(高中数学)解析几何定点定值问题完全攻略
(完整)解析几何中的定点和定值问题
解析几何中的定点定值问题考纲解读:定点定值问题是解析几何解答题的考查重点。
此类问题定中有动,动中有定,并且常与轨迹问题,曲线系问题等相结合,深入考查直线的圆,圆锥曲线,直线和圆锥曲线位置关系等相关知识。
考查数形结合,分类讨论,化归与转化,函数和方程等数学思想方法。
一、定点问题解题的关健在于寻找题中用来联系已知量,未知量的垂直关系、中点关系、方程、不等式,然后将已知量,未知量代入上述关系,通过整理,变形转化为过定点的直线系、曲线系来解决。
例1、已知A 、B 是抛物线y 2=2p x (p 〉0)上异于原点O 的两个不同点,直线OA 和OB 的倾斜角分别为α和β,当α、β变化且α+β=4π时,证明直线AB 恒过定点,解析: 设A (121,2y p y ),B (222,2y py ),则212tan ,2tan y py p ==βα,代入1)tan(=+βα 得221214)(2p y y y y p -=+ (1) 又设直线AB 的方程为b kx y +=,则022222=+-⇒⎩⎨⎧=+=pb py ky pxy bkx y ∴kpy y kpby y 2,22121=+=,代入(1)式得pk p b 22+= ∴直线AB 的方程为)2(2p x k p y +=- ∴直线AB 过定点(-)2,2p p说明:本题在特殊条件下很难探索出定点,因此要从已知出发,把所求的定点问题转化为求直线AB ,再从AB 直线系中看出定点。
例2.已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线0x y -=相切. ⑴求椭圆C 的方程;⑵设(4,0)P ,M 、N 是椭圆C 上关于x 轴对称的任意两个不同的点,连结PN 交椭圆C 于另一点E ,求直线PN 的斜率的取值范围;⑶在⑵的条件下,证明直线ME 与x 轴相交于定点.解析:⑴由题意知c e a ==,所以22222234c a b e a a -===,即224a b =,又因为1b ==,所以224,1a b ==,故椭圆C 的方程为C :2214x y +=.⑵由题意知直线PN 的斜率存在,设直线PN 的方程为(4)y k x =- ①联立22(4)14y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得:2222(41)324(161)0k x k x k --+-=, 由2222(32)4(41)(644)0k k k ∆=-+->得21210k -<, 又0k =不合题意,所以直线PN的斜率的取值范围是0k <<或0k <<. ⑶设点1122(,),(,)N x y E x y ,则11(,)M x y -,直线ME 的方程为212221()y y y y x x x x +-=--, 令0y =,得221221()y x x x x y y -=-+,将1122(4),(4)y k x y k x =-=-代入整理,得12121224()8x x x x x x x -+=+-. ②由得①2212122232644,4141k k x x x x k k -+==++代入②整理,得1x =, 所以直线ME 与x 轴相交于定点(1,0).【针对性练习1】 在直角坐标系xOy 中,点M到点()1,0F,)2,0F 的距离之和是4,点M 的轨迹是C 与x 轴的负半轴交于点A ,不过点A 的直线:l y kx b =+与轨迹C 交于不同的两点P 和Q . ⑴求轨迹C 的方程;⑵当0AP AQ ⋅=时,求k 与b 的关系,并证明直线l 过定点.解:⑴∵点M到(),0,),0的距离之和是4,∴M 的轨迹C 是长轴为4,焦点在x轴上焦中为的椭圆,其方程为2214x y +=.⑵将y kx b =+,代入曲线C 的方程,整理得22(14)40k x +++= ,因为直线l 与曲线C 交于不同的两点P 和Q ,所以222222644(14)(44)16(41)0k b k b k b ∆=-+-=-+> ①设()11,P x y ,()22,Q x y ,则1228214k x x k +=-+,122414x x k =+ ② 且2212121212()()()()y y kx b kx b k x x kb x x b ⋅=++=+++,显然,曲线C 与x 轴的负半轴交于点()2,0A -,所以()112,AP x y =+,()222,AQ x y =+.由0AP AQ ⋅=,得1212(2)(2)0x x y y +++=.将②、③代入上式,整理得22121650k kb b -+=.所以(2)(65)0k b k b -⋅-=,即2b k =或65b k =.经检验,都符合条件①,当2b k =时,直线l 的方程为2y kx k =+.显然,此时直线l 经过定点()2,0-点.即直线l 经过点A ,与题意不符.当65b k =时,直线l 的方程为6556y kx k k x ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭.显然,此时直线l 经过定点6,05⎛⎫- ⎪⎝⎭点,且不过点A .综上,k 与b 的关系是:65b k =,且直线l 经过定点6,05⎛⎫- ⎪⎝⎭点.【针对性练习2】在平面直角坐标系xoy 中,如图,已知椭圆15922=+y x 的左、右顶点为A 、B ,右焦点为F.设过点T(m t ,)的直线TA 、TB 与椭圆分别交于点M ),(11y x 、),(22y x N ,其中m 〉0,0,021<>y y .(1)设动点P 满足422=-PB PF ,求点P 的轨迹; (2)设31,221==x x ,求点T 的坐标; (3)设9=t ,求证:直线MN 必过x 轴上的一定点(其坐标与m 无关)。
高中解析几何专题题型复习:轨迹方程问题、定点定值问题
解析几何讲义--定线、定点、定值问题学员编号:年级:高三课时数:学员姓名:辅导科目:数学学科教师:孙明靖授课类型T—同步C—专题T—能力星级★★★★★★★★★★教学目标1.求轨迹方程的题型方法2.定点问题的解题方法3.定制问题的解题方法教学重难点 1.熟练掌握相关的题型方法授课日期及时段2021年01月01日 13:00—15:00教学内容基础梳理定线问题:定直线问题是证明动点在定直线上,其实质是求动点的轨迹方程,所以所用的方法即为求轨迹方程的方法,如定义法、消参法、交轨法等.精讲精练一、一般法:求轨迹方程时,没有坐标系时要先建立坐标系,设轨迹上任一点的坐标为(),x y,轨迹方程就是,x y之间的等式,关键是找到等量关系,然后用,x y表示。
推导圆、圆锥曲线等的标准方程都用了这种方法。
【例1】点A(0,2)是圆x2+y2=16内的定点,B,C是这个圆上的两个动点,若BA⊥CA,求BC中点M的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么曲线.【变式】已知坐标平面上点M(x,y)与两个定点M1(26,1),M2(2,1)的距离之比等于5.(1)求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形;(2)记(1)中的轨迹为C,过点M(-2,3)的直线l被C所截得的线段的长为8,求直线l的方程.二、相关点代入法【例2】已知点M(x0,y0)在圆x2+y2=4上运动,N(4,0),点P(x,y)为线段MN的中点.(1)求点P(x,y)的轨迹方程;(2)求点P(x,y)到直线3x+4y-86=0的距离的最大值和最小值.【变式】P 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,OQ →=PF 1→+PF 2→,求动点Q 的轨迹方程.三、定义法【例3】已知点A(-12,0),B 是圆F :(x -12) 2+y 2=4(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,求动点P 的轨迹方程.【变式】如图,已知圆A :(x +3)2+y 2=100,圆A 内一定点B(3,0),动圆P 过B 点且与圆A 内切,设动圆P 的半径为r ,求圆心P 的轨迹方程.能力检验1.动点P到两定点A(-3,0)、B(3,0)距离之和为10,则点P的轨迹方程为________.2与圆C1:(x+3)2+y2=1外切,且与圆C2:(x-3)2+y2=81内切的动圆圆心P的轨迹方程为________. 3.点A(2,0)是圆x2+y2=4上的定点,点B(1,1)是圆内一点,P,Q为圆上的动点.(1)求线段AP的中点的轨迹方程.(2)若∠PBQ=90°,求线段PQ的中点的轨迹方程.4.一动圆过定点A(2,0),且与定圆x2+4x+y2-32=0内切,求动圆圆心M的轨迹方程.5.如图△ABC中底边BC=12,其它两边AB和AC上中线的和为30,求此三角形重心G的轨迹方程,并求顶点A的轨迹方程.6.已知点A(0,3)和圆O1:x2+(y+3)2=16,点M在圆O1上运动,点P在半径O1M上,且|PM|=|PA|,求动点P的轨迹方程.知识小结定点问题:圆锥曲线中的定点问题往往与圆锥曲线中的“常数”有关,如椭圆的长、短轴,双曲线的虚、实轴,抛物线的焦参数等.解答这类题要大胆设参,运算推理,到最后参数必清.(1)参数法:参数法解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中的核心变量(此处设为k);②利用条件找到k与过定点的曲线F(x,y)=0之间的关系,得到关于k与x,y 的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,找到定点.(2)由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.题型:“设参→用参→消参”三步解决圆锥曲线中的定点问题【例1-1】已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),O为坐标原点,A,B是抛物线C上异于O的两点.(1)求抛物线C的方程;(2)若直线OA,OB的斜率之积为-12,求证:直线AB过x轴上一定点.重点梳理精讲精练【跟踪训练3】(2017·全国卷Ⅰ)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 3(-1,32),P 4⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为-1,证明:l 过定点.【名师指导】定点问题实质及求解步骤解析几何中的定点问题实质是:当动直线或动圆变化时,这些直线或圆相交于一点,即这些直线或圆绕着定点在转动.这类问题的求解一般可分为以下三步:课后小结定值问题:定值问题的求解与证明类似,在求定值之前,已经知道定值的结果(题中未告知,可用特殊值探路求之),解答这类题要大胆设参,运算推理,到最后参数必清,定值显现.(1)圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略:(2)两种解题思路:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;②引进变量法:其解题流程为:(1)直接消参求定值:常见定值问题的处理方法:①确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示;②将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.(2)从特殊到一般求定值:常用处理技巧:①在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢;②巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算.难点梳理“设参→用参→消参”三步解决圆锥曲线中的定值问题【例1】设O 为坐标原点,动点M 在椭圆x 29+y 24=1上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足NP ―→=2NM ―→.(1)求点P 的轨迹E 的方程;(2)过F (1,0)的直线l 1与点P 的轨迹交于A ,B 两点,过F (1,0)作与l 1垂直的直线l 2与点P 的轨迹交于C ,D 两点,求证:1|AB |+1|CD |为定值.【跟踪训练1】已知椭圆C 的两个顶点分别为A (-2,0),B (2,0),焦点在x 轴上,离心率为32. (1)求椭圆C 的方程;(2)如图所示,点D 为x 轴上一点,过点D 作x 轴的垂线交椭圆C 于不同的两点M ,N ,过点D 作AM 的垂线交BN 于点E .求证:△BDE 与△BDN 的面积之比为定值,并求出该定值.能力突破能力提升【跟踪训练2】已知抛物线C :y 2=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PA 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 →=λQO →,QN →=μQO →,求证:1λ+1μ为定值.【跟踪训练3】(2017·全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题:(1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值【名师指导】定值问题实质及求解步骤定值问题一般是指在求解解析几何问题的过程中,探究某些几何量(斜率、距离、面积、比值等)与变量(斜率、点的坐标等)无关的问题.其求解步骤一般为:课后小结(Ⅰ)求动圆圆心P的轨迹方程过曲线C上位于。
高考数学专题解析几何中的定点与定值问题备考策略与方法
