抛物线中有关定点定值问题
高考数学二十二个必考问题讲解17
必考问题17 与圆锥曲线有关的定点、定值、最值、范围问题1．(2011·新课标全国)已知直线l 过抛物线C 的焦点，且与C 的对称轴垂直，l 与C 交于A ，B 两点，|AB |＝12，P 为C 的准线上一点，则△ABP 的面积为( )．A ．18B ．24C ．36D ．48答案： C [不妨设抛物线的标准方程为y 2＝2px (p ＞0)，由于l 垂直于对称轴且过焦点，故直线l 的方程为x ＝p2.代入y 2＝2px 得y ＝±p ，即|AB |＝2p ，又|AB |＝12，故p ＝6，所以抛物线的准线方程为x ＝－3，故S △ABP ＝12×6×12＝36.]2．(2011·山东)设M (x 0，y 0)为抛物线C ：x 2＝8y 上一点，F 为抛物线C 的焦点，以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交，则y 0的取值范围是( )．A ．(0,2)B ．[0,2]C ．(2，＋∞)D ．[2，＋∞)答案：C [∵x 2＝8y ，∴焦点F 的坐标为(0,2)，准线方程为y ＝－2.由抛物线的定义知|MF |＝y 0＋2.以F 为圆心、|FM |为半径的圆的标准方程为x 2＋(y －2)2＝(y 0＋2)2.由于以F 为圆心、|FM |为半径的圆与准线相交，又圆心F 到准线的距离为4，故4＜y 0＋2，∴y 0＞2.]3．(2010·福建)若点O 和点F (－2,0)分别为双曲线x 2a 2－y 2＝1(a >0)的中心和左焦点，点P为双曲线右支上的任意一点，则O P →·F P →的取值范围为( )．A ．[3－23，＋∞)B ．[3＋23，＋∞) C.⎣⎡⎭⎫－74，＋∞D.⎣⎡⎭⎫74，＋∞ 答案：B [如图，由c ＝2得a 2＋1＝4，∴a 2＝3，∴双曲线方程为x23－y 2＝1.设P (x ，y )(x ≥3)，O P →·F P →＝(x ，y )·(x ＋2，y )＝x 2＋2x ＋y 2 ＝x 2＋2x ＋x 23－1＝43x 2＋2x －1(x ≥3)．令g (x )＝43x 2＋2x －1(x ≥3)，则g (x )在[3，＋∞)上单调递增．g (x )m i n ＝g (3)＝3＋2 3.∴O P →·F P →的取值范围为[3＋23，＋∞)．]4．(2012·浙江)定义：曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值称为曲线C 到直线l 的距离．已知曲线C 1：y ＝x 2＋a 到直线l ：y ＝x 的距离等于曲线C 2：x 2＋(y ＋4)2＝2到直线l ：y ＝x 的距离，则实数a ＝________.解析 因曲线C 2：x 2＋(y ＋4)2＝2到直线l ：y ＝x 的距离为|0－(－4)|2－ 2＝2 2－2＝2，则曲线C 1与直线l 不能相交，即x 2＋a ＞x ，∴x 2＋a －x ＞0.设C 1：y ＝x 2＋a 上一点为(x 0，y 0)， 则点(x 0，y 0)到直线l 的距离d ＝|x 0－y 0|2＝－x 0＋x 20＋a2＝⎝⎛⎭⎫x 0－122＋a －142≥4a －14 2＝2，所以a ＝94.答案 94本部分主要以解答题形式考查，往往是试卷的压轴题之一，一般以椭圆或抛物线为背景，考查定点、定值、最值、范围问题或探索性问题，试题难度较大．复习时不能把目标仅仅定位在知识的掌握上，要在解题方法、解题思想上深入下去．解析几何中基本的解题方法是使用代数方程的方法研究直线、曲线的某些几何性质，代数方程是解题的桥梁，要掌握一些解方程(组)的方法，掌握一元二次方程的知识在解析几何中的应用，掌握使用韦达定理进行整体代入的解题方法；其次注意分类讨论思想、函数与方程思想、化归与转化思想等的应用，如解析几何中的最值问题往往需建立求解目标的函数，通过函数的最值研究几何中的最值.必备知识有关弦长问题有关弦长问题，应注意运用弦长公式及韦达定理，“设而不求”；有关焦点弦长问题，要重视圆锥曲线定义的运用，以简化运算．(1)斜率为k的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，则所得弦长|P1P2|＝1＋k2|x2－x1|或|P1P2|＝1＋1k2|y2－y1|，其中求|x2－x1|与|y2－y1|时通常使用韦达定理，即作如下变形：|x2－x1|＝(x1＋x2)2－4x1x2；|y2－y1|＝(y1＋y2)2－4y1y2.(2)弦的中点问题有关弦的中点问题，应灵活运用“点差法”，“设而不求法”来简化运算．圆锥曲线中的最值(1)椭圆中的最值F1、F2为椭圆x2a2＋y2b2＝1(a＞b＞0)的左、右焦点，P为椭圆的任意一点，B为短轴的一个端点，O为坐标原点，则有①|OP|∈[b，a]；②|PF1|∈[a－c，a＋c]；③|PF1|·|PF2|∈[b2，a2]；④∠F1PF2≤∠F1BF2.(2)双曲线中的最值F1、F2为双曲线x2a2－y2b2＝1(a＞0，b＞0)的左、右焦点，P为双曲线上的任一点，O为坐标原点，则有①|OP|≥a；②|PF1|≥c－a.(3)抛物线中的最值点P为抛物线y2＝2px(p＞0)上的任一点，F为焦点，则有①|PF|≥p 2；②A(m，n)为一定点，则|P A|＋|PF|有最小值．必备方法1．定点、定值问题必然是在变化中所表现出来的不变的量，那么就可以用变化的量表示问题的直线方程、数量积、比例关系等，这些直线方程、数量积、比例关系不受变化的量所影响的一个点、一个值，就是要求的定点、定值．化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等，根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量．2．解决圆锥曲线中最值、范围问题的基本思想是建立目标函数和建立不等关系，根据目标函数和不等式求最值、范围，因此这类问题的难点，就是如何建立目标函数和不等关系．建立目标函数或不等关系的关键是选用一个合适变量，其原则是这个变量能够表达要解决的问题，这个变量可以是直线的斜率、直线的截距、点的坐标等，要根据问题的实际情况灵活处理.圆锥曲线中的定点、定值问题该类问题多以直线与圆锥曲线为背景，常与函数与方程、向量等知识交汇，形成了过定点、定值等问题的证明．难度较大．【例1】►(2012·湖南)在直角坐标系xOy中，曲线C1上的点均在圆C2：(x－5)2＋y2＝9外，且对C1上任意一点M，M到直线x＝－2的距离等于该点与圆C2上点的距离的最小值．(1)求曲线C1的方程；(2)设P(x0，y0)(y0≠±3)为圆C2外一点，过P作圆C2的两条切线，分别与曲线C1相交于点A，B和C，D.证明：当P在直线x＝－4上运动时，四点A，B，C，D的纵坐标之积为定值．[审题视点][听课记录][审题视点] (1)直接根据曲线与方程的概念求解，或者转化为根据抛物线的定义求解均可；(2)首先建立圆的两条切线的斜率与点的坐标之间的关系，其次把圆的切线方程与抛物线方程联立消元，根据根与系数的关系得出纵坐标之和和纵坐标之积，最后从整体上消去参数(圆的切线斜率)即可得证．(1)解法一设M的坐标为(x，y)，由已知得|x＋2|＝(x－5)2＋y2－3.易知圆C 2上的点位于直线x ＝－2的右侧，于是x ＋2＞0， 所以(x －5)2＋y 2＝x ＋5.化简得曲线C 1的方程为y 2＝20x .法二 由题设知，曲线C 1上任意一点M 到圆心C 2(5,0)的距离等于它到直线x ＝－5的距离．因此，曲线C 1是以(5,0)为焦点，直线x ＝－5为准线的抛物线．故其方程为y 2＝20x .(2)证明 当点P 在直线x ＝－4上运动时，P 的坐标为(－4，y 0)，又y 0≠±3，则过P 且与圆C 2相切的直线的斜率k 存在且不为0，每条切线都与抛物线有两个交点，切线方程为y －y 0＝k (x ＋4)，即kx －y ＋y 0＋4k ＝0.于是|5k ＋y 0＋4k |k 2＋1＝3.整理得72k 2＋18y 0k ＋y 20－9＝0.①设过P 所作的两条切线P A ，PC 的斜率分别为k 1，k 2，则k 1，k 2是方程①的两个实根，故k 1＋k 2＝－18y 072＝－y 04.②由⎩⎪⎨⎪⎧k 1x －y ＋y 0＋4k 1＝0，y 2＝20x得k 1y 2－20y ＋20(y 0＋4k 1)＝0.③设四点A ，B ，C ，D 的纵坐标分别为y 1，y 2，y 3，y 4，则y 1，y 2是方程③的两个实根，所以y 1y 2＝20(y 0＋4k 1)k 1.④同理可得y 3y 4＝20(y 0＋4k 2)k 2.⑤于是由②，④，⑤三式得 y 1y 2y 3y 4＝400(y 0＋4k 1)(y 0＋4k 2)k 1k 2＝400[y 20＋4(k 1＋k 2)y 0＋16k 1k 2]k 1k 2＝400(y 20－y 20＋16k 1k 2)k 1k 2＝6 400.所以，当P 在直线x ＝－4上运动时，四点A ，B ，C ，D 的纵坐标之积为定值6 400.解圆锥曲线中的定点、定值问题可以先研究一下特殊情况，找出定点或定值，再视具体情况进行研究．同时，也要掌握巧妙利用特殊值解决相关的定值、定点问题的选择题或填空题，如将过焦点的弦特殊化，变成垂直于对称轴的弦来研究等．【突破训练1】 设抛物线C ：y 2＝4x ，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 |的大小； (2)求证：OA →·OB →是一个定值．(1)解 ∵F (1,0)，∴直线L 的方程为y ＝x －1，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x －1，y 2＝4x 得x 2－6x ＋1＝0，∴x 1＋x 2＝6，x 1x 2＝1. ∴|AB |＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2 ＝2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2 ＝2·36－4＝8.(2)证明 设直线L 的方程为x ＝ky ＋1，由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ky ＋1，y 2＝4x得y 2－4ky －4＝0. ∴y 1＋y 2＝4k ，y 1y 2＝－4，OA →＝(x 1，y 1)，OB →＝(x 2，y 2)．