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1/3專題3.5圓錐曲線壓軸大題歸納(期末復(fù)習(xí)講義)核心考點(diǎn)復(fù)習(xí)目標(biāo)考情規(guī)律面積最值掌握面積的表達(dá)式、求最值最常用的方法。高頻必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn),跟函數(shù)與導(dǎo)數(shù)結(jié)合考求最值。面積比考察幾何轉(zhuǎn)化能力,將面積比轉(zhuǎn)化為線段比、坐標(biāo)比。高頻必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn)。三點(diǎn)共線問(wèn)題考察幾何轉(zhuǎn)化能力,將三點(diǎn)共線問(wèn)題轉(zhuǎn)化為斜率相等、向量共線等。高頻必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn)。四點(diǎn)共圓問(wèn)題考察幾何轉(zhuǎn)化能力,將四點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為斜率問(wèn)題或?qū)踊パa(bǔ)等。高頻必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn)。定點(diǎn)問(wèn)題掌握定點(diǎn)問(wèn)題的運(yùn)算方法,怎么進(jìn)行猜想證明,消參。重點(diǎn)必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn)。點(diǎn)在定直線上掌握點(diǎn)在定直線上的運(yùn)算方法,怎么進(jìn)行猜想證明,消參。重點(diǎn)必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn)。定值問(wèn)題掌握定值問(wèn)題的運(yùn)算方法,怎么進(jìn)行猜想證明,消參。重點(diǎn)必考點(diǎn),在圓錐曲線大題第二問(wèn)出現(xiàn)。定比點(diǎn)差法掌握定比點(diǎn)差法的應(yīng)用條件及方法的運(yùn)用基礎(chǔ)必考點(diǎn),在一些條件下,用定必點(diǎn)差法比傳統(tǒng)曲直聯(lián)立跟韋達(dá)定理更方便。移動(dòng)齊次化掌握移動(dòng)齊次化的應(yīng)用條件及方法的運(yùn)用基礎(chǔ)必考點(diǎn),斜率和差的條件下,用移動(dòng)齊次化比傳統(tǒng)曲直聯(lián)立跟韋達(dá)定理更方便。非對(duì)稱韋達(dá)掌握非對(duì)稱韋達(dá)的應(yīng)用方法?;A(chǔ)必考點(diǎn),在非對(duì)稱條件出現(xiàn)的情況下,應(yīng)用非對(duì)稱韋達(dá)常用的方法處理。知識(shí)點(diǎn)01面積最值求面積最值這類(lèi)問(wèn)題的核心是:將面積表示為某個(gè)變量的函數(shù),然后通過(guò)代數(shù)方法求該函數(shù)的最值。
一、設(shè)參建模設(shè)直線:根據(jù)題意設(shè)出直線方程。如果直線過(guò)定點(diǎn),使用點(diǎn)斜式y(tǒng)=k(x?x?)+y?最為常見(jiàn)。如果直線與y軸平行,需單獨(dú)考慮。設(shè)交點(diǎn):設(shè)出直線與圓錐曲線兩個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo)A(x?,y?),B(x?,y?)。二、聯(lián)立方程將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立,消去x或y,得到一個(gè)關(guān)于x(或y)的一元二次方程。三、表達(dá)目標(biāo)量1、弦長(zhǎng)公式設(shè)M(x1?,??①設(shè)直線為y=kx+m上,代入化簡(jiǎn),得|MN|=1+②設(shè)直線方程為x=ty+m,代入化簡(jiǎn),得|MN|=2、三角形的面積①SΔ②SΔ③在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知△OMN的頂點(diǎn)分別為O(0?,??0),M(x四、求最值目標(biāo)量(弦長(zhǎng)或面積)通常表示為一個(gè)關(guān)于參數(shù)(如斜率k)的函數(shù)f(k)。定義域優(yōu)先:在求最值前,必須確定參數(shù)的取值范圍。常用求最值方法:配方法:適用于二次函數(shù)?;静坏仁椒ǎ哼m用于能化為a+b≥2ab或ab≤導(dǎo)數(shù)法:當(dāng)函數(shù)形式復(fù)雜(如分式、高次)時(shí),這是最通用的方法。求導(dǎo),找駐點(diǎn),判斷單調(diào)性。知識(shí)點(diǎn)02面積比求面積比的核心在于將面積的比值轉(zhuǎn)化為線段比、坐標(biāo)比或直接面積表達(dá)式之比,然后利用韋達(dá)定理和“設(shè)而不求”的思想進(jìn)行整體代換,最終化為一個(gè)變量的函數(shù)來(lái)求解或證明定值、或求范圍。利用幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化比值共線或共點(diǎn)三角形:如果兩個(gè)三角形有公共頂點(diǎn)或底邊在同一直線上,它們的面積比往往等于對(duì)應(yīng)底邊或高線的比值。這是最有效的簡(jiǎn)化方法。平行線:題目中若存在平行線,必然產(chǎn)生相似三角形,要充分利用其帶來(lái)的比例關(guān)系。分解復(fù)雜圖形:對(duì)于復(fù)雜的多邊形面積比,可以將其分割成若干個(gè)三角形面積之和或差,然后分別計(jì)算這些三角形的面積,再求比值。“設(shè)而不求”的極致運(yùn)用不僅對(duì)交點(diǎn)坐標(biāo)“設(shè)而不求”,對(duì)于比值中出現(xiàn)的復(fù)雜項(xiàng),有時(shí)可以將其視為一個(gè)整體,在化簡(jiǎn)過(guò)程中可能會(huì)被約去,從而避免繁瑣的計(jì)算。變量歸一化當(dāng)問(wèn)題中有多個(gè)變量時(shí),要努力利用已知條件(如點(diǎn)共線、線垂直等)找到變量之間的關(guān)系,減少自由變量的個(gè)數(shù),最終將比值化為單變量函數(shù)或常數(shù)。知識(shí)點(diǎn)03三點(diǎn)共線問(wèn)題在圓錐曲線大題中證明三點(diǎn)共線是一個(gè)經(jīng)典問(wèn)題。其核心思想是:將幾何共線關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系式。利用三點(diǎn)
A(x?,斜率相等:從三點(diǎn)中任意選擇兩點(diǎn)構(gòu)成兩條直線,證明兩直線斜率相等,注意斜率不存在的情況。向量共線:如果向量
AB
與向量
AC(或
BC)共線(即平行),則
A點(diǎn)在直線上:求出直線
AB
的方程,然后證明點(diǎn)
C
的坐標(biāo)滿足該方程。知識(shí)點(diǎn)04四點(diǎn)共圓問(wèn)題以四點(diǎn)共圓為背景的圓錐曲線大題是壓軸題中的經(jīng)典類(lèi)型,最經(jīng)典例題為2021年新高考I卷中的21題。其核心在于
“如何將幾何的圓問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可操作的代數(shù)條件”
。四點(diǎn)共圓中常用的幾何性質(zhì)有以下幾點(diǎn)一、對(duì)角互補(bǔ)當(dāng)四點(diǎn)在某種對(duì)稱結(jié)構(gòu)下,??珊?jiǎn)化為兩組對(duì)邊的斜率互為相反數(shù)。則直接轉(zhuǎn)化為直線的斜率關(guān)系,非常適合與韋達(dá)定理結(jié)合。二、相交弦定理(冪定理)若四點(diǎn)共圓,兩條弦AC,BD相交于P點(diǎn),滿足
PA·PB=PC·PD。對(duì)于四點(diǎn)共圓問(wèn)題,要建立起強(qiáng)大的信心:它看似是“圓”的問(wèn)題,但本質(zhì)上是通過(guò)一些優(yōu)美的幾何定理(如對(duì)角互補(bǔ)),被轉(zhuǎn)化成了一個(gè)純粹的直線斜率關(guān)系問(wèn)題,從而能夠完美地融入我們熟悉的韋達(dá)定理和“設(shè)而不求”的框架中予以解決。知識(shí)點(diǎn)05定點(diǎn)問(wèn)題找到動(dòng)直線(或動(dòng)點(diǎn))方程中參數(shù)(如斜率k)的“不變部分”。將方程整理為關(guān)于參數(shù)的恒等式,令其系數(shù)為零,即可求出定點(diǎn)(或定直線)。一、直接推導(dǎo)設(shè)參:設(shè)出動(dòng)直線的方程。通常已知直線過(guò)某個(gè)定點(diǎn)或已知斜率,常用點(diǎn)斜式:y=kx+m。尋找關(guān)系:利用題目條件(如直線與圓錐曲線相切、相交,或與其他幾何條件如垂直、中點(diǎn)等相關(guān)),找到一個(gè)關(guān)于k和m的關(guān)系式。消參定型:將找到的k和m關(guān)系式代回原始的直線方程y=kx+m中。得到只含一個(gè)參數(shù)的解析式。關(guān)鍵步驟:將此方程整理為關(guān)于參數(shù)k的方程,要使這個(gè)方程對(duì)所有k值都成立,則k的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)必須同時(shí)為零。對(duì)于y?C=k(x?D)形式,定點(diǎn)顯然是(D,C)。對(duì)于更復(fù)雜的形式,將方程按k的冪次項(xiàng)整理,令各項(xiàng)系數(shù)為零,解方程組即可求出定點(diǎn)(x,y)。二、先猜后證法當(dāng)直接推導(dǎo)復(fù)雜或難以進(jìn)行時(shí),此方法能指明方向,簡(jiǎn)化計(jì)算。猜定點(diǎn):特殊位置法:取參數(shù)(如斜率k)的兩個(gè)特殊值(如0,斜率不存在(豎直直線),1,-1等),畫(huà)出兩條對(duì)應(yīng)的特殊位置直線。求交點(diǎn):解這兩條特殊直線的交點(diǎn),該點(diǎn)即為猜測(cè)的定點(diǎn)(x0證定點(diǎn):則動(dòng)直線的方程可以化簡(jiǎn)為y?y0=f(k)(x?x0)知識(shí)點(diǎn)06點(diǎn)在定直線上將動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)表示為某個(gè)參數(shù)(通常是斜率k)的函數(shù),然后消參,得到一個(gè)關(guān)于x,y的二元一次方程,即為定直線方程。主要步驟為:1、設(shè)參并表示動(dòng)點(diǎn)2、建立關(guān)系3、消參4、得到定直線方程在解題過(guò)程中,可以使用幾何性質(zhì)轉(zhuǎn)化,先猜后證等方法幫助解決計(jì)算問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)07定值問(wèn)題將待證的目標(biāo)量(如斜率積、線段乘積、面積等)用參數(shù)(通常是斜率
k)表示出來(lái),通過(guò)代數(shù)運(yùn)算消去參數(shù),若結(jié)果是一個(gè)常數(shù)常見(jiàn)的定值類(lèi)型有:1、斜率的和、積、比為定值2、線段長(zhǎng)度、乘積或倒數(shù)和為定值3、面積為定值4、向量數(shù)量積為定值“先猜后證”:取參數(shù)的特殊值(如
k=0,
k=1,
