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專題04圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問題(典型題型歸類訓(xùn)練)一、必備秘籍一、定點(diǎn)問題1.求解(或證明)直線和曲線過定點(diǎn)的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量,視作常數(shù),把方程一邊化為零,既然是過定點(diǎn),那么這個(gè)方程就是對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,這樣就得到一個(gè)關(guān)于,的方程組,這個(gè)方程組的解所確定的點(diǎn)就是直線或曲線所過的定點(diǎn).2.常用方法:一是引進(jìn)參數(shù)法,引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒有關(guān)系,找到定點(diǎn);二是特殊到一般法,根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無(wú)關(guān).二、定值問題1.解析幾何中的定值問題是指某些幾何量(線段的長(zhǎng)度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達(dá)式的值等和題目中的參數(shù)無(wú)關(guān),不依參數(shù)的變化而變化,而始終是一個(gè)確定的值.常見定值問題的處理方法:(1)確定一個(gè)(或兩個(gè))變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進(jìn)行表示(2)將所求表達(dá)式用核心變量進(jìn)行表示(有的甚至就是核心變量),然后進(jìn)行化簡(jiǎn),看能否得到一個(gè)常數(shù).2.定值問題的處理技巧:(1)對(duì)于較為復(fù)雜的問題,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直線等)求出定值,進(jìn)而給后面一般情況的處理提供一個(gè)方向.(2)在運(yùn)算過程中,盡量減少所求表達(dá)式中變量的個(gè)數(shù),以便于向定值靠攏(3)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點(diǎn)的坐標(biāo)符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡(jiǎn)化運(yùn)算三、定直線問題定直線問題是證明動(dòng)點(diǎn)在定直線上,其實(shí)質(zhì)是求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,所以所用的方法即為求軌跡方程的方法,如定義法、消參法、交軌法等.二、典型題型題型一:定點(diǎn)問題1.(2024·陜西咸陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))橢圓的離心率為,上、下頂點(diǎn)與一個(gè)焦點(diǎn)圍成的三角形的面積為.(1)求橢圓C的方程:(2)過點(diǎn)作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,求證:直線過定點(diǎn).2.(2024上·湖北·高二湖北省武漢市漢鐵高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考期末)已知拋物線,點(diǎn)為的焦點(diǎn),過點(diǎn)且斜率為的直線交拋物線于兩點(diǎn),.(1)求拋物線的方程;(2)過點(diǎn)的直線與拋物線相交于兩點(diǎn),已知點(diǎn),且以線段為直徑的圓與直線的另一個(gè)交點(diǎn)為,試問在軸上是否存在一定點(diǎn).使直線恒過此定點(diǎn).若存在,請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.3.(2024上·山東泰安·高二統(tǒng)考期末)已知雙曲線的左焦點(diǎn),一條漸近線方程為,過做直線與雙曲線左支交于兩點(diǎn),點(diǎn),延長(zhǎng)與雙曲線右支交于兩點(diǎn).(1)求雙曲線的方程;(2)判斷直線是否過定點(diǎn)?若過定點(diǎn),求出該點(diǎn)的坐標(biāo);若不過定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由.題型二:定值問題1.(2024上·江蘇鹽城·高二江蘇省射陽(yáng)中學(xué)校聯(lián)考期末)已知點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若軌跡的左右頂點(diǎn)分別為,直線與直線交于點(diǎn),直線與軌跡交于相異的兩點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)不在軸上時(shí),分別記直線與的斜率為,,求證:是定值.2.(2024上·安徽合肥·高三合肥一中??计谀┮阎p曲線:(,)的一條漸近線與雙曲線:的一條漸近線垂直,且的一個(gè)焦點(diǎn)到的一條漸近線的距離為2.(1)求的方程;(2)若上任意一點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,過分別作的兩條漸近線的平行線,與分別交于求證:為定值.3.(2024上·浙江舟山·高二統(tǒng)考期末)拋物線上的到焦點(diǎn)的距離為4,直線經(jīng)過與拋物線相交于兩點(diǎn),是直線與軸的交點(diǎn),直線分別交軸于兩點(diǎn).