∵O A →·OB →＝x 1x 2＋y 1y 2＝(ky 1＋1)(ky 2＋1)＋y 1y 2 ＝k 2y 1y 2＋k (y 1＋y 2)＋1＋y 1y 2 ＝－4k 2＋4k 2＋1－4＝－3. ∴OA →·OB →是一个定值． 圆锥曲线中的最值、范围问题该类试题设计巧妙、命制新颖别致，常求特定量、特定式子的最值或范围．常与函数解析式的求法、函数最值、不等式等知识交汇，成为近年高考热点．【例2】► (2012·浙江)如图，椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的离心率为12，其左焦点到点P (2,1)的距离为10.不过原点O 的直线l 与C 相交于A ，B 两点，且线段AB 被直线OP 平分．(1)求椭圆C 的方程；(2)求△ABP 面积取最大值时直线l 的方程． [审题视点] [听课记录][审题视点] (1)利用椭圆的离心率为12，其左焦点到点P (2,1)的距离为10求解．(2)由题意可知直线l 的斜率存在，设为y ＝kx ＋m ，结合椭圆方程，线段AB 被直线OP 平分可求k 值．然后以AB 为底，点P 到直线AB 的距离为高表示出S △ABP 的表达式，借助导数求最值．解 (1)设椭圆左焦点为F (－c,0)，则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(2＋c )2＋1＝10，c a ＝12，得⎩⎪⎨⎪⎧c ＝1，a ＝2. 所以椭圆方程为x 24＋y 23＝1.(2)设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，线段AB 的中点为M .当直线AB 与x 轴垂直时，直线AB 的方程为x ＝0，与不过原点的条件不符，舍去．故可设直线AB 的方程为y ＝kx ＋m (m ≠0)，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，3x 2＋4y 2＝12消去y ，整理得 (3＋4k 2)x 2＋8kmx ＋4m 2－12＝0，(1) 则Δ＝64k 2m 2－4(3＋4k 2)(4m 2－12)＞0，⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝－8km 3＋4k 2，x 1x 2＝4m 2－123＋4k 2.所以线段AB 的中点M ⎝⎛⎭⎫－4km 3＋4k 2，3m3＋4k 2.因为M 在直线OP ：y ＝12x 上，所以3m3＋4k 2＝－2km 3＋4k 2. 得m ＝0(舍去)或k ＝－32.此时方程(1)为3x 2－3mx ＋m 2－3＝0，则 Δ＝3(12－m 2)＞0，⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝m ，x 1x 2＝m 2－33.所以|AB |＝1＋k 2·|x 1－x 2|＝396·12－m 2. 设点P 到直线AB 距离为d ，则 d ＝|8－2m |32＋22＝2|m －4|13. 设△ABP 的面积为S ，则S ＝12|AB |·d ＝36·(m －4)2(12－m 2). 其中m ∈(－2 3，0)∪(0,2 3)．令u (m )＝(12－m 2)(m －4)2，m ∈[－2 3，2 3]， u ′(m )＝－4(m －4)(m 2－2m －6) ＝－4(m －4)(m －1－7)(m －1＋7)． 所以当且仅当m ＝1－7，u (m )取到最大值． 故当且仅当m ＝1－7，S 取到最大值． 综上，所求直线l 方程为3x ＋2y ＋2 7－2＝0.求最值或范围常见的解法：(1)几何法．若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义，可考虑利用图形性质来解决；(2)代数法．若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系，则可首先建立目标函数，再求最值；(3)求函数最值常用的代数法有配方法、判别式法、导数法、基本不等式法及函数的单调性、有界性法等．【突破训练2】 (2012·陕西五校联考)已知双曲线x 2－y 23＝1的左顶点为A 1，右焦点为F 2，P 为双曲线右支上一点，则P A 1→·PF 2→的最小值为( )．A ．－2B ．－8116C ．1D ．0答案： A [由已知得A 1(－1,0)，F 2(2,0)．设P (x ，y )(x ≥1)，则P A 1→·PF 2→＝(－1－x ，－y )·(2－x ，－y )＝4x 2－x －5.令f (x )＝4x 2－x －5，则f (x )在[1，＋∞)上单调递增，所以当x ＝1时，函数f (x )取最小值，即P A 1→·PF 2→取最小值，最小值为－2.]圆锥曲线中探索性问题此类问题命题背景宽，涉及知识点多，综合性强，探究平分面积的线、平分线段的线，或探究等式成立的参数值．常与距离、倾斜角、斜率及方程恒成立问题综合，形成知识的交汇．【例3】► (2011·重庆卷改编)如图，椭圆的中心为原点O ，离心率e ＝22，且a 2c＝2 2.(1)求该椭圆的标准方程；(2)设动点P 满足：OP →＝OM →＋2ON →，其中M 、N 是椭圆上的点，直线OM 与ON 的斜率之积为－12.问：是否存在两个定点F 1，F 2，使得|PF 1|＋|PF 2|为定值？若存在，求F 1，F 2的坐标；若不存在，说明理由．[审题视点] [听课记录][审题视点] (1)利用e ＝22，a 2c＝22求a ，c .(2)设P (x ，y )，M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，由OP →＝OM →＋2ON →可得x ＝x 1＋2x 2，y ＝y 1＋2y 2，又点M 、N 在椭圆x 2＋2y 2＝4上，可得x 21＋2y 21＝4，x 22＋2y 22＝4，再结合直线OM 与ON 的斜率之积为－12.可求得点P 满足方程x 2＋2y 2＝20.由椭圆的定义可求解．解 (1)由e ＝c a ＝22，a 2c ＝22，解得a ＝2，c ＝2，b 2＝a 2－c 2＝2，故椭圆的标准方程为x 24＋y 22＝1. (2)设P (x ，y )，M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，则由OP →＝OM →＋2ON →，得(x ，y )＝(x 1，y 1)＋2(x 2，y 2)＝(x 1＋2x 2，y 1＋2y 2)，即x ＝x 1＋2x 2，y ＝y 1＋2y 2.因为点M 、N 在椭圆x 2＋2y 2＝4上，所以x 21＋2y 21＝4，x 22＋2y 22＝4，故x 2＋2y 2＝(x 21＋4x 22＋4x 1x 2)＋2(y 21＋4y 22＋4y 1y 2) ＝(x 21＋2y 21)＋4(x 22＋2y 22)＋4(x 1x 2＋2y 1y 2)设k OM ，k ON 分别为直线OM ，ON 的斜率，由题设条件知 k OM ·k ON ＝y 1y 2x 1x 2＝－12，因此x 1x 2＋2y 1y 2＝0，所以x 2＋2y 2＝20.所以P 点是椭圆x 2(25)2＋y 2(10)2＝1上的点，设该椭圆的左、右焦点为F 1，F 2，则由椭圆的定义|PF 1|＋|PF 2|为定值，又因c ＝(25)2－(10)2＝10，因此两焦点的坐标为F 1(－10，0)，F 2(10，0)．探究是否存在的问题，一般均是先假设存在，然后寻找理由去确定结论，如果真的存在，则能得出相应结论，如果不存在，则会由条件得出相互矛盾的结论．【突破训练3】 (2012·济南模拟)在平面直角坐标系xOy 中，经过点(0，2)且斜率为k 的直线l 与椭圆x 22＋y 2＝1有两个不同的交点P 和Q .(1)求k 的取值范围；(2)设椭圆与x 轴正半轴、y 轴正半轴的交点分别为A 、B ，是否存在常数k ，使得向量OP →＋OQ →与AB →共线？如果存在，求k 的值；如果不存在，请说明理由．解 (1)由已知，得直线l 的方程为y ＝kx ＋2， 代入椭圆方程，得x 22＋(kx ＋2)2＝1，整理，得⎝⎛⎭⎫12＋k 2x 2＋22kx ＋1＝0，① 直线l 与椭圆有两个不同的交点P 和Q 等价于 Δ＝8k 2－4×⎝⎛⎭⎫12＋k 2＝4k 2－2＞0， 解得k ＜－22或k ＞22， 即k 的取值范围为⎝⎛⎭⎫－∞，－22∪⎝⎛⎭⎫22，＋∞.(2)设P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)， 由方程①，得x 1＋x 2＝－42k1＋2k 2，②又y 1＋y 2＝k (x 1＋x 2)＋2 2.③而A (2，0)，B (0,1)，AB →＝(－2，1)， 所以OP →＋OQ →与AB →共线等价于将②③代入上式，解得k ＝22， 由(1)知k ＜－22或k ＞22，故没有符合题意的常数k .圆锥曲线“最”有应得椭圆、双曲线、抛物线的最值问题的解题方法较灵活，学生时常感到无从下手．常遇到面积最大最小问题，距离的最长最短问题，不定量的最大最小问题等等，下面给同学们提供两种解法，只要掌握了它们，就可以“最”有应得．一、几何法求最值【示例1】► 抛物线的顶点O 在坐标原点，焦点在y 轴负半轴上，过点M (0，－2)作直线l 与抛物线相交于A ，B 两点，且满足OA →＋OB →＝(－4，－12)．(1)求直线l 和抛物线的方程；(2)当抛物线上一动点P 从点A 运动到点B 时，求△ABP 面积的最大值．[满分解答] (1)根据题意可设直线l 的方程为y ＝kx －2，抛物线方程为x 2＝－2py (p ＞0)．由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx －2，x 2＝－2py ，得x 2＋2pkx －4p ＝0.(2分)设点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝－2pk ，y 1＋y 2＝k (x 1＋x 2)－4＝－2pk 2－4.所以OA →＋OB →＝(－4，－12)，所以⎩⎪⎨⎪⎧－2pk ＝－4，－2pk 2－4＝－12，解得⎩⎪⎨⎪⎧p ＝1，k ＝2.故直线l 的方程为y ＝2x －2，抛物线方程为x 2＝－2y .(6分)(2)设P (x 0，y 0)，依题意，知当抛物线过点P 的切线与l 平行时，△ABP 的面积最大． 对y ＝－12x 2求导，得y ′＝－x ，所以－x 0＝2，即x 0＝－2，y 0＝－12x 20＝－2，即P (－2，－2)．此时点P 到直线l 的距离d ＝|2·(－2)－(－2)－2|22＋(－1)2＝45＝4 55.