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文檔簡介
第14講圓錐曲線中的定值問題(8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)2021年新I卷,第21題,12分雙曲線中的定值問題求雙曲線的軌跡方程2020年新I卷,第22題,12分橢圓中的定值問題根據(jù)橢圓過的點(diǎn)求標(biāo)準(zhǔn)方程橢圓中存在定點(diǎn)滿足某條件問題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、掌握圓錐曲線的定值問題2.會定值相關(guān)的計算【命題預(yù)測】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,小題和大題都會作為載體命題,同學(xué)們要會結(jié)合公式運(yùn)算,需強(qiáng)化訓(xùn)練復(fù)習(xí)考點(diǎn)一、弦長類定值1.(2020·山東·高考真題)已知橢圓C:的離心率為,且過點(diǎn).(1)求的方程:(2)點(diǎn),在上,且,,為垂足.證明:存在定點(diǎn),使得為定值.2.(2020·北京·高考真題)已知橢圓過點(diǎn),且.(Ⅰ)求橢圓C的方程:(Ⅱ)過點(diǎn)的直線l交橢圓C于點(diǎn),直線分別交直線于點(diǎn).求的值.3.(重慶·高考真題)如圖,中心在原點(diǎn)O的橢圓的右焦點(diǎn)為,右準(zhǔn)線l的方程為:.(1)求橢圓的方程;(2)在橢圓上任取三個不同點(diǎn),使,證明:為定值,并求此定值.4.(江西·高考真題)如圖,已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)分別在的兩條漸近線上,軸,,(為坐標(biāo)原點(diǎn)).(1)求雙曲線的方程;(2)過上一點(diǎn)的直線與直線相交于點(diǎn),與直線相交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在上移動時,恒為定值,并求此定值.5.(北京·高考真題)已知橢圓:()的離心率為,,,,的面積為1.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),求證:為定值.1.(2024·陜西西安·模擬預(yù)測)已知橢圓的離心率為,橢圓的動弦過橢圓的右焦點(diǎn),當(dāng)垂直軸時,橢圓在處的兩條切線的交點(diǎn)為.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)若直線的斜率為,過點(diǎn)作軸的垂線,點(diǎn)為上一點(diǎn),且點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,直線與橢圓交于兩點(diǎn),證明:為定值.2.(24-25高三上·廣東·開學(xué)考試)設(shè)為橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)在橢圓上,點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)為,四邊形的面積為.(1)求橢圓的方程;(2)若過的直線交橢圓于兩點(diǎn),求證:為定值.3.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知A是圓E:上的任意一點(diǎn),點(diǎn),線段AF的垂直平分線交線段AE于點(diǎn)T.(1)求動點(diǎn)T的軌跡C的方程;(2)已知點(diǎn),過點(diǎn)的直線l與C交于M,N兩點(diǎn),求證:.4.(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)在橢圓上,點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對稱,四邊形的面積為4.(1)求橢圓的方程;(2)若直線與橢圓交于兩點(diǎn).與軸交于點(diǎn).試判斷是否存在,使得為定值?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.5.(24-25高三上·青海西寧·開學(xué)考試)已知橢圓的離心率為點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動,且面積的最大值為.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)分別是橢圓的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),直線與直線平行,且與軸,軸分別交于點(diǎn),與橢圓相交于點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn).(i)求與的面積之比;(ii)證明:為定值.6.(2024·湖北·模擬預(yù)測)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的長軸是短軸的倍,且橢圓上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為是橢圓左右頂點(diǎn),過做橢圓的切線,取橢圓上軸上方任意兩點(diǎn)(在的左側(cè)),并過兩點(diǎn)分別作橢圓的切線交于點(diǎn),直線交點(diǎn)的切線于,直線交點(diǎn)的切線于,過作的垂線交于.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)若,直線與的斜率分別為與,求的值.(3)求證:考點(diǎn)二、斜率類定值1.(2021·全國·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)、,點(diǎn)的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點(diǎn)在直線上,過的兩條直線分別交于、兩點(diǎn)和,兩點(diǎn),且,求直線的斜率與直線的斜率之和.2.(2024·河南·二模)已知橢圓的焦距為2,兩個焦點(diǎn)與短軸一個頂點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè),過點(diǎn)的兩條直線和分別交橢圓于點(diǎn)和點(diǎn)(和.不重合),直線和的斜率分別為和.若,判斷是否為定值,若是,求出該值;若否,說明理由.3.(2024·四川成都·模擬預(yù)測)已知點(diǎn),,點(diǎn)P在以AB為直徑的圓C上運(yùn)動,軸,垂足為D,點(diǎn)M滿足,點(diǎn)M的軌跡為W,過點(diǎn)的直線l交W于點(diǎn)E、F.(1)求W的方程;(2)若直線l的傾斜角為,求直線l被圓C截得的弦長;(3)設(shè)直線AE,BF的斜率分別為,,證明為定值,并求出該定值.4.(23-24高二上·湖南·期末)已知橢圓與雙曲線的焦距之比為.(1)求橢圓和雙曲線的離心率;(2)設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)為F,過F作軸交雙曲線于點(diǎn)P(P在第一象限),A,B分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),與橢圓交于另一點(diǎn)Q,O為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:.1.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)橢圓,是上一個動點(diǎn),點(diǎn),長的最小值為.(1)求的值:(2)設(shè)過點(diǎn)且斜率不為0的直線交于兩點(diǎn),分別為的左、右頂點(diǎn),直線和直線的斜率分別為,求證:為定值.2.(2024·重慶·模擬預(yù)測)如圖,軸,垂足為D,點(diǎn)P在線段上,且.(1)點(diǎn)M在圓上運(yùn)動時,求點(diǎn)P的軌跡方程;(2)記(1)中所求點(diǎn)P的軌跡為,過點(diǎn)作一條直線與相交于兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn)Q.記的斜率分別為,證明:是定值.3.(23-24高三上·云南·階段練習(xí))已知橢圓的離心率為,且點(diǎn)在橢圓上.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)如圖,若一條斜率不為0的直線過點(diǎn)與橢圓交于兩點(diǎn),橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,直線的斜率為,直線的斜率為,求證:為定值.考點(diǎn)三、角度類定值1.(北京·高考真題)已知雙曲線的離心率為,右準(zhǔn)線方程為(Ⅰ)求雙曲線的方程;(Ⅱ)設(shè)直線是圓上動點(diǎn)處的切線,與雙曲線交于不同的兩點(diǎn),證明的大小為定值..2.(江西·高考真題)設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,動點(diǎn)P在直線上運(yùn)動,過P作拋物線C的兩條切線PA、PB,且與拋物線C分別相切于A、B兩點(diǎn).(1)求△APB的重心G的軌跡方程.(2)證明∠PFA=∠PFB.1.(23-24高三上·安徽六安·階段練習(xí))在直角坐標(biāo)系中,拋物線與直線交于兩點(diǎn).(1)若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4,求拋物線在點(diǎn)處的切線方程;(2)探究軸上是否存在點(diǎn),使得當(dāng)變動時,總有?若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.2.(2024·湖南長沙·一模)已知雙曲線與直線:()有唯一的公共點(diǎn),直線與雙曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),其中點(diǎn),在第一象限.(1)探求參數(shù),滿足的關(guān)系式;(2)若為坐標(biāo)原點(diǎn),為雙曲線的左焦點(diǎn),證明:.3.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為、,左、右頂點(diǎn)分別為、,點(diǎn)在上,.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)若過焦點(diǎn)且斜率存在的直線與雙曲線的右支交于、兩點(diǎn),線段的垂直平分線與軸交于點(diǎn),試問是否為定值?若為定值,求出該定值;若不為定值,請說明理由.考點(diǎn)四、位置關(guān)系類定值1.(2023·北京·高考真題)已知橢圓的離心率為,A、C分別是E的上、下頂點(diǎn),B,D分別是的左、右頂點(diǎn),.(1)求的方程;(2)設(shè)為第一象限內(nèi)E上的動點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn).求證:.2.(2024·全國·高考真題)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)在上,且軸.(1)求的方程;(2)過點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),為線段的中點(diǎn),直線交直線于點(diǎn),證明:軸.1.(2024·山西長治·模擬預(yù)測)已知橢圓E:x2a2+y2b2=1a>b>0的右焦點(diǎn)為,且該橢圓過點(diǎn)(1)求橢圓E的方程;(2)若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為,求直線l的方程;(3)若直線l方程為,過A、B作直線的垂線,垂足分別為P、Q,點(diǎn)R為線段PQ的中點(diǎn),求證:四邊形ARQF為梯形.2.(23-24高三上·湖南·階段練習(xí))已知橢圓的左焦點(diǎn)為F,P,Q分別為左頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),(為橢圓的離心率),的面積為.(1)求橢圓的方程;(2)直線與橢圓交于兩點(diǎn),過作直線的垂線,垂足分別為、,點(diǎn)為線段的中點(diǎn).求證:四邊形為梯形.考點(diǎn)五、向量類定值1.(四川·高考真題)過點(diǎn)C(0,1)的橢圓的離心率為,橢圓與x軸交于兩點(diǎn)、,過點(diǎn)C的直線l與橢圓交于另一點(diǎn)D,并與x軸交于點(diǎn)P,直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q.(I)當(dāng)直線l過橢圓右焦點(diǎn)時,求線段CD的長;(Ⅱ)當(dāng)點(diǎn)P異于點(diǎn)B時,求證:為定值.2.(23-24高二上·上海奉賢·期末)已知橢圓C:的左右焦點(diǎn)分別為,,M為橢圓C上一點(diǎn).(1)若點(diǎn)M的坐標(biāo)為,求的面積;(2)若點(diǎn)M的坐標(biāo)為,且是鈍角,求橫坐標(biāo)的范圍;(3)若點(diǎn)M的坐標(biāo)為0,1,且直線與橢圓C交于兩個不同的點(diǎn)A,B.求證:為定值.3.(2024·北京通州·二模)已知橢圓:()的長軸長為4,離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)直線l過橢圓E的左焦點(diǎn)F,且與E交于兩點(diǎn)(不與左右頂點(diǎn)重合),點(diǎn)在軸正半軸上,直線交軸于點(diǎn)P,直線交軸于點(diǎn),問是否存在,使得為定值?若存在,求出的值及定值;若不存在,請說明理由.1.(2024·全國·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),直線與的斜率之積為.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)過的直線交曲線于兩點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),求證:為定值.2.(2023·天津·一模)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的離心率為,橢圓的一個頂點(diǎn)與兩個焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積為2.已知直線與橢圓C交于A,B
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求k的值;(3)若點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,求證:為定值.
