2022年高考数学一轮复习三定问题及最值精讲(解析版).pdf
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1、9.6三定问题及最值(精讲)思维导图求代数式为定值.依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值./求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的 1 7 解析式,再利用题设条件化简、变形求得.定 值e-1 求 某 线 段 长 度 为 定 值.利 用 长 度 公 式 求 得 解 析 式,再依据条件对 解 析 式 进 行 化 简、变形即可求得.曲线的三定及最值特殊推理法:先从特殊情况入手,求出定点,再证明定点与变量无关直接推理法选择一个参数建立直线系方程,f将题目中给出的曲线方程(包含直线方程)巾的常量当成变量,将变量x,F 当 成 常 量,将 原 方 程 转
2、 化 为 止,J,)+X,J,)=o 的形式(是原方程中的常勤;(ii)根据直线过定点时与参数没有关系(即直线系方程对任意参数都成立),得到方程组用 r,F)=0.y)=(h(iii)以申方程组的解为坐标的点就是直线所过的定点,若定点具备一定的限制条件.可以特殊解决.函数法:用其他变量表示该参数,建立函数关系,利用求函数的单调性求解不等式法:根据题意建立含参数的不等式,通过解不等式求参数范围判别式法:建立关于某变量的一元二次方程,利用判别式求参数的范围常见考法考法一定点【例1】(2 0 2 1 贵州贵阳市贵阳一中高三月考(理)已知椭圆Cj二+=1(。/,()的 离 心 率 为 ,a b 3且过
3、椭圆的右焦点F有且仅有一条直线与圆G:/+丁=2相切.(1)求椭圆G的标准方程;(2)设圆G与y轴的正半轴交于点P.已知直线/斜率存在且不为0,与椭圆C 1交于A,B两点,满足=(。为坐标原点),证明:直线/过定点.【答案】(1)+/=1:(2)证明见解析.3【解析】(1)因过椭圆的右焦点F(G O)有且仅有一条直线与圆C 2:/+产=2相切,则点尸(c,0)在圆C 2:x2+y2=2.,即0 2=2,而椭圆G的离心率6 =亚=,解得。=如,则。3b2=a2-c2=1,所 以 椭 圆 的 标 准 方 程为三+/=1;3(2)圆C z:V +y 2 =2与y轴的正半轴交于点p(o,何,依题意,设
4、直线/的方程为产丘+机(女 片0),A,B两点的坐标分别为(西,乂),(苍,为),,_ J 7 -J5由=知 直 线 初 斜 率 ”与心-互为相反数,又 3,,即,=:一.,王 即2 1二 色+=正=0,化简整理得:王w (y _0)+%-码=。,又 凹=依+m,y2=kx2+m ,于是得 2 g x 2+(6一逝)(X+%2)=O,由消去 y 得:(3 2 2+1 卜2+6 近+3 帚-3 =0,则士+七 二-,为 x,=M,从而有2h即 二+(?-夜)(-华-)=0,即2h(3 一3)-6%伽 0)=0,解 得 吁 立,此时直线/的方程为y=kx+-,所以直线/恒过定点(0,孝).【一隅三
5、反】,21.(2 0 2 1 海 口中学高三月考)设椭圆+=1 1 有)的左右焦点分别为E,F,右顶点为A,已知薪+血=向 其中。为原点,e为桶圆的离心率.(1)求椭圆C的方程;(2)若过E 的直线/与坐标轴不垂直,它与椭圆C交于M,N两点,A T 是点M 关于X 轴的对称点,试判断直线N M 是否过定点,如果过定点,求出定点坐标,如果不过定点,请说明理由.2 2【答案】3+方=1:(2)过定点,且定点为(-4,0).1 1 3 e【解析】(1)依题意6 =逐,西+网=网,Qc a cHII t i 3 x _ 3 x V-+-,=S-,a2-c2=3c2,a2=4 c2c a a-c ac
6、a-ca1=b2+c2,4 c2=3+c2,c=,a=2,2 2所以椭圆c 的方程为三+匕=1.4 3(2)(-1,0),依题意可知直线2 的斜率存在且不为0,设直线/的方程为y =Z(x+l),设MQ,y),N(X 2,%),“(%,X),y =%(x +l)x2 y3 消去y并化简得(3+4 公)d+8/x+4/-12 =0,4 3-8 公 4 M2-12二 有 直线M W 的方程为科 必:二21。-%),X2 X根据椭圆的对称性可知,若宜线M 0过定点,则定点在x轴上,由此令y=o得%=吐乩(x-占),X2 X即x=y G 2 f)+玉=凶(占一为)+=(%+乂)=%+)人%+X 1%+
