内容正文:
专题09 椭圆中定点定值定线四种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、椭圆中定点…………………………………………………………………2
类型二、椭圆中定值 6
类型三、椭圆中定直线 9
类型四、椭圆中探索性、存在性问题 12
压轴能力测评(10题) 15
1.椭圆中定点
(1)证明直线过定点,一般情况下,通过题中条件,寻找直线y=kx+b中b=f(k)的函数关系,或者设参,求解出含参直线方程,再求解出含参直线所过的定点。
(2)证明定点,可以通过特殊化法先确定定点坐标,再证明定点适合题意。
注:当直线既不过定点,也不知斜率时,设直线,就需要引入两个变量了。
①设成,此时直线包含斜率不存在,注意适当的对此补充讨论
②设成,此时直线不包含水平,也要适当的补充讨论。
一般情况下,试题中一定存在某个条件,能推导出俩变量之间的函数关系。这也是证明直线过定点的理论根据之一。
2.椭圆中定值
(1)椭圆中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值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,
求定值问题常见的解题方法有两种:
法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;
法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中消去参数,从而得到定值。
(2)直接法解题步骤
第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:或、点的坐标;
第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情况通过题干所给的已知条件,进行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;
第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入的变量无关,是一个常数。3.椭圆中定直线
求定直线是一个较难处理的题型。一般有两种思维:
(1)利用参数法消参求定直线
根据题意引入参数,用参数表示经过定直线的定点,代入已知条件或者根据条件所建立的关系式,消去参数即可得到定直线
(2)相关点法
类似于求轨迹的相关点代入法,一个点的运动变化引起了另外一些点的运动变化,在解题时,用一个点的坐标把另外一些点的坐标表示出来,再代入一致的曲线和直线方程中,便可求出定直线的方程。
4.椭圆中探索性、存在性问题
(1)解决存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.一般步骤如下:
①假设满足条件的曲线(直线或点等)存在,用待定系数法设出;
②列出关于待定系数的方程(组);
③若方程(组)有实数解,则曲线(直线或点等)存在,否则不存在.
(2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法。
(3)求解含参数的存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的参数值,就说明满足条件的参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程。
类型一、椭圆中定点
例.已知椭圆的离心率是,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:直线过定点.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)由题意可得,解得,
所以椭圆方程为.
(2)由题意可知:直线的斜率存在,设,
联立方程,消去y得:,
则,解得,
可得,
因为,则直线,
令,解得,即,
同理可得,
则
,
所以直线过定点.
【变式训练1】已知椭圆C:的右顶点是M(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)过点T(4,0)作直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,点B关于x轴的对称点为D,试证明直线AD恒过点(1,0)
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)由离心率的值和右顶点坐标,得出椭圆的方程;
(2)显然直线的斜率存在,设直线的方程为:,与椭圆方程联立,设,,,,,利用韦达定理求出直线的方程,得到与轴交点为定值,从而得出直线过定点.
【解析】(1)由右顶点是M(2,0),得a=2,又离心率,所以,
所以,所以椭圆C的标准方程为.
(2)证明设,,显然直线l的斜率存在.
直线l的方程为,联立方程组
消去y得,由,得,所以,.
因为点,所以直线AD的方程为.
又,
所以直线AD的方程可化为,
即,所以直线AD恒过点(1,0).
(方法二)设,,直线l的方程为,
联立方程组消去x得,
由,得或,所以,.
因为点,则直线AD的方程为.
又,
所以直线AD的方程可化为
,此时直线AD恒过点(1,0),
当直线l的斜率为0时,直线l的方程为y=0,也过点(1,0).综上,直线AD恒过点(1,0).
【变式训练2】在平面直角坐标系中,椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A,B,点P,Q为椭圆上异于A,B的两动点,记直线的斜率为,直线的斜率为,已知.求证:直线恒过x轴上一定点.
