20届高考数学一轮复习讲义(提高版) 专题10.11 定值问题(解析版).docx
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1、第十一讲定值征询题【套路秘籍】-始于足下始于足下一定值征询题,是指虽然圆锥曲线中的某些要素素日可通过变量停顿表达有所变卦,但在变卦过程中,某个量的值保持波动即为定值.二、稀有定值征询题的处理方法:1判定一个或两个变量为中心变量,其余量均使用条件用中心变量停顿表示2将所求表达式用中心变量停顿表示有的以致的确是中心变量,然落伍展化简,看能否掉掉落一个常数.三、定值征询题的处理技艺:1关于较为复杂的征询题,可先采用特不位置比如歪率不存在的直线等求出定值,进而给后面一般情况的处理供应一个倾向.2在运算过程中,尽管添加所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢3奇异使用变量间的关系,比如点的坐标符合曲线方
2、程等,尽管做到全部代入,简化运算【修炼套路】-为君聊赋往日诗,努力请从往日始考向一特不探究,一般证明【例1】过抛物线yax2a0的中心F作不时线交抛物线于P、Q两点,假设线段PF与FQ的长分不是p、q,那么+等于A2aBC4aD【答案】C【分析】方法一:特不探究,一般证明令过中心F直线与x轴垂直,那么直线的方程为,因此图1方法二:开门见山推理求值如以下列图:与抛物线联破,【举一反三】1.已经清楚椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0)的离心率e=22,且椭圆过点(2,1).1求椭圆C的标准方程.2设直线l与C交于M,N两点,点D在C上,O是坐标原点,假设OM+ON=OD,判定四边形OMDN的面
3、积能否为定值?假设为定值,求出该定值;假设不是,请说明因由.【答案】(1)x24+y22=1(2)看法析【分析】1由于椭圆C的离心率e=22,因此a2-b2a=22,即a2=2b2.由于点(2,1)在椭圆C上,因此2a2+1b2=1.由a2=2b22a2+1b2=1,解得a2=4b2=2.因此椭圆C的标准方程为x24+y22=1.2当直线l的歪率不存在时,直线MN的方程为x=-1或x=1,现在四边形OMDN的面积为6.当直线l的歪率存在时,设直线l的方程是y=kx+m,联破方程组y=kx+mx24+y22=1,消去y,得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-4=0,=8(4k2+2-m2)0,
4、x1+x2=-4km1+2k2,x1x2=2m2-41+2k2,y1+y2=k(x1+x2)+2m=2m1+2k2.MN=1+k2224k2+2-m21+2k2,点O到直线MN的距离是d=m1+k2.由OM+ON=OD,得xD=-4km1+2k2,yD=2m1+2k2.由于点D在曲线C上,因此有(-4km1+2k2)24+(2m1+2k2)22=1,拾掇得1+2k2=2m2.由题意,四边形OMDN为平行四边形,因此四边形OMDN的面积为SOMDN=MNd=1+k2224k2+2-m21+2k2m1+k2=22m4k2+2-m21+2k2.由1+2k2=2m2,得SOMDN=6,故四边形OMDN
5、的面积是定值,其定值为6.2已经清楚椭圆E:x2a2+y2b2=1(ab0)的右中心F与抛物线y=4x的中心重合,且椭圆的离心率为121求椭圆的标准方程;2过椭圆E右中心F的直线l与椭圆交于两点A、B,在x轴上能否存在点M,使得MAMB为定值?假设存在,求出点M的坐标;假设不存在,请说明因由【答案】1x24+y23=12存在点M(118,0),使得MAMB=-13564【分析】抛物线y2=4x的中心为(1,0),F(1,0),c=1,又由于椭圆的离心率为12,即ca=12,a=2,a2=4,那么b2=a2-c2=3,因此,椭圆的方程为x24+y23=1;假设存在点M(x0,0),使得MAMB为