(9分)由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x －2，x 2＝－2y ，得x 2＋4x －4＝0，则x 1＋x 2＝－4，x 1x 2＝－4， |AB |＝ 1＋k 2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝1＋22·(－4)2－4·(－4)＝4 10.于是，△ABP 面积的最大值为 12×4 10×4 55＝8 2.(12分) 老师叮咛：当所求的最值是圆锥曲线上的点到某条直线的距离的最值问题时，可以通过作与这条直线平行的圆锥曲线的切线，则两条平行线间的距离，就是所求的最值，切点就是曲线上取得最值的点，这种求最值的方法称为切线法．切线法的基本思想是数形结合，其中求曲线的切线方程需要利用导数知识，判断切线与曲线的最值需要借助几何图形的直观性，通过图形来确定何时取得最大值，何时取得最小值．二、函数法求最值【示例2】► (2012·广东)在平面直角坐标系xOy 中，已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的离心率e ＝23，且椭圆C 上的点到点Q (0,2)的距离的最大值为3. (1)求椭圆C 的方程；(2)在椭圆C 上，是否存在点M (m ，n )，使得直线l ：mx ＋ny ＝1与圆O ：x 2＋y 2＝1相交于不同的两点A 、B ，且△OAB 的面积最大？若存在，求出点M 的坐标及对应的△OAB 的面积；若不存在，请说明理由．[满分解答] (1)由e ＝ca＝a 2－b 2a 2＝ 23，得a ＝3b ， 椭圆C ：x 23b 2＋y 2b 2＝1，即x 2＋3y 2＝3b 2，设P (x ，y )为C 上任意一点，则|PQ |＝ x 2＋(y －2)2＝ －2(y ＋1)2＋3b 2＋6，－b ≤y ≤b .若b ＜1，则－b ＞－1，当y ＝－b 时，|PQ |max ＝ －2(－b ＋1)2＋3b 2＋6＝3，又b ＞0，得b ＝1(舍去)，若b ≥1，则－b ≤－1，当y ＝－1时，|PQ |max ＝ －2(－1＋1)2＋3b 2＋6＝3，得b ＝1.∴椭圆C 的方程为x 23＋y 2＝1.(6分)(2)法一 假设存在这样的点M (m ，n )满足题意，则有m 23＋n 2＝1，即n 2＝1－m 23，－3≤m ≤ 3.由题意可得S △AOB ＝12|OA |·|OB |sin ∠AOB ＝12sin ∠AOB ≤12，当∠AOB ＝90°时取等号，这时△AOB 为等腰直角三角形， 此时圆心(0,0)到直线mx ＋ny ＝1的距离为22， 则1m 2＋n2＝22，得m 2＋n 2＝2，又m 23＋n 2＝1，解得m 2＝32，n 2＝12，即存点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫62，22，⎝⎛⎭⎫62，－22，⎝⎛⎭⎫－62，22，⎝⎛⎭⎫－62，－22满足题意，且△AOB 的最大面积为12.(12分)法二 假设存在这样的点M (m ，n )满足题意，则有m 23＋n 2＝1，即n 2＝1－m 23，－3≤m ≤3，又设A (x 1，y 1)、B (x 2，y 2)，由⎩⎪⎨⎪⎧mx ＋ny ＝1x 2＋y 2＝1，消去y 得(m 2＋n 2)x 2－2mx ＋1－n 2＝0，①把n 2＝1－m 23代入①整理得(3＋2m 2)x 2－6mx ＋m 2＝0，则Δ＝8m 2(3－m 2)≥0，∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝6m 3＋2m 2，x 1x 2＝m 23＋2m2，②而S △AOB ＝12|OA |·|OB |sin ∠AOB ＝12sin ∠AOB ，当∠AOB ＝90°，S △AOB 取得最大值12，此时OA →·OB →＝x 1x 2＋y 1y 2＝0，又y 1y 2＝1－mx 1n ·1－mx 2n ＝3－3m (x 1＋x 2)＋3m 2x 1x 23－m 2，∴x 1x 2＋3－3m (x 1＋x 2)＋3m 2x 1x 23－m2＝0，即3－3m (x 1＋x 2)＋(3＋2m 2)·x 1x 2＝0， 把②代入上式整理得2m 4－9m 2＋9＝0， 解得m 2＝32或m 2＝3(舍去)，∴m ＝±62，n ＝±1－m 23＝±22，∴M 点的坐标为⎝⎛⎭⎫62，22，⎝⎛⎭⎫62，－22，⎝⎛⎭⎫－62，22，⎝⎛⎭⎫－62，－22，使得S △AOB 取得最大值12.(12分)老师叮咛：当所求的最值可以表示成某个变量的函数关系式时，我们常常先建立对应的函数关系式，然后利用函数方法求出对应的最值，称这种方法为函数法，这是解析几何问题中求最值的常用方法．函数法是研究数学问题的一种最重要的方法，用这种方法求解圆锥曲线的最值问题时，除了重视建立函数关系式这个关键点外，还要密切注意所建立的函数式中的变量是否有限制范围，这些限制范围恰好制约了最值的取得，因此在解题时要予以高度关注．【试一试】 抛物线y ＝－x 2上的点到直线4x ＋3y －8＝0的距离的最小值是( )． A.43 B.75 C.85D ．3 答案： A [可知过抛物线点的切线与直线4x ＋3y －8＝0平行时，所求的距离最小，y ′＝－2x .令－2x ＝－43，解得x ＝23，从而切点坐标为⎝⎛⎭⎫23，－49，切线方程为y ＋49＝－43⎝⎛⎭⎫x －23，即4x ＋3y －43＝0，由两平行线间距离公式，得点到直线的距离的最小值为d ＝⎪⎪⎪⎪－8－⎝⎛⎭⎫－4342＋324＝3.故选A.]。
初中数学定点问题知识点及常考难题及培优提高练习压轴题
初中数学定点问题提高练习与常考难题和培优题压轴题(含解析 )定点题型定点问题，初中一般是直线或抛物线恒过定点的问题，这类问题一般解法是根据直线或抛物线的动因，先选择适当的参数，用参数表示出直线或抛物线方程，然后按参数整理，并令参数的系数为0 得方程组，解方程方程组求出定点坐标.解题思路：这类问题通常有两种处理方法：①第一种方法：是从特殊入手，通过考查极端位置，探索出“定值〞是多少，再证明这个点〔值〕与变量无关；②第二种方法：是直接推理、计算；并在计算的过程中消去变量，从而得到定点〔定值〕。
具体地说，就是将要证明或要求解的量表示为某个适宜变量的函数，化简消去变量即得定值。
一、直线过定点问题：解法 1：取特殊值法给方程中的参数取定两个特殊值，这样就得到关于x， y 的两个方程，从中解出x， y 即为所求的定点，然后再将此点代入原方程验证即可。
例 1：求直线〔 m+1〕 x+〔 m-1〕 y-2=0 所通过的定点 P 的坐标。
解：令 m=-1，可得 y=-1 ；令 m=1，可得 x=1。
将〔 1， -1 〕点代入原方程得：〔 m+1〕· 1+〔 m-1〕〔 -1 〕 -2 ＝ 0 成立，所以该定点 P 为〔 1， -1 〕。
解法 2：由“ y-y 0=k〔 x-x 0〕〞求定点把含有参数的直线方程改写成y-y 0=k〔x-x 0〕的形式，这样就证明了它所表示的所有直线必过定点〔x ， y 〕。
0 0例 2：〔 k+1〕 x- 〔 k-1 〕y-2k=0 为直线 l 的方程，求证不管k 取任何实数值时，直线l 必过定点，并求出这个定点的坐标。
证明：由直线 l 的方程得〔 k+1〕 x=〔 k-1 〕 y+2k，∴〔 k+1〕x- 〔 k+1〕 =〔 k-1 〕 y+〔 k-1 〕，不管k 取任何实数值时，直线l 必过定点 M〔1， -1 〕。
解法 3：方程思想假设方程的解有无穷多个，那么方程的系数均为 0，利用这一方法的思路是将原方程整理为以参数为主元的方程，然后利用系数为零求得。
抛物线中的定值与定位置关系问题
抛物线中的定值与定位置关系问题作者：曹武胜来源：《湖南教育·下》2012年第12期抛物线是高中数学解析几何中一种重要的曲线，也是高考中常考的一种曲线。
这种曲线中存在很多定值、定位置关系问题，下面以抛物线x2=2py（p为正常数）为例，作一些探索。
如图：抛物线x2=2py（p为正常数）的焦点为F（0，■），准线方程为y=-■，过F的任意直线l交抛物线于A（x1，y1），B（x2，y2）两点，抛物线在A，B两点处的切线分别为PA，PB。
则有下面的结论成立：（1）x1x2=-p2，y1y2=■。
证明：设l的方程为y=kx+■，代入x2=2py，得x2-2pkx-p2=0，则x1x2=-p2，y1y2=■=■。
（x1+x2=2pk）（2）■·■为定值。
证明：■·■=x1x2+y1y2=-p2+■=-■p2为定值。
（3）设|AF|=m，|BF|=n，则■+■=■。
证明：由抛物线定义知|AF|=y1+■，|BF|=y2+■，由（1）知y1y2=■，■+■=■+■=■=■。
（4）以AF为直径的圆与x轴相切。
证明：设圆心为M，则M（■，■），M到x轴的距离为■=■，所以结论成立。
（5）切线PA，PB的交点P在准线上。
证明：PA的方程为：y-y1=■（x-x1），（1）PB的方程为：y-y2=■（x-x2），（2）由（1）（2）得P（■，-■），所以结论成立。
（6）PF⊥AB。
证明：由（5）知，直线PF的斜率为■=■=-■，k为直线AB的斜率，由（1）知x1+x2=2pk，所以PF⊥AB。
（7）过准线上任意一点P作抛物线两切线PA，PB，则PA⊥PB，且直线AB过定点F。
证明：设P（x0，-■），过P与抛物线相切得切线斜率为k，则切线方程为y+■=k（x-x0），代入抛物线x2=2py，得x2-2pkx+（p2+2pkx0）=0，？驻=4p2k2-4（p2+2pkx0）=0，p2k2-（2px0）k-p2=0。
抛物线 标准方程、几何性质、经典大题归纳总结
一、 第一讲: 抛物线标准方程 二、 考点、热点回顾一、定义: 在平面内,及一个定点F 和一条定直线l(l 不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.即：的轨迹是抛物线。
则点若M MNMF,1 三、 (定点F 叫做抛物线的焦点, 定直线l 叫做抛物线的准线。
