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文档简介
圆锥曲线解答题中的定点和定值问题的解题策略
在圆锥曲线中有一类曲线,当参数取不同值时,曲线本身性质不变或形态发
生变化时,其某些共同的性质始终保持不变,我们把这类问题成为圆锥曲线的定
值问题.圆锥曲线中的定值问题是近几年高考的热点题型,解题过程中应注重解
题策略,善于在动点的“变”中寻求定值的“不变”性.
题型一:定值问题
解答圆锥曲线定值问题的策略:
1、把相关几何量用曲线系的参变量表示,再证明结论与参数无关.求解这类问题的基本方法
是“方程铺路、参数搭桥”,解题的关键是对问题进行综合分析,挖掘题目中的隐含条件,
恰当引参,巧妙化归.
2、把相关几何量的变元特殊化,在特例中求出几何量的定值,再证明结论与特定状态无关,
即特殊到一般的思想.
1、两点间的距离为定值
例L(2021•广东中山市高三期末)已知椭圆具有如下性质:若椭圆的方程为
22'
方则椭圆在其上一点A(x,y)处的切线方程为与
试运用该性质解决以下问题:在平面直角坐标系直刀中,已知椭圆C:
/+m=1(〃小0)的离心率为与,且经过点A1,弓.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设尸为椭圆。的右焦点,直线/与椭圆C相切于点P(点P在第一象限),过
原点。作直线/的平行线与直线P尸相交于点Q,问:线段尸。的长是否为定值?
若是,求出定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)]+丁=1;(2)是定值,定值为应.
【详解】
£_V2
。一2
.._/z
(1)由题意知不力=1=
a2bl/?=1
/=/+/
工椭圆C的方程为,+y?=1.
(2)设P(%,%),题意可知,切线/的方程为飞冗+2yoy=2,
过原点。且与/平行的直线/'的方程为守+2为y=0,
椭圆。的右焦点厂(1,0),
所以直线PF的方程为%工一(4一1)),一%=0,
[y0x-(xo-\]y-yo=0
[xox+2yoy=O
所以。代r餐)
4(%一"+小―1
为定值.
V(2rJ-阻—2,=应
(2-x0)-
解题思路:设动点P(%,%),由题意可知,切线/的方程为/x+2%y=2,过原
点。且与/平行的直线,的方程为与x+2%y=0,求出。的坐标,表示出尸。的
长,再化询即可.
2、求某一代数式为定值
92
例2:(2021•全国高三模拟)已知双曲线C.三上=1(〃>0力>0)的左顶点为
A,右焦点为尸,离心率e=2,焦距为4.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设M是双曲线C上任意一点,且M在第一象限,直线M4与Mr的倾斜角
分别为。1,%,求2%+&2的值.
【答案】⑴=(2)兀.
3
【详解】
2c=4.
.a=1
(1)由{c,得(c,所以从=°2一〃2=3,
—=2c=2
[a
0
所以双曲线C的方程为
(2)由(1)知双曲线C的方程为/一丫=1,
3
所以左顶点A(TO),右焦点尸(2,0).
设”(%%)(%>0,%>0),则片哼=1.
当%=2时,%=3,此时女必=1,因=(,。2=],
所以2«+4=兀:
当毛工2,kMA=tana]=-^-f&〃J=tan%=^^.
为+1与-2
因为乂=3(*-1),
2%
%+12(%+1)%_2(.%+1)%_-%
所以tan2臼=一
7V(仆+1)-火(/+1)--3(片一1)%-2,
1-上
“
又由点M在第一象限,易知%[。,",%«0,兀),
所以2al+%=兀.
综上,2冈+%的值为九.
解题思路:利用点在双曲线上,满足片-,=1,利用整体代换思想求出tan2%和
tan%相反.
例3:(2021•安徽安庆市高三一模(理))已知椭圆。卞+方=1(〃>人>0),过
椭圆左焦点/的直线x-4百y+百=0与椭圆。在第一象限交于点M,三角形MF0
的面积为立.