7、y 必+x%+石 +2 x2+%1 +24 k2-*412 l=2 3-1 +i=2x上 阵+1x,+占 +2-8 A:又-r+23+4 k2 4 r-1 2-3-4公2x-;-8二+6+8公所以定点为(T,0).2.(2021 九龙坡区重庆市育才中学)阿基米德(公元前287年-公 元 前212年,古希腊)不仅是著名的哲学家、物理学家,也是著名的数学家,他利用“逼近法”得到椭圆面积除以圆周率万等于椭圆的长半轴长)2与短半轴长的乘积.在平面直角坐标系中,椭圆C:5+=l(ab0)的面积等于2乃,且椭圆C的焦距为a b2分(1)求椭圆C的标准方程;(2)点P(4,0)是x轴上的定点,直线/与椭圆C
8、交于不同的两点4 8,已知4关于)轴 的 对 称 点 为5点关于原点的对称点为N,已知H M、N三点共线,试探究直线/是否过定点.若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)C:+y2=l;(2)直线恒过定点(-1,0).42 2【解析】(1)椭圆(7:0+25=1(。0)的面积等于2 ,.乃 出?=2万,a b:.ab=2,椭圆C的焦距为2百,.=2c=23,ah=21,%),8(,乂),则MJ%,%),阳-和-必),P、M、N三点共线,得-X)-4必x2+4凹(+4)+%(+4)=0,直线/:x =m y +力 与 椭圆。交于 A8 两点,%=m y+f,x2=my2+t
9、 y(my2+r +4)+y2 myx+/+4)=0 ,2 物 力+(,+4 心+%)=,x=m y+t由 +4)y 2 +2机)+4 =0 ,.0*一4%=祖2+4 代入2 啊 i%+(f+4)(y+%)=。中,m2+4 t22mttn2+4/.8/?(r4-l)=0=0,/.2 m(r2-4)+(r+4)(-2/w r)=0 ,当帆=0,直线/方程为x=Z,则M、N重合,不符合题意;当 =-1 时,直 线/:=阳-1,所以直线/恒过定点(T,恒.3.(2 0 2 1 湖北)已知椭圆马+耳=1(“6 0)经过以下四个不同点中的某三个点:B-&a b2 2C(-l,l),D(3,叵).2 6(
10、1)求椭圆7 的方程;(2)将椭圆T 上所有点的纵坐标缩短为原来的且倍,横坐标不变,得到椭圆:已知M,A 两点的坐标分2别为(0,1),(0,T),点尸是直线y =2 上的一个动点,且直线力0,F N分别交椭圆 于。(G,分别异于 M,V 点)两 点,试判断直线G H是否恒过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.2 2工+2=1(O【答案】(1)4 4 1;(2)直线G 恒 过 定 点 03.3I ,【解析】由 题 意 可 得 4 C一定在椭圆上,即,+=1 3若 8 在椭圆上,则 苏+亦=1,由可得力1 +13=1,不存在,所以在椭圆上,可得看9+款21=L,4由可得/=4,
11、吩=、,2所以椭圆的方程为:5十 卷=13(2)将椭圆7、上所有点的纵坐标缩短为原来的且2倍,横坐标不变,设汇上的点为:(x,y),对应的点(x,),),由题意可得),所以=%,一 双,I-y,人 一人,2,2所以,的方程+=,设网科2),G(X,x),MF-1m,3kNF=一m所以直线M F的方程为:y=-x+l,m3直 线 破 的方程y=工-1,m联立宜线M b 与椭圆的方程1y-x+m2X 2L=1整理可得(4+m2)x2+8mx=0,所 以%=1-8/w4+/w2-4 rjr.即G-8根-4、4+/4+/)联立直线,忸与椭圆的方程:H24?36-n r36+m2 36+m23 y=x-
12、M I24/77、整理可得(36+m2)x2-24/77X=0,所以/=-厂 2 1 36+加 一+y=1436 m 日 0,y-i=-r 即 36+nrnr-4 36-/n2所以直线G H 的斜率为:kcll=加2 3 g.病4+/36+m22(/4-144)-1 2-32m+12)16mITT 4所以直线8的方程为:,-赤7 7 T-1 216m8 机X+-r4 +加整理可得y =-巴 士 x+L当x=0,y =-1 6 m 2 2所以直线G H恒过定点(0,g).考法二定值【例 2】(2 0 2 1 河南高三月考(文)已知椭圆C:+/=1(人 0)的左焦点为尸,离心率为孝,过/且垂直于x
