高考圆锥曲线中的定点与定值问题(题型总结超全)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
专题08 解锁圆锥曲线中的定点与定值问题
一、解答题
1.【陕西省榆林市第二中学2018届高三上学期期中】已知椭圆的左右焦点分别为,离心率为;圆过椭圆的三个顶点.过点且斜率不为0的直线与椭圆交于两点.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)证明:在轴上存在定点,使得为定值;并求出该定点的坐标.
【答案】(1)(2)
【解析】试题分析:(Ⅰ)设圆过椭圆的上、下、右三个顶点,可求得,再根据椭圆的离心率求得,可得椭圆的方程;(Ⅱ)设直线的方程为,将方程与椭圆方程联立求得两点的坐标,计算得。
设x轴上的定点为,可得
,由定值可得需满足,解得可得定点坐标。
解得。
∴椭圆的标准方程为.
(Ⅱ)证明:
由题意设直线的方程为,
由消去y整理得,
设,,
要使其为定值,需满足,
解得
.
故定点的坐标为
.
点睛:解析几何中定点问题的常见解法
(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点; (2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意.
2.【四川省成都市第七中学2017-2018学年高二上学期半期考】已知斜率为k 的直线l 经过点()1,0-与抛物线2
:2C y px =(0,p p >为常数)交于不同的两点,M N ,当1
2
k =时,弦MN 的长为15. (1)求抛物线C 的标准方程;
(2)过点M 的直线交抛物线于另一点Q ,且直线MQ 经过点()1,1B -,判断直线NQ 是否过定点?若过定点,求出该点坐标;若不过定点,请说明理由. 【答案】(1)2
4y x =;(2)直线NQ 过定点()1,4-
【解析】试题分析:(1)根据弦长公式即可求出答案; (2)由(1)可设()()()
2221122,2,,2,,2M t t N t t Q t t ,则1
2
MN k t t =+, 则()11:220MN x t t y tt -++=; 同理: ()22:220MQ x t t y tt -++=
()1212:220NQ x t t y t t -++=.
由()1,0-在直线MN 上1
1
t t ⇒=
(1); 由()1,1-在直线MQ 上22220t t tt ⇒+++=将(1)代入()121221t t t t ⇒=-+- (2) 将(2)代入NQ 方程()()12122420x t t y t t ⇒-+-+-=,即可得出直线NQ 过定点.
(2)设()()()
2221122,2,,2,,2M t t N t t Q t t ,则122
11
222
=MN t t k t t t t -=-+, 则()
21
2
:2MN y t x t t t -=
-+即()11220x t t y tt -++=; 同理: ()22:220MQ x t t y tt -++=;
()1212:220NQ x t t y t t -++=.
由()1,0-在直线MN 上11tt ⇒=,即1
1
t t =
(1); 由()1,1-在直线MQ 上22220t t tt ⇒+++=将(1)代入()121221t t t t ⇒=-+- (2) 将(2)代入NQ 方程()()12122420x t t y t t ⇒-+-+-=,易得直线NQ 过定点()1,4-
3.【四川省成都市第七中学2017-2018学年高二上学期半期考】已知抛物线()2
:0C y mx m =>过点()1,2-,
P 是C 上一点,斜率为1-的直线l 交C 于不同两点,A B (l 不过P 点)
,且PAB ∆的重心的纵坐标为2
3
-. (1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标;
(2)记直线,PA PB 的斜率分别为12,k k ,求12k k +的值.
【答案】(1)方程为2
4y x =;其焦点坐标为()1,0(2)120k k +=
【解析】试题分析;(1)将()1,2-代入2
y mx =,得4m =,可得抛物线C 的方程及其焦点坐标;
(2)设直线l 的方程为y x b =-+,将它代入2
4y x =得22220x b x b -++=(),利用韦达定理,结合斜率公式以及PAB ∆的重心的纵坐标2
3
-
,化简可12k k + 的值;
因为PAB ∆的重心的纵坐标为23
-, 所以122p y y y ++=-,所以2p y =,所以1p x =,
所以()()()()()()
1221121212122121221111y x y x y y k k x x x x ------+=
+=----, 又()()()()12212121y x y x --+--
()()()()12212121x b x x b x ⎡⎤⎡⎤=-+--+-+--⎣⎦⎣⎦
()()()12122122x x b x x b =-+-+--
()()()22212220b b b b =-+-+--=.
