
綜合求證問(wèn)題有以下類型:(1)證明直線過(guò)定點(diǎn),設(shè)出直線方程,利用題中的條件與設(shè)而不求思想找出曲線方程中參數(shù)間的關(guān)系,即可求出定點(diǎn).
(2)定值問(wèn)題就是證明一個(gè)量或表達(dá)式的值與其中的變化因素?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,這類問(wèn)題的一般解法是使用變化的量表示求證目標(biāo),通過(guò)運(yùn)算得知求證目標(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示直線方程時(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.
(3)恒等式的證明問(wèn)題,將恒等式轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的弦長(zhǎng)、距離之比或向量關(guān)系等問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為直線與圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題,利用設(shè)而不求思想及韋達(dá)定理即可證明.
(4)幾何圖形性質(zhì)的證明,利用幾何圖形性質(zhì)與向量運(yùn)算的關(guān)系,轉(zhuǎn)化為向量的運(yùn)算或直線的斜率關(guān)系,再用直線與圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題,利用設(shè)而不求思想及韋達(dá)定理即可證明.
【典例指引】
類型一 證明分點(diǎn)問(wèn)題
例1 【2017北京,理18】已知拋物線C:y2=2px過(guò)點(diǎn)P(1,1).過(guò)點(diǎn)(0,)作直線l與拋物線C交于不同的兩點(diǎn)M,N,過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線分別與直線OP,ON交于點(diǎn)A,B,其中O為原點(diǎn).
(Ⅰ)求拋物線C的方程,并求其焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;[來(lái)源:學(xué)*科*網(wǎng)Z*X*X*K]
(Ⅱ)求證:A為線段BM的中點(diǎn)..
【解析】
類型二 幾何證明問(wèn)題
例2. 【2015高考湖南,理20】已知拋物線的焦點(diǎn)也是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),與的公共弦的長(zhǎng)為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與相交于,兩點(diǎn),與相交于,兩點(diǎn),且與同向
(?。┤?,求直線的斜率
(ⅱ)設(shè)在點(diǎn)處的切線與軸的交點(diǎn)為,證明:直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),總是鈍角三角形
【解析】
類型三 等式證明
例3【2015高考上海,理21】已知橢圓,過(guò)原點(diǎn)的兩條直線和分別于橢圓交于、和、,記得到的平行四邊形的面積為.
(1)設(shè),,用、的坐標(biāo)表示點(diǎn)到直線的距離,并證明;
(2)設(shè)與的斜率之積為,求面積的值.
【解析】
類型四 長(zhǎng)度關(guān)系證明
例4.【2016高考四川】已知橢圓E:的一個(gè)焦點(diǎn)與短軸的兩個(gè)端點(diǎn)是正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),點(diǎn)在橢圓E上.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)設(shè)不過(guò)原點(diǎn)O且斜率為 EQ \F(1,2) 的直線l與橢圓E交于不同的兩點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為M,直線OM與橢圓E交于C,D,證明:.[來(lái)源:學(xué)+科+網(wǎng)Z+X+X+K]
【擴(kuò)展鏈接】
1.圓錐曲線以P(x0,y0)(y0≠0)為中點(diǎn)的弦所在直線的斜率分別是:k=-eq \f(b2x0,a2y0)(橢圓eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1),k=eq \f(b2x0,a2y0)(雙曲線eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1),k=eq \f(p,y0)(拋物線y2=2px),其中k=eq \f(y2-y1,x2-x1)(x1≠x2),(x1,y1),(x2,y2)為弦端點(diǎn)的坐標(biāo).
2.給出,等于已知,即是直角,給出,等于已知是鈍角, 給出,等于已知是銳角;
3.在平行四邊形中,給出,等于已知是菱形;
4.在平行四邊形中,給出,等于已知是矩形;
【新題展示】
1.【2019寧夏吳忠中學(xué)一?!吭谄矫嬷苯亲鴺?biāo)系中,橢圓的中心為原點(diǎn),焦點(diǎn),在軸上,離心率為.過(guò)的直線交于,兩點(diǎn),且的周長(zhǎng)為.
(1)求橢圓的方程;
(2)圓與軸正半軸相交于兩點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),過(guò)點(diǎn)任作一條直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),連接,,求證.
【思路引導(dǎo)】
(1)設(shè)橢圓C的方程為(a>b>0),由離心率為,得,又△PQF2的周長(zhǎng)為4a=,得a=2,進(jìn)而求出橢圓方程;
(2)把y=0代入圓的方程求出x的值,確定M與N的坐標(biāo),當(dāng)AB⊥x軸時(shí),由橢圓的對(duì)稱性得證;當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),設(shè)直線AB為y=k(x﹣1),與橢圓方程聯(lián)立得到關(guān)于x的一元二次方程,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),利用韋達(dá)定理表示出x1+x2,x1x2,進(jìn)而表示出直線AN與直線BN斜率之和為0,即可得證.
2.【2019福建廈門(mén)3月質(zhì)檢】已知橢圓:,過(guò)點(diǎn)且與軸不重合的直線與相交于兩點(diǎn),點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn).
(1)當(dāng)垂直于軸時(shí),求直線的方程;
(2)證明:.
【思路引導(dǎo)】
(1)當(dāng)垂直于軸時(shí),其方程為,求出點(diǎn)的坐標(biāo)后可得直線的斜率,于是可得直線方程。(2)由于在軸上,所以只需證明點(diǎn)的縱坐標(biāo)相等即可得到結(jié)論成立,解題時(shí)注意直線方程的設(shè)法.
3.【2019山東濟(jì)寧一?!恳阎獧E圓的離心率為,且橢圓C過(guò)點(diǎn).
(I)求橢圓C的方程;
(II)設(shè)橢圓C的右焦點(diǎn)為F,直線與橢圓C相切于點(diǎn)A,與直線相交于點(diǎn)B,求證:的大小為定值.
