斜率是否為定值?請(qǐng)說(shuō)明理由.
2.已知直線l經(jīng)過(guò)橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)和下頂點(diǎn),坐標(biāo)原點(diǎn)O到直線l的距離為eq \f(a,2).
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若橢圓C經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(2,1),點(diǎn)A,B是橢圓C上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且∠APB的角平分線總是垂直于y軸,試問(wèn):直線AB的斜率是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
3.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(3),2),且過(guò)點(diǎn)P(2,-1).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)Q在橢圓C上,且PQ與x軸平行,過(guò)P點(diǎn)作兩條直線分別交橢圓C于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn),若直線PQ平分∠APB,求證:直線AB的斜率是定值,并求出這個(gè)定值.
4.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(3),2),且C過(guò)點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(\r(3),2))).
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線l與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn)(點(diǎn)P,Q均在第一象限),且直線OP,l,OQ的斜率成等比數(shù)列,證明:直線l的斜率為定值.
5.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),c=eq \r(3),左、右焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P,A,B在橢圓C上,且點(diǎn)A,
B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,直線PA,PB的斜率的乘積為-eq \f (1,4).
(1)求橢圓C的方程;
(2)已知直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q(2,2),且與橢圓C交于不同的兩點(diǎn)M,N,若|QM||QN|=eq \f(16,3),判斷直線l的斜率是否為定值?若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
題型二 斜率之和問(wèn)題
【例題選講】
[例5] 已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(3),2),且過(guò)點(diǎn)M(4,1).
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線l:y=x+m(m≠3)與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn),記直線MP,MQ的斜率分別為k1,k2,試探究k1+k2是否為定值,若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[規(guī)范解答] (1)依題意,eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(c,a)=eq \f(\r(3),2),eq \f(16,a2)+eq \f(1,b2)=1,a2=b2+c2)),解得a2=20,b2=5.故橢圓C的方程為eq \f(x2,20)+eq \f(y2,5)=1;
(2)k1+k2=1,下面給出證明:設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
將y=x+m代入eq \f(x2,20)+eq \f(y2,5)=1并整理得5x2+8mx+4m2-20=0,
Δ=(8m)2-20(4m2-20)>0,解得-5b>0),焦距為2c,
依題意,可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2c=2,,a+c=3,))解得a=2,c=1,又a2=b2+c2,則b=eq \r(3),
所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)證明:由(1)得A(-2,0),F(xiàn)(1,0),設(shè)直線PQ:x=my+1,P(x1,y1),Q(x2,y2),
聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my+1,,\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,))消去x,整理,得(3m2+4)y2+6my-9=0,
則y1+y2=-eq \f(6m,3m2+4),y1y2=-eq \f(9,3m2+4),
依題意,可設(shè)M(3,yM),N(3,yN),則由eq \f(yM,3+2)=eq \f(y1,x1+2),可得yM=eq \f(5y1,x1+2)=eq \f(5y1,my1+3),
同理,可得yN=eq \f(5y2,my2+3),所以直線FM和直線FN的斜率之積
kFM·kFN=eq \f(yM-0,3-1)·eq \f(yN-0,3-1)=eq \f(1,4)·eq \f(25y1y2,(my1+3)(my2+3))=eq \f(1,4)·eq \f(25y1y2,m2y1y2+3m(y1+y2)+9)
=eq \f(1,4)·eq \f(25·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(9,3m2+4))),m2·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(9,3m2+4)))+3m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(6m,3m2+4)))+9)=eq \f(1,4)·eq \f(-25×9,-9m2-18m2+27m2+36)=-eq \f(25×9,4×36)=-eq \f(25,16).
所以直線FM和直線FN的斜率之積為定值-eq \f(25,16).
[例9] 已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(1,2),點(diǎn)A(1.eq \f(3,2))在橢圓C上.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)動(dòng)直線l與橢圓C有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),判斷是否存在以原點(diǎn)O為圓心的圓,滿足此圓與l相交兩點(diǎn)P1,P2,(兩點(diǎn)均不在坐標(biāo)軸上),且使得直線OP1,OP2的斜率之積為定值?若存在,求此圓的方程與定值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[規(guī)范解答] (1)由題意得,eq \f(c,a)=eq \f(1,2),a2=b2+c2,又因?yàn)辄c(diǎn)A(1.eq \f(3,2))在橢圓C上
所以eq \f(1,a2)+eq \f(9,4b2)=1,解得b2=3,a2=2.
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)結(jié)論:存在符合條件的圓,且此圓的方程為x2+y2=7.
證明如下:
假設(shè)存在符合條件的圓,且設(shè)此圓的方程為x2+y2=r2(r>0).