高考数学专题解析几何中的定点与定值问题备考策略与方法定点与定值问题是解析几何中的高频考点,在近几年的考题中层出不穷.圆锥曲线的有关定点、定值等综合性问题涉及圆锥曲线的定义、几何性质、直线与圆锥曲线位置关系等知识,同时又与函数、不等式、方程、平面向量等代数知识紧密联系.求解这类问题时,需要有较强的代数运算能力和图形识别能力,要能准确地进行数与形的语言转换和运算,合理猜想并仔细推理论证,对熟练运用所学知识分析问题、解决问题的能力要求较高,较大部分学生对此类问题望而生畏.定点问题主要是曲线系(直线系)过定点的问题,反映的是数学对象的本质属性,如圆锥曲线的某些特有性质,因此,常见某些具有圆锥曲线的性质背景的题目(如蒙日圆、阿基米德三角形等).定值问题主要涉及面积、面积比、斜率、长度、角度等几何量的定值,也涉及动点运动轨迹中的某些不变因素.处理这两大类问题时可以直接推理求出定点、定值,也可以从特殊情形、极限状态、图形的对称性等方面入手猜测结论,再证明这个点(值)与变量无关,通过特殊值法探求定点、定值能达到事半功倍的效果.同时,要设定合理的变量,准确把握各变量的数量关系,要善于捕捉题目信息,合理变形、消元,并注意整体思想的熟练应用.1定点问题曲线系(直线系)过定点的问题是一类常考题型,这类问题以直线和圆锥曲线为载体,结合其他条件探究或证明直线、曲线过定点或动点在定直线上等问题.试题条件中一般含有两个参数,解题过程就是利用条件消参的过程,因此,此类问题的求解往往伴随着一定的计算. 具体来讲,若是证明直线过定点,可将直线设为斜截式,然后消掉一个参数,即得直线所过的定点;证明圆过定点时,常利用直径所对圆周角为直角转化为向量的数量积恒为零处理;证明其他曲线过定点的问题时,经常将曲线中的参变量集中在一起,令其系数等于零,解得定点.总结起来,应注意如下几点:首先,仔细研究题干,认清问题本质,找准思路,预计求解过程中遇到的各种情况,也就是要想得明白,思路通畅可操作;其次,找准主元,引入参数,建立各个量间的数量关系,运用消元变形、推理运算等手段证明定点、定值问题;再次,要努力突破计算关、心理关,认真仔细计算、准确规范,随时检查,树立信心,只要方向正确就一算到底;最后,必须树立数形结合意识,善于把握问题的特定信息,运用对称性、特殊性猜想定点、定值,然后证明,要仔细分析图中的点、线等关系,挖掘隐含条件,往往能取得出奇制胜的效果.2定值问题定值问题与最值问题属同一类问题,都是在一个运动变化过程中,由某个变量的变化引起另一个量的变化或不变的问题.此类问题的求解的一种思路是找准变化的主元,设为参数,建立参变量与其他量的关系(如函数关系、方程关系、不等式关系等),探求目标式,通过代数运算将目标式用参变量表示出来,这一步是求解的难点也是关键所在,然后再恒等变形得到定值.另一种思路是通过特殊值或极端情形探索出定值是多少,然后进行一般性计算或证明,探索出的定值也可以作为检验结果正确与否的试金石.模拟题结束语高三数学复习的目的之一就是总结解题规律和方法,同时创新性地预见并解决未来可能面临的问题.本文介绍的复习方法与策略,就是试图解决“对于高考中出现的新问题如何进行有效备考”的问题,并通过问题及其变式,培养学生的创新思维.。
【高中】高考数学解题方法攻略定点定线定值理
【关键字】高中高中理科数学解题方法篇(定点定线定值)1.已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆上的点到焦点距离的最大值为,最小值为.(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)若直线与椭圆相交于,两点(不是左右顶点),且以为直径的圆过椭圆的右顶点,求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.【标准答案】(I)由题意设椭圆的标准方程为,(II)设,由得,,.以AB为直径的圆过椭圆的右顶点,,(最好是用向量点乘来),,,解得,且满足.当时,,直线过定点与已知矛盾;当时,,直线过定点综上可知,直线过定点,定点坐标为2.已知椭圆过点,且离心率。
(Ⅰ)求椭圆方程;(Ⅱ)若直线与椭圆交于不同的两点、,且线段的笔直平分线过定点,求的取值范围。
解:(Ⅰ)离心率,,即(1);又椭圆过点,则,(1)式代入上式,解得,,椭圆方程为。
(Ⅱ)设,弦MN的中点A由得:,直线与椭圆交于不同的两点,,即 (1)由韦达定理得:,则,直线AG的斜率为:,由直线AG和直线MN笔直可得:,即,代入(1)式,可得,即,则。
3.过抛物线(>0)上一定点>0),作两条直线分别交抛物线于,,求证:与的斜率存在且倾斜角互补时,直线的斜率为非零常数.【解析】设直线的斜率为,直线的斜率为.由相减得,故同理可得,由倾斜角互补知:∴∴由相减得,∴∴直线的斜率为非零常数.题型:动弦过定点的问题 例题5、(07山东理)已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,椭圆C 上的点到焦点距离的最大值为3;最小值为1;(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)若直线与椭圆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:直线过定点,并求出该定点的坐标。
分析:第一问,是待定系数法求椭圆的标准方程;第二问,直线与椭圆C 相交于A ,B 两点,并且椭圆的右顶点和A 、B 的连线互相笔直,证明直线过定点,就是通过笔直建立k 、m 的一次函数关系。
高考数学一轮复习考点知识与题型讲解46 三定问题(定点、定值、定直线)(含解析)
高考数学一轮复习考点知识与题型讲解 考点46 三定问题(定点、定值、定直线)一.求定值问题常见的方法有两种:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. 二.直线定点问题的求解的基本思路如下:①假设直线方程,与椭圆方程联立,整理为关于x 或y 的一元二次方程的形式; ②利用0∆>求得变量的取值范围,得到韦达定理的形式;③利用韦达定理表示出已知中的等量关系,代入韦达定理可整理得到变量间的关系,从而化简直线方程;④根据直线过定点的求解方法可求得结果. 三.解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略:1、参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中核心变量(通常为变量k );②利用条件找到k 过定点的曲线0(),F x y =之间的关系,得到关于k 与,x y 的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.考点题型分析考点题型一 定值【例1】(2022·北京丰台区·高三一模)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>长轴的两个端点分别为(2,0),(2,0)A B -(1)求椭圆C 的方程;(2)P 为椭圆C 上异于,A B 的动点,直线,AP PB 分别交直线6x =-于,M N 两点,连接NA 并延长交椭圆C 于点Q .(ⅰ)求证:直线,AP AN 的斜率之积为定值; (ⅱ)判断,,M B Q 三点是否共线,并说明理由.【答案】(1)2214x y +=;(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)是,理由见解析.【解析】(1)由题意得2,c a e a ===,所以2221==-=c b a c ,所以椭圆C 的方程为2214x y +=.(2)(ⅰ)证明:设00(,)P x y ,因为P 在椭圆C 上,所以220014x y +=.因为直线AP 的斜率为002y x +,直线BP 的斜率为002y x -, 所以直线BP 的方程为00(2)2y y x x =--. 所以N 点的坐标为008(6,)2y N x ---.所以直线AN 的斜率为0000822622y x y x --=-+-. 所以直线,AP AN 的斜率之积为: 20200022000021422122442x y y y x x x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭⋅===-+---. (ⅱ),,M B Q 三点共线.设直线AP 斜率为k ,易得(6,4)M k --. 由(ⅰ)可知直线AN 斜率为12k -,所以直线AN 的方程为1(2)2y x k=-+. 联立22440,22,x y x ky ⎧+-=⎨=--⎩可得22(44)80k y ky ++=.解得Q 点的纵坐标为221kk -+, 所以Q 点的坐标为222222(,)11k kQ k k --++.所以,直线BQ 的斜率为22220122221kk k k k--+=--+,直线BM 的斜率为40622k k --=--. 因为直线BQ 的斜率等于直线BM 的斜率, 所以,,M B Q 三点共线. 【举一反三】1.(2022·陕西宝鸡市·高三二模(文))已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的左、右焦点分别为1F ,2FG 是椭圆上一点,12GF F △的周长为6+.(1)求椭圆C 的方程;(2)直线l :y kx m =+与椭圆C 交于A ,B 两点,且四边形OAGB 为平行四边形,求证:OAGB 的面积为定值.【答案】(1)221123x y +=;(2)证明见解析.【解析】(1)因为12GF F △的周长为6+,所以226a c +=+,即3a c +=+.又离心率c e a ==a =3c =, 2223b ac =-=.∴椭圆C 的方程为221123x y +=.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,()00,G x y ,将y kx m =+代入221123x y+=消去y 并整理得()2221484120kxkmx m +++-=,则122814km x x k +=-+,212241214m x x k-⋅=+, ()121222214my y k x x m k +=++=+,∵四边形OAGB 为平行四边形,∴()1212,OG OA OB x x y y =+=++,得2282,1414km m G k k ⎛⎫-⎪++⎝⎭, 将G 点坐标代入椭圆C 方程得()223144m k =+, 点O 到直线AB的距离为d =12AB x =-,∴平行四边形OAGB 的面积为12S d AB m x x =⋅=-=====. 故平行四边形OAGB的面积为定值为2.(2022·四川遂宁市·高三二模(文))如图,已知椭圆C :()22211x y a a+=>的左焦点为F ,直线()0y kx k =>与椭圆C 交于A ,B 两点,且0FA FB ⋅=时,3k =.(1)求a 的值;(2)设线段AF ,BF 的延长线分别交椭圆C 于D ,E 两点,当k 变化时,直线DE 与直线AB 的斜率之比是否为定值?若是定值,求出定值;若不是定值,请说明理由. 【答案】(2)为定值5.【解析】(1)设()00,A x y ,则()00,B x y --,由题意得焦点为()F所以,()()2220000001FA FB x y x y x y a ⋅=⋅--=--+-.当0FA FB ⋅=时,有222001x y a +=-.联立222,1,y kx x y a =⎧⎪⎨+=⎪⎩得220221a x k a =+,2220221k a y k a =+,从而22222222111a k a a k a k a +=-++.将k =222413a a a =-+,所以()231a a =>,故a =(2)由(1)知,()F ,椭圆C :2213x y +=.设AD:00x x y y +=C :2233x y +=,得(2002200310x x y y y y ⎡⎤+⎢⎥+--=⎢⎥⎢⎥⎣⎦. 而220033x y +=,即()22000050y x y y y +--=,从而D y =.同理BE:00x x y y =E y =从而5E D E D y y y y +=-.于是00000055E D DE E D E D y y y k kx x x -====⋅=-.所以DE ,BC 的斜率之比为定值5.考点题型二 定点【例2】(2022·河南月考(文))已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的两焦点为()11,0F -,()21,0F ,点P 在椭圆C 上,且12PF F △(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)点M 为椭圆C 的右顶点,若不平行于坐标轴的直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点(,A B 均不是椭圆C 的右顶点),且满足AM BM ⊥,求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.【答案】(Ⅰ)22143x y +=;(Ⅱ)证明见解析,定点坐标为2,07⎛⎫ ⎪⎝⎭.【解析】(Ⅰ)由椭圆的对称性可知:当点P 落在椭圆的短轴的两个端点时12PF F △的面积最大,此时122b ⨯⨯=,解得:b = 由222a b c =+得:2314a =+=.∴椭圆C 的标准方程为22143x y +=. (Ⅱ)设()11,A x y ,()22,B x y ,直线l 的方程为y kx m =+,联立22143y kx mx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得:()()222348430k x mkx m +++-=,则()()222264163430m k k m =-+->,即22340k m +->,122834mk x x k ∴+=-+,()21224334m x x k-=+. ()()1212y y kx m kx m ∴=++()221212k x x mk x x m =+++()2223434m k k-=+.椭圆的右顶点为()2,0M ,AM BM ⊥,0MA MB ∴⋅=,()()1212220x x y y ∴--+=,即()121212240y y x x x x +-++=, ()()2222234433434m k m k k --∴+++2164034mkk ++=+.整理可得:2271640m km k ++=, 解得:12m k =-,227km =-,(1m ,2m 均满足22340k m +->). 当2m k =-时,l 的方程为()2y k x =-,直线l 过右顶点()2,0,与已知矛盾; 当227k m =-时,l 的方程为27y k x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,过定点2,07⎛⎫⎪⎝⎭,∴直线l 过定点,定点坐标为2,07⎛⎫⎪⎝⎭【举一反三】1.(2022·黑龙江大庆市·高三一模(理))已知焦点在x 轴上的椭圆C :222210)x ya b a b+=>>(,短轴长为1.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)如图,已知点2(,0)3P ,点A 是椭圆的右顶点,直线l 与椭圆C 交于不同的两点,E F ,,E F 两点都在x 轴上方,且APE OPF ∠=∠.证明直线l 过定点,并求出该定点坐标.【答案】(1)22143x y +=;(2)证明见解析,(6,0).