6、定值当直线l的歪率不为零时,可设直线l的方程为x=my+1,联破x24+y23=1x=my+1,得(3m2+4)y2+6my-9=0,设A(x1,y1)、B(x2,y2),由韦达定理可得y1+y2=-6m3m2+4,y1y2=-93m2+4,MA=(x1-x0,y1)、MB=(x2-x0,y2),MAMB=(x1-x0)(x2-x0)+y1y2=(m2+1)y1y2+(1-x0)m(y1+y2)+(1-x0)2=-9(m2+1)3m2+4-6mm(1-x0)3m2+4+(1-x0)2=(6x0-15)m2-93m2+4+(1-x0)2,要使上式为定值,即与m有关,应有6x0-153=-94,解
7、得x0=118,现在,MAMB=-13564.当直线l的歪率为零时,不妨设A(-2,0)、B(2,0),当点M的坐标为(118,0)时,MAMB=-13564综上所述,存在点M(118,0),使得MAMB=-13564考向二开门见山推理求值【例2】已经清楚椭圆C:x2a2+y2b2=1ab0通过点(3,12),且离心率为32求椭圆C的方程;已经清楚A0,b,Ba,0,点P是椭圆C上位于第三象限的动点,直线AP、BP分不将x轴、y轴于点M、N,求证:|AN|BM|为定值【答案】(1)x24+y2=1(2)看法析.【分析】1由题意可得:3a2+14b2=1,ca=32,a2=b2+c2,联破解得:
8、a=2,b=1椭圆C的方程为:x24+y2=12证明:设Px0,y0,x00,y00A2,0,B0,1x02+4y02=4可得直线BP,AP的方程分不为:y=y0-1x0x+1,y=y0x0-2x-2,可得:Mx02-y0,0,N0,2y02-x0|AM|BN|=2-x02-y01-2y02-x0=2-4y02-x0-x02-y0+2x0y0(2-y0)(2-x0)=4-4x0-8y0+4x0y0+x02+4y022-2y0-x0+x0y04(2-2y0-x0+x0y0)2-2y0-x0+x0y0=4为定值【举一反三】1已经清楚椭圆C1:x2a2+y2b2=1(ab0)的离心率为63,椭圆C2
9、:x23a2+y23b2=1(ab0)通过点(32,32).1求椭圆C1的标准方程;2设点M是椭圆C1上的任意一点,射线MO与椭圆C2交于点N,过点M的直线l与椭圆C1有且只需一个大年夜众点,直线l与椭圆C2交于A,B两个相异点,证明:NAB面积为定值.【答案】1x2+y213=1;2看法析.【分析】1由于C1的离心率为63,因此69=1-b2a2,解得a2=3b2.将点(32,32)代入x23a2+y23b2=1,拾掇得14a2+14b2=1.联破,得a2=1,b2=13,故椭圆C1的标准方程为x2+y213=1.2证明:当直线l的歪率不存在时,点M为(1,0)或(-1,0),由对称性不妨取
10、M(1,0),由1知椭圆C2的方程为x23+y2=1,因此有N(-3,0).将x=1代入椭圆C2的方程得y=63,因此SNAB=12MNAB=12(3+1)263=2+63.当直线l的歪率存在时,设其方程为y=kx+m,将y=kx+m代入椭圆C1的方程得(1+3k2)x2+6kmx+3m2-1=0,由题意得=(6km)2-4(1+3k2)(3m2-1)=0,拾掇得3m2=1+3k2.将y=kx+m代入椭圆C2的方程,得(1+3k2)x2+6kmx+3m2-3=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),那么x1+x2=-6km1+3k2,x1x2=3m2-31+3k2,因此AB=1+k2(x1+
