重難點(diǎn)33 圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題(舉一反三)(新高考專用)(教師版) 2025年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)專練(新高考專用)_第1頁(yè)
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重難點(diǎn)33圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題【八大題型】【新高考專用】TOC\o"1-3"\h\u【題型1直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題】 2【題型2存在定點(diǎn)滿足某條件問(wèn)題】 7【題型3面積定值問(wèn)題】 13【題型4斜率的和差商積定值問(wèn)題】 19【題型5向量數(shù)量積定值問(wèn)題】 24【題型6線段定值問(wèn)題】 29【題型7角度定值問(wèn)題】 34【題型8動(dòng)點(diǎn)在定直線上問(wèn)題】 421、圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、定直線問(wèn)題是高考的重點(diǎn)、熱點(diǎn)內(nèi)容,從近幾年的高考情況來(lái)看,此類問(wèn)題考查頻率較高,此類問(wèn)題一般有直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題、滿足某條件的定點(diǎn)問(wèn)題、定值問(wèn)題以及定直線問(wèn)題等,主要在解答題中考查,選擇、填空題中考查較少,在解答題中考查時(shí)綜合性強(qiáng),難度較高.【知識(shí)點(diǎn)1圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值問(wèn)題】1.圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值問(wèn)題圓錐曲線中的定點(diǎn)定值問(wèn)題一般與圓錐曲線的基本量和題設(shè)條件中的給定的點(diǎn)或值有關(guān),曲線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題以直線過(guò)定點(diǎn)居多,定點(diǎn)問(wèn)題其實(shí)也可以歸結(jié)到定值問(wèn)題(定點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)為定值).這類問(wèn)題用函數(shù)的思想方法來(lái)處理,具體操作流程如下:(1)變量——選擇合適的參變量;(2)函數(shù)——要證明為定值的量表示出參數(shù)的函數(shù);(3)定值——化簡(jiǎn)函數(shù)解析式,消去參數(shù)得定值.一些存在性問(wèn)題,是否存在定點(diǎn)使得某一個(gè)量為定值,是否存在定值使得某一量為定值,是否存在定點(diǎn)使得曲線過(guò)定點(diǎn),是否存在定值使得曲線過(guò)定點(diǎn),可以看做定點(diǎn)定值問(wèn)題的延伸.2.定點(diǎn)問(wèn)題的求解思路:一是從特殊入手,求出定點(diǎn),再證明這個(gè)點(diǎn)與變量無(wú)關(guān);二是直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算過(guò)程中消去變量,從而得到定點(diǎn).3.過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題的兩大類型及解法(1)動(dòng)直線l過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題解法:設(shè)動(dòng)直線方程(斜率存在)為y=kx+t,由題設(shè)條件將t用k表示為t=(2)動(dòng)曲線C過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題解法:引入?yún)⒆兞拷⑶€C的方程,再根據(jù)其對(duì)參變量恒成立,令其系數(shù)等于零,得出定點(diǎn).4.定值問(wèn)題的求解思路:將問(wèn)題涉及的幾何式轉(zhuǎn)化為代數(shù)式或三角式,證明該式的值與參數(shù)無(wú)關(guān).5.求解定值問(wèn)題的三個(gè)步驟(1)由特例得出一個(gè)值,此值一般就是定值;(2)證明定值,有時(shí)可直接證明定值,有時(shí)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,可證明該代數(shù)式與參數(shù)(某些變量)無(wú)關(guān);也可令系數(shù)等于零,得出定值;(3)得出結(jié)論.【知識(shí)點(diǎn)2圓錐曲線中的定直線問(wèn)題】1.圓錐曲線中的定直線問(wèn)題定直線問(wèn)題是指因圖形變化或點(diǎn)的移動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)點(diǎn)在定直線上的問(wèn)題.這類問(wèn)題的核心在于確定定點(diǎn)的軌跡,主要方法有:(1)設(shè)點(diǎn)法:設(shè)點(diǎn)的軌跡,通過(guò)已知點(diǎn)軌跡,消去參數(shù),從而得到軌跡方程;(2)待定系數(shù)法:設(shè)出含參數(shù)的直線方程、待定系數(shù)法求解出系數(shù);(3)驗(yàn)證法:通過(guò)特殊點(diǎn)位置求出直線方程,對(duì)一般位置再進(jìn)行驗(yàn)證.【題型1直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題】【例1】(2024·河南周口·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的焦距為2,不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O且斜率為1的直線l與C交于P,Q兩點(diǎn),A為線段PQ的中點(diǎn),直線OA的斜率為?12(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)B(2,0),直線PB與C的另一個(gè)交點(diǎn)為M,直線QB與C的另一個(gè)交點(diǎn)為N,其中M,N均不為橢圓C的頂點(diǎn),證明:直線MN過(guò)定點(diǎn).【解題思路】(1)根據(jù)焦距求出c,再設(shè)Px1,y1,Qx2,y2,(2)設(shè)直線MN的方程為y=mx+t,Mx3,y3,Nx4,y4,表示直線PB的方程,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元求出x1,即可求出P【解答過(guò)程】(1)由橢圓C:x2a2+y2設(shè)Px1,y1,Qx2兩式作差得,x1所以y12?所以kPQ?y所以a2=2b2,則a2故橢圓C的方程為x2(2)由題意可知直線MN的斜率存在,設(shè)直線MN的方程為y=mx+t,Mx3,則kPB=y3x將其代入x22+y2則x1x3將x1=3x3所以P3x3所以?y42即mx整理得(3m+2t)x4?因此直線MN的方程為y=mx?32?12,令所以直線MN過(guò)定點(diǎn)32【變式1-1】(2024·江西九江·二模)已知雙曲線C:x2a2?y2(1)求雙曲線C的方程;(2)直線l與雙曲線C交于不同的兩點(diǎn)A,B,若直線PA,PB的斜率互為倒數(shù),證明:直線l過(guò)定點(diǎn).【解題思路】(1)根據(jù)離心率及a,b,c的平方關(guān)系得出b=2a,再由點(diǎn)P(3,4)在C上,可求解a2,b2,進(jìn)而可得雙曲線(2)當(dāng)l斜率不存在時(shí),顯然不滿足條件.當(dāng)l斜率存在時(shí),設(shè)其方程為y=kx+m,與方程聯(lián)立C聯(lián)立,可得根與系數(shù)的關(guān)系,表示出直線PA,PB的斜率k1,k2,由k1k2=1,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系可得【解答過(guò)程】(1)由已知得e=ca=5,又點(diǎn)P(3,4)在C上,故9a解得a2=5,所以雙曲線C的方程為:x2(2)當(dāng)l斜率不存在時(shí),顯然不滿足條件.當(dāng)l斜率存在時(shí),設(shè)其方程為y=kx+m,與方程聯(lián)立C聯(lián)立,消去y得(4?k由已知得k2≠4,且設(shè)A(x1,y1),直線PA,PB的斜率分別為k1=y由已知k1k2即(k所以?(k化簡(jiǎn)得(m+3k?4)(5m?9k?12)=0,又已知l不過(guò)點(diǎn)P(3,4),故m+3k?4≠0,所以5m?9k?12=0,即m=9故直線l的方程為y=k(x+95)+125【變式1-2】(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))拋物線Γ:y2=2pxp>0的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)M1,?2,焦點(diǎn)為F,過(guò)點(diǎn)F且傾斜角為θ的直線l與拋物線