13、 轴的直线被椭圆C截得的线段长为2.(1)求椭圆C的方程;(2)已知点A(2,0),过 P(2,-4)的直线/交椭圆C于 M,N两点,证明:直线A 用 的斜率与直线4V的斜率之和为定值.【答案】(1)+-=1;(2)证明见解析.4 2【解析】(1)设椭圆的半焦距为c,则 a ,2b2彳 =2,a2=b2+c2,解得 =2,b=y/2,2 2所以椭圆C的方程为三+E =1.4 2(2)由题意知直线/斜率存在,设其方程为丫 =质+小(z*0),加(不乂),N,力),y=kx+m,联 立 方 程 组/V 代入消元并整理得:(2 2+1)/+4加a+2 机2-4 =0,-1-=1,4 2A =(4 f
14、 a n)2-4 x(2/+1)(2/M2-4)=32k2-Sm2+1 6 0,贝|J&+N=-4km2m2-42 犬+1 内=2.+1%X,-2 /2将 y=h i+/n,必=监+机 代入,整理得:“AM+Z/W =(g +ni)(x2-2)+(AX2-2)(%-2)(一2)2 g x 2+(加 一 24)(x+x2)-4mMW-2(x)4-x2)+4-4(2 左+m)将韦达定理代入化简得:一2(24+叼因为直线/过点。(2,-4),所以2Z+帆=-4,代入“AM+“AN-4(2 女+?)2(2%+加)2得 Mw+&AN=;.【一隅三反】1.(2021 重庆高三月考)在平面直角坐标系Q r
15、中,已知椭圆G +/=l(a 0)的离心率为日,且 C过点例(2,1).点 R。在。上,且直线 阀不与坐标轴垂直.(1)求 C的方程;(2)若直线加,他的斜率存在,分别记为尤,右,证明:加 过。点的充要条件是4&=-;【答案】(1)+=1 (2)证明见解析.8 2【解析】(1)由题意:-=,:.a =2b,a 2所以椭圆G/+g =l.代入M(2,l)得:b2=2,所以椭圆C:+=1.8 2(2)设直线图为:y=依+九/3(入|,乂),0(,),叱,。的斜率分别为匕出,,-二+片=1,联立 I 1 L m 2m+1 4 k 1右&公=一:时,-;=一一,4 1 6/+I 6 6 +病一 4 4
16、化简得:nr+2km-m =0=m =0.m+2k-=0,若加+2&-1=0,则y=h +l-2/过点M(2,l),直线M P,版只有一条存在,故舍去.:.m=0,则直线偌过原点.2.(2 0 2 1 全国高三(理)已知椭圆(7:+口 =1(4 /0)的 离心率为亚,两焦点与短轴两顶点围成的a b 3四边形的面积为4 夜.(1)求椭圆C的标准方程;(2)我们称圆心在椭圆C上运动,半径为的圆是椭圆C的“卫星圆”,过原点。作椭圆C的“卫星圆”的两条切线,分别交椭圆C于 A,8 两点,若直线08的斜率存在,记为尢,k2.求证:匕右为定值;试问|Q A F+|O 8|2 是否为定值?若是,求出该定值;
17、若不是,请说明理由.r2 v2 1【答案】(1)。+乙=1;2二一彳,|。4|2+|。0 2=8.6 2 3【解析】(1)依题意得 =乎,2bc=4 6,/=+/,解得=述力=0a 32 2所以椭圆C的标准方程为工+匕=1(2)直线OB的方程分别为y=&B,y=k/,设椭圆C的“卫星圆”的圆心为(毛,)因为直线。A,。8为“卫星圆,的两条切线,则W=r4化简得(2 x:3 居2 -4。%+24-3 =0,(2 只 一 3)后 一 4&+24-3 =0所以K,自为方程(2%-3)公 4 丘。为+2 点一3 =0的两根,故 桃 2=等|又 因 噂+*】所以帙=寥=鬣 故g 为定值T设 4&,%),
18、3(巧,力),1%=&工22 6 2 6则l(W+|08F=(i+k:)由于 e =一i 屋 所以抬,2=时i,得|O A+|O 8|2=6。+%:)2(9 片+1)8 0 +3()3 好+1+3 将+1-3 将+1=8所以|。4+|0 臼2为定值8.3 (2 0 2 1 福建高三月考)已知椭圆E:2 2?+方=l(a b 0)的左、右焦点分别为。,居,点A(O,-,直线A 8的倾斜角为6 0 ,原点。到直线A 8的距离是正4(1)求 E的方程;(2)过 E上任一点P 作直线P6,PE 分别交E 于M,N(异于尸的两点),.FtM=m P Fl,F2N =nPF2,探 究 是 否 为 定 值?
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