
?專題05 圓錐曲線中的定點問題
一、多選題
1.設(shè)A,B是拋物線上的兩點,是坐標原點,下列結(jié)論成立的是( )
A.若,則
B.若,直線AB過定點
C.若,到直線AB的距離不大于1
D.若直線AB過拋物線的焦點F,且,則
【答案】ACD
【分析】
設(shè)直線方程為,將直線方程代入拋物線方程,利用韋達定理,結(jié)合直線垂直的條件,逐一分析判斷得解.
【詳解】
B.設(shè)直線方程為,,,,,
將直線方程代入拋物線方程,得,
則,,
,,.
于是直線方程為,該直線過定點.故不正確;
C.到直線的距離,即正確;
A.
.正確;
D.由題得,所以,不妨取.
所以,所以直線AB的方程為,所以.
由題得
=.
所以.所以D正確.
故選:ACD.
【點睛】
本題主要考查了直線與拋物線的綜合問題,考查學(xué)生分析解決問題的能力,考查學(xué)生的計算能力.解題的關(guān)鍵是靈活利用韋達定理和拋物線的定義.
2.設(shè)是拋物線上兩點,是坐標原點,若,下列結(jié)論正確的為( )
A.為定值 B.直線過拋物線的焦點
C.最小值為16 D.到直線的距離最大值為4
【答案】ACD
【分析】
由拋物線方程及斜率公式即可判斷A;設(shè)直線方程,結(jié)合韋達定理即可判斷B;利用韋達定理求得的最小值,即可判斷C;由直線過定點可判斷D.
【詳解】
對于A,因為,所以,
所以,故A正確;
對于B,設(shè)直線,代入可得,
所以,即,所以直線過點,
而拋物線的焦點為,故B錯誤;
對于C,因為,
當時,等號成立,
又直線過點,所以,故C正確;
對于D,因為直線過點,所以到直線的距離最大值為4,故D正確.
故選:ACD.
【點睛】
解決本題的關(guān)鍵是利用拋物線的方程合理化簡及韋達定理的應(yīng)用,細心計算即可得解.
二、單選題
3.已知直線與橢圓總有公共點,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.且
【答案】D
【分析】
由直線恒過點,將問題轉(zhuǎn)化為點在橢圓上或橢圓內(nèi),可得選項.
【詳解】
因為直線恒過點,為使直線與橢圓恒有公共點,
只需點在橢圓上或橢圓內(nèi),所以,即.又,所以且.
故選:D.
【點睛】
本題考查直線與橢圓的位置關(guān)系,關(guān)鍵在于直線恒過的點在橢圓上或橢圓的內(nèi)部,屬于中檔題.
三、解答題
4.已知拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點為F,點M(2,m)(m>0)在拋物線上,且|MF|=2.
(1)求拋物線C的方程;
(2)若點P(x0,y0)為拋物線上任意一點,過該點的切線為l0,證明:過點F作切線l0的垂線,垂足必在x軸上.
【答案】(1)x2=4y;(2)證明見解析.
【分析】
(1)根據(jù)拋物線的定義可得m+=2,再由2pm=4,即可求解.
(2)討論x0=0或x0≠0,利用導(dǎo)數(shù)求出點P處的切線的方程l0,再求出過點F且與切線l0垂直的方程,兩方程聯(lián)立求出交點即可求解.
【詳解】
(1)由拋物線的定義可知,|MF|=m+=2,①
又M(2,m)在拋物線上,所以2pm=4,②
由①②解得p=2,m=1,
所以拋物線C的方程為x2=4y.
(2)證明:①當x0=0,即點P為原點時,顯然符合;
②x0≠0,即點P不在原點時,
由(1)得,x2=4y,則y′=x,
所以拋物線在點P處的切線的斜率為x0,
所以拋物線在點P處的切線l0的方程為
y-y0=x0(x-x0),
又=4y0,
所以y-y0=x0(x-x0)可化為y=x0x-y0.
又過點F且與切線l0垂直的方程為y-1=-x.
聯(lián)立方程得
消去x,得y=-(y-1)-y0.(*)
因為=4y0,
所以(*)可化為y=-yy0,即(y0+1)y=0,
由y0>0,可知y=0,即垂足必在x軸上.
綜上,過點F作切線l0的垂線,垂足必在x軸上.
【點睛】
關(guān)鍵點點睛:本題考查了直線與拋物線的位置關(guān)系,解題的關(guān)鍵是求出切線方程以及切線的垂線方程,綜合性比較強,考查了計算求解能力.
5.已知拋物線E:x2=2py(p>0)的焦點為F,A(2,y0)是E上一點,且|AF|=2.