(1)求拋物線Γ的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)θ=π3時(shí),求弦(3)已知點(diǎn)P2,0,直線AP,BP分別與拋物線Γ交于點(diǎn)C,D.證明:直線CD【解題思路】(1)由曲線y2=2px圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)M1,?2,可得p=2(2)寫出l的方程,和拋物線方程聯(lián)立,消元后,由韋達(dá)定理可得x1+x(3)設(shè)直線AB的方程為x=my+1,Ax1,y1,Bx2,y2,Cx3,y3,Dx4,y4,和拋物線方程聯(lián)立,消元后,由韋達(dá)定理可得y1+y2=4m,y1y【解答過(guò)程】(1)曲線y2=2px圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)M1,?2,所以?2所以拋物線Γ的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2(2)由(1)知F1,0,當(dāng)θ=π3時(shí),tanπ3聯(lián)立y=3x?1y2=4x由AB=x1(3)由(1)知F1,0,直線AB的斜率不為0,設(shè)直線AB的方程為x=my+1Ax1,y1,B聯(lián)立x=my+1y2=4x得y因此y1+y設(shè)直線AC的方程為x=ny+2,聯(lián)立x=ny+2y2=4x則′=16n2+32>0,因此y1同理可得y4所以kCD因此直線CD的方程為x=2my?由對(duì)稱性知,定點(diǎn)在x軸上,令y=0得,x=?2m=16m所以,直線CD過(guò)定點(diǎn)4,0.【變式1-3】(2024·貴州貴陽(yáng)·二模)已知橢圓E的一個(gè)焦點(diǎn)是?3,0.直線l1:y=k1x+(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求k1(3)設(shè)直線l1,l2分別與橢圓E另交于【解題思路】(1)由焦點(diǎn)和頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算即可求出橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知直線l1:y=k1x+b(3)通過(guò)聯(lián)立方程組求出P,Q兩點(diǎn)坐標(biāo),求直線PQ的方程,根據(jù)方程確定所過(guò)定點(diǎn).【解答過(guò)程】(1)因?yàn)閘1,l2相交且關(guān)于直線y=x+1對(duì)稱,故又直線y=x+1與y軸相交于點(diǎn)A0,1,則橢圓E的上頂點(diǎn)為0,1設(shè)橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2a2又半焦距c=3,得a所以橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2(2)由(1)可得b1設(shè)點(diǎn)Bx,y是l1上任意異于點(diǎn)B0x0,y所以由y+y02=x+由y?y0x?聯(lián)立①、②,解得x=y代入直線l1得x又由點(diǎn)B0x0,y0,在直線所以x0=k1k故k1(3)設(shè)Px1,聯(lián)立直線l1與橢圓E:y=k1所以x1同理,x2又由(2):k1k2=1,所以所以直線PQ的方程為y?1?4化簡(jiǎn)得y=?k所以對(duì)任意的k1,總會(huì)過(guò)點(diǎn)0,?故直線PQ過(guò)定點(diǎn)0,?5【題型2存在定點(diǎn)滿足某條件問(wèn)題】【例2】(2024·新疆喀什·三模)已知雙曲線E:x2?3y2=3的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,A是直線l:y=?ca2x(其中a是實(shí)半軸長(zhǎng),c是半焦距)上不同于原點(diǎn)O的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),斜率為k1的直線AF1與雙曲線E交于(1)求1k(2)若直線OM,ON,OP,OQ的斜率分別為kOM,kON,kOP,kOQ,問(wèn)是否存在點(diǎn)A,滿足【解題思路】(1)設(shè)At(2)設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,Px【解答過(guò)程】(1)由題可得雙曲線E:x2則a2∴左、右焦點(diǎn)分別為F1?2,0,F(xiàn)設(shè)Atk1=?∴1k(2)設(shè)Mx直線AF1方程為代入雙曲線方程可得:1?3k所以x1+x則kOM=k=2=2同理kOP即2k即k1∴k1+k又1k若k1∴k1k2=?14,解得k1若k1=?14,k2=1,由∴t=65.此時(shí)若k1=1,k2=?14,由∴t=?65∴存在點(diǎn)A65,?45【變式2-1】(2024·陜西榆林·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左,右焦點(diǎn)分別為F1?c,0,F(xiàn)2c,0,過(guò)(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)b>1,是否存在x軸上的定點(diǎn)P,使得△PMN的內(nèi)心在x軸上,若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【解題思路】(1)根據(jù)題意列出方程組,求出a,b即可得解;(2)由題意可將原問(wèn)題轉(zhuǎn)換為kPM+kPN=0,設(shè)直線MN的方程為:x=mx+1m≠0,【解答過(guò)程】(1)∵△MNF1的周長(zhǎng)為8,△MF∴4a=812×2c×b=3a2=b2∴橢圓C的方程為x24+(2)

由(1)及b>1易知F2不妨設(shè)直線MN的方程為:x=mx+1m≠0,Pt,0,Mx聯(lián)立x=my+1x24則y1+y若△PMN的內(nèi)心在x軸上,則∠MPF∴kPM+kPN=0可得2my則2m?94+3m2當(dāng)直線MN垂直于x軸,即m=0時(shí),顯然點(diǎn)P4,0故在x軸上存在定點(diǎn)P4,0,使得△PMN的內(nèi)心在x【變式2-2】(2024·四川雅安·一模)已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P2,0的動(dòng)直線l與拋物線C:y2(1)求OA?(2)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,是否存在不同于點(diǎn)P的定點(diǎn)Q,使得∠AQP=∠BQP恒成立?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【解題思路】(1)設(shè)出直線l的方程,與拋物線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理結(jié)合數(shù)量積的坐標(biāo)表示計(jì)算即得.(2)利用(1)中信息,結(jié)合斜率坐標(biāo)公式列式求解即得.【解答過(guò)程】(1)顯然直線l不垂直于y軸,設(shè)直線l的方程為x=ty+2,A(x由x=ty+2y2=4x消去x并整理得y2?4ty?8=0所以O(shè)A?(2)由(1)知y1假定存在不同于點(diǎn)P的定點(diǎn)Q,使得∠AQP=∠BQP恒成立,由拋物線對(duì)稱性知,點(diǎn)Q在x軸上,設(shè)Q(m,0),則直線QA,QB的斜率互為相反數(shù),即y1x1整理得2ty1y2+(2?m)(y1+y所以存在不同于點(diǎn)P的定點(diǎn)Q,使得∠AQP=∠BQP恒成立,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(?2,0).