专题13 圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题

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第三章 解析几何

专题13 圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题

【压轴综述】

纵观近几年的高考试题,高考对圆锥曲线的考查,一般设置一大一小两道题目,主要考查以下几个方面:一是考查椭圆、双曲线、抛物线的定义,与椭圆的焦点三角形结合,解决椭圆、三角形等相关问题;二是考查圆锥曲线的标准方程,结合基本量之间的关系,利用待定系数法求解;三是考查圆锥曲线的几何性质,小题较多地考查椭圆、双曲线的几何性质;四是考查直线与椭圆、抛物线的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题、不等式、范围、最值、定值、定点、定直线、存在性和探索性问题等.

本专题在分析研究近几年高考题及各地模拟题的基础上,重点说明求解定点、定值、定直线问题. 一、定点问题

1.求解(或证明)直线和曲线过定点的基本思路是:把直线或曲线方程中的变量x,y视作常数,把方程一边化为零,既然是过定点,那么这个方程就是对任意参数都成立,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.常用方法:一是引进参数法,引进动点的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;二是特殊到一般法,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. 二、定值问题

1.解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.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. 定值问题的处理技巧:

(1)对于较为复杂的问题,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直线等)求出定值,进而给后面一般情况的处理提供一个方向.

(2)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

(3)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

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三、定直线问题

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.

【压轴典例】

x2y2例1.(2017·全国高考真题(理))已知椭圆C:2?2=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(–1,

ab33),P4(1,)中恰有三点在椭圆C上. 22(Ⅰ)求C的方程;

(Ⅱ)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:l过定点.

1x2例2.(2019·全国高考真题(文))已知曲线C:y?,D,为直线y??上的动点,过D作C的两条切

22线,切点分别为A,B. (1)证明:直线AB过定点: (2)若以E?0,??5??为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求该圆的方程. 2?例3.(2019·全国高考真题(文))已知点A,B关于坐标原点O对称,│AB│ =4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切.

(1)若A在直线x+y=0上,求⊙M的半径.

(2)是否存在定点P,使得当A运动时,│MA│-│MP│为定值?并说明理由.

x2例4.(2017新课标全国Ⅱ文理)设O为坐标原点,动点M在椭圆C:?y2?1上,过M作x轴的垂线,

2垂足为N,点P满足NP?(1)求点P的轨迹方程;

(2)设点Q在直线x??3上,且OP?PQ?1.证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F. 例5.(2018·北京高考真题(理))已知抛物线C:y=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.

22NM.

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(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;

(Ⅱ)设O为原点,QM??QO,QN??QO,求证:

1??1?为定值.

1x2例6. (2019·全国高考真题(理))已知曲线C:y=,D为直线y=?上的动点,过D作C的两条切线,

22切点分别为A,B.

(1)证明:直线AB过定点: (2)若以E(0,

5)为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积. 2x2y2例7.(2019·北京高考真题(文))已知椭圆C:2?2?1的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1).

ab(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设O为原点,直线l:y?kx?t(t??1)与椭圆C交于两个不同点P,Q,直线AP与x轴交于点M,直线AQ与x轴交于点N,若|OM|·|ON|=2,求证:直线l经过定点.

x2y22例8. 已知椭圆C:2?2?1?a?b?0?的右焦点F1与抛物线y?4x的焦点重合,原点到过点

abA?a,0?,B?0,?b?的直线距离是

(1)求椭圆C的方程

221 7(2)设动直线l:y?kx?m与椭圆C有且只有一个公共点P,过F1作PF1的垂线与直线l交于点Q,求证:点Q在定直线上,并求出定直线的方程

【压轴训练】

1.(2019·北京高考真题(理))已知抛物线C:x=?2py经过点(2,?1). (Ⅰ)求抛物线C的方程及其准线方程;

(Ⅱ)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=?1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.

2

x2y23A(a,0)B(0,b)2.(2016·北京高考真题(理))已知椭圆C:2?2?1(a?b?0)的离心率为,,,

ab2O(0,0),?OAB的面积为1.

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(1)求椭圆C的方程;

(2)设P是椭圆C上一点,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:|AN|?|BM|为定值.

3.(2017·全国高考真题(文))在直角坐标系xOy中,曲线y?x2?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.

x2y24.(2018·湖南宁乡一中高三月考)已知椭圆C:?2?1(a?b?0)的左,右焦点分别为F1、F2,2ab该椭圆的离心率为

2,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线y?x?2相切. 2

(I)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)如图,若斜率为k?k?0?的直线l与x轴,椭圆C顺次交于P,Q,R(P点在椭圆左顶点的左侧)且

?RF1F2??PFQ,求证:直线l过定点;并求出斜率k的取值范围. 15.(2019·湖北高考模拟(理))已知动点P到直线l:x??2的距离比到定点F(1,0)的距离多1. (1)求动点P的轨迹E的方程

(2)若A为(1)中曲线E上一点,过点A作直线l的垂线,垂足为C,过坐标原点O的直线OC交曲线E于另外一点B,证明直线AB过定点,并求出定点坐标.

6.(2019·贵州高三开学考试(文))已知椭圆C的中心在原点,一个焦点为F1(?3,0),且C经过点

1P(3,).

2(1)求C的方程;

(2)设C与y轴的正半轴交于点D,直线l:y?kx?m与C交于A、(l不经过D点),且AD?BD.B两点

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