(1)求拋物線方程;(2)求證:為定值.題型三:定直線問題1.(2023上·山東濟(jì)南·高二山東師范大學(xué)附中校考期中)已知圓F:,點(diǎn),點(diǎn)G是圓F上任意一點(diǎn),線段EG的垂直平分線交直線FG于點(diǎn)T,點(diǎn)T的軌跡記為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)已知曲線C上一點(diǎn),動(dòng)圓N:,且點(diǎn)M在圓N外,過點(diǎn)M作圓N的兩條切線分別交曲線C于點(diǎn)A,B①求證:直線AB的斜率為定值;②若直線AB與交于點(diǎn)Q,且時(shí),求直線AB的方程.2.(2024上·福建福州·高二校聯(lián)考期末)設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,,直線,相交于點(diǎn)P,且它們的斜率之積為,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為Γ.(1)求Γ的方程,(2)動(dòng)直線與Γ相交于不同的兩點(diǎn)C,D,若直線與直線相交于點(diǎn)M,判斷點(diǎn)M是否位于一條定直線上?若是,求出該直線方程;若不是,說(shuō)明理由.3.(2024上·河北邯鄲·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線與軸的交點(diǎn)為,過點(diǎn)的直線與拋物線交于不同的兩點(diǎn),且當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),.(1)求拋物線的方程.(2)記拋物線在兩點(diǎn)處的切線的交點(diǎn)為,是否存在直線使與的面積相等?若存在,求出直線的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.三、專項(xiàng)訓(xùn)練1.(2024上·江西鷹潭·高二統(tǒng)考期末)如圖所示,、分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過點(diǎn)作兩條互相垂直的直線、與橢圓交于、兩點(diǎn),證明直線過定點(diǎn),并求面積的最大值.2.(2024上·四川成都·高二校聯(lián)考期末)已知圓的方程,,,拋物線過兩點(diǎn),且以圓的切線為準(zhǔn)線.(1)求拋物線焦點(diǎn)的軌跡C的方程;(2)已知,設(shè)x軸上一定點(diǎn),過T的直線交軌跡C于兩點(diǎn)(直線與軸不重合),求證:為定值.5.(2024上·河北·高三校聯(lián)考期末)已知拋物線,過焦點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),且的最小值為2.(1)求的方程;(2)過且與垂直的直線交于兩點(diǎn),設(shè)直線的中點(diǎn)分別為,過坐標(biāo)原點(diǎn)作直線的垂線,垂足為,是否存在定點(diǎn),使得為定值,若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.6.(2024上·云南昆明·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離為.(1)求拋物線的方程;(2)點(diǎn)在拋物線上,直線與拋物線交于兩點(diǎn)(第一象限),過點(diǎn)作軸的垂線交于點(diǎn),直線與直線、分別交于點(diǎn)(為坐標(biāo)原點(diǎn)),且,證明:直線過定點(diǎn).7.(2024上·湖北·高二校聯(lián)考期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為,設(shè)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)為.(1)若,求過點(diǎn)與拋物線有且只有一個(gè)公共點(diǎn)的直線方程;(2)設(shè)過動(dòng)點(diǎn)的兩條直線均與相切,且的斜率分別為,滿足.證明:動(dòng)點(diǎn)在一條定直線上.8.(2024·云南楚雄·云南省楚雄彝族自治州民族中學(xué)模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,的一條漸近線的傾斜角為,直線與軸的交點(diǎn)為,且.(1)求的方程;(2)過點(diǎn)作斜率為的直線與交于,兩點(diǎn),為線段的中點(diǎn),過點(diǎn)且與垂直的直線交軸于點(diǎn),求證:為定值.專題04圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問題(典型題型歸類訓(xùn)練)一、必備秘籍一、定點(diǎn)問題1.求解(或證明)直線和曲線過定點(diǎn)的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量,視作常數(shù),把方程一邊化為零,既然是過定點(diǎn),那么這個(gè)方程就是對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,這樣就得到一個(gè)關(guān)于,的方程組,這個(gè)方程組的解所確定的點(diǎn)就是直線或曲線所過的定點(diǎn).2.常用方法:一是引進(jìn)參數(shù)法,引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒有關(guān)系,找到定點(diǎn);二是特殊到一般法,根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無(wú)關(guān).