【思路引導(dǎo)】
(Ⅰ)由題意可知,解得a2=3,b2=2,即可求出橢圓C的方程,(Ⅱ)顯然直線l的斜率存在,設(shè)l:y=kx+m,聯(lián)立,根據(jù)直線l與橢圓相切,利用判別式可得m2=3k2+2,求出點(diǎn)A,B的坐標(biāo),根據(jù)向量的運(yùn)算可得可得?0,即∠AFB=90°,故∠AFB的大小為定值.
4.【2019山西呂梁一模】已知拋物線:,過(guò)軸上一點(diǎn)(不同于原點(diǎn))的直線與交于兩點(diǎn),,與軸交于點(diǎn).
(1)若,,求的值;
(2)若,過(guò),分別作的切線,兩切線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線方程上,求出此定直線.
【思路引導(dǎo)】
(1)設(shè),通過(guò)坐標(biāo)表示向量得到,,設(shè):,與拋物線聯(lián)立利用韋達(dá)定理求解即可;
(2)由點(diǎn)斜式求出兩條切線,兩直線聯(lián)立可得點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而可證得結(jié)論.
5.【2019山西呂梁一模】已知拋物線:,過(guò)軸上一點(diǎn)(不同于原點(diǎn))的直線與交于兩點(diǎn),,與軸交于點(diǎn).
(1)若,,求的值;
(2)若,過(guò),分別作的切線,兩切線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線方程上,求出此定直線.
【思路引導(dǎo)】
(1)設(shè),通過(guò)坐標(biāo)表示向量得到,,設(shè):,與拋物線聯(lián)立利用韋達(dá)定理求解即可;
(2)由點(diǎn)斜式求出兩條切線,兩直線聯(lián)立可得點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而可證得結(jié)論.
6.【2019安徽六校聯(lián)考】如圖,C、D是離心率為的橢圓的左、右頂點(diǎn),、是該橢圓的左、右焦點(diǎn), A、B是直線4上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AD和BD,它們分別與橢圓交于點(diǎn)E、F兩點(diǎn),且線段EF恰好過(guò)橢圓的左焦點(diǎn). 當(dāng)時(shí),點(diǎn)E恰為線段AD的中點(diǎn).
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)求證:以AB為直徑的圓始終與直線EF相切.
【思路引導(dǎo)】
(Ⅰ)由題意可得,結(jié)合可求出,進(jìn)而可求得橢圓的方程;(Ⅱ)設(shè)EF的方程為:,E()、F(),與橢圓聯(lián)立,運(yùn)用韋達(dá)定理得,,又設(shè),由三點(diǎn)共線得,,求出中點(diǎn)坐標(biāo),求出點(diǎn)M到直線EF的距離,進(jìn)而證得結(jié)果.
7.【2019陜西咸陽(yáng)一模已知橢圓的上頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,直線與圓相切.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)且斜率為的直線與橢圓交于,兩點(diǎn),求證:.
【思路引導(dǎo)】
(1)求得直線的的方程,利用圓心到直線的距離等于半徑,列方程,解方程求得的值,由此求得橢圓方程.(2)設(shè)出直線的方程,聯(lián)立直線方程和橢圓的方程,寫(xiě)出韋達(dá)定理,通過(guò)計(jì)算,證得.
8.【2019湖南長(zhǎng)沙統(tǒng)一檢測(cè)】已知橢圓的離心率為,左、右焦點(diǎn)分別為、,為橢圓上一點(diǎn),與軸相交于,,.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)設(shè)橢圓的左、右頂點(diǎn)為、,過(guò)、分別作軸的垂線、,橢圓的一條切線與、交于、兩點(diǎn),求證:.
【思路引導(dǎo)】
(1)結(jié)合題意,得到為的中位線,進(jìn)而得到,利用橢圓性質(zhì),計(jì)算a,b值即可。(2)將直線l的方程,代入橢圓方程,得到以及,即可。
【同步訓(xùn)練】
1.如圖,圓C與x軸相切于點(diǎn)T(2,0),與y軸正半軸相交于兩點(diǎn)M,N(點(diǎn)M在點(diǎn)N的下方),且|MN|=3.
(1)求圓C的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)M任作一條直線與橢圓相交于兩點(diǎn)A、B,連接AN、BN,求證:∠ANM=∠BNM.
【思路點(diǎn)撥 】(1)設(shè)圓C的半徑為r(r>0),依題意,圓心坐標(biāo)為(2,r),根據(jù)|MN|=3,利用弦長(zhǎng)公式求得r的值,可得圓C的方程.
(2)把x=0代入圓C的方程,求得M、N的坐標(biāo),當(dāng)AB⊥y軸時(shí),由橢圓的對(duì)稱性可知∠ANM=∠BNM,當(dāng)AB與y軸不垂直時(shí),可設(shè)直線AB的方程為y=kx+1,代入橢圓的方程,利用韋達(dá)定理求得KAB+KBN=0,可得∠ANM=∠BNM.
【詳細(xì)解析】
2.已知橢圓C:+=1(a>b>0)經(jīng)過(guò)(1,1)與(,)兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)原點(diǎn)的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn),橢圓C上一點(diǎn)M滿足|MA|=|MB|.求證:++為定值.
【思路點(diǎn)撥】(1)把(1,1)與(,)兩點(diǎn)代入橢圓方程解出即可.
(2)由|MA|=|MB|,知M在線段AB的垂直平分線上,由橢圓的對(duì)稱性知A、B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.
①若點(diǎn)A、B是橢圓的短軸頂點(diǎn),則點(diǎn)M是橢圓的一個(gè)長(zhǎng)軸頂點(diǎn);同理,若點(diǎn)A、B是橢圓的長(zhǎng)軸頂點(diǎn),則點(diǎn)M在橢圓的一個(gè)短軸頂點(diǎn);直接代入計(jì)算即可.