所以120k k +=.
4.已知椭圆22
22:1(0)x y C a b a b
+=>>的短轴端点到右焦点()10F ,的距离为2.
(Ⅰ)求椭圆C 的方程;
(Ⅱ)过点F 的直线交椭圆C 于A B ,两点,交直线4l x =:于点P ,若1PA AF λ=,
2PB BF λ=,求证: 12λλ-为定值.
【答案】(1) 22
143
x y +=;(2)详见解析. 【解析】试题分析:(Ⅰ)利用椭圆的几何要素间的关系进行求解;(Ⅱ)联立直线和椭圆的方程,得到关
于x 或y 的一元二次方程,利用根与系数的关系和平面向量的线性运算进行证明.
(Ⅱ)由题意直线AB 过点()1,0F ,且斜率存在,设方程为()1y k x =-, 将4x =代人得P 点坐标为()4,3k ,
由()
2
2
1{ 14
3
y k x x y =-+
=,消元得()22223484120k x k x k +-+-=,
设()11,A x y , ()22,B x y ,则0∆>且2
122
2
122
834{ 412
34k x x k k x x k +=
+-⋅=
+, 方法一:因为1PA AF λ=,所以111
4
1PA x AF x λ-==-. 同理222
41PB x BF
x λ-=
=
-,且1141x x --与2241x x --异号,
所以12121212443321111x x x x x x λλ⎛⎫
---=
+=--+ ⎪----⎝
⎭
()(
)1212123221
x x x x x x +-=-+
-++
()
22
222
38682412834k k k k k --=-+
--++
0=. 所以, 12λλ-为定值0.
当121x x <<时,同理可得120λλ-=. 所以, 12λλ-为定值0.
同理222
3PB my BF
my λ-=
=
,且113my my -与223
my my -异号,
所以()1212121212
333
2y y my my my my my y λλ+---=+=- ()()
36209m m ⨯-=-
=⨯-.
又当直线AB 与x 轴重合时, 120λλ-=, 所以, 12λλ-为定值0.
【点睛】本题考查直线和椭圆的位置关系,其主要思路是联立直线和椭圆的方程,整理成关于x 或y 的一元二次方程,利用根与系数的关系进行求解,因为直线AB 过点()1,0F ,在设方程时,往往设为1x my =+
()0m ≠,可减少讨论该直线是否存在斜率.
5.【四川省绵阳南山中学2017-2018学年高二上学期期中考】设抛物线C : 2
4y x =, F 为C 的焦点,过F 的直线l 与C 相交于,A B 两点. (1)设l 的斜率为1,求AB ;
(2)求证: OA OB ⋅u u u v u u u v
是一个定值. 【答案】(1) 8AB =(2)见解析
【解析】试题分析:(1)把直线的方程与抛物线的方程联立,利用根与系数的关系及抛物线的定义、弦长公式即可得出;(2)把直线的方程与抛物线的方程联立,利用根与系数的关系、向量的数量积即可得出;
(2)证明:设直线l 的方程为1x ky =+,
由2
1
{
4x ky y x
=+-得2440y ky --= ∴124y y k +=, 124y y =- ()()1122,,,OA x y OB x y ==u u u v u u u v
, ∵()()1212121211OA OB x x y y kx ky y y ⋅=+=+++u u u v u u u v
,
()2121212
22
144143k y y k y y y y k k =++++=-++-=-, ∴OA OB ⋅u u u v u u u v
是一个定值.
点睛:熟练掌握直线与抛物线的相交问题的解题模式、根与系数的关系及抛物线的定义、过焦点的弦长公式、向量的数量积是解题的关键,考查计算能力,直线方程设成1x ky =+也给解题带来了方便.
