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文檔簡介
重難點專題圓錐曲線定點問題十二大題型匯總題型1直線過定點之y=kx+m型 1題型2直線過定點之x=ty+m型 題型3直線過定點之求直線方程型 18題型4特殊到一般法 題型5斜率和問題 題型6斜率積問題 47題型7斜率比值問題 題型8多斜率問題 題型9與角度有關(guān)的定點問題 75題型10直線過定點之類比法 85題型11定點與恒成立問題 96題型12圓過定點問題 定點問題的求解,求解此類問題的基本思路如下:①假設(shè)直線方程,與曲線方程聯(lián)立,整理為關(guān)于x或y的一元二次方程的形式;②利用Δ>0求得變量的取值范圍,得到韋達(dá)定理的形式;③利用韋達(dá)定理表示出已知中的等量關(guān)系,代入韋達(dá)定理整理;④由所得等式恒成立可整理得到定點.技巧:若直線方程為y—y0=k(x—x0),則直線過定點(x0,y0);若直線方程為y=kx+b(b為定值),則直線過定點(0,b).【例題1】已知橢圓C的中心在原點,一個焦點為F1(—3,0),且C經(jīng)過點P(3,.(1)求C的方程;(2)設(shè)C與y軸正半軸交于點D,直線l:y=kx+m與C交于A、B兩點(l不經(jīng)過D點且AD丄BD.證明:直線l經(jīng)過定點,并求出該定點的坐標(biāo).【答案】(1)+y2=1(2)直線l經(jīng)過定點,定點坐標(biāo)為(0,—)【分析】(1)由題意可得C=3,設(shè)橢圓c:+=1(a>b>0),求得橢圓的另一個焦點坐標(biāo),利用定義求解a=2,再求得b,即可求出橢圓方程.(2)由已知得D(0,1),聯(lián)立直線方程與橢圓方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系可得A,B橫縱坐標(biāo)的和與積,結(jié)合AD⊥BD,得DA.DB=x1x2+(y1—1)(y2—1)=0,當(dāng)m=時,有Δ>0,直線l經(jīng)過定點(0,).【詳解】(1)解:由題意得,設(shè)橢圓c的方程為+=1(a>b>0),焦距為2C則C=3,橢圓的另一個焦點為F2(3,0),由橢圓定義得2a=IPF1I+IPF2I=+=4,則a=2所以c的方程為+y2=1.(22)證明:由已知得D(0,1),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=,y1+y2=k(x1+x2)+2m=,y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=,①當(dāng)m=1時,直線l經(jīng)過點D,舍去;②當(dāng)m=—時,顯然有Δ>0,直線l經(jīng)過定點(0,—).【變式1-1】1.(2023上·遼寧朝陽·高三建平縣實驗中學(xué)??计谀┮阎獎狱cMx,y到定點N3,0)的距離與M到定直線:x的距離之比為,記點M的軌跡為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)已知曲線C與y軸的正半軸交于點A,不與x軸垂直的直線l交曲線C于E,F兩點(E,F(xiàn)異于點A直線AE,AF分別與x軸交于P,Q兩點,若P,Q的橫坐標(biāo)的乘積為,則直線l是否過定點?若是,求出該定點的坐標(biāo);若不是,請說明理由.【答案】(1)+y2=1;【分析】(1)根據(jù)給定條件,列出方程并化簡作答.(2)設(shè)出直線l的方程及點E,F的坐標(biāo),聯(lián)立直線l與曲線C的方程,求出點P,Q的橫坐標(biāo),由已知結(jié)合韋達(dá)定理求解作答.【詳解】(1)依題意,,化簡整理得+y2=所以曲線C的方程為+y2=1.(2)設(shè)直線l的方程為y=kx+mm≠1,Ex1,y1,Fx2,y2),=kx+mEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up5(y),2)x消去y得(4k2+1=kx+mEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up5(y),2)x4kEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(8),2),x1x2=,由+y2=1,得A0,1,則直線AE的方程為y=x+1,令y=0,得點P的橫坐標(biāo)xP=— x1,,直線AF的方程為y,令y=0,得點Q的橫坐標(biāo)xQ于是xP.xQ即(4k2—3)x1x2+(4km—4k)(x1+x2)+4(m—1)2=0,所以直線l的方程為y=kx—2,直線l恒過定點(0,—2).【點睛】思路點睛:涉及動直線與圓錐曲線相交滿足某個條件問題,可設(shè)直線方程為y=kx+m,再與圓錐曲線方程聯(lián)立結(jié)合已知條件探求k,m的關(guān)系,然后推理求解.【變式1-1】2.(2023上·廣西玉林·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)已知橢圓Ea>b>0的左焦點為F1—2,0,且點(6,1)在橢圓E上.(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)橢圓E的上、下頂點分別為M,N,點Pn,4(n∈R,n≠0),若直線PM,PN與橢圓E的另一個交點分別為點S,T,證明:直線ST過定點,并求該定點坐標(biāo).【答案】(1)+=1(2)證明見解析,定點坐標(biāo)為0,1而求出a,b.(2)先設(shè)直線ST的斜截式方程,再聯(lián)立直線和橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理將P點縱坐標(biāo)為4的信息轉(zhuǎn)化為直線方程系數(shù)的值或關(guān)系,從而找出直線所過定點.【詳解】(1)因為橢圓E的左焦點F1(—由定義知點(6,1)到橢圓的兩焦點的距離之和為2a,所以橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.(2)由橢圓的方程+=1,可得M0,2,N0,—2),且直線ST斜率存在,設(shè)Sx1,y1,Tx2,y2),設(shè)直線ST的方程為:y=kx+m,與橢圓方程+=1聯(lián)立得:則xx1x直線SM的方程為yx+2,直線TN的方程為yx—2,由直線SM和直線TN交點的縱坐標(biāo)為4得,=又因點Sx1,y1在橢圓+=1上,故+=1,得同理,點Tx2,y2)在橢圓+=1上,得=,即3x1x2+2y1+2)(y2+2)=0即3x1x2+2kx1+m+2)(kx2+m+2)=0即(2k2+3)x1x2+2k(m+2)(x1+x2)+2(m+2)2=0(2k2+3)(2m2—8+2km+4m)(—4km+2m2+8m+8)(2k22k2+1當(dāng)m=—2時,直線ST的方程為y=kx—2,直線ST過點N,與題意不符.故m=1,直線ST的方程為y=kx+1,直線ST恒過點0,1【點睛】本題主要考查直線與橢圓關(guān)系中的直線恒過定點問題,遵循“求誰設(shè)誰”的思路,將目標(biāo)直線設(shè)為y=kx+m的形式,將條件轉(zhuǎn)化為m的值或k與m的關(guān)系式,從而得出定點,側(cè)重數(shù)學(xué)運算能力,屬于偏難題.【變式1-1】3.