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Page圓錐曲線中的定點(diǎn)、定直線問(wèn)題(2類核心考點(diǎn)精講精練)1.5年真題考點(diǎn)分布5年考情考題示例考點(diǎn)分析關(guān)聯(lián)考點(diǎn)2023年新Ⅱ卷,第21題,12分雙曲線中的定直線問(wèn)題直線的點(diǎn)斜式方程及辨析根據(jù)a、b、c求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程2023年全國(guó)乙卷(文科),第21題,12分橢圓中的定點(diǎn)問(wèn)題根據(jù)離心率求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程2022年全國(guó)乙卷(文科),第21題,12分橢圓中的直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題根據(jù)圓過(guò)的點(diǎn)求標(biāo)準(zhǔn)方程2021年新Ⅱ卷,第20題,12分橢圓中的直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題根據(jù)離心率求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程求橢圓中的弦長(zhǎng)根據(jù)弦長(zhǎng)求參數(shù)2023年全國(guó)甲卷(理科),第20題,12分橢圓中的直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題無(wú)2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,設(shè)題不定,難度中等或偏難,分值為5-17分【備考策略】1.理解、掌握?qǐng)A錐曲線的定點(diǎn)問(wèn)題及其相關(guān)計(jì)算2.理解、掌握?qǐng)A錐曲線的定直線問(wèn)題及其相關(guān)計(jì)算【命題預(yù)測(cè)】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,小題和大題都會(huì)作為載體命題,同學(xué)們要會(huì)結(jié)合公式運(yùn)算,需強(qiáng)化訓(xùn)練復(fù)習(xí)考點(diǎn)一、圓錐曲線中的定點(diǎn)問(wèn)題1.(2022·全國(guó)·高考真題)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)稱軸為x軸、y軸,且過(guò)兩點(diǎn).(1)求E的方程;(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線交E于M,N兩點(diǎn),過(guò)M且平行于x軸的直線與線段AB交于點(diǎn)T,點(diǎn)H滿足.證明:直線HN過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)【分析】(1)將給定點(diǎn)代入設(shè)出的方程求解即可;(2)設(shè)出直線方程,與橢圓C的方程聯(lián)立,分情況討論斜率是否存在,即可得解.【詳解】(1)解:設(shè)橢圓E的方程為,過(guò),則,解得,,所以橢圓E的方程為:.(2),所以,①若過(guò)點(diǎn)的直線斜率不存在,直線.代入,可得,,代入AB方程,可得,由得到.求得HN方程:,過(guò)點(diǎn).②若過(guò)點(diǎn)的直線斜率存在,設(shè).聯(lián)立得,可得,,且聯(lián)立可得可求得此時(shí),將,代入整理得,將代入,得顯然成立,綜上,可得直線HN過(guò)定點(diǎn)【點(diǎn)睛】求定點(diǎn)、定值問(wèn)題常見的方法有兩種:①?gòu)奶厥馊胧郑蟪龆ㄖ?,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(guò)程中消去變量,從而得到定值.2.(2020·全國(guó)·高考真題)已知A、B分別為橢圓E:(a>1)的左、右頂點(diǎn),G為E的上頂點(diǎn),,P為直線x=6上的動(dòng)點(diǎn),PA與E的另一交點(diǎn)為C,PB與E的另一交點(diǎn)為D.(1)求E的方程;(2)證明:直線CD過(guò)定點(diǎn).【答案】(1);(2)證明詳見解析.【分析】(1)由已知可得:,,,即可求得,結(jié)合已知即可求得:,問(wèn)題得解.(2)方法一:設(shè),可得直線的方程為:,聯(lián)立直線的方程與橢圓方程即可求得點(diǎn)的坐標(biāo)為,同理可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)時(shí),可表示出直線的方程,整理直線的方程可得:即可知直線過(guò)定點(diǎn),當(dāng)時(shí),直線:,直線過(guò)點(diǎn),命題得證.【詳解】(1)依據(jù)題意作出如下圖象:
由橢圓方程可得:,,,,橢圓方程為:(2)[方法一]:設(shè)而求點(diǎn)法證明:設(shè),則直線的方程為:,即:聯(lián)立直線的方程與橢圓方程可得:,整理得:,解得:或?qū)⒋胫本€可得:所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.同理可得:點(diǎn)的坐標(biāo)為當(dāng)時(shí),直線的方程為:,整理可得:整理得:所以直線過(guò)定點(diǎn).當(dāng)時(shí),直線:,直線過(guò)點(diǎn).故直線CD過(guò)定點(diǎn).[方法二]【最優(yōu)解】:數(shù)形結(jié)合設(shè),則直線的方程為,即.同理,可求直線的方程為.則經(jīng)過(guò)直線和直線的方程可寫為.可化為.④易知A,B,C,D四個(gè)點(diǎn)滿足上述方程,同時(shí)A,B,C,D又在橢圓上,則有,代入④式可得.故,可得或.其中表示直線,則表示直線.令,得,即直線恒過(guò)點(diǎn).【整體點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了橢圓的簡(jiǎn)單性質(zhì)及方程思想,還考查了計(jì)算能力及轉(zhuǎn)化思想、推理論證能力,屬于難題.第二問(wèn)的方法一最直接,但對(duì)運(yùn)算能力要求嚴(yán)格;方法二曲線系的應(yīng)用更多的體現(xiàn)了幾何與代數(shù)結(jié)合的思想,二次曲線系的應(yīng)用使得計(jì)算更為簡(jiǎn)單.3.(2019·全國(guó)·高考真題)已知曲線C:y=,D為直線y=上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)D作C的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B.(1)證明:直線AB過(guò)定點(diǎn):(2)若以E(0,)為圓心的圓與直線AB相切,且切點(diǎn)為線段AB的中點(diǎn),求四邊形ADBE的面積.【答案】(1)見詳解;(2)3或.【分析】(1)可設(shè),,然后求出A,B兩點(diǎn)處的切線方程,比如:,又因?yàn)橐灿蓄愃频男问?,從而求出帶參?shù)直線方程,最后求出它所過(guò)的定點(diǎn).(2)由(1)得帶參數(shù)的直線方程和拋物線方程聯(lián)立,再通過(guò)為線段的中點(diǎn),得出的值,從而求出坐標(biāo)和的值,分別為點(diǎn)到直線的距離,則,結(jié)合弦長(zhǎng)公式和韋達(dá)定理代入求解即可.【詳解】(1)證明:設(shè),,則.又因?yàn)?,所?則切線DA的斜率為,故,整理得.設(shè),同理得.,都滿足直線方程.于是直線過(guò)點(diǎn),而兩個(gè)不同的點(diǎn)確定一條直線,所以直線方程為.即,當(dāng)時(shí)等式恒成立.所以直線恒過(guò)定點(diǎn).(2)[方法一]【最優(yōu)解:利用公共邊結(jié)合韋達(dá)定理求面積】設(shè)的中點(diǎn)為G,,則,,.由,得,將代入上式并整理得,因?yàn)?,所以或.由?)知,所以軸,則(設(shè)).當(dāng)時(shí),,即;當(dāng)時(shí),,即,.綜上,四邊形的面積為3或.[方法二]【利用弦長(zhǎng)公式結(jié)合面積公式求面積】設(shè),由(1)知拋物線的焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為,準(zhǔn)線方程為.由拋物線的定義,得.線段的中點(diǎn)為.當(dāng)時(shí),軸,,;當(dāng)時(shí),,由,得,即.所以,直線的方程為.根據(jù)對(duì)稱性考慮點(diǎn)和直線的方程即可.E到直線的距離為,D到直線的距離為.所以.綜上,四邊形的面積為3或.[方法三]【結(jié)合拋物線的光學(xué)性質(zhì)求面積】圖5中,由拋物線的光學(xué)性質(zhì)易得,又,所以.因?yàn)椋?,所以,所以.同理,所以,即點(diǎn)D為中點(diǎn).圖6中已去掉坐標(biāo)系和拋物線,并延長(zhǎng)于點(diǎn)H.因?yàn)?,所以.又因?yàn)镚,D分別為的中點(diǎn),所以,故為平行四邊形,從而.因?yàn)榍?,所以I為的中點(diǎn),從而..當(dāng)直線平行于準(zhǔn)線時(shí),易得.綜上,四邊形的面積為3或.