二、定值問題1.解析幾何中的定值問題是指某些幾何量(線段的長(zhǎng)度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達(dá)式的值等和題目中的參數(shù)無(wú)關(guān),不依參數(shù)的變化而變化,而始終是一個(gè)確定的值.常見定值問題的處理方法:(1)確定一個(gè)(或兩個(gè))變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進(jìn)行表示(2)將所求表達(dá)式用核心變量進(jìn)行表示(有的甚至就是核心變量),然后進(jìn)行化簡(jiǎn),看能否得到一個(gè)常數(shù).2.定值問題的處理技巧:(1)對(duì)于較為復(fù)雜的問題,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直線等)求出定值,進(jìn)而給后面一般情況的處理提供一個(gè)方向.(2)在運(yùn)算過程中,盡量減少所求表達(dá)式中變量的個(gè)數(shù),以便于向定值靠攏(3)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點(diǎn)的坐標(biāo)符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡(jiǎn)化運(yùn)算三、定直線問題定直線問題是證明動(dòng)點(diǎn)在定直線上,其實(shí)質(zhì)是求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,所以所用的方法即為求軌跡方程的方法,如定義法、消參法、交軌法等.二、典型題型題型一:定點(diǎn)問題1.(2024·陜西咸陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))橢圓的離心率為,上、下頂點(diǎn)與一個(gè)焦點(diǎn)圍成的三角形的面積為.(1)求橢圓C的方程:(2)過點(diǎn)作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,求證:直線過定點(diǎn).【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)已知條件,求得,即可求得橢圓方程;(2)先證明過橢圓上一點(diǎn)的切線方程的形式,再求得過點(diǎn)的切線方程,從而得到直線的方程,即可證明其恒過的頂點(diǎn).【詳解】(1)根據(jù)題意可得:,又,解得,故橢圓方程為:.(2)下證過橢圓上一點(diǎn)作橢圓的切線,其切線方程為:.當(dāng)且,,求導(dǎo)得:;同理可得,當(dāng)且時(shí),,所以,當(dāng)時(shí),;根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得,過點(diǎn)的切線的斜率為,故切線方程為:,即,又,故切線方程為:,即證.設(shè)坐標(biāo)為,故可得過點(diǎn)切線方程為:,又其過點(diǎn),則;同理可得,故直線方程為,其恒過定點(diǎn).【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決第二問的關(guān)鍵是證明過橢圓上一點(diǎn)作橢圓的切線,其切線方程為:,本題利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得斜率,是解決問題的關(guān)鍵.2.(2024上·湖北·高二湖北省武漢市漢鐵高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考期末)已知拋物線,點(diǎn)為的焦點(diǎn),過點(diǎn)且斜率為的直線交拋物線于兩點(diǎn),.(1)求拋物線的方程;(2)過點(diǎn)的直線與拋物線相交于兩點(diǎn),已知點(diǎn),且以線段為直徑的圓與直線的另一個(gè)交點(diǎn)為,試問在軸上是否存在一定點(diǎn).使直線恒過此定點(diǎn).若存在,請(qǐng)求出定點(diǎn)坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)直線恒過此定點(diǎn).【分析】(1)設(shè)出直線方程為,與拋物線方程聯(lián)立,再利用根與系數(shù)關(guān)系及拋物線中焦半徑公式從而得,從而可求解.(2)設(shè)出的方程及,然后與拋物線聯(lián)立,利用根與系數(shù)關(guān)系求得,由以線段為直徑的圓過點(diǎn),可得,且設(shè)出,由幾何關(guān)系可求出,從而求出直線方程為,從而可求解.【詳解】(1)焦點(diǎn),則直線為,聯(lián)立,消去消可得,恒成立,設(shè),則,,解得所以拋物線的方程為.(2)設(shè)直線為,聯(lián)立方程,消可得,顯然:設(shè),則,不妨設(shè)點(diǎn),以線段為直徑的圓與直線的另一個(gè)交點(diǎn)為,則,又軸,所以平行軸,則.設(shè),所以,即所以,即,所以直線為:,令,解得,所以直線恒過此定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.3.(2024上·山東泰安·高二統(tǒng)考期末)已知雙曲線的左焦點(diǎn),一條漸近線方程為,過做直線與雙曲線左支交于兩點(diǎn),點(diǎn),延長(zhǎng)與雙曲線右支交于兩點(diǎn).(1)求雙曲線的方程;(2)判斷直線是否過定點(diǎn)?