(2023上·江蘇·高三江蘇省梁豐高級中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))在直角坐標(biāo)平面內(nèi),已知A—2,0,B2,0,動點P滿足條件:直線PA與直線PB斜率之積等于—,記動點P的軌跡為E.(1)求E的方程;(2)過直線l:x=4上任意一點Q作直線QA與QB,分別交E于M,N兩點,則直線MN是否過定點?若是,求出該點坐標(biāo);若不是,說明理由.【答案】(2)是,定點為1,0.【分析】(1)根據(jù)給定條件,利用斜率坐標(biāo)公式列式化簡作答.(2)設(shè)出點Q的坐標(biāo),由已知探求出點M,N的坐標(biāo)關(guān)系,再按直線MN斜率存在與否分類討論求解作答. 所以E的方程為+=1(x≠±2).(2)設(shè)直線l:x=4上的點Q4,t,顯然t≠0,依題意,直線MA,MB的斜率kMA,kMB滿足kMA.kMB=—,且kMA==,直線NB斜率kNB==,則kMA=kNB,有kMB.kNB=—,當(dāng)直線MN不垂直于x軸時,設(shè)直線MN的方程為y=kx+m,則x1+x2=2kEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(4),2),x1x又即(2k2+3)x1x2+(2km—6)(x1+x2)+2m2+12=0,EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(4),2)當(dāng)k=—m時,直線MN:y=—m(x—當(dāng)k=—時,直線MN:y由于x≠2舍去,直線MN:x=1過點1,0,所以直線l恒過點1,0.【變式1-1】4.(2023上·河北張家口·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)已知橢圓c:+=1(a>b>0)過點A(—2,1),且離心率e(1)求橢圓C的方程;(2)過點A作與y=tx2(t<0)相切的兩條直線,分別交橢圓C于P,Q兩點,求證:直線PQ恒過定點.(2)證明見解析【分析】(1)由已知列方程組求出a,b,C,可得方程;(2)先由直線AP,AQ與曲線y=tx2t<0相切,再將斜率坐標(biāo)化,由直線PQ方程y=mx+n消y1,y2整理得(2m+2m2)x1x2+(n—1+2mn)(x1+x2)+2(n2—1)=0(*);然后由直線與曲線方程聯(lián)立,由韋達(dá)定理得到x1+x2,x1x2與m,n的關(guān)系代入(*)式化簡可得m,n的等量關(guān)系;最后代回方程y=mx+n可得定點.EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up6(a),b)EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up9(2),2)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up6(6),3)∴所求橢圓方程為(2)設(shè)過點A的直線為y—1=k(x+2)與y=tx2(t<0)相切,y=tx2,k1+k1.k1+k1.k2=4t,則k1,k2分別是直線PA和QA的斜率).設(shè)直線PQ為:y=mx+n,P(x1,y1),Q(x2,y2),y=mx+n得(1+2m2)x2+4mnx+2n2—6=0,x2+y=mx+n則整理得(2m+2m2)x1x2+(n—1+2mn)(x1+x2)+2(n2—1)=0,將①式代入得,所以當(dāng)n=2m+1時,直線PQ為y=mx+2m+1,恒過點A(—2,1),不符合題意;綜上,直線PQ恒過定點(4,—1).【點睛】方法點睛:解答圓錐曲線的定點問題的常用策略:(1)參數(shù)法:參數(shù)法解決定點問題的關(guān)鍵思路在于以下兩個環(huán)節(jié).①引進動點的坐標(biāo)或動直線中的參數(shù)(如引入動直線的斜率k,截距m,動點的橫或縱坐標(biāo)t等等)表示變化量,即確定題目中核心參數(shù);②利用條件找到參數(shù)與過定點的曲線F(x,y)=0之間的關(guān)系,得到關(guān)于參數(shù)與x,y的等式,再研究曲線不受參數(shù)影響時的定點坐標(biāo).(2)由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定點問題時,常根據(jù)動點或動直線的特殊情況探索出定點,再證明該定點與變量無關(guān).1.直線AB方程為x=ty+m,聯(lián)立曲線方程,結(jié)合韋達(dá)定理化簡整理得到只關(guān)于t、m的方程,即可求出t、m的關(guān)系,即可進一步討論直線AB過定點的情況;2.設(shè)直線時注意考慮AB斜率不存在的情況,聯(lián)立方程也要注意討論判別式.【例題2】已知圓C:一動圓與直線x相切且與圓C外切.(1)求動圓圓心P的軌跡T的方程;(2)若經(jīng)過定點Q(6,0)的直線l與曲線T交于A,B兩點,M是AB的中點,過M作x軸的平行線與曲線T相交于點N,試問是否存在直線l,使得NA丄NB?若存在,求出直線l的方程;若不存在,請說明理由.【答案】(1)y2=4x【分析】(1)設(shè)元,利用圓與圓的位置關(guān)系找等量關(guān)系,列方程,化簡即可;(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),l:得x=my+6,聯(lián)立方程消去x,由韋達(dá)定理y1+y2=4m,y1y2=24,根據(jù)題意設(shè)N(x0,y0),由NA丄NB得NA.NB【詳解】(1)設(shè)動圓圓心P(x,y),由題可知動圓圓心不能在y軸左側(cè),故x≥0,所以IPCI—(x+)=,化簡得y2=4x,所以動圓圓心P的軌跡T的方程為y2=4x.(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由題意,設(shè)直線l的方程為x=my+6,聯(lián)立y2:x1+x2=4m2+12,x1x2=36,②因為M是AB的中點,過M作x軸的平行線與曲線T相交于點N,因為N在拋物線上,即x0=),NB=(x2x0,y2y0),所以x1x2—x0(x1+x2)+xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(2),0)+y1y2—y0(y1+y2)+yEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(2),0)=0所以將①②③④代入化簡可得(m2+6)(3m2—2)=0,所以存在直線l:x=±y+6,使得NA丄NB,【變式2-1】1.