k→∞),快速計(jì)算出目標(biāo)量的值。這個(gè)值很可能就是定值。這不僅能預(yù)知結(jié)果、增強(qiáng)信心,還能用來(lái)驗(yàn)證最終化簡(jiǎn)結(jié)果是否正確。“設(shè)而不求”的極致運(yùn)用:不僅對(duì)交點(diǎn)坐標(biāo)“設(shè)而不求”,對(duì)于復(fù)雜的中間量,也保持其整體形式,在后續(xù)運(yùn)算中可能會(huì)相互抵消。參數(shù)關(guān)系式的挖掘:定值問(wèn)題的核心往往在于題目中隱藏的參數(shù)關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)08定比點(diǎn)差法定比點(diǎn)差法是解決圓錐曲線中涉及線段定比分點(diǎn)或中點(diǎn)問(wèn)題的一柄利器。它繞開(kāi)了傳統(tǒng)的聯(lián)立和韋達(dá)定理,直接從點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系入手,具有思路清晰、計(jì)算簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)。核心思想:“設(shè)分點(diǎn),代曲線,作差化簡(jiǎn)”直線與圓錐曲線相交于A、B兩點(diǎn),若P點(diǎn)滿足線性關(guān)系A(chǔ)P=λPB(λ≠?1),,通過(guò)將
A,B坐標(biāo)代入曲線方程,然后利用定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式作差,直接建立起點(diǎn)
定比點(diǎn)差法通過(guò)巧妙地構(gòu)造方程間的加權(quán)差,利用平方差公式和定比分點(diǎn)公式,直接溝通了分點(diǎn)坐標(biāo)、曲線參數(shù)和弦的斜率,實(shí)現(xiàn)了“化曲為直”,是解決此類(lèi)結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的典范方法。知識(shí)點(diǎn)09平移齊次化1、齊次化常用于處理與斜率相關(guān)的問(wèn)題,如過(guò)某定點(diǎn)的兩條直線的斜率之和與斜率之積。此時(shí)我們可以將曲線方程構(gòu)造成x2,xy,y2的齊次式方程,再除以2、如果目標(biāo)點(diǎn)不在原點(diǎn),則需要平移圖形,將公共點(diǎn)平移到原點(diǎn),無(wú)論如何平移,直線斜率是不變的.注意平移口訣是“左加右減,上減下加”.知識(shí)點(diǎn)10非對(duì)稱韋達(dá)我們常規(guī)解決圓錐曲線問(wèn)題時(shí),都是用到韋達(dá)定理,根據(jù)x1+x2=?ba?,?x1x1x2x1x2題型一面積最值解|題|技|巧將面積表示為某個(gè)變量的函數(shù),然后通過(guò)代數(shù)方法求該函數(shù)的最值。
【典例1】(24-25高二上·江蘇鎮(zhèn)江·期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為F,位于第一象限的點(diǎn)在拋物線C上,且.直線l過(guò)焦點(diǎn)F且與拋物線C交于A,B兩點(diǎn).(1)若l的傾斜角為,求弦長(zhǎng)的值;(2)若過(guò)F且與l垂直的直線交C于M,N兩點(diǎn),求四邊形的面積的最小值,【答案】(1)8(2)32【分析】(1)根據(jù)拋物線的定義求出p的值,求出直線l的方程,與拋物線的方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理和弦長(zhǎng)公式求解;(2)設(shè)直線l的方程為:,,與拋物線的方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理和弦長(zhǎng)公式求出和的值,再利用基本不等式求出四邊形的面積的最小值.【詳解】(1)由題意可得,所以,得拋物線C的方程為:,焦點(diǎn)為,直線l的方程為:,聯(lián)立方程,消去y得,設(shè),則,得弦長(zhǎng).(2)設(shè)直線l的方程為:,,聯(lián)立方程,消去x得,設(shè),則,所以,同理可得,所以四邊形的面積為:,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立,所以四邊形的面積的最小值為:【典例2】(24-25高二上·河北保定·期末)已知橢圓的左,右焦點(diǎn)分別為,,,離心率.(1)求橢圓C的方程;(2)過(guò)點(diǎn)作兩條相互垂直的直線分別與曲線C相交于P,Q和E,F(xiàn),求四邊形EPFQ面積的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用待定系數(shù)法,即可求解;(2)利用弦長(zhǎng)公式表示面積,再利用換元,轉(zhuǎn)化為函數(shù)問(wèn)題求最值.【詳解】(1)由,即,又,即,,,故橢圓C的方程為.(2)設(shè)四邊形EPFQ面積為S,當(dāng)直線PQ與直線EF有一條斜率為0時(shí),另一條斜率不存在,不妨設(shè)直線PQ斜率不存在,此時(shí)直線EF與x軸重合,,且PQ方程為,將與聯(lián)立,求得兩交點(diǎn)為,,,故.當(dāng)直線PQ與直線EF有一條斜率為可設(shè)直線PQ的方程為,,,聯(lián)立方程,得且恒成立,,,同理可得,令,則,,令,則,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,故.【變式1】(24-25高二上·廣西玉林·期末)已知為坐標(biāo)原點(diǎn),橢圓的兩個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為和,短軸長(zhǎng)為.(1)求橢圓的方程;(2)若直線過(guò)橢圓右焦點(diǎn),與橢圓交于、兩點(diǎn),若,求直線的方程;(3)若直線的斜率為,與橢圓交于、兩點(diǎn),記以、為直徑的圓的面積分別為、,的面積為,求的最大值.【答案】(1)(2)或(3)【分析】(1)由題意易得、的值,得橢圓的方程;(2)先排除直線斜率為,然后設(shè)直線方程為,聯(lián)立直線和橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理和可得,即可求解;(3)設(shè)直線為,聯(lián)立直線和橢圓結(jié)合韋達(dá)定理可得弦長(zhǎng),再根據(jù)點(diǎn)到直線距離可得,再根據(jù)點(diǎn)在橢圓上,可得進(jìn)而可得,再利用二次函數(shù)性質(zhì)求最值.【詳解】(1)由已知兩個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為和,得,由短軸長(zhǎng)為,得,則橢圓方程:.(2)易知,當(dāng)直線的斜率為時(shí),不妨設(shè)、,則,不滿足題意;所以,直線不與軸重合,設(shè)直線的方程為,、;聯(lián)立直線與橢圓方程,消去可得,易知,由韋達(dá)定理可得,;所以,解得,所以,即或,綜上,直線的方程為或.(3)設(shè)直線的方程為,、,由,消去得,,即,則,,所以點(diǎn)到直線的距離,所以,又,,所以,所以則當(dāng)即時(shí),取最大值為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中的最值問(wèn)題解決方法一般分兩種:一是幾何法,特別是用圓錐曲線的定義和平面幾何的有關(guān)結(jié)論來(lái)求最值;二是代數(shù)法,常將圓錐曲線的最值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)或三角函數(shù)的最值問(wèn)題,然后利用基本不等式、函數(shù)的單調(diào)性或三角函數(shù)的有界性等求最值.【變式2】(24-25高二上·浙江金華·期末)已知橢圓,左右焦點(diǎn)分別為,左右頂點(diǎn)分別為,下上頂點(diǎn)分別為.(1)若為直角三角形,的面積為,求橢圓方程.(2)過(guò)右焦點(diǎn)的直線交橢圓C于P,Q兩點(diǎn)(P,Q分別在第一、四象限),連接并延長(zhǎng)交橢圓C于點(diǎn)N;①若,求橢圓的離心率e.②在(1)條件下,求四邊形面積的取值范圍.【答案】(1)(2)①;②【分析】(1)根據(jù)題意,列出的方程求解;(2)①設(shè),根據(jù)橢圓定義結(jié)合可得,又由,運(yùn)算求得答案;②設(shè)直線為與橢圓方程聯(lián)立,可得,由點(diǎn)P,Q分別在第一、四象限可得,求得,四邊形面積為,可得,換元令,利用函數(shù)單調(diào)性求得答案.【詳解】(1)由于為直角三角形,且的面積為,則,所以橢圓方程為.(2)①如圖,設(shè),則,由于,則,則,所以,
則,又,得到,解得.
②設(shè)直線為或(舍去),設(shè)點(diǎn),將直線與橢圓方程聯(lián)立,,可得,則,
記四邊形面積為,又因?yàn)辄c(diǎn)P,Q分別在第一、四象限,則,即,解得,
則,
令,則,由于,則當(dāng),S單調(diào)遞減,∴.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第二問(wèn)的②解題的關(guān)鍵是將四邊形面積表示為,可得,并根據(jù)條件求得,利用函數(shù)單調(diào)性求解.題型二面積比解|題|技|巧求面積比的核心在于將面積的比值轉(zhuǎn)化為線段比、坐標(biāo)比或直接面積表達(dá)式之比,最終化為一個(gè)變量的函數(shù)來(lái)求解或證明定值、或求范圍?!镜淅?】(24-25高二上·河南焦作·期末)已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,直線與軸交于點(diǎn),且.(1)求的方程;(2)若為上不同于點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn),直線交軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作的兩條切線,,分別交軸于點(diǎn)P,Q,交軸于點(diǎn),.①證明:;②證明:(S表示面積).【答案】(1)(2)①證明見(jiàn)解析;②證明見(jiàn)解析【分析】(1)由題意建立方程求得,進(jìn)而求得,即可得解.(2)①設(shè),設(shè)出切線方程并與雙曲線聯(lián)立,根據(jù)判別式及韋達(dá)定理得,求出直線的方程及的坐標(biāo),進(jìn)而求出點(diǎn)P,Q坐標(biāo),通過(guò)計(jì)算中點(diǎn)坐標(biāo)證明即可;②根據(jù)三角形面積公式,將所證等式化為線段長(zhǎng)度的比例關(guān)系,通過(guò)①中的坐標(biāo),計(jì)算相關(guān)線段長(zhǎng)度,即可證明.【詳解】(1)由題可知,由直線與軸交于點(diǎn),且,可得,若,則,即,無(wú)解,若,則,即,則,故的方程為.(2)如圖所示,設(shè),易知過(guò)點(diǎn)且與相切的直線的斜率存在且不等于0和,設(shè)切線的方程為,與的方程聯(lián)立,消去,整理得,由,整理得,設(shè)切線,的斜率分別為,,則,①由題可知直線的方程為,令,得,因?yàn)椋姆匠虨?,,所以,,所以,故是的中點(diǎn),即.②因?yàn)椋?,,的高相等,所以,?由上述過(guò)程可知,,,.所以,,,.又,所以,,所以,即.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:解答直線與雙曲線的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)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.【典例2】(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知橢圓的下頂點(diǎn)為,左右焦點(diǎn)分別為,橢圓上的點(diǎn)到距離的最小值為,且拋物線截軸所得的線段長(zhǎng)為的長(zhǎng)半軸長(zhǎng).(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)原點(diǎn)的直線與相交于B,C兩點(diǎn),直線AB,AC分別與相交于P,Q兩點(diǎn).