[方法四]【結(jié)合弦長(zhǎng)公式和向量的運(yùn)算求面積】由(1)得直線的方程為.由,可得,于是.設(shè)分別為點(diǎn)到直線的距離,則.因此,四邊形ADBE的面積.設(shè)M為線段AB的中點(diǎn),則,由于,而,與向量平行,所以,解得或.當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí)因此,四邊形的面積為3或.【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:利用公共邊將一個(gè)三角形的面積分割為兩個(gè)三角形的面積進(jìn)行計(jì)算是一種常用且有效的方法;方法二:面積公式是計(jì)算三角形面積的最基本方法;方法三:平穩(wěn)的光學(xué)性質(zhì)和相似、全等三角形的應(yīng)用要求幾何技巧比較高,計(jì)算量較少;方法四:弦長(zhǎng)公式結(jié)合向量體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用.4.(2019·北京·高考真題)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓C的方程;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),直線與橢圓C交于兩個(gè)不同點(diǎn)P,Q,直線AP與x軸交于點(diǎn)M,直線AQ與x軸交于點(diǎn)N,若|OM|·|ON|=2,求證:直線l經(jīng)過(guò)定點(diǎn).【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)見解析.【分析】(Ⅰ)由題意確定a,b的值即可確定橢圓方程;(Ⅱ)設(shè)出直線方程,聯(lián)立直線方程與橢圓方程確定OM,ON的表達(dá)式,結(jié)合韋達(dá)定理確定t的值即可證明直線恒過(guò)定點(diǎn).【詳解】(Ⅰ)因?yàn)闄E圓的右焦點(diǎn)為,所以;因?yàn)闄E圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以,所以,故橢圓的方程為.(Ⅱ)設(shè)聯(lián)立得,,,.直線,令得,即;同理可得.因?yàn)?所以;,解之得,所以直線方程為,所以直線恒過(guò)定點(diǎn).【點(diǎn)睛】解決直線與橢圓的綜合問(wèn)題時(shí),要注意:(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個(gè)條件,明確確定直線、橢圓的條件;(2)強(qiáng)化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長(zhǎng)、斜率、三角形的面積等問(wèn)題.5.(山東·高考真題)已知拋物線的焦點(diǎn)為,為上異于原點(diǎn)的任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線交于另一點(diǎn),交軸的正半軸于點(diǎn),且有.當(dāng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為時(shí),為正三角形.(Ⅰ)求的方程;(Ⅱ)若直線,且和有且只有一個(gè)公共點(diǎn),(?。┳C明直線過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)坐標(biāo);(ⅱ)的面積是否存在最小值?若存在,請(qǐng)求出最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(I).(II)(?。┲本€AE過(guò)定點(diǎn).(ⅱ)的面積的最小值為16.【詳解】試題分析:(I)由拋物線的定義知,解得或(舍去).得.拋物線C的方程為.(II)(?。┯桑↖)知,設(shè),可得,即,直線AB的斜率為,根據(jù)直線和直線AB平行,可設(shè)直線的方程為,代入拋物線方程得,整理可得,直線AE恒過(guò)點(diǎn).注意當(dāng)時(shí),直線AE的方程為,過(guò)點(diǎn),得到結(jié)論:直線AE過(guò)定點(diǎn).(ⅱ)由(?。┲?,直線AE過(guò)焦點(diǎn),得到,設(shè)直線AE的方程為,根據(jù)點(diǎn)在直線AE上,得到,再設(shè),直線AB的方程為,可得,代入拋物線方程得,可求得,,應(yīng)用點(diǎn)B到直線AE的距離為.從而得到三角形面積表達(dá)式,應(yīng)用基本不等式得到其最小值.試題解析:(I)由題意知設(shè),則FD的中點(diǎn)為,因?yàn)椋蓲佄锞€的定義知:,解得或(舍去).由,解得.所以拋物線C的方程為.(II)(?。┯桑↖)知,設(shè),因?yàn)?,則,由得,故,故直線AB的斜率為,因?yàn)橹本€和直線AB平行,設(shè)直線的方程為,代入拋物線方程得,由題意,得.設(shè),則,.當(dāng)時(shí),,可得直線AE的方程為,由,整理可得,直線AE恒過(guò)點(diǎn).當(dāng)時(shí),直線AE的方程為,過(guò)點(diǎn),所以直線AE過(guò)定點(diǎn).(ⅱ)由(?。┲?,直線AE過(guò)焦點(diǎn),所以,設(shè)直線AE的方程為,因?yàn)辄c(diǎn)在直線AE上,故,設(shè),直線AB的方程為,由于,可得,代入拋物線方程得,所以,可求得,,所以點(diǎn)B到直線AE的距離為.則的面積,當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)等號(hào)成立.所以的面積的最小值為16.考點(diǎn):拋物線的定義及其幾何性質(zhì),直線與拋物線的位置關(guān)系,點(diǎn)到直線的距離公式,基本不等式的應(yīng)用.1.(2024·浙江溫州·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓:,左右頂點(diǎn)分別是,,橢圓的離心率是.點(diǎn)是直線上的點(diǎn),直線與分別交橢圓于另外兩點(diǎn),.(1)求橢圓的方程.(2)若,求出的值.(3)試證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)由題意結(jié)合計(jì)算即可得;(2)設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo),借助斜率公式計(jì)算即可得;(3)設(shè)出直線方程,聯(lián)立曲線方程,借助韋達(dá)定理與(2)中所得計(jì)算即可得.【詳解】(1)由題意可得,,即,所以,則橢圓;(2)設(shè),由于,則;(3)顯然MN斜率不為0,設(shè):,Mx1,y1聯(lián)立方程,則有,,則有,,由于,則,因?yàn)?,故,即,解得或,?dāng)時(shí),,故舍去,即,適合題意,故:,則直線過(guò)定點(diǎn).2.(2024·江西鷹潭·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別是,,且橢圓過(guò)點(diǎn).(1)求橢圓C的方程;(2)過(guò)的左焦點(diǎn)作弦,這兩條弦的中點(diǎn)分別為,若,證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由題意得出,再根據(jù)橢圓定義得出,再根據(jù),即可求得橢圓方程;(2)分類討論,當(dāng)直線的斜率都存在時(shí),設(shè)直線為,與橢圓方程聯(lián)立,由韋達(dá)定理得出點(diǎn)坐標(biāo),由同理得出點(diǎn)坐標(biāo),得出直線方程分類討論的值,即可得出定點(diǎn);再補(bǔ)充斜率不存在時(shí)的情況即可.