解析几何中定值与定点问题
(完整)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,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:本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 ==,所以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1228214k x x k +=-+,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.设过点T(m t ,)的直线TA 、TB 与椭圆分别交于点M ),(11y x 、),(22y x N ,其中m 〉0,0,021<>y y .(1)设动点P 满足422=-PB PF ,求点P 的轨迹; (2)设31,221==x x ,求点T 的坐标; (3)设9=t ,求证:直线MN 必过x 轴上的一定点(其坐标与m 无关)。
难点2.10 解析几何中的定值、定点和定线问题 (解析版)
解析几何中的定值、定点、定线问题仍是高考考试的重点与难点,该类问题知识综合性强,方法灵活,对运算能力和推理能力要求较高,因而成为了高中数学学习的重点和难点.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,考查定值、定点、定线问题,试题难度较大.定点、定值、定线问题都是探求"变中有不变的量".因此要用全面的、联系的、发展的观点看待并处理此类问题.从整体上把握问题给出的综合信息,并注意挖掘问题中各个量之间的相互关系,恰当适时地运用函数与方程、转化与化归、数形结合、分类讨论、特殊到一般、相关点法、设而不求、换元、消元等基本思想方法. 在解答这类问题过程中,既有探索性的历程,又有严密的逻辑推理及复杂的运算,成为考查学生逻辑思维能力、知识迁移能力和运算求证能力的一道亮丽的风景线,真正体现了考试大纲中“重知识,更重能力”的指导思想.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.1解析几何中的定值问题在解析几何中,有些几何量与参数无关,这就构成了定值问题,解决这类问题时,要善于运用辩证的观点去思考分析,在动点的“变”中寻求定值的“不变”性,一种思路是进行一般计算推理求出其结果,选定一个适合该题设的参变量,用题中已知量和参变量表示题中所涉及的定义,方程,几何性质,再用韦达定理,点差法等导出所求定值关系所需要的表达式,并将其代入定值关系式,化简整理求出结果;另一种思路是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少,用特殊探索法(特殊值、特殊位置、特殊图形等)先确定出定值,揭开神秘的面纱,这样可将盲目的探索问题转化为有方向有目标的一般性证明题,从而找到解决问题的突破口,将该问题涉及的几何形式转化为代数形式或三角形式,证明该式是恒定的.同时有许多定值问题,通过特殊探索法不但能够确定出定值,还可以为我们提供解题的线索.如果试题是客观题形式出现,特珠化方法往往比较奏效.例1【百校联盟2018届一月联考】已知点()0,2F ,过点()0,2P -且与y 轴垂直的直线为1l , 2l x ⊥轴,交1l 于点N ,直线l 垂直平分FN ,交2l 于点M .(1)求点M 的轨迹方程;(2)记点M 的轨迹为曲线E ,直线AB 与曲线E 交于不同两点()()1122,,,A x y B x y ,且2211x x m-=+(m 为常数),直线l '与AB 平行,且与曲线E 相切,切点为C ,试问ABC ∆的面积是否为定值.若为定值,求出ABC ∆的面积;若不是定值,说明理由.思路分析:(1)根据抛物线的定义可得点M 的轨迹,根据待定系数法可得轨迹方程.(2)设直线AB 的方程为y kx b =+,与抛物线方程联立消元后可得AB 中点()24,4Q k k b +的坐标为.同样设出切线方程y kx t =+,与抛物线方程联立消元后可得切点C 的坐标为()24,2k k ,故得CQ ⊥ x 轴.于是点评:圆锥曲线中求定值问题常见的方法(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)由题意得到目标函数,直接通过推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到目标函数的取值与变量无关,从而证得定值.定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“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.定值问题同证明问题类似,在求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,定值显现. 定值问题的主要处理方法是函数方法,首先,选择适当的量为变量,然后把证明为定值的量表示为上述变量的函数(可能含多元),最后把得到的函数解析式化简,消去变量得到定值.消去变量的过程中,经常要用到点在曲线上进行坐标代换消元.有时先从特殊情形入手,求出定值,再对一般情形进行证明,这样可使问题的方向更加明确.另外关注图形的几何性质可简化计算.学*科网2解析几何中的定点问题定点问题是动直线(或曲线)恒过某一定点的问题,一般方法是先将动直线(或曲线)用参数表示出来,再分析判断出其所过的定点.定点问题的难点是动直线(或曲线)的表示,一旦表示出来,其所过的定点就一目了然了.所以动直线(或曲线)中,参数的选择就至关重要.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.定点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,形成了过定点问题的证明.难度较大.定点问题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,就是要求的定点.化解这类问题难点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.解析几何中的“定点”问题一般是在一些动态事物(如动点、动直线、动弦、动角、动轨迹等)中,寻求某一个不变量——定点,由于这种问题涉及面广、综合性强.例2【河南省中原名校2018届第五次联考】已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的右焦点为F ,上顶点为G ,直线FG 与直线30x y -=垂直,椭圆E 经过点31,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭. (1)求椭圆E 的标准方程;(2)过点F 作椭圆E 的两条互相垂直的弦,AB CD .若弦,AB CD 的中点分别为,M N ,证明:直线MN 恒过定点.思路分析:(1)根据直线FG 与直线30x y -=垂直可得3b c =,从而得到2243a b =,再由点31,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭在椭圆上可求得22,a b ,即可得椭圆的方程.(2)当直线AB CD ,的斜率都存在时,设AB 的方程为()10x my m =+≠,与椭圆方程联立消元后根据根据系数的关系可得点M 的坐标,同理可得点N 坐标,从而可得直线MN 的方程,通过此方程可得直线过定点4,07⎛⎫ ⎪⎝⎭.然后再验证当直线AB CD 或的斜率不存在时也过该定点.点评:本题考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质、直线与椭圆的位置关系、基本不等式,属难题;解决圆锥曲线定点方法一般有两种:(1)从特殊入手,求出定点、定值、定线,再证明定点、定值、定线与变量无关;(2)直接计算、推理,并在计算、推理的过程中消去变量,从而得到定点、定值、定线.应注意到繁难的代数运算是此类问题的特点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的运用可有效地简化运算. 定点定值问题的实质为等式恒成立,方法为待定系数法.定点问题,关键在于寻找题中的已知量、未知量间的平行、垂直关系或是方程、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、曲线系的问题来解决.定值问题,关键在于选定一个适合该题设的参变量,用题中已知量和参变量表示题中所涉及的定义、方程、几何性质,再用韦达定理等方法导出所求定值关系式需要的表达式,并将其代入定值关系式,化简整理求出结果. 圆锥曲线中的定点问题是高考中的常考题型,常常把直线、圆及圆锥曲线等知识结合在一起,注重数学思想方法的考查,尤其是数形结合思想、分类讨论思想的考查.求解的方法有以下两种: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.学*科网3解析几何中的定线问题 定线问题是证明动点在定直线上,其实质是求动点的轨迹方程,所以所用的方法即为求轨迹方程的方法,如定义法、消参法、交轨法等.例3在平面直角坐标系xOy 中,过点()2,0C 的直线与抛物线24y x =相交于,A B 两点,()()1122,,,A x y B x y .(1)求证:12y y 为定值;(2)是否存在平行于y 轴的定直线被以AC 为直径的圆截得的弦长为定值?如果存在,求该直线方程和弦长;如果不存在,说明理由.思路分析:(Ⅰ)设出过点()2,0C 的直线方程,与抛物线方程联立消去未知数x ,由根与系数关系可得128y y =-为定值;(Ⅱ)先设存在直线l :a x =满足条件,求出以AC 为直径的圆的圆心坐标和半径,利用勾股定理求出弦长表达式222124(1)84r d a x a a -=--+-,由表达式可知,当1a =时,弦长为定值.点评:本题考查抛物线的标准方程与几何性质、直线与抛物线的位置关系、直线与圆的位置关系,属难题;解决圆锥曲线定值定点方法一般有两种:(1)从特殊入手,求出定点、定值、定线,再证明定点、定值、定线与变量无关;(2)直接计算、推理,并在计算、推理的过程中消去变量,从而得到定点、定值、定线.应注意到繁难的代数运算是此类问题的特点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的运用可有效地简化运算. 学*科网综上所述:解决圆锥曲线问题,关键是熟练掌握每一种圆锥曲线的定义、标准方程、图形与几何性质,注意挖掘知识的内在联系及其规律,通过对知识的重新组合,以达到巩固知识、提高能力的目的. 定值问题是解析几何中的一种常见问题,基本的求解思想是:先用变量表示所需证明的不变量,然后通过推导和已知条件,消去变量,得到定值,即解决定值问题首先是求解非定值问题,即变量问题,最后才是定值问题.解析几何中的定值问题是指某些几何量、线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.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. 证明直线过定点的解题步骤可以归纳为:一选、二求、三定点.具体操作程序如下:一选:选择参变量.需要证明过定点的直线往往会随某一个量的变化而变化,可选择这个量为参变量(当动直线牵涉的量比较多时,也可以选择多个参变量). 二求:求出动直线的方程.求出只含上述参变量的动直线方程,并由其他辅助条件减少参变量的个数,最终使动直线的方程的系数中只含有一个参变量. 三定点:求出定点的坐标.不妨设动直线的方程中含有变量,把直线方程写成的形式,然后解关于的方程组得到定点的坐标. 解这类问题时,需要有较强的代数运算能力和图形识别能力,要能准确地进行数与形的语言转换和运算、推理转换,并在运算过程中注意思维的严密性,以保证结果的完整性.。
解析几何中的定点、定值问题教案(定稿)
解析几何中一类定点和定值的问题【教学目标】(l)通过圆的直径的一个简单性质类比到椭圆,学生能通过自主探究得到椭圆的直径的一个性质;(2)会从不同视角证明这个性质;(3)能证明性质成立的充要条件,并能利用性质解决相关问题;(4)通过问题解决领悟其中蕴涵的数学思想方法,在探究与发现中体验数学之美.【教学难、重点】解题思路的优化.【教学方法】探究式、讨论式【教学过程】一、回归问题背景,追溯题根本质。
选修2-1课本(人教版)第41页上例3的一个问题:设点A ,B 的坐标分别为(-5,0)(5,0),直线,AM 、BM 相交于点M ,且它们的斜率之积为94-,求点M 的轨迹方程。
(斜率之积为94,则为教材55页探究问题) 请同学们思考:问题1 设点A ,B 的坐标分别为(-2,0)(2,0),直线AM 、BM 相交于点M ,且它们的斜率之积为41-(或41),求点M 的轨迹方程。
答案1422=+y x (y ≠0)(第41页例2)(或1-422=y x (y ≠0)) 你本题采用直接法求轨迹方程,最终发现动点M 的轨迹是双曲线,而且注意到斜率这样一个条件,因此要剔除x 轴上的点,非常好!请同学们继续思考,如果将直线,AM 、BM 的斜率乘积改为-1,则定点M 的轨迹如何? (为了了解学生对此方法的掌握情况,教师指定一名学生回答)变式:设点A ,B 的坐标分别为(-2,0)(2,0),直线AM 、BM 相交于点M ,且它们的斜率之积为-1,求点M 的轨迹方程。
答案422=+y x (y ≠0)(可用几何法)通过以上问题,你有什么发现?学生讨论交流后提出了发现:设点A ,B 的坐标分别为(-2,0)(2,0),直线,AM 、BM 相交于点M ,且它们的斜率之积为k ,求点M 的轨迹方程。
的轨迹可以是直线、圆、椭圆、双曲线等等(剔除某些点)设计意图 作为本节课的引入,问题直接源自课本,入口浅,能有效激发学生兴趣,为后续学习奠定情感基础;另一方面也统领本节课,为接下来的学习埋下伏笔,留下悬念,有利于学生主动去探索研究,可谓寓意深刻值得一提的是,问题提问注意了差异性教学,有些问题鼓励学生自己回答(素质教好学生);有些问题则指定学生回答(如一名中等生,学困生)二、 提出目标 明确任务什么是定值问题:在变化过程中存在不变量的问题,今天研究解析几何中的定值问题.思考一问题1.设点A ,B 的坐标分别为(-2,0)(2,0),M (与A,B 不重合)为圆422=+y x 的任意一点,则直线AM 、BM 的斜率之积是不是定值,如果是定值求出定值?问题2.点A,B 为椭圆1422=+y x 长轴上的两个顶点.M (与A,B 不重合)为椭圆的任意一点,则直线AM 、BM 的斜率之积是不是定值,如果是定值求出定值?问题3.点A,B 为双曲线1-422=y x 实轴上的两个顶点.M (与A,B 不重合)为双曲线的任意一点,则直线AM 、BM 的斜率之积是不是定值,如果是定值求出定值?通过几何画板探究结论,要求学生观察完后进行证明。
专题29解析几何中的定点与定值问题
2021年髙考数学二轮复习专项微专题核心考点突破专题29解析几何中的定点与定值问题定点与定值问题是解析几何中的髙频考点,在近几年的考题中层出不穷•圆锥曲线的有关定点、定值等综合性问题涉及圆锥曲线的左义、几何性质、直线与圆锥曲线位置关系等知识,同时又与函数、不等式、方程、平而向量等代数知识紧密联系•求解这类问题时,需要有较强的代数运算能力和图形识别能力,要能准确地进行数与形的语言转换和运算,合理猜想并仔细推理论证,对熟练运用所学知识分析问题、解决问题的能力要求较髙,较大部分学生对此类问题望而生畏.泄点问题主要是曲线系(直线系)过左点的问题,反映的是数学对象的本质属性,如圆锥曲线的某些特有性质,因此,常见某些具有圆锥曲线的性质背景的题目(如蒙日圆、阿基米徳三角形等)•定值问题主要涉及而积、而积比、斜率、长度、角度等几何捲的定值,也涉及动点运动轨迹中的某些不变因素.处理这两大类问题时可以直接推理求出定点、泄值,也可以从特殊情形、极限状态、图形的对称性等方而入手猜测结论,再证明这个点(值)与变量无关,通过特殊值法探求立点、左值能达到事半功倍的效果•同时,要设左合理的变量,准确把握各变量的数量关系,要善于捕捉题目信息,合理变形、消元,并注意整体思想的熟练应用.1定点问题曲线系(直线系)过左点的问题是一类常考题型,这类问题以直线和圆锥曲线为载体,结合貝他条件探究或证明直线、曲线过左点或动点在左宜线上等问题•试题条件中一般含有两个参数,解题过程就是利用条件消参的过程,因此,此类问题的求解往往伴随着一泄的讣算.具体来讲,若是证明直线过泄点,可将直线设为斜截式,然后消掉一个参数,即得直线所过的左点;证明圆过左点时,常利用直径所对圆周角为直角转化为向量的数量枳恒为零处理;证明其他曲线过左点的问题时,经常将曲线中的参变量集中在一起,令其系数等于零,解得左点.例1椭圆F!^ + ^=l(a>6>0)的左焦点为右焦点为离心率0 =圭过鬥的直线交椭圆于久B 两点,且△佔尺的周长为8(/)求椭圆E的方程:总结起來,应注意如下几点:首先,仔细研究题干,认淸问题本质,找准思路,预计求解过程中遇到的各种情况,也就是要想得明白,思路通畅可操作:其次,找准主元,引入参数,建立各个戢间的数量关系,运用消元变形、推理运算等手段证明左点、圧值问题:再次,要努力突破汁算关、心理关,认真仔细计算、准确规范,随时检査,树立信心,只要方向正确就一算到底:最后,必须树立数形结合意识,善于把握问题的特泄信息,运用对称性、特殊性猜想立点、泄值,然后证明,要仔细分析图中的点、线等关系,挖掘隐含条件,往往能取得出奇制胜的效果.2定值问题泄值问题与最值问题属同一类问题,都是在一个运动变化过程中,由某个变量的变化引起另一个量的变化或不变的问题•此类问题的求解的一种思路是找准变化的主元,设为参数,建立参变量与其他量的关系(如函数关系、方程关系、不等式关系等),探求目标式,通过代数运算将目标式用参变量表示出来,这一步是求解的难点也是关键所在,然后再恒等变形得到立值•另一种思路是通过特殊值或极端情形探索出泄值是多少, 然后进行一般性计算或证明,探索岀的泄值也可以作为检验结果正确与否的试金石.例2已知椭圆+咅= l(a >b> 0)的禽心率为g过左焦点F且垂直于长轴的弦长为总fl* 5 5(/)求椭圆c的标准方程;(II)点P(m, 0)为椭圆C长轴上的一个动点,过点P且斜率为孰勺直线I交椭圆C于A, B两点,求证:|M|2+|PB|2为定值.例3已知点P(—1,9是椭圆E:石+音二Ha>b>0)上一点,人迟分别是椭圆£的左、右焦点,O是坐标原点,PFi 丄x输(/)求椭圆E的方程:(11)设儿B是椭圆上两个动点,丙+两=久而(0<A<4, 盼2).求证:直线AB的斜率等于泄值.線觀模獗题强褪2 21.在椭圆C:^ + ^ = \(2b>a>b>0)±任取一点P (P不为长轴端点),连结卩斥、PF-并延长与a1 lr椭圆C分别交于点A、B两点,已知AAPF,的周长为8, △斥卩尸2面积的最大值为2.已知椭圆C: 3卫+4b = 12.(1)求椭圆C的离心率;(2)设A,B是四条直线x = ±a,y = ±l)所围成的两个顶点,p是椭圆C上的任意一点,若OP = mOA + nOB»求证:动点。
探究解析几何中的定点、定值问题
解题篇经典题突破方法高考数学2021年4月探究解析几何中的定点.定值问题■浙江省湖州市第二中学曹亚奇定点与定值问题是解析几何中的高频考点。
此类问题定中有动,动中有定,并常与轨迹问题、曲线系问题等相结合,综合性强,解法灵活多变。
求解这类问题时,需要有较强的代数运算能力和图形识别能力,要能合理猜想并仔细推理论证,对熟练运用所学知识分析问题、解决问题的能力要求较高,所以掌握这类问题的通性通法是我们学习的重中之重。
一.直线的定点问题我们知道,若一条直线经过一定点,往往表达成如下形式:(1)夕=也7+1;(2)夕=足2—冷;(3)夕一1=忌(工一1);(4)Cm—1)rr+(2?n—1)»=?n—5。
于是我们最终需要表达的直线的方程是含有一个参数,那又该如何做到呢?下面让我们以一道经典习题为例,从“线设”、“点设”、“共线”等三个视角入手,寻求直线中定点问题的通性通法。
侧f(武汉市2020届高中毕业生质量检测第19题)已知抛物线r iy2=2p^ S>0)的焦点为F,P是抛物线。
上一点,且在第一象限,满足FP=(2,2/3)o(1)求抛物线r的标准方程。