(1)求E的方程;
(2)設(shè)點B是E上異于點A的一點,直線AB與直線y=x-3交于點P,過點P作x軸的垂線交E于點M,證明:直線BM過定點.
【答案】(1)x2=4y;(2)證明見解析.
【分析】
(1)利用拋物線的定義與性質(zhì)求得的值,即可寫出拋物線方程;
(2)設(shè)點、,由直線的方程和拋物線方程聯(lián)立,消去,利用韋達定理和、、三點共線,化簡整理可得的方程,從而求出直線所過的定點.
【詳解】
(1)由題意得,解得,
所以,拋物線的標準方程為.
(2)證明:
設(shè)點、,設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立,消去得,
由韋達定理得,,
由軸以及點在直線上,得,
則由、、三點共線,得,
整理得,
將韋達定理代入上式并整理得,
由點的任意性,得,得,
所以,直線的方程為,即直線過定點.
【點睛】
本題考查了拋物線的性質(zhì),直線和拋物線的位置關(guān)系,以及直線過定點的應(yīng)用問題,利用韋達定理處理由、、三點共線是解第二問的關(guān)鍵,是中檔題.
6.已知點A(-1,0),B(1,-1)和拋物線.,O為坐標原點,過點A的動直線交拋物線C于M、P,直線MB交拋物線C于另一點Q,如圖:
(1)若△POM的面積為 ,求向量與的夾角;
(2)證明:直線PQ恒過一個定點.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【分析】
(1)利用得到兩點的縱坐標之積,根據(jù)平面向量的數(shù)量積公式可得向量與的數(shù)量積,根據(jù)三角形的面積公式可求得向量與的夾角;
(2)利用和得到的縱坐標的關(guān)系式,利用點斜式求出直線的方程,結(jié)合的縱坐標的關(guān)系式可得直線過定點.
【詳解】
(1)設(shè)點,因為三點共線,
所以,所以,即,所以,
所以
設(shè)∠POM=α,則
所以,
所以,所以
又,所以.
故向量與向量的夾角為.
(2)設(shè)點,因為三點共線,,
即,即,
則,
即,又,
所以,
因為,
所以直線的方程是,
即,
即,
由知,代入上式,
得
由此可知直線PQ過定點E(1,-4).
【點睛】
關(guān)鍵點點睛:第二問利用和得到的縱坐標的關(guān)系式,并利用此關(guān)系式得到直線的方程是解題關(guān)鍵.
7.設(shè)為坐標原點,橢圓的焦距為,離心率為,直線與交于兩點.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)點,,求證:直線過定點,并求出定點的坐標.
【答案】(1);(2)證明見解析,(0,2).
【分析】
(1)利用焦距和離心率解參數(shù),即得方程;
(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,利用韋達定理得到兩根和與差的關(guān)系,再利用向量數(shù)量積計算求得參數(shù)m,即證得結(jié)論,得到定點.
【詳解】
(1)由題意知,,∴
橢圓C的方程為:;
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
聯(lián)立,消去y整理得:(1+5k2)x2+10mkx+5m2﹣25=0,
所以,,
所以,=,
因為,
所以,,
所以,
整理得:3m2﹣m﹣10=0,
解得:m=2或(舍去),故直線為:.
所以直線l過定點(0,2).
【點睛】
圓錐曲線中求直線過定點的問題,通常需要聯(lián)立方程,得到二次方程后利用韋達定理、結(jié)合題中條件(比如斜率關(guān)系,向量關(guān)系,距離關(guān)系,面積等)直接計算,即可求出結(jié)果,這類題運算量較大.
8.已知拋物線經(jīng)過點
(1)求拋物線的方程及其相應(yīng)準線方程;
(2)過點作斜率為的兩條直線分別交拋物線于和四點,其中.設(shè)線段和的中點分別為過點作垂足為證明:存在定點使得線段長度為定值.
【答案】(1);準線;(2)存在,
【分析】
(1)將點代入拋物線即可求解,再由拋物線的標準方程可得準線.
(2)設(shè)出直線:,直線:,將直線與拋物線聯(lián)立,利用韋達定理以及中點坐標公式求出、,從而求出直線,,將兩直線聯(lián)立求出交點,得到點的軌跡是個圓,從而可得定點為圓心.
【詳解】
(1)將點代入拋物線,可得,
解得,所以拋物線方程:,
準線.
(2)由題意可得直線:,直線:,
聯(lián)立 ,整理可得,
設(shè),,則,,
所以,同理,
,
設(shè),
:
,
:,聯(lián)立 ,
解得,
,整理可得,
即,
所以點的軌跡是個圓,
故的坐標為,線段長度為定值.
