圆锥曲线中圆过定点问题

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圆锥曲线中的定点、定值问题(含解析)

圆锥曲线中的定点、定值问题一、题型选讲题型一、圆锥曲线中过定点问题圆锥曲线中过定点问题常见有两种解法：（1）、求出圆锥曲线或直线的方程解析式，研究解析式，求出定点（2）、从特殊位置入手，找出定点，在证明该点符合题意（运用斜率相等或者三点共线）。

例1、【2020年高考全国Ⅰ卷理数】已知A 、B 分别为椭圆E ：2221x y a+=（a >1）的左、右顶点，G 为E 的上顶点，8AG GB ⋅=，P 为直线x =6上的动点，P A 与E 的另一交点为C ，PB 与E 的另一交点为D ．（1）求E 的方程；（2）证明：直线CD 过定点.例2、（2020届山东省临沂市高三上期末）如图，已知点F 为抛物线C ：22y px =（0p >）的焦点，过点F 的动直线l 与抛物线C 交于M ，N 两点，且当直线l 的倾斜角为45°时，16MN =.（1）求抛物线C 的方程.（2）试确定在x 轴上是否存在点P ，使得直线PM ，PN 关于x 轴对称？若存在，求出点P 的坐标；若不存在，请说明理由.例3、【2019年高考北京卷理数】已知抛物线C ：x 2=−2py 经过点（2，−1）．（1）求抛物线C 的方程及其准线方程；（2）设O 为原点，过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ，N ，直线y =−1分别交直线OM ，ON 于点A 和点B ．求证：以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点．题型二、圆锥曲线中定值问题圆锥曲线中常见的定值问题，属于难题．探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种：①从特殊入手，先根据特殊位置和数值求出定值，再证明这个值与变量无关；②直接推理、计算，并在计算推理的过程中消去变量，从而得到定值例4、【2020年新高考全国Ⅰ卷】已知椭圆C ：22221(0)x y a b a b +=>>的离心率为2，且过点A （2，1）．（1）求C 的方程：（2）点M ，N 在C 上，且AM ⊥AN ，AD ⊥MN ，D 为垂足．证明：存在定点Q ，使得|DQ |为定值．例5、（2020届山东省泰安市高三上期末）已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的离心率e 满足2220e −+=，右顶点为A ，上顶点为B ，点C (0，－2)，过点C 作一条与y 轴不重合的直线l ，直线l 交椭圆E 于P ，Q 两点，直线BP ，BQ 分别交x 轴于点M ，N ；当直线l 经过点A 时，l ．(1)求椭圆E 的方程；(2)证明：BOM BCN S S ∆∆⋅为定值．例6、(2019苏州三市、苏北四市二调）如图，在平面直角坐标系xOy 中，已知椭圆C 1：x 24＋y 2＝1，椭圆C 2：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a>b>0)，C 2与C 1的长轴长之比为2∶1，离心率相同．(1) 求椭圆C 2的标准方程； (2) 设点P 为椭圆C 2上的一点．①射线PO 与椭圆C 1依次交于点A ，B ，求证：PAPB 为定值；②过点P 作两条斜率分别为k 1，k 2的直线l 1，l 2，且直线l 1，l 2与椭圆C 1均有且只有一个公共点，求证k 1·k 2为定值．.思路分析 (1)根据已知条件，求出a ，b 的值，得到椭圆C 2的标准方程．(2)①对直线OP 斜率分不存在和存在两种情况讨论，当OP 斜率存在时，设直线OP 的方程为y ＝kx ，并与椭圆C 1的方程联立，解得点A 横坐标，同理求得点P 横坐标，再通过弦长公式，求出PAPB 的表达式，化简整理得到定值．②设P(x 0，y 0)，写出直线l 1的方程，并与椭圆C 1联立，得到关于x 的一元二次方程，根据直线l 1与椭圆C 1有且只有一个公共点，得到方程只有一解，即Δ＝0，整理得(x 20－4)k 21－2x 0y 0k 1＋y 20－1＝0，同理得到(x 20－4)k 22－2x 0y 0k 2＋y 20－1＝0，从而说明k 1，k 2是关于k 的一元二次方程的两个根，运用根与系数的关系，证得定值．二、达标训练1、（2020届浙江省温州市高三4月二模）如图，已知椭圆22:14x C y +=，F 为其右焦点，直线()0:k y x m l m k +<=与椭圆交于1122(,),(,)P x y Q x y 两点，点,A B 在l 上，且满足,,PA PF QB QF OA OB ===.(点,,,A P Q B 从上到下依次排列)(I )试用1x 表示PF ：(II )证明：原点O 到直线l 的距离为定值.2、【2018年高考北京卷理数】已知抛物线C ：2y =2px 经过点P （1，2）．过点Q （0，1）的直线l 与抛物线C 有两个不同的交点A ，B ，且直线P A 交y 轴于M ，直线PB 交y 轴于N ．（1）求直线l 的斜率的取值范围；（2）设O 为原点，QM QO λ=，QN QO μ=，求证：11λμ+为定值．3、(2019苏锡常镇调研）已知椭圆E ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a>b>0)的离心率为32，焦点到相应准线的距离为33.(1) 求椭圆E 的标准方程；(2) 已知P(t ，0)为椭圆E 外一动点，过点P 分别作直线l 1和l 2，直线l 1和l 2分别交椭圆E 于点A ，B 和点C ，D ，且l 1和l 2的斜率分别为定值k 1和k 2，求证：PA ·PBPC ·PD 为定值．4、(2018苏州暑假测试）如图，已知椭圆O ：x 24＋y 2＝1的右焦点为F ，点B ，C 分别是椭圆O 的上、下顶点，点P 是直线l ：y ＝－2上的一个动点(与y 轴的交点除外)，直线PC 交椭圆于另一个点M.(1) 当直线PM 经过椭圆的右焦点F 时，求△FBM 的面积；(2) ①记直线BM ，BP 的斜率分别为k 1，k 2，求证：k 1•k 2为定值；5、(2016泰州期末）如图，在平面直角坐标系xOy 中，已知圆O ：x 2＋y 2＝4，椭圆C ：x 24＋y 2＝1，A 为椭圆右顶点．过原点O 且异于坐标轴的直线与椭圆C 交于B ，C 两点，直线AB 与圆O 的另一交点为P ，直线PD 与圆O 的另一交点为Q ，其中D (－65，0).设直线AB ，AC 的斜率分别为k 1，k 2.(1) 求k 1k 2的值；(2) 记直线PQ ，BC 的斜率分别为k PQ ，k BC ，是否存在常数λ，使得k PQ ＝λk BC ？若存在，求λ的值；若不存在，说明理由；(3) 求证：直线AC 必过点Q .圆锥曲线中的定点、定值问题解析一、题型选讲例1【解析】（1）由题设得A （–a ，0），B （a ，0），G （0，1）.则(,1)AG a =，GB =（a ，–1）.由AG GB ⋅=8得a 2–1=8，即a =3.所以E 的方程为29x +y 2=1．（2）设C （x 1，y 1），D （x 2，y 2），P （6，t ）.若t ≠0，设直线CD 的方程为x =my +n ，由题意可知–3<n <3.由于直线P A 的方程为y =9t （x +3），所以y 1=9t （x 1+3）.直线PB 的方程为y =3t （x –3），所以y 2=3t（x 2–3）.可得3y 1（x 2–3）=y 2（x 1+3）.由于222219x y +=，故2222(3)(3)9x x y +−=−，可得121227(3)(3)y y x x =−++，即221212(27)(3)()(3)0.m y y m n y y n ++++++=①将x my n =+代入2219x y +=得222(9)290.m y mny n +++−=所以12229mn y y m +=−+，212299n y y m −=+．代入①式得2222(27)(9)2(3)(3)(9)0.m n m n mn n m +−−++++=解得n =–3（含去），n =32.故直线CD 的方程为3=2x my +，即直线CD 过定点（32，0）．若t =0，则直线CD 的方程为y =0，过点（32，0）.综上，直线CD 过定点（32，0）.例2、【解析】（1）当直线l 的倾斜角为45°，则l 的斜率为1，,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭，l ∴的方程为2p y x =−.由2,22,p y x y px ⎧=−⎪⎨⎪=⎩得22304p x px −+=.设()11,M x y ，()22,N x y ，则123x x p +=， ∴12416x x p M p N ++===，4p =， ∴抛物线C 的方程为28y x =.（2）假设满足条件的点P 存在，设(),0P a ，由（1）知()2,0F ， ①当直线l 不与x 轴垂直时，设l 的方程为()2y k x =−（0k ≠），由()22,8,y k x y x ⎧=−⎨=⎩得()22224840k x k x k −++=，()22222484464640k k k k ∆=+−⋅⋅=+>，212248k x x k++=，124x x =. ∵直线PM ，PN 关于x 轴对称， ∴0PM PN k k +=，()112PM k x k x a −=−，()222PNk x k x a−=−. ∴()()()()()()122112128(2)222240a k x x a k x x a k x x a x x a k+−−+−−=−+++=−=⎡⎤⎣⎦， ∴2a =−时，此时()2,0P −.②当直线l 与x 轴垂直时，由抛物线的对称性，易知PM ，PN 关于x 轴对称，此时只需P 与焦点F 不重合即可. 综上，存在唯一的点()2,0P −，使直线PM ，PN 关于x 轴对称. 例3、【解析】（1）由抛物线2:2C x py =−经过点(2,1)−，得2p =.所以抛物线C 的方程为24x y =−，其准线方程为1y =.（2）抛物线C 的焦点为(0,1)F −. 设直线l 的方程为1(0)y kx k =−≠.由21,4y kx x y=−⎧⎨=−⎩得2440x kx +−=.设()()1122,,,M x y N x y ，则124x x =−. 直线OM 的方程为11y y x x =. 令1y =−，得点A 的横坐标11A x x y =−. 同理得点B 的横坐标22B x x y =−. 设点(0, )D n ，则1212,1,,1x x DA n DB n y y ⎛⎫⎛⎫=−−−=−−− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， 21212(1)x x DA DB n y y ⋅=++ 2122212(1)44x x n x x =++⎛⎫⎛⎫−− ⎪⎪⎝⎭⎝⎭21216(1)n x x =++ 24(1)n =−++.令0DA DB ⋅=，即24(1)0n −++=，则1n =或3n =−. 综上，以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,3)−.例4、【解析】（1）由题设得22411a b +=，22212a b a −=，解得26a =，23b =．所以C 的方程为22163x y +=．（2）设11(,)M x y ，22(,)N x y ．若直线MN 与x 轴不垂直，设直线MN 的方程为y kx m =+，代入22163x y +=得222(12)4260k x kmx m +++−=．于是2121222426,1212km m x x x x k k −+=−=++．①由AM AN ⊥知0AM AN ⋅=，故1212(2)(2)(1)(1)0x x y y −−+−−=，可得221212(1)(2)()(1)40k x x km k x x m ++−−++−+=．将①代入上式可得22222264(1)(2)(1)401212m kmk km k m k k−+−−−+−+=++．整理得(231)(21)0k m k m +++−=．因为(2,1)A 不在直线MN 上，所以210k m +−≠，故2310k m ++=，1k ≠．于是MN 的方程为21()(1)33y k x k =−−≠.所以直线MN 过点21(,)33P −.若直线MN 与x 轴垂直，可得11(,)N x y −.由0AM AN ⋅=得1111(2)(2)(1)(1)0x x y y −−+−−−=.又2211163x y +=，可得2113840x x −+=.解得12x =（舍去），123x =. 此时直线MN 过点21(,)33P −.令Q 为AP 的中点，即41(,)33Q .若D 与P 不重合，则由题设知AP 是Rt ADP △的斜边，故1||||2DQ AP =. 若D 与P 重合，则1||||2DQ AP =. 综上，存在点41(,)33Q ，使得||DQ 为定值.例5、【解析】（1）由2220e −+=解得2e =或e =，∴a =，又222a b c =+，a ∴=，又()020AC k a −−==−a ∴=1b ∴=，∴椭圆E 的方程为2212x y +=；（2）由题知，直线l 的斜率存在，设直线l 的方程为2y kx =−，设()()1122,,,P x y Q x y ，由22212y kx x y =−⎧⎪⎨+=⎪⎩得()2221860k x kx +−+=， ∴12122286,2121k x x x x k k +==++， ()()22=84621k k −−⨯⨯+=216240k −> 232k ∴>， ∴()121224421y y k x x k −+=+−=+，()()121222y y kx kx =−−()21212=24k x x k x x −++=224221k k −+，直线BP 的方程为1111y y x x −=+，令0y =解得111x x y =−，则11,01x M y ⎛⎫⎪−⎝⎭，同理可得22,01x N y ⎛⎫⎪−⎝⎭， 12123411BOMBCNx x SSy y ∴=−−=()()()12121212123341141x x x x y y y y y y =−−−++=22226321444212121k k k k +−++++=12， BOM BON S S∆∴为定值12．例6、 (1) 规范解答设椭圆C 2的焦距为2c ，由题意，a ＝22，c a ＝32，a 2＝b 2＋c 2，解得b ＝2，因此椭圆C 2的标准方程为x 28＋y 22＝1.(3分)(2)①1°当直线OP 斜率不存在时，PA ＝2－1，PB ＝2＋1，则PAPB ＝2－12＋1＝3－2 2.(4分) 2°当直线OP 斜率存在时，设直线OP 的方程为y ＝kx ，代入椭圆C 1的方程，消去y ，得(4k 2＋1)x 2＝4，所以x 2A ＝44k 2＋1，同理x 2P ＝84k 2＋1.(6分)所以x 2P ＝2x 2A ，由题意，x P 与x A 同号，所以x P ＝2x A ，从而PAPB＝|x P－x A||x P－x B|＝|x P－x A||x P＋x A|＝2－12＋1＝3－2 2.所以PAPB＝3－22为定值．(8分)②设P(x0，y0)，所以直线l1的方程为y－y0＝k1(x－x0)，即y＝k1x－k1x0＋y0，记t＝－k1x0＋y0，则l1的方程为y＝k1x＋t，代入椭圆C1的方程，消去y，得(4k21＋1)x2＋8k1tx＋4t2－4＝0，因为直线l1与椭圆C1有且只有一个公共点，所以Δ＝(8k1t)2－4(4k21＋1)(4t2－4)＝0，即4k21－t2＋1＝0，将t＝－k1x0＋y0代入上式，整理得，(x20－4)k21－2x0y0k1＋y20－1＝0，(12分)同理可得，(x20－4)k22－2x0y0k2＋y20－1＝0，所以k1，k2为关于k的方程(x20－4)k2－2x0y0k＋y20－1＝0的两根，从而k1·k2＝y20－1x20－4.(14又点在P(x0，y0)椭圆C2：x28＋y22＝1上，所以y20＝2－14x20，所以k1·k2＝2－14x20－1x20－4＝－14为定值．(16分)二、达标训练1、【解析】(I) 椭圆22:14xC y+=，故)F，1 ||22FP x ====−.(II)设()33,A x y，()44,B x y，则将y kx m=+代入2214xy+=得到：()222418440k x kmx m+++−=，故2121222844,4141km mx x x xk k−−+==++，21241x xk−=+，OA OB=，故()3434343421k x x my yx x x x k+++==−++，得到34221kmx xk−+=+，PA PF=13122x x−=−42222x x−=−，由已知得：3124x x x x<<<或3124x x x x>>>，)()123421x x x x x+−+=−，2228241141km kmk k k−+=+++，化简得到221m k=+.故原点O到直线l的距离为1d==为定值.2、【解析】（1）因为抛物线y2=2px经过点P（1，2），所以4=2p，解得p=2，所以抛物线的方程为y2=4x．由题意可知直线l的斜率存在且不为0，设直线l的方程为y=kx+1（k≠0）．由241y xy kx⎧=⎨=+⎩得22(24)10k x k x+−+=．依题意22(24)410k k∆=−−⨯⨯>，解得k<0或0<k<1．又P A，PB与y轴相交，故直线l不过点（1，-2）．从而k≠-3．所以直线l斜率的取值范围是（-∞，-3）∪（-3，0）∪（0，1）．（2）设A（x1，y1），B（x2，y2）．由（1）知12224kx xk−+=−，1221x xk=．直线P A的方程为1122(1)1yy xx−−=−−．令x=0，得点M的纵坐标为1111212211My kxyx x−+−+=+=+−−．同理得点N的纵坐标为22121Nkxyx−+=+−．由=QM QOλ，=QN QOμ得=1Myλ−，1Nyμ=−．所以2212121212122224112()111111=2111(1)(1)11M Nkx x x x x x k ky y k x k x k x x kk λμ−+−−−++=+=+=⋅=⋅−−−−−−．所以11λμ+为定值．3、规范解答(1)设椭圆的半焦距为c，由已知得，ca＝32，则a2c－c＝33，c2＝a2－b2，(3分)解得a＝2，b＝1，c＝3，(5分)所以椭圆E的标准方程是x24＋y2＝1.(6分)(2) 解法1 由题意，设直线l 1的方程为y ＝k 1(x －t)，代入椭圆E 的方程中，并化简得(1＋4k 21)x 2－8k 21tx ＋4k 21t 2－4＝0，(8分)设A(x 1，y 1)，B(x 2，y 2)．则x 1＋x 2＝8k 21t 1＋4k 21，x 1x 2＝4k 21t 2－41＋4k 21，因为PA ＝1＋k 21|x 1－t|，PB ＝1＋k 21|x 2－t|，(10分)所以PA·PB ＝(1＋k 21)|x 1－t||x 2－t|＝(1＋k 21)|t 2－(x 1＋x 2)t ＋x 1x 2| ＝(1＋k 21)|t 2－8k 21t 21＋4k 21＋4k 21t 2－41＋4k 21|＝（1＋k 21）|t 2－4|1＋4k 21，(12分) 同理，PC ·PD ＝（1＋k 22）|t 2－4|1＋4k 22，(14分) 所以PA·PB PC·PD ＝（1＋k 21）（1＋4k 22）（1＋k 22）（1＋4k 21）为定值．(16分)解法2 由题意，设直线l 1的方程为y ＝k 1(x －t)，直线l 2的方程为y ＝k 2(x －t)，设A(x 1，y 1)，B(x 2，y 2)，C(x 3，y 3)，D(x 4，y 4)．直线l 1的方程为y ＝k 1(x －t)，代入椭圆E 的方程中，并化简得(1＋4k 21)x 2－8k 21tx ＋4k 21t 2－4＝0，(8分) 则x 1＋x 2＝8k 21t 1＋4k 21，x 1x 2＝4k 21t 2－41＋4k 21，同理则x 3＋x 4＝8k 22t1＋4k 22，x 3x 4＝4k 22t 2－41＋4k 22，PA →·PB →＝(x 1－t ，y 1)(x 2－t ，y 2)＝(x 1－t)(x 2－t)＋k 21(x 1－t)(x 2－t)＝(x 1－t)(x 2－t)(1＋k 21)， PC →·PD →＝(x 3－t ，y 3)(x 4－t ，y 4)＝(x 3－t)(x 4－t)＋k 22(x 3－t)(x 4－t)＝(x 3－t)(x 4－t)(1＋k 22)．(12分) 因为P ，A ，B 三点共线，所以PA →·PB →＝PA·PB ，同理，PC →·PD →＝PC ·PD.PA ·PB PC ·PD ＝PA →·PB →PC →·PD →＝（x 1－t ）（x 2－t ）（1＋k 21）（x 3－t ）（x 4－t ）（1＋k 22）＝（1＋k 21）（1＋k 22）·（x 1－t ）（x 2－t ）（x 3－t ）（x 4－t ）＝（1＋k 21）（1＋k 22）·x 1x 2－t （x 1＋x 2）＋t 2x 3x 4－t （x 3＋x 4）＋t 2.代入x 1＋x 2＝8k 21t 1＋4k 21，x 1x 2＝4k 21t 2－41＋4k 21，x 3＋x 4＝8k 22t 1＋4k 22，x 3x 4＝4k 22t 2－41＋4k 22，化简得PA ·PB PC ·PD ＝（1＋k 21）（1＋4k 22）（1＋k 22）（1＋4k 21），(14分)因为是定值，所以PA ·PB PC ·PD ＝（1＋k 21）（1＋4k 22）（1＋k 22）（1＋4k 21）为定值．(16分)4规范解答 (1) 由题意B(0，1)，C(0，－1)，焦点F(3，0)，当直线PM 过椭圆的右焦点F 时，则直线PM 的方程为x 3＋y －1＝1，即y ＝33x －1，联立⎩⎨⎧x 24＋y 2＝1，y ＝33x －1，解得⎩⎨⎧x ＝837，y ＝17或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0，y ＝－1(舍)，即M ⎝⎛⎭⎫837，17.(2分)连结BF ，则直线BF ：x 3＋y1＝1，即x ＋3y －3＝0，而BF ＝a ＝2，点M 到直线BF 的距离为d ＝⎪⎪⎪⎪837＋3×17－312＋（3）2＝2372＝37.故S △MBF ＝12·BF ·d ＝12×2×37＝37.(4分)(2) 解法1(点P 为主动点) ①设P(m ，－2)，且m≠0，则直线PM 的斜率为k ＝－1－（－2）0－m ＝－1m ，则直线PM 的方程为y ＝－1m x －1，联立⎩⎨⎧y ＝－1m x －1，x 24＋y 2＝1化简得⎝⎛⎭⎫1＋4m 2x 2＋8m x ＝0，解得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫－8m m 2＋4，4－m 2m 2＋4，(6分)所以k 1＝4－m 2m 2＋4－1－8m m 2＋4＝－2m 2－8m ＝14m ，k 2＝1－（－2）0－m ＝－3m ，(8分)所以k 1·k 2＝－3m ·14m ＝－34为定值．(10分)5、规范解答 (1) 设B (x 0，y 0)，则C (－x 0，－y 0)，x 204＋y 20＝1，因为A (2,0)，所以k 1＝y 0x 0－2，k 2＝y 0x 0＋2，所以k 1k 2＝y 0x 0－2·y 0x 0＋2＝y 20x 20－4＝1－14x 20x 20－4＝－14.(4分)(2) 设直线AP 方程为y ＝k 1(x －2)，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 1x －2，x 2＋y 2＝4得(1＋k 21)x 2－4k 21x ＋4(k 21－1)＝0，解得x P ＝2k 21－11＋k 21，y P ＝k 1(x P －2)＝－4k 11＋k 21，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 1x －2，x24＋y 2＝1得(1＋4k 21)x 2－16k 21x ＋4(4k 21－1)＝0，解得x B ＝24k 21－11＋4k 21，y B ＝k 1(x B －2)＝－4k 11＋4k 21，(8分) 所以k BC ＝y B x B ＝－2k 14k 21－1，k PQ ＝y Px P ＋65＝－4k 11＋k 212k 21－11＋k 21＋65＝－5k 14k 21－1，所以k PQ ＝52k BC ，故存在常数λ＝52，使得k PQ ＝52k BC .(10分) (3) 设直线AC 方程为y ＝k 2(x －2)，当直线PQ 与x 轴垂直时，Q ⎝⎛⎭⎫－65，－85，则P －65，85，所以k 1＝－12，即B (0,1)，C (0，－1)，所以k 2＝12，则k AQ ＝－85－65－2＝12＝k 2，所以直线AC 必过点Q .当直线PQ 与x 轴不垂直时，设直线PQ 方程为y ＝－5k 14k 21－1⎝⎛⎭⎫x ＋65，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－5k 14k 21－1⎝⎛⎭⎫x ＋65，x 2＋y 2＝4解得x Q ＝－216k 21－116k 21＋1，y Q ＝16k 116k 21＋1，因为k 2＝－y B －x B －2＝4k 11＋4k 2121－4k 211＋4k 21－2＝－14k 1，所以k AQ ＝16k 116k 21＋1－216k 21－116k 21＋1－2＝－14k 1＝k 2，故直线AC 必过点Q .(16分) (不考虑直线与x 轴垂直的情形扣1分)。

高中数学圆锥曲线定点问题解题策略

高中数学圆锥曲线定点问题解题策略摘要：近些年来圆锥曲线的定值定点问题成为了高考主要考查的内容之一，这类题型在解题之前无法确定定值和定点的计算结果，所以题目存在着一定的难度。

为了能够提高这类题目解题的准确率，教师需要积极探索这类题目一些有效的解题策略，让学生可以真正的吸收，进一步提升学生解题的质量。

本文就高中数学圆锥曲线定点问题解题策略展开探讨。

关键词：高中数学；圆锥曲线；定点问题在新课改背景下对于高中数学教学提出了新的要求，高中数学应该注重培养学生的数学核心素养，其中涉及到了学生建模思想、思维能力还有数学运算和数据分析能力的培养。

在数学教学中圆锥曲线定点问题是教学的重点。

而这类题目对培养学生上述能力有着重要的意义。

本文将针对圆锥曲线定点问题的解题策略进行探讨，找到一些有效的解决问题的办法，让学生可以有效的吸收，在这个基础上提升学生解决问题的准确率，促进学生数学核心素养的发展。

1.高中数学圆锥曲线定点问题解决现状在高中数学教学中圆锥曲线这部分知识是非常重要的，占据着不可替代的位置。

而且从每一年的高考题目可以看出圆锥曲线这部分的内容占比也较大。

但是目前我们通过分析学生的试卷不难发现学生在圆锥曲线这部分问题中的得分情况并不是特别的理想，甚至一些学生干脆直接放弃了这些题目的解答，尤其是在高考的时候情况更是比较糟糕。

这也从某种程度上说明了学生这部分内容掌握是十分不理想的。

通过调查我们了解到很多学生对于圆锥曲线的知识仅仅停留在了对于概念的理解上面，对于圆锥曲线相关的内容基本都是采取死记硬背的方式，根本不能深刻的理解圆锥曲线相关的定义和性质，那么自然无法灵活的应用相关的知识去解决实际问题。

其实学生这部分内容掌握不是特别的理想主要有这样的几个因素导致。

受到了其他学生的影响，会从意识里认为圆锥曲线这部分知识学习难度较大，所以还没有深入的学习就存在着放弃的念头。

课后也不会主动地进行这部分知识的学习。

另外有的学生在课堂中觉得自己掌握的已经非常到位了，但是真正自己去完成一些练习题的时候却存在着各个方面的问题，甚至遇到了一些计算量相对较大的题目的时候更是束手无策。