【答案】(1) (2)证明见解析
【分析】(1)由题意列方程组求解;(2)设直线方程,与椭圆方程联立,由题意列方程通过韦达定理化简求解,注意分类讨论直线的斜率是否为0.
【解析】(1)由题意可得,解得,
所以椭圆C的方程为.
(2)依题意,点,设,
因为若直线的斜率为0,则点P,Q关于y轴对称,必有,不合题意.
所以直线斜率必不为0,设其方程为,
与椭圆C联立,整理得:,
所以,且
因为点是椭圆上一点,即,
则,
所以,即
因为
,
所以,此时,
故直线:恒过x轴上一定点.
类型二、椭圆中定值
例.已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴,轴,且过两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)为椭圆的右焦点,直线交椭圆于(不与点重合)两点,记直线的斜率分别为,若,证明:的周长为定值,并求出定值.
【答案】(1)(2)证明见解析,定值为
【分析】(1)结合两点的坐标,利用待定系数法求得椭圆的方程.
(2)设直线,联立直线的方程和椭圆的方程,化简写出根与系数关系,利用求得的关系式,从而判断出直线过左焦点,由此求得的周长为定值.
【解析】(1)由已知设椭圆方程为:,
代入,得,故椭圆方程为.
(2)设直线,由得,
,,又,
故
,由,得,
故或,
①当时,直线,过定点,与已知不符,舍去;
②当时,直线,过定点,即直线过左焦点,
此时,符合题意.
所以的周长为定值.
【变式训练1】已知椭圆的左、右焦点分别为,,直线与C交于A,B两点,当( )时为定值2.
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将直线与椭圆联立,消去可得,
因为直线与椭圆相交于点,
则,解得,
设到的距离到距离,易知,
则,,
,解得或(舍去),
故选:C.
【变式训练2】已知椭圆的离心率为,点在椭圆上.若,为椭圆的左右顶点,直线交椭圆于,两点,设直线,的斜率分别为,,则=__________
【答案】4
【分析】(1)根据离心率和点在椭圆上建立方程组可求椭圆的方程;
(2)设出点,根据对称性得到点,表示出,,结合椭圆的方程可证为定值.
【解析】由题意得:且,得,
所以椭圆的方程为.
由椭圆方程可知,,,设,则且;
则,,则,所以为定值.
故答案为:4
【变式训练3】在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为,上顶点为,右焦点为,连接并延长交椭圆于点椭圆.
(1)若,,求椭圆的方程
(2)若直线与直线的斜率之比是,证明:为定值,并求出定值.
【答案】(1);(2)证明见解析,.
【分析】(1)由和在椭圆上求出,即可.
(2)求出直线BF的方程,并与椭圆方程联立求得点坐标,再由给定条件结合面积公式求解即可.
【详解】(1)由,,得:,解得,
又点在椭圆上,则,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)证明:依题意,令,直线,由,得,
直线AB的斜率,直线AP的斜率,
则,即,有,得,,
于是得点,,,
所以为定值.
类型三、椭圆中定直线
例.已知椭圆:的离心率为,右焦点为,A,B分别为椭圆的左、右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率不为0的直线,直线与椭圆交于P,Q两点,直线AP与直线BQ交于点M,记AP的斜率为,BQ的斜率为.求证:点M在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析,点M在定直线上.
【分析】(1)根据椭圆的几何性质列出方程组求出,即可得出椭圆的方程;
(2)设,,直线的方程为,与椭圆方程联立得到,带入的表达式,即可得出为定值;设,则,求出直线AP、BQ的方程,联立即可求出点M的坐标,从而可知其在定直线上.
【解析】(1)依题可得,解得:,所以,
即椭圆的方程为.
(2)设,,因为直线过点且斜率不为0,所以可设的方程为,代入椭圆方程得,,其判别式,所以,.
两式相除得,即.
因为分别为椭圆的左、右顶点,所以点的坐标为,点的坐标为,所以,.
从而.
设,则,所以直线的方程为:,直线的方程为,联立可得,所以直线与直线的交点的坐标为,所以点在定直线上.
