内容正文:
大题考法精研(四)
——定值问题
章节标题内容1
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定值问题,其本质为求值,求值过程中含有参数,利用等量代换、约分等,使得代数式计算结果不含参数,为一个常量.也可以赋予参数特殊值,先得到定值,再进行计算验证.
(1)求椭圆E的方程;
(2)点O是坐标原点,直线l经过点P(-2,2),并且与椭圆E交于M,N,直线BM与直线OP交于点T,设直线AT,AN的斜率分别为k1,k2,求证:k1·k2为定值.
[内化基本解题思维]
直线与圆锥曲线综合应用中的定值问题的求解,基本思路如下:
(1)设出直线方程,与曲线方程联立,整理为关于x或y的一元二次方程的形式;
(2)利用Δ>0求得变量的取值范围,得到根与系数的关系;
(3)利用根与系数的关系表示出所求量;
(4)化简整理可得定值.
[演进题1]
已知E(2,2)是抛物线C:y2=2px上一点,经过点(2,0)的直线l与抛物线C交于A,B两点(不同于点E),直线EA,EB分别交直线x=-2于点M,N.
(1)求抛物线方程及其焦点坐标;
(2)已知O为原点,求证:∠MON为定值.
逐级演进·练清悟通
(2)证明:如图.
设直线l方程为x=my+2.
整理得y2-2my-4=0,Δ=4m2+16>0恒成立.则y1y2=-4,y1+y2=2m.
思维变通升华
设出直线的方程联立抛物线的方程,表示出点M,N的坐标,
别为F1(-1,0),F2(1,0),点P是C上任意一点,且|PF1|的最大值为3.
(1)求C的方程;
(2)设坐标原点为O,A,B两点在椭圆C上,且OA⊥OB,证明:
[规范解答] (1)依题意c=1.
由|PF1|的最大值为3,
即a+c=3,则a=2,b2=3,
(2)证明:当直线AB的斜率存在时,设直线AB:y=kx+m,A(x1,y1),B(x2,y2).
所以x1x2+y1y2=0,
即x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0,
(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,
当直线AB的斜率不存在时,设A(x1,y1),则有kOA=±1,不妨设kOA=1,则x1=y1,
思维变通升华
本题第(2)问的关键是采用设线法,设直线AB:y=kx+m,再将其与椭圆方程联立得到根与系数的关系式,利用OA⊥OB,从而找到k,m之间的等式,最后利用点到直线的距离公式结合k,m的
(2)由双曲线的对称性不妨设M在第一象限,设M(x0,y0),F1(-2,0),F2(2,0),A(x1,y1),B(x2,y2).
[标杆题]
(2023·开封模拟)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率与双曲线-y2=1的离心率互为倒数,椭圆E的短轴长为2,点A,B是左、右顶点.
[规范解答] (1)因为E(2,2)是抛物线C:y2=2px上一点,所以4=4p,即p=1.所以抛物线方程为y2=2x,其焦点坐标为.
设A,B,M(-2,yM),N(-2,yN).
直线l方程与抛物线方程联立得消去x,
又直线EA的方程为y-2=(x-2),即y=(x-2)+2.
令x=-2,得y=,则M.
=4+
同理可得N.
则=,=.
所以·=4+
=4+=0.
所以OM⊥ON,即∠MON=,为定值.
由·=0,求证∠MON为定值即可.
[演进题2]
(2023·武汉模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分
+为定值.
因此椭圆C的方程为+=1.
由消去y得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
由题意知,Δ>0,则
因为OA⊥OB,即·=0,
即(1+k2)·+km·+m2=0,
整理得7m2=12(1+k2).
所以+===.
+==.
设h为原点到直线AB的距离,则|OA||OB|=|AB|·h,
所以+=.而h=,
综上所述,+=,即+为定值.
代入椭圆方程得x=,
所以|OA|2=|OB|2=,
所以+=.
等式即可证明+为定值.
[演进题3]
(2023·万州三中模拟)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,且|F1F2|=4,C的一条渐近线与直线l:y=-x垂直.
(1)求C的标准方程;
(2)点M为C上一动点,直线MF1,MF2分别交C于不同的两点A,B(均异于点M),且=λ,=μ,问:λ+μ是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
故双曲线C的标准方程为x2-=1.
[规范解答] (1)由题意知,C的一条渐近线与直线l:y=-x垂直,∴=.
由|F1F2|=4得c=2,则
解得a=1,b=.
若直线MB的斜率存在,则kMB=kMF2=,
则直线MB的方程为y=(x-2).
联立消去x整理得(3x-12x0+12-y)y2+12y0(x0-2)y+9y=0.
将x