第20讲圆过定点问题(原卷版)2023最新专题：圆锥曲线

第20讲圆过定点问题一、解答题1．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为13，椭圆上的点到右焦点F 的最近距离为2，若椭圆C 与x 轴交于A B 、两点，M 是椭圆C 上异于A B 、的任意一点，直线MA 交直线:9l x =于G 点，直线MB 交直线l 于H 点．（1）求椭圆C 的方程；（2）试探求以GH 为直径的圆是否恒经过x 轴上的定点？若经过，求出定点的坐标；若不经过，请说明理由．2．已知椭圆222:1(2x y C a a +=>的右焦点为F ，A 、B 分別为椭圆的左项点和上顶点， ABF 的面积为1+．（1）求椭圆C 的标准方程；（2）过点F 的直线l 与椭圆C 交于P ，Q 两点，直线AP 、AQ 分别与直线x ＝交于点M 、N ．以MN 为直径的圆是否恒过定点？若是，请求出该定点坐标；若不是，请说明理由．3．已知定点(1,0)R ，圆22 S: 2150x y x ++-=，过R 点的直线1L 交圆于M ，N 两点过R 点作直线2L SN ∥交SM 于Q 点.（1）求Q 点的轨迹方程；（2）若A ，B 为Q 的轨迹与x 轴的左右交点，()()000,0P x y y ≠为该轨迹上任一动点，设直线AP ，BP 分别交直线l ：6x =于点M ，N ，判断以MN 为直径的圆是否过定点．如圆过定点，则求出该定点；如不是，说明理由.4．已知圆22:1O x y +=和直线:3l x =，在x 轴上有一点(1,0)Q ，在圆O 上有不与Q 重合的两动点,P M ，设直线MP 斜率为1k ，直线MQ 斜率为2k ，直线PQ 斜率为3k ，（l ）若121k k =-①求出P 点坐标；②MP 交l 于'P ，MQ 交l 于'Q ，求证：以''P Q 为直径的圆，总过定点，并求出定点坐标．（2）若232k k =：判断直线PM 是否经过定点，若有，求出来，若没有，请说明理由．5．已知椭圆T ：()222210x y a b a b+=>>的离心率为12，直线l ：0x y +-=与以原点为圆心，以椭圆C 的短半轴长为半径的圆相切.A 为左顶点，过点()1,0G 的直线交椭圆T 于B ，C 两点，直线AB ，AC 分别交直线4x =于M ，N 两点.（1）求椭圆T 的方程；（2）以线段MN 为直径的圆是否过定点？若是，写出所有定点的坐标；若不是，请说明理由.6．已知圆()44:22=++y x C 与x 轴交于B A 、两点，P 是圆C 上的动点，直线AP 与PB 分别与y 轴交于N M 、两点．（1）若()4,2P -时，求以MN 为直径圆的面积；（2）当点P 在圆C 上运动时，问：以MN 为直径的圆是否过定点？如果过定点，求出定点坐标；如果不过定点，说明理由．7．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为32，左、右焦点分别是1F 、2.F 以1F 为圆心、以3为半径的圆与以2F 为圆心、以1为半径的圆相交，交点在椭圆C 上．（1）求椭圆C 的方程；（2）直线()()10y k x k =-≠与椭圆C 交于,A B 两点，点M 是椭圆C 的右顶点.直线AM 与直线BM 分别与y 轴交于点,P Q ，试问以线段PQ 为直径的圆是否过x 轴上的定点？若是，求出定点坐标；若不是，说明理由．8．已知椭圆G 22+22=1(>>0)1(−s 0),2(s 0)，其短轴长是23，原点到过点os 0)和o0,−p （1）求椭圆的方程；（2）若点s 是定直线=4上的两个动点，且1 •2 =0，证明：以B 为直径的圆过定点，并求定点的坐标.9．已知动圆M 与定圆221:(2)1C x y -+=相外切，又与定直线1: 1l x =-相切.（1）求动圆的圆心M 的轨迹2C 的方程，（2）过点()12,0C 的直线l 交曲线2C 于A ，B 两点，直线2: 2l x =分别交直线OA ，OB 于点E 和点F .求证：以EF 为直径的圆经过x 轴上的两个定点.10．已知动圆P 过定点1,02F ⎛⎫ ⎪⎝⎭，且和直线12x =-相切，动圆圆心P 形成的轨迹是曲线C ，过点()4,2Q -的直线与曲线C 交于,A B 两个不同的点.（1）求曲线C 的方程；（2）在曲线C 上是否存在定点N ，使得以AB 为直径的圆恒过点N ？若存在，求出N 点坐标；若不存在，说明理由.11．已知椭圆C 的短轴的两个端点分别为(0,1),(0,1)A B -，离心率为63．（1）求椭圆C 的方程及焦点的坐标；（2）若点M 为椭圆C 上异于A ，B 的任意一点，过原点且与直线MA 平行的直线与直线3y =交于点P ，直线MB 与直线3y =交于点Q ，试判断以线段PQ 为直径的圆是否过定点？若过定点，求出定点的坐标；若不过定点，请说明理由．12．已知抛物线2:4C y x =与过点(2,0)的直线l 交于,M N 两点.（1）若MN =，求直线l 的方程；（2）若12MP MN = ，PQ y ⊥轴，垂足为Q ，探究：以PQ 为直径的圆是否过定点？若是，求出该定点的坐标；若不是，请说明理由.13．已知椭圆E ：()222210x y a b a b+=>>.左焦点()1,0F -，点()0,2M 在椭圆E 外部，点N 为椭圆E 上一动点，且NMF 的周长最大值为4+.（1）求椭圆E 的标准方程；（2）点B ､C 为椭圆E 上关于原点对称的两个点，A 为左顶点，若直线AB ､AC 分别与y 轴交于P ､Q 两点，试判断以PQ 为直径的圆是否过定点.如果是请求出定点坐标，如果不过定点，请说明理由.14．已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ，2F ，M 为椭圆上一动点，当12MF F ∆的面积最大时，其内切圆半径为3b ，椭圆E 的左、右顶点分别为A ，B ，且||4AB =．（1）求椭圆E 的标准方程；（2）过1F 的直线与椭圆相交于点C ，D （不与顶点重合），过右顶点B 分别作直线BC ，BD 与直线4x =-相交于N ，M 两点，以MN 为直径的圆是否恒过某定点？若是，求出该定点坐标；若不是，请说明理由．15．已知椭圆2222:1(0)x y M a b a b+=>>的左、右顶点分别为,A B ，上、下顶点分别为,C D ，右焦点为F ，离心率为12，其中24||||||FA FB CD =⋅．（1）求椭圆的标准方程；（2）设Q 是椭圆M 上异于,A B 的任意一点，过点Q 且与椭圆M 相切的直线与x a =-，x a =分别交于,S T 两点，以ST 为直径的圆是否过定点？若过定点，求出定点坐标；如果不存在，请说明理由．16．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为2，其左､右焦点分别为1F ，2F ，点()00,P x y 是坐标平面内一点，且||2OP =，1234PF PF ⋅= (O 为坐标原点).（1）求椭圆C 的方程；（2）过点10,3S ⎛⎫- ⎪⎝⎭且斜率为k 的动直线l 交椭圆于A ，B 两点，在y 轴上是否存在定点M ，使以AB 为直径的圆恒过这个点？若存在，求出M 的坐标，若不存在，说明理由.。

圆锥曲线中的定点问题及解决方法

圆锥曲线中的定点问题及解决方法1. 引言1.1 背景介绍圆锥曲线是几何学中一个重要的概念，指的是由一个平面与一个圆锥体相交而得到的曲线。

在数学中，圆锥曲线包括圆、椭圆、双曲线和抛物线四种类型。

这些曲线在几何学和代数学中有着广泛的应用，涉及到许多重要的定理和性质。

圆锥曲线中的定点问题是指关于曲线上或曲线与其他几何图形的交点位置和性质的问题。

这些问题在实际应用中具有重要意义，例如在天文学中描述行星轨道的形状，或在工程学中设计湖面上的浮标位置等。

研究圆锥曲线中的定点问题不仅可以加深对这些曲线的理解，更可以拓展数学知识的应用范围。

通过研究不同的解决方法，可以进一步提高解决问题的能力和技巧，为数学领域的发展贡献力量。

深入探讨圆锥曲线中的定点问题具有重要的研究意义和价值。

1.2 问题提出圆锥曲线中的定点问题是一个重要而复杂的数学问题，其研究有着深远的理论和应用意义。

在圆锥曲线中，定点问题是指在已知曲线的情况下，找到曲线上满足一定条件的点的位置。

这种问题涉及到几何、代数和分析等多个数学领域，需要综合运用不同的数学方法来求解。

定点问题在圆锥曲线中具有广泛的实际应用。

比如在工程领域中，定点问题可以帮助我们确定某个位置的几何特性，从而设计出更加精确的结构。

在物理学中，定点问题可以帮助我们分析物体的运动轨迹和速度方向。

在计算机图形学和机器人领域中，定点问题也有着重要的应用价值。

研究圆锥曲线中的定点问题不仅有助于深化数学理论，还能推动相关领域的发展和创新。

在本文中，我们将介绍不同的解决方法来解决圆锥曲线中的定点问题，探讨其适用场景和未来研究方向，以期为相关领域的研究工作提供一定的参考和启发。

1.3 研究意义在圆锥曲线中，定点问题具有重要的研究意义。

通过对定点问题的研究，我们可以深入理解圆锥曲线的性质和特点，进一步探索其数学规律和几何意义。

定点是曲线上的固定点，对于圆锥曲线而言，定点的位置和性质对曲线的形状和特征具有决定性影响。

圆锥曲线中动圆恒过一类定点问题的研究

圆锥曲线中动圆恒过一类定点问题的研究林㊀蔓(福建省石狮市石光中学ꎬ福建石狮３６２７００)摘㊀要:笔者通过探究圆锥曲线中满足某些条件的动圆恒过定点的问题ꎬ得到的结论是这些问题中的动圆都恒过定点Ｏ１(－ｂ－ａꎬ０)ꎬＯ２(ｂ－ａꎬ０).关键词:圆锥曲线ꎻ圆ꎻ定点ꎻ切线ꎻ研究中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)３６－００２９－０３收稿日期:２０２３－０９－２５作者简介:林蔓(１９８０.５－)ꎬ女ꎬ福建省石狮人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀圆锥曲线中动圆恒过定点问题ꎬ十年前的高考题考过几次ꎬ最近几年的模拟题也经常出现.笔者经过研究ꎬ发现不少的圆锥曲线问题中的动圆都恒过相同的定点ꎬ即都经过点Ｏ１(－ｂ－ａꎬ０)ꎬＯ２(ｂ－ａꎬ０).１预备知识引理１㊀设Ａ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＢ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬ则以线段ＡＢ为直径的圆的方程为(ｘ－ｘ１)(ｘ－ｘ２)＋(ｙ－ｙ１)(ｙ－ｙ２)＝０.证明㊀设Ｍ(ｘꎬｙ)是所求圆上的任一点ꎬ则ＡＭʅＢＭꎬ即ＡＭң ＢＭң＝０ꎬ即(ｘ－ｘ１ꎬｙ－ｙ１) (ｘ－ｘ２ꎬｙ－ｙ２)＝０ꎬ化简得(ｘ－ｘ１)(ｘ－ｘ２)＋(ｙ－ｙ１)(ｙ－ｙ２)＝０.引理２㊀设Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)是椭圆ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１上的一点ꎬ则椭圆在点Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)处的切线方程为ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１[１].证明㊀当ｙ０＝０时ꎬ点Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)处的切线的斜率不存在ꎬ其方程为ｘ＝ʃａ.当ｙ０ʂ０时ꎬ设椭圆在点Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)处的切线方程为ｙ－ｙ０＝ｋ(ｘ－ｘ０)ꎬ代入椭圆方程化简得ꎬ(ｂ２＋ａ２ｋ２)ｘ２＋２ａ２ｋ(ｙ０－ｋｘ０)ｘ＋ａ２[(ｙ０－ｋｘ０)２－ｂ２]＝０[２].由题意ꎬә＝４ａ４ｋ２(ｙ０－ｋｘ０)２－４(ｂ２＋ａ２ｋ２)ａ２[(ｙ０－ｋｘ０)２－ｂ２]＝０ꎬ化简得ｋ２(ｘ２０－ａ２)－２ｋｘ０ｙ０＋(ｙ２０－ｂ２)＝０.因为点Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)在椭圆上ꎬ所以ｘ２０－ａ２＝－ａ２ｙ２０ｂ２ꎬｙ２０－ｂ２＝－ｂ２ｘ２０ａ２ꎬ代入上式化简得(ａ２ｙ０ｋ＋ｂ２ｘ０)２＝０ꎬ从而ｋ＝－ｂ２ｘ０ａ２ｙ０.因此切线方程为ｙ－ｙ０＝－ｂ２ｘ０ａ２ｙ０(ｘ－ｘ０)ꎬ即ｂ２ｘ０ｘ＋ａ２ｙ０ｙ＝ｂ２ｘ２０＋ａ２ｙ２０ꎬ等式两边同时除以ａ２ｂ２ꎬ得ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝ｘ２０ａ２＋ｙ２０ｂ２.又点Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)在椭圆上ꎬ所以ｘ２０ａ２＋ｙ２０ｂ２＝１ꎬ故切线方程为ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１.引理３㊀设Ａ(ｘ０ꎬｙ０)为双曲线ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１９２(ａ>０ꎬｂ>０)外一点ꎬ则由点Ａ作此双曲线的两切线的方程为(ｘ２０ａ２－ｙ２０ｂ２－１)(ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２－１)＝(ｘ０ｘａ２－ｙ０ｙｂ２－１)２.２主要结果及证明命题１㊀如图１ꎬ双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)ꎬ设直线ｌ平行于ｙ轴且与Γ相切ꎬＡ是ｙ轴上任一点ꎬ过Ａ且与Γ相切的两条直线分别交ｌ于ＰꎬＱꎬ以ＰＱ为直径作圆ꎬ此圆交ｘ轴于两点.求证:这两点是定点(记为Ｏ１ꎬＯ２).图１㊀命题１图证明㊀设Ａ(０ꎬｍ)ꎬＰ(０ꎬｙＰ)ꎬＱ(０ꎬｙＱ)ꎬ由引理３知过Ａ的两切线方程为(－ｍ２ｂ２－１)(ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２－１)＝(－ｍｙｂ２－１)２.令ｘ＝－ａꎬ得ｍ２＋ｂ２ｂ２ｙ２ｂ２＝(ｍｙ＋ｂ２ｂ２)２⇒ｙ２－２ｍｙ－ｂ２＝０ꎬ故ｙＰｙＱ＝－ｂ２.由引理１知以ＰＱ为直径的圆为(ｘ－ａ)２＋(ｙ－ｙＰ)(ｙ－ｙＱ)＝０ꎬ令ｙ＝０ꎬ得(ｘ＋ａ)２＋ｙＰｙＱ＝０⇒(ｘ＋ａ)２＝ｂ２⇒ｘ＝－ａʃｂꎬ所以圆与ｘ轴交于两个定点ꎬ其坐标为Ｏ１(－ｂ－ａꎬ０)ꎬＯ２(ｂ－ａꎬ０).命题２㊀如图２ꎬ设椭圆的方程为ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１ａ>ｂ>０()ꎬＡꎬＢ为椭圆的左㊁右顶点ꎬ过ＡꎬＢ且与椭圆相切的直线分别为ｌꎬｌᶄꎬ再作椭圆的任一切线分别交ｌꎬｌᶄ于ＣꎬＤꎬＤＯ交ｌ于Ｅꎬ设以线段ＣＥ为直径的圆交ｘ轴于Ｏ１ꎬＯ２ꎬ求证:Ｏ１ꎬＯ２为定点[３].图２㊀命题２图证明㊀设切点Ｆｘ０ꎬｙ０()ꎬ则由引理２知切线ＣＤ:ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１ꎬ又ｌ:ｘ＝－ａꎬｌᶄ:ｘ＝ａꎬ得Ｃ－ａꎬｂ２ｘ０＋ａ()ａｙ０æèçöø÷ꎬＤａꎬｂ２ａ－ｘ０()ａｙ０æèçöø÷ꎬ则Ｅ－ａꎬｂ２ｘ０－ａ()ａｙ０æèçöø÷ꎬ由引理１知以线段ＣＥ为直径的圆为ｘ＋ａ()２＋ｙ－ｂ２ｘ０＋ａ()ａｙ０æèçöø÷ｙ－ｂ２ｘ０－ａ()ａｙ０æèçöø÷＝０ꎬ令ｙ＝０ꎬ得ｘ＋ａ()２＝ｂ４ａ２－ｘ２０()ａ２ｙ２０＝ｂ４ａ２－ｘ２０()ｂ２ａ２－ｘ２０()＝ｂ２ꎬ⇒ｘ＝－ａʃｂꎬ故以线段ＣＥ为直径的圆过两定点Ｏ１－ｂ－ａꎬ０()ꎬＯ２ｂ－ａꎬ０().命题３㊀如图３ꎬ设椭圆的方程为ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１ａ>ｂ>０()ꎬＡ为椭圆的下顶点ꎬＢ为椭圆上任一点ꎬ过Ａ的切线为ｌꎬ过Ｂ的切线交ｌ于Ｃꎬ过Ｏ且与ＢＡ平行的直线交ｌ于Ｅꎬ设以线段ＣＥ为直径的圆交ｙ轴于Ｏ１ꎬＯ２ꎬ求证:Ｏ１ꎬＯ２为定点.图３㊀命题３图证明㊀设切点Ｂｘ０ꎬｙ０()ꎬ则由引理２知切线ＢＣ:ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１ꎬ又切线ｌ:ｙ＝－ｂꎬ则０３Ｃａ２ｙ０＋ｂ()ｂｘ０ꎬ－ｂæèçöø÷ꎬ因直线ＯＥ平行于ＢＡꎬ故直线ＯＥ的方程为ｙ＝ｙ０＋ｂｘ０ｘ.令ｙ＝－ｂꎬ则ｘ＝－ｂｘ０ｙ０＋ｂꎬＥ－ｂｘ０ｙ０＋ｂꎬ－ｂæèçöø÷ꎬ由引理１知以线段ＣＥ为直径的圆的方程为ｘ－ａ２ｙ０＋ｂ()ｂｘ０[]ｘ＋ｂｘ０ｙ０＋ｂæèçöø÷＋ｙ＋ｂ()２＝０.令ｘ＝０ꎬ得ｙ＋ｂ()２＝ａ２ꎬｙ＝－ｂʃａꎬ故以线段ＣＥ为直径的圆过两定点Ｏ１０ꎬ－ａ－ｂ()ꎬＯ２０ꎬａ－ｂ().命题４㊀如图４ꎬ设椭圆的方程为ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１ａ>ｂ>０()ꎬＡꎬＢ为椭圆的上㊁下顶点ꎬ过ＡꎬＢ且与椭圆相切的直线分别为ｌꎬｌᶄꎬ再作椭圆的任一切线分别交ｌꎬｌᶄ于ＣꎬＰꎬＣＯ交ｌ于Ｑꎬ设以线段ＰＱ为直径的圆交ｘ轴于Ｏ１ꎬＯ２ꎬ求证:Ｏ１ꎬＯ２为定点.图４㊀命题４图证明㊀设切点Ｄｘ０ꎬｙ０()ꎬ则由引理２知切线ＣＰ:ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１ꎬ又ｌ:ｙ＝ａꎬｌᶄｙ:＝－ａꎬ得Ｃａ２ｂ－ｙ０()ｂｘ０ꎬｂæèçöø÷ꎬＰａ２ｙ０＋ｂ()ｂｘ０ꎬ－ｂæèçöø÷ꎬＱ与Ｃ关于Ｏ对称ꎬ得Ｑａ２ｙ０－ｂ()ｂｘ０ꎬ－ｂæèçöø÷.由引理１知以线段ＰＱ为直径的圆的方程为ｘ－ａ２ｙ０－ｂ()ｂｘ０[]ｘ－ａ２ｙ０＋ｂ()ｂｘ０[]＋ｙ＋ｂ()２＝０.令ｘ＝０ꎬ得ｙ＋ｂ()２＝ａ４ｂ２－ｙ２０()ｂ２ｘ２０＝ａ４ｂ２－ｙ２０()ａ２ｂ２－ｙ２０()＝ａ２ꎬ即ｙ＝－ｂʃａ.故以线段ＰＱ为直径的圆过两定点Ｏ１０ꎬ－ａ－ｂ()ꎬＯ２０ꎬａ－ｂ().圆锥曲线内容是高中数学的难点ꎬ高中生要想突破这一块内容ꎬ需要有探索和研究的精神.掌握一些重要的结论是非常必要的ꎬ比如上文提到的３个引理.当然了ꎬ学生对于圆锥曲线的困难主要还是在运算上ꎬ那就需要我们平时多练ꎬ熟悉解题过程中设点或者设线的一些方法ꎬ这可以帮我们简化运算.有时结合同构思想㊁点差法或者对称思想ꎬ也可简化运算.追溯圆锥曲线的研究ꎬ最有影响力的还得属于阿波罗尼奥斯ꎬ他的著作«圆锥曲线论»揽尽了圆锥曲线几乎所有的性质ꎬ而且他是用几何方法给出的证明.后来笛卡尔创立了直角坐标系后ꎬ人们就可以利用坐标法来研究圆锥曲线问题了.再到后来ꎬ产生了射影几何ꎬ圆锥曲线的研究得到了新的突破.而最近十年的高考真题中ꎬ有不少题就是以射影几何中的极点㊁极线或者调和点列㊁调和线束为背景来命制的ꎬ这需要一线教师掌握一定的射影几何知识ꎬ这样才能居高临下ꎬ教学才能做到深入浅出.研究圆锥曲线是有意义的ꎬ有价值的.一线教师可以根据圆的性质ꎬ进行类比推广得到圆锥曲线的性质ꎬ也可以对高考中的圆锥曲线题进行一般化探究ꎬ还可以把射影几何中的经典结合初等化后ꎬ利用初等方法进行研究.圆锥曲线的性质是优美的ꎬ也是丰富的ꎬ很多高考圆锥曲线题就是命题人的最新研究成果.总而言之ꎬ不论是高中教师还是高中生ꎬ都很有必要去探索㊁去研究圆锥曲线的各种优美性质.参考文献:[１]刘海涛.极点极线视角下对一道模考题的探析㊁变式㊁推广[Ｊ].中学数学研究(华南师范大学版)ꎬ２０２３(１１):７－１０.[２]李鸿昌.高考题的高数探源与初等解法[Ｍ].合肥:中国科学技术大学出版社ꎬ２０２２(４).[３]陈传麟.圆锥曲线习题集[Ｍ].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社ꎬ２０１３(６).[责任编辑:李㊀璟]１３。

圆锥曲线过定点问题.doc

圆锥曲线过定点问题一、小题自测1. 无论 k 取任何实数，直线(1 4k) x (2 3k ) y (2 14k) 0 必经过一个定点，则这个定点的坐标为.2. 已知直线 l : 2ax by a b 0 ；圆 C : x 2 y 2 2x 1 0 ，则直线l与圆C的位置关系为.二、几个常见结论：满足一定条件的曲线上两点连结所得的直线过定点或满足一定条件的曲线过定点，这构成了过定点问题。

1、过定点模型：A, B是圆锥曲线上的两动点，M 是一定点，其中, 分别为 MA , MB 的倾斜角，则有下面的结论：uuur uuur直线 AB 恒过定点；①、 MA MB 为定值②、 k MA k MB为定值直线 AB 恒过定点；③、(0 ) 直线 AB 恒过定点.2、抛物线中的过定点模型：A, B 是抛物线 y2 2 px( p 0) 上的两动点，其中, 分别为 OA,OB 的倾斜角，则可以得到下面几个充要的结论：OA OB kOAkOB 1 直线 AB 恒过定点(2 p,0).23、椭圆中的过定点模型：x2 y21(a b 0) 上异于右顶点D的两动点，其中, 分别A, B 是椭圆b2a2为 DA, DB 的倾斜角，则可以得到下面几个充要的结论：DA DB k DA k DB 1 直线 AB 恒过定点( 2ac2 2,0).2 a b三、方法归纳：★参数无关法：把直线或者曲线方程中的变量x， y 当作常数看待，把方程一端化为零，既然是过定点，那么这个方程就要对任意参数都成立，这时参数的系数就要全部为零，这样就得到一个关于x， y 的方程组，这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点。

★ 特殊到一般法：根据动点或动直线、动曲线的特殊情况探索出定点，再证明该定点与变量无关。

★ 关系法：对满足一定条件曲线上的两点连结所得直线过定点或满足一定条件的曲线过定点问题，可设直线（或曲线）上两点的坐标，利用坐标在直线（或曲线）上，建立点的坐标满足方程（组），求出相应的直线（或曲线），然后再利用直线（或曲线）过定点的知识求解。

圆锥曲线中圆过定点问题(高考)

的纵坐标必定为零。
（2）圆过定点解题思路的应用
题目中由于直线与椭圆相切，因此联立利用判别式可求出 k, m 之间的等式关系 1 且还能求出点 P 的坐标（含参数），此时将 PM PQ 向量化又可得到等式关系 2，因此可以根据 1,2 求出点 M 的横坐标。
y kx m
设
P(
x0
,
y0
),
（1）圆过定点的总体思路
如果说以两个动点 M , N 为过圆心的直径与圆相交的两点，则 MN 所在直线的位置
不同，圆的位置也不同，假如证明圆恒过定点且定点非 M , N 两点，则此时会有一个等
量关系，若设定点为 P，则满足 PM PN ，这个等量关系有点类似于直线过定点问题中需要用到的等式关系，另外若过 MN 的直线恒过定点，则当 MN 斜率不存在时和直线
,
y2
)
y
k
(x
x2
y2 2
1) 3 1
(k
2
2) x 2
2 3
k
2x
1 9
k
2
2
0
（2）圆过定点解题思路的应用
2 k2
1k2 2
x1
x2
3 k2
2
, x1x2
9 k2
2
uur
uur
uur uur
TA (x1 1, y1),TB (x2 1, y2) ，若斜率存在时应满足TATB 0
3
9
当斜率为零时，圆的方程为 x2 y2 1
联立
(x x2
1)2 y2 3
y2 1
16 9
x
y
1 在特殊情况下求得T (1, 0) 0
，也符合对称的猜想，

圆锥曲线过定点问题

圆锥曲线过定点问题一、小题自测1.无论k 取任何实数，直线0)142()32()41(=-+--+k y k x k 必经过一个定点，则这个定点的坐标为.2.已知直线02:=+-+b a by ax l ；圆012:22=--+x y x C ，则直线l 与圆C 的位置关系为. 二、几个常见结论：满足一定条件的曲线上两点连结所得的直线过定点或满足一定条件的曲线过定点，这构成了过定点问题。

1、过定点模型：,A B 是圆锥曲线上的两动点，M 是一定点，其中,αβ分别为,MA MB 的倾斜角，则有下面的结论：①、MA MB ⋅为定值⇔直线AB 恒过定点；②、MA MB k k ⋅为定值⇔直线AB 恒过定点； ③、(0)αβθθπ+=<<⇔直线AB 恒过定点.2、抛物线中的过定点模型：,A B 是抛物线22(0)y px p =>上的两动点，其中,αβ分别为,OA OB 的倾斜角，则可以得到下面几个充要的结论：12OA OB OA OB k k παβ⊥⇔⋅=-⇔-=⇔直线AB 恒过定点(2,0)p .3、椭圆中的过定点模型：,A B 是椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上异于右顶点D 的两动点，其中,αβ分别为,DA DB 的倾斜角，则可以得到下面几个充要的结论： 12DA DBDA DB k k παβ⊥⇔⋅=-⇔-=⇔直线AB 恒过定点222(,0)ac a b +.三、方法归纳：★参数无关法：把直线或者曲线方程中的变量x ，y 当作常数看待，把方程一端化为零，既然是过定点，那么这个方程就要对任意参数都成立，这时参数的系数就要全部为零，这样就得到一个关于x ，y 的方程组，这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点。

★特殊到一般法：根据动点或动直线、动曲线的特殊情况探索出定点，再证明该定点与变量无关。

★关系法：对满足一定条件曲线上的两点连结所得直线过定点或满足一定条件的曲线过定点问题，可设直线（或曲线）上两点的坐标，利用坐标在直线（或曲线）上，建立点的坐标满足方程（组），求出相应的直线（或曲线），然后再利用直线（或曲线）过定点的知识求解。

2023年高考数学热点专题解析几何模型通关圆锥曲线中的定点问题(解析版)