11、x2)2-4x1x2=1+k2233k2+1-m23k2+1=261+k23m.设M(x0,y0),N(x3,y3),ON=MO,那么可得x3=-x0,y3=-y0.由于x02+3y02=1x323+y32=1,因此x02+3y02=12(x023+y02)=1,解得=3=-3舍去,因此ON=3MO,从而NM=(3+1)OM.又由于点O到直线l的距离为d=m1+k2,因此点N到直线l的距离为(3+1)d=(3+1)m1+k2,因此SNAB=12(3+1)dAB=12(3+1)m1+k2261+k23m=2+63,综上,NAB的面积为定值2+63.2已经清楚椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0
12、)的离心率为12,A,B分不为椭圆C的左、右顶点,F为椭圆C的右中心,过F的直线l与椭圆C交于差异的两点P,Q,当直线l垂直于x轴时,四边形APBQ的面积为6求椭圆C的方程;假设直线l的歪率为k(k0),线段PQ的垂直平分线与x轴交于点M,求证:|MF|PQ|为定值【答案】x24+y23=1;看法析.【分析】由:x2a2+y2b2=1,令x=c可得y=b2a,那么|PQ|=2b2a,那么S四边形APBQ=12|AB|PQ|=122a2b2a=2b2=6,可得b2=3e=ca=12,a=2c,a2=b2+c2,a2=4椭圆C的方程为x24+y23=1证明:由题意可知F(1,0),直线l的方程为y
13、=k(x-1),由x24+y23=1y=k(x-1),可得4k2+3x2-8k2x+4k2-12=0设Px1,y1,Qx2,y2,x1+x2=8k24k2+3,x1x2=4k2-124k2+3,y1+y2=kx1+x2-2k=-6k4k2+3,设PQ的中点为N,那么N4k24k2+3,-3k4k2+3,那么MN的过程为y+3k4k2+3=-1kx-4k24k2+3,令y=0,可得Mk24k2+3,0,|MF|=3k2+14k2+3,|PQ|=1+k2x1+x22-4x1x2=1+k28k24k2+32-44k2-124k2+3=12k2+14k2+3,|MF|PQ|=14为定值考向三征询题转化
14、【例3】已经清楚定点F1,0,横坐标不小于0的动点在y轴上的射影为H,假设TF=TH+1.1求动点T的轨迹C的方程;2假设点P4,4不在直l:y=kx+m线上,同时直线l与曲线C订交于A,B两个差异点.征询能否存在常数k使妥善m的值变卦时,直线PA,PB歪率之跟是一个定值.假设存在,求出k的值;假设不存在,请说明因由.【答案】1y2=4x2看法析【分析】1设点T在直线x=-1上的射影是R,那么由于T的横坐标不小于0,因此TR=TH+1,又TF=TH+1因此TF=TR即点T到F1,0的距离与T到直线x=-1的距离相当,因此T的轨迹是以为F1,0中心,以为x=-1准线的抛物线.即C的方程是y2=4
15、x2由于A,B在曲线C:y2=4x上,可设Aa24,a,Bb24,b,那么PA的歪率k1=a-4a24-4=4a+4,PB的歪率k2=b-4b24-4=4b+4因此k1+k2=4a+4+4b+4=4a+b+8ab+4a+b+16又曲线C与直线l订交于A,B两点,因此k0,因此联破方程,得y2=4xy=kx+mky2-4y+4m=0,因此a+b=4k,ab=4mk.k1+k2=4a+b+8ab+4a+b+16=44k+84mk+44k+16=8k+44k+m+4=1-m4k+m+4,此式随着m的变卦,值也在变卦,因此不存在k值称心题意.【举一反三】1.在直角坐标系xOy中,抛物线C:x2=6y与
16、直线l:y=kx+3交于M,N两点.1设M,N到y轴的距离分不为d1,d2,证明:d1与d2的乘积为定值.2y轴上能否存在点P,当k变卦时,总有OPM=OPN?假设存在,求点P的坐标;假设不存在,请说明因由.【答案】1看法析2存在,P(0,-3)【分析】1证明:将y=kx+3代入x2=6y,得x2-6kx-18=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),那么x1x2=-18,从而d1d2=|x1|x2|=|x1x2|=18为定值.2解:存在符合题意的点,证明如下:设P(0,b)为符合题意的点,直线PM,PN的歪率分不为k1,k2.从而k1+k2=y1-bx1+y2-bx2=2kx1x2+(3-