(2)已知过点A(3,-2)的直线交抛物线r于M,N两点,经过定点B(3,—6)和M点的直线与拋物线「交于另一点试问:直线NL是否恒过定点?若过定点,求出该定点;若不过定点,请说明理由。
解析:(1)抛物线r的标准方程为y2= 4工。
(过程略)(2)解法1:设M(?“),则直线MN:工一护T-33=上+2(夕+2),与抛物线方程y2=4鼻联立竹*f2护—122t2-\~X2t,r并化简得:y y-=0,故y N=t2_12_2e+12_“+6\27+2"—t=—匚卡-,心=(石巨),即N((爭)1—帚)。
同理直线辺山—3 *2_1O=17+24^+6),与抛物线方程宁=4工联立,得叫峯广-罟)。
于是直线N“+6^+122z+122e+12_e+6t~\~2((e+6)2、…i+2=(卄6)2(3£+6尸严―q+2)2丿,化(卄2)2—(卄6)2简整理得’=_(霁+霁寻»_3,所以直线NL过定点(一3,0)。
解析几何中的定点、定值问题教案
解析几何中的定点和定值问题【教学目标】学会合理选择参数(坐标、斜率等)表示动态几何对象和几何量,探究、证明动态图形中的不变性质(定点、定值等),体会“设而不求”、“整体代换”在简化运算中作用.【教学难、重点】解题思路的优化.【教学方法】讨论式【教学过程】一、基础练习1、过直线4x =上动点P 作圆224O x y +=:的切线PA PB 、,则两切点所在直线AB 恒过一定点.此定点的坐标为_____________________.2、已知PQ 是过椭圆22:21C x y +=中心的任一弦,A 是椭圆C 上异于P Q 、的任意一点.若AP AQ 、 分别有斜率12k k 、 ,则12k k ⋅=______________.3,过右焦点F 作不垂直于x 轴的直线交椭圆于A 、B 两点, 的垂直平分线交x 轴于N ,则_______.4,F A ,是其左顶点和左焦点,P 是圆222b y x =+ 上的动点,若PF=常数,则此椭圆的离心率是 . 二、典型例题例1、如图,椭圆C : 22142x y +=的左顶点为A ,过原点O 的直线(与坐标轴不重合)与椭圆C 交于P ,Q 两点,直线PA ,QA 分别与y 轴交于M ,N 两点. 试问以MN 为直径的圆是否经过定点(与直线PQ 的斜率无关)?请证明你的结论.例2、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (1) 求椭圆C 的方程;(2) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过动点(,0),(22)E m m -<<,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值?证明你的结论.例3、已知椭圆E 的中心在原点,焦点在x 轴上,1,离心率为e. ﹙1﹚求椭圆E 的方程.﹙2﹚过点(1,0)作直线l 交E 于P 、Q 两点,试问:在x 轴上是否存在一个定点M ,使MP MQ 为定值?若存在,求出这个定点M 的坐标;若不存在,请说明理由.三、回顾反思1A 、B 是其左、右顶点,动点M 满足MB ⊥AB ,连结AM 交椭圆于点P ,在A 、B 的定点Q ,以MP 为直径的圆经过直线BP 、MQ 的交点,则点Q 的坐标为____________.2、已知P B 的任意一点,记直线P A ,PB 3是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,直线PA,PB 的倾斜角分别为,αβ,则= .4、如图所示,已知椭圆C C 上任取不同两点A ,B ,点A 关于x 轴的对称点为'A ,当A ,B AB 经过x 轴上的定点T (1,0),则直线'A B直线交椭圆于于,M N 两点,令 6、已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,左顶点为A ,左焦点为()120F -,,点(B 在椭圆C 上,直线()0y kx k =≠与椭圆C 交于E ,F 两点,直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N .(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)以MN 为直径的圆是否经过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.7、已知椭圆C: 2222x y a b+=1(a >0,b >0A (1在椭圆C 上. (I)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,判断是否存在以原点O 为圆心的圆,满 足此圆与l 相交于两点P 1,P 2(两点均不在坐标轴上),且使得直线OP 1,OP 2的斜率之 积为定值?若存在,求此圆的方程;若不存在,说明理由.8、已知椭圆C 1:22221(0)y x a b a b+=>>,且过定点M (1. (1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线l :1()3y kx k =-∈R 与椭圆C 交于A 、B 两点,试问在y 轴上是否存在定点P ,使得以弦AB 为直径的圆恒过P 点?若存在,求出P 点的坐标,若不存在,说明理由.。
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。
解析几何中的定点定值问题
my 2 4x
a
y2
4my
4a
0
16m2 16a 0
y1 y1
y2
y2
4m 4a
k1k2
1
y1 2 x1 1
y2 x2
2 1
1
4 y1 2
4 y2 2
1
y1y2 2( y1 y2 ) 12 0
4a 8m 12 0 a 2m 3
EF : x my 2m 3过定点(3,2)
B
AB:
y
2 px y1 y2
4 p2 y02 y1 y2
y0
y
y0
2 px 4 p2 2 px0 y1 y2
2 p(x 2 p x0 ) y1 y2
AB过定点(x0 2 p, y0 )
思路2:设直线AB(2字母)
代入抛物线得关键方程
A
P
k1k2=-1统一字母
O
代直线AB方程(1字母)
(二)椭圆类
例3、椭圆 x2 y2 1
4
(1)以左顶点 A 为直角顶点的 RtAMN 的顶点都在
椭圆上,则斜边 MN 过定点
M
A N
思路1:特殊化取AM:y=x+2
代入椭圆得M,N坐标(1字母)
得直线AB方程(1字母) M 猜测得定点坐标再证明 A
N
解析:A(2,0), 取AM : y x 2
解析:小题猜测:极端性,当 PA水平时 A
此时 A 在无穷远处,B(x0 , y0 ) ,直线 AB : y y0 所以定点纵坐标为 y0
P
当 AB 竖直时,设为 x t ,
O
代入抛物线方程,A(t, 2pt ),B(t, 2pt )
解析几何中定点、定值、定直线问题
解析几何中定点定值问题例1 已知椭圆)1(1222>=+a y ax 的上顶点为M 〔0,1〕,过M 的两条动弦MA 、MB 满足MA ⊥MB 。
对于给定的实数)1(>a a ,证明:直线AB 过定点。
解:由0MA MB ⋅=知MA MB ⊥,从而直线MA 与坐标轴不垂直, 故可设直线MA 的方程为1y kx =+,直线MB 的方程为11y x k=-+ 将1y kx =+代入椭圆C 的方程,整理得 2222(1)20a k x a kx ++=解得0x =或22221a k x a k -=+,故点A 的坐标为222222221(,)11a k a k a k a k --++ 同理,点B 的坐标为22222222(,)a k k a k a k a-++ 知直线l 的斜率为2222222222222211221k a a k k a a k a k a k k a a k ---++--++=221(1)k a k-+ 直线l 的方程为22222222212()(1)k a k k a y x a k k a k a --=-++++,即222211(1)1k a y x a k a --=-++∴直线l 过定点2210,1a a ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭例3 已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OB OA +与)1,3(-=a 共线. 〔1〕求椭圆的离心率;〔2〕设M 为椭圆上任意一点,且),(R OB OA OM ∈+=μλλλ,证明22μλ+为定值.〔I 〕解:设椭圆方程为),0,(),0(12222c F b a by a x >>=+则直线AB 的方程为1,2222=+-=by a x c x y 代入化简得02)(22222222=-+-+b a c a cx a x b a .令),,(),,(2211y x B y x A则 .,22222222122221b a b a c a x x b a c a x x +-=+=+),,(2121y y x x OB OA ++=+由a OB OA a 与+-=),1,3(共线,得.0)()(32121=+++x x y y.36,36.3,232.23,0)()2(3,,22222222121212211===-=∴==+=+∴=++-+∴-=-=a c e ab ac b a cba c a cx x x x c x x c x y c x y 故离心率所以即又 〔II 〕证明:由〔I 〕知223b a =,所以椭圆12222=+by a x 可化为22233b y x =+.),,(),(),(),,(2211y x y x y x y x OM μλ+==由已知得设 ⎩⎨⎧+=+=∴.,2121y y y x x x μλμλ ),(y x M 在椭圆上,.3)(3)(2221221b y y x x =+++∴μλμλ即 .3)3(2)3()3(221212222221212b y y x x y x y x =+++++λμμλ ①由〔I 〕知.21,23,23222221c b c a c x x ===+))((33.8321212121222222221c x c x x x y y x x c ba b a c a x x --++=+∴=+-=∴ .0329233)(3422222121=+-=++-=c c c c c x x x x又222222212133,33b y x b y x =+=+又,代入①得 .122=+μλ 故22μλ+为定值,定值为1.例4 设21,F F 是椭圆134:22=+y x C 的左右焦点,B A ,分别为左顶点和上顶点,过右焦点2F 的直线l 交椭圆C 于N M ,两点,直线AN AM ,分别与已知直线4=x 交于点Q P ,,试探究以PQ 为直径的圆与直线l 的位置关系.高二数学作业〔13〕1.过双曲线22143x y -=左焦点1F 的直线交曲线的左支于M N ,两点,2F 为其右焦点,则22MF NF MN +-的值为______.82.AB 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>中不平行于对称轴的一条弦,M 是AB 的中点,O 是椭圆的中心,OM AB k k ⋅=______ 22ab -3.在椭圆2212x y +=上,对不同于顶点的任意三个点,,M A B ,存在锐角θ,使OB OA OM θθsin cos +=.则直线OA 与OB 的斜率之积为 . 12-4.如图,AB 是平面α的斜线段...,A 为斜足,假设点P 在平面α内运动,使得ABP △的面积为定值,则动点P 的轨迹是 椭圆5.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线12:221=-y x C .椭圆14:222=+y x C . 假设M 、N 分别是1C 、2C 上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值.解:当直线ON 垂直于x 轴时,|ON|=1,|OM|=22,则O 到直线MN 的距离为33.当直线ON 不垂直于x 轴时,设直线ON 的方程为kx y =〔显然22||>k 〕,则直线OM 的方程为x y k1-=.由⎩⎨⎧=+=1422y x kxy ,得⎪⎩⎪⎨⎧==++22242412k k k y x ,所以22412||k kON ++=.同理121222||-+=k k OM .设O 到直线MN 的距离为d ,因为22222||||)|||(|ON OM d ON OM =+,所以3133||1||1122222==+=++k k ON OM d ,即d=33.综上,O 到直线MN 的距离是定值.A B P α〔第4题〕6.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :22143x y +=假设点A ,B 分别是椭圆E 的左、右顶点,直线l 经过点B 且垂直于x 轴,点P 是椭圆上异于A ,B 的任意一点,直线AP 交l 于点.M 设过点M 垂直于PB 的直线为m .求证:直线m 过定点,并求出定点的坐标.证明:直线BP 的斜率为1212y k x =-,直线m 的斜率为112m x k y -=,则直线m 的方程为1012(2)x y y x y --=-, 111101111222(2)4(2)2x x x y y x y x y y y x ---=-+=-++ 2211111122(4)4(2)x x y x y x y --+=++2211111122(4)123(2)x x x x y x y --+-=++=111122x x x y y --+=112(1)x x y -+,所以直线m 过定点(1,0)-.7.已知椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的离心率为22,且过点)21,22(P ,记椭圆的左顶点为.A 〔1〕求椭圆的方程;〔2〕设垂直于y 轴的直线l 交椭圆于B ,C 两点,试求ABC ∆面积的最大值;〔3〕过点A 作两条斜率分别为1k ,2k 的直线交椭圆于D ,E 两点,且221=k k ,求证:直线DE 恒过一个定点.高二数学教学案〔13〕例1 已知椭圆)1(1222>=+a y ax 的上顶点为M 〔0,1〕,过M 的两条动弦MA 、MB 满足MA ⊥MB 。
解析几何中的定点、定值问题(含答案)
解析几何中的定点和定值问题【教学目标】学会合理选择参数(坐标、斜率等)表示动态图形中的几何对象,探究、证明其不变性质(定点、定值等),体会“设而不求”、“整体代换”在简化运算中的作用.【教学难、重点】解题思路的优化. 【教学方法】讨论式 【教学过程】 一、基础练习1、过直线4x =上动点P 作圆224O x y +=:的切线PA PB 、,则两切点所在直线AB 恒过一定点.此定点的坐标为_________. 【答案】(1,0)【解析】设动点坐标为(4,t P ),则以OP 直径的圆C 方程为:(4)()0x x y y t -+-= ,?故AB 是两圆的公共弦,其方程为44x ty +=.注:部分优秀学生可由200x x y y r += 公式直接得出. 令4400x y -=⎧⎨=⎩得定点(1,0).2、已知PQ 是过椭圆22:21C x y +=中心的任一弦,A 是椭圆C 上异于P Q 、的任意一点.若AP AQ 、 分别有斜率12k k 、 ,则12k k ⋅=______________.【答案】-2【解析】设00(,),(,)P x y A x y ,则(,)Q x y --220001222000y y y y y y k k x x x x x x -+-⋅=⋅=-+-,又由A 、P 均在椭圆上,故有:2200222121x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,两式相减得2222002()()0x x y y -+-= ,220122202y y k k x x-⋅==-- 3,过右焦点F 作不垂直于x 轴的直线交椭圆于A 、B 两点, ¥AB 的垂直平分线交x 轴于N ,则_______.1=24e【解析】设直线AB 斜率为k ,则直线方程为()3y k x =-,与椭圆方程联立消去y 整理可得()22223424361080k x k x k +-+-=,则221212222436108,3434k k x x x x k k -+==++, 所以1221834ky y k-+=+, 则AB 中点为222129,3434k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭. 所以AB 中垂线方程为22291123434k k y x k k k ⎛⎫+=-- ⎪++⎝⎭, 令0y =,则22334k x k =+,即223,034k N k ⎛⎫ ⎪+⎝⎭, }所以222239(1)33434k k NF k k+=-=++.()2236134k AB k+==+,所以14NF AB =.F A ,是其左顶点和左焦点,P 是圆222b y x =+上的动点,若PAPF=常数,则此椭圆的离心率是【答案】e =215- 【解析】 因为PAPF=常数,所以当点P 分别在(±b ,0)时比值相等,2b ac =, 又因为222b ac =-,:所以220a c ac --=同除以a 2可得e 2+e -1=0,解得离心率e =215-. 二、典例讨论 例1、如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C : 22142x y +=的左顶点为A ,过原点O 的直线(与坐标轴不重合)与椭圆C 交于P ,Q 两点,直线PA ,QA 分别与y 轴交于M ,N 两点. 试问以MN 为直径的圆是否经过定点(与直线PQ 的斜率无关)请证明你的结论.分析一:设PQ 的方程为y kx =,设点()00,P x y (00x >),则点()00,Q x y --.《联立方程组22,24y kx x y =⎧⎨+=⎩消去y 得22412x k =+.所以0x,则0y =.所以直线AP的方程为)2y x =+.从而M ⎛⎫ ⎝同理可得点N ⎛⎫ ⎝. 所以以MN为直径的圆的方程为2(0x y y ++=整理得:2220x y y +--=由22200x y y ⎧+-=⎨=⎩,可得定点(0)F 分析二:设P (x 0,y 0),则Q (﹣x 0,﹣y 0),代入椭圆方程可得220024x y +=.由直线PA 方程为:00(2)2y y x x =++,可得0020,2y M x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,同理由直线QA 方程可得0020,2y N x ⎛⎫⎪-⎝⎭,可得以MN 为直径的圆为2000022022y y x y y x x ⎛⎫⎛⎫+-⋅-= ⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭,整理得:2220020002240224y y y x y y x x x ⎛⎫+-++= ⎪+--⎝⎭~由于220042x y -=-,代入整理即可得2200204204x y x y y x ⎛⎫+--= ⎪-⎝⎭此圆过定点(0)F . 分析三: 易证:2212AP AQb k k a =-=-,故可设直线AP 斜率为k ,则直线AQ 斜率为12k-. 直线AP 方程为(2)y k x =+,从而得(0,2)M k ,以12k -代k 得10,N k ⎛⎫- ⎪⎝⎭故知以MN 为直径的圆的方程为21(2)()0x y k y k+-+= 整理得:2212(2)0x y k y k+-+-=由22200x y y ⎧+-=⎨=⎩,可得定点(0)F . 分析四、、设(0,),(0,)M m N n ,则以MN 为直径的圆的方程为2()()0x y m y n +--=即22()0x y m n y mn +-++= 再由221=2AP AQAM AN b k k k k a =-=-得2mn =-,下略例2、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (1) 求椭圆C 的方程;(2) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过点(1,0)E ,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值证明你的结论.