内容正文:
专题七 与椭圆相关的定值、定点问题
定点问题是圆锥曲线中十分重要的内容,蕴含着动、静依存的辩证关系,深刻体现了数学的魅力,在高考中常常涉及此类问题且位于中档题的位置.本专题以椭圆中的具体问题入手,通过对解决方法进行总结辨析,使学生能够根据问题的条件寻找与设计更合理、更简捷的运算途径,并引导学生发现这类问题所具有的更一般性规律.
1.直击高考
例题1.(2020湖南,21题)已知A,B分别为椭圆E:的左、右顶点,G为E的上顶点,为直线上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E的另一交点为D.
求E的方程;
证明:直线CD过定点.
【分析】
根据椭圆的几何性质,可写出A、B和G的坐标,再结合平面向量的坐标运算列出关于a的方程,解之即可;
设,,,然后分两类讨论:,设直线CD的方程为,写出直线PA和PB的方程后,消去t可得,结合,消去,可得,然后联立直线CD和椭圆的方程,消去x,写出韦达定理,并将其代入上式化简整理得关于m和n的恒等式,可解得或舍,从而得直线CD过定点;若,则直线CD的方程为,只需验证直线CD是否经过点即可.
本题考查椭圆方程的求法、直线与椭圆的位置关系中的定点问题,涉及分类讨论的思想,有一定的计算量,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于难题.
思维升华
解析几何包含两个主要问题,即已知曲线求方程和已知方程研究曲线的性质.对解析几何的复习,要在牢固掌握与解析几何有关的概念及几何性质的基础上,把上述两个问题作为复习和研究的重点,把握坐标法思想的精髓.
这类题型的方法可以是设直线,运用韦达定理求出坐标之间的关系,过椭圆上一点的直线与椭圆相交是可以解出另一个交点的,而过椭圆外一点的直线与椭圆相交只能找到两个交点坐标的关系,不适宜解,再运用题目的条件整体化简。也可以是设点的坐标,运用坐标在椭圆上或直线上整体代入化简,到底设什么需要根据题目条件,因题而异。
【答案】解:由题设得,,,,则,,
由得,即,
所以E的方程为.
设,,,
若,设直线CD的方程为,由题可知,,
由于直线PA的方程为,所以,同理可得,
于是有.
由于,所以,
将其代入式,消去,可得,即,
联立得,,
所以,,
代入式得,
解得或因为,所以舍,
故直线CD的方程为,即直线CD过定点.
若,则直线CD的方程为,也过点.
综上所述,直线CD过定点.
例2.(2020山东,22题)已知椭圆的