【解析】(1)由22221b a c a c b ⎧=⎪-=⎨⎪-=⎩得21b a c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,所以椭圆C 的标准方程为22143x y +=.(2)当直线l 斜率不存在时,直线l 与椭圆C 交于不同的两点分布在x 轴两侧,不合题意. 所以直线l 斜率存在,设直线l 的方程为y kx m =+. 设11(,)E x y 、22(,)F x y ,由22143x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得222(34)84120k x kmx m +++-=, 所以122834km x x k -+=+,212241234m x x k-=+. 因为APE OPF ∠=∠,所以0PE PF k k +=,即121202233y y x x +=--,整理得1212242()()033m kx x m k x x +-+-= 化简得6m k =-,所以直线l 的方程为6(6)y kx k k x =-=-, 所以直线l 过定点(6,0).2.(2022·全国高三月考(文))已知斜率为的34的直线l 与椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>交于点,A B ,线段AB 中点为()11D -,,直线l 在y 轴上的截距为椭圆C 的长轴长的716倍. (1)求椭圆C 的方程;(2)若点,,,P Q M N 都在椭圆上,且,PQ MN 都经过椭圆C 的右焦点F ,设直线,PQ MN 的斜率分别为12,k k ,121k k +=-,线段的中点分别为,G H ,判断直线GH 是否过定点,若过定点.求出该定点,若不过定点,说明理由.【答案】(1)22143x y +=;(2)过定点,31,4⎛⎫ ⎪⎝⎭.【解析】设()()1122,,,A x y B x y , 则12122,2x x y y +=-+=,且2222112222221,1x x x x a b a b+=+= 两式相减得2222121222x x y y a b --=-即2121221212y y y y b x x x x a+-⋅=-+-, 即222324b a -⋅=-,所以2234b a =又直线l 的方程为()3114y x -=+, 令0x =,得74y =所以772,2,164a ab ⨯===, 所以椭圆C 的方程为22143x y +=.(2)由题意得()1,0F ,直线,PQ MN 的方程分别为()12()1,1y k x y k x =-=-,设()()3344,,,P x y Q x y ,联立122(1)143y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,得()22121213484120k k k xx +-+-=,所以212341834x k k x +=+,则2211221143,3434k k G k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭同理2222222243,3434k k H k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭所以12221212221212221233334344443434GHk k k k k k k k k k k k k ----++==+-++ 由121k k +=- 得()11314GH k k k =++, 所以直线GH 的方程为221111221134334434k k y k k x k k ⎛⎫⎛⎫+=++- ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭整理得()21133144y k k x ⎛⎫=++-+ ⎪⎝⎭, 所以直线GH 过定点31,4⎛⎫ ⎪⎝⎭.考点题型三 定直线【例3】(2022·深圳实验学校高中部)如图,已知抛物线21:2C y x =直线2y kx =+交抛物线C 于A ,B 两点,O 为坐标原点.(1)证明:OA OB ⊥;(2)设抛物线C 在点A 处的切线为1l ,在点B 处的切线为2l ,证明:1l 与2l 的交点M 在一定直线上.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.【解析】1)设211,12A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,12B x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 把2y kx =+代入212y x =,得2240x kx --=. 由韦达定理得122x x k +=,124x x =-.()22211221212111,,0224OA OB x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫∴⋅=⋅=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 所以OA OB ⊥ (2)212y x =,y x '∴=, 故经过点211,12A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭的切线1l 的方程为:()211112y x x x x -=-, 即21112y x x x =-,① 同理,经过点222,12B x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭的切线2l 的方程为:22212y x x x =-,②21x x ⨯-⨯①②,得12122y x x ==-. 即点M 在直线:2l y =-上.【举一反三】1.(2022·浙江温州市)已知抛物线()2:20C x py p =>的焦点到准线的距离为2,直线:2l y kx =+交抛物线于()11,A x y ,()22,B x y 两点.(1)求抛物线C 的标准方程;(2)过点A ,B 分别作抛物线C 的切线1l ,2l ,点P 为直线1l ,2l 的交点.(i)求证:点P 在一条定直线上;(ii)求PAB △面积的取值范围.【答案】(1)24x y =;(2)(i)证明见解析;(ii))⎡+∞⎣. 【解析】(1)抛物线()2:20C x py p =>的焦点到准线的距离为2, 可得2p =,所以抛物线的标准方程为24x y =.(2)联立方程组24,2x y y kx ⎧=⎨=+⎩消去y 得,2480x kx --=, ∴124x x k +=,128x x =-由24x y =得,12y x '=,所以切线PA 方程为()111112:l y y x x x -=- 切线PB 方程为()22221:2l y y x x x -=- 联立直线PA 、PB 方程可解得1222x x x k +==,1224x x y ⋅==-. (i)所以点P 的坐标为()2,2k -.所以点P 在定直线2y =-上(ii)点P 到直线AB 的距离为2d =所以AB ==PAB △的面积为()322214422PABS d AB k =⋅==+△ 所以当0k =时,PABS 有最小值PAB△面积的取值范围是)⎡+∞⎣.2.(2022·云南昆明市·昆明一中高三月考(理))已知点P 是抛物线2:2C x y =上的动点,且位于第一象限.圆222:()0O x y r r +=>,点P 处的切线l 与圆O 交于不同两点A ,B ,线段AB 的中点为D ,直线OD 与过点P 且垂直于x 轴的直线交于点M .(1)求证:点M 在定直线上;(2)设点F 为抛物线C 的焦点,切线l 与y 轴交于点N ,求PFN 与PDM △面积比的取值范围. 【答案】(1)证明见解析;(2)1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【解析】(1)设2,2m P m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,其中0m >,显然切线l 的斜率存在且不为零, 由22x y =,求导得:y x '=,所以切线l 的斜率为m , 因为D 是弦AB 的中点,所以OD l ⊥,所以直线OD 方程:1y x m=-, 联立方程1y x m x m⎧=-⎪⎨⎪=⎩,得1y =-,所以点M 在定直线1y =-上. (2)由(1)知切线l 的方程:2()2m y m x m -=-,化简得:22m y mx =-, 令0x =,得20,2m N ⎛⎫- ⎪⎝⎭,又10,2F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2,2m P m ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 联立方程221m y mx y x m ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,得()()3222,2121m m D m m ⎛⎫- ⎪ ⎪++⎝⎭,而()211||124PFN S FN m m m ==+,()()()2232221||22181PDM m m m S PM m m m +=-=++, 所以222122PFN PDM S m S m ⎛⎫+= ⎪+⎝⎭,令222t m =+>,得1102t <<, 则22111221,22PFN PDM S t S t t -⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-∈ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以PFN 与PDM △面积比的取值范围为1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭.。
高中数学解析几何中的求过定点问题解题技巧
解析几何中的求过定点问题解题技巧一、引理:过原点两直线与二次曲线一条直线与一个二次曲线交于两点A ﹑B,如图; 设直线AB 方程为mkx y += ① 曲线方程为fey dx cxy by ax +++++22=0 ②必含有xy 项,即0≠c )将①化为mkxy -=1, ②化为22⋅+++dx cxy by ax 将mkx y -=10)(222=-⋅+-⋅+-⋅+++mkx y f m kx y ey m kx y dx cxy by ax ④显然④是一个二次齐次式,且一定可化为022=++Cx Bxy Ay即:0)()(2=++C xy B x y A ⑤⑤中x y的几何意义为A 、B 两点(即AB 直线与曲线的交点)与原点连线的斜率,即OA 、OB 的斜率,设为 21,k k 。
由韦达定理知从而,能通过最初的二次曲线和直线AB 相交,得出OA 、OB 的性质。
倒过来,我们也可以通过OA 和OB 的性质与二次曲线得出直线AB 的性质。
下面谈一谈的这个引理的应用,先从简单的例1开始,因为简单的问题往往蕴含了最基本的方法。
二、应用举例例1.抛物线px y 22=,过原点的两条垂直的直线OA ,OB 交抛物线于A 、B 。
,21A B k k -=+A Ck k =⋅21。
求证:直线AB 过x 轴上一定点。
分析:知道OA 与OB 的一个性质:垂直,从而可以从它得出AB 的性质,进而得出定点。
解:设AB :n my x +=( 显然AB 不能横着) ① 抛物线:px y 22= ②①化为n myx -=1代入②(目的化为二次齐次式)得 n my x px y -⋅=22 即022=-⋅-nmyx px y ③ ③可化为022=++Cx Bxy Ay0)()(2=++C xy B x y A 其中1=A n pC 2-=∴ npA C k k OB OA 2-==⋅ 又1-=⋅OB OA k k (因OA 与OB 垂直) ∴p n 2=, ∴ AB 恒过点(2p .0)说明:没有必要求出B 值,因为目标与B 值无关,从而减少了运算量! 下面的这个例子是过一点引两直线,但此点不在原点的。
解析几何中的定点、定值问题
解析几何中的定点、定值问题解析几何中的定点、定值问题[考情分析把握方向]解析几何中的定值、定点、定直线问题是近几年高考命题的热点,这类问题也是高考题中的一大难点。
此类问题动中有定,定中有动,并且常与轨迹问题、曲线系问题等问题相结合,深入考查直线与圆、圆锥曲线、直线与圆锥曲线的位置关系等相关知识。
考察数形结合、分类讨论、转化与化归、函数与方程等思想方法。
高考年份填空题解答题附加题2010年第9题点到直线的距离为定值第18题证明直线过定点2011年第18题证明直线垂直 2012年第19题证明定值问题[备考策略提升信心]高考中重点关注以下几方面的问题:1.直线方程、圆的方程、直线与圆及直线与圆锥曲线的位置关系,重点是直线与圆的位置关系;2.圆锥曲线的标准方程和几何性质,特别是椭圆的标准方程及几何性质,同时注意它们的图形特征;3.轨迹问题求解的常用方法;数形结合思想以及函数与方程思想的应用;4.求圆锥曲线的方程的运算的要求有所提高,考查趋于方程的变形运算。
[小题训练激活思维]1.已知椭圆2222:1x y E a b+=(0)a b >>过定点(1,1)P ,圆22:1C x y +=,直线l 与椭圆E 交于,M N 两点,且0OM ON ?=,则直线l 与圆C 的位置关系是。
相切2.若双曲线122=-y x 的右支上一点(,)P a b 到直线y x =的距离为2,则a b +的值是。
123.已知O 为坐标原点,定点(1,0)A ,动点M 是直线:2l x =上的点,过点A 作OM 的垂线与以OM 为直径的圆交于点N ,则线段ON 的长为。
4.已知椭圆2222:1x y E a b +=(0)a b >>的左顶点为A ,右焦点为F ,点M 在右准线l 上运动,记直线FM OM AM ,,的斜率分别为321,,k k k ,若椭圆E 的离心率为21,则=+231k kk5.已知直线032:=++-a y ax l 及点)4,3(P .当点P 到直线l 的距离最大时,直线l 的方程是 .变式1:0)()2(:=-++++b a y b a x b a l 变式2:032)2()3(:22=-++++a a y a x a l[核心问题聚焦突破]已知椭圆2222:1x y C a b+=经过点(0,3),离心率为12,直线l 经过椭圆C 的右焦点F 与椭圆交于,A B 两点,点,,A F B 在直线4x =上的射影依次为点,,D K E 。
解析几何中的定点与定值问题
例1:在平面直角坐标系xoy中,已知椭圆T的方程为
+ = , 设, , 是椭圆上的三点(异于椭圆顶
点),且存在锐角θ,使
= + .