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)l的方程為y=kx+m,
由方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+m,\f(x2,4)+\f(y2,3)=1)),得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
因?yàn)橹本€l與橢圓有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),所以Δ1=(8km)2-4(4k2+3)( 4m2-12)=0,即m2=4k2+3.
由方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=kx+m,x2+y2=r2)),得(k2+1)x2+2kmx+m2-r2=0,
則Δ1=(2km)2-4(k2+1)(m2-r2)>0,
設(shè)P1(x1,y1),P2(x2,y2),則x1+x2=eq \f(-2km,1+k2),x1x2=eq \f(m2-r2,1+k2).
設(shè)直線OP1,OP2的斜率分別為k1,k2,
所以k1·k2=eq \f(y1y2,x1x2)=eq \f((kx1+m)(k2x+m),x1x2)=eq \f(k2x1x2+km(x1+x2)+m2,x1x2)=eq \f(k2eq \f(m2-r2,1+k2)+kmeq \f(-2km,1+k2)+m2, eq \f(m2-r2,1+k2))=eq \f(m2-r2k2,m2-r2).
將m2=4k2+3代入上式得k1k2=eq \f((4-r2)k2+3,4k2+3-r2).要使得k1k2為定值,則eq \f(4-r2,4)=eq \f(3,3-r2),即r2=7.
所以當(dāng)圓的方程為x2+y2=7時(shí),圓與l的交點(diǎn)P1,P2滿足k1k2為定值-eq \f(3,4).
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),由題意知l的方程為x=±2,
此時(shí)圓與l的交點(diǎn)P1,P2也滿足k1k2為定值-eq \f(3,4).
綜上:當(dāng)圓的方程為x2+y2=7時(shí),圓與l的交點(diǎn)P1,P2滿足k1k2為定值-eq \f(3,4).
[例10] 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右頂點(diǎn)分別為A,B.已知|AB|=4,且點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(e,\f(3\r(5),4)))在橢圓上,其中e是橢圓的離心率.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)P是橢圓C上異于A,B的點(diǎn),與x軸垂直的直線l分別交直線AP,BP于點(diǎn)M,N,求證:直線AN與直線BM的斜率之積是定值.
[規(guī)范解答] (1)因?yàn)閨AB|=4,所以2a=4,即a=2,又點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(e,\f(3\r(5),4)))在橢圓上,
故eq \f(e2,a2)+eq \f(45,16b2)=1,即eq \f(c2,16)+eq \f(45,16b2)=1,聯(lián)立方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(c2,16)+\f(45,16b2)=1,,c2+b2=4,))解得b2=3,
故橢圓C的方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(s,t),M,N的橫坐標(biāo)均為m(m≠±2),故Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m,\f(t,s+2)(m+2))),
直線BM的斜率k1=eq \f(t(m+2),(s+2)(m-2)),同理可得直線AN的斜率k2=eq \f(t(m-2),(s-2)(m+2)),
所以k1k2=eq \f(t2(m2-4),(s2-4)(m2-4))=eq \f(t2,s2-4),
又因?yàn)辄c(diǎn)P在橢圓上,故有eq \f(s2,4)+eq \f(t2,3)=1,即t2=-eq \f(3,4)(s2-4),則k1k2=-eq \f(3,4),
故直線AN與直線BM的斜率之積是定值.
[例11] 已知拋物線C:y2=ax(a>0)上一點(diǎn)P(t,eq \f(1,2))到焦點(diǎn)F的距離為2t.
(1)求拋物線C的方程;
(2)拋物線C上一點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為1,過(guò)點(diǎn)Q(3,-1)的直線與拋物線C交于M,N兩個(gè)不同的點(diǎn)(均與點(diǎn)A不重合),設(shè)直線AM,AN的斜率分別為k1,k2,求證:k1k2為定值.
[規(guī)范解答] (1)由拋物線的定義可知|PF|=t+eq \f(a,4)=2t,則a=4t,由點(diǎn)P(t,eq \f(1,2))在拋物線上,得at=eq \f(1,4),
∴a×eq \f(a,4)=eq \f(1,4),則a2=1,由a>0,得a=1,∴拋物線C的方程為y2=x.
(2)∵點(diǎn)A在拋物線C上,且yA=1,∴xA=1.
∴A(1,1),設(shè)過(guò)點(diǎn)Q(3,-1)的直線的方程為x-3=m(y+1),即x=my+m+3,
代入y2=x得y2-my-m-3=0.