6.【内蒙古包头市第三十三中2016-2017学年高一下学期期末】已知椭圆C : 22
221(0,0)x y a b a b
+=>>的离
心率为6
,右焦点为(2,0).(1)求椭圆C 的方程;??(2)若过原点作两条互相垂直的射线,与椭圆交于A ,B 两
点,求证:点O 到直线AB 的距离为定值.
【答案】(1) 2213
x y += ,(2) O 到直线AB 3
【解析】试题分析:(1)根据焦点和离心率列方程解出a ,b ,c ;
(2)对于AB 有无斜率进行讨论,设出A ,B 坐标和直线方程,利用根与系数的关系和距离公式计算;
有OA ⊥OB 知x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+(k x 1+m ) (k x 2+m )=(1+k 2) x 1x 2+k m (x 1+x 2)=0 代入,得4 m 2=3 k 2+3
原点到直线AB 的
距离2
31m d k ==
+ , 当AB 的斜率不存在时, 11x y = ,可得, 13
x d == 依然成立.所以点O 到直线
的距离为定值
3
2
. 点睛: 本题考查了椭圆的性质,直线与圆锥曲线的位置关系,分类讨论思想,对于这类题目要掌握解题方法.设而不求,套用公式解决.
7.【四川省成都市石室中学2017-2018学年高二10月月考】已知双曲线()22
2210x y b a a b
-=>>渐近线方程
为3y x =, O 为坐标原点,点(3,3M 在双曲线上.
(Ⅰ)求双曲线的方程;
(Ⅱ)已知,P Q 为双曲线上不同两点,点O 在以PQ 为直径的圆上,求
2
2
11OP
OQ
+
的值.
【答案】(Ⅰ)22126x y -=;(Ⅱ) 221113OP OQ
+=. 【解析】试题分析:(1)根据渐近线方程得到设出双曲线的标准方程,代入点M 的坐标求得参数即可;(2)
由条件可得OP OQ ⊥,可设出直线,OP OQ 的方程,代入双曲线方程求得点,P Q 的坐标可求得
2
2
1113
OP
OQ
+
=。
(Ⅱ)由题意知OP OQ ⊥。
设OP 直线方程为y kx =,
由2
2
1{ 26x y y kx -== ,解得22
2
22
6
3{ 63x k k
y k =
-=
-, ∴()
22222222
6166||333k k
OP x y k k k +=+=+=
---。
由OQ 直线方程为1y x k =-.以1
k
-代替上式中的k ,可得
()
22
2
22
16161||3113k k OQ k k ⎡⎤⎛⎫+-⎢⎥ ⎪+⎝⎭⎢⎥⎣⎦==-⎛⎫
-- ⎪⎝⎭。
∴()(
)(
)()
2
2222222
2111
3311
+=3616161k k k k k k OP OQ
+--+==+++。
8.【湖南省株洲市醴陵第二中学、醴陵第四中学2018届高三上学期两校期中联考】已知椭圆E :
2222
1(0)x y a b a b
+=>>经过点P (2,1),且离心率为32. (Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设O 为坐标原点,在椭圆短轴上有两点M ,N 满足OM NO =u u u u v u u u v
,直线PM 、PN 分别交椭圆于A ,B .探
求直线AB 是否过定点,如果经过定点请求出定点的坐标,如果不经过定点,请说明理由.
【答案】(1)22
182
x y +=;(2)直线AB 过定点Q (0,﹣2). 【解析】试题分析:(1)根据椭圆的几何性质得到椭圆方程;(2)先由特殊情况得到结果,再考虑一般情
况,联立直线和椭圆得到二次函数,根据韦达定理,和向量坐标化的方法,得到结果。
x 1+x 2=2
841
kt k -
+,x 1x 2=2
24841t k -+, 又直线PA 的方程为y ﹣1=1112y x --(x ﹣2),即y ﹣1=111
2
kx t x +--(x ﹣2),
因此M 点坐标为(0,
()111222
k x t x ---),同理可知:N (0, ()221222
k x t x ---)
,
当且仅当t =﹣2时,对任意的k 都成立,直线AB 过定点Q (0,﹣2).
