内容正文:
圆锥曲线中的非对称韦达问题
例题1.(2023新高考二卷21)已知双曲线的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)记的左、右顶点分别为,过点的直线与的左支交于两点,在第二象限,直线与交于点.证明:点在定直线上.
例题2.(2020全国一卷20)已知,分别为椭圆的左、右顶点,为的上顶点,.为直线上的动点,与的另一交点为,与的另一交点为.
(1)求的方程;
(2)证明:直线过定点.
例题3.(2022·漳州模拟)已知复数z=x+yi(x,y∈R)在复平面内对应的点为M(x,y),且z满足|z+2|-|z-2|=2,点M的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设A(-1,0),B(1,0),若过F(2,0)的直线与C交于P,Q两点,且直线AP与BQ交于点R.证明:
(ⅰ)点R在定直线上;
(ⅱ)若直线AQ与BP交于点S,则RF⊥SF.
变式训练:
1.已知椭圆E:的离心率是,,分别为椭圆E的左右顶点,B为上顶点,的面积为直线l过点且与椭圆E交于P,Q两点.
求椭圆E的标准方程;
求面积的最大值;
设直线与直线交于点N,证明:点N在定直线上,并写出该直线方程.
2.已知椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设A,B分别为椭圆C的左、右顶点,若过点且斜率不为0的直线l与椭圆C交于M、N两点,直线AM与BN相交于点Q.证明:点Q在定直线上.
3.已知椭圆:的长轴长为4,左、右顶点分别为,经过点的动直线与椭圆相交于不同的两点(不与点重合).
(1)求椭圆的方程及离心率;
(2)求四边形面积的最大值;
(3)若直线与直线相交于点,判断点是否位于一条定直线上?若是,写出该直线的方程.
例题1.(2023新高考二卷21)21. 已知双曲线的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求的方程;
(2)记的左、右顶点分别为,过点的直线与的左支交于两点,在第二象限,直线与交于点.证明:点在定直线上.
【思路分析】(1)由题意求得的值即可确定双曲线方程;
(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线与的方程,联立直线方程,消去,结合韦达定理计算可得,即交点的横坐标为定值,据此可证得点在定直线上.
【解析】【小问1详解】
设双曲线方程为,由焦点坐标可知,
则由可得,,
双曲线方程为.
【小问2详解】
【解法1】由(1)可得,设,
显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,
与联立可得,且,
则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,
由可得,即,
据此可得点在定直线上运动.
【解法2】
由(1)可得,设,
由作图的对称性可知,点在垂直轴的直线上。连接,自点向轴作垂线,垂足是。容易知道
不妨设的斜率分别是
显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,
与联立可得,且,
则,
即
解得
所以点在定直线上运动.
例题2.(2020全国一卷20)已知,分别为椭圆的左、右顶点,为的上顶点,.为直线上的动点,与的另一交点为,与的另一交点为.
(1)求的方程;
(2)证明:直线过定点.
1.(1)求出,解出,求出的方程即可;
(2)法一:联立直线和椭圆的方程求出,的坐标,求出直线的方程,判断即可.
法二:设直线CD,求解交点P(非对称处理)
【解析】:如图示:
(1)由题意,,,
,,,解得:,
故椭圆的方程是;
(2)由(1)知,,设,
则直线的方程是,
联立,
由韦达定理,
代入直线的方程为得:,即,,
直线的方程是,
联立方程,
由韦达定理,
代入直线的方程为得,即,,
直线的斜率,
直线的方程是,整理得:,
故直线过定点,.
例3.(2022·漳州模拟)已知复数z=x+yi(x,y∈R)在复平面内对应的点为M(x,y),且z满足|z+2|-|z-2|=2,点M的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程;
(2)设A(-1,0),B(1,0),若过F(2,0)的直线与C交于P,Q两点,且直线AP与BQ交于点R.证明:
(ⅰ)点R在定直线上;
(ⅱ)若直线AQ与BP交于点S,则RF⊥SF.
(1)解 由题意可知,-=2,
所以点M到点F1(-2,0)与到点F2(2,0)的距离之差为2,且2<|F1F2|=4,
所以动点M的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线的右支,设其方程为-=1(x≥a,a>0,b>0),其中2a=2,2c=4,所以a=1,c=2,所以b2=c2-a2=3,方程为x2-=1(x≥1).
(2)证明 (ⅰ)设直线PQ的方程为x=ty+2,P(x1,y1),Q(x2,y2),其中x1>1,x2>1.
联立消去x,可得(3t2-1)y2+12ty+9=0,
3t2-1≠0且Δ=144t2-36(3t2-1)=36(t2+1)>0,所以y1+y2=,