(1)求证:直线OA与OB的斜率之积为定值;
(2)求 + 的值。
两点,设两直线的斜率分别为
, , 且 + = , 求直线
AB恒过定点的坐标。
小结:
2、通过设动直线方程再利用
条件,寻找动直线中的字母关
系(k与b);或者解出动点坐
标,再出动直线方程,通过
化简求出定点;或者利用两个
特殊位置先求出定点,再证明。
变式训练:
在平面直角坐标系xoy中,椭圆C;
右顶点B的任意一点P,
记直线PA,PB的斜率分别为 , ,则 ∙
的值为_____________.
题型二、特值法(再证明)、设动直线方程、
解动点坐标等方法处理定点问题
例2、已知椭圆C: + =1,M(0,2)
是椭圆的一个顶点,过点M分
别作直线MA,MB交椭圆于A,B
+
= , 过点 , −
的动直线与
椭圆交于, 两点,试判断以为
直径的圆是否恒过定点,说明理
由。
课堂小结:
本节课你学习到了?
小结:
1、设曲线上的动点坐
标,利用动点在曲线上
进行坐标运算、
以及整体运算、和消元
思想。
变式训练:
1、设M为双曲线
− =1(a>0,b>0)上的任意
解析几何中的定点、定值问题(含答案)
解析几何中的定点和定值问题【教学目标】学会合理选择参数(坐标、斜率等)表示动态图形中的几何对象,探究、证明其不变性质(定点、定值等),体会“设而不求”、“整体代换”在简化运算中的作用.【教学难、重点】解题思路的优化. 【教学方法】讨论式 【教学过程】 一、基础练习1、过直线4x =上动点P 作圆224O x y +=:的切线PA PB 、,则两切点所在直线AB 恒过一定点.此定点的坐标为_________. 【答案】(1,0)【解析】设动点坐标为(4,t P ),则以OP 直径的圆C 方程为:(4)()0x x y y t -+-= ,?故AB 是两圆的公共弦,其方程为44x ty +=.注:部分优秀学生可由200x x y y r += 公式直接得出. 令4400x y -=⎧⎨=⎩得定点(1,0).2、已知PQ 是过椭圆22:21C x y +=中心的任一弦,A 是椭圆C 上异于P Q 、的任意一点.若AP AQ 、 分别有斜率12k k 、 ,则12k k ⋅=______________.【答案】-2【解析】设00(,),(,)P x y A x y ,则(,)Q x y --220001222000y y y y y y k k x x x x x x -+-⋅=⋅=-+-,又由A 、P 均在椭圆上,故有:2200222121x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,两式相减得2222002()()0x x y y -+-= ,220122202y y k k x x-⋅==-- 3,过右焦点F 作不垂直于x 轴的直线交椭圆于A 、B 两点, ¥AB 的垂直平分线交x 轴于N ,则_______.1=24e【解析】设直线AB 斜率为k ,则直线方程为()3y k x =-,与椭圆方程联立消去y 整理可得()22223424361080k x k x k +-+-=,则221212222436108,3434k k x x x x k k -+==++, 所以1221834ky y k-+=+, 则AB 中点为222129,3434k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭. 所以AB 中垂线方程为22291123434k k y x k k k ⎛⎫+=-- ⎪++⎝⎭, 令0y =,则22334k x k =+,即223,034k N k ⎛⎫ ⎪+⎝⎭, }所以222239(1)33434k k NF k k+=-=++.()2236134k AB k+==+,所以14NF AB =.F A ,是其左顶点和左焦点,P 是圆222b y x =+上的动点,若PAPF=常数,则此椭圆的离心率是【答案】e =215- 【解析】 因为PAPF=常数,所以当点P 分别在(±b ,0)时比值相等,2b ac =, 又因为222b ac =-,:所以220a c ac --=同除以a 2可得e 2+e -1=0,解得离心率e =215-. 二、典例讨论 例1、如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C : 22142x y +=的左顶点为A ,过原点O 的直线(与坐标轴不重合)与椭圆C 交于P ,Q 两点,直线PA ,QA 分别与y 轴交于M ,N 两点. 试问以MN 为直径的圆是否经过定点(与直线PQ 的斜率无关)请证明你的结论.分析一:设PQ 的方程为y kx =,设点()00,P x y (00x >),则点()00,Q x y --.《联立方程组22,24y kx x y =⎧⎨+=⎩消去y 得22412x k =+.所以0x,则0y =.所以直线AP的方程为)2y x =+.从而M ⎛⎫ ⎝同理可得点N ⎛⎫ ⎝. 所以以MN为直径的圆的方程为2(0x y y ++=整理得:2220x y y +--=由22200x y y ⎧+-=⎨=⎩,可得定点(0)F 分析二:设P (x 0,y 0),则Q (﹣x 0,﹣y 0),代入椭圆方程可得220024x y +=.由直线PA 方程为:00(2)2y y x x =++,可得0020,2y M x ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,同理由直线QA 方程可得0020,2y N x ⎛⎫⎪-⎝⎭,可得以MN 为直径的圆为2000022022y y x y y x x ⎛⎫⎛⎫+-⋅-= ⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭,整理得:2220020002240224y y y x y y x x x ⎛⎫+-++= ⎪+--⎝⎭~由于220042x y -=-,代入整理即可得2200204204x y x y y x ⎛⎫+--= ⎪-⎝⎭此圆过定点(0)F . 分析三: 易证:2212AP AQb k k a =-=-,故可设直线AP 斜率为k ,则直线AQ 斜率为12k-. 直线AP 方程为(2)y k x =+,从而得(0,2)M k ,以12k -代k 得10,N k ⎛⎫- ⎪⎝⎭故知以MN 为直径的圆的方程为21(2)()0x y k y k+-+= 整理得:2212(2)0x y k y k+-+-=由22200x y y ⎧+-=⎨=⎩,可得定点(0)F . 分析四、、设(0,),(0,)M m N n ,则以MN 为直径的圆的方程为2()()0x y m y n +--=即22()0x y m n y mn +-++= 再由221=2AP AQAM AN b k k k k a =-=-得2mn =-,下略例2、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (1) 求椭圆C 的方程;(2) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过点(1,0)E ,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值证明你的结论.解析:(1)由题意:222222111a e e b a b ⎧=⎧=⎪⎪⇒⎨⎨+=⎪⎪=⎩⎩~所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (2) 设AB 方程为(1)y k x =-,11(,)A x y ,22(,)B x y ,则MN 方程为y kx =-又设33(,)M x kx -,33(,)N x kx -1323132313231323(1)(1)AM BN y kx y kx k x kx k x kx k k x x x x x x x x +--+--+=+=+-+-+则整理得:[]132323131323(1)()(1)()()()AM BN k x x x x x x x x k k x x x x +-++---+=-+212312132322()()()AM BN k x x x x x k k x x x x ⎡⎤+-+⎣⎦+=-+ ①由22(1)44y k x x y =-⎧⎨+=⎩消元整理得:2222(41)8440k x k x k +-+-=, 所以22121222844,4141k k x x x x k k -+==++ ②又由2244y kxx y =-⎧⎨+=⎩消元整理得: $22(41)4k x +=,所以232441x k =+ ③将②、③代入①式得:0AM BN k k +=.例2(变式)、已知离心率为e 的椭圆C (1)e ,和()20,. (3) 求椭圆C 的方程;(4) 已知AB MN 、为椭圆C 上的两动弦,其中M N 、关于原点O 对称,AB 过定点(,0),(22)E m m -<<,且AB MN 、斜率互为相反数. 试问:直线AM BN 、的斜率之和是否为定值证明你的结论.解析:(3)由题意:22222111a e e b a b ⎧=⎧=⎪⎪⇒⎨⎨+=⎪⎪=⎩⎩所以椭圆C 的方程为2214x y +=. (4) :(5)设AB 方程为()y k x m =-,11(,)A x y ,22(,)B x y , 则MN 方程为y kx =-又设33(,)M x kx -,33(,)N x kx -1323132313231323()()AM BN y kx y kx k k x x x x k x m kx k x m kx x x x x +-+=+-+-+--=+-+则整理得:[]132323131323()()()()()()AM BN k x x m x x x x m x x k k x x x x +-++---+=-+212312132322()()()AM BN k x x x m x x k k x x x x ⎡⎤+-+⎣⎦+=-+ ①由22()44y k x m x y =-⎧⎨+=⎩消元整理得:22222(41)8440k x k mx k m +-+-=, 所以222121222844,4141k m k m x x x x k k -+==++ ②又由2244y kxx y =-⎧⎨+=⎩消元整理得: 22(41)4k x +=,所以232441x k =+ ③]将②、③代入①式得:0AM BN k k +=.三、课外作业1、已知椭圆22+142x y =,A 、B 是其左、右顶点,动点M 满足MB ⊥AB ,连结AM 交椭圆于点P ,在x 轴上有异于点A 、B 的定点Q ,以MP 为直径的圆经过直线BP 、MQ 的交点,则点Q 的坐标为____________.【答案】(0,0) 【解析】试题分析:设(2,),M t 则:(2)4tAM y x =+,与椭圆方程联立消y 得2222(8)44320t x t x t +++-=,所以221628P tx t -=+,288Pt y t =+,因此22282816228BP tt k t tt +==---+,即1BP OM k k =-,点Q 的坐标为O (0,0)2、已知PA 、右顶点B 的任意一点,记直线PA ,PB 的斜率分别为1212,,k k k k ⋅则的值为 . 【答案】13-|【解析】设(,)P x y ,因为P 在椭圆上,所以3、已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的离心率e =12,A,B 是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,直线PA,PB 的倾斜角分别为,αβ,则cos()cos()αβαβ+-= .【答案】7 【解析】试题分析:因为A,B 是椭圆的左右顶点,P 为椭圆上不同于AB 的动点,22PA PBb k k a ∴⋅=-2222211132244c a b b e a a a -=∴=∴=∴=,2234PA PBb k k a ∴⋅=-=-,31cos()cos cos sin sin 1tan tan 473cos()cos cos sin sin 1tan tan 14αβαβαβαβαβαβαβαβ++--====-++- #4、如图所示,已知椭圆C C 上任取不同两点A ,B ,点A 关于x 轴的对称点为'A ,当A ,B 变化时,如果直线AB 经过x 轴上的定点T (1,0),则直线'A B 经过x 轴上的定点为________.【答案】(4,0)【解析】设直线AB 的方程为x =my +1,由22141x y x my ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得(my +1)2+4y 2=4,即(m 2+4)y 2+2my-3=0.记A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ′(x 1,-y 1),且y 1+y 2=-224m m +,y 1y 2=-234m +, 当m ≠0时,经过点A′(x 1,-y 1),B(x 2,y 2)的直线方程为121y y y y ++=121x x x x --.令y =0,得x =2121x x y y -+y 1+x 1=2121my my y y -+y 1+my 1+1=2212112121my y my my y my y y -++++1=12212my y y y ++1=2232424m m m m ⋅+-+-+1=4,所以y =0时,x =4.当m =0时,直线AB 的方程为x =1,此时A′,B 重合,经过A′,B 的直线有无数条,当然可以有一条经过点(4,0)的直线.当直线AB 为x 轴时,直线A ′B 就是直线AB ,即x 轴,这条直线也经过点(4,0).综上所述,当点A ,B 变化时,直线A ′B 经过x 轴上的定点(4,0).5、 的右焦点2F 的直线交椭圆于于,M N 两点,令*【解析】试题分析:不失一般性,不妨取MN 垂直x 轴的情况,此时MN :x=1,联立221431x y x ⎧+=⎪⎨⎪=⎩,得M (1,32),N (1,-32),∴m=n=32,∴34mn m n =+6、已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,左顶点为A ,左焦点为()120F -,,点(B 在椭圆C 上,直线()0y kx k =≠与椭圆C 交于E ,F 两点,直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N .