圆锥曲线中的定点问题思路引导处理圆锥曲线中定点问题的方法：(1)探索直线过定点时，可设出直线方程为，然后利用条件建立,k m 等量关系进行消元，借助于直线系的思想找出定点．(2)从特殊情况入手，先探求定点，再证明与变量无关．母题呈现考法1参数法求证定点【例1】(2022·临沂、枣庄二模联考)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的离心率为32，其左、右焦点分别为F 1，F 2，点P 为坐标平面内的一点，且|OP →|＝32PF 1→·PF 2→＝－34，O 为坐标原点．(1)求椭圆C 的方程；(2)设M 为椭圆C 的左顶点，A ，B 是椭圆C 上两个不同的点，直线MA ，MB 的倾斜角分别为α，β，且α＋β＝π2.证明：直线AB 恒过定点，并求出该定点的坐标．【解题指导】【解析】(1)设P 点坐标为(x 0，y 0)，F 1(－c,0)，F 2(c,0)，则PF 1→＝(－c －x 0，－y 0)，PF 2→＝(c －x 0，－y 0)．由题意得x 20＋y 20＝94，x 0＋cx 0－c＋y 20＝－34，解得c 2＝3，∴c ＝ 3.又e ＝c a ＝32，∴a ＝2.∴b 2＝a 2－c 2＝1.∴所求椭圆C 的方程为x 24＋y 2＝1.(2)设直线AB 方程为y ＝kx ＋m ，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)．y 2＝1，kx ＋m ，消去y 得(4k 2＋1)x 2＋8kmx ＋4m 2－4＝0.∴x 1＋x 2＝－8km4k 2＋1，x 1x 2＝4m 2－44k 2＋1.又由α＋β＝π2，∴tan α·tan β＝1，设直线MA ，MB 斜率分别为k 1，k 2，则k 1k 2＝1，∴y 1x 1＋2·y 2x 2＋2＝1，即(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 2－4＝0，∴(k 2－1)4m 2－44k 2＋1＋(km －2)28()41kmk -+＋m 2－4＝0，化简得20k 2－16km ＋3m 2＝0，解得m ＝2k ，或m ＝103k .当m ＝2k 时，y ＝kx ＋2k ，过定点(－2,0)，不合题意(舍去)．当m ＝103k 时，y ＝kx ＋103k 10,0)3-，∴直线AB 恒过定点10(,0)3-【例2】（2022·福建·漳州三模）已知抛物线2:4C y x =的准线为l ，M 为l 上一动点，过点M 作抛物线C 的切线，切点分别为,A B .（1）求证：MAB ∆是直角三角形；（2）x 轴上是否存在一定点P ，使,,A P B 三点共线.【解题指导】【解析】（1）由已知得直线l 的方程为1x =-，设()1,M m -，切线斜率为k ，则切线方程为()1y m k x -=+，（2分）将其与24y x =联立消x 得244()0ky y m k -++=.所以1616()0k m k ∆=-+=，化简得210k mk +-=，（4分）所以121k k =-，所以MA MB ⊥.即MAB ∆是直角三角形.（6分）（2）由（1）知1616()0k m k ∆=-+=时，方程244()0ky y m k -++=的根为2y k=设切点221212,,,44y y A y B y ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则121222,y y k k ==.因为121k k =-，所以121244y y k k ==-.（10分）设:AB l x ny t =+，【点拨】由M 点出发向抛物线作量条切线，则切点A,B 所在直线与抛物线有两个焦点且其斜率不为零与24y x =联立消x 得2440y ny t --=，则124y y t =-，所以44t -=-，解得1t =，所以直线AB 过定点()1,0P .即x 轴上存在一定点()1,0P ，使,,A P B 三点共线.（12分）【解题技法】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.【跟踪训练】（2020·新课标Ⅰ卷理科）已知A 、B 分别为椭圆E ：2221x y a+=（a >1）的左、右顶点，G 为E 的上顶点，8AG GB ⋅= ，P 为直线x =6上的动点，PA 与E 的另一交点为C ，PB 与E 的另一交点为D ．（1）求E 的方程；（2）证明：直线CD 过定点.【解析】（1）依据题意作出如下图象：由椭圆方程222:1(1)x E y a a+=>可得：(),0A a -，(),0B a ，()0,1G ∴(),1AG a = ，(),1GB a =-∴218AG GB a ⋅=-=，∴29a =∴椭圆方程为：2219x y +=（2）设()06,P y ，则直线AP 的方程为：()()00363y y x -=+--，即：()039y y x =+联立直线AP 的方程与椭圆方程可得：()2201939x y y y x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩，整理得：()2222000969810y x y x y +++-=，解得：3x =-或20203279y x y -+=+将20203279y x y -+=+代入直线()039y y x =+可得：02069y y y =+所以点C 的坐标为20022003276,99y y y y ⎛⎫-+ ⎪++⎝⎭.同理可得：点D 的坐标为2002200332,11y y y y ⎛⎫-- ⎪++⎝⎭当203y ≠时，∴直线CD 的方程为：0022200002222000022006291233327331191y y y y y y y x y y y y y y ⎛⎫-- ⎪++⎛⎫⎛⎫--⎝⎭-=-⎪ ⎪-+-++⎝⎭⎝⎭-++，整理可得：()()()2220000002224200000832338331116963y y y y y y y x x y y y y y +⎛⎫⎛⎫--+=-=- ⎪ ⎪+++--⎝⎭⎝⎭整理得：()()0002220004243323333y y y y x x y y y ⎛⎫=+=- ⎪---⎝⎭所以直线CD 过定点3,02⎛⎫⎪⎝⎭．当203y =时，直线CD ：32x =，直线过点3,02⎛⎫ ⎪⎝⎭．故直线CD 过定点3,02⎛⎫⎪⎝⎭．考法2先求后证法求证定点【例4】（2022·全国乙T21）已知椭圆E 的中心为坐标原点，对称轴为x 轴、y 轴，且过()0,2,,12A B ⎛--⎫⎪⎝⎭两点．（1）求E 的方程；（2）设过点()1,2P -的直线交E 于M ，N 两点，过M 且平行于x 轴的直线与线段AB 交于点T ，点H 满足MT TH =．证明：直线HN 过定点．【解题指导】（1）将给定点代入设出的方程求解即可；（2）斜率不存在时探究定点→设出直线方程→与椭圆C 的方程联立→求HN 的方程→是否过定点.【解析】（1）设椭圆E 的方程为221mx ny +=，过()30,2,,12A B ⎛--⎫ ⎪⎝⎭，则41914n m n =⎧⎪⎨+=⎪⎩，解得13m =，14n =，所以椭圆E 的方程为：22143y x +=.（2）3(0,2),(,1)2A B --，所以2:23+=AB y x ，①若过点(1,2)P -的直线斜率不存在，直线1x =.代入22134x y+=，可得26(1,)3M ，26(1,3N-，代入AB方程223y x=-，可得263,3T+，由MT TH=得到265,)3H.求得HN方程：(223y x=--，过点(0,2)-.②若过点(1,2)P-的直线斜率存在，设1122(2)0,(,),(,)kx y k M x y N x y--+=.联立22(2)0,134kx y kx y--+=⎧⎪⎨+=⎪⎩得22(34)6(2)3(4)0k x k k x k k+-+++=，可得1221226(2)343(4)34k kx xkk kx xk+⎧+=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩，12222228(2)344(442)34ky ykk ky yk-+⎧+=⎪⎪+⎨+-⎪=⎪+⎩，且1221224(*)34kx y x yk-+=+联立1,223y yy x=⎧⎪⎨=-⎪⎩可得111113(3,),(36,).2yT y H y x y++-可求得此时1222112:()36y yHN y y x xy x x--=-+--，将(0,2)-，代入整理得12121221122()6()3120x x y y x y x y y y+-+++--=，将(*)代入，得222241296482448482436480,k k k k k k k+++---+--=显然成立，综上，可得直线HN过定点(0,2).-【解题技法】(1)定点问题，先猜后证，可先考虑运动图形是否有对称性及特殊(或极端)位置猜想，如直线的水平位置、竖直位置，即k＝0或k不存在时.(2)以曲线上的点为参数，设点P(x1，y1)，利用点在曲线f(x，y)＝0上，即f(x1，y1)＝0消参.【跟踪训练】模拟训练（2）方法一：设PQ 方程为x my =()2222234433x my m y my x y =-⎧⇒-+⎨-=⎩以PQ 为直径的圆的方程为(1x x -()(22121212x x x x x x y y y -+++-+由对称性知以PQ 为直径的圆必过()21212120x x x x x x y y -+++=，而()21212212431m x x m y y m +=+-=-()()212121222x x my my m y y =--=22222434931313m x x m m m --∴-++---()()22313510m x m x ⎡⎤⇒-+--=⎣⎦∴以PQ 为直径的圆经过定点(1,0方法二：设PQ 方程为2,x my P =-()22222311233x my m y my x y =-⎧⇒--⎨-=⎩由对称性知以PQ 为直径的圆必过设以PQ 为直径的圆过(),0E t ，()()1210EP EQ x t x t y ∴⋅=⇒--+ 而()()21212122x x my my m y =--=2229122431313m m m m m -=⋅-⋅+=--【点睛】方法定睛：过定点问题的两大类型及解法（1）动直线l过定点问题．解法：设动直线方程得y＝k(x＋m)，故动直线过定点(－（2）动曲线C过定点问题．解法：引入参变量建立曲线等于零，得出定点．7．（2023·浙江·模拟预测）已知双曲线为双曲线E的左、右顶点，P为直线(1)求双曲线E的标准方程．(2)直线CD是否过定点？若过定点，求出定点坐标；若不过定点，请说明理由．理得1112,y y y y +（或1212,x x x x +），代入交点坐标后可得结论，如果是求动直线过定点，则可以引入参数求得动直线方程后，观察直线方程得定点．。

高考数学一轮复习考点知识专题讲解67---圆锥曲线中定点与定值问题

高考数学一轮复习考点知识专题讲解圆锥曲线中定点与定值问题题型一定点问题例1已知定圆A ：(x ＋3)2＋y 2＝16，动圆M 过点B (3，0)，且和圆A 相切． (1)求动圆圆心M 的轨迹E 的方程；(2)设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹E 交于不同的两点P ，Q ，点N (4,0)．若P ，Q ，N 三点不共线，且∠ONP ＝∠ONQ .证明：动直线PQ 经过定点． (1)解圆A 的圆心为A (－3，0)，半径r 1＝4. 设动圆M 的半径为r 2，依题意有r 2＝|MB |.由|AB |＝23，可知点B 在圆A 内，从而圆M 内切于圆A ，故|MA |＝r 1－r 2，即|MA |＋|MB |＝4>2 3.所以动点M 的轨迹E 是以A ，B 为焦点，长轴长为4的椭圆，其方程为x 24＋y 2＝1.(2)证明设直线l 的方程为y ＝kx ＋b (k ≠0)，联立⎩⎨⎧y ＝kx ＋b ，x 2＋4y 2＝4，消去y 得，(1＋4k 2)x 2＋8kbx ＋4b 2－4＝0，Δ＝16(4k 2－b 2＋1)>0，设P (x 1，kx 1＋b )，Q (x 2，kx 2＋b )，则x1＋x2＝－8kb1＋4k2，x1x2＝4b2－41＋4k2，于是k PN＋k QN＝kx1＋bx1－4＋kx2＋bx2－4＝2kx1x2－(4k－b)(x1＋x2)－8b(x1－4)(x2－4)，由∠ONP＝∠ONQ知k PN＋k QN＝0.即2kx1x2－(4k－b)(x1＋x2)－8b＝2k·4b2－41＋4k2－(4k－b)－8kb1＋4k2－8b＝8kb2－8k1＋4k2＋32k2b－8kb21＋4k2－8b＝0，得b＝－k，Δ＝16(3k2＋1)>0.故动直线l的方程为y＝kx－k，过定点(1,0)．教师备选在平面直角坐标系中，已知动点M(x，y)(y≥0)到定点F(0,1)的距离比到x轴的距离大1.(1)求动点M的轨迹C的方程；(2)过点N(4,4)作斜率为k1，k2的直线分别交曲线C于不同于N的A，B两点，且1k1＋1k2＝1.证明：直线AB恒过定点．(1)解由题意可知x2＋(y－1)2＝y＋1，化简可得曲线C：x2＝4y.(2)证明由题意可知，N(4,4)是曲线C：x2＝4y上的点，设A(x1，y1)，B(x2，y2)，则l NA：y＝k1(x－4)＋4，l NB：y＝k2(x－4)＋4，联立直线NA 的方程与抛物线C 的方程， ⎩⎨⎧y ＝k 1(x －4)＋4，x 2＝4y⇒x 2－4k 1x ＋16(k 1－1)＝0，解得x 1＝4(k 1－1)，① 同理可得x 2＝4(k 2－1)，② 而l AB ：y －x 214＝x 1＋x 24(x －x 1)，③又1k 1＋1k 2＝1，④由①②③④整理可得l AB ：y ＝(k 1＋k 2－2)x －4，故直线AB 恒过定点(0，－4)．思维升华求解直线或曲线过定点问题的基本思路(1)把直线或曲线方程中的变量x ，y 当作常数看待，把方程一端化为零，既然是过定点，那么这个方程就要对任意参数都成立，这时参数的系数就要全部等于零，这样就得到一个关于x ，y 的方程组，这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点． (2)由直线方程确定其过定点时，若得到了直线方程的点斜式y －y 0＝k (x －x 0)，则直线必过定点(x 0，y 0)；若得到了直线方程的斜截式y ＝kx ＋m ，则直线必过定点(0，m )．跟踪训练1(2022·邯郸质检)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的焦距为23，且过点⎝⎛⎭⎪⎫3，12.(1)求椭圆方程；(2)设直线l ：y ＝kx ＋m (k ≠0)交椭圆C 于A ，B 两点，且线段AB 的中点M 在直线x ＝12上，求证：线段AB 的中垂线恒过定点N . (1)解椭圆过点⎝ ⎛⎭⎪⎫3，12，即3a 2＋14b 2＝1，又2c ＝23，得a 2＝b 2＋3，所以a 2＝4，b 2＝1，即椭圆方程为x 24＋y 2＝1.(2)证明由⎩⎨⎧x 24＋y 2＝1，y ＝kx ＋m ，得(1＋4k 2)x 2＋8kmx ＋4m 2－4＝0，Δ＝16(4k 2－m 2＋1)>0，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝－8km1＋4k 2，设AB 的中点M 为(x 0，y 0)，得x 0＝－4km 1＋4k 2＝12，即1＋4k 2＝－8km ，所以y 0＝kx 0＋m ＝12k －1＋4k 28k ＝－18k .所以AB 的中垂线方程为y ＋18k ＝－1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －12，即y ＝－1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －38，故AB 的中垂线恒过点N ⎝ ⎛⎭⎪⎫38，0.题型二定值问题例2(2022·江西赣抚吉名校联考)已知抛物线E ：y 2＝2px (p >0)上的动点M 到直线x ＝－1的距离比到抛物线E 的焦点F 的距离大12.(1)求抛物线E 的标准方程；(2)设点Q 是直线x ＝－1(y ≠0)上的任意一点，过点P (1,0)的直线l 与抛物线E 交于A ，B 两点，记直线AQ ，BQ ，PQ 的斜率分别为k AQ ，k BQ ，k PQ ，证明：k AQ ＋k BQk PQ为定值． (1)解由题意可知抛物线E 的准线方程为x ＝－12，所以－p 2＝－12，即p ＝1，故抛物线E 的标准方程为y 2＝2x .(2)证明设Q (－1，y 0)，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，因为直线l 的斜率显然不为0，故可设直线l 的方程为x ＝ty ＋1. 联立⎩⎨⎧x ＝ty ＋1，y 2＝2x ，消去x ，得y 2－2ty －2＝0.Δ＝4t 2＋8>0，所以y 1＋y 2＝2t ，y 1y 2＝－2，k PQ ＝－y 02.又k AQ ＋k BQ ＝y 1－y 0x 1＋1＋y 2－y 0x 2＋1＝(y 1－y 0)(x 2＋1)＋(y 2－y 0)(x 1＋1)(x 1＋1)(x 2＋1)＝(y 1－y 0)(ty 2＋2)＋(y 2－y 0)(ty 1＋2)(ty 1＋2)(ty 2＋2)＝2ty 1y 2＋(2－ty 0)(y 1＋y 2)－4y 0t 2y 1y 2＋2t (y 1＋y 2)＋4＝2t ·(－2)＋(2－ty 0)·2t －4y 0t 2·(－2)＋2t ·2t ＋4＝－y 0(t 2＋2)t 2＋2＝－y 0.所以k AQ ＋k BQ k PQ ＝－y 0－y 02＝2(定值)．教师备选(2022·邯郸模拟)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1，F 2，过点F 1的直线l 交椭圆于A ，B 两点，交y 轴于点M ，若|F 1F 2|＝2，△ABF 2的周长为8. (1)求椭圆C 的标准方程；(2)MA →＝λF 1A —→，MB →＝μF 1B —→，试分析λ＋μ是否为定值，若是，求出这个定值，否则，说明理由．解(1)因为△ABF 2的周长为8，所以4a ＝8，解得a ＝2，由|F 1F 2|＝2，得2a 2－b 2＝24－b 2＝2，所以b 2＝3，因此椭圆C 的标准方程为x 24＋y 23＝1.(2)由题意可得直线l 的斜率存在，设直线l 的方程为y ＝k (x ＋1)，由⎩⎨⎧y ＝k (x ＋1)，x 24＋y23＝1，整理得(3＋4k 2)x 2＋8k 2x ＋4k 2－12＝0，显然Δ>0，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝－8k 23＋4k 2，x 1x 2＝4k 2－123＋4k 2.设M (0，k )，又F 1(－1,0)，所以MA →＝(x 1，y 1－k )，F 1A —→＝(x 1＋1，y 1)，则λ＝x 1x 1＋1.同理可得MB →＝(x 2，y 2－k )， F 1B —→＝(x 2＋1，y 2)，则μ＝x 2x 2＋1.所以λ＋μ＝x 1x 1＋1＋x 2x 2＋1＝x 1(x 2＋1)＋x 2(x 1＋1)(x 1＋1)(x 2＋1)＝2x 1x 2＋x 1＋x 2x 1x 2＋x 1＋x 2＋1＝2×4k 2－123＋4k 2－8k 23＋4k 24k 2－123＋4k 2－8k 23＋4k 2＋1 ＝8k 2－24－8k 24k 2－12－8k 2＋3＋4k 2 ＝－24－9＝83，所以λ＋μ为定值83.思维升华圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略(1)求代数式为定值．依题设条件，得出与代数式参数有关的等式，代入代数式、化简即可得出定值．(2)求点到直线的距离为定值．利用点到直线的距离公式得出距离的解析式，再利用题设条件化简、变形求得．(3)求某线段长度为定值．利用长度公式求得解析式，再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得．跟踪训练2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)的离心率为12，AB为椭圆的一条弦，直线y ＝kx (k >0)经过弦AB 的中点M ，与椭圆C 交于P ，Q 两点，设直线AB 的斜率为k 1，点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1，32.(1)求椭圆C 的方程； (2)求证：k 1k 为定值．(1)解由题意知⎩⎪⎨⎪⎧1a2＋94b 2＝1，c a ＝12，a 2＝b 2＋c 2，解得⎩⎨⎧a ＝2，b ＝3，c ＝1，故椭圆C 的方程为x 24＋y 23＝1.(2)证明设M (x 0，y 0)，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由于A ，B 为椭圆C 上的点，所以x 214＋y 213＝1，x 224＋y 223＝1，两式相减得(x 1＋x 2)(x 1－x 2)4＝－(y 1＋y 2)(y 1－y 2)3，所以k 1＝y 1－y 2x 1－x 2＝－3(x 1＋x 2)4(y 1＋y 2)＝－3x 04y 0. 又k ＝y 0x 0，故k 1k ＝－34，为定值．课时精练1．(2022·运城模拟)已知P (1,2)在抛物线C ：y 2＝2px 上．(1)求抛物线C 的方程；(2)A ，B 是抛物线C 上的两个动点，如果直线PA 的斜率与直线PB 的斜率之和为2，证明：直线AB 过定点．(1)解将P 点坐标代入抛物线方程y 2＝2px ，得4＝2p ，即p ＝2，所以抛物线C 的方程为y 2＝4x .(2)证明设AB ：x ＝my ＋t ，将AB 的方程与y 2＝4x 联立得y 2－4my －4t ＝0，Δ>0⇒16m 2＋16t >0⇒m 2＋t >0，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则y 1＋y 2＝4m ，y 1y 2＝－4t ，k PA ＝y 1－2x 1－1＝y 1－2y 214－1＝4y 1＋2，同理k PB ＝4y 2＋2，由题意知4y 1＋2＋4y 2＋2＝2，即4(y 1＋y 2＋4)＝2(y 1y 2＋2y 1＋2y 2＋4)，解得y 1y 2＝4，故－4t ＝4，即t ＝－1，故直线AB ：x ＝my －1恒过定点(－1,0)．2．已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的离心率为23，且其左顶点到右焦点的距离为5.(1)求椭圆的方程；(2)设点M ，N 在椭圆上，以线段MN 为直径的圆过原点O ，试问是否存在定点P ，使得P 到直线MN 的距离为定值？若存在，求出点P 的坐标；若不存在，请说明理由．解(1)由题设可知⎩⎨⎧ c a ＝23，a ＋c ＝5，解得a ＝3，c ＝2，b 2＝a 2－c 2＝5，所以椭圆的方程为x 29＋y 25＝1. (2)设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，①若直线MN 与x 轴垂直，由对称性可知|x 1|＝|y 1|，将点M (x 1，y 1)代入椭圆方程，解得|x 1|＝37014，原点到该直线的距离d ＝37014； ②若直线MN 不与x 轴垂直，设直线MN 的方程为y ＝kx ＋m ，由⎩⎨⎧ y ＝kx ＋m ，x 29＋y 25＝1，消去y 得(9k 2＋5)x 2＋18kmx ＋9m 2－45＝0，由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧ x 1x 2＝9m 2－459k 2＋5，x 1＋x 2＝－18km 9k 2＋5，由题意知，OM →·ON →＝0，即x 1x 2＋(kx 1＋m )(kx 2＋m )＝0，得(k2＋1)9m2－459k2＋5＋km⎝⎛⎭⎪⎫－18km9k2＋5＋m2＝0，整理得45k2＋45＝14m2，则原点到该直线的距离d＝|m|k2＋1＝4514＝37014，故存在定点P(0,0)，使得P到直线MN的距离为定值．3．已知双曲线C的渐近线方程为y＝±3x，右焦点F(c,0)到渐近线的距离为 3.(1)求双曲线C的方程；(2)过F作斜率为k的直线l交双曲线于A，B两点，线段AB的中垂线交x轴于D，求证：|AB||FD|为定值．(1)解设双曲线方程为3x2－y2＝λ(λ>0)，由题意知c＝2，所以λ3＋λ＝4⇒λ＝3，所以双曲线C的方程为x2－y23＝1.(2)证明设直线l的方程为y＝k(x－2)(k≠0)代入x2－y23＝1，整理得(3－k2)x2＋4k2x－4k2－3＝0，Δ＝36(k2＋1)>0，设A(x1，y1)，B(x2，y2)，所以x 1＋x 2＝－4k 23－k 2，x 1x 2＝－4k 2－33－k 2，由弦长公式得 |AB |＝1＋k 2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝6(k 2＋1)|3－k 2|，设AB 的中点P (x 0，y 0)，则x 0＝x 1＋x 22＝－2k 23－k 2，代入l 得y 0＝－6k 3－k 2， AB 的垂直平分线方程为y ＝－1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋2k 23－k 2－6k 3－k 2，令y ＝0得x D ＝－8k 23－k 2，即|FD |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪－8k 23－k 2－2＝6(1＋k 2)|3－k 2|，所以|AB ||FD |＝1为定值．当k ＝0时，|AB |＝2，|FD |＝2，|AB ||FD |＝1，综上所述，|AB ||FD |为定值．4．(2022·河南九师联盟模拟)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1，F 2，焦距为2，长轴长为4.(1)求椭圆C 的方程；(2)设过点F 1不与x 轴重合的直线l 与椭圆C 相交于E ，D 两点，试问在x 轴上是否存在一个点M ，使得直线ME ，MD 的斜率之积恒为定值？若存在，求出该定值及点M 的坐标；若不存在，请说明理由．解(1)因为焦距为2，长轴长为4，即2c ＝2,2a ＝4，解得c ＝1，a ＝2，所以b 2＝a 2－c 2＝3，所以椭圆C 的方程为x 24＋y 23＝1.(2)由(1)知F 1(－1,0)，设点E (x 1，y 1)，D (x 2，y 2)，M (m ，0)，因为直线l 不与x 轴重合，所以设直线l 的方程为x ＝ny －1，联立⎩⎨⎧ x ＝ny －1，x 24＋y23＝1，得(3n 2＋4)y 2－6ny －9＝0，所以Δ＝(－6n )2＋36(3n 2＋4)>0，所以y 1＋y 2＝6n 3n 2＋4，y 1y 2＝－93n 2＋4，又x 1x 2＝(ny 1－1)(ny 2－1)＝n 2y 1y 2－n (y 1＋y 2)＋1＝－9n23n2＋4－6n23n2＋4＋1＝－12n2－4 3n2＋4，x 1＋x2＝n(y1＋y2)－2＝6n23n2＋4－2＝－83n2＋4.直线ME，MD的斜率分别为k ME＝y1x1－m，k MD ＝y2x2－m，所以k ME·k MD＝y1x1－m·y2x2－m＝y1y2(x1－m)(x2－m)＝y1y2x1x2－m(x1＋x2)＋m2＝－93n2＋4－12n2－43n2＋4－m⎝⎛⎭⎪⎫－83n2＋4＋m2＝－9－12n2＋4＋8m＋3m2n2＋4m2＝－9(3m2－12)n2＋4(m＋1)2，要使直线ME，MD的斜率之积恒为定值，3m2－12＝0，解得m＝±2，当m＝2时，存在点M(2,0)，使得k ME ·k MD＝－9(3m2－12)n2＋4(m＋1)2＝－936＝－14，当m＝－2时，存在点M(－2,0)，使得k ME ·k MD＝－9(3m2－12)n2＋4(m＋1)2＝－94，综上，在x轴上存在点M，使得ME，MD的斜率之积恒为定值，当点M的坐标为(2,0)时，直线ME，MD的斜率之积为定值－1 4，当点M的坐标为(－2,0)时，直线ME，MD的斜率之积为定值－9 4 .。