考點(diǎn)六、面積類定值1.(北京·高考真題)已知橢圓過點(diǎn)兩點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓的方程及離心率;(Ⅱ)設(shè)為第三象限內(nèi)一點(diǎn)且在橢圓上,直線與軸交于點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),求證:四邊形的面積為定值.2.(22-23高二上·浙江臺州·期中)已知點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離比是.(1)求點(diǎn)的軌跡方程;(2)若直線與軌跡交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn)直線的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.3.(2023·廣東·一模)已知橢圓:,為坐標(biāo)原點(diǎn),若橢圓與橢圓的離心率相同,焦點(diǎn)都在同一坐標(biāo)軸上,橢圓的長軸長與橢圓的長軸長之比為.(1)求橢圓的方程;(2)已知點(diǎn)在橢圓上,點(diǎn)A,B在橢圓上,若,則四邊形的面積是否為定值?若是,求出定值;若不是,請說明理由.1.(23-24高二上·陜西西安·期末)設(shè)點(diǎn)是橢圓上任意一點(diǎn),過點(diǎn)作橢圓的切線,與橢圓交于兩點(diǎn).(1)求證:;(2)的面積是否為定值?若是,求出這個定值;若不是,請說明理由.2.(23-24高三上·甘肅蘭州·階段練習(xí))已知A,B分別是橢圓的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),,直線AB的斜率為.(1)求橢圓的方程;(2)若直線與軌跡交于M,N兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線OM,ON的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.3.(23-24高二上·廣東汕頭·期末)已知橢圓:的離心率為,且橢圓過點(diǎn),點(diǎn),分別為橢圓的左、右頂點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)點(diǎn),為橢圓上不同兩點(diǎn),過橢圓上的點(diǎn)作,且,求證:的面積為定值.4.(23-24高二上·黑龍江哈爾濱·期末)已知,分別是雙曲線:(,)的左、右焦點(diǎn),,點(diǎn)到的漸近線的距離為3.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及其漸近線方程;(2)已知點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),動直線與相切,若與的兩條漸近線交于,兩點(diǎn),求證:的面積為定值.考點(diǎn)七、距離類定值1.(2024·江蘇鹽城·一模)已知拋物線:,圓:,為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)若直線:分別與拋物線相交于點(diǎn)A,(在B的左側(cè))、與圓相交于點(diǎn)S,(S在的左側(cè)),且與的面積相等,求出的取值范圍;(2)已知,,是拋物線上的三個點(diǎn),且任意兩點(diǎn)連線斜率都存在.其中,均與圓相切,請判斷此時圓心到直線的距離是否為定值,如果是定值,請求出定值;若不是定值,請說明理由.1.(2024·貴州遵義·模擬預(yù)測)如圖,現(xiàn)用一個與圓柱底面成角的平面截圓柱,所得截面是一個橢圓,在平面上建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.若圓柱的底面圓的半徑為2,.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)Px0,y0為橢圓上任意一點(diǎn),為橢圓在點(diǎn)處的切線.設(shè)橢圓的兩個焦點(diǎn)分別為,,它們到切線的距離分別為,,試判斷是否為定值?若是,求其定值;若不是,說明理由.考點(diǎn)八、參數(shù)類定值1.(北京·高考真題)已知拋物線C:=2px經(jīng)過點(diǎn)(1,2).過點(diǎn)Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個不同的交點(diǎn)A,B,且直線PA交y軸于M,直線PB交y軸于N.(Ⅰ)求直線l的斜率的取值范圍;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),,,求證:為定值.2.(21-22高三下·山東·開學(xué)考試)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,且,是C上一點(diǎn).(1)求C的方程;(2)過點(diǎn)的直線與C交于兩點(diǎn)A,B,與直線交于點(diǎn)N.設(shè),,求證:為定值.1.(24-25高三上·河北滄州·階段練習(xí))已知橢圓的左焦點(diǎn)為,上?下頂點(diǎn)分別為,且,點(diǎn)在上.(1)求橢圓的方程;(2)過左焦點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),交直線于點(diǎn),設(shè),,證明:為定值.2.(23-24高三上·河北保定·期末)已知動點(diǎn)在上,過作軸的垂線,垂足為,若為中點(diǎn).(1)求點(diǎn)的軌跡方程;(2)過作直線交的軌跡于、兩點(diǎn),并且交軸于點(diǎn).若,,求證:為定值.1.(24-25高三上·陜西·開學(xué)考試)已知雙曲線的左焦點(diǎn)為F,左頂點(diǎn)為E,虛軸的上端點(diǎn)為P,且,.(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)是雙曲線C上不同的兩點(diǎn),Q是線段的中點(diǎn),O是原點(diǎn),直線的斜率分別為,證明:為定值.2.(24-25高三上·湖北武漢·開學(xué)考試)已知橢圓的離心率,連接四個頂點(diǎn)所得菱形的面積為4.斜率為的直線交橢圓于兩點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)若,求的最大值;(3)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),若三點(diǎn)不共線,且的斜率滿足,求證:為定值.3.(2024·四川成都·模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點(diǎn)為,過點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為.(1)求拋物線的方程;(2)過點(diǎn)作兩條傾斜角互補(bǔ)的直線,直線交拋物線于兩點(diǎn),直線交拋物線于兩點(diǎn),連接,設(shè)的斜率分別為,問:是否為定值?若是,求出定值;若不是,說明理由.4.(23-24高三上·全國·階段練習(xí))如圖所示,已知拋物線是拋物線與軸的交點(diǎn),過點(diǎn)作斜率不為零的直線與拋物線交于兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn).(1)求的取值范圍;(2)問在平面內(nèi)是否存在一定點(diǎn),使得為定值?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.5.(2023·全國·模擬預(yù)測)已知拋物線的焦點(diǎn)為,過點(diǎn)且斜率為的直線與拋物線交于、兩點(diǎn),分別過、兩點(diǎn)作拋物線的切線,兩條切線分別與軸交于、兩點(diǎn),直線與拋物線交于、兩點(diǎn),直線與拋物線交于、兩點(diǎn),為線段的中點(diǎn),為線段的中點(diǎn).(1)證明:為定值;(2)設(shè)直線的斜率為,證明:為定值.6.(23-24高三上·內(nèi)蒙古錫林郭勒盟·期末)在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線和點(diǎn).點(diǎn)在上,且.(1)求的方程;(2)若過點(diǎn)作兩條直線與,與相交于,兩點(diǎn),與相交于,兩點(diǎn),線段和中點(diǎn)的連線的斜率為,直線,,,的斜率分別為,,,,證明:,且為定值.7.(23-24高三下·山東·開學(xué)考試)已知拋物線是上不同的三點(diǎn),過三點(diǎn)的三條切線分別兩兩交于點(diǎn),則稱三角形為拋物線的外切三角形.(1)當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為為坐標(biāo)原點(diǎn),且時,求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)設(shè)外切三角形的垂心為,試判斷是否在定直線上,若是,求出該定直線;若不是,請說明理由;(3)證明:三角形與外切三角形的面積之比為定值.8.(23-24高二上·山東青島·期末)已知拋物線,點(diǎn),過拋物線的焦點(diǎn)且平行于軸的直線與圓相切,與交與兩點(diǎn),.(1)求和圓的方程;(2)過上一點(diǎn)作圓的兩條切線分別與交于兩點(diǎn),判斷直線與圓的位置關(guān)系,并說明理由.9.(23-24高二上·陜西渭南·期末)如圖,過點(diǎn)C0,1的橢圓的離心率為,橢圓與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)的直線與橢圓交于另一點(diǎn),并與軸交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn);(1)當(dāng)直線過橢圓右焦點(diǎn)時,求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)當(dāng)點(diǎn)異于點(diǎn)時,求證:為定值.10.(2024·湖南長沙·二模)如圖,雙曲線的左?右焦點(diǎn),分別為雙曲線的左?右頂點(diǎn),過點(diǎn)的直線分別交雙曲線的左?右兩支于兩點(diǎn),交雙曲線的右支于點(diǎn)(與點(diǎn)不重合),且與的周長之差為2.(1)求雙曲線的方程;(2)若直線交雙曲線的右支于兩點(diǎn).①記直線的斜率為,直線的斜率為,求的值;②試探究:是否為定值?并說明理由.11.(2024·廣東汕頭·三模)已知雙曲線:的漸近線方程為,過點(diǎn)的直線交雙曲線于,兩點(diǎn),且當(dāng)軸時,.(1)求的方程;(2)記雙曲線的左右頂點(diǎn)分別為,,直線,的斜率分別為,,求的值.(3)探究圓:上是否存在點(diǎn),使得過作雙曲線的兩條切線,互相垂直.12.