内容正文:
第11讲 拓展五:圆锥曲线的方程(定值问题)
一、知识点归纳
在解析几何中,有些几何量,如斜率、距离、面积、比值、角度等基本量与参变量无关,这类问题统称为③定值问题.对学生逻辑思维能力计算能力等要求很高,这些问题重点考查学生方程思想、函数思想、转化与化归思想的应用.
探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:
① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;
② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
解答的关键是认真审题,理清问题与题设的关系,建立合理的方程或函数,利用等量关系统一变量,最后消元得出定值。
常考题型:
①与面积有关的定值问题;②与角度有关的定值问题;③与比值有关的定值问题;
④与参数有关的定值问题;⑤与斜率有关的定值问题
二、题型精讲
题型01圆锥曲线中的定点问题
【典例1】(2023春·四川自贡·高二统考期末)已知椭圆的离心率为,右顶点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)、为椭圆上的不同两点,设直线,的斜率分别为,,若,判断直线是否经过定点并说明理由.
【典例2】(2023秋·江苏盐城·高二盐城市伍佑中学校考期末)已知椭圆的左顶点为.椭圆的离心率为并且与直线相切.
(1)求椭圆的方程;
(2)斜率存在且不为0的直线交椭圆于,两点(异于点),且.则直线是否恒过定点,如果过定点求出该定点坐标,若不过定点请说明理由.
【典例3】(2023春·浙江杭州·高二校联考期中)已知双曲线:的离心率为,且过.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,是的右顶点,且直线与的斜率之积为,证明:直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
【典例4】(2023春·广东佛山·高二石门中学校考阶段练习)已知为抛物线的焦点,为抛物线在第一象限上的一点,且轴,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知直线与抛物线交于、两点,且以为直径的圆过点,证明:直线过定点.
【变式1】(2023·甘肃张掖·高台县第一中学校考模拟预测)已知椭圆C:经过圆:的圆心,C的左焦点F到圆上的点的距离的最小值为.
(1)求C的标准方程.
(2)过点F作斜率之积为-1的两条直线,,与C相交于A,B两点,与C相交于M,N两点,点P,Q分别满足,,问:直线PQ是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,试说明理由.
【变式2】(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)已知双曲线:(,)的离心率为,右顶点到渐近线的距离等于.
(1)求双曲线的方程.
(2)点,在上,且,直线是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【变式3】(2023·全国·高三对口高考)已知抛物线S的顶点在坐标原点,焦点在x轴上,的三个顶点都在抛物线上,且的重心为抛物线的焦点,若所在直线l的方程为.
(1)求抛物线S的方程;
(2)若O是坐标原点,P,Q是抛物线S上两动点,且满足.试说明动直线是否过定点.
题型02圆锥曲线中的定值问题
【典例1】(2023·河北沧州·校考模拟预测)已知椭圆过点,点与关于原点对称,椭圆上的点满足直线与直线的斜率之积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆相交于两点,已知点,点与关于原点对称,讨论:直线的斜率与直线的斜率之和是否为定值?如果是,求出此定值;如果不是,请说明理由.
【典例2】(2023·广东佛山·校联考模拟预测)已知是圆上一动点,定点,线段的垂直平分线与直线交于点,记点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若直线与曲线恰有一个共点,且与直线,分别交于、两点,的面积是否为定值?若是,求出该定值,若不是,请说明理由.
【典例3】(2023·广东佛山·校考模拟预测)已知点为直线上的动点,过点作射线(点位于直线的右侧)使得,设线段的中点为,设直线与轴的交点为.
(1)求动点的轨迹的方程.
(2)设过点的两条射线分别与曲线交于点,设直线的斜率分别为,若,请判断直线的斜率是否为定值以及其是否过定点,若斜率为定值,请计算出定值;若过定点,请计算出定点.
【变式1】(2023春·湖南湘潭·高二校联考期末)已知直线过点且与圆:交于,两点,过的中点作垂直于的直线交于点,记的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程
(2)设曲线与轴的交点分别为,,点关于直线的对称点分别为,过点的直线与曲线交于两点,直线相交于点.请判断的面积是否为定值?若是,求出这个值;若不是,请说明理由.
【变式2】(2023春·安徽·高二马鞍山二中校联考阶段练习)已知双曲线的标准方程为,其中点为右焦点,过点作垂直于轴的垂线,在第一象限与双曲线相交于点,过点作双曲线渐近线的垂线,垂足为,若,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点作的平行线,在直线上任取一点,连接与双曲线相交于点,求证点到直线的距离是定值.
【变式3】(2023春·广