題型一 、 圓錐曲線中過定點問題
圓錐曲線中過定點問題常見有兩種解法:(1)、求出圓錐曲線或直線的方程解析式,研究解析式,求出定點·(2)、從特殊位置入手,找出定點,在證明該點符合題意(運用斜率相等或者三點共線)。
例1、【2020年高考全國Ⅰ卷理數(shù)】已知A、B分別為橢圓E:(a>1)的左、右頂點,G為E的上頂點,,P為直線x=6上的動點,PA與E的另一交點為C,PB與E的另一交點為D.
(1)求E的方程;
(2)證明:直線CD過定點.
例2、(2020屆山東省臨沂市高三上期末)如圖,已知點F為拋物線C:()的焦點,過點F的動直線l與拋物線C交于M,N兩點,且當(dāng)直線l的傾斜角為45°時,.
(1)求拋物線C的方程.
(2)試確定在x軸上是否存在點P,使得直線PM,PN關(guān)于x軸對稱?若存在,求出點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
例3、【2019年高考北京卷理數(shù)】已知拋物線C:x2=?2py經(jīng)過點(2,?1).
(1)求拋物線C的方程及其準線方程;
(2)設(shè)O為原點,過拋物線C的焦點作斜率不為0的直線l交拋物線C于兩點M,N,直線y=?1分別交直線OM,ON于點A和點B.求證:以AB為直徑的圓經(jīng)過y軸上的兩個定點.
題型二、圓錐曲線中定值問題
圓錐曲線中常見的定值問題,屬于難題.探索圓錐曲線的定值問題常見方法有兩種:①從特殊入手,先根據(jù)特殊位置和數(shù)值求出定值,再證明這個值與變量無關(guān);②直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值
例4、【2020年新高考全國Ⅰ卷】已知橢圓C:的離心率為,且過點A(2,1).
(1)求C的方程:
(2)點M,N在C上,且AM⊥AN,AD⊥MN,D為垂足.證明:存在定點Q,使得|DQ|為定值.
例5、(2020屆山東省泰安市高三上期末)已知橢圓的離心率e滿足,右頂點為A,上頂點為B,點C(0,-2),過點C作一條與y軸不重合的直線l,直線l交橢圓E于P,Q兩點,直線BP,BQ分別交x軸于點M,N;當(dāng)直線l經(jīng)過點A時,l的斜率為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)證明:為定值.
例6、(2019蘇州三市、蘇北四市二調(diào))如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知橢圓C1:eq \f(x2,4)+y2=1,橢圓C2:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),C2與C1的長軸長之比為eq \r(2)∶1,離心率相同.
(1) 求橢圓C2的標(biāo)準方程;
(2) 設(shè)點P為橢圓C2上的一點.
①射線PO與橢圓C1依次交于點A,B,求證:eq \f(PA,PB)為定值;
②過點P作兩條斜率分別為k1,k2的直線l1,l2,且直線l1,l2與橢圓C1均有且只有一個公共點,求證k1·k2為定值.
二、達標(biāo)訓(xùn)練
1、(2020屆浙江省溫州市高三4月二模)如圖,已知橢圓,為其右焦點,直線與橢圓交于兩點,點在上,且滿足.(點從上到下依次排列)
(I)試用表示:
(II)證明:原點到直線l的距離為定值.
2、【2018年高考北京卷理數(shù)】已知拋物線C:=2px經(jīng)過點(1,2).過點Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個不同的交點A,B,且直線PA交y軸于M,直線PB交y軸于N.
(1)求直線l的斜率的取值范圍;
(2)設(shè)O為原點,,,求證:為定值.
3、(2019蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研)已知橢圓E:eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的離心率為eq \f(\r(3),2),焦點到相應(yīng)準線的距離為eq \f(\r(3),3).
(1) 求橢圓E的標(biāo)準方程;
(2) 已知P(t,0)為橢圓E外一動點,過點P分別作直線l1和l2,直線l1和l2分別交橢圓E于點A,B和點C,D,且l1和l2的斜率分別為定值k1和k2,求證:eq \f(PA·PB,PC·PD)為定值.