(2024·重慶九龍坡·三模)已知,,是圓上任意一點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn)為,線段的中垂線與直線相交于點(diǎn),記點(diǎn)的軌跡為曲線.(1)求曲線的方程;(2)過點(diǎn)且斜率為的直線交曲線位于軸右側(cè)的部分于不同的A,B兩點(diǎn),為軸上一點(diǎn)且滿足,試探究是否為定值,若是,則求出該定值;若不是,請說明理由.13.(24-25高三上·重慶沙坪壩·開學(xué)考試)已知雙曲線的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),左、右頂點(diǎn)分別為,虛軸長為6.(1)求雙曲線的方程;(2)過點(diǎn)的直線與的右支交于兩點(diǎn),若直線與交于點(diǎn).(i)證明:點(diǎn)在定直線上;(ii)若直線與交于點(diǎn),求的值.14.(23-24高三上·河北·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,請說明理由.15.(23-24高三上·廣東廣州·期中)已知橢圓C:的離心率為,焦距為2.(1)求橢圓C的方程;(2)若橢圓C的左頂點(diǎn)為A,過右焦點(diǎn)F的直線與橢圓C交于B,D(異于點(diǎn)A)兩點(diǎn),直線,分別與直線交于M,N兩點(diǎn),試問是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請說明理由.1.(山東·高考真題)如圖,已知橢圓的離心率為,以該橢圓上的點(diǎn)和橢圓的左、右焦點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的周長為.一等軸雙曲線的頂點(diǎn)是該橢圓的焦點(diǎn),設(shè)為該雙曲線上異于頂點(diǎn)的任一點(diǎn),直線和與橢圓的交點(diǎn)分別為和.(Ⅰ)求橢圓和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(Ⅱ)設(shè)直線、的斜率分別為、,證明;(Ⅲ)是否存在常數(shù),使得恒成立?若存在,求的值;若不存在,請說明理由.2.(湖北·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,過定點(diǎn)作直線與拋物線相交于A,B兩點(diǎn).(1)若點(diǎn)N是點(diǎn)C關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O的對稱點(diǎn),求面積的最小值;(2)是否存在垂直于y軸的直線l,使得l被以AC為直徑的圓截得的弦長恒為定值?若存在,求出l的方程;若不存在,說明理由.3.(江西·高考真題)如圖,已知拋物線,過點(diǎn)任作一直線與相交于兩點(diǎn),過點(diǎn)作軸的平行線與直線相交于點(diǎn)(為坐標(biāo)原點(diǎn)).(1)證明:動點(diǎn)在定直線上;(2)作的任意一條切線(不含軸)與直線相交于點(diǎn),與(1)中的定直線相交于點(diǎn),證明:為定值,并求此定值.4.(·四川·高考真題)橢圓()的離心率是,點(diǎn)在短軸上,且.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),過點(diǎn)的動直線與橢圓交于兩點(diǎn),是否存在常數(shù),使得為定值?若存在,求的值;若不存在,請說明理由5.(四川·高考真題)已知橢圓:的兩個焦點(diǎn)與短軸的一個端點(diǎn)是直角三角形的三個頂點(diǎn),直線:與橢圓有且只有一個公共點(diǎn)T.(Ⅰ)求橢圓的方程及點(diǎn)的坐標(biāo);(Ⅱ)設(shè)是坐標(biāo)原點(diǎn),直線平行于,與橢圓交于不同的兩點(diǎn)、,且與直線交于點(diǎn),證明:存在常數(shù),使得,并求的值.6.(上?!じ呖颊骖})在平面直角坐標(biāo)系中,已知雙曲線.(1)過的左頂點(diǎn)引的一條漸近線的平行線,求該直線與另一條漸近線及x軸圍成的三角形的面積;(2)設(shè)斜率為1的直線l交于P、Q兩點(diǎn),若l與圓相切,求證:OP⊥OQ;(3)設(shè)橢圓.若M、N分別是、上的動點(diǎn),且OM⊥ON,求證:O到直線MN的距離是定值.7.(全國·高考真題)如圖,橢圓的長軸與x軸平行,短軸在y軸上,中心為.(1)寫出橢圓的方程,求橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)及離心率;(2)直線交橢圓于兩點(diǎn);直線交橢圓于兩點(diǎn),.求證:;(3)對于(2)中的中的在,,,,設(shè)交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),求證:(證明過程不考慮或垂直于軸的情第14講圓錐曲線中的定值問題(8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)2021年新I卷,第21題,12分雙曲線中的定值問題求雙曲線的軌跡方程2020年新I卷,第22題,12分橢圓中的定值問題根據(jù)橢圓過的點(diǎn)求標(biāo)準(zhǔn)方程橢圓中存在定點(diǎn)滿足某條件問題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、掌握圓錐曲線的定值問題2.會定值相關(guān)的計算【命題預(yù)測】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,小題和大題都會作為載體命題,同學(xué)們要會結(jié)合公式運(yùn)算,需強(qiáng)化訓(xùn)練復(fù)習(xí)考點(diǎn)一、弦長類定值1.(2020·山東·高考真題)已知橢圓C:的離心率為,且過點(diǎn).(1)求的方程:(2)點(diǎn),在上,且,,為垂足.證明:存在定點(diǎn),使得為定值.【答案】(1);(2)詳見解析.【分析】(1)由題意得到關(guān)于的方程組,求解方程組即可確定橢圓方程.(2)方法一:設(shè)出點(diǎn),的坐標(biāo),在斜率存在時設(shè)方程為,聯(lián)立直線方程與橢圓方程,根據(jù)已知條件,已得到的關(guān)系,進(jìn)而得直線恒過定點(diǎn),在直線斜率不存在時要單獨(dú)驗證,然后結(jié)合直角三角形的性質(zhì)即可確定滿足題意的點(diǎn)的位置.【詳解】(1)由題意可得:,解得:,故橢圓方程為:.(2)[方法一]:通性通法設(shè)點(diǎn),若直線斜率存在時,設(shè)直線的方程為:,代入橢圓方程消去并整理得:,可得,,因為,所以,即,根據(jù),代入整理可得:,
所以,整理化簡得,因為不在直線上,所以,故,于是的方程為,所以直線過定點(diǎn)直線過定點(diǎn).當(dāng)直線的斜率不存在時,可得,由得:,得,結(jié)合可得:,解得:或(舍).此時直線過點(diǎn).令為的中點(diǎn),即,若與不重合,則由題設(shè)知是的斜邊,故,若與重合,則,故存在點(diǎn),使得為定值.[方法二]【最優(yōu)解】:平移坐標(biāo)系將原坐標(biāo)系平移,原來的O點(diǎn)平移至點(diǎn)A處,則在新的坐標(biāo)系下橢圓的方程為,設(shè)直線的方程為.將直線方程與橢圓方程聯(lián)立得,即,化簡得,即.設(shè),因為則,即.代入直線方程中得.則在新坐標(biāo)系下直線過定點(diǎn),則在原坐標(biāo)系下直線過定點(diǎn).又,D在以為直徑的圓上.的中點(diǎn)即為圓心Q.經(jīng)檢驗,直線垂直于x軸時也成立.故存在,使得.[方法三]:建立曲線系A(chǔ)點(diǎn)處的切線方程為,即.設(shè)直線的方程為,直線的方程為,直線的方程為.由題意得.則過A,M,N三點(diǎn)的二次曲線系方程用橢圓及直線可表示為(其中為系數(shù)).用直線及點(diǎn)A處的切線可表示為(其中為系數(shù)).即.對比項、x項及y項系數(shù)得將①代入②③,消去并化簡得,即.故直線的方程為,直線過定點(diǎn).又,D在以為直徑的圓上.中點(diǎn)即為圓心Q.經(jīng)檢驗,直線垂直于x軸時也成立.故存在,使得.[方法四]:設(shè).若直線的斜率不存在,則.因為,則,即.由,解得或(舍).所以直線的方程為.若直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,則.令,則.又,令,則.因為,所以,即或.當(dāng)時,直線的方程為.所以直線恒過,不合題意;當(dāng)時,直線的方程為,所以直線恒過.綜上,直線恒過,所以.又因為,即,所以點(diǎn)D在以線段為直徑的圓上運(yùn)動.取線段的中點(diǎn)為,則.所以存在定點(diǎn)Q,使得為定值.【整體點(diǎn)評】(2)方法一:設(shè)出直線方程,然后與橢圓方程聯(lián)立,通過題目條件可知直線過定點(diǎn),再根據(jù)平面幾何知識可知定點(diǎn)即為的中點(diǎn),該法也是本題的通性通法;方法二:通過坐標(biāo)系平移,將原來的O點(diǎn)平移至點(diǎn)A處,設(shè)直線的方程為,再通過與橢圓方程聯(lián)立,構(gòu)建齊次式,由韋達(dá)定理求出的關(guān)系,從而可知直線過定點(diǎn),從而可知定點(diǎn)即為的中點(diǎn),該法是本題的最優(yōu)解;方法三:設(shè)直線,再利用過點(diǎn)的曲線系,根據(jù)比較對應(yīng)項系數(shù)可求出的關(guān)系,從而求出直線過定點(diǎn),故可知定點(diǎn)即為的中點(diǎn);方法四:同方法一,只不過中間運(yùn)算時采用了一元二次方程的零點(diǎn)式賦值,簡化了求解以及的計算.2.(2020·北京·高考真題)已知橢圓過點(diǎn),且.(Ⅰ)求橢圓C的方程:(Ⅱ)過點(diǎn)的直線l交橢圓C于點(diǎn),直線分別交直線于點(diǎn).求的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)1.【分析】(Ⅰ)由題意得到關(guān)于a,b的方程組,求解方程組即可確定橢圓方程;(Ⅱ)首先聯(lián)立直線與橢圓的方程,然后由直線MA,NA的方程確定點(diǎn)P,Q的縱坐標(biāo),將線段長度的比值轉(zhuǎn)化為縱坐標(biāo)比值的問題,進(jìn)一步結(jié)合韋達(dá)定理可證得,從而可得兩線段長度的比值.【詳解】(Ⅰ)設(shè)橢圓方程為:,由題意可得:,解得:,故橢圓方程為:.(Ⅱ)[方法一]:設(shè),,直線的方程為:,與橢圓方程聯(lián)立可得:,即:,則:.直線MA的方程為:,令可得:,同理可得:.很明顯,且,注意到,,而,故.從而.[方法二]【最優(yōu)解】:幾何含義法①當(dāng)直線l與x軸重合,不妨設(shè),由平面幾何知識得,所以.②當(dāng)直線l不與x軸重合時,設(shè)直線,由題意,直線l不過和點(diǎn),所以.設(shè),聯(lián)立得.由題意知,所以.且.由題意知直線的斜率存在..當(dāng)時,.同理,.所以.因為,所以.【整體點(diǎn)評】方法一直接設(shè)直線的方程為:,聯(lián)立方程消去y,利用韋達(dá)定理化簡求解;方法二先對斜率為零的情況進(jìn)行特例研究,在斜率不為零的情況下設(shè)直線方程為,聯(lián)立方程消去x,直接利用韋達(dá)定理求得P,Q的縱坐標(biāo),運(yùn)算更為簡潔,應(yīng)為最優(yōu)解法.3.(重慶·高考真題)如圖,中心在原點(diǎn)O的橢圓的右焦點(diǎn)為,右準(zhǔn)線l的方程為:.(1)求橢圓的方程;(2)在橢圓上任取三個不同點(diǎn),使,證明:為定值,并求此定值.【答案】(1)(2)證明見解析,【分析】(1)根據(jù)準(zhǔn)線的幾何性質(zhì),求出a,再算出b,可得橢圓方程;(2)根據(jù)題設(shè),分別求出與x軸正方向的夾角之間的關(guān)系,代入中計算即可.【詳解】(1)設(shè)橢圓方程為.因焦點(diǎn)為,故半焦距,又右準(zhǔn)線的方程為,從而由已知,因此,,故所求橢圓方程為;(2)記橢圓的右頂點(diǎn)為A,并設(shè)(1,2,3),不失一般性,假設(shè),且,.又設(shè)點(diǎn)在上的射影為,因橢圓的離心率,從而有