若過定點(diǎn),求出該點(diǎn)的坐標(biāo);若不過定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)過定點(diǎn)【分析】(1)由雙曲線幾何性質(zhì)求方程;(2)分斜率存在于不存在分別研究,直線方程與雙曲線方程聯(lián)立,設(shè),則直線的方程為,與雙曲線求交點(diǎn)得,同理,從而求出直線的方程,可證.【詳解】(1)由題意可知:解得雙曲線的方程為(2)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)為,則直線的方程為由整理得與左支交于兩點(diǎn),解得設(shè),則直線的方程為代入整理得設(shè),則,,,同理直線的斜率直線的方程為,即直線過定點(diǎn)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,不妨設(shè)點(diǎn)在軸上方,則,直線的方程為由,解得同理此時(shí)直線過點(diǎn)【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo);(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于x(或y)的一元二次方程;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系結(jié)合韋達(dá)定理運(yùn)算求解.題型二:定值問題1.(2024上·江蘇鹽城·高二江蘇省射陽(yáng)中學(xué)校聯(lián)考期末)已知點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若軌跡的左右頂點(diǎn)分別為,直線與直線交于點(diǎn),直線與軌跡交于相異的兩點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)不在軸上時(shí),分別記直線與的斜率為,,求證:是定值.【答案】(1)(2)【分析】(1)直接根據(jù)橢圓的定義求解;(2)設(shè)點(diǎn),求出直線的方程,與橢圓聯(lián)立,求出坐標(biāo),則可以表示出的斜率,計(jì)算即可得定值.【詳解】(1)因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)滿足,所以點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓,設(shè)橢圓方程為,則,所以,所以點(diǎn)的軌跡的方程為;(2)設(shè)點(diǎn),則,,聯(lián)立,消去得,,得,所以,,即,聯(lián)立,消去得,,得,所以,,即,所以,,所以,是定值.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:當(dāng)過圓錐曲線上一點(diǎn)作一條直線與圓錐曲線相交時(shí),可以聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理快速求出另一交點(diǎn)坐標(biāo),有了交點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算起來(lái)會(huì)更加方便快捷,不需要韋達(dá)定理來(lái)解題.2.(2024上·安徽合肥·高三合肥一中校考期末)已知雙曲線:(,)的一條漸近線與雙曲線:的一條漸近線垂直,且的一個(gè)焦點(diǎn)到的一條漸近線的距離為2.(1)求的方程;(2)若上任意一點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,過分別作的兩條漸近線的平行線,與分別交于求證:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)結(jié)合題意,利用漸近線之間的關(guān)系找到,再利用點(diǎn)F到雙曲線的一條漸近線的距離,求出即可;(2)分別將直線的方程,直線的方程與聯(lián)立,結(jié)合弦長(zhǎng)公式表示出,化簡(jiǎn)即可證明為定值.【詳解】(1)由雙曲線:可得其中一條漸近線的方程為,因?yàn)殡p曲線的一條漸近線與雙曲線的一條漸近線垂直,所以雙曲線的一條漸近線的方程為,所以,即,所以,所以的一個(gè)焦點(diǎn)為,點(diǎn)F到雙曲線的一條漸近線的距離為,所以,故的方程為.(2)設(shè),則,即,,由題意上任意一點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,得,設(shè),,由題意直線與的漸近線的平行,故的斜率為,則直線的方程為,與,聯(lián)立得,直線的方程為,與,聯(lián)立得,所以,故為定值.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:當(dāng)過圓錐曲線上一點(diǎn)或平面上的一點(diǎn)作一條直線與圓錐曲線相交時(shí),可以聯(lián)立方程,當(dāng)該點(diǎn)特殊時(shí),利用韋達(dá)定理快速求出另一交點(diǎn)坐標(biāo),有了交點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算起來(lái)會(huì)更加方便快捷,不需要韋達(dá)定理來(lái)解題.3.(2024上·浙江舟山·高二統(tǒng)考期末)拋物線上的到焦點(diǎn)的距離為4,直線經(jīng)過與拋物線相交于兩點(diǎn),是直線與軸的交點(diǎn),直線分別交軸于兩點(diǎn).