(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)以MN 为直径的圆是否经过定点若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.解析:(Ⅰ)解法一:设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,因为椭圆的左焦点为()120F -,,所以224a b -=. 设椭圆的右焦点为()220F ,,已知点(2B 在椭圆C 上,—由椭圆的定义知122BF BF a +=,所以2a ==.所以a =2b =.所以椭圆C 的方程为22184x y +=. 解法二:设椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b+=>>,因为椭圆的左焦点为()120F -,,所以224a b -=. ①因为点(2B 在椭圆C 上,所以22421a b+=. ②由①②解得,a =2b =.所以椭圆C 的方程为22184x y +=. (Ⅱ)解法一:因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A的坐标为()-.]因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F , 设点()00,E x y (不妨设00x >),则点()00,F x y --.联立方程组22,184y kx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得22812x k =+.所以0x =,则0y =.所以直线AE的方程为y x =+.因为直线AE ,AF 分别与y 轴交于点M ,N ,令0x =得y =,即点M ⎛⎫ ⎝.同理可得点N ⎛⎫ ⎝.所以MN ==.设MN 的中点为P ,则点P 的坐标为0,P k ⎛- ⎝⎭.【则以MN 为直径的圆的方程为22x y k ⎛++= ⎝⎭2,即224x y y k++=.令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.解法二:因为椭圆C 的左端点为A ,则点A的坐标为()-.因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F , 设点00(,)E x y ,则点00(,)F x y --.所以直线AE的方程为y x =+.因为直线AE 与y 轴交于点M ,令0x =得y =M ⎛⎫⎝. ;同理可得点N ⎛⎫⎝.所以020168yMN x ==-.因为点00(,)E x y 在椭圆C 上,所以2200184x y +=. 所以08MN y =. 设MN 的中点为P ,则点P的坐标为000,P y ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭. 则以MN为直径的圆的方程为2200x y y ⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭2016y .即22+x y y y +=4. 令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.解法三:因为椭圆C 的左顶点为A ,则点A 的坐标为()-.】因为直线(0)y kx k =≠与椭圆22184x y +=交于两点E ,F ,设点(),2sin E θθ(0θ<<π),则点(),2sin F θθ--.所以直线AE 的方程为y x =+.因为直线AE 与y 轴交于点M ,令0x =得2sin cos 1y θθ=+,即点2sin 0,cos 1M θθ⎛⎫⎪+⎝⎭.同理可得点2sin 0,cos 1N θθ⎛⎫⎪-⎝⎭.所以2sin 2sin 4cos 1cos 1sin MN θθθθθ=-=+-.设MN 的中点为P ,则点P 的坐标为2cos 0,sin P θθ⎛⎫-⎪⎝⎭. 则以MN 为直径的圆的方程为222cos sin x y θθ⎛⎫++= ⎪⎝⎭24sin θ, 即224cos 4sin x y y θθ++=. %令0y =,得24x =,即2x =或2x =-.故以MN 为直径的圆经过两定点()12,0P ,()22,0P -.7、已知椭圆C: 2222x y a b+=1(a >0,b >0,点A (1在椭圆C 上.(I)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设动直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,判断是否存在以原点O 为圆心的圆,满 足此圆与l 相交于两点P 1,P 2(两点均不在坐标轴上),且使得直线OP 1,OP 2的斜率之 积为定值若存在,求此圆的方程;若不存在,说明理由.(Ⅰ)解:由题意,得c a =,222a b c =+,又因为点A 在椭圆C 上,所以221314ab+=, 解得2a =,1b =,c ,~所以椭圆C 的方程为1422=+y x .(Ⅱ)结论:存在符合条件的圆,且此圆的方程为225x y +=.证明如下:假设存在符合条件的圆,并设此圆的方程为222(0)x y r r +=>.当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为m kx y +=.由方程组22,1,4y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩ 得0448)14(222=-+++m kmx x k , 因为直线l 与椭圆C 有且仅有一个公共点,所以2221(8)4(41)(44)0km k m ∆=-+-=,即2241m k =+.由方程组222,,y kx m x y r =+⎧⎨+=⎩ 得2222(1)20k x kmx m r +++-=, 则22222(2)4(1)()0km k m r ∆=-+->.设111(,)P x y ,222(,)P x y ,则12221kmx x k -+=+,2y x b =-+, 设直线1OP ,2OP的斜率分别为1k ,2k , 所以221212121212121212()()()y y kx m kx m k x x km x x m k k x x x x x x +++++===222222222222222111m r km k km m m r k k k m r m r k --⋅+⋅+-++==--+,将2241m k =+代入上式,得221222(4)14(1)r k k k k r -+⋅=+-.要使得12k k 为定值,则224141r r -=-,即25r =,验证符合题意. 所以当圆的方程为225x y +=时,圆与l 的交点12,P P 满足12k k 为定值14-. 当直线l 的斜率不存在时,由题意知l 的方程为2x =±, 此时,圆225x y +=与l 的交点12,P P 也满足1214k k =-. 8、已知椭圆C 1:22221(0)y x a b a b+=>>,且过定点M (1).(1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线l :1()3y kx k =-∈R 与椭圆C 交于A 、B 两点,试问在y 轴上是否存在定点P ,使得以弦AB 为直径的圆恒过P 点若存在,求出P 点的坐标,若不存在,说明理由. (1)解:由已知222222252511142c e a a b c a b a b ⎧==⎪⎧=⎪⎪⎪+=⇒⎨⎨⎪⎪=+=⎩⎪⎪⎩∴椭圆C 的方程为2224155y x +=(2)解:由221324155y kx y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩得:229(24)12430k x kx +--= ①设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1、x 2是方程①的两根 ∴12122212439(24)9(24)k x x x x k k +==-++,设P (0,p ),则1122()()PA x y p PB x y p =-=-,,, 22121212121212112()()()()333pPA PB x x y y p y y p x x kx kx pk x x p ⋅=+-++=+---+++2222(1845)3624399(24)p k p p k -++-=+若PA PB ⊥,则0PA PB ⋅=即222(1845)3624390p k p p -++-=对任意k ∈R 恒成立∴22184503624390p p p ⎧-=⎨+-=⎩此方程组无解,∴不存在定点满足条件。
高考解析几何中的定点定值问题
一、解析几何中的定点问题
解析几何中定点问题的两种解法:
(1)引进参数法:引进动点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.
例1、已知抛物线y2=2px(p>0)上有两点A,B, 且OA⊥OB,则直线AB过定点为______. A
k 2 y k(x 2 p) y 0
AB过定点(2 p,0)
例 2.椭圆 C 的中心在坐标原点,焦点在 x 轴上,该椭圆经过 点 P1,32且离心率为12.
(1)求椭圆 C 的标准方程; (2)若直线 l:y=kx+m 与椭圆 C 相交于 A,B 两点(A,B 不
是左右顶点),且以 AB 为直径的圆过椭圆 C 的右顶点, 求证:直线 l 过定点,并求出该定点的坐标.
y1
y2
2 pa
0
a
0
OA OB x1x2 y1y2 0 (my1 a)(my1 a) By1y2 0
(m2 1)(2 pa) am(2 pm) a2 0 a 2 p
AB : x my 2 p过定点(2 p,0)
思路2:设直线OA,OB
A
代入抛物线解得A,B点 O
B
得直线AB方程
O B
思路1:设直线AB方程 代入抛物线得关键方程 OA⊥OB 得定点
法1:设AB : x my a( AB水平显然不适合)A(x1, y1), B(x2, y2 )
由
x y
my a 2 2 px
y2
2
pmy
2
pa
ห้องสมุดไป่ตู้
0
高考数学解析几何中的定点定值定线问题
◆直线与圆锥曲线的定点、定值、定线问题一、定点问题定点问题,一般是直线系(或者曲线系)恒过定点的问题,这类问题一般解法是根据曲线的动因,先选择适当的参数,用参数表示出直线系(或者曲线系)方程,然后按参数整理,并令参数的系数为0得方程组,解方程方程组求出定点坐标.例如:(1)直线系1y kx =+中,当k 变化时,恒过定点(0,1);(2)直线系2(1)y k x +=-中,当k 变化时,恒过定点(1,2)-;(3)已知直线1:40l x y +-=,2:270l x y +-=,则过1l ,2l 交点的直线可以设为(4)(27)0x y m x y +-++-=,即(21)(1)7m x m y m +++--=.直线系(21)(1)740m x m y m +++--=恒过1l ,2l 的交点.1.如图,等边三角形OAB的边长为且其三个顶点均在抛物线上.(1)求抛物线E 的方程;(2)设动直线l 与抛物线E 相切于点P ,与直线1y =-相交于点Q .证明:以PQ 为直径的圆恒过y 轴上某定点.2.一条直线l 与抛物线22y px =(0p >)交于A 、B 两点,OA OB ⊥(O 为坐标原点).求证直线l 恒过定点,并求出定点的坐标.3.222122221223231311(0)45|PF |=3|MN|=4.(1)C a b C xC C C y C C yx yab+=>>=已知椭圆:的右焦点F 与抛物线:的焦点重合,椭圆与抛物线在第一象限的交点为P ,,圆C 的圆心T 是抛物线上的动点,圆C 与轴交于M,N 两点,且求椭圆的方程。
(2)证明:无论点T 运动到何处,圆C 恒经过椭圆上一点二、定值问题定值问题的主要处理方法是函数方法,首先,选择适当的量为变量,然后把证明为定值的量表示为上述变量的函数(可能含多元),最后把得到的函数解析式化简,消去变量得到定值.消去变量的过程中,经常要用到点在曲线上进行坐标代换消元.有时先从特殊情形入手,求出定值,再对一般情形进行证明,这样可使问题的方向更加明确.另外关注图形的几何性质可简化计算.例如(1)椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为定值;(2)双曲线上任意一点到两个焦点的距离之差的绝对值为定值;(3)抛物线上任意一点到焦点的距离与到准线的距离的比等于 1.(4)过抛物线22y px =(0p >)的焦点F 作直线与抛物线交于A 、B 两点,则A 、B 两点的横坐标之积为定值4221p x x =,纵坐标之积为定值y 1y 2=-p 2.;11AF BF +为定值2p . 【顺便记住)(21x x p AB ++== 2p sin 2θ.】4.已知椭圆2214y x +=的左,右两个顶点分别为A 、B .曲线C 是以A 、B 双曲线.设点P 在第一象限且在曲线C 上,直线AP 与椭圆相交于另一点T .(1)求曲线C 的方程;(2)设P 、T 两点的横坐标分别为1x 、2x ,求证:12x x ⋅为定值,并求出此定值.5.设000(,)A x y 是曲线2:4C x y =上的一个定点,过点0A 任意作两条倾斜角互补的直线,分别与曲线C 相交于另外两点P 、Q .证明:直线PQ 的斜率为定值.三.定直线(轨迹)问题证明动点在某一直线上(或某轨迹上)的问题,可以转化为求动点的轨迹问题,基本的方法有直接法和消参法。
例谈解析几何中定点和定值问题的解法