②若點(diǎn)A、B、M不是橢圓的頂點(diǎn),設(shè)直線l的方程為y=kx(k≠0),則直線OM的方程為,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),與橢圓的方程聯(lián)立解出坐標(biāo),即可得到=,同理,代入要求的式子即可.
【詳細(xì)解析】
3.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)p(x,y)(x≥0)滿足:點(diǎn)p到定點(diǎn)F(,0)與到y(tǒng)軸的距離之差為.記動(dòng)點(diǎn)p的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的軌跡方程;
(2)過(guò)點(diǎn)F的直線交曲線C于A、B兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A和原點(diǎn)O的直線交直線x=﹣于點(diǎn)D,求證:直線DB平行于x軸.
【思路點(diǎn)撥】(1)利用動(dòng)點(diǎn)p(x,y)(x≥0)滿足:點(diǎn)p到定點(diǎn)F(,0)與到y(tǒng)軸的距離之差為.列出關(guān)系式,即可求曲線C的軌跡方程;
(2)過(guò)點(diǎn)F的直線交曲線C于A、B兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A和原點(diǎn)O的直線交直線x=﹣于點(diǎn)D,設(shè)A的坐標(biāo)為(),求出OM的方程為y=x(y0≠0),推出點(diǎn)D的縱坐標(biāo)然后求出直線AF的方程,求出點(diǎn)B的縱坐標(biāo),判斷直線DB平行于x軸.即可得到結(jié)果.
【詳細(xì)解析】
4.在平面直角坐標(biāo)系xy中,已知點(diǎn)P(2,1)在橢圓C:上且離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn)(不與點(diǎn)P重合),且線段AB的中為D,直線OD的斜率為1,記直線PA,PB的斜率分別為k1,k2,求證:k1?k2為定值.
【思路點(diǎn)撥】(1)根據(jù)橢圓的離心率公式,將P代入橢圓方程,即可求得a和b的值,求得橢圓方程;
(2)根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式及直線斜率公式,求得x1+x2=y1+y2,利用點(diǎn)差法求得直線l的斜率,將直線方程代入橢圓方程,利用韋達(dá)定理及直線的斜率公式,即可求得k1?k2為定值.
【詳細(xì)解析】
5.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線l:x=﹣1,點(diǎn)T(3,0),動(dòng)點(diǎn)P滿足PS⊥l,垂足為S,且?=0,設(shè)動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)設(shè)Q是曲線C上異于點(diǎn)P的另一點(diǎn),且直線PQ過(guò)點(diǎn)(1,0),線段PQ的中點(diǎn)為M,直線l與x軸的交點(diǎn)為N.求證:向量與共線.
【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)P(x0,y0),則S(﹣1,y0),由此利用向量的數(shù)量積能求出曲線C的方程.
(2)設(shè)Q(x1,y1),則,從而y2=4x,p=2,焦點(diǎn)F(1,0),N(﹣1,0),由PQ過(guò)F,得,,進(jìn)而=(),=(),由此能證明向量與共線.
【詳細(xì)解析】
6.已知?jiǎng)狱c(diǎn)A,B在橢圓+=1上,且線段AB的垂直平分線始終過(guò)點(diǎn)P(﹣1,0).
(1)證明線段AB的中點(diǎn)M在定直線上;
(2)求線段AB長(zhǎng)度的最大值.
【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),線段AB的中點(diǎn)M(x0,y0),當(dāng)AB與x軸垂直時(shí),線段AB的中點(diǎn)M(﹣2,0),在直線y=0,當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),利用平方差法推出,說(shuō)明M在直線x=﹣2上.
(2)當(dāng)AB與x軸垂直時(shí),,當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),聯(lián)立直線與拋物線方程,利用弦長(zhǎng)公式求解即可.
【詳細(xì)解析】
7.已知橢圓E的焦點(diǎn)在x軸上,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為2,離心率為;拋物線G:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F與橢圓E的右焦點(diǎn)重合,若斜率為k的直線l過(guò)拋物線G的焦點(diǎn)F與橢圓E交于A,B兩點(diǎn),與拋物線G相交于C,D兩點(diǎn).
(1)求橢圓E及拋物線G的方程;
(2)證明:存在實(shí)數(shù)λ,使得+為常數(shù),并求λ的值.
【思路點(diǎn)撥】(1)由2a=2,根據(jù)橢圓的離心率公式即可求得c的值,代入,b2=a2﹣c2=1,求得橢圓方程,由=c,求得c的值,求得拋物線方程;
(2)設(shè)直線l的方程,分別代入橢圓方程及拋物線方程,分別求得丨AB丨及丨CD丨,由+=為常數(shù),則須有20+λ=4,即可求得λ的值.
【詳細(xì)解析】
8.已知定點(diǎn)Q(,0),P為圓N:上任意一點(diǎn),線段QP的垂直平分線交NP于點(diǎn)M.
(1)當(dāng)P點(diǎn)在圓周上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)M (x,y) 的軌跡C的方程;
(2)若直線l與曲線C交于A、B兩點(diǎn),且,求證:直線l與某個(gè)定圓E相切,并求出定圓E的方程.
【思路點(diǎn)撥】(1)求出圓N的圓心坐標(biāo)為N(,0),半徑為,|MP|=|MQ|,得到|MN|+|MQ|=|MN|+|MP|=|NP|=>|NQ|,利用橢圓的定義,求解點(diǎn)M的軌跡C的方程.
(2)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線l為y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立直線與橢圓的方程,得消去y,通過(guò)直線與橢圓有兩個(gè)不同的交點(diǎn),利用判別式以及韋達(dá)定理,通過(guò),求解即可,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線為x=m,驗(yàn)證求解即可.
【詳細(xì)解析】
9.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的兩焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為.設(shè)過(guò)點(diǎn)F2的直線l被橢圓C截得的線段為RS,當(dāng)l⊥x軸時(shí),|RS|=3
(Ⅰ)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)已知點(diǎn)T(4,0),證明:當(dāng)直線l變化時(shí),直線TS與TR的斜率之和為定值.
