内容正文:
第八章 平面解析几何
高考重难专攻(二) 圆锥曲线的综合问题
第二课时 定点、定值、探索性问题
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题型一 定点问题
eq \a\vs4\al([师生共研])
[例1] (2020·全国卷Ⅰ)已知A,B分别为椭圆E:eq \f(x2,a2)+y2=1(a>1)的左、右顶点,G为E的上顶点,eq \o(AG,\s\up16(→))·eq \o(GB,\s\up16(→))=8.P为直线x=6上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E的另一交点为D.
(1)求E的方程;
(2)证明:直线CD过定点.
[解] (1)由题意得A(-a,0),B(a,0),G(0,1).
则eq \o(AG,\s\up16(→))=(a,1),eq \o(GB,\s\up16(→))=(a,-1).
由eq \o(AG,\s\up16(→))·eq \o(GB,\s\up16(→))=8得a2-1=8,即a=3.
所以E的方程为eq \f(x2,9)+y2=1.
(2)证明:设C(x1,y1),D(x2,y2),P(6,t).
若t≠0,设直线CD的方程为x=my+n,由题意可知-3<n<3.
由于直线PA的方程为y=eq \f(t,9)(x+3),
所以y1=eq \f(t,9)(x1+3).
直线PB的方程为y=eq \f(t,3)(x-3),
所以y2=eq \f(t,3)(x2-3).
可得3y1(x2-3)=y2(x1+3).
由于2,2)eq \f(x,9)
+yeq \o\al(2,2)=1,故yeq \o\al(2,2)=-eq \f((x2+3)(x2-3),9),
可得27y1y2=-(x1+3)(x2+3),
即(27+m2)y1y2+m(n+3)(y1+y2)+(n+3)2=0. ①
将x=my+n代入eq \f(x2,9)+y2=1得
(m2+9)y2+2mny+n2-9=0.
所以y1+y2=-eq \f(2mn,m2+9),y1y2=eq \f(n2-9,m2+9).
代入①式得(27+m2)(n2-9)-2m(n+3)mn+(n+3)2·(m2+9)=0.
解得n=-3(舍去)或n=eq \f(3,2).
故直线CD的方程为x=my+eq \f(3,2),即直线CD过定点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),0)).
若t=0,则直线CD的方程为y=0,过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),0)).
综上,直线CD过定点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),0)).
eq \a\vs4\al([解题攻略])
定点问题
(1)参数法解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中的核心变量(此处设为k);②利用条件找到k与过定点的曲线F(x,y)=0之间的关系,得到关于k与x,y的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,找到定点.
(2)由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
eq \a\vs4\al([跟踪训练])
(2021·南通一模)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(1,0),O为坐标原点,A,B是抛物线C上异于O的两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线OA,OB的斜率之积为-eq \f(1,2),求证:直线AB过x轴上一定点.
解:(1)因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点坐标为F(1,0),所以eq \f(p,2)=1,所以p=2.
所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)证明:①当直线AB的斜率不存在时,
设Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t2,4),t)),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t2,4),-t)),
因为直线OA,OB的斜率之积为-eq \f(1,2),
所以eq \f(t,\f(t2,4))·eq \f(-t,\f(t2,4))=-eq \f(1,2),化简得t2=32.
所以A(8,t),B(8,-t),此时直线AB的方程为x=8.
②当直线AB的斜率存在时,设其方程为y=kx+b,A(xA,yA),B(xB,yB),联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y2=4x,,y=kx+b,))消去x,
化简得ky2-4y+4b=0.所以yAyB=eq \f(4b,k).
因为直线OA,OB的斜率之积为-eq \f(1,2),
所以eq \f(yA,xA)·eq \f(yB,xB)=-eq \f(1,2),
整理得xAxB+2yAyB=0