4
(1)求椭圆。的标准方程;
(2)过点M作直线,垂直于x轴,直线物、,如交椭圆分别于4〃两点,且两直
线关于直线/对称,求证:直线/夕的斜率为定值.
2
【答案】(1)三+丁=1;(2)证明见解析.
4
【详解】
(1)直线x-4x/Jy+>/J=0过左焦点产,所以网-6,0),c=yfi
又由柝=;x6x%=半可知
Z44
从而椭圆经过点
由椭圆定义知2〃=」+J12+」=4,即〃=2
2V4
故椭圆的方程为C:《+y2=i.
4
(2)由条件知,直线MA、斜率存在,且两直线斜率互为相反数,
设直线MA:=交椭圆于点AGx),
直线MB:y-;=-(―6)交椭圆于点W孙必),
2
”而右nk-^k-3Hn12&2-46出一3-4G&2-6A1
从而有,V3x=------F-----,即七=-7=~:------,Ji=—T=~;--------+-
14r+16(4左2+1)刀6(4产+1)2
.”12二一4向一3-4尿2_6女1
故4一r―;----,—r=-;——+-),
V3(4A:2+1)6(4&241)2
12r+4限-3Y尿的
同理可得Wb
百(4《+1)'6(4-+1)4
4辰2।6k14瓜26kj_
(6(4&2+1)+5)(石(442+1)+5)=12k=6
12)2+4&—312\2一4麻一3一8Gz-2
6(4公+1)6(4公+1)
即证直线43的斜率为定值,且为由.
2
解题思路:将直线MA:>彳=&1-6)与椭圆方程联立求出交点
1242—4点4一3—4、八川一6上I
A("„3七3,二女的坐标,再将A中的攵用此替换,即可求出
V3(4A:24-1)y/3(4k2+l)2
8点坐标,,再利用斜率公式,化简,即可.
例4.(2021•河南高三月考(理))已知点A(-2,0),5(2,0),动点S(x,y)满足
3
直线4s与BS的斜率之积为一丁,记动点S的轨迹为曲线C.
4
(1)求曲线。的方程,并说明曲线。是什么样的曲线;
(2)设M,N是曲线C上的两个动点,直线4"与NB交于点P,NM4N=90。.
①求证:点尸在定直线上;
②求证:直线NB与直线岫的斜率之积为定值.
【答案】(1)—+^=l(x^=2),曲线C为中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭
43、7
圆,不含4,8两点;(2)①证明见解析;②证明见解析.
【详解】(1)解:由题意,得三•上;=一。(元工±2),
x+2x-24'7
化简,得《+片=1("±2),
43v)
所以曲线C为中心在坐标原点,焦点在工轴上的椭圆,不含A,8两点.
(2)证明:①由题设知,直线MA,NB的斜率存在且均不为0.
设直线AM的方程为x="-2(/*0),
由AM_L4V,可知直线附的斜率为心A=T,方程为1=」丁-2.
t
_l,_
由{x,一=一7)一2,得(4/+3)9+12)=0,
3f+4)2=12,
⑵则X=-;,年〕一2二姿,即gjq
解得%=-N
4产+3l4r_+3)4厂+3(4广+34r~+3)
直线NB的斜率为kNB=廿;Y-=2,
O-oZc4/
-5----2
4产+3
则直线8N的方程为、=金(工-2),将y=:"一2)代入”=。-2,解得冗=74,
故点P在直线工=-14上.
33
②由(1),得2附.心8=一],右屋右8二一左,
所以^NA''^MA-㈢'㈢]
9
结合3A=T,得38•心5=-2为定值.即直线N8与直线MB的斜率之积为
16
定值.
解题思路:①设直线4M的方程,由AM_L4V,可得直线4N方程,与椭圆联
立可求点N坐标,进而可求得直线3N方程,与AM联立即可得证点P在定直线
33
±;②由⑴得匕犷输=-"七鼠[=一“又四,4V:进而可得直线N3
与直线MB的斜率之积.