【點睛】
關(guān)鍵點點睛:此題考查了直線與拋物線的位置關(guān)系,解題的關(guān)鍵是求出直線,的
交點,得到點的軌跡方程,考查了運算求解能力.
9.設(shè)、分別是橢圓C:的左、右焦點,,直線過且垂直于x軸,交橢圓C于A、B兩點,連接A、B、,所組成的三角形為等邊三角形.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過右焦點的直線m與橢圓C相交于M、N兩點,試問:橢圓C上是否存在點P,使成立?若存在,求出點P的坐標;若不存在,說明理由.
【答案】(1)橢圓;(2)存在,.
【分析】
(1)根據(jù)得到,計算,,得到,得到橢圓方程.
(2)設(shè)點和直線,聯(lián)立方程利用韋達定理得到,,轉(zhuǎn)為為點在橢圓上,帶入數(shù)據(jù)計算得到答案.
【詳解】
(1)由可得,等邊三角形中:,,
則,得, 又因為,所以,
則橢圓;
(2)設(shè)、,則由題意知的斜率為一定不為,
故不妨設(shè),代入橢圓的方程中:,
整理得, 滿足.
由韋達定理有:,①
且②
假設(shè)存在點,使成立,
則其充要條件為:點在橢圓上,即.
整理得,
又在橢圓上,即,,
故由①②代入:,解得,驗證
則.
【點睛】
橢圓內(nèi)的存在性問題,設(shè)而不求,利用韋達定理,將題目轉(zhuǎn)化為點在橢圓上是解題的關(guān)鍵,計算量較大,需要平時多訓(xùn)練.
10.設(shè)橢圓的左、右焦點分別為,,離心率為,短軸長為.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)設(shè)左、右頂點分別為、,點在橢圓上(異于點、),求的值;
(3)過點作一條直線與橢圓交于兩點,過作直線的垂線,垂足為.試問:直線與是否交于定點?若是,求出該定點的坐標,否則說明理由.
【答案】(1);(2);(3)是,.
【分析】
(1)由題意,列出所滿足的等量關(guān)系式,結(jié)合橢圓中的關(guān)系,求得,從而求得橢圓的方程;
(2)寫出,設(shè),利用斜率坐標公式求得兩直線斜率,結(jié)合點在橢圓上,得出,從而求得結(jié)果;
(3)設(shè)直線的方程為:,,則,聯(lián)立方程可得:,結(jié)合韋達定理,得到,結(jié)合直線的方程,得到直線所過的定點坐標.
【詳解】
(1)由題意可知,,又,所以,
所以橢圓的標準方程為:.
(2),設(shè),
因為點在橢圓上,所以,
,
又,
.
(3)設(shè)直線的方程為:,,則,
聯(lián)立方程可得:,
所以,
所以 ,
又直線的方程為:,
令,
則
,
所以直線恒過,
同理,直線恒過,
即直線與交于定點.
【點睛】
思路點睛:該題考查的是有關(guān)橢圓的問題,解題思路如下:
(1)根據(jù)題中所給的條件,結(jié)合橢圓中的關(guān)系,建立方程組求得橢圓方程;
(2)根據(jù)斜率坐標公式,結(jié)合點在橢圓上,整理求得斜率之積,可以當結(jié)論來用;
(3)將直線與橢圓方程聯(lián)立,結(jié)合韋達定理,結(jié)合直線方程,求得其過的定點.
11.在平面直角坐標系中,動點到點的距離和它到直線的距離的比是常數(shù)
(1)求動點的軌跡方程;
(2)若過點作與坐標軸不垂直的直線交動點的軌跡于兩點,設(shè)點關(guān)于軸的對稱點為,當直線繞著點轉(zhuǎn)動時,試探究:是否存在定點,使得三點共線?若存在,求出點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)存在定點,使得三點共線.
【分析】
(1)設(shè),由化簡可得結(jié)果;
(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,根據(jù)韋達定理得,橢圓的對稱性知,若存在定點,則點必在軸上,設(shè),根據(jù)列式,結(jié)合可求出.
【詳解】
(1)設(shè),則,化簡得
故動點的軌跡方程為.
(2)由題知且直線斜率存在,設(shè)為,則直線方程為
由得
設(shè),則,
由橢圓的對稱性知,若存在定點,則點必在軸上
故假設(shè)存在定點,使得三點共線,則且
又
,
即
化簡得
將式代入上式得
化簡得
故存在定點,使得三點共線.
【點睛】
關(guān)鍵點點睛:由橢圓的對稱性知,若存在定點,則點必在軸上是解題關(guān)鍵.
12.在平面直角坐標系xOy中,有三條曲線:①;②;③.請從中選擇合適的一條作為曲線C,使得曲線C滿足:點F(1,0)為曲線C的焦點,直線y=x-1被曲線C截得的弦長為8.