【詳解】(1)由題設(shè),因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓上,所以,即,所以,,所以橢圓C的方程為:.(2)證明:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)直線的斜率都存在時(shí),令為,代入,整理得:,且,所以,則,故.由,即,故為,代入,所以,有,則,故.當(dāng)時(shí),所以,則為,整理得,所以過(guò)定點(diǎn).當(dāng)時(shí),,,過(guò)點(diǎn),當(dāng)時(shí),,,過(guò)點(diǎn),當(dāng)一條直線斜率不存在時(shí),對(duì)應(yīng),,故即為x軸,也過(guò)點(diǎn);綜上,直線過(guò)定點(diǎn).3.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓:的離心率為,左、右焦點(diǎn)分別為,,焦距為2,點(diǎn)為橢圓上的點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)點(diǎn)A,B在橢圓上,直線PA,PB均與圓:相切,證明:直線AB過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)結(jié)合題意,可得關(guān)于的方程,解之可得橢圓C的方程;(2)先由直線與圓相切可得,再聯(lián)立直線與橢圓的方程,利用韋達(dá)定理分別求出,,,,代入可得的關(guān)系式,進(jìn)而可得直線AB過(guò)定點(diǎn).【詳解】(1)設(shè)橢圓的半焦距為,由題意得,解得,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由題意,,
且直線和直線斜率存在,設(shè)直線的方程為,直線的方程為,由題知,所以,所以,同理,,所以是方程的兩根,所以.設(shè)Ax1,y1將代入,得,所以,①,②所以,③,④又因?yàn)?,⑤將①②③④代入⑤,化?jiǎn)得,所以,若,則直線,此時(shí)過(guò)點(diǎn),舍去.若,則直線,此時(shí)恒過(guò)點(diǎn),所以直線過(guò)定點(diǎn).4.(2024·湖南邵陽(yáng)·三模)已知橢圓:的離心率為,右頂點(diǎn)與的上,下頂點(diǎn)所圍成的三角形面積為.(1)求的方程.(2)不過(guò)點(diǎn)的動(dòng)直線與交于,兩點(diǎn),直線與的斜率之積恒為.(i)證明:直線過(guò)定點(diǎn);(ii)求面積的最大值.【答案】(1);(2)(i)證明見解析;(ii).【分析】(1)根據(jù)橢圓的離心率及三角形面積,列出方程組求解即得.(2)(i)設(shè)出直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,利用斜率坐標(biāo)公式,結(jié)合韋達(dá)定理推理即得;(ii)由(i)的信息,借助三角形面積建立函數(shù)關(guān)系,再求出最大值.【詳解】(1)令橢圓的半焦距為c,由離心率為,得,解得,由三角形面積為,得,則,,所以的方程是.(2)(i)由(1)知,點(diǎn),設(shè)直線的方程為,設(shè),由消去x得:,則,直線與的斜率分別為,,于是,整理得,解得或,當(dāng)時(shí),直線過(guò)點(diǎn),不符合題意,因此,直線:恒過(guò)定點(diǎn).(ii)由(i)知,,則,因此的面積,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),所以面積的最大值為.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:圓錐曲線中的幾何圖形面積范圍或最值問(wèn)題,可以以直線的斜率、橫(縱)截距、圖形上動(dòng)點(diǎn)的橫(縱)坐標(biāo)為變量,建立函數(shù)關(guān)系求解作答.5.(2024·河南周口·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的焦距為2,不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為1的直線與交于P,Q兩點(diǎn),為線段PQ的中點(diǎn),直線的斜率為.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè),直線PB與的另一個(gè)交點(diǎn)為,直線QB與的另一個(gè)交點(diǎn)為,其中,均不為橢圓的頂點(diǎn),證明:直線MN過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)焦距求出,再設(shè)Px1,y1,Qx2,y2,A(2)設(shè)直線的方程為,,,表示直線的方程,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元求出,即可求出點(diǎn)坐標(biāo),同理得到點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)的斜率為得到,即可求出直線過(guò)定點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】(1)由橢圓的焦距為得,,則.設(shè)Px1,y1,Qx2兩式作差得,,所以,即,所以,所以,所以,則,解得,.故橢圓的方程為.(2)由題意可知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,,,則,直線的方程為,將其代入得,,顯然,則,所以,將代入直線的方程,解得,所以,同理得,所以,得,即,整理得,所以,因此直線的方程為,令,即,則,所以直線過(guò)定點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題常用方法如下:(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過(guò)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(guò)定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來(lái)證明.6.(2024·重慶渝中·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的離心率為,點(diǎn)在上.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn)(異于點(diǎn)),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線與直線交于點(diǎn),設(shè)直線的斜率分別為.證明:(i)為定值;(ii)直線過(guò)線段的中點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見詳解【分析】(1)根據(jù)題意,列出的方程組求出得解;(2)(i)當(dāng)直線斜率為0時(shí),.當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè)出直線的方程,聯(lián)立直線的方程和橢圓的方程,寫出韋達(dá)定理,計(jì)算的值,化簡(jiǎn)后結(jié)果為,由此證明結(jié)論成立.(ii)設(shè)線段的中點(diǎn)為,求出直線的方程,直線的方程,結(jié)合,可得,可證點(diǎn)在直線上.【詳解】(1)由題可知:,解得,所以橢圓的方程為.(2)(i)①當(dāng)直線的斜率為0時(shí),則不妨設(shè),,所以為定值.②當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè)直線,Px1,y1聯(lián)立直線與橢圓的方程,消去整理得,則,,,所以,所以.綜上,為定值.