4、(2018蘇州暑假測試)如圖,已知橢圓O:eq \f(x2,4)+y2=1的右焦點為F,點B,C分別是橢圓O的上、下頂點,點P是直線l:y=-2上的一個動點(與y軸的交點除外),直線PC交橢圓于另一個點M.
(1) 當(dāng)直線PM經(jīng)過橢圓的右焦點F時,求△FBM的面積;
(2) ①記直線BM,BP的斜率分別為k1,k2,求證:k1?k2為定值;
5、(2016泰州期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中, 已知圓O:x2+y2=4,橢圓C:eq \f(x2,4)+y2=1,A為橢圓右頂點.過原點O且異于坐標(biāo)軸的直線與橢圓C交于B,C兩點,直線AB與圓O的另一交點為P,直線PD與圓O的另一交點為Q,其中D(-eq \f(6,5),0).設(shè)直線AB,AC的斜率分別為k1,k2.
(1) 求k1k2的值;
(2) 記直線PQ,BC的斜率分別為kPQ,kBC,是否存在常數(shù)λ,使得kPQ=λkBC?若存在,求λ的值;若不存在,說明理由;
(3) 求證:直線AC必過點Q.
專題11 圓錐曲線中的定點、定值問題
一、題型選講
題型一 、 圓錐曲線中過定點問題
圓錐曲線中過定點問題常見有兩種解法:(1)、求出圓錐曲線或直線的方程解析式,研究解析式,求出定點·(2)、從特殊位置入手,找出定點,在證明該點符合題意(運用斜率相等或者三點共線)。
例1、【2020年高考全國Ⅰ卷理數(shù)】已知A、B分別為橢圓E:(a>1)的左、右頂點,G為E的上頂點,,P為直線x=6上的動點,PA與E的另一交點為C,PB與E的另一交點為D.
(1)求E的方程;
(2)證明:直線CD過定點.
【解析】(1)由題設(shè)得A(–a,0),B(a,0),G(0,1).
則,=(a,–1).由=8得a2–1=8,即a=3.
所以E的方程為+y2=1.
(2)設(shè)C(x1,y1),D(x2,y2),P(6,t).
若t≠0,設(shè)直線CD的方程為x=my+n,由題意可知–30),C2與C1的長軸長之比為eq \r(2)∶1,離心率相同.
(1) 求橢圓C2的標(biāo)準方程;
(2) 設(shè)點P為橢圓C2上的一點.
①射線PO與橢圓C1依次交于點A,B,求證:eq \f(PA,PB)為定值;
②過點P作兩條斜率分別為k1,k2的直線l1,l2,且直線l1,l2與橢圓C1均有且只有一個公共點,求證k1·k2為定值.
.eq \a\vs4\al(思路分析) (1)根據(jù)已知條件,求出a,b的值,得到橢圓C2的標(biāo)準方程.
(2)①對直線OP斜率分不存在和存在兩種情況討論,當(dāng)OP斜率存在時,設(shè)直線OP的方程為y=kx,并與橢圓C1的方程聯(lián)立,解得點A橫坐標(biāo),同理求得點P橫坐標(biāo),再通過弦長公式,求出eq \f(PA,PB)的表達式,化簡整理得到定值.
②設(shè)P(x0,y0),寫出直線l1的方程,并與橢圓C1聯(lián)立,得到關(guān)于x的一元二次方程,根據(jù)直線l1與橢圓C1有且只有一個公共點,得到方程只有一解,即Δ=0,整理得(xeq \\al(2,0)-4)keq \\al(2,1)-2x0y0k1+yeq \\al(2,0)-1=0,同理得到(xeq \\al(2,0)-4)keq \\al(2,2)-2x0y0k2+yeq \\al(2,0)-1=0,從而說明k1,k2是關(guān)于k的一元二次方程的兩個根,運用根與系數(shù)的關(guān)系,證得定值.