【思路點(diǎn)撥】(1)由題意可知:a=2c,=3,且a2=b2+c2,即可求得a和b的值,求得橢圓方程;
(2)分類討論,當(dāng)直線l不垂直與x軸時(shí),設(shè)直線方程,代入橢圓方程,由韋達(dá)定理及直線的斜率公式,即可求得kTR+kTS=0,即可證明直線TS與TR的斜率之和為定值.
【詳細(xì)解析】
10.已知橢圓E:中,a=b,且橢圓E上任一點(diǎn)到點(diǎn)的最小距離為.
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)如圖4,過(guò)點(diǎn)Q(1,1)作兩條傾斜角互補(bǔ)的直線l1,l2(l1,l2不重合)分別交橢圓E于點(diǎn)A,C,B,D,求證:|QA|?|QC|=|QB|?|QD|.
【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)M(x,y)為橢圓E上任一點(diǎn),由,橢圓E的方程可化為,通過(guò)求解橢圓E上任一點(diǎn)到點(diǎn)的最小距離為.即可求出橢圓的方程.
(2)直線l1,l2不重合,則直線l1,l2的斜率均存在,設(shè)直線l1:y=k(x﹣1)+1,點(diǎn)A(x1,y1),C(x2,y2).
直線l2:y=﹣k(x﹣1)+1.聯(lián)立消去y,由韋達(dá)定理以及弦長(zhǎng)公式化簡(jiǎn),可得|QA|?|QC|=|QB|?|QD|.
【詳細(xì)解析】
11.橢圓: 的離心率為,過(guò)其右焦點(diǎn)與長(zhǎng)軸垂直的直線與橢圓在第一象限相交于點(diǎn), .
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)橢圓的左頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,點(diǎn)是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)與點(diǎn), 不重合,直線與直線相交于點(diǎn),直線與直線相交于點(diǎn),求證:以線段為直徑的圓恒過(guò)定點(diǎn).
【思路點(diǎn)撥】(1)由題意可得,則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由題意可得,結(jié)合題意可得圓的方程為,則以線段ST為直徑的圓恒過(guò)定點(diǎn).
【詳細(xì)解析】
12.已知點(diǎn), 其中是曲線上的兩點(diǎn), , 兩點(diǎn)在軸上的射影分別為點(diǎn), ,且.
(1)當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),求直線的斜率;
(2)記的面積為,梯形的面積為,求證: .
【思路點(diǎn)撥】(1)由題意結(jié)合直線的斜率公式可得 ;
設(shè)直線的方程為.聯(lián)立直線與拋物線的方程,可得 , ,則 .
【詳細(xì)解析】
【題型綜述】
綜合求證問(wèn)題有以下類型:(1)證明直線過(guò)定點(diǎn),設(shè)出直線方程,利用題中的條件與設(shè)而不求思想找出曲線方程中參數(shù)間的關(guān)系,即可求出定點(diǎn).
(2)定值問(wèn)題就是證明一個(gè)量或表達(dá)式的值與其中的變化因素?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,這類問(wèn)題的一般解法是使用變化的量表示求證目標(biāo),通過(guò)運(yùn)算得知求證目標(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示直線方程時(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.
(3)恒等式的證明問(wèn)題,將恒等式轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的弦長(zhǎng)、距離之比或向量關(guān)系等問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為直線與圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題,利用設(shè)而不求思想及韋達(dá)定理即可證明.
(4)幾何圖形性質(zhì)的證明,利用幾何圖形性質(zhì)與向量運(yùn)算的關(guān)系,轉(zhuǎn)化為向量的運(yùn)算或直線的斜率關(guān)系,再用直線與圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題,利用設(shè)而不求思想及韋達(dá)定理即可證明.
【典例指引】
類型一 證明分點(diǎn)問(wèn)題
例1 【2017北京,理18】已知拋物線C:y2=2px過(guò)點(diǎn)P(1,1).過(guò)點(diǎn)(0,)作直線l與拋物線C交于不同的兩點(diǎn)M,N,過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線分別與直線OP,ON交于點(diǎn)A,B,其中O為原點(diǎn).
(Ⅰ)求拋物線C的方程,并求其焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;
(Ⅱ)求證:A為線段BM的中點(diǎn)..
直線ON的方程為,點(diǎn)B的坐標(biāo)為.
因?yàn)?br>,
所以.學(xué)科*網(wǎng)
故A為線段BM的中點(diǎn).
類型二 幾何證明問(wèn)題
例2. 【2015高考湖南,理20】已知拋物線的焦點(diǎn)也是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),與的公共弦的長(zhǎng)為.
(1)求的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與相交于,兩點(diǎn),與相交于,兩點(diǎn),且與同向
(ⅰ)若,求直線的斜率
(ⅱ)設(shè)在點(diǎn)處的切線與軸的交點(diǎn)為,證明:直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),總是鈍角三角形
(ii)由得,∴在點(diǎn)處的切線方程為,即
,令,得,即,∴,而,于是
,因此是銳角,從而是鈍角.,故直線繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),總是鈍角三角形. 學(xué)科*網(wǎng)
類型三 等式證明
例3【2015高考上海,理21】已知橢圓,過(guò)原點(diǎn)的兩條直線和分別于橢圓交于、和、,記得到的平行四邊形的面積為.
(1)設(shè),,用、的坐標(biāo)表示點(diǎn)到直線的距離,并證明;
(2)設(shè)與的斜率之積為,求面積的值.
類型四 長(zhǎng)度關(guān)系證明
例4.【2016高考四川】已知橢圓E:的一個(gè)焦點(diǎn)與短軸的兩個(gè)端點(diǎn)是正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),點(diǎn)在橢圓E上.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)設(shè)不過(guò)原點(diǎn)O且斜率為 EQ \F(1,2) 的直線l與橢圓E交于不同的兩點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為M,直線OM與橢圓E交于C,D,證明:.
