内容正文:
大题专攻(二) 圆锥曲线中的定点、定值与存在性问题
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目
录
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01
[思维建模] 直线过定点问题的解题模型
设参数 依题意条件设出相关的参数,如设出直线的斜率
求直线 利用题设条件,求直线系方程
建联系 联立直线与圆锥曲线的方程,利用根与系数的关系,求出定点的坐标
得结论 判断定点的坐标满足所求的直线系方程,即可证出直线经过该定点
02
[思维建模]
圆锥曲线中三种定值问题
(1)代数式为定值:依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式,化简即可得出定值;
(2)线段长度为定值:利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得;
(3)点到直线的距离为定值:利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得.
03
解题微“点”
[思维建模]
圆锥曲线中的存在性问题一般采用假设法破解,即先假设所探究的对象存在,再在这个假设下探究结论,解决问题的关键如下.
(1)假设存在,即假设题目所探究的对象存在,将假设当作已知条件使用.
(2)推理论证,结合假设和题目提供的其他已知条件进行推理论证.
(3)判定结果,根据推理的结果判定假设是否成立.即如果得到了一个合理的推理结果,就肯定假设,对问题给予正面回答;如果得到了一个矛盾的结果,就否定假设,对问题给予反面回答.
(2)若P为OF1的中点,M为椭圆上一点,过P且平行于OM的直线l与椭圆C相交于A,B两点,是否存在实数λ,使得λ|OM|2=|PA|·|PB|?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
“专题跟踪检测”见“专题跟踪检测(二十二)”
本课结束
定值问题
存在性问题
定点问题
定点问题
[例1] (2023·全国乙卷)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,点A(-2,0)在C上.
(1)求C的方程;
(2)过点(-2,3)的直线交C于点P,Q两点,直线AP,AQ与y轴的交点分别为M,N,证明:线段MN的中点为定点.
[解] (1)由题意可得解得所以椭圆方程为+=1.
(2)证明:由题意可知,直线PQ的斜率存在,设PQ:y=k(x+2)+3,P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立方程消去y得(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16(k2+3k)=0,
则Δ=64k2(2k+3)2-64(4k2+9)(k2+3k)=-1 728k>0,解得k<0.
可得x1+x2=-,x1x2=.
因为A(-2,0),则直线AP:y=(x+2),
令x=0,解得y=,即M,
同理可得N,
则=+
=
=
=
==3,所以线段MN的中点是定点(0,3).
[对点训练]
1.(2023·济宁二模)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,C的右焦点F到其渐近线的距离为.
(1)求该双曲线C的方程;
(2)若直线l与双曲线C在第一象限交于A,B两点,直线x=3交线段AB于点Q,且S△FAQ∶S△FBQ=|FA|∶|FB|,证明:直线l过定点.
解:(1)因为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的渐近线为y=±x,
又因为双曲线的右焦点F到其渐近线的距离为,所以=b=.
又e==,a2+b2=c2,联立解得a=,
所以双曲线C的方程为-=1.
(2)证明:由已知得,双曲线C的右焦点为F(3,0),直线x=3过双曲线C的右焦点.
则=
==,
所以sin∠AFQ=sin∠BFQ.所以直线AF与直线BF的倾斜角互补,kAF+kBF=0.
显然直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2).
联立得(2-k2)x2-2kmx-m2-6=0,
所以x1+x2=,x1x2=-.
因为kAF+kBF=0,所以+=0.
所以+=0.
所以(kx1+m)(x2-3)+(kx2+m)(x1-3)=0.整理得2kx1x2+(m-3k)(x1+x2)-6m=0.
所以-2k·+(m-3k)·-6m=0.化简得k+m=0,即m=-k,
所以直线l的方程为y=kx-k=k(x-1),恒过(1,0)点.所以直线l过定点.
定值问题
[例2] (2023·河北校联考模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,P是椭圆上一动点(与左、右顶点不重合),已知△PF1F2的内切圆半径的最大值是,椭圆的离心率是.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过H(4,0)作斜率不为0的直线l交椭圆于A,B两点,过B作垂直于x轴的直线交椭圆于另一点Q,连接AQ,设△ABQ的外心为G,求证:为定值.
[解] (1)由题意知,=,
所以a=2c,b2=a2-c2,b=C.
设△PF1F2的内切圆半径为r,
则S△PF1F2=(|PF1|+|PF2|+|F1F2|)·r=(2a+2c)·r