一r2v2
例5、(2021•江苏南通市高三期末)已知椭圆C:宗■十方=1(〃>8>0)的离心
率为g,且过点尸
(1)求椭圆。的方程;
3
(2)己知A,3是椭圆C上的两点,且直线。4,。8的斜率之积为-;,点M
4
为线段。4的中点,连接8W并延长交椭圆C于点N,求证:兴也为定值.
,&AMN
【答案】(1)三+上=1;⑵
433
【详解】
(1)因为椭圆的离心率为且过点尸
9
所以C_1又/=从+。2,解得〃2=4,加=3,
所以椭圆C的方程为《+反=1;
43
(2)设A(M,X),5(孙%)川(七,必),
因为点M为线段Q4的中点,所以"傅得),
UUUUUU
因为反机N三点共线,所以3N=4BW,
11
所以丹=不3+(1-4)孙必=彳%+(1—丸)为,
乙工
KX=1
44
又因为45点在椭圆上,所以:\,
J五=1
43
3
又因为直线04,。8的斜率之积为-二,
所以=。,
因为点N在椭圆上,
22
所以4~+~=1,即+(3x:+4y2)+(1-A)(3X2+4y2?)+^(1-2)(6^^+8y%)=12,
j2o
所以乙+(1-4)2=],解得力二名,
45
所以BN=18W,贝lj忸麻|二||“N|.
sg,OM4
所以2=9---件---=-耦-=(为定值.
3":・AM/
解题思路:设4(石,凹),8(电,马)山(毛,%),根据M为线段0A的中点和反机/V
三点共线,由戢=2潴,表示点N的坐标,再根据儿8,4在椭圆上,结合直
线Q4,08的斜率之积为求得4,从而得到与|MN|的比值,然后由
-OMd
sH
OMB_2求解.
VI4|MV|
MAMN_.AMd、V
2N
例6、(2021•山东泰安市高三期末)已知椭圆C:厂+)=I(«>/?>0)的左顶点为
A(-2,0),点,1,|)在椭圆C上.
(1)求椭圆。的方程;
(2)过楠圆C的右焦点尸作斜率为可女工0)的直线/,交椭圆C于M,N两点,
直线AM,AN分别与直线x="交于点尸,。,则。•尸Q是否为定值?请说明
理由.
【答案】(1)寸+?=1;(2)是定值,
434
【详解】
(3、19
(1)团。=2,点T,;7在椭圆C上,0—+—r=1,0Z?2=3)
2)44b~
团椭圆。的方程为:<4=,-
9
(2)是定值-彳,理由如下:
4
设M(金X),N(%,%),直线/的方程为尸比卜一「(七0),
y=A:(x-1)
由,整理得(4-+3)f_sk2x+4/-12=0,
----r----I
43
8s43一12
团%+%=
止+3’
)'p5y=5Mxi-1)
设P(3»p),G(3,y),则
e3+2-x,+2,国力
\+2X]+2
同理可得%=5,:;),
;5Mx「1)、5M/-1)、
^FP=FQ=2,
,%+2x24-2)
25A“X-i)(x-1)x.x,-(x.+x))+l
^FPFQ=4+/」I'-「=4+25.「'J~冬—
(%+2)(/+2)xtx2+2(x,+X2)+4
4^2-128%
+19
4+25/4公+34公+3
4/一1216k4
4公+3.422+3+4
9
团々,。为定值—
解题思路:设直线/的方程,与椭圆方程联立,设P(3,»),由三点共
线可得力,力,结合韦达定理坐标表示口/。可得.