【擴(kuò)展鏈接】
1.圓錐曲線以P(x0,y0)(y0≠0)為中點(diǎn)的弦所在直線的斜率分別是:k=-eq \f(b2x0,a2y0)(橢圓eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1),k=eq \f(b2x0,a2y0)(雙曲線eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1),k=eq \f(p,y0)(拋物線y2=2px),其中k=eq \f(y2-y1,x2-x1)(x1≠x2),(x1,y1),(x2,y2)為弦端點(diǎn)的坐標(biāo).
2.給出,等于已知,即是直角,給出,等于已知是鈍角, 給出,等于已知是銳角;
3.在平行四邊形中,給出,等于已知是菱形;
4.在平行四邊形中,給出,等于已知是矩形;
【新題展示】
1.【2019寧夏吳忠中學(xué)一?!吭谄矫嬷苯亲鴺?biāo)系中,橢圓的中心為原點(diǎn),焦點(diǎn),在軸上,離心率為.過(guò)的直線交于,兩點(diǎn),且的周長(zhǎng)為.
(1)求橢圓的方程;
(2)圓與軸正半軸相交于兩點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),過(guò)點(diǎn)任作一條直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),連接,,求證.
【思路引導(dǎo)】
(1)設(shè)橢圓C的方程為(a>b>0),由離心率為,得,又△PQF2的周長(zhǎng)為4a=,得a=2,進(jìn)而求出橢圓方程;
(2)把y=0代入圓的方程求出x的值,確定M與N的坐標(biāo),當(dāng)AB⊥x軸時(shí),由橢圓的對(duì)稱性得證;當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),設(shè)直線AB為y=k(x﹣1),與橢圓方程聯(lián)立得到關(guān)于x的一元二次方程,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),利用韋達(dá)定理表示出x1+x2,x1x2,進(jìn)而表示出直線AN與直線BN斜率之和為0,即可得證.
【解析】
(1)設(shè)橢圓C的方程為(a>b>0).因?yàn)殡x心率為,所以,解得,即.又△PQF2的周長(zhǎng)為|PQ|+|PF2|+|QF2|=(|PF1|+|PF2|)+(|QF1|+|QF2|)=2a+2a=4a,所以又△PQF2的周長(zhǎng)為,即a=2,b=2,
所以橢圓C的方程為.
(2)把y=0代入+(y-2)2=,解得x=1或x=4,因?yàn)辄c(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè),即點(diǎn)M(1,0),N(4,0).
①當(dāng)AB⊥x軸時(shí),由橢圓的對(duì)稱性可知∠ANM=∠BNM.
②當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),可設(shè)直線AB的方程為y=k(x-1).
聯(lián)立 (k2+2)x2-2k2x+k2-8=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=,x1x2=.
因?yàn)閥1=k(x1-1),y2=k(x2-1),
所以kAN+kBN=+=+=.
因?yàn)?x1-1)(x2-4)+(x2-1)(x1-4)=2x1x2-5(x1+x2)+8=+8=,
所以kAN+kBN=0,所以∠ANM=∠BNM,綜上所述,∠ANM=∠BNM.
2.【2019福建廈門(mén)3月質(zhì)檢】已知橢圓:,過(guò)點(diǎn)且與軸不重合的直線與相交于兩點(diǎn),點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn).
(1)當(dāng)垂直于軸時(shí),求直線的方程;
(2)證明:.
【思路引導(dǎo)】
(1)當(dāng)垂直于軸時(shí),其方程為,求出點(diǎn)的坐標(biāo)后可得直線的斜率,于是可得直線方程。(2)由于在軸上,所以只需證明點(diǎn)的縱坐標(biāo)相等即可得到結(jié)論成立,解題時(shí)注意直線方程的設(shè)法.
【解析】
(1)設(shè)點(diǎn),
當(dāng)垂直于軸時(shí),可得,所以,
所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,
又,
所以,
所以直線的方程為.
(2)法一:
①當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),其方程為,
若,則,此時(shí)方程為,當(dāng)時(shí),,所以,因此,所以.
若,則,此時(shí)方程為,當(dāng)時(shí),,所以,因此,所以.
綜上可得.
②當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè),
由 消去y整理得,
其中,
設(shè),,則,
因?yàn)椋?br>所以直線的方程為
當(dāng)時(shí),得,
因?yàn)?
.
所以,
所以.
法二:
設(shè)直線,
由消去x整理得,
其中,
設(shè),,則,
所以,故所以.
因?yàn)椋?br>所以直線的方程為,
當(dāng)時(shí),得,
所以,
所以.
3.【2019山東濟(jì)寧一?!恳阎獧E圓的離心率為,且橢圓C過(guò)點(diǎn).
(I)求橢圓C的方程;
(II)設(shè)橢圓C的右焦點(diǎn)為F,直線與橢圓C相切于點(diǎn)A,與直線相交于點(diǎn)B,求證:的大小為定值.
【思路引導(dǎo)】[來(lái)源:學(xué)*科*網(wǎng)Z*X*X*K]
(Ⅰ)由題意可知,解得a2=3,b2=2,即可求出橢圓C的方程,(Ⅱ)顯然直線l的斜率存在,設(shè)l:y=kx+m,聯(lián)立,根據(jù)直線l與橢圓相切,利用判別式可得m2=3k2+2,求出點(diǎn)A,B的坐標(biāo),根據(jù)向量的運(yùn)算可得可得?0,即∠AFB=90°,故∠AFB的大小為定值.
【解析】
(Ⅰ)∵橢圓C過(guò)點(diǎn),∴ ①
∵離心率為 ∴ ②
又∵ ③
由①②③得,,.
∴橢圓C的方程為C:.
(Ⅱ)顯然直線l的斜率存在,設(shè)l:y=kx+m.
由消y得
由得.