(1)請求出曲線C的方程;
(2)設(shè)A,B為曲線C上兩個異于原點的不同動點,且OA與OB的斜率之和為1,過點F作直線AB的垂線,垂足為H,問是否存在定點M,使得線段MH的長度為定值?若存在,請求出點M的坐標和線段MH的長度;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2);
【分析】
(1)利用焦點以及弦長排除①②,從而可得,進而求出拋物線.
(2)、的斜率存在且不為,不可能是斜率為的直線,設(shè)方程:,與拋物線聯(lián)立,設(shè),,利用韋達定理求出,再將、方程聯(lián)立,求出交點,過點,觀察兩個定點,,由,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)即可證出.
【詳解】
(1)對于②,,故排除②;
假設(shè)①為曲線C,則有,解得,
將直線代入,整理可得,
解得,此時弦長為,故排除①;
所以曲線C為③,
則,解得,
所以曲線C的方程為.
(2)易知、的斜率存在且不為,不可能是斜率為的直線,
設(shè)方程:,代入,
可得,,
設(shè),,
則,,
且,解得,
聯(lián)立、方程,即,解得,
,
已知過點,不妨猜測可能為,
則,此時不滿足為定值,
觀察兩個定點,,
由于,故在以為直徑的圓上,
的中心為圓心,圓心到的距離恒為.
中點為,,
所以定點M,線段MH的長度為定值,且 .
【點睛】
關(guān)鍵點點睛:根據(jù)焦點以及弦長確定曲線C,解題的關(guān)鍵是求出直線過點,圍繞以及焦點,進行求解,考查了考生的計算求解能力.
13..已知圓,點P是直線上的一動點,過點P作圓M的切線PA,PB,切點為A,B.
(1)當切線PA的長度為時,求點P的坐標;
(2)若的外接圓為圓N,試問:當P運動時,圓N是否過定點?若存在,求出所有的定點的坐標;若不存在,請說明理由;
【答案】(1)或;(2)過定點;定點,.
【分析】
(1)設(shè),解方程,即得解;
(2)求出圓N方程:,解方程即得解.
【詳解】
(1)由題可知,圓M的半徑,設(shè),
因為PA是圓M的一條切線,所以,
所以,
解得或,
所以點P的坐標為或.
(2)設(shè),因為,
所以經(jīng)過A、P、M三點的圓N以MP為直徑,
其方程為,
即,
由,
解得或,
所以圓過定點,.
【點睛】
方法點睛:定點問題:對滿足一定條件曲線上兩點連結(jié)所得直線過定點或滿足一定條件的曲線過定點問題,證明直線過定點,一般有兩種方法.(1)特殊探求,一般證明:即可以先考慮動直線或曲線的特殊情況,找出定點的位置,然后證明該定點在該直線或該曲線上(定點的坐標直線或曲線的方程后等式恒成立).(2)分離參數(shù)法:一般可以根據(jù)需要選定參數(shù),結(jié)合已知條件求出直線或曲線的方程,分離參數(shù)得到等式,(一般地,為關(guān)于的二元一次關(guān)系式)由上述原理可得方程組,從而求得該定點.
14.已知橢圓的一個焦點與拋物線的焦點重合,且橢圓的離心率為.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)直線交橢圓于?兩點,線段的中點為,直線是線段的垂直平分線,求證:直線過定點,并求出該定點的坐標.
【答案】(1);(2)證明見解析,直線過定點.
【分析】
(1)由拋物線的焦點為,求得c,再根據(jù)橢圓的離心率求解.
(2)設(shè),,利用點差法結(jié)合線段的中點為,求得線段的垂直平分線的方程即可.
【詳解】
(1)拋物線的焦點為,則.
橢圓的離心率,則.
故橢圓的標準方程為.
(2)顯然點在橢圓內(nèi)部,故,且直線的斜率不為.
當直線的斜率存在且不為時,設(shè),,
則有,,
兩式相減得.
由線段的中點為,則,
故直線的斜率.
因為直線是線段的垂直平分線,故直線,即.
令,此時,于是直線過定點.
當直線的斜率不存在時,易知,此時直線,故直線過定點.
綜上所述,直線過定點.
【點睛】
方法點睛:定點問題的常見解法:①假設(shè)定點坐標,根據(jù)題意選擇參數(shù),建立一個直線系或曲線系方程,而該方程與參數(shù)無關(guān),故得到一個關(guān)于定點坐標的方程組,以這個方程組的解為坐標的點即所求定點;②從特殊位置入手,找出定點,再證明該點適合題意.