①證明:直線AB與直線AC的斜率之積為定值;
②記和的面積分別是,,求的最小值.【答案】(1)(2)①證明見(jiàn)解析;②.【分析】(1)由的關(guān)系以及,即可求解.(2)①由題意設(shè)方程為.聯(lián)立拋物線方程,結(jié)合韋達(dá)定理以及斜率公式即可得證.②由三角形面積公式只需分別求出,分別聯(lián)立直線方程與拋物線、橢圓方程,結(jié)合弦長(zhǎng)公式以及同理思想即可求解,進(jìn)一步由基本不等式即可得解.【詳解】(1)已知拋物線:中,令,解得,所以,因?yàn)闄E圓上的點(diǎn)到距離的最小值為,則,所以,從而,∴橢圓的方程為:.(2)①直線的斜率顯然存在,設(shè)方程為.由,整理得,設(shè),,則,,,由已知,所以的斜率分別為,,故,所以直線與直線的斜率之積為定值;②設(shè)直線AB:,顯然,由,解得:或,∴,則,由①知,直線:,則,由,得,解得或,,則,由①知,直線:,,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,即最小值為.【變式1】(25-26高二上·黑龍江大慶·月考)在平面直角坐標(biāo)系中,已知雙曲線與直線有唯一的公共點(diǎn),過(guò)點(diǎn)且與垂直的直線分別交軸、軸與兩點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)的軌跡為曲線.記,直線的方程為,直線與曲線交于兩點(diǎn)(點(diǎn),點(diǎn)均位于軸右側(cè)).記直線和的交點(diǎn)為點(diǎn),設(shè)直線,的斜率分別為.(1)求曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)記,的面積分別為,,求的最小值.【答案】(1),(2)3【分析】(1)聯(lián)立直線與雙曲線方程,由可得,求得的坐標(biāo),再求出過(guò)點(diǎn)且與直線垂直的直線方程,從而得到、的關(guān)系,即可得解.(2)聯(lián)立直線與雙曲線的方程,利用韋達(dá)定理及斜率坐標(biāo)公式,推理計(jì)算可得,聯(lián)立直線與的方程求出點(diǎn)的橫坐標(biāo),再求出三角形的面積的函數(shù)關(guān)系并求出最小值.【詳解】(1)由,消去得,又,且是雙曲線與直線唯一的公共點(diǎn),則,解得,,且點(diǎn),過(guò)點(diǎn)且與直線垂直的直線為,令,得,令,得,因此,于是曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,.(2)設(shè),
由,消去x并整理得,由直線與雙曲線的右支交于兩點(diǎn),得可得,解得,則,,即,而,所以,即,則直線:,直線:,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,于是,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以的最小值為3.【變式2】(24-25高二上·江蘇南京·月考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知雙曲線的左、右頂點(diǎn)分別為,離心率為.(1)求雙曲線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線l與雙曲線C的右支交于M,N兩點(diǎn).(i)記直線,的斜率分別為,,證明:是定值;(ii)設(shè)G為直線和的交點(diǎn),記,的面積分別為,,求的最小值.【答案】(1)(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)【分析】(1)利用雙曲線的頂點(diǎn)和離心率,結(jié)合雙曲線方程求出即可.(2)設(shè)出直線的方程與雙曲線聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及斜率公式,推理計(jì)算即可.(3)由(2)可得斜率之間的關(guān)系,聯(lián)立方程求出點(diǎn)坐標(biāo),再求出三角形面積的函數(shù)關(guān)系并求出最小值.【詳解】(1)(1)由題意知,因?yàn)椋?,,所以雙曲線的方程為.(2)(i)依題意,設(shè)直線的方程為,.由消去x并整理得.由直線與雙曲線的右支交于兩點(diǎn),可得.解得.則,.即,而.所以為定值.(ii)由(2)知,直線:,直線:.則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.于是.因?yàn)?,所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以的最小值為.題型三三點(diǎn)共線問(wèn)題解|題|技|巧利用三點(diǎn)
A(x?,【典例1】(24-25高二上·四川瀘州·期末)已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,離心率為2,分別為的左,右頂點(diǎn),A為雙曲線上一點(diǎn),且.(1)求點(diǎn)A的坐標(biāo);(2)設(shè)點(diǎn)在上.(?。┤酎c(diǎn)A在第一象限且直線的斜率為-2,求證:直線的斜率之和為定值;(ⅱ)若,過(guò)的直線與的兩條漸近線分別交于兩點(diǎn),,過(guò)且斜率為的直線與過(guò)且斜率為的直線交于點(diǎn),若.求證:三點(diǎn)共線.【答案】(1)點(diǎn)A的坐標(biāo)為或或或(2)(?。┳C明見(jiàn)解析,(ⅱ)證明見(jiàn)解析【分析】(1)由題可得雙曲線方程,設(shè),由可得,然后由點(diǎn)A在雙曲線上可得答案;(2)(?。⒅本€PQ方程與雙曲線方程聯(lián)立,由韋達(dá)定理可得,據(jù)此可化簡(jiǎn)直線的斜率之和,由此可完成證明;(ⅱ)設(shè)直線MN方程為,,將直線MN方程與雙曲線漸近線方程聯(lián)立,可得,結(jié)合,可得,將直線PG方程代入雙曲線方程可得:P的橫坐標(biāo)與Q的橫坐標(biāo),據(jù)此可得,隨后可完成證明.【詳解】(1)求雙曲線方程及點(diǎn)A的坐標(biāo):已知雙曲線右焦點(diǎn),離心率,因?yàn)樵陔p曲線中(為半焦距),且,所以,又因?yàn)?,所以,則雙曲線的方程為;設(shè),則,由,可得:,即,又因?yàn)樵陔p曲線上,所以,即,將代入,得:,整理,得,解得:,當(dāng)時(shí),,即;當(dāng)時(shí),,即,所以點(diǎn)A的坐標(biāo)為或或或;(2)(?。┳C明:直線的斜率之和為定值:因?yàn)辄c(diǎn)A在第一象限,所以,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,消去得:,化簡(jiǎn)得:由韋達(dá)定理,得:,直線的斜率,直線的斜率,則,因?yàn)椋肷鲜?,得:,將上式的分子展開(kāi),得:,整理,得:,代入,可得,即,所以直線的斜率之和為定值;(ⅱ)證明三點(diǎn)共線:雙曲線的漸近線方程為,由題可得直線PQ,MN斜率存在且不為0設(shè)直線MN方程為,設(shè)如圖,直線MN與交點(diǎn)為M,與交點(diǎn)為N.聯(lián)立,解得:,即,聯(lián)立,解得:,即,則.由,則移項(xiàng)并利用平方差公式,可得:.由題,直線PG斜率為,直線QG斜率為,又,則,則,又,則.直線PG方程為:,代入中,則,據(jù)此可得P的橫坐標(biāo)即,同理可得Q的橫坐標(biāo)即.則,.則.由,代入,則.則,則點(diǎn)G滿足直線MN方程,所以G,M,N三點(diǎn)共線.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:證明三點(diǎn)共線,通??衫孟蛄?,由向量共線證明三點(diǎn)共線,也可利用斜率,由兩條線段相交且斜率相等完成證明,或類(lèi)似于本題,利用坐標(biāo)法完成證明.【典例2】(24-25高二下·河南南陽(yáng)·期末)已知橢圓:()的右焦點(diǎn)為,且點(diǎn)到長(zhǎng)軸兩個(gè)端點(diǎn)的距離分別為和,為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)求的方程.(2)過(guò)點(diǎn)且不與軸重合的直線與交于兩點(diǎn).(ⅰ)若的面積為,求的方程;(ⅱ)若線段的中點(diǎn)為,在點(diǎn)處分別作的切線,兩切線相交于點(diǎn),求證:,,三點(diǎn)共線.【答案】(1);(2)(?。┗蚧蚧?;(ⅱ)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)題意列出關(guān)于的方程組,解得,從而可得,即可得橢圓方程;(2)(?。┰O(shè)直線,聯(lián)立方程組,根據(jù)韋達(dá)定理計(jì)算的面積,可解得或,即可得直線方程;(ⅱ)利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式計(jì)算出點(diǎn)的坐標(biāo),即可得;設(shè)出以點(diǎn)為切點(diǎn)的切線方程,與橢圓方程聯(lián)立,利用根的判別式可求出切線斜率,即可得出切線方程,同理可得點(diǎn)為切點(diǎn)的切線方程,聯(lián)立兩切線方程可求得點(diǎn)的坐標(biāo),即可得,由可證得三點(diǎn)共線.【詳解】(1)由題意可得,解得,則,所以橢圓的方程為.(2)由(1)可知,,設(shè)直線,聯(lián)立,可得,則,設(shè),則.(?。?,則,整理可得即,解得或,則或,所以,直線的方程為或或或.(ⅱ)設(shè)點(diǎn),則,,所以.設(shè)以點(diǎn)為切點(diǎn)的切線方程為即,聯(lián)立,可得,則,整理得,則,因?yàn)辄c(diǎn)是橢圓上的點(diǎn),所以,即,則,所以以點(diǎn)為切點(diǎn)的切線方程為.同理可得,以點(diǎn)為切點(diǎn)的切線方程為.聯(lián)立兩切線方程,消去,可得,整理得,結(jié)合化簡(jiǎn)可得,由題意,,故,代入直線方程,可得,所以,則,其中,故,,三點(diǎn)共線.【變式1】(24-25高二上·河北邢臺(tái)·期末)若橢圓上的兩個(gè)不同的點(diǎn)滿足0,則稱為該橢圓的一組“相伴點(diǎn)對(duì)”,記作.已知橢圓的焦距為,離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,證明橢圓上存在兩個(gè)點(diǎn)滿足“相伴點(diǎn)對(duì)”,并求點(diǎn)的坐標(biāo);(3)設(shè)(2)中的兩個(gè)點(diǎn)分別是,若直線與直線的斜率之積為,直線與橢圓交于兩點(diǎn),點(diǎn),連接交橢圓于另一點(diǎn),連接交橢圓于另一點(diǎn),證明:三點(diǎn)共線.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)由題意求出得橢圓方程;(2)根據(jù)新定義列方程組求解;(3)由(2)求得,設(shè),求出方程,與橢圓方程聯(lián)立方程組,消去后,利用是此方程的解得出,然后可得,同理得,由得出的關(guān)系式,用坐標(biāo)法判斷得出三點(diǎn)共線.【詳解】(1)由題,,即,又,所以,,所以橢圓方程為:(2)設(shè)“相伴點(diǎn)對(duì)”的坐標(biāo)為,根據(jù)定義:點(diǎn)的坐標(biāo)滿足所以或于是有兩個(gè)點(diǎn)滿足,且點(diǎn)的坐標(biāo)為.(3)由(2),,所以,設(shè),,,直線方程為,由,得,其中,又,代入整理得,,,所以,,同理,,由得,由,,所以,所以三點(diǎn)共線.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:涉及到直線與橢圓的交點(diǎn)問(wèn)題可設(shè)出交點(diǎn)坐標(biāo),如題中,解決三點(diǎn)共線問(wèn)題,可用坐標(biāo)法證明兩個(gè)向量共線,從而在證明平行的坐標(biāo)表示中需要得出兩點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系,于是我們利用直線與橢圓相交解方程組的方程把的坐標(biāo)用坐標(biāo)表示,而利用得出所要關(guān)系式,完成證明.【變式2】(25-26高二上·重慶渝北·期中)已知橢圓的方程為,過(guò)點(diǎn),且離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)若為橢圓的右焦點(diǎn),M,N是橢圓上的兩點(diǎn)且直線MN與曲線相切,證明:M,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線的充要條件是.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)由橢圓過(guò)已知點(diǎn)和離心率列方程組,求解即得;(2)必要性:由三點(diǎn)共線及直線與圓相切可得直線方程,聯(lián)立直線與橢圓方程可證;充分性:設(shè)直線,由直線與圓相切得,聯(lián)立直線與橢圓方程結(jié)合弦長(zhǎng)公式可得,進(jìn)而可得,即可得解.【詳解】(1)由題意,解得所以橢圓方程為;(2)由(1)得,,曲線為,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線,M,N,F(xiàn)三點(diǎn)不共線,不合題意;當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè),必要性:若M,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線,可設(shè)直線即,由直線與曲線相切可得,解得,聯(lián)立,得,所以,所以,所以必要性成立;充分性:設(shè)直線即,由直線與曲線相切可得,所以,聯(lián)立可得,所以,所以由直線與曲線相切可得,所以,所以由,得化簡(jiǎn)得,所以,所以或,所以直線或,所以直線過(guò)點(diǎn),M,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線,充分性成立;所以M,N,F(xiàn)三點(diǎn)共線的充要條件是.