内容正文:
第九章 解析几何
专题四 高考中的解析几何问题
第四课时 定值问题
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课时作业(五十五)
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第九章 解析几何
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圆锥曲线中的定值问题一般是指在求解解析几何问题的过程中,探究某些几何量(斜率、距离、面积、比值等)与变量(斜率、点的坐标等)无关的问题,也是高考重要的考点和热点之一. 其求解步骤一般为:
一选:选择变量,一般为点的坐标、直线的斜率等;
二化:把要求解的定值表示成含上述变量的式子,并利用其他辅助条件来减少变量的个数,使其只含有一个变量(或者有多个变量,但是能整体约分也可以);
三定值:化简式子得到定值.由题目的结论可知要证明为定值的量必与变量的值无关,故求出的式子必能化为一个常数,所以只需对上述式子进行必要的化简即可得到定值.
已知斜率为1的直线交抛物线C:y2=2px(p>0)于A,B两点,且弦AB中点的纵坐标为2.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)记点P(1, 2),过点P作两条直线PM,PN分别交抛物线C于M,N(M,N不同于点P)两点,且∠MPN的平分线与y轴垂直,求证:直线MN的斜率为定值.
思维
导引
学科素养
本题主要考查逻辑推理、数学运算等学科素养
思路
点拨
(1)设出A,B坐标,由斜率为1求出p值,进而得到抛物线方程;
(2)设出直线MN的方程并与抛物线方程联立;利用“∠MPN的平分线与y轴垂直”得斜率之和为0建立方程,结合根与系数的关系代入求m的值,进而得定值
(1)解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
AB的中点(x0,y0),则有y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) =2px1,y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) =2px2,
两式相减得(y1+y2)(y1-y2)=2p(x1-x2),
∴kAB= eq \f(y1-y2,x1-x2) = eq \f(2p,2y0) = eq \f(p,2) =1,
所以p=2,抛物线C的标准方程为y2=4x.
(2)证明:设直线MN的方程为x=my+n(由题意知直线MN的斜率一定不为0),
M(x3,y3),N(x4,y4),
联立方程组 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y2=4x,,x=my+n,)) 消元得y2-4my-4n=0,
由Δ=16m2+16n>0得m2+n>0.
且y3+y4=4m,y3y4=-4n.
由题意知kPM+kPN=0,即 eq \f(y4-2,x4-1) + eq \f(y3-2,x3-1) =0,(*)
将y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(3)) =4x3,y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(4)) =4x4代入(*)并化简得
eq \f(1,4) y3y4(y3+y4)- eq \f(1,2) (y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(3)) +y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(4)) )-(y3+y4)+4=0,
由根与系数的关系得mn+n+2m2+m-1=0,
即(m+1)(n+2m-1)=0,当m=-1时该等式恒成立,
所以直线MN的斜率为 eq \f(1,m) =-1.
圆锥曲线中定值问题的特点及两大解法
(1)特点:待证几何量不受动点或动线的影响而有固定的值.
(2)两大解法:
①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
②引进变量法:其解题流程为,变量)
eq \a\vs4\al(练1) 如图,椭圆 eq \f(x2,a2) + eq \f(y2,b2) =1(a>b>0)的长轴长为4,点A,B,C为椭圆上的三个点,A为椭圆的右端点,BC过中心O,且|BC|=2|AB|,S△ABC=3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设P,Q是椭圆上位于直