9.【广西桂林市第十八中学2018届高三上学期第三次月考】已知椭圆()22
22:10x y C a b a b
+=>>的左,右
焦点分别为12,F F .过原点O 的直线l 与椭圆交于,M N 两点,点P 是椭圆C 上的点,若1
4
PM PN k k =-,
110F N F M ⋅=u u u u v u u u u v
,且1F MN ∆的周长为423+. (1)求椭圆C 的方程;
(2) 设椭圆在点P 处的切线记为直线'l ,点12,,F F O 在'l 上的射影分别为,,A B D ,过P 作'l 的垂线交x 轴于点Q ,试问
12F A F B
OD PQ
⋅
是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由. 【答案】(1) 2
214
x y +=;(2)1. 【解析】试题分析; (1)设(),M m n ,则(),N m n --,∴ 22
221m n a b
+=,设()00,P x y , ,AP BP y n y n k k x m x m -+==-+,以及14
AM BM k k ⋅=-, ()22
4..1a b =⋯⋯⋯⋯,由110F N F M ⋅=u u u u v u u u u v ,由椭圆的
定义可得()22423..2a c +=+⋯⋯⋯,结合()222
..3a b c =+⋯⋯,综合()()()123可得:
224,1a b ==,可得椭圆C 的方程;
(2)由(1)知()(
)
12
3,0,3,0F F -,直线l 的方程为:
0014x x
y y +=,由此可得
121F A F B ⋅=.,又∵PQ ⊥'l ,∴ PQ 的方程为()00004y y y x x x -=-,可得03,04x Q ⎛⎫
⎪⎝⎭
则可得22
0016x y PQ +=
,又22
0016OD x y =
+,∴ 1PQ OD ⋅=.,故
121F A F B
OD PQ
⋅=. 当直线'l 平行于x 轴时,易知121F A PQ OD F B ====,结论显然成立. 综上,可知
12F A F B
OD PQ
⋅
为定值1.
有12F N F M =,则()1112222423..2F N F M MN F N F M c a c ++=++=+=+
∵()222
..3a b c =+⋯⋯,综合()()()123可得: 2
2
4,1a b ==
∴椭圆C 的方程为: 2
214
x y +=. (2)由(1)知()(
)
12
3,0,3,0F F -,直线l 的方程为:
0014
x x
y y += 即: 00440x x y y +-=,所以0012
2
2
2
00
00
34341616x x F A x y x y --+=
=
++
0022
2
2
2
00
00
3+4341616x x F B x y x y --=
=
++∴20001222
222
00
00343416311631616x x x F A F B x x y x y +--⋅=
==-++. ∵PQ ⊥'l ,∴ PQ 的方程为()00004y y y x x x -=
-,令0y =,可得034x
x =,∴ 03,04x Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭
则2
22
2
002
200000163416
x y x x PQ x y y +⎛⎫=-+=
+= ⎪⎝
⎭
又点O 到直线'l 的距离为2
2
00
16OD x y =
+
,∴22
002
2
00
16116x y PQ OD x y +⋅=
⨯
=+.
∴
121F A F B
OD PQ
⋅=. 当直线'l 平行于x 轴时,易知121F A PQ OD F B ====,结论显然成立. 综上,
121F A F B
OD PQ
⋅=. 【点睛】本题考查的知识点是直线与圆锥曲线的关系,椭圆的标准方程,直线与圆的位置关系,是解析几何的综合应用,难度较大. 10.【云南省玉溪第一中学2018届高三上学期第三次月考】在平面直角坐标系xOy 中,直线l 与抛物线y 2=4x 相交于不同的A ,B 两点,O 为坐标原点.
(1) 如果直线l 过抛物线的焦点且斜率为1,求AB 的值;
(2)如果4OA OB ⋅=-u u u v u u u v
,证明:直线l 必过一定点,并求出该定点. 【答案】(1)8;(2)证明见解析 【解析】试题分析:(Ⅰ)根据抛物线的方程得到焦点的坐标,设出直线与抛物线的两个交点和直线方程,是直线的方程与抛物线方程联立,得到关于y 的一元二次方程,根据根与系数的关系,求出弦长;
(Ⅱ)设出直线的方程,同抛物线方程联立,得到关于y 的一元二次方程,根据根与系数的关系表示出数量积,根据数量积等于﹣4,做出数量积表示式中的b 的值,即得到定点的坐标.