3、求某一个量为定值
r2v2
例7、(2021•江苏盐城市伍佑中学高三期末)已知椭圆C:,+2=l(〃>b>0)离
a-b2
2
心率为§,点48,D,E分别是C的左,右,上,下顶点,且四边形AD5E的
面积为6石.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知F是C的右焦点,过F的直线交椭圆C于P,Q两点,记直线AP,BQ
的交点为丁,求证:点7横坐标为定值.
*2V29
【答案】(1)—+^=1;(2)7•横坐标为定值证明见解析.
952
【详解】
c2
二—
a3a=3
;,2a-2b=6币,解得小=石,
(1)设椭圆C的半焦距长为c,根据题意
2212c=2
c-a-Zr
故C的标准方程为=+2=1.
95
(2)由(1)知4(一3,0),8(3,0),尸(2,0),
设7(而,%,),「(演,弘),。(%,%),
由2以=kpAn,①,
x0+3%+3
)'。_必
—,②
xo3x,-3
与一3_%9—3
①②两式相除得
x0+3%+3%
,)22
又立+汇=1,故五_I=_2L
9595
所以("-3)(%+3)工,故»__2内―3
95玉+39y
所以"二弋上=_("3)823)③
%+3%+3y29x%
由题意知直线PQ不平行于x轴,由于直线PQ经过F点,
所以设直线尸。的方程为户阳+2,
(直线PQ的方程为工=磔+2,可避免讨论直线2Q的斜率是否存在,简化计算,
提高正确率)
代入小1=1整理,得(5疗+9)y2+20/ny-25=0,
20m
5;,2”9代入③,
把
35
七一35(内一3)(/一3)5(my-l)(/ny-l)
所以=——•------------=—•iI2I
%+39X%9y^2
5加2乂%一加(?+必)+]
9
2/25、,-20m..
x—35’〃(-5〃『十95〃,十9十二]
所以Fa
%+3925-5
-5m2+9
9
解得小=子
9
所以点7■横坐标为定值不
解题思路:设7*0,加),尸(不凹),。(马,%),根据禽=:八,即8=%8可得
色1二卷,点口,根据在椭圆。上,代入方程化简整理可得
/3_y劣3_5*1-3)(~2-3)
设直线尸。的方程为4=四,+2,与椭
%+3玉+3y29y%
圆C联立,得到关于y的一元二次方程,根据韦达定理,可得Y+%,M•必的表
达式,代入上式即可.
例8、(2021•湖北武汉市高三月考)己知椭圆C:方的左右
顶点分别为A,4,过椭圆内点。(:,0)且不与x轴重合的动直线交椭圆C于4
。两点,当直线尸。与x轴垂直时,|PDk忸D|=g.
(I)求椭圆C的标准方程;
(II)设直线AP,A0和直线/:%=,分别交于点M,N,若MZ)_LND恒成
立,求f的值.
/烧210
【答案】(I)^-+^-=1;(II)1=一3或
【详解】
(I)由I叫得4=,《=2,故C的方程为t+上=1,此时「仔小.
3334b~"”
代入方程:+罢=1,解得从=2,故C的标准方程为《+目=1.
99b42
2
(II)设直线P。方程为:x=+与椭圆方程联立.
得/口(/"2+2)y2+—4〃zy-■3—2=0八.
-47n
•…2=3"+2)
①
设尸(%,yj、。(与必),则,1•
心9g2)
此时直线AP方程为y二一三(x+2),与x=f联立.
X1+2
得点同理,点N|7”弩、.
【内+2JIx2+2)
由M£>_LM9,kMDkND=-i.
(f+2)y______(f+2)%=]
即,_|1+2)(…|卜2+2)-
所以(f+2)2y%+。一*I(加y+1)(冲2+1)=°•
/、2厂,一
即«+2)2乂%+,一|)加〜力+.(,+%)+羡=0.
将①代入得:
-32«+2)2(2丫-32m232m2[64=0
9(W2+2)+1-3;9(m2+2)9(/n2+2)+-9-",
化简得:—32(f+2)2+,—g)[-32/W2-32/w2+64(/n2+2)]=0.