已知橢圓c:+=1(a>b>0)的左右焦點分別為F1,F(xiàn)2,左頂點為A,EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),F)(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),A)(3)已知直線l:y=kx+m與橢圓相交于不同的兩點M,N(均不是長軸的端點),AH⊥MN,EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),M)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),H)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),H)(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意列方程組,解得參數(shù)a、b,即可得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),A)解之即可;EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),M)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),H)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),H),極大簡化了運算量,是數(shù)形結(jié)合的的一個范例,得到參數(shù)k、m關(guān)系后,即可求得直線l所過定點.EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up6(a),a)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up6(C),C)故橢圓c的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),A)EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up3(2),0)EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up3(2),0)由于P(x0,y0)在橢圓c上,∴—2≤x0≤2.由fx=x2+3x+5在區(qū)間—2,2上單調(diào)遞增,可知當(dāng)x0=2時,fx0取最小值為0;當(dāng)x0=2時,fx0取最大值為12.EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),A),x1+x2=,x1xEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),M)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),H)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(-),H)可得AM⊥AN,則(x1+2,y1)(x2+2,y2)=0,即x1x2+2(x1+x2)+4+(kx1+m)(kx2+m)=01+k2+(kmm2+4=0∴k=m或k=m,均適合4k2+3>m2.當(dāng)k=m時,直線過A,舍去;當(dāng)k=m時,直線y=kx+k過定點—,0.【點睛】解決直線與橢圓的綜合問題時,要注意:(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個條件,明確確定直線、橢圓的條件;(2)強化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長、斜率等問題.【變式2-1】2.(2022·遼寧沈陽·二模)已知橢圓c:+=1a>b>0)的焦距為2,且2經(jīng)過點P1,3.2(1)求橢圓C的方程;(2)經(jīng)過橢圓右焦點F且斜率為k(k≠0)的動直線l與橢圓交于A、B兩點,試問x軸上是否存在異于點F的定點T,使AF.BT=BF.AT恒成立?若存在,求出T點坐標(biāo),若不存在,說明理由.(2)存在;點T4,0即可求解.(2)設(shè)直線l的方程為x=my+1,聯(lián)立方程組,得到y(tǒng)1+y2=,y1y2=,設(shè)T點坐標(biāo)為t,0,由AFBT=BFAT,得到EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(AF),BF)==EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(AT),BT)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(sin匕ATF),sin匕BTF),得到匕ATF=匕BTF,得到KAT+KBT=0,列出方程,求得t=4,即可求解.又由橢圓C經(jīng)過點P1,3,代入C得1+9所以橢圓C的方程為+=1.(2)解:根據(jù)題意,直線l的斜率顯然不為零,令=m,由橢圓右焦點F1,0,故可設(shè)直線l的方程為x=my+1,設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,且y1+yy1y設(shè)存在點T,設(shè)T點坐標(biāo)為t,0,由AFBT=BFAT,可得EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(AF),BF)=EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up6(AT),BT),又因為所以直線TA和TB關(guān)于x軸對稱,其傾斜角互補,即有KAT+KBT=0,解得t=4,符合題意,即存在點T4,0滿足題意.【點睛】方法技巧:解答圓錐曲線的定點、定值問題的策略:1、參數(shù)法:參數(shù)解決定點問題的思路:①引進動點的坐標(biāo)或動直線中的參數(shù)表示變化量,即確定題目中核心變量(通常為變量k②利用條件找到k過定點的曲線F(x,y)=0之間的關(guān)系,得到關(guān)于k與x,y的等式,再研究變化量與參數(shù)何時沒有關(guān)系,得出定點的坐標(biāo);2、由特殊到一般發(fā):由特殊到一般法求解定點問題時,常根據(jù)動點或動直線的特殊情況探索出定點,再證明該定點與變量無關(guān).【變式2-1】3.(2023上·北京豐臺·高三北京市第十二中學(xué)??茧A段練習(xí))已知橢圓C的兩個焦點分別為F1(—3,0),F2(3,0),離心率為.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)M為橢圓C的左頂點,直線l與橢圓C交于A,B兩點,若MA丄MB,求證:直線AB過定點.【答案】(1)+y2=1;(2)證明見解析.(2)聯(lián)立直線方程x=ty+m和橢圓方程后利用兩直線垂直可算出m.橢圓方程為:y2=1.M為橢圓C的左頂點,又由(1)可知:M(—2,0),設(shè)直線AB的方程為:x=ty+m,A(x1,y1),B(x2,y2)由韋達(dá)定理可知:y1+yy1y:(x1+2)(x2+2)+y1y2=0→x1x2+2(x1+x2)+4+y1y2=0,:(t2+1)y1y2+(mt+2t)(y1+y2)+(m+2)2=0,當(dāng)m時,AB的方程為:x=ty恒過定點(—,0).所以直線AB過定點.【變式2-1】4.(2023上·重慶沙坪壩·高三重慶一中??奸_學(xué)考試)已知橢圓C1(a>b>0)的左頂點為A,上頂點為B,右焦點為F1,0,設(shè)0為坐標(biāo)原點,線段0A的中點為D,且滿足BD=DF.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(異于點A).證明:直線PQ過定點,并求出該定點的坐標(biāo).