(ii)設(shè)線段的中點(diǎn)為,易得,可得直線的方程為,則,直線的方程為,則,所以,由(i)知,,所以,又直線的方程為,所以點(diǎn)在直線上,即直線過(guò)線段的中點(diǎn).【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題第二問(wèn)證明為定值,解題的關(guān)鍵是設(shè)直線與橢圓的方程,解得,代入的式子化簡(jiǎn)得解.考點(diǎn)二、圓錐曲線中的定直線問(wèn)題1.(2023·全國(guó)·高考真題)已知雙曲線C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),左焦點(diǎn)為,離心率為.(1)求C的方程;(2)記C的左、右頂點(diǎn)分別為,,過(guò)點(diǎn)的直線與C的左支交于M,N兩點(diǎn),M在第二象限,直線與交于點(diǎn)P.證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析.【分析】(1)由題意求得的值即可確定雙曲線方程;(2)設(shè)出直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立,然后由點(diǎn)的坐標(biāo)分別寫出直線與的方程,聯(lián)立直線方程,消去,結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算可得,即交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為定值,據(jù)此可證得點(diǎn)在定直線上.【詳解】(1)設(shè)雙曲線方程為,由焦點(diǎn)坐標(biāo)可知,則由可得,,雙曲線方程為.(2)由(1)可得,設(shè),顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線的方程為,且,與聯(lián)立可得,且,則,
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:,由可得,即,據(jù)此可得點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng).【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:求雙曲線方程的定直線問(wèn)題,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力,轉(zhuǎn)化能力和綜合應(yīng)用能力,其中根據(jù)設(shè)而不求的思想,利用韋達(dá)定理得到根與系數(shù)的關(guān)系可以簡(jiǎn)化運(yùn)算,是解題的關(guān)鍵.2.(安徽·高考真題)設(shè)橢圓過(guò)點(diǎn),且左焦點(diǎn)為(Ⅰ)求橢圓的方程;(Ⅱ)當(dāng)過(guò)點(diǎn)的動(dòng)直線與橢圓相交與兩不同點(diǎn)時(shí),在線段上取點(diǎn),滿足,證明:點(diǎn)總在某定直線上【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)見解析【詳解】(1)由題意:,解得,所求橢圓方程為(2)方法一設(shè)點(diǎn)Q、A、B的坐標(biāo)分別為.由題設(shè)知均不為零,記,則且又A,P,B,Q四點(diǎn)共線,從而于是,,從而,(1),(2)又點(diǎn)A、B在橢圓C上,即(1)+(2)×2并結(jié)合(3),(4)得即點(diǎn)總在定直線上方法二設(shè)點(diǎn),由題設(shè),均不為零.且又四點(diǎn)共線,可設(shè),于是(1)(2)由于在橢圓C上,將(1),(2)分別代入C的方程整理得(3)(4)(4)-(3)得即點(diǎn)總在定直線上3.(2024·陜西銅川·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:的右頂點(diǎn)為,離心率為,過(guò)點(diǎn)的直線l與C交于M,N兩點(diǎn).(1)若C的上頂點(diǎn)為B,直線BM,BN的斜率分別為,,求的值;(2)過(guò)點(diǎn)M且垂直于x軸的直線交直線AN于點(diǎn)Q,證明:線段MQ的中點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)-3(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率和,待定系數(shù)法求出,,,得到橢圓方程,設(shè)直線l的方程,聯(lián)立橢圓方程,得到兩根之和,兩根之積,,代入兩根之和,兩根之積,求出的值;(2)設(shè)線段MQ的中點(diǎn)為,又Mx1,y1,故,根據(jù)三點(diǎn)共線,得到,計(jì)算出,故,得到線段MQ的中點(diǎn)在定直線上.【詳解】(1)由題意知,解得,,,所以C的方程為,顯然直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為:,Mx1,y由,得,由方程的判別式,可得,所以,,易得,所以,,所以,(2)證明:設(shè)線段MQ的中點(diǎn)為,又Mx1,y所以,,即,又A,N,Q三點(diǎn)共線,所以,即,所以,又,又所以,所以,即線段MQ的中點(diǎn)在定直線上.【點(diǎn)睛】定值問(wèn)題常見方法:(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(guò)程中消去變量,從而得到定值.4.(2024·北京·三模)已知橢圓的短軸長(zhǎng)為,左、右頂點(diǎn)分別為,過(guò)右焦點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn)(不與重合),直線與直線交于點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)求證:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)給定條件,求出即可得解.(2)設(shè)出直線方程,與橢圓方程聯(lián)立,再求出直線與直線的交點(diǎn)橫坐標(biāo),并結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算即得.【詳解】(1)依題意,,半焦距,則,所以橢圓的方程為.(2)顯然直線不垂直于y軸,設(shè)直線,由消去x并整理得,,設(shè)Ax1則,且有,直線,直線,聯(lián)立消去y得,即,整理得,即,于是,而,則,因此,所以點(diǎn)在定直線上.5.(2024·山西臨汾·二模)已知橢圓的離心率為,點(diǎn)在上.(1)求的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線交于P,Q兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作垂直于軸的直線與直線AQ相交于點(diǎn),證明:線段PM的中點(diǎn)在定直線上.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)由題意聯(lián)立方程組解出,代入即可求解;(2)設(shè)點(diǎn)直曲聯(lián)立,解法一利用整體法求出中點(diǎn)坐標(biāo)與的關(guān)系,進(jìn)而得出結(jié)論;解法二利用根與系數(shù)的關(guān)系尋求與的關(guān)系,進(jìn)而確定與的函數(shù)關(guān)系得以證明.【詳解】(1)由題意可得,解得,所以的方程為.(2)如圖:設(shè)的中點(diǎn),則直線AQ方程為,所以,于是,由題可知直線PQ的斜率存在,設(shè)PQ的方程為,聯(lián)立,解法一:消去得,所以,,即.則有,又因?yàn)?,所以,于是,即,即,即,即點(diǎn)在直線上.解法二:,,即故點(diǎn)的縱坐標(biāo)為:,即,,即,又因?yàn)?,即,所以,故,同理,所以即,即點(diǎn)在直線上.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:整體思想在圓錐曲線的定直線和定點(diǎn)問(wèn)題中有時(shí)可發(fā)揮出巨大的作用.1.(2024·貴州畢節(jié)·三模)在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),,動(dòng)點(diǎn)P滿足,設(shè)點(diǎn)P的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線l與曲線在y軸右側(cè)交于不同的兩點(diǎn)M,N,在線段MN上取異于點(diǎn)M,N的點(diǎn)D,滿足.證明:點(diǎn)D在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,根據(jù)斜率乘積為定值化簡(jiǎn)即可;(2)設(shè)直線l的方程為,聯(lián)立雙曲線方程得到韋達(dá)定理式,化簡(jiǎn)弦長(zhǎng)得,代入韋達(dá)定理式計(jì)算即可.