众所周知,解析几何中定值和定点问题的难度较大,常以压轴题的形式出现在各类试题中.解答解析几何中的定值和定点问题,需结合题目中所给的信息,灵活运用所学的知识,找出题目中各个参变量之间的等量关系,以消去变量;或证明定点、定值与变量无关.这类题目的综合性较强,需要灵活运用一些数学思想,如数形结合思想、函数思想、方程思想、分类讨论思想、设而不求思想、一般与特殊思想等来辅助解题.接下来,通过几个例题,介绍一下这两类问题的解法.一、定点问题定点问题一般是有关动直线或动圆的问题.解答这类问题的一般步骤为:(1)选取并设出合适的变量、参数,如动直线的斜率、截距,动圆方程中的参数等;(2)根据题目中给出的信息列方程,通过推理、运算得到关于定点的方程;(3)根据方程ax=b有任意实数解的充要条件a=0、b=0,建立关系式,求得定点的坐标.例1.已知四点P1(1,1),P2(0,1),P3P4中恰有三点在椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)上.(1)求椭圆C的方程;(2)设直线l不经过P2点,且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:直线l过定点.解:(1)椭圆C的方程为:x24+y2=1(过程略);(2)设直线P2A与直线P2B的斜率分别为k1、k2;若直线l与x轴垂直,则l:x=t,t≠0,且|t|<2,此时Aæèççøt,Bæèççøt,,由k1+k2=-1,得t=2(不满足题意,舍去),设l:y=kx+m(m≠1),将其代入x24+y2=1中,得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,又直线l与椭圆C相交于A,B两点,所以Δ=16(4k2-m2+1)>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1所以k1+k2=y1-1x1+y2-1x2=2kx1x2+(m-1)(x1+x2)x1x2=-1,可得k=-m+12,当m>-1时,Δ>0,则l:y=-m+12x+m,即y+1=-m+12(x-2),可知直线l过定点(2,-1).我们只需设出直线的方程,将其与椭圆的方程联立,构造一元二次方程,便可根据判别式Δ>0和韦达定理,建立关系式,求得k的值,进而确定直线l的方程.最后将直线的方程化为点斜式,根据一元一次方程有任意实数解,即可求得定点的坐标.二、定值问题定值问题主要是一些几何变量,例如面积、线段的比值、斜率、距离等为定值的问题.要证明这些几何变量为定值,就需先求得目标式,然后证明该式不随某些量的变化而变化.解答定值问题,可以用特殊与一般思想,先从特殊情况入手,求出定值,再证明该定值与变量无关;还可以直接设出变量,通过推理、计算,消去变量,得到定值.例2.已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)经过点A(0,-1),且离心率为.(1)求椭圆E的方程;(2)经过点(1,1),且斜率为k的直线与椭圆E交于P,Q两点(均异于点A),证明:直线AP与AQ的斜率之和为2.解:(1)椭圆E的方程为:x22+y2=1(过程略);(2)设直线PQ的方程为:y=k(x-1)+1(k≠2),将其代入椭圆的方程中得(1+2k2)x2-4k(k-1)x+2k(k-2)=0,设P(x1,y1),Q(x2y2),且x1x2≠0,则x1+x2=4k(k-1)2k2+1,x1x2=2k(k-2)2k2+1,可得k AP+k AQ=y1+1x1+y2+1x2=2k+(2-k)4k(k-1)2k(k-2)=2k-2(k-1)=2,则直线AP与AQ的斜率之和为2.先联立椭圆和直线的方程,再根据韦达定理得到交点的坐标的关系式,进而通过恒等变换,消去参数k,得到定值.对于这类有关直线与圆锥曲线的定值问题,都需通过联立圆锥曲线与直线的方程,根据韦达定理进行化简,才能得到定值.求解解析几何中的定值或者定点问题,都要在动点、动直线、动曲线变化的过程中寻找到不变的量,我们要根据已知信息,尽量找到更多的等量关系,以消去变量,得到定值.(作者单位:江苏省沭阳高级中学)探索探索与与研研究究55。
2025高考数学必刷题 第77讲、定点、定值问题 (学生版)
第77讲定点、定值问题知识梳理1、定值问题解析几何中定值问题的证明可运用函数的思想方法来解决.证明过程可总结为“变量—函数—定值”,具体操作程序如下:(1)变量----选择适当的量为变量.(2)函数----把要证明为定值的量表示成变量的函数.(3)定值----化简得到的函数解析式,消去变量得到定值.2、求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊情况入手,求出定值,再证明该定值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理过程中消去变量,从而得到定值.常用消参方法:①等式带用消参:找到两个参数之间的等式关系(,)0F k m =,用一个参数表示另外一个参数()k f m =,即可带用其他式子,消去参数k .②分式相除消参:两个含参数的式子相除,消掉分子和分母所含参数,从而得到定值.③因式相减消参:两个含参数的因式相减,把两个因式所含参数消掉.④参数无关消参:当与参数相关的因式为0时,此时与参数的取值没什么关系,比如:2()0y kg x -+=,只要因式()0g x =,就和参数k 没什么关系了,或者说参数k 不起作用.3、求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;(3)求证直线过定点()00,x y ,常利用直线的点斜式方程()00y y k x x -=-或截距式y kx b =+来证明.一般解题步骤:①斜截式设直线方程:y kx m =+,此时引入了两个参数,需要消掉一个.②找关系:找到k 和m 的关系:m =()f k ,等式带入消参,消掉m .③参数无关找定点:找到和k 没有关系的点.必考题型全归纳题型一:面积定值例1.(2024·安徽安庆·安庆一中校考三模)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>过点()(),0,0,A a B b --O 为坐标原点,且1OAB S = .(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 为椭圆C 上第一象限内任意一点,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N ,求证:四边形ABNM 的面积为定值.例2.(2024·陕西汉中·高三统考阶段练习)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b-=>>的焦距为1.(1)求双曲线C 的标准方程;(2)若动直线l 与双曲线C 恰有1个公共点,且与双曲线C 的两条渐近线分别交于,P Q 两点,O 为坐标原点,证明:OPQ △的面积为定值.例3.(2024·广东广州·高三广州市真光中学校考阶段练习)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>,渐近线方程为02x y ±=,点()2,0A 在C 上;(1)求双曲线C 的方程;(2)过点A 的两条直线AP ,AQ 分别与双曲线C 交于P ,Q 两点(不与A 点重合),且两条直线的斜率1k ,2k 满足121k k +=,直线PQ 与直线2x =,y 轴分别交于M ,N 两点,求证:AMN 的面积为定值.变式1.(2024·四川·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考三模)设椭圆E :()222210x y a b a b+=>>过点)M ,且左焦点为()1F .(1)求椭圆E 的方程;(2)ABC 内接于椭圆E ,过点()4,1P 和点A 的直线l 与椭圆E 的另一个交点为点D ,与BC 交于点Q ,满足AP QD AQ PD = ,证明:PBC 面积为定值,并求出该定值.变式2.(2024·全国·高二专题练习)已知1l ,2l 既是双曲线1C :2214yx -=的两条渐近线,也是双曲线2C :22221x ya b-=的渐近线,且双曲线2C 的焦距是双曲线1C .(1)任作一条平行于1l 的直线l 依次与直线2l 以及双曲线1C ,2C 交于点L ,M ,N ,求MNNL的值;(2)如图,P 为双曲线2C 上任意一点,过点P 分别作1l ,2l 的平行线交1C 于A ,B 两点,证明:PAB 的面积为定值,并求出该定值.变式3.(2024·四川成都·高二树德中学校考阶段练习)已知椭圆22:14x C y +=,,A B 是椭圆上的两个不同的点,O 为坐标原点,,,A O B 三点不共线,记AOB 的面积为AOB S .(1)若()()1122,,,OA O x y x y B == ,求证:122112AOB S x y x y =- ;(2)记直线,OA OB 的斜率为12,k k ,当1214k k =-时,试探究2AOB S 是否为定值并说明理由.题型二:向量数量积定值例4.(2024·新疆昌吉·高二统考期中)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,1F ,2F 是C 的左、右焦点,过1F 的动直线l 与C 交于不同的两点A ,B 两点,且2ABF △的周长为椭圆C 的其中一个焦点在抛物线24y x =准线上,(1)求椭圆C 的方程;(2)已知点5,04M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,证明:MA MB ⋅ 为定值.例5.(2024·江西萍乡·高二萍乡市安源中学校考期末)已知()4,M m 是抛物线()2:20C y px p =>上一点,且M 到C 的焦点的距离为5.(1)求抛物线C 的方程及点M 的坐标;(2)如图所示,过点()2,0P 的直线l 与C 交于A ,B 两点,与y 轴交于点Q ,设QA PA λ= ,QB PB μ=,求证:λμ+是定值.例6.(2024·四川南充·高二四川省南充高级中学校考开学考试)已知点P 到(2,0)A -的距离是点P 到()10B ,的距离的2倍.(1)求点P 的轨迹方程;(2)若点P 与点Q 关于点B 对称,过B 的直线与点Q 的轨迹Γ交于E ,F 两点,探索BE BF ⋅是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.变式4.(2024·全国·高二校联考阶段练习)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的右焦点为()1,0F ,点31,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭在E 上.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)过点F 的直线l 与椭圆E 交于A ,B 两点,点Q 为椭圆E 的左顶点,直线QA ,QB 分别交4x =于M ,N 两点,O 为坐标原点,求证:OM ON ⋅为定值.变式5.(2024·上海宝山·高三上海交大附中校考期中)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为2,椭圆的一个顶点与两个焦点构成的三角形面积为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线()()10y k x k =->与椭圆C 交于A ,B 两点,且与x 轴,y 轴交于M ,N 两点.①若MB AN = ,求k 的值;②若点Q 的坐标为7,04⎛⎫⎪⎝⎭,求证:QA QB ⋅ 为定值.题型三:斜率和定值例7.(2024·四川成都·高三成都七中校考开学考试)已知()221:1044x y C a a a+=<<-,()222:144x y C b b b+=>-.(1)证明:2y x =-总与1C 和2C 相切;(2)在(1)的条件下,若2y x =-与1C 在y 轴右侧相切于A 点,与2C 在y 轴右侧相切于B 点.直线l 与1C 和2C 分别交于P ,Q ,M ,N 四点.是否存在定直线l 使得对任意题干所给a ,b ,总有AP AQ BP BQ k k k k +++为定值?若存在,求出l 的方程;若不存在,请说明理由.例8.(2024·河南洛阳·高三伊川县第一高中校联考开学考试)已知抛物线2111:2(0)C y p x p =>与抛物线2222:2(0)C x p y p =>在第一象限交于点P .(1)已知F 为抛物线1C 的焦点,若PF 的中点坐标为()1,1,求1p ;(2)设O 为坐标原点,直线OP 的斜率为1k .若斜率为2k 的直线l 与抛物线1C 和2C 均相切,证明12k k +为定值,并求出该定值.例9.(2024·河南许昌·高二统考期末)已知PAB 的两个顶点A ,B 的坐标分别是(0,3),(0,3),-且直线PA ,PB 的斜率之积是3-,设点P 的轨迹为曲线H .(1)求曲线H 的方程;(2)经过点(1,3)且斜率为k 的直线与曲线H 交于不同的两点E ,F (均异于A ,B ),证明:直线BE 与BF 的斜率之和为定值.变式6.(2024·河南商丘·高二校考阶段练习)已知12A A B ,,是椭圆()222210x y a b a b+=>>的顶点(如图),直线l 与椭圆交于异于顶点的P Q ,两点,且2//l A B ,且2A B =,(1)求此椭圆的方程;(2)设直线1A P 和直线BQ 的斜率分别为12k k ,,证明12k k +为定值.变式7.(2024·云南昆明·高二云南师范大学实验中学校考阶段练习)过点()1,0M 的直线为,l N 为圆22:(2)4C x y +-=与y 轴正半轴的交点.(1)若直线l 与圆C 相切,求直线l 的方程:(2)证明:若直线l 与圆C 交于,A B 两点,直线,AN BN 的斜率之和为定值.题型四:斜率积定值例10.(2024·河南郑州·高三郑州外国语学校校考阶段练习)已知椭圆()222210+=>>x y C a b a b:的离心率为2,以C 的短轴为直径的圆与直线6y ax =+相切.(1)求C 的方程;(2)直线()():10l y k x k =-≥与C 相交于A ,B 两点,过C 上的点P 作x 轴的平行线交线段AB 于点Q ,且PQ 平分APB ∠,设直线OP 的斜率为k '(O 为坐标原点),判断k k '⋅是否为定值?并说明理由.例11.(2024·内蒙古包头·高三统考开学考试)已知点()()3,0,3,0M N -,动点(),P x y 满足直线PM 与PN 的斜率之积为13-,记点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程,并说明C 是什么曲线;(2)过坐标原点的直线交曲线C 于A ,B 两点,点A 在第一象限,AD ⊥x 轴,垂足为D ,连接BD 并延长交曲线C 于点H .证明:直线AB 与AH 的斜率之积为定值.例12.