一、知識(shí)點(diǎn)梳理
一、定點(diǎn)問題
定點(diǎn)問題是比較常見出題形式,化解這類問題的關(guān)鍵就是引進(jìn)變的參數(shù)表示直線方程、數(shù)量積、比例關(guān)系等,根據(jù)等式的恒成立、數(shù)式變換等尋找不受參數(shù)影響的量.
【一般策略】
①引進(jìn)參數(shù).一般是點(diǎn)的坐標(biāo)、直線的斜率、直線的夾角等.
②列出關(guān)系式.根據(jù)題設(shè)條件,表示出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)直線或曲線方程.
③探究直線過定點(diǎn).一般化成點(diǎn)斜式或者直線系方程
二、定值問題
在解析幾何中,有些幾何量,如斜率、距離、面積、比值等基本量和動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)或動(dòng)線中的參變量無關(guān),這類問題統(tǒng)稱為定值問題.這些問題重點(diǎn)考查學(xué)生方程思想、函數(shù)思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用.
【一般策略】
①從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān);
②引進(jìn)變量法:選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)點(diǎn)坐標(biāo)或動(dòng)直線中的系數(shù)為變量,然后把要證明為定值的量表示成上述變量的函數(shù),最后把得到的函數(shù)化簡,消去變量得到定值
【常用結(jié)論】
結(jié)論1 過圓錐曲線上的任意一點(diǎn)P(x0,y0)作互相垂直的直線交圓錐曲線于點(diǎn)A,B,則直線AB必過一定點(diǎn)(等軸雙曲線除外).
結(jié)論2 過圓錐曲線的準(zhǔn)線上任意一點(diǎn)P作圓錐曲線上的兩條切線,切點(diǎn)分別為點(diǎn)A,B,則直線AB必過焦點(diǎn).
結(jié)論3 過圓錐曲線外一點(diǎn)P作圓錐曲線上的兩條切線,切點(diǎn)分別為點(diǎn)A,B,則直線AB已知且必過定點(diǎn).
結(jié)論4 過圓錐曲線上的任意一點(diǎn)P(x0,y0)作斜率和為0的兩條直線交圓錐曲線于A,B兩點(diǎn),則kAB為定值.
結(jié)論5 設(shè)點(diǎn)A,B是橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),點(diǎn)P是該橢圓上不同于A,B兩點(diǎn)的任意一點(diǎn),直線PA,PB的斜率分別是k1,k2,則k1·k2=-b2a2
二、題型精講精練
【典例1】在平面直角坐標(biāo)系中, 橢圓:的左,右頂點(diǎn)分別為、,點(diǎn)是橢圓的右焦點(diǎn),,.
(1)求橢圓的方程;
(2)不過點(diǎn)的直線交橢圓于、兩點(diǎn),記直線、、的斜率分別為、、.若,證明直線過定點(diǎn), 并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
【解析】(1)由題意知,,,,
∵,,
∴,解得,從而,
∴橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為,,.
直線不過點(diǎn),因此.
由 ,得,
時(shí),,,

,
由,可得,即,
故的方程為,恒過定點(diǎn).
【典例2】已知橢圓,離心率為,點(diǎn)與橢圓的左、右頂點(diǎn)可以構(gòu)成等腰直角三角形.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與橢圓交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn)直線,的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.
【解析】解:(1)橢圓離心率為,即,
點(diǎn)與橢圓的左、右頂點(diǎn)可以構(gòu)成等腰直角三角形,
,,,故橢圓方程為.
(2)由直線與橢圓交于,兩點(diǎn),
聯(lián)立,得,
設(shè),,,,則△,
,,
所以,
,
,
原點(diǎn)到的距離,
為定值.
【題型訓(xùn)練1-刷真題】
一、解答題
1.(22·23·全國·高考真題)已知橢圓的離心率是,點(diǎn)在上.
(1)求的方程;
(2)過點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),直線與軸的交點(diǎn)分別為,證明:線段的中點(diǎn)為定點(diǎn).
2.(21·22·全國·高考真題)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,且過兩點(diǎn).
(1)求E的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T,點(diǎn)H滿足.證明:直線HN過定點(diǎn).
3.(21·22·全國·專題練習(xí))如圖,中心在原點(diǎn)O的橢圓的右焦點(diǎn)為,右準(zhǔn)線l的方程為:.
(1)求橢圓的方程;
(2)在橢圓上任取三個(gè)不同點(diǎn),使,證明:為定值,并求此定值.
4.(19·20·山東·高考真題)已知橢圓C:的離心率為,且過點(diǎn).
(1)求的方程:
(2)點(diǎn),在上,且,,為垂足.證明:存在定點(diǎn),使得為定值.
【題型訓(xùn)練2-刷模擬】
1.定點(diǎn)問題
一、解答題
1.已知拋物線經(jīng)過點(diǎn),直線與拋物線相交于不同的、兩點(diǎn).
(1)求拋物線的方程;
(2)如果,直線是否過一定點(diǎn),若過一定點(diǎn),求出該定點(diǎn);若不過一定點(diǎn),試說明理由.
2.已知橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,離心率為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)M為橢圓的左頂點(diǎn),直線與橢圓交于兩點(diǎn),若,求證:直線過定點(diǎn).
3.設(shè)拋物線的方程為,點(diǎn)為直線上任意一點(diǎn),過點(diǎn)作拋物線的兩條切線,,切點(diǎn)分別為,.
(1)當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)為時(shí),求過,,三點(diǎn)的圓的方程,并判斷直線與此圓的位置關(guān)系;
(2)求證:直線恒過定點(diǎn).
4.已知圓,為圓內(nèi)一個(gè)定點(diǎn),是圓上任意一點(diǎn),線段的垂直平分線交于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí).
(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;
(2)已知圓:在的內(nèi)部,是上不同的兩點(diǎn),且直線與圓相切.求證:以為直徑的圓過定點(diǎn).
5.已知橢圓的左焦點(diǎn)為,且點(diǎn)在橢圓上.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)橢圓的上、下頂點(diǎn)分別為,點(diǎn),若直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)分別為點(diǎn),證明:直線過定點(diǎn),并求該定點(diǎn)坐標(biāo).
6.已知雙曲線的一條漸近線方程為,焦點(diǎn)到漸近線的距離為.
(1)求的方程;
(2)過雙曲線的右焦點(diǎn)作互相垂直的兩條弦(斜率均存在)、.兩條弦的中點(diǎn)分別為、,那么直線是否過定點(diǎn)?若不過定點(diǎn),請(qǐng)說明原因;若過定點(diǎn),請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo).
7.在平面直角坐標(biāo)系中,,,M為平面內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且,線段AM的垂直平分線交BM于點(diǎn)N,設(shè)點(diǎn)N的軌跡是曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)設(shè)動(dòng)直線l:與曲線C有且只有一個(gè)公共點(diǎn)P,且與直線相交于點(diǎn)Q,問是否存在定點(diǎn)H,使得以PQ為直徑的圓恒過點(diǎn)H?若存在,求出點(diǎn)H的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
8.已知為橢圓上一點(diǎn),點(diǎn)與橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)不經(jīng)過點(diǎn)的直線與橢圓相交于兩點(diǎn),若直線與的斜率之和為,證明:直線必過定點(diǎn),并求出這個(gè)定點(diǎn)坐標(biāo).
9.已知橢圓的左焦點(diǎn)為,點(diǎn)在上.
(1)求橢圓的方程;
(2)過的兩條互相垂直的直線分別交于兩點(diǎn)和兩點(diǎn),若的中點(diǎn)分別為,證明:直線必過定點(diǎn),并求出此定點(diǎn)坐標(biāo).
10.在平面直角坐標(biāo)系中,頂點(diǎn)在原點(diǎn),以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的拋物線經(jīng)過點(diǎn).
(1)求的方程;
(2)若關(guān)于軸對(duì)稱,焦點(diǎn)為,過點(diǎn)且與軸不垂直的直線交于,兩點(diǎn),直線交于另一點(diǎn),直線交于另一點(diǎn),求證:直線過定點(diǎn).
11.平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知雙曲線()的離心率為,實(shí)軸長為4.