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則y1+y2=m,y1y2=-m-3,
∴k1k2=eq \f(y1-1,x1-1)·eq \f(y2-1,x2-1)=eq \f(y1y2-?y1+y2?+1,m2y1y2+m?m+2??y1+y2?+?m+2?2)=-eq \f(1,2),∴k1k2為定值.
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】
9.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的上頂點(diǎn)為點(diǎn)D,右焦點(diǎn)為F2(1,0),延長(zhǎng)DF2交橢圓C于點(diǎn)E,且滿
足|DF2|=3|F2E|.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過(guò)點(diǎn)F2作與x軸不重合的直線l和橢圓C交于A,B兩點(diǎn),設(shè)橢圓C的左頂點(diǎn)為點(diǎn)H,且直線HA,HB分別與直線x=3交于M,N兩點(diǎn),記直線F2M,F(xiàn)2N的斜率分別為k1,k2,則k1與k2之積是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
10.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)經(jīng)過(guò)A(1,eq \f(\r(2),2)),B(eq \f(\r(2),2),-eq \f(\r(3),2))兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)動(dòng)直線l與橢圓C有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),且與圓O:x2+y2=3相交于M,N兩點(diǎn)試問(wèn)直線OM與ON的斜率之積kOMkON是否為定值?若是,求出該定值;若不是,說(shuō)明理由.
11.已知橢圓eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的右頂點(diǎn)為A,上頂點(diǎn)為B,O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)O到直線AB
的距離為eq \f(2\r(5),5),△OAB的面積為1.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)直線l與橢圓交于C,D兩點(diǎn),若直線l∥直線AB,設(shè)直線AC,BD的斜率分別為k1,k2,證明:k1·k2為定值.
12.已知橢圓C:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(6),3),F(xiàn)1,F(xiàn)2,是橢圓C的左、右焦點(diǎn),P是橢圓C上的一
個(gè)動(dòng)點(diǎn),且△PF1F2面積的最大值為10eq \r(2).
(1)求橢圓C的方程;
(2)若Q是橢圓C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M,N在橢圓eq \f(x2,3)+y2=1上,O為原點(diǎn),點(diǎn)Q,M,N滿足eq \(OQ,\s\up6(→))=eq \(OM,\s\up6(→))+3eq \(ON,\s\up6(→)),則直線OM與直線ON的斜率之積是否為定值?若是,求出該定值,若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
題型四 斜率綜合問(wèn)題
【例題選講】
[例12] 已知△ABC中,B(-1,0),C(1,0),AB=6,點(diǎn)P在AB上,且∠BAC=∠PCA.
(1)求點(diǎn)P的軌跡E的方程;
(2)若Q(1,eq \f(8,3)),過(guò)點(diǎn)C的直線與E交于M,N兩點(diǎn),與直線x=9交于點(diǎn)K,記QM,QN,QK的斜率分別為k1,k2,k3,試探究k1,k2,k3的關(guān)系,并證明.
[規(guī)范解答] (1)如圖三角形ACP中,∠BAC=∠PCA,所以PA=PC,
所以PB+PC=PB+PA=AB=6,
所以點(diǎn)P的軌跡是以B,C為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸為4的橢圓(不包含實(shí)軸的端點(diǎn)),
所以點(diǎn)P的軌跡E的方程為eq \f(x2,9)+eq \f(y2,8)=1(x≠±3).
(2)k1,k2,k3的關(guān)系:k1+k2=2k3.
證明:如圖,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
可設(shè)直線MN方程為y=k(x-1),則K(4,3k),
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x2,9)+\f(y2,8)=1,,y=k(x-1),))可得(9k2+8)x2-18k2x+(9k2-72)=0,
∴x1+x2=eq \f(18k2,9k2+8),x1x2=eq \f(9k2-72,9k2+8).
k1=eq \f(y1-eq \f(8,3),x1-1)=eq \f(k(x1-1)-eq \f(8,3),x1-1)=k-eq \f(8,3(x1-1)),k2=k-eq \f(8,3(x2-1)),k3=k-eq \f(8k-eq \f(8,3),9-1)=k-eq \f(1,3),
因?yàn)?k1-k3)+(k2-k3)=eq \f(2,3)-eq \f(8,3)(eq \f(1,x1-1)+eq \f(1,x2-1))=eq \f(2,3)-eq \f(8,3) eq \f(x1+x2-2,x1x2-(x1+x2)+1),
所以:k1+k2=2k3.
[例13] 已知圓F1:(x+1)2+y2=r2(1≤r≤3),圓F2:(x-1)2+y2=(4-r)2.
(1)證明:圓F1與圓F2有公共點(diǎn),并求公共點(diǎn)的軌跡E的方程;
(2)已知點(diǎn)Q(m,0)(m

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