15.已知橢圓:的離心率為,且經(jīng)過點,
(1)求橢圓的標準方程;
(2)過點作直線與橢圓相較于,兩點,試問在軸上是否存在定點,使得兩條不同直線,恰好關(guān)于軸對稱,若存在,求出點的坐標,若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)存在,使得兩條不同直線,恰好關(guān)于軸對稱.
【分析】
(1)將點坐標代入方程,結(jié)合離心率公式及,即可求出,進而可求得橢圓的標準方程;
(2)設(shè)直線l的方程為,與橢圓聯(lián)立,可得,的表達式,根據(jù)題意可得,直線,的斜率互為相反數(shù),列出斜率表達式,計算化簡,即可求出Q點坐標.
【詳解】
(1)有題意可得,解得,
所以橢圓的方程為.
(2)存在定點,滿足直線,恰好關(guān)于x軸對稱,
設(shè)直線l的方程為,由,
聯(lián)立得,,
設(shè),定點,由題意得,
所以,
因為直線,恰好關(guān)于x軸對稱,
所以直線,的斜率互為相反數(shù),
所以,即,
所以,即,
所以,即,
所以當時,直線,恰好關(guān)于x軸對稱,即.
綜上,在軸上存在定點,使直線,恰好關(guān)于x軸對稱.
【點睛】
本題考查橢圓的方程及幾何性質(zhì),考查直線與橢圓的位置關(guān)系問題,解題的關(guān)鍵是將條件:直線,恰好關(guān)于x軸對稱,轉(zhuǎn)化為直線,的斜率互為相反數(shù),再根據(jù)韋達定理及斜率公式,進行求解,考查分析理解,計算求值的能力,屬中檔題.
16.已知橢圓的左、右焦點分別為、,點P在直線上且不在x軸上,直線與橢圓E的交點分別為A、B,直線與橢圓E的交點分別為C、D.
(1)設(shè)直線、的斜率分別為、,求的值
(2)問直線m上是否點P,使得直線OA,OB,OC,OD的斜率,,,滿足若存在,求出所有滿足條件的點P的坐標若不存在,請說明理由.
【答案】(1)2;(2)存在;點P的坐標是或或.
【分析】
(1)由橢圓的標準方程可得焦點坐標,設(shè)點,由斜率公式化簡即可得解;
(2)按照、的斜率是否都存在討論,當斜率均存在時,設(shè)直線方程,聯(lián)立方程結(jié)合韋達定理可得或,再代入斜率公式即可得解.
【詳解】
(1)由條件知,
設(shè)點,則,
所以
(2)設(shè)存在點符合條件,
當直線的斜率不存在或直線的斜率不存在時,
則,不合題意;
當直線、的斜率均存在時,設(shè)直線、的斜率分別為、,
則直線:,直線:,
設(shè),
聯(lián)立,消去y得,,
所以,
所以
,
同理可得,
由得,
所以或,
又,
所以或
解得舍去,,,,
所以點P的坐標是或或.
【點睛】
解決本題的關(guān)鍵是設(shè)出所需點的坐標,結(jié)合韋達定理求得直線斜率的關(guān)系,利用斜率公式可得點P的橫坐標,整個過程中要注意運算的準確性.
17.已知直線l:x=my+1過橢圓C:b2x2+a2y2=a2b2(a>b>0)的右焦點F,且交橢圓C于A?B兩點,點A?B在直線G:x=a2上的射影依次為點D?E.
(1)若,其中O為原點,A2為右頂點,e為離心率,求橢圓C的方程;
(2)連接AF,BD,試探索當m變化時,直線AE,BD是否相交于一定點N?若交于定點N,請求出N點的坐標,并給予證明;否則說明理由.
【答案】(1)(2)相較于定點,,證明見解析.
【分析】
(1)設(shè)橢圓的半焦距為,由題意可得,由已知等式可得,進而得到,,即可得到橢圓方程;
(2)當時,求得,的交點,猜想定點,.當時,分別設(shè),的坐標為,,,,由題意可得,,聯(lián)立直線的方程和橢圓方程,運用韋達定理,結(jié)合三點共線的性質(zhì),計算直線,的斜率,可判斷,,共線,同理可判斷,,共線,即可得到定點.
【詳解】
(1)橢圓的方程為,
設(shè)橢圓的半焦距為,由題意可得,
由,可得,
即有,即,解得,
則,,
所以橢圓的方程為;
(2)當時,直線垂直于軸,可得四邊形為矩形,直線,相交于點,,
猜想定點,;
當時,分別設(shè),的坐標為,,,,由題意可得,,
由可得,
,,
由,,
由,
又,
則,即,所以,,三點共線;
同理可得,,三點共線.
則直線,相交于一定點,.