圆锥曲线中定点问题的解题策略

圆锥曲线中定点问题的解题策略高玉荣(山东省安丘市第二中学ꎬ山东安丘２６２１００)摘㊀要:圆锥曲线中的定点问题主要是指圆锥曲线试题中直线过定点或者圆过定点问题.本文结合具体例子给出圆锥曲线中定点问题的解题策略ꎬ以期为一线教师提供解题思路与方法.关键词:圆锥曲线ꎻ定点问题ꎻ直线ꎻ斜率ꎻ解题策略中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２４)０９－００２４－０４收稿日期:２０２３－１２－２５作者简介:高玉荣(１９６８.５－)ꎬ男ꎬ山东省安丘人ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中数学解题研究.㊀㊀圆锥曲线中的直线过定点问题ꎬ主要考查直线与圆锥曲线的位置关系以及化归思想㊁数形结合思想和数学运算求解能力等.圆锥曲线中定点问题的题型主要有:切点弦问题㊁斜率之和为定值问题㊁斜率之积为定值问题以及定点的存在性问题.笔者对圆锥曲线中的定点问题进行分类解析并给出解题策略.１解题策略(１)从特殊位置入手ꎬ找出定点ꎬ再证明该点适合题意.(２)解题的关键是设点ꎬ设线ꎬ直线与圆锥曲线联系ꎬ然后表示出直线的斜率ꎬ进而求直线方程并证明结论等.２两垂直弦的中点所在的直线例１㊀过椭圆ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１(ａ>ｂ>０)的左焦点Ｆ(－ｃꎬ０)作两条互相垂直的弦ＡＢ㊁ＣＤꎬ若弦ＡＢꎬＣＤ的中点分别为ＭꎬＮꎬ那么直线ＭＮ恒过定点(－ａ２ｃａ２＋ｂ２ꎬ０)[１].证明:设直线ＡＢ方程为ｘ＝ｔｙ－ｃꎬ直线ＣＤ方程为ｘ＝－１ｔｙ－ｃꎬ设Ｍ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬＮ(ｘᶄ０ꎬｙᶄ０).把直线ＡＢ代入椭圆方程ꎬ得(ｂ２ｔ２＋ａ２)ｙ２－２ｂ２ｃｔｙ－ｂ４＝０ꎬ则ｙ０＝ｙ１＋ｙ２２＝ｂ２ｃｔｂ２ｔ２＋ａ２ꎬｘ０＝ｔｙ０－ｃ＝－ａ２ｃｂ２ｔ２＋ａ２ꎬ同理ꎬ将－１ｔ替代ｔꎬ得ｙᶄ０＝－ｂ２ｃｔａ２ｔ２＋ｂ２ꎬｘᶄ０＝－ａ２ｃｔ２ａ２ｔ２＋ｂ２.从而ｋＭＮ＝ｙ０－ｙᶄ０ｘ０－ｘᶄ０＝ｔ(ａ２＋ｂ２)(ｔ２＋１)ａ２(ｔ４－１)＝(ａ２＋ｂ２)ｔａ２(ｔ２－１)ꎬ所以直线ＭＮ为ｙ＝(ａ２＋ｂ２)ｔａ２(ｔ２－１)(ｘ＋ａ２ｃｂ２ｔ２＋ａ２)＋ｂ２ｃｔｂ２ｔ２＋ａ２ꎬ化简得ａ２(ｔ２－１)ｔｙ＝(ａ２＋ｂ２)ｘ＋ａ２ｃꎬ故直线ＭＮ过定点(－ａ２ｃａ２＋ｂ２ꎬ０).３切点弦问题例２㊀已知椭圆Ｃ:ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１(ａ>ｂ>０)的短轴长为２ꎬ椭圆上一点到两焦点的距离之和是６.(１)求椭圆Ｃ的方程ꎻ(２)若直线ｌ的方程是ｘ＋ｙ－６＝０ꎬ点Ｍ是直线ｌ上一点ꎬ过点Ｍ作椭圆Ｃ的切线ＭＧꎬＭＨꎬ切点分别为ＧꎬＨꎬ设切线的斜率都存在ꎬ试问:直线ＧＨ是否过定点?若过定点ꎬ求出该点的坐标ꎻ若不过ꎬ请说明理由[２].解㊀(１)依题意知ꎬａ＝３ꎬｂ＝１ꎬ所以椭圆方程为ｘ２９＋ｙ２＝１.(２)证明设Ｇ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＨ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬＭ(ｘ３ꎬｙ３)ꎬ直线ＭＧ的方程为ｙ－ｙ１＝ｋ(ｘ－ｘ１).由ｙ－ｙ１＝ｋ(ｘ－ｘ１)ｘ２＋９ｙ２＝９{ꎬ得(９ｋ２＋１)ｘ２＋１８ｋ(ｙ１－ｋｘ１)ｘ＋９(ｙ１－ｋｘ１)２－９＝０ꎬ则ә＝１８ｋ(ｙ１－ｋｘ１)[]２－４(９ｋ２＋１)９(ｙ１－ｋｘ１)２－９[]＝０ꎬ化简得(ｙ１－ｋｘ１)２＝９ｋ２＋１ꎬ所以(ｘ２１－９)ｋ２－２ｘ１ｙ１ｋ＋ｙ２１－１＝０ꎬ又由方程只有一解ꎬ则ｋ＝ｘ１ｙ１ｘ２１－９＝－ｘ１９ｙ１ꎬ所以直线ＭＧ方程为ｙ－ｙ１＝－ｘ１９ｙ１(ｘ－ｘ１)ꎬ化简得ｘ１ｘ＋９ｙ１ｙ＝９ꎬ同理可得ꎬ直线ＭＨ方程为ｘ２ｘ＋９ｙ２ｙ＝９.又因为两条切线都经过点Ｍ(ｘ３ꎬｙ３)ꎬ所以ｘ１ｘ３＋９ｙ１ｙ３＝９ｘ２ｘ３＋９ｙ２ｙ３＝９{ꎬ所以直线ＧＨ方程为ｘ３ｘ＋９ｙ３ｙ＝９.又ｘ３＋ｙ３－６＝０ꎬ所以直线ＧＨ方程为６ｘ－９＋(９ｙ－ｘ)ｙ３＝０ꎬ令６ｘ－９＝０９ｙ－ｘ＝０{ꎬ得ｘ＝３２ｙ＝１６ìîíïïïïꎬ所以直线ＧＨ恒过定点３２ꎬ１６æèçöø÷.点评㊀圆锥曲线的切点弦方程的一般结论如下[３]:Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)分别是抛物线ｙ２＝２ｐｘ㊁椭圆ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１和双曲线ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１外的一点ꎬ则过Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)作曲线的切线ꎬ切点为ＡꎬＢꎬ则直线ＡＢ的方程分别是ｙ０ｙ＝ｐ(ｘ＋ｘ０)ꎬｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１ꎬｘ０ｘａ２－ｙ０ｙｂ２＝１.利用切点弦的结论ꎬ快速解决下面的例３.例３㊀动点Ｐ(ｘ０ꎬｙ０)在直线Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃ＝０上ꎬ由Ｐ引椭圆ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１的两条切线ꎬ切点分别是ＭꎬＮꎬ则直线ＭＮ必过定点Ｇ(－ａ２Ｃꎬ－ｂ２ＢＡＣ).证明㊀由题意得Ａｘ０＋Ｂｙ０＋Ｃ＝０ꎬ①ＭＮ是椭圆的切点弦方程ꎬ故其方程为ｘ０ｘａ２＋ｙ０ｙｂ２＝１ꎬ即ｂ２ｘ０ｘ＋ａ２ｙ０ｙ＝ａ２ｂ２ꎬ②将①代入②消去ｘ０得(Ａａ２ｙ－Ｂｂ２ｘ)ｙ０＝ａ２ｂ２＋Ｃｂ２ｘꎬ由于ｙ０的任意性ꎬ故有Ａａ２ｙ－Ｂｂ２ｘ＝０ａ２ｂ２＋Ｃｂ２ｘ＝０{ꎬ解得ｘ＝－ａ２Ｃꎬｙ＝－ｂ２ＢＡＣ.所以直线ＭＮ必过定点Ｇ(－ａ２Ｃꎬ－ｂ２ＢＡＣ).４斜率之积为定值例４㊀已知双曲线Ｃ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)的两条渐近线互相垂直ꎬ且过点Ｄ２ꎬ１().(１)求双曲线Ｃ的方程ꎻ(２)设Ｐ为双曲线的左顶点ꎬ直线ｌ过坐标原点且斜率不为０ꎬｌ与双曲线Ｃ交于ＡꎬＢ两点ꎬ直线ｍ过ｘ轴上一点Ｑ(异于点Ｐ)ꎬ且与直线ｌ的倾斜角互补ꎬｍ与直线ＰＡꎬＰＢ分别交于ＭꎬＮ(ＭꎬＮ不在坐标轴上)两点ꎬ若直线ＯＭꎬＯＮ的斜率之积为定值ꎬ求点Ｑ的坐标.解㊀(１)略.(２)(方法１)设点.设Ａ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬＭ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬＱ(ｔꎬ０)ꎬ由(１)知Ｐ(－１ꎬ０)ꎬ设直线ＯＭꎬＯＮ的斜率分别为ｋ１ꎬｋ２ꎬ因为ＡꎬＰꎬＭ三点共线ꎬ所以ｋＡＰ＝ｋＭＰꎬ即ｙ０ｘ０＋１＝ｙ１ｘ１＋１.因为直线ｍ过ｘ轴上一点Ｑ(异于点Ｐ)ꎬ且与直线ｌ的倾斜角互补ꎬ所以ｋｍ＝－ｋｌꎬ即ｋＭＱ＝－ｋＯＡꎬ所以ｙ１ｘ１－ｔ＝－ｙ０ｘ０.联立ｙ０ｘ０＋１＝ｙ１ｘ１＋１ｙ１ｘ１－ｔ＝－ｙ０ｘ０ìîíïïïï可得ｘ１＝(ｔ－１)ｘ０＋ｔ２ｘ０＋１ｙ１＝(ｔ＋１)ｙ０２ｘ０＋１ìîíïïïïꎬ所以ｋ１＝ｙ１ｘ１＝(ｔ＋１)ｙ０２ｘ０＋１(ｔ－１)ｘ０＋ｔ２ｘ０＋１＝(ｔ＋１)ｙ０(ｔ－１)ｘ０＋ｔꎬ同理可得ｋ２＝(ｔ＋１)(－ｙ０)(ｔ－１)(－ｘ０)＋ｔ.因为直线ＯＭꎬＯＮ的斜率之积为定值ꎬ设定值为ｃꎬ则ｋ１ｋ２＝－(ｔ＋１)２ｙ２０ｔ２－(ｔ－１)２ｘ２０＝－(ｔ＋１)２ｙ２０ｔ２－(ｔ－１)２(ｙ２０＋１)＝ｃꎬ整理可得(ｔ＋１)２－ｃ(ｔ－１)２[]ｙ２０＋ｃ(２ｔ－１)＝０ꎬ其中ｔʂ１.因为上式对任意的ｙ０都成立ꎬ所以２ｔ－１＝０(ｔ＋１)２－ｃ(ｔ－１)２＝０{ꎬ可得ｔ＝１２ꎬｃ＝９ꎬ所以点Ｑ的坐标为１２ꎬ０æèçöø÷.(方法２)设线[４].设Ａ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬＭ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬＱ(ｔꎬ０)ꎬ由(１)知Ｐ(－１ꎬ０)ꎬ因为ｋＰＡｋＰＢ＝ｙ０ｘ０＋１ｙ０ｘ０－１＝ｙ２０ｘ２０－１＝１.不妨设直线ＰＡ的斜率为ｋꎬ则直线ＰＢ的斜率为１ｋꎬ联立ｙ＝ｋ(ｘ＋１)ｘ２－ｙ２＝１{得(ｋ２－１)ｘ２＋２ｋ２ｘ＋ｋ２＋１＝０ꎬ所以－１ｘ０＝ｋ２＋１ｋ２－１ꎬ于是ｘ０＝－ｋ２＋１ｋ２－１ꎬｙ０＝ｋ－ｋ２＋１ｋ２－１＋１æèçöø÷＝－２ｋｋ２－１ꎬ所以ｋＡＢ＝ｙ０ｘ０＝２ｋｋ２＋１ꎬ于是直线ｍ的方程为ｙ＝－２ｋｋ２＋１(ｘ－ｔ)ꎬ联立ｙ＝－２ｋｋ２＋１(ｘ－ｔ)ｙ＝ｋ(ｘ＋１){ꎬ解得ｘ＝(２ｔ－１)－ｋ２３＋ｋ２ｙ＝２(ｔ＋１)ｋ３＋ｋ２ìîíïïïïꎬ所以ｋＯＭ＝２(ｔ＋１)ｋ(２ｔ－１)－ｋ２.同理ꎬｋＯＮ＝２(ｔ＋１)１ｋ(２ｔ－１)－１ｋæèçöø÷２＝２(ｔ＋１)ｋ(２ｔ－１)ｋ２－１.因为直线ＯＭꎬＯＮ的斜率之积为定值ꎬ设定值为ｃꎬ则２(ｔ＋１)ｋ(２ｔ－１)－ｋ２２(ｔ＋１)ｋ(２ｔ－１)ｋ２－１＝ｃꎬ化简得ｃ(２ｔ－１)ｋ４＋４(ｔ＋１)２－ｃ(４ｔ２－４ｔ＋２)[]ｋ２＋ｃ(２ｔ－１)＝０(ｔʂ１).因为上式对任意的实数ｋ都成立ꎬ所以ｃ(２ｔ－１)＝０４(ｔ＋１)２－ｃ(４ｔ２－４ｔ＋２)＝０{ꎬ解得ｔ＝１２ｃ＝９{ꎬ所以点Ｑ的坐标为１２ꎬ０æèçöø÷.５定点的存在性问题例５㊀如图１ꎬ已知椭圆Ｃ:ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１ａ>ｂ>０()的左顶点为Ａ－２ꎬ０()ꎬ焦距为２３.动圆Ｄ的圆心坐标是０ꎬ２()ꎬ过点Ａ作圆Ｄ的两条切线分别交椭圆于Ｍ和Ｎ两点ꎬ记直线ＡＭ㊁ＡＮ的斜率分别为ｋ１和ｋ２.(１)求证:ｋ１ｋ２＝１ꎻ(２)若Ｏ为坐标原点ꎬ作ＯＰʅＭＮꎬ垂足为Ｐ.是否存在定点Ｑꎬ使ＰＱ为定值?解㊀(１)由题意知ꎬ椭圆Ｃ的左顶点为Ａ－２ꎬ０()ꎬ焦距为２３ꎬ可得ａ＝２２ｃ＝２３ａ２＝ｂ２＋ｃ２ìîíïïïïꎬ解得ａ２＝４ꎬｂ２＝１ꎬ所以故椭圆Ｃ的方程为ｘ２４＋ｙ２＝１ꎬ设过点Ａ与圆Ｄ的切线的直线为ｙ＝ｋｘ＋２()ꎬ动圆的半径为ｒꎬ则２ｋ－２ｋ２＋１＝ｒꎬ化简得４－ｒ２()ｋ２－８ｋ＋４－ｒ２＝０ꎬ所以ｋ１和ｋ２是方程４－ｒ２()ｋ２－８ｋ＋４－ｒ２＝０的两根ꎬ由韦达定理知ꎬｋ１ｋ２＝１.(２)设点Ｍｘ１ꎬｙ１()ꎬＮｘ２ꎬｙ２()ꎬ联立方程组ｙ＝ｋｘ＋２()ｘ２４＋ｙ２＝１{ꎬ整理得１＋４ｋ２()ｘ２＋１６ｋ２ｘ＋１６ｋ２－４＝０ꎬ则－２()ｘ１＝１６ｋ２－４４ｋ２＋１ꎬ得ｘ１＝２－８ｋ２４ｋ２＋１ꎬｙ１＝４ｋ４ｋ２＋１ꎬ所以Ｍ２－８ｋ２４ｋ２＋１ꎬ４ｋ４ｋ２＋１æèçöø÷因为ｋ１ｋ２＝１ꎬ所以将ｋ换成１ｋꎬ可得Ｎ２ｋ２－８ｋ２＋４ꎬ４ｋｋ２＋４æèçöø÷ꎬ则直线ＭＮ的斜率ｋ＝４ｋ４ｋ２＋１－４ｋｋ２＋４２－８ｋ２４ｋ２＋１－２ｋ２－８ｋ２＋４＝３ｋ４ｋ２＋１()所以直线ＭＮ的方程为ｙ－４ｋ４ｋ２＋１＝３ｋ４ｋ２＋１()ｘ－２－８ｋ２４ｋ２＋１æèçöø÷如图１ꎬ由椭圆的对称性[５]可知ꎬ直线ＭＮ必过轴上一定点Ｅｘ０ꎬ０()所以０－４ｋ４ｋ２＋１＝３ｋ４ｋ２＋１()ｘ０－２－８ｋ２４ｋ２＋１æèçöø÷ꎬ化简得４０＋１２ｘ０()ｋ２＋３ｘ０＋１０＝０这是一个与ｋ无关的方程ꎬ所以ｘ０＝－１０３ꎬ即直线ＭＮ过定点Ｅ－１０３ꎬ０æèçöø÷.因为ＯＰʅＭＮꎬ所以点Ｐ的轨迹是以ＯＥ为直径的圆上的一段弧ꎬ故存在点Ｑ－５３ꎬ０æèçöø÷ꎬ使得ＰＱ为定值.点评㊀对于圆锥曲线中的定点㊁定值问题的求图１㊀例５题图解策略:(１)对于定点㊁定值问题ꎬ可考虑能否用特殊点或特殊值求得定点或定值ꎬ再把结论推广到一般结论ꎻ(２)运用函数与方程的思想方法进行解答ꎬ一般步骤:①选择适当的变量ꎻ②把要证明的定点㊁定值的量表示为上述变量的函数或方程ꎻ③把定点㊁定值的量化成与变量无关的结构形式ꎬ从而加以判定或证明.６结束语圆锥曲线中的定点问题是高考的难题ꎬ令很多考生望而生畏.破解圆锥曲线中定点问题的策略主要是通法(即设点㊁设线㊁联立㊁韦达等)ꎬ只不过还需要熟悉一些常用的结论ꎬ比如切点弦方程㊁两点直径圆㊁同构思想㊁齐次化思想等.在解题时ꎬ熟悉通法与常用的数学思想最为关键ꎬ然后进行分类㊁总结ꎬ再加强训练ꎬ假以时日ꎬ定能提高学习效率与解题能力.参考文献:[１]李鸿昌.高中数学一点一题型(新高考版)[Ｍ].合肥:中国科学技术大学出版社ꎬ２０２２:７.[２]秦俭ꎬ林方.同构思想在处理双切线问题中的应用[Ｊ].数学通讯ꎬ２０２２(０７):２８－３２.[３]李鸿昌.高考题的高数探源与初等解法[Ｍ].合肥:中国科学技术大学出版社ꎬ２０２２:４.[４]李鸿昌.圆锥曲线中非对称问题的成因及破解策略[Ｊ].数学通讯ꎬ２０２２(２２):３２－３５.[５]李鸿昌.二次曲线系在圆锥曲线四点共圆问题中的应用[Ｊ].数理化解题研究ꎬ２０２２(０７):９２－９４.[责任编辑:李㊀璟]。

2024高考数学常考题型圆锥曲线中定点定值定直线问题(解析版)

第23讲圆锥曲线中定点定值定直线问题【考点分析】考点一：直线过定点问题①设直线为m kx y +=，根据题目给出的条件找出m 与k 之间的关系即可②求出两点的坐标（一般含参数），再求出直线的斜率，利用点斜式写出直线的方程，再化为()()n m x k f y +-=的形式，即可求出定点。

考点二：定值问题探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种：①从特殊入手，先根据特殊位置和数值求出定值，再证明这个值与变量无关；②直接推理、计算，并在计算推理的过程中消去变量，从而得到定值.③求斜率，面积等定值问题，把斜率之和，之积，面积化为坐标之间的关系，再用韦达定理带入化简一般即可得到定值考点三：定直线问题①一般设出点的坐标，写出两条直线的方程，两直线的交点及两个直线中的y x ,相同，然后再用韦达定理带入化简即可得y x ,的关系即为定直线【题型目录】题型一：直线圆过定点问题题型二：斜率面积等定值问题题型三：定直线问题【典型例题】题型一：直线过定点问题【例1】已知点()1,1P 在椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>上，椭圆C 的左右焦点分别为1F ，2F ，12PF F △的面(1)求椭圆C 的方程；(2)设点A ，B 在椭圆C 上，直线PA ，PB 均与圆()222:01O x y r r +=<<相切，记直线PA ，PB 的斜率分别为1k ，2k .（i ）证明：121k k =；（ii ）证明：直线AB 过定点.若10m k +-=，则直线():111AB y kx k k x =+-=-+，此时AB 过点P ，舍去.若330m k ++=，则直线():3333AB ykx k k x =--=--，此时AB 恒过点()3,3-，所以直线AB 过定点()3,3-.【例2】已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>，一个焦点1F 与抛物线2y =-的焦点重合．(1)求椭圆C 的方程；(2)若直线:l y kx m =+交C 于,A B 两点，直线1F A 与1F B 关于x 轴对称，证明：直线l 恒过一定点．【例3】已知椭圆22:1(0)C a b a b+=>>的上顶点为P ，右顶点为Q ，其中POQ △的面积为1（O 为原点），椭圆C(1)求椭圆C 的方程；(2)若不经过点P 的直线l 与椭圆C 交于A ，B 两点，且0PA PB ⋅=，求证：直线l 过定点．【例4】已知椭圆C ：221(0)x y a b a b+=>>过点()2,0A -．右焦点为F ，纵坐标为2的点M 在C 上，且AF ⊥MF ．(1)求C 的方程；(2)设过A 与x 轴垂直的直线为l ，纵坐标不为0的点P 为C 上一动点，过F 作直线PA 的垂线交l 于点Q ，证明：直线PQ 过定点．【点睛】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．【例5】已知椭圆C ：22221x y a b +=（0a b >>）的离心率为2，其左､右焦点分别为1F ，2F ，T 为椭圆C 上任意一点，12TF F △面积的最大值为1.(1)求椭圆C 的标准方程；(2)已知()0,1A ，过点10,2⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与椭圆C 交于不同的两点M ，N ，直线AM ，AN 与x 轴的交点分别为P ，Q ，证明：以PQ 为直径的圆过定点.【题型专练】1．已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的短轴长为A 到右焦点F 的距离为3．(1)求椭圆C 的方程(2)设直线l 与椭圆C 交于不同两点M ，N （不同于A ），且直线AM 和AN 的斜率之积与椭圆的离心率互为相反数，求证：l 经过定点．2.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为3，且过点()3,1A .(1)求椭圆C 的方程；(2)点M ，N 在椭圆C 上，且AM AN ⊥.证明：直线MN 过定点，并求出该定点坐标.3.已知椭圆22:1(0)x y E a b a b+=>>的左，右焦点分别为1F ，2F ，且1F ，2F 与短轴的两个端点恰好为正方形的四个顶点，点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.4.焦距为2c 的椭圆2222:1x y a bΓ+=（a ＞b ＞0），如果满足“2b =a +c ”，则称此椭圆为“等差椭圆”．(1)如果椭圆2222:1x y a b Γ+=（a ＞b ＞0）是“等差椭圆”，求b a的值；(2)对于焦距为12的“等差椭圆”，点A 为椭圆短轴的上顶点，P 为椭圆上异于A 点的任一点，Q 为P 关于原点O 的对称点（Q 也异于A ），直线AP 、AQ 分别与x 轴交于M 、N 两点，判断以线段MN 为直径的圆是否过定点？说明理由．题型二：斜率面积等定值问题【例1】动点M 与定点(1,0)A 的距离和M 到定直线4x =的距离之比是常数12．(1)求动点M 的轨迹G 的方程；(2)经过定点(2,1)M -的直线l 交曲线G 于A ，B 两点，设(2,0)P ，直线PA ，PB 的斜率分别为1k ，2k ，求证：12k k +恒为定值．【例2】已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ，2F ，点()0,1Q x 在椭圆上且位于第一象限，12QF F 121QFQF ⋅=-．(1)求椭圆C 的标准方程；(2)若M ，N 是椭圆C 上异于点Q 的两动点，记QM ，QN 的倾斜角分别为α，β，当αβπ+=时，试问直线MN 的斜率是否为定值？若是，请求出该定值；若不是，请说明理由．【例3】已知点()2,1P -在椭圆2222:1(0)x yC a b a b +=>>上，C的长轴长为:l y kx m =+与C 交于,A B 两点，直线,PA PB 的斜率之积为14.(1)求证：k 为定值；(2)若直线l 与x 轴交于点Q ，求22||QA QB +的值.【例4】已知椭圆()22:10x y C a b a b+=>>的离心率23e =,且椭圆C 的右顶点与抛物线212y x =的焦点重合．(1)求椭圆C 的方程．(2)若椭圆C 的左、右顶点分别为12,A A ,直线():1l y k x =-与椭圆C 交于E ,D 两点,且点E 的纵坐标大于0,直线12,A E A D 与y 轴分别交于()()0,,0,P Q P y Q y 两点,问:P Qy y 的值是否为定值？若是,请求出该定值;若不是,请说明理由．【例5】已知椭圆()22:10x y C a b a b+=>>的左、右顶点分别为,A B ，且AB 4=，离心率为12，O 为坐标原点.(1)求椭圆C 的方程；(2)设P 是椭圆C 上不同于,A B 的一点，直线,PA PB 与直线4x =分别交于点,M N .证明：以线段MN 为直径作圆被x 轴截得的弦长为定值，并求出这个定值.【例6】已知P 为圆22:4M x y +=上一动点，过点P 作x 轴的垂线段,PD D 为垂足，若点Q 满足DQ =.(1)求点Q 的轨迹方程；(2)设点Q 的轨迹为曲线C ，过点()1,0N -作曲线C 的两条互相垂直的弦，两条弦的中点分别为E F ､，过点N 作直线EF 的垂线，垂足为点H ，是否存在定点G ，使得GH 为定值？若存在，求出点G 的坐标；若不存在，请说明理由..【点睛】方法点睛：直线与圆锥曲线位置关系的题目，往往需要联立两者方程，利用韦达定理解决相应关系，其中的计算量往往较大，需要反复练习，做到胸有成竹.【例7】已知椭圆C ：()222210x y a b a b+=>>的右焦点为,F P 在椭圆C 上，PF 的最大值与最小值分别是6和2.(1)求椭圆C 的标准方程.(2)若椭圆C 的左顶点为A ，过点F 的直线l 与椭圆C 交于,B D （异于点A ）两点，直线,AB AD 分别与直线8x =交于,M N 两点，试问MFN ∠是否为定值?若是，求出该定值；若不是，请说明理由.【题型专练】1．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为12，点(1,0)F 为椭圆的右焦点，点P 在椭圆上，且在x 轴上方，PF x ⊥轴，斜率为12的直线l 交C 于,M N 两点，(1)若直线l 过点F ，求PMN 的面积.(2)直线PM 和PN 的斜率分别为1k 和2k ，当直线l 平行移动时，12k k +是否为定值？若是，请求出该定值，若不是，请说明理由.【点睛】方法点睛：探究性问题求解的思路及策略：(1)思路：先假设存在，推证满足条件的结论，若结论正确则存在；若结论不正确则不存在．(2)策略：①当条件和结论不唯一时要分类讨论；②当给出结论而要推导出存在的条件时，先假设成立，再推出条件；③当条件和结论都不知，按常规法解题很难时，可先由特殊情况探究，再推广到一般情况．2．已知椭圆C ：()222210x y a b a b+=>>过点()2,1D ，且该椭圆长轴长是短轴长的二倍.(1)求椭圆C 的方程；(2)设点D 关于原点对称的点为A ，过点()4,0B -且斜率存在的直线l 交椭圆C 于点M ，N ，直线MA ，NA 分别交直线4x =-于点P ，Q ，求证PBBQ为定值.3．如下图，过抛物线22(0)y px p =>上一定点000(,)(0)P x y y >，作两条直线分别交抛物线于11(,)A x y ，22(,)B x y ．（1）求该抛物线上纵坐标为2p的点到其焦点F 的距离；（2）当PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时，求12+y y y 的值，并证明直线AB 的斜率是非零常数．4．如图，椭圆214x y +=的左右焦点分别为1F ，2F ，点()00,P x y 是第一象限内椭圆上的一点，经过三点P ，1F ，2F 的圆与y 轴正半轴交于点()10,A y ，经过点(3,0)B 且与x 轴垂直的直线l 与直线AP 交于点Q ．(1)求证：011y y =．(2)试问：x 轴上是否存在不同于点B 的定点M ，满足当直线MP ，MQ 的斜率存在时，两斜率之积为定值？若存在定点M ，求出点M 的坐标及该定值；若不存在，请说明理由．【答案】(1)证明见解析；(2)存在点4,03M ⎛⎫⎪⎝⎭，可使得直线MP 与MQ 的斜率之积为定值，该定值为920-．【分析】（1）设()00,P x y 、圆的方程222()(0)x y b r r +-=>，代入()3,0-、()00,x y 及()10,A y 可解得101y y =，即可证；（2）设(,0)(3)M m m ≠，由A ，P ，Q 三点共线AP AQ k k =得Q y ，即可表示出MP MQ k k ⋅讨论定值是否存在.【详解】（1）由2214x y +=可得()13,0F -，()23,0F 设()00,P x y ，则220044x y +=，设圆的方程为2220()(0)+-=>x y b r r ，代入()13,0F -及()00,x y ，得()2202220003b rx y b r⎧+=⎪⎨+-=⎪⎩，两式相减，得22220000000003443113222⎛⎫+--+-===- ⎪⎝⎭x y y y b y y y y ，所以圆的方程为022230+--=x y b y 即22001330x y y y y ⎛⎫++--= ⎪⎝⎭，令0x =，得2001330y y y y ⎛⎫+--= ⎪⎝⎭，由10y >，可得101y y =，即011y y =．5．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为12，点(1,0)F 为椭圆的右焦点，点P 在椭圆上，且在x 轴上方，PF x ⊥轴，斜率为12的直线l 交C 于,M N 两点，(1)若直线l 过点F ，求PMN 的面积.(2)直线PM 和PN 的斜率分别为1k 和2k ，当直线l 平行移动时，12k k +是否为定值？若是，请求出该定值，若不是，请说明理由.6．已知椭圆22Γ:1a b+=()0a b >>的左焦点为()1,0F -，左、右顶点及上顶点分别记为A 、B 、C ，且1CF CB ⋅= .(1)求椭圆Γ的方程；(2)设过F 的直线PQ 交椭圆Γ于P 、Q 两点，若直线PA 、QA 与直线l ：40x +=分别交于M 、N 两点，l 与x 轴的交点为K ，则MK KN ⋅是否为定值？若为定值，请求出该定值；若不为定值，请说明理由.7．已知平面上一动点P 到()2,0F 的距离与到直线6x =的距离之比为3．(1)求动点P 的轨迹方程C ；(2)曲线C 上的两点()11,A x y ，()22,B x y ，平面上点()2,0E -，连结PE ，PF 并延长，分别交曲线C 于点A ，B ，若1PE EA λ= ，2PF FB λ=，问，12λλ+是否为定值，若是，请求出该定值，若不是，请说明理由．8．已知椭圆2:14x C y +=，过点0,2M ⎛⎫- ⎪⎝⎭直线1l ，2l 的斜率为1k ，2k ，1l 与椭圆交于()11,A x y ，()22,B x y 两点，2l 与椭圆交于()33,C x y ，()44,D x y 两点，且A ，B ，C ，D 任意两点的连线都不与坐标轴平行，直线12y =-交直线AC ，BD 于P ，Q .(1)求证：1122341234k x x k x x x x x x =++；(2)PM QM的值是否是定值，若是，求出定值；若不是，请说明理由.【答案】(1)证明见解析9．已知椭圆22:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,,F F 且离心率为12，椭圆C 的长轴长为4.(1)求椭圆C 的标准方程；(2)设,A B 分别为椭圆的左、右顶点，过点B 作x 轴的垂线1l ，D 为1l 上异于点B 的一点，以线段BD 为直径作圆E ，若过点2F 的直线2l （异于x 轴）与圆E 相切于点H ，且2l 与直线AD 相交于点,P 试判断1PF PH +是否为定值，并说明理由.））可知()()()222,0,2,0,1,0A B F F H -=，112212PF PH PF PF F H PF PF +=+-=+()()2,0,E m m ≠则()2,2,D m 圆E 的半径为则直线AD 直线方程为(2)2my x =+，的方程为1,x ty =+10．已知椭圆()22:10x y C a b a b+=>>的左顶点和上顶点分别为A 、B ，直线AB 与圆22:3O x y +=相切，切点为M ，且2AM MB =.(1)求椭圆C 的标准方程；(2)过圆O 上任意一点P 作圆O 的切线，交椭圆C 于E 、F 两点，试判断：PE PF ⋅是否为定值？若是，求出该值，并证明；若不是，请说明理由.11．已知椭圆22:1(0)x y C a b a b+=>>，左、右焦点分别为()11,0F -、()21,0F ，左、右顶点分别为,A B ，若T 为椭圆上一点，12FTF ∠的最大值为π3，点P 在直线4x =上，直线PA 与椭圆C 的另一个交点为M ，直线PB 与椭圆C 的另一个交点为N ，其中,M N 不与左右顶点重合.(1)求椭圆C 的标准方程；(2)从点A 向直线MN 作垂线，垂足为Q ，证明：存在点D ，使得DQ 为定值.题型三：定直线问题【例1】已知如图，长为宽为12的矩形ABCD，以为,A B焦点的椭圆2222:1x yMa b+=恰好过,C D两点，(1)求椭圆M的标准方程；(2)根据（1）所得椭圆M的标准方程，若AB是椭圆M的左右顶点，过点(1,0)的动直线l交椭圆M与CD两点，试探究直线AC与BD的交点是否在一定直线上，若在，请求出该直线方程，若不在，请说明理由.【例2】已知椭圆:C22221x ya b＋＝（0a b>>）的离心率为23，且⎭为C上一点.(1)求C的标准方程；(2)点A，B分别为C的左､右顶点，M，N为C上异于A，B的两点，直线MN不与坐标轴平行且不过坐标原点O，点M关于原点O的对称点为M'，若直线AM'与直线BN相交于点P，直线OP与直线MN相交于点Q，证明：点Q位于定直线上.【例3】已知1F 为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点，直线y =与C 交于A ，B 两点，且1ABF 的周长为4+ 2.(1)求C 的标准方程；(2)若(2,1)P 关于原点的对称点为Q ，不经过点P 且斜率为12的直线l 与C 交于点D ，E ，直线PD 与QE 交于点M ，证明：点M 在定直线上.【答案】(1)22182x y +=(2)证明见解析【分析】（1）将22y b =代入曲线C 的方程中求得||2AB a =，继而由三角形的面积公式得4ab =.再由椭圆的对称性和椭圆的定义得()22442a +=+，由此可求得C 的标准方程；（2）设()11,D x y ，()22,E x y ，直线l 的方程为12y x m =+，0m ≠，联立直线l 与椭圆C 的方程，并消去y 得222240x mx m ++-=，得出直线PD 的方程，直线QE 的方程，联立直线PD 与直线QE 的方程，求得点M 的坐标，继而求得12M M y x =-，可得证.(1)解：将22y b =代入2222:1(0)x y C a b a b +=>>中，解得22x a =±，则||2AB a =，所以1ABF 的面积为1222222ab a b ⨯⨯==，所以4ab =.①设C 的右焦点为2F ，连接2AF ，由椭圆的对称性可知12BF AF =，所以1ABF 的周长为()1112||||22AB AF BF AB AF AF a ++=++=+，所以()22442a +=+，②由①②解得22a =，2b =，所以C 的标准方程为22182x y +=.(2)解：设()11,D x y ，()22,E x y ，直线l 的方程为12y x m =+，0m ≠，联立直线l 与椭圆C 的方程，并消去y 得222240x mx m ++-=，【题型专练】1．已知椭圆C ：()222210x y a b a b +=>>2H ⎛ ⎝⎭是C 上一点.(1)求C 的方程.(2)设A ，B 分别为椭圆C 的左、右顶点，过点()1,0D 作斜率不为0的直线l ，l 与C 交于P ，Q 两点，直线AP 与直线BQ 交于点M ，记AP 的斜率为1k ，BQ 的斜率为2k .证明：①1k k 为定值；②点M 在定直线上.2.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.3.已知椭圆C ：()222210x y a b a b +=>>的离心率为2，左顶点为1A ，左焦点为1F ，上顶点为1B ，下顶点为2B ，M 为C 上一动点，11M AF △1.(1)求椭圆C 的方程；(2)过()0,2P 的直线l 交椭圆C 于D ，E 两点（异于点1B ，2B ），直线1B E ，2B D 相交于点Q ，证明：点Q 在一条平行于x 轴的直线上.。

