2022年高考圆锥曲线中的定点与定值问题 .pdf
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1、名师精编欢迎下载专题 08 解锁圆锥曲线中的定点与定值问题一、解答题1 【陕西省榆林市第二中学2018 届高三上学期期中】已知椭圆的左右焦点分别为,离心率为;圆过椭圆的三个顶点 .过点且斜率不为0 的直线与椭圆交于两点 . ()求椭圆的标准方程;()证明:在轴上存在定点,使得为定值;并求出该定点的坐标. 【答案】(1)(2)【解析】 试题分析: ()设圆过椭圆的上、 下、右三个顶点, 可求得, 再根据椭圆的离心率求得,可得椭圆的方程; ()设直线的方程为,将方程与椭圆方程联立求得两点的坐标,计算得。设x轴上的定点为,可得,由定值可得需满足,解得可得定点坐标。解得。椭圆的标准方程为. ()证明:
2、由题意设直线的方程为,由消去y整理得,设,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页名师精编欢迎下载要使其为定值,需满足,解得. 故定点的坐标为. 点睛:解析几何中定点问题的常见解法(1) 假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;(2) 从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意2 【四川省成都市第七中学2017-2018 学年高二上学期半期考】已知斜率为k的直线l经过点1,0与抛物线2:2Cypx(0,pp为常
3、数)交于不同的两点,M N,当12k时,弦MN的长为4 15. (1)求抛物线C的标准方程;(2)过点M的直线交抛物线于另一点Q,且直线MQ经过点1, 1B,判断直线NQ是否过定点?若过定点,求出该点坐标;若不过定点,请说明理由. 【答案】(1)24yx; (2)直线NQ过定点1, 4【解析】试题分析: (1)根据弦长公式即可求出答案;(2)由( 1)可设2221122,2,2,2MttN ttQ tt,则12MNktt,则11: 220MNxttytt;同理:22:220MQxttytt121 2:220NQxttyt t. 由1,0在直线MN上11tt(1) ;由1, 1在直线MQ上222
4、20tttt将( 1)代入1 21221t ttt(2)将( 2)代入NQ方程12122420 xttytt,即可得出直线NQ过定点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页名师精编欢迎下载(2)设2221122,2,2,2MttN ttQ tt,则12211222=MNttktttt,则212:2MNytxttt即11220 xttytt;同理:22:220MQxttytt;121 2:220NQxttyt t. 由1,0在直线MN上11tt,即11tt(1) ;由1, 1在直线MQ上22220tttt将( 1)代入1
5、21221t ttt(2)将( 2)代入NQ方程12122420 xttytt,易得直线NQ过定点1, 43 【四川省成都市第七中学2017-2018学年高二上学期半期考】已知抛物线2:0C ymx m过点1, 2,P是C上一点,斜率为1的直线l交C于不同两点,A B(l不过P点) ,且PAB的重心的纵坐标为23. (1)求抛物线C的方程,并求其焦点坐标;(2)记直线,PA PB的斜率分别为12,k k,求12kk的值 . 【答案】(1)方程为24yx; 其焦点坐标为1,0(2)120kk【解析】试题分析;(1)将1, 2代入2ymx,得4m,可得抛物线C的方程及其焦点坐标;(2)设直线l的方
6、程为yxb,将它代入24yx得22220 xbxb(),利用韦达定理,结合斜率公式以及PAB的重心的纵坐标23,化简可12kk的值;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页名师精编欢迎下载因为PAB的重心的纵坐标为23,所以122pyyy,所以2py,所以1px,所以1221121212122121221111yxyxyykkxxxx,又12212121yxyx12212121xbxxbx12122122x xbxxb22212220bbbb. 所以120kk. 4已知椭圆2222:1(0)xyCabab的短轴端点到右焦
7、点1 0F,的距离为2()求椭圆C的方程;()过点F的直线交椭圆C于A B,两点,交直线4l x:于点P,若1PAAF,2PBBF,求证:12为定值【答案】 (1) 22143xy;(2) 详见解析 . 【解析】试题分析: ()利用椭圆的几何要素间的关系进行求解;()联立直线和椭圆的方程,得到关于x或y的一元二次方程,利用根与系数的关系和平面向量的线性运算进行证明. ()由题意直线AB过点1,0F,且斜率存在,设方程为1yk x, 将4x代人得P点坐标为4,3k,由221143yk xxy,消元得22223484120kxk xk,设11,A xy,22,B xy,则0且21222122834