令b 2-4b =-4,∴b 2-4b +4=0,∴
b =2,
∴直线l 过定点(2,0).∴若·=-4,则直线l 必过一定点.
点睛:定点、定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定点”是什么、“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的. 定点、定值问题同证明问题类似,在求定点、定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定点、定值显现.
11.【黑龙江省佳木斯市第一中学2017-2018学年高二上学期期中】已知椭圆()22
22:10x y C a b a b
+=>>,
2121.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点10,3S ⎛⎫- ⎪⎝⎭
的动直线l 交椭圆C 于,A B 两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点Q ,使得以线段AB 为直径的圆恒过点Q ?若存在,求出点Q 的坐标:若不存在,请说明理由.
【答案】(1) 椭圆方程为2
212
x y +=;(2) 以线段AB 为直径的圆恒过点()0,1Q .
当l 与y 轴平行时,以线段AB 为直径的圆的方程为2
2
1x y +=. 故若存在定点Q ,则Q 的坐标只可能为()0,1Q . 下面证明()0,1Q 为所求:
若直线l 的斜率不存在,上述己经证明. 若直线l 的斜率存在,设直线1
:3
l y kx =-
, ()()1122,,,A x y B x y ,
∴QA QB ⊥u u u v u u u v
,即以线段AB 为直径的圆恒过点()0,1Q .
点睛:这个题是圆锥曲线中的典型题目,证明定值定点问题。
第一问考查几何意义,第二问是常见的将图的垂直关系,转化为数量关系,将垂直转化为向量点积为0 ,再者就是向量坐标化的意识。
还有就是这种证明直线过定点问题,可以先通过特殊位置猜出结果,再证明。
12.【四川省成都市新津中学2018届高三11月月考】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b
+=>>2
,
且过点)
2,1.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)设P 是椭圆C 长轴上的一个动点,过点P 作斜率为
2
的直线1交椭圆C 于,A B 两点,求证: 22
PA PB +为定值.
【答案】(1)22
142
x y +=;(2)证明见解析.
【解析】试题分析:(1)由椭圆的离心率
2
2
c
e
a
==,求得2
2
2
a c
=,由222
a b c
++,得22
b c
=,将点()2,1代入
22
22
1
2
x y
b b
+=,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;(2)设()()
,022
P m m
-≤≤,∴直线l的方程是()
2
2
y x m
=-与椭圆的方程联立,利用韦达,根据两点间的距离公式将22
PA PB
+用m表示,化简后消去m即可得结果.
()()
2
22
2222
12121122
4
,,
2
m
x x m x x PA PB x m y x m y
-
∴+==∴+=-+-+
()()()()()()
222222
112212
115
444
x m x m x m x m x m x m
⎡⎤
=-+-+-+-=-+-
⎣⎦
()()()
2222
1212121212
55
222222
44
x x m x x m x x m x x x x m
⎡⎤⎡⎤
=+-++=+-+-+
⎣⎦⎣⎦
222
5
245
4
m m m
⎡⎤
=---=
⎣⎦(定值),
22
PA PB
∴+为定值.
【方法点睛】本题主要考查待定待定系数法椭圆标准方程、韦达定理的应用以及圆锥曲线的定值问题,属于难题. 探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. 13.【北京朝阳日坛中学2016-2017学年高二上学期期中】已知椭圆
22
22
:1(0)
x y
a b
a b
Γ+=>>的离心率为
2
3
,半焦距为(0)
c c>,且1
a c
-=,经过椭圆的左焦点F,斜率为()
11
k k≠的直线与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点.
(I)求椭圆Γ的标准方程.
(II)设()
1,0
R,延长AR,BR分别与椭圆交于C,D两点,直线CD的斜率为
2
k,求证:1
2
k
k
为定值.