.解得.因此,而,故為定值.綜上,橢圓方程為;.【點(diǎn)睛】本題的難點(diǎn)在于運(yùn)用橢圓上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離表達(dá)為到準(zhǔn)線的距離乘以離心率,再對運(yùn)用三角函數(shù)計算化簡.4.(江西·高考真題)如圖,已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)分別在的兩條漸近線上,軸,,(為坐標(biāo)原點(diǎn)).(1)求雙曲線的方程;(2)過上一點(diǎn)的直線與直線相交于點(diǎn),與直線相交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在上移動時,恒為定值,并求此定值.【答案】(1)(2)【分析】(1)確定的值即可求出雙曲線的方程,由直線和方程聯(lián)立求出點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù),即,即可求出的值;(2)聯(lián)立直線和直線的方程求出點(diǎn),聯(lián)立直線和直線的方程求出點(diǎn),即可得到的表達(dá)式,再根據(jù)點(diǎn)在雙曲線上,化簡即可得到,即命題得證.【詳解】(1)設(shè),因為,所以.由題意可得,直線OB方程為,直線BF的方程為,聯(lián)立解得,而直線OA的方程為,則∴又因為ABOB,所以,解得,故雙曲線C的方程為(2)由(1)知,則直線的方程為,即因為直線AF的方程為,所以直線與AF的交點(diǎn),直線與直線的交點(diǎn)為,則.因為是C上一點(diǎn),則,代入上式得,故所求定值為.【點(diǎn)睛】本題主要考查雙曲線的方程的求法,雙曲線的簡單幾何性質(zhì)的應(yīng)用,直線與直線的位置關(guān)系的應(yīng)用,以及雙曲線中的定值問題的解法應(yīng)用,意在考查數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于中檔題.5.(北京·高考真題)已知橢圓:()的離心率為,,,,的面積為1.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),求證:為定值.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(Ⅰ)根據(jù)離心率為,即,OAB的面積為1,即,橢圓中列方程組進(jìn)行求解;(Ⅱ)根據(jù)已知條件分別求出的值,求其乘積為定值.【詳解】(Ⅰ)由題意得解得.所以橢圓的方程為.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,設(shè),則.當(dāng)時,直線的方程為.令,得,從而.直線的方程為.令,得,從而.所以.當(dāng)時,,所以.綜上,為定值.【考點(diǎn)】橢圓方程、直線與橢圓的位置關(guān)系、運(yùn)算求解能力.【名師點(diǎn)睛】解決定值、定點(diǎn)的方法一般有兩種:(1)從特殊入手,求出定點(diǎn)、定值、定線,再證明定點(diǎn)、定值、定線與變量無關(guān);(2)直接計算、推理,并在計算、推理的過程中消去變量,從而得到定點(diǎn)、定值、定線.應(yīng)注意到繁難的代數(shù)運(yùn)算是此類問題的特點(diǎn),設(shè)而不求方法、整體思想和消元思想的運(yùn)用可有效地簡化運(yùn)算.1.(2024·陜西西安·模擬預(yù)測)已知橢圓的離心率為,橢圓的動弦過橢圓的右焦點(diǎn),當(dāng)垂直軸時,橢圓在處的兩條切線的交點(diǎn)為.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)若直線的斜率為,過點(diǎn)作軸的垂線,點(diǎn)為上一點(diǎn),且點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,直線與橢圓交于兩點(diǎn),證明:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)出直線的方程,與橢圓的方程聯(lián)立,利用即可求點(diǎn)M坐標(biāo);(2)先設(shè)出點(diǎn)N坐標(biāo),再求的斜率,判斷直線與的關(guān)系,聯(lián)立直線與橢圓的方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系求弦長,即可證明.【詳解】(1),解得,所以橢圓方程為,又,所以右焦點(diǎn),當(dāng)垂直軸時,不妨取,根據(jù)對稱性可知點(diǎn)在x軸上,且直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,消去得:,則,化簡得,解得,所以直線的方程為,令,解得,故點(diǎn)的坐標(biāo)為.(2)如圖,由題意可得直線的方程為,即.設(shè)Ax1,所以,故直線與垂直,聯(lián)立,消去得:,則,所以,同理,,所以,故為定值.2.(24-25高三上·廣東·開學(xué)考試)設(shè)為橢圓的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)在橢圓上,點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)為,四邊形的面積為.(1)求橢圓的方程;(2)若過的直線交橢圓于兩點(diǎn),求證:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)橢圓的對稱性,結(jié)合平行四邊形的判定定理、三角形面積公式進(jìn)行求解即可;(2)根據(jù)直線的斜率是否為零,結(jié)合一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系分類討論進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)設(shè)橢圓的焦距為,因為,所以四邊形為平行四邊形,其面積設(shè)為,則,所以,所以,又,解得,所以橢圓的方程為.(2),當(dāng)直線與軸重合時,的方程為,此時不妨令,則;當(dāng)直線與軸不重合時,的方程可設(shè)為,由,得,設(shè),則,綜上,為定值4.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是根據(jù)直線所過點(diǎn)的特征進(jìn)行恰當(dāng)選擇直線方程.3.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知A是圓E:上的任意一點(diǎn),點(diǎn),線段AF的垂直平分線交線段AE于點(diǎn)T.(1)求動點(diǎn)T的軌跡C的方程;(2)已知點(diǎn),過點(diǎn)的直線l與C交于M,N兩點(diǎn),求證:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由點(diǎn)T滿足條件符合橢圓的定義,得點(diǎn)T的軌跡方程;(2)按直線斜率是否為零分類討論,當(dāng)直線斜率不為零時,聯(lián)立方程組,得,所以x軸平分,用角平分線定理證明命題成立.【詳解】(1)因為,所以動點(diǎn)T的軌跡C是以E,F(xiàn)為焦點(diǎn)且長軸長為4的橢圓,因為,,所以,,所以動點(diǎn)T的軌跡C的方程是.(2)證明:若直線l與x軸重合,則M,N為橢圓C長軸的端點(diǎn),不妨設(shè),,則,,所以,若直線l與x軸不重合,設(shè)直線l的方程為,設(shè)點(diǎn)Mx1,y1,N因為,所以,,因為,所以x軸平分,所以,綜上,.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:動點(diǎn)滿足曲線的定義,可以直接得動點(diǎn)的軌跡方程.欲證可證x軸平分.4.(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)在橢圓上,點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對稱,四邊形的面積為4.(1)求橢圓的方程;(2)若直線與橢圓交于兩點(diǎn).與軸交于點(diǎn).試判斷是否存在,使得為定值?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)給定條件,利用點(diǎn)在橢圓上及四邊形面積,結(jié)合待定系數(shù)法求出.(2)聯(lián)立直線與橢圓的方程,求出結(jié)合韋達(dá)定理求解即得.【詳解】(1)設(shè)橢圓的焦距為,依題意,,則,四邊形為平行四邊形,其面積,得,即,聯(lián)立解得,所以橢圓的方程為.(2)存在.由消去得,當(dāng)時,恒成立,設(shè),則,,則當(dāng),即時,為定值,所以.【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,得到定值;②特例法,從特殊情況入手,求出定值,再證明這個值與變量無關(guān).5.(24-25高三上·青海西寧·開學(xué)考試)已知橢圓的離心率為點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動,且面積的最大值為.