内容正文:
专题18 圆锥曲线中的定点定值问题
1、涉及直线过定点的问题:
若涉及直线过定点的证明,则直线一定为含有参数的动直线,即直线系,对于直线系方程,可将直线方程化为f(x,y)+,令f(x,y)且,求出交点坐标即为定点,例如直线的点斜式方程y-y0=k(x-x0)对于参数k,此直线系过定点。
2、圆锥曲线中定点问题的一般解题方法:
①引进参数法,引进动点的坐标或动线中的系数为参数,再研究变量与参数何时没有关系,找到定点;
②特殊到一般法,根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
对于引进参数后,把直线或者曲线方程中的变量x,y当作常数看待,把常量当作未知数,将方程一端化为0,即化为kf(x,y)+g(x,y)=0的形式(这里把常量k当作未知数),由解得点的坐标即为定点.
3、解决圆锥曲线中的定值的基本方法
定值问题在几何问题中,有些问题和参数无关,这就是定值问题,解决这类问题常通过取参数和特殊值来确定“定值”是多少,或者将问题涉及的几何式转化为代数式或三角式,证明该式是恒定的。
(2021秋•蚌埠期末)已知直线l与抛物线y2=4x交于不同的两点A,B,O为坐标原点,若直线OA,OB的斜率之积为﹣1,则直线l恒过定点( )
A.(4,0) B.(0,4) C.(0,﹣4) D.(﹣4,0)
【分析】直线l的方程为x=my+b,联立抛物线的方程,由韦达定理可得y1y2=﹣4b,再结合k1k2=﹣1,解得b,进而可得答案.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
因为直线OA,OB的斜率k1,k2满足k1k2=﹣1,
所以•1,
所以1,即y1y2=﹣16,
设直线l的方程为x=my+b,
联立抛物线的方程得,y2﹣4my﹣4b=0,
所以y1y2=﹣4b,
即﹣4b=﹣16,解得b=4,
所以直线l恒过点(4,0).
故选:A.
(2021秋•邯郸期末)已知动点Q到点E(,0)的距离与到直线l1:x的距离之比为,Q点的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)已知M(﹣3,0),N(3,0),A,B为曲线C上异于M,N的两点,直线AM,BN相交于点T,点T在直线x=4上,问直线AB是否过定点?若过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【分析】(1)设Q(x,y),根据已知条件列方程,化简求得曲线C的方程.
(2)首先分析直线AB的斜率是否与y轴垂直,当直线AB不垂直与y轴时,设出直线AB的方程为x=ty+m,并与曲线C的方程联立,化简写出根与系数关系,根据T是直线AM,BN的交点求得m的值,从而确定直线AB过定点.
【解答】解:(1)设Q(x,y),则,
化简得,
∴曲线C的方程为.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
∴x1≠±3,x2≠±3,y1≠0,y2≠0,
①当直线AB垂直于轴时,由对称性可知,直线AM,BN交于y轴,不合题意,舍去;
②当直线AB不垂直于y轴时,设直线AB的方程为x=ty+m,
联立,得(4t2+9)y2+8tmy+4m2﹣36=0.
依题意,4t2+9≠0,Δ=144(4t2+9﹣m2)>0,
∴,∴m≠±3,
又M(﹣3,0),N(3,0),
∴直线AM的方程为,直线BN的方程为,
依题意,设T(4,yT).
∵点T为直线AM,BN的交点,
∴,
∴,
即,
,
又∵m≠﹣3,∴,
化简,得,
又满足Δ>0,直线AB的方程为,
∴直线AB过定点.
(2021秋•阆中市校级月考)已知椭圆C:的两个焦点分别为F1,F2,离心率为,且过点(2,).又M,N,P,Q是椭圆C上的四个不同的点,两条都不和x轴垂直的直线MN和PQ分别过点F1,F2,且这两条直线互相垂直,则为定值( )
A. B. C. D.
【分析】由已知求出椭圆C的方程为1,设直线MN的方程为y=k(x+2),则直线PQ的方程为y(x﹣2).由,得(2k2+1)x2+8k2x+8k2﹣8=0,由韦达定理求出|MN|.同理可得|PQ|.由此能求出的值.
【解答】解:由已知e,∴,解得a2=2b2.
∴椭圆C:1,即x2+2y2=2b2.
∵椭圆C过点(2,),所以22+2()2=2b2,
得b2=4,a2=8.
∴椭圆C的方程为1.
∴椭圆C的焦点坐标为F1(﹣2,0),F2(2,0).
根据题意,可设直线MN的方程为y=k(x+2),
由于直线MN与直线PQ互相垂直,则直线PQ的方程为y(x﹣2).
设M(x1,y1),N(x2,y2).由方程组,消y得(2k2+1)x2+8k2x+8k2﹣8=0.
则 x1+x2,x1x2.
∴|MN||x1﹣x2|•.
同理可得|PQ|.
∴.
故选:A.
(2021秋•南阳期末)已知抛物线的顶点是坐标原点O,焦点在x轴上,且抛物线上的点M(