)标准方程:设定点F 到定直线l 的距离为p(p 为已知数且大于0).取过焦点F 且垂直于准线l 的直线为x 轴, x 轴及l 交于K, 以线段KF 的垂直平分线为y 轴, 建立直角坐标系抛物线上的点M(x, y)到l的距离为d, 抛物线是集合p={M||MF|=d}.化简后得: y2=2px(p＞0).由于焦点和准线在坐标系下的不同分布情况, 抛物线的标准方程有四种情形(列表如下)：二、典型例题(2)例1.(1)已知抛物线的标准方程是y2=6x, 求它的焦点坐标和准线方程；已知抛物线的焦点坐标是F(0, -2), 求它的标准方程．方程是x2=-8y.例2.根据下列所给条件, 写出抛物线的标准方程:(1)焦点是F(3, 0)；(3)焦点到准线的距离是2.答案是：(1)y2=12x；(2)y2=-x；(3)y2=4x, y2=-4x, x2=4y, x2=-4y．三、课堂练习1.抛物线y2＝4x的焦点到准线的距离是________答案：2解析: 解析: 抛物线y2＝4x的焦点F(1,0), 准线x＝－1.∴焦点到准线的距离为2.2.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(－3,2)；(2)焦点在直线x－2y－4＝0上.答案：解析: 解: (1)设抛物线方程为y2＝－2px或x2＝2py(p>0), 则将点(－3,2)代入方程得2p＝或2p＝, 故抛物线方程为y2＝－x或x2＝y.(2)①令x＝0, 由方程x－2y－4＝0, 得y＝－2.∴抛物线的焦点为F(0, －2).设抛物线方程为x2＝－2py(p>0), 则由＝2, 得2p＝8. ∴所求抛物线方程为x2＝－8y.②令y＝0，由方程x－2y－4＝0，得x＝4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2＝2px(p>0), 则由＝4, 得2p＝16.∴所求抛物线方程为y2＝16x.综上, 所求抛物线方程为y2＝16x或x2＝－8y.3.已知抛物线的顶点在原点, 对称轴是x轴, 抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离等于5, 求抛物线的方程和m的值解法一: 由焦半径关系, 设抛物线方程为y2=-2px(p＞0), 则准线方因为抛物线上的点M(-3, m)到焦点的距离|MF|及到准线的距离得p=4.因此, 所求抛物线方程为y2=-8x.又点M(-3, m)在此抛物线上, 故m2=-8(-3)．解法二: 由题设列两个方程, 可求得p和m. 由学生演板. 由题意在抛物线上且|MF|=5, 故四、课后作业1.分别求适合下列条件的抛物线的标准方程:(1)过点(－3,2)；(2)焦点在直线x－2y－4＝0上.答案：解析: (1)设抛物线方程为y2＝－2px或x2＝2py(p>0), 则将点(－3,2)代入方程得2p＝或2p＝, 故抛物线方程为y2＝－x或x2＝y.(2)①令x＝0, 由方程x－2y－4＝0, 得y＝－2.∴抛物线的焦点为F(0, －2).设抛物线方程为x2＝－2py(p>0), 则由＝2, 得2p＝8. ∴所求抛物线方程为x2＝－8y.②令y＝0，由方程x－2y－4＝0，得x＝4.∴抛物线的焦点为F(4,0).设抛物线方程为y2＝2px(p>0), 则由＝4, 得2p＝16.∴所求抛物线方程为y2＝16x.综上, 所求抛物线方程为y2＝16x或x2＝－8y.2.若抛物线y2＝－2px(p＞0)上有一点M, 其横坐标为－9, 它到焦点的距离为10, 求抛物线方程和M点的坐标.解析: 解: 由抛物线的定义, 设焦点F(－, 0). 则准线为x＝.设M到准线的距离为|MN|,则|MN|＝|MF|＝10, 即－(－9)＝10, ∴p＝2. 故抛物线方程为y2＝－4x.将M(－9，y)，代入抛物线方程得y＝±6. 故M(－9,6)或M(－9，－6)．3.已知抛物线C的焦点F在x轴的正半轴上, 点A(2, )在抛物线内. 若抛物线上一动点P到A.F两点距离之和的最小值为4, 求抛物线C的方程.解析: 解: 设抛物线方程为y2＝2px(p＞0), 其准线为x＝－, 过P点作抛物线准线的垂线, 垂足为H(图略), 由定义知, |PH|＝|PF|.∴|PA|＋|PF|＝|PA|＋|PH|, 故当H、P、A三点共线时, |PA|＋|PF|最小. ∴|PA|＋|PF|的最小值为＋2＝4, p＝4, 即抛物线C的方程为y2＝8x.4.动圆M经过点A(3,0)且及直线l: x＝－3相切, 求动圆圆心M的轨迹方程.解：设圆M及直线l相切于点N. ∵|MA|＝|MN|, ∴圆心M到定点A(3,0)和定直线x＝－3的距离相等．根据抛物线的定义, M在以A为焦点, l为准线的抛物线上．∵＝3，∴p＝6. ∴圆心M的轨迹方程为y2＝12x.第二讲: 抛物线简单几何性质一、考点、热点回顾定义: 在平面内,及一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.补充：1.通径: 通过焦点且垂直对称轴的直线, 及抛物线相交于两点, 连接这两点的线段叫做抛物线的通径。
抛物线中的定值、定点问题资料讲解
抛物线中的定值、定点问题抛物线中的定值、定点问题 例1 过抛物线)0(22>=p px y 的焦点的一条直线和此抛物线交于),(11y x A ，),(22y x B 两点，求证：221p y y -=.【规范解答】证法一：因直线AB 过焦点)0,2(p F ，可设其方程为2p my x +=，代入px y 22= 得)2(22p my p y +=，即.0222=--p pmy y 该方程的两根就2p my x +=是两个交点B A ,的纵坐标21,y y ，由韦达定理：221p y y -=.证法二：因B A ,在抛物线上，故可设).,2(),,2(222121y py B y p y A 又)0,2(p F ，故),,22(121y p p y FA -=),,22(222y p p y FB -=因B F A ,,三点共线，所以 122221)22()22(y p p y y p p y ⋅-=⋅- 移项分解因式得：0))((21221=-+y y p y y ，其中,21y y ≠故221p y y -=.证法三：如图1，过点F B A ,,分别作准线的垂线，垂足为.,,111F B A 要证明221p y y -=，只要证明.211111F F F B F A =⋅ 21,1∠=∠∴=AA AF ；同理.43∠=∠而011180=∠+∠BF B AF A （A A 1∥B B 1），故01804321=∠+∠+∠+∠，所以.90310=∠+∠01190=∠FB A .由直角三角形的性质得：.211111F F F B F A =⋅【回顾】（1）从解题方法来看，对于直线与圆锥曲线相交的问题，一般有“设线”（证法一）和“设点”（证法二）两种选择，但也可考虑通过定义用“几何方法”来解答（证法三）（特别是与焦点有关的问题）；（2）从解题细节来看，证法一选择设直线方程为2p my x +=而非)2(p x k y -=，为什么？首先，这样代入可消去x 直达目标221p y y -=，运算便捷；其次，本题中直线可能与y 轴平行而斜率不存在，但不可能与y 轴垂直，设2p my x +=省去了讨论的麻烦；证法二中用向量表达三点共线而没有使用斜率也有同样的考虑；（3）从知识内容来看，抛物线的方程和定义是解题的依据，韦达定理及三角形和向量的有关知识是解析几何的常用工具，而所证明的结论表明：对于抛物线而言，虽然过焦点的弦有无数条，但每一条焦点弦的两端到对称轴的距离之积总等于.2p “寓定于变”展示了几何图形的美妙和谐！借题发挥在证法一中若改变AB 直线的预设并在联立方程中消去y 后,观察21,x x 之积得：变式1 条件同例1，则4221p x x ==定值。
抛物线及其性质知识点大全
抛物线及其性质1．抛物线定义：平面内到一定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线． 2．抛物线四种标准方程的几何性质：图形参数p 几何意义 参数p 表示焦点到准线的距离，p 越大，开口越阔.开口方向 右左上下 标 准方 程 22(0)y px p => 22(0)y px p =-> 22(0)x py p =>22(0)x py p =->焦 点位 置 X 正X 负Y 正Y 负焦 点坐 标 (,0)2p (,0)2p -(0,)2p(0,)2p -准 线方 程 2p x =-2p x =2p y =-2p y =范 围 0,x y R ≥∈0,x y R ≤∈0,y x R ≥∈0,y x R ≤∈对 称轴 X 轴X 轴Y 轴Y 轴顶 点坐 标 （0,0）离心率 1e =通 径 2p焦半径11(,)A x y 12p AF x =+12p AF x =-+12p AF y =+12p AF y =-+焦点弦长AB12()x x p ++ 12()x x p -++ 12()y y p ++ 12()y y p -++焦点弦长AB 的补充11(,)A x y22(,)B x y以AB 为直径的圆必与准线l 相切若AB 的倾斜角为α，22sin p AB α=若AB 的倾斜角为α，则22cos pAB α=2124p x x = 212y y p =-112AF BF AB AF BF AF BF AF BF p++===•• 3．抛物线)0(22>=p px y 的几何性质：(1)范围：因为p>0，由方程可知x ≥0，所以抛物线在y 轴的右侧， 当x 的值增大时，|y |也增大，说明抛物线向右上方和右下方无限延伸．(2)对称性：对称轴要看一次项，符号决定开口方向． (3)顶点（0，0），离心率：1=e ，焦点(,0)2p F ，准线2px -=，焦准距p ． (4) 焦点弦：抛物线)0(22>=p px y 的焦点弦AB ，),(11y x A ,),(22y x B ,则p x x AB ++=21||． 弦长|AB|=x 1+x 2+p,当x 1=x 2时，通径最短为2p 。
抛物线专题