即0+2)2—4.—g)=o.
解得或2"学10
2
解题思路:设直线尸。方程为:x=my+^与椭圆方程联立,结合韦达定理得
乂+必,凹当,再联立AP方程得M同理得N坐标,结合恒成立得
%皿山版=-1,化简计算可得参数,值.
例9、(2021•陕西榆林市高三一模(理))已知椭圆「:/+工=1(〃>1)与抛物
a~
线C:f=2py(p>0)有相同的焦点尸,抛物线C的准线交椭圆「于A,B两点,
且|阴=1.
(1)求椭圆「与抛物线C的方程;
(2)。为坐标原点,若尸为椭圆「上任意一点,以夕为圆心,OP为半径的圆尸
与椭圆「的焦点尸为圆心,以石为半径的圆尸交于M,N两点,求证:|肱V|为
定值.
【答案】(1)椭圆「的方程为:/+£=1,抛物线C的方程为:/=4石y;(2)
4
证明见解析.
【详解】
(1)椭圆「:溜+当可得焦点,
抛物线。:/=2外(〃>0)的焦点为0,§,所以后工=与①,
\)2
所以卜却=2
由①@可得:a2=4,p=24,
所以椭圆「的方程为:/+21=1,抛物线。的方程为:炉=46力
4
(2)设P(m,〃),则加2+幺=1,圆p的方程为:(x-m)2+(y-n)2=/M2+W2,
4
圆尸的方程为:x2+(y-73)2=5,
所以直线MN的方程为:〃出+5-6»-1=0,
设点尸到直线MN的距离为d,
,|麻-4||岛-4|2诉-4].
a="―="="=2
则J-2+5-6)2f萩-8技+16.
\MN\=275-J2=2.
所以|MN|为定值.
解题思路:设则疗+乙=1,写出圆p和圆尸的方程,两个圆的方程
4
相减可得直线MV的方程,计算点尸到直线MN的距离为“,再利用
|M/V|=计算弦长即可.
题型二、证明动直线过定点或动点在定直线上的问题
解答圆锥曲线的定点问题的策略:
1、参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,
即确定题目中核心变量(通常为变量&);②利用条件找到左过定点的曲线"*,y)=o之
间的关系,得到关于左与兄y的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标:
2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探
索出定点,再证明该定点与变量无关.
1、直线过定点问题
22
例10、(2020•江西吉安市高三其他模拟(理))已知椭圆C:=十与=1(。>人>0)
a-h27
经过点尸(百,;),且离心率e邛.
(1)求椭圆。的方程;
(2)已知斜率存在的直线/与椭圆相交于A,8两点,点。个一,0总满足
\/
乙4。。=/8。。,证明:直线/过定点.
2
【答案】(1)—+/=1;(2)证明见解析.
【详解】
(1)因为椭圆C:「*+/=l(a>b>0)的离心率6=乎.
所以/=1一「=[曰],即〃2=4",
+方=1(。>6>0)经过点尸(后;}
又椭圆C:
31
代入椭圆方程可得弓+F=1,
---1----=1
联立方程组可得/4b2,解得/=4,从=1.
cr=4b2
所以椭圆C的方程为《+y2=i.
(2)设直线/的方程为广丘+加,A(5,x),8(W,%),
*****tN1
联立方程组([■+)'消去)'得(1+4公卜2+8幼优+4〉-4=0,
y=kx+m
22
A=16(4Z:-W+l)>0,即/2<4《+I,
W-4
因为NAQO=NBQO,所以阳。+软。=。,
..y.y,kx,+mkx3+m
kAn+kRn--------------7='H---------------尸=-------7=-H---------------T=
AQBQ#4G4A/3
得2M4疗一4)-85?TH-弓^左)一^^〃7(1+4攵2)=0,
化简得机=-&,直线/的方程为丁=%[-6),
所以,直线/恒过定点(6,0).
