(新高考)高考数学一轮复习课件第8章§8.11《圆锥曲线中定点与定值问题》(含解析)
展开(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的右焦点为F,动直线l(l不垂直于坐标轴)交椭圆C1于M,N不同的两点,设直线FM和FN的斜率为k1,k2,若k1=-k2,试探究该动直线l是否过x轴上的定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由.
假设该直线过定点(t,0),设直线l的方程为y=k(x-t)(k≠0),
消去y,整理得(3+4k2)x2-8k2tx+4k2t2-12=0,设M(x1,y1),N(x2,y2),
Δ>0⇒48(k2t2-3-4k2)<0,
所以2x1x2-(t+1)(x1+x2)+2t=0,
所以-24+6t=0,解得t=4,即直线过定点(4,0).
在平面直角坐标系中,已知动点M(x,y)(y≥0)到定点F(0,1)的距离比到x轴的距离大1.(1)求动点M的轨迹C的方程;
(2)过点N(4,4)作斜率为k1,k2的直线分别交曲线C于不同于N的A,B两点,且 .证明:直线AB恒过定点.
由题意可知,N(4,4)是曲线C:x2=4y上的点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则lNA:y=k1(x-4)+4,lNB:y=k2(x-4)+4,联立直线NA的方程与抛物线C的方程,
⇒x2-4k1x+16(k1-1)=0,解得x1=4(k1-1),同理可得x2=4(k2-1),
由①②③④整理可得lAB:y=(k1+k2-2)x-4,故直线AB恒过定点(0,-4).
求解直线或曲线过定点问题的基本思路(1)把直线或曲线方程中的变量x,y当作常数看待,把方程一端化为零,既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.
(2)由直线方程确定其过定点时,若得到了直线方程的点斜式y-y0=k(x-x0),则直线必过定点(x0,y0);若得到了直线方程的斜截式y=kx+m,则直线必过定点(0,m).
(2)设直线l:y=kx+m(k≠0)交椭圆C于A,B两点,且线段AB的中点M在直线x= 上,求证:线段AB的中垂线恒过定点N.
得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,Δ=16(4k2-m2+1)>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
设AB的中点M为(x0,y0),
即1+4k2=-8km,
所以AB的中垂线方程为
例2 (2022·济南模拟)已知抛物线E:y2=2px(p>0)上的动点M到直线x=-1的距离比到抛物线E的焦点F的距离大 .(1)求抛物线E的标准方程;
由题意可知抛物线E的准线方程为
故抛物线E的标准方程为y2=2x.
(2)设点Q是直线x=-1(y≠0)上的任意一点,过点P(1,0)的直线l与抛物线E交于A,B两点,记直线AQ,BQ,PQ的斜率分别为kAQ,kBQ,kPQ,证明: 为定值.
设Q(-1,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),因为直线l的斜率显然不为0,故可设直线l的方程为x=ty+1.
(2022·邯郸模拟)已知椭圆 (a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1的直线l交椭圆于A,B两点,交y轴于点M,若|F1F2|=2,△ABF2的周长为8.(1)求椭圆C的标准方程;
因为△ABF2的周长为8,所以4a=8,解得a=2,
由题意可得直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x+1),
整理得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,显然Δ>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
设M(0,k),又F1(-1,0),
圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略(1)求代数式为定值.依题设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值.(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得.(3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得.
(1)求椭圆C的方程;
由题意得F2(1,0),F1(-1,0),且c=1,则2a=|PF1|+|PF2|
当直线AB的斜率为零时.点A,B为椭圆长轴的端点,
当直线AB不与x轴重合时,
点A(x1,y1),B(x2,y2),
KESHIJINGLIAN
1.(2022·临沂模拟)已知P(1,2)在抛物线C:y2=2px上.(1)求抛物线C的方程;
将P点坐标代入抛物线方程y2=2px,得4=2p,即p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)A,B是抛物线C上的两个动点,如果直线PA的斜率与直线PB的斜率之和为2,证明:直线AB过定点.
设AB:x=my+t,将AB的方程与y2=4x联立得y2-4my-4t=0,Δ>0⇒16m2+16t>0⇒m2+t>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=-4t,
即4(y1+y2+4)=2(y1y2+2y1+2y2+4),解得y1y2=4,故-4t=4,即t=-1,故直线AB:x=my-1恒过定点(-1,0).
解得a=3,c=2,b2=a2-c2=5,
(2)设点M,N在椭圆上,以线段MN为直径的圆过原点O,试问是否存在定点P,使得P到直线MN的距离为定值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
设M(x1,y1),N(x2,y2),①若直线MN与x轴垂直,由对称性可知|x1|=|y1|,将点M(x1,y1)代入椭圆方程,
②若直线MN不与x轴垂直,设直线MN的方程为y=kx+m,
消去y得(9k2+5)x2+18kmx+9m2-45=0,
即x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0,
整理得45k2+45=14m2,则原点到该直线的距离
故存在定点P(0,0),使得P到直线MN的距离为定值.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)椭圆上有两点M,N(异于椭圆顶点,且MN与x轴不垂直),证明:当△OMN的面积最大时,直线OM与ON的斜率之积为定值.
由已知MN与x轴不垂直,可知直线MN的斜率存在,设直线MN的方程为y=kx+t,设M(x1,y1),N(x2,y2),
整理得(4k2+1)x2+8ktx+4t2-4=0,其中Δ=(8kt)2-4(4k2+1)(4t2-4)=16(4k2-t2+1)>0,即4k2+1>t2,
当且仅当t2=4k2-t2+1,即2t2=4k2+1时,等号成立,
所以当△OMN的面积最大时,直线OM与ON的斜率之积为定值.
因为焦距为2,长轴长为4,即2c=2,2a=4,解得c=1,a=2,所以b2=a2-c2=3,
(2)设过点F1不与x轴重合的直线l与椭圆C相交于E,D两点,试问在x轴上是否存在一个点M,使得直线ME,MD的斜率之积恒为定值?若存在,求出该定值及点M的坐标;若不存在,请说明理由.
由(1)知F1(-1,0),设点E(x1,y1),D(x2,y2),M(m,0),因为直线l不与x轴重合,所以设直线l的方程为x=ny-1,
得(3n2+4)y2-6ny-9=0,所以Δ=(-6n)2+36(3n2+4)>0,
又x1x2=(ny1-1)(ny2-1)=n2y1y2-n(y1+y2)+1
要使直线ME,MD的斜率之积恒为定值,3m2-12=0,
解得m=±2,当m=2时,存在点M(2,0),使得
当m=-2时,存在点M(-2,0),使得
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