1一、抛物线中的定点、定值问题：1、抛物线，过点M （1，－1）作直线交抛物线于E 、F ，点N 在抛物线上且NE ∥x 轴，连FN ，求证：FN恒过定点，并求出该定点坐标2P （－1，1）的直线交抛物线于M 、N ，A （0，－1），AN 与抛物线交于点Q ，求证：MQ 恒过定点，并求出该定点坐标3，过（）的直线交抛物线于Q 、E ，过E 交抛物线于D .求证：直线QD 恒过定点，并求出该定点坐标24、已知抛物线y ＝41x 2，以M (－2，1)为直角顶点作该抛物线的内接直角三角形MAB （即M ，A ，B 均在抛物线上），求证：直线AB 过定点，并求出该定点坐标．5、如图，已知直线AB ：y ＝kx ＋2k ＋4于抛物线y ＝21x 2交于A 、B 两点． （1）直线AB 总经过一个定点C ，请直接写出点C 坐标； （2）若在抛物线上存在定点D 使∠ADB ＝90°，求点D 到直线AB 的最大距离．6、抛物线241x y =过点M （-2 ，1），N 是抛物线上第一象限一动点． （1）若tan ∠OMN =2，MN 交y 轴于A ，求MANA的值；（2）过点N 的不与y 轴平行直线l 与抛物线只有一个公共点N ，点P 与点 N 关于y 轴对称，平移直线l ，交抛物线于E 、F ，直线PE 、PF 分别交x 轴于D 、C ，求证：PC =PD ．7、已知：抛物线y＝mx2＋nx－3m，其中m＞0，抛物线交x轴负半轴于点A(－1，0)，交x轴正半轴于点B若点P为抛物线在第四象限的一个动点，直线P A、PB分别交y轴于点M、N，试猜想CMCN的值时否发生变化？并证明你的结论8、已知抛物线()20y x bx c bc=++≠.（1）如图1，已知抛物线的顶点A在直线:3l y x=−−上滑动，且与直线l交于另一点B，与x轴的右交点为C，若△ABC的面积为4，求抛物线顶点A的坐标；（2）如图2，在（1）的条件下，抛物线2y x bx c=++与x轴正半轴交于点D，M，N为y轴上的两个不同的动点，且OM=ON，射线DM，DN分别与抛物线交于P、Q两点，求MNPQ的值.34二、含参抛物线：1601．抛物线y ＝x 2＋(a －3)x ＋3与x 轴有两个不同的交点，其中有且只有一个交点的横坐标大于1小于2，则a的取值范围是1602、二次函数y ＝x 2－2(b －2)x ＋b 2－1的图象不经过第三象限，则实数b 的取值范围是__________1603、抛物线y ＝mx 2－nx －2经过点（1，0），其顶点在第三象限，则n 的取值范围是 ．1604、已知二次函数244y x mx m =−++，当22x −≤≤时，函数有最大值n ，则n 的最小值为___________________.1605、已知函数213y x =−+，当a ≤x ≤b （a ＜b ）时，4a ≤y ≤4b ，则ab 的最大值为 .1606、对于抛物线y ＝x 2－2mx ＋m 2＋m －2，当0≤x ≤2时，不等式x 2－2mx ＋m 2＋m －2＞x 恒成立，则m 的取值范围是___________1607、若将抛物线y =mx 2－x －m (m ≠0)在直线x =－1与直线x =1之间的部分记作图象C ，对于图象C 上任意一点P (a ，b )均有－1≤b ≤1成立，则m 的取值范围是 .1608、已知函数()2212y ax a x =−++，当2＜x ＜3时，y 随x 的增大而增大，则a 的取值范围是 .1609、二次函数()2121y ax a x a =−−−+，当0＜x ＜3时，y 随x 的增大而增大，则a 的取值范围是 .。
解析几何中定值和定点问题
解析几何中定值与定点问题【探究问题解决的技巧、方法】(1)定点和定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题，基本思想是使用参数表示要解决的问题，证明要解决的问题与参数无关．在这类试题中选择消元的方向是非常关键的．(2)解圆锥曲线中的定点、定值问题也可以先研究一下特殊情况，找出定点或定值，再视具体情况进行研究．【实例探究】题型1：定值问题:例1：已知椭圆C的中心在原点，焦点在x轴上，它的一个顶点恰好是抛物线的焦点，离心率等于（Ⅰ）求椭圆C的标准方程；（Ⅱ）过椭圆C的右焦点作直线l交椭圆C于A、B两点，交y轴于M点，若为定值.解：（I）设椭圆C的方程为，则由题意知b= 1.∴椭圆C的方程为（II）方法一：设A、B、M点的坐标分别为易知F点的坐标为（2，0）.将A点坐标代入到椭圆方程中，得去分母整理得方法二：设A、B、M点的坐标分别为又易知F点的坐标为（2，0）.显然直线l存在的斜率，设直线l的斜率为k，则直线l的方程是将直线l的方程代入到椭圆C的方程中，消去y并整理得又例2.已知椭圆C经过点A(1,3/2),两个焦点为(-1,0),(1,0).1）求椭圆方程2）E、F是椭圆上的两个动点，如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数，证明：直线EF的斜率为定值，并求出这个定值（1）a²-b²=c² =1设椭圆方程为x²/（b²+1）+y²/b²=1将（1，3/2）代入整理得4b^4-9b²-9=0 解得b²=3 （另一值舍）所以椭圆方程为x²/4+y²/3=1（2）设AE斜率为k则AE方程为y-(3/2)=k(x-1)①x ²/4+y ²/3=1 ②①，②联立得出两个解一个是A （1,3/2）另一个是E （x1，y1） ①代入②消去y 得（1/4+k ²/3）x ²-（2k ²/3-k ）x+k ²/3-k-1/4=0 根据韦达定理 x1·1=（k ²/3-k-1/4）/（1/4+k ²/3）③ 将③的结果代入①式得y1=（-k ²/2-k/2+3/8）/(1/4+k ²/3)设AF 斜率为-k ，F （x2，y2） 则AF 方程为y-（3/2）=-k （x-1）④ x ²/4+y ²/3=1 ② ②④联立同样解得x2=（k ²/3+k-1/4）/（1/4+k ²/3） y2=（-k ²/2+k/2+3/8）/（1/4+k ²/3） EF 斜率为（y2-y1）/(x2-x1)=1/2所以直线EF 斜率为定值，这个定值是1/2。
抛物线有关的定点定值问题
为定点？
问题4：已知抛物线y2 x,点P(m, 0)m 0，过点P
作不重合的两条直线l1,l2，分别交抛物线于点A, B,C, D， 直线AC交BD于点E，直线AD与CB交于点F，探究点E，点F
问题1.已知抛物线 y2 x 的焦点为F，过点F作
直线 l交抛物线于A,B两点，证明：yA yB为定值。yAo
B
F
1 4
,
0
x
问题2.已知抛物线 y2 x 和 x 轴上点p(m, 0)
过点P作直线 l交抛物线于A,B两点， 试探究：yA yB 是否为定值？
y
A
o
P(m, 0)
x
B
已知抛物线 y2 x 和 x 轴上点p(m, 0)
是否为定点？
y
( y22 , y2 )
C
( y12 , y1)
o
B
m2 y12
,
m y1
x
m2 m
y22
,
y2
证明：OP OE与OP OF的值是定值。
课后作业（一）
（2010年全国Ⅰ卷文22）
已知抛物线C：y2 4x 的焦点为F，过点
K（-1,0）的直线 l与C相交于A,B两点，点
A关于 x 轴的对称点为D，
（Ⅰ）证明：点F在直线BD上；
（Ⅱ）设 FA FB= 8 ，求 BDK 的内切圆M的方程.
9
课后作业（二）
1. 若直线 l与抛物线 y2 2x 相交于A,B两点，
且 OA OB（O为坐标原点）,证明：直线
AB过定点。 要求：证明此题并对此题进行变式，并作解答。
抛物线中的定值与定点
第二讲：解析几何中定点与定值问题练一练:21、一动圆的圆心在抛物线y =8x上，且动圆恒与直线X 2 = 0相切，则此动圆必过定点( )A 4,0 B. 2,0 C. 0,2 D. 0,-22、设抛物线y2 =2px过焦点的弦两端分别为Ax,,% , B x2,y2，那么：yy2二______________________AB1,证明:3、设抛物线y2 =2px的焦点弦AB在其准线上的射影是2 __________________________________________________________4、过y =x上一点A( 4，2)作倾斜角互补的两条直线两点。
求证：直线BC的斜率是定值。
变式题：如图M是抛物线上y2=x上的一点，动弦ME、MF分别交x轴于A、B两点，且MA=MB,若M为定点，证明：直线EF的斜率为定值；一、定点问题：题型一：三大圆锥曲线中的顶点直角三角形斜边所在的直线过定点例题1抛物线y2 =2px(p 0),A.B在抛物线上，OA_OB,求证：直线AB过定点。
例题2：椭圆3x2 4y2 =12,直线l:y二kx，m ( K>0 )与椭圆交于AB两点，且以AB为直径的圆过椭圆的右顶点。
求证：直线l过定点，并求出定点的坐标。
例题3:已知焦点在x轴上的椭圆过点(0,1)，求离心率为,Q为椭圆的左顶点,2(1) 求椭圆的标准方程；(2) 若过点(_ —,0)的直线丨与椭圆交于代B两点。
5(i) 若直线l垂直x轴，求/ AQB的大小；(ii) 若直线l不垂直x轴，是否存在直线l使得AQB为等腰三角形？如果存在, 求出丨的方程;如果不存在，请说明理由。
1例题4：已知定点A(-1,0), F(2,0)，定直线l : x 不在x轴上的动点P与点F的距离是它到直线I2的距离的2倍，设P点的轨迹为E,过点F的直线交E于B,C两点，直线AB,AC分别交丨于点M , N。
(1)求E的方程；(2)试判断以MN为直径的圆是否过点F，并说明理由。
抛物线中的定点、定值、定直线及向量问题
解析几何专练8（1）抛物线的定点、定值、定直线及向量问题12、6一、弦的斜率.（1）设()11,A x y 、()22,B x y 为()220y px p =>上两点，则=AB k ,若AB 的中点为),00y x M （，则=AB k ；若A,B 重合于),33y x N （,则在N 点处的切线的斜率为。
(2)设()11,A x y 、()22,B x y 为)0(22>=p py x 上两点，则=AB k ,若AB 的中点为),00y x M （，则=AB k ；若A,B 重合于),33y x N （,则在N 点处的切线的斜率为。
