内容正文:
考点突破五 圆锥曲线中的定点、定值问题
【考点一】圆锥曲线中的定点问题
【典例1】(2021·滨州一模)已知点A(0,-1),B(0,1),动点P满足||||=·.记点P的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设D为直线y=-2上的动点,过D作C的两条切线,切点分别是E,F.证明:直线EF过定点.
【变式1】本例若改为:
已知点A(0,4),B(0,1),动点P满足|PA|=2|PB|,设动点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的轨迹方程;
(2)若Q是直线l:y=x-4上的动点,过Q作曲线E的两条切线QM,QN,切点为M,N,探究:直线MN是否过定点,若存在定点请写出坐标,若不存在则说明理由.
【变式2】已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴与短轴长度之比为2∶,焦距为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设左焦点为F,l为过点F的一条直线,交椭圆C于M、N两点,过点N做x轴的垂线,交椭圆C于点P,连接PM.求证直线PM恒过定点.
【考点二】圆锥曲线中的定值问题
【典例2】(12分)(2021·新高考Ⅰ卷)在平面直角坐标系xOy中,已知点F1(-,0),F2(,0),点M满足|MF1|-|MF2|=2,记M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)设点T在直线x=上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.
【变式】已知椭圆C:+=1(a>b>0)经过点(,1),离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx+t(t≠0)与椭圆C相交于A,B两点,若以OA,OB为邻边的平行四边形OAPB的顶点P在椭圆C上,求证:平行四边形OAPB的面积为定值.
参考答案
【考点一】圆锥曲线中的定点问题
【典例1】(2021·滨州一模)已知点A(0,-1),B(0,1),动点P满足||||=·.记点P的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设D为直线y=-2上的动点,过D作C的两条切线,切点分别是E,F.证明:直线EF过定点.
【解析】(1)设P(x,y),则=(-x,-1-y),=(-x,1-y),=(0,2),=(0,-2),
所以||||=·,=1+y
化简得x2=4y,所以C的方程为x2=4y.
(2)由题意可设D(t,-2),E(x1,y1),F(x2,y2),
由题意知切线DE,DF的斜率都存在,
由x2=4y,得y=,则y′=,所以kDE=,
直线DE的方程为y-y1=(x-x1),即y-y1=x-,①
因为E(x1,y1)在x2=4y上,所以x=4y1,即=2y1,②
将②代入①得x1x-2y1-2y=0,
所以直线DE的方程为x1x-2y1-2y=0,
同理可得直线DF的方程为x2x-2y2-2y=0,
因为D(t,-2)在直线DE上,所以tx1-2y1+4=0,又D(t,-2)在直线DF上,所以tx2-2y2+4=0,所以直线EF的方程为tx-2y+4=0,
故直线EF过定点(0,2).
【变式1】本例若改为:
已知点A(0,4),B(0,1),动点P满足|PA|=2|PB|,设动点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的轨迹方程;
(2)若Q是直线l:y=x-4上的动点,过Q作曲线E的两条切线QM,QN,切点为M,N,探究:直线MN是否过定点,若存在定点请写出坐标,若不存在则说明理由.
【解析】(1)设点P的坐标为(x,y),|PA|=2|PB|,
即=2,整理得x2+y2=4,所以曲线E的轨迹方程为x2+y2=4;
(2)依题意,ON⊥QN,OM⊥QM,则M,N都在以OQ为直径的圆F上,
因为Q是直线l:y=x-4上的动点,
设Q(t,t-4),则圆F的圆心为,且经过坐标原点即圆的方程为x2+y2-tx-(t-4)y=0.
又因为M,N在曲线E:x2+y2=4上,
由,
可得tx+(t-4)y-4=0,
即直线MN的方程为tx+(t-4)y-4=0.
由t∈R且t(x+y)-4y-4=0可得,,解得,所以直线MN过定点(1,-1).
【变式2】已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴与短轴长度之比为2∶,焦距为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设左焦点为F,l为过点F的一条直线,交椭圆C于M、N两点,过点N做x轴的垂线,交椭圆C于点P,连接PM.求证直线PM恒过定点.
【解析】(1)设椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c
所以2a∶2b=2∶且2c=2,a2=b2+c2,所以a=2,b=,c=1,
所以椭圆方程为+=1;
(2)由题意可知F(-1,0),直线l的斜率存在,
故设直线l的方程为y=k(x+1),M(x1,y1),N(x2,y2),P(x2,-y2),
所以,得(3+4k2)x2+8k2x