解析:(1)由题意:222222111a e e b a b ⎧=⎧=⎪⎪⇒⎨⎨+=⎪⎪=⎩⎩~所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (2) 设AB 方程为(1)y k x =-,11(,)A x y ,22(,)B x y ,则MN 方程为y kx =-又设33(,)M x kx -,33(,)N x kx -1323132313231323(1)(1)AM BN y kx y kx k x kx k x kx k k x x x x x x x x +--+--+=+=+-+-+则整理得:[]132323131323(1)()(1)()()()AM BN k x x x x x x x x k k x x x x +-++---+=-+212312132322()()()AM BN k x x x x x k k x x x x ⎡⎤+-+⎣⎦+=-+ ①由22(1)44y k x x y =-⎧⎨+=⎩消元整理得:2222(41)8440k x k x k +-+-=, 所以22121222844,4141k k x x x x k k -+==++ ②又由2244y kxx y =-⎧⎨+=⎩消元整理得: $22(41)4k x +=,所以232441x k =+ ③将②、③代入①式得:0AM BN k k +=.例2(变式)、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (3) 求椭圆C 的方程;(4) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过定点(,0),(22)E m m -<<,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值证明你的结论.解析:(3)由题意:22222111a e e b a b ⎧=⎧=⎪⎪⇒⎨⎨+=⎪⎪=⎩⎩所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (4) :(5)设AB 方程为()y k x m =-,11(,)A x y ,22(,)B x y , 则MN 方程为y kx =-又设33(,)M x kx -,33(,)N x kx -1323132313231323()()AM BN y kx y kx k k x x x x k x m kx k x m kx x x x x +-+=+-+-+--=+-+则整理得:[]132323131323()()()()()()AM BN k x x m x x x x m x x k k x x x x +-++---+=-+212312132322()()()AM BN k x x x m x x k k x x x x ⎡⎤+-+⎣⎦+=-+ ①由22()44y k x m x y =-⎧⎨+=⎩消元整理得:22222(41)8440k x k mx k m +-+-=, 所以222121222844,4141k m k m x x x x k k -+==++ ②又由2244y kxx y =-⎧⎨+=⎩消元整理得: 22(41)4k x +=,所以232441x k =+ ③]将②、③代入①式得:0AM BN k k +=.三、课外作业1、已知椭圆22+142x y =,A 、B 是其左、右顶点,动点M 满足MB ⊥AB ,连结AM 交椭圆于点P ,在x 轴上有异于点A 、B 的定点Q ,以MP 为直径的圆经过直线BP 、MQ 的交点,则点Q 的坐标为____________.【答案】(0,0) 【解析】试题分析:设(2,),M t 则:(2)4tAM y x =+,与椭圆方程联立消y 得2222(8)44320t x t x t +++-=,所以221628P tx t -=+,288Pt y t =+,因此22282816228BP tt k t tt +==---+,即1BP OM k k =-,点Q 的坐标为O (0,0)2、已知PA 、右顶点B 的任意一点,记直线PA ,PB 的斜率分别为1212,,k k k k ⋅则的值为 . 【答案】13-|【解析】设(,)P x y ,因为P 在椭圆上,所以3、已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率e =12,A,B 是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,直线PA,PB 的倾斜角分别为,αβ,则cos()cos()αβαβ+-= .【答案】7 【解析】试题分析:因为A,B 是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,22PA PBb k k a ∴⋅=-2222211132244c a b b e a a a -=∴=∴=∴=,2234PA PBb k k a ∴⋅=-=-,31cos()cos cos sin sin 1tan tan 473cos()cos cos sin sin 1tan tan 14αβαβαβαβαβαβαβαβ++--====-++- #4、如图所示,已知椭圆C C 上任取不同两点A ,B ,点A 关于x 轴的对称点为'A ,当A ,B 变化时,如果直线AB 经过x 轴上的定点T (1,0),则直线'A B 经过x 轴上的定点为________.【答案】(4,0)【解析】设直线AB 的方程为x =my +1,由22141x y x my ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得(my +1)2+4y 2=4,即(m 2+4)y 2+2my-3=0.记A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ′(x 1,-y 1),且y 1+y 2=-224m m +,y 1y 2=-234m +, 当m ≠0时,经过点A′(x 1,-y 1),B(x 2,y 2)的直线方程为121y y y y ++=121x x x x --.令y =0,得x =2121x x y y -+y 1+x 1=2121my my y y -+y 1+my 1+1=2212112121my y my my y my y y -++++1=12212my y y y ++1=2232424m m m m ⋅+-+-+1=4,所以y =0时,x =4.当m =0时,直线AB 的方程为x =1,此时A′,B 重合,经过A′,B 的直线有无数条,当然可以有一条经过点(4,0)的直线.当直线AB 为x 轴时,直线A ′B 就是直线AB ,即x 轴,这条直线也经过点(4,0).综上所述,当点A ,B 变化时,直线A ′B 经过x 轴上的定点(4,0).5、 的右焦点2F 的直线交椭圆于于,M N 两点,令*【解析】试题分析:不失一般性,不妨取MN 垂直x 轴的情况,此时MN :x=1,联立221431x y x ⎧+=⎪⎨⎪=⎩,得M (1,32),N (1,-32),∴m=n=32,∴34mn m n =+6、已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,左顶点为A ,左焦点为()120F -,,点(B 在椭圆C 上,直线()0y kx k =≠与椭圆C 交于E ,F 两点,直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N .(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)以MN 为直径的圆是否经过定点若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.解析:(Ⅰ)解法一:设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,因为椭圆的左焦点为()120F -,,所以224a b -=. 设椭圆的右焦点为()220F ,,已知点(2B 在椭圆C 上,—由椭圆的定义知122BF BF a +=,所以2a ==.所以a =2b =.所以椭圆C 的方程为22184x y +=. 解法二:设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,因为椭圆的左焦点为()120F -,,所以224a b -=. ①因为点(2B 在椭圆C 上,所以22421a b+=. ②由①②解得,a =2b =.所以椭圆C 的方程为22184x y +=. (Ⅱ)解法一:因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A的坐标为()-.]因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F , 设点()00,E x y (不妨设00x >),则点()00,F x y --.联立方程组22,184y kx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得22812x k =+.所以0x =,则0y =.所以直线AE的方程为y x =+.因为直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N ,令0x =得y =,即点M ⎛⎫ ⎝.同理可得点N ⎛⎫ ⎝.所以MN ==.设MN 的中点为P ,则点P 的坐标为0,P k ⎛- ⎝⎭.【则以MN 为直径的圆的方程为22x y k ⎛++= ⎝⎭2,即224x y y k++=.令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.解法二:因为椭圆C 的左端点为A ,则点A的坐标为()-.因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F , 设点00(,)E x y ,则点00(,)F x y --.所以直线AE的方程为y x =+.因为直线AE 与y 轴交于点M ,令0x =得y =M ⎛⎫⎝. ;同理可得点N ⎛⎫⎝.所以020168yMN x ==-.因为点00(,)E x y 在椭圆C 上,所以2200184x y +=. 所以08MN y =. 设MN 的中点为P ,则点P的坐标为000,P y ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭. 则以MN为直径的圆的方程为2200x y y ⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭2016y .即22+x y y y +=4. 令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.解法三:因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A 的坐标为()-.】因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F ,设点(),2sin E θθ(0θ<<π),则点(),2sin F θθ--.所以直线AE 的方程为y x =+.因为直线AE 与y 轴交于点M ,令0x =得2sin cos 1y θθ=+,即点2sin 0,cos 1M θθ⎛⎫⎪+⎝⎭.同理可得点2sin 0,cos 1N θθ⎛⎫⎪-⎝⎭.所以2sin 2sin 4cos 1cos 1sin MN θθθθθ=-=+-.设MN 的中点为P ,则点P 的坐标为2cos 0,sin P θθ⎛⎫-⎪⎝⎭. 则以MN 为直径的圆的方程为222cos sin x y θθ⎛⎫++= ⎪⎝⎭24sin θ, 即224cos 4sin x y y θθ++=. %令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.7、已知椭圆C: 2222x y a b+=1(a >0,b >0,点A (1在椭圆C 上.(I)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,判断是否存在以原点O 为圆心的圆,满 足此圆与l 相交于两点P 1,P 2(两点均不在坐标轴上),且使得直线OP 1,OP 2的斜率之 积为定值若存在,求此圆的方程;若不存在,说明理由.(Ⅰ)解:由题意,得c a =,222a b c =+,又因为点A 在椭圆C 上,所以221314ab+=, 解得2a =,1b =,c ,~所以椭圆C 的方程为1422=+y x .(Ⅱ)结论:存在符合条件的圆,且此圆的方程为225x y +=.证明如下:假设存在符合条件的圆,并设此圆的方程为222(0)x y r r +=>.当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为m kx y +=.由方程组22,1,4y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 得0448)14(222=-+++m kmx x k , 因为直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,所以2221(8)4(41)(44)0km k m ∆=-+-=,即2241m k =+.由方程组222,,y kx m x y r =+⎧⎨+=⎩ 得2222(1)20k x kmx m r +++-=, 则22222(2)4(1)()0km k m r ∆=-+->.设111(,)P x y ,222(,)P x y ,则12221kmx x k -+=+,2y x b =-+, 设直线1OP ,2OP的斜率分别为1k ,2k , 所以221212121212121212()()()y y kx m kx m k x x km x x m k k x x x x x x +++++===222222222222222111m r km k km m m r k k k m r m r k --⋅+⋅+-++==--+,将2241m k =+代入上式,得221222(4)14(1)r k k k k r -+⋅=+-.要使得12k k 为定值,则224141r r -=-,即25r =,验证符合题意. 所以当圆的方程为225x y +=时,圆与l 的交点12,P P 满足12k k 为定值14-. 当直线l 的斜率不存在时,由题意知l 的方程为2x =±, 此时,圆225x y +=与l 的交点12,P P 也满足1214k k =-. 8、已知椭圆C 1:22221(0)y x a b a b+=>>,且过定点M (1).(1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线l :1()3y kx k =-∈R 与椭圆C 交于A 、B 两点,试问在y 轴上是否存在定点P ,使得以弦AB 为直径的圆恒过P 点若存在,求出P 点的坐标,若不存在,说明理由. (1)解:由已知222222252511142c e a a b c a b a b ⎧==⎪⎧=⎪⎪⎪+=⇒⎨⎨⎪⎪=+=⎩⎪⎪⎩∴椭圆C 的方程为2224155y x +=(2)解:由221324155y kx y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得:229(24)12430k x kx +--= ①设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1、x 2是方程①的两根 ∴12122212439(24)9(24)k x x x x k k +==-++,设P (0,p ),则1122()()PA x y p PB x y p =-=-,,, 22121212121212112()()()()333pPA PB x x y y p y y p x x kx kx pk x x p ⋅=+-++=+---+++2222(1845)3624399(24)p k p p k -++-=+若PA PB ⊥,则0PA PB ⋅=即222(1845)3624390p k p p -++-=对任意k ∈R 恒成立∴22184503624390p p p ⎧-=⎨+-=⎩此方程组无解,∴不存在定点满足条件。
高考数学解析几何中的定点定值定线问题
◆直线与圆锥曲线的定点、定值、定线问题一、定点问题定点问题,一般是直线系(或者曲线系)恒过定点的问题,这类问题一般解法是根据曲线的动因,先选择适当的参数,用参数表示出直线系(或者曲线系)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.例如:(1)直线系1y kx =+中,当k 变化时,恒过定点(0,1);(2)直线系2(1)y k x +=-中,当k 变化时,恒过定点(1,2)-;(3)已知直线1:40l x y +-=,2:270l x y +-=,则过1l ,2l 交点的直线可以设为(4)(27)0x y m x y +-++-=,即(21)(1)7m x m y m +++--=.直线系(21)(1)740m x m y m +++--=恒过1l ,2l 的交点.1.如图,等边三角形OAB的边长为且其三个顶点均在抛物线上.(1)求抛物线E 的方程;(2)设动直线l 与抛物线E 相切于点P ,与直线1y =-相交于点Q .证明:以PQ 为直径的圆恒过y 轴上某定点.2.一条直线l 与抛物线22y px =(0p >)交于A 、B 两点,OA OB ⊥(O 为坐标原点).求证直线l 恒过定点,并求出定点的坐标.3.222122221223231311(0)45|PF |=3|MN|=4.(1)C a b C xC C C y C C yx yab+=>>=已知椭圆:的右焦点F 与抛物线:的焦点重合,椭圆与抛物线在第一象限的交点为P ,,圆C 的圆心T 是抛物线上的动点,圆C 与轴交于M,N 两点,且求椭圆的方程。
(2)证明:无论点T 运动到何处,圆C 恒经过椭圆上一点二、定值问题定值问题的主要处理方法是函数方法,首先,选择适当的量为变量,然后把证明为定值的量表示为上述变量的函数(可能含多元),最后把得到的函数解析式化简,消去变量得到定值.消去变量的过程中,经常要用到点在曲线上进行坐标代换消元.有时先从特殊情形入手,求出定值,再对一般情形进行证明,这样可使问题的方向更加明确.另外关注图形的几何性质可简化计算.例如(1)椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为定值;(2)双曲线上任意一点到两个焦点的距离之差的绝对值为定值;(3)抛物线上任意一点到焦点的距离与到准线的距离的比等于 1.(4)过抛物线22y px =(0p >)的焦点F 作直线与抛物线交于A 、B 两点,则A 、B 两点的横坐标之积为定值4221p x x =,纵坐标之积为定值y 1y 2=-p 2.;11AF BF +为定值2p . 【顺便记住)(21x x p AB ++== 2p sin 2θ.】4.已知椭圆2214y x +=的左,右两个顶点分别为A 、B .曲线C 是以A 、B 双曲线.设点P 在第一象限且在曲线C 上,直线AP 与椭圆相交于另一点T .(1)求曲线C 的方程;(2)设P 、T 两点的横坐标分别为1x 、2x ,求证:12x x ⋅为定值,并求出此定值.5.设000(,)A x y 是曲线2:4C x y =上的一个定点,过点0A 任意作两条倾斜角互补的直线,分别与曲线C 相交于另外两点P 、Q .证明:直线PQ 的斜率为定值.三.定直线(轨迹)问题证明动点在某一直线上(或某轨迹上)的问题,可以转化为求动点的轨迹问题,基本的方法有直接法和消参法。
解析几何复习专题六 定点定值问题
专题六 定点、定值问题知识点一、直线和曲线过定点直线或曲线方程中一定含有参数,既然过定点,那么这个方程就要对参数取任意值均成立。