(1)求C的方程;
(2)如圖,點(diǎn)A為雙曲線的下頂點(diǎn),直線l過點(diǎn)且垂直于y軸(P位于原點(diǎn)與上頂點(diǎn)之間),過P的直線交C于G,H兩點(diǎn),直線AG,AH分別與l交于M,N兩點(diǎn),若直線的斜率滿足,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
12.已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,過點(diǎn)且與橢圓有相同焦點(diǎn)
(1)求E的離心率:
(2)設(shè)橢圓E的下頂點(diǎn)為A,設(shè)過點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T.證明:直線TN過定點(diǎn).
13.在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),直線,設(shè)動(dòng)點(diǎn)到直線的距離為,且.
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程,并指出它表示什么曲線;
(2)已知過點(diǎn)的直線與曲線交于兩點(diǎn),點(diǎn),直線與軸分別交于點(diǎn),試問:線段的中點(diǎn)是否為定點(diǎn),若是定點(diǎn),求出該定點(diǎn)坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說明理由.
14.已知為橢圓:上一點(diǎn),長軸長為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)不經(jīng)過點(diǎn)的直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),若直線與的斜率之和為,證明:直線必過定點(diǎn),并求出這個(gè)定點(diǎn)坐標(biāo).
15.橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,左?右頂點(diǎn)分別為,點(diǎn)在上.已知面積的最大值為,且與的面積之比為.
(1)求的方程;
(2)不垂直于坐標(biāo)軸的直線交于兩點(diǎn),與不重合,直線與的斜率之積為.證明:過定點(diǎn).
2.定值問題
一、解答題
1.已知為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),為橢圓上異于左?右頂點(diǎn)的任意一點(diǎn),的周長為6,面積的最大值為:
(1)求橢圓的方程;
(2)直線與橢圓的另一交點(diǎn)為,與軸的交點(diǎn)為.若,.試問:是否為定值?并說明理由.
2.在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓心為的動(dòng)圓過點(diǎn),且在軸上截得的弦長為4,記的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)已知及曲線上的兩點(diǎn)和,直線經(jīng)過定點(diǎn),直線的斜率分別為,求證:為定值.
3.已知點(diǎn)是離心率為的橢圓上的一點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)點(diǎn)P在橢圓上,點(diǎn)A關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為B,直線AP和BP的斜率都存在且不為0,試問直線AP和BP的斜率之積是否為定值?若是,求此定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
4.已知橢圓離心率等于且橢圓C經(jīng)過點(diǎn).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與軌跡交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),直線的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.
5.過點(diǎn)的直線為為圓與軸正半軸的交點(diǎn).
(1)若直線與圓相切,求直線的方程:
(2)證明:若直線與圓交于兩點(diǎn),直線的斜率之和為定值.
6.已知雙曲線C : 的左?右焦點(diǎn)分別為,,雙曲線C的右頂點(diǎn)A在圓 O :上,且.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)動(dòng)直線與雙曲線C恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線C的兩條漸近線分別交于點(diǎn)M,N,求△OMN (O為坐標(biāo)原點(diǎn))的面積.
7.已知圓,點(diǎn),動(dòng)直線過定點(diǎn).
(1)若直線與圓相切,求直線的方程;
(2)若直線與圓相交于兩點(diǎn),則是否為定值,若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
8.以坐標(biāo)原點(diǎn)為對(duì)稱中心,坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的橢圓過點(diǎn).
(1)求橢圓的方程.
(2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn)(異于),直線與軸分別交于兩點(diǎn).證明在軸上存在兩點(diǎn),使得是定值,并求此定值.
9.已知,M為平面上一動(dòng)點(diǎn),且滿足,記動(dòng)點(diǎn)M的軌跡為曲線E.
(1)求曲線E的方程;
(2)若,過點(diǎn)的動(dòng)直線交曲線E于P,Q(不同于A,B)兩點(diǎn),直線AP與直線BQ的斜率分別記為,,求證:為定值,并求出定值.
10.已知雙曲線的實(shí)軸長為4,離心率為.過點(diǎn)的直線l與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知點(diǎn),若直線QA,QB的斜率均存在,試問其斜率之積是否為定值?請(qǐng)給出判斷與證明.
11.已知橢圓C:過點(diǎn),且.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過點(diǎn)的直線l交C于點(diǎn)M,N,直線分別交直線于點(diǎn)P,Q.求證:為定值.
12.已知雙曲線:的右焦點(diǎn)為,離心率.
(1)求的方程;
(2)若直線過點(diǎn)且與的右支交于M,N兩點(diǎn),記的左、右頂點(diǎn)分別為,,直線,的斜率分別為,,證明:為定值.
13.已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)在E上.
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點(diǎn)F的直線l與橢圓E交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)Q為橢圓E的左頂點(diǎn),直線QA,QB分別交于M,N兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求證:為定值.
14.已知點(diǎn)到的距離是點(diǎn)到的距離的2倍.
(1)求點(diǎn)的軌跡方程;
(2)若點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,過的直線與點(diǎn)的軌跡交于,兩點(diǎn),探索是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
15.已知橢圓:的離心率為,上焦點(diǎn)到上頂點(diǎn)的距離為2.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點(diǎn)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),與定直線:交于點(diǎn),設(shè),,證明:為定值.
16.已知圓的方程為,直線與圓交于兩點(diǎn).

(1)若坐標(biāo)原點(diǎn)到直線的距離為,且過點(diǎn),求直線的方程;
(2)已知點(diǎn),為的中點(diǎn),若在軸上方,且滿足,在圓上是否存在定點(diǎn),使得的面積為定值?若存在,求出的面積;若不存在,說明理由.
【一輪復(fù)習(xí)講義】2024年高考數(shù)學(xué)高頻考點(diǎn)題型歸納與方法總結(jié)(新高考通用)
素養(yǎng)拓展34 圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值問題(精講+精練)
一、知識(shí)點(diǎn)梳理
一、定點(diǎn)問題
定點(diǎn)問題是比較常見出題形式,化解這類問題的關(guān)鍵就是引進(jìn)變的參數(shù)表示直線方程、數(shù)量積、比例關(guān)系等,根據(jù)等式的恒成立、數(shù)式變換等尋找不受參數(shù)影響的量.
【一般策略】
①引進(jìn)參數(shù).一般是點(diǎn)的坐標(biāo)、直線的斜率、直線的夾角等.
②列出關(guān)系式.根據(jù)題設(shè)條件,表示出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)直線或曲線方程.
③探究直線過定點(diǎn).一般化成點(diǎn)斜式或者直線系方程
二、定值問題
在解析幾何中,有些幾何量,如斜率、距離、面積、比值等基本量和動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)或動(dòng)線中的參變量無關(guān),這類問題統(tǒng)稱為定值問題.這些問題重點(diǎn)考查學(xué)生方程思想、函數(shù)思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用.
【一般策略】
①從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān);
②引進(jìn)變量法:選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)點(diǎn)坐標(biāo)或動(dòng)直線中的系數(shù)為變量,然后把要證明為定值的量表示成上述變量的函數(shù),最后把得到的函數(shù)化簡,消去變量得到定值
【常用結(jié)論】
結(jié)論1 過圓錐曲線上的任意一點(diǎn)P(x0,y0)作互相垂直的直線交圓錐曲線于點(diǎn)A,B,則直線AB必過一定點(diǎn)(等軸雙曲線除外).
結(jié)論2 過圓錐曲線的準(zhǔn)線上任意一點(diǎn)P作圓錐曲線上的兩條切線,切點(diǎn)分別為點(diǎn)A,B,則直線AB必過焦點(diǎn).
結(jié)論3 過圓錐曲線外一點(diǎn)P作圓錐曲線上的兩條切線,切點(diǎn)分別為點(diǎn)A,B,則直線AB已知且必過定點(diǎn).
結(jié)論4 過圓錐曲線上的任意一點(diǎn)P(x0,y0)作斜率和為0的兩條直線交圓錐曲線于A,B兩點(diǎn),則kAB為定值.
結(jié)論5 設(shè)點(diǎn)A,B是橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),點(diǎn)P是該橢圓上不同于A,B兩點(diǎn)的任意一點(diǎn),直線PA,PB的斜率分別是k1,k2,則k1·k2=-b2a2
二、題型精講精練
【典例1】在平面直角坐標(biāo)系中, 橢圓:的左,右頂點(diǎn)分別為、,點(diǎn)是橢圓的右焦點(diǎn),,.
(1)求橢圓的方程;
(2)不過點(diǎn)的直線交橢圓于、兩點(diǎn),記直線、、的斜率分別為、、.若,證明直線過定點(diǎn), 并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
【解析】(1)由題意知,,,,
∵,,
∴,解得,從而,
∴橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為,,.
直線不過點(diǎn),因此.
由 ,得,
時(shí),,,