【變式2-3】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)3,2在雙曲線C:x2(1)求雙曲線C的方程;(2)過(guò)點(diǎn)P3,1作直線l與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn),在x軸上是否存在一定點(diǎn)Q,使得直線QA與QB的斜率之和為定值?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)【解題思路】(1)由題意可得9a(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立曲線可得與交點(diǎn)橫坐標(biāo)有關(guān)韋達(dá)定理,借助斜率公式表示出kQA【解答過(guò)程】(1)由題意,得9a2?∴雙曲線C的方程為x2(2)由題意可知直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=kx+m,將點(diǎn)P3,1的坐標(biāo)代入,得m=1?3聯(lián)立直線l與雙曲線C的方程,得方程組y=kx+mx消去y并整理,得1?3kk≠±33,且即3k2?2則k∈?∴x若存在定點(diǎn)Q,設(shè)Qx則k======2要使kQA+k即?3x0?此時(shí)分子、分母中k的系數(shù)也為0,k∴在x軸上存在定點(diǎn)Q3,0,使得kQA【題型3面積定值問(wèn)題】【例3】(23-24高二下·貴州遵義·期中)已知雙曲線C:x2a2?(1)求雙曲線C的方程;(2)若動(dòng)直線l與雙曲線C恰有1個(gè)公共點(diǎn),且分別與雙曲線C的兩條漸近線交于P,Q兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:△OPQ的面積為定值.【解題思路】(1)根據(jù)已知條件求得a、b、c,從而得到雙曲線的方程;(2)根據(jù)直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,由直曲聯(lián)立表示出PQ,再表示出原點(diǎn)O到直線l的距離,即三角形的高,進(jìn)而求出△OPQ的面積為23【解答過(guò)程】(1)因?yàn)樘撦S長(zhǎng)為23,所以b=因?yàn)閑=ca=72故雙曲線C的方程為x2(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),l的方程為x=±2,此時(shí)|PQ|=23當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),不設(shè)直線l:y=kx+m,且k≠±3聯(lián)立方程組y=kx+m,x24由Δ=64m2不妨設(shè)l與y=32x的交點(diǎn)為P,則y=kx+m同理可得xQ所以PQ=因?yàn)樵c(diǎn)O到直線l的距離d=|m|所以S△OPQ因?yàn)?k2=綜上,△OPQ的面積為定值,定值為23【變式3-1】(2024·江蘇蘇州·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓γ:x2a2+y2b(1)求橢圓γ的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)A是橢圓上的一點(diǎn),若存在橢圓的弦BC使得OA//BC,OA=BC,求證:四邊形OABC的面積為定值.【解題思路】(1)根據(jù)橢圓和圓的對(duì)稱性可得Q(32,12),再代入橢圓和圓的方程中,解方程組求出(2)設(shè)A(m,n),mn≠0,易知四邊形OABC是平行四邊形,設(shè)直線BC的方程為y=nm(x?t),將其與橢圓方程聯(lián)立,結(jié)合韋達(dá)定理,弦長(zhǎng)公式以及橢圓的方程,推出|nt|=【解答過(guò)程】(1)由對(duì)稱性知,|OP|=|OQ|,因?yàn)椤螾OQ=π3,PQ=1,所以△因?yàn)镼位于第一象限,所以Q(32,代入橢圓γ的方程有34代入圓x2+y聯(lián)立解得a2=3所以橢圓γ的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2(2)證明:設(shè)A(m,n),mn≠0,則直線OA的斜率為nm,且m23因?yàn)镺A//BC,OA=BC,所以四邊形OABC是平行四邊形,|BC|=|OA|=m設(shè)直線BC的方程為y=nm(x?t),B(x1,y聯(lián)立y=nm(x?t)所以x1+x所以|BC|=1+因?yàn)閨BC|=|OA|=m所以m2整理得6(32?2而點(diǎn)A到直線BC的距離為d=|所以四邊形OABC的面積S=2S【變式3-2】(2024·廣東廣州·模擬預(yù)測(cè))已知A?1,0,B1,0,平面上有動(dòng)點(diǎn)P,且直線AP的斜率與直線(1)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡Ω的方程.(2)過(guò)點(diǎn)A的直線與Ω交于點(diǎn)M(M在第一象限),過(guò)點(diǎn)B的直線與Ω交于點(diǎn)N(N在第三象限),記直線AM,BN的斜率分別為k1,k2,且k1=4k【解題思路】(1)設(shè)Px,y(2)分析可知kBN?kBM=14【解答過(guò)程】(1)設(shè)Px,y,x≠±1由題意可得:kAP?k故求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為x2(2)由題意可知:kAM?kBM=1顯然直線MN的斜率不為0,設(shè)直線MN的方程為x=my+tt≠±1,Mx1聯(lián)立方程x=my+tx2?y2則m2≠1,Δ>0則kBN整理可得m2則m2因?yàn)閠≠±1,則t?1≠0,可得m2整理可得t=?3所以直線MN方程為x=my?35,即直線MN過(guò)定點(diǎn)則|AT|=?3此時(shí)S△AMN=1所以S△AMN【變式3-3】(2024·河北衡水·三模)已知拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,過(guò)F且傾斜角為π6的直線l與C交于A,B兩點(diǎn).直線l1,l2與C相切,切點(diǎn)分別為A,B,l1,l2與(1)求C的方程;(2)若點(diǎn)P為C上一動(dòng)點(diǎn)(與A,B及坐標(biāo)原點(diǎn)均不重合),直線l3與C相切,切點(diǎn)為P,l3與l1,l2的交點(diǎn)分別為G,H.記△DFG,△EFH的面積分別為①請(qǐng)問(wèn):以G,H為直徑的圓是否過(guò)定點(diǎn)?若過(guò)定點(diǎn),求出該定點(diǎn)坐標(biāo);若不過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由;②證明:S1【解題思路】(1)設(shè)l:y=33x+p2,Ax1,y(2)①不妨設(shè)x1<0<x2,由(1)求出切點(diǎn)橫坐標(biāo)及切線方程,設(shè)Px0,y0x0≠0,x1,x2,則l【解答過(guò)程】(1)設(shè)l:y=33x+p2,A消去y得x2?233px?p由y=12px2,y′令y=0得1px1x?y同理l2:y=1由|DE|=233由x1?x22=x故C的方程為x2(2)①由(1)不妨設(shè)x1<0<x解得x1=?3所以l1:y=?3設(shè)Px0,聯(lián)立y=?33x?16同理Hx以G、H為直徑的圓的方程為x?3整理得x0令x2+y2?故該圓恒過(guò)0,1②由于D?36,0,E32,0所以|DG|=3|EH|=x|DF|=?36直線FD的斜率為3,顯然直線FD與l1垂直,故△DFG同理△EFH也是直角三角形,故S1=1故S1S2【題型4斜率的和差商積定值問(wèn)題】【例4】(2024·陜西西安·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:x2a(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)A,B兩點(diǎn)為橢圓C的左、右頂點(diǎn),點(diǎn)P(異于左、右頂點(diǎn))為橢圓C上一動(dòng)點(diǎn),直線PA,PB的斜率分別為k1,k2,求證:【解題思路】(1)根據(jù)題意列出a,b,c的方程,解出方程即可求解橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)出P點(diǎn)的坐標(biāo),代入橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程得出橫縱坐標(biāo)的關(guān)系式,再代入直線PA,PB的斜率之積的表達(dá)式換算即可證明出結(jié)論.