(2024·江苏南通·高三统考开学考试)在直角坐标系xOy 中,点P 到点)F 的距离与到直线l :x =P 的轨迹为W .(1)求W 的方程;(2)过W 上两点A ,B 作斜率均为12-的两条直线,与W 的另两个交点分别为C ,D .若直线AB ,CD 的斜率分别为1k ,2k ,证明:12k k 为定值.变式8.(2024·全国·高二随堂练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为2,点(在C 上,直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB的中点为M .证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值.题型五:斜率比定值例13.(2024·福建厦门·高二厦门一中校考期中)已知双曲线Γ:22221x y a b-=实轴AB 长为4(A 在B 的左侧),双曲线Γ上第一象限内的一点P 到两渐近线的距离之积为45.(1)求双曲线Γ的标准方程;(2)设过()4,0T 的直线与双曲线交于C ,D 两点,记直线AC ,BD 的斜率为1k ,2k ,请从下列的结论中选择一个正确的结论,并予以证明.①12k k +为定值;②12k k ⋅为定值;③12k k 为定值例14.(2024·四川成都·高二校考期中)已知椭C :22221(0)x y a b a b+=>>,12,F F 为其左右焦1F ()(1)求椭圆C 的标准方程;(2)设点P ()0000,(0)x y x y ≠,点P 在椭圆C 上,过点P 作椭圆C 的切线l ,斜率为0k ,1PF ,2PF 的斜率分别为1k ,2k ,则11201k k k k k +是否是定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.例15.(2024·湖北荆州·高三沙市中学校考阶段练习)已知双曲线()2222:1,0,0x y C a b a b-=>>的实轴长为4,左右两个顶点分别为12,A A ,经过点()4,0B 的直线l 交双曲线的右支于,M N两点,且M 在x 轴上方,当l x ⊥轴时,MN =(1)求双曲线方程.(2)求证:直线12,MA NA 的斜率之比为定值.题型六:线段定值例16.(2024·浙江·高二校联考期中)已知圆1C :22x y m +=与圆2C :2240x y x +-=.(1)若圆1C 与圆2C 内切,求实数m 的值;(2)设()3,0A ,在x 轴正半轴上是否存在异于A 的点(),0B b ,使得对于圆2C 上任意一点P ,PAPB为定值?若存在,求b 的值;若不存在,请说明理由.例17.(2024·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习)已知P 为平面上的动点,记其轨迹为Γ.(1)请从以下三个条件中选择一个,求对应的Γ的方程;①以点P 为圆心的动圆经过点()1,0F -,且内切于圆()22:116K x y -+=;②已知点()1,0T -,直线4l x =-:,动点P 到点T 的距离与到直线l 的距离之比为12;③设E 是圆22:4O x y +=上的动点,过E 作直线EG 垂直于x轴,垂足为G ,且2GP GE = .(2)在(1)的条件下,设曲线Γ的左、右两个顶点分别为A ,B ,若过点()1,0K 的直线m 的斜率存在且不为0,设直线m 交曲线Γ于点M ,N ,直线n 过点()1,0T -且与x 轴垂直,直线AM 交直线n 于点P ,直线BN 交直线n 于点Q ,则线段的比值TP TQ是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.例18.(2024·江西九江·统考一模)如图,已知椭圆22122:1x y C a b+=(0a b >>)的左右焦点分别为1F ,2F ,点A 为1C 上的一个动点(非左右顶点),连接1AF 并延长交1C 于点B ,且2ABF △的周长为8,12AF F △面积的最大值为2.(1)求椭圆1C 的标准方程;(2)若椭圆2C 的长轴端点为12,F F ,且2C 与1C 的离心率相等,P 为AB 与2C 异于1F 的交点,直线2PF 交1C 于,M N 两点,证明:||||AB MN +为定值.变式9.(2024·湖南·高三临澧县第一中学校联考开学考试)已知抛物线()21:0C y px p =>的焦点为1F ,抛物线22:2C y px =的焦点为2F ,且1212F F =.(1)求p 的值;(2)若直线l 与1C 交于M ,N 两点,与2C 交于P ,Q 两点,M ,P 在第一象限,N ,Q 在第四象限,且2MP NQ =,证明:MN PQ为定值.变式10.(2024·安徽合肥·高三合肥一中校联考开学考试)已知抛物线2:2E x py =(p 为常数,0p >).点()00,M x y 是抛物线E 上不同于原点的任意一点.(1)若直线00:2x l y x y =-与E 只有一个公共点,求p ;(2)设P 为E 的准线上一点,过P 作E 的两条切线,切点为,A B ,且直线PA ,PB 与x 轴分别交于C ,D 两点.①证明:PA PB ⊥②试问PC AB PB CD⋅⋅是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.变式11.(2024·山东淄博·高二校联考阶段练习)已知圆O :222x y r +=与直线0x y -+=相切.(1)若直线:25l y x =-+与圆O 交于M ,N 两点,求MN ;(2)已知()9,0C -,()1,0D -,设P 为圆O 上任意一点,证明:PDPC为定值.变式12.(2024·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)已知A ,B 分别是椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的右顶点和上顶点,AB =AB 的斜率为12-.(1)求椭圆的方程;(2)直线//l AB ,与x ,y 轴分别交于点M ,N ,与椭圆相交于点C ,D .(i )求OCM 的面积与ODN △的面积之比;(ⅱ)证明:22CM MD +为定值.变式13.(2024·四川巴中·高二四川省通江中学校考期中)已知圆C 过点()1,2A ,()2,1B ,且圆心C 在直线y x =-上.P 是圆C 外的点,过点P 的直线l 交圆C 于M ,N 两点.(1)求圆C 的方程;(2)若点P 的坐标为()0,3-,求证:无论l 的位置如何变化PM PN ⋅恒为定值;(3)对于(2)中的定值,使PM PN ⋅恒为该定值的点P 是否唯一?若唯一,请给予证明;若不唯一,写出满足条件的点P 的集合.变式14.(2024·云南·校联考模拟预测)已知点M 到定点()3,0F 的距离和它到直线l :253x =的距离的比是常数35.(1)求点M 的轨迹C 的方程;(2)若直线l :y kx m =+与圆2216x y +=相切,切点N 在第四象限,直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,求证:FAB 的周长为定值.题型七:直线过定点例19.(2024·全国·高三专题练习)已知12,F F 分别为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点,过点1(1,0)F -且与x 轴不重合的直线与椭圆C 交于,A B 两点,2ABF 的周长为8.(1)若2ABF 的面积为7,求直线AB 的方程;(2)过,A B 两点分别作直线4x =-的垂线,垂足分别是,E F ,证明:直线EB 与AF 交于定点.例20.(2024·江西南昌·高三校联考阶段练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为2,左、右焦点分别为1F ,2F ,点P 为椭圆C 上任意一点,12PF F △(1)求椭圆C 的方程;(2)过x 轴上一点()1,0F 的直线与椭圆交于,A B 两点,过,A B 分别作直线2:l x a =的垂线,垂足为M ,N 两点,证明:直线AN ,BM 交于一定点,并求出该定点坐标.例21.(2024·江西南昌·高二南昌市外国语学校校考期中)在平面直角坐标系中,椭圆C :22221x y a b +=(a >b >0)过点⎝⎭.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点K (2,0)作与x 轴不重合的直线与椭圆C 交于A ,B 两点,过A ,B 点作直线l :x=2a c的垂线,其中c 为椭圆C 的半焦距,垂足分别为A 1,B 1,试问直线AB 1与A 1B 的交点是否为定点,若是,求出定点的坐标;若不是,请说明理由.变式15.(2024·甘肃天水·高二统考期末)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,离心率e =2P ⎛ ⎝⎭在E 上.(1)求E 的方程;(2)过点2F 作互相垂直且与x 轴均不重合的两条直线分别交E 于点A ,B 和C ,D ,若M ,N 分别是弦AB ,CD 的中点,证明:直线MN 过定点.变式16.(2024·黑龙江鹤岗·高二鹤岗一中校考期中)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :()222210x y a b a b +=>>的左,右顶点分别为A 、B ,点F 是椭圆的右焦点,3AF FB= ,3AF FB ⋅=.(1)求椭圆C 的方程;(2)不过点A 的直线l 交椭圆C 于M 、N 两点,记直线l 、AM 、AN 的斜率分别为k 、1k 、2k .若()121k k k +=,证明直线l 过定点,并求出定点的坐标.变式17.(2024·全国·高三专题练习)已知A 、B 分别为椭圆E ∶22221(0)x y a b a b+=>>的右顶点和上顶点、椭圆的离心率为3,F 1、F 2为椭圆的左、右焦点,点P 是线段AB 上任意一点,且12PF PF ⋅的最小值为7110-.(1)求椭圆E 的方程;(2)若直线l 是圆C ∶x 2+y 2=9上的点处的切线,点M 是直线l 上任一点,过点M 作椭圆C 的切线MG ,MH ,切点分别为G ,H ,设切线的斜率都存在.试问∶直线GH 是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.变式18.(2024·全国·高三专题练习)已知椭圆C :()222210x y a b a b+=>>的右顶点是M (2,0),离心率为12.(1)求椭圆C 的标准方程.(2)过点T (4,0)作直线l 与椭圆C 交于不同的两点A ,B ,点B 关于x 轴的对称点为D ,问直线AD 是否过定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.题型八:动点在定直线上例22.(2024·江苏南通·高二校考阶段练习)已知()()1,0,1,0B C -为ABC 的两个顶点,P 为ABC 的重心,边,AC AB 上的两条中线长度之和为6.(1)求点P 的轨迹T 的方程.(2)已知点()()()3,0,2,0,2,0N E F --,直线PN 与曲线T 的另一个公共点为Q ,直线EP 与FQ 交于点M ,试问:当点P 变化时,点M 是否恒在一条定直线上?若是,请证明;若不是,请说明理由.例23.(2024·上海·高二专题练习)已知双曲线2212x y -=的两焦点为12,F F ,P 为动点,若124PF PF +=.(1)求动点P 的轨迹E 方程;(2)若12(2,0),(2,0)(1,0)A A M -,设直线l 过点M ,且与轨迹E 交于R Q 、两点,直线1A R 与2A Q 交于S 点.试问:当直线l 在变化时,点S 是否恒在一条定直线上?若是,请写出这条定直线方程,并证明你的结论;若不是,请说明理由.例24.(2024·全国·高二专题练习)已知椭圆C 的离心率2e =,长轴的左、右端点分别为()()122,02,0A A -,(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线1x my =+与椭圆C 交于P Q ,两点,直线1A P 与2A Q 交于点S ,试问:当m 变化时,点S 是否恒在一条直线上?若是,请写出这条直线的方程,并证明你的结论;若不是,请说明理由.变式19.(2024·全国·高三专题练习)已知曲线22:163x y E +=,直线:l y x m =+与曲线E 交于y 轴右侧不同的两点,A B .(1)求m 的取值范围;(2)已知点P 的坐标为()2,1,试问:APB △的内心是否恒在一条定直线上?若是,请求出该直线方程;若不是,请说明理由.变式20.(2024·浙江台州·高二校联考期中)已知直线l :1x my =+与圆C :2240x y x +-=交于A 、B 两点.(1)若1m =时,求弦AB 的长度;(2)设圆C 在点A 处的切线为1l ,在点B 处的切线为2l ,1l 与2l 的交点为Q .试探究:当m 变化时,点Q 是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由.变式21.(2024·全国·高二专题练习)已知直线:1l x my =-,圆22:40C x y x ++=.(1)证明:直线l 与圆C 相交;(2)设直线l 与C 的两个交点分别为A 、B ,弦AB 的中点为M ,求点M 的轨迹方程;(3)在(2)的条件下,设圆C 在点A 处的切线为1l ,在点B 处的切线为2l ,1l 与2l 的交点为Q .证明:Q ,A ,B ,C 四点共圆,并探究当m 变化时,点Q 是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由.变式22.(2024·吉林四平·高二校考阶段练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的左、右顶点分别为1M 、2M ,短轴长为C 上的点P 满足直线1PM 、2PM 的斜率之积为34-.(1)求C 的方程;(2)若过点()1,0且不与y 轴垂直的直线l 与C 交于A 、B 两点,记直线1M A 、2M B 交于点Q .探究:点Q 是否在定直线上,若是,求出该定直线的方程;若不是,请说明理由.变式23.