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用思维导图突破解析几何压轴题 专题2 定点、定值问题 训练篇A
专题02 定点、定值问题 训练篇A
作者:上海市特级教师 文卫星
1.已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得的弦MN的长为8.
(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹C的方程;
(Ⅱ)已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线l与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ的角平分线,求证:直线l过定点.
解 (Ⅰ)设动圆圆心为点P(x,y),则由勾股定理得x2+42=(x-4)2+y2,化简即得圆心的轨迹C的方程为y2=8x.
(Ⅱ)证1 由题意可设直线l的方程为y=kx+b(k≠0).
联立得k2x2+2(kb-4)x+b2=0.
由Δ=4(kb-4)2-4k2b2>0,得kb<2.
设点P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=.
因为x轴是∠PBQ的角平分线,所以kPB+kQB=0,
即kPB+kQB=+===0,
所以k+b=0,即b=-k,所以l的方程为y=k(x-1).
故直线l恒过定点(1,0).
证2 设P,Q,因为x轴是∠PBQ的角平分线,
所以kPB+kQB=+=0,整理得(y1+y2)=0.
因为直线l不垂直于x轴,所以y1+y2≠0,可得y1y2=-8.
因为kPQ==,所以直线PQ的方程为y-y1=,即y=(x-1).故直线l恒过定点(1,0).
证3设直线PB的方程为x=my-1,它与抛物线C的另一个交点为Q′,设点P(x1,y1),Q′(x2,y2),由条件可得,Q与Q′关于x轴对称,故Q(x2,-y2).
联立消去x得y2-8my+8=0,
其中Δ=64m2-32>0,y1+y2=8m,y1y2=8.所以kPQ==,因而直线PQ的方程为y-y1=(x-x1).
又y1y2=8,y=8x1,将PQ的方程化简得(y1-y2)y=8(x-1),
故直线l过定点(1,0).
证4 由抛物线的对称性可知,如果定点存在,则它一定在x轴上,
所以设定点坐标为(a,0),直线PQ的方程为x=my+a.
联立消去x,整理得y2-8my-8a=0,Δ>0.
设点P(x1,y1),Q(x2,y2),则
由条件可知kPB+kQB=0,即kPB+kQB=+
==0,所以-8ma+8m=0.
由m的任意性可知a=1,所以直线l恒过定点(1,0).
2.(2020成都七中)已知