(2)證明見解析,1,0【分析】(1)根據(jù)題意求出a2,b2即可得解;(2)設(shè)P(x1,y1,Qx2,y2,Mx3,y3,Nx4,y4),先求出圓T的方程,令x=2,利用韋達(dá)定理求出y3y4,設(shè)直線PQ的方程為x=my+n,聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求出y1+y2,y1y2,由BD=DF可知:所以橢圓C的方程為+=1;(2)設(shè)P(x1,y1,Qx2,y2,Mx3,y3,Nx4,y4),由已知直線PQ不與y軸垂直,設(shè)直線PQ的方程為x=my+n,由韋達(dá)定理可得yy1y所以(x1+2)y3=4y1→y同理y4=,所以y3y去分母整理得:(4+m2)y1y2+m(n+2)(y1+y2)+(n+2)2=0,將韋達(dá)定理帶入得:2=0,所以直線PQ的方程為x=my+1,恒過定點1,0.【點睛】方法點睛:求解直線過定點問題常用方法如下:(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點,再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個關(guān)于定點坐標(biāo)的方程組,以這個方程組的解為坐標(biāo)的點即為所求點;(3)求證直線過定點(x0,y0),常利用直線的點斜式方程y—y0=k(x—x0)或截距式y(tǒng)=kx+b來證明.題型3直線過定點之求直線方程型在解析幾何中,有些含有參數(shù)的直線或曲線的方程,不論參數(shù)如何變化,其都過某定點,這類問題稱為定點問題.證明直線(曲線)過定點的基本思想是是確定方程,即使用一個參數(shù)表示直線(曲線)方程,根據(jù)方程的成立與參數(shù)值無關(guān)得出x,y的方程組,以方程組的解為坐標(biāo)的點就是直線(曲線)所過的定點.核心方程是指已知條件中的等量關(guān)系.的距離為,過點F作雙曲線C的兩條互相垂直的弦AB,CD,設(shè)AB,CD的中點分別為(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)證明:直線MN必過定點,并求出此定點的坐標(biāo).【答案】y2=1;(2)證明見解析,(3,0).【分析】(1)根據(jù)給定條件求出a的值,再由a,b,c之間的關(guān)系求出雙曲線的方程.(2)直線AB斜率存在且不為0時,設(shè)出AB方程并與C的方程聯(lián)立求出M的坐標(biāo),再得坐標(biāo),就直線MN的斜率存在與否討論,最后分析AB斜率不存在或為0的情況作答.所以雙曲線的方程為:y2=1.(2)點F(2,0),當(dāng)直線AB不垂直于坐標(biāo)軸時,設(shè)直線AB的方程為:x=ky+2,A(x1,y1),B(x2,y2),x=ky+2x=ky+2則Y1+Y有x1+x2=k于是得弦AB中點M因CD⊥AB,同理可得點N當(dāng)直線MN不垂直于x軸時,直線MN的斜率kMN因此,直線MN的方程為:Y化簡得Y于是得直線MN恒過定點P(3,0),當(dāng)直線MN垂直于x軸時,由得k=±1,直線MN:x=3過則當(dāng)直線AB不垂直于坐標(biāo)軸時,直線MN恒過定點P(3,0),當(dāng)AB垂直于x軸,即k=0時,則弦AB的中點M與F重合,弦CD的中點N與原點重合,此時MN為x軸,直線MN過P(3,0),當(dāng)AB垂直于y軸時,則弦AB的中點M為原點,弦CD中點N與F重合,此時直線MN為x軸,直線MN也過點P(3,0),所以直線MN恒過定點P(3,0).【點睛】思路點睛:經(jīng)過圓錐曲線上滿足某條件的兩個動點的直線過定點問題,可探求出這兩個動點坐標(biāo),求出直線方程,即可推理計算解決問題.【變式3-1】1.在△PAB中,已知A—2,0、B2,0,直線PA與PB的斜率之積為,記動點P的軌跡為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)設(shè)Q為曲線C上一點,直線AP與BQ交點的橫坐標(biāo)為4,求證:直線PQ過定點.【答案】x≠±2;(2)證明見解析.【分析】(1)設(shè)點P的坐標(biāo)為(x,Y),利用斜率公式結(jié)合已知條件可求得曲線C的方程,并注(2)設(shè)直線AP與BQ交點為M4,m,求出點P、Q的方程,對直線PQ的斜率是否存在進行分類討論,寫出直線PQ的坐標(biāo),即可得出直線PQ所過定點的坐標(biāo).【詳解】(1)解:設(shè)點P的坐標(biāo)為x,y,直線PA與PB的斜率分別為KPA=,KPB其中x≠±2,故曲線c的方程為+=1x≠±2.3x2+4y2=12(2)證明:設(shè)直線AP與BQ交點為M4,m,則直線AP的方程為y=x+2),由y=x+2得m2+27,x2+4m2x+4m2—108=0,3x2+4y2=12設(shè)P(xP,yP),則—2xP=,即xP=,yP=xP同理,直線BQ的方程為y=x—2),與橢圓方程聯(lián)立,消去y整理得(m2+3)x2—4m2x+4m2—12=0,設(shè)QxQ,yQ,則2xQ即xQyQxQ—2)=.此時直線PQ的方程為y 化簡得:y故直線PQ過定點1,0.當(dāng)m=±3時,可得xP=xQ=1,所以直線PQ也過定點1,0.綜上所述:直線PQ過定點1,0.【變式3-1】2.(2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考三模)設(shè)橢圓Ca>b>0的左、右頂點分別為A、B,且焦距為2.點P在橢圓上且異于A、B兩點.若直線PA與PB的斜率之(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過點F—1,0作不與x軸重合的直線與橢圓C相交于M、N兩點,直線m的方程為:x=—2a,過點M作ME垂直于直線m,交m于點E.判斷直線EN是否過定點,并說明理由.【分析】(1)由焦距為2,直線PA與PB的斜率之積為—,列方程求出a2,b2,可得橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)MN的直線方程,與橢圓聯(lián)立方程組,結(jié)合韋達(dá)定理表示出直線EN,令y=0可求得直線所過的定點.橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1;(2)設(shè)直線MN方程:x=my—1,M(x1,y1,Nx2,y2,E—4,y1),所以y1+y2=,y1y2=,所以—2my1y2=3(y1+y2),又KEN=,所以直線EN方程為:y—y所以直線EN過定點P【點睛】方法點睛:解答直線與橢圓的題目時,時常把兩個曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系.要強化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.【變式3-1】3.(2023上·江蘇連云港·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知雙曲線C的中心為坐標(biāo)原動點,PA1與C的另一個交點為M,PA2與C的另一個交點為N.(1)求C的方程;(2)證明:直線MN過定點.