由,可得,即,
故的方程為,恒過定點(diǎn).
【典例2】已知橢圓,離心率為,點(diǎn)與橢圓的左、右頂點(diǎn)可以構(gòu)成等腰直角三角形.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與橢圓交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn)直線,的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.
【解析】解:(1)橢圓離心率為,即,
點(diǎn)與橢圓的左、右頂點(diǎn)可以構(gòu)成等腰直角三角形,
,,,故橢圓方程為.
(2)由直線與橢圓交于,兩點(diǎn),
聯(lián)立,得,
設(shè),,,,則△,
,,
所以,
,
,
原點(diǎn)到的距離,
為定值.
【題型訓(xùn)練1-刷真題】
一、解答題
1.(22·23·全國·高考真題)已知橢圓的離心率是,點(diǎn)在上.
(1)求的方程;
(2)過點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),直線與軸的交點(diǎn)分別為,證明:線段的中點(diǎn)為定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)證明見詳解
【分析】(1)根據(jù)題意列式求解,進(jìn)而可得結(jié)果;
(2)設(shè)直線的方程,進(jìn)而可求點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合韋達(dá)定理驗(yàn)證為定值即可.
【詳解】(1)由題意可得,解得,
所以橢圓方程為.
(2)由題意可知:直線的斜率存在,設(shè),
聯(lián)立方程,消去y得:,
則,解得,
可得,
因?yàn)?,則直線,
令,解得,即,
同理可得,

,
所以線段的中點(diǎn)是定點(diǎn).

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解定值問題的三個(gè)步驟
(1)由特例得出一個(gè)值,此值一般就是定值;
(2)證明定值,有時(shí)可直接證明定值,有時(shí)將問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值;
(3)得出結(jié)論.
2.(21·22·全國·高考真題)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,且過兩點(diǎn).
(1)求E的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T,點(diǎn)H滿足.證明:直線HN過定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)將給定點(diǎn)代入設(shè)出的方程求解即可;
(2)設(shè)出直線方程,與橢圓C的方程聯(lián)立,分情況討論斜率是否存在,即可得解.
【詳解】(1)解:設(shè)橢圓E的方程為,過,
則,解得,,
所以橢圓E的方程為:.
(2),所以,
①若過點(diǎn)的直線斜率不存在,直線.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,過點(diǎn).
②若過點(diǎn)的直線斜率存在,設(shè).
聯(lián)立得,
可得,,

聯(lián)立可得
可求得此時(shí),
將,代入整理得,
將代入,得
顯然成立,
綜上,可得直線HN過定點(diǎn)
【點(diǎn)睛】求定點(diǎn)、定值問題常見的方法有兩種:
①從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān);
②直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.
3.(21·22·全國·專題練習(xí))如圖,中心在原點(diǎn)O的橢圓的右焦點(diǎn)為,右準(zhǔn)線l的方程為:.
(1)求橢圓的方程;
(2)在橢圓上任取三個(gè)不同點(diǎn),使,證明:為定值,并求此定值.
【答案】(1)
(2)證明見解析,
【分析】(1)根據(jù)準(zhǔn)線的幾何性質(zhì),求出a,再算出b,可得橢圓方程;
(2)根據(jù)題設(shè),分別求出 與x軸正方向的夾角之間的關(guān)系,代入 中計(jì)算即可.
【詳解】(1)設(shè)橢圓方程為.因焦點(diǎn)為,故半焦距,又右準(zhǔn)線的方程為,
從而由已知,因此,,
故所求橢圓方程為;
(2)
記橢圓的右頂點(diǎn)為A,并設(shè)(1,2,3),不失一般性,
假設(shè) ,且,.
又設(shè)點(diǎn)在上的射影為,因橢圓的離心率,從而有

解得 .
因此,
而,
故為定值.
綜上,橢圓方程為;.
【點(diǎn)睛】本題的難點(diǎn)在于運(yùn)用橢圓上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離表達(dá)為到準(zhǔn)線的距離乘以離心率,再對(duì)運(yùn)用三角函數(shù)計(jì)算化簡.
4.(19·20·山東·高考真題)已知橢圓C:的離心率為,且過點(diǎn).
(1)求的方程:
(2)點(diǎn),在上,且,,為垂足.證明:存在定點(diǎn),使得為定值.
【答案】(1);(2)詳見解析.
【分析】(1)由題意得到關(guān)于的方程組,求解方程組即可確定橢圓方程.
(2)方法一:設(shè)出點(diǎn),的坐標(biāo),在斜率存在時(shí)設(shè)方程為, 聯(lián)立直線方程與橢圓方程,根據(jù)已知條件,已得到的關(guān)系,進(jìn)而得直線恒過定點(diǎn),在直線斜率不存在時(shí)要單獨(dú)驗(yàn)證,然后結(jié)合直角三角形的性質(zhì)即可確定滿足題意的點(diǎn)的位置.
【詳解】(1)由題意可得:,解得:,
故橢圓方程為:.
(2)[方法一]:通性通法
設(shè)點(diǎn),
若直線斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為:,
代入橢圓方程消去并整理得:,
可得,,
因?yàn)?,所以,即?br>根據(jù),代入整理可得:

所以,
整理化簡得,
因?yàn)椴辉谥本€上,所以,
故,于是的方程為,
所以直線過定點(diǎn)直線過定點(diǎn).
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),可得,
由得:,
得,結(jié)合可得:,
解得:或(舍).
此時(shí)直線過點(diǎn).
令為的中點(diǎn),即,
若與不重合,則由題設(shè)知是的斜邊,故,
若與重合,則,故存在點(diǎn),使得為定值.
[方法二]【最優(yōu)解】:平移坐標(biāo)系
將原坐標(biāo)系平移,原來的O點(diǎn)平移至點(diǎn)A處,則在新的坐標(biāo)系下橢圓的方程為,設(shè)直線的方程為.將直線方程與橢圓方程聯(lián)立得,即,化簡得,即.
設(shè),因?yàn)閯t,即.
代入直線方程中得.則在新坐標(biāo)系下直線過定點(diǎn),則在原坐標(biāo)系下直線過定點(diǎn).
又,D在以為直徑的圓上.的中點(diǎn)即為圓心Q.經(jīng)檢驗(yàn),直線垂直于x軸時(shí)也成立.
故存在,使得.
[方法三]:建立曲線系
A點(diǎn)處的切線方程為,即.設(shè)直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為.由題意得.
則過A,M,N三點(diǎn)的二次曲線系方程用橢圓及直線可表示為(其中為系數(shù)).
用直線及點(diǎn)A處的切線可表示為(其中為系數(shù)).
即.
對(duì)比項(xiàng)、x項(xiàng)及y項(xiàng)系數(shù)得
將①代入②③,消去并化簡得,即.
故直線的方程為,直線過定點(diǎn).又,D在以為直徑的圓上.中點(diǎn)即為圓心Q.
經(jīng)檢驗(yàn),直線垂直于x軸時(shí)也成立.故存在,使得.
[方法四]:
設(shè).
若直線的斜率不存在,則.
因?yàn)?,則,即.
由,解得或(舍).
所以直線的方程為.
若直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,則.
令,則.
又,令,則.
因?yàn)?,所以?br>即或.
當(dāng)時(shí),直線的方程為.所以直線恒過,不合題意;
當(dāng)時(shí),直線的方程為,所以直線恒過.
綜上,直線恒過,所以.
又因?yàn)?,即,所以點(diǎn)D在以線段為直徑的圓上運(yùn)動(dòng).
取線段的中點(diǎn)為,則.
所以存在定點(diǎn)Q,使得為定值.
【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:設(shè)出直線方程,然后與橢圓方程聯(lián)立,通過題目條件可知直線過定點(diǎn),再根據(jù)平面幾何知識(shí)可知定點(diǎn)即為的中點(diǎn),該法也是本題的通性通法;
方法二:通過坐標(biāo)系平移,將原來的O點(diǎn)平移至點(diǎn)A處,設(shè)直線的方程為,再通過與橢圓方程聯(lián)立,構(gòu)建齊次式,由韋達(dá)定理求出的關(guān)系,從而可知直線過定點(diǎn),從而可知定點(diǎn)即為的中點(diǎn),該法是本題的最優(yōu)解;
方法三:設(shè)直線,再利用過點(diǎn)的曲線系,根據(jù)比較對(duì)應(yīng)項(xiàng)系數(shù)可求出的關(guān)系,從而求出直線過定點(diǎn),故可知定點(diǎn)即為的中點(diǎn);
方法四:同方法一,只不過中間運(yùn)算時(shí)采用了一元二次方程的零點(diǎn)式賦值,簡化了求解以及的計(jì)算.
【題型訓(xùn)練2-刷模擬】
1.定點(diǎn)問題
一、解答題
1.已知拋物線經(jīng)過點(diǎn),直線與拋物線相交于不同的、兩點(diǎn).
(1)求拋物線的方程;
(2)如果,直線是否過一定點(diǎn),若過一定點(diǎn),求出該定點(diǎn);若不過一定點(diǎn),試說明理由.
【答案】(1)
(2)過定點(diǎn)
【分析】(1)將點(diǎn)代入拋物線方程,可得,從而可得答案;
(2)設(shè)出直線方程,與拋物線方程聯(lián)立,由數(shù)量積公式結(jié)合韋達(dá)定理可得,進(jìn)而可得答案.
【詳解】(1)由題意可知,將點(diǎn)代入拋物線方程,
可得,解得,
則拋物線方程為.
(2)因?yàn)?,直線與拋物線相交于不同的、兩點(diǎn),
所以直線不與x軸平行,
可設(shè),與聯(lián)立,得,
設(shè),,∴,.