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,由得,化簡(jiǎn)整理得,所以曲線的方程為.(2)若直線l的斜率不存在,則直線l與曲線只有一個(gè)交點(diǎn),不符合題意,所以直線l的斜率存在,設(shè)為k,則直線l的方程為,設(shè)點(diǎn),聯(lián)立方程組,整理得,易知,,解得,,解得或,綜上或,因?yàn)?,同理由得,化?jiǎn)整理得,所以,化簡(jiǎn)整理得,代入,化簡(jiǎn)整理得,所以點(diǎn)D在定直線上.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第二問(wèn)的關(guān)鍵是采用設(shè)線法聯(lián)立雙曲線方程得到韋達(dá)定理式,再對(duì)化簡(jiǎn)得,代入韋達(dá)定理式計(jì)算即可.2.(2024高三下·河南·專題練習(xí))動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離的比是2,記動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線.(1)求的方程;(2)過(guò)的直線與交于兩點(diǎn),且,若點(diǎn)滿足,證明:點(diǎn)在一條定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意列等式,然后化簡(jiǎn)即可得到的方程;(2)分斜率為0和不為0兩種情況考慮,當(dāng)直線的斜率為0時(shí)得到,當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),聯(lián)立直線和雙曲線方程,結(jié)合韋達(dá)定理和得到點(diǎn)在定直線上,又也在直線上,即可證明點(diǎn)在一條定直線上.【詳解】(1)由題意知,所以,所以,化簡(jiǎn)得,的方程為.(2)依題意,設(shè),①當(dāng)直線的斜率為0時(shí),則,因?yàn)?,所以,所以,從而,則,即,解得,即.②當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè)的方程為,由消去,得,則且,因?yàn)?,所以,消去,得,所以,從而,又也在直線上.綜上,點(diǎn)在直線上.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解動(dòng)點(diǎn)在定直線上的方法:(1)先猜后證:現(xiàn)根據(jù)特殊情況猜想,然后證明;(2)參數(shù)法:用題目中參數(shù)表示動(dòng)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo),然后消參,即可得到直線方程.3.(2024·貴州遵義·一模)已知雙曲線(,)的左、右焦點(diǎn)分別為,,直線與的左、右兩支分別交于,兩點(diǎn),四邊形為矩形,且面積為.(1)求四邊形的外接圓方程;(2)設(shè),為的左、右頂點(diǎn),直線過(guò)點(diǎn)與交于,兩點(diǎn)(異于,),直線與交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)依題意可得,且,由求出點(diǎn),再根據(jù)矩形面積及求出、、,即可得到雙曲線方程及、點(diǎn)坐標(biāo),再求出線段的中點(diǎn)及線段長(zhǎng),最后求出外接圓的方程;(2)設(shè)直線為,Px1,y1,Qx2,y【詳解】(1)由雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為F1?c,0,,直線與的左、右兩支分別交于,兩點(diǎn),且四邊形為矩形,所以,且,由,解得或,即,則,又,,解得,,,所以雙曲線的方程為,所以,,,,所以的中點(diǎn)為,又,所以矩形的外接圓的方程為.(2)由(1)知,,依題意知直線的斜率不為零,設(shè)直線為,Px1,y1,Q由,得.當(dāng)且,所以,,所以,直線的方程為,直線的方程為,聯(lián)立兩方程可得,所以,,所以,解得,故點(diǎn)在定直線上.【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(wèn)題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為x1,y(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,必要時(shí)計(jì)算;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問(wèn)題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.4.(2024·湖南長(zhǎng)沙·三模)已知拋物線,過(guò)點(diǎn)的直線與交于不同的兩點(diǎn).當(dāng)直線的傾斜角為時(shí),.(1)求的方程;(2)在線段上取異于點(diǎn)的點(diǎn),且滿足,試問(wèn)是否存在一條定直線,使得點(diǎn)恒在這條定直線上?若存在,求出該直線;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)點(diǎn)恒在直線上.【分析】(1)先求直線的方程,再與拋物線聯(lián)立組成方程組,利用韋達(dá)定理及兩點(diǎn)距離公式,求弦的長(zhǎng)即可;(2)設(shè)直線方程,再與拋物線聯(lián)立組成方程組,利用韋達(dá)定理及相似三角形求解即可.【詳解】(1)設(shè)Ax若直線的傾斜角為,則直線的方程為.聯(lián)立得,則,且,所以.因?yàn)椋?,故的方程?(2)存在,定直線為.由題意知直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,.聯(lián)立得.由,得且,.不妨設(shè),則,過(guò)點(diǎn)向軸作垂線,垂足分別為點(diǎn),如圖所示,則,.因?yàn)?,所以,整理得,所?代入直線的方程得.因?yàn)椋渣c(diǎn)恒在直線上.5.(2024·河北保定·二模)已知拋物線的焦點(diǎn)為,過(guò)作互相垂直的直線,分別與交于和兩點(diǎn)(A,D在第一象限),當(dāng)直線的傾斜角等于時(shí),四邊形的面積為.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線AD與BE交于點(diǎn)Q,證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析.【分析】(1)由拋物線的對(duì)稱性知,由四邊形的面積求出,又的方程為,聯(lián)立直線與拋物線方程,利用韋達(dá)定理及焦點(diǎn)弦公式求出,即可得解;(2)設(shè)直線的方程為y=kx?1,則直線的方程為,設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2【詳解】(1)當(dāng)直線的傾斜角等于時(shí),直線的傾斜角等于,直線的方程為,由拋物線的對(duì)稱性知,所以,得.聯(lián)立方程組,消去得.設(shè)兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為,則,.又,所以,所以的方程為.(2)由(1)知F1,0,依題意,可設(shè)直線的方程為y=kx?1,則直線的方程為.聯(lián)立方程組消去得,顯然,設(shè)Ax1,y設(shè),同理可得,所以,同理可得.直線的方程為,即.同理,直線的方程為.兩直線方程聯(lián)立得,解得,即直線與的交點(diǎn)在定直線上.【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(wèn)題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為x1,y(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,必要時(shí)計(jì)算;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問(wèn)題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.1.(2024·江西九江·二模)已知雙曲線的離心率為,點(diǎn)在上.(1)求雙曲線的方程;(2)直線與雙曲線交于不同的兩點(diǎn),,若直線,的斜率互為倒數(shù),證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率及,,的平方關(guān)系得出,再由點(diǎn)在上,可求解,,進(jìn)而可得雙曲線的方程;(2)當(dāng)斜率不存在時(shí),顯然不滿足條件.當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)其方程為,與方程聯(lián)立聯(lián)立,可得根與系數(shù)的關(guān)系,表示出直線,的斜率,,由,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系可得與的關(guān)系,從而可證得直線過(guò)定點(diǎn).