二、平行弦：抛物线一组平行弦的中点的轨迹是三、切线及切点弦：设()220y px p =>，证明:(1)以),00y x N （为切点的切线方程是00px px y y +=.(2)从抛物线外一点),t s M （，向抛物线引两条切线MB MA ,,B A ,为切点，AB 的方程为px ps ty +=证明:【题型一】定点问题1.已知抛物线Γ：()220y px p =>的焦点为F ，直线,AB CD 过焦点F 分别交抛物线Γ于点()11,A x y 、()22,B x y 、()33,C x y 、()44,D x y ，其中,A C 位于x 轴同侧，且BC 经过点,04p ⎛⎫ ⎪⎝⎭，记BC ，AD 的斜率分别为BC k ，AD k ，则下列正确的有（）A ．212y y p =-B ．AD 过定点C ．4BC ADk k =D ．AD 的最小值为22已知抛物线2:2C y px =过点()2,2P ，O 为原点．(1)求抛物线C 的方程，并求其焦点坐标和准线方程；(2)直线:l y kx b =+与抛物线C 交于不同的两点A 、B （A 、B 不与O 重合）．过点A 作x 轴的垂线分别与直线OP 、OB 交于点M 、N ，且M 为线段AN 的中点．试判断直线l 是否过定点？若是，求出该定点；若不是，说明理由．3．已知抛物线29y x =上一动点G ，过点G 作x 轴的垂线，垂足为D ，M 是GD 上一点，且满足13GM GD = .(1)求动点M 的轨迹C ；(2)若()0,4P x 为曲线C 上一定点，过点P 作两条直线分别与抛物线交于A ，B 两点，若满足2PA PB k k +=-，求证：直线AB 恒过定点，并求出定点坐标.4．已知抛物线的方程是24y x =，直线l 交抛物线于A ，B 两点.(1)若弦AB 的中点为()2,2，求弦AB 的直线方程；(2)设()()1122,,,A x y B x y ，若1216y y =-，求证：直线AB 过定点.5（2022·全国·高三期末）已知椭圆1C 和抛物线2C 的焦点均在x 轴上，1C 的中心和2C 的顶点均为原点，从它们每条曲线上至少取两个点，将其坐标记录于下表中：x 52-42262y 2504-3212-(1)求1C 和2C 的方程；(2)过点1(0,)3S -且斜率为k 的动直线l 交椭圆1C 于A B 、两点，在y 轴上是否存在定点D ，使以线段AB 为直径的圆恒过这个点？若存在，求出D 的坐标，若不存在，说明理由．6（2022·重庆高三阶段练习）已知双曲线22122:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右焦点为)3,0F ，渐近线与抛物线22:2(0)C y px p =>交于点22⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭.(1)求12,C C 的方程；(2)设A 是1C 与2C 在第一象限的公共点，作直线l 与1C 的两支分别交于点,M N ，便得AM AN ⊥.（i ）求证：直线MN 过定点；（ii ）过A 作AD MN ⊥于D .是否存在定点P ，使得DP 为定值？如果有，请求出点P 的坐标；如果没有，请说明理由.。
高考数学 专题13 抛物线解答题解法荟萃(解析版)
专题13 抛物线解答题解法荟萃一．【学习目标】1.掌握抛物线的定义；2.掌握焦点三角形的应用和几何意义；3.掌握抛物线方程的求法；4.掌握直线与抛物线的位置关系；5.熟练掌握定点、定值、最值和范围问题。
二．【知识点】 1．抛物线的定义平面内与一定点F 和一条定直线l 的距离______的点的轨迹叫做抛物线，定点F 叫做抛物线的焦点，直线l 叫做抛物线的准线．2．抛物线的标准方程、图形及几何性质 标准y 2＝2px (p >0) y 2＝－2px (p >0) x 2＝2py (p >0) x 2＝－2py (p >0)方程图 形焦点 )0,2(p F 准线x ＝p 2范围 ① x ≥0，y ∈R ② x ≤0，y ∈R③ x ∈R ，y ≥0 ④ x ∈R ，y ≤0对称轴 ⑤________ ⑥_________ 顶点 O (0，0) O (0，0) 离心率 e ＝1e ＝1开口⑦____ ⑧____⑨____ ⑩____3.抛物线y 2＝2px (p >0)上一点P (x 0，y 0)到焦点)0,2(pF 的距离|PF |＝x 0＋p 2.三．【方法总结】1.求抛物线标准方程的实质是求p 值，常用的方法是待定系数法，若开口不定时，可以设抛物线方程为y 2＝mx(m≠0)或x 2＝ny(n≠0).2.利用抛物线定义可知，抛物线的焦半径与焦点弦有许多特殊的性质，应用起来非常方便.如：已知AB 是抛物线y 2＝2px(p>0)的焦点弦，且A(x 1，y 1)，B(x 2，y 2)，点F 是抛物线的焦点(如图)，可以证明：(1)y 1y 2＝－p 2，x 1x 2＝p 24. (2)|AB|＝x 1＋x 2＋p.(3)1|AF|＋1|BF|为定值2p .(4)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切. (5)以AF(或BF)为直径的圆与y 轴相切. (6)∠CFD ＝90°. 四．【题型方法】（一）抛物线的轨迹方程 （二）定点问题（三）直线与抛物线涉及的面积问题 （四）直线与抛物线中涉及的角的问题 （五）定值问题 （六）范围问题（七）抛物线与向量的综合 （八）最值问题 五．【题型举例】（一）抛物线的轨迹方程例1. 已知曲线()2C:2y x =+上有一点A ，定点()B 2,0，求线段AB 中点P 的轨迹方程。
系列专题之十六——定值定点专题
专题十六定值定点专题（江南）如图，点A（a，b）是抛物线y＝x2上一动点，OB⊥OA交抛物线于点B（c，d）．当点A在抛物线上运动的过程中（点A不与坐标原点O重合），以下结论：①ac为定值；②ac＝－bd；③△AOB 的面积为定值；④直线AB必过一定点．正确的有（）A．1个B．2个C．3个D．4个（14锡山一模，18）对于二次函数y＝x2－3x＋2和一次函数y＝－2x＋4，把函数y＝t(x2－3x＋2)＋(1－t)(－2x＋4)（t为常数）称为这两个函数的“衍生二次函数”．已知不论t取何常数，这个函数永远经过某些定点，则这个函数必经过的定点坐标为___________．（11天一，10）如图，AB为⊙O的直径，AC交⊙O于E点，BC交⊙O于D点，CD＝BD，∠C＝70°，现给出以下四个结论：①∠A＝45°；②AC＝AB；③＝；④2CE•AB＝BC2，其中正确结论的序号为（）A．①②B．②③C．②④ D．③④（11省锡中，10）在锐角△ABC中，∠BAC＝60°，BD、CE为高，F是BC的中点，连接DE、EF、FD．则结论：①EF＝DF；②AD：AB＝AE：AC；③△DEF是等边三角形；④BE＋CD＝BC；⑤当∠ABC＝45°时，BE＝2DE中一定正确的有（）A．2个B．3个C．4个D．5个【变式拓展1】∠AOC＝∠EOC？【变式拓展2】（2010嘉兴）如图，已知C是线段AB上的任意一点（端点除外），分别以AC、BC为斜边并且在AB的同一侧作等腰直角△ACD和△BCE，连结AE交CD于点M，连结BD交CE于点N，给出以下三个结论：①MN∥AB；②1MN＝1AC＋1BC；③MN≤14AB，其中正确结论的个数是（）A．0 B．1 C．2 D．3（11洛社，17）如图，C 为线段AE 上一动点（不与点A ，E 重合），在AE 同侧分别作正三角形ABC 和正三角形CDE ，AD 与BE 交于点O ，AD 与BC 交于点P ，BE 与CD 交于点Q ，连接PQ ．以下五个结论：①AD ＝BE ；②PQ ∥AE ；③AP ＝BQ ；④DE ＝DP ；⑤∠AOB ＝60°．恒成立的有____________（把你认为正确的序号都填上）．（11滨湖，18）如图，在平面直角坐标系中，过A （－1，0）、B （3，0）两点的抛物线交y 轴于点C ，其顶点为点D ，设△ACD 的面积为S 1，△ABC 的面积为S 2．小芳经探究发现：S 1：S 2是一个定值．则这个定值为_________．【学习技能】设个参数，把所有点的坐标都求出来或表示出来（13崇安，18）如图，在等边△ABC 中，M 、N 分别是AB 、AC 的中点，D 为MN 上任意一点，BD 、CD 的延长线分别交AC 、AB 于点E 、F ，若1CE ＋1BF ＝1a（a ＞0），则△ABC 的边长为______________．【变式题】若1CE ＋1BF＝6，则等边三角形ABC 的边长为（ ） A ．18 B ．14 C ．12D ．1（13省锡中，10）定义[a ，b ，c]为函数y ＝ax 2＋bx ＋c 的特征数，下面给出特征数为 [m ，1－m ，－1]的函数的一些结论：①当m ＝－1时，函数图象的顶点坐标是（1，0）；②当m ＞0时，函数图象截x轴所得的线段长度大于1；③当m ＜0时，函数在x ＞12时，y 随x 的增大而减小；④不论m 取何值，函数图象经过一个定点．其中正确的结论有（ ）A ．4个B ．3个C ．2个D ．1个（12天一，26）如图，抛物线y ＝ax 2＋bx ＋c 的顶点为C （0，－3），与 x 轴交于点A 、B ，连接AC 、BC ，得等边△ABC 。
抛物线的简单几何性质(第2课时)课件-高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册
|MF|=|MN|= (3 + 1)2 + (2 3 − 2 3)2
=4.
∴△MNF是边长为4的等边三角形.
∴点M到直线NF的距离为2 3.
2
=4.
1−cos60°
点M到直线NF的距离为4×
3
=2
2
3.
典例精析
题型二：与抛物线有关的定点、定值问题
例3 已知动圆经过定点D(1,0),且与直线x=-1相切,设动圆圆心E的轨迹为曲线C.
(−2)2
设A(x1,y1),则x1= 2
=
2 −4+4
.
2
典例精析
题型二：与抛物线有关的定点、定值问题
例3 已知动圆经过定点D(1,0),且与直线x=-1相切,设动圆圆心E的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程.
(2)设过点P(1,2)的直线l1,l2分别与曲线C交于A,B两点,直线l1,l2的斜率存在,且倾斜角互补.
A.4p
B.5p
C.6p
D.8p
解 由焦点弦长公式知|PQ|=x1+x2+p=4p.
跟踪练习
3.设圆C与圆x2＋(y－3)2＝1外切，与直线y＝0相切，则C的圆心轨迹为( A )
A.抛物线
B.双曲线
C.椭圆
D.圆
解 设圆C的半径为r，则圆心C到直线y＝0的距离为r，
由两圆外切可得，圆心C到点(0,3)的距离为r＋1，
或(x-11)2+(y+6)2=144.
典例精析
题型一：抛物线的焦点弦
例2 过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为 3的直线交C于点M(M在x轴的上方),
l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为(
抛物线中的最值、定值、定点问题
狓２ ＋１求导得狔′＝２狓，所以犽１ ＝２狓１，犽２ ＝２狓２．
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教学
２０２０年１２月 解法探究
评注：通过本题的求解，有利于提高学生运用“设 而不求”技巧的解 题 能 力，也 有 利 于 培 养 学 生 数 学 运 算的核心素 养，进 一 步 强 化 字 母 形 式 的 代 数 运 算 能 力．
类型三、处理有关“定点”问题
抛物线往往与直线、圆、向量等知识交汇在一起，
处理有关定点问题时，一般需要灵活运用“设而不求”
犘犇
，所以 犘犉 犘犃
犘犇 ＝ 犘犃
＝ｓｉｎ∠犘犃犇．
过两 点 的 直 线 斜 率 公 式 得 犽犘犃
＝
１ ４狓２ ０
＋１ ，所
以
狓０
１ ４狓２ ０ ＋１ 狓０ ＝
１ ２狓０，解得狓０
＝±２．
由于抛物线具有对称性，不妨取点 犘（２，１），则可