,解得,
∴過定點(diǎn).
2.已知橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,離心率為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)M為橢圓的左頂點(diǎn),直線與橢圓交于兩點(diǎn),若,求證:直線過定點(diǎn).
【答案】(1);
(2)證明見解析.
【分析】(1)根據(jù)條件求出的值即可;
(2)聯(lián)立直線方程和橢圓方程后利用兩直線垂直可算出.
【詳解】(1)由題意得:,,,
故可知,
橢圓方程為:.
(2)
M為橢圓C的左頂點(diǎn),
又由(1)可知:,設(shè)直線AB的方程為:,,
聯(lián)立方程可得:,
則,即,
由韋達(dá)定理可知:,,
,則,
,
又,
,
,
展開后整理得:,解得:或,
當(dāng)時(shí),AB的方程為:,經(jīng)過點(diǎn),不滿足題意,舍去,
當(dāng)時(shí),AB的方程為:,恒過定點(diǎn).
所以直線過定點(diǎn).
3.設(shè)拋物線的方程為,點(diǎn)為直線上任意一點(diǎn),過點(diǎn)作拋物線的兩條切線,,切點(diǎn)分別為,.
(1)當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)為時(shí),求過,,三點(diǎn)的圓的方程,并判斷直線與此圓的位置關(guān)系;
(2)求證:直線恒過定點(diǎn).
【答案】(1),相切
(2)證明見解析
【分析】(1)設(shè)過點(diǎn)的切線方程,代入,整理得,令,可得,的坐標(biāo),進(jìn)而可得的中點(diǎn),根據(jù)即可求解圓的方程,從而可判斷圓與直線相切;
(2)利用導(dǎo)數(shù)法,確定切線的斜率,得切線方程,由此可得直線的方程,從而可得結(jié)論;
【詳解】(1)當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)為時(shí),設(shè)過點(diǎn)的切線方程為,代入,整理得,
令,解得,
代入方程得,故得,,
因?yàn)榈闹悬c(diǎn),且,
從而過,,三點(diǎn)的圓的圓心為,半徑為,
故其方程為.
圓心坐標(biāo)為,半徑為,圓與直線相切
(2)由已知得,求導(dǎo)得,切點(diǎn)分別為,,,,
故過點(diǎn),的切線斜率為,從而切線方程為,即,
又切線過點(diǎn),,所以得①,即,
同理可得過點(diǎn),的切線為,
又切線過點(diǎn),,所以得②即,
即點(diǎn),,,均滿足,故直線的方程為,
又,為直線上任意一點(diǎn),故對(duì)任意成立,
所以,,從而直線恒過定點(diǎn),
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中定點(diǎn)問題的兩種解法
(1)引進(jìn)參數(shù)法:先引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒有關(guān)系,找到定點(diǎn).
(2)特殊到一般法:先根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無關(guān).
4.已知圓,為圓內(nèi)一個(gè)定點(diǎn),是圓上任意一點(diǎn),線段的垂直平分線交于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí).
(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;
(2)已知圓:在的內(nèi)部,是上不同的兩點(diǎn),且直線與圓相切.求證:以為直徑的圓過定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)根據(jù)橢圓定義求解即可.
(2)根據(jù)題意設(shè)出直線方程,利用直線與圓相切得到k與m的關(guān)系,當(dāng)直線斜率不存在時(shí),以為直徑的圓過原點(diǎn),先猜后證的方法,猜測恒過原點(diǎn),再驗(yàn)證以為直徑的圓過原點(diǎn)即可.
【詳解】(1)
因?yàn)辄c(diǎn)是線段的垂直平分線上的一點(diǎn)
所以
因?yàn)?br>所以點(diǎn)的軌跡C是以E,F(xiàn)為焦點(diǎn)的橢圓
其中,,
所以點(diǎn)Q的軌跡C的方程為:
(2)
(i)當(dāng)直線垂直于x軸時(shí),不妨設(shè),,
此時(shí),所以,故以為直徑的圓過點(diǎn).
(ii)當(dāng)直線不垂直于軸時(shí),設(shè)直線方程為,,,
因?yàn)橹本€與圓相切,所以點(diǎn)到直線的距離為,
即.
由得,
所以,,
所以,
所以,故以為直徑的圓過點(diǎn).
綜上所述,以為直徑的圓過定點(diǎn).
5.已知橢圓的左焦點(diǎn)為,且點(diǎn)在橢圓上.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)橢圓的上、下頂點(diǎn)分別為,點(diǎn),若直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)分別為點(diǎn),證明:直線過定點(diǎn),并求該定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)證明見解析,定點(diǎn)坐標(biāo)為
【分析】(1)根據(jù)左焦點(diǎn)可知的值,根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,可以得到另一組關(guān)系式,從而求出,.
(2)先設(shè)直線的斜截式方程,再聯(lián)立直線和橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理將點(diǎn)縱坐標(biāo)為的信息轉(zhuǎn)化為直線方程系數(shù)的值或關(guān)系,從而找出直線所過定點(diǎn).
【詳解】(1)因?yàn)闄E圓的左焦點(diǎn),可得,
由定義知點(diǎn)到橢圓的兩焦點(diǎn)的距離之和為,
,故,
則,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由橢圓的方程,可得,
且直線斜率存在,
設(shè),設(shè)直線的方程為:,
與橢圓方程聯(lián)立得:


直線的方程為,
直線的方程為,
由直線和直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為4得,

又因點(diǎn)在橢圓上,故,
得,
同理,點(diǎn)在橢圓上,得,




化簡可得,即,
解得或,
當(dāng)時(shí),直線的方程為,直線過點(diǎn),與題意不符.
故,直線的方程為,直線恒過點(diǎn)