(2024·高二课时练习)已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)过点(P ,且离心率为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)记椭圆C 的上下顶点分别为,A B ,过点()0,4斜率为k 的直线与椭圆C 交于,M N 两点,证明:直线BM 与AN 的交点G 在定直线上,并求出该定直线的方程.题型九:圆过定点例25.(2024·陕西西安·高二西安市铁一中学校考期末)已知椭圆2222=1(>>0)x y C a b a b+:的离心率2=e ,左、右焦点分别为12,F F ,抛物线2y =的焦点F 恰好是该椭圆的一个顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知圆M :2223x y +=的切线l (直线l 的斜率存在且不为零)与椭圆相交于,A B 两点,求证:以AB 为直径的圆是否经过坐标原点.例26.(2024·四川宜宾·校考模拟预测)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率2e =,左、右焦点分别为1F 、2F ,抛物线2y =的焦点F 恰好是该椭圆的一个顶点.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知圆222:3M x y +=的切线l (直线l 的斜率存在且不为零)与椭圆相交于A 、B 两点,那么以AB 为直径的圆是否经过定点?如果是,求出定点的坐标;如果不是,请说明理由.例27.(2024·辽宁葫芦岛·统考二模)已知直线l 1:10x y -+=过椭圆C :2221(0)4x y b b +=>的左焦点,且与抛物线M :22(0)y px p =>相切.(1)求椭圆C 及抛物线M 的标准方程;(2)直线l 2过抛物线M 的焦点且与抛物线M 交于A ,B 两点,直线OA ,OB 与椭圆的过右顶点的切线交于M ,N 两点.判断以MN 为直径的圆与椭圆C 是否恒交于定点P ,若存在,求出定点P 的坐标;若不存在,请说明理由.变式24.(2024·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,动点M 到直线4x =的距离等于点M 到点(1,0)D 的距离的2倍,记动点M 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)已知斜率为12的直线l 与曲线C 交于A 、B 两个不同点,若直线l 不过点31,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,设直线PA PB 、的斜率分别为PA PB k k 、,求PA PB k k +的值;(3)设点Q 为曲线C 的上顶点,点E 、F 是C 上异于点Q 的任意两点,以EF 为直径的圆恰过Q 点,试判断直线EF 是否经过定点?若经过定点,请求出定点坐标;若不经过定点,请说明理由.变式25.(2024·广西·高三象州县中学校考阶段练习)在直角坐标系xOy 中,动点M 到定点(1,0)F 的距离比到y 轴的距离大1.(1)求动点M 的轨迹方程;(2)当0x ≥时,记动点M 的轨迹为曲线C ,过F 的直线与曲线C 交于P ,Q 两点,直线OP ,OQ 与直线1x =分别交于A ,B 两点,试判断以AB 为直径的圆是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.变式26.(2024·江西宜春·高二江西省丰城中学校考期末)已知双曲线C :()222210,0x y a b a b -=>>经过点A ()2,0,且点A 到C 的渐近线的距离为7.(1)求双曲线C 的方程;(2)过点()4,0作斜率不为0的直线l 与双曲线C 交于M ,N 两点,直线4x =分别交直线AM ,AN 于点E ,F .试判断以EF 为直径的圆是否经过定点,若经过定点,请求出定点坐标;反之,请说明理由.题型十:角度定值例28.(2024·全国·高三专题练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>上的点到它的两个焦点的距离之和为4,以椭圆C 的短轴为直径的圆O 经过这两个焦点,点A ,B 分别是椭圆C 的左、右顶点.(1)求圆O 和椭圆C 的方程;(2)已知P ,Q 分别是椭圆C 和圆O 上的动点(P ,Q 位于y 轴两侧),且直线PQ 与x 轴平行,直线AP ,BP 分别与y 轴交于点M ,N .求证:MQN ∠为定值.例29.(2024·北京·高三北京八中校考期中)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>上的点到它的两个焦点的距离之和为4,以椭圆C 的短轴为直径的圆O 经过这两个焦点,点A ,B 分别是椭圆C 的左、右顶点.(1)求圆O 和椭圆C 的方程.(2)已知P ,Q 分别是椭圆C 和圆O 上的动点(P ,Q 位于y 轴两侧),且直线PQ 与x 轴平行,直线AP ,BP 分别与y 轴交于点M ,N .求证:MQN ∠为定值.例30.(2024·全国·高三专题练习)已知点()20F -,是椭圆22221(0)x y E a b a b+=>>:的左焦点,过F 且垂直x 轴的直线l 交E 于P ,Q ,且10||=3PQ .(1)求椭圆E 的方程;(2)四边形ABCD (A ,D 在x 轴上方)的四个顶点都在椭圆E 上,对角线AC ,BD 恰好交于点F ,若直线AD ,BC 分别与直线l 交于M ,N ,且O 为坐标原点,求证:MOF NOF ∠=∠.变式27.(2024·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)如图3所示,点1F ,A 分别为椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左焦点和右顶点,点F 为抛物线2:16C y x =的焦点,且124OF OA OF ==(O 为坐标原点).(1)求椭圆E 的方程;(2)过点1F 作直线l 交椭圆E 于B ,D 两点,连接AB ,AD 并延长交抛物线的准线于点M ,N ,求证:1MF N ∠为定值.变式28.(2024·四川绵阳·高二盐亭中学校考期中)已知圆222:(64F x y -+=,N 为圆上一动点,1(F -,若线段1NF 的垂直平分线交2NF 于点M .(1)求动点M 的轨迹方程E ;(2)如图,点(2,P Q 在曲线E 上,,A B是曲线E 上位于直线PQ 两侧的动点,当,A B 运动时,满足APQ BPQ ∠=∠,试问直线AB 的斜率是否为定值,请说明理由.变式29.(2024·广东阳江·高三统考开学考试)已知()2,0A ,()2,0B -分别是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>长轴的两个端点,C 的焦距为2.()3,0M ,4,03N ⎛⎫ ⎪⎝⎭,P 是椭圆C 上异于A ,B 的动点,直线PM 与C 的另一交点为D ,直线PN 与C 的另一交点为E .(1)求椭圆C 的方程;(2)证明:直线DE 的倾斜角为定值.变式30.(2024·陕西榆林·高二校考阶段练习)已知椭圆E 的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y 轴,且过()2,1A -,2B ⎛ ⎝⎭两点.(1)求E 的方程;(2)若直线l 与圆O :2285x y +=相切,且直线l 交E 于M ,N 两点,试判断MON ∠是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由。
高中数学解题方法系列:解析几何中的定点定线定值
高中数学解题方法系列:解析几何中的定点定线定值1.已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,椭圆C 上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)若直线l :y kx m =+与椭圆C 相交于A ,B 两点(A B ,不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点,求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.【标准答案】(I)由题意设椭圆的标准方程为22221(0)x y a b a b +=>>3,1a c a c +=-=,22,1,3a c b ===221.43x y ∴+=(II)设1122(,),(,)A x y B x y ,由22143y kx mx 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 1AD BD k k ⋅=-,1212122y yx x ∴⋅=---,(最好是用向量点乘来)1212122()40y y x x x x +-++=,2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k --+++=+++,2271640m mk k ++=,解得1222,7km 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).72.已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 过点)23,1(,且离心率21=e 。
解析几何中定值和定点问题
解析几何中定值与定点问题【探究问题解决的技巧、方法】(1)定点和定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思想是使用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关•在这类试题中选择消元的方向是非常关键的.⑵解圆锥曲线中的定点、定值问题也可以先研究一下特殊情况,找出定点或定值,再视具体情况进行研究.【实例探究】题型1:定值问题:例1:已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线2后焦点,离心率等于:(I)求椭圆C的标准方程;(H)过椭圆C的右焦点作直线I交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若MA-二心朋',求证站+心为定值.解:(I)设椭圆C的方程为:- ,则由题意知b = 1.—+y i = 1•••椭圆C的方程为:'(II)方法一:设A、B、M点的坐标分别为二:叮一亠…一―_…亠■-.- 易知F点的坐标为(2, 0)-:MA=\AF,:.(忑,戸一儿)二金总一可厂旳).吃产兰T Ji 二亠L去分母整理得 ■. 1'1-'i同理鉱二〈脚得:£ +1的+5-5^ =Q :.人禺是方程"+険+5-5斥二血两个祗血 +為=-10.方法二:设A 、B 、M 点的坐标分别为 又易知F 点的坐标为(2,0).显然直线I 存在的斜率,设直线I 的斜率为k ,则直线I 的方程是 尸如2).将直线I 的方程代入到椭圆 C 的方程中,消去y 并整理得 (l+5t 3)x a -20jk 3x+20t a -5=0+20i 320^-52-兀]2—抵 4 一 2(如+ xj +斤工2例2•已知椭圆C 经过点A (1,3/2),两个焦点为(-1,0),(1,0). 1) 求椭圆方程2) E 、F 是椭圆上的两个动点,如果直线 AE 的斜率与AF 的斜率互为相反数,证明:直线EF 的斜率为定值,并求出这个定值 (1)a2-b2=c2=1将A 点坐标代入到椭圆方程中,得二v MA = \AF^B =希丽椭点坐标代入得召设椭圆方程为x2/(b2+1)+y2/b2=1将(1, 3/2)代入整理得4bM-9b 2-9=0解得b2=3 (另一值舍)所以椭圆方程为x2/4+y2/3=1(2)设AE 斜率为k则AE 方程为y-(3/2)=k(x-1) ①x 2/4+y 2/3=1 ②①,②联立得出两个解一个是 A (1,3/2 )另一个是E (x1 , y1 )①代入②消去y 得( 1 /4+k 2/3 ) x2-(2k2/3-k) x+k2/3-k-1/4=0 根据韦达定理x1 1= ( k2/3-k-1/4 ) / (1/4+k23 [③将③的结果代入①式得y1=(-k2/2-k/2+3/8 ) /(1/4+k 2/3)设AF 斜率为-k,F( x2,y2)则AF 方程为y- (3/2) =-k (x-1 [④x2/4+y 2/3=1 ②②④联立同样解得x2=(k2/3+k-1/4 ) /(1/4+k2/3)y2= (-k2/2+k/2+3/8 ) /(1/4+k2/3)EF 斜率为( y2-y1 ) /(x2-x1)=1/2所以直线EF 斜率为定值,这个定值是1/2。
高考数学解析几何专题讲义第16讲--定点问题
3 3
x2
ty2
1
②
由①②知 AB 的方程为 3 x ty 1 ,即 x 3(1 ty)
③
3
易知右焦点 F ( 3, 0) 满足③ 故直线 AB 恒过定点 F ( 3, 0)
(2)略
【例 2-2】(2019 全国Ⅲ文 21)已知曲线 C : y x2 ,D 为直线 y = - 1 上的动点,过 D 作 C 的两条切线, 切
【解法一】 F (1, 0), k (a2 , 0) ,先探索,当 m 0 时,直线 l ox 轴,则 ABED 为矩形,由对称性知,AE 与
BD 交于定点 N ( a2 1, 0) , 2
证明:设 A(x1, y1)B(x2 , y2 )E(a2 , y1) ,当 m 变化时首先 AE 过定点 N
2 2
+ +
(y + y2 =
1)2 3 1
=
(4)2 3Þ
ìïx = 0 ïî y = 1
即两圆的公共点为(0,1)
因此所求点 T 如果存在,只能是(0,1),事实上.点(0,1)就是所求点,证明如下 当 l 与 x 轴垂直时,以 AB 为直径的圆过 T(0,1)
当 l 与 x 轴不垂直时,设直线 l : y = kx - 1 3
且以 AB 为直径的圆过椭圆 C 的右顶点。求证:直线 l 过定点,并求出该定点坐标.
y kx m
【解析】设
A(x1,
y1), B(x2 ,
y2 ) ,由 3x2
4y2
得 12
(3 4k 2 )x2 8mkx 4(m2 3) 0
64m2k 2 16(3 4k 2 )(m2 3) 0
2
2
点分别为 A,B.