得 犃犇 ＝２，犘犇 ＝１－（－１）＝２，所以在Ｒｔ△犘犃犇
类型二、处理有关“定值”问题
灵活运用“设而不求”技巧，可巧妙处理抛物线中 有关定值 问 题，其 关 键 是 设 出 相 关 点 的 坐 标，根 据 题 意实施字 母 形 式 的 代 数 运 算，进 而 化 简，可 获 得 结 果 为定值．特 别 提 醒：化 简 运 算 基 本 功 必 须 过 关，否 则， 对目标问题的求解很难顺利获得．
＞狔１），由犗犕 ⊥犗犖，得狔１狔２ ＝－１６．
由
于犽犕犖
＝ 狔１
４ ，因此，直线 ＋狔２
犕犖
的方程是狔－
解析几何中的定点和定值问题
解析几何中的定点定值问题考纲解读：定点定值问题是解析几何解答题的考查重点。
此类问题定中有动，动中有定，并且常与轨迹问题，曲线系问题等相结合，深入考查直线的圆，圆锥曲线，直线和圆锥曲线位置关系等相关知识。
考查数形结合，分类讨论，化归与转化，函数和方程等数学思想方法。
一、定点问题解题的关健在于寻找题中用来联系已知量，未知量的垂直关系、中点关系、方程、不等式，然后将已知量，未知量代入上述关系，通过整理，变形转化为过定点的直线系、曲线系来解决。
例1、已知A 、B 是抛物线y 2=2p x (p >0)上异于原点O 的两个不同点，直线OA 和OB 的倾斜角分别为α和β，当α、β变化且α+β=4π时，证明直线AB 恒过定点，并求出该定点的坐标。
解析： 设A 〔121,2y p y 〕，B 〔222,2y py 〕，则 212tan ,2tan y py p==βα，代入1)tan(=+βα得221214)(2p y y y y p -=+ 〔1〕 又设直线AB 的方程为b kx y +=，则022222=+-⇒⎩⎨⎧=+=pb py ky pxy bkx y ∴kpy y kpby y 2,22121=+=，代入〔1〕式得pk p b 22+= ∴直线AB 的方程为)2(2p x k p y +=- ∴直线AB 过定点〔-)2,2p p说明：此题在特殊条件下很难探索出定点，因此要从已知出发，把所求的定点问题转化为求直线AB ，再从AB 直线系中看出定点。
例2．已知椭圆C ：22221(0)x y a b a b+=>>，以原点为圆心，椭圆的短半轴长为半径的圆与直线0x y -相切． ⑴求椭圆C 的方程；⑵设(4,0)P ，M 、N 是椭圆C 上关于x 轴对称的任意两个不同的点，连结PN 交椭圆C 于另一点E ，求直线PN 的斜率的取值范围；⑶在⑵的条件下，证明直线ME 与x 轴相交于定点．解析：⑴由题意知c e a ==22222234c a b e a a -===，即224a b =，又因为1b ==，所以224,1a b ==，故椭圆C 的方程为C ：2214x y +=．⑵由题意知直线PN 的斜率存在，设直线PN 的方程为(4)y k x =- ① 联立22(4)14y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得：2222(41)324(161)0k x k x k --+-=， 由2222(32)4(41)(644)0k k k ∆=-+->得21210k -<， 又0k =不合题意，所以直线PN的斜率的取值范围是0k <<或0k <<． ⑶设点1122(,),(,)N x y E x y ，则11(,)M x y -，直线ME 的方程为212221()y y y y x x x x +-=--， 令0y =，得221221()y x x x x y y -=-+，将1122(4),(4)y k x y k x =-=-代入整理，得12121224()8x x x x x x x -+=+-． ②由得①2212122232644,4141k k x x x x k k -+==++代入②整理，得1x =， 所以直线ME 与x 轴相交于定点(1,0)．【针对性练习1】 在直角坐标系xOy 中，点M到点()1,0F，)2,0F 的距离之和是4，点M 的轨迹是C 与x 轴的负半轴交于点A ，不过点A 的直线:l y kx b =+与轨迹C 交于不同的两点P 和Q ． ⑴求轨迹C 的方程；⑵当0AP AQ ⋅=时，求k 与b 的关系，并证明直线l 过定点．解：⑴∵点M到(),0，),0的距离之和是4，∴M 的轨迹C 是长轴为4，焦点在x轴上焦中为的椭圆，其方程为2214x y +=．⑵将y kx b =+，代入曲线C的方程，整理得22(14)40k x +++= ，因为直线l 与曲线C 交于不同的两点P 和Q ，所以222222644(14)(44)16(41)0k b k b k b ∆=-+-=-+> ① 设()11,P x y ，()22,Q x y，则12x x +=，122414x x k=+ ②且2212121212()()()()y y kx b kx b k x x kb x x b ⋅=++=+++，显然，曲线C 与x 轴的负半轴交于点()2,0A -，所以()112,AP x y =+，()222,AQ x y =+．由0AP AQ ⋅=，得1212(2)(2)0x x y y +++=．将②、③代入上式，整理得22121650k kb b -+=．所以(2)(65)0k b k b -⋅-=，即2b k =或65b k =．经检验，都符合条件①，当2b k =时，直线l 的方程为2y kx k =+．显然，此时直线l 经过定点()2,0-点．即直线l 经过点A ，与题意不符．当65b k =时，直线l 的方程为6556y kx k k x ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭．显然，此时直线l 经过定点6,05⎛⎫- ⎪⎝⎭点，且不过点A ．综上，k 与b 的关系是：65b k =，且直线l 经过定点6,05⎛⎫- ⎪⎝⎭点． 【针对性练习2】在平面直角坐标系xoy 中，如图，已知椭圆15922=+y x 的左、右顶点为A 、B ，右焦点为F 。
高中数学抛物线中的定值、定点问题
抛物线中的定值、定点问题例1 过抛物线)0(22>=p px y 的焦点的一条直线和此抛物线交于),(11y x A ，),(22y x B 两点，求证：221p y y -=.【规范解答】证法一：因直线AB 过焦点)0,2(p F ，可设其方程为2p my x +=，代入px y 22= 得)2(22p my p y +=，即.0222=--p pmy y 该方程的两根就2p my x +=是两个交点B A ,的纵坐标21,y y ，由韦达定理：221p y y -=.证法二：因B A ,在抛物线上，故可设).,2(),,2(222121y py B y p y A 又)0,2(p F ，故),,22(121y p p y FA -=),,22(222y p p y FB -=因B F A ,,三点共线，所以 122221)22()22(y p p y y p p y ⋅-=⋅- 移项分解因式得：0))((21221=-+y y p y y ，其中,21y y ≠故221p y y -=.证法三：如图1，过点F B A ,,分别作准线的垂线，垂足为.,,111F B A 要证明221p y y -=，只要证明.211111F F F B F A =⋅ 21,1∠=∠∴=AA AF Θ；同理.43∠=∠而011180=∠+∠BF B AF A （A A 1∥B B 1），故01804321=∠+∠+∠+∠，所以.90310=∠+∠01190=∠FB A . 由直角三角形的性质得：.211111F F F B F A =⋅【回顾】（1）从解题方法来看，对于直线与圆锥曲线相交的问题，一般有“设线”（证法一）和“设点”（证法二）两种选择，但也可考虑通过定义用“几何方法”来解答（证法三）（特别是与焦点有关的问题）；（2）从解题细节来看，证法一选择设直线方程为2p my x +=而非)2(p x k y -=，为什么？首先，这样代入可消去x 直达目标221p y y -=，运算便捷；其次，本题中直线可能与y 轴平行而斜率不存在，但不可能与y 轴垂直，设2p my x +=省去了讨论的麻烦；证法二中用向量表达三点共线而没有使用斜率也有同样的考虑；（3）从知识内容来看，抛物线的方程和定义是解题的依据，韦达定理及三角形和向量的有关知识是解析几何的常用工具，而所证明的结论表明：对于抛物线而言，虽然过焦点的弦有无数条，但每一条焦点弦的两端到对称轴的距离之积总等于.2p “寓定于变”展示了几何图形的美妙和谐！借题发挥在证法一中若改变AB 直线的预设并在联立方程中消去y 后,观察21,x x 之积得： 变式1 条件同例1，则4221p x x ==定值。
抛物线中的定值、最值问题探究——以2017_年遵义市中考数学第27_题为例
抛物线中的定值、最值问题探究以２０１７年遵义市中考数学第２７题为例包胜利(通渭县陇川学校ꎬ甘肃定西７４３３１９)摘㊀要:抛物线中的定值问题和最值问题是个难点ꎬ主要涉及动点及动点的路径问题ꎬ所利用的结论主要是两点之间线段最短以及垂线段最短.文章以２０１７年遵义市的一道中考题为例ꎬ先利用网络画板进行实验探究ꎬ然后给出试题的多种解法.关键词:定值ꎻ最值ꎻ动点ꎻ相似三角形中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２４)０５－０００２－０３收稿日期:２０２３－１１－１５作者简介:包胜利(１９７５.１０－)ꎬ男ꎬ甘肃省通渭人ꎬ本科ꎬ中小学一级教师ꎬ从事初中数学教学研究.㊀㊀初中最值问题大致分为几何最值和代数最值两类.几何最值是指在一定条件下ꎬ求几何图形中某个确定的几何量(如长度㊁角度㊁面积等)的最大值或最小值ꎬ而代数最值是指求一些简单的代数式或与实际问题相关(如用料最省㊁成本最低㊁能耗最少㊁产值最高㊁利润最高等)的问题.１几何最值问题的求解思路在初中阶段ꎬ解决几何最值问题的依据有两个ꎬ一是两点之间ꎬ线段最短ꎻ二是垂线段最短.由这两个依据延伸出以下常用的结论:三角形任意两边之和大于第三边ꎬ任意两边之差小于第三边ꎻ过圆内一点的所有弦中ꎬ垂直于过这点的直径的弦最短ꎻ直径是圆中最长的弦.因此ꎬ几何方法求最值的思路是:将几何图形中的最值转化成基本的几何模型 两点之间ꎬ线段最短 和 垂线段最短 .其关键是抓住运动变化中不变的相关量(长度㊁角度㊁面积)与变化的相关量比较大小.即通过平移㊁旋转㊁轴对称将多条线段首尾相连转化到两定点之间的线段上ꎬ实现 折 转 直 ꎬ利用 两点之间ꎬ线段最短 说明最小.或者将问题转化为一定点到一条定直线的距离ꎬ利用 垂线段最短 即可得出最小值.２几何最值案例分析２.