所以把方程一端化为0,分离参数,化成λλ(,0),(),(=+y x g y x f 为参数)⎩⎨⎧==⇒0),(0),(y x g y x f ,解这个方程组,这个方程组的解所确定点就是直线或曲线所经过的定点。
注意:(1)面对复杂问题时,可从特殊情况入手确定定点(定直线)然后证明即先猜后证;(2)遇到含有参数方程时,清楚方程为哪一类曲线(直线),从而观察曲线是否过定点,尤其含参方法(1(2例13。
(1线MA例2(145=,例3、椭圆方程为:13422=+y x ,其短轴端点为M 、N ,直线l 过点P (0,1)交椭圆于A 、B 两点(异于点M 、N )证明直线AM 与直线BN 的交点的纵坐标为定值。
练习1、椭圆方程为:13422=+y x ,其长轴端点为M 、N ,直线l 过右焦点交椭圆于A 、B 两点(异于点M 、N )证明直线AM 与直线BN 的交点的轨迹为定直线.1:1-y x l (1例4(1)点P (2)点2倍,例5、椭圆方程为:13422=+y x ,过右焦点F 的直线21,l l 分别交椭圆于A 、B 和C 、D ,且21l l ⊥,证明:过AB 和CD 中点的直线过定点。
归纳:椭圆:)0(12222>>=+b a by a x , ①过右焦点F 的直线21,l l 分别交椭圆于A 、B 和C 、D ,且21l l ⊥,则过AB 和CD 中点的直线过定点)0,(222ba c a +。
②过点M ()0,m 的直线21,l l 分别交椭圆于A 、B 和C 、D ,且21l l ⊥,则过AB 和CD 中点的直线过定点,m (222b a a +例6,证明:直线AB例7m 交例8,,21k k (1)求证:4121-=⋅k k ;(2)试探求⊿OPQ 的面积S 是否为定值,并说明理由。
【高考数学】高考解析几何解答题题型分析及解答策略(学生).doc
高考解析几何解答题题型分析及解答策略。
©归纳・・1.定点问题(1)解析几何中直线过定点或曲线过定点问题是指不论直线或曲线中的参数如何变化,直线或曲线都经过某一个定点.(2)定点问题是在变化中所表现出来的不变的点,那么就可以用变量表示问题中的直线方程、数量积、比例关系等,这些直线方程、数量积、比例关系不受变量所影响的某个点,就是要求的定点.2.定值问题解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不随参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.3.最值问题圆锥曲线中的最值问题类型较多,解法灵活多变,但总体上主要有两种方法:一是利用几何方法, 即利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理、性质等进行求解;二是利用代数方法,即把要求最值的几何量或代数表达式表示为某个(些)参数的函数,然后利用函数方法、不等式方法等进行求解.4.圆锥曲线中的范围问题(1)解决这类问题的基本思想是建立目标函数和不等关系.(2)建立目标函数的关键是选用一个合适的变量,其原则是这个变量能够表达要解决的问题;建立不等关系的关键是运用圆锥曲线的几何特征、判别式法或基本不等式等灵活处理.5.圆锥曲线中的存在性问题(1)所谓存在性问题,就是判断满足某个(某些)条件的点、直线、曲线(或参数)等几何元素是否存在的问题.(2)这类问题通常以开放性的设问方式给出,若存在符合条件的几何元素或参数值,就求出这些几何元素或参数值;若不存在,则要求说明理由.6.圆锥曲线中的证明问题圆锥曲线中的证明问题,主要有两类:一类是证明点、直线、曲线等几何元素中的位置关系,如:某点在某直线上、某直线经过某个点、某两条直线平行或垂直等;另一类是证明直线与圆锥曲线中的一些数量关系(相等或不等).7.圆锥曲线与三角、向量的交汇问题8.圆锥曲线与数列、不等式的交汇问题9.圆锥曲线与函数、导数的交汇问题.(1)求椭圆E的方程;(2)过椭圆E的左顶点A作两条互相垂直的直线分别与椭圆E交.于(不同于点A的)M, N两点,试判断直线与x轴的交点是否为定点,若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.[例2].已知椭圆C:务+相=1(泓>0)的离心率e=斗,左、右焦点分别为Fi,F2,点F(2, 茶),点%在线段PF1的中垂线上.(1)求椭圆。
解析几何中的定值与定点问题-玩转压轴题(解析版)
专题5.4 解析几何中的定值与定点问题一.方法综述解析几何中的定值与定点问题近年高考中的热点问题,其解决思路下;(1)定值问题:解决这类问题时,要运用辩证的观点,在动点的“变”中寻求定值的“不变”性;一种思路是进行一般计算推理求出其结果,选定一个适合该题设的参变量,用题中已知量和参变量表示题中所涉及的定义,方程,几何性质,再用韦达定理,点差法等导出所求定值关系所需要的表达式,并将其代入定值关系式,化简整理求出结果;另一种思路是通过考查极端位置,探索出“定值”是多少,用特殊探索法(特殊值、特殊位置、特殊图形等)先确定出定值,从而找到解决问题的突破口,将该问题涉及的几何形式转化为代数形式或三角形式,证明该式是恒定的。
(2)定点问题:定点问题是动直线(或曲线)恒过某一定点的问题;一般方法是先将动直线(或曲线)用参数表示出来,再分析判断出其所过的定点.定点问题的难点是动直线(或曲线)的表示,一旦表示出来,其所过的定点就一目了然了.所以动直线(或曲线)中,参数的选择就至关重要.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。
二.解题策略类型一定值问题【例1】(2020•青浦区一模)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点作两条相互垂直的弦AB和CD,则+的值为()A.B.C.2p D.【答案】D【解析】抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为(),所以设经过焦点直线AB的方程为y=k(x﹣),所以,整理得,设点A(x1,y1),B(x2,y2),所以,所以,同理设经过焦点直线CD的方程为y=﹣(x﹣),所以,整理得,所以:|CD|=p+(p+2k2p),所以,则则+=.故选:D.【点评】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.【举一反三】1.(2020•华阴市模拟)已知F是抛物线y2=4x的焦点,过点F的直线与抛物线交于不同的两点A,D,与圆(x﹣1)2+y2=1交于不同的两点B,C(如图),则|AB|•|CD|的值是()A.2B.2C.1D.【答案】C【解析】设A(x1,y1),D(x2,y2),抛物线方程为y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=﹣1,圆(x﹣1)2+y2=1的圆心为F(1,0),圆心与焦点重合,半径为1,又由直线过抛物线的焦点F,则|AB|=x1+1﹣1=x1,|CD|=x2+1﹣1=x2,即有|AB|•|CD|=x1x2,设直线方程为x=my+1,代入抛物线方程y2=4x,可得y2﹣4my﹣4=0,则y1y2=﹣4,x1x2==1,故选:C.2.(2020温州高三月考)如图,P为椭圆上的一动点,过点P作椭圆的两条切线P A,PB,斜率分别为k1,k2.若k1•k2为定值,则λ=()A.B.C.D.【答案】C【解析】取P(a,0),设切线方程为:y=k(x﹣a),代入椭圆椭圆方程可得:(b2+a2k2)x2﹣2a3k2x+a4k2﹣a2b2λ=0,令△=4a6k4﹣4(b2+a2k2)(a4k2﹣a2b2λ)=0,化为:(a2﹣a2λ)k2=b2λ,∴k1•k2=,取P(0,b),设切线方程为:y=kx+b,代入椭圆椭圆方程可得:(b2+a2k2)x2﹣2kba2x+a2b2(1﹣λ)=0,令△=4k2b2a4﹣4(b2+a2k2)a2b2(1﹣λ)=0,化为:λa2k2=b2(1﹣λ),∴k1•k2=,又k1•k2为定值,∴=,解得λ=.故选:C.3.(2020•公安县高三模拟)已知椭圆的离心率为,三角形ABC的三个顶点都在椭圆上,设它的三条边AB、BC、AC的中点分别为D、E、F,且三条边所在直线的斜率分别为k1,k2,k3(k1k2k3≠0).若直线OD、OE、OF的斜率之和为﹣1(O为坐标原点),则=.【答案】2【解析】∵椭圆的离心率为,∴,则,得.又三角形ABC的三个顶点都在椭圆上,三条边AB、BC、AC的中点分别为D、E、F,三条边所在直线的斜率分别为k1、k2,k3,且k1、k2,k3均不为0.O为坐标原点,直线OD、OE、OF的斜率之和为﹣1,设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则,,两式作差得,,则,即,同理可得,.∴==﹣2×(﹣1)=2.类型二定点问题【例2】(2020•渝中区高三模拟)已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,A是抛物线C上异于坐标原点的任意一点,过点A的直线l交y轴的正半轴于点B,且A,B同在一个以F为圆心的圆上,另有直线l′∥l,且l′与抛物线C相切于点D,则直线AD经过的定点的坐标是()A.(0,1)B.(0,2)C.(1,0)D.(2,0)【答案】A【解析】设A(m,m2),B(0,n),∵抛物线C:x2=4y的焦点为F(0,1)又A,B同在一个以F为圆心的圆上,∴|BF|=|AF|∴n﹣1==m2+1∴n=m2+2∴直线l的斜率k==﹣∵直线l′∥l,∴直线l′的斜率为k,设点D(a,a2),∵y=x2,∴y′=x,∴k=a,∴a=﹣,∴a=﹣∴直线AD的斜率为===,∴直线AD的方程为y﹣m2=(x﹣m),整理可得y=x+1,故直线AD经过的定点的坐标是(0,1),故选:A.【点评】圆锥曲线中定点问题的两种解法(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关. 【举一反三】1.(2020·全国高考模拟(理))已知抛物线28x y =,过点(),4P b 作该抛物线的切线PA ,PB ,切点为A ,B ,若直线AB 恒过定点,则该定点为( )A .()4,0B .()3,2C .()0,4-D .()4,1【答案】C【解析】设A B ,的坐标为()11x y ,,()22x y ,28x y =,4x y '=, PA PB ,的方程为()1114x y y x x -=-,()2224xy y x x -=- 由22118x y =,22228x y =,可得114x y x y =-,224x y x y =-切线PA PB ,都过点()4P b ,1144x b y ∴=⨯-,2244xb y =⨯-, 故可知过A ,B 两点的直线方程为44bx y =-, 当0x =时,4y =∴直线AB 恒过定点()04-,,故选C2.(2020·重庆高考模拟(理))已知圆22:1C x y +=,点P 为直线142x y+=上一动点,过点P 向圆C 引两条切线,,,PA PB A B 为切点,则直线AB 经过定点.( )A .11,24⎛⎫⎪⎝⎭ B .11,42⎛⎫⎪⎝⎭ C.⎫⎪⎪⎝⎭D.⎛ ⎝⎭ 【答案】B【解析】设()42,,,P m m PA PB -是圆C 的切线,,,CA PA CB PB AB ∴⊥⊥∴是圆C 与以PC 为直径的两圆的公共弦,可得以PC 为直径的圆的方程为()()22222224m m x m y m ⎛⎫⎡⎤--+-=-+ ⎪⎣⎦⎝⎭, ① 又221x y += , ②①-②得():221AB m x my -+=, 可得11,42⎛⎫⎪⎝⎭满足上式,即AB 过定点11,42⎛⎫⎪⎝⎭,故选B. 3.(2020大理一模)已知椭圆221164x y +=的左顶点为A ,过A 作两条弦AM 、AN 分别交椭圆于M 、N 两点,直线AM 、AN 的斜率记为12,k k ,满足122k k ⋅=-,则直线MN 经过的定点为___________. 【答案】28,09T ⎛⎫-⎪⎝⎭【解析】 由()2221211141616414=+4M x y k x k y k x ⎧+=-⎪⇒=⎨+⎪⎩, 同理222122214164641416N k k x k k --==++. 121814M k y k =+,1211616Nk y k -=+, 取11k =,由对称性可知,直线MN 经过x 轴上的定点28,09T ⎛⎫-⎪⎝⎭.【归纳总结】在平面直角坐标系xOy 中,过椭圆()222210x y a b a b+=>>上一定点A 作两条弦AM 、AN 分别交椭圆于M 、N 两点,直线AM 、AN 的斜率记为12,k k ,当12k k ⋅为非零常数时,直线MN 经过定点.三.强化训练1.(2020·黑龙江高三模拟)直线l 与抛物线x y C 2:2=交于B A ,两点,O 为坐标原点,若直线OB OA ,的斜率1k ,2k 满足3221=k k ,则l 的横截距( ) A .为定值3- B .为定值3 C .为定值1- D .不是定值 【答案】A【解析】设直线l 的方程为y kx b =+,由题意得22y kx b y x=+⎧⎨=⎩,则得()222220k x kb x b +-+=; 设A ,B 两点的坐标为()11,A x y ,()22,B x y ,则得12222kb x x k-+=,2122b x x k =; 又因为3221=k k ,即121223y y x x =,所以()2222222121222221222222222223k x x kb x x b kb k b k k b k b k k b k k k k x x b b b b +++--+-=++=+=== ,则得3b k =,直线l 的方程为()33y kx b kx k k x =+=+=+; 当0y =时,3x =-,所以直线l 的横截距为定值3-.故选A.2.(2020·辽宁省朝阳市第二高级中学高二期中(文))如果直线7ax by +=(0a >,0b >) 和函数()1log m f x x =+(0m >,1m ≠)的图象恒过同一个定点,且该定点始终落在圆22(1)(1)25x b y a +-++-=的内部或圆上,那么ba的取值范围是( )A .3443⎡⎤⋅⎢⎥⎣⎦B .30,4⎛⎤ ⎥⎝⎦C .4,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .340,,43⎛⎤⎡⎫⋃+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭【答案】A【解析】根据指数函数的性质,可得函数()1log ,(0,1)m f x x m m >≠=+,恒过定点(1,1). 将点(1,1)代入7ax by +=,可得7a b +=.由于(1,1)始终落在所给圆的内部或圆上,所以2225a b +.又由227,25,a b a b +=⎧⎨+=⎩解得34a b =⎧⎨=⎩或43a b =⎧⎨=⎩,所以点(,)a b 在以(3,4)和(4,3)为端点的线段上运动, 当取点(3,4)时,43b a =,取点(4,3)时,34b a,所以b a 的取值范围是34,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦.3.(2020·全国高三模拟)过x 轴上的点(),0P a 的直线与抛物线28y x =交于,A B 两点,若2211||||AP BP +为定值,则实数a 的值为( )A.1B.2 C .3 D .4 【答案】D【解析】设直线AB 的方程为x my a =+,代入28y x =,得2880y my a --=, 设()()1122,,,A x y B x y ,则12128,8y y m y y a +=⋅=-.()()()2222222111111AP x a y my y m y =-+=+=+,同理,()22221BP m y =+,∴()21212222222221212211111111y y y y m y y m y y AP BP+-⎛⎫+=+= ⋅⎪++⎝⎭ ()()22222264284164114m a m am a a m -⨯-+=+⋅=+,∵2211||||AP BP +为定值, 是与m 无关的常数,∴4a =.故选D .4.(2020•越城区高三期末)已知A 、B 是抛物线y 2=4x 上异于原点O 的两点,则“•=0”是“直线AB 恒过定点(4,0)”的( ) A .充分非必要条件 B .充要条件C .必要非充分条件D .非充分非必要条件【答案】B【解析】根据题意,A 、B 是抛物线y 2=4x 上异于原点O 的两点,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 若“•=0”,则设直线AB 方程为x =my +b ,将直线AB 方程代入抛物线方程y 2=4x ,可得y 2﹣4my ﹣4b =0,则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=﹣4b , 若•=0,则•=x 1x 2+y 1y 2=()+y 1y 2=+y 1y 2=b 2﹣4b =0,解可得:b =4或b =0,又由b ≠0,则b =4,则直线AB 的方程为x =my +4,即my =x ﹣4,则直线AB 恒过定点(4,0), “•=0”是“直线AB 恒过定点(4,0)”的充分条件;反之:若直线AB 恒过定点(4,0),设直线AB 的方程为x =my +4,将直线AB 方程代入抛物线方程y 2=4x ,可得y 2﹣4my ﹣16=0,则有y 1y 2=﹣16, 此时•=x 1x 2+y 1y 2=()+y 1y 2=+y 1y 2=0,故“•=0”是“直线AB 恒过定点(4,0)”的必要条件;综合可得:“•=0”是“直线AB 恒过定点(4,0)”的充要条件;故选:B .5.(2020·湖北高考模拟)设12(,0),(,0)F c F c -是双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左右焦点,点P 是C 右支上异于顶点的任意一点,PQ 是12F PF ∠的角平分线,过点1F 作PQ 的垂线,垂足为Q ,O 为坐标原点,则||OQ 的长为( ) A .定值a B .定值bC .定值cD .不确定,随P 点位置变化而变化【答案】A【解析】依题意如图,延长F 1Q ,交PF 2于点T , ∵PQ 是∠F 1PF 2的角分线.TF 1是PQ 的垂线, ∴PQ 是TF 1的中垂线,∴|PF 1|=|PT |,∵P 为双曲线2222x y a b-=1上一点,∴|PF 1|﹣|PF 2|=2a , ∴|TF 2|=2a ,在三角形F 1F 2T 中,QO 是中位线, ∴|OQ |=a . 故选:A .6.(2020·浙江省杭州第二中学高三)设点(),P x y 是圆22:2210C x y x y ++-+=上任意一点,若212x y x y a -+++--为定值,则a 的值可能为( )A .3-B .4-C .5-D .6-【答案】D【解析】圆C 标准方程为22(1)(1)1x y ++-=,圆心为(1,1)C -,半径为1r =,直线:20l x y a --=2115a---=,35a =-当35a =-+C 在直线l 上方,20x y a --≤,当=--35a C 在直线l 下方,20x y a --≥,若212x y x y a -+++--为定值,则20x y a --≥,因此35a ≤-D 满足. 故选:D.7.(2020·湖北高考模拟(理))已知圆C : 224x y +=,点P 为直线290x y +-=上一动点,过点P 向圆C 引两条切线,PA PB , ,A B 为切点,则直线AB 经过定点( )A .48,99⎛⎫⎪⎝⎭ B .24,99⎛⎫⎪⎝⎭C .()2,0D .()9,0 【答案】A【解析】设()()()112200,,,,,,A x y B x y P x y 则1122:4;:4;PA x x y y PB x x y y +=+= 即101020204;4;x x y y x x y y +=+=因此A 、B 在直线004x x y y +=上,直线AB 方程为004x x y y +=, 又00290x y +-=,所以()()0009242940y x y y y y x x -+=⇒-+-= 即8420,940,99y x x y x -=-=⇒==,直线AB 经过定点48,99⎛⎫⎪⎝⎭,选A. 8.