∴
∴
∴切點(diǎn)A的坐標(biāo)為
又點(diǎn)B的坐標(biāo)為,右焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為,
∴,,
∴
∴∠AFB=90°,即∠AFB的大小為定值.
4.【2019山西呂梁一?!恳阎獟佄锞€:,過(guò)軸上一點(diǎn)(不同于原點(diǎn))的直線與交于兩點(diǎn),,與軸交于點(diǎn).
(1)若,,求的值;
(2)若,過(guò),分別作的切線,兩切線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線方程上,求出此定直線.
【思路引導(dǎo)】
(1)設(shè),通過(guò)坐標(biāo)表示向量得到,,設(shè):,與拋物線聯(lián)立利用韋達(dá)定理求解即可;
(2)由點(diǎn)斜式求出兩條切線,兩直線聯(lián)立可得點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而可證得結(jié)論.
【解析】
(1)設(shè),,,,
由,得,
,,
所以,,
設(shè):,
聯(lián)立,則,
,所以,
則,,
所以.
(2)設(shè),,即,有.
過(guò)的切線方程為,即,
所以過(guò)的切線方程為,
兩方程聯(lián)立得,,
由(1)知,,所以,,
所以,即交點(diǎn)在直線上.
5.【2019山西呂梁一?!恳阎獟佄锞€:,過(guò)軸上一點(diǎn)(不同于原點(diǎn))的直線與交于兩點(diǎn),,與軸交于點(diǎn).
(1)若,,求的值;
(2)若,過(guò),分別作的切線,兩切線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線方程上,求出此定直線.
【思路引導(dǎo)】
(1)設(shè),通過(guò)坐標(biāo)表示向量得到,,設(shè):,與拋物線聯(lián)立利用韋達(dá)定理求解即可;
(2)由點(diǎn)斜式求出兩條切線,兩直線聯(lián)立可得點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而可證得結(jié)論.
【解析】
(1)設(shè),,,,
由,得,
,,
所以,,
設(shè):,
聯(lián)立,則,
,所以,
則,,
所以.
(2)設(shè),,即,有.
過(guò)的切線方程為,即,
所以過(guò)的切線方程為,
兩方程聯(lián)立得,,
由(1)知,,所以,,
所以,即交點(diǎn)在直線上.
6.【2019安徽六校聯(lián)考】如圖,C、D是離心率為的橢圓的左、右頂點(diǎn),、是該橢圓的左、右焦點(diǎn), A、B是直線4上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AD和BD,它們分別與橢圓交于點(diǎn)E、F兩點(diǎn),且線段EF恰好過(guò)橢圓的左焦點(diǎn). 當(dāng)時(shí),點(diǎn)E恰為線段AD的中點(diǎn).
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)求證:以AB為直徑的圓始終與直線EF相切.
【思路引導(dǎo)】
(Ⅰ)由題意可得,結(jié)合可求出,進(jìn)而可求得橢圓的方程;(Ⅱ)設(shè)EF的方程為:,E()、F(),與橢圓聯(lián)立,運(yùn)用韋達(dá)定理得,,又設(shè),由三點(diǎn)共線得,,求出中點(diǎn)坐標(biāo),求出點(diǎn)M到直線EF的距離,進(jìn)而證得結(jié)果.
【解析】
(Ⅰ)∵當(dāng)時(shí),點(diǎn)E恰為線段AD的中點(diǎn),
∴,又,聯(lián)立解得:,,,
∴橢圓的方程為.
(Ⅱ)設(shè)EF的方程為:,E()、F(),
聯(lián)立得:
∴,
∴……(*)
又設(shè),由A、E、D三點(diǎn)共線得,同理可得.
,
∴.
設(shè)AB中點(diǎn)為M,則M坐標(biāo)為()即( ),
∴點(diǎn)M到直線EF的距離.
故以AB為直徑的圓始終與直線EF相切.
7.【2019陜西咸陽(yáng)一模已知橢圓的上頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,直線與圓相切.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)且斜率為的直線與橢圓交于,兩點(diǎn),求證:.
【思路引導(dǎo)】
(1)求得直線的的方程,利用圓心到直線的距離等于半徑,列方程,解方程求得的值,由此求得橢圓方程.(2)設(shè)出直線的方程,聯(lián)立直線方程和橢圓的方程,寫(xiě)出韋達(dá)定理,通過(guò)計(jì)算,證得.
【解析】
(1)由題意知:,,則直線方程為:,
直線與圓相切,則,求得,
所求橢圓的方程為.
(2)設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立.
∴,,又,,
,
則.
8.【2019湖南長(zhǎng)沙統(tǒng)一檢測(cè)】已知橢圓的離心率為,左、右焦點(diǎn)分別為、,為橢圓上一點(diǎn),與軸相交于,,.
(Ⅰ)求橢圓的方程;
(Ⅱ)設(shè)橢圓的左、右頂點(diǎn)為、,過(guò)、分別作軸的垂線、,橢圓的一條切線與、交于、兩點(diǎn),求證:.
【思路引導(dǎo)】
(1)結(jié)合題意,得到為的中位線,進(jìn)而得到,利用橢圓性質(zhì),計(jì)算a,b值即可。(2)將直線l的方程,代入橢圓方程,得到以及,即可。
【解析】
(Ⅰ)連接,由題意得,
所以為的中位線,
又因?yàn)?,所以,且?br>又,,得,,,
故所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(Ⅱ)由題可知,的方程為,的方程為.
直線與直線、聯(lián)立得、,所以,,
所以.
聯(lián)立得.
因?yàn)橹本€橢圓相切,所以,
化簡(jiǎn)得.
所以,
所以,故為定值.
同理,,所以,.故.
【同步訓(xùn)練】
1.如圖,圓C與x軸相切于點(diǎn)T(2,0),與y軸正半軸相交于兩點(diǎn)M,N(點(diǎn)M在點(diǎn)N的下方),且|MN|=3.