【點睛】
本題考查橢圓的方程和性質(zhì),以及直線和橢圓的位置關(guān)系,注意聯(lián)立直線方程和橢圓方程,運用韋達定理和直線的斜率公式,考查方程思想和運算能力,屬于中檔題.
18.已知拋物線的焦點為,過點的直線與拋物線在第一象限相切于點,點到坐標原點的距離為.
(1)求拋物線的標準方程;
(2)過點任作直線與拋物線相交于,兩點,請判斷軸上是否存點,使得點到直線,的距離都相等.若存在,請求出點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)存在;點的坐標為.
【分析】
(1)設(shè)直線的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,利用判別式等于0,解得,點坐標為,根據(jù)點到坐標原點的距離為可得結(jié)果;
(2)設(shè)直線,假設(shè)存在這樣的點,設(shè),,點,聯(lián)立方程消去整理成關(guān)于的一元二次方程,根據(jù)韋達定理得到和,將點到直線,的距離都相等轉(zhuǎn)化為直線,的斜率互為相反數(shù),根據(jù)可得結(jié)果.
【詳解】
(1)設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立方程組消去得,,
由,因為,解得(舍),
所以由可得,所以,
所以點坐標為,則,解得,
故拋物線的標準方程為.
(2)設(shè)直線,假設(shè)存在這樣的點,設(shè),,點,聯(lián)立方程消去整理得,可得,,
若點到直線,的距離相等,則直線,的斜率互為相反數(shù),
有(先假設(shè),),
可得,
整理得,,得對任意的都成立,得.顯然且.
故存在這樣的點的坐標為.
【點睛】
關(guān)鍵點點睛:解題關(guān)鍵是將點到直線,的距離都相等轉(zhuǎn)化為直線,的斜率互為相反數(shù),然后根據(jù)可得結(jié)果.本題考查了學(xué)生的運算求解能力,邏輯推理能力.轉(zhuǎn)化化歸思想,屬于中檔題.
19.已知橢圓E:的離心率為,橢圓上任一點到兩個焦點的距離之和為4
(1)求橢圓E的標準方程;
(2)已知Q(4,0),斜率為的直線(不過點Q)與橢圓E交于A,B兩點,O為坐標原點,若,則直線是否過定點?若過定點,求出定點坐標;若不過定點,請說明理由
【答案】(1);(2)過定點,定點坐標.
【分析】
(1)根據(jù)橢圓定義可求得a的值,根據(jù)離心率為,可求得c的值,根據(jù)可求得b的值,即可求得橢圓E的標準方程;
(2)設(shè),直線l:,聯(lián)立直線與橢圓方程,利用韋達定理,可求得,的表達式,根據(jù),可得直線AQ、BQ傾斜角互補,斜率相反,化簡整理,即可求得直線過的定點.
【詳解】
(1)由橢圓定義可知,,,
所以c=1,又,
所以橢圓E的標準方程為.
(2)直線l過定點,證明如下:
設(shè),直線l:,
聯(lián)立方程,得,
,得,
,
因為,
所以,
所以,即,
所以,即,
代入,得,
化簡整理得,滿足,
則直線l方程為:,
所以直線過定點.
【點睛】
本題考查橢圓的方程求法及幾何性質(zhì),解題的突破點在于根據(jù),分析可得直線AQ、BQ傾斜角互補,斜率相反,根據(jù)斜率公式,列式計算即可,考查計算求值,分析理解的能力,屬中檔題.
20.設(shè)兩點的坐標分別為直線相交于點,且它們的斜率之積為,直線方程:,直線與直線分別相交于兩點,交軌跡與點
(1)求點的軌跡方程.
(2)求證:三點共線
(3)求證:以為直徑的圓過定點.
【答案】(1);(2)證明見解析;(3)證明見解析.
【分析】
(1)設(shè),化簡即得點的軌跡方程;
(2)設(shè)方程為,證明即得證;
(3)先求出圓方程為,即得解.
【詳解】
(1)設(shè),由題意,
由已知有
化簡得
(2)設(shè)方程為,
令得點,
由消元得:
顯然恒成立
由,且,得:
代入直線方程得,
又因為,所以:,
所以直線為:,
令得點,,
聯(lián)立方程,
消去得:
所以,
,
因為有公共點,所以三點共線.
(3)設(shè)以為直徑的圓上點,則,
所以圓方程為
即
當時與無關(guān),
所以以為直徑的圓過定點.
【點睛】
方法點睛:對滿足一定條件曲線上兩點連結(jié)所得直線過定點或滿足一定條件的曲線過定點問題,證明直線過定點,一般有兩種方法.(1)特殊探求,一般證明:即可以先考慮動直線或曲線的特殊情況,找出定點的位置,然后證明該定點在該直線或該曲線上(定點的坐標直線或曲線的方程后等式恒成立).(2)分離參數(shù)法:一般可以根據(jù)需要選定參數(shù),結(jié)合已知條件求出直線或曲線的方程,分離參數(shù)得到等式,(一般地,為關(guān)于的二元一次關(guān)系式)由上述原理可得方程組,從而求得該定點.