解题思路:设直线/的方程为尸质+加,人冷乂),85,为),将直线方程与椭
圆方程联立,写出韦达定理,又因为乙4QO=NBQ。,所以^。+心。=0,将韦
达定理代入得出答案.
例11、(2021•湖北襄阳市高三期末)已知A,8分别为椭圆C:5+y2=i(a>i)
的左、右顶点,尸为C的上顶点,AP.尸8=8.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点(6,0)作关于x轴对称的两条不同直线3%分别交椭圆于M(x,y)与
NgM,且王工超,证明:直线MN过定点,并求出该定点坐标.
【答案】(1)y+y2=l;(2)证明见解析,定点停0).
【详解】
解:⑴由题意得4(一。,0),B(a,0),P(0,l),则AP=(aJ),P月=(a,-l).由
AP・PB=8,得。2_I=8,即a=3
所以椭圆C的方程为三+丁=1
(2)由题易知:直线MN的斜率存在,且斜率不为零,
x=my+n
设直线MN方程为1=缈+〃,(加工0),联立,
x2+9y2-9=0,
得(>+9)/+2〃殴+"―9=0,由A>0得病一〃2+9>o,
.-2mn2-9
,・小=中,,跖=蕨n3
因为关于x轴对称的两条不同直线4,4的斜率之和为0,
,出+出二°,整理得2相通+5-6)(乂+必)=°,
即2"〃2-9)_2〃〃?(〃-6)=0,解得:n=3
+9trr+92
直线MN方程为:x=my^t所以直线MV过定点.
解题思路:设直线MV方程并联立椭圆方程,结合韦达定理求得y+%,,%,又
因为关于x轴对称的两条不同直线4,4的斜率之和为0,所以气+春二°,
X1—OX2一O
通过计算化简即可求得定点.
例12、(2021•山东德州市高三期末)已知点耳、K分别是椭圆C的左、右焦点,
离心率为乎,点户是以坐标原点。为圆心的单位圆上的一点,且PK.PE=O.
(1)求椭圆。的标准方程;
(2)设斜率为4的直线/(不过焦点)交椭圆于机N两点,若x轴上任意一点
到直线MG与NK的距离均相等,求证:直线/恒过定点,并求出该定点的坐标.
22
rv
【答案】⑴于2r"⑵证明见解析,
【详角吊】
2)
⑴设椭圆的标准方程为,+2=1,尸(乂),)
a"o
£=V2
a2a2=2
由题意可得f+y2=i
解得:b2=\
2
(x-c,y)(x+c9y)=Oc=\
b2+c2=a2
即椭圆C的标准方程:—+^=1.
21
(2)设直线hy=kx+m,M(x,iyi\N(x2,y2)
,.y.kx.+m,ykx.+m
则心M=3=七-,与巧7=3T丁
X)+1+1X,+1X2+1
22
有121,消去y得:(1+2/)冗2+4加履+2m2—2=o,
y=kx+m
A=16k2m2-8(w-1)(1+2-)>0
-4mk
所以百
2m2-2
中2二由记
因为X轴上任意一点到直线用耳与NK的距离均相等,
所以X轴为直线ME与的角平分线,
,kx.+mkx、+m八
f即2kxix2+(加+%)(X[+x)+2/n=0
所以吗+样=,T+=r=°'2
we,2m—2/,、一4mk〜八
所以2欠....-+(m+k)-----+2w=0
1+2F1+2公
整理化简得:m=2k
即直线J:y=kx+tn=kx+2k=k(x+2)
故直线恒过定点(-2,0).
解题思路:先用设而不求法表示出玉+/小/,然后分析得到%岫=。,代
入,求出帆=2%,即可证明直线过定点(-2,0).〃设而不求“是一种在解析几何
中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题.
2、动点在定直线上的问题
22
例13、(2021•山东威海市高三期末)已知椭圆C:£+5=l(〃>b>0)的离心
率为上A,B分别是它的左、右顶点,厂是它的右焦点,过点尸作直线与C交于
2
P,Q(异于A3)两点,当轴时,AAPQ的面积为19.