【解答過(guò)程】(1)根據(jù)題意得ca∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2(2)證明:由(1)得A?2,0,B設(shè)點(diǎn)Px0,y0因?yàn)閗1=y所以k1∴k1【變式4-1】(2024·浙江紹興·三模)設(shè)雙曲線C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的一條漸近線為x?3y=0,焦點(diǎn)到漸近線的距離為1.A1,A2分別為雙曲線C的左、右頂點(diǎn),直線l過(guò)點(diǎn)T2,0交雙曲線于點(diǎn)(1)求雙曲線C的方程;(2)求證k1【解題思路】(1)借助漸近線定義及點(diǎn)到直線距離公式計(jì)算即可得;(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立曲線可得與交點(diǎn)縱坐標(biāo)有關(guān)韋達(dá)定理,作商即可得所設(shè)參數(shù)與縱坐標(biāo)的關(guān)系,借助斜率公式表示出斜率后,消去所設(shè)參數(shù)即可得證.【解答過(guò)程】(1)由題意可得ba=1故雙曲線C的方程為x2(2)由雙曲線C的方程為x29?y2由題意可知直線l斜率不為0,故可設(shè)l:x=my+2,Mx1,聯(lián)立x=my+2x29?yΔ=16m2則y1+y則y1+yk1=y則k=5即k1k2【變式4-2】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線C:x2a2?y2(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)過(guò)點(diǎn)P0,1的直線l與雙曲線C的左、右兩支分別交于點(diǎn)A,B.問(wèn):在y軸上是否存在定點(diǎn)Q,使直線AQ與BQ的斜率之和為定值?若存在,求出點(diǎn)Q【解題思路】(1)根據(jù)題意,設(shè)a=4t,t>0,求得b=3t,得到雙曲線C的方程可化為x216t2?y2(2)假設(shè)存在點(diǎn)Q0,m,設(shè)直線l的方程為y=kx+1,聯(lián)立方程組,求得x1+x2,x【解答過(guò)程】(1)解:由題意,雙曲線C:x2a2?設(shè)a=4t,t>0,則c=5t,所以b=c所以雙曲線C的方程可化為x2因?yàn)辄c(diǎn)?42,3在雙曲線C上,所以?42所以雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2(2)設(shè)Ax假設(shè)存在點(diǎn)Q0,m,設(shè)直線l的方程為y=kx+1聯(lián)立方程組y=kx+1x216則Δ=且x1因?yàn)閗==2k+1?m所以當(dāng)m+9=0,即m=?9時(shí),kAQ故存在定點(diǎn)Q0,?9,使直線AQ與BQ【變式4-3】(2024·天津?yàn)I海新·三模)已知橢圓M:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為1(1)求橢圓M的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)橢圓M的右頂點(diǎn)為C,P是橢圓M上不與頂點(diǎn)重合的動(dòng)點(diǎn).①若點(diǎn)P1,y0(y0>0),點(diǎn)D在橢圓M上且位于x軸下方,設(shè)△APC和△DPC的面積分別為S1,②若直線AB與直線CP交于點(diǎn)Q,直線BP交x軸于點(diǎn)N,設(shè)直線QN和直線QC的斜率為kQN,kQC,求證:【解題思路】(1)根據(jù)已知條件,列出關(guān)于a,b,c的方程組即可求解;(2)①根據(jù)面積關(guān)系可得S△DPC=S△OPC,從而得OD∥PC,據(jù)此即可求解;②聯(lián)立QC和AB的方程,求出Q點(diǎn)坐標(biāo),聯(lián)立QC和橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理求出P點(diǎn)坐標(biāo),求出【解答過(guò)程】(1)由題意得ca=121∴橢圓M的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2(2)①由(1)可得C2,0,點(diǎn)P1,y0(y0連接PC,∵S1∴S∴OD∥PC,∴kOD∴直線OD的方程為y=?32x解得xD=1y∴D1,?②設(shè)直線QC的斜率為k,則直線QC的方程為:y=kx?2又B0,3,A?2,0,直線AB由y=kx?2y=3∴Q2由y=kx?2x2Δ=256則2xP=則yP∴P8依題意B、P不重合,∴8k2?6≠0∴kBP∴直線BP的方程為y=?4令y=0,即?43k2∴N2∴k∴2k【題型5向量數(shù)量積定值問(wèn)題】【例5】(23-24高三上·天津河北·期末)設(shè)橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦點(diǎn)分別為F1,F2,短軸的兩個(gè)端點(diǎn)為A,B,且四邊形(1)求橢圓E的方程;(2)求證:OM?【解題思路】(1)根據(jù)題設(shè)得|F(2)設(shè)直線CM的方程為y=kx+2,聯(lián)立橢圓并應(yīng)用韋達(dá)定理求P坐標(biāo),根據(jù)已知確定M坐標(biāo),再由向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示求OM【解答過(guò)程】(1)由題設(shè)|F1A|=a=2,b=c,a橢圓的方程為x2(2)由(1)知C?2,0,D2,0設(shè)直線CM的方程為y=kx+2,聯(lián)立y=k消去y得1+2k2x所以?2xP=8k2?4又MD⊥CD,將x=2代入y=kx+2,得yM=4k所以O(shè)M?【變式5-1】(23-24高三上·上海嘉定·階段練習(xí))已知雙曲線C的中心在原點(diǎn),D(1,0)是它的一個(gè)頂點(diǎn).d=(1,(1)求雙曲線C的方程;(2)設(shè)P(0,1),M為雙曲線右支上動(dòng)點(diǎn),當(dāng)|PM|取得最小時(shí),求四邊形ODMP的面積;(3)若過(guò)點(diǎn)(?3,0)任意作一條直線與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn)(A,B都不同于點(diǎn)D),求證:DA?【解題思路】(1)根據(jù)給定條件設(shè)出雙曲線C的方程,利用待定系數(shù)法計(jì)算得解.(2)根據(jù)給定條件求出點(diǎn)M的坐標(biāo),并求出點(diǎn)M到直線DP距離,再借助三角形面積公式計(jì)算即得.(3)設(shè)出直線AB方程:x=ty?3,聯(lián)立直線AB與雙曲線C的方程,借助韋達(dá)定理計(jì)算即可作答.【解答過(guò)程】(1)因雙曲線C的中心在原點(diǎn),一個(gè)頂點(diǎn)是D(1,0),則設(shè)雙曲線C的方程為:x2于是得雙曲線C的漸近線方程為y=±bx,而雙曲線C的一條漸近線的一個(gè)方向向量是d=(1,則有b=2所以雙曲線C的方程為x2(2)依題意,設(shè)點(diǎn)M(x0,y0|PM|2=x02+點(diǎn)M到直線DP:x+y?1=0的距離為d=|113