【答案】(I)
22
1
95
x y
+=;(II)见解析.
【解析】试题分析:(I)依题意,得
2
{3
1
c
a
a c
=
-=
,再由222
b a c
=-求得2b,从而可得椭圆的标准方程;
(II )设()33,C x y , ()44,D x y ,可求得直线的方程为()1
111
y y x x =
--,与椭圆方程联立,由韦达定理可求得2
113145y y y x =--,进一步可求1111594,55x y C x x ⎛⎫- ⎪--⎝⎭, 同理2222594,55x y D x x ⎛⎫- ⎪--⎝⎭
,从而可得2k ,化简运算即可.
试题解析:
(I )由题意,得2
{ 31
c a a c =-=解得3
{ 2
a c ==,
∴2225b a c =-=,
故椭圆Γ的方程为22
195
x y +=.
点睛:本题主要考查了椭圆的方程及直线与椭圆的位置关系,是高考的必考点,属于难题.求椭圆方程的方法一般就是根据条件建立,,a b c 的方程,求出2
2
,a b 即可,注意222,c
a b c e a
=+=
的应用;涉及直线与圆锥曲线相交时,未给出直线时需要自己根据题目条件设直线方程,要特别注意直线斜率是否存在的问题,避免不分类讨论造成遗漏,然后要联立方程组,得一元二次方程,利用根与系数关系写出1212,x x x x +⋅,再根据具体问题应用上式,其中要注意判别式条件的约束作用. 14.【2017-2018学年高中数学(苏教版)选修1-1 课时跟踪训练】已知平面内的动点P 到定直线l :x =
22的距离与点P 到定点F (2,0)之比为2.
(1)求动点P 的轨迹C 的方程;
(2)若点N 为轨迹C 上任意一点(不在x 轴上),过原点O 作直线AB ,交(1)中轨迹C 于点A 、B ,且直线AN 、BN 的斜率都存在,分别为k 1、k 2,问k 1·k 2是否为定值?
【答案】(1) 22142x y += (2) k 1·k 2=-1
2
【解析】试题分析:(1)设出点P ,利用两点间的距离公式分别表示出P 到定直线的距离和到点F 的距离的
比,建立方程求得x 和y 的关系式,即P 的轨迹方程.(2)设出N ,A ,则B 的坐标可知,代入圆锥曲线的方程相减后,可求得k 1·k 2=-1
2
证明原式. 试题解析:
(1)设点P (x ,y ),依题意,有
=
.整理,得+=1.所以动点P 的轨迹C 的方程为+=
1.
(2)由题意,设N (x 1,y 1),A (x 2,y 2),则B (-x 2,-y 2), +=1,+=1.k 1·
k 2=·
=
=
=-,为定值.
15.【河北省鸡泽县第一中学2017-2018学年高二10月月考】如图,已知椭圆()22
22:10x y C a b a b
+=>>的
左焦点为()1,0F -,过点F 做x 轴的垂线交椭圆于A ,B 两点,且3AB =.
(1)求椭圆C 的标准方程:
(2)若M ,N 为椭圆上异于点A 的两点,且直线,AM AN 的倾斜角互补,问直线MN 的斜率是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1) 22143x y +=;(2) 12
-.
试题解析:
(1)由题意可知1c =,
令x c =-,代入椭圆可得2b y a =±,所以
2
23b a
=,又221a b -=, 两式联立解得: 22
4,3a b ==, 22143
x y ∴+= .
又直线AM 的斜率与AN 的斜率互为相反数,在上式中以k -代替k ,可得
22412334N k k x k --=-+, 32
N N
y kx k =--+, 所以直线MN 的斜率()21
2
M N M N MN M N M N k x x k y y k x x x x ++-===---,
即直线MN 的斜率为定值,其值为1
2
-.
点睛: 本题主要考查直线与圆锥曲线位置关系,所使用方法为韦达定理法:因直线的方程是一次的,圆锥曲线的方程是二次的,故直线与圆锥曲线的问题常转化为方程组关系问题,最终转化为一元二次方程问题,故用韦达定理及判别式是解决圆锥曲线问题的重点方法之一,尤其是弦中点问题,弦长问题,可用韦达定理直接解决,但应注意不要忽视判别式的作用.