(1) 規(guī)范解答 設(shè)橢圓C2的焦距為2c,由題意,a=2eq \r(2),eq \f(c,a)=eq \f(\r(3),2),a2=b2+c2,解得b=eq \r(2),因此橢圓C2的標(biāo)準方程為eq \f(x2,8)+eq \f(y2,2)=1.(3分)
(2)①1°當(dāng)直線OP斜率不存在時,
PA=eq \r(2)-1,PB=eq \r(2)+1,則eq \f(PA,PB)=eq \f(\r(2)-1,\r(2)+1)=3-2eq \r(2).(4分)
2°當(dāng)直線OP斜率存在時,設(shè)直線OP的方程為y=kx,代入橢圓C1的方程,消去y,得(4k2+1)x2=4,
所以xeq \\al(2,A)=eq \f(4,4k2+1),同理xeq \\al(2,P)=eq \f(8,4k2+1).(6分)
所以xeq \\al(2,P)=2xeq \\al(2,A),由題意,xP與xA同號,所以xP=eq \r(2)xA,
從而eq \f(PA,PB)=eq \f(|xP-xA|,|xP-xB|)=eq \f(|xP-xA|,|xP+xA|)=eq \f(\r(2)-1,\r(2)+1)=3-2eq \r(2).
所以eq \f(PA,PB)=3-2eq \r(2)為定值.(8分)
②設(shè)P(x0,y0),所以直線l1的方程為y-y0=k1(x-x0),即y=k1x-k1x0+y0,
記t=-k1x0+y0,則l1的方程為y=k1x+t,
代入橢圓C1的方程,消去y,得(4keq \\al(2,1)+1)x2+8k1tx+4t2-4=0,
因為直線l1與橢圓C1有且只有一個公共點,
所以Δ=(8k1t)2-4(4keq \\al(2,1)+1)(4t2-4)=0,即4keq \\al(2,1)-t2+1=0,
將t=-k1x0+y0代入上式,整理得,(xeq \\al(2,0)-4)keq \\al(2,1)-2x0y0k1+yeq \\al(2,0)-1=0,(12分)
同理可得,(xeq \\al(2,0)-4)keq \\al(2,2)-2x0y0k2+yeq \\al(2,0)-1=0,
所以k1,k2為關(guān)于k的方程(xeq \\al(2,0)-4)k2-2x0y0k+yeq \\al(2,0)-1=0的兩根,從而k1·k2=eq \f(yeq \\al(2,0)-1,xeq \\al(2,0)-4).(14
又點在P(x0,y0)橢圓C2:eq \f(x2,8)+eq \f(y2,2)=1上,所以yeq \\al(2,0)=2-eq \f(1,4)xeq \\al(2,0),所以k1·k2=eq \f(2-\f(1,4)xeq \\al(2,0)-1,xeq \\al(2,0)-4)=-eq \f(1,4)為定值.(16分)
二、達標(biāo)訓(xùn)練
1、(2020屆浙江省溫州市高三4月二模)如圖,已知橢圓,為其右焦點,直線與橢圓交于兩點,點在上,且滿足.(點從上到下依次排列)
(I)試用表示:
(II)證明:原點到直線l的距離為定值.
【答案】(I) ;(II)證明見解析
【解析】
(I) 橢圓,故,
.
(II)設(shè),,則將代入得到:
,故,
,
,故,得到,
,故,同理:,
由已知得:或,
故,
即,化簡得到.
故原點到直線l的距離為為定值.
2、【2018年高考北京卷理數(shù)】已知拋物線C:=2px經(jīng)過點(1,2).過點Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個不同的交點A,B,且直線PA交y軸于M,直線PB交y軸于N.
(1)求直線l的斜率的取值范圍;
(2)設(shè)O為原點,,,求證:為定值.
【答案】(1)(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1);(2)見解析.
【解析】(1)因為拋物線y2=2px經(jīng)過點P(1,2),
所以4=2p,解得p=2,所以拋物線的方程為y2=4x.
由題意可知直線l的斜率存在且不為0,
設(shè)直線l的方程為y=kx+1(k≠0).
由得.
依題意,解得k

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