(2020·全国高三期末(理))已知圆O :2214x y +=,直线l :y =kx +b (k ≠0),l 和圆O 交于E ,F 两点,以Ox 为始边,逆时针旋转到OE ,OF 为终边的最小正角分别为α,β,给出如下3个命题: ①当k 为常数,b 为变数时,sin (α+β)是定值; ②当k 为变数,b 为变数时,sin (α+β)是定值; ③当k 为变数,b 为常数时,sin (α+β)是定值. 其中正确命题的个数是( ) A .0 B .1C .2D .3【答案】B【解析】设点11()E x y ,,22()F x y ,,由三角函数的定义得111cos 21sin 2x y αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,,221cos 21sin 2x y ββ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,, 将直线EF 的方程与的方程联立2214y kx b x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,, 得2221(1)204k x kbx b +++-=, 由韦达定理得122212221141kb x x k b x x k ⎧+=-⎪+⎪⎨-⎪=⎪+⎩,,所以2112sin()sin cos cos sin 44x y x y αβαβαβ+=+=+=222112121222188244()4()84()11k b kb k x kx b x kx b kx x b x x k k ⎛⎫-- ⎪⎝⎭+++=++==-++,因此,当k 是常数时,sin()αβ+是常数,故选B (特值法可秒杀)9.(2020·浙江高三期末)斜率为k 的直线l 过抛物线22(0)y px p =>焦点F ,交抛物线于,A B 两点,点00(,)P x y 为AB 中点,作OQ AB ⊥,垂足为Q ,则下列结论中不正确的是( )A .0ky 为定值B .OA OB ⋅为定值C .点P 的轨迹为圆的一部分D .点Q 的轨迹是圆的一部分【答案】C【解析】设抛物线22(0)y px p =>上,A B 两点坐标分别为()()1122,,,A x y B x y ,则2211222,2,y px y px ==两式做差得,121212()()2()y y y y p x x +-=-,整理得1201212022,,2.y y p pk ky p x x y y y -=∴=∴=-+为定值,所以A 正确.因为焦点(,0)2p F ,所以直线AB 方程为()2p y k x =-.由2()22p y k x y px⎧=-⎪⎨⎪=⎩得2222244(2)0k x p k x p k -++=,则22121222(2),,4p k p x x x x k ++== 222212121212()()[()]2224p p p p y y k x x k x x x x p =--=-++=-.2121234OA OB x x y y p ∴⋅=+=-为定值.故B 正确. ,OQ AB ⊥∴点Q 的轨迹是以OF 为直径的圆的一部分,故D 正确.本题选择C 选项.10.(2020·安徽高三月考(理))已知抛物线2:8C y x =,圆22:(2)4F x y -+=,直线:(2)(0)l y k x k =-≠自上而下顺次与上述两曲线交于1234,,,M M M M 四点,则下列各式结果为定值的是( ) A .1324M M M M ⋅ B .14FM FM ⋅ C .1234M M M M ⋅ D .112FM M M ⋅【答案】C 【解析】由()228y k x y x⎧=-⎨=⎩消去y 整理得2222(48)40(0)k x k x k k -++=≠,设111422(,),(,)M x y M x y ,则21212248,4k x x x x k++==. 过点14,M M 分别作直线:2l x '=-的垂线,垂足分别为,A B , 则11422,2M F x M F x =+=+.对于A ,13241412(2)(2)(4)(4)M M M M M F M F x x ⋅=++=++12124()16x x x x =+++,不为定值,故A 不正确.对于B ,14121212(2)(2)2()4FM FM x x x x x x ⋅=++=+++,不为定值,故B 不正确. 对于C ,12341412(2)(2)4M M M M M F M F x x ⋅=--==,为定值,故C 正确.对于D ,1121111(2)(2)FM M M M F M F x x ⋅=⋅-=+,不为定值,故D 不正确.选C .11.(2020·南昌县莲塘第一中学高三月考(理))在平面直角坐标系中,两点()()111222,,,P x y P x y 间的“L -距离”定义为121212|||||.PP x x y y =-+-‖则平面内与x 轴上两个不同的定点12,F F 的“L -距离”之和等于定值(大于12|F F )的点的轨迹可以是( )A .B .C .D .【答案】A【解析】设12(,0),(,0)F c F c -,再设动点(,)M x y ,动点到定点12,F F 的“L距离”之和等于(20)m m c >>,由题意可得:x c y x c y m ++-++=,即2x c x c y m -+++=, 当,0x c y <-≥时,方程化为220x y m -+=; 当,0x c y <-<时,方程化为220x y m ++=;当,0c x c y -≤<≥时,方程化为2my c =-; 当,0c x c y -≤<<时,方程化为2my c =-;当,0x c y ≥≥时,方程化为220x y m +-=; 当,0x c y ≥<时,方程化为220x y m --=;结合题目中给出四个选项可知,选项A 中的图象符合要求,故选A . 12.(2020·东北育才学校高三月考(理))有如下3个命题;①双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>上任意一点P 到两条渐近线的距离乘积是定值;②双曲线2222222211(0,0)x y x y a b a b b a-=-=>>与的离心率分别是12e e 、,则22122212e e e e +是定值;③过抛物线22(0)x py p =>的顶点任作两条互相垂直的直线与抛物线的交点分别是A B 、,则直线AB 过定点;其中正确的命题有( ) A .3个 B .2个C .1个D .0个【答案】A【解析】①双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上任意一点P ,设为(m ,n ),两条渐近线方程为y=±ba x=222222b m a n a b -+, 由b 2m 2﹣a 2n 2=a 2b 2,可得两个距离乘积是定值2222a b a b+; ②双曲线2222x y a b -=1与22221x y b a -=(a >0,b >0)的离心率分别是e 1,e 2,即有e 12=222a b a +,e 22=222a b b +,可得22122212e e e e +为定值1;③过抛物线x 2=2py (p >0)的顶点任作两条互相垂直的直线与抛物线的交点分别是A ,B ,可设A (s ,22s p),B (t ,22t p ),由OA ⊥OB 可得st+2224s t p=0,即有st=﹣4p 2, k AB =()222t s p t s --=2t s p +,可得直线AB 的方程为y ﹣22s p=2t s p +(x ﹣s ),即为y=2t s p +x+2p , 则直线AB 过定点(0,2p ).三个命题都正确.故选A .13.已知O 为坐标原点,点M 在双曲线22:C x y λ-=(λ为正常数)上,过点M 作双曲线C 的某一条渐近线的垂线,垂足为N ,则ON MN ⋅的值为( ) A .2λB .λC .2λD .无法确定【来源】四川省南充市2021届高三第三次模拟考试数学(文)试题 【答案】A【解析】设(,)M m n ,即有22m n λ-=,双曲线的渐近线为y x =±,可得MN =,由勾股定理可得ON ===,可得2222m n ON MN λ-⋅=== .故选:A .14.已知1F 、2F 是双曲线C :2214y x -=的左、右两个焦点,若双曲线在第一象限上存在一点P ,使得22()0OP OF F P +⋅=,O 为坐标原点,且12||||PF PF λ=,则λ的值为( ).A .13B .12C .2D .3【来源】河南省豫南九校2020-2021学年高三上学期期末联考理数试题 【答案】C 【解析】1a =,2b =,∴c =1(F,2F, 设点)P m ,∴2222()(1))1504m OP OFF P m m m +⋅=⋅=+-+=, ∴2165m =,m =,则P ±,14PF ===, ∴2122PF PF a =-=,∴12422PF PF λ===, 故选:C.15.已知1F ,2F 是双曲线221169x y -=的焦点,PQ 是过焦点1F 的弦,且PQ 的倾斜角为60︒,那么22||+-PF QF PQ 的值为A .16B .12C .8D .随α变化而变化【答案】A【解析】由双曲线方程221169x y -=知,28a =,双曲线的渐近线方程为34y x 直线PQ 的倾斜角为60︒,所以334PQ k =>,又直线PQ 过焦点1F ,如图 所以直线PQ 与双曲线的交点都在左支上.由双曲线的定义得,2128PF PF a -==…………(1),2128QF QF a -== (2)由(1)+(2)得2211()16PF QF QF PF +-+=,2216PF QF PQ ∴+-=. 故选:A16.已知椭圆()2221024x y b b+=<<,1F ,2F 分别为椭圆的左、右焦点,P 为椭圆上一点,()2,1M ,1MF 平分角12PF F ∠,则1MPF 与2MPF 的面积之和为( ) A .1B .32C .2D .3【来源】中学生标准学术能力诊断性测试2020-2021学年高三上学期1月测试理文数学(一卷)试题 【答案】C【解析】如图,椭圆()222210x y a b a b+=>>,1F ,2F 分别为椭圆的左、右焦点,P 为椭圆上一点,作一圆与线段F 1P ,F 1F 2的延长线都相切,并且与线段PF 2也相切,切点分别为D ,A ,B ,1111221122||||||||||||||||||||F D F A PF PD F F F A PF PB F F F A =⇔+=+⇔+=+, 12122212122||||||||||||||||||2||PF PB F B F F F A F B PF PF F F F A ⇔++=++⇔+=+,所以2||F A a c =-(c 为椭圆半焦距),从而点A 为椭圆长轴端点,即圆心M 的轨迹是直线x =a (除点A 外). 因点M (2,1)在12PF F ∠的平分线上,且椭圆右端点A (2,0),所以点M 是上述圆心轨迹上的点,即点M 到直线F 1P ,PF 2,F 1F 2的距离都相等,且均为1,1MPF 与2MPF 的面积之和为1212111||1||1(||||)2222PF PF PF PF ⋅⋅+⋅⋅=+=.故选:C17.已知椭圆2214x y +=的上顶点为,A B C 、为椭圆上异于A 的两点,且AB AC ⊥,则直线BC 过定点( ) A .(1,0) B .(3,0)C .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D .30,5⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】D【解析】设直线BC 的方程为x ky m =+,()()1122,,B x y C x y 、,则由2214x ky m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩整理得()2224240k y mky m +++-=, 所以212122224,44mk m y y y y k k --+==++, ()22222121212224244m mkx x k y y mk y y m k mk m k k --=+++=++++,因为()0,1A ,()()1122,1,1A x y B C x y A --==,,AB AC ⊥, 所以()()()1212121212111x x y y x x y y y y AB AC +-=-=++⋅-+22222222224242125304444m mk m mk k mk m km m k k k k k ---=+++++=+-=++++解得m k =-或35m k =, 当m k =-时,直线BC 的方程为()1x ky k k y =-=-,直线过()0,1点而()0,1A ,而,A B C 、不在同一直线上,不合题意; 当35m k =时,直线BC 的方程为3355x ky k k y ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,直线过30,5⎛⎫- ⎪⎝⎭,符合题意.故选:D.18.已知椭圆221124y x +=,圆22:4O x y +=,过椭圆上任一与顶点不重合的点G 引圆的两条切线,切点分别为,P Q ,直线PQ 与x 轴,y 轴分别交于点,M N ,则2231OMON+=( )A .54B .45C .43D .34【来源】安徽省宣城市第二中学2020-2021学年高三下学期第一次月考理科数学试题 【答案】D【解析】设112233(,),(,),(,)P x y Q x y G x y ,则切线GP 的方程为114x x y y +=,切线GQ 的方程为224x x y y +=, 因为点G 在切线,GP GQ 上,所以13134x x y y +=,23234x x y y +=,所以直线PQ 的方程为334x x y y +=, 所以3344(,0),(0,)M N x y , 因为点33(,)G x y 在椭圆221124y x +=上,所以2233312x y +=,所以22223333223311123(3)161616164x y x y OM ON+=+=+==, 故选:D19.已知椭圆22:142x y C +=的左右顶点分别为,A B ,过x 轴上点(4,0)M -作一直线PQ 与椭圆交于,P Q 两点(异于,A B ),若直线AP 和BQ 的交点为N ,记直线MN 和AP 的斜率分别为12,k k ,则12:k k =( ) A .13B .3C .12D .2【来源】湖北省“大课改、大数据、大测评”2020-2021学年高三上学期联合测评数学试题 【答案】A【解析】设(),N x y ,()11,P x y ,()22,Q x y ,设直线PQ 的方程:4x my =-由,,P N A 和,,Q N B 三点共线可知11222222y y x x y y x x ⎧=⎪++⎪⎨⎪=⎪--⎩ , 解得:()()()()()()()()1221122112211221222226222262y x y x y my y my x y x y x y my y my -++-+-==--++--+-1212122623my y y y x y y --∴=-,12121226643my y y y x y y +-+=-,(*)联立224142x my x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩ ,得()2228120m y my +-+=,22226448(2)16(6)0,6m m m m ∆=-+=->>,12121212228123,,()222m y y y y my y y y m m +==∴=+++, 代入(*)得121293433y y x y y -+==-,14y k x =+,22y k x =+ ,122211443k x k x x +∴==-=++.故选:A20.(2020·北京市第二中学分校高三(理))抛物线24y x =上两个不同的点A ,B ,满足OA OB ⊥,则直线AB 一定过定点,此定点坐标为__________. 【答案】(4,0).【解析】设直线l 的方程为x ty b =+代入抛物线24y x =,消去x 得2440y ty b --=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则124y y t +=,124y y b =-,∴()()()221212121212OA OB ty b ty b y y t y y bt y y b y y ⋅=+++=++++222444bt bt b b =-++- 24b b =-=0,∴0b =(舍去)或4b =, 故直线l 过定点()4,0.21.(2020·江苏扬州中学高三月考)已知点(2,0),(4,0)A B -,圆,16)()4(:22=+++b y x C 点P 是圆C 上任意一点,若PAPB为定值,则b =________.【答案】0【解析】设(,)P x y ,PAk PB =k =, 整理得222222(1)(1)(48)4160k x k y k x k -+-+++-=, 又P 是圆C 上的任意一点,故1k ≠,圆C 的一般方程为222820x y x by b ++++=,因此20b =,22222484168,11k k b k k+-==--,解得0b =. 22.(2020·江苏海安高级中学高三)在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 为x 轴正半轴上的两个动点,P (异于原点O )为y 轴上的一个定点.若以AB 为直径的圆与圆x 2+(y -2)2=1相外切,且∠APB 的大小恒为定值,则线段OP 的长为_____.【解析】设O 2(a ,0),圆O 2的半径为r (变量),OP=t (常数),则222222221)222tan ,tan ,2tan 141,(4,22tan 3232r a r a rOPA OPB t t a r a rrtt t APB a r t a r t a r a rt tAPB t t r r +-+∠=∠=+--∴∠==-+-++=+∴=-∴∠==-+-+∵∠APB 的大小恒为定值,∴t23.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆22184x y +=上一点A ,点B 是椭圆上任意一点(异于点A ),过点B 作与直线OA 平行的直线l 交椭圆于点C ,当直线AB 、AC 斜率都存在时,AB AC k k +=___________. 【答案】0【解析】取特殊点B ()0,2-,则BC的方程为22y x +=,由22242y x x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得C ()所以202AB AC k k +==. 24.(2020·河北定州一中高三月考)P 为圆()22:15C x y -+=上任意一点,异于点()2,3A 的定点B 满足PBPA为常数,则点B 的坐标为______. 【答案】33,22⎛⎫⎪⎝⎭【解析】设()()00,,,,PA P x y B x y PBλ=,则()2215x y -+=,可得2242x y x +=+,① ()()()()222220023x x y y x y y λ⎡⎤-+-=-+-⎣⎦,②由①②得()2200002224x x y y x y --+++2222617x y λλλ=--+,可得202002220022226417x y x y λλλ⎧-=-⎪-=-⎨⎪++=⎩,解得002323212x y λ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩,B ∴点坐标为33,22⎛⎫ ⎪⎝⎭,故答案为33,22⎛⎫ ⎪⎝⎭. 25.