【答案(2)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)題意,列出方程,求得a,b,即可得到C的方程;(2)根據(jù)題意,分別得到M,N的坐標(biāo),然后分直線MN的斜率存在以及不存在分別討論,即可得到結(jié)果.,,則C的方程為因為點A1,A2為C的左,右頂點,P為直線x=1上的動點,所以A1(—2,0,A22,0),設(shè)P1,t,M(x1,y1,Nx2,y2),則直線PA1的方程為y=x+2),聯(lián)立直線PA1與雙曲線的方程可得,消去y可得由韋達(dá)定理可得—2x1=,所以x1=,y1=x1+2)=,即M2t2+72,48t;聯(lián)立直線PA2與雙曲線的方程可得,消去y可得)x2+4t2x—4t2—16=0,方程兩根為x2,2,EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(—),t2)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(t),4)由對稱性可知,若直線MN過定點,則定點在x軸上,當(dāng)直線MN的斜率不存在時,可得t2=12,此時,x1=x2=4,則直線MN經(jīng)過點E4,0,所以M,N,E三點共線,即直線MN經(jīng)過點E4,0.綜上,直線MN經(jīng)過定點4,0.【變式3-1】4.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,M為直線y=x-2上一動點,過點M作拋物線C:x2=y(tǒng)的兩條切線MA,MB,切點分別為A,B,N為AB的中點.(1)證明:MN⊥x軸.(2)直線AB是否恒過定點?若是,求出這個定點的坐標(biāo);若不是,請說明理由.【答案】(1)證明見解析,2).【分析】(1)根據(jù)函數(shù)切線的幾何意義,結(jié)合中點坐標(biāo)公式進行求解證明即可;(2)根據(jù)中點公式,結(jié)合斜率公式進行求解即可.【詳解】(1)設(shè)A(x1,x12),B(x2,x22),由y=x2→y'=2x,所以切線MA的斜率為2x1,因此切線MA的方程為:y—x12=2x1(x—x1),M為直線y=x-2上一動點,設(shè)M(t,t—2),所以x1+x2=2t,x1x2=t—2因為N為AB的中點,所以Nxt,因此MN⊥x軸;所以kABx2+x1=2t,所以直線AB:y-(2t2-t+2)=2t(x-t),即y-2=2t(x—),所以直線AB過定點(,2).【變式3-1】5.(2023上·江西萍鄉(xiāng)·高三統(tǒng)考期末)已知橢圓E的中心在原點,周長為8的△ABC的頂點,A(—3,0)為橢圓E的左焦點,頂點B,C在E上,且邊BC過E的右焦點.(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)橢圓E的上、下頂點分別為M,N,點Pm,2m∈R,m≠0),若直線PM,PN與橢圓E的另一個交點分別為點S,T,證明:直線ST過定點,并求該定點坐標(biāo).【答案】y2=1(2)證明見解析,0,【分析】(1)根據(jù)橢圓定義直接求解即可;(2)設(shè)出直線PS方程,與橢圓方程聯(lián)立,求出點S、T的坐標(biāo),寫出直線ST方程即可求出定點坐標(biāo).所以設(shè)橢圓方程為+=1a>b>0),焦距為2CC>0,所以△ABC周長為4a=8,即a=2,a2=4,所以橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.由題意知,M0,1,N(0,—1),直線Ps,PT,sT斜率均存在,所以直線Ps:y=+1,與橢圓方程聯(lián)立得(m2+4)x2+8mx=0,Δ=64m2>0對m∈R,m≠0恒成立,則xs+xM=,即xs=,則ys=×+1=,同理xT=,yT=,2所以直線sT方程為:y=(x—)+=x+,所以直線sT過定點,定點坐標(biāo)為0,1.2特殊到一般法:根據(jù)動點或動線的特殊情況探索出定點,再證明該定點與變量無關(guān).【例題4】(2023上·山東·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)如圖,已知點T1(3,—5)和點T2(—5,21)在雙曲線Ca>0,b>0上,雙曲線C的左頂點為A,過點La2,0且不與x軸重合的直線l與雙曲線C交于P,Q兩點,直線AP,AQ與圓O:x2+y2=a2分別交于M,N兩點.(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)直線AP,AQ的斜率分別為k1,k2,求k1k2的值;(3)證明:直線MN過定點.【答案】(3)直線MN過定點(1,0),證明見解析.【分析】(1)根據(jù)雙曲線上的點求標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)利用韋達(dá)定理運算求解即可;(3)利用聯(lián)立方程組,結(jié)合韋達(dá)定理求得M,N的坐標(biāo),猜想MN過定點(1,0),并用三點共線與斜率的關(guān)系證明求解.【詳解】(1)因為點T1(3,—5)和點T2(—5,21)在雙曲線上,所以,解得EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up4(a),b)EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up8(2),2)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up4(4),4),所以雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由題可知,直線l的斜率不等于零,故可設(shè)直線l的方程為x=my+4,設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),若m2=1,即m=±1,直線l的斜率為±1,與漸近線y=±x平行,此時直線l與雙曲線有且僅有一個交點,不滿足題意,所以m2≠1,所以y1+y2=,y1y2=,x1+x2=m(y1+y2)+8=+=,因為A(2,0),所以k1k2=kA由于對稱性,N(1,—3),此時直線MN過定點(1,0);(ii)當(dāng)MN不垂直于x軸時,以下證明直線MN仍過定點設(shè)為B(1,0),x2+y2y=k1x2+y2y=k1(xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),1)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),1)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),1)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),1)所以M1同理,將上述過程中k1替換為k2可得N(,),因為k1k2=,所以k2=,1所以M,N,B三點共線,即此時直線MN恒過定點(1,0),綜上直線MN過定點(1,0).【變式4-1】1.(2023·江西上饒·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知點F為拋物線E:y2=2px(p>0)的焦點,點P(—2,4,PF=5,過點P作直線與拋物線E順次交于A,B兩點,過點A作斜率為的直線與拋物線的另一個交點為點C.(1)求拋物線E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求證:直線BC過定點.