(完整版)圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型

2017届高三第一轮复习专题训练之圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型定点问题是常见的出题形式，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。

直线过定点问题通法，是设出直线方程，通过韦达定理和已知条件找出k 和m 的一次函数关系式，代入直线方程即可。

技巧在于：设哪一条直线？如何转化题目条件？圆锥曲线是一种很有趣的载体，自身存在很多性质，这些性质往往成为出题老师的参考。

如果大家能够熟识这些常见的结论，那么解题必然会事半功倍。

下面总结圆锥曲线中几种常见的几种定点模型：模型一：“手电筒”模型例题、（07山东）已知椭圆C ：13422=+y x 若直线m kx y l +=：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。

解：设1122(,),(,)A x y B x y ，由223412y kx m x y =+⎧⎨+=⎩得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=， 22226416(34)(3)0m k k m ∆=-+->，22340k m +->212122284(3),3434mk m x x x x k k -+=-⋅=++22221212121223(4)()()()34m k y y kx m kx m k x x mk x x m k -⋅=+⋅+=+++=+以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(2,0),D 且1AD BD k k ⋅=-， 1212122y yx x ∴⋅=---，1212122()40y y x x x x +-++=， 2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k --+++=+++，整理得：2271640m mk k ++=，解得：1222,7k m k m =-=-，且满足22340k m +-> 当2m k =-时，:(2)l y k x =-，直线过定点(2,0),与已知矛盾；当27k m =-时，2:()7l y k x =-，直线过定点2(,0)7综上可知，直线l 过定点，定点坐标为2(,0).7◆方法总结：本题为“弦对定点张直角”的一个例子：圆锥曲线如椭圆上任意一点P 做相互垂直的直线交圆锥曲线于AB ，则AB 必过定点))(,)((2222022220ba b a y b a b a x +-+-。

第20讲圆过定点问题(解析版)

第20讲圆过定点问题1．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为13，椭圆上的点到右焦点F 的最近距离为2，若椭圆C与x 轴交于A B 、两点，M 是椭圆C 上异于A B 、的任意一点，直线MA 交直线:9l x =于G 点，直线MB交直线l 于H 点．（1）求椭圆C 的方程；（2）试探求以GH 为直径的圆是否恒经过x 轴上的定点？若经过，求出定点的坐标；若不经过，请说明理由．【答案】（Ⅰ）由题意得1,{32c a a c =-=1,{3c a =⇒=.椭圆的方程为：221.98x y +=（Ⅰ）记直线、的斜率分别为、，设,,M A B 的坐标分别为00(,)M x y ,,，020,3y k x =-2012209y k k x ∴=-.在椭圆上，所以，2k ⋅，设，则，.，又2k ⋅.1212864729y y y y ∴=-⇒=-. 因为GH 的中点为，12GH y y =-,所以，以GH 为直径的圆的方程为：.令，得，，将两点代入检验恒成立.所以，以为直径的圆恒过轴上的定点(17,0),(1,0).【分析】(1)根据题意，列出方程组1,32c a a c ⎧=⎪⎨⎪-=⎩，求解即可得出结果；(2)先记直线MA 、MB 的斜率分别为1k 、2k ，设,,M A B 的坐标分别为()00,M x y ，() 3,0A -，()3,0B ，表示出12k k ，，根据M 在椭圆上，得到2200819x y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，进而可得1289k k =-，再设()19G y ，，()29H y ，可得1264y y =-，由GH 的中点为12Q 9,2y y +⎛⎫⎪⎝⎭，12GH y y =-，得到以GH 为直径的圆的方程，进而可得出结果.【详解】（1）由题意得：1,32c a a c ⎧=⎪⎨⎪-=⎩ 21,83c b a =⎧⇒⇒=⎨=⎩，椭圆C 的方程为：22 1.98x y += （2）记直线MA 、MB 的斜率分别为1k 、2k ，设,,M A B 的坐标分别为()00,M x y ，()3,0A -，()3,0B ，所以0103y k x =+，020,3y k x =- 2012209y k k x ∴=-. 因为M 在椭圆上，所以2200198x y +=，所以2200819x y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，1289k k =-，设()19G y ，，()29H y ，，则1112AM y k k ==，626BMy k k ==，所以121272y y k k =，又1289k k =-. 1212864729y y y y ∴=-⇒=-.因为GH 的中点为12Q 9,2y y +⎛⎫ ⎪⎝⎭，12GH y y =-，所以，以GH 为直径的圆的方程为：()()2221212924y y y y x y -+⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭. 令0y =，得()212964x y y -=-=，所以117x x ==，将两点()()17,0,1,0代入检验恒成立.所以，以GH 为直径的圆恒过x 轴上的定点()()17,0,1,0.【点睛】本题主要考查椭圆的方程以及椭圆中的定点问题，熟记椭圆的性质等，即可求解，属于常考题型.2．已知椭圆222:1(2x yC aa+=>的右焦点为F，A、B 分別为椭圆的左项点和上顶点，ABF的面积为1．（1）求椭圆C的标准方程；（2）过点F的直线l与椭圆C交于P，Q两点，直线AP、AQ分别与直线x＝M、N．以MN 为直径的圆是否恒过定点？若是，请求出该定点坐标；若不是，请说明理由．【答案】（1）22142x y+=；（2）MN为直径的圆恒过定点0)和0)．【分析】（1）根据ABF1求出a＝2，即得解；（2）设直线PQ的方程为x ty=+()()1122,,,P x y Q x y．求出112)2yMx⎛⎫⎪⎪+⎝⎭，222)2yNx⎛⎫⎪⎪+⎝⎭，设以MN为直径的圆过定点P（m，n），则0PM PN→→⋅=，联立22142x y+=和PQ的方程为x ty=+0PM PN→→⋅=即得解.【详解】解：（1）由题得ABF的面积(11()122S a c b a=+⋅=+=，解得a＝2，即椭圆C的标准方程为22142x y+=．（2）已知点A（－2，0），设直线PQ的方程为x ty=+()()1122,,,P x y Q x y．直线AP的方程为11(2)2yy xx，直线AQ的方程为22(2)2yy xx=++，将x=AP、AQ方程，可得112)2yMx⎛⎫⎪⎪+⎝⎭，222)2yNx⎛⎫⎪⎪+⎝⎭．设以MN为直径的圆过定点P（m，n），则0PM PN→→⋅=，即212122)2))22y yPM m n nx xPN→→⎛⎫⎛⎫⋅=+--⎪⎪⎪⎪++⎝⎭⎝⎭2121212122)2)2)2))2222y y y ym n nx x x x⎛⎫=+⋅-++⎪⎪++++⎝⎭22)m n n⎛⎫=-+2121212 222)2)222))y y n y ty ty y m n⎡⎤-+++=++()2121212222)2)22))y y n ty y y ym n⎡⎤-+++=+联立椭圆22142x y+=和直线PQ的方程为x ty=+可得22(240ty y+-=，化简得()22220t y++-=，即12y y+=，12222y yt-=+．代入上式化简得22)m n=++22)2m n=-++=，由此可知，若上式与t无关，则0n=，又2)20,mPM P mN→→⋅=-==因此MN为直径的圆恒过定点0)和0)．【点睛】方法点睛：证明曲线过定点，一般有两种方法.（1）特殊探求，一般证明：即可以先考虑动直线或曲线的特殊情况，找出定点的位置，然后证明该定点在该直线或该曲线上（定点的坐标直线或曲线的方程后等式恒成立）.（2）分离参数法：一般可以根据需要选定参数Rλ∈，结合已知条件求出直线或曲线的方程，分离参数得到等式2123(,)(,)(,)0f x y f x y f x yλλ++=，（一般地，(,)(1,2,3)if x y i=为关于,x y的二元一次关系式）由上述原理可得方程组123(,)0(,)0(,)0f x yf x yf x y=⎧⎪=⎨⎪=⎩，从而求得该定点.3．已知定点(1,0)R ，圆22 S: 2150x y x ++-=，过R 点的直线1L 交圆于M ，N 两点过R 点作直线2L SN ∥交SM 于Q 点.（1）求Q 点的轨迹方程；（2）若A ，B 为Q 的轨迹与x 轴的左右交点，()()000,0P x y y ≠为该轨迹上任一动点，设直线AP ，BP 分别交直线l ：6x =于点M ，N ，判断以MN 为直径的圆是否过定点．如圆过定点，则求出该定点；如不是，说明理由.【答案】(1)22143x y += ;(2) 以MN 为直径的圆经过定点(6±【分析】(1) 利用SM SN =,//RQ SN ,可以推出RQ QM =,根据42QS QR SM SR +==>=可知: 动点Q 的轨迹是以,S R 为焦点,长轴长为4的椭圆,进而可以写出Q 点的轨迹方程.(2)设00(,)P x y ,求出,M N 的坐标后,再求出MN 的中点坐标,然后求出以MN 为直径的圆的方程,令0y =可求得6x =±为定值,所以圆过定点.【详解】 (1)如图:因为SM SN =,//RQ SN , 所以RQ QM =,所以42QS QR QS QM SM SR +=+==>=,根据椭圆的定义知:动点Q 的轨迹是以,S R 为焦点,长轴长为4的椭圆, 这里224,413a b ==-=,所以Q 点的轨迹方程为:22143x y +=.(2)由题可知(2,0),(2,0)A B -,设00(,)P x y , 所以002AP y k x =+,则直线AM l 的方程为:00(2)2y y x x =++, 令6x =,则0082y y x =+, 所以008(6,)2y M x + , 因为002BP y k x =-,则直线BP l 的方程为:0(2)2y y x x =--, 令6x =,则0042y y x =- ,所以04(6,)2y N x -, 所以MN 的中点坐标为00202(32)(6,)4y x x --,此时圆的方程为: 222000022002(32)2(6)(6)[][]44y x y x x y x x ---+-=--, 令0y =,得2202032(6)4y x x -=-,又2200143x y +=,所以2(6)24x -= , 解得:6x =± 故以MN为直径的圆经过定点(6±. 【点睛】本题考查了利用椭圆的定义求标准方程,圆过定点问题,属难题.4．已知圆22:1O x y +=和直线:3l x ，在x 轴上有一点(1,0)Q ，在圆O 上有不与Q 重合的两动点,P M ，设直线MP 斜率为1k ，直线MQ 斜率为2k ，直线PQ 斜率为3k ，（l ）若121k k =- ①求出P 点坐标；②MP 交l 于'P ，MQ 交l 于'Q ，求证：以''P Q 为直径的圆，总过定点，并求出定点坐标．（2）若232k k =：判断直线PM 是否经过定点，若有，求出来，若没有，请说明理由．【答案】（1）(1,0)P -，定点为(3±；（2）直线过定点(3,0)．【解析】试题分析：第一问根据两斜率乘积等于1-，从而得到PQ 为直径，从而确定出点P 的坐标，应用直径所对的圆周角为直角，利用垂直关系，建立等量关系式，从而求得圆的方程，利用曲线过定点的原则，求得定点坐标；第二问想办法求得直线PM 的方程，利用直线过定点问题的解决方法，从而求得直线所过的定点坐标．试题解析：（1）121,k k PM MQ =-∴⊥，又因为P 在圆上，所以PQ 为直径，故(1,0)P -,法一：设1:(1)PM l y k x =+，令3x =得1'(3,4)P k ，2:(1)QM l y k x =-，令3x =得2'(3,2)Q k ，且PM QM l l ⊥，故12k k 1=-，12(3)(3)(4)(2)0x x y k y k --+--=22121269(42)80x x y k k y k k ⇒-++-++=，令0y =，则26980x x -+-=，故3x =±(3±．法二：:(1)1PM u l y x v =++，3x =，得4'(3,)1vP u +， :(1)1QM v l y x u =--，3x =，得2'(3,)1vQ u -，故圆C 方程为：42(3)(3)()()011v v x x y y u u --+--=+-222242869()0111v v v x x y y u u u ⇒-++-++=+--由221u v +=，令0y =，则26980x x -+-=，故3x =±(3±．（2）法一：解：设:(1)QM l y k x =-与圆22:1O x y +=联立得：2222222(1)210k x k x k +-+-=，由韦达定理：22122221k x x k +=+，由11x =得：2222211k x k -=+，22222212(,)11k M k k --++，同理23223312(,)11k P k k --++，再利用222232222442,(,)44k k k k P k k --=++． 222222222222222222424141241PMk k k k k k k k k k k -+++==--+-++，222222222212:()211PM k k k l y x k k k --∴=-++++222232k x k k -=+，∴直线过定点(3,0)．法二：可以先猜后证，2320k k =>，所以23,k k 同号．不妨设21k =，则:1QM l y x =-，与圆联立得(0,1)M -，32k =，则:2(1)QP l y x =-，与圆联立得34(,)55P -，此时1:13MP l x y =+，同理由圆对称性，当(0,1)M 时，231,2k k =-=-，此时P 点坐标34(,)55，1:13MP l x y -=-，若直线MP 过定点，则联立上述直线MP 的方程，求出交点(3,0)，下面验证(3,0)是否为定点．设过(3,0)且与圆O 有交点的直线斜率为k ，则直线方程为(3)y k x =-，代入圆方程得：2222(1)6910k x k x k +-+-=两交点1122(,),(,)M x y P x y ．由韦达定理：，故2121223121212(3)(3)(1)(1)()1y y k x x k k x x x x x x --==---++212121212[3()9]2()1k x x x x x x x x -++==-++， ∴MP 过定点(3,0)．考点：曲线过定点问题．5．已知椭圆T ：()222210x y a b a b+=>>的离心率为12，直线l：0x y +=与以原点为圆心，以椭圆C 的短半轴长为半径的圆相切.A 为左顶点，过点()1,0G 的直线交椭圆T 于B ，C 两点，直线AB ，AC 分别交直线4x =于M ，N 两点.（1）求椭圆T 的方程；（2）以线段MN 为直径的圆是否过定点？若是，写出所有定点的坐标；若不是，请说明理由.【答案】（1）22143x y +=；（2）是，定点坐标为()7,0或()1,0 【分析】（1）根据相切得到b =2a =，得到椭圆方程.（2）设直线BC 的方程为1x ty =+，点B 、C 的坐标分别为()11,x y ，()22,x y ，联立方程得到122634t y y t +=-+，122934y y t =-+，计算点M 的坐标为1164,2y x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭，点N 的坐标为2264,2y x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭，圆的方程可化为()()244690x x y ty --++-=，得到答案. 【详解】（1）根据题意：b ==b a ==，所以2a =，所以椭圆T 的方程为22143x y +=.（2）设直线BC 的方程为1x ty =+，点B 、C 的坐标分别为()11,x y ，()22,x y ，把直线BC 的方程代入椭圆方程化简得到()2234690t y ty ++-=，所以122634t y y t +=-+，122934y y t =-+，所以()221212122412134t x x t y y t y y t -=+++=+，1212281134x x ty ty t +=+++=+，因为直线AB 的斜率112AB y k x =+，所以直线AB 的方程()1122y y x x =++，所以点M 的坐标为1164,2y x ⎛⎫⎪+⎝⎭，同理，点N 的坐标为2264,2y x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭，故以MN 为直径的圆的方程为()()12126644022y y x x y y x x ⎛⎫⎛⎫--+--= ⎪⎪++⎝⎭⎝⎭，又因为()()()121212121236363699222436y y y y x x x x x x ⨯==-=-+++++，()()12121212212121212121866666223339ty y y y y y y y t x x ty ty t y y t y y +++=+==-+++++++，所以圆的方程可化为()()244690x x y ty --++-=，令0y =，则有()249x -=，所以定点坐标为()7,0或()1,0. 【点睛】本题考查了椭圆方程，圆过定点问题，意在考查学生的计算能力和综合应用能力.6．已知圆()44:22=++y x C 与x 轴交于B A 、两点，P 是圆C 上的动点，直线AP 与PB 分别与y 轴交于N M 、两点．（1）若()4,2P -时，求以MN 为直径圆的面积；（2）当点P 在圆C 上运动时，问：以MN 为直径的圆是否过定点？如果过定点，求出定点坐标；如果不过定点，说明理由．【答案】（1）16π；（2）过定点，定点坐标是()032，和()0,32- 【解析】试题分析：由直线AP 方程6y x =+得()0,6M ，由2y x =--得()0,2N -故所求面积为16π．（2）根据两直线互相垂直设出直线AP ，BP 的方程，写出以MN 为直径的圆的方程222221313⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+k k k k y x ，令y=0得定点()032，和()0,32-．试题解析：（1）解析：当()4,2P -时，直线AP 方程是6y x =+，所以()0,6M ；直线BP 方程是2y x =--，所以()0,2N -，因此8MN =．所以以MN 为直径圆的面积是16π．（2）解法1：设直线()6:+=x k y AP 交y 轴于()k M 6,0；同法可设直线()21:+-=x ky BP 交y 轴于⎪⎭⎫ ⎝⎛-k N 2,0，线段MN 的中点⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-k k D 13,02．所以以MN 为直径的圆的方程为： 222221313⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+k k k k y x ，展开后得()012132222=---+y k k y x ，令0=y ，得32±=x ，则过定点()032，和()0,32-． x解法2：设()()b N a M ,0,,0，线段线段MN 的中点⎪⎭⎫⎝⎛+2,0b a D ．所以以MN 为直径的圆的方程为：22222⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+b a b a y x ，展开后得()022=++-+ab y b a y x ，考虑到PB PA ⊥，有⇒-=⇒-=⋅12126ab ba ()01222=-+-+yb a y x ，令0=y ，得32±=x ，则过定点()032，和()0,32-．考点：直线与圆的综合应用．7．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>1F 、2.F 以1F 为圆心、以3为半径的圆与以2F 为圆心、以1为半径的圆相交，交点在椭圆C 上．（1）求椭圆C 的方程；（2）直线()()10y k x k =-≠与椭圆C 交于,A B 两点，点M 是椭圆C 的右顶点.直线AM 与直线BM 分别与y 轴交于点,P Q ，试问以线段PQ 为直径的圆是否过x 轴上的定点？若是，求出定点坐标；若不是，说明理由．【答案】（1）2214x y +=；（2）(). 【解析】【分析】(1)由椭圆的定义可得2a =，根据椭圆的离心率求得c ,进而求的b .(2)设1122(,),(,)A x y B x y ，联立直线方程与椭圆方程可得,A B 两点坐标的关系，根据,A B 两点坐标可将直线AM 与直线BM 分别表示出来，进而可求其与y 轴交于点,P Q ，以线段PQ 为直径的圆过x 轴上的定点()0,0N x ，则等价于0PN QN ⋅=恒成立，带点求解即可.【详解】（1）由题意知24a =，则2a =．又c a =，222a c b -=，可得1b =， ∴椭圆C 的方程为2214x y +=．（2）以线段PQ 为直径的圆过x 轴上的定点．由()221,{1,4y k x x y =-+=得()2222148440k x k x k +-+-=．设()11,A x y ，()22,B x y ，则有2122814k x x k +=+，21224414k x x k-=+．又点M 是椭圆C 的右顶点，∴点()2,0M ．由题意可知直线AM 的方程为()1122y y x x =--，故点1120,2y P x ⎛⎫- ⎪-⎝⎭．直线BM 的方程为()2222y y x x =--，故点2220,2y Q x ⎛⎫- ⎪-⎝⎭．若以线段PQ 为直径的圆过x 轴上的定点()0,0N x ，则等价于0PN QN ⋅=恒成立．又1012,2y PN x x ⎛⎫= ⎪-⎝⎭，2022,2y QN x x ⎛⎫= ⎪-⎝⎭，()()22121200121222401222y y y y PN QN x x x x x x ⋅=+⋅+=----恒成立．又()()()2221212122224484222424141414k k k x x x x x x k k k---=-++=-+=+++， ()()()222221212121222244831111141414k k k y y k x k x k x x x x k k k k ⎛⎫-⎡⎤=--=-++=-+=- ⎪⎣⎦+++⎝⎭()()22222120002122124143042214k y y k x x x k x x k -+∴+=+=-=--+．解得0x = 故以线段PQ 为直径的圆过x轴上的定点()．【点睛】本题考查圆锥曲线中求曲线方程，直线与曲线的关系以及定点问题，综合性较强.设而不求是基本方法，解题处理关键地方在于将圆过定点问题转化为0PN QN ⋅=恒成立问题求解.8．已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点为F 1(−c,0),F 2(c,0)，其短轴长是2√3，原点O 到过点A(a,0)和B(0,−b)两点的直线的距离为2√217. （1）求椭圆C 的方程；（2）若点P,Q 是定直线x =4上的两个动点，且F 1P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ •F 2Q ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0，证明：以PQ 为直径的圆过定点，并求定点的坐标. 【答案】（1）；（2），．【解析】试题分析：（1）由题意得，运用点到直线的距离公式，解得a =2，进而可求得椭圆的方程；（2）由题意得，写出直线和直线的方程，可得设，写出以PQ 为直径的圆的方程，令，即可求解求定点的坐标．试题解析：（1）由，得再由，得a =2，椭圆的方程．（2）由（1）知：设直线斜率为，则直线的方程为：，直线的方程为：，令得：于是以PQ 为直径的圆的方程为：即：令，得或圆过定点，考点：椭圆的标准方程及其简单的几何性质；圆的方程的应用．【方法点晴】本题主要考查了椭圆的标准方程及其简单的几何性质、圆的方程的应用，判定圆过定点，属于中档试题，着重考查了向量的数量积的坐标表示和圆的方程求法，同时考查了转化与化归思想和推理、运算能力，本题的解答中写出直线和直线的方程，得，写出以PQ 为直径的圆的方程是解答的关键．9．已知动圆M 与定圆221:(2)1C x y -+=相外切，又与定直线1: 1l x =-相切.（1）求动圆的圆心M 的轨迹2C 的方程，（2）过点()12,0C 的直线l 交曲线2C 于A ，B 两点，直线2: 2l x =分别交直线OA ，OB 于点E 和点F .求证：以EF 为直径的圆经过x 轴上的两个定点.【答案】（1）22:8C y x =（2）证明见解析【分析】（1）易知M 到点1(2,0)C 的距离与到直线:2l x =-的距离相等，得到轨迹方程.（2），设直线l 方程为：2x my =+，联立方程得到12128,16y y m y y +=⋅=-，EF 为直径的圆方程为：121616(2)(2)()()0x x y y y y --+--=，计算得到答案.【详解】（1）如图所示：根据题意知M 到点1(2,0)C 的距离与到直线:2l x =-的距离相等，所以M 的轨迹方程为：22:8C y x =.（2）显然直线l 不与x 轴重合，设直线l 方程为：2x my =+，与2:8C y x =联立消x 得：28160y my --=，设1122(,),(,)A x y B x y ，则12128,16y y m y y +=⋅=-，直线OA 方程为：11y y x x =，所以112(2,)y E x ，即116(2,)E y ，同理216(2,)F y ，所以以EF 为直径的圆方程为：121616(2)(2)()()0x x y y y y --+--=，令0y =得：212256440x x y y -++=，即24120,26x x x x --==-=或，以EF 为直径的圆经过x 轴上的两个定点1(2,0)G -和2(6,0)G .10．已知动圆P 过定点1,02F ⎛⎫⎪⎝⎭，且和直线12x =-相切，动圆圆心P 形成的轨迹是曲线C ，过点()4,2Q -的直线与曲线C 交于,A B 两个不同的点.（1）求曲线C 的方程；（2）在曲线C 上是否存在定点N ，使得以AB 为直径的圆恒过点N ？若存在，求出N 点坐标；若不存在，说明理由.【答案】（1）22y x =（2）见解析（1）由抛物线定义确定P 的轨迹方程，（2）设()()1122,,,A x y B x y ，直线的方程为():24AB l x n y =++，代入抛物线方程，整理得22480,y ny n ---=设存在定点()00,N x y ，由1NA NB K K ⋅=-，代入韦达定理整理得()2002440y n y -+-=，利用020240,40,y y -=⎧⎨-=⎩即可得002,2y x ==（1）设动圆圆心P 到直线12x =-的距离为d ，根据题意，d PF = ∴动点P 形成的轨迹是以1,02F ⎛⎫ ⎪⎝⎭为焦点，以直线12x =-为准线的抛物线，∴抛物线方程为22y x =. （2）根据题意，设()()1122,,,A x y B x y ，直线的方程为():24AB l x n y =++，代入抛物线方程，整理得22480,y ny n ---= ()()2241624480,n n n n ∆=++=++>12122,48y y n y y n +==--若设抛物线上存在定点N ，使得以AB 为直径的圆恒过点N ，设()00,N x y ，则2002y x =101022011010222NA y y y y K y y x x y y --===-+-，同理可得202NB K y y =+ 102022NA NB K K y y y y ⋅=⋅++ ()21212004y y y y y y =+++ 20041482n ny y ==---++ ()2002440,y n y ∴-+-= 020240,40,y y -=⎧∴⎨-=⎩解得002,2,y x ==∴在曲线C 上存在定点()2,2N ，使得以AB 为直径的圆恒过点N .【点睛】本题考查由定义求轨迹方程，考查直线与抛物线的位置关系，圆的性质的应用，考查计算能力，是中档题11．已知椭圆C 的短轴的两个端点分别为(0,1),(0,1)A B -．（1）求椭圆C 的方程及焦点的坐标；（2）若点M 为椭圆C 上异于A ，B 的任意一点，过原点且与直线MA 平行的直线与直线3y =交于点P ，直线MB 与直线3y =交于点Q ，试判断以线段PQ 为直径的圆是否过定点？若过定点，求出定点的坐标；若不过定点，请说明理由．（1，可以求出椭圆方程为2213x y +=.（2）利用直线MA 的斜率以及直线MB 的斜率，3y =的方程，得出点P ,Q 的坐标，那么就可以设出圆的方程()()00004333011x x x y y y y y ⎛⎫⎛⎫--+--= ⎪⎪+-⎝⎭⎝⎭，再进行转化变形，就可以求出定点的坐标.【详解】（1）设椭圆方程为22221,(0)x y a b a b+=>>，因为椭圆短轴的两个端点为(0,1),(0,1)A B -，所以b =1，且椭圆的离心率为3，所以3c a =，并且222a b c -=，得出23a =，所以椭圆方程为2213x y +=.（2）设点M 00(,x y ),则001MA y k x -=,所以过原点与MA 平行的直线方程为：001y y x x -=, 令3y =,得0031x x y =-,003P ,31x y ⎛⎫⎪-⎝⎭;001MB y k x +=, 所以直线MB 方程为：0011y y x x +=-,令3y =,得0041x x y =+,004Q ,31x y ⎛⎫ ⎪+⎝⎭;设过点P ,Q 的圆的方程为()()00004333011x x x y y y y y ⎛⎫⎛⎫--+--= ⎪⎪+-⎝⎭⎝⎭展开后得：220000002033446901x y x x y x x x y y y ++--+-+=- 即：2220000220071269011x y x x x x y y y y --++-+=--;22002136270y x y y x x -+--+= 令0x =,y =9或y =-3，故定点为()()0,9,0,3-.【点睛】（1）求椭圆的方程就是利用题目的信息求解,,a b c ; （2）要注意过两点()()1122P ,,,x y Q x y 的圆的方程可以设为:()()()()12120x x x x y y y y --+--=，这样求解比较方便，特别要明确圆过定点就是与点M 的位置无关，00213y x x -中，令x=0，即可得解.12．已知抛物线2:4C y x =与过点(2,0)的直线l 交于,M N 两点. （1）若MN =l 的方程；（2）若12MP MN =，PQ y ⊥轴，垂足为Q ，探究：以PQ 为直径的圆是否过定点？若是，求出该定点的坐标；若不是，请说明理由.【答案】（1）20x --=或20x +-=；（2）过定点，(2,0)【分析】（1）设出直线l 的方程2()x my m =+∈R ，联立直线与抛物线方程，利用根与系数的关系及弦长公式计算即可；（2）设以PQ 为直径的圆经过点()00,A x y ，()20022,2AP m x m y =+--，()00,2AQ x m y =--，利用0AP AQ ⋅=得()2220000042420x m y m x y x --++-=，令00220004204020x y x y x -=⎧⎪=⎨⎪+-=⎩解方程组即可.【详解】（1）由题可知，直线l 的斜率不为0，设其方程为2()x my m =+∈R ，将2x my =+代入24y x =，消去x 可得2480y my --=，显然216320m ∆=+>，设()11,M x y ，()22,N x y ，则124y y m +=，128y y =-，所以12||MN y y =-==因为||MN =，所以=m =，所以直线l 的方程为20x--=或20x -=. （2）因为12MP MN =，所以P 是线段MN 的中点，设(),P P P x y ，则由（1）可得()2121242222P m y y x x x m +++===+，1222P y y y m +==，所以()222,2P m m +，又PQ y ⊥轴，垂足为Q ，所以(0,2)Q m ，设以PQ 为直径的圆经过点()00,A x y ，则()20022,2AP m x m y =+--，()00,2AQ x m y =--，所以0AP AQ ⋅=，即()()220002220x m x m y -+-+-=，化简可得()2220000042420x m y m x y x --++-=①，令220004204020xyx y x-=⎧⎪=⎨⎪+-=⎩，可得02xy=⎧⎨=⎩，所以当02x=，00y=时，对任意的m∈R，①式恒成立，所以以PQ为直径的圆过定点，该定点的坐标为(2,0).【点睛】本题考查直线与抛物线的位置关系，涉及到抛物线中的定点问题，考查学生的计算能力，是一道中档题.13．已知椭圆E ：()222210x y a b a b+=>>.左焦点()1,0F -，点()0,2M 在椭圆E 外部，点N 为椭圆E 上一动点，且NMF的周长最大值为4. （1）求椭圆E 的标准方程；（2）点B ､C 为椭圆E 上关于原点对称的两个点，A 为左顶点，若直线AB ､AC 分别与y 轴交于P ､Q 两点，试判断以PQ 为直径的圆是否过定点.如果是请求出定点坐标，如果不过定点，请说明理由.【答案】（1）22143x y +=；（2）是，定点为)和().【分析】（1）NMF 的三边有一边已经确定，问题转化为，何时另外两边之和最大，结合椭圆的定义，以及三角形两边之差小于第三边即可确定思路；（2）分直线BC 斜率存在与不存在分别研究，不存在容易得出定点，存在时，可以设出斜率k ，再联立椭圆方程，求出,P Q 坐标，最后求出以PQ 为直径的圆的方程，方程里面含有k ，再令0y =即可. 【详解】（1）设右焦点为1F，则1F M FM ===max (||||)44MN NF ∴+=+= 1||2x NF a NF =-11||||||22NF MN NF a MF a MN ∴+=-+<+即N 点为1MF 与椭圆的交点时，周长最大1MF =所以242,1a a c +=+⇒==b ∴==所以椭圆E 的标准方程为22143x y +=（2）由（1）知()2,0A -，设()00,B x y ，则()00,C x y -- 当直线BC 斜率存在时，设其方程为y kx =联立22143y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩得221234x k =+00:2)x y AB y x ∴===+令0x =，得y P ⎛⎫ ⎪ =∴⎝同理得Q ⎛⎫⎪⎝||PQ ∴== 设PQ 中点为S ，则30,2S k ⎛⎫- ⎪⎝⎭所以以PQ 为直径的圆得方程为22232x y k ⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭即2222699344x y y k k k +++=+ 即22630x y y k++-=令0y =，得x =所以过点)和()，且为定点.当直线BC斜率不存在时，容易知道(0,B C此时(0,P Q所以以PQ)和()综上，此圆过定点)和()【点睛】方法点睛：对于过定点的问题，可以先通过特殊情况得到定点，再去证明一般得情况.14．已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ，2F ，M 为椭圆上一动点，当12MF F ∆的面积最大时，其内切圆半径为3b，椭圆E 的左、右顶点分别为A ，B ，且||4AB =．（1）求椭圆E 的标准方程；（2）过1F 的直线与椭圆相交于点C ，D （不与顶点重合），过右顶点B 分别作直线BC ，BD 与直线4x =-相交于N ，M 两点，以MN 为直径的圆是否恒过某定点？若是，求出该定点坐标；若不是，请说明理由．【答案】（1）22143x y +=；（2）以MN 为直径的圆恒过两定点()7,0-，()1,0-．【分析】（1）由||4AB =可得a 的值，12MF F 的面积最大时，由椭圆的性质可得当和三角形内切圆的性质可列方程，再结合,,a b c 的关系，从而得出答案.(2)设出直线CD 的方程与椭圆方程联立得出韦达定理，由C 点坐标得出BC 的方程进而得出点N 坐标，同理得出M 坐标，写出以MN 为直径的圆的方程，从而得出圆过定点. 【详解】解：（1）由题意及三角形内切圆的性质可得112(22)223b c b a c ⋅⋅=+⋅，化简得12c a =① 又||24AB a ==，所以2a =，1c =，b ==所以椭圆E 的标准方程为22143x y +=．（2）由（1）知1(1,0)F -，(2,0)B ，由题意，直线CD 的斜率不为0，设直线CD 的方程为1x my =-，代入椭圆E 的方程22143x y +=，整理得22(34)690m y my +--=．设11(,)C x y ，()22,D x y ，则12y y +=2634m m + ，122934y y m =-+，② 直线11:(2)3y BC y x my =--．令4x =-，得1164,3y N my ⎛⎫-- ⎪-⎝⎭，同理可得2264,3y M my ⎛⎫-- ⎪-⎝⎭，所以以MN 为直径的圆的方程为121266(4)(4)033y y x x y y my my ⎛⎫⎛⎫+++++= ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭，即22121212126636816033(3)(3)y y y y x x y y my my my my ⎛⎫++++++=⎪----⎝⎭，③ 由②得：()()()121212121212186663333my y y y y y m my my my my -++==----- ()1212212121236369(3)(3)39y y y y my my m y y m y y ==----++代入③得圆的方程为228760x x y my +++-=．若圆过定点，则2870y x x =⎧⎨++=⎩ 解得10x y =-⎧⎨=⎩或7x y =-⎧⎨=⎩ 所以以MN 为直径的圆恒过两定点()7,0-，()1,0-．【点睛】关键点睛：本题考查求椭圆方程和根据直线与椭圆的为关系求圆过定点问题，解答本题的关键是先求出点N ，M 坐标，进一步得出MN 为直径的圆的方程为121266(4)(4)033y y x x y y my my ⎛⎫⎛⎫+++++= ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭，再由韦达定理化简方程，得出答案，属于中档题.15．已知椭圆2222:1(0)x y M a b a b+=>>的左、右顶点分别为,A B ，上、下顶点分别为,C D ，右焦点为F ，离心率为12，其中24||||||FA FB CD =⋅．（1）求椭圆的标准方程；（2）设Q 是椭圆M 上异于,A B 的任意一点，过点Q 且与椭圆M 相切的直线与x a =-，x a =分别交于,S T 两点，以ST 为直径的圆是否过定点？若过定点，求出定点坐标；如果不存在，请说明理由．【答案】（1）22143x y +=；（2）ST 为直径的圆过定点(1,0)±．【分析】（1）由条件可得24()()(2)a c a c b +=-又因为12c a =，解方程组即可得椭圆的标准方程；（2）依题意求得切线方程00143x x y y+=，分别联立2,2x x =-=，求得交点,S T ，从而求以ST 为直径的圆方程，进而判断是否过定点．【详解】解：（1）由条件可得()()()242a c a c b +=- 所以2131a c eb ac e++===--，又12c a =，所以22134a a -=，解得24a =，所以椭圆的方程为22143x y +=．（2）设()00,Q x y ，()02x ≠±，所以2200143x y +=，①对椭圆22143x y +=求导得，22043x y y +'=，所以0034x k y =-切，所以切线方程为()000034x y y x x y -=--，将①代入上式，得切线方程00143x x y y+=，分别联立2,2x x =-=，得000063632,,2,22x x S T y y ⎛⎫⎛⎫+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以以ST 为直径的圆，圆心为030,y ⎛⎫ ⎪⎝⎭，半径||2ST r =，所以22222000200063639||4(22)1622x x x ST r y y y ⎛⎫-+==++-=+ ⎪⎝⎭，因为2200143x y +=，所以2200413y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，所以20222003613364164y r y y ⎛⎫- ⎪⎝⎭=+=+，所以圆的方程为22200391x y y y ⎛⎫+-=+ ⎪⎝⎭，令21x =，得220039y y y ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，得1x =±时，0y =，所以ST 为直径的圆是过定点(1,0)±．【点睛】求定点、定值问题常见的方法有两种：(1)从特殊入手，求出定点或定值，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，从而得到定点或定值．16．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>，其左､右焦点分别为1F ，2F ，点()00,P x y 是坐标平面内一点，且||OP =，1234PF PF ⋅=(O 为坐标原点).（1）求椭圆C 的方程；（2）过点10,3S ⎛⎫- ⎪⎝⎭且斜率为k 的动直线l 交椭圆于A ，B 两点，在y 轴上是否存在定点M ，使以AB 为直径的圆恒过这个点？若存在，求出M 的坐标，若不存在，说明理由.【答案】（1）2212x y +=；（2）存在()0,1M ，理由见解析.【分析】（1）利用||OP =，123·4PF PF =列出方程可得1c =，再由离心率即可求出,a b ，得出椭圆方程；（2）设出直线方程，联立直线方程与椭圆方程，借助于韦达定理，即可求出点的坐标.【详解】(1)2OP =，220074x y ∴+=，又123·4PF PF =，00003(,)(,)4c x y c x y ∴---⋅--=，即2220034x c y -+=，则可得1c =，又2e =，1a b ∴==，故所求椭圆方程为2212x y +=；(2)设直线1:3l y kx =-，代入2212x y +=，有22416(21)039k x kx +--=. 设1122(,),(,)A x y B x y ，则121222416,3(21)9(21)k x x x x k k -+==++，若y 轴上存在定点(0,)M m 满足题设，则11(,)MA x y m =-，22(,)MB x y m =-，21212121212·()()()MAMB x x y m y m x x y y m y y m =+--=+-++21212121111()()()3333x x kx kx m kx kx m =+----+-+221212121(1)()()339m k x x k m x x m =+-+++++222218(1)(9615)9(21)m k m m k -++-=+，由题意知，对任意实数k 都有·0MA MB =恒成立，即22218(1)(9615)0m k m m -++-=对k ∈R 成立.221096150m m m ⎧-=∴⎨+-=⎩，解得1m =， ∴在y 轴上存在定点()0,1M ,使以AB 为直径的圆恒过这个定点.【点睛】方法点睛：解决直线与圆锥曲线相交问题的常用步骤：（1）得出直线方程，设交点为()11A x y ，，()22B x y ，；（2）联立直线与曲线方程，得到关于x （或y ）的一元二次方程；（3）写出韦达定理；（4）将所求问题或题中关系转化为1212,x x x x +形式；（5）代入韦达定理求解.。