【詳解】(1)由已知得,,所以,又點(diǎn)在上,故,解得,,所以雙曲線的方程為:.(2)當(dāng)斜率不存在時(shí),顯然不滿足條件.當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)其方程為,與方程聯(lián)立聯(lián)立,消去得,由已知得,且,設(shè),,則,,直線,的斜率分別為,,由已知,故,即,所以,化簡(jiǎn)得,又已知不過(guò)點(diǎn),故,所以,即,故直線的方程為,所以直線過(guò)定點(diǎn).2.(2024·浙江杭州·二模)已知是橢圓的左,右頂點(diǎn),點(diǎn)與橢圓上的點(diǎn)的距離的最小值為1.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo).(2)過(guò)點(diǎn)作直線交橢圓于兩點(diǎn)(與不重合),連接,交于點(diǎn).(?。┳C明:點(diǎn)在定直線上;(ⅱ)是否存在點(diǎn)使得,若存在,求出直線的斜率;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1);(2)(?。┳C明見解析;(ⅱ)存在,【分析】(1)設(shè)Px0,y0(2)(?。┰O(shè)直線,與橢圓方程聯(lián)立方程,結(jié)合韋達(dá)定理得,寫出直線,的方程,進(jìn)而求解即可;(ⅱ)由題意點(diǎn)在以為直徑的圓上,代入圓的方程求得,寫出直線的方程,與橢圓聯(lián)立,求得點(diǎn)C的坐標(biāo),進(jìn)而可得答案.【詳解】(1)設(shè)Px0,因?yàn)?,①若,解得(舍去),②若,解得(舍去)或,所以點(diǎn)的坐標(biāo)位.(2)(?。┰O(shè)直線,由,得,所以,所以,①由,得或,易知直線的方程為y=y1直線的方程為,③聯(lián)立②③,消去,得,④聯(lián)立①④,消去,則,解得,即點(diǎn)在直線上;(ⅱ)由圖可知,,即,所以點(diǎn)在以為直徑的圓上,設(shè),則,所以,即.故直線的方程為,直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,得,因?yàn)?所以,所以,故.3.(2024·遼寧·二模)平面直角坐標(biāo)系xOy中,面積為9的正方形的頂點(diǎn)分別在x軸和y軸上滑動(dòng),且,記動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為曲線.(1)求的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的動(dòng)直線l與曲線交于不同的兩點(diǎn)時(shí),在線段上取點(diǎn)Q,滿足.試探究點(diǎn)Q是否在某條定直線上?若是,求出定直線方程;若不是,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)點(diǎn)Q在定直線上,定直線方程為【分析】(1)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo),利用平面向量的坐標(biāo)表示消參得,結(jié)合正方形面積得的方程;(2)設(shè),的坐標(biāo),與橢圓聯(lián)立并根據(jù)韋達(dá)定理得橫坐標(biāo)關(guān)系,再根據(jù)線段乘積關(guān)系化為比值關(guān)系得,化簡(jiǎn)得,代入直線方程即可,從而求出定直線方程.【詳解】(1)設(shè),由,得,所以,因?yàn)檎叫蜛BCD的面積為,即,所以,整理可得,因此C的軌跡方程為.(2)依題意,直線l存在斜率,設(shè)l:,即,設(shè)點(diǎn),Mx1,y1由,消y得,即,由,可以得到,所以,可得,,由,得,所以,可得,所以,因?yàn)?,所以點(diǎn)Q在定直線上,定直線方程為.
4.(2024·江西·二模)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,右頂點(diǎn)為,且,離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知,是上兩點(diǎn)(點(diǎn),不同于點(diǎn)),直線,分別交直線于,兩點(diǎn),若,證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明過(guò)程見解析【分析】(1)由題意列出關(guān)于的方程組,解之即可得解;(2)顯然斜率不為0且不過(guò)點(diǎn),從而可設(shè)的方程為,,將其與橢圓方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理可用表示出,由三點(diǎn)共線、三點(diǎn)共線可用表示出的坐標(biāo),從而由可得一個(gè)關(guān)于的條件等式,化簡(jiǎn)即可得解.【詳解】(1)設(shè)橢圓的半焦距為,由題意得,解得,故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)
由(1)知F1?1,0,由題意可知直線的斜率不為0,否則位于軸同側(cè),,不符合題意;設(shè)的方程為,代入,得,由,設(shè),則,所以,,直線的方程為,令,得,故,同理可得,
所以,由,得,即,所以,所以,解得或(舍去),所以直線的方程為,故直線過(guò)定點(diǎn).5.(2024·廣西·二模)已知拋物線,過(guò)點(diǎn)作直線交拋物線C于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B兩點(diǎn)分別作拋物線C的切線交于點(diǎn)P.(1)證明:P在定直線上;(2)若F為拋物線C的焦點(diǎn),證明:.【答案】(1)證明見解析(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)出Ax1,x12,Bx(2)要證.即證FA?FP【詳解】(1)證明:設(shè)Ax1,x1直線的方程為y?x12=又因?yàn)橹本€過(guò)點(diǎn)E0,2,所以,即,設(shè)直線的方程為y?x12=kx?x1,與拋物線方程又因?yàn)橹本€與拋物線相切,所以,即,所以直線的方程為y?x12=2同理直線的方程為,由y=2xx1?x1故點(diǎn)P在直線上.(2)證明:∵cos∠PFA=FA?注意到兩角都在0,π內(nèi),可知要證.即證FA?而FA=x1所以FA?又|FA所以FA?FPFA即有FA?FPFA6.(2024·湖南婁底·一模)若拋物線的方程為,焦點(diǎn)為,設(shè)是拋物線上兩個(gè)不同的動(dòng)點(diǎn).(1)若,求直線的斜率;(2)設(shè)中點(diǎn)為,若直線斜率為,證明在一條定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)焦半徑公式得到,求出,從而求出斜率;(2)法一:,聯(lián)立拋物線方程,設(shè),得到兩根之和,兩根之積,得到,求出答案;法二:設(shè),得到,從而確定,得到,得到答案.【詳解】(1),,將代入得,,所以;(2)法一:設(shè),,即,代入,得,由韋達(dá)定理,有,故,在定直線上.法二:設(shè),由題意,,故,故,在定直線上.7.(2024·山東濰坊·三模)在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn),為直線上一點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足,.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的方程;(2)若過(guò)點(diǎn)作直線與交于不同的兩點(diǎn),點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線分別與直線交于點(diǎn).證明:為線段的中點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見詳解.【分析】(1)設(shè)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)為,直接利用題中的條件列式并化簡(jiǎn),從而求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)要證為線段的中點(diǎn),只需證即可,設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)Mx1,y1,Nx2,y2,,,聯(lián)立直線與曲線的方程,列出韋達(dá)定理,由直線,可求得點(diǎn),計(jì)算即可證.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),則,因?yàn)?,所以,所以,即,所以?dòng)點(diǎn)的軌跡方程為:;(2)因?yàn)檩S,所以設(shè)Mx1,y1,N若要證為線段的中點(diǎn),只需證即可,當(dāng)直線斜率不存在或斜率為0時(shí),與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),不滿足題意,所以直線斜率存在且不為0,,設(shè)直線:,,由得,,由題意可知,直線與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),所以,即,所以,由根與系數(shù)的關(guān)系得,,,由題意得,直線方程,所以,直線方程,所以,所以,所以為線段的中點(diǎn).8.