【答案】(1)y2=4x(2)證明見解析【分析】(1)由IPF=5求得參數(shù)p得拋物線方程;(2)設(shè)AB的方程為y—4=k(x+2),設(shè)A(x1,y1,Bx2,y2),直線方程代入拋物線方程整理后應(yīng)用韋達(dá)定理得y1+y2,y1y2,得y1y2—8=4(y1+y2),直線BC方程代入拋物線方程應(yīng)用韋達(dá)定理并結(jié)合前者得4(y2+y3)=y2y3+40,然后按直線BC斜率是否存在分類求得直線BC方程,利用4(y2+y3)=y2y3+40得定點坐標(biāo).拋物線E的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2=4x;(2)顯然直線AB斜率存在,設(shè)AB的方程為y—4=k(x+2),EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(4),y)設(shè)Ax1,y1,B(x2,y2),則y1+y2=,y1y2=+8,∴y1y2—8=4(y1+y2)①直線AC的方程為y—y1=(x—),EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up3(2),1)EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up3(2),1)設(shè)C(x3,y3)則y1+y3=8②(8y3+y2),∴4(y2+y3)=y2y3+40③(ⅰ)若直線BC沒有斜率,則y2+y∴BC的方程為x=10.直線BC的方程為y—y即4x—y2+y3y+y2y3故直線BC有斜率時過點(10,4).【點睛】方法點睛:圓錐曲線中直線過定點問題,一般設(shè)出直線方程y=kx+b,設(shè)出交點坐標(biāo)為(x1,y1),(x2,y2),直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立后消元應(yīng)用韋達(dá)定理得x1+x2,x1x2(或y1+y2,y1y2把此結(jié)論代入題設(shè)中其它條件或性質(zhì)得出k,b的關(guān)系,從而化簡直線方程,由化簡后的直線方程可得定點坐標(biāo),解題中也需注意直線斜率不存在的情形的驗證.【變式4-1】2.(2023·河北·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知直線l:x與點F(2,0),過直線l上的EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)(1)求點P的軌跡C的方程;(2)過點F作直線與C交于A,B兩點,設(shè)M—1,0,直線AM與直線l相交于點N.試問:直線BN是否經(jīng)過x軸上一定點?若過定點,求出該定點坐標(biāo);若不過定點,請說明理由.(2)過定點;定點1,0EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)(2)當(dāng)直線AB的斜率不存在時,直線BN:y=—3(x—1),直線BN經(jīng)過點E1,0,當(dāng)直線AB的斜率存在時,不妨設(shè)直線AB:y=kx—2,得到直線AM:y,求得N,),聯(lián)立方程組求得x1+x2=,x1x2=,再證直線BN經(jīng)過點E1,0,再證得kEN=kEB,即可得到直線BN經(jīng)過點E1,0.EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-→),F)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(-),P)設(shè)Px,y,代入上式得=2x—,平方整理即得C的方程為x(2)解:當(dāng)直線AB的斜率不存在時,不妨設(shè)點A在點B的上方,當(dāng)直線AB的斜率存在時,不妨設(shè)直線AB:y=k(x—2),A(x1,y1),B(x2,y2),則直線AM:y=(x+1),22x1+122x1+1當(dāng)x=1時,yN=3y1,故N1,3y122x1+122x1+1下面證明直線BN經(jīng)過點E1,0,即證kEN=kEB即—3y1x2+3y1=x1y2+y2,即4恒成立.即kEN=kEB,即直線BN經(jīng)過點E1,0.綜上所述,直線BN過x軸上的定點1,0.【點睛】解答圓錐曲線的定點、定值問題的策略:1、參數(shù)法:參數(shù)解決定點問題的思路:①引進動點的坐標(biāo)或動直線中的參數(shù)表示變化量,即確定題目中核心變量(通常為變量k②利用條件找到k過定點的曲線F(x,y)=0之間的關(guān)系,得到關(guān)于k與x,y的等式,再研究變化量與參數(shù)何時沒有關(guān)系,得出定點的坐標(biāo);2、由特殊到一般發(fā):由特殊到一般法求解定點問題時,常根據(jù)動點或動直線的特殊情況探索出定點,再證明該定點與變量無關(guān).【變式4-1】3.(2023·全國·高三專題練習(xí))動點P到定點F1,0的距離比它到直線x=-2的距離小1,設(shè)動點P的軌跡為曲線C,過點F且斜率為k(k≠0)的直線交曲線C于(1)求曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若點M關(guān)于x軸的對稱點為A,探究直線AN是否過定點?若過定點,求出定點的坐標(biāo);若不過定點,請說明理由.【答案】(1)y2=4x【分析】(1)由題意,根據(jù)拋物線的定義,明確其焦點坐標(biāo)與準(zhǔn)線方程,可得答案;(2)由點斜式方程,設(shè)出直線方程,聯(lián)立方程組,寫出韋達(dá)定理,根據(jù)設(shè)未知點的坐標(biāo),寫出直線方程,整理化簡,可得答案.【詳解】(1)動點P到定點F1,0的距離比它到直線x=-2的距離小1,即動點P到定點F1,0的距離與它到直線x=-1的距離相等,故由拋物線的定義得,動點P的軌跡是以F1,0為焦點,x=-1為準(zhǔn)線的拋物線.所以曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2=4x.(2)由題意,作圖如下:y=4x,直線AN過定點—1,0.設(shè)直線MN:y=k(x-1聯(lián)立y=2k(x—y=4x,整理得k2x2—(2k2+4)x+k2=0,又因為k≠0,所以Δ=16(k2+1)>0,設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,則x1+x2=,x1x2=1.—故直線AN:y+yx—x1即(y2—y1)y+y1y2—yEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(2),1)=4x—4x1,又yEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(2),1)=4x1,yEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(2),2)=4x2,x1x2=1,故(y1y2)2=16x1x2=16,所以y1y2=—4,整理可得(y2—y1)y—4—4x1=4x—4x1,即(y1—y2)y+故直線AN過定點(—1,0).【變式4-1】4.