17、b)(x1+x2)x1x2=-36k+6k(3-b)x1x2.当b=-3时,有k1+k2=0对任意k恒成破,那么直线PM的倾歪角与直线PN的倾歪角互补,故OPM=OPN,因此点P(0,-3)符合题意.【使用套路】-纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行1已经清楚抛物线C:x2=2pyp0,直线l通过抛物线C的中心,且垂直于抛物线的对称轴,l与抛物线两交点间的距离为4.(1)求抛物线C的方程;(2)已经清楚P2,1,过(-2,0)的直线m与抛物线C订交于A,B两点,设直线PA与PB的歪率分不为k1跟k2,求证:k1k2为定值,并求出定值.【答案】1x2=4y;214.【分析】1由题意得抛物线C:x2=2
18、pyp0的中心为F(0,p2),过中心与对称轴垂直的直线为y=p2,直线y=p2与抛物线的两个交点为(-p,p2),(p,p2),由题意得2p=4,抛物线C的方程为x2=4y2由题意直线m的歪率存在,设其方程为y=k(x+2),由y=kx+2x2=4y消去y拾掇得x2-4kx-8k=0,直线m与抛物线交于两点,=16k2+32k0,解得k0设Ax1,y1,Bx2,y2,那么x1+x2=4k,x1x2=-8kk1k2=y1-1x1-2y2-1x2-2=x124-1x1-2x224-1x2-2=x1+2x2+216=x1x2+2x1+x2+416=14k1k2为定值,且定值为142已经清楚椭圆C:
19、x2a2+y2b2=1(ab0)的左、右中心分不是F1,F,其离心率为12,点P是椭圆C上任一点,且PF1F2面积的最大年夜值为3.1求椭圆C的方程;2假设歪率不为0的直线与椭圆C订交于M,N两个差异点,且OMPN是平行四边形,证明:四边形OMPN的面积为定值.【答案】1x24+y23=1;23【分析】1由题意得ca=12,122bc=3,a2=b2+c2,c=1,b=3,a=2,椭圆C的方程为x24+y23=1;2设直线MN的方程为y=kx+m(k0),Mx1,y1,Nx2,y2,Px0,y0由y=kx+mx24+y23=1,得3+4k2x2+8kmx+4m2-3=0,x1+x2=-8km3
20、+4k2,x1x2=4m2-33+4k2OMPN是平行四边形,OP=OM+ON,x0=x1+x2=-8km3+4k2,y0=y1+y2=kx1+x2+2m=6m3+4k2,64k2m243+4k22+36m233+4k22=1,4m2=3+4k2,现在=(8km)2-163+4k2m2-3=483m20,x1+x2=-2km,x1x2=1-3m2,|MN|=1+k2x1-x2=1+k2x1+x22-4x1x2=31+k2|m|,点O到直线MN的距离为d=|m|1+k2,SOMPN=d|MN|=3.3已经清楚抛物线的顶点为原点,关于y轴对称,且过点N(-1,12).1求抛物线的方程;2已经清楚C
21、(0,-2),假设直线y=kx+2与抛物线交于A,B两点,记直线CA,CB的歪率分不为k1,k2,求证:k1k2+k2为定值【答案】1x2=2y2见证明【分析】1设抛物线为x2=2py(p0),将N(-1,12)代入得p=1,那么抛物线E的方程为x2=2y;2设A(x1,y1),B(x2,y2),由x2=2yy=kx+2得x2-2kx-4=0,那么x1+x2=2k,x1x2=-4,=4k2+160,k1k2=y1+2x1y2+2x2=kx1+2+2x1kx2+2+2x2=(k+4x1)(k+4x2)=k2+4k(1x1+1x2)+16x1x2=k2+4k(x1+x2)+16x1x2=k2+8k
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