圆锥曲线中圆过定点问题

的纵坐标必定为零。
（2）圆过定点解题思路的应用
题目中由于直线与椭圆相切，因此联立利用判别式可求出 k, m 之间的等式关系 1 且还能求出点 P 的坐标（含参数），此时将 PM PQ 向量化又可得到等式关系 2，因此可以根据 1,2 求出点 M 的横坐标。
y kx m
设
P(
x0
,
y0
),
kBP
y0 x0 2
BP :
y
y0 x0 2
(x 2)
则
y
x
y0 x0 6
2
(x
2)
N
(6,
4 x0
y0 ) 2
（2）圆过定点解题思路的应用
若存在定点 E(x1, 0) ，则必须满足 EM EN 0
(6
x1,
8 x0
y0 2
)(6
x1,
4 x0
y0 ) 2
0
整理得：
(6
x1)2
32 y02 x02 4
恒过点T ？若存在，求出点T 的坐标，若不存在请说明理由。
解析：相比于上个题，此时动直线是与椭圆相交于两点的，因此利用判别式只能得到一个不等式，另外上个题目不需要考虑斜率不存在的情况，但是这个题目需要讨论斜率是否存在，因此解决方法肯定和上题不同，即便假设存在这样的点，类似于上题目这个定点猜测也应该是在 x 轴上，可是横坐标不知道，利用圆中的垂直关系转化为向量也只能得到一个关于两个未知数的等式关系，且无法求出定点的横坐标。
P 到两焦点 F1, F2 的距离之和为
4，当点 P
运动到
椭圆 C 上的一个顶点时，直线 PF1 恰与以原点 O 为圆心， e 为半径的圆相切。
（1）求椭圆的方程；

圆锥曲线中的定点、定值问题的结论及多种证明方法高考数学

得： AB的方程为化为：即由得即当时，即直线AB恒过定点( ).
七、圆锥曲线中的平行弦的问题
在前面一、推论：“若圆锥曲线为圆，直线AB交C于A、B两点，的斜率分别为，当时，为定值，”给出了平移图像法、一般法、参数方程法等多种证明方法。现在我们对一、推论
31.采用另一种思维方式探究如下：设点是圆上的一定点，过点P作x轴的
2. 当时，【1】化为：。即时，为定值，,
3.当)时，,得，，，即，
，即。得：
；【2】
即：或 (因为直线AB不过点P，舍去)AB的方程为化为：即由得即直线AB恒过定点( )。
3. 当时，由【2】化为：，，，即：。(因为直线AB不过点P，舍去)或；，即为定值.
1.当时，，，，
，即：，，
化为：， (因为直线AB不过点P，舍去)或。，；【6】AB的方程为化为：即由得即当时，直线AB恒过定点( )。
2.当时，【6】化为：；即当时，为定值，。
3.当时，即，，，即，
，；【7】，化为：， (因为直线AB不过点P，舍去)或。由，
2.当时，直线AB恒过定点(
3.当时，为定值
4.当时，即直线AB恒过定点( ). 及其证法已知点(其中是圆锥曲线上的一个定点，过点作直线分别与圆锥曲线C相交于点A、则必定存在以下结论：
二、椭圆、双曲线、抛物线、圆中的定点、定值问题的统一结论
1.当时，为定值，
2.当时，直线AB恒过定点( )
圆锥曲线中的定点、定值问题的
结论及多种证明方法
主讲人：某某某老师
某某学校
山东东营徐新华大家都知道，圆锥曲线的很多重要结论，特别是圆锥曲线的定点、定值问题并没有列入高中数学教材，但它们一直确是高考数学试题中考察的重要内容。本文件中，从多个角度、采用多种方法对圆锥曲线的定点、定值问题的结论作出了证明，并力求对证明过程给予最大化的展示。需要说明的是，个别证法有相当大的难度，其证明过程也极为复杂，因此叙述也就比较详细具体。

圆锥曲线中的定点问题及解决方法

圆锥曲线中的定点问题及解决方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：圆锥曲线可以说是数学中一个非常有趣且重要的概念，它是指在平面上的一条曲线，在解析几何中有着广泛的应用。

在圆锥曲线中，定点问题是一个非常常见的问题，它涉及到固定一个点或多个点，然后通过这些点来确定曲线的形状。

在本文中，我们将探讨圆锥曲线中的定点问题及其解决方法。

我们来介绍一下圆锥曲线中的常见曲线类型，包括圆、椭圆、双曲线和抛物线。

这些曲线都可以通过圆锥截面的方式来定义，它们在平面上的形状各有特点，而且在不同领域中都有着广泛的应用。

在解决圆锥曲线中的定点问题时，我们通常采用的方法是利用几何性质和数学公式来推导和计算。

下面我们以圆锥曲线中的圆和椭圆为例，来详细介绍一下定点问题的解决方法。

我们来看看圆的定点问题。

对于圆，我们知道它的定点是圆心，通过圆心我们可以确定圆的形状和大小。

如果要确定一个圆，我们只需要确定两个点即可，其中一个是圆心，另一个是圆上的一个点，通过这两个点我们就可以确定圆的位置和形状。

在解决圆锥曲线中的定点问题时，我们可以利用圆锥曲线的方程和性质来进行推导和计算，也可以通过几何分析和图形划分来解决问题。

我们还可以通过数学软件和计算工具来进行求解，提高求解的效率和准确性。

圆锥曲线中的定点问题是一个非常有趣和有挑战性的问题，通过研究和解决这些问题，我们可以进一步了解圆锥曲线的性质和特点，提高数学分析和推理的能力。

希望本文对大家对圆锥曲线中的定点问题有所启发和帮助，欢迎大家深入研究和探讨这一领域。

谢谢！第二篇示例：圆锥曲线是平面解析几何学中的重要内容，其中的定点问题一直是学习者们所关注的重点之一。

在圆锥曲线中，定点问题涉及到曲线上或者曲线的参数方程中的某一点，通常需要通过计算或者推导来确定这一点的具体位置或者性质。

在本文中，将讨论圆锥曲线中的定点问题及解决方法。

圆锥曲线包括圆、椭圆、双曲线以及抛物线四种类型，每种类型都有其特定的定点问题。

动圆恒过两类定点问题的探究

动圆恒过两类定点问题的探究颜士桥(江苏省淮安市新马高级中学ꎬ江苏淮安２１１７００)摘㊀要:文章主要探究圆锥曲线中的动圆恒过定点的两类问题ꎬ一类问题是动圆恒过两个定点Ｏ１－ｂꎬ０()ꎬＯ２ｂꎬ０()ꎬ另一类问题是动圆恒过圆锥曲线的焦点Ｆ.关键词:圆锥曲线ꎻ圆ꎻ直径ꎻ定点ꎻ切线中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)３６－００１１－０３收稿日期:２０２３－０９－２５作者简介:颜士桥(１９７８.４－)ꎬ男ꎬ江苏省盱眙人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀圆锥曲线中的定点问题是高考的一个难点ꎬ其中动圆过定点问题是典型代表.笔者经过问题的梳理与探究ꎬ发现圆锥曲线中的动圆恒过定点问题可以归纳为两大类ꎬ下文对问题展开探究.１过定点Ｏ１－ｂꎬ０()ꎬＯ２ｂꎬ０()命题１㊀如图１所示ꎬ设双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)ꎬＣｘ０ꎬｙ０()ｙ０ʂ０()是Γ上一点ꎬＡꎬＢ是Γ的左㊁右顶点ꎬＣＡꎬＣＢ分别交ｙ轴于ＭꎬＮ.求证:以线段ＭＮ为直径的圆恒过两个定点.图１㊀命题１图证明㊀由题意可得Ａ－ａꎬ０()ꎬＢａꎬ０()ꎬ直线ＣＡ的方程为ｙ＝ｙ０ｘ０＋ａｘ＋ａ()ꎬ得Ｍ０ꎬｙ０ａｘ０＋ａæèçöø÷ꎬ直线ＣＢ的方程为ｙ＝ｙ０ｘ０－ａｘ－ａ()ꎬ得Ｎ０ꎬ－ｙ０ａｘ０－ａæèçöø÷.则以线段ＭＮ为直径的圆的方程为ｘ２＋ｙ－ｙ０ａｘ０＋ａæèçöø÷ｙ＋ｙ０ａｘ０－ａæèçöø÷＝０ꎬ令ｘ＝０得ｘ２＝ａ２ｙ２０ａ２－ｘ２０＝ｂ２(ａ２－ｘ２０)ａ２－ｘ２０＝ｂ２ꎬ则ｘ＝ʃｂ.故以线段ＭＮ为直径的圆恒过两定点Ｏ１－ｂꎬ０()ꎬＯ２ｂꎬ０().命题２㊀如图２所示ꎬ设双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)的两条渐近线为ｌ１ꎬｌ２ꎬＡ为Γ上一点ꎬ过Ａ且与ｌ１ꎬｌ２分别平行的直线交ｙ轴于ＰꎬＱꎬ以线段ＰＱ为直径作圆ꎬ此圆交ｘ轴于Ｏ１ꎬＯ２两点.求证:这两点是定点.图２㊀命题２图证明㊀设Ａ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬ则直线ＡＰꎬＡＱ的方程分别为ｙ－ｙ０＝－ｂａ(ｘ－ｘ０)ꎬｙ－ｙ０＝ｂａ(ｘ－ｘ０)ꎬ令ｘ＝１１０ꎬ分别解得ｙＰ＝ｂａｘ０＋ｙ０ꎬｙＱ＝－ｂａｘ０＋ｙ０.故以ＰＱ为直径的圆的方程为ｘ２＋(ｙ－ｙＰ)(ｙ－ｙＱ)＝０ꎬ令ｙ＝０ꎬ得ｘ２＝－ｙＰｙＱ＝ｙ２０－ｂ２ｘ２０ａ２.又Ａ(ｘ０ꎬｙ０)在双曲线上ꎬ得ｂ２ｘ２０－ａ２ｙ２０＝ａ２ｂ２⇒ｙ２０－ｂ２ｘ２０ａ２＝ｂ２ꎬ则ｘ２＝ｂ２⇒ｘ＝ʃｂꎬ故圆与ｘ轴交于两定点Ｏ１(－ｂꎬ０)ꎬＯ２(ｂꎬ０).命题３㊀如图３所示ꎬ设双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)ꎬＡｘ０ꎬｙ０()ｙ０ʂ０()是Γ上一点ꎬ过Ａ且与Γ相切的直线交ｙ轴于Ｑꎬ设Ａ在ｙ轴上的射影为Ｐꎬ以线段ＰＱ为直径作圆ꎬ此圆交ｘ轴于Ｏ１ꎬＯ２两点.求证:这两点是定点.图３㊀命题３图命题４㊀如图４所示ꎬ设双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)ꎬＡꎬＡᶄ是左㊁右顶点ꎬ过ＡꎬＡᶄ且与Γ相切的直线分别为ｌꎬｌᶄꎬ作Γ的任一切线分别交ｌꎬｌᶄ于ＢꎬＢᶄꎬ设ＢꎬＢᶄ在ｙ轴上的射影分别为ＰꎬＱꎬ以线段ＰＱ为直径作圆ꎬ此圆交ｘ轴于两点Ｏ１ꎬＯ２.求证:这两点是定点.图４㊀命题４图命题５㊀如图５所示ꎬ设双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１(ａ>０ꎬｂ>０)ꎬＡꎬＢꎬＣ是Γ上三点ꎬＡＢ平行于ｘ轴ꎬＡＣꎬＢＣ分别交ｙ轴于ＰꎬＱꎬ以线段ＰＱ为直径作圆ꎬ此圆交ｘ轴于Ｏ１ꎬＯ２两点.求证:这两点是定点.图５㊀命题５图证明㊀设Ａ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬＢ(－ｘ０ꎬｙ０)ꎬＣ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬ则直线ＡＣꎬＢＣ的方程分别为ｙ－ｙ０＝ｙ０－ｙ１ｘ０－ｘ１(ｘ－ｘ０)ꎬｙ－ｙ０＝ｙ０－ｙ１－ｘ０－ｘ１(ｘ＋ｘ０)ꎬ令ｘ＝０分别解得ｙＰ＝ｘ０ｙ１－ｘ１ｙ０ｘ０－ｘ１ꎬｙＱ＝ｘ０ｙ１＋ｘ１ｙ０ｘ０＋ｘ１.故以ＰＱ为直径的圆的方程为ｘ２＋(ｙ－ｙＰ)(ｙ－ｙＱ)＝０ꎬ令ｙ＝０ꎬ得ｘ２＝－ｙＰｙＱ＝ｘ２１ｙ２０－ｘ２０ｙ２１ｘ２０－ｘ２１.又Ａ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬＣ(ｘ１ꎬｙ１)在双曲线上ꎬ有ｂ２ｘ２０－ａ２ｙ２０＝ａ２ｂ２ｂ２ｘ２１－ａ２ｙ２１＝ａ２ｂ２{⇒ｘ２１ｙ２０－ｘ２０ｙ２１＝ｂ２(ｘ２０－ｘ２１)ꎬ所以ｘ２＝ｂ２⇒ｘ＝ʃｂꎬ故圆与ｘ轴交于两定点Ｏ１(－ｂꎬ０)ꎬＯ２(ｂꎬ０).２其中一个定点是焦点Ｆ命题６㊀如图６所示ꎬ设双曲线Γ:ｘ２ａ２－ｙ２ｂ２＝１ａ>０ꎬｂ>０()ꎬＦ为Γ的右焦点ꎬ过Ｆ的直线交Γ于ＢꎬＣꎬｌ是右准线ꎬＡ是左顶点ꎬ直线ＡＢꎬＡＣ分别交ｌ于点ＭꎬＮ.求证:以线段ＭＮ为直径的圆过两个定点ꎬ其中一个是Ｆ[１].图６㊀命题６图２１证明㊀设Ｂｘ１ꎬｙ１()ꎬＣｘ２ꎬｙ２()ꎬ直线ＢＣ的方程为ｘ＝ｋｙ＋ｃꎬ代入双曲线方程并化简得ｋ２ｂ２－ａ２()ｙ２＋２ｋｃｂ２ｙ＋ｂ４＝０.由韦达定理得ｙ１ｙ２＝ｂ４ｋ２ｂ２－ａ２ｙ１＋ｙ２＝－２ｋｃｂ２ｋ２ｂ２－ａ２①ｘ１ｘ２＝ｋｙ１＋ｃ()ｋｙ２＋ｃ()＝ｋ２ｙ１ｙ２＋ｋｃｙ１＋ｙ２()＋ｃ２②ｘ１＋ｘ２＝ｋｙ１＋ｃ()＋ｋｙ２＋ｃ()＝ｋｙ１＋ｙ２()＋２ｃ③因ｘ１ʂ－ａꎬｘ２ʂ－ａꎬ故直线ＡＢ的方程为ｙ＝ｙ１ｘ１＋ａｘ＋ａ()ꎬ得Ｍａ２ｃꎬａａ＋ｃ()ｙ１ｃｘ１＋ａ()æèçöø÷ꎻ直线ＡＣ的方程为ｙ＝ｙ２ｘ２＋ａｘ＋ａ()ꎬ得Ｎａ２ｃꎬａａ＋ｃ()ｙ２ｃｘ２＋ａ()æèçöø÷.则以线段ＭＮ为直径的圆的方程为ｘ－ａ２ｃæèçöø÷２＋ｙ－ａａ＋ｃ()ｙ１ｃｘ１＋ａ()æèçöø÷ｙ－ａａ＋ｃ()ｙ２ｃｘ２＋ａ()æèçöø÷＝０ꎬ令ｙ＝０得ｘ－ａ２ｃæèçöø÷２＝－ａ２ａ＋ｃ()２ｙ１ｙ２ｃ２ｘ１＋ａ()ｘ２＋ａ()＝－ａ２ａ＋ｃ()２ｙ１ｙ２ｃ２ｘ１ｘ２＋ａｘ１＋ｘ２()＋ａ２()ꎬ①②③代入ꎬ化简得ｘ－ａ２ｃæèçöø÷２＝ａ２ａ＋ｃ()２ｃ２ｂ４ａ２ａ＋ｃ()２＝ｂ４ｃ２ꎬ即得ｘ＝ａ２ｃʃｂ２ｃꎬ即ｘ＝ｃ或ｘ＝ａ２－ｂ２ｃ.因此ꎬ以线段ＭＮ为直径的圆过两定点Ｆｃꎬ０()ꎬＯ１ａ２－ｂ２ｃꎬ０æèçöø÷.命题７㊀如图７所示ꎬ设椭圆Γ:ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１ａ>ｂ>０()ꎬＡꎬＢ为Γ的左㊁右顶点ꎬＦ为右焦点ꎬｌ为右准线ꎬＣ是Γ上任一点ꎬ直线ＡＣꎬＢＣ分别交ｌ于ＰꎬＱ.求证:以线段ＰＱ为直径的圆过两个定点ꎬ其中一个是Ｆ.证明㊀设Ｃｘ０ꎬｙ０()ꎬ因Ａ－ａꎬ０()ꎬＢａꎬ０()ꎬｌ:ｘ图７㊀命题７图＝ａ２ｃꎬ所以直线ＡＣ的方程为ｙ＝ｙ０ｘ０＋ａｘ＋ａ()ꎬ得Ｐａ２ｃꎬａａ＋ｃ()ｙ０ｃｘ０＋ａ()æèçöø÷ꎬ直线ＢＣ的方程为ｙ＝ｙ０ｘ０－ａｘ－ａ()ꎬ得Ｑａ２ｃꎬａａ－ｃ()ｙ０ｃｘ０－ａ()æèçöø÷.则以线段ＰＱ为直径的圆的方程为ｘ－ａ２ｃæèçöø÷２＋ｙ－ａａ＋ｃ()ｙ０ｃｘ０＋ａ()æèçöø÷ｙ－ａａ－ｃ()ｙ０ｃｘ０－ａ()æèçöø÷＝０令ｙ＝０得ｘ－ａ２ｃæèçöø÷２＝ｂ２ａ２ｙ２０ｃ２ａ２－ｘ２０()＝ｂ２ａ２ｂ２－ｂ２ｘ２０()ｃ２ａ２－ｘ２０()＝ｂ４ｃ２ꎬ得ｘ＝ａ２ｃʃｂ２ｃꎬｘ＝ｃ或ｘ＝ａ２＋ｂ２ｃ.故以线段ＰＱ为直径的圆过两定点Ｆｃꎬ０()ꎬＮａ２＋ｂ２ｃꎬ０æèçöø÷.想学好高中数学并非易事ꎬ需要我们有动手运算㊁动脑思考的意识和敢于探究㊁不怕困难的精神. 圆锥曲线是高中数学的一个难点ꎬ其中的定点问题和定值问题更是让很多高中生头疼.其实教师在教学中ꎬ可适当地利用网络画板㊁几何画板和ＧＧＢ等软件给学生展示动圆的运动过程ꎬ这样就可以形象地看出ꎬ当圆在运动时ꎬ它恒过ｘ轴上的两个定点.这样做可激发学生的学习兴趣ꎬ让学生觉得数学不仅不是那么的无趣ꎬ而且还挺好玩ꎬ这同时也为问题的证明提供了方向和可行性的思路.参考文献:[１]孙祥庄.２０１０年数学高考四川卷理科第２０题的探究[Ｊ].中学数学杂志ꎬ２０１２(Ｓ１):６９－７０.[责任编辑:李㊀璟]３１。