21.已知橢圓,以拋物線的焦點為橢圓E的一個頂點,且離心率為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)若直線與橢圓E相交于A、B兩點,與直線相交于Q點,P是橢圓E上一點,且滿足(其中O為坐標原點),試問在x軸上是否存在一點T,使得為定值?若存在,求出點T的坐標及的值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2),.
【分析】
(1)利用橢圓以拋物線的焦點為頂點,且離心率為,求出,即可求橢圓E的方程;
(2)直線方程代入橢圓方程,利用韋達定理確定P的坐標,代入橢圓方程,再利用向量的數(shù)量積公式,即可得到結(jié)論.
【詳解】
(1)拋物線的焦點即為橢圓E的頂點,即,
∵離心率為 ,
,
∴橢圓E的方程為;
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則
直線方程代入橢圓方程,可得
,
代入橢圓方程可得
設(shè)T(t,0),Q(﹣4,m﹣4k),
,
∴
∴要使為定值,只需
∴在x軸上存在一點T(,0),使得.
【點睛】
本題考查橢圓的標準方程,考查直線與橢圓的位置關(guān)系,考查向量知識的運用,考查學(xué)生分析解決問題的能力,屬于中檔題.
22.已知點是拋物線的準線上任意一點,過點作拋物線的兩條切線、,其中、為切點.
(1)證明:直線過定點,并求出定點的坐標;
(2)若直線交橢圓于、兩點,、分別是、的面積,求的最小值.
【答案】(1)定點坐標為,證明見解析;(2).
【分析】
(1)設(shè)點、、,寫出直線、的方程,再將點的坐標代入兩直線方程,可得出,可得知點、的坐標滿足直線的方程,可得出直線的方程,由此可求得直線所過定點的坐標;
(2)求得,由題意可知直線不與軸重合,可設(shè)直線的方程為,將該直線方程分別與拋物線、橢圓方程聯(lián)立,列出韋達定理,結(jié)合弦長公式可得出關(guān)于的表達式,進而可求得的最小值.
【詳解】
(1)先證明出拋物線在其上一點處的切線方程為,
由于點在拋物線上,則,
聯(lián)立,消去得,,即,
所以,關(guān)于的方程有兩個相等的實根,此時,
因此,直線與拋物線相切,且切點為.
設(shè)點、,
則以為切點的切線方程為,同理以為切點的切線方程為,
兩條切線均過點,,即,
所以,點、的坐標滿足直線的方程,
所以,直線的方程為,
在直線的方程中,令,可得,所以,直線過定點;
(2)設(shè)點到直線的距離為,則.
由題意可知,直線不與軸重合,可設(shè)直線的方程為,
設(shè)、,由,得,恒成立,
由韋達定理得,,
由弦長公式可得,
由,得,恒成立.
由韋達定理得,,
由弦長公式得.
,
當且僅當時,等號成立.
因此,的最小值為.
【點睛】
本題考查直線過定點的證明,同時也考查了三角形面積比值最值的求解,考查了切點弦方程的應(yīng)用以及韋達定理設(shè)而不求法的應(yīng)用,考查計算能力,屬于難題.
23.已知橢圓的離心率為,其短軸長為.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)已知直線,過橢圓右焦點的直線(不與軸重合)與橢圓相交于,兩點,過點作,垂足為.
①求證:直線過定點,并求出定點的坐標;
②點為坐標原點,求面積的最大值.
【答案】(1);(2)①證明見解析;定點為;②.
【分析】
(1)根據(jù)離心率和短軸長求出后,可得橢圓的標準方程;
(2)①設(shè)直線,代入,得,根據(jù)韋達定理得和,根據(jù)點斜式求出直線的方程,令,得,利用和化簡可得,故可證直線過定點;
②根據(jù),再換元可求得最大值.
【詳解】
(1)由題意可得,解得,
故橢圓的方程為.
(2)由對稱性,若直線過定點,則該定點必在軸上,
①由題得,設(shè)直線,
設(shè),,,
聯(lián)立方程,得,(*)
所以有,,且,
因為,所以直線的方程為,
令,得,(**)
將代入(**),則,
故直線過定點,即定點為.
②在(*)中,,
所以,
又直線過定點,
∴,
令,則在上單調(diào)遞減,
故當,時,.
【點睛】
本題考查了求橢圓的標準方程,考查了直線與橢圓的位置關(guān)系,考查了直線過定點問題,考查了面積問題,考查了運算求解能力,屬于中檔題.