【变式训练1】已知椭圆的离心率为,为上顶点,为左顶点,为上焦点,且.
(1)求的方程;
(2)设过点的直线交于,两点,过且垂直于轴的直线与直线交于点,证明:线段的中点在定直线上.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)由题意可得、、,则,
又,,故,即,
故有,即,则,,
即的方程;
(2)由,故直线斜率存在,设为,
设,联立,
得,
,
即,,,
直线和联立,
得,设其中点为,则,
则有,
即
,
即有,即,
故线段的中点在定直线上.
【变式训练2】已知点A、分别是椭圆:的上、下顶点,、是椭圆的左、右焦点,,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同两点、(、与椭圆上、下顶点均不重合),证明:直线、的交点在一条定直线上.
【答案】(1);(2)答案见解析.
【解析】(1)由,,
所以所求椭圆的标准方程为:.
(2)如图:过点的直线与椭圆相交于、两点,
因为、不与A、重合,故直线的斜率一定存在.
设直线方程为:,
联立方程组:,消去得:.
设,,则,.
所以.
直线:;
直线:.
所以:
.
所以:.即直线与的交点在定直线上
类型四、椭圆中探索性、存在性问题
例.(已知椭圆C:,若椭圆的焦距为4且经过点,过点的直线交椭圆于P,Q两点.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线与x轴不垂直,在x轴上是否存在点使得恒成立?若存在,求出s的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)答案见解析.
【分析】(1)由焦距是4求出,将代入椭圆方程求出,得到答案;
(2)根据题意有,转化为,由第二问代入运算得解.
【解析】(1)由题意,,将点代入椭圆方程得,解得,,
所以椭圆的方程为.
(2)在轴上存在点使得,理由如下:
因为,所以,即,
整理得,即,
即,
则,又,解得,
所以在轴上存在点使得.
【变式训练1】已知椭圆的离心率为,且过点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于不同的,两点,且直线的斜率的平方等于直线,的斜率之积依次成等比数列.椭圆上是否存在一点,使得四边形为平行四边形?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,或.
【分析】(1)由离心率的值,可得,的关系,设椭圆的方程,将点的坐标代入椭圆的方程,可得的值,进而求出椭圆的方程;
(2)由题意可得直线的斜率存在且不为0,设直线的方程,与椭圆的方程联立,可得两根之和及两根之积,由四边形为平行四边形可得的坐标,将的坐标代入椭圆的方程,可得参数的关系,求出直线,的斜率之积,由直线的斜率的平方等于直线,的斜率之积可得参数的关系,进而求出参数的值,即求出直线的方程.
【解析】(1)由离心率,可得,所以椭圆的方程为:,
将点,代入椭圆的方程可得:,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)由题意可得直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为:,设,,,,
联立,整理可得:,,即,
且,,,
因为四边形为平行四边,与互相平分,所以,
因为在椭圆上,则,整理可得:,①
又因为直线的斜率的平方等于直线,的斜率之积,即,即,
而,可得,②
由①②可得:,,符合△,可得,,
所以直线的方程为:或
【变式训练2】已知椭圆的左、右顶点分别为,长轴长为4,离心率为.过右焦点的直线交椭圆于两点(均不与重合),记直线的斜率分别为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在常数,当直线变动时,总有成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(Ⅰ) .(Ⅱ)存在常数使得恒成立.
【分析】(Ⅰ)由题意由题知解得,即可求得椭圆方程;(Ⅱ)根据椭圆的准线方程,设出直线l的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理即可求得C及D,存在λ,使得k1=λk恒成立.
【解析】(Ⅰ)由题知解得所以求椭圆E的方程为.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知A(﹣2,0),B(2,0),当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=1.
由解得或得或;均有.
猜测存在.
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x﹣1),C(x1,y1),D(x2,y2).
由得(4k2+3)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0.则
故0.
所以存在常数使得恒成立.