16.【北京市西城鲁迅中学2016-2017学年高二上学期期中】过点()0,1M 且与直线:1l y =-相切,设圆心
C 的轨迹为曲线E , A , B (A 在y 轴的右侧)为曲线E 上的两点,点()0,(0)P t t >,且满足
(1)AB PB λλ=>u u u v u u u v
. (Ⅰ)求曲线E 的方程.
(Ⅱ)若6t =,直线AB 的斜率为1
2
,过A , B 两点的圆N 与抛物线在点A 处共同的切线,求圆N 的方程.
(Ⅲ)分别过A , B 作曲线E 的切线,两条切线交于点Q ,若点Q 恰好在直线l 上,求证: t 与QA QB
⋅u u u v u u u v
均为定值.
【答案】(1) 2
4x y = (2) 22
323125222x y ⎛⎫⎛⎫++-=
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
(3)见解析 【解析】试题分析:(1)由抛物线定义得曲线E 为抛物线,根据基本量可得其标准方程(2)先根据直线AB 方程与抛物线方程解出A ,B 两点坐标,再利用导数求出在点A 处的切线的斜率,则得圆心与A 连线的直
线方程,设圆一般式方程,利用三个条件解方程组得圆N 的方程.(3)设211,4x A x ⎛⎫ ⎪⎝⎭
, 2
2
2,4x B x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,
(),1Q a -,则利用导数求出在点A 处的切线的斜率,利用点斜式写出切线方程211240x ax --=,同理可
得222240x ax --=,即得2
240x ax --=两根为12,x x ,利用韦达定理化简直线AB 斜率得2
a ,即得AB
方程为12
a
y x =+,因此1t =,再根据向量数量积可计算得QA QB ⋅u u u v u u u v =0
由2
4{
2120
x y
x y =-+=,得()6,9A , ()4,4B -.
∵2
4x y =,即2
14
y x =
, 1
2
y x '=
. ∴抛物线2
4x y =在点A 处切线的斜率
1
632y '=⨯=.
∴圆C 的方程为2222
323323442222x y ⎛
⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++-=-++- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,
整理得22
323125222x y ⎛
⎫⎛⎫++-=
⎪ ⎪⎝
⎭⎝⎭. (Ⅲ)设211,4x A x ⎛⎫ ⎪⎝⎭
, 2
2
2,4x B x ⎛⎫ ⎪⎝⎭, (),1Q a -,
过点A 的切线方程为()211
142
x x y x x -=-, 即2
11240x ax --=,
同理得2
22240x ax --=,
∴122x x a +=, 124x x =-, 又∵22
12
1212444
AB
x x x x k x x -
+==-,
整理得2
2
2
48
421104
a a a +=--+++
+=, ∴t 与QA QB ⋅u u u v u u u v
均为定值.
点睛:1.求定值问题常见的方法有两种
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. 2.定点的探索与证明问题
(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y kx b =+,然后利用条件建立,k b 等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点.
(2)从特殊情况入手,先探求定点,再证明与变量无关. 17.【南宁市2018届高三毕业班摸底联考】已知抛物线上一点
到焦点的距离为.
(l )求抛物线的方程;
(2)抛物线上一点的纵坐标为1,过点的直线与抛物线交于
两个不同的点(均与点不重合),
设直线的斜率分别为,求证:
为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】试题分析:(1)由焦半径定义和点在抛物线上建立两个方程,两个未知数,可求得抛物线方程。
(2)
由(1)知抛物线的方程,及,,设过点的直线的方程为,代入得
,由韦达定理可求得
为定值上。
(2)∵点在抛物线上,且.
∴
∴,设过点的直线的方程为
,即
,
代入
得
,
设,,则,,
所以.
18.如图,椭圆经过点,且离心率为.
()求椭圆的方程.
()经过点,且斜率为的直线与椭圆交于不同的两点,(均异于点),判断直线与的斜率之和是否为定值?若是定值,求出改定值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(1).()斜率之和为定值.
