内容正文:
专题六 与圆相关的定值、定点问题
圆的综合问题还可能会考查与圆有关的定点、定值问题,这类问题的解决往往先从特殊情况入手,探究出相应的定点、定值。当然,解题时要结合圆的几何性质,利用几何知识能使问题较为简捷地得到解决。
1.直击高考
例题1.(2017全国,20题)在直角坐标系xOy中,曲线与x轴交于A,B两点,点C的坐标为当m变化时,解答下列问题:
能否出现的情况?说明理由.
证明过A,B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值.
【分析】
本题考查圆的方程的求法,注意运用韦达定理和直线的斜率公式,以及待定系数法,考查方程思想和化简整理的运算能力,属于中档题.
设曲线与x轴交于,,运用韦达定理,再假设,运用直线的斜率之积为,即可判断是否存在这样的情况;
设过A、B、C三点的圆的方程为,由题意可得,,代入,可得,再令,即可得到圆在y轴的交点,进而得到弦长为定值.
思维升华
从特殊情况入手,探究出相应的定点、定值。当然,解题时要结合圆的几何性质,利用几何知识能使问题较为简捷地得到解决。
【答案】解:曲线与x轴交于A、B两点,
可设,,
由韦达定理可得,
若,则,
即有,
即为这与矛盾,
故不出现的情况;
证明:设过A、B、C三点的圆的方程为,
由题意可得时,与等价,
可得,,
圆的方程即为,
由圆过,可得,可得,
则圆的方程即为,
再令,可得,
解得或.
即有圆与y轴的交点为,,
则过A、B、C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值3.
例2.(2020全国,6题)在平面内,A,B是两个定点,C是动点.若,则点C的轨迹为
A. 圆 B. 椭圆 C. 抛物线 D. 直线
【答案】A
【解析】解:在平面内,A,B是两个定点,C是动点,
不妨设,,设,
因为,
所以,
解得,
所以点C的轨迹为圆.
故选:A.
设出A、B、C的坐标,利用已知条件,转化求解C的轨迹方程,推出结果即可.
本题考查轨迹方程的求法,向量的数量积的应用,考查计算能力.
例3(2020全国,20题)已知抛物线C:经过点.
Ⅰ求抛物线C的方程及其准线方程;
Ⅱ设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线分别交直线OM,ON于点A和点求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
【答案】解:Ⅰ抛物线C:经过点可得,即,
可得抛物线C的方程为,准线方程为;
Ⅱ证明:抛物线的焦点为,