8、41234kxxkkxxk,方法一:因为1PAAF,所以11141PAxAFx. 同理22241PBxBFx,且1141xx与2241xx异号,所以12121212443321111xxxxxx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页名师精编欢迎下载1212123221xxx xxx222223 8682412834kkkkk0. 所以,12为定值0. 当121xx时,同理可得120. 所以,12为定值0. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页
9、名师精编欢迎下载同理2223PBmyBFmy,且113mymy与223mymy异号,所以12121212123332yymymymymymy y36209mm. 又当直线AB与x轴重合时,120,所以,12为定值0. 【点睛】本题考查直线和椭圆的位置关系,其主要思路是联立直线和椭圆的方程,整理成关于x或y的一元二次方程, 利用根与系数的关系进行求解,因为直线AB过点1,0F,在设方程时, 往往设为1xmy0m,可减少讨论该直线是否存在斜率. 5 【四川省绵阳南山中学2017-2018 学年高二上学期期中考】设抛物线C:24yx,F为C的焦点,过F的直线l与C相交于,A B两点 . (1)设l的
10、斜率为1,求AB;(2)求证:OA OB是一个定值 . 【答案】 (1) 8AB(2)见解析【解析】试题分析: (1)把直线的方程与抛物线的方程联立,利用根与系数的关系及抛物线的定义、弦长公式即可得出; (2)把直线的方程与抛物线的方程联立,利用根与系数的关系、向量的数量积即可得出;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页名师精编欢迎下载(2)证明:设直线l的方程为1xky,由214xkyyx得2440yky124yyk,124y y1122,OAx yOBxy,1212121211OA OBx xy ykxkyy y,
11、212121222144143k y yk yyy ykk,OA OB是一个定值 . 点睛:熟练掌握直线与抛物线的相交问题的解题模式、根与系数的关系及抛物线的定义、过焦点的弦长公式、向量的数量积是解题的关键,考查计算能力, 直线方程设成1xky也给解题带来了方便. 6 【内蒙古包头市第三十三中2016-2017 学年高一下学期期末】已知椭圆C: 22221(0,0)xyabab的离心率为63, 右焦点为 (2,0).(1)求椭圆C的方程 ; (2) 若过原点作两条互相垂直的射线, 与椭圆交于A,B两点 , 求证 : 点O到直线AB的距离为定值 . 【答案】 (1) 2213xy ,(2) O到
12、直线AB的距离为定值32. 【解析】试题分析: (1)根据焦点和离心率列方程解出a,b,c;(2)对于AB有无斜率进行讨论,设出A,B坐标和直线方程,利用根与系数的关系和距离公式计算;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页名师精编欢迎下载有OAOB知x1x2+y1y2=x1x2+(k x1+m) (k x2+m)=(1+k2) x1x2+k m(x1+x2)=0 代入 , 得 4 m2=3 k2+3 原点到直线AB的距离2321mdk, 当AB的斜率不存在时, 11xy , 可得 , 132xd依然成立 . 所以点O到
13、直线的距离为定值32 . 点睛:本题考查了椭圆的性质,直线与圆锥曲线的位置关系,分类讨论思想,对于这类题目要掌握解题方法设而不求,套用公式解决7 【四川省成都市石室中学2017-2018 学年高二10 月月考】已知双曲线222210 xybaab渐近线方程为3yx,O为坐标原点,点3,3M在双曲线上()求双曲线的方程;()已知,P Q为双曲线上不同两点,点O在以PQ为直径的圆上,求2211OPOQ的值【答案】()22126xy; ()221113OPOQ. 【解析】试题分析: (1)根据渐近线方程得到设出双曲线的标准方程,代入点M的坐标求得参数即可; (2)由 条 件 可 得OPOQ, 可 设
14、 出 直 线,OP OQ的 方 程 , 代 入 双 曲 线 方 程 求 得 点,P Q的 坐 标 可 求 得221113OPOQ。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页名师精编欢迎下载()由题意知OPOQ。设OP直线方程为ykx,由22126xyykx,解得222226363xkkyk,222222226 166|333kkOPxykkk。由OQ直线方程为1yxk. 以1k代替上式中的k,可得2222216 161|3113kkOQkk。2222222221113311+=36 16 16 1kkkkkkOPOQ。8