(1)求C的标准方程;
(2)设直线4P与直线BQ交于点M,求证:点M在定直线上
22
【答案】(1)—+^=1;(2)证明见解析.
43
【详解】
解:(1)由题意知£=!,所以a=2c,又/=廿+。2,
a2
所以b=
9
当尸Q_Lx轴时,©AR2的面积为大,
2
1z2b29
所rr以rI5(〃+c)x•工-=5
解得C?=l,
所以/=4,廿=3,
22
所以椭圆C的标准方程为三十汇=1.
43
(2)由(1)知产(1,0),设直线尸。的方程为1=冲+1,
与椭圆[+[=1联立,得(3帆2+4)丁+6%,-9=0.
显然八〉0恒成立.
设尸(不))。(々,必)>
所以有%+%=-舄,、"-3(*)
直线AP的方程为〉={7("+2),直线80的方程为y=-^(x-2),
+z%一乙
联立两方程可得,所以也(%+2)=黄万(工-2)
x+2x+2%_(加y+3)%—年跖+3%
九一2y/一2芦(根),2-1),孙必一凶
3
由(*)式可得"2=森3+R
"2_|(%+%)+3%_|乂+5%
代入上式可得=3,
I|(yl+v2)-yi
乙22
解得I,
故点M在定直线x=4上.
解题思路:设直线尸。的方程为工=冲+1,联立椭圆方程,设代小M),。。%%),
由韦达定理,可知X+%=-T=,乂M=一丁工,将直线AP的方程
)'=卷(工+2)与直线8。的方程>=一%"-2)联立,利用韦达定理,化简计
X|+Z%一乙
算,即可证明结果.
r2v2_1
例14、(2。21•福建高三模拟)椭圆。丁93">。)的离心35,
P化通
在C上.
2'4
\
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)匕”设为短轴端点,过例(。1)作直线/交椭圆。十4B两点(异于七/'),
直线AE、8尸交于点T.求证:点7恒在一定直线上.
【答案】(1)—+^=1;(2)证明见解析.
43
【详解】
⑴因为点尸(;,乎)在「上,所以;(¥,_],
a2b2
又6=£=《,a2=b2+c2»所以/=4,从=3,
a2
故所求椭圆C的方程为工=1.
43
(2)由题意知直线/的斜率存在,设其方程为y="+L
设A(%,y),8(w,%),(石口。,%。0).
3.;储;=0=(叱+3卜2+8米-8=。,
Sk—8
且有药+工2=烟々.
i.vR_y「6
1AE.)73-:x
1广(西工。,w。。)
/小>+石="+3<
x2
x
y-y/^_y\-y/^xx2_kX'+T-Cx2_3々+(1—G»2
y+^3XM+^3X]kx、+1+>/3kxix-i+(1+>/3)X|
y-y/3_kxxx2+(1-5/3)^2
——
25/3(1+V3)X|(1\/3)x7
2kxx+2(1-6)X+]
故y=6x122
(l+VJ)^—(1—>/3)X2
62kxxx2+(^+x2)+5/3(A(-x2)
(1+>/3)%]—(1—>/3)X2
KX3(;+S)+*%T)=3
+引+(西一々)
故点r恒在一定直线y=3上.
解题思路:设出直线y=E+L联立直线与椭圆的方程结合韦达定理求出4£B尸
的直线方程,联立求出交点纵坐标为3,进而可得结果.
3、圆过定点问题
2,
例14、(2021•湖北武汉市高三月考)设P是椭圆C:=1(4>/?>0)上异
于长轴顶点4M2的任意一点,过户作。的切线与分别过4,4的切线交于4,
员两点,已知|4幻=4,椭圆。的离心率为万.