(2020·上海长岛中学高三)在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,M 、N 是双曲线22124x y -=上的两个动点,动点P 满足2OP OM ON =-,直线OM 与直线ON 斜率之积为2,已知平面内存在两定点1F 、2F ,使得12PF PF -为定值,则该定值为________【答案】【解析】设P (x ,y ),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则由2OP OM ON =-,得(x ,y )=2(x 1,y 1)-(x 2,y 2), 即x=2x 1-x 2,y=2y 1-y 2,∵点M ,N 在双曲线22124x y -=上,所以2211124x y -=,2222124x y -=,故2x 2-y 2=(8x 12+2x 22-8x 1x 2)-(4y 12+y 22-4y 1y 2)=20-4(2x 1x 2-y 1y 2), 设k 0M ,k ON 分别为直线OM ,ON 的斜率,根据题意可知k 0M k ON =2, ∴y 1y 2-2 x 1x 2=0, ∴2x 2-y 2=20,所以P 在双曲线2x 2-y 2=20上; 设该双曲线的左,右焦点为F 1,F 2,由双曲线的定义可推断出12PF PF -为定值,该定值为26.(2020·江苏高三月考)椭圆E :22143x y +=的左顶点为A ,点,B C 是椭圆E 上的两个动点,若直线,AB AC 的斜率乘积为定值14-,则动直线BC 恒过定点的坐标为__________. 【答案】(1,0)【解析】当直线BC 的斜率存在时,设直线BC 的方程为y=kx+m ,由22143x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消去y 得:(3+4k 2)x 2+8kmx+4m 2﹣12=0, 设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则x 1+x 2=28km 34k -+,x 1x 2=2241234m k-+, 又A (﹣2,0),由题知k AB •k AC =121222y y x x ++=﹣14, 则(x 1+2)(x 2+2)+4y 1y 2=0,且x 1,x 2≠﹣2, 则x 1•x 2+2(x 1+x 2)+4+4(kx 1+m )(kx 2+m ) =(1+4k 2)x 1x 2+(2+4km )(x 1+x 2)+4m2+4=()()2221441234k m k+-++(2+4km )28km 34k -++4m2+4=0则m 2﹣km ﹣2k 2=0, ∴(m ﹣2k )(m+k )=0, ∴m=2k 或m=﹣k .当m=2k 时,直线BC 的方程为y=kx+2k=k (x+2). 此时直线BC 过定点(﹣2,0),显然不适合题意.当m=﹣k 时,直线BC 的方程为y=kx ﹣k=k (x ﹣1),此时直线BC 过定点(1,0). 当直线BC 的斜率不存在时,若直线BC 过定点(1,0),B 、C 点的坐标分别为(1,32),(1,﹣32),满足k AB •k AC =﹣14. 综上,直线BC 过定点(1,0). 故答案为:(1,0).27.已知双曲线22:13y C x -=的右焦点为F ,过点F 的直线l 与双曲线相交于P 、Q 两点,若以线段PQ为直径的圆过定点M ,则MF =______.【来源】金科大联考2020届高三5月质量检测数学(理科)试题 【答案】3【解析】点F 的坐标为()2,0,双曲线的方程可化为2233x y -=,①当直线l 的斜率不存在时,点P 、Q 的坐标分别为()2,3、()2,3-, 此时以线段PQ 为直径的圆的方程为()2229x y -+=;②当直线l 的斜率存在时,设点P 、Q 的坐标分别为()11,x y ,()22,x y , 记双曲线C 的左顶点的坐标为()1,0A -,直线l 的方程为()2y k x =-,联立方程()22332x y y k x ⎧-=⎪⎨=-⎪⎩,消去y 后整理为()()222234340kxk x k -+-+=,2422230164(3)(34)36(1)0k k k k k ⎧-≠⎨∆=+-+=+>⎩,即k ≠ 有2122212243343k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪-⎨+⎪=⎪-⎩,()()()22121212122224y y k x x k x x x x =--=-++⎡⎤⎣⎦,222222234894333k k k k k k k ⎛⎫+=-+- ⎪---⎝⎭,()111,AP x y =+,()221,AQ x y =+,()()()1212121212111AP AQ x x y y x x x x y y ⋅=+++=+++⎡⎤⎣⎦ 22222222344931103333k k k k k k k k +-=+-+=+=----. 故以线段PQ 为直径的圆过定点()1,0M -,3MF =.28.双曲线22:143x y C -=的左右顶点为,A B ,以AB 为直径作圆O ,P 为双曲线右支上不同于顶点B 的任一点,连接PA 交圆O 于点Q ,设直线,PB QB 的斜率分别为12,k k ,若12k k λ=,则λ=_____. 【答案】34-【解析】设()()()00,,2,02,0P x y A B - 2200143x y -=,()222000331444x y x ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭2000200032424PA PBy y y x x k k x =⋅=+--= PA 交圆O 于点Q ,所以PA QB ⊥ 易知:33441PA PB PB QBPA QB k k k k k k λ⎧=⎪⇒==-⎨⎪⋅=-⎩即1234k k λ==-. 故答案为:34-29.过双曲线22221x y a b-=的右焦点(,0)F c 的直线交双曲线于M 、N 两点,交y 轴于P 点,若1PM MF λ=,2PN NF λ=,规定12λλ+=PM PN MF NF +,则PM PNMF NF +的定值为222a b .类比双曲线这一结论,在椭圆22221(0)x y a b a b +=>>中,PM PN MF NF+的定值为________. 【来源】贵州省铜仁市思南中学2020-2021学年高三上学期期末考试数学(理)试题【答案】222a b-【解析】如图,设椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点为(),0F c ,过点(),0F c 的直线为()y k x c =-,代入椭圆的方程得:()2222222222220b a kxa k cx a k c ab +-+-=,设()11,M x y ,()22,N x y ,则22122222a k c x x b a k +=-+,2222212222a k c ab x x b a k-⋅=+, 过点,M N 分别作x 轴的垂线,垂足为,D E ,则111x PM x c MF λ==--,222=x PNx c NFλ=--,所以()()()()()1221121212122212121212122x x c x x c x x c x x x x x c x c x x c x x c x x c x x c λλ-+--+⎛⎫+=-+=-=-⎪---++-++⎝⎭将22122222a k c x x b a k +=-+,2222212222a k c ab x x b a k -⋅=+代入化简得:21222a b λλ+=-. 故答案为:222a b-.30.若M ,P 是椭圆2214x y +=两动点,点M 关于x 轴的对称点为N ,若直线PM ,PN 分别与x 轴相交于不同的两点A (m ,0),B (n ,0),则mn =_________.【来源】四川省资阳市2020-2021学年高三上学期期末数学文科试题 【答案】4 【解析】设(),M a b ,则(),N a b -,(),P c d ,则2214a b +=,2214c d +=所以PM d bk c a-=- 直线PM 的方程为()d b y b x a c a --=--,令0y =可得ad bcm d b-=- 同理有PM d b k c a+=- 直线PN 的方程为()d b y b x a c a ++=--,令0y =可得ad bcn d b+=+ 则222222ad bc ad bc a d b c mn d b d b d b -+-⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪-+-⎝⎭⎝⎭222222111144111144a c c a c a ⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭()2222414a c a c -==- 31.椭圆E :22143x y +=的左顶点为A ,点,B C 是椭圆E 上的两个动点,若直线,AB AC 的斜率乘积为定值14-,则动直线BC 恒过定点的坐标为__________. 【答案】(1,0)【解析】当直线BC 的斜率存在时,设直线BC 的方程为y=kx+m ,由22143x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,消去y 得:(3+4k 2)x 2+8kmx+4m 2﹣12=0, 设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则x 1+x 2=28km 34k -+,x 1x 2=2241234m k -+, 又A (﹣2,0),由题知k AB •k AC =121222y y x x ++=﹣14, 则(x 1+2)(x 2+2)+4y 1y 2=0,且x 1,x 2≠﹣2, 则x 1•x 2+2(x 1+x 2)+4+4(kx 1+m )(kx 2+m ) =(1+4k 2)x 1x 2+(2+4km )(x 1+x 2)+4m2+4=()()2221441234k m k +-++(2+4km )28km 34k -++4m2+4=0则m 2﹣km ﹣2k 2=0, ∴(m ﹣2k )(m+k )=0, ∴m=2k 或m=﹣k .当m=2k 时,直线BC 的方程为y=kx+2k=k (x+2). 此时直线BC 过定点(﹣2,0),显然不适合题意.当m=﹣k 时,直线BC 的方程为y=kx ﹣k=k (x ﹣1),此时直线BC 过定点(1,0). 当直线BC 的斜率不存在时,若直线BC 过定点(1,0),B 、C 点的坐标分别为(1,32),(1,﹣32),满足k AB •k AC =﹣14. 综上,直线BC 过定点(1,0). 故答案为(1,0).。
例谈解析几何中定点和定值问题的解法
众所周知,解析几何中定值和定点问题的难度较大,常以压轴题的形式出现在各类试题中.解答解析几何中的定值和定点问题,需结合题目中所给的信息,灵活运用所学的知识,找出题目中各个参变量之间的等量关系,以消去变量;或证明定点、定值与变量无关.这类题目的综合性较强,需要灵活运用一些数学思想,如数形结合思想、函数思想、方程思想、分类讨论思想、设而不求思想、一般与特殊思想等来辅助解题.接下来,通过几个例题,介绍一下这两类问题的解法.一、定点问题定点问题一般是有关动直线或动圆的问题.解答这类问题的一般步骤为:(1)选取并设出合适的变量、参数,如动直线的斜率、截距,动圆方程中的参数等;(2)根据题目中给出的信息列方程,通过推理、运算得到关于定点的方程;(3)根据方程ax=b有任意实数解的充要条件a=0、b=0,建立关系式,求得定点的坐标.例1.已知四点P1(1,1),P2(0,1),P3P4中恰有三点在椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)上.(1)求椭圆C的方程;(2)设直线l不经过P2点,且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:直线l过定点.解:(1)椭圆C的方程为:x24+y2=1(过程略);(2)设直线P2A与直线P2B的斜率分别为k1、k2;若直线l与x轴垂直,则l:x=t,t≠0,且|t|<2,此时Aæèççøt,Bæèççøt,,由k1+k2=-1,得t=2(不满足题意,舍去),设l:y=kx+m(m≠1),将其代入x24+y2=1中,得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,又直线l与椭圆C相交于A,B两点,所以Δ=16(4k2-m2+1)>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1所以k1+k2=y1-1x1+y2-1x2=2kx1x2+(m-1)(x1+x2)x1x2=-1,可得k=-m+12,当m>-1时,Δ>0,则l:y=-m+12x+m,即y+1=-m+12(x-2),可知直线l过定点(2,-1).我们只需设出直线的方程,将其与椭圆的方程联立,构造一元二次方程,便可根据判别式Δ>0和韦达定理,建立关系式,求得k的值,进而确定直线l的方程.最后将直线的方程化为点斜式,根据一元一次方程有任意实数解,即可求得定点的坐标.二、定值问题定值问题主要是一些几何变量,例如面积、线段的比值、斜率、距离等为定值的问题.要证明这些几何变量为定值,就需先求得目标式,然后证明该式不随某些量的变化而变化.解答定值问题,可以用特殊与一般思想,先从特殊情况入手,求出定值,再证明该定值与变量无关;还可以直接设出变量,通过推理、计算,消去变量,得到定值.例2.已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)经过点A(0,-1),且离心率为.(1)求椭圆E的方程;(2)经过点(1,1),且斜率为k的直线与椭圆E交于P,Q两点(均异于点A),证明:直线AP与AQ的斜率之和为2.解:(1)椭圆E的方程为:x22+y2=1(过程略);(2)设直线PQ的方程为:y=k(x-1)+1(k≠2),将其代入椭圆的方程中得(1+2k2)x2-4k(k-1)x+2k(k-2)=0,设P(x1,y1),Q(x2y2),且x1x2≠0,则x1+x2=4k(k-1)2k2+1,x1x2=2k(k-2)2k2+1,可得k AP+k AQ=y1+1x1+y2+1x2=2k+(2-k)4k(k-1)2k(k-2)=2k-2(k-1)=2,则直线AP与AQ的斜率之和为2.先联立椭圆和直线的方程,再根据韦达定理得到交点的坐标的关系式,进而通过恒等变换,消去参数k,得到定值.对于这类有关直线与圆锥曲线的定值问题,都需通过联立圆锥曲线与直线的方程,根据韦达定理进行化简,才能得到定值.求解解析几何中的定值或者定点问题,都要在动点、动直线、动曲线变化的过程中寻找到不变的量,我们要根据已知信息,尽量找到更多的等量关系,以消去变量,得到定值.(作者单位:江苏省沭阳高级中学)探索探索与与研研究究55。
解析几何中定值和定点问题
解析几何中的定值定点问题(一)与直线x -y 2=0相切. ⑴求椭圆C 的方程;⑵设P(4, 0) , 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:⑴由题意知e =£3,所以e 2 =与=a ;b=3,即玄2 =4b 2,又因为b ! 1,所以a 2a a 4J l +1222X2a =4,b =1,故椭圆C 的方程为C : - y =1 .4⑵由题意知直线 PN 的斜率存在,设直线 PN 的方程为y =k(x _4)①+y 二k(x 一4)联立 X 2 2 消去 y 得:(4k 2 -1)x 2 -32k 2x 4(16k 2-1) =0 ,4 y T由,;=(32k 2)2 _4(4k 2 1)(64k 2 —4) 0 得 12k 2 -1 :::0,又k =0不合题意,所以直线PN 的斜率的取值范围是3::: k :::0或0 ::: k 3 .6 6⑶设点 N(N ,yj E(X 2, y 2),则 M (为,-yj ,直线 ME 的方程为 y-y ?二 一(x-x ?),X 2 —X 1令 y=0,得 x=X 2——X^) , 将 射=k(X 1 - 4), y 2 = k(X 2 - 4)代入整理,得 x = _4(XX 2). ②y 2 +y 1X 1 +血 一82 2由得①X 1 X 2二卫!J, X 1X 2二竺 4代入②整理,得X=1 ,4k -+1 4k +1 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F 1 i 、3,0 , F 2 .3,0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 : ^ 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AP AQ =0时,求k 与b 的关系,并证明直线l 过定点.解:⑴•••点M 到.[73,0 , . 3 ,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2 32的椭圆,其方程为-y 2 =1 .、定点问题【例1 ].已知椭圆C : 2 2孚 Z =1(a b 0)的离心率为a b仝,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆 2AO J7—⑵将y=kx・b,代入曲线C的方程,整理得(1 4k2)x28 2kx ^0,因为直线|与曲线C交于不同的两点P 和Q,所以厶=64kb -4(1 4k )(4b — 4) =16(4k -b 1) 0 ①设P X i , y i ,Q| x2 , y2 ,则X i :' X? 2 ,X i X? 2 ②f' 1+4k 1+4k且y i y^(kX i b)(kX? ■ b^(k2X i X?) kb(X i X?)b2,显然,曲线C与X轴的负半轴交于点 A -2 , 0,所AP = X 2 , y ,AQ = X? 2 , y?.由AP AQ = 0,得(x「2)(x? 2) y y? = 0 .将②、③代入上式,整理得12k? -16kb • 5b? =0.所以(2k -b) (6k -5b) = 0 ,即b = 2k或b .经检验,5都符合条件①,当b=2k时,直线I的方程为y =kx・2k •显然,此时直线I经过定点-2 , 0点•即直线|b =6k时,直线I的方程为y = kx ■ 6k =k经过点A,与题意不符.当5 5b = @ k,且直线I经过定点5【针对性练习2】在平面直角坐标系xoy中,如图,已知椭圆? ?—-匚=1的左、右顶点为A、B,右焦点9 5为F。
解析几何中定点定值问题
O
2
2
Q
A
x
Q'
y
P' M
P
O
Q
A
x
Q'
由题意, P(-a,0),Q(a,0),设 M(x0,y0),直线 PM、 MQ y0 y0 y02 的斜率分别为 k1,k2,k1k2= . = 2 2,(*) x0+a x0-a x0 -a x0 y0 x0 2 2 ∵ 2 + 2 =1,∴y0 =b (1- 2 ),代入(*)化简得: a b a b k1k2=- 2. a
策略二
设直线PM和MQ方程
(斜率k1, k2)
求点P′、Q′坐标
写出圆C方程
寻找定点
解:设直线 PM、MQ 的斜率分别为 k1, k2,则 k1k2=-1, 直线 PM 的方程为 y=k1(x+1),令 x=3,则点 P′(3,4k1), 直线 MQ 的方程为 y=k2(x-1),令 x=3,则点 Q′(3,2k2), 以 P′Q′为直径的圆的方程为: (x-3)(x-3)+(y-4k1)(y-2k2)=0, 1 即(x-3) +y -8-2(2k1- )y=0. k2
2 2
令 y=0, 得 x=3± 2 2, 所以圆 C 经过定点,定点坐标为(3± 2 2,0).
探究一
4t 2t 解法一:P′(3, ),Q′(3, ), s+ 1 s- 1 解法二:P′(3,4k1),Q′(3,2k2).
4t 2t 8t2 y1 y2= = 2 =-8. s+ 1 s- 1 s - 1
题意分析
(1)“动因”是什么? (2)“恒成立”的式 子是什么? (3)如何寻找定点?