1.已知椭圆E:经过点,右焦点为,A,B分别为椭圆E的上顶点和下顶点,若过且斜率存在的直线l与椭圆E交于C、D两点,直线BD与直线AC的斜率分别为k1和k2,则的值为( )
A.1 B.3 C.2 D.
【答案】B
【分析】由已知可得关于,,的方程组,从而可得,的值,从而可得椭圆的方程;设直线,与椭圆方程联立,可得根与系数的关系,利用两点的斜率公式表示出和,作比,结合根与系数的关系即可求解.
【解析】由,,,
椭圆的标准方程为.
设直线:,联立直线和椭圆方程,
,
,记,,
则,
由题意知和.则,,
则,
所以.
故选:B
2.如图,已知椭圆的上顶点为,离心率为,若过点作圆的两条切线分别与椭圆相交于点 (不同于点).直线过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 椭圆的上顶点为,离心率为
可得 解得
椭圆的方程为.
设切线方程为,则
即
设两切线的斜率分别为,
则是上述方程的两根,根据韦达定理可得:
由 消掉得:
设
同理可得
直线BD方程为
令,得,
故直线过定点.
故选:A
3.(多选)已知椭圆:,,分别为它的左右焦点,,分别为它的左右顶点,已知定点,点是椭圆上的一个动点,下列结论中正确的有( )
A.存在点,使得 B.直线与直线斜率乘积为定值
C.有最小值 D.的范围为
【答案】BCD
【解析】依题意,
,A错误.
设,则,
,为定值,B选项正确.
,
,
当且仅当时等号成立.C选项正确.
Q在椭圆外,设直线、与椭圆相交于如图所示,
则,
,,
,即,
所以
所以.D选项正确.
故选:BCD
4.已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点,设过点的直线交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,则直线HN过定点____________.
【答案】
【分析】将给定点代入设出的方程求解即可;设出直线方程,与椭圆C的方程联立,分情况讨论斜率是否存在,即可得解.
【解析】设椭圆E的方程为,过,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
,所以,
①若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.
求得HN方程:,过点.
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
可得,,且
联立可得
可求得此时,
将,代入整理得,
将代入,得显然成立,
综上,可得直线HN过定点
故答案为:
5.已知椭圆的上、下顶点分别是,,点(异于,两点)在椭圆上,直线与的斜率之积为,椭圆的短轴长为,则的标准方程为_______________;已知,直线与椭圆的另一个交点为,且直线与相交于点,则点在定直线_______上.
【答案】 ;
【分析】设,根据斜率之积和点在椭圆上整理可得椭圆的标准方程;设直线的方程为,联立椭圆方程消去,利用,坐标表示出直线与的方程,求解出点的坐标,然后用韦达定理化简即可得证.
【解析】(1)由题意可得,且,则.
设,则,所以,
因为点在椭圆上,所以,
所以,代入式得,
由,代入得,
故椭圆C的标准方程为;
(2)设,,显然直线不垂直于轴,
故可设直线的方程为,
由消去得,
因为点在椭圆的内部,则直线与椭圆恒有两个交点,
所以,
由(1)知,,
所以直线的方程为,直线的方程为,
由直线与相交于点,则,
消得①,
由(1)知,得,
可得
,
将代入①式得,解得,即点在直线上.
故答案为: .
6.已知椭圆过点,焦距是短半轴长的倍,点是椭圆上的三个不同点,线段交轴于点异于坐标原点,且总有的面积与的面积相等,直线分别交轴于点两点,则的值为____________.
【答案】4
【解析】设椭圆的半焦距为,由题意知,解得,
椭圆的方程;
因为的面积与的面积总相等,故为的中点,
结合对称性可知两点关于轴对称,
由题意直线斜率存在且不为0,并且纵截距不为0,
设直线,故,
,化简得,
由得,,
设,则,
则,
直线,令得,
,
所以
故答案为:4
7.已知椭圆的短轴长为2,点在上.