(1)求拋物線方程;(2)求證:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由焦半徑公式和點(diǎn)的坐標(biāo)列方程組求得得拋物線方程;(2)設(shè)直線方程為:,直線方程代入拋物線方程應(yīng)用韋達(dá)定理得,求出面積,由直線方程求得點(diǎn)坐標(biāo)得面積,計(jì)算兩面積的乘積并代入韋達(dá)定理的結(jié)論化簡(jiǎn)即得.【詳解】(1)由題可得或(舍去),所以;(2)設(shè)直線方程為:,聯(lián)立,則,所以,直線,可得,同理,所以,所以.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:拋物線中定值問題,一般設(shè)交點(diǎn)為坐標(biāo)為,設(shè)直線方程,直線方程代入拋物線方程后應(yīng)用韋達(dá)定理得(或),再利用交點(diǎn)坐標(biāo)求得需要確定定值的量,代入(或)化簡(jiǎn)后即可得.題型三:定直線問題1.(2023上·山東濟(jì)南·高二山東師范大學(xué)附中??计谥校┮阎獔AF:,點(diǎn),點(diǎn)G是圓F上任意一點(diǎn),線段EG的垂直平分線交直線FG于點(diǎn)T,點(diǎn)T的軌跡記為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)已知曲線C上一點(diǎn),動(dòng)圓N:,且點(diǎn)M在圓N外,過點(diǎn)M作圓N的兩條切線分別交曲線C于點(diǎn)A,B①求證:直線AB的斜率為定值;②若直線AB與交于點(diǎn)Q,且時(shí),求直線AB的方程.【答案】(1);(2)①證明見解析;②或.【分析】(1)由垂直平分線的性質(zhì),探討點(diǎn)T具有的幾何特征,再結(jié)合圓錐曲線的定義求解即得;(2)①設(shè)出直線的方程,與曲線C的方程聯(lián)立,結(jié)合圓的切線性質(zhì),利用韋達(dá)定理及斜率坐標(biāo)公式推理即得;②利用①的信息,利用給定的面積關(guān)系求出點(diǎn)橫坐標(biāo)關(guān)系,即可計(jì)算得解.【詳解】(1)圓F:的圓心,半徑,如下左圖,,如上右圖,,因此,點(diǎn)T的軌跡是以點(diǎn)E、F為焦點(diǎn),且實(shí)軸長(zhǎng)為的雙曲線,其中焦距,虛半軸長(zhǎng),所以點(diǎn)T的軌跡方程為.(2)①設(shè)點(diǎn),,直線AB的方程為,由消去y得,其中,且,,,由點(diǎn)在曲線C上,得,顯然直線MA和直線MB關(guān)于對(duì)稱,直線MA和直線MB的斜率滿足,即,整理得,即,整理得,即,于是,即,則或,當(dāng),直線方程為,此直線過定點(diǎn),不符合題意,所以直線AB的斜率為定值.②由①知,,顯然,即,當(dāng)時(shí),,,即,,,解得或,當(dāng)時(shí),,不符合題意,當(dāng)時(shí),直線方程為,當(dāng)時(shí),,即,,,解得(舍去)或,當(dāng)時(shí),直線方程為,所以直線AB的方程為或.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:(1)引出變量法,解題步驟為先選擇適當(dāng)?shù)牧繛樽兞?,再把要證明為定值的量用上述變量表示,最后把得到的式子化簡(jiǎn),得到定值;(2)特例法,從特殊情況入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無(wú)關(guān).2.(2024上·福建福州·高二校聯(lián)考期末)設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,,直線,相交于點(diǎn)P,且它們的斜率之積為,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為Γ.(1)求Γ的方程,(2)動(dòng)直線與Γ相交于不同的兩點(diǎn)C,D,若直線與直線相交于點(diǎn)M,判斷點(diǎn)M是否位于一條定直線上?若是,求出該直線方程;若不是,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)點(diǎn)在定直線上【分析】(1)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),表示出直線、的斜率計(jì)算即可得其軌跡;(2)聯(lián)立直線方程與曲線方程,借助韋達(dá)定理得到,再計(jì)算即可得.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)為,所以直線的斜率,同理直線的斜率,由已知,有,化簡(jiǎn),得Γ的方程為;(2)點(diǎn)M位于定直線上,理由如下:
設(shè),,由,得,所以,,,因?yàn)锳,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,,直線方程為,直線方程為,由,得,又,代入得,由,得,即,所以,所以點(diǎn)在定直線上.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵在于聯(lián)立直線方程與曲線方程,得到與兩交點(diǎn)縱坐標(biāo)有關(guān)韋達(dá)定理,借助韋達(dá)定理得到,從而解決非對(duì)稱問題.3.(2024上·河北邯鄲·高二統(tǒng)考期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線與軸的交點(diǎn)為,過點(diǎn)的直線與拋物線交于不同的兩點(diǎn),且當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),.