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)分別是橢圓的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),直線與直線平行,且與軸,軸分別交于點(diǎn),與橢圓相交于點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn).(i)求與的面積之比;(ii)證明:為定值.【答案】(1)(2)(i)1;(ii)證明見解析【分析】(1)當(dāng)點(diǎn)為短軸的端點(diǎn)時,面積最大,然后根據(jù)題意建立方程組求解即可;(2)先利用直線與直線平行,設(shè)直線方程為,然后計算出,再與橢圓聯(lián)立,得方程,設(shè)點(diǎn),然后用韋達(dá)定理得到,分別計算兩個小問即可.【詳解】(1)根據(jù)題意解得,所以橢圓的方程為(2)如圖所示:設(shè)直線的方程為,則,聯(lián)立方程消去,整理得,,得設(shè),則.(i),,與的面積之比為1.(ii)證明:.綜上,.6.(2024·湖北·模擬預(yù)測)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的長軸是短軸的倍,且橢圓上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為是橢圓左右頂點(diǎn),過做橢圓的切線,取橢圓上軸上方任意兩點(diǎn)(在的左側(cè)),并過兩點(diǎn)分別作橢圓的切線交于點(diǎn),直線交點(diǎn)的切線于,直線交點(diǎn)的切線于,過作的垂線交于.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)若,直線與的斜率分別為與,求的值.(3)求證:【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)條件,列出關(guān)于的方程,求出,可得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè)過點(diǎn)的切線方程的點(diǎn)斜式,與橢圓方程聯(lián)立,消去,得到關(guān)于的一元二次方程,由,得到關(guān)于的一元二次方程,利用韋達(dá)定理,可得的值.(3)設(shè)(),再設(shè)過點(diǎn)的切線方程,與橢圓方程聯(lián)立,消去,得到關(guān)于的一元二次方程,由,得到關(guān)于的一元二次方程,利用韋達(dá)定理,可得,的表達(dá)式.再把和用,表示,化簡整理即可.【詳解】(1)由題意:.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)設(shè)過點(diǎn)的切線方程為:,即,由,消去,整理得:,由,整理得:,所以.(3)設(shè)(),的延長線交軸于點(diǎn),如圖:、兩點(diǎn)處切線斜率分別為,則.設(shè)點(diǎn)的橢圓的切線方程為:,即,由消去,化簡整理得:,由得:化簡整理得:,由韋達(dá)定理,得:,,所以,,所以要證明,只需證明:,即,因為,所以上式成立,即成立.【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.考點(diǎn)二、斜率類定值1.(2021·全國·高考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)、,點(diǎn)的軌跡為.(1)求的方程;(2)設(shè)點(diǎn)在直線上,過的兩條直線分別交于、兩點(diǎn)和,兩點(diǎn),且,求直線的斜率與直線的斜率之和.【答案】(1);(2).【分析】(1)利用雙曲線的定義可知軌跡是以點(diǎn)、為左、右焦點(diǎn)雙曲線的右支,求出、的值,即可得出軌跡的方程;(2)方法一:設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo)和直線方程,聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,結(jié)合韋達(dá)定理求得直線的斜率,最后化簡計算可得的值.【詳解】(1)因為,所以,軌跡是以點(diǎn)、為左、右焦點(diǎn)的雙曲線的右支,設(shè)軌跡的方程為,則,可得,,所以,軌跡的方程為.(2)[方法一]【最優(yōu)解】:直線方程與雙曲線方程聯(lián)立如圖所示,設(shè),設(shè)直線的方程為.
聯(lián)立,化簡得,,則.故.則.設(shè)的方程為,同理.因為,所以,化簡得,所以,即.因為,所以.[方法二]:參數(shù)方程法設(shè).設(shè)直線的傾斜角為,則其參數(shù)方程為,聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,可得,整理得.設(shè),由根與系數(shù)的關(guān)系得.設(shè)直線的傾斜角為,,同理可得由,得.因為,所以.由題意分析知.所以,故直線的斜率與直線的斜率之和為0.[方法三]:利用圓冪定理因為,由圓冪定理知A,B,P,Q四點(diǎn)共圓.設(shè),直線的方程為,直線的方程為,則二次曲線.又由,得過A,B,P,Q四點(diǎn)的二次曲線系方程為:,整理可得:,其中.由于A,B,P,Q四點(diǎn)共圓,則xy項的系數(shù)為0,即.【整體點(diǎn)評】(2)方法一:直線方程與二次曲線的方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理處理圓錐曲線問題是最經(jīng)典的方法,它體現(xiàn)了解析幾何的特征,是該題的通性通法,也是最優(yōu)解;方法二:參數(shù)方程的使用充分利用了參數(shù)的幾何意義,要求解題過程中對參數(shù)有深刻的理解,并能夠靈活的應(yīng)用到題目中.方法三:圓冪定理的應(yīng)用更多的提現(xiàn)了幾何的思想,二次曲線系的應(yīng)用使得計算更為簡單.2.(2024·河南·二模)已知橢圓的焦距為2,兩個焦點(diǎn)與短軸一個頂點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè),過點(diǎn)的兩條直線和分別交橢圓于點(diǎn)和點(diǎn)(和.不重合),直線和的斜率分別為和.若,判斷是否為定值,若是,求出該值;若否,說明理由.【答案】(1)(2)為定值0.【分析】(1)由橢圓的性質(zhì)結(jié)合題意可得標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)由點(diǎn)斜式寫出直線的方程,聯(lián)立曲線,得到韋達(dá)定理,再由向量共線得到坐標(biāo)關(guān)系,利用韋達(dá)定理化簡即可.【詳解】(1)由題焦距,解得,由兩個焦點(diǎn)與短軸一個頂點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形可知,則,所以,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)是定值.已知,設(shè),直線的方程為,即,代入并整理,得,,.,三點(diǎn)共線,且與同向,,同理可得,化簡得,,所以為定值0.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第二問關(guān)鍵是由向量的坐標(biāo)表示與共線,再由韋達(dá)定理化簡得到斜率關(guān)系.3.(2024·四川成都·模擬預(yù)測)已知點(diǎn),,點(diǎn)P在以AB為直徑的圓C上運(yùn)動,軸,垂足為D,點(diǎn)M滿足,點(diǎn)M的軌跡為W,過點(diǎn)的直線l交W于點(diǎn)E、F.(1)求W的方程;(2)若直線l的傾斜角為,求直線l被圓C截得的弦長;(3)設(shè)直線AE,BF的斜率分別為,,證明為定值,并求出該定值.【答案】(1)(2)(3)證明見解析,2【分析】(1)由已知可得圓的方程,設(shè)Mx,y,Px0,y0,,根據(jù),可得(2)由已知可得直線方程,求出圓心到直線的距離,由勾股定理即可求解;(3)根據(jù)題意可知直線斜率不為0,設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立直線和橢圓構(gòu)成的方程組,根據(jù)斜率的計算公式結(jié)合韋達(dá)定理即可求解.【詳解】(1)
由題意,點(diǎn)在圓上運(yùn)動,設(shè)Mx,y,Px0,y由得,,又,所以,所以的方程為;(2)直線的方程為,即,圓心到直線的距離為,所以直線被圓C截得的弦長為;(3)
由題意,直線斜率不為0,設(shè)直線的方程為,,,聯(lián)立得,所以,,故,.【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.4.(23-24高二上·湖南·期末)已知橢圓與雙曲線的焦距之比為.(1)求橢圓和雙曲線的離心率;(2)設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)為F,過F作軸交雙曲線于點(diǎn)P(P在第一象限),A,B分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),與橢圓交于另一點(diǎn)Q,O為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:.【答案】(1)橢圓的離心率為,雙曲線的離心率為(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意結(jié)合橢圓、雙曲線的方程與性質(zhì)運(yùn)算求解;(2)由(1)可知,聯(lián)立方程求點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合斜率公式分析證明.【詳解】(1)橢圓的焦距,雙曲線的焦距,則,整理得,從而,,故橢圓的離心率,雙曲線的離心率.(2)由(1)可知,橢圓,因為,所以直線的方程為.聯(lián)立方程組,整理得,則,則,可得,即,因為,,,則,,故.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:與弦端點(diǎn)相關(guān)問題的解法解決與弦端點(diǎn)有關(guān)的向量關(guān)系、位置關(guān)系等問題的一般方法,就是將其轉(zhuǎn)化為端點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系,再根據(jù)聯(lián)立消元后的一元二次方程根與系數(shù)的大小關(guān)系,構(gòu)建方程(組)求解.1.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)橢圓,是上一個動點(diǎn),點(diǎn),長的最小值為.