(1)求的方程;
(2)设是上不同于短轴端点(点在点上方)的两点,直线与直线的斜率分别为,且满足,证明:直线过定点.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)易知,代入点即可求出方程;
(2)当直线的斜率不存在时,求出,利用可舍去,当直线的斜率存在时,可设直线:,与椭圆联立方程组,求出,分别表示斜率,代入到可求出的值,进而求出直线过的定点即可.
【解析】(1)由题意可知,,
把点代入中,可得,解得,
所以的方程为:;
(2)依题意,,,如果直线的斜率不存在,则直线垂直于轴,
设直线:,由题意可知,且,
把代入中,可得的坐标分别为,
所以,,因为,无解,故舍去,
从而可设直线:,代入中,得
,由题设可知,设,,
则有,,因为,所以
则,,
因为,所以,化简得,
即
解得(舍)或,所以直线:恒过顶点.
8.已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别是,以为圆心,6为半径的圆与以为圆心,2为半径的圆相交,且交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过椭圆的右焦点的直线的斜率分别为,且,直线交椭圆于两点,直线交椭圆于两点,线段的中点分别为,直线与椭圆交于两点,是椭圆的左、右顶点,记与的面积分别为,证明:为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)根据离心率的定义和椭圆定义求得,再计算出后得椭圆方程;
(2)设,直线方程代入椭圆方程,利用韦达定理求得中点的坐标,当直线斜率存在时,设直线,点在直线上,代入整理得是一个一元二次方程的根,由韦达定理得,从而得出关系,得出直线过定点,再确定直线斜率不存在时也过这个定点,然后结合该定点得出三角形面积比.
【解析】(1)依题意得,则
则,所以椭圆的方程为;
(2)直线,设,
由得,
所以,,且,
则中点,同理可算
①当直线斜率存在时,设直线,点在直线上,
点坐标代入整理得
易知为方程的两个根,
则,所以,
所以直线,则直线恒过点
②当直线的斜率不存在时,由对称性可知,由,
不妨设,所以,
直线过,根据①②可知,直线恒过点,因为的面积,
的面积,所以.
9.已知椭圆的左右顶点分别为A、B,椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若过点的直线l与椭圆交于M,N两点,且点M在第一象限,判断是否存在常数,使得恒成立;若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1); (2)答案见解析.
【分析】(1)根据离心率和短轴长求得,则方程得解;
(2)方法一:讨论直线斜率是否存在,特别的当斜率存在时,设出直线的方程,联立椭圆方程,利用韦达定理直接求解,即可求得参数值;方法二:设出直线的方程,联立椭圆方程,利用韦达定理求得,再求,即可求得参数.
【解析】(1)由条件,即,解得.
故椭圆C的方程.
(2)方法一:当直线l的斜率不存在时,,,
;
当直线l的斜率存在时,不妨设,
联立直线和椭圆方程可得,显然,
且,
从而
综上所述,存在常数,使得.
方法二:不妨设,,
联立直线和椭圆方程可得,显然,
,
,
又,故.
故存在常数,使得.
10.椭圆的离心率是,点是椭圆上一点,过点的动直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线的斜率为1时,求的面积;
(3)在平面直角坐标系中,是否存在与点不同的定点,使恒成立?存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1); (2);(3)答案见解析.
【解析】(1)根据题意,得,解得,
椭圆C的方程为.
(2)依题意,设,则直线为,即,
联立,消去,得,
所以,,
故,
又因为到直线的距离为,
所以.
(3)当平行于轴时,设直线与椭圆相交于两点,如果存在点满足条件,
则有,即,
所以点在轴上,可设的坐标为;
当垂直于轴时,设直线与椭圆相交于两点,如果存在点满足条件,
则有,即,
解得或,
所以若存在不同于点的定点满足条件,则点的坐标为;
当不平行于轴且不垂直于轴时,设直线方程为,
联立,消去,得,
易得,,
又因为点关于轴的对称点的坐标为,
又,,
则,
所以,则三点共线,
所以;
综上:存在与点不同的定点,使恒成立,且.