【點(diǎn)睛】本題主要考查直線與橢圓關(guān)系中的直線恒過定點(diǎn)問題,遵循“求誰設(shè)誰”的思路,將目標(biāo)直線設(shè)為的形式,將條件轉(zhuǎn)化為的值或與的關(guān)系式,從而得出定點(diǎn),側(cè)重?cái)?shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于偏難題.
6.已知雙曲線的一條漸近線方程為,焦點(diǎn)到漸近線的距離為.
(1)求的方程;
(2)過雙曲線的右焦點(diǎn)作互相垂直的兩條弦(斜率均存在)、.兩條弦的中點(diǎn)分別為、,那么直線是否過定點(diǎn)?若不過定點(diǎn),請(qǐng)說明原因;若過定點(diǎn),請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)直線過定點(diǎn)
【分析】(1)根據(jù)焦點(diǎn)到漸近線距離及漸近線方程列方程組,解方程;
(2)設(shè)直線、方程,分別聯(lián)立直線與雙曲線,結(jié)合根與系數(shù)關(guān)系得、坐標(biāo),寫出直線方程,可得直線過定點(diǎn).
【詳解】(1)設(shè)雙曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
依題意漸近線方程為,即,
有,
解得,
;
(2)由(1)可知右焦點(diǎn),
設(shè)直線:,,,
由聯(lián)立直線與雙曲線,
化簡得,,
故,,
,
又,則,
同理可得:
,
,
化簡得,
故直線過定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】(1)解答直線與雙曲線的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系.
(2)涉及到直線方程的設(shè)法時(shí),務(wù)必考慮全面,不要忽略直線斜率為0或不存在等特殊情形.
7.在平面直角坐標(biāo)系中,,,M為平面內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且,線段AM的垂直平分線交BM于點(diǎn)N,設(shè)點(diǎn)N的軌跡是曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)設(shè)動(dòng)直線l:與曲線C有且只有一個(gè)公共點(diǎn)P,且與直線相交于點(diǎn)Q,問是否存在定點(diǎn)H,使得以PQ為直徑的圓恒過點(diǎn)H?若存在,求出點(diǎn)H的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為
【分析】(1)根據(jù)垂直平分線的性質(zhì)得到,得到軌跡為橢圓,再計(jì)算得到橢圓方程.
(2)聯(lián)立方程,根據(jù)有唯一交點(diǎn)得到,解得P,Q的坐標(biāo),假設(shè)存在定點(diǎn),則,代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到答案.
【詳解】(1)由垂直平分線的性質(zhì)可知,
所以.
又,
所以點(diǎn)N的軌跡C是以,為焦點(diǎn),長軸長為4的橢圓.
設(shè)曲線C的方程為,則,,
所以,
所以曲線C的方程為.
(2)
由,消去y并整理,得,
因?yàn)橹本€l:與橢圓C有且只有一個(gè)公共點(diǎn)P,
所以,即,
所以,
此時(shí),,
所以,
由,得,
假設(shè)存在定點(diǎn),使得以PQ為直徑的圓恒過點(diǎn)H,則,
又,,
所以,
整理,得對(duì)任意實(shí)數(shù),k恒成立,
所以,
解得,
故存在定點(diǎn),使得以PQ為直徑的圓恒過點(diǎn)H.
8.已知為橢圓上一點(diǎn),點(diǎn)與橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)不經(jīng)過點(diǎn)的直線與橢圓相交于兩點(diǎn),若直線與的斜率之和為,證明:直線必過定點(diǎn),并求出這個(gè)定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)證明見解析,定點(diǎn)為
【分析】(1)根據(jù)題意求出即可得解;
(2)分設(shè),直線的斜率不存在和存在兩種情況討論,當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)不經(jīng)過點(diǎn)的直線方程為:,聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求出
,再根據(jù)直線與的斜率之和為求出的關(guān)系,即可得出結(jié)論.
【詳解】(1)由點(diǎn)與橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積為可知,
解得:,
,
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:;
(2)設(shè),
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),則,
由,
解得,此時(shí),故重合,不符合題意,
所以直線的斜率一定存在,設(shè)不經(jīng)過點(diǎn)的直線方程為:,
由得,
,
,
,
,

,

直線必過定點(diǎn).

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);
(3)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來證明.
9.已知橢圓的左焦點(diǎn)為,點(diǎn)在上.
(1)求橢圓的方程;
(2)過的兩條互相垂直的直線分別交于兩點(diǎn)和兩點(diǎn),若的中點(diǎn)分別為,證明:直線必過定點(diǎn),并求出此定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2),證明見解析
【分析】(1)確定焦點(diǎn)得到,解得,,得到橢圓方程.
(2)考慮斜率存在和不存在的情況,設(shè)出直線,聯(lián)立方程,根據(jù)韋達(dá)定理得到根與系數(shù)的關(guān)系,確定中點(diǎn)坐標(biāo)得到直線的方程,取代入計(jì)算得到答案.
【詳解】(1)橢圓的左焦點(diǎn)為,,則右焦點(diǎn)為,點(diǎn)在橢圓上,
取得到,即,又,
解得,,(舍去負(fù)值),故橢圓方程為,
(2)當(dāng)兩條直線斜率存在時(shí),設(shè)的直線方程為,,,
則,整理得到,
,
故,,即,

同理可得:,則,
故直線的方程為:,
取,
.
故直線過定點(diǎn).
當(dāng)有直線斜率不存在時(shí),為軸,過點(diǎn).
綜上所述:直線必過定點(diǎn)
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題考查了橢圓方程,定點(diǎn)問題,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力,轉(zhuǎn)化能力和綜合應(yīng)用能力,其中利用設(shè)而不求的思想,根據(jù)韋達(dá)定理得到根與系數(shù)的關(guān)系,是解題的關(guān)鍵,此方法是考查的重點(diǎn),需要熟練掌握.
10.在平面直角坐標(biāo)系中,頂點(diǎn)在原點(diǎn),以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的拋物線經(jīng)過點(diǎn).
(1)求的方程;
(2)若關(guān)于軸對(duì)稱,焦點(diǎn)為,過點(diǎn)且與軸不垂直的直線交于,兩點(diǎn),直線交于另一點(diǎn),直線交于另一點(diǎn),求證:直線過定點(diǎn).
【答案】(1)或
(2)證明見解析
【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法,代入點(diǎn)的坐標(biāo)即可求解,
(2)利用拋物線方程分別可設(shè)的坐標(biāo),進(jìn)而可根據(jù)兩點(diǎn)坐標(biāo)求解斜率,即可得直線的方程, 結(jié)合直線經(jīng)過的點(diǎn),即可代入化簡求解.
【詳解】(1)若的焦點(diǎn)在軸上,設(shè)拋物線的方程為,
將點(diǎn)代入,得,解得,故的方程為;
若的焦點(diǎn)在軸上,設(shè)拋物線的方程為,
將點(diǎn)代入,得,解得,故的方程為;
綜上所述:的方程為或.
(2)由(1)知拋物線的方程為,則其焦點(diǎn),
若直線不過點(diǎn),如圖,

設(shè),,,,
由題意可知:直線的斜率存在且不為0,
則直線的斜率,
所以直線的方程為,即,
同理直線,的方程分別為,
由直線過定點(diǎn),可得,
由直線,過焦點(diǎn),可得,
對(duì)于直線的方程為,
由,得,
整理得,
又因?yàn)椋裕?br>令,解得,
故直線恒過定點(diǎn)
若直線過點(diǎn),直線即為直線,
其方程為,即,
顯然直線過點(diǎn);
綜上所述:直線過定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中定點(diǎn)問題的兩種解法
(1)引進(jìn)參數(shù)法:先引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒有關(guān)系,找到定點(diǎn).
(2)特殊到一般法:先根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無關(guān).
技巧:若直線方程為,則直線過定點(diǎn);
若直線方程為 (為定值),則直線過定點(diǎn)
11.平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知雙曲線()的離心率為,實(shí)軸長為4.