(1)求的值:(2)設(shè)過點(diǎn)且斜率不為0的直線交于兩點(diǎn),分別為的左、右頂點(diǎn),直線和直線的斜率分別為,求證:為定值.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo),并求出長,再結(jié)合二次函數(shù)探求最小值即得解.(2)設(shè)出直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),利用斜率坐標(biāo)公式,結(jié)合韋達(dá)定理計算即得.【詳解】(1)依題意,橢圓的焦點(diǎn)在軸上,設(shè)焦距為,設(shè),則,而,則,而,則,即,因此,由,得當(dāng)時,,即,化簡得,又,解得,所以.(2)由(1)知,橢圓的方程為,點(diǎn),設(shè),則,即,斜率不為0的直線過點(diǎn),設(shè)方程為,則,由消去并整理得,顯然,則,即有,因此,所以為定值.【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,再證明這個值與變量無關(guān).②直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值.2.(2024·重慶·模擬預(yù)測)如圖,軸,垂足為D,點(diǎn)P在線段上,且.(1)點(diǎn)M在圓上運(yùn)動時,求點(diǎn)P的軌跡方程;(2)記(1)中所求點(diǎn)P的軌跡為,過點(diǎn)作一條直線與相交于兩點(diǎn),與直線交于點(diǎn)Q.記的斜率分別為,證明:是定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)Px,y,則有,根據(jù)在圓上運(yùn)動,即可求解、的關(guān)系式即為點(diǎn)P的軌跡方程;(2)設(shè)出直線方程,直曲聯(lián)立利用韋達(dá)定理求出,求出,對,令,得,求出,即可求出是定值.【詳解】(1)設(shè)Px,y,根據(jù)題意有,又因為M在圓上運(yùn)動,所以,即,所以點(diǎn)P的軌跡方程為:.(2)根據(jù)已知條件可知,若直線的斜率不存在,不合題意,若直線斜率為,直線與直線平行無交點(diǎn)也不合題意,所以直線的斜率存在設(shè)為,直線的方程為,聯(lián)立,則有,且,設(shè),,則,,,所以,對,令,得,所以,所以,所以為定值.3.(23-24高三上·云南·階段練習(xí))已知橢圓的離心率為,且點(diǎn)在橢圓上.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)如圖,若一條斜率不為0的直線過點(diǎn)與橢圓交于兩點(diǎn),橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,直線的斜率為,直線的斜率為,求證:為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)將點(diǎn)代入橢圓方程,結(jié)合離心率公式,即可利用待定系數(shù)法求橢圓方程;(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,利用韋達(dá)定理表示,即可求解的值.【詳解】(1)由橢圓的離心率為,且點(diǎn)在橢圓上,可得,所以,又點(diǎn)在該橢圓上,所以,所以,所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)證明:設(shè),由于該直線斜率不為0,可設(shè),聯(lián)立方程和,得,恒成立,根據(jù)韋達(dá)定理可知,,,,,.考點(diǎn)三、角度類定值1.(北京·高考真題)已知雙曲線的離心率為,右準(zhǔn)線方程為(Ⅰ)求雙曲線的方程;(Ⅱ)設(shè)直線是圓上動點(diǎn)處的切線,與雙曲線交于不同的兩點(diǎn),證明的大小為定值..【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)的大小為..【詳解】【解法1】本題主要考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程、圓的切線方程等基礎(chǔ)知識,考查曲線和方程的關(guān)系等解析幾何的基本思想方法,考查推理、運(yùn)算能力.(Ⅰ)由題意,得,解得,∴,∴所求雙曲線的方程為.(Ⅱ)點(diǎn)在圓上,圓在點(diǎn)處的切線方程為,化簡得.由及得,∵切線與雙曲線C交于不同的兩點(diǎn)A、B,且,∴,且,設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,則,∵,且,.∴的大小為..【解法2】(Ⅰ)同解法1.(Ⅱ)點(diǎn)在圓上,圓在點(diǎn)處的切線方程為,化簡得.由及得①②∵切線與雙曲線C交于不同的兩點(diǎn)A、B,且,∴,設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,則,∴,∴的大小為..(∵且,∴,從而當(dāng)時,方程①和方程②的判別式均大于零).2.(江西·高考真題)設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,動點(diǎn)P在直線上運(yùn)動,過P作拋物線C的兩條切線PA、PB,且與拋物線C分別相切于A、B兩點(diǎn).(1)求△APB的重心G的軌跡方程.(2)證明∠PFA=∠PFB.【答案】(1)(2)見解析【詳解】本試題主要考查了軌跡方程的求解和證明角的相等問題.解:(1)設(shè)切點(diǎn),坐標(biāo)分別為和,切線的方程為:;切線的方程為:;由于既在又在上,所以解得,所以的重心的坐標(biāo)為,,所以,由點(diǎn)在直線上運(yùn)動,從而得到重心的軌跡方程為:,即.(2)方法1:因為,,.由于點(diǎn)在拋物線外,則.,同理有,.方法2:①當(dāng)時,由于,不妨設(shè),則,所以P點(diǎn)坐標(biāo)為,則P點(diǎn)到直線AF的距離為:;而直線的方程:,即.所以P點(diǎn)到直線BF的距離為:所以,即得.②當(dāng)時,直線AF的方程:,即,直線的方程:,即,所以P點(diǎn)到直線AF的距離為:,同理可得到P點(diǎn)到直線BF的距離,因此由,可得到.1.(23-24高三上·安徽六安·階段練習(xí))在直角坐標(biāo)系中,拋物線與直線交于兩點(diǎn).(1)若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4,求拋物線在點(diǎn)處的切線方程;(2)探究軸上是否存在點(diǎn),使得當(dāng)變動時,總有?若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)存在;【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解;(2)總有,即直線與直線的傾斜角互補(bǔ),即恒有,聯(lián)立直線與拋物線方程,得到韋達(dá)定理代入運(yùn)算,判斷得解.【詳解】(1)由已知,得,因為,所以,斜率,因此,切線方程為,即.(2)存在符合題意的點(diǎn),理由如下:設(shè)點(diǎn)為符合題意的點(diǎn),,直線的斜率分別為.聯(lián)立方程,得,因為,則,可得,從而,因為不恒為0,可知當(dāng)且僅當(dāng)時,恒有,則直線與直線的傾斜角互補(bǔ),故,所以點(diǎn)符合題意.2.(2024·湖南長沙·一模)已知雙曲線與直線:()有唯一的公共點(diǎn),直線與雙曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),其中點(diǎn),在第一象限.(1)探求參數(shù),滿足的關(guān)系式;(2)若為坐標(biāo)原點(diǎn),為雙曲線的左焦點(diǎn),證明:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)將直線與雙曲線方程聯(lián)立,因只有一個切點(diǎn)從而可得,從而求解.(2)將直線分別與雙曲線的兩漸近線方程聯(lián)立求出,,由(1)可求出,即,分別求出,,,從而可求解.【詳解】(1)聯(lián)立方程,整理得.由,且是雙曲線與直線的唯一公共點(diǎn),可得,則,即為參數(shù),滿足的關(guān)系式.
結(jié)合圖象,由點(diǎn)在第一象限,可知,且.所以,的關(guān)系式滿足.(2)由題可得雙曲線的左焦點(diǎn),漸近線為.聯(lián)立方程,解得,即;聯(lián)立方程,解得,即.結(jié)合,且由式可變形為,解得,可得.要證,即證,即證,即證,即證.由,得.根據(jù)直線的斜率公式,,,,則,,可得,因此,.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:利用直線與雙曲線方程聯(lián)立后利用,從而求得和點(diǎn)坐標(biāo),然后由直線分別與雙曲線的兩漸近線聯(lián)立求出坐標(biāo),要證,從而可求解.3.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為、,左、右頂點(diǎn)分別為、,點(diǎn)在上,.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)若過焦點(diǎn)且斜率存在的直線與雙曲線的右支交于、兩點(diǎn),線段的垂直平分線與軸交于點(diǎn),試問是否為定值?若為定值,求出該定值;若不為定值,請說明理由.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)題中條件可得出關(guān)于、、的方程組,解出這三個量的值,即可得出雙曲線的方程;(2)設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)Mx1,y1,Nx2,y2,將直線的方程與雙曲線的方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,寫出線段的垂直平分線方程,求出點(diǎn)的坐標(biāo),求出MN、【詳解】(1)解:由點(diǎn)在雙曲線上,可得.因為,所以.又,所以,,,
所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)解:為定值,理由如下:設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)Mx1,y1聯(lián)立,可得,
當(dāng)時,直線與雙曲線的漸近線平行,此時直線和雙曲線只有一個交點(diǎn),不合題意,故,此時,
則,,由已知可得,可得,則,,所以,線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以線段的垂直平分線的方程為.令在直線的方程中,令得,即,所以.