(2024·山西太原·二模)已知拋物線C:()的焦點(diǎn)為F,過(guò)點(diǎn)且斜率為1的直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F.(1)求拋物線C的方程;(2)若A,B是拋物線C上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),在x軸上是否存在定點(diǎn)M(異于坐標(biāo)原點(diǎn)O),使得當(dāng)直線AB經(jīng)過(guò)點(diǎn)M時(shí),滿足?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在;【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)斜式求解直線方程,即可求解焦點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而可得,(2)聯(lián)立直線與拋物線方程得韋達(dá)定理,結(jié)合向量垂直的坐標(biāo)運(yùn)算,即可求解.【詳解】(1)由題意過(guò)點(diǎn)且斜率為1的直線方程為,即,令,則,∴點(diǎn)F的坐標(biāo)為1,0,∴,∴.拋物線C的方程為.(2)由(1)得拋物線C:,假設(shè)存在定點(diǎn),設(shè)直線AB的方程為(),Ax1,y1由,得,∴,,,∵,∴,∴,∴或(舍去),當(dāng)時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為,滿足,,∴存在定點(diǎn).9.(2024·山西·一模)已知雙曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn),其右焦點(diǎn)為,且直線是的一條漸近線.(1)求的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)是上任意一點(diǎn),直線.證明:與雙曲線相切于點(diǎn);(3)設(shè)直線與相切于點(diǎn),且,證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)證明過(guò)程見解析(3)證明過(guò)程見解析【分析】(1)由題意得,解出的值即可;(2)一方面是上任意一點(diǎn),從而可得出它也在直線上面,聯(lián)立橢圓方程,消元后得到一個(gè)一元二次方程,證明判別式等于0即可;(3)由(2)中結(jié)論,設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),可得,由向量數(shù)量積公式化簡(jiǎn)得,說(shuō)明即可得證.【詳解】(1)因?yàn)殡p曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A3,2,且直線是的一條漸近線,所以,解得,所以的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)首先設(shè)是上任意一點(diǎn),所以有,這表明了點(diǎn)也在直線上,也可以得到,聯(lián)立直線的方程與橢圓的方程有,化簡(jiǎn)并整理得,而,且,這也就是說(shuō)與雙曲線相切于點(diǎn);(3)不妨設(shè),由(2)可知過(guò)點(diǎn)的直線的方程為,因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,所以,即有,又,從而,所以,若,則,整理得,因?yàn)?,所以,也就是說(shuō),從而,所以點(diǎn)在定直線上上.10.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左?右頂點(diǎn)分別是,直線與交于兩點(diǎn)(不與重合),設(shè)直線的斜率分別為,且.(1)判斷直線是否過(guò)軸上的定點(diǎn).若過(guò),求出該定點(diǎn);若不過(guò),請(qǐng)說(shuō)明理由.(2)若分別在第一和第四象限內(nèi),證明:直線與的交點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)過(guò)定點(diǎn).(2)證明過(guò)程見解析【分析】(1)根據(jù)題意設(shè)出直線的方程,聯(lián)立直線與雙曲線的方程,得出韋達(dá)定理的等式,再通過(guò)斜率之間的關(guān)系即可得出,即可得出定點(diǎn)坐標(biāo).(2)根據(jù)題意得出兩條直線方程,再聯(lián)立化簡(jiǎn)得到關(guān)于的等式,從而得到定直線方程.【詳解】(1)由題意可知,設(shè)直線的方程為.由消去,可得,則,,即,.因?yàn)?,所以,故直線的方程為,恒過(guò)點(diǎn).(2)由題可知,直線的方程為,直線的方程為,因?yàn)椋?,故點(diǎn)在定直線上.
11.(2024·河南南陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的離心率為,點(diǎn)是上一點(diǎn).(1)求的方程;(2)設(shè)是直線上的動(dòng)點(diǎn),分別是的左?右頂點(diǎn),且直線分別與的右支交于兩點(diǎn)(均異于點(diǎn)),證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由題意可得,,計(jì)算可求的方程;(2)設(shè),設(shè)直線,聯(lián)立方程組可得,利用點(diǎn)共線可得,,消去,得,計(jì)算可得或,進(jìn)而判斷可得,可得直線過(guò)定點(diǎn).【詳解】(1)易知,所以,則①,將點(diǎn)代入的方程,得②,聯(lián)立①②,解得,則的方程為.(2)如圖,由(1)知,,設(shè),根據(jù)題意,直線不垂直于軸,設(shè)直線,聯(lián)立,消去得,有,則,于是,由三點(diǎn)共線得直線的斜率滿足,同理,由三點(diǎn)共線得,消去,得,即,整理得,即,則,因此或,若,又,得,結(jié)合,從而,即,不成立,即,因此,滿足,所以直線過(guò)定點(diǎn).12.(2024·黑龍江雙鴨山·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的焦距為,點(diǎn)在C上.(1)求C的方程;(2)直線與C的右支交于兩點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,點(diǎn)在軸上的投影為.①求的取值范圍;②求證:直線過(guò)點(diǎn).【答案】(1)(2)①;②證明見解析【分析】(1)由題可得,解方程即可得到答案;(2)①設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,聯(lián)立,消去得,由于與的右支交于,兩點(diǎn),雙曲線的漸近線方程為,可得,以及,解不等式可得的取值范圍;②由①得,,由題可得,利用向量關(guān)系可得,從而可得,,三點(diǎn)共線,即可證明.【詳解】(1)由已知得,解得,所以的方程為.(2)①設(shè)Ax1,y1聯(lián)立,消去得,則,,解得,且.又與的右支交于,兩點(diǎn),的漸近線方程為,則,即,所以的取值范圍為.②由①得,,又點(diǎn)在軸上的投影為,所以,,所以,,所以,又,有公共點(diǎn),所以,,三點(diǎn)共線,所以直線過(guò)點(diǎn).【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:(1)直線與雙曲線一支相交于兩點(diǎn),可利用韋達(dá)定理、根的判別式以及直線斜率與漸近線斜率的關(guān)系進(jìn)行求解;(2)證明直線過(guò)定點(diǎn),可利用向量平行關(guān)系進(jìn)行證明.13.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的離心率為的上頂點(diǎn)和右頂點(diǎn)分別為,點(diǎn)的面積為2.(1)求的方程;(2)過(guò)點(diǎn)且斜率存在的直線與交于兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)且與直線平行的直線與直線的交點(diǎn)為,證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)將已知條件轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程,即可求解;(2)設(shè)出直線并與橢圓聯(lián)立,寫出韋達(dá)定理,再根據(jù)題意求出的方程,直線的方程,進(jìn)而令,利用韋達(dá)定理計(jì)算即可得定點(diǎn).【詳解】(1)設(shè)的半焦距為,由題意知,所以①.因?yàn)榈拿娣e為2,所以②,又③,由①②③解得,所以的方程為;(2)設(shè),直線,由,得,則,所以.