題型四四點(diǎn)共圓解|題|技|巧四點(diǎn)共圓本質(zhì)上是通過(guò)一些幾何性質(zhì)(如對(duì)角互補(bǔ)),轉(zhuǎn)化成了代數(shù)問(wèn)題,從而能夠完美地融入我們熟悉的韋達(dá)定理和“設(shè)而不求”的框架中予以解決?!镜淅?】(24-25高二上·安徽合肥·期末)已知雙曲線E經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1)求E的方程.(2)若直線l經(jīng)過(guò)E的右焦點(diǎn)F且與E的左、右兩支分別交于點(diǎn)C,D(C與A不重合),的中點(diǎn)為M,l與直線交于點(diǎn)G,直線與E交于另一點(diǎn)N,證明:(i)軸;(ii)四點(diǎn)共圓.【答案】(1)(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)E經(jīng)過(guò)點(diǎn),求出的值,即可求E的方程;(2)(i)設(shè),與雙曲線方程聯(lián)立,求出,再求出直線,的方程,可得,從而得軸;(ii)求得,結(jié)合M為的中點(diǎn),可得點(diǎn)N在以為直徑的圓上.再證明點(diǎn)A也在以為直徑的圓上即可.【詳解】(1)因?yàn)镋經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以,因?yàn)镋經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以,得,所以E的方程為(2)(i)由題意知l的斜率存在且不為0,,故設(shè),,則,即由消去x,得所以設(shè),則由,解得,所以所以直線,即.設(shè),由得,又,所以,因?yàn)?,所以軸.(ii)由弦長(zhǎng)公式可知,因?yàn)樗运?,又M為的中點(diǎn),所以點(diǎn)N在以為直徑的圓上.因?yàn)樗渣c(diǎn)A也在以為直徑的圓上.綜上,四點(diǎn)共圓.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解答(i)的關(guān)鍵是求出的縱坐標(biāo)并證明其相等;解答(ii)的關(guān)鍵是將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明點(diǎn)在以為直徑的圓上.【典例2】(24-25高二上·湖南株洲·期末)已知拋物線:的焦點(diǎn)為,為坐標(biāo)原點(diǎn),位于第一象限的點(diǎn)為上一點(diǎn),,且垂直于軸.(1)求拋物線的方程;(2)已知直線與交于,兩點(diǎn),求證:,,,四點(diǎn)共圓.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)點(diǎn)距離即可求解,(2)聯(lián)立直線與拋物線方程,可得點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)關(guān)系即可求解垂直,進(jìn)而可求解.【詳解】(1)由題意知,由軸,知,,由,知,解得,所以拋物線的方程為.(2)聯(lián)立得,解得,.設(shè),,由,在拋物線上知,.又,,所以,,,,所以,,所以,,所以,在以為直徑的圓上,即,,,四點(diǎn)共圓.【變式1】(24-25高二上·山東煙臺(tái)·期末)已知雙曲線的離心率為2,且過(guò)點(diǎn).(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)的右焦點(diǎn)的直線與的左、右兩支分別交于兩點(diǎn)(異于頂點(diǎn)),①證明:以為直徑的圓恒過(guò)定點(diǎn),并求出的坐標(biāo);②對(duì)于①中的,設(shè)過(guò)的中點(diǎn)且與軸平行的直線與的右支交于點(diǎn),直線與的交點(diǎn)為,證明:.【答案】(1)(2)①證明見(jiàn)解析,;②證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題意可得關(guān)于的方程組,求解即可得雙曲線的方程;(2)(i)設(shè)點(diǎn),直線方程為,與雙曲線方程聯(lián)立方程組可得,設(shè),利用對(duì)恒成立可求得定點(diǎn)的坐標(biāo);(ii)求得的坐標(biāo),可求得,進(jìn)而可得四點(diǎn)共圓,可證得結(jié)論.【詳解】(1)由題意.將點(diǎn)代入雙曲線方程得,解得.所以,雙曲線的方程為;(2)(i)設(shè)點(diǎn),直線方程為,聯(lián)立方程,得,所以,,.設(shè),則,即對(duì)任意恒成立.所以,解得所以,以為直徑的圓恒過(guò)點(diǎn).(ii).由題意可知,代入雙曲線方程可得,設(shè)的中點(diǎn)為,則,所以,所以.又,所以四點(diǎn)共圓.由相交弦定理得.【變式2】(24-25高三下·江蘇·月考)已知為離心率為的橢圓的右焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線與交于兩點(diǎn)(在第一象限).(1)求的方程;(2)求的面積的最大值;(3)若直線與軸交于點(diǎn),求證:四點(diǎn)共圓.【答案】(1)(2)(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)利用條件列出關(guān)于的方程組,求解即得橢圓方程;(2)先求出點(diǎn),利用對(duì)稱性求得,寫(xiě)出的面積表達(dá)式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得面積最大值;(3)根據(jù)圖形對(duì)稱性,設(shè)的外接圓圓心,求出其半徑,寫(xiě)出外接圓方程,代入點(diǎn),求得,化簡(jiǎn)圓的方程,利用直線的方程求得點(diǎn),將代入圓的方程,推得,證明點(diǎn)在該圓上即可.【詳解】(1)依題意,,解得,故的方程為;(2)依題意,點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,將代入,解得,因點(diǎn)在第一象限,則,,的面積為,因,則當(dāng),即時(shí),取得最大值為;(3)因關(guān)于軸對(duì)稱,故的外接圓圓心在軸上,設(shè),則的外接圓半徑為,于是的外接圓的方程為:,
因點(diǎn)在該圓上,代入圓的方程解得,則的外接圓方程為:(*)又直線的方程為:,令,可得,將其代入(*),可得:,即點(diǎn)在該圓上,故四點(diǎn)共圓.題型五定點(diǎn)問(wèn)題解|題|技|巧推薦先猜后證法【典例1】(25-26高二上·江蘇常州·期中)橢圓的離心率為,過(guò)點(diǎn)的動(dòng)直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),當(dāng)直線平行于軸時(shí),直線被橢圓截得線段長(zhǎng)為.(1)求橢圓的方程;(2)已知點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作關(guān)于軸對(duì)稱的直線,,與橢圓交于,兩點(diǎn),且直線不平行軸,那么直線是否過(guò)定點(diǎn)?若是,求出定點(diǎn);若不是,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)【分析】(1)由離心率計(jì)算可得,再將代入橢圓方程中計(jì)算可得其交點(diǎn),結(jié)合弦長(zhǎng)即可得解;(2)設(shè)、直線與橢圓另一交點(diǎn)為,則有,設(shè)出并聯(lián)立橢圓方程,可得與橫坐標(biāo)有關(guān)韋達(dá)定理,再表示出直線后,令計(jì)算即可得解.【詳解】(1)由題意可得,則,當(dāng)直線平行于軸時(shí),,聯(lián)立,則,故,解得,則,即橢圓的方程為;(2)設(shè),若直線與橢圓僅有交點(diǎn),則直線與橢圓僅有交點(diǎn),且平行軸,不符,故可設(shè)直線與橢圓另一交點(diǎn)為,由直線,關(guān)于軸對(duì)稱且直線不平行軸,則,且兩直線斜率存在,設(shè),聯(lián)立,消去得,,即,有、,則,由對(duì)稱性可得,若直線過(guò)定點(diǎn),則定點(diǎn)必在軸上,令,則,故直線過(guò)定點(diǎn).【典例2】(25-26高二上·湖北武漢·期中)已知橢圓:的左頂點(diǎn)為,右焦點(diǎn)為,且.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)點(diǎn)作直線與橢圓交于點(diǎn),且點(diǎn)在第一象限,直線與直線交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)且平行于的直線與直線交于點(diǎn).(?。┤?,求直線的斜率;(ⅱ)軸上是否存在定點(diǎn),使得?若存在,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)(ⅰ)1;(ⅱ)存在,【分析】(1)由題意可得,解出即可得;(2)(?。┯煽傻茫霗E圓方程則可得,從而可得點(diǎn)坐標(biāo),再利用兩點(diǎn)間斜率公式計(jì)算即可得;(ⅱ)可猜想,使得平分,設(shè),則可計(jì)算出點(diǎn)坐標(biāo),再分斜率存在與否,得到,最后利用相似三角形的性質(zhì)可得點(diǎn)符合要求,即可得.【詳解】(1)由題意,得,解得,則,故橢圓的方程為;(2)(?。┯?,且,,三點(diǎn)共線,則,則,解得,又,則,由,則直線,即,令,則,故,又,則直線;(ⅱ)設(shè)直線與軸的交點(diǎn)為,由(ⅰ)猜想平分,由直線不與軸重合,可設(shè),,聯(lián)立,消去得,則,即,將直線的方程與直線聯(lián)立,則,則,①當(dāng)斜率不存在時(shí),由(?。┑茫虎诋?dāng)斜率存在時(shí),,則,又,故;由,得,則,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,則,由,則,又,故,則,故軸上存在定點(diǎn),使得.【變式1】(25-26高二上·黑龍江哈爾濱·期中)已知橢圓的右焦點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,離心率為.(1)求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線與橢圓交于兩點(diǎn).(i)當(dāng)線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí),求直線的方程.(ii)若直線分別與軸交于兩點(diǎn),且,試探究此時(shí)直線是否恒過(guò)一個(gè)定點(diǎn),若是,求出該定點(diǎn),若不是,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)(i),(ii)過(guò)定點(diǎn).【分析】(1)由焦點(diǎn)坐標(biāo)和離心率即可求解;(2)(i)設(shè),代入橢圓方程,由點(diǎn)差法求得斜率即可;(ii)聯(lián)立方程組結(jié)合韋達(dá)定理得到,再利用得到,最后分類(lèi)討論求解定點(diǎn)即可.【詳解】(1)由焦點(diǎn)坐標(biāo)得,又,得,所以,則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)(i)設(shè),則和,兩式相減化簡(jiǎn)可得:,又,代入可得:,所以直線的方程為,即;(ii)①若直線斜率不存在,根據(jù)對(duì)稱性可知為等腰直角三角形,得到,此時(shí),則直線,與橢圓方程聯(lián)立,解得,故直線過(guò)橢圓左焦點(diǎn),即,②若直線斜率存在,如圖,設(shè),聯(lián)立方程組,消去得,由韋達(dá)定理可知,由已知得,且設(shè),可以求出直線方程為,令,得到,,故,又因?yàn)?,故,代入韋達(dá)定理得,求得,即,得到或,當(dāng)時(shí),直線過(guò),此時(shí)三點(diǎn)重合,不符合題意;當(dāng)時(shí),直線方程為,此時(shí)直線AB過(guò)定點(diǎn)綜上所述:直線過(guò)定點(diǎn).【變式2】(24-25高二上·廣西梧州·期中)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為為橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),離心率為(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)直線與橢圓C交于A,B兩點(diǎn);①若直線過(guò)橢圓右焦點(diǎn),且的面積為求實(shí)數(shù)k的值;②若直線過(guò)定點(diǎn),且,在x軸上是否存在點(diǎn)使得以、為鄰邊的平行四邊形為菱形?若存在,則求出實(shí)數(shù)t的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)①;②存在,【分析】(1)根據(jù)題意,求出得解;(2)①把直線與橢圓聯(lián)立方程組,利用弦長(zhǎng)公式和點(diǎn)到直線的距離公式,即可求出面積等式,最后求解的值;②把菱形問(wèn)題轉(zhuǎn)化為對(duì)角線互相垂直問(wèn)題,最后轉(zhuǎn)化為兩對(duì)角線的斜率之積為,通過(guò)這個(gè)等式轉(zhuǎn)化為的函數(shù),即可求解取值范圍.【詳解】(1)由橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)為,可得,又離心率為,則,所以由,即橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)①直線過(guò)橢圓右焦點(diǎn)可得:,即,所以由直線與橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程聯(lián)立方程組,消去得:,設(shè)兩交點(diǎn),則有,所以,又橢圓左焦點(diǎn)到直線的距離為,所以,解得:或(舍去),即;②假設(shè)存在點(diǎn)使得以為鄰邊的平行四邊形為菱形,由于直線過(guò)定點(diǎn),且,可知直線方程為,與橢圓聯(lián)立方程組,消去得:,由,且,解得,
設(shè)兩交點(diǎn),中點(diǎn),則有,且,所以,即,整理得,又因?yàn)?,所以,?dāng)且僅當(dāng),即,所以,則.