又,在中,由正弦定理得,所以.在中,由正弦定理得,所以,所以為定值.【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,再證明這個值與變量無關(guān);(2)直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值考點(diǎn)四、位置關(guān)系類定值1.(2023·北京·高考真題)已知橢圓的離心率為,A、C分別是E的上、下頂點(diǎn),B,D分別是的左、右頂點(diǎn),.(1)求的方程;(2)設(shè)為第一象限內(nèi)E上的動點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn).求證:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)結(jié)合題意得到,,再結(jié)合,解之即可;(2)依題意求得直線、與的方程,從而求得點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而求得,再根據(jù)題意求得,得到,由此得解.【詳解】(1)依題意,得,則,又分別為橢圓上下頂點(diǎn),,所以,即,所以,即,則,所以橢圓的方程為.(2)因為橢圓的方程為,所以,因為為第一象限上的動點(diǎn),設(shè),則,
易得,則直線的方程為,,則直線的方程為,聯(lián)立,解得,即,而,則直線的方程為,令,則,解得,即,又,則,,所以,又,即,顯然,與不重合,所以.2.(2024·全國·高考真題)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,點(diǎn)在上,且軸.(1)求的方程;(2)過點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),為線段的中點(diǎn),直線交直線于點(diǎn),證明:軸.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè)Fc,0,根據(jù)的坐標(biāo)及軸可求基本量,故可求橢圓方程.(2)設(shè),Ax1,y1,Bx2,y2【詳解】(1)設(shè)Fc,0,由題設(shè)有且,故,故,故,故橢圓方程為.(2)直線的斜率必定存在,設(shè),Ax1,y1由可得,故,故,又,而,故直線,故,所以,故,即軸.【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.1.(2024·山西長治·模擬預(yù)測)已知橢圓E:x2a2+y2b2=1a>b>0的右焦點(diǎn)為,且該橢圓過點(diǎn)(1)求橢圓E的方程;(2)若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為,求直線l的方程;(3)若直線l方程為,過A、B作直線的垂線,垂足分別為P、Q,點(diǎn)R為線段PQ的中點(diǎn),求證:四邊形ARQF為梯形.【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)已知條件求得,從而求得橢圓的方程.(2)利用點(diǎn)差法求得直線的斜率,進(jìn)而求得直線的方程.(3)聯(lián)立直線的方程和橢圓的方程,化簡寫出根與系數(shù)關(guān)系,計算,以及AF與RQ,從而判斷出四邊形ARQF為梯形.【詳解】(1)由題得,將代入得:,橢圓E的方程為.(2)設(shè)Ax1,且,兩式相減得:,可得,l方程為,即.(3)由得:,且,,∴,又直線的斜率存在,AF與RQ不平行,∴四邊形ARQF為梯形.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:根據(jù)已知條件求得,和是兩個未知參數(shù),要求出兩個參數(shù)的值,需要兩個已知條件,如本題中“橢圓的右焦點(diǎn)以及橢圓所過點(diǎn)”兩個已知條件,再結(jié)合即可求得,從而求得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.2.(23-24高三上·湖南·階段練習(xí))已知橢圓的左焦點(diǎn)為F,P,Q分別為左頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),(為橢圓的離心率),的面積為.(1)求橢圓的方程;(2)直線與橢圓交于兩點(diǎn),過作直線的垂線,垂足分別為、,點(diǎn)為線段的中點(diǎn).求證:四邊形為梯形.【答案】(1)(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)題目條件得到,,結(jié)合,求出,得到橢圓方程;(2)設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,表達(dá)出,,得到,,四邊形為梯形的充分必要條件是,即,變形得到,聯(lián)立,得到兩根之和,兩根之積,從而證明出【詳解】(1)∵,∴,∴又,,解得,∴橢圓的方程;(2)證明:由(1)的結(jié)論可知,橢圓的左焦點(diǎn),設(shè)Ax1,y1,.∵直線與橢圓交于、兩點(diǎn),∴由于直線與直線不平行,∴四邊形為梯形的充分必要條件是,即,即,即,∵,∴上式又等價于,即,由,得,,∴,,,∴成立,∴四邊形為梯形.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:定值問題常見方法:(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個值與變量無關(guān);(2)直接推理計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值.考點(diǎn)五、向量類定值1.(四川·高考真題)過點(diǎn)C(0,1)的橢圓的離心率為,橢圓與x軸交于兩點(diǎn)、,過點(diǎn)C的直線l與橢圓交于另一點(diǎn)D,并與x軸交于點(diǎn)P,直線AC與直線BD交于點(diǎn)Q.(I)當(dāng)直線l過橢圓右焦點(diǎn)時,求線段CD的長;(Ⅱ)當(dāng)點(diǎn)P異于點(diǎn)B時,求證:為定值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)為定值,答案見解析.【詳解】試題分析:(Ⅰ)由已知得,解得,所以橢圓方程為.橢圓的右焦點(diǎn)為,此時直線的方程為,代入橢圓方程得,解得,代入直線的方程得,所以,故.(Ⅱ)當(dāng)直線與軸垂直時與題意不符.設(shè)直線的方程為.代入橢圓方程得.解得,代入直線的方程得,所以D點(diǎn)的坐標(biāo)為.又直線AC的方程為,又直線BD的方程為,聯(lián)立得因此,又.所以.故為定值.考點(diǎn):直線與圓錐曲線的綜合問題平面向量數(shù)量積的運(yùn)算橢圓的簡單性質(zhì).點(diǎn)評:本題主要考查了由橢圓的性質(zhì)求解橢圓方程,直線與曲線相交的弦長公式的應(yīng)用及向量的數(shù)量積的坐標(biāo)表示的應(yīng)用,屬于圓錐曲線問題的綜合應(yīng)用2.(23-24高二上·上海奉賢·期末)已知橢圓C:的左右焦點(diǎn)分別為,,M為橢圓C上一點(diǎn).(1)若點(diǎn)M的坐標(biāo)為,求的面積;(2)若點(diǎn)M的坐標(biāo)為,且是鈍角,求橫坐標(biāo)的范圍;(3)若點(diǎn)M的坐標(biāo)為0,1,且直線與橢圓C交于兩個不同的點(diǎn)A,B.求證:為定值.【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)先根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,求出的值,再求的面積.(2)根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,先明確的關(guān)系,再由余弦定理,表示出,由求的范圍.(3)把直線方程與橢圓方程聯(lián)立,消去,得到關(guān)于的一元二次方程,根據(jù)一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,得到,,并用它們表示出,進(jìn)行化簡整理即可.【詳解】(1)因為點(diǎn)在橢圓上,所以,因為,所以,因為,,所以,,,所以.(2)如圖:因為點(diǎn)M在橢圓上,所以,由余弦定理得因為是鈍角,所以,又因為,所以,解得,的范圍為.(3)如圖:設(shè)Ax1,由得,,,,又,,所以,即有為定值.3.(2024·北京通州·二模)已知橢圓:()的長軸長為4,離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)直線l過橢圓E的左焦點(diǎn)F,且與E交于兩點(diǎn)(不與左右頂點(diǎn)重合),點(diǎn)在軸正半軸上,直線交軸于點(diǎn)P,直線交軸于點(diǎn),問是否存在,使得為定值?若存在,求出的值及定值;若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)存在,當(dāng)時,有定值.【分析】(1)根據(jù)長軸長為,離心率為,可得,得到標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)根據(jù)斜率存在,設(shè)直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系表示出,,表達(dá)出直線TM和直線TN,進(jìn)而求出為定值;斜率不存在,不妨設(shè),,求出為定值.【詳解】(1)因為橢圓的長軸長為,離心率為,所以,.所以,.所以.所以橢圓的方程為.(2)若直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,.
聯(lián)立方程組,消去,化簡得.則,即,設(shè)Mx1,所以,.所以直線TM的方程為,直線的方程為.所以,.所以,,所以.所以當(dāng)時,為定值,即(負(fù)值舍)時,有定值.當(dāng)時,若直線l斜率不存在,不妨設(shè),,所以,.所以.綜上,當(dāng)時,有定值.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:根據(jù)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系求解存在性的定值問題,分類討論,求解計算,計算量偏大.1.(2024·全國·模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),直線與的斜率之積為.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)過的直線交曲線于兩點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),求證:為定值.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)給定條件,設(shè)出點(diǎn)Q的坐標(biāo),再用斜率坐標(biāo)公式列式化簡即得.(2)設(shè)出直線的方程,與軌跡的方程聯(lián)立,并設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),求出點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合韋達(dá)定理計算求解即可.【詳解】(1)設(shè),直線的斜率為,直線的斜率為,依題意,,整理得,所以點(diǎn)的軌跡的方程為.(2)顯然直線不垂直于y軸,設(shè)直線的方程為,,直線的方程分別為,聯(lián)立這兩個方程得點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,由消去x得,,于是,,,所以.【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,得到定值;(2)特例法,從特殊情況入手,求出定值,再證明這個值與變量無關(guān).2.(2023·天津·一模)已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的離心率為,橢圓的一個頂點(diǎn)與兩個焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積為2.已知直線與橢圓C交于A,B
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求k的值;(3)若點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,求證:為定值.【答案】(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)橢圓的離心率和三角形的面積即可求出,則橢圓方程可得;(2)聯(lián)立方程組,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系以及向量相等的坐標(biāo)關(guān)系即可求出;(3)根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系以及向量的數(shù)量積的運(yùn)算即可求出.【詳解】(1),,代入得.又橢圓的一個頂點(diǎn)與兩個焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積為2,即,即,以上各式聯(lián)立解得,則橢圓方程為.(2)直線y=kx?1與軸交點(diǎn)為,與軸交點(diǎn)為,聯(lián)立,消去得:,,設(shè)Ax1,,,由得,解得:,由得.(3)證明:由(2)知,,.為定值.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求圓錐曲線中的定值問題常見的方法:從特殊入手,求出定值,再證明這個值與變量無關(guān).直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值.考點(diǎn)六、面積類定值1.(北京·高考真題)已知橢圓過點(diǎn)兩點(diǎn).(Ⅰ)求橢圓的方程及離心率;(Ⅱ)設(shè)為第三象限內(nèi)一點(diǎn)且在橢圓上,直線與軸交于點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),求證:四邊形的面積為定值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)見解析.【詳解】試題分析:(Ⅰ)根據(jù)兩頂點(diǎn)坐標(biāo)可知,的值,則亦知橢圓方程,根據(jù)橢圓性質(zhì)及離心率公式求解;(Ⅱ)四邊形的面積等于對角線乘積的一半,分別求出對角線,的值求乘積為定值即可.試題解析:(Ⅰ)由題意得,.所以橢圓的方程.又,所以離心率.(Ⅱ)設(shè),則.又,,所以,直線的方程為.令,得,從而.直線的方程為.令,得,從而所以四邊形的面積.從而四邊形的面積為定值.考點(diǎn):1、橢圓方程;2、直線和橢圓的關(guān)系.【方法點(diǎn)晴】本題考查橢圓的方程與幾何性質(zhì)、直線與橢圓的位置關(guān)系,以及考查邏輯思維能力、分析與解決問題的綜合能力、運(yùn)算求解能力、方程思想與分類討論的思想.第一小題根據(jù)兩頂點(diǎn)坐標(biāo)可知,的值,則亦知橢圓方程,根據(jù)橢圓性質(zhì)及離心率公式求解;第二小題四邊形的面積等于對角線乘積的一半,分別求出對角線,的值求乘積為定值即可.2.(22-23高二上·浙江臺州·期中)已知點(diǎn)與定點(diǎn)的距離和它到定直線的距離比是.(1)求點(diǎn)的軌跡方程;(2)若直線與軌跡交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn)直線的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.【答案】(1)(2)是定值,理由見解析【分析】(1)根據(jù)題意可得,即可求解;(2)利用韋達(dá)定理結(jié)合,可得,再利用弦長公式和點(diǎn)到直線的距離公式表示出三角形的面積,進(jìn)而可求解.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,化解可得:.(2)設(shè),聯(lián)立直線和橢圓方程可得:,消去可得:,所以,即,則,,,把韋達(dá)定理代入可得:,整理得,滿足,又,而點(diǎn)到直線的距離,所以,把代入,則,可得是定值1.【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.(2023·廣東·一模)已知橢圓:,為坐標(biāo)原點(diǎn),若橢圓與橢圓的離心率相同,焦點(diǎn)都在同一坐標(biāo)軸上,橢圓的長軸長與橢圓的長軸長之比為.(1)求橢圓的方程;(2)已知點(diǎn)在橢圓上,點(diǎn)A,B在橢圓上,若,則四邊形的面積是否為定值?若是,求出定值;若不是,請說明理由.【答案】(1)(2)面積是定值,為2.【分析】(1)利用橢圓的性質(zhì)計算即可;(2)利用平行四邊形的性質(zhì)及三角形面積公式計算即可.【詳解】(1)根據(jù)題意易知兩橢圓焦點(diǎn)都在軸上,不妨設(shè),易知橢圓的長軸長,所以橢圓的長軸長,橢圓的離心率,故橢圓的方程;(2)是定值,理由如下:設(shè),根據(jù)點(diǎn)在橢圓上可知,因為,所以四邊形是平行四邊形,且,即①,又②,①-②得:,因為,所以,即,易得直線,所以點(diǎn)B到直線的距離為,所以平行四邊形的面積為,顯然面積是定值,定值為2.