(1)求圓C的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)M任作一條直線與橢圓相交于兩點(diǎn)A、B,連接AN、BN,求證:∠ANM=∠BNM.
【思路點(diǎn)撥 】(1)設(shè)圓C的半徑為r(r>0),依題意,圓心坐標(biāo)為(2,r),根據(jù)|MN|=3,利用弦長(zhǎng)公式求得r的值,可得圓C的方程.
(2)把x=0代入圓C的方程,求得M、N的坐標(biāo),當(dāng)AB⊥y軸時(shí),由橢圓的對(duì)稱性可知∠ANM=∠BNM,當(dāng)AB與y軸不垂直時(shí),可設(shè)直線AB的方程為y=kx+1,代入橢圓的方程,利用韋達(dá)定理求得KAB+KBN=0,可得∠ANM=∠BNM.
綜上所述,∠ANM=∠BNM.學(xué)科*網(wǎng)
2.已知橢圓C:+=1(a>b>0)經(jīng)過(guò)(1,1)與(,)兩點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)過(guò)原點(diǎn)的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn),橢圓C上一點(diǎn)M滿足|MA|=|MB|.求證:++為定值.
【思路點(diǎn)撥】(1)把(1,1)與(,)兩點(diǎn)代入橢圓方程解出即可.
(2)由|MA|=|MB|,知M在線段AB的垂直平分線上,由橢圓的對(duì)稱性知A、B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.
①若點(diǎn)A、B是橢圓的短軸頂點(diǎn),則點(diǎn)M是橢圓的一個(gè)長(zhǎng)軸頂點(diǎn);同理,若點(diǎn)A、B是橢圓的長(zhǎng)軸頂點(diǎn),則點(diǎn)M在橢圓的一個(gè)短軸頂點(diǎn);直接代入計(jì)算即可.
②若點(diǎn)A、B、M不是橢圓的頂點(diǎn),設(shè)直線l的方程為y=kx(k≠0),則直線OM的方程為,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),與橢圓的方程聯(lián)立解出坐標(biāo),即可得到=,同理,代入要求的式子即可.
∴=,同理,
所以=2×+=2,
故=2為定值.學(xué)科*網(wǎng)
3.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)p(x,y)(x≥0)滿足:點(diǎn)p到定點(diǎn)F(,0)與到y(tǒng)軸的距離之差為.記動(dòng)點(diǎn)p的軌跡為曲線C.[來(lái)源:學(xué)|科|網(wǎng)Z|X|X|K]
(1)求曲線C的軌跡方程;
(2)過(guò)點(diǎn)F的直線交曲線C于A、B兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A和原點(diǎn)O的直線交直線x=﹣于點(diǎn)D,求證:直線DB平行于x軸.
【思路點(diǎn)撥】(1)利用動(dòng)點(diǎn)p(x,y)(x≥0)滿足:點(diǎn)p到定點(diǎn)F(,0)與到y(tǒng)軸的距離之差為.列出關(guān)系式,即可求曲線C的軌跡方程;
(2)過(guò)點(diǎn)F的直線交曲線C于A、B兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A和原點(diǎn)O的直線交直線x=﹣于點(diǎn)D,設(shè)A的坐標(biāo)為(),求出OM的方程為y=x(y0≠0),推出點(diǎn)D的縱坐標(biāo)然后求出直線AF的方程,求出點(diǎn)B的縱坐標(biāo),判斷直線DB平行于x軸.即可得到結(jié)果.
4.在平面直角坐標(biāo)系xy中,已知點(diǎn)P(2,1)在橢圓C:上且離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn)(不與點(diǎn)P重合),且線段AB的中為D,直線OD的斜率為1,記直線PA,PB的斜率分別為k1,k2,求證:k1?k2為定值.
【思路點(diǎn)撥】(1)根據(jù)橢圓的離心率公式,將P代入橢圓方程,即可求得a和b的值,求得橢圓方程;
(2)根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式及直線斜率公式,求得x1+x2=y1+y2,利用點(diǎn)差法求得直線l的斜率,將直線方程代入橢圓方程,利用韋達(dá)定理及直線的斜率公式,即可求得k1?k2為定值.
設(shè)直線l的方程y=﹣x+t,
,整理得:3x2﹣4tx+4t2﹣12=0,
則x1+x2=,x1x2=,
則k1?k2==,
=
==,學(xué)科*網(wǎng)
∴k1?k2為定值.
5.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線l:x=﹣1,點(diǎn)T(3,0),動(dòng)點(diǎn)P滿足PS⊥l,垂足為S,且?=0,設(shè)動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)設(shè)Q是曲線C上異于點(diǎn)P的另一點(diǎn),且直線PQ過(guò)點(diǎn)(1,0),線段PQ的中點(diǎn)為M,直線l與x軸的交點(diǎn)為N.求證:向量與共線.
【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)P(x0,y0),則S(﹣1,y0),由此利用向量的數(shù)量積能求出曲線C的方程.
(2)設(shè)Q(x1,y1),則,從而y2=4x,p=2,焦點(diǎn)F(1,0),N(﹣1,0),由PQ過(guò)F,得,,進(jìn)而=(),=(),由此能證明向量與共線.
假設(shè)=成立,
∴,解得,
∴,
∴向量與共線.學(xué)科*網(wǎng)
6.已知?jiǎng)狱c(diǎn)A,B在橢圓+=1上,且線段AB的垂直平分線始終過(guò)點(diǎn)P(﹣1,0).
(1)證明線段AB的中點(diǎn)M在定直線上;
(2)求線段AB長(zhǎng)度的最大值.
【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),線段AB的中點(diǎn)M(x0,y0),當(dāng)AB與x軸垂直時(shí),線段AB的中點(diǎn)M(﹣2,0),在直線y=0,當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),利用平方差法推出,說(shuō)明M在直線x=﹣2上.