題型六點(diǎn)在定直線上解|題|技|巧在解題過(guò)程中,可以使用幾何性質(zhì)轉(zhuǎn)化,先猜后證等方法幫助解決計(jì)算問(wèn)題【典例1】(24-25高二下·福建福州·期末)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,離心率為,且橢圓上一點(diǎn)M到的距離的最大值為3,已知直線l過(guò)且與橢圓交于A,B兩點(diǎn).(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求直線l的方程;(3)設(shè)直線AB與y軸交于點(diǎn)D,過(guò)D作直線與橢圓C交于P,Q兩點(diǎn),且,直線AP與BQ交于點(diǎn)N,探究:點(diǎn)N是否在某條定直線上,若存在,求出該直線方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)直線l的方程為;(3)點(diǎn)N不在定直線上【分析】(1)根據(jù)橢圓的性質(zhì)確定a、c的值,即可求出橢圓方程.(2)設(shè)直線l的方程為,聯(lián)立橢圓方程,設(shè),,結(jié)合韋達(dá)定理和共線向量坐標(biāo)關(guān)系求解.(3)首先利用點(diǎn)差法求得直線的方程,然后分別取個(gè)不同的值,求解相應(yīng)個(gè)點(diǎn)坐標(biāo),由向量不共線即可說(shuō)明點(diǎn)N不在某條定直線上.【詳解】(1)根據(jù)橢圓的性質(zhì),橢圓,離心率(c為半焦距),且橢圓上一點(diǎn)到左焦點(diǎn)距離的最大值為.由離心率,可得,因?yàn)闄E圓上一點(diǎn)M到的距離的最大值為3,即,將代入,可得,解得,那么,根據(jù),可得.所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)設(shè),,,因?yàn)橹本€l過(guò),當(dāng)直線l斜率不存在時(shí),與方向相反,不滿足,所以直線l斜率存在,設(shè)直線l的方程為.聯(lián)立直線與橢圓方程,消去y可得:,由韋達(dá)定理得,.因?yàn)?,所以,即,也就是.將代入,可得,即,.再代入,可得,解得,所以直線l的方程為.(3)由(2)知直線AB過(guò),由題意其斜率存在,設(shè)直線AB方程,令,得,所以.由過(guò)點(diǎn),且,則是PQ中點(diǎn);當(dāng)時(shí),直線即為軸,與軸交于原點(diǎn)即,與橢圓交于長(zhǎng)軸兩點(diǎn),此時(shí)不妨取,則過(guò)原點(diǎn)的直線與橢圓交于兩點(diǎn),恒有,由對(duì)稱性可知,即兩直線無(wú)交點(diǎn),不符合題意,故,結(jié)合橢圓對(duì)稱性可知,設(shè),,則,.由,兩式相減得:將,代入上式,可得,因?yàn)椋?,即PQ垂直于y軸,直線方程為.聯(lián)立,可得,,,不妨設(shè),,其中,由(2)知,設(shè),,不妨設(shè),由,.故當(dāng)時(shí),則,又由,可解得,則,且,此時(shí)交點(diǎn);故當(dāng)時(shí),則,又由,可解得,,且,此時(shí)交點(diǎn);當(dāng)時(shí),,則,,,,此時(shí)交點(diǎn);,,因?yàn)?,所以不共線,故動(dòng)點(diǎn)不在定直線上;同理由對(duì)稱性可知,當(dāng)時(shí),也不在定直線上,綜上可得,動(dòng)點(diǎn)不在定直線上.【典例2】(24-25高二下·安徽宣城·期末)已知橢圓的離心率為,A,B分別為橢圓的左,右頂點(diǎn),為橢圓的上頂點(diǎn),且.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)作斜率不為0的直線交橢圓于M,N兩點(diǎn),直線與相交于點(diǎn).(i)證明:點(diǎn)在定直線上;(ii)求的最大值.【答案】(1)(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)【分析】(1)根據(jù)數(shù)量積的坐標(biāo)公式可求出,然后根據(jù)離心率求出,進(jìn)而可得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)(i)設(shè)直線的方程,聯(lián)立直線與橢圓的方程組,利用韋達(dá)定理,將直線的方程表示出來(lái),進(jìn)而可求得定直線的方程;(ii)根據(jù)直線的斜率將表示出來(lái),然后利用基本不等式的性質(zhì)求出最大值.【詳解】(1)由題意知,,,所以,即.又,所以,.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)(i)由于直線過(guò)點(diǎn)且斜率不為0,所以可設(shè)直線的方程為.由,得,設(shè),,則,,所以.因?yàn)闄E圓的左,右頂點(diǎn)分別為,,所以直線的方程為,直線的方程為,所以,解得,所以點(diǎn)在定直線上.(ii)設(shè)直線的傾斜角分別為,則,由(i)知,所以,所以當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以的最大值為.【變式1】(25-26高二上·陜西西安·期中)已知雙曲線的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),上焦點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)為雙曲線上任意一點(diǎn),.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)雙曲線的下焦點(diǎn)為,若,求;(3)記雙曲線的上、下頂點(diǎn)分別為,經(jīng)過(guò)的直線與雙曲線的上支交于兩點(diǎn),且點(diǎn)在第一象限,直線與交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)設(shè)出點(diǎn),借助雙曲線方程及兩點(diǎn)間距離公式計(jì)算可得時(shí),取最小值,從而可得雙曲線方程;(2)結(jié)合雙曲線定義計(jì)算即可得;(3)設(shè)出直線的方程后聯(lián)立曲線,可得與交點(diǎn)橫坐標(biāo)有關(guān)韋達(dá)定理,再表示出直線與直線的方程后,聯(lián)立兩直線方程計(jì)算即可得解.【詳解】(1)設(shè)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,點(diǎn),則有,即,由,則,則,由,,故,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),則,即,則,故雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)由雙曲線的定義可得,又,則有或,由(1)得,又,所以;(3)由(1)可得,,設(shè),,顯然直線的斜率存在,所以設(shè)直線的方程為,顯然,聯(lián)立,消去有,,則,直線的方程為:,直線的方程為:,則,由可得,即,故點(diǎn)在定直線上.【變式2】(24-25高二上·山東煙臺(tái)·期末)已知橢圓上的點(diǎn)到其右焦點(diǎn)的最大距離為3.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于兩點(diǎn)(異于).①若的面積為,求直線的方程;②若直線與直線交于點(diǎn),證明:點(diǎn)在一條定直線上.【答案】(1)(2)①;②證明見(jiàn)解析【分析】(1)由題意可得,求出即可求解;(2)①設(shè)直線的方程和,聯(lián)立橢圓方程,利用韋達(dá)定理,表示出弦長(zhǎng),結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式和三角形面積公式建立方程,解之即可求解;②聯(lián)立直線可得,由①知,化簡(jiǎn)計(jì)算即可求解.【詳解】(1)由題意可知,,所以.又,所以橢圓的方程為;(2)①設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線方程為,點(diǎn),聯(lián)立,得,則,則.又因?yàn)辄c(diǎn)到直線的距離.令,解得,所以直線的方程為.②由①知,則直線,直線,由,整理得.由①知,得,所以,即,解得,所以點(diǎn)在直線上.