由,得,令,解得,所以.所以直線的方程為,令,得,將代入,得,所以,故直線過(guò)定點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:在圓錐曲線解答題中遇到涉及的不同系數(shù)的代數(shù)式的應(yīng)算,比如求,就相對(duì)較難地轉(zhuǎn)化到應(yīng)用韋達(dá)定理來(lái)處理了,可以利用進(jìn)行代換后化簡(jiǎn).14.(2024·河南鄭州·三模)已知橢圓的左右頂點(diǎn)分別為和,離心率為,且經(jīng)過(guò)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作垂直軸于點(diǎn).在軸上存在一點(diǎn)(異于),使得.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)判斷直線與橢圓的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論;(3)過(guò)點(diǎn)作一條垂直于軸的直線,在上任取一點(diǎn),直線和直線分別交橢圓于兩點(diǎn),證明:直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)相切,證明見解析(3)證明見解析【分析】(1)由題意列出含的方程組解出即可.(2)設(shè),由題意解出值,聯(lián)立方程組求出只有唯一一組解即可.(3)設(shè),由三點(diǎn)共線得出,設(shè)出直線方程,得到,直線方程和橢圓方程聯(lián)立得出代入即可.【詳解】(1)由題意得,將代入橢圓方程得,聯(lián)立方程組,解得,所以橢圓的方程為.(2)直線與橢圓相切.理由如下:設(shè),由,得,解得,此時(shí),直線的方程為,聯(lián)立直線與橢圓:消得,,解得.由方程組只有一組解,直線與橢圓相切.(3)如圖:設(shè),由三點(diǎn)共線,得,由三點(diǎn)共線,得,得,又,得,得,即.設(shè)直線的方程為,即,①聯(lián)立直線與橢圓:,消得,則有,②將②式代入①式,得,解得(舍)或.直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:三點(diǎn)共線得出關(guān)系式,直線曲線聯(lián)立完善關(guān)系式并得出結(jié)論是圓錐曲線的一種重要解題方法.15.(2024·河北邯鄲·模擬預(yù)測(cè))動(dòng)點(diǎn)M到定點(diǎn)的距離與它到直線的距離之比為,記點(diǎn)M的軌跡為曲線.若為上的點(diǎn),且.(1)求曲線的軌跡方程;(2)已知,,直線交曲線于兩點(diǎn),點(diǎn)在軸上方.①求證:為定值;②若,直線是否過(guò)定點(diǎn),若是,求出該定點(diǎn)坐標(biāo),若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)①證明見解析;②定點(diǎn)【分析】(1)根據(jù)求軌跡方程的方法列式化簡(jiǎn)即可求得.(2)①根據(jù)兩點(diǎn)間的斜率公式,結(jié)合Px0,②直線:,根據(jù)兩點(diǎn)間的斜率公式和條件,結(jié)合韋達(dá)定理,求得的值,從而確定定點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】(1)設(shè)Mx,y,動(dòng)點(diǎn)M到定點(diǎn)F1,0的距離與它到直線的距離之比為,則,化簡(jiǎn)得,所以M的軌跡曲線的軌跡方程.(2)①Px0,y0為上的點(diǎn),則因?yàn)锳?2,0,,則(定值),所以為定值.②直線恒過(guò)定點(diǎn)1,0,理由如下:由①知,,因?yàn)?,所以,設(shè)直線:,,,將直線與曲線聯(lián)立方程得,則,,,因?yàn)锳?2,0,,,,所以,即,所以,由題知,,所以.即直線恒過(guò)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(wèn)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(wèn)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.1.(陜西·高考真題)已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn)A(4,0),且在y軸上截得的弦MN的長(zhǎng)為8.(Ⅰ)求動(dòng)圓圓心的軌跡C的方程;(Ⅱ)已知點(diǎn)B(-1,0),設(shè)不垂直于x軸的直線l與軌跡C交于不同的兩點(diǎn)P,Q,若x軸是的角平分線,證明直線l過(guò)定點(diǎn).【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)見解析【詳解】(Ⅰ)設(shè)動(dòng)圓圓心C的坐標(biāo)為(x,y)則所以,所求動(dòng)圓圓心的軌跡C的方程為(Ⅱ)證明:設(shè)直線l方程為,聯(lián)立得(其中)設(shè),若x軸是的角平分線,則,即故直線l方程為,直線l過(guò)定點(diǎn).(1,0)本題考查軌跡方程求法、直線方程、圓方程、直線與圓的位置關(guān)系及直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題.第一問(wèn)曲線軌跡方程的求解問(wèn)題是高考的熱點(diǎn)題型之一,準(zhǔn)確去除不滿足條件的點(diǎn)是關(guān)鍵.第二問(wèn)對(duì)角平分線的性質(zhì)運(yùn)用是關(guān)鍵,對(duì)求定值問(wèn)題的解決要控制好運(yùn)算量,同時(shí)注意好判別式的條件,以防多出結(jié)果.圓錐曲線問(wèn)題經(jīng)常與向量、三角函數(shù)結(jié)合,在訓(xùn)練中要注意.本題無(wú)論是求圓心的軌跡方程,還是求證直線過(guò)定點(diǎn),計(jì)算量都不太大,對(duì)思維的要求挺高;設(shè)計(jì)問(wèn)題背景,彰顯應(yīng)用魅力.【考點(diǎn)定位】本題考查跡曲線方程求法、直線方程、圓方程、直線與圓的位置關(guān)系及直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題,屬于中檔題.2.(山東·高考真題)已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn),且與直線相切,其中.(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;(2)設(shè)、是軌跡上異于原點(diǎn)的兩個(gè)不同點(diǎn),直線和的傾斜角分別為和,當(dāng)、變化且,證明直線恒過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)(2)證明見解析,定點(diǎn)【分析】(1)設(shè)動(dòng)圓圓心為,則,由此能導(dǎo)出所求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程.(2)設(shè),,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立直線與拋物線方程,消元、列出韋達(dá)定理,由得,由此能求出直線過(guò)定點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】(1)解:設(shè)動(dòng)圓圓心為,依題意可得,整理得,所求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程是.(2)證明:設(shè),,由題意得(否則,且,,所以直線的斜率存在,設(shè)其方程為,顯然,.即,,把代入得,由韋達(dá)定理知,,①,由得把①代入上式,整理化簡(jiǎn)得,,此時(shí),直線的方程可表示為:,即,令,解得,直線恒過(guò)定點(diǎn).3.(廣東·高考真題)已知橢圓的右準(zhǔn)線l與x軸相交于點(diǎn)E,過(guò)橢圓右焦點(diǎn)F的直線與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)C在右準(zhǔn)線l上,且軸,求證:直線經(jīng)過(guò)線段的中點(diǎn).【答案】見解析【分析】欲證直線經(jīng)過(guò)線段的中點(diǎn),分兩類討論:①若垂直于軸,②若不垂直于軸,對(duì)于第一種特殊情況比較簡(jiǎn)單,直接驗(yàn)證即可;對(duì)于第二種情況,記,和,,求出直線,的斜率看它們是不是相等,若相等,則可得、、三點(diǎn)共線.即可證得直線經(jīng)過(guò)線段的中點(diǎn).【詳解】由知,,故右焦點(diǎn)為,故右準(zhǔn)線方程為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,的中點(diǎn)為,若垂直于軸,則,,,中點(diǎn)為,,即
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