(2)當(dāng)AB與x軸垂直時(shí),,當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),聯(lián)立直線與拋物線方程,利用弦長(zhǎng)公式求解即可.
,
∴x1+x2=﹣4,, …(8分)
∴=(11分)
∴.…(12分)
7.已知橢圓E的焦點(diǎn)在x軸上,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為2,離心率為;拋物線G:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F與橢圓E的右焦點(diǎn)重合,若斜率為k的直線l過(guò)拋物線G的焦點(diǎn)F與橢圓E交于A,B兩點(diǎn),與拋物線G相交于C,D兩點(diǎn).
(1)求橢圓E及拋物線G的方程;
(2)證明:存在實(shí)數(shù)λ,使得+為常數(shù),并求λ的值.
【思路點(diǎn)撥】(1)由2a=2,根據(jù)橢圓的離心率公式即可求得c的值,代入,b2=a2﹣c2=1,求得橢圓方程,由=c,求得c的值,求得拋物線方程;
(2)設(shè)直線l的方程,分別代入橢圓方程及拋物線方程,分別求得丨AB丨及丨CD丨,由+=為常數(shù),則須有20+λ=4,即可求得λ的值.
8.已知定點(diǎn)Q(,0),P為圓N:上任意一點(diǎn),線段QP的垂直平分線交NP于點(diǎn)M.
(1)當(dāng)P點(diǎn)在圓周上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)M (x,y) 的軌跡C的方程;
(2)若直線l與曲線C交于A、B兩點(diǎn),且,求證:直線l與某個(gè)定圓E相切,并求出定圓E的方程.
【思路點(diǎn)撥】(1)求出圓N的圓心坐標(biāo)為N(,0),半徑為,|MP|=|MQ|,得到|MN|+|MQ|=|MN|+|MP|=|NP|=>|NQ|,利用橢圓的定義,求解點(diǎn)M的軌跡C的方程.
(2)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線l為y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立直線與橢圓的方程,得消去y,通過(guò)直線與橢圓有兩個(gè)不同的交點(diǎn),利用判別式以及韋達(dá)定理,通過(guò),求解即可,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線為x=m,驗(yàn)證求解即可.
由韋達(dá)定理得:.…(8分)
∴.
∵,∴x1x2+y1y2=0,即,…(9分)
整理得m2=2k2+2滿足①式,∴,即原點(diǎn)到直線l為的距離是,
∴直線l與圓x2+y2=2相切.…(10分)
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線為x=m,與橢圓C交點(diǎn)為A(m,),B(m,)∵,∴.
此時(shí)直線為x=,顯然也與圓x2+y2=2相切.…(11分)
綜上,直線l與定圓E:x2+y2=2相切.…(12分)
9.已知橢圓C:+=1(a>b>0)的兩焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為.設(shè)過(guò)點(diǎn)F2的直線l被橢圓C截得的線段為RS,當(dāng)l⊥x軸時(shí),|RS|=3
(Ⅰ)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)已知點(diǎn)T(4,0),證明:當(dāng)直線l變化時(shí),直線TS與TR的斜率之和為定值.
【思路點(diǎn)撥】(1)由題意可知:a=2c,=3,且a2=b2+c2,即可求得a和b的值,求得橢圓方程;
(2)分類討論,當(dāng)直線l不垂直與x軸時(shí),設(shè)直線方程,代入橢圓方程,由韋達(dá)定理及直線的斜率公式,即可求得kTR+kTS=0,即可證明直線TS與TR的斜率之和為定值.
由R,S兩點(diǎn)的直線y=k(x﹣1),
故y1=k(x1﹣1),y2=k(x2﹣1),
則=,
由2x1x2﹣5(x1+x2)+8=2×﹣5×+8=0,
∴kTR+kTS=0,學(xué)科*網(wǎng)
∴直線TS與TR的斜率之和為0,
綜上所述,直線TS與TR的斜率之和為為定值,定值為0.
10.已知橢圓E:中,a=b,且橢圓E上任一點(diǎn)到點(diǎn)的最小距離為.
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)如圖4,過(guò)點(diǎn)Q(1,1)作兩條傾斜角互補(bǔ)的直線l1,l2(l1,l2不重合)分別交橢圓E于點(diǎn)A,C,B,D,求證:|QA|?|QC|=|QB|?|QD|.
【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)M(x,y)為橢圓E上任一點(diǎn),由,橢圓E的方程可化為,通過(guò)求解橢圓E上任一點(diǎn)到點(diǎn)的最小距離為.即可求出橢圓的方程.
(2)直線l1,l2不重合,則直線l1,l2的斜率均存在,設(shè)直線l1:y=k(x﹣1)+1,點(diǎn)A(x1,y1),C(x2,y2).
直線l2:y=﹣k(x﹣1)+1.聯(lián)立消去y,由韋達(dá)定理以及弦長(zhǎng)公式化簡(jiǎn),可得|QA|?|QC|=|QB|?|QD|.
11.橢圓: 的離心率為,過(guò)其右焦點(diǎn)與長(zhǎng)軸垂直的直線與橢圓在第一象限相交于點(diǎn), .
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)橢圓的左頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,點(diǎn)是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)與點(diǎn), 不重合,直線與直線相交于點(diǎn),直線與直線相交于點(diǎn),求證:以線段為直徑的圓恒過(guò)定點(diǎn).
【思路點(diǎn)撥】(1)由題意可得,則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由題意可得,結(jié)合題意可得圓的方程為,則以線段ST為直徑的圓恒過(guò)定點(diǎn).
12.已知點(diǎn), 其中是曲線上的兩點(diǎn), , 兩點(diǎn)在軸上的射影分別為點(diǎn), ,且.
(1)當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),求直線的斜率;
(2)記的面積為,梯形的面積為,求證: .
【思路點(diǎn)撥】(1)由題意結(jié)合直線的斜率公式可得 ;
設(shè)直線的方程為.聯(lián)立直線與拋物線的方程,可得 , ,則 .
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