題型七定值問(wèn)題解|題|技|巧將待證的目標(biāo)量(如斜率積、線段乘積、面積等)用參數(shù)(通常是斜率
k)表示出來(lái),通過(guò)代數(shù)運(yùn)算消去參數(shù),若結(jié)果是一個(gè)常數(shù)【典例1】(25-26高二上·浙江·期中)已知橢圓過(guò),直線交橢圓于,兩點(diǎn),且為線段中點(diǎn),設(shè)直線和直線(為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率分別為和.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)直線和直線的斜率分別為和都存在時(shí),證明:為定值;(3)若關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)在橢圓上,證明:的面積為定值.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)利用待定系數(shù)法,列方程組求解即可;(2)設(shè),,利用點(diǎn)差法可證得為定值;(3)當(dāng)斜率不存在時(shí),,當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,與橢圓方程聯(lián)立,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系、三角形面積公式證明.【詳解】(1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:過(guò);(2)設(shè),則,,則,兩式作差可得,所以;(3)①當(dāng)直線斜率不存在時(shí),則直線的方程為,根據(jù)對(duì)稱性,取直線的方程為,則,解得,即,此時(shí);②當(dāng)直線斜率不存在時(shí),直線的方程為,同理可得;③當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,,因?yàn)樗?,在橢圓上,所以,即,設(shè)到直線的距離為,則,,所以.【典例2】(25-26高二上·山東菏澤·期中)在平面直角坐標(biāo)系中,若在曲線的方程中,以(且)代替得到曲線的方程,則稱是由曲線通過(guò)關(guān)于原點(diǎn)的“伸縮變換”得到的曲線,稱為伸縮比.已知橢圓:,橢圓:()是由曲線通過(guò)關(guān)于原點(diǎn)的“伸縮變換”得到的曲線.(1)求橢圓的離心率;(2)設(shè)為上異于其左、右頂點(diǎn),的一點(diǎn),當(dāng)時(shí),過(guò)分別作橢圓的兩條切線,,切點(diǎn)分別為,,設(shè)直線,的斜率為,,證明:為定值.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)“伸縮變換”的定義得到的方程,然后求離心率即可;(2)根據(jù)得到的方程,然后設(shè)的方程,與的方程聯(lián)立,根據(jù)相切得到,即可得到,為關(guān)于的方程的兩根,然后利用韋達(dá)定理得到,最后將代入即可.【詳解】(1)
對(duì)于橢圓:,所以為,故橢圓:()中,,故,則橢圓的離心率.(2)由題解得,所以橢圓:,設(shè),則直線的方程為,即,記,則的方程為,將其代入橢圓的方程,消去,得,因?yàn)橹本€與橢圓有且只有一個(gè)公共點(diǎn),所以,即,將代入上式,整理得,同理可得,所以,為關(guān)于的方程的兩根,所以.又點(diǎn)在橢圓:上,所以,所以,為定值.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:解決直線與圓錐曲線相交問(wèn)題,往往需聯(lián)立直線與圓錐曲線方程,消元并結(jié)合韋達(dá)定理,運(yùn)用弦長(zhǎng)公式、點(diǎn)到直線距離公式、斜率公式、向量數(shù)量積公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化變形,結(jié)合已知條件得出結(jié)果.【變式1】(25-26高二上·重慶·月考)已知?jiǎng)狱c(diǎn)與定點(diǎn)的距離和到定直線的距離之比是常數(shù).(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)已知定點(diǎn),直線的方程為,直線上有一動(dòng)點(diǎn),軌跡上有一動(dòng)點(diǎn),求的最小值;(3)若,為軌跡上不同的兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,當(dāng)面積取最大值時(shí),是否存在兩定點(diǎn)S,T,使為定值?若存在,求出這個(gè)定值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1);(2);(3)存在兩定點(diǎn)S,T,使為定值.【分析】(1)根據(jù)題意得到方程,化簡(jiǎn)后得到軌跡方程;(2)設(shè)為的左焦點(diǎn),由橢圓定義和三點(diǎn)共線轉(zhuǎn)化為直線上找到一點(diǎn),使得最小,求出點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為的坐標(biāo),由對(duì)稱可得最小值為;(3)考慮直線的斜率存在和不存在兩種情況,求出點(diǎn)的軌跡方程為橢圓,由橢圓定義可知,存在兩定點(diǎn)S,T,分別為或,使為定值.【詳解】(1)由題意得,兩邊平方得,整理得,點(diǎn)的軌跡的方程為;(2)中,,則,為的右焦點(diǎn),設(shè)為的左焦點(diǎn),連接,則,,則,其中當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),取得最小值,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在直線上找到一點(diǎn),使得最小,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,解得,故,連接,與直線的交點(diǎn)即為所求點(diǎn),使得最小,最小值為,故的最小值為.(3)存在兩定點(diǎn)S,T,使為定值,理由如下:當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線方程為,,聯(lián)立直線與橢圓方程得,,即,設(shè),則,故,故當(dāng)時(shí),取得最大值,最大值為,此時(shí),滿足,因?yàn)?,所以,故,故,令,兩式相除得,故,將其代入得,結(jié)合得,化簡(jiǎn)得,因?yàn)?,所以,故,即,?dāng)直線的斜率不存在時(shí),設(shè),則,則,不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限,則當(dāng)時(shí),取得最大值,此時(shí)的中點(diǎn)坐標(biāo)為,滿足,故當(dāng)取得最大值時(shí),點(diǎn)的軌跡方程為橢圓,兩焦點(diǎn)坐標(biāo)為,由橢圓定義可知,存在兩定點(diǎn)S,T,分別為或,使為定值.【變式2】(24-25高二上·安徽·期末)已知曲線的離心率為,分別為的左、右焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),面積的最大值為,點(diǎn)為的左頂點(diǎn).(1)求曲線的方程;(2)證明:為定值;(3)已知雙曲線,若所在直線與雙曲線的左支分別交于點(diǎn),點(diǎn)(均異于點(diǎn)),過(guò)點(diǎn)作的垂線,垂足為,證明:存在點(diǎn)使得為定值.【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)利用橢圓離心率及焦點(diǎn)三角形面積列式求出即可.(2)設(shè)出直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理,結(jié)合斜率坐標(biāo)公式計(jì)算得證.(3)直線的斜率存在時(shí),設(shè)出其方程并與雙曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及斜率坐標(biāo)公式計(jì)算可得直線過(guò)定點(diǎn),再探討直線的斜率不存在時(shí)的情況即可推理得證.【詳解】(1)設(shè)曲線的半焦距為c,由離心率為,得,由的最大值為,得,而,解得,,,所以曲線的方程為.(2)由(1)得,依題意,直線不垂直于軸,設(shè),,由消去得,則,,則,所以為定值;(3)
設(shè),由(2)知,則,①當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)其方程為,由直線不過(guò)點(diǎn),得,由消去得,,且,,,則,整理得,于是,化簡(jiǎn)得,即,而,則,符合題意,直線:,過(guò)定點(diǎn);②當(dāng)直線斜率不存在時(shí),由對(duì)稱性,不妨令點(diǎn)在第二象限,直線的斜率為,方程為,與方程聯(lián)立可得,同理得,此時(shí)直線也過(guò)點(diǎn),因此直線過(guò)定點(diǎn),設(shè)該點(diǎn)為,由,得在為直徑的圓上,圓的方程為,半徑為,所以存在點(diǎn)使得為定值.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:①引出變量法,解題步驟為先選擇適當(dāng)?shù)牧繛樽兞?,再把要證明為定值的量用上述變量表示,最后把得到的式子化簡(jiǎn),得到定值;②特例法,從特殊情況入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無(wú)關(guān).題型八定比點(diǎn)差法解|題|技|巧定比點(diǎn)差法通過(guò)巧妙地構(gòu)造方程間的加權(quán)差,利用平方差公式和定比分點(diǎn)公式,直接溝通了分點(diǎn)坐標(biāo)、曲線參數(shù)和弦的斜率,實(shí)現(xiàn)了“化曲為直”,是解決此類(lèi)結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的典范方法。【典例1】(25-26高三上·山西太原·月考)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)在橢圓上,的周長(zhǎng)為6,橢圓的離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),設(shè),試判斷是否為定值?請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1);(2)為定值,理由見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)題意得到,再解方程組即可得到答案.(2)首先直線的方程為,與橢圓聯(lián)立得到,,根據(jù)得,同理得,再計(jì)算即可.【詳解】(1)由題意,可得,又,所以橢圓C的方程為;(2)由題,得直線斜率存在,由(1)知,設(shè)直線的方程為,則聯(lián)立,消去,整理得,,設(shè),則,,又,則,由得,所以,同理得,所以所以為定值.【典例2】(2025高二·全國(guó)·專題練習(xí))已知橢圓的離心率為,半焦距為,且,經(jīng)過(guò)橢圓的左焦點(diǎn),斜率為的直線與橢圓交于、兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè),延長(zhǎng),分別與橢圓交于、兩點(diǎn),直線的斜率為,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由橢圓的幾何性質(zhì)解方程組可得結(jié)果;(2)解法一:由坎迪定理可直接得到結(jié)果;解法二:平移構(gòu)造曲線系可得結(jié)果;解法三:由定比點(diǎn)差計(jì)算可得結(jié)果.【詳解】(1)由題意可得,解得,又在橢圓中,.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)解法一(坎迪定理):設(shè)橢圓左右頂點(diǎn)為,,交軸于,,根據(jù)坎迪定理,可知,故;所以,即.解法二(曲線系):將橢圓向左平移一個(gè)單位得:,即:,,,,故曲線系方程為:即所以系數(shù):,常數(shù)項(xiàng)系數(shù):,系數(shù):,即,解得,因?yàn)橄禂?shù):,所以.解法三(定比點(diǎn)差):設(shè),,,,,,,根據(jù)定比點(diǎn)差,,,即.【變式1】(25-26高二上·山東淄博·期中)已知橢圓I的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,左,右焦點(diǎn)分別為,,直線與橢圓Γ交于M、N兩點(diǎn),(點(diǎn)M在點(diǎn)N的上方),與y軸交于點(diǎn)E.(1)求橢圓Γ的離心率;(2)若直線l過(guò)點(diǎn)時(shí),設(shè)求證:為定值,并求出該值;(3)當(dāng)為何值時(shí),恒為定值,并求此時(shí)三角形面積的最大值.【答案】(1);(2)證明見(jiàn)解析,;(3)時(shí),三角形面積的最大值為1.