(1)求C的方程;
(2)如圖,點(diǎn)A為雙曲線的下頂點(diǎn),直線l過點(diǎn)且垂直于y軸(P位于原點(diǎn)與上頂點(diǎn)之間),過P的直線交C于G,H兩點(diǎn),直線AG,AH分別與l交于M,N兩點(diǎn),若直線的斜率滿足,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用給定條件,求出即可得解.
(2)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo)及直線的方程,與雙曲線的方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及斜率坐標(biāo)公式列式計(jì)算得解.
【詳解】(1)因?yàn)榈膶?shí)軸長為4,即,解得,
又離心率,則,
所以雙曲線C的方程為.
(2)設(shè),,,依題意,直線GH斜率存在,設(shè)直線,,
由(1)知,,則直線,直線,
由點(diǎn)M在直線l上,得,代入直線AG方程,得,
則點(diǎn)M坐標(biāo),因此,又,
由,得,整理得,
由消去y并整理得,則,,

,而,
因此,
則,解得,此時(shí)成立,所以點(diǎn)P坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:與圓錐曲線相交的直線過定點(diǎn)問題,設(shè)出直線的斜截式方程,與圓錐曲線方程聯(lián)立,借助韋達(dá)定理求解.
12.已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,過點(diǎn)且與橢圓有相同焦點(diǎn)
(1)求E的離心率:
(2)設(shè)橢圓E的下頂點(diǎn)為A,設(shè)過點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T.證明:直線TN過定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)結(jié)合橢圓的定義求,即可求解離心率;
(2)先根據(jù)兩條特殊直線的交點(diǎn),判斷定點(diǎn)的坐標(biāo),再設(shè)過點(diǎn)的一般方程,聯(lián)立橢圓方程,得到韋達(dá)定理,求得直線的方程,并代入定點(diǎn)坐標(biāo),驗(yàn)證是否成立,即可判斷是否過定點(diǎn).
【詳解】(1)橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)是,,
設(shè)橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為,
因?yàn)椋?br>則,所以橢圓的離心率為;
(2)由(1)可得橢圓的方程是,,
所以,
當(dāng)過點(diǎn)的直線斜率不存在,直線,代入,
可得,
由方程,令,可得,
即,此時(shí)直線;
當(dāng)過點(diǎn)的直線過原點(diǎn)時(shí),直線與橢圓方程聯(lián)立,
得交點(diǎn)坐標(biāo)分別是,設(shè),
聯(lián)立,解得,此時(shí)直線,
聯(lián)立,得兩條直線交點(diǎn),
所以若直線過定點(diǎn),則應(yīng)是;
若過點(diǎn)的直線斜率存在,設(shè),,
聯(lián)立,得,
,解得或,
可得,
則,
,
聯(lián)立,可得,,
可求得此時(shí)
,將代入,

,
成立,
綜上,可得直線過定點(diǎn).

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:
(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;
(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,必要時(shí)計(jì)算;
(3)列出韋達(dá)定理;
(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;
(5)代入韋達(dá)定理求解.
13.在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),直線,設(shè)動(dòng)點(diǎn)到直線的距離為,且.
(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程,并指出它表示什么曲線;
(2)已知過點(diǎn)的直線與曲線交于兩點(diǎn),點(diǎn),直線與軸分別交于點(diǎn),試問:線段的中點(diǎn)是否為定點(diǎn),若是定點(diǎn),求出該定點(diǎn)坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),表示中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上的橢圓
(2)是定點(diǎn),
【分析】(1)設(shè)點(diǎn),用坐標(biāo)表示已知等式化簡后可得;
(2)設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn),,由韋達(dá)定理得,,求出點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算并代入,化簡可得.
【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),由得:,
整理得:,即 ,
它表示中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上的橢圓,且長軸長為4,短軸長為2 ;
(2)設(shè)直線的方程為,即
由得:
由得:,
設(shè)點(diǎn),,則, ,
直線的方程為,令得:,所以點(diǎn),
直線的方程為,令得:,所以點(diǎn) ,

,
∴ ,即線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
∴ 線段的中點(diǎn)為定點(diǎn),其坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查主要考查拋物線中直線過定點(diǎn)問題,解題方法是設(shè)而不求的思想方程,即設(shè)直線方程為,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,,直線方程代入拋物線方程后應(yīng)用韋達(dá)定理得,代入已知求出參數(shù)值,然后由直線方程得定點(diǎn)坐標(biāo).
14.已知為橢圓:上一點(diǎn),長軸長為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)不經(jīng)過點(diǎn)的直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),若直線與的斜率之和為,證明:直線必過定點(diǎn),并求出這個(gè)定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)證明見解析,定點(diǎn)為
【分析】(1)根據(jù)長軸長確定,再計(jì)算,得到答案.
(2)設(shè)直線,聯(lián)立方程得到根與系數(shù)的關(guān)系,根據(jù)斜率的關(guān)系計(jì)算化簡得到,代入直線方程得到定點(diǎn).
【詳解】(1)長軸長為,故,
為橢圓:上一點(diǎn),故,
橢圓方程為:;
(2)直線與軸平行時(shí),根據(jù)對(duì)稱性知斜率和為,不成立;
設(shè)直線:,,,直線不過,則,
則,則,
,即,則,

即,
整理得到,
化簡得到,,則,
直線方程,直線過定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題考查了橢圓方程,直線過定點(diǎn)問題,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力,轉(zhuǎn)化能力和綜合應(yīng)用能力,其中,利用設(shè)而不求的思想,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系來計(jì)算定點(diǎn),可以簡化運(yùn)算,是解題的關(guān)鍵.
15.橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,左?右頂點(diǎn)分別為,點(diǎn)在上.已知面積的最大值為,且與的面積之比為.
(1)求的方程;
(2)不垂直于坐標(biāo)軸的直線交于兩點(diǎn),與不重合,直線與的斜率之積為.證明:過定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)過定點(diǎn).
【分析】(1)根據(jù)幾何關(guān)系得到點(diǎn)為橢圓的上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn)時(shí),面積最大,結(jié)合與面積之比,得到方程組,求出,得到橢圓方程;
(2)方法一:設(shè)的方程,代入,得到兩根之和,兩根之積,根據(jù)斜率之積得到方程,求出或,檢驗(yàn)后得到符合要求,并求出所過定點(diǎn);
方法二:設(shè)直線的方程為,橢圓方程變形得到,聯(lián)立得到,若是上的點(diǎn),則斜率為,得到,故,求出,求出定點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】(1)當(dāng)點(diǎn)為橢圓的上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn)時(shí),的面積最大,
此時(shí),
又,
故,解得,
曲線的方程為.
(2)方法一:設(shè)直線的方程為,代入得

設(shè),
得,

則,
,
即,解得或.
當(dāng)時(shí),此時(shí),直線過定點(diǎn),
而與不重合,不合題意.
當(dāng)時(shí),此時(shí),
此時(shí)直線過定點(diǎn),滿足要求.
方法二:由題意,直線不經(jīng)過點(diǎn),
設(shè)直線的方程為①.
由方程得.
②.
由①②得,
.
若是上的點(diǎn),則斜率為,

的斜率,即,解得.
的方程為,即,故過定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】處理定點(diǎn)問題的思路:
(1)確定題目中的核心變量(此處設(shè)為),
(2)利用條件找到與過定點(diǎn)的曲線的聯(lián)系,得到有關(guān)與的等式,
(3)所謂定點(diǎn),是指存在一個(gè)特殊的點(diǎn),使得無論的值如何變化,等式恒成立,此時(shí)要將關(guān)于與的等式進(jìn)行變形,直至找到,
①若等式的形式為整式,則考慮將含的式子歸為一組,變形為“”的形式,讓括號(hào)中式子等于0,求出定點(diǎn);
②若等式的形式是分式,一方面可考慮讓分子等于0,一方面考慮分子和分母為倍數(shù)關(guān)系,可消去變?yōu)槌?shù).
2.定值問題
一、解答題
1.已知為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),為橢圓上異于左?右頂點(diǎn)的任意一點(diǎn),的周長為6,面積的最大值為:
(1)求橢圓的方程;
(2)直線與橢圓的另一交點(diǎn)為,與軸的交點(diǎn)為.若,.試問:是否為定值?并說明理由.
【答案】(1)
(2),理由見解析
【分析】(1)利用橢圓的定義及橢圓的性質(zhì)即可求解;
(2)根據(jù)已知條件作出圖形并設(shè)出直線方程,將直線與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及向量的坐標(biāo)運(yùn)算即可求解.
【詳解】(1)設(shè)橢圓的方程為,則
由橢圓的定義及的周長為6,知①,
由于為橢圓上異于左?右頂點(diǎn)的任意一點(diǎn),得到軸距離最大為,
因?yàn)榈拿娣e的最大值為,
所以②,
又③,
聯(lián)立①②③,得,
所以橢圓的方程為.
(2)為定值,理由如下:
根據(jù)已知條件作出圖形如圖所示,

設(shè),則,
因?yàn)樵跈E圓內(nèi)部,則直線與橢圓一定有兩交點(diǎn),
聯(lián)立消去得:,

又,且,
所以,同理
所以.
所以為定值.
2.在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓心為的動(dòng)圓過點(diǎn),且在軸上截得的弦長為4,記的軌跡為曲線.
(1)求曲線的方程;
(2)已知及曲線上的兩點(diǎn)和,直線經(jīng)過定點(diǎn),直線的斜率分別為,求證:為定值.
【答案】(1)
(2)證明見詳解
【分析】(1)設(shè)圓心,由兩點(diǎn)距離公式和幾何法求弦長公式化簡計(jì)算,可得,化簡即可求解;
(2)設(shè)直線BD的方程、,聯(lián)立拋物線方程,消元并利用韋達(dá)定理可得,結(jié)合兩點(diǎn)求斜率公式可得,即可證明.
【詳解】(1)設(shè)圓心,半徑為,由圓心為的動(dòng)圓過點(diǎn),
所以,
又圓心為的動(dòng)圓在y軸上截得的弦長為4,所以,
此時(shí),解得,
所以曲線E是拋物線,其方程為;
(2)易知直線BD的斜率不為0,
設(shè)直線BD的方程為,即,
,消去x,得,
或,
設(shè),則,
,
所以,
即為定值1.

