内容正文:
专题五 解析几何
§4 圆锥曲线中的定点、定值、定直线
环节1
1
【典例1】 (2022·全国乙卷)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过A(0,-2),B两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点P(1,-2)的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足=.证明:直线HN过定点.
能力考点1 定点问题
[解] (1)设椭圆E的方程为mx2+ny2=1,因为椭圆过A(0,-2),B,则解得m=,n=,所以椭圆E的方程为=1.
(2)证明:因为A(0,-2),B,所以直线AB的方程为y+2=x.
①若过点P(1,-2)的直线斜率不存在,直线x=1,代入=1,
可得M,N,代入直线AB的方程y=x-2,
可得T,由得到H.求得直线HN的方程为y=x-2,过点(0,-2).
3
②若过点P(1,-2)的直线斜率存在,设y+2=k(x-1),M(x1,y1),N(x2,y2).
联立得(3k2+4)x2-6k(2+k)x+3k(k+4)=0,Δ>0,可得 联立
可得T,H(3y1+6-x1,y1).可求得此时HN:y-y2=(x-x2),
将(0,-2)代入整理得2(x1+x2)-6(y1+y2)+x1y2+x2y1-3y1y2-12=0,
又x1y2+x2y1=,代入,得24k+12k2+96+48k-24k-48-48k+24k2-36k2-48=0,显然成立,
综上,可得直线HN过定点(0,-2).
4
动线过定点问题的两大类型及解法
(1)动直线l过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t=mk,得y=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).
(2)动曲线C过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.
能力考点1
能力考点3
能力考点2
专题限时集训
§4 圆锥曲线中的定点、定值、定直线
1.(2023·河北石家庄一模)已知点P(4,3)在双曲线C:=1(a>0,b>0)上,过P作x轴的平行线,分别交双曲线C的两条渐近线于M,N两点,|PM|·|PN|=4.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+m与双曲线C交于不同的两点A,B,设直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,从下面两个条件中选一个,证明:直线l过定点.
①k1+k2=1;②k1k2=1.
能力考点1
能力考点3
能力考点2
专题限时集训
§4 圆锥曲线中的定点、定值、定直线
[解] (1)由题意可知:点P(4,3)在双曲线上,所以=1.
过P做x轴的平行线y=3,与y=±x相交于M,N两点,记M,N,
所以|4-|·|4+|=|16-|=a2||=a2=4,所以a=2,
代入=1,可知b=,所以双曲线的方程为=1.
7
(2)证明:选①:由题意可知,直线l与双曲线C交于不同的两点A,B,
设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程
得(3-4k2)x2-8kmx-4m2-12=0,
所以3-4k2≠0,Δ=(-8km)2-4(3-4k2)(-4m2-12)>0,即m2+3-4k2>0,
所以x1+x2=,x1x2=.
由条件k1+k2=1,所以=1,
所以(x2-4)(kx1+m-3)+(x1-4)(kx2+m-3)=(x1-4)(x2-4),
整理可得2kx1x2+(m-3-4k)(x1+x2)-8(m-3)=x1x2-4(x1+x2)+16,
由根与系数的关系得m2+2km-8k2-6k-6m+9=0,
8
即(m-2k-3)(m+4k-3)=0,
解得m=2k+3或m=-4k+3.
当m=2k+3时,y=kx+m=kx+2k+3=k(x+2)+3,
则直线l过定点(-2,3).
当m=-4k+3时,y=kx+m=kx-4k+3=k(x-4)+3,
则直线l过定点P(4,3),不合题意.
综上可得,直线l过定点(-2,3).
9
选②:由题意可知,直线l与双曲线C交于不同的两点A,B,
设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程
得(3-4k2)x2-8kmx-4m2-12=0,
所以3-4k2≠0,Δ=(-8km)2-4(3-4k2)(-4m2-12)>0,
即m2+3-4k2>0,所以x1+x2=,x1x2=.
由条件k1k2=1,得=1,即=1,
10
整理可得=1.
由根与系数的关系,整理可得7m2+32km+16k2-18m-9=0,
即(7m+4k+3)(m+4k-3)=0,解得m=-或m=-4k+3.
当m=-时,y=kx+m=kx-=k,
则直线l过定点;
当m=-4k+3时,y=kx+m=kx-4k+3=k(x-4)+3,
则直线l过定点P(4,3),不合题意.
综上可得,