(1)求椭圆。的方程;
(2)以56为直径的圆是否过x轴上的定点?如果过定点,请予以证明,并求
出定点;如果不过定点,说明理由.
【答案】(1)—+^-=1;(2)过定点,证明见解析,定点为(-1,0),(1,0).
43
【详解】
|A闺=2q=4
解:(1)由题可知|c1,解得。=2,c=l,由/=/+/得〃=3.
e=—=—
a2
椭圆C的方程为二十t=1.
43
(2)设P(x。,%),由于P是异于长轴顶点4,4的任意一点,故切线斜率存在.
y=kx+b
22
设过P的椭圆的切线为),=奴+),联立方程JJ'
43
得(3+4k2)x2+8kbx+4Z?2-12=0,△=(8幼尸,4(3+4k2)(4b2-12)=0,
y()=kxt)+b
得从=3+4公,
所以(%-线丫=3+4-,
2
则Go?-4)二一2yoMA+年一3=0,即16)广公+2yoxok+9x0=0
所以(4),0左+3.)2=0,则%=一说
解得过P点的切线方程为>一.%=-科■(x-%),即y=-学日+工~
4yo4%%
由于分别过A,4的切线分别为X=-2/=2,
解得张B2的坐标为B.(-2,笫4,员(2,守^).
6-3%、
在x轴上取点M&0),则M8=-2-r,,MB?--2+
。~wy
2
_______7A_Or
所以MBL=/T+
4%
当,=±1时,M4M瓦=0.
所以,以用鸟为直径的圆过x轴上的定点为6(-1,0),玛(1,0).
解题思路:设P(%,%),设过户的椭圆的切线为),=奴+6,月椭圆方程联立由
A=O,求出切线的斜率攵=-如,得出切线方程丫=一学+』,由条件求出
4%4yo?0
稣当坐标,在X轴上取点由“外加入=0得出答案.
【巩固训练】
1、(2020•广东高三一模)已知点打一2,-1)为椭圆C:4+4=l(。>6>0)上一
a~b
点,且椭圆C的一个焦点与抛物线丁=4瓜的焦点重合,过点P作直线PA,PB,
与椭圆C分别交于点A,B.
(1)求椭圆。的标准方程与离心率;
(2)若直线Q4,P8的斜率之和为0,证明:直线A8的斜率为定值.
【答案】⑴=1,离心率为变;(2)证明见解析.
632
【详解】
(1)由题设,得,+,=1,①且J。?一从=6,②
由①②解得/=6,b2=3,
所以椭圆C的标准方程为兰+廿=1,
63
椭圆C的离心率为e=£=,匹员=也.
a\a22
(2)直线45的斜率为定值1.
证明:设直线24的斜率为攵,则直线总的斜率为-3
记4(芭,升),B(x2,y2).
设直线PA的方程为y।1=Mx।2),
与椭圆。的方程联立,并消去了得(1+2/)/+(8公-4Z)X+8E-8Z—4=0,
则-2,须是该方程的两根,
8A2—8A-4-4/+4k+2
,即玉二
1+2k21+2公
设直线所的方程为y+1=-Hr+2),
同理得母胃-4d-卡41-4-.2
因为y+1=%(玉+2),旷2+1=—左(冬+2),
以
所以心8二乂一必=”"+2)+”(3+2)=M3+W+4)=]+2如=],
%1-x2x{-x2%!-x28Z
\+2k2
因此直线A8的斜率为定值.
2、(2021•山西阳泉市高三期末(理))已知圆C:/+y2=4,点产为圆。上的
动点,过点尸作工轴的垂线,垂足为0,设〃为尸。的中点,且〃的轨迹为曲线
£(图9三点可重合).
(1)求曲线后的方程;
(2)不过原点的直线/与曲线£交于MN两点,已知〃仅直线/,OV的斜率占
、&网成等比数列,记以〃队〃斗为直径的圆的面积分别为S,S,试探究4+02
是否为定值,若是,求出此值;若不是,说明理由.
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