3.已知點(diǎn)是離心率為的橢圓上的一點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)點(diǎn)P在橢圓上,點(diǎn)A關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為B,直線AP和BP的斜率都存在且不為0,試問直線AP和BP的斜率之積是否為定值?若是,求此定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)為定值.
【分析】(1)根據(jù)題意,由條件列出關(guān)于的方程,代入計(jì)算,即可得到結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),得到直線的斜率,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程得到其橫縱坐標(biāo)關(guān)系式,代入計(jì)算,即可得到結(jié)果.
【詳解】(1)由,可得,即①,
將點(diǎn)代入橢圓方程可得②,
由①②可得,
所以橢圓方程為.
(2)由題意可得在橢圓上,直線和的斜率分別為均存在,設(shè),
則,,則①,
又因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓上,所以,即,
代入①可得,,
所以直線AP和BP的斜率之積為定值.
4.已知橢圓離心率等于且橢圓C經(jīng)過點(diǎn).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與軌跡交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),直線的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,理由見解析
【分析】(1)根據(jù)題意,由條件列出關(guān)于的方程,代入計(jì)算,即可得到結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,聯(lián)立直線與橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理,由弦長公式可得,再表示出點(diǎn)到直線的距離,由三角形的面積公式,即可得到結(jié)果.
【詳解】(1)由題意得,解得,所以橢圓的方程為.
(2)
設(shè),聯(lián)立直線和橢圓方程可得:,
消去可得:,所以
,
即,則,
, ,
把韋達(dá)定理代入可得:,
整理得,
又,
而點(diǎn)到直線的距離,
所以,
把代入,則,可得是定值1.
5.過點(diǎn)的直線為為圓與軸正半軸的交點(diǎn).
(1)若直線與圓相切,求直線的方程:
(2)證明:若直線與圓交于兩點(diǎn),直線的斜率之和為定值.
【答案】(1)或
(2)證明見解析
【分析】(1)根據(jù)已知求出圓心、半徑,設(shè)出直線方程,根據(jù)直線與圓相切列出方程求解,即可得出答案;
(2)求出,設(shè)出直線方程,代入圓的方程,根據(jù)韋達(dá)定理得出.進(jìn)而表示出直線的斜率,整理即可得出證明.
【詳解】(1)由已知可得,圓心,半徑.
當(dāng)直線斜率不存在時(shí),方程為,此時(shí)直線與圓不相切;
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線斜率為,則方程為,即.
由直線與圓相切,可知圓心到直線的距離,
整理可得,,
解得或.
所以,直線的方程為或.
綜上所述,直線的方程為或.
(2)由題設(shè)得到點(diǎn),
當(dāng)直線斜率不存在時(shí),方程為,
此時(shí)直線與圓的交點(diǎn)為,,
則;
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線方程為,
代入圓的方程可得.
設(shè)點(diǎn),
則.
所以,


.
綜上所述,與的斜率之和為定值.
故與的斜率之和為定值.
6.已知雙曲線C : 的左?右焦點(diǎn)分別為,,雙曲線C的右頂點(diǎn)A在圓 O :上,且.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)動(dòng)直線與雙曲線C恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線C的兩條漸近線分別交于點(diǎn)M,N,求△OMN (O為坐標(biāo)原點(diǎn))的面積.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)設(shè)雙曲線C的半焦距為c,通過點(diǎn)在圓上易得的值,通過,求解的值,進(jìn)而得到雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)直線與軸相交于點(diǎn),當(dāng)動(dòng)直線的斜率不存在時(shí),求解三角形的面積;當(dāng)動(dòng)直線的斜率存在時(shí),且斜率,不妨設(shè)直線,由直線與雙曲線的位置關(guān)系得,聯(lián)立方程求解M,N縱坐標(biāo),求解面積即可.
【詳解】(1)設(shè)雙曲線C的半焦距為c,
由點(diǎn)在圓O :上,得a=1,
由,得,
所以==3,
所以雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)設(shè)直線與軸相交于點(diǎn),雙曲線C的漸近線方程為
當(dāng)直線的斜率在存在時(shí),直線為1,|,
得|MN||OD|1
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)其方程為,顯然,則
把直線的方程與方程C:聯(lián)立得3=0
由直線與軌跡C有且只有一個(gè)公共點(diǎn),
且與雙曲線C的兩條漸近線分別相交可知直線與雙曲線的漸近線不平行,
所以,且,
于是得,
得,
設(shè),
由,得,
同理得,
所以=|==
綜上,△OMN 的面積為.
7.已知圓,點(diǎn),動(dòng)直線過定點(diǎn).
(1)若直線與圓相切,求直線的方程;
(2)若直線與圓相交于兩點(diǎn),則是否為定值,若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)或;
(2)是,定值為6.
【分析】(1)討論直線的斜率,設(shè)切線方程,利用點(diǎn)線距離公式列方程求參數(shù),即得切線方程;
(2)設(shè),聯(lián)立與圓的方程,應(yīng)用韋達(dá)定理、斜率兩點(diǎn)式化簡求,即可得結(jié)論.
【詳解】(1)當(dāng)斜率不存在時(shí),的方程為,此時(shí)與圓不相切;
當(dāng)?shù)男甭蚀嬖跁r(shí),設(shè)的方程為,
,解得或,
直線的方程為或.
(2)設(shè)且,由(1)知:,
聯(lián)立,整理得,
顯然,且,
則.
8.以坐標(biāo)原點(diǎn)為對(duì)稱中心,坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的橢圓過點(diǎn).
(1)求橢圓的方程.
(2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn)(異于),直線與軸分別交于兩點(diǎn).證明在軸上存在兩點(diǎn),使得是定值,并求此定值.
【答案】(1);
(2)證明見解析,定值為.
【分析】(1)根據(jù)給定條件,設(shè)出橢圓方程,利用待定系數(shù)法求解即得.
(2)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),利用向量共線探討出點(diǎn)的坐標(biāo),再求出,并確定的坐標(biāo),再計(jì)算即得.
【詳解】(1)設(shè)橢圓方程為,則,解得,
所以橢圓的方程為.
(2)設(shè),,
則,由,得,而,于是,
,同理,而,于是,
則,
,
令,而是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),則,得,
于是,
所以存在和,使得是定值,且定值為.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:(1)引出變量法,解題步驟為先選擇適當(dāng)?shù)牧繛樽兞浚侔岩C明為定值的量用上述變量表示,最后把得到的式子化簡,得到定值;(2)特例法,從特殊情況入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān).
9.已知,M為平面上一動(dòng)點(diǎn),且滿足,記動(dòng)點(diǎn)M的軌跡為曲線E.
(1)求曲線E的方程;
(2)若,過點(diǎn)的動(dòng)直線交曲線E于P,Q(不同于A,B)兩點(diǎn),直線AP與直線BQ的斜率分別記為,,求證:為定值,并求出定值.
【答案】(1)
(2)證明見解析;
【分析】(1)利用圓錐曲線的定義即可得曲線方程,但要注意只有雙曲線右支;
(2)設(shè)直線方程,聯(lián)立方程組,根據(jù)韋達(dá)定理進(jìn)行運(yùn)算可證為定值,之后求出定值即可.
【詳解】(1)由題可知,則的軌跡是實(shí)軸長為,
焦點(diǎn)為即的雙曲線的右支,則,
所以曲線的方程為:(或).
(2)由題可知過點(diǎn)的動(dòng)直線斜率存在且不為,則設(shè)斜率為,
所以直線的方程為:,設(shè),,