１试题呈现如图１ꎬ抛物线ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ－ａ－ｂ(ａ<０ꎬａꎬｂ为常数)与ｘ轴交于ＡꎬＣ两点ꎬ与ｙ轴交于Ｂ点ꎬ直线ＡＢ的函数关系式为ｙ＝８９ｘ＋１６３.(１)求该抛物线的解析式与Ｃ点坐标.(２)已知点Ｍ(ｍꎬ０)是线段ＯＡ上的一个动点ꎬ过点Ｍ作ｘ轴的垂线ｌ分别与直线ＡＢ和抛物线交于ＤꎬＥ两点ꎬ当ｍ为何值时ꎬΔＢＤＥ恰好是以ＤＥ为底边的等腰三角形[１](３)在(２)问条件下ꎬ当ΔＢＤＥ恰好是以ＤＥ为底边的等腰三角形时ꎬ动点Ｍ相应位置记为点Ｍᶄꎬ将ＯＭᶄ绕原点Ｏ顺时针旋转得到ＯＮ(旋转角在０ʎ到９０ʎ之间).①探究:线段ＯＢ上是否存在定点Ｐ(Ｐ不与ＯꎬＢ重合)ꎬ无论ＯＮ如何旋转ꎬＮＰＮＢ始终保持不变?若２存在ꎬ试求出Ｐ点坐标ꎻ若不存在ꎬ请说明理由[２].②试求出此旋转过程中ꎬＮＡ＋３４ＮＢ的最小值[３].图１㊀中考题图２.２探究实验第(２)问:如图２ꎬ拖动点Ｍꎬ观察ＢＥ和ＢＤ测量值的变化ꎬ是否存在相等的情形ꎬ有几种情况?第(３)问:如图３所示ꎬ拖动点Ｎꎬ观察对应测量值ꎬ可以发现:当点Ｐ的坐标为(０ꎬ３)时ꎬＮＰＮＢ＝３４(定值)ꎻ当ΔＮＯＰʐΔＢＯＮ时ꎬＮＡ＋３４ＮＢ存在最小值ꎬ即求ＮＡ＋ＮＰ的最小值.图２㊀探究等腰三角形图３㊀探究最小值问题２.３思路分析(１)根据已知条件求出ＡꎬＢ坐标ꎬ用待定系数法可求出抛物线解析式.(２)作ＢＦʅｌꎬ与ｌ交于Ｆ点ꎬ根据等腰三角形的性质得到ＥＦ＝ＦＤ＝１２ＤＥꎬＦＭ＝ＯＢ＝１６３ꎬ列方程即可得到结论.图４㊀探究定值问题(３)对于问题１ꎬ如图４所示ꎬ探究ＮＰＮＢ的定值是一个比值ꎬ可联想相似三角形或三角函数ꎬ寻找与固定点(点ＭᶄꎬＯꎬＢ)有关的三角形ꎬ即探究以点ＯꎬＰꎬＢꎬＮ为顶点组成的某两个三角形是否相似ꎬ由此猜想ＮＰＮＢ可能的比值.若ΔＮＢＰʐΔＯＢＮ时ꎬＮＢＯＢ＝ＮＰＯＮꎬ可得ＮＰＮＢ＝ＯＮＯＢ＝３４ꎬ根据已知条件无法求出点Ｐ的坐标.若әＮＯＰʐәＢＯＮ时ꎬＯＰＯＮ＝ＮＰＮＢ＝ＯＮＯＢ＝３４ꎬＮＰＮＢ不变ꎬ根据已知条件ＯＮ２＝ＯＰ ＯＢꎬ可以求出点Ｐ坐标是确定的.对于问题２ꎬ求两条线段和的最小值ꎬ首先想到 将军饮马 问题模型ꎬ即 ＰＡ＋ＰＢ 型最短问题ꎬ但两条线段系数不为１.因此将３４ＮＢ的系数转化为系数是１的线段ꎬ由问题１知ＮＰＮＢ＝ＯＰＯＮ＝３４ꎬ得到ＮＰ＝３４ＮＢꎬ将ＮＡ＋３４ＮＢ转化为两个定点ＡꎬＰ间折线段和的最小值问题ꎬ即求ＮＡ＋ＮＰ的最小值.２.４解法探究(１)因为直线ｌ:ｙ＝８９ｘ＋１６３与ｘ轴交于Ａ(－６ꎬ０)ꎬ与ｙ轴交于Ｂ０ꎬ１６３æèçöø÷ꎬ将ＡꎬＢ坐标代人抛物线方程可得３６ａ－６ｂ－ａ－ｂ＝０ꎬ－ａ－ｂ＝１６３ꎬ{解得ａ＝－８９ꎬｂ＝－４０９.ìîíïïïï所以该抛物线的解析式为ｙ＝－８９ｘ２－４０９ｘ＋１６３.由直线ｘ＝－ｂ２ａ＝－５２可知点Ｃ坐标(１ꎬ０).(２)解法１㊀如图５所示ꎬＥＭʅｘ轴ꎬＭ(ｍꎬ０)ꎬ则Ｄｍꎬ８９ｍ＋１６３æèçöø÷ꎬＥｍꎬ－８９ｍ２－４０９ｍ＋１６３æèçöø÷.３ΔＢＤＥ是以ＤＥ为底边的等腰三角形ꎬ作ＢＦʅｌꎬ与ｌ交于Ｆ点ꎬ所以ＤＦ＝１２ＤＥ.因为ＤＥ＝－８９ｍ２－４０９ｍ＋１６３æèçöø÷－８９ｍ＋１６３æèçöø÷＝－８９ｍ２－４８９ｍꎬ由ＤＦ＋ＤＭ＝ＦＭ可得ꎬ１２－８９ｍ２－４８９ｍæèçöø÷＋８９ｍ＋１６３æèçöø÷＝１６３ꎬ整理得ｍ２＋４ｍ＝０ꎬ解得ｍ１＝－４ꎬｍ２＝０(不合题意ꎬ舍去).图５㊀解法１图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图６㊀解法２图解法２㊀如图６所示ꎬ因为点Ｍ(ｍꎬ０)ꎬ且ｌʅｘ轴ꎬ所以Ｄｍꎬ８９ｍ＋１６３æèçöø÷.当ＤＥ为底时ꎬ作ＢＧʅＤＥ于Ｇꎬ则ＥＧ＝ＧＤ＝１２ＥＤꎬＧＭ＝ＯＢ＝１６３ꎬ所以１２－８９ｍ２－４０９ｍ＋１６３＋８９ｍ＋１６３æèçöø÷＝１６３ꎬ解得ｍ１＝－４ꎬｍ２＝０(不合题意ꎬ舍去).(３)解法１㊀对于问题１ꎬ存在点Ｐꎬ使ＮＰＮＢ始终保持不变.如图７所示ꎬ因为øＮＯＰ＝øＢＯＮꎬ所以当øＯＮＰ＝øＯＢＮ时ꎬәＯＮＰʐәＯＢＮꎬ此时ＮＰＮＢ＝ＯＰＯＮ＝ＯＮＯＢ＝４１６３＝３４ꎬ始终保持不变ꎬ所以ＯＰ＝３４ＯＮ＝３４ˑ４＝３ꎬ存在点Ｐ(０ꎬ３).结论:无论ＯＮ如何旋转ꎬ总存在Ｐ(０ꎬ３)ꎬ使ＮＰＮＢ始终保持不变.对于问题２ꎬ由问题１知ꎬＮＰ＝３４ＢＮꎬ其中Ｐ(０ꎬ３)ꎬ所以ＮＡ＋３４ＮＢ＝ＮＡ＋ＮＰꎬ所以当ＡꎬＮꎬＰ共线ꎬ即图７㊀第(３)问图当Ｎ点旋转到ＡＰ上时ꎬＮＡ＋３４ＮＢ的值最小ꎬ最小值即为ＡＰ＝３２＋６２＝３５.解法２㊀对于问题１ꎬ存在点Ｐꎬ使得ＮＰＮＢ始终保持不变.因为ＯＮ＝４ꎬＯＢ＝１６３ꎬøＮＯＰ＝øＢＯＮꎬ所以当ΔＮＯＰʐΔＢＯＮ时ꎬＯＰＯＮ＝ＮＰＮＢ＝ＯＮＯＢ＝３４ꎬ所以ＮＰＮＢ始终保持不变ꎬ即ＯＰ＝３ꎬ所以Ｐ(０ꎬ３).对于问题２ꎬ由问题１知ꎬＯＰＯＮ＝ＮＰＮＢ＝３４ꎬ所以ＮＰ＝３４ＮＢꎬ所以ＮＡ＋３４ＮＢ＝ＮＡ＋ＮＰꎬ所以此时ＮꎬＡꎬＰ三点共线ꎬ如图７所示ꎬ所以ＮＡ＋３４ＮＢæèçöø÷ｍｉｎ＝３２＋６２＝３５.３结束语探求定值一般是先分清问题的不变量与变量ꎬ而定值往往与这些不变量中的某些量(或它们的代数式)有关ꎬ常将一般问题特殊化ꎬ运用特殊情形(即用特殊值㊁特殊位置㊁特殊图形等)探求定值.参考文献:[１]陆丽丽.巧构造妙转化:另类线段和的最值问题[Ｊ].上海中学数学ꎬ２０１９(１０):１９－２１ꎬ４３.[２]孙玉军ꎬ罗勇ꎬ李圣波.２０１７年中考 图形的变化 专题解题分析[Ｊ].中国数学教育ꎬ２０１８(Ｚ１):１１５－１２３.[３]李玉荣.三类新型最值问题的解法探究:以近年中考试题为例[Ｊ].初中数学教与学ꎬ２０１９(２１):３１－３４.[责任编辑:李㊀璟]４。
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抛 物 线 （二）
掇刀石中学 王宏斌
[教学目标]
1、知识与技能目标：
掌握抛物线中有关焦点弦的重要性质，提高代数推理能力.
2、过程与方法目标：
让学生经历探求结论的全过程，体验从特殊到一般的思维方法，形成认识问题和解决问题的一般思维.
[教学重点] 从特殊到一般的思维方法；向量法的应用.
[教学难点] 代数推理
[教学方式] 启发引导，自主探究.
[教学用具] 投影仪，多媒体辅助教学
[教学过程]
一、探究程序：
学生：独立思考＝＞小组讨论＝＞交流互补＝＞形成结论
教师：设置问题＝＞启发诱导＝＞点拨释疑＝＞激励完善
二、探究过程：
[问题1]过抛物线Px y 22=（P ＞0）焦点F 的一条直线交抛物线于A （x 1,y 1）、B(x 2,y 2)两点，试问21y y 是否为定值？x 1x 2=____.
问题1的推广：
设过点E （a ，0）（a ＞0）的一条直线与抛物线Px y 22=（P ＞0）相交于A （1x ，
1y ）
，B （2x ，2y ）两点，21y y 是否为定值?21x x =____. [问题2]过抛物线Px y 22=（P ＞0）焦点F 的一条直线交抛物线于A 、B 两点，经过点A 和抛物线顶点的直线交准线于C 点，求证:直线BC 平行于抛物线的对称轴.
问题2的逆命题是什么？怎样构造它的逆命题？
分析：问题2的条件是： （1） AB 经过焦点F ；（2） AC 经过原点O.
结论是：BC //x 轴
逆命题1：若AB 经过焦点F ，且BC //x 轴，则AC 经过原点O.
逆命题2：若AC 经过原点O ，且BC //x 轴，则AB 经过焦点F.
问题2的逆命题是否正确？
逆命题1：
设抛物线 的焦点为F , 经过F 的直线交抛物线于A 、B 两点,点C
在抛物线的准线上,且BC ∥x 轴, 求证：AC 经过原点O.(01年高考题）
法1：
设A(x 1 , y 1) , B(x 2 , y 2) ,则 C(2p -
, y 2) ∴1211
112222,22y p p
y y x y k p y p y k OA OC ===-=-= 又 y 1y 2= -p 2 ∴1222y p p y =-
即 k OC = k OA 所以AC 经过原点O
法2：
)0(22>=p px y
设A(x 1 , y 1) , B(x 2 , y2)，C(2
p -, y 2)， 则OC =（-2
p ，y 2），OA =（x 1，y 1） y 1y 2= -p 2 ∴0)(2221
2
211211=---=--y p p y y p y x y p 所以OC //OA 又OC 与OA 共起点O ，
所以A 、O 、C 三点共线，即AC 经过原点O.
[问题3]过抛物线y x 42=上一点P （0，1）作直线与抛物线交于A 、B 两点，点Q 是点P 关于原点的对称点，设点P 分向量所成的比为λ，求证：无论λ为何正数，向量与向量-λ的夹角总为定值.
证明：依题意，可设直线AB 的方程为y=kx+1，代入抛物线方程x 2=4y ，
得x 2-4kx-4=0 ①
设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1,x 2是方程①的两根. ∴x 1x 2=- 4
由点P(0,1)分AB 所成的比为λ,得0121=++λ
λx x 即21x x -=λ 又Q 点是P 点关于原点的对称点, ∴Q(0,-1),从而QP =(0,2)
QB QA λ-=(x 1 , y 1+1)- λ(x 2 , y 2+1)=(x 1-λx 2 , y 1-λy 2+(1-λ))
)(QB QA QP λ-⋅=2 [y 1-λy 2+(1-λ)] =)]1(44[22
1222121x x x x x x ++⋅+ =0444)(244)(22
2122121=+-⋅+=+⋅+x x x x x x x x
故QP 与QA -λQB 所成角总为定值900
[小结提炼] 1、思想方法：从特殊到一般；
2、证明方法：向量法；
3、代数推理（严谨、严密）.
[课后训练题]
１、设过点E (a ,0)(a >0) 的一条直线与抛物线y 2=2px (p>0)相交于A 、B 两点，C 是直线x=-a 上一点,且BC ∥x 轴,求证:AC 经过原点O .
2、在抛物线y 2=2px(p ＞0)上任取一点B(除去原点),过B 点作BC//x 轴, C 点在抛物线的准线上,连结CO,延长CO 交抛物线于A 点,求证:AB 经过焦点F.
[课后研究题]
在平面直角坐标系xOy 中，过定点C （0，p ）作直线与抛物线)0(22>=p py x 相交于A 、B 两点。
（I ）若点N 是点C 关于坐标原点O 的对称点，求△ANB 面积的最小值； （II ）是否存在垂直于y 轴的直线l 被以AC 为直径的圆截得的弦长恒为定值？若存在，求出l 的方程；若不存在，说明理由。
（07年高考题）。