【分析】(1)根據(jù)長(zhǎng)軸長(zhǎng)得到的值,從而得到橢圓方程,利用離心率公式求解即可;(2)將點(diǎn)代入直線得到和,將橢圓和直線聯(lián)立方程組,消去,整理得到關(guān)于的一元二次方程,結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算即可;(3)聯(lián)立與橢圓,消去,整理得到關(guān)于的一元二次方程,結(jié)合韋達(dá)定理計(jì)算,得到的值,利用弦長(zhǎng)公式求出,利用點(diǎn)到直線的距離求出點(diǎn)到直線的距離,求出,利用基本不等式求最大值.【詳解】(1)橢圓I的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,,,橢圓,,,;(2)直線過(guò)點(diǎn),,,,聯(lián)立,消去,整理得到,設(shè),則,與y軸交于點(diǎn)E,,,,,,,,,,,,,,,,為定值,求定值為;(3)聯(lián)立與橢圓,即,消去,整理得到,設(shè),則,,在上,,,,,,,,,當(dāng)為定值時(shí),即與無(wú)關(guān),故,解得,此時(shí)又點(diǎn)到直線的距離,則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí),等號(hào)成立,此時(shí),滿足直線與橢圓有兩個(gè)交點(diǎn),則三角形面積的最大值為1.【變式2】(25-26高二上·湖北·期中)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),的周長(zhǎng)為8,橢圓的離心率為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求點(diǎn)到橢圓上點(diǎn)的距離的最大值;(3)設(shè),試判斷是否為定值?請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)(3)是,為定值.【分析】(1)根據(jù)橢圓的焦點(diǎn)三角形求出的值,再由離心率求出,即得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)法1:設(shè),利用兩點(diǎn)之間距離公式化簡(jiǎn)計(jì)算,根據(jù)二次函數(shù)的圖象性質(zhì)即可求得答案;法2:設(shè),計(jì)算,結(jié)合正弦函數(shù)的值域和二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得;(3)設(shè)直線的方程,與橢圓方程聯(lián)立,設(shè),寫(xiě)出韋達(dá)定理,由代入坐標(biāo)計(jì)算推得,,計(jì)算并化簡(jiǎn),即可得到為定值.【詳解】(1)由題意的周長(zhǎng)為,解得,又由可得,則,故橢圓的方程為;(2)法1:設(shè)是橢圓上任意一點(diǎn),則滿足,,,因,則函數(shù)在時(shí)取得最大值為,故的最大值是.法2:設(shè)是橢圓上任意一點(diǎn),,設(shè),則,函數(shù)在上單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí)函數(shù)取得最大值,此時(shí)的最大值是.(3)由題意,得直線斜率存在,由(1)知,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,消去,整理得,,設(shè),則,又,則,由得,所以,同理得,所以,所以為定值.題型九平移齊次化解|題|技|巧處理斜率和、斜率積時(shí),可以考慮用平移齊次化方法去解決?!镜淅?】(25-26高二上·江蘇揚(yáng)州·期中)已知橢圓:的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)在橢圓上,射線與橢圓交于點(diǎn),的周長(zhǎng)為.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若直線過(guò)點(diǎn)且與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn),求直線的方程;(3)過(guò)點(diǎn)作斜率為,的兩條直線分別與橢圓交于,兩點(diǎn),且,證明:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1);(2);(3)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)給定條件,列式求出即得橢圓方程.(2)設(shè)出直線方程,與橢圓方程聯(lián)立,利用判別式為0求解.(3)當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)出該直線方程并與橢圓方程聯(lián)立,利用斜率坐標(biāo)公式及韋達(dá)定理求出直線所過(guò)定點(diǎn),再驗(yàn)證直線斜率不存在所過(guò)定點(diǎn)即可.【詳解】(1)由的周長(zhǎng)為,得,解得,由橢圓過(guò)點(diǎn),得,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由直線與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn),且點(diǎn)在橢圓上,得該直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,即,由消去得,由,解得,所以直線的方程為:.(3)當(dāng)直線斜率存在時(shí),如圖,設(shè)直線方程為,,
由消去得,,即,則,而,由,得,解得,則直線過(guò)點(diǎn);當(dāng)直線斜率不存在時(shí),,由,得,解得,直線也過(guò)點(diǎn),所以直線過(guò)定點(diǎn).【典例2】(24-25高二上·河南許昌·期末)已知、分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),若點(diǎn)在橢圓上,且的面積為.(1)求橢圓的方程;(2)不經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于、兩點(diǎn),且直線與直線的斜率之積為,作于點(diǎn).①證明:直線過(guò)定點(diǎn),并求此定點(diǎn)的坐標(biāo);②是否存在定點(diǎn),使得為定值?若存在,求出該定值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)①證明見(jiàn)解析,定點(diǎn);②為定值,定值為.【分析】(1)由的面積可得出,再由點(diǎn)在橢圓上,可得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個(gè)量的值,即可得出橢圓的方程;(2)①方法一:對(duì)直線的斜率是否存在進(jìn)行分類(lèi)討論,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn),則,根據(jù)求出的值,可得出結(jié)論;當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,利用結(jié)合韋達(dá)定理可得出與的關(guān)系,化簡(jiǎn)的方程,可得出直線所過(guò)定點(diǎn)的坐標(biāo);方法二:設(shè)直線的方程為,將橢圓方程轉(zhuǎn)化為關(guān)于、的二次齊次方程,令,可得出關(guān)于的一元二次方程,根據(jù)一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系結(jié)合可得出、的等量關(guān)系式,化簡(jiǎn)直線的方程,可得出直線所過(guò)定點(diǎn)的坐標(biāo);②點(diǎn)在以為直徑的圓上,由直角三角形的幾何性質(zhì)可得出點(diǎn)為圓心,求出的坐標(biāo),并由此可得出的值.【詳解】(1)由的面積為,得到:,所以.又因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓上,所以,且,所以,,解得,所以橢圓的方程為.(2)①方法一:常規(guī)方法當(dāng)直線斜率不存在時(shí),設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn),由對(duì)稱性質(zhì)可知,則有,可得,又,解得(舍);②當(dāng)直線l斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)、,由,消去得到,所以,即,由韋達(dá)定理可得,.所以,,將,,代入化簡(jiǎn)得,即,故或,當(dāng)時(shí),直線的方程可化為,此時(shí),直線過(guò)點(diǎn),當(dāng)時(shí),直線的方程可化為,此時(shí),直線過(guò)點(diǎn),又因?yàn)橹本€不過(guò)點(diǎn),故直線l過(guò)定點(diǎn).綜上所述,直線l過(guò)定點(diǎn).方法二:齊次式法設(shè)直線的方程為,由,所以,整理得,,,顯然,同除以得:,令,則有,易知、是關(guān)于的二次方程的兩根,由根與系數(shù)關(guān)系得:,代入,由得,故直線過(guò)定點(diǎn).②因?yàn)?,由①知直線過(guò)定點(diǎn),所以點(diǎn)在以為直徑的圓上,故當(dāng)為圓心時(shí),,故存在定點(diǎn),使為定值,定值為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題常用方法如下:(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過(guò)特殊情況確定定點(diǎn),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(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);(3)求證直線過(guò)定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來(lái)證明.【變式1】(24-25高三上·山西陽(yáng)泉·期末)已知橢圓C:的離心率為,且過(guò)點(diǎn).(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)橢圓C與x軸從左到右的交點(diǎn)為點(diǎn)A,B,點(diǎn)P為橢圓C上異于A,B的動(dòng)點(diǎn),設(shè)直線PB交直線于點(diǎn)T,連接AT交橢圓C于點(diǎn)Q,直線AP,AQ的斜率分別為,.(i)求證:為定值;(ii)設(shè)直線PQ:,證明:直線PQ過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)橢圓上的點(diǎn)和離心率即可求解;(2)(i)根據(jù)兩點(diǎn)斜率公式即可代入化簡(jiǎn)求解,(ii)聯(lián)立直線與橢圓的方程,可得韋達(dá)定理,即可結(jié)合化簡(jiǎn)求解定點(diǎn).【詳解】(1)由橢圓C過(guò)點(diǎn)得,又離心率為,即,則,∴.∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)(i)設(shè),,,由(1)知,,顯然,,而,則.,又,即,∴為定值.(ii)由消去x,得,①,由①得,,又,則,解得(舍)或,滿足,因此直線PQ的方程為,∴直線PQ過(guò)定點(diǎn).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中定點(diǎn)問(wèn)題的兩種解法(1)引進(jìn)參數(shù)法:先引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)線中系數(shù)為參數(shù)表示變化量,再研究變化的量與參數(shù)何時(shí)沒(méi)有關(guān)系,找到定點(diǎn).(2)特殊到一般法:先根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無(wú)關(guān).【變式2】(2025高二·全國(guó)·專題練習(xí))已知圓,點(diǎn)P為圓C上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為Q,設(shè)D為PQ的中點(diǎn),且D的軌跡為曲線E.(1)求曲線E的方程;(2)不過(guò)原點(diǎn)的直線l與曲線E交于M、N兩點(diǎn),已知OM,直線l,ON的斜率,k,成等比數(shù)列,記以O(shè)M,ON為直徑的圓的面積分別為,,試探究是否為定值,若是,求出此值;若不是,說(shuō)明理由.【答案】(1);(2)是,.【分析】(1)設(shè),,利用相關(guān)點(diǎn)法求解即可;(2)設(shè)MN方程為:,將橢圓方程齊次化,令,轉(zhuǎn)化為關(guān)于的一元二次方程,利用韋達(dá)定理,結(jié)合和定比定理求出,將的坐標(biāo)代入橢圓方程,兩式相加轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程組,結(jié)合求解,然后由圓的面積公式可得.【詳解】(1)設(shè),,因?yàn)镈為PQ的中點(diǎn),所以.因?yàn)樵趫A上,所以,所以曲線E的方程為:.