四邊形ODMP的面積S=S△ODP+所以四邊形ODMP的面積為11+2(3)顯然直線AB不垂直于y軸,設(shè)直線AB方程:x=ty?3,由x=ty?32x2?y當(dāng)2t2?1≠0時(shí),Δ則有y1+y因此,DA?DB=(所以DA?【變式5-2】(2024·河北保定·三模)設(shè)橢圓C:x27+y2b2=1(0<b<7)的左、右頂點(diǎn)和橢圓Γ:x214+y27=1的左、右焦點(diǎn)均為E,F(xiàn).P是C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(異于E,F(xiàn)),已知直線EP交直線l(1)若b為定值,證明:OA?(2)若直線OM,ON的斜率之積恒為?12,求【解題思路】(1)易得E(?7,0),F(xiàn)(7,0),設(shè)P(m,n),則m27+n2b2(2)設(shè)直線AB:y=kx+t,結(jié)合(1)得到OA?OB=?7+t2?7k2=?7+4【解答過(guò)程】(1)證明:易知E(?7,0),F(xiàn)(7,0),設(shè)P(m,n),則直線PE:y=nm+7(x+7所以O(shè)A=(直線PF:y=nm?7(x?7所以O(shè)B=(?所以O(shè)A?(2)設(shè)直線AB:y=kx+t,則B(?7,t?7則OA?OB=?7+令直線AB與橢圓Γ聯(lián)立,y=kx+t,x214+y需滿足Δ>0,設(shè)M(x1,y1)因?yàn)閗OM=y所以kOM所以kt(x1+整理得2t2=14所以4b2=【變式5-3】(2024·河北石家莊·二模)已知M為平面上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),M到定直線x=1的距離與到定點(diǎn)F(2,0)距離的比等于22,記動(dòng)點(diǎn)M的軌跡為曲線C(1)求曲線C的方程;(2)過(guò)點(diǎn)F的直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn),在x軸上是否存在點(diǎn)P,使得PA?【解題思路】(1)根據(jù)題意,用點(diǎn)到直線和點(diǎn)到點(diǎn)的距離公式列出方程,整理得出方程即可.(2)假設(shè)存在P(t,0),先考慮斜率不為0的情況,設(shè)其方程為x=my+2,再與曲線聯(lián)立后用韋達(dá)定理,表達(dá)出PA?PB=(4t?6)m2+2【解答過(guò)程】(1)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),則|x?1|(x?2)即2(x?1)2=[(x?2)2+y(2)如圖當(dāng)直線l的斜率不為0時(shí),設(shè)其方程為x=my+2.由于直線與雙曲線交點(diǎn)兩個(gè),則直線不能與漸近線平行,漸近線斜率為±1,則m≠±1.代入x22?y22=1,整理得,(m2?1)y則y1所以PA=(=(m2+1)×若要上式為定值,則必須有4t?6=?2,即t=1,∴(4t?6)m2+2m2當(dāng)直線l的斜率為0時(shí),A(?2,0),B(2,0),此時(shí)點(diǎn)P(1,0)亦滿足PA?綜上所得,在x軸上存在點(diǎn)P(1,0),使得PA?PB為定值,定值為【題型6線段定值問(wèn)題】【例6】(2024·河南濮陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線C:x2a2?y2b2=1a>0,b>0(1)求C的方程;(2)若過(guò)點(diǎn)F2的直線l與C的左、右兩支分別交于A,B兩點(diǎn),與拋物線y2=16x交于P,Q兩點(diǎn),試問(wèn)是否存在常數(shù)λ,使得1【解題思路】(1)根據(jù)已知列方程組求解求出雙曲線方程;(2)先聯(lián)立方程組求出兩根和兩根積,再應(yīng)用弦長(zhǎng)公式,最后計(jì)算得出定值.【解答過(guò)程】(1)設(shè)雙曲線C的半焦距為cc>0由題意可得e=ca=216a2?(2)假設(shè)存在常數(shù)λ滿足條件,由(1)知F2設(shè)直線l:x=my+4,Ax聯(lián)立方程得x24?y2所以3m2?1≠0,ABAB=因?yàn)橹本€l過(guò)點(diǎn)F2且與C的左、右兩支分別交于A,B兩點(diǎn),所以A,B兩點(diǎn)在x軸同側(cè),所以y此時(shí)3m2?1>0,即m設(shè)Px3,y3,Qx則Δ1所以PQ===16m所以1AB故當(dāng)?4?3λ=12時(shí),12m2?4?3λ48m2+1為定值1【變式6-1】(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦點(diǎn)分別為F(1)求橢圓C的方程;(2)若直線l:x?my?n=0與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn).與x軸交于點(diǎn)N.試判斷是否存在n∈(?6,6),使得【解題思路】(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a,b,c.(2)聯(lián)立直線l與橢圓C的方程,求出|PN|,|QN|結(jié)合韋達(dá)定理求解即得.【解答過(guò)程】(1)設(shè)橢圓C的焦距為2c(c>0),依題意,B(?3,?1),則四邊形AF1BF1為平行四邊形,其面積S=2×聯(lián)立解得b=2所以橢圓C的方程為x2(2)存在.由x=my+nx26+y當(dāng)n∈(?6,6設(shè)P(x1,|PN|=1+則1==當(dāng)6?n22=1,即n=±2時(shí),1|PN|【變式6-2】(2024·四川內(nèi)江·三模)已知拋物線E的準(zhǔn)線方程為:x=?1,過(guò)焦點(diǎn)F的直線與拋物線E交于A、B兩點(diǎn),分別過(guò)A、B兩點(diǎn)作拋物線E的切線,兩條切線分別與y軸交于C、D兩點(diǎn),直線CF與拋物線E交于M、N兩點(diǎn),直線DF與拋物線E交于P、Q兩點(diǎn).(1)求拋物線E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)證明:1MN【解題思路】(1)由拋物線的準(zhǔn)線方程求解p=2,即可求解拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè)出直線AB的方程,然后與拋物線方程聯(lián)立,韋達(dá)定理,推出兩切線方程,進(jìn)而求得點(diǎn)C0,y12,點(diǎn)D0,【解答過(guò)程】(1)因?yàn)閽佄锞€的準(zhǔn)線為:x=?1,設(shè)y2=2px,則?p故拋物線E的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2(2)易知拋物線E的焦點(diǎn)F1,0設(shè)直線AB的方程為x=my+1,Ax1,聯(lián)立y2=4xx=my+1由韋達(dá)定理可得y1+y接下來(lái)證明拋物線E在點(diǎn)A處的切線方程為y1聯(lián)立y2=4xy1y=2x+2x1所以,直線y1y=2x+2x所以,AC的方程為y1同理可知,直線BD的方程為y2在直線AC的方程中,令x=0,可得y=2x1同理可得點(diǎn)D0,y22,所以,直線CF的方程為設(shè)點(diǎn)Mx3,y3、N由韋達(dá)定理可得y3+y所以MN=同理可得PQ=所以1=8y1故1MN+1【變式6-3】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線H:x24?y2=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,左、右頂點(diǎn)分別為A1,(1)求橢圓E的離心率;(2)設(shè)點(diǎn)M(m,n)滿足m2<4n2,過(guò)M且與雙曲線H的漸近線平行的兩直線分別交H于點(diǎn)P,Q,過(guò)M且與PQ平行的直線交H的漸近線于點(diǎn)S,【解題思路】(1)根據(jù)給定條件,求出橢圓的頂點(diǎn)、焦點(diǎn)坐標(biāo),再求出離心率.(2)當(dāng)m=0時(shí),由對(duì)稱性可得|MS||MT|=1,當(dāng)m≠0時(shí),求出直線P,Q的坐標(biāo),進(jìn)而求出斜率,求出直線ST的方程,求出S,【解答過(guò)程】(1)由雙曲線H:x24因此橢圓E的頂點(diǎn)為F1(?5焦點(diǎn)為A1所以橢圓E的離心率為25(2)依題意,雙曲線x24?y2當(dāng)m=0時(shí),由對(duì)稱性得P,Q關(guān)于y軸對(duì)稱,S,T關(guān)于y軸對(duì)稱,則M為S,T的中點(diǎn),則|MS||MT|