(2023·湖南·湖南師大附中校聯(lián)考模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系xoy中,已知橢圓W:+=1(a>b>0)的離心率為,橢圓W上的點與點P0,2的距離的最大值為4.(1)求橢圓W的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)點B在直線x=4上,點B關(guān)于x軸的對稱點為B1,直線PB,PB1分別交橢圓W于C,D兩點(不同于P點).求證:直線CD過定點.(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)離心率可得a=2b=2C,設(shè)點Tm,n結(jié)合橢圓方程整理得TP= —(n+2)2+8+2b2,根據(jù)題意分類討論求得b=2,即可得結(jié)果;(2)設(shè)直線CD及C,D的坐標(biāo),根據(jù)題意結(jié)合韋達(dá)定理分析運算,注意討論直線CD的斜率是否存在.【詳解】(1)設(shè)橢圓的半焦距為C,由橢圓W的離心率為,得a=2b= 故橢圓W的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.(2)①當(dāng)CD斜率不存在時,設(shè)C(x0,y0),—22<x0<22且x0≠0,則D(x0,—y0),則直線CP為y=x+2,令x=4,得y=+2,即B4,+2),.同理可得B14,+2.∵B與B1關(guān)于x軸對稱,則+2++2=0,②當(dāng)直線CD的斜率存在時,設(shè)直線CD的方程為y=kx+m,m≠2,設(shè)C(x1,y1,Dx2,y2),其中x1≠0且x2≠0,聯(lián)立方程組,消去y化簡可得2k2+1,x2+4kmx+2m2—8=0,所以x1+x2=,x1x2=,由P(0,2),可得kPCkPD所以直線PC的方程為y=x+2,令x=4,得y=+2,直線PD的方程為yx+2,令x=4,得y=+2,因為B1和B關(guān)于x軸對稱,則+2++2=0,把y1=kx1+m,y2=kx2+m代入上式,則所以直線CD過定點(4,—2);綜上所述:直線CD過定點(4,—2).【點睛】方法定睛:過定點問題的兩大類型及解法(1)動直線l過定點問題.解法:設(shè)動直線方程(斜率存在)為y=kx+t,由題設(shè)條件將t用k表示為t=mk,得y=k(x+m),故動直線過定點(-m,0).(2)動曲線C過定點問題.解法:引入?yún)⒆兞拷⑶€C的方程,再根據(jù)其對參變量恒成立,令其系數(shù)等于零,得出定點.【變式4-1】5.(2023·全國·模擬預(yù)測)已知F1,F(xiàn)2分別是雙曲線C的左?右焦點,點P(—2,23)為雙曲線C上的點,且△PF1F2的面積為215.(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)設(shè)原點O到直線l的距離為,直線l交雙曲線C于A,B兩點,試問:以線段AB為直徑的圓是否經(jīng)過一個定點?若經(jīng)過,求出該定點;若不經(jīng)過,請說明理由.【答案】(2)以線段AB為直徑的圓經(jīng)過一個定點,該定點為坐標(biāo)原點O0,0【分析】(1)由△PF1F2面積和P點縱坐標(biāo)可求出C,再將點P代入雙曲線方程,求出a2,b2即可;(2)先通過直線斜率不存在時,發(fā)現(xiàn)滿足題意的圓過原點,再設(shè)直線方程,證明直線斜率存在時該圓過原點即可.,【詳解】(1)△PF1F2的面積S△PF1F2=F1F2llyP=×2C×23=215,∴C=5,又∵點P(—2,23)為雙曲線c上的點, ∴雙曲線c的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2—=1.(2)①當(dāng)直線l的斜率不存在時,直線l的方程為x=±,不妨取l:x=,,∴OA.OB=0,OA⊥OB,即以線段AB為直徑的圓過原點O0,0同理,當(dāng)直線l的方程為x時,以線段AB為直徑的圓也過原點O0,0).②當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)l:y=kx+m,即kx—y+m=0,∵原點O到直線l的距離dk2+1),∵雙曲線x2—=1的漸近線方程為y=±2x,且直線l與雙曲線c相交于A,B兩點,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=,x1x∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,∵OA=(x1,y1),OB=(x2,y2),∴OA.OB=x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2綜上所述,以線段AB為直徑的圓經(jīng)過一個定點,該定點為坐標(biāo)原點O0,0.【點睛】圓錐曲線中的定點問題,通常通過特殊情況(如本題使用了直線斜率不存在的情況)先確定定點的坐標(biāo)或位置,再對一般情況進行驗證或證明.與定點問題有關(guān)的基本結(jié)論(1)若直線l與拋物線y2=2px交于點A,B,則OA丄OB兮直線l(2)若直線l與拋物線y2=2px交于點A,B,則KOA.KOB=m兮直線l過定點P(p+(3)設(shè)點P(2pt02,2pt0)是拋物線y2=2px上一定點,M,N是該拋物線上的動點,則PM丄(4)設(shè)點A(x0,y0)是拋物線y2=2px上一定點,M,兮直線MN過定點Py0(5)過橢圓+=1a>b>0)的左頂點P作兩條互相垂直的直線與該橢圓交于點A,B,(6)過橢圓—=1a>0,b>0)的左頂點P作兩條互相垂直的直線與該橢圓交于(7)設(shè)點Pm,n是橢圓Ca>b>0上一定點,點A,B是橢圓C上不同于P的兩點,若kPA+kPB=λλ≠0,則直線AB過定點(8)設(shè)點Pm,n是雙曲線C:—=1(a>0,b>0)一定點,點A,B是雙曲線C上不同于P的兩點,若kPA+kPB=λλ≠0,則直線AB過定點【例題5】(2020下·山西運城·高三統(tǒng)考階段練習(xí))橢圓E:+=1(a>b>0)的離心率為,右焦點為F2C,0,點P在橢圓上運動,且PF2的最大值為2+3.(1)求橢圓E的方程;(2)過A0,1作斜率分別為k1,k2的兩條直線分別交橢圓于點M,N,且k1+k2=4,證明:直線MN恒過定點.【答案】(1)+y2=12)證明見解析.【分析】(1)根據(jù)PF2max=a+C=2+3和e==求解;(2)當(dāng)直線MN斜率不存在時,設(shè)直線方程為x=m,由k1+k2=4求解;當(dāng)直線MN斜率存在時,設(shè)直線MN的方程為y=kx+t,聯(lián)立方程組由k1+k2=4,利用韋達(dá)定理,求得k,t的關(guān)系,代入y=kx+t求解.所以橢圓E的方程為+y2=1.(2)當(dāng)直線MN斜率不存在時,設(shè)直線方程為x=m,則M(m,n),N(m,—n),則k1=,k2=,所以k1當(dāng)直線MN斜率存在時,設(shè)直線MN的方程為y=kx+t,y=kx+t聯(lián)立方程組tx2+4y2=4得(4k2+1x2+8ktxy=kx+t設(shè)Mx1,y1,Nx2,y2,則xx1.x則k1+k即t2x+1,+2x—y=0,聯(lián)立方程組t綜上所述可知直線MN恒過定點—,—1.【變式5-1】1.(2023·山西呂梁·統(tǒng)考二模)已知拋物線C:y2=2px過點A2,4.