(2)設(shè),因?yàn)榈男甭蚀嬖?,所以,設(shè)MN方程為:,橢圓方程齊次化:,所以,令,則,則,是其兩根,所以又,且,所以,所以,所以,則①,,②③:④,由①④得,,
題型十非對(duì)稱韋達(dá)解|題|技|巧x1x2x1x2【典例1】(25-26高二上·廣東廣州·期中)已知橢圓的離心率為,左、右頂點(diǎn)分別為、,左、右焦點(diǎn)分別為、.過(guò)右焦點(diǎn)的直線交橢圓于點(diǎn)、,且的周長(zhǎng)為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求四邊形面積的最大值.(3)記直線、的斜率分別為、,證明:為定值.【答案】(1)(2)(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)利用橢圓的性質(zhì)求出,利用離心率求出,進(jìn)而求出,從而求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)直線方程,聯(lián)立橢圓方程,利用韋達(dá)定理結(jié)合三角形面積公式得出面積表達(dá)式,進(jìn)而求出面積最大值;(3)設(shè)直線方程,聯(lián)立橢圓方程,利用韋達(dá)定理結(jié)合斜率關(guān)系求出的值,從而證明結(jié)論.【詳解】(1)的周長(zhǎng)為,由橢圓的性質(zhì)可知,橢圓上任意一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和為,,解得,,,,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程得,整理得,設(shè)點(diǎn),由韋達(dá)定理得,,令,則,,令,求導(dǎo)得,,,,函數(shù)單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí)取得最大值,最大值為,的最大值為.(3)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程得,整理得,設(shè)點(diǎn),由韋達(dá)定理得,,,,,,為定值,命題得證.【典例2】(24-25高二上·山東棗莊·期末)已知橢圓的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為,兩個(gè)焦點(diǎn)與短軸一個(gè)端點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形.(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)作點(diǎn)直線與橢圓相交與兩點(diǎn),(i)在軸上存在一點(diǎn),使得兩條直線恰好關(guān)于軸對(duì)稱,求點(diǎn)的坐標(biāo);(ii)再過(guò)該點(diǎn)作軸的垂線與交于點(diǎn),過(guò)作直線與平行,交軸于點(diǎn),交直線于點(diǎn),求的值.【答案】(1)(2)(i);(ii)【分析】(1)由題可知,再由條件兩個(gè)焦點(diǎn)與短軸一個(gè)端點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形可知,結(jié)合求解,進(jìn)而得到橢圓方程;(2)(i)設(shè)直線的方程,聯(lián)立直線和橢圓,由韋達(dá)定理得到兩根的關(guān)系,設(shè),由,可求解點(diǎn)的坐標(biāo);(ii)根據(jù)平行得到斜率相等,可以寫(xiě)出直線的方程,進(jìn)而得到的坐標(biāo),聯(lián)立直線得到點(diǎn)的坐標(biāo),發(fā)現(xiàn)縱坐標(biāo)之間的關(guān)系即可.【詳解】(1)依題意得,解得,所以橢圓的方程為;(2)(i)設(shè)直線的方程為:,聯(lián)立,整理得,其中,則,設(shè),因?yàn)榍『藐P(guān)于軸對(duì)稱,所以,即,即,即,整理可得,則,即得,即,所求點(diǎn)的坐標(biāo)為;(ii)對(duì)于直線的方程,令,得,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,由于直線的斜率為,直線直線,所以,從而直線的方程為,①令,得,于是點(diǎn)的坐標(biāo)為,所以直線的方程為,②聯(lián)立方程①②得,即,即,其中,所以,于是有,從而得,,③方法一:由得,代入③式得,即,所以.方法二:③式中令,得,整理得,由,得,代入得.即,所以.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問(wèn)題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于x(或y)的一元二次方程,必要時(shí)計(jì)算;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問(wèn)題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.【變式1】(25-26高二上·山東日照·期中)已知橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),,過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線與橢圓相交于,兩點(diǎn),的周長(zhǎng)等于8.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,,過(guò)點(diǎn)且斜率不為0的直線與橢圓交于,兩點(diǎn),設(shè)直線,的斜率為別為,,求證:為定值.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)橢圓的定義及焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)可得標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)的直線方程代入橢圓方程,再由根與系數(shù)關(guān)系及斜率公式可得定值.【詳解】(1)因橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),,所以,由的周長(zhǎng)等于8,得,即,得.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由(1)可知,設(shè)直線的方程為,.將方程代入橢圓方程,得,化簡(jiǎn)整理得,,.所以,同理.所以,若,則,代入根與系數(shù)關(guān)系得,即,再消去得,得無(wú)解,故.所以.故為定值.【變式2】(25-26高三上·陜西·月考)已知在平面直角坐標(biāo)系中,曲線上任意一點(diǎn)到直線的距離是它到點(diǎn)距離的2倍.點(diǎn)在曲線上.(1)求的方程;(2)若直線,關(guān)于軸對(duì)稱,求直線MN的斜率的取值范圍;(3)若,直線過(guò)且直線與,交于P,Q,證明:為定值.【答案】(1)(2)(3)1【分析】(1)設(shè)是曲線上任意一點(diǎn),由題意建立等式化簡(jiǎn)即可求解;(2)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立,設(shè),得到兩根之和,兩根之積,設(shè)關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn)為,則,且在直線上,根據(jù),得到方程,求出,從而求出直線的斜率的取值范圍;(3)設(shè)直線為,聯(lián)立,得到兩根之和,兩根之積,直線為,表達(dá)出直線,聯(lián)立直線得,同理可得,結(jié)合兩根之和,兩根之積,得到,(),由于,所以,當(dāng)時(shí),其中一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)為,與重合,不合要求,從而得到結(jié)論.【詳解】(1)設(shè)是曲線上任意一點(diǎn),由題意可得,化簡(jiǎn)可得,即曲線的方程為;(2)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,得到,故,設(shè),故,直線,關(guān)于x軸對(duì)稱,設(shè)關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn)為,則,且在直線上,直線的斜率存在并且不為0,故直線斜率存在且不為0,其中,,即,所以,其中,所以,,將,代入可得,化簡(jiǎn)得,代入中,得到,即且,所以直線MN的斜率的取值范圍為;
(3)直線過(guò)點(diǎn),若直線斜率不存在,則,曲線的左頂點(diǎn)為,此時(shí)直線與曲線有且只有一個(gè)交點(diǎn),不符合題意,舍去;若直線斜率存在,設(shè)直線為,聯(lián)立得,,故,解得,設(shè),則,直線為,直線為,聯(lián)立直線與直線得,同理可得,,其中,故將代入得,(),由于,所以,當(dāng)時(shí),直線為,聯(lián)立得,即,解得或2,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,即其中一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)為,與重合,不合要求,綜上,.
期末基礎(chǔ)通關(guān)練(測(cè)試時(shí)間:10分鐘)1.(24-25高二上·江西上饒·期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為,點(diǎn)在拋物線上.過(guò)點(diǎn)的直線與及圓依次相交于點(diǎn),如圖.(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)證明:為定值;(3)過(guò)兩點(diǎn)分別作拋物線的切線,兩條切線相交于點(diǎn),求與的面積之積的最小值.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析(3)1【分析】(1)把點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線方程,可求的值,得拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)根據(jù)題意,設(shè)直線方程:,與拋物線方程聯(lián)立,消去,可得關(guān)于的一元二次方程,根據(jù)韋達(dá)定理,可得,,再利用焦半徑公式,表示出,化簡(jiǎn)整理即可.(3)先求出過(guò)兩點(diǎn)的切線方程,再求兩切線的交點(diǎn),結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式,表示出與的面積之積,再結(jié)合二次函數(shù)的值域問(wèn)題求最小值.【詳解】(1)由題意得,因?yàn)辄c(diǎn)在拋物線上,所以.∴,所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由(1)知:,顯然直線/的斜率存在,所以設(shè)直線方程為:,由,設(shè),則由拋物線的定義得:,所以:,即為定值1.(3)由設(shè)直線,聯(lián)立得:∴,直線,即同理求得直線,,則,∴到的距離,∴與的面積之積,當(dāng)時(shí),與的面積之積的最小值1.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題第二問(wèn)考查拋物線中弦長(zhǎng)的計(jì)算問(wèn)題,常用的思路就是將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理設(shè)而不求法求解.2.(24-25高二上·湖北武漢·期末)已知橢圓的離心率為,且橢圓上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的最近距離為,是橢圓左右頂點(diǎn),過(guò)做橢圓的切線,取橢圓上軸上方任意兩點(diǎn)(在的左側(cè)),并過(guò)兩點(diǎn)分別作橢圓的切線交于點(diǎn),直線交點(diǎn)的切線于,直線交點(diǎn)的切線于,過(guò)作的垂線交于.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,直線與的斜率分別為與,求的值;(3)求證:.【答案】(1)(2)(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題意列方程組求解;(2)設(shè)出過(guò)點(diǎn)R的切線方程,與橢圓方程聯(lián)立可得關(guān)于x的一元二次方程,由相切知從而得到關(guān)于切線斜率的方程,利用韋達(dá)定理求解即可;(3)設(shè),可得,聯(lián)立過(guò)點(diǎn)R的切線方程和橢圓方程,由相切知從而得到關(guān)于切線斜率的方程,利用韋達(dá)定理寫(xiě)出,,將證明轉(zhuǎn)化為證明即可.【詳解】(1)由題意:.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:.(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的切線方程為:,即,由,消去,得:,整理得:,由,整理得,整理得:,所以.(3)設(shè)(),的延長(zhǎng)線交軸于點(diǎn),如圖:、兩點(diǎn)處切線斜率分別為,則.設(shè)過(guò)點(diǎn)的橢圓的切線方程為:,即,由消去,化簡(jiǎn)整理得:,由得:化簡(jiǎn)整理得:,由韋達(dá)定理,得:,,所以,,所以要證明,只需證明:,即,因?yàn)椋陨鲜匠闪?,即成?3.(25-26高二上·北京·期中)已知橢圓,其離心率為,且過(guò)點(diǎn).(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè)橢圓C的左、右頂點(diǎn)分別為A和B,求直線HA,HB的斜率之和;(3)過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓C于P,Q兩點(diǎn)(異于點(diǎn)H),設(shè)直線HP,HQ的斜率分別為,,證明:為定值.【答案】(1);(2);(3)證明見(jiàn)解析.【分析】(1)根據(jù)橢圓離心率及所過(guò)點(diǎn)列出方程組求解即得.(2)由(1)求出點(diǎn)坐標(biāo),再利用斜率坐標(biāo)公式計(jì)算得解.(3)根據(jù)給定條件,設(shè)出直線的方程,并與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理及斜率坐標(biāo)公式計(jì)算得證.【詳解】(1)由橢圓的離心率為,得,則,由橢圓過(guò)點(diǎn),得,聯(lián)立解得,所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由(1)得,直線的斜率,所以直線的斜率之和為.(3)由直線過(guò)點(diǎn),且交橢圓于兩點(diǎn),得直線的斜率存在,當(dāng)直線的斜率為0時(shí),其方程為,不妨令點(diǎn),由(2)知;當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè)其方程為,,由消去并整理得,,解得或,,因此,所以為定值.4.(25-26高三上·安徽·月考)已知橢圓的離心率為,其左、右焦點(diǎn)分別為,左頂點(diǎn)為,右頂點(diǎn)為,下頂點(diǎn)為,的面積為.(1)求橢圓的方程.(2)設(shè)是橢圓上異于的兩點(diǎn),直線的斜率分別為,且滿足=,求證:直線過(guò)定點(diǎn).【答案】(1)+y2=1(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題意求出即可;(2)設(shè)點(diǎn),直線的方程為,聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求出,再根據(jù)=求出的關(guān)系,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)由題意可知:,解得,所以橢圓的方程;(2)設(shè)點(diǎn),若直線的斜率為零,則點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱,則,不合乎題意;設(shè)直線的方程為,由于直線不過(guò)橢圓的左、右頂點(diǎn),則,由,可得,由,可得,由韋達(dá)定理可得,,則ty1y2=,所以,解得,即直線的方程為,故直線過(guò)定點(diǎn).5.(25-26高二上·浙江溫州·期中)已知拋物線與直線相交于,兩點(diǎn)(在左側(cè)),給定點(diǎn)、在拋物線上.(1)用表示;(2)若,,,四點(diǎn)共圓,求實(shí)數(shù)的值;(3)在(2)的條件下,求過(guò),,,四點(diǎn)的圓的方程.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)聯(lián)立拋物線和直線方程,根據(jù)韋達(dá)定理列出關(guān)系式;(2)根據(jù)四點(diǎn)共圓的性質(zhì),結(jié)合韋達(dá)定理分析四點(diǎn)共圓的成立條件求出的值;(3)先求出四點(diǎn)坐標(biāo),代入圓的一般方程求解.【詳解】(1)拋物線與直線相交于,兩點(diǎn),聯(lián)立方程得,移項(xiàng)得,由已知、為方程的兩個(gè)根,由韋達(dá)定理得:.(2)方法一:(代數(shù)法)設(shè)圓的方程為:,代入點(diǎn)得①,代入點(diǎn)得②,由①②式,消去,得,代入①式得,點(diǎn)在圓上,代入圓的方程,同理對(duì)成立,,是方程的兩根,但,也是的兩根,兩方程系數(shù)成比例,又得:,③,將,代入③得,化簡(jiǎn)得,檢驗(yàn):當(dāng)
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