下面證明當(dāng)m≠0時(shí),|MS||MT|=1,即證M為S,由點(diǎn)M(m,n)滿足m2<4n2,得m?2n≠0,m+2n≠0,n≠0,不妨設(shè)當(dāng)x=m時(shí),y=12m<n,此時(shí)點(diǎn)M(m,n)同理可證,點(diǎn)M(m,n)在兩漸近線y=±12x于是kMQ=?12,kMP=12,設(shè)直線則有x24?y點(diǎn)P的坐標(biāo)xP,yP滿足2xP=因此直線PQ的斜率:kPQ=yP?設(shè)直線ST方程為y?n=m4n(x?m),由y?n=即2nx?4n2=mx?m2,得T于是xT+xS=2m,即M為S【題型7角度定值問(wèn)題】【例7】(2024·山西·三模)已知拋物線E:y2=2pxp>0的焦點(diǎn)(1)求E的方程;(2)已知點(diǎn)Tt,0,若E上存在一點(diǎn)P,使得PO?PT(3)過(guò)M?4,0的直線交E于A,B兩點(diǎn),過(guò)N?4,43的直線交E于A,C兩點(diǎn),B,C位于x【解題思路】(1)根據(jù)題意可知焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為p=2,即可得方程;(2)設(shè)Px,y,利用平面向量數(shù)量積可得t?4=x+(3)設(shè)Ay124,【解答過(guò)程】(1)由題意可知:焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線的距離為p=2,所以拋物線E的方程為y2(2)設(shè)Px,y,可知y2=4x,x≥0可得PO?顯然x=0不滿足上式,則x>0,可得t?4=x+1又因?yàn)閤+1x≥2x?1則t?4≥2,即t≥6,所以t的取值范圍為6,+∞(3)設(shè)Ay則直線AB的斜率kAB可得直線AB的方程y?y1=同理可得:直線AC的方程4x?y由題意可得:?16+y1y又因?yàn)橹本€OB,OC的斜率分別為kOB顯然∠BOC為銳角,則tan∠BOC=所以∠BOC=π【變式7-1】(23-24高三下·云南昆明·階段練習(xí))平面上一動(dòng)點(diǎn)Px,y滿足x?2(1)求P點(diǎn)軌跡Γ的方程;(2)已知A?2,0,B1,0,延長(zhǎng)PA交Γ于點(diǎn)Q,求實(shí)數(shù)m使得∠PAB=m∠PBA恒成立,并證明:【解題思路】(1)利用圓錐曲線的定義即可得曲線方程,但要注意只有雙曲線右支;(2)先得到特殊情況時(shí)m的值,再證明其對(duì)一般情況也適用.【解答過(guò)程】(1)由題意可得,動(dòng)點(diǎn)P到定點(diǎn)2,0的距離比到定點(diǎn)?2,0的距離大2,由雙曲線的定義,P點(diǎn)軌跡是以2,0,?2,0為焦點(diǎn)的雙曲線的左支,設(shè)Γ:x2a2?y所以Γ的方程為Γ:(2)如圖,不妨設(shè)點(diǎn)P在第二象限,①當(dāng)lPQΓ:x2?y23=1,令在△PAB中,AP=AB=3,∴∠PBA=45°②當(dāng)lPQ的斜率存在時(shí),令lPA的傾斜角為α,lPB的傾斜角為β,則∠PAB=α假設(shè)∠PAB=2∠PBA成立,即α=2π?2β,則有tanα=又kpA=yx+2,2kPB2k∴k綜上,當(dāng)m=2時(shí),有∠PAB=2∠PBA成立.此時(shí)∠QAB=π?α,由對(duì)稱性知,∠QBA=1∴∠PBQ=∠PBA+∠QBA=π【變式7-2】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知雙曲線C:x2?y23=1的右焦點(diǎn)為F,A1,A(1)若直線A1M,A1N分別與線段O(2)當(dāng)直線l任意旋轉(zhuǎn)時(shí),試問(wèn):∠A【解題思路】(1)根據(jù)題意設(shè)直線l的方程,x=my+2m≠±33,設(shè)M(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),∠A1FM=π2,則∠A1FM∠MA1F=2,當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),不妨設(shè)Mx0【解答過(guò)程】(1)由題意,得A1所以線段OA2的垂直平分線PQ的方程為設(shè)直線l的方程,x=my+2m≠±33由x=my+2x2?y2則y1x1x1直線A1M的方程為令x=12,則y=3同理可得Q1則FP=9

(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),∠A對(duì)于x2?y23則MF=3,又A1F則∠A當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),不妨設(shè)Mx0,直線MF的傾斜角為α,直線MA1的傾斜角為則∠A1FM=假設(shè)∠A即π?α=2β則一定有tanπ即?k由?kl=?y0得2k故假設(shè)成立,即∠A綜上所述,∠A【變式7-3】(2024·浙江寧波·二模)已知雙曲線C:y2?x2=1,上頂點(diǎn)為D,直線l與雙曲線C的兩支分別交于A,B兩點(diǎn)(B在第一象限),與x軸交于點(diǎn)(1)若T3(i)若A0,?1,求β(ii)求證:α+β為定值;(2)若β=π6,直線DB與x軸交于點(diǎn)E,求△BET與【解題思路】(1)(i)先求直線TA的方程,聯(lián)立雙曲線方程求得點(diǎn)B的坐標(biāo),求直線DB斜率,進(jìn)而求解即可;(ii)法1,設(shè)直線AB的方程為y=kx?33形式,并聯(lián)立雙曲線方程,求直線DA,DB的斜率的斜率和,進(jìn)而得證α+β為定值;法2,設(shè)直線AB的方程為mx+ny?1=1(2)先對(duì)直線DA、DT斜率不存在的情形進(jìn)行驗(yàn)證∠ADT=π6;法1:k1和kDT均存在時(shí),設(shè)AB:y=kx?3+2,Tt,0,求得sin∠ADT=sin∠BET=12,從而得到△BET與△ADT的外接圓半徑之比的最大值;法2,k1和kDT均存在時(shí),由A,T,B三點(diǎn)共線可得BA/BT,求得tan∠ADT的值和sin∠ADT=sin∠BET=1【解答過(guò)程】(1)(i)kTA=3直線TA與C聯(lián)立可得x2?3x=0,解得x=0或所以kDB=3(ii)法1:①直線AB斜率存在時(shí),可設(shè)直線AB的方程為y=kx?3由y=kx?3所以x1當(dāng)x1=0時(shí),由(i)可得當(dāng)x1≠0時(shí),設(shè)DA,DB的斜率分別為k1所以k1k1所以tanα+β因?yàn)锽在第一象限,所以0<β<π2,所以0<α+β<3②直線AB斜率不存在時(shí),可得A3可得k1所以tanα+β=k綜上可得,α+β為定值2π法2:①α=π2時(shí),由(i)可得②α≠π2時(shí),設(shè)DA,DB的斜率分別為設(shè)l:mx+ny?1=1,由T3l與C聯(lián)立可得2n+1(y?1)即2n+1y?1所以k1,k所以k1tanα+β因?yàn)锽在第一象限,所以0<β<π2,所以0<α+β<3綜上可得,α+β為定值2π(2)由(1)可得β=π6時(shí),①k1不存在,則A0,?1,由①(i)可得T3所以∠ADT=π②kDT不存在,則T0,0,則此時(shí)k1=3③法1:若k1和kDT均存在,設(shè)AB:y=k與雙曲線聯(lián)立可得xA所以k1所以tan∠ADT=所以sin∠ADT=設(shè)△BET與△ADT的外接圓半徑分別為r1從而r1r2所以△BET與△ADT的外接圓半徑之比的最大值為2.法2:若k1和kDT均存在,設(shè)Ax由A,T,B三點(diǎn)共線可得BA/BT所以?2x0?k所以tan==3所以∠ADT=β,所以sin∠ADT=設(shè)△BET與△ADT的外接圓半徑分別為r1從而r1r2所以△BET與△ADT的外接圓半徑之比的最大值為2.法3:若k1和kDT均存在,設(shè)Tt,0則tanα+β記直線DT的傾斜角為γ,則α+β=γ,所以β=γ?α=∠ADT所以sin∠ADT=設(shè)△BET與△ADT的外接圓半徑分別為r1從而r1r2所以△BET與△ADT的外接圓半徑之比的最大值為2.【題型8動(dòng)點(diǎn)在定直線上問(wèn)題】【例8】(2024·北京·三模)已知橢圓E:x2a2+y2b2=1a>b>0的短軸長(zhǎng)為23,左、右頂點(diǎn)分別為C,D,過(guò)右焦點(diǎn)F1,0的直線l(1)求橢圓E的方程;(2)求證:點(diǎn)T在定直線上.【解題思路】(1)根據(jù)給定條件,求出a,b,c即可得解.(2)設(shè)出直線AB方程,與橢圓方程聯(lián)立,再求出直線AC與直線BD的交點(diǎn)橫坐標(biāo),并結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算即得.【解答過(guò)程】(1)依題意,b=3,半焦距c=1,則a=所以橢圓E的方程為x2(2)顯然直線AB不垂直于y軸,設(shè)直線AB:x=ty+1,由x=ty+13x2+4yΔ=36t2則y1+y直線AC:y=y1x聯(lián)立消去y得y1x1整理得[y即[y于是3y2+則3y2+所以點(diǎn)T在定直線x=4上.【變式8-1】(2024·湖南婁底·一模)若拋物線Γ的方程為y2=4x,焦點(diǎn)為F,設(shè)P,Q是拋物線(1)若PF=3,求直線PF(2)設(shè)PQ中點(diǎn)為R,若直線PQ斜率為22,證明R【解題思路】(1)根據(jù)焦半徑公式得到xP=2,求出(2)法一:PQ:y=22x+t,聯(lián)立拋物線方程,設(shè)P法二:設(shè)Px1,y1,Qx【解答過(guò)程】(1)F1,0∴xP=2,將x=2代入y∴P所以kPF(2)法一:設(shè)PxPQ:y=22x+t代入y2=4x,得由韋達(dá)定理,有y1故yR=y1+法二:設(shè)Px由題意,y2故y1故yR=y1+【變式8-2】(2024·河北衡水·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左?右焦點(diǎn)分別為(1)求C的方程;(2)斜率為12的直線l與C交于A,B兩點(diǎn),則△MAB【解題思路】(1)由已知可得2a=23(2)設(shè)直線l的方程為y=12x+t,聯(lián)立方程組可得?32<t<32,且t≠12,x1+x2=?4t3【解答過(guò)程】(1)由題意,得2a=231a故C的方程為x2(2)△MAB的外心在定直線2x?y?1=0上.理由如下:由題意設(shè)直線l的方程為y=1