制定策略
设点M坐标
写出直线PM和MQ方程
2025高考数学必刷题 第77讲、定点、定值问题 (学生版)
第77讲定点、定值问题知识梳理1、定值问题解析几何中定值问题的证明可运用函数的思想方法来解决.证明过程可总结为“变量—函数—定值”,具体操作程序如下:(1)变量----选择适当的量为变量.(2)函数----把要证明为定值的量表示成变量的函数.(3)定值----化简得到的函数解析式,消去变量得到定值.2、求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊情况入手,求出定值,再证明该定值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理过程中消去变量,从而得到定值.常用消参方法:①等式带用消参:找到两个参数之间的等式关系(,)0F k m =,用一个参数表示另外一个参数()k f m =,即可带用其他式子,消去参数k .②分式相除消参:两个含参数的式子相除,消掉分子和分母所含参数,从而得到定值.③因式相减消参:两个含参数的因式相减,把两个因式所含参数消掉.④参数无关消参:当与参数相关的因式为0时,此时与参数的取值没什么关系,比如:2()0y kg x -+=,只要因式()0g x =,就和参数k 没什么关系了,或者说参数k 不起作用.3、求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性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为所求点;(3)求证直线过定点()00,x y ,常利用直线的点斜式方程()00y y k x x -=-或截距式y kx b =+来证明.一般解题步骤:①斜截式设直线方程:y kx m =+,此时引入了两个参数,需要消掉一个.②找关系:找到k 和m 的关系:m =()f k ,等式带入消参,消掉m .③参数无关找定点:找到和k 没有关系的点.必考题型全归纳题型一:面积定值例1.(2024·安徽安庆·安庆一中校考三模)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>过点()(),0,0,A a B b --O 为坐标原点,且1OAB S = .(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 为椭圆C 上第一象限内任意一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N ,求证:四边形ABNM 的面积为定值.例2.(2024·陕西汉中·高三统考阶段练习)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的焦距为1.(1)求双曲线C 的标准方程;(2)若动直线l 与双曲线C 恰有1个公共点,且与双曲线C 的两条渐近线分别交于,P Q 两点,O 为坐标原点,证明:OPQ △的面积为定值.例3.(2024·广东广州·高三广州市真光中学校考阶段练习)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>,渐近线方程为02x y ±=,点()2,0A 在C 上;(1)求双曲线C 的方程;(2)过点A 的两条直线AP ,AQ 分别与双曲线C 交于P ,Q 两点(不与A 点重合),且两条直线的斜率1k ,2k 满足121k k +=,直线PQ 与直线2x =,y 轴分别交于M ,N 两点,求证:AMN 的面积为定值.变式1.(2024·四川·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)设椭圆E :()222210x y a b a b+=>>过点)M ,且左焦点为()1F .(1)求椭圆E 的方程;(2)ABC 内接于椭圆E ,过点()4,1P 和点A 的直线l 与椭圆E 的另一个交点为点D ,与BC 交于点Q ,满足AP QD AQ PD = ,证明:PBC 面积为定值,并求出该定值.变式2.(2024·全国·高二专题练习)已知1l ,2l 既是双曲线1C :2214yx -=的两条渐近线,也是双曲线2C :22221x ya b-=的渐近线,且双曲线2C 的焦距是双曲线1C .(1)任作一条平行于1l 的直线l 依次与直线2l 以及双曲线1C ,2C 交于点L ,M ,N ,求MNNL的值;(2)如图,P 为双曲线2C 上任意一点,过点P 分别作1l ,2l 的平行线交1C 于A ,B 两点,证明:PAB 的面积为定值,并求出该定值.变式3.(2024·四川成都·高二树德中学校考阶段练习)已知椭圆22:14x C y +=,,A B 是椭圆上的两个不同的点,O 为坐标原点,,,A O B 三点不共线,记AOB 的面积为AOB S .(1)若()()1122,,,OA O x y x y B == ,求证:122112AOB S x y x y =- ;(2)记直线,OA OB 的斜率为12,k k ,当1214k k =-时,试探究2AOB S 是否为定值并说明理由.题型二:向量数量积定值例4.(2024·新疆昌吉·高二统考期中)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,1F ,2F 是C 的左、右焦点,过1F 的动直线l 与C 交于不同的两点A ,B 两点,且2ABF △的周长为椭圆C 的其中一个焦点在抛物线24y x =准线上,(1)求椭圆C 的方程;(2)已知点5,04M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,证明:MA MB ⋅ 为定值.例5.(2024·江西萍乡·高二萍乡市安源中学校考期末)已知()4,M m 是抛物线()2:20C y px p =>上一点,且M 到C 的焦点的距离为5.(1)求抛物线C 的方程及点M 的坐标;(2)如图所示,过点()2,0P 的直线l 与C 交于A ,B 两点,与y 轴交于点Q ,设QA PA λ= ,QB PB μ=,求证:λμ+是定值.例6.(2024·四川南充·高二四川省南充高级中学校考开学考试)已知点P 到(2,0)A -的距离是点P 到()10B ,的距离的2倍.(1)求点P 的轨迹方程;(2)若点P 与点Q 关于点B 对称,过B 的直线与点Q 的轨迹Γ交于E ,F 两点,探索BE BF ⋅是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.变式4.(2024·全国·高二校联考阶段练习)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的右焦点为()1,0F ,点31,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭在E 上.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)过点F 的直线l 与椭圆E 交于A ,B 两点,点Q 为椭圆E 的左顶点,直线QA ,QB 分别交4x =于M ,N 两点,O 为坐标原点,求证:OM ON ⋅为定值.变式5.(2024·上海宝山·高三上海交大附中校考期中)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为2,椭圆的一个顶点与两个焦点构成的三角形面积为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线()()10y k x k =->与椭圆C 交于A ,B 两点,且与x 轴,y 轴交于M ,N 两点.①若MB AN = ,求k 的值;②若点Q 的坐标为7,04⎛⎫⎪⎝⎭,求证:QA QB ⋅ 为定值.题型三:斜率和定值例7.(2024·四川成都·高三成都七中校考开学考试)已知()221:1044x y C a a a+=<<-,()222:144x y C b b b+=>-.(1)证明:2y x =-总与1C 和2C 相切;(2)在(1)的条件下,若2y x =-与1C 在y 轴右侧相切于A 点,与2C 在y 轴右侧相切于B 点.直线l 与1C 和2C 分别交于P ,Q ,M ,N 四点.是否存在定直线l 使得对任意题干所给a ,b ,总有AP AQ BP BQ k k k k +++为定值?若存在,求出l 的方程;若不存在,请说明理由.例8.(2024·河南洛阳·高三伊川县第一高中校联考开学考试)已知抛物线2111:2(0)C y p x p =>与抛物线2222:2(0)C x p y p =>在第一象限交于点P .(1)已知F 为抛物线1C 的焦点,若PF 的中点坐标为()1,1,求1p ;(2)设O 为坐标原点,直线OP 的斜率为1k .若斜率为2k 的直线l 与抛物线1C 和2C 均相切,证明12k k +为定值,并求出该定值.例9.(2024·河南许昌·高二统考期末)已知PAB 的两个顶点A ,B 的坐标分别是(0,3),(0,3),-且直线PA ,PB 的斜率之积是3-,设点P 的轨迹为曲线H .(1)求曲线H 的方程;(2)经过点(1,3)且斜率为k 的直线与曲线H 交于不同的两点E ,F (均异于A ,B ),证明:直线BE 与BF 的斜率之和为定值.变式6.(2024·河南商丘·高二校考阶段练习)已知12A A B ,,是椭圆()222210x y a b a b+=>>的顶点(如图),直线l 与椭圆交于异于顶点的P Q ,两点,且2//l A B ,且2A B =,(1)求此椭圆的方程;(2)设直线1A P 和直线BQ 的斜率分别为12k k ,,证明12k k +为定值.变式7.(2024·云南昆明·高二云南师范大学实验中学校考阶段练习)过点()1,0M 的直线为,l N 为圆22:(2)4C x y +-=与y 轴正半轴的交点.(1)若直线l 与圆C 相切,求直线l 的方程:(2)证明:若直线l 与圆C 交于,A B 两点,直线,AN BN 的斜率之和为定值.题型四:斜率积定值例10.(2024·河南郑州·高三郑州外国语学校校考阶段练习)已知椭圆()222210+=>>x y C a b a b:的离心率为2,以C 的短轴为直径的圆与直线6y ax =+相切.(1)求C 的方程;(2)直线()():10l y k x k =-≥与C 相交于A ,B 两点,过C 上的点P 作x 轴的平行线交线段AB 于点Q ,且PQ 平分APB ∠,设直线OP 的斜率为k '(O 为坐标原点),判断k k '⋅是否为定值?并说明理由.例11.(2024·内蒙古包头·高三统考开学考试)已知点()()3,0,3,0M N -,动点(),P x y 满足直线PM 与PN 的斜率之积为13-,记点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交曲线C 于A ,B 两点,点A 在第一象限,AD ⊥x 轴,垂足为D ,连接BD 并延长交曲线C 于点H .证明:直线AB 与AH 的斜率之积为定值.例12.(2024·江苏南通·高三统考开学考试)在直角坐标系xOy 中,点P 到点)F 的距离与到直线l :x =P 的轨迹为W .(1)求W 的方程;(2)过W 上两点A ,B 作斜率均为12-的两条直线,与W 的另两个交点分别为C ,D .若直线AB ,CD 的斜率分别为1k ,2k ,证明:12k k 为定值.变式8.(2024·全国·高二随堂练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为2,点(在C 上,直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB的中点为M .证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.题型五:斜率比定值例13.(2024·福建厦门·高二厦门一中校考期中)已知双曲线Γ:22221x y a b-=实轴AB 长为4(A 在B 的左侧),双曲线Γ上第一象限内的一点P 到两渐近线的距离之积为45.(1)求双曲线Γ的标准方程;(2)设过()4,0T 的直线与双曲线交于C ,D 两点,记直线AC ,BD 的斜率为1k ,2k ,请从下列的结论中选择一个正确的结论,并予以证明.①12k k +为定值;②12k k ⋅为定值;③12k k 为定值例14.(2024·四川成都·高二校考期中)已知椭C :22221(0)x y a b a b+=>>,12,F F 为其左右焦1F ()(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设点P ()0000,(0)x y x y ≠,点P 在椭圆C 上,过点P 作椭圆C 的切线l ,斜率为0k ,1PF ,2PF 的斜率分别为1k ,2k ,则11201k k k k k +是否是定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.例15.(2024·湖北荆州·高三沙市中学校考阶段练习)已知双曲线()2222:1,0,0x y C a b a b-=>>的实轴长为4,左右两个顶点分别为12,A A ,经过点()4,0B 的直线l 交双曲线的右支于,M N两点,且M 在x 轴上方,当l x ⊥轴时,MN =(1)求双曲线方程.(2)求证:直线12,MA NA 的斜率之比为定值.题型六:线段定值例16.(2024·浙江·高二校联考期中)已知圆1C :22x y m +=与圆2C :2240x y x +-=.(1)若圆1C 与圆2C 内切,求实数m 的值;(2)设()3,0A ,在x 轴正半轴上是否存在异于A 的点(),0B b ,使得对于圆2C 上任意一点P ,PAPB为定值?若存在,求b 的值;若不存在,请说明理由.例17.(2024·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习)已知P 为平面上的动点,记其轨迹为Γ.(1)请从以下三个条件中选择一个,求对应的Γ的方程;①以点P 为圆心的动圆经过点()1,0F -,且内切于圆()22:116K x y -+=;②已知点()1,0T -,直线4l x =-:,动点P 到点T 的距离与到直线l 的距离之比为12;③设E 是圆22:4O x y +=上的动点,过E 作直线EG 垂直于x轴,垂足为G ,且2GP GE = .(2)在(1)的条件下,设曲线Γ的左、右两个顶点分别为A ,B ,若过点()1,0K 的直线m 的斜率存在且不为0,设直线m 交曲线Γ于点M ,N ,直线n 过点()1,0T -且与x 轴垂直,直线AM 交直线n 于点P ,直线BN 交直线n 于点Q ,则线段的比值TP TQ是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.例18.(2024·江西九江·统考一模)如图,已知椭圆22122:1x y C a b+=(0a b >>)的左右焦点分别为1F ,2F ,点A 为1C 上的一个动点(非左右顶点),连接1AF 并延长交1C 于点B ,且2ABF △的周长为8,12AF F △面积的最大值为2.(1)求椭圆1C 的标准方程;(2)若椭圆2C 的长轴端点为12,F F ,且2C 与1C 的离心率相等,P 为AB 与2C 异于1F 的交点,直线2PF 交1C 于,M N 两点,证明:||||AB MN +为定值.变式9.(2024·湖南·高三临澧县第一中学校联考开学考试)已知抛物线()21:0C y px p =>的焦点为1F ,抛物线22:2C y px =的焦点为2F ,且1212F F =.(1)求p 的值;(2)若直线l 与1C 交于M ,N 两点,与2C 交于P ,Q 两点,M ,P 在第一象限,N ,Q 在第四象限,且2MP NQ =,证明:MN PQ为定值.变式10.(2024·安徽合肥·高三合肥一中校联考开学考试)已知抛物线2:2E x py =(p 为常数,0p >).点()00,M x y 是抛物线E 上不同于原点的任意一点.(1)若直线00:2x l y x y =-与E 只有一个公共点,求p ;(2)设P 为E 的准线上一点,过P 作E 的两条切线,切点为,A B ,且直线PA ,PB 与x 轴分别交于C ,D 两点.①证明:PA PB ⊥②试问PC AB PB CD⋅⋅是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.变式11.(2024·山东淄博·高二校联考阶段练习)已知圆O :222x y r +=与直线0x y -+=相切.(1)若直线:25l y x =-+与圆O 交于M ,N 两点,求MN ;(2)已知()9,0C -,()1,0D -,设P 为圆O 上任意一点,证明:PDPC为定值.变式12.(2024·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)已知A ,B 分别是椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的右顶点和上顶点,AB =AB 的斜率为12-.(1)求椭圆的方程;(2)直线//l AB ,与x ,y 轴分别交于点M ,N ,与椭圆相交于点C ,D .(i )求OCM 的面积与ODN △的面积之比;(ⅱ)证明:22CM MD +为定值.变式13.(2024·四川巴中·高二四川省通江中学校考期中)已知圆C 过点()1,2A ,()2,1B ,且圆心C 在直线y x =-上.P 是圆C 外的点,过点P 的直线l 交圆C 于M ,N 两点.(1)求圆C 的方程;(2)若点P 的坐标为()0,3-,求证:无论l 的位置如何变化PM PN ⋅恒为定值;(3)对于(2)中的定值,使PM PN ⋅恒为该定值的点P 是否唯一?若唯一,请给予证明;若不唯一,写出满足条件的点P 的集合.变式14.(2024·云南·校联考模拟预测)已知点M 到定点()3,0F 的距离和它到直线l :253x =的距离的比是常数35.(1)求点M 的轨迹C 的方程;(2)若直线l :y kx m =+与圆2216x y +=相切,切点N 在第四象限,直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,求证:FAB 的周长为定值.题型七:直线过定点例19.(2024·全国·高三专题练习)已知12,F F 分别为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点,过点1(1,0)F -且与x 轴不重合的直线与椭圆C 交于,A B 两点,2ABF 的周长为8.(1)若2ABF 的面积为7,求直线AB 的方程;(2)过,A B 两点分别作直线4x =-的垂线,垂足分别是,E F ,证明:直线EB 与AF 交于定点.例20.(2024·江西南昌·高三校联考阶段练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为2,左、右焦点分别为1F ,2F ,点P 为椭圆C 上任意一点,12PF F △(1)求椭圆C 的方程;(2)过x 轴上一点()1,0F 的直线与椭圆交于,A B 两点,过,A B 分别作直线2:l x a =的垂线,垂足为M ,N 两点,证明:直线AN ,BM 交于一定点,并求出该定点坐标.例21.(2024·江西南昌·高二南昌市外国语学校校考期中)在平面直角坐标系中,椭圆C :22221x y a b +=(a >b >0)过点⎝⎭.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点K (2,0)作与x 轴不重合的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,过A ,B 点作直线l :x=2a c的垂线,其中c 为椭圆C 的半焦距,垂足分别为A 1,B 1,试问直线AB 1与A 1B 的交点是否为定点,若是,求出定点的坐标;若不是,请说明理由.变式15.(2024·甘肃天水·高二统考期末)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,离心率e =2P ⎛ ⎝⎭在E 上.(1)求E 的方程;(2)过点2F 作互相垂直且与x 轴均不重合的两条直线分别交E 于点A ,B 和C ,D ,若M ,N 分别是弦AB ,CD 的中点,证明:直线MN 过定点.变式16.(2024·黑龙江鹤岗·高二鹤岗一中校考期中)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的左,右顶点分别为A 、B ,点F 是椭圆的右焦点,3AF FB= ,3AF FB ⋅=.(1)求椭圆C 的方程;(2)不过点A 的直线l 交椭圆C 于M 、N 两点,记直线l 、AM 、AN 的斜率分别为k 、1k 、2k .若()121k k k +=,证明直线l 过定点,并求出定点的坐标.变式17.(2024·全国·高三专题练习)已知A 、B 分别为椭圆E ∶22221(0)x y a b a b+=>>的右顶点和上顶点、椭圆的离心率为3,F 1、F 2为椭圆的左、右焦点,点P 是线段AB 上任意一点,且12PF PF ⋅的最小值为7110-.(1)求椭圆E 的方程;(2)若直线l 是圆C ∶x 2+y 2=9上的点处的切线,点M 是直线l 上任一点,过点M 作椭圆C 的切线MG ,MH ,切点分别为G ,H ,设切线的斜率都存在.试问∶直线GH 是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.变式18.(2024·全国·高三专题练习)已知椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的右顶点是M (2,0),离心率为12.(1)求椭圆C 的标准方程.(2)过点T (4,0)作直线l 与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,点B 关于x 轴的对称点为D ,问直线AD 是否过定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.题型八:动点在定直线上例22.(2024·江苏南通·高二校考阶段练习)已知()()1,0,1,0B C -为ABC 的两个顶点,P 为ABC 的重心,边,AC AB 上的两条中线长度之和为6.(1)求点P 的轨迹T 的方程.(2)已知点()()()3,0,2,0,2,0N E F --,直线PN 与曲线T 的另一个公共点为Q ,直线EP 与FQ 交于点M ,试问:当点P 变化时,点M 是否恒在一条定直线上?若是,请证明;若不是,请说明理由.例23.(2024·上海·高二专题练习)已知双曲线2212x y -=的两焦点为12,F F ,P 为动点,若124PF PF +=.(1)求动点P 的轨迹E 方程;(2)若12(2,0),(2,0)(1,0)A A M -,设直线l 过点M ,且与轨迹E 交于R Q 、两点,直线1A R 与2A Q 交于S 点.试问:当直线l 在变化时,点S 是否恒在一条定直线上?若是,请写出这条定直线方程,并证明你的结论;若不是,请说明理由.例24.(2024·全国·高二专题练习)已知椭圆C 的离心率2e =,长轴的左、右端点分别为()()122,02,0A A -,(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线1x my =+与椭圆C 交于P Q ,两点,直线1A P 与2A Q 交于点S ,试问:当m 变化时,点S 是否恒在一条直线上?