2024年高考数学专项复习圆锥曲线中的定点、定值和定直线问题(解析版)

圆锥曲线中的定点、定值和定直线问题一、椭圆定点问题1已知圆E ：x +1 2+y 2=16，点F 1,0 ，G 是圆E 上任意一点，线段GF 的垂直平分线和半径GE 相交于H(1)求动点H 的轨迹Γ的方程；(2)经过点F 和T 7,0 的圆与直线l ：x =4交于P ，Q ，已知点A 2,0 ，且AP 、AQ 分别与Γ交于M 、N .试探究直线MN 是否经过定点.如果有，请求出定点；如果没有，请说明理由.2已知点A (2,0)，B -65,-45 在椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上.(1)求椭圆M 的方程；(2)直线l 与椭圆M 交于C ,D 两个不同的点(异于A ,B )，过C 作x 轴的垂线分别交直线AB ,AD 于点P ,Q ，当P 是CQ 中点时，证明．直线l 过定点.2024年高考数学专项复习圆锥曲线中的定点、定值和定直线问题（解析版）3如图，椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A ，B ．左、右焦点分别为F 1，F 2，离心率为22，点M (2,1)在椭圆C 上．(1)求椭圆C 的方程；(2)已知P ，Q 是椭圆C 上两动点，记直线AP 的斜率为k 1，直线BQ 的斜率为k 2，k 1=2k 2．过点B 作直线PQ 的垂线，垂足为H ．问：在平面内是否存在定点T ，使得TH 为定值，若存在，求出点T 的坐标；若不存在，试说明理由．4已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的左、右焦点分别为F 1，F 2，A ，B 分别是C 的右、上顶点，且AB =7，D 是C 上一点，△BF 2D 周长的最大值为8.(1)求C 的方程；(2)C 的弦DE 过F 1，直线AE ，AD 分别交直线x =-4于M ，N 两点，P 是线段MN 的中点，证明：以PD 为直径的圆过定点.5已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点为A ，过右焦点F 且平行于y 轴的弦PQ =AF =3．(1)求△APQ 的内心坐标；(2)是否存在定点D ，使过点D 的直线l 交C 于M ,N ，交PQ 于点R ，且满足MR ⋅ND =MD ⋅RN 若存在，求出该定点坐标，若不存在，请说明理由．二、双曲线定点问题1已知点P 4,3 为双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)上一点，E 的左焦点F 1到一条渐近线的距离为3.(1)求双曲线E 的标准方程；(2)不过点P 的直线y =kx +t 与双曲线E 交于A ,B 两点，若直线PA ，PB 的斜率和为1，证明：直线y =kx +t 过定点，并求该定点的坐标.2双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左顶点为A，焦距为4，过右焦点F作垂直于实轴的直线交C于B、D两点，且△ABD是直角三角形.(1)求双曲线C的方程；(2)已知M,N是C上不同的两点，MN中点的横坐标为2，且MN的中垂线为直线l，是否存在半径为1的定圆E，使得l被圆E截得的弦长为定值，若存在，求出圆E的方程；若不存在，请说明理由.3已知双曲线C:x2a2-y2b2=1a>0,b>0的右焦点，右顶点分别为F，A，B0,b，AF=1，点M在线段AB上，且满足BM=3MA，直线OM的斜率为1，O为坐标原点.(1)求双曲线C的方程.(2)过点F的直线l与双曲线C的右支相交于P，Q两点，在x轴上是否存在与F不同的定点E，使得EP⋅FQ=EQ⋅FP恒成立？若存在，求出点E的坐标；若不存在，请说明理由.4已知双曲线C 与双曲线x 212-y 23=1有相同的渐近线，且过点A (22,-1).(1)求双曲线C 的标准方程；(2)已知点D (2,0)，E ，F 是双曲线C 上不同于D 的两点，且DE ·DF =0，DG ⊥EF 于点G ，证明:存在定点H ，使GH 为定值.5已知双曲线C :x 2-y 2b2=1b >0 的左、右焦点分别为F 1，F 2，A 是C 的左顶点，C 的离心率为2．设过F 2的直线l 交C 的右支于P 、Q 两点，其中P 在第一象限．(1)求C 的标准方程；(2)若直线AP 、AQ 分别交直线x =12于M 、N 两点，证明：MF 2 ⋅NF 2 为定值；(3)是否存在常数λ，使得∠PF 2A =λ∠PAF 2恒成立？若存在，求出λ的值；否则，说明理由．三、抛物线定点问题1已知动圆M 恒过定点F 0,18 ，圆心M 到直线y =-14的距离为d ,d =MF +18．(1)求M 点的轨迹C 的方程；(2)过直线y =x -1上的动点Q 作C 的两条切线l 1,l 2，切点分别为A ,B ，证明：直线AB 恒过定点．2已知抛物线C 1:x 2=2py (p >0)和圆C 2:(x +1)2+y 2=2，倾斜角为45°的直线l 1过C 1焦点，且l 1与C 2相切.(1)求抛物线C 1的方程；(2)动点M 在C 1的准线上，动点A 在C 1上，若C 1在点A 处的切线l 2交y 轴于点B ，设MN =MA +MB ，证明点N 在定直线上，并求该定直线的方程.3已知直线l1:x-y+1=0过椭圆C:x24+y2b2=1(b>0)的左焦点，且与抛物线M:y2=2px(p>0)相切.(1)求椭圆C及抛物线M的标准方程;(2)直线l2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.4在平面直角坐标系中，已知圆心为点Q的动圆恒过点F(0,1)，且与直线y=-1相切，设动圆的圆心Q的轨迹为曲线Γ．(1)求曲线Γ的方程；(2)P为直线l：y=y0y0<0上一个动点，过点P作曲线Γ的切线，切点分别为A，B，过点P作AB的垂线，垂足为H，是否存在实数y0，使点P在直线l上移动时，垂足H恒为定点？若不存在，说明理由；若存在，求出y0的值，并求定点H的坐标．5已知抛物线C ：y 2=2px p >0 ，直线x +y +1=0与抛物线C 只有1个公共点.(1)求抛物线C 的方程；(2)若直线y =k x -p 2与曲线C 交于A ，B 两点，直线OA ，OB 与直线x =1分别交于M ，N 两点，试判断以MN 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.四、椭圆定值问题1已知椭圆C ：x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的离心率e =12，短轴长为23．(1)求椭圆C 的方程；(2)已知经过定点P 1,1 的直线l 与椭圆相交于A ，B 两点，且与直线y =-34x 相交于点Q ，如果AQ =λAP ，QB =μPB ，那么λ+μ是否为定值？若是，请求出具体数值；若不是，请说明理由．2在椭圆C ：x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中，其所有外切矩形的顶点在一个定圆Γ：x 2+y 2=a 2+b 2上，称此圆为椭圆的蒙日圆.椭圆C 过P 1,22，Q -62,12 .(1)求椭圆C 的方程；(2)过椭圆C 的蒙日圆上一点M ，作椭圆的一条切线，与蒙日圆交于另一点N ，若k OM ，k ON 存在，证明：k OM ⋅k ON 为定值.3已知O 为坐标原点，定点F 1-1,0 ，F 21,0 ，圆O :x 2+y 2=2，M 是圆内或圆上一动点，圆O 与以线段F 2M 为直径的圆O 1内切.(1)求动点M 的轨迹方程；(2)设M 的轨迹为曲线E ，若直线l 与曲线E 相切，过点F 2作直线l 的垂线，垂足为N ，证明：ON 为定值.4设椭圆E ：x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 过点M 2,1 ，且左焦点为F 1-2,0 ．(1)求椭圆E 的方程；(2)△ABC 内接于椭圆E ，过点P 4,1 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．5椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1的右焦点为F (1,0)，离心率为12.(1)求椭圆C 的方程；(2)过F 且斜率为1的直线交椭圆于M ，N 两点，P 是直线x =4上任意一点.求证：直线PM ，PF ，PN 的斜率成等差数列.五、双曲线定值问题1在平面直角坐标系xOy中，圆F1：x+22+y2=4，F22,0，P是圆F1上的一个动点，线段PF2的垂直平分线l与直线PF1交于点M．记点M的轨迹为曲线C．(1)求曲线C的方程；(2)过点F2作与x轴不垂直的任意直线交曲线C于A，B两点，线段AB的垂直平分线交x轴于点H，求证：ABF2H为定值．2已知双曲线x2-y2=1的左、右顶点分别为A1，A2，动直线l：y=kx+m与圆x2+y2=1相切，且与双曲线左、右两支的交点分别为P1(x1，y1)，P2(x2，y2)．(1)求k的取值范围；(2)记直线P1A1的斜率为k1，直线P2A2的斜率为k2，那么k1k2是定值吗？证明你的结论．3已知P 是圆C :(x +2)2+y 2=12上一动点，定点M (2,0)，线段PM 的垂直平分线n 与直线PC 交于点T ，记点T 的轨迹为C ．(1)求C 的方程；(2)若直线l 与曲线C 恰有一个共点，且l 与直线l 1:y =33x ，l 2:y =-33x 分别交于A 、B 两点，△OAB 的面积是否为定值？若是，求出该定值，若不是，请说明理由．4已知双曲线C ：x 2a 2-y 2b2=1(a >0，b >0)的渐近线方程为y =±34x ，焦距为10，A 1，A 2为其左右顶点．(1)求C 的方程；(2)设点P 是直线l ：x =2上的任意一点，直线PA 1、PA 2分别交双曲线C 于点M 、N ，A 2Q ⊥MN ，垂足为Q ，求证：存在定点R ，使得QR 是定值．5已知F1,F2分别为双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左，右焦点，点P2,26在C上，且双曲线C的渐近线与圆x2+y2-6y+8=0相切．(1)求双曲线C的方程；(2)若过点F2且斜率为k的直线l交双曲线C的右支于A,B两点，Q为x轴上一点，满足QA=QB，试问AF1+BF1-4QF2是否为定值？若是，求出该定值；若不是，请说明理由．六、抛物线定值问题1已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F，准线为l，过点F且倾斜角为π6的直线交抛物线于点M(M在第一象限)，MN⊥l，垂足为N，直线NF交x轴于点D，MD=43.(1)求p的值.(2)若斜率不为0的直线l1与抛物线C相切，切点为G，平行于l1的直线交抛物线C于P,Q两点，且∠PGQ=π2，点F到直线PQ与到直线l1的距离之比是否为定值？若是，求出此定值；若不是，请说明理由.2已知抛物线C1:y2=2px p>0到焦点的距离为3.上一点Q1,a(1)求a，p的值；(2)设P为直线x=-1上除-1,-3两点外的任意一点，过P作圆C2:x-2，-1,32+y2=3的两条切线，分别与曲线C1相交于点A，B和C，D，试判断A，B，C，D四点纵坐标之积是否为定值？若是，求该定值；若不是，请说明理由.3已知点F是抛物线C：y2=2px p>0的焦点，纵坐标为2的点N在C上，以F为圆心、NF为半径的圆交y轴于D，E，DE=23.(1)求抛物线C的方程；(2)过-1,0作直线l与抛物线C交于A，B，求k NA+k NB的值.4贝塞尔曲线是计算机图形学和相关领域中重要的参数曲线．法国数学象卡斯特利奥对贝塞尔曲线进行了图形化应用的测试，提出了De Casteljau 算法：已知三个定点，根据对应的比例，使用递推画法，可以画出地物线．反之，已知抛物线上三点的切线，也有相应成比例的结论．如图所示，抛物线Γ:x 2=2py ，其中p >0为一给定的实数.(1)写出抛物线Γ的焦点坐标及准线方程；(2)若直线l :y =kx -2pk +2p 与抛物线只有一个公共点，求实数k 的值；(3)如图，A ，B ，C 是H 上不同的三点，过三点的三条切线分别两两交于点D ，E ，F ，证明：|AD ||DE |=|EF ||FC |=|DB ||BF |．5已知点A 为直线l :x +1=0上的动点，过点A 作射线AP (点P 位于直线l 的右侧)使得AP ⊥l ,F 1,0 ，设线段AF 的中点为B ，设直线PB 与x 轴的交点为T ,PF =TF .(1)求动点P 的轨迹C 的方程.(2)设过点Q 0,2 的两条射线分别与曲线C 交于点M ,N ，设直线QM ,QN 的斜率分别为k 1,k 2，若1k 1+1k 2=2，请判断直线MN 的斜率是否为定值以及其是否过定点，若斜率为定值，请计算出定值；若过定点，请计算出定点.七、椭圆定直线问题1椭圆E的方程为x24+y28=1，左、右顶点分别为A-2,0，B2,0，点P为椭圆E上的点，且在第一象限，直线l过点P(1)若直线l分别交x，y轴于C，D两点，若PD=2，求PC的长；(2)若直线l过点-1,0，且交椭圆E于另一点Q(异于点A，B)，记直线AP与直线BQ交于点M，试问点M是否在一条定直线上？若是，求出该定直线方程；若不是，说明理由．2已知曲线C:(5-m)x2+(m-2)y2=8(m∈R)．(1)若曲线C是椭圆，求m的取值范围．(2)设m=4，曲线C与y轴的交点为A，B(点A位于点B的上方)，直线l:y=kx+4与曲线C交于不同的两点M，N．设直线AN与直线BM相交于点G．试问点G是否在定直线上？若是，求出该直线方程；若不是，说明理由．3已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1a >0,b >0 过点M 263,63 ，且离心率为22．(1)求椭圆C 的标准方程；(2)若直线l :y =x +m 与椭圆C 交y 轴右侧于不同的两点A ，B ，试问：△MAB 的内心是否在一条定直线上？若是，请求出该直线方程；若不是，请说明理由．4已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 过点Q 1,32 ，且离心率为12．(1)求椭圆C 的方程；(2)过点P 1,2 的直线l 交C 于A 、B 两点时，在线段AB 上取点M ，满足AP ⋅MB =AM ⋅PB ，证明：点M 总在某定直线上．5椭圆E的中心为坐标原点，坐标轴为对称轴，左、右顶点分别为A-2,0，B2,0，点1,6在椭圆E上．(1)求椭圆E的方程．(2)过点-1,0的直线l与椭圆E交于P，Q两点(异于点A，B)，记直线AP与直线BQ交于点M，试问点M是否在一条定直线上？若是，求出该定直线方程；若不是，请说明理由．八、双曲线定直线问题1如图1所示，双曲线具有光学性质：从双曲线右焦点发出的光线经过双曲线镜面反射，其反射光线的反向延长线经过双曲线的左焦点．若双曲线E:x24-y2b2=1b>0的左、右焦点分别为F1、F2，从F2发出的光线经过图2中的A、B两点反射后，分别经过点C和D，且tan∠CAB=-34，AB⊥BD.(1)求双曲线E的方程；(2)设A1、A2为双曲线E实轴的左、右顶点，若过P4,0的直线l与双曲线C交于M、N两点，试探究直线A1M与直线A2N的交点Q是否在某条定直线上？若存在，请求出该定直线方程；如不存在，请说明理由．2已知曲线C上的动点P满足|PF1|-|PF2|=2，且F1-2,0,F22,0.(1)求C的方程；(2)若直线AB与C交于A、B两点，过A、B分别做C的切线，两切线交于点P .在以下两个条件①②中选择一个条件，证明另外一个条件成立.①直线AB经过定点M4,0；②点P 在定直线x=14上.3已知点(2,3)在双曲线C:x2a2-y2a2+2=1上．(1)双曲线上动点Q处的切线交C的两条渐近线于A,B两点，其中O为坐标原点，求证：△AOB的面积S 是定值；(2)已知点P12,1，过点P作动直线l与双曲线右支交于不同的两点M､N，在线段MN上取异于点M､N的点H，满足PMPN=MHHN，证明：点H恒在一条定直线上．4已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 经过点D 4,3 ，直线l 1、l 2分别是双曲线C 的渐近线，过D 分别作l 1和l 2的平行线l 1和l 2，直线l 1交x 轴于点M ，直线l 2交y 轴于点N ，且OM ⋅ON =23(O 是坐标原点)(1)求双曲线C 的方程；(2)设A 1、A 2分别是双曲线C 的左、右顶点，过右焦点F 的直线交双曲线C 于P 、Q 两个不同点，直线A 1P 与A 2Q 相交于点G ，证明：点G 在定直线上.5已知双曲线C ：x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的离心率为2，过点E 1,0 的直线l 与C 左右两支分别交于M ，N 两个不同的点(异于顶点)．(1)若点P 为线段MN 的中点，求直线OP 与直线MN 斜率之积(O 为坐标原点)；(2)若A ，B 为双曲线的左右顶点，且AB =4，试判断直线AN 与直线BM 的交点G 是否在定直线上，若是，求出该定直线，若不是，请说明理由九、抛物线定直线问题1过抛物线x 2=2py (p >0)内部一点P m ,n 作任意两条直线AB ,CD ，如图所示，连接AC ,BD 延长交于点Q ，当P 为焦点并且AB ⊥CD 时，四边形ACBD 面积的最小值为32(1)求抛物线的方程；(2)若点P 1,1 ，证明Q 在定直线上运动，并求出定直线方程.2已知抛物线E :y 2=2px p >0 ，过点-1,0 的两条直线l 1、l 2分别交E 于A 、B 两点和C 、D 两点．当l 1的斜率为12时，AB =210．(1)求E 的标准方程；(2)设G 为直线AD 与BC 的交点，证明：点G 在定直线上．3已知抛物线C 1：x 2=2py (p >0)和圆C 2：x +1 2+y 2=2，倾斜角为45°的直线l 1过C 1的焦点且与C 2相切．(1)求p 的值：(2)点M 在C 1的准线上，动点A 在C 1上，C 1在A 点处的切线l 2交y 轴于点B ，设MN =MA +MB，求证：点N 在定直线上，并求该定直线的方程．4已知拋物线x 2=4y ，P 为拋物线外一点，过P 点作抛物线的切线交抛物线于A ，B 两点，交x 轴于M ，N 两点.(1)若P -1,-2 ，设△OAB 的面积为S 1，△PMN 的面积为S 2，求S 1S 2的值；(2)若P x 0,y 0 ，求证：△PMN 的垂心H 在定直线上.5已知F为抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点，直线l:y=2x+1与C交于A，B两点且|AF|+|BF|= 20.(1)求C的方程.(2)若直线m:y=2x+t(t≠1)与C交于M，N两点，且AM与BN相交于点T，证明：点T在定直线上.圆锥曲线中的定点、定值和定直线问题一、椭圆定点问题1已知圆E ：x +1 2+y 2=16，点F 1,0 ，G 是圆E 上任意一点，线段GF 的垂直平分线和半径GE 相交于H(1)求动点H 的轨迹Γ的方程；(2)经过点F 和T 7,0 的圆与直线l ：x =4交于P ，Q ，已知点A 2,0 ，且AP 、AQ 分别与Γ交于M 、N .试探究直线MN 是否经过定点.如果有，请求出定点；如果没有，请说明理由.【答案】(1)x 24+y 23=1(2)经过定点，定点坐标为1,0 【分析】(1)利用椭圆的定义即可求出动点H 的轨迹Γ的方程；(2)设M x 1,y 1 ，N x 2,y 2 ，直线MN 的方程为：x =my +n ，与椭圆方程联立，根据韦达定理列出x 1，y 1，x 2，y 2之间的关系，再利用两点式写出直线MA 的方程，求出点P 4,2y 1x 1-2 ，Q 4,2y 2x 2-2，再写出以PQ 为直径的圆的方程，根据圆的方程经过点T 7,0 ，得到关系式，进而求得n 为定值，从而得到直线MN 过定点.【详解】(1)如图所示，∵HE +HF =HE +HG =4，且EF =2<4，∴点H 的轨迹是以E ，F 为焦点的椭圆，设椭圆方程x 2a 2+y 2b2=1，则2a =4，c =1，∴a =2，b =a 2-c 2= 3.所以点H 的轨迹方程为：x 24+y 23=1.(2)设直线MN 的方程为：x =my +n ，由x 24+y 23=1x =my +n ，得3m 2+4 y 2+6mny +3n 2-12=0设M x 1,y 1 ，N x 2,y 2 ，则y 1+y 2=-6mn 3m 2+4，y 1y 2=3n 2-123m 2+4.所以，x 1+x 2=m y 1+y 2 +2n =8n 3m 2+4，x 1x 2=my 1+n my 2+n =-12m 2+4n 23m 2+4因为直线MA 的方程为：y =y 1x 1-2x -2 ，令x =4，得y P =2y 1x 1-2，所以，P 4,2y 1x1-2 ，同理可得Q 4,2y 2x 2-2，以PQ 为直径的圆的方程为：x -4 2+y -2y 1x 1-2 y -2y 2x 2-2=0，即x -4 2+y 2-2y 1x 1-2+2y 2x 2-2y +2y 1x 1-2×2y 2x 2-2=0，因为圆过点7,0 ，所以，9+2y 1x 1-2×2y 2x 2-2=0，得9+4y 1y 2x 1x 2-2x 1+x 2 +4=0，代入得9+12n 2-483m 2+4-12m 2+4n 23m 2+4-16n3m 2+4+4=0，化简得，9+12n 2-484n 2-16n +16=04n 2-16n +16≠0,n ≠2 ，解得n =1或n =2(舍去)，所以直线MN 经过定点1,0 ，当直线MN 的斜率为0时，此时直线MN 与x 轴重合，直线MN 经过点1,0 ，综上所述，直线MN 经过定点1,0 .2已知点A (2,0)，B -65,-45 在椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上.(1)求椭圆M 的方程；(2)直线l 与椭圆M 交于C ,D 两个不同的点(异于A ,B )，过C 作x 轴的垂线分别交直线AB ,AD 于点P ,Q ，当P 是CQ 中点时，证明．直线l 过定点.【答案】(1)x 24+y 2=1(2)证明见解析【分析】(1)根据椭圆所经过的点列方程求出其方程；(2)设出CD 方程，结合韦达定理和P 是CQ 中点的条件，找到直线CD 中两个参数的关系，从而求出定点.【详解】(1)由题知a =2，又椭圆经过B -65,-45 ，代入可得14-652+1b2-452=1，解得b 2=1，故椭圆的方程为：x 24+y 2=1(2)由题意知，当l ⊥x 轴时，不符合题意，故l 的斜率存在，设l 的方程为y =kx +m ，联立y =kx +m x 24+y 2=1消去y 得4k 2+1 x 2+8kmx +4m 2-4=0，则Δ=64k 2m 2-16m 2-1 4k 2+1 =164k 2-m 2+1 >0，即4k 2+1>m 2设C x 1,y 1 ，D x 2,y 2 ，x 1+x 2=-8km 4k 2+1，x 1x 2=4m 2-44k 2+1AB 的方程为y =14(x -2)，令x =x 1得P x 1,x 1-24 ，AD 的方程为y =y 2x 2-2(x -2)，令x =x 1得Q x 1,x 1-2x 2-2y 2，由P 是CQ 中点，得x 1-22=y 1+x 1-2x 2-2⋅y 2，即y 1x 1-2+y 2x 2-2=12，即kx 1+m x 2-2 +kx 2+m x 1-2 =12x 1x 2-2x 1+x 2 +4 ，即(1-4k )x 1x 2+(4k -2m -2)x 1+x 2 +4+8m =0，即4m 2+(16k +8)m +16k 2+16k =0，所以(m +2k )(m +2k +2)=0，得m =-2k -2或m =-2k ，当m =-2k -2，此时由Δ>0，得k <-38，符合题意；当m =-2k ，此时直线l 经过点A ，与题意不符，舍去.所以l 的方程为y =kx -2k -2，即y =k (x -2)-2，所以l 过定点(2,-2).3如图，椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A ，B ．左、右焦点分别为F 1，F 2，离心率为22，点M (2,1)在椭圆C 上．(1)求椭圆C 的方程；(2)已知P ，Q 是椭圆C 上两动点，记直线AP 的斜率为k 1，直线BQ 的斜率为k 2，k 1=2k 2．过点B 作直线PQ 的垂线，垂足为H ．问：在平面内是否存在定点T ，使得TH 为定值，若存在，求出点T 的坐标；若不存在，试说明理由．【答案】(1)C :x 24+y 22=1；(2)存在定点T 23,0 使TH 为定值，理由见解析.【分析】(1)根据离心率，椭圆上点及参数关系列方程组求a ,b ,c ，即可得椭圆方程；(2)根据题意设BQ :y =k (x -2)，AP :y =2k (x +2)，联立椭圆方程求P ,Q 坐标，判断直线PQ 过定点，结合BH ⊥PQ 于H 确定H 轨迹，进而可得定点使得TH 为定值.【详解】(1)由题意c a =222a 2+1b 2=1a 2=b 2+c 2，可得a 2=4b 2=c 2=2 ，则椭圆方程为C :x 24+y 22=1；(2)若直线BQ 斜率为k ，则直线AP 斜率为2k ，而A (-2,0),B (2,0)，所以BQ :y =k (x -2)，AP :y =2k (x +2)，联立BQ 与椭圆C ，则x 2+2k 2(x -2)2=4，整理得(1+2k 2)x 2-8k 2x +8k 2-4=0，所以2x Q =8k 2-41+2k 2，则x Q =4k 2-21+2k 2，故y Q =-4k1+2k 2，联立AP 与椭圆C ，则x 2+8k 2(x +2)2=4，整理得(1+8k 2)x 2+32k 2x +32k 2-4=0，所以-2x P =32k 2-41+8k 2，则x P =2-16k 21+8k 2，故y P=8k 1+8k 2，综上，x Q -x P =4k 2-21+2k 2-2-16k 21+8k 2=64k 4-4(1+8k 2)(1+2k 2)，y Q -y P =-4k 1+2k 2-8k 1+8k 2=-12k +48k 31+8k 2 1+2k 2，当64k 4-4≠0，即k ≠±12时，k PQ =12k (1+4k 2)4(1-16k 4)=3k1-4k 2，此时PQ :y +4k 1+2k 2=3k 1-4k 2x +2-4k 21+2k 2=3k 1-4k 2x +6k -12k 3(1+2k 2)(1-4k 2)，所以PQ :y =3k 1-4k 2x +2k 1-4k 2=k 1-4k 2(3x +2)，即直线PQ 过定点-23,0 ；当64k 4-4=0，即k =±12时，若k =12，则x Q =-23且y Q =-43，x P =-23且y P =43，故直线PQ 过定点-23,0 ；若k =-12，则x Q =-23且y Q =43，x P =-23且y P =-43，故直线PQ 过定点-23,0 ；综上，直线PQ 过定点M -23,0 ，又BH ⊥PQ 于H ，易知H 轨迹是以BM 为直径的圆上，故BM 的中点23,0 到H 的距离为定值，所以，所求定点T 为23,0 .【点睛】关键点点睛：第二问，设直线BQ ，AP 联立椭圆，结合韦达定理求点P ,Q 坐标，再写出直线PQ 方程判断其过定点是关键.4已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的左、右焦点分别为F 1，F 2，A ，B 分别是C 的右、上顶点，且AB =7，D 是C 上一点，△BF 2D 周长的最大值为8.(1)求C 的方程；(2)C 的弦DE 过F 1，直线AE ，AD 分别交直线x =-4于M ，N 两点，P 是线段MN 的中点，证明：以PD 为直径的圆过定点.【答案】(1)x 24+y 23=1；(2)证明见解析.【分析】(1)根据椭圆的定义结合三角形不等式求解即可；(2)设D x 1,y 1 ,E x 2,y 2 ，直线DE :x =my -1，联立直线与椭圆的方程，根据过两点圆的方程，结合图形的对称性可得定点在x 轴上，代入韦达定理求解即可.【详解】(1)依题意，a 2+b 2=7，△BF 2D 周长DB +DF 2 +a =DB +2a -DF 1 +a ≤BF 1 +3a =4a ，当且仅当B ,F 1,D 三点共线时等号成立，故4a =8，所以a 2=4,b 2=3，所以C 的方程x 24+y 23=1；(2)设D x 1,y 1 ,E x 2,y 2 ，直线DE :x =my -1，代入x 24+y 23=1，整理得3m 2+4 y 2-6my -9=0，Δ=36m 2+363m 2+4 >0，y 1+y 2=6m 3m 2+4,y 1y 2=-93m 2+4，易知AD :y =y 1x 1-2x -2 ，令x =-4，得N -4,-6y 1x 1-2 ，同得M -4,-6y 2x 2-2，从而中点P -4,-3y 1x 1-2+y 2x 2-2，以PD 为直径的圆为x +4 x -x 1 +y +3y 1x 1-2+y 2x 2-2y -y 1 =0，由对称性可知，定点必在x 轴上，令y =0得，x +4 x -x 1 -3y 1y 1x 1-2+y 2x 2-2=0，y 1x 1-2+y 2x 2-2=y 1my 1-3+y 2my 2-3=2my 1y 2-3y 1+y 2 m 2y 1y 2-3m y 1+y 2 +9=-18m3m 2+4-18m 3m 2+4-9m 23m 2+4-18m 23m 2+4+9=-36m36=-m ，所以x +4 x -x 1 +3my 1=0，即x 2+4-x 1 x -4x 1+3my 1=0，因为x 1=my 1-1，所以x 2+5-my 1 x -my 1+4=0，即x +1 x -my 1+4 =0，解得x =-1，所以圆过定点-1,0 .【点睛】方法点睛：利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下：(1)设直线方程，设交点坐标为x 1,y 1 ,x 2,y 2 ；(2)联立直线与圆锥曲线的方程，得到关于x (或y )的一元二次方程，必要时计算Δ；(3)列出韦达定理；(4)将所求问题或题中的关系转化为x 1+x 2，x 1x 2(或y 1+y 2，y 1y 2)的形式；(5)代入韦达定理求解.5已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点为A ，过右焦点F 且平行于y 轴的弦PQ =AF =3．(1)求△APQ 的内心坐标；(2)是否存在定点D ，使过点D 的直线l 交C 于M ,N ，交PQ 于点R ，且满足MR ⋅ND =MD ⋅RN若存在，求出该定点坐标，若不存在，请说明理由．【答案】(1)7-354,0 (2)存在定点D (4,0)【分析】(1)由题意，根据椭圆的定义以及a 2=b 2+c 2，列出等式即可求出椭圆C 的方程，判断△APQ 的内心在x 轴，设直线PT 平分∠APQ ，交x 轴于点T ，此时T 为△APQ 的内心，进行求解即可；(2)设直线l 方程为y =k (x -t )，M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，将直线l 的方程与椭圆方程联立，得到根的判别式大于零，由点M 、R 、N 、D 均在直线l 上，得到MR ⋅ND =MD ⋅RN，此时2t -(1+t )(x 1+x 2)+2x 1x 2=0，结合韦达定理求出t =4，可得存在定点D (4,0)满足题意．【详解】(1)∵a 2=b 2+c 2,2b 2a=a +c =3∴a =2,b =3,c =1∴椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1，不妨取P 1,32 ,Q 1,-32 ,A (-2,0)，则AP =352,PF =32；因为△APQ 中，AP =AQ ，所以△APQ 的内心在x 轴，设直线PT 平分∠APQ ，交x 轴于T ，则T 为△APQ 的内心，且AT TF =AP PF =5=AT 3-AT ，所以AT =355+1，则T 7-354,0 ；(2)∵椭圆和弦PQ 均关于x 轴上下对称．若存在定点D ，则点D 必在x 轴上∴设D (t ,0)当直线l 斜率存在时，设方程为y =k (x -t ),M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 ，直线方程与椭圆方程联立y =k (x -t )x 24+y 23=1，消去y 得4k 2+3 x 2-8k 2tx +4k 2t 2-3 =0，则Δ=48k 2+3-k 2t 2>0,x 1+x 2=8k 2t4k 2+3,x 1x 2=4k 2t 2-3 4k 2+3①∵点R 的横坐标为1，M 、R 、N 、D 均在直线l 上，MR ⋅ND =MD ⋅RN∴1+k 2 1-x 1 t -x 2 =1+k 2 t -x 1 x 2-1∴2t -(1+t )x 1+x 2 +2x 1x 2=0∴2t -(1+t )8k 2t 4k 2+3+2×4k 2t 2-3 4k 2+3=0，整理得t =4，因为点D 在椭圆外，则直线l 的斜率必存在．∴存在定点D (4,0)满足题意【点睛】解决曲线过定点问题一般有两种方法：①探索曲线过定点时，可设出曲线方程，然后利用条件建立等量关系进行消元，借助于曲线系的思想找出定点，或者利用方程恒成立列方程组求出定点坐标.②从特殊情况入手，先探求定点，再证明与变量无关.二、双曲线定点问题1已知点P 4,3 为双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)上一点，E 的左焦点F 1到一条渐近线的距离为3.(1)求双曲线E 的标准方程；(2)不过点P 的直线y =kx +t 与双曲线E 交于A ,B 两点，若直线PA ，PB 的斜率和为1，证明：直线y =kx +t 过定点，并求该定点的坐标.【答案】(1)x 24-y 23=1(2)证明见解析，定点为(-2,3).【分析】(1)由点到直线的距离公式求出b =3，再将点P 4,3 代入双曲线方程求出a 2=4，可得双曲线E 的标准方程；(2)联立直线与双曲线方程，利用韦达定理得x 1+x 2、x 1x 2，再根据斜率和为1列式，推出t =2k +3，从而可得直线y =kx +t 过定点(-2,3).【详解】(1)设F 1(-c ,0)(c >0)到渐近线y =bax ，即bx -ay =0的距离为3，则3=|-bc |b 2+a2，结合a 2+b 2=c 2得b =3，又P (4,3)在双曲线x 2a 2-y 23=1上，所以16a2-93=1，得a 2=4，所以双曲线E 的标准方程为x 24-y 23=1.(2)联立y =kx +tx 24-y 23=1，消去y 并整理得3-4k 2 x 2-8ktx -4t 2-12=0，则3-4k 2≠0，Δ=64k 2t 2+4(3-4k 2)(4t 2+12)>0，即t 2+3>4k 2，设A (x 1,y 1)，B (x 2,y 2)，则x 1+x 2=8kt 3-4k 2，x 1x 2=-4t 2+123-4k 2，则k PA +k PB =y 1-3x 1-4+y 2-3x 2-4=kx 1+t -3x 1-4+kx 2+t -3x 2-4=kx 1+t -3 x 2-4 +kx 2+t -3 x 1-4 x 1-4 x 2-4=2kx 1x 2+t -4k -3 x 1+x 2 -8t +24x 1x 2-4(x 1+x 2)+16=1，所以2kx 1x 2+t -4k -3 x 1+x 2 -8t +24=x 1x 2-4(x 1+x 2)+16，所以2k -1 x 1x 2+t -4k +1 x 1+x 2 -8t +8=0，所以-2k -1 4t2+123-4k 2+t -4k +1 ⋅8kt3-4k2-8t +8=0，整理得t 2-6k +2kt -6t -8k 2+9=0，所以(t -3)2+2k (t -3)-8k 2=0，所以t -3-2k t -3+4k =0，因为直线y =kx +t 不过P (4,3)，即3≠4k +t ，t -3+4k ≠0，所以t -3-2k =0，即t =2k +3，所以直线y =kx +t =kx +2k +3，即y -3=k (x +2)过定点(-2,3).【点睛】关键点点睛：利用韦达定理和斜率公式推出t =2k +3是解题关键.2双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左顶点为A ，焦距为4，过右焦点F 作垂直于实轴的直线交C 于B 、D 两点，且△ABD 是直角三角形.(1)求双曲线C 的方程；(2)已知M ,N 是C 上不同的两点，MN 中点的横坐标为2，且MN 的中垂线为直线l ，是否存在半径为1的定圆E ，使得l 被圆E 截得的弦长为定值，若存在，求出圆E 的方程；若不存在，请说明理由.【答案】(1)x 2-y 23=1(2)存在，E :(x -8)2+y 2=1【分析】(1)根据双曲线的性质，结合△ABD 是等腰直角三角形的性质，列出关系式即可求解双曲线方程；(2)首先利用点差法求出直线l 所过的定点，即可求出定圆的方程.【详解】(1)依题意，∠BAD =90°，焦半径c =2，当x =c 时，c 2a 2-y 2b 2=1，得y 2=b 2c 2a 2-1=b 4a2，即y =±b 2a ，所以BF =b 2a ，由AF =BF ，得a +c =b 2a，得a 2+2a =22-a 2，解得：a =1(其中a =-2<0舍去)，所以b 2=c 2-a 2=4-1=3，故双曲线C 的方程为x 2-y 23=1；(2)设M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 ,MN 的中点为Q x 0,y 0 因为M ,N 是C 上不同的两点，MN 中点的横坐标为2.所以x 21-y 213=1,①x 22-y 223=1,②x 0=x 1+x 22=2,③y 0=y 1+y 22,④.①-②得x 1+x 2 x 1-x 2 -y 1+y 2 y 1-y 23=0，当k MN 存在时，k MN =y 1-y2x 1-x 2=3x 1+x 2 y 1+y 2=3×42y 0=6y 0，因为MN 的中垂线为直线l ，所以y -y 0=-y 06x -2 ，即l :y =-y 06x -8 ，所以l 过定点T 8,0 .当k MN 不存在时，M ,N 关于x 轴对称，MN 的中垂线l 为x 轴，此时l 也过T 8,0 ，所以存在以8,0 为圆心的定圆E :(x -8)2+y 2=1，使得l 被圆E 截得的弦长为定值2.【点睛】关键点点睛：本题考查直线与双曲线相交的综合应用，本题的关键是求得直线所过的定点，因为半径为1，所以定圆圆心为定点，弦长就是直径.3已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的右焦点，右顶点分别为F ，A ，B 0,b ，AF =1，点M 在线段AB 上，且满足BM =3MA ，直线OM 的斜率为1，O 为坐标原点.(1)求双曲线C 的方程.(2)过点F 的直线l 与双曲线C 的右支相交于P ，Q 两点，在x 轴上是否存在与F 不同的定点E ，使得EP ⋅FQ =EQ ⋅FP 恒成立？若存在，求出点E 的坐标；若不存在，请说明理由.【答案】(1)x 2-y 23=1(2)存在，E 12,0 【分析】(1)由AF =1，BM =3MA ，直线OM 的斜率为1，求得a ,b ,c 之间的关系式，解得a ,b 的值，进而求出双曲线的方程；(2)设直线PQ 的方程，与双曲线的方程联立，可得两根之和及两根之积，由等式成立，可得EF 为∠PEQ 的角平分线，可得直线EP ,EQ 的斜率之和为0，整理可得参数的值，即求出E 的坐标．【详解】(1)设c 2=a 2+b 2c >0 ，所以F c ,0 ，A a ,0 ，B 0,b ，因为点M 在线段AB 上，且满足BM =3MA ，所以点M 33+1a ,13+1b，因为直线OM 的斜率为1，所以13+1b 33+1a =1，所以ba=3，因为AF =1，所以c -a =1，解得a =1，b =3，c =2.所以双曲线C 的方程为x 2-y 23=1.(2)假设在x 轴上存在与F 不同的定点E ，使得EP ⋅FQ =EQ ⋅FP 恒成立，当直线l 的斜率不存在时，E 在x 轴上任意位置，都有EP ⋅FQ =EQ ⋅FP ；当直线l 的斜率存在且不为0时，设E t ,0 ，直线l 的方程为x =ky +2，直线l 与双曲线C 的右支相交于P ，Q 两点，则-33<k <33且k ≠0，设P x 1,y 1 ，Q x 2,y 2 ，由x 2-y 23=1x =ky +2 ，得3k 2-1 y 2+12ky +9=0，3k 2-1≠0，Δ=36k 2+36>0，所以y 1+y 2=-12k 3k 2-1，y 1y 2=93k 2-1，因为EP ⋅FQ =EQ ⋅FP ，即EP EQ=FP FQ，所以EF 平分∠PEQ ，k EP +k EQ =0，有y 1x 1-t +y 2x 2-t =0，即y 1ky 1+2-t +y 2ky 2+2-t=0，得2ky 1y 2+2-t y 1+y 2 =0，所以2k93k 2-1+2-t -12k 3k 2-1=0，由k ≠0，解得t =12.综上所述，存在与F 不同的定点E ，使得EP ⋅FQ =EQ ⋅FP 恒成立，且E 12,0.【点睛】方法点睛：解答直线与双曲线的题目时，时常把两个曲线的方程联立，消去x (或y )建立一元二次方程，然后借助根与系数的关系，并结合题设条件建立有关参变量的等量关系，涉及到直线方程的设法时，务必考虑全面，不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形，要强化有关直线与双曲线联立得出一元二次方程后的运算能力，重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题．4已知双曲线C 与双曲线x 212-y 23=1有相同的渐近线，且过点A (22,-1).(1)求双曲线C 的标准方程；(2)已知点D (2,0)，E ，F 是双曲线C 上不同于D 的两点，且DE ·DF=0，DG ⊥EF 于点G ，证明:存在定点H ，使GH 为定值.【答案】(1)x 24-y 2=1；(2)证明见解析.【分析】(1)根据给定条件，设出双曲线C 的方程，再将点A 的坐标代入求解作答.(2)当直线EF 斜率存在时，设出其方程并与双曲线C 的方程联立，由给定的数量积关系结合韦达定理求得直线EF 过定点，再验证斜率不存在的情况，进而推理判断作答.【详解】(1)依题意，设双曲线C 的方程为x 212-y 23=λ(λ≠0)，而点A (22,-1)在双曲线C 上，于是λ=(22)212-(-1)23=13，双曲线C 的方程为x 212-y 23=13，即x 24-y 2=1，所以双曲线C 的标准方程为x24-y 2=1.(2)当直线EF 斜率存在时，设直线EF 的方程为：y =kx +m ，设E x 1,y 1 ,F x 2,y 2 ，由y =kx +mx 2-4y 2=4消去y 并整理得4k 2-1 x 2+8kmx +4m 2+1 =0，有4k 2-1≠0，且Δ=(8km )2-16(m 2+1)(4k 2-1)>0，即4k 2-1≠0且4k 2-m 2-1<0，有x 1+x 2=-8km 4k 2-1,x 1x 2=4m 2+44k 2-1，又y 1y 2=kx 1+m kx 2+m =k 2x 1x 2+km x 1+x 2 +m 2，DE =(x 1-2,y 1),DF =(x 2-2,y 2)，由DE ·DF =0，得x 1-2 x 2-2 +y 1y 2=0，整理得k 2+1 ⋅x 1x 2+(km -2)⋅x 1+x 2 +m 2+4=0，于是k 2+1 ⋅4m 2+44k 2-1+(km -2)⋅-8km 4k 2-1+m 2+4=0，化简得3m 2+16km +20k 2=0，即(3m +10k )(m +2k )=0，解得m =-2k 或m =-103k ，均满足条件，当m =-2k 时，直线EF 的方程为y =k (x -2)，直线EF 过定点(2,0)，与已知矛盾，当m =-103k 时，直线EF 的方程为y =k x -103 ，直线EF 过定点M 103,0 ；当直线EF 的斜率不存在时，由对称性不妨设直线DE 的方程为：y =x -2，。