聯(lián)立y=12x+t所以Δ=16即?32<t<設(shè)Ax1,則x1所以kMA+kMB=x1x即直線MA與MB的斜率互為相反數(shù).設(shè)直線MA的方程為y?1=kx?1k≠0,即聯(lián)立x23+則x1所以x0所以y0即N?所以線段MA的垂直平分線的方程為y?1?k即y=?1直線MB的方程為y?1=?kx?1,同理可得線段MBy=1聯(lián)立①②,得x=k得2x?y?1=0,故△MAB的外心在定直線2x?y?1=0上.【變式8-3】(2024·貴州遵義·一模)已知雙曲線C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,直線(1)求四邊形MF(2)設(shè)A,B為C的左、右頂點(diǎn),直線l過(guò)點(diǎn)(?3,0)與C交于P,Q兩點(diǎn)(異于A,B),直線AP與BQ交于點(diǎn)R,證明:點(diǎn)R在定直線上.【解題思路】(1)依題意可得MF1⊥F1F2,且MF1=3,由x2a2?y(2)設(shè)直線l為x=my?3,Px1,y1,Qx2【解答過(guò)程】(1)由雙曲線C:x2a2?直線y=3與C的左、右兩支分別交于M,N兩點(diǎn),且四邊形MF所以MF1⊥由x2a2?y即M?c,b2a,則b2解得c=2,a=1,b=3所以雙曲線C的方程為x2所以F1?2,0,F(xiàn)22,0,所以MF2的中點(diǎn)為D0,所以矩形MF1F(2)由(1)知A?1,0,B依題意知直線l的斜率不為零,設(shè)直線l為x=my?3,Px1,y1由x2?y當(dāng)3m2?1≠0所以y1+y所以43直線AP的方程為y=y1x1+1聯(lián)立兩方程可得,所以y1x+1x?1所以x+1x?1解得x=?1故點(diǎn)R在定直線x=?1一、單選題1.(2024·山東·模擬預(yù)測(cè))已知拋物線C:x2=4y,過(guò)直線l:x+2y=4上的動(dòng)點(diǎn)P可作C的兩條切線,記切點(diǎn)為A,B,則直線AB(A.斜率為2 B.斜率為±2 C.恒過(guò)點(diǎn)0,?2 D.恒過(guò)點(diǎn)?1,?2【解題思路】設(shè)Ax1,y1,Bx2,【解答過(guò)程】設(shè)Ax1,y1由于y′=12x即y?y1=同理可得過(guò)點(diǎn)B的切線方程為y+y設(shè)P4?2n,n,過(guò)點(diǎn)Ax1故n+y1=同理n+y2=故直線AB的方程為y+n=2?n斜率不為定值,AB錯(cuò)誤,當(dāng)x=?1時(shí),y=?2,恒過(guò)點(diǎn)?1,?2,C錯(cuò)誤,D正確.故選:D.2.(2024·河南信陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:x24+y2=1的下頂點(diǎn)為A,斜率不為0的直線l與C交于B,D兩點(diǎn),記線段BD的中點(diǎn)為A.點(diǎn)E在定直線y=13上 B.點(diǎn)E在定直線C.點(diǎn)E在定直線y=23上 D.點(diǎn)E在定直線【解題思路】先設(shè)直線,然后根據(jù)韋達(dá)定理求出E點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)直線垂直列出方程求解,最后代入E點(diǎn)即可求出E所在直線.【解答過(guò)程】由題意知A0,?1,設(shè)直線l的方程為y=kx+m,設(shè)B聯(lián)立y=kx+m,x24+y所以x1+x所以y1+所以BD的中點(diǎn)E?因?yàn)锳E⊥BD,所以kAE即m1+4整理得1+4k所以所以E在定直線y=1故選:A.3.(23-24高二上·上海浦東新·期末)已知雙曲線Γ:x224?y225=1①點(diǎn)P到雙曲線兩條漸近線的距離為d1,d2,則②已知A、B是雙曲線上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱不同于P的兩個(gè)點(diǎn),若PA、PB的斜率存在且分別為k1,k2,則A.①真②真 B.①假②真C.①真②假 D.①假②假【解題思路】根據(jù)給定條件,求出雙曲線的漸近線方程,借助點(diǎn)到直線距離計(jì)算d1【解答過(guò)程】依題意,設(shè)P(x0,y0),x因此d1設(shè)A(x1,y1),則否則,PA,PB之一垂直于y軸,由雙曲線對(duì)稱性知另一條必垂直于x軸,其斜率不存在,不符合題意,則k1所以①真②真.故選:A.4.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,如圖,已知橢圓x29+y25=1的左、右頂點(diǎn)為A、B,右焦點(diǎn)為F.設(shè)過(guò)點(diǎn)T9,m的直線TA、TB與此橢圓分別交于點(diǎn)M(x1,y1)、N(x2,y

A.1,0 B.?1,0C.0,?1 D.0,1【解題思路】通過(guò)聯(lián)立方程組求得M,N兩點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而確定定點(diǎn)的坐標(biāo).【解答過(guò)程】依題意得A?3,0直線TA的方程為y=m由y=m12x+3x2xA則y1所以M3?直線TB的方程為y=m由y=m6x?3x2xB所以y2所以N6若x1=x即80?m2mm4=1600,m2=40,m=2此時(shí)直線MN過(guò)點(diǎn)1,0.若x1≠x所以直線MN的方程為y?40my?40my?y===?10m所以直線MN過(guò)點(diǎn)1,0,綜上所述,直線MN過(guò)定點(diǎn)1,0.故選:A.

5.(2024·甘肅定西·一模)已知橢圓C:x2a2+y2=1(a>1)的離心率為32,P是C上任意一點(diǎn),A.4|OP|2?d2C.|OP|2+4d2【解題思路】觀察選項(xiàng),設(shè)Px,y,從而表示出OP2,d2【解答過(guò)程】依題意,設(shè)Px,y,則OP因?yàn)闄E圓C:x2a所以1?1a2所以C的方程為x24+y2所以|OP|故選:D.6.(2024·湖南長(zhǎng)沙·二模)已知A、B分別為雙曲線C:x2?y23=1的左、右頂點(diǎn),過(guò)雙曲線C的左焦點(diǎn)F作直線PQ交雙曲線于P、QA.?13 B.?23 C.【解題思路】將所求的斜率之比用坐標(biāo)表示,再設(shè)出直線PQ的方程,聯(lián)立直線的方程和雙曲線的方程,結(jié)合根與系數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)算即可求解.【解答過(guò)程】如圖所示,設(shè)P(x1,所以kAP=y1x當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線PQ方程為y=kx+2所以聯(lián)立雙曲線方程得:y=k(x+2)x消元得(3?k2所以x1因?yàn)閥1所以x將①代入得x2因?yàn)檫^(guò)雙曲線C的左焦點(diǎn)F作直線PQ交雙曲線于P、Q兩點(diǎn),所以kAP:kBQ當(dāng)直線PQ斜率不存在時(shí),容易驗(yàn)證k故選:C.7.(23-24高三下·河南鄭州·階段練習(xí))已知曲線C:y4=a2x2a>0與直線y=2x+4有3個(gè)公共點(diǎn),點(diǎn)A、B是曲線C上關(guān)于y軸對(duì)稱的兩動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)A在第一象限),點(diǎn)M、N是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩定點(diǎn)(點(diǎn)A.8 B.16 C.?8 D.?16【解題思路】由已知結(jié)合直線與曲線的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)先求出a,然后結(jié)合拋物線的定義即可求解.【解答過(guò)程】曲線y4=a2x由y=2x+4y2=?ax因?yàn)閍>0,所以Δ=可得拋物線y2=?ax與直線曲線y4=a則直線y=2x+4與拋物線y2把y=2x+4代入y2=ax得則Δ=16?a2由對(duì)稱性可知AM=BN,設(shè)AB與y軸的交點(diǎn)為則AB?