若是,请写出这条直线的方程,并证明你的结论;若不是,请说明理由.变式19.(2024·全国·高三专题练习)已知曲线22:163x y E +=,直线:l y x m =+与曲线E 交于y 轴右侧不同的两点,A B .(1)求m 的取值范围;(2)已知点P 的坐标为()2,1,试问:APB △的内心是否恒在一条定直线上?若是,请求出该直线方程;若不是,请说明理由.变式20.(2024·浙江台州·高二校联考期中)已知直线l :1x my =+与圆C :2240x y x +-=交于A 、B 两点.(1)若1m =时,求弦AB 的长度;(2)设圆C 在点A 处的切线为1l ,在点B 处的切线为2l ,1l 与2l 的交点为Q .试探究:当m 变化时,点Q 是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由.变式21.(2024·全国·高二专题练习)已知直线:1l x my =-,圆22:40C x y x ++=.(1)证明:直线l 与圆C 相交;(2)设直线l 与C 的两个交点分别为A 、B ,弦AB 的中点为M ,求点M 的轨迹方程;(3)在(2)的条件下,设圆C 在点A 处的切线为1l ,在点B 处的切线为2l ,1l 与2l 的交点为Q .证明:Q ,A ,B ,C 四点共圆,并探究当m 变化时,点Q 是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由.变式22.(2024·吉林四平·高二校考阶段练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的左、右顶点分别为1M 、2M ,短轴长为C 上的点P 满足直线1PM 、2PM 的斜率之积为34-.(1)求C 的方程;(2)若过点()1,0且不与y 轴垂直的直线l 与C 交于A 、B 两点,记直线1M A 、2M B 交于点Q .探究:点Q 是否在定直线上,若是,求出该定直线的方程;若不是,请说明理由.变式23.(2024·高二课时练习)已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)过点(P ,且离心率为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)记椭圆C 的上下顶点分别为,A B ,过点()0,4斜率为k 的直线与椭圆C 交于,M N 两点,证明:直线BM 与AN 的交点G 在定直线上,并求出该定直线的方程.题型九:圆过定点例25.(2024·陕西西安·高二西安市铁一中学校考期末)已知椭圆2222=1(>>0)x y C a b a b+:的离心率2=e ,左、右焦点分别为12,F F ,抛物线2y =的焦点F 恰好是该椭圆的一个顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知圆M :2223x y +=的切线l (直线l 的斜率存在且不为零)与椭圆相交于,A B 两点,求证:以AB 为直径的圆是否经过坐标原点.例26.(2024·四川宜宾·校考模拟预测)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率2e =,左、右焦点分别为1F 、2F ,抛物线2y =的焦点F 恰好是该椭圆的一个顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知圆222:3M x y +=的切线l (直线l 的斜率存在且不为零)与椭圆相交于A 、B 两点,那么以AB 为直径的圆是否经过定点?如果是,求出定点的坐标;如果不是,请说明理由.例27.(2024·辽宁葫芦岛·统考二模)已知直线l 1:10x y -+=过椭圆C :2221(0)4x y b b +=>的左焦点,且与抛物线M :22(0)y px p =>相切.(1)求椭圆C 及抛物线M 的标准方程;(2)直线l 2过抛物线M 的焦点且与抛物线M 交于A ,B 两点,直线OA ,OB 与椭圆的过右顶点的切线交于M ,N 两点.判断以MN 为直径的圆与椭圆C 是否恒交于定点P ,若存在,求出定点P 的坐标;若不存在,请说明理由.变式24.(2024·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,动点M 到直线4x =的距离等于点M 到点(1,0)D 的距离的2倍,记动点M 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)已知斜率为12的直线l 与曲线C 交于A 、B 两个不同点,若直线l 不过点31,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,设直线PA PB 、的斜率分别为PA PB k k 、,求PA PB k k +的值;(3)设点Q 为曲线C 的上顶点,点E 、F 是C 上异于点Q 的任意两点,以EF 为直径的圆恰过Q 点,试判断直线EF 是否经过定点?若经过定点,请求出定点坐标;若不经过定点,请说明理由.变式25.(2024·广西·高三象州县中学校考阶段练习)在直角坐标系xOy 中,动点M 到定点(1,0)F 的距离比到y 轴的距离大1.(1)求动点M 的轨迹方程;(2)当0x ≥时,记动点M 的轨迹为曲线C ,过F 的直线与曲线C 交于P ,Q 两点,直线OP ,OQ 与直线1x =分别交于A ,B 两点,试判断以AB 为直径的圆是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.变式26.(2024·江西宜春·高二江西省丰城中学校考期末)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b -=>>经过点A ()2,0,且点A 到C 的渐近线的距离为7.(1)求双曲线C 的方程;(2)过点()4,0作斜率不为0的直线l 与双曲线C 交于M ,N 两点,直线4x =分别交直线AM ,AN 于点E ,F .试判断以EF 为直径的圆是否经过定点,若经过定点,请求出定点坐标;反之,请说明理由.题型十:角度定值例28.(2024·全国·高三专题练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>上的点到它的两个焦点的距离之和为4,以椭圆C 的短轴为直径的圆O 经过这两个焦点,点A ,B 分别是椭圆C 的左、右顶点.(1)求圆O 和椭圆C 的方程;(2)已知P ,Q 分别是椭圆C 和圆O 上的动点(P ,Q 位于y 轴两侧),且直线PQ 与x 轴平行,直线AP ,BP 分别与y 轴交于点M ,N .求证:MQN ∠为定值.例29.(2024·北京·高三北京八中校考期中)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>上的点到它的两个焦点的距离之和为4,以椭圆C 的短轴为直径的圆O 经过这两个焦点,点A ,B 分别是椭圆C 的左、右顶点.(1)求圆O 和椭圆C 的方程.(2)已知P ,Q 分别是椭圆C 和圆O 上的动点(P ,Q 位于y 轴两侧),且直线PQ 与x 轴平行,直线AP ,BP 分别与y 轴交于点M ,N .求证:MQN ∠为定值.例30.(2024·全国·高三专题练习)已知点()20F -,是椭圆22221(0)x y E a b a b+=>>:的左焦点,过F 且垂直x 轴的直线l 交E 于P ,Q ,且10||=3PQ .(1)求椭圆E 的方程;(2)四边形ABCD (A ,D 在x 轴上方)的四个顶点都在椭圆E 上,对角线AC ,BD 恰好交于点F ,若直线AD ,BC 分别与直线l 交于M ,N ,且O 为坐标原点,求证:MOF NOF ∠=∠.变式27.(2024·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)如图3所示,点1F ,A 分别为椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左焦点和右顶点,点F 为抛物线2:16C y x =的焦点,且124OF OA OF ==(O 为坐标原点).(1)求椭圆E 的方程;(2)过点1F 作直线l 交椭圆E 于B ,D 两点,连接AB ,AD 并延长交抛物线的准线于点M ,N ,求证:1MF N ∠为定值.变式28.(2024·四川绵阳·高二盐亭中学校考期中)已知圆222:(64F x y -+=,N 为圆上一动点,1(F -,若线段1NF 的垂直平分线交2NF 于点M .(1)求动点M 的轨迹方程E ;(2)如图,点(2,P Q 在曲线E 上,,A B是曲线E 上位于直线PQ 两侧的动点,当,A B 运动时,满足APQ BPQ ∠=∠,试问直线AB 的斜率是否为定值,请说明理由.变式29.(2024·广东阳江·高三统考开学考试)已知()2,0A ,()2,0B -分别是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>长轴的两个端点,C 的焦距为2.()3,0M ,4,03N ⎛⎫ ⎪⎝⎭,P 是椭圆C 上异于A ,B 的动点,直线PM 与C 的另一交点为D ,直线PN 与C 的另一交点为E .(1)求椭圆C 的方程;(2)证明:直线DE 的倾斜角为定值.变式30.(2024·陕西榆林·高二校考阶段练习)已知椭圆E 的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y 轴,且过()2,1A -,2B ⎛ ⎝⎭两点.(1)求E 的方程;(2)若直线l 与圆O :2285x y +=相切,且直线l 交E 于M ,N 两点,试判断MON ∠是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由。
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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。
例3(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)若过点C (-1,0)且斜率为k 的直线l 与椭圆相交于不同的两点B A ,,试问在x 轴上是否存在点M ,使25MA MB 3k ⋅+k 无关的常数若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1c a =,∴2213b a =.又椭圆过点(1)∴椭圆方程为221553x y +=,即22x 3y 5+=. (2)在x 轴上存在点,使25MA MB 3k 1⋅++K 无关的常数. 证明:假设在x 轴上存在点M (m,0),使25MA MB 3k ⋅+k 无关的常数,∵直线L 过点C (-1,0)且斜率为K,∴L 方程为y k(x 1)=+,由⎩⎨⎧+==+),1(,5322x k y y x 得0536)13(2222=-+++k x k x k . 设),(),,(2211y x B y x A ,则 ∵1122MA (x m,y ),MB (x m,y ),=-=- ∴25MA MB 3k ⋅+=()()()()21212251131x m x m k x x k --+++++=()()()22122121225131k x x k mx x mk k ++-+++++=()()22222222235651313131k k k k m m k k k k --++-++++++=2222226331k mk m k m k -++++ 设常数为t整理得222(3m 6m 13t)k m t 0+--+-=对任意的k 恒成立,223m 6m 13t 0,m t 0.⎧+--=⎪∴⎨-=⎪⎩解得即在x 轴上存在点M , 使25MA MB 3k ⋅+K 无关的常数.题型2:定点问题例4.已知椭圆C :12222=+by a x (a > b > 0)的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,直线x-y+b=0是抛物线y 2=4x 的一条切线。
(1)求椭圆的方程;(2)过点 S(0,-1/3)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T,使得以AB为直径的圆恒过点T若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由。
例5. .在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:,如图所示,斜率为k(k >0)且不过原点的直线l交椭圆C于A,B两点,线段AB的中点为E,射线OE交椭圆C于点G,交直线x=-3于点D(-3,m)(Ⅰ)求m2+k2的最小值;(Ⅱ)若|OG|2=|OD|·|OE|,(ⅰ)求证:直线l过定点;(ⅱ)试问点B,G能否关于x轴对称若能,求出此时△ABG的外接圆方程;若不能,请说明理由。
解:(Ⅰ)由题意:设直线l:y=kx+n(n≠0),由,消y得:,设A、B,AB的中点E,则由韦达定理得:=,即,,所以中点E的坐标为E,因为O、E、D三点在同一直线上,所以k OE=k OD,即,解得,所以m2+k2=,当且仅当k=1时取等号,即m2+k2的最小值为2。
(Ⅱ)(ⅰ)证明:由题意知:n>0,因为直线OD的方程为,所以由得交点G的纵坐标为,又因为,,且|OG|2=|OD|·|OE|,所以,又由(Ⅰ)知:,所以解得k=n,所以直线l的方程为l:y=kx+k,即有l:y=k(x+1),令x=-1得,y=0,与实数k无关,所以直线l过定点(-1,0);(ⅱ)假设点B,G关于x轴对称,则有△ABG的外接圆的圆心在x轴上,又在线段AB的中垂线上,由(ⅰ)知点G,所以点B,又因为直线l过定点(-1,0),所以直线l的斜率为,又因为,所以解得或6,又因为,所以m2=6舍去,即m2=1,此时k=1,m=1,E,AB的中垂线为2x+2y+1=0,圆心坐标为,G,圆半径为,圆的方程为;综上所述,点B ,G 关于x 轴对称,此时△ABG 的外接圆的方程为。
【针对练习】1.椭圆2222:1x y C a b+=(0)a b >>的左、右焦点分别是12,F F ,离心率为32,过1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆C 截得的线段长为1. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)点P 是椭圆C 上除长轴端点外的任一点,连接12,PF PF ,设12F PF ∠的角平分线PM 交C 的长轴于点(,0)M m ,求m 的取值范围;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过P 点作斜率为k 的直线l ,使得l 与椭圆C 有且只有一个公共点,设直线12,PF PF 的斜率分别为12,k k ,若0k ≠,试证明1211kk kk +为定值,并求出这个定值. 2、如图,(1,1)S 是抛物线为22(0)y px p =>上的一点,以S 为圆心,r 为半径(12r <<)做圆,分别交x 轴于A ,B 两点,连结并延长SA 、SB ,分别交抛物线于C 、D 两点。
(Ⅰ)求证:直线CD 的斜率为定值;(Ⅱ)延长DC 交x 轴负半轴于点E ,若EC : ED = 1 : 3,求sin 2cos CSD CSD ∠+∠的值。
3、已知椭圆C:22221x y a b +=( 0a b >>)的离心率为21,点(1,32)在椭圆C上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ) 若椭圆C 的两条切线交于点M (4,t ),其中t R ∈,切点分别是A 、B ,试利用结论:在椭圆22221x y a b +=上的点(00,x y )处的椭圆切线方程是00221x x y ya b +=,证明直线AB 恒过椭圆的右焦点2F ;(Ⅲ)在(Ⅱ)的前提下,试探究2211||||AF BF +的值是否恒为常数,若是,求出此常数;若不是,请说明理由.4、椭圆2222:1x y C a b +=(0)a b >>的离心率为12,其左焦点到点(2,1)P 的距离为10.(1) 求椭圆C 的标准方程;(2) 若直线:l y kx m =+与椭圆C 相交于A B 、两点(A B 、不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点,求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.5、如图,已知椭圆22:1,,4x C y A B +=是四条直线2,1x y =±=±所围成长方形的两个顶点.(1)设P 是椭圆C 上任意一点,若,OP mOA nOB =+ 求证:动点(,)Q m n 在定圆上运动,并求出定圆的方程; (2)若M N 、是椭圆C 上的两个动点,且直线OM ON 、 的斜率之积等于直线OA OB 、的斜率之积,试探求OMN ∆ 的面积是否为定值,说明理由.【针对练习参考答案】1、解:(Ⅰ)由于222c a b =-,将x c =-代入椭圆方程22221x y a b +=得2b y a =± 由题意知221b a =,即22a b = 又ce a ==32 所以2a =,1b = 所以椭圆方程为2214x y +=F 2O x yP ABF 1 A 2l11||||PF PM PF PM ⋅=22||||PF PM PF PM ⋅,11||PF PM PF ⋅=22||PF PMPF ⋅,设P 204x ≠,将向量坐标代入并化简得:m(23000416)312x x x -=-,因为24x ≠, (2,2)∈-,所以33(,)22m ∈- (3)由题意可知,l 为椭圆的在p 点处的切线,由导数法可求得,切线方程为:001200114(8x x kk kk x x +=-+=-为定值. 2、解(1)将点(1,1)代入px y 22=,得 12=p ∴抛物线方程为x y =2设)1(1-=-x k y SA 的方程为直线,),(11y x C 与抛物线方程x y =2 联立得:012=-+-k y ky k y 111=+∴111-=∴k y )11,)1((22--∴kk k C由题意有SB SA =,k SB -∴的斜率为直线21)1()1(11112222-=+--++-=∴k k k k k kK CD(2)设)0,(t E EC = )11,)1((31)11,)1((2222---+=---∴k t k k k t k k)11(3111--=-kk2=∴k 12-=∴x y SA 的方程为直线 )0,21(A ∴同理)0,23(B 532cos cos 222=⋅-+=∠=∠∴SA SB AB SB SA ASB CSD∴4sin 5CSD ∠=,24sin 225CSD ∠=, 因此:39sin 2cos 25CSD CSD ∠+∠=3、解:(Ⅰ)设椭圆C 的方程为22221x y a b+=(0a b >>)431222=-=e ab ①点(1,32)在椭圆C 上,221914a b +=②,由①②得:224,3a b ==∴椭圆C 的方程为22143x y +=, (Ⅱ)设切点坐标11(,)A x y ,22(,)B x y ,则切线方程分别为11143x x y y +=,22143x x y y+=.又两条切线交于点M(4,t ),即1113t x y +=,2213tx y +=即点A 、B 的坐标都适合方程13tx y +=,显然对任意实数t ,点(1,0)都适合这个方程,故直线AB 恒过椭圆的右焦点2F .(Ⅲ)将直线AB 的方程13t x y =-+,代入椭圆方程,得223(1)41203t y y -++-=,即22(4)2903t y ty +--=所以122612t y y t +=+,12227y y =-+不妨设120,0y y ><,21||3AF y ===,同理22||BFy = 所以2211||||AF BF +21121211()y y y y y y --==1243=所以2211||||AF BF +的值恒为常数434、解:(1)由题:12c e a == ①左焦点 (-c ,0) 到点 P (2,1) 的距离为:d = (2 + c ) 2+ 1 2= 10 ② 由①②可解得c = 1 , a = 2 , b 2= a 2-c 2= 3. ∴所求椭圆 C 的方程为x 24+y 23= 1 .(2)设 A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),将 y = kx + m 代入椭圆方程得 (4k 2+ 3) x 2+ 8kmx + 4m 2-12 = 0.∴x 1 + x 2 = -8km 4k 2 + 3 ,x 1x 2 = 4m 2-124k 2 + 3 ,且y 1 = kx 1 + m ,y 2 = kx 2 + m .∵AB 为直径的圆过椭圆右顶点 A 2(2,0) ,所以 A 2A → •A 2B →= 0.所以 (x 1-2,y 1)·(x 2-2,y 2) = (x 1-2) (x 2-2) + y 1y 2 = (x 1-2) (x 2-2) + (kx 1 + m ) (kx 2 + m)= (k 2+ 1) x 1x 2 + (km -2) (x 1 + x 2) + m 2+ 4v1.0 可编辑可修改= (k 2+ 1)·4m 2-124k 2 + 3 -(km -2)·8km 4k 2 + 3+ m 2+ 4 = 0 .整理得 7m 2 + 16km + 4k 2= 0.∴m = -27 k 或 m = -2k 都满足 △ > 0.若 m = -2k 时,直线 l 为 y = kx -2k = k (x -2) ,恒过定点 A 2(2,0),不合题意舍去 若 m = -27 k 时,直线 l 为 y = kx -27 k = k (x -27 ), 恒过定点 (27 ,0) .5.解析: (1)证明:由题意可知A(2,1),B(-2,1). 设P(x 0,y 0),则x 204+y 20=1.由OP →=mOA →+nOB →,得0022x m n y m n=-⎧⎨=+⎩所以24()4m n -+(m +n)2=1,即m 2+n 2=12.故点Q(m ,n)在定圆x 2+y 2=12上.(2)设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则y 1y 2x 1x 2=-14.平方得x 21x 22=16y 21y 22=(4-x 21)(4-x 22),即x 21+x 22=4.因为直线MN 的方程为(x 2-x 1)x -(y 2-y 1)y +x 1y 2-x 2y 1=0, 所以O 到直线MN 的距离为d =|x 1y 2-x 2y 1|x 2-x 12+y 2-y 12,所以△OMN 的面积S =12MN·d=12|x 1y 2-x 2y 1|=12 x 21y 22+x 22y 21-2x 1x 2y 1y 2 =12x 21⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 224+x 22⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x 214+12x 21x 22 =12x 21+x 22=1. 故△OMN 的面积为定值1.。