
思路分析
?設(shè)直線方程聯(lián)立橢圓方程
↓
?求eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))
↓
?化簡整理eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))
↓
?由eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))不含變量,得出結(jié)論
解 當(dāng)直線l的斜率不為0時(shí),
設(shè)直線l的方程為x=my+1,設(shè)定點(diǎn)Q(t,0),
聯(lián)立方程組eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=my+1,,x2+2y2=2,))
消去x可得(m2+2)y2+2my-1=0,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
可得y1+y2=-eq \f(2m,m2+2),y1y2=-eq \f(1,m2+2),
所以eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))=(x1-t)(x2-t)+y1y2
=(my1+1-t)(my2+1-t)+y1y2
=(m2+1)eq \f(-1,m2+2)+m(1-t)eq \f(-2m,m2+2)+(1-t)2
=eq \f(?2t-3?m2-1,m2+2)+(1-t)2.
要使上式為定值,則2t-3=-eq \f(1,2),
解得t=eq \f(5,4),
此時(shí)eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))=-eq \f(1,2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(5,4)))2=-eq \f(7,16),
當(dāng)直線l的斜率為0時(shí),M(-eq \r(2),0),N(eq \r(2),0),
此時(shí)eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))=-eq \f(7,16)也符合.
所以存在點(diǎn)Qeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4),0)),使得eq \(QM,\s\up6(→))·eq \(QN,\s\up6(→))為定值-eq \f(7,16).
[子題1] (2022·濟(jì)南模擬)已知橢圓C:eq \f(x2,2)+y2=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過點(diǎn)F2的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),是否存在定點(diǎn)M使得kMA+kMB為定值,若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
解 如果存在點(diǎn)M,由于橢圓的對(duì)稱性可知點(diǎn)M一定在x軸上,
設(shè)其坐標(biāo)為(x0,0),
因?yàn)闄E圓右焦點(diǎn)F(1,0),當(dāng)直線斜率存在時(shí),
設(shè)l的方程為y=k(x-1),
A(x1,y1),B(x2,y2),
則x10),A(2,0),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2),-\f(\r(15),2))),Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),\f(\r(15),2))),D(-1,0),E(4,0)五點(diǎn)中恰有三點(diǎn)在Ω上.
(1)求雙曲線Ω的方程;
(2)設(shè)P是Ω上位于第一象限內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),則是否存在定點(diǎn)Q(m,0)(m0)的焦點(diǎn),過點(diǎn)F的動(dòng)直線交拋物線C于A,B兩點(diǎn).當(dāng)直線與x軸垂直時(shí),|AB|=4.
(1)求拋物線C的方程;
(2)設(shè)直線AB的斜率為1且與拋物線的準(zhǔn)線l相交于點(diǎn)M,拋物線C上存在點(diǎn)P使得直線PA,PM,PB的斜率成等差數(shù)列,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
解 (1)因?yàn)镕eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(p,2),0)),在拋物線方程y2=2px中,
令x=eq \f(p,2),可得y=±p.
當(dāng)直線與x軸垂直時(shí),|AB|=2p=4,解得p=2.
所以拋物線的方程為y2=4x.
(2)由題意知直線AB的方程為y=x-1,
因?yàn)閽佄锞€y2=4x的準(zhǔn)線方程為x=-1,
所以M(-1,-2).
聯(lián)立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y2=4x,,y=x-1,))消去x得y2-4y-4=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),
則y1+y2=4,y1y2=-4.
若點(diǎn)P滿足條件,
則2kPM=kPA+kPB,
即2·eq \f(y0+2,x0+1)=eq \f(y0-y1,x0-x1)+eq \f(y0-y2,x0-x2),
因?yàn)辄c(diǎn)P,A,B均在拋物線上,
所以x0=eq \f(y\\al(2,0),4),x1=eq \f(y\\al(2,1),4),x2=eq \f(y\\al(2,2),4).
代入化簡可得eq \f(2?y0+2?,y\\al(2,0)+4)=eq \f(2y0+y1+y2,y\\al(2,0)+?y1+y2?y0+y1y2),
將y1+y2=4,y1y2=-4代入,解得y0=±2.
將y0=±2代入拋物線方程,可得x0=1.
則點(diǎn)P(1,±2)為滿足題意的點(diǎn).
2.(2022·聊城質(zhì)檢)已知P為圓M:x2+y2-2x-15=0上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N(-1,0),線段PN的垂直平分線交線段PM于點(diǎn)Q.
(1)求點(diǎn)Q的軌跡方程;
(2)設(shè)點(diǎn)Q的軌跡為曲線C,過點(diǎn)N作曲線C的兩條互相垂直的弦,兩條弦的中點(diǎn)分別為E,F(xiàn),過點(diǎn)N作直線EF的垂線,垂足為點(diǎn)H,是否存在定點(diǎn)G,使得|GH|為定值?若存在,求出點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解 (1)由題意可知圓M:x2+y2-2x-15=0的圓心為(1,0),半徑為4,
因?yàn)榫€段PN的垂直平分線交線段PM于點(diǎn)Q,
所以|QP|=|QN|,
所以|QN|+|QM|=|QP|+|QM|=4,
又因?yàn)閨MN|=2b>0),
則a=2,c=1,b=eq \r(3),
所以點(diǎn)Q的軌跡方程為eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1.
(2)①若兩條直線斜率均存在,
設(shè)過點(diǎn)N的弦所在直線l1的方程為
x=ty-1(t≠0),
代入橢圓方程聯(lián)立得(3t2+4)y2-6ty-9=0,
設(shè)l1與橢圓兩交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),
所以y1+y2=eq \f(6t,3t2+4),
所以yE=eq \f(3t,3t2+4),
則xE=t·eq \f(3t,3t2+4)-1=eq \f(-4,3t2+4),
同理xF=eq \f(-4t2,3+4t2),yF=eq \f(-3t,3+4t2),
由對(duì)稱性可知EF所過定點(diǎn)必在x軸上,
設(shè)為T(x0,0),
顯然eq \(ET,\s\up6(→))∥eq \(TF,\s\up6(→)),
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-4t2,3+4t2)-x0))·eq \f(3t,3t2+4)
=eq \f(-3t,3+4t2)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-4,3t2+4)-x0)),
化簡得-4(1+t2)=7x0(1+t2),即x0=-eq \f(4,7);
②若其中一條直線斜率不存在,則直線EF為x軸,
綜上直線EF必過定點(diǎn)Teq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,7),0)),
取點(diǎn)N與點(diǎn)T的中點(diǎn)為G,則Geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(11,14),0)),
因?yàn)镹H⊥EF,所以eq \(NH,\s\up6(→))·eq \(TH,\s\up6(→))=0,
所以點(diǎn)H在以G為圓心,|GT|=|GH|=eq \f(3,14)為半徑的圓上運(yùn)動(dòng),
所以存在定點(diǎn)G,使得|GH|為定值.
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題突破 專題6 第4講 母題突破3 定值問題(含解析),共8頁。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題突破 專題6 第4講 母題突破2 定點(diǎn)問題(含解析),共7頁。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題突破 專題6 第4講 母題突破1 范圍、最值問題(含解析),共9頁。
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