24.已知橢圓的左、右焦點分別為,,為橢圓上一點,且
(1)求橢圓的方程
(2)過點作互相垂直的兩條直線分別交橢圓于另一點A,B,求證:直線AB過定點,并求出定點的坐標.
【答案】(1);(2)證明見解析,.
【分析】
(1)由已知得,從而可求出的值,進而可得橢圓的方程;
(2)當直線AB的斜率存在時,設(shè)方程為,與橢圓方程聯(lián)立方程組,消元后利用根與系數(shù)的關(guān)系可得,由可得,從而可得,由此可得或,進而可得直線方程恒過定點,當直線AB的斜率不存在時,設(shè),,由 可求出坐標,從而可得直線方程,再驗證直線是否過定點即可
【詳解】
(1)解:由已知得
故所求橢圓的方程為.
(2)證明:①當直線AB的斜率存在時,設(shè)方程為,
與橢圓C聯(lián)立消去y得,
.
設(shè),,
則.
因為,所以,
,
,
代入韋達定理,整理得,
解得或.
若,則直線AB的方程為,過點M,不符題意;
若,則直線AB的方程為,恒過點;
②當直線AB的斜率不存在時,設(shè),,
由
解得或(舍),
此時直線AB也過點.
綜上知,直線AB恒過定點.
【點睛】
此題考查橢圓方程的求解,考查直線與橢圓的位置關(guān)系,考查計算能力和分類思想,屬于中檔題
25.已知橢圓:()的左焦點,橢圓的兩頂點分別為,,M為橢圓上除A,B之外的任意一點,直線MA,BM的斜率之積為.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)若P為橢圓短軸的上頂點,斜率為的直線不經(jīng)過P點且與橢圓交于E,F(xiàn)兩點,設(shè)直線PE,PF的斜率分別為,且,試問直線是否過定點,若是,求出這定點;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)過定點(2,-1).
【分析】
(1)設(shè)點,根據(jù)MA,BM的斜率之積為,可得,又M在橢圓上,所以,聯(lián)立方程,可解得,又根據(jù)題意,即可求得橢圓方程.
(2)設(shè),,聯(lián)立直線方程和橢圓方程,根據(jù)韋達定理可得的表達式,根據(jù)題意,代入求解可得,代入直線,即可求得定點坐標.
【詳解】
(1)由題意知,設(shè)點,則①,
又點M在橢圓上,所以②,
①②聯(lián)立可得,即,
又及,解得:
所以橢圓方程為:.
(2)直線過定點(2,-1),證明如下:
設(shè)直線:,,
聯(lián)立方程,整理得:,
,,
所以=,
代入得:,
化簡得,此時,所以存在k使得成立,
所以直線l的方程為:,即,
所以直線l恒過定點(2,-1)
【點睛】
本題考查橢圓的幾何性質(zhì)與方程,解題的關(guān)鍵是聯(lián)立直線與曲線方程,根據(jù)韋達定理可得的表達式,再結(jié)合題意,代入求解即可,計算量偏大,考查計算化簡,分析理解的能力,屬中檔題.
四、填空題
26.設(shè)拋物線上兩點A,B位于x軸的同側(cè),且A,B兩點的橫坐標之積為4,則直線經(jīng)過的定點坐標是______.
【答案】.
【分析】
設(shè)A,B同在第一象限,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立拋物線的方程,消去y,可得x的二次方程,運用韋達定理,可得k,b的關(guān)系式,再由直線恒過定點的求法,可得所求定點.
【詳解】
可設(shè)A,B同在第一象限,設(shè)直線的方程為,
代入拋物線,可得,
則,
設(shè)A,B的橫坐標分別為,,
可得,即,或,
則直線的方程為,即,
則直線恒過定點,
若,則,直線過點,此時直線與拋物線相交的兩個交點在軸的異側(cè),故舍去.
故答案為:.
【點睛】
思路點睛:利用直線與拋物線的位置關(guān)系求直線過定點問題時,常采用設(shè)出直線,與圓錐曲線方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系,結(jié)合已知條件求得的關(guān)系,求得直線所過的定點.
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)重難點突破練習(xí)專題06 圓錐曲線中的定值問題(含解析),共53頁。試卷主要包含了單選題,多選題,解答題,填空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)重難點突破練習(xí)專題04 圓錐曲線中的范圍問題(含解析),共46頁。試卷主要包含了單選題,多選題,解答題,填空題,雙空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)重難點突破練習(xí)專題01 圓錐曲線中的弦長問題(含解析),共41頁。試卷主要包含了單選題,多選題,解答題,填空題,雙空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
注冊成功