聯(lián)立 ,可得,
則 ,可得,即或,

,
所以為定值,定值為.
10.已知雙曲線的實(shí)軸長為4,離心率為.過點(diǎn)的直線l與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知點(diǎn),若直線QA,QB的斜率均存在,試問其斜率之積是否為定值?請(qǐng)給出判斷與證明.
【答案】(1)
(2)斜率之積為定值4,證明見解析
【分析】(1)由雙曲線的實(shí)軸長和離心率,求出與,可得雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)分直線l斜率存在和不存在兩種類型,通過聯(lián)立方程組,設(shè)點(diǎn),利用韋達(dá)定理表示直線QA,QB的斜率之積,化簡得定值.
【詳解】(1)雙曲線的實(shí)軸長為4,則,即,
雙曲線離心率為,則雙曲線是等軸雙曲線,得.
所以雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)當(dāng)直線QA,QB的斜率均存在,其斜率之積為定值4,證明如下:
過點(diǎn)的直線l,若斜率不存在,則直線方程為,
與雙曲線方程聯(lián)立解得,,.
直線l斜率存在,設(shè)直線斜率為,直線方程為,
雙曲線漸近線方程為,當(dāng)時(shí),直線l與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn),
由,消去得,
設(shè),,有,,
,
,
當(dāng)直線QA,QB的斜率均存在,
.
所以當(dāng)直線QA,QB的斜率均存在,其斜率之積為定值4.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:
解答直線與雙曲線的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系.涉及到直線方程的設(shè)法時(shí),務(wù)必考慮全面,不要忽略直線斜率為0或不存在等特殊情況,強(qiáng)化有關(guān)直線與雙曲線聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.
11.已知橢圓C:過點(diǎn),且.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過點(diǎn)的直線l交C于點(diǎn)M,N,直線分別交直線于點(diǎn)P,Q.求證:為定值.
【答案】(1);
(2)證明見解析.
【分析】(1)由點(diǎn)在橢圓上及,代入橢圓求得,即可得橢圓方程;
(2)令,,聯(lián)立橢圓,應(yīng)用韋達(dá)定理得且,點(diǎn)斜式寫出直線的方程求出P,Q的縱坐標(biāo),再由及韋達(dá)公式代入化簡即可證.
【詳解】(1)由題設(shè),則,故橢圓C的方程為,
(2)由題設(shè),直線l的斜率一定存在,令,,聯(lián)立橢圓,
整理得,且,
所以,且,
由題意,直線的斜率必存在,
則,令,則;
同理,令,則;
所以
將韋達(dá)公式代入整理得,為定值.

12.已知雙曲線:的右焦點(diǎn)為,離心率.
(1)求的方程;
(2)若直線過點(diǎn)且與的右支交于M,N兩點(diǎn),記的左、右頂點(diǎn)分別為,,直線,的斜率分別為,,證明:為定值.
【答案】(1)
(2)證明見解析;
【分析】(1)利用離心率的概念求出即可;
(2)根據(jù)直線過定點(diǎn)設(shè)出直線,聯(lián)立,分別求出斜率,最后得到斜率的比值即可.
【詳解】(1)因?yàn)榈挠医裹c(diǎn)為,所以的半焦距,
又離心率為,所以,所以,所以,
故的方程為.
(2)易知,.
設(shè),,易知直線的斜率不為0,設(shè)直線的方程為,
由,消去x可得,
,且
又因?yàn)橹本€與的右支交于M,N兩點(diǎn),所以
所以
,
即為定值.
13.已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)在E上.
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點(diǎn)F的直線l與橢圓E交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)Q為橢圓E的左頂點(diǎn),直線QA,QB分別交于M,N兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求證:為定值.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)利用焦點(diǎn)坐標(biāo)與點(diǎn)在橢圓上建立方程組求解即可;
(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,設(shè)A,B兩點(diǎn)坐標(biāo),寫出直線QA,QB的方程,求出的坐標(biāo),再坐標(biāo)表示,將韋達(dá)定理代入證明其為定值.
【詳解】(1)由題意得,又點(diǎn)在橢圓上,
則,解得,
故所求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由題意知直線的斜率不為,可設(shè)方程為,
聯(lián)立,消得,
則,
設(shè)
由韋達(dá)定理得,,
則,

,
又則直線的方程為:,
令得,,
同理可得,,
故,
由,
則,
則.
即為定值.

【點(diǎn)睛】處理圓錐曲線中定值問題的方法:
(1)從特殊入手,求出定值,再證明與變量無關(guān);(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理過程中消去變量,從而得到定值.
14.已知點(diǎn)到的距離是點(diǎn)到的距離的2倍.
(1)求點(diǎn)的軌跡方程;
(2)若點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,過的直線與點(diǎn)的軌跡交于,兩點(diǎn),探索是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,
【分析】(1)設(shè)點(diǎn),根據(jù)兩點(diǎn)坐標(biāo)求距離公式計(jì)算化簡即可;
(2)設(shè),根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式代入圓方程中可得的軌跡方程,直線的方程、,,聯(lián)立圓方程,利用韋達(dá)定理表示出,,結(jié)合向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示化簡計(jì)算即可;
【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),由題意可得,即,
化簡可得.
(2)設(shè)點(diǎn),由(1)點(diǎn)滿足方程:,,
代入上式消去可得,即的軌跡方程為,

當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)其斜率為,則直線的方程為,
由,消去,得,顯然,
設(shè),則,,
又,,

.
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,,.
故是定值,即.
15.已知橢圓:的離心率為,上焦點(diǎn)到上頂點(diǎn)的距離為2.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點(diǎn)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),與定直線:交于點(diǎn),設(shè),,證明:為定值.
【答案】(1);
(2)證明見解析.
【分析】(1)根據(jù)給定條件,列式求出即可.
(2)按直線的斜率存在與否探討,利用韋達(dá)定理,結(jié)合平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算計(jì)算推理即得.
【詳解】(1)令橢圓:半焦距為c,則,解得
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是.
(2)由(1)知,,
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線:,不妨令,而,
則,,此時(shí);
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線:,
由消去y得:,
易知,設(shè),,,
則,,,
,
由,得,則,
同理由,得,
則,
所以為定值0.

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:(1)引出變量法,解題步驟為先選擇適當(dāng)?shù)牧繛樽兞?,再把要證明為定值的量用上述變量表示,最后把得到的式子化簡,得到定值;
(2)特例法,從特殊情況入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān).
16.已知圓的方程為,直線與圓交于兩點(diǎn).

(1)若坐標(biāo)原點(diǎn)到直線的距離為,且過點(diǎn),求直線的方程;
(2)已知點(diǎn),為的中點(diǎn),若在軸上方,且滿足,在圓上是否存在定點(diǎn),使得的面積為定值?若存在,求出的面積;若不存在,說明理由.
【答案】(1);
(2)存在點(diǎn),使為定值.
【分析】(1)設(shè)直線的方程為:,根據(jù)原點(diǎn)到直線的距離為,解出的值即可;
(2)設(shè),直線的方程為:,利用韋達(dá)定理及,可得,,從而得點(diǎn)的軌跡為,設(shè),可得,再根據(jù)三角函數(shù)的性質(zhì)即可得解.
【詳解】(1)解:設(shè)直線的方程為:,
因?yàn)樵c(diǎn)到直線的距離為,
所以,解得,
所以直線的方程為;
(2)解:設(shè),直線的方程為:,
由,可得,
則,
,
所以,
因?yàn)樵谳S上方,所以,所以,
又因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,
又因?yàn)?,?br>所以,
即,整理得:,
又因?yàn)椋?br>整理得:,
代入,
化簡得,
所以或,
當(dāng)時(shí),直線過定點(diǎn)不符題意,
所以,所以,
所以點(diǎn)在直線上,
即點(diǎn)的軌跡為,
所以直線,即,且,
假設(shè)存在滿足條件的點(diǎn),其坐標(biāo)為,
則點(diǎn)到直線的距離,
所以,
所以當(dāng),即,,時(shí),
為定值,此時(shí)的坐標(biāo)為,
所以存在點(diǎn),使為定值.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是得出點(diǎn)的軌跡,為后面設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)和求的坐標(biāo)作好鋪墊.

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