第50讲圆锥曲线热点问题第2课时定点、定值、探索性问题

课堂考点探究
解:(1)依题意,当点A与上顶点重合时,A(0,b),因为==(1,-b),所以B(4,-b),又点B在椭圆E上,所以+=1,解得a2=18,则b2=a2-32=9,所以椭圆E的标准方程为+=1.
课堂考点探究
(2)证明:当直线l不垂直于y轴时,设其方程为x=my+3,设A(x1,y1),B(x2,y2).由消去x并整理得,(m2+2)y2+6my-9=0,易知Δ>0,则y1+y2=-,y1y2=-.因为k1=,k2=,所以k1+k2=+===0.当直线l垂直于y轴时,k1=k2=0,所以k1+k2=0.综上,k1+k2为定值0.
练习3 已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率e=,过点A(0,-b)和B(a,0)的直线与原点的距离为.(1)求椭圆的标准方程.(2)已知定点E(-1,0),直线y=kx+2(k≠0)与椭圆交于C,D两点,则是否存在实数k,使以CD为直径的圆过点E?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
课堂考点探究
课堂考点探究
方法二:当直线MN的斜率存在时,设其方程为y=kx+m,由得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,由Δ>0,得m2<3+4k2.设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-,x1·x2=.由题意可知A1(-2,0),A2(2,0),则直线A1M:y=(x+2),令x=4,得y=.直线A2N:y=(x-2),令x=4,得y=,所以=.由+=1,得=-,即=-,所以(x1+2)·(x2+2)+4(kx1+m)·(kx2+m)=0,即(4k2+1)x1x2+(2+4km)(x1+x2)+4m2+4=0,化简得(m-2k)(m+k)=0,解得m=2k或m=-k.

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且与直线 x 4相交于点Q ，试探究：在坐标平面内是否存在定点 M，使得以 PQ 为直径的圆恒过点 M ?若存在求出点 M 的坐标，若不存在说明理由。
解析：若动圆 M 过定点，则必定满足 MP MQ ，若转化为向量则需要知道 P,Q 两点的坐标，另外注意一下假如存在这样的定点，则这个定点必定在 x 轴上，为什么？因为若 PQ 平行 x 时，此时线段 PQ 可上可下，且上下两个圆关于 x 对称且必定都过同一点，因此这一点肯定是在 x 轴上，因此假如存在这样的定点 M，则定点 M
12
设 P(x0, y0) ，根据对称性可知，若圆过定点则该定点肯定在 x 轴上，设该定点为 E ( x1, 0)
kAP
y0 x0
2
AP
:
y
y0 x0
2
(x
2)
则
y x
y0 x0 6
2
(
x
2)
M
(6,
8 x0
y0 2
)
kBP
y0 x0
2
BP
:
y
y0 x0
2
(x
2)
则
y x
y0 x0 6
uur uur
TA (x1 1, y1),TB (x2 1, y2) ，若斜率存在时应满足TATB 0
uur TA
uur TB
(
x1
1)(
x2
1)
y1
y2
(k
2
1)
x1x2
(1 3
k
2
1)(x1
x2
)
1 9
k
2
1
(k
2
1)
1 9
k
2
2
(1
k
2
1)
2 3
k2
1
k
2
1
k2 2 3 k2 2 9
0
uur uur 所以满足TATB 0
定点，再者若 MN 所在的直线斜率存在且不为零时，如果此时也恒过这一点的话，那么
这一点应该满足垂直关系，若不满足垂直关系则不能说明动圆恒过定点。
2020/4/11
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5
（2）圆过定点解题思路的应用
例 1：椭圆的方程为 x2 y2 1，设动直线l : y kx m 与椭圆有且只有一个公共点 P ， 43
2
(
x
2)
N
(6,
4 x0
y0 2
)
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
13
uuuur uuur 若存在定点 E(x1,0) ，则必须满足 EM EN 0
(6
x1
,
8 x0
y0 2
)(6
x1,
4 x0
y0 ) 2
0
整理得：
(6
x1)2
32 x02
y02 4
3
0
x1
1
故恒过定点 (1,0)
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
8
例 2：已知过点 S( 1 ,0) 的动直线交椭圆C : x2 y2 1于 A, B 两点，试问：在平面直
3
2
角坐标系内是否存在一个定点T ，使得无论直线l 如何转动，以 AB 为直径的圆 M
恒过点T ？若存在，求出点T 的坐标，若不存在请说明理由。
解析：相比于上个题，此时动直线是与椭圆相交于两点的，因此利用判别式只能得到一个不等式，另外上个题目不需要考虑斜率不存在的情况，但是这个题目需要讨论斜率是否存在，因此解决方法肯定和上题不同，即便假设存在这样的点，类似于上题目这个定点猜测也应该是在 x 轴上，可是横坐标不知道，利用圆中的垂直关系转化为向量也只能得到一个关于两个未知数的等式关系，且无法求出定点的横坐标。
0
……………………………….…………..①
因为
P(x0
,
y0
)
满足
x02 4
y02
1
，所以
x02
4
4 y02
……………②
将②代入①得 (6 x1)2 8 0 ，所以 x1 6 2 2 ，所以圆过定点 (6 2 2,0)
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14
谢谢大家！
为
y
k
(
x
1), 3
A(
x1,
y1),
B(
x2
,
y2
)
y k(x x2 y2
2
1) 3 1
(k
2
2)
x2
2 3
k
2
x
1 9
k
2
2
0
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
10
2 k2
1k2 2
x1
x2
k
3 2
2
,
x1x2
9 k
2
2
uur
uur
（1）求椭圆的方程；
（2）设椭圆 C 的左右顶点分别是 A, B ，若 PA, PB 交直线 x 6 于 M , N 两点，问以 MN 为直径的圆是否经过定点？若是，求出定点的坐标，若不是，说明理由。
解析：（1） x2 y2 1 4
（2）
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
上次课说到了最传统的求或者证明动直线过定点的处理方法，难度不大，计算量稍大，今天提供两道特殊的定点问题，我们常见的都是证明定直线过定点的问题，今天给出证明动圆过定点问题的证明，这两种问题较为少见，仅供参考。
2020/4/11
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4
（1）圆过定点的总体思路
如果说以两个动点 M , N 为过圆心的直径与圆相交的两点，则 MN 所在直线的位置
不同，圆的位置也不同，假如证明圆恒过定点且定点非 M , N 两点，则此时会有一个等
量关系，若设定点为 P，则满足 PM PN ，这个等量关系有点类似于直线过定点问题中需要用到的等式关系，另外若过 MN 的直线恒过定点，则当 MN 斜率不存在时和直线
斜率为零时都应该过这一点，因此此时两种情况下的圆联立即可求出特殊情况下恒过的
联立
y x
kx 4
m
Q(4,
4k
m)
，根据对称性，设
M
(
x1
,
0)
，
uuur uuuur 则可知 MP MQ 0
uuur MP
(
4k m
x1,
3 m
),
uuuur MQ
(4
x1,
4k
m)
代入上式整理得：
4k(x1 1) m(x12 4x1 3) 0 …………………………………………②
9
当斜率不存在时，圆的方程为 (x 1)2 y2 16
3
9
当斜率为零时，圆的方程为 x2 y2 1
联立
(x x2
1)2 y2 3 y2 1
16 9
x y
1 0
在特殊情况下求得
T
(1,
0)
，也符合对称的猜想，
那么接下来需要证明当斜率不存在且不为零时也恒过点T(1,0) ，此时设直线方程
2020/4/11
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1
圆锥曲线中圆过定点问题
老师姓名：
2020/4/11
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DIRECTORY
1 圆过定点解题思路
目 2 圆过定点解题思路的应录用
3 例题解析
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（1）圆过定点的总体思路
综上所述，圆恒过点 T (1, 0)
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
11
例
3：已知椭圆 C
:
x2 a2
y2 b2
1 上动点
P
到两焦点
F1,
F2
的距离之和为
4，当点
P
运动到
椭圆 C 上的一个顶点时，直线 PF1恰与以原点 O 为圆心，e 为半径的圆相切。
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
7
到目前为止①式是②式的大前提，也就是说对符合①式的所有 m, k 值都能保证② 恒成立，也就是说②式中的 m, k 值都能保证等式成立，也就是任意的 m, k 组合都能保证
式子有根，所以只需要令：
x1 1 0 x12 4x1
的纵坐标必定为零。
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
6
题目中由于直线与椭圆相切，因此联立利用判别式可求出 k, m 之间的等式关系 1 且还能求出点 P 的坐标（含参数），此时将 PM PQ向量化又可得到等式关系 2，因此可以根据 1,2 求出点 M 的横坐标。
因此这个题目不妨先假设存在这样的定点，先根据两种特殊形求出定点，再证
明即便是非特殊状态下这个点也是符合题意的即可，依旧根据对称可判断出点 T
肯定在 x 轴上，先考虑特殊情况，当动直线斜率为 0 或者不存在时，两个圆肯定
都会经过T 点。
20（20/42/11）圆过定点C解or题po思ra路te 的Cu应ltu用re
y kx m
设 P(x0,
y0
),
x2
4
y2 3
1
(4k 2

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