(1)求拋物線的方程.(2)記拋物線在兩點(diǎn)處的切線的交點(diǎn)為,是否存在直線使與的面積相等?若存在,求出直線的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)不存在,理由見解析【分析】(1)由為的中點(diǎn),分別表示出,,的坐標(biāo),再利用拋物線的定義表示出即可求出的值,從而得到拋物線的方程;(2)設(shè)直線,將直線與拋物線的方程聯(lián)立方程,由韋達(dá)定理得到,再分別設(shè)出過和兩點(diǎn)的切線方程,分別與拋物線聯(lián)立方程,利用,化簡(jiǎn)得到:,,再聯(lián)立兩條切線方程,化簡(jiǎn)可得軸,分別表示出與的面積,利用面積相等,化簡(jiǎn)即可得到答案.【詳解】(1)由題意知,當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),設(shè),則,則,所以,所以,解得,所以拋物線的方程為.(2)由(1)知,設(shè)直線,將直線與拋物線的方程聯(lián)立消得,則.設(shè)拋物線在點(diǎn)處的切線方程為,與拋物線的方程聯(lián)立消得,則,得.設(shè)拋物線在點(diǎn)處的切線方程為,同理可得.聯(lián)立,消得,所以軸.故,,假設(shè)存在直線使與的面積相等,則,得.又,解得或,此時(shí)重合,與題意矛盾,故不存在直線使與的面積相等.三、專項(xiàng)訓(xùn)練1.(2024上·江西鷹潭·高二統(tǒng)考期末)如圖所示,、分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過點(diǎn)作兩條互相垂直的直線、與橢圓交于、兩點(diǎn),證明直線過定點(diǎn),并求面積的最大值.【答案】(1)(2)證明見解析,面積的最大值為【分析】(1)由已知條件可得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個(gè)量的值,即可得出橢圓的方程;(2)分析可知,直線不與軸垂直,設(shè)直線的直線方程為,設(shè)點(diǎn)、,將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,由已知可得出,利用平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算結(jié)合韋達(dá)定理求出的值,可得出直線所過定點(diǎn)的坐標(biāo),然后利用三角形的面積公式結(jié)合對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性可求得面積的最大值.【詳解】(1)解:由已知可得:,解得:,,所以,橢圓的方程為.(2)解:易知點(diǎn),設(shè)點(diǎn)、,則,若直線軸,則,,所以,,不合乎題意,設(shè)的直線方程為,聯(lián)立,整理得,,由韋達(dá)定理可得,.因?yàn)?,且,,所以,,,,,整理得,解得或(舍去),所以,直線的方程為,,則.令,則,由對(duì)勾函數(shù)單調(diào)性知,函數(shù)在上為增函數(shù),則.所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)最大值為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);(3)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來(lái)證明.2.(2024上·四川成都·高二校聯(lián)考期末)已知圓的方程,,,拋物線過兩點(diǎn),且以圓的切線為準(zhǔn)線.(1)求拋物線焦點(diǎn)的軌跡C的方程;(2)已知,設(shè)x軸上一定點(diǎn),過T的直線交軌跡C于兩點(diǎn)(直線與軸不重合),求證:為定值.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)是圓的切線,分別過作直線的垂直,垂足分別為,由,利用橢圓定義可得軌跡方程;(2)設(shè)直線的方程為,設(shè),直線方程代入橢圓方程后應(yīng)用韋達(dá)定理得,然后計(jì)算,代入化簡(jiǎn)可得.【詳解】(1)如圖,是圓的切線,分別過作直線的垂直,垂足分別為,又是中點(diǎn),則是直角梯形的中位線,,設(shè)是以為準(zhǔn)線的拋物線的焦點(diǎn),則,,所以,所以點(diǎn)軌跡是以為焦點(diǎn)的橢圓,橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)為8,,則,因此,所以拋物線的焦點(diǎn)軌跡方程為;
(2)由題意設(shè)直線的方程為,設(shè),由得,,,,代入,,得為常數(shù).