(1)求拋物線C的方程;(2)P,Q是拋物線C上的兩個動點,直線AP的斜率與直線AQ的斜率之和為4,證明:直線PQ恒過定點.【答案】(1)y2=8x(2)證明見解析【分析】(1)將A2,4代入拋物線方程求解即可;(2)設(shè)PQ:x=my+t,再聯(lián)立拋物線方程,設(shè)P(x1,y1,Qx2,y2),再根據(jù)直線AP的斜率與直線AQ的斜率之和為4,結(jié)合韋達(dá)定理求解即可.【詳解】(1)A2,4坐標(biāo)代入拋物線方程得16=4p,解得p=4,∴拋物線方程為y2=8x.(2)證明:顯然直線PQ斜率不為0,故可設(shè)PQ:x=my+t,將PQ的方程與y2=8x聯(lián)立設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則y1+y2=8m,y1y2=—8t,由題意:∴2(y1+y2)=y1y2+4(y1+y2),∴y1y2=—2(y1+y2),即t=2m,代入直線得x=my+2m=m(y+2),故直線PQ恒過定點(0,—2).【變式5-1】2.(2023上·湖北隨州·高三隨州市曾都區(qū)第一中學(xué)??奸_學(xué)考試)在平面直角坐標(biāo)系xoy中,已知圓心為C的動圓過點(2,0),且在y軸上截得的弦長為4,記C的軌跡為曲線E.(1)求E的方程;求證:直線BD經(jīng)過定點.【答案】(1)y2=4x(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意列出圓心滿足的方程結(jié)合弦長得出的方程,化簡即可得答案.(2)設(shè)直線BD:x=ty+n,聯(lián)立拋物線方程,設(shè)B(x1,y1),D(x2,y2),可得根與系數(shù)的關(guān)系式,結(jié)合k1+k2=1化簡可得參數(shù)之間的關(guān)系,進而利用直線方程求得定點坐標(biāo).【詳解】(1)設(shè)圓心c(x,y),半徑為r,因為圓心為C的動圓過點(2,0),所以(x—2)2+y2=r2,因為圓心為C的動圓在y軸上截得的弦長為4,所以x2+22=r2,所以(x—2)2+y2=x2+4,即y2=4x,所以曲線E是拋物線.(2)證明:由題意A(1,2)點坐標(biāo)適合y2=4x,即點A在E上,由題意可知BD斜率不會為0,設(shè)直線BD:x=ty+n,x=ty+n聯(lián)立y2=4x,消去x并整理得y2—4ty—4nx=ty+n需滿足Δ=16t2+16n>0,即t2+n>0,設(shè)B(x1,y1),D(x2,y2),則y1+y2=4t,y1y2=—4n,因為ky1+2y2+2(y1+2)(y2+2)y1y2+2(y1+y2)+4,所以k1+k2=4+4y1+2y2+2(y1+2)(y2+2)y1y2+2(y1+y2)+4,所以2(y1+y2)+12=y1y2,將y1+y2=4t,y1y2=—4n代入得8t+12=—4n,所以直線BD經(jīng)過定點(—3,2).【點睛】方法點睛:解決此類直線和圓錐曲線的位置關(guān)系中的定點問題,一般方法是設(shè)出直線方程并和曲線方程聯(lián)立,得到根與系數(shù)關(guān)系式,進而結(jié)合已知條件化簡,利用直線方程即可確定定點,解答時要注意計算量較大,比較復(fù)雜.【變式5-1】3.(2023·河北張家口·統(tǒng)考三模)已知點P4,3為雙曲線Ea>0,b>0)上一點,E的左焦點F1到一條漸近線的距離為3.(1)求雙曲線E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)不過點P的直線y=kx+t與雙曲線E交于A,B兩點,若直線PA,PB的斜率和為1,證明:直線y=kx+t過定點,并求該定點的坐標(biāo).(2)證明見解析,定點為(—2,3).【分析】(1)由點到直線的距離公式求出b=3,再將點P4,3代入雙曲線方程求出a2=4,可得雙曲線E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)聯(lián)立直線與雙曲線方程,利用韋達(dá)定理得x1+x2、x1x2,再根據(jù)斜率和為1列式,推出t=2k+3,從而可得直線y=kx+t過定點(—2,3).則結(jié)合a2+b2=C2得b=3,所以雙曲線E的標(biāo)準(zhǔn)方程為設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則kPA+kPB【點睛】關(guān)鍵點點睛:利用韋達(dá)定理和斜率公式推出t=2k+3是解題關(guān)鍵.【變式5-1】4.(2023下·湖南岳陽·高三統(tǒng)考期末)已知雙曲線CN),四點P11,1,P21,0,P3(2,3),P4(2,—3)中恰有三點在雙曲線C上.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線l不經(jīng)過P2點且與C相交于A,B兩點,若直線P2A與直線P2B的斜率的和為—1.證明:l過定點.(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意代入相應(yīng)的點運算求解即可;(2)設(shè)直線l的方程以及A,B的坐標(biāo),再根據(jù)題意結(jié)合韋達(dá)定理運算求解.【詳解】(1)易知雙曲線c:—=1關(guān)于x軸對稱,P3,P4關(guān)于x軸對稱,故P3,P4都在雙曲線c上,若P11,1,P3(2,3),P4(2,—3)在雙曲線上,則,解得,不滿足a∈N;若P21,0,P3(2,3),P4(2,—3)在雙曲線上,2綜上所述:雙曲線c的方程為x2—y=1.3(2)設(shè)直線P2A與直線P2B的斜率分別為k1,k2,如果直線l斜率不存在,則k1+k2=0,不符合題設(shè),設(shè)直線l:y=kx+m,(m≠1),A(x1,y1),B(x2,y2),y=kx+my=kx+m則則k1+k令x=1時,y=0,所以直線l過定點1,0,又因為直線l不經(jīng)過p2點,不合題意;綜上所述:l過定點(1,—6).【點睛】方法點睛:過定點問題的兩大類型及解法(1)動直線l過定點問題.解法:設(shè)動直線方程(斜率存在)為y=kx+t,由題設(shè)條件將t用k表示為t=mk+n,得y=k(x+m)+n,故動直線過定點(—m,n);(2)動曲線C過定點問題.解法:引入?yún)⒆兞拷⑶€C的方程,再根據(jù)其對參變量恒成立,令其系數(shù)等于零,得出定點.【例題6】(2020·北京·海淀實驗中學(xué)??既#┮阎cM為橢圓C:3x2+4y2=12的右頂點,點A,B是橢圓C上不同的兩點(均異于點M且滿足直線MA與直線MB斜率之積為.(1)求橢圓C的離心率及焦點坐標(biāo);(2)試判斷直線AB是否過定點?若是,求出定點坐標(biāo);若否,說明理由.【答案】(1)離心率為;焦點坐標(biāo)為(-1,01,02)過定點-4,0).【分析】(1)化為橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程形式,得到a,b,C,即可求得焦點坐標(biāo)和離心率2)首先設(shè)直線AB的方程為y=kx+m,與橢圓方程聯(lián)立,得到韋達(dá)定理,并表示kMA.kMB=,得到m,k的關(guān)系式,即可判斷是否過定點.
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