【解析】(1)根据题意知:,,结合,解得:
,,,
∴椭圆的方程为:.
从而直线,的斜率之和:
.
故直线、斜率之和为定值.
点睛:本题主要考查了椭圆的方程及直线与椭圆的位置关系,是高考的必考点,属于难题.求椭圆方程的方法一般就是根据条件建立的方程,求出即可,注意的应用;涉及直线与圆锥曲线相交时,未给出直线时需要自己根据题目条件设直线方程,要特别注意直线斜率是否存在的问题,避免不分类讨论造成遗漏,然后要联立方程组,得一元二次方程,利用根与系数关系写出,再根据具体问题应用上式,其中要注意判别式条件的约束作用.
19.【广西柳州市2018届高三毕业班上学期摸底联考】已知抛物线C 的顶点在原点,焦点在x 轴上,且抛物线上有一点()4,P m 到焦点的距离为5.
(1)求该抛物线C 的方程;
(2)已知抛物线上一点(),4M t ,过点M 作抛物线的两条弦MD 和ME ,且MD ME ⊥,判断直线DE 是否过定点?并说明理由.
【答案】(1)2
4y x =.(2)()8,4- 【解析】试题分析:(1)求出抛物线的焦点坐标,结合题意列关于p 的等式求p ,则抛物线方程可求;
(2)由(1)求出M 的坐标,设出直线DE 的方程x my t =+ ,联立直线方程和抛物线方程,化为关于y 的一元二次方程后D ,E 两点纵坐标的和与积,利用
0MD ME ⋅=u u u u v u u u v 得到t 与m 的关系,进一步得到DE 方程,由直线系方程可得直线DE 所过定点.
(2)由(1)可得点()4,4M ,可得直线DE 的斜率不为0,
设直线DE 的方程为: x my t =+,
联立2{ 4x my t y x
=+=,得2440y my t --=, 则216160m t ∆=+>①.
设()()1122,,,D x y E x y ,则12124,4y y m y y t +==-.
∴()6221t m -=±+,即48t m =+或44t m =-+,
代人①式检验均满足0∆>,
∴直线DE 的方程为: ()4848x my m m y =++=++或()44x m y =-+.
∴直线过定点()8,4-(定点()4,4不满足题意,故舍去).
点睛:抛物线的定义是解决抛物线问题的基础,它能将两种距离(抛物线上的点到焦点的距离、抛物线上的点到准线的距离)进行等量转化.如果问题中涉及抛物线的焦点和准线,又能与距离联系起来,那么用抛物线定义就能解决问题.因此,涉及抛物线的焦半径、焦点弦问题,可以优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线的距离,这样就可以使问题简单化.
20.【云南省昆明一中2018届高三第一次摸底测试】已知动点(),M x y 满足: ()()22221122x y x y ++-+=
(1)求动点M 的轨迹E 的方程;
(2)设过点()1,0N -的直线l 与曲线E 交于,A B 两点,点A 关于x 轴的对称点为C (点C 与点B 不重合),证明:直线BC 恒过定点,并求该定点的坐标.
【答案】(1)2
212
x y +=;(2)直线过定点()2,0- ,证明见解析. 【解析】试题分析:(1)动点M 到点()1,0P -, ()1,0Q 的距离之和为222PQ <动点M 的轨迹为椭圆,从而可求动点M 的轨迹E 的方程;(2)直线l 的方程为: ()1y k x =+,由
()
221{ 12
y k x x y =++= 得()2222124220k x k x k +++-=,,根据韦达定理可得 1221212x y x y x x +=-,直线BC 的方程为2
1212y y y x x x +=--,即可证明其过定点.
所以2122412k x x k +=-
+, 21222212k x x k
-=+, 直线BC 的方程为: ()212221y y y y x x x x +-=--,所以2112212121y y x y x y y x x x x x ++=---, 令0y =,则()()()()12121212122121121222222
kx x k x x x x x x x y x y x y y k x x k x x +++++====-+++++, 所以直线BC 与x 轴交于定点()2,0D -.。