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培优微课5 圆锥曲线中的“定”问题
第三章 圆锥曲线的方程
圆锥曲线中的“定”问题常有以下3类题型:
题型1:定值问题——解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.
定值问题的解法:选好参数,求出题目所需的代数表达式,然后对表达式进行直接推理、计算,并在推理计算的过程中消去变量,从而得到定值,这种方法可简记为:一选(选好参变量)、二求(对运算能力要求颇高)、三定值(确定定值).
题型2:定点问题——解析几何中直线过定点或曲线过定点问题是指不论直线和曲线(中的参数)如何变化,直线和曲线都经过某一个定点.
定点问题的两种解法:一是从特殊入手,求出定点,再进行一般性的证明;二是把直线或曲线方程中的变量x、y当作常数看待,把相关的参数整理在一起,同时方程一端化为零,既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于x、y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.
题型3:定直线问题——对于求证某个点不管如何变化,始终在某条直线上的题目,其本质就是求动点的轨迹方程.
类型1 定值问题
(1)求椭圆E的标准方程;
典例1
(2)过椭圆E的右焦点F的直线l交椭圆于M,N(M,N不在x轴上)两点,A为椭圆的左顶点,记AM,AN的斜率分别为k1,k2,证明:k1k2为定值.
当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,显然k≠0,过点(1,0),
则直线l的方程为y=k(x-1),
并化简得:(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,
类型2 定点问题
已知动点P到直线l:x=-2的距离比到定点F(1,0)的距离多1.
(1)求动点P的轨迹E的方程;
设P(x,y),
因为P到直线l:x=-2的距离比到定点F(1,0)的距离多1,
典例2
综上所述:动点P的轨迹E的方程为y2=4x.
(2)若A为(1)中曲线E上一点,过点A作直线l的垂线,垂足为C,过坐标原点O的直线OC交曲线E于另外一点B.证明:直线AB过定点,并求出定点坐标.
设A(a2,2a),由题意可知C(-2,2a),
当a=0时,直线OC与曲线E只有一个交点,不符合题意,
于是直线OC的方程与曲线E的方程联立,得
显然直线x=2也过点(2,0).
综上所述,直线AB过定点(2,0).
类型3 定直线问题
(1)若椭圆E的焦距为1,求椭圆E的方程;
典例3
(2)设F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,P为椭圆E上的第一象限内的点,直线F2P交y轴于点Q,并且F1P⊥F1Q,证明:当a变化时,点P在某定直线上.
1.动点M与定点A(1,0)的距离和M到定直线x=9的距离之比是常数 .
(1)求动点M的轨迹G的方程;
尝试训练
(2)设O为原点,点B(-3,0),过点A的直线l与M的轨迹G交于P、Q两点,且直线l与x轴不重合,直线BP、BQ分别与y轴交于R、S两点,求证:|OR|·|OS|为定值.
因为直线l与x轴不重合,设直线l的方程为x=my+1,设点P(x1,y1),Q(x2,y2),
(1)求C的方程;
由题意可知点M3,M4两点关于原点对称,所以M3,M4一定在双曲线上,
(2)过点(3,0)的直线l交C于P,Q两点,过点P作直线x=1的垂线,垂足为A.证明:直线AQ过定点.
综上,直线AQ过定点(2,0).
(1)求实数a的值;
(2)证明:直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值;
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第
三
章
圆
锥
曲
线
的
方
程
由椭圆的对称性可得过两点R1,R2,即+=1,解得a2=4,
所以椭圆E的标准方程为+=1.
已知椭圆E:+=1(a>b>0)的短轴长为2,且过三点R1,R2,R3中的两点.
由题意易得b=,
证明:由(1)可得c=1,右焦点为F(1,0).当直线l的斜率不存在时,由(1)得M,N,A(-2,0),
可得k1=,k2=-,所以k1k2=-.
所以k1k2=·==
=k2=-.
综上,k1k2=-.
设点M(x1,y1),N(x2,y2),将y=k(x-1)代入方程+=1,
可得:x1+x2=,x1·x2=,
当x<-2时,化简为-x-2-=1⇒=-x-3⇒y2=8x+8≥0⇒x≥-1,显然不满足x<-2,
所以有|x-(-2)|-=1,
当x≥-2时,化简为x+2-=1⇒=x+1⇒y2=4x≥0⇒x≥0,显然满足x≥-2;
因此kOC==-a,所以直线OC的方程为y=-ax,
⇒,或,即B,
kAB==,
直线AB的方程为:y-2a=(x-a2)⇒a2y-2a(x-2)-2y=0,
因为a∈R,所以有⇒,因此直线AB过