15、【湖南省株洲市醴陵第二中学、醴陵第四中学2018 届高三上学期两校期中联考】已知椭圆E: 22221(0)xyabab经过点P(2,1) ,且离心率为32()求椭圆的标准方程;()设O为坐标原点,在椭圆短轴上有两点M,N满足OMNO,直线PM、PN分别交椭圆于A,B探求直线AB是否过定点,如果经过定点请求出定点的坐标,如果不经过定点,请说明理由【答案】(1)22182xy; (2)直线AB过定点Q(0, 2). 【解析】试题分析: (1)根据椭圆的几何性质得到椭圆方程;(2)先由特殊情况得到结果,再考虑一般情况,联立直线和椭圆得到二次函数,根据韦达定理,和向量坐标化的方法,得到结果。精选学习资
16、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页名师精编欢迎下载x1+x2=2841ktk,x1x2=224841tk,又直线PA的方程为y1=1112yx(x2) ,即y1=1112kxtx(x2) ,因此M点坐标为( 0,111222k xtx) ,同理可知:N(0,221222k xtx) ,当且仅当t= 2 时,对任意的k都成立,直线AB过定点Q(0, 2). 9 【广西桂林市第十八中学2018 届高三上学期第三次月考】已知椭圆2222:10 xyCabab的左,右焦点分别为12,FF. 过原点O的直线与椭圆交于,MN两点,点P是
17、椭圆C上的点,若14PMPNkk,110F N F M,且1F MN的周长为42 3. (1)求椭圆C的方程;(2) 设椭圆在点P处的切线记为直线, 点12,FFO在上的射影分别为,A B D, 过P作的垂线交x轴于点Q,试问12F AF BODPQ是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由. 【答案】 (1) 2214xy;(2)1. 【 解 析 】 试 题 分 析 ; ( 1 ) 设,M m n, 则,Nmn, 22221mnab, 设00,P xy,,APBPynynkkxmxm,以及14AMBMkk,224. 1ab,由110F N F M, 由椭圆的定 义 可 得2242 3.
18、 2ac, 结 合222. . 3abc, 综 合123可 得 :精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页名师精编欢迎下载224,1ab,可得椭圆C的方程;(2)由( 1)知123,0 ,3,0FF,直线的方程为:0014x xy y,由此可得121F AF B. ,又PQ,PQ的方程为00004yyyxxx,可得03,04xQ则可得2200164xyPQ,又22004 116ODxy,1PQOD. ,故121F AF BODPQ. 当直线平行于x轴时,易知121F APQODF B,结论显然成立. 综上,可知12F
19、AF BODPQ为定值 1. 有12F NF M,则111222242 3. 2F NF MMNF NF Mcac222. 3abc,综合123可得:224,1ab椭圆C的方程为:2214xy. (2)由( 1)知123,0 ,3,0FF,直线的方程为:0014x xy y即:00440 x xy y,所以0012222000034341616xxF Axyxy002222200003+4341616xxF Bxyxy2000122222200000343416311631616xxxF AF Bxxyxy. PQ,PQ的方程为00004yyyxxx,令0y,可得034xx,03,04xQ则2
20、2220022000001634164xyxxPQxyy精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页名师精编欢迎下载又点O到直线的距离为22004 116ODxy,220022001641416xyPQODxy. 121F AF BODPQ. 当直线平行于x轴时,易知121F APQODF B,结论显然成立. 综上,121F AF BODPQ. 【点睛】本题考查的知识点是直线与圆锥曲线的关系,椭圆的标准方程,直线与圆的位置关系,是解析几何的综合应用,难度较大10 【云南省玉溪第一中学2018 届高三上学期第三次月考】在平面
21、直角坐标系xOy中,直线l与抛物线y24x相交于不同的A,B两点 ,O为坐标原点(1) 如果直线l过抛物线的焦点且斜率为1,求AB的值;(2)如果4OA OB,证明:直线l必过一定点,并求出该定点. 【答案】(1)8; ( 2)证明见解析【解析】试题分析: ()根据抛物线的方程得到焦点的坐标,设出直线与抛物线的两个交点和直线方程,是直线的方程与抛物线方程联立,得到关于y的一元二次方程,根据根与系数的关系,求出弦长;()设出直线的方程,同抛物线方程联立,得到关于y的一元二次方程,根据根与系数的关系表示出数量积,根据数量积等于4,做出数量积表示式中的b的值,即得到定点的坐标令b24b 4,b24b
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