【點(diǎn)睛】本題第二問利用設(shè)點(diǎn)法設(shè),通過向量的線性運(yùn)算得出四邊形是平行四邊形,利用點(diǎn)坐標(biāo)滿足橢圓方程通過化簡得出橫縱坐標(biāo)的關(guān)系式,而難點(diǎn)在于構(gòu)造得出,繼而得到,余下利用點(diǎn)到直線的距離和面積公式計算即可.計算技巧性比較強(qiáng),需要多去領(lǐng)悟總結(jié).1.(23-24高二上·陜西西安·期末)設(shè)點(diǎn)是橢圓上任意一點(diǎn),過點(diǎn)作橢圓的切線,與橢圓交于兩點(diǎn).(1)求證:;(2)的面積是否為定值?若是,求出這個定值;若不是,請說明理由.【答案】(1)見解析(2)是定值,定值為【分析】(1)直線與橢圓方程聯(lián)立,證明的中點(diǎn)坐標(biāo),即切點(diǎn)的坐標(biāo);(2)首先討論直線的斜率不存在的情況,以及直線的斜率存在時與橢圓方程聯(lián)立,并利用韋達(dá)定理表示弦長AB,并表示的面積.【詳解】(1)設(shè)直線斜率不存在,則點(diǎn)在軸上,由對稱性可知,,若直線的斜率存在,設(shè),Ax1,y1,B聯(lián)立,可得,當(dāng)時,直線與橢圓切于點(diǎn),,解得:,,當(dāng)時,線段中點(diǎn)的橫坐標(biāo),所以點(diǎn)為線段的中點(diǎn),,綜上,;(2)若直線斜率不存在,則,與橢圓方程聯(lián)立可得,,,故,若直線的斜率存在,由(1)可得,,,點(diǎn)到直線的距離,所以,綜上的面積為定值.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第一問的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為直線與橢圓相交和相切的問題,轉(zhuǎn)化為證明的中點(diǎn),即切點(diǎn).2.(23-24高三上·甘肅蘭州·階段練習(xí))已知A,B分別是橢圓的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),,直線AB的斜率為.(1)求橢圓的方程;(2)若直線與軌跡交于M,N兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線OM,ON的斜率之積等于,試探求的面積是否為定值,并說明理由.【答案】(1)(2)定值1【分析】(1)由已知可得,計算即可得到橢圓的方程;(2)設(shè)聯(lián)立方程組,求得,又由直線OM,ON的斜率之積等于,化簡求得,再由弦長公式和面積公式,即可求解.【詳解】(1)由題意可知,,直線AB的斜率為.依題意得,橢圓的方程為(2)設(shè),由,得,則,即,且,因為直線OM,ON的斜率之積等于,,所以,即,又O到直線MN的距離為,,所以.所以的面積為定值1.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是將直線與橢圓方程聯(lián)立得到韋達(dá)定理式,再通過斜率乘積為定值得到,最后利用點(diǎn)到直線距離公式和弦長公式得到面積表達(dá)式,代入即可得到答案.3.(23-24高二上·廣東汕頭·期末)已知橢圓:的離心率為,且橢圓過點(diǎn),點(diǎn),分別為橢圓的左、右頂點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)點(diǎn),為橢圓上不同兩點(diǎn),過橢圓上的點(diǎn)作,且,求證:的面積為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)依題意得到、、的方程組,解得即可;(2)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立直線與橢圓方程,即可求出,,從而得到,則,再設(shè),,直線的方程為,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元、列出韋達(dá)定理,再根據(jù)得到,最后根據(jù)計算可得;【詳解】(1)依題意,解得,所以橢圓的方程為.(2)由(1)可得,,設(shè)直線的方程為,代入得,它的兩個根為和,可得,,從而.因為,所以,若直線的斜率不存在,根據(jù)對稱性,則在橢圓的上(下)頂點(diǎn)處,不妨取為上頂點(diǎn),則,由,解得或,所以或,所以,若直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,設(shè),,將代入,整理得,由,則,,所以,化簡得,所以.綜上可得的面積等于,為定值.【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,必要時計算;(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、的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.4.(23-24高二上·黑龍江哈爾濱·期末)已知,分別是雙曲線:(,)的左、右焦點(diǎn),,點(diǎn)到的漸近線的距離為3.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及其漸近線方程;(2)已知點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),動直線與相切,若與的兩條漸近線交于,兩點(diǎn),求證:的面積為定值.【答案】(1)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,漸近線方程為(2)證明過程見詳解.【分析】(1)利用焦距求出,利用點(diǎn)到直線距離公式表示到的漸近線的距離求出,再利用求出,然后求出漸近線.(2)討論直線的斜率是否存在,且當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)出直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立,根據(jù),找到參數(shù)之間的關(guān)系,線段的長,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出三角形的高,求得面積,即可證明.【詳解】(1)因為,所以,因為F1?c,0,漸近線為,即則到的漸近線的距離為可表示為,所以,所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,漸近線方程為.(2)①當(dāng)直線經(jīng)過雙曲線的頂點(diǎn)時直線的斜率不存在,此時直線方程為,此時易得,點(diǎn)到直線的距離為,所以此時②當(dāng)直線的斜率存在時設(shè)直線為,由得因為直線于雙曲線相切,所以且,整理得且,即由得,則同理得到所以點(diǎn)到直線的距離所以所以的面積為定值3.
【點(diǎn)睛】利用,找到參數(shù)之間的關(guān)系,再利用公式求得AB,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出三角形的高,進(jìn)而求出面積是解題關(guān)鍵.考點(diǎn)七、距離類定值1.(2024·江蘇鹽城·一模)已知拋物線:,圓:,為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)若直線:分別與拋物線相交于點(diǎn)A,(在B的左側(cè))、與圓相交于點(diǎn)S,(S在的左側(cè)),且與的面積相等,求出的取值范圍;(2)已知,,是拋物線上的三個點(diǎn),且任意兩點(diǎn)連線斜率都存在.其中,均與圓相切,請判斷此時圓心到直線的距離是否為定值,如果是定值,請求出定值;若不是定值,請說明理由.【答案】(1)(2)是,定值為1.【分析】(1)根據(jù)題意,將三角形面積相等轉(zhuǎn)化為,再利用設(shè)而不求分別求得,,從而得到,再由判別式即可得解.(2)充分利用,得到直線與的方程,利用與圓相切的性質(zhì)同構(gòu)出直線的方程,從而得解.【詳解】(1)因為與的面積相等,且與的高均為原點(diǎn)到直線的距離,所以,則,設(shè)Ax1,y1,B則,即,直線:代入拋物線,得,因為直線與拋物線交于,兩點(diǎn),所以,則,直線:代入圓:,得,因為直線與圓于S,T兩點(diǎn),所以,即,即,所以,由,得,又,則,將其代入得,解得;將其代入得,解得.綜上,的取值范圍為0,2.
(2)由題,易知直線,,斜率一定存在,設(shè),,,則,則直線的方程為:,即,即,因為圓:的圓心為,半徑為,因為直線與圓相切,則,平方化簡得:,看成關(guān)于,為變量的式子得:,同理得直線與圓C相切,化簡式子后得:,所以可以同構(gòu)出直線的方程為:,所以圓心到直線的距離為:,此時圓心到直線的距離為定值,定值為.
【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,必要時計算;(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、的形式;(5)代入韋達(dá)定理求
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