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查橢圓中定值問題,解題方法是設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo).設(shè)直線方程,直線方程與橢圓方程聯(lián)立方程組后消元應(yīng)用韋達(dá)定理得(或),利用交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出要證明常數(shù)的量,然后代入韋達(dá)定理的結(jié)果化簡(jiǎn)變形即可得.3.(2024上·江蘇蘇州·高三統(tǒng)考期末)在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓經(jīng)過點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),過的直線與交于兩點(diǎn)(異于),記直線和直線的斜率分別為.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求的值;(3)設(shè)直線和直線的交點(diǎn)為,求證:在一條定直線上.【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)將點(diǎn)代入方程計(jì)算即可得;(2)分直線的斜率存在與不存在進(jìn)行計(jì)算,結(jié)合題意得到、的表示形式,結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算即可得;(3)結(jié)合題意設(shè)出直線、方程,結(jié)合第二問得到的值,得到交點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)的關(guān)系或通過聯(lián)立聯(lián)立直線方程計(jì)算交點(diǎn)縱坐標(biāo)即可得.【詳解】(1)由題意知,所以,所以的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)直線的方程為,所以,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),①若,則;②若,則,所以,當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè),直線的方程為,由,得,所以,所以,所以,綜上,;(3)直線的方程為,直線的方程為,設(shè)交點(diǎn),法一:,即,因?yàn)?,所以,即點(diǎn)在定直線上.法二:由(2)得,由,得,即點(diǎn)在定直線上.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題第二問關(guān)鍵在當(dāng)直線的斜率存在時(shí),需聯(lián)立直線的方程與橢圓方程,借助韋達(dá)定理得到交點(diǎn)坐標(biāo)間的關(guān)系,從而計(jì)算的值.4.(2024上·云南·高二統(tǒng)考期末)已知雙曲線實(shí)軸端點(diǎn)分別為、,右焦點(diǎn)為,離心率為,過點(diǎn)的直線與雙曲線交于另一點(diǎn),已知的面積為.(1)求雙曲線的方程;(2)若過點(diǎn)的直線與雙曲線交于、兩點(diǎn),試探究直線與直線的交點(diǎn)是否在某條定直線上?若在,請(qǐng)求出該定直線方程;若不在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)在,且定直線方程為【分析】(1)分析可知,可得出,利用三角形的面積公式可求出的值,進(jìn)而可得出、的值,由此可得出雙曲線的方程;(2)分析可知,直線不與軸重合,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,將直線的方程與雙曲線的方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,將直線、的方程聯(lián)立,求出這兩條直線交點(diǎn)的橫坐標(biāo),即可得出結(jié)論.【詳解】(1)解:因?yàn)殡p曲線的離心率為,可得,則,則,可得,則,,因此,雙曲線的方程為.(2)證明:若直線與軸重合,則點(diǎn)、為雙曲線實(shí)軸的端點(diǎn),不合乎題意,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,聯(lián)立可得,則,可得,由韋達(dá)定理可得,,直線的方程為,直線的方程為,聯(lián)立直線與直線的方程可得,解得.因此,點(diǎn)在定直線上.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求定值問題常見的方法有兩種:(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無(wú)關(guān);(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.5.(2024上·河北·高三校聯(lián)考期末)已知拋物線,過焦點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),且的最小值為2.(1)求的方程;(2)過且與垂直的直線交于兩點(diǎn),設(shè)直線的中點(diǎn)分別為,過坐標(biāo)原點(diǎn)作直線的垂線,垂足為,是否存在定點(diǎn),使得為定值,若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在定點(diǎn),使得為定值【分析】(1)設(shè)出直線,聯(lián)立拋物線方程,求出,得到,求出答案;(2)在(1)的基礎(chǔ)上,得到,,得到直線的方程,得到直線過定點(diǎn),在以為直徑的圓上,所以存在定點(diǎn),使得為定值.【詳解】(1)當(dāng)直線的斜率為0時(shí),與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),不合要求,舍去;設(shè)直線,與拋物線方程聯(lián)立可得,設(shè),則,所以,所以,所以的方程為.(2)由(1)可知,,所以,同理可得,所以直線斜率為,所以直線,即,所以直線過定點(diǎn),因?yàn)椤?,所以在以為直徑的圓上,取的中點(diǎn),則為定值,所
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