若AB?AM?則點(diǎn)M,N分別為拋物線y2=32x與此時(shí)AB?AM?BN為拋物線與其焦點(diǎn)距離差的2倍,即?16.故選:D.8.(2024·黑龍江哈爾濱·二模)如圖,P,M,Q,N是拋物線E:y2=4x上的四個(gè)點(diǎn)(P,M在x軸上方,Q,N在x軸下方),已知直線PQ與MN的斜率分別為?22和2,且直線PQ與MN相交于點(diǎn)GA.125 B.512 C.1【解題思路】設(shè)出點(diǎn)G的坐標(biāo),寫出MN、PQ直線的方程,聯(lián)立拋物線方程,再根據(jù)韋達(dá)定理和弦長(zhǎng)公式分別求得MG、【解答過(guò)程】設(shè)Gx0,y0聯(lián)立拋物線方程y2=4x可得,則yM又直線PQ方程為y?y聯(lián)立拋物線方程y2=4x可得則,yP故PG=1+1?222故|PG|?|GQ||MG|?|GN|=2故選:A.二、多選題9.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線C:x23?y2=1的右焦點(diǎn)為F,動(dòng)點(diǎn)M,N在直線l:x=32上,且FM⊥FN,線段FM交C于點(diǎn)PA.△FMN的面積S≥12 C.MR?HN=FH【解題思路】對(duì)于A,通過(guò)相似三角形計(jì)算邊的關(guān)系,并通過(guò)基本不等式求面積取值范圍即可;對(duì)于B,通過(guò)兩點(diǎn)距離公式計(jì)算線段的長(zhǎng)度,并作比較即可;對(duì)于C,D,通過(guò)相似三角形確定邊的比值即可;【解答過(guò)程】依題意,如圖所示,F(xiàn)2,0,設(shè)直線l與x軸的交點(diǎn)為H所以FH=12,設(shè)HM因?yàn)椤螹HF=∠FHN=π2,FM⊥FN所以△MHF∽△FHN,所以MHFH即HM?HN=所以S=14x+y設(shè)Px所以PR=x0?3所以PF=所以PRPF由A選項(xiàng)可得,△MRP∽△FHN,所以MRFH所以MR?HN=由∠MFN=π2,得則MPPR=MN所以MP?故選:BCD.10.(2024·江蘇蘇州·模擬預(yù)測(cè))對(duì)于拋物線γ:y2=2px,(p>0),F是它的焦點(diǎn),γ的準(zhǔn)線與x軸交于T,過(guò)點(diǎn)T作斜率為kk>0的直線與γ依次交于B、A兩點(diǎn),使得恰有A.k是定值,p不是定值B.k不是定值,p也不是定值C.A、B兩點(diǎn)橫坐標(biāo)乘積為定值D.記AB中點(diǎn)為M,則M和A橫坐標(biāo)之比為定值【解題思路】由題意可得點(diǎn)T,F的坐標(biāo),設(shè)直線AB的方程,與拋物線的方程聯(lián)立,可得兩根之和及兩根之積,再由BT?BF=0,可得點(diǎn)B的坐標(biāo),進(jìn)而可得直線AB的斜率,判斷出AB的真假,由兩根之積可得A,B的橫坐標(biāo)之積,判斷出C的真假,由C選項(xiàng)分析,可得點(diǎn)A的橫坐標(biāo),及A,B的中點(diǎn)M的橫坐標(biāo),可得M【解答過(guò)程】如圖,由題意得T?p2設(shè)直線AB的方程為x=my?p2,m=聯(lián)立x=my?p2y所以y對(duì)于A,由BT?BF=0可得y144解得y12=5?2p2可得B的橫坐標(biāo)5?22p可得k=5對(duì)C,A、B兩點(diǎn)橫坐標(biāo)乘積為y1對(duì)D,由題意,M的橫坐標(biāo)為y=2由C選項(xiàng)分析可得點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為p2所以5p故選:AD.11.(2024·浙江金華·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓x22+y2=1,O為原點(diǎn),過(guò)第一象限內(nèi)橢圓外一點(diǎn)Px0,y0A.直線AB過(guò)定點(diǎn) B.k1C.x0?y0的最大值為2【解題思路】設(shè)直線AB的方程為y=kx+t,聯(lián)立橢圓方程,得到兩根之和,兩根之積,由k1?k2=14得到方程,求出t2=4k2?1,證明橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)在Qx3,y3處的切線方程為x【解答過(guò)程】由于k1?k2=14所以直線AB方程斜率一定存在,設(shè)直線AB的方程為y=kx+t,聯(lián)立x21+2k設(shè)Ax1,故y=k其中k1故y1y2所以?8k2+4下面證明橢圓E:x2a2+理由如下:當(dāng)y3≠0時(shí),故切線的斜率存在,設(shè)切線方程為代入橢圓方程得:a2由Δ=2a所以x3把x3=?a2于是n=?m則橢圓的切線斜率為?b2x整理得到a2其中b2x32+當(dāng)y3=0時(shí),此時(shí)x3當(dāng)x3=a時(shí),切線方程為x=a,滿足當(dāng)x3=?a時(shí),切線方程為x=?a,滿足綜上:橢圓E:x2a2+故橢圓在點(diǎn)Ax1,在點(diǎn)Bx2,由于點(diǎn)Px0,y0故x1x0所以直線AB為x0因?yàn)橹本€AB的方程為y=kx+t,對(duì)照系數(shù)可得k=?x又t2=4k2?1又Px故點(diǎn)Px0,A選項(xiàng),直線AB為x02x+B選項(xiàng),k3=?b則k3k1C選項(xiàng),由于x02?y02=1設(shè)x0?y0=sD選項(xiàng),由于x02?y02=1設(shè)5x0?3則兩式聯(lián)立得?16y由Δ=36?2檢驗(yàn),當(dāng)?=4時(shí),5x0?3解得x0故5x故選:BD.三、填空題12.(2024·四川宜賓·二模)已知F為拋物線C:x2=?8y的焦點(diǎn),過(guò)直線l:y=4上的動(dòng)點(diǎn)M作拋物線的切線,切點(diǎn)分別是P,Q,則直線PQ過(guò)定點(diǎn)【解題思路】設(shè)Px1,y1【解答過(guò)程】設(shè)Px由x2=?8y,得y=?1則拋物線C在點(diǎn)P處得切線方程為y?y即y=?1又x12=?8又因?yàn)辄c(diǎn)Mt,4在切線MP上,所以4=?同理可得4=?1由①②可得直線PQ的方程為4=?1所以直線PQ過(guò)定點(diǎn)0,?4.

故答案為:0,?4.13.(2024·四川·模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn)A為橢圓E:x225+y29=1的左頂點(diǎn),點(diǎn)F為橢圓E的右焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F作一條直線(直線與x軸不重合)交橢圓E于M,N【解題思路】利用橢圓方程可知A?5,0,F4,0,再設(shè)直線MN:x=my+4【解答過(guò)程】由題知A?5,0,F4,0,設(shè)M聯(lián)立x225+y2所以y1因此kAM?k故答案為:?114.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知雙曲線C1:x24?y2=1和橢圓C2:x24+y2=1.過(guò)點(diǎn)P2,1的動(dòng)直線l1交C1于A,B兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Р【解題思路】設(shè)直線l1的方程為y=kx+m,得到2k+m=1,聯(lián)立方程組得到x1+x2,x1x2,設(shè)Qx0,y0,求得kQA+kQB【解答過(guò)程】當(dāng)直線l1、l2的斜率不存在時(shí),不滿足題意.故直線l1直線l1過(guò)點(diǎn)P2,1,即聯(lián)立方程組y=kx+mx24則1?4k2≠0設(shè)Ax1,y1,B設(shè)Qx0,整理得kQA則kQA將2k+m=1代入得kQA由動(dòng)直線l1、l2互不影響可知,要滿足則kQA+k因此要滿足kQA①若16y0?8x0y0經(jīng)檢驗(yàn)滿足Q2,0,此時(shí)k②若16y0?8x0則有16y綜上,當(dāng)Q2,0,k下面只需驗(yàn)證當(dāng)Q2,0時(shí),k設(shè)直線l2方程為:y=tx+n,直線l2過(guò)點(diǎn)P2,1橢圓方程聯(lián)立y=tx+nx24+y設(shè)Mx3,y3,NkQM化簡(jiǎn)得kQM則kQM將2t+n=1得kQM+kQ

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