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专题09 椭圆中定点定值定线四种考法
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解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、椭圆中定点…………………………………………………………………2
类型二、椭圆中定值 6
类型三、椭圆中定直线 9
类型四、椭圆中探索性、存在性问题 12
压轴能力测评(10题) 15
1.椭圆中定点
(1)证明直线过定点,一般情况下,通过题中条件,寻找直线y=kx+b中b=f(k)的函数关系,或者设参,求解出含参直线方程,再求解出含参直线所过的定点。
(2)证明定点,可以通过特殊化法先确定定点坐标,再证明定点适合题意。
注:当直线既不过定点,也不知斜率时,设直线,就需要引入两个变量了。
①设成,此时直线包含斜率不存在,注意适当的对此补充讨论
②设成,此时直线不包含水平,也要适当的补充讨论。
一般情况下,试题中一定存在某个条件,能推导出俩变量之间的函数关系。这也是证明直线过定点的理论根据之一。
2.椭圆中定值
(1)椭圆中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值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,
求定值问题常见的解题方法有两种:
法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;
法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中消去参数,从而得到定值。
(2)直接法解题步骤
第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:或、点的坐标;
第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情况通过题干所给的已知条件,进行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;
第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入的变量无关,是一个常数。3.椭圆中定直线
求定直线是一个较难处理的题型。一般有两种思维:
(1)利用参数法消参求定直线
根据题意引入参数,用参数表示经过定直线的定点,代入已知条件或者根据条件所建立的关系式,消去参数即可得到定直线
(2)相关点法
类似于求轨迹的相关点代入法,一个点的运动变化引起了另外一些点的运动变化,在解题时,用一个点的坐标把另外一些点的坐标表示出来,再代入一致的曲线和直线方程中,便可求出定直线的方程。
4.椭圆中探索性、存在性问题
(1)解决存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.一般步骤如下:
①假设满足条件的曲线(直线或点等)存在,用待定系数法设出;
②列出关于待定系数的方程(组);
③若方程(组)有实数解,则曲线(直线或点等)存在,否则不存在.
(2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法。
(3)求解含参数的存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的参数值,就说明满足条件的参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程。
类型一、椭圆中定点
例.已知椭圆的离心率是,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线交于两点,直线与轴的交点分别为,证明:直线过定点.
【变式训练1】已知椭圆C:的右顶点是M(2,0),离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)过点T(4,0)作直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,点B关于x轴的对称点为D,试证明直线AD恒过点(1,0)
【变式训练2】在平面直角坐标系中,椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A,B,点P,Q为椭圆上异于A,B的两动点,记直线的斜率为,直线的斜率为,已知.求证:直线恒过x轴上一定点.
类型二、椭圆中定值
例.已知椭圆的中心为坐标原点,对称轴为轴,轴,且过两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)为椭圆的右焦点,直线交椭圆于(不与点重合)两点,记直线的斜率分别为,若,证明:的周长为定值,并求出定值.
【变式训练1】已知椭圆的左、右焦点分别为,,直线与C交于A,B两点,当( )时为定值2.
A. B. C. D.
【变式训练2】已知椭圆的离心率为,点在椭圆上.若,为椭圆的左右顶点,直线交椭圆于,两点,设直线,的斜率分别为,,则=__________
【变式训练3】在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为,上顶点为,右焦点为,连接并延长交椭圆于点椭圆.
(1)若,,求椭圆的方程
(2)若直线与直线的斜率之比是,证明:为定值,并求出定值.
类型三、椭圆中定直线
例.已知椭圆:的离心率为,右焦点为,A,B分别为椭圆的左、右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点作斜率不为0的直线,直线与椭圆交于P,Q两点,直线AP与直线BQ交于点M,记AP的斜率为,BQ的斜率为.求证:点M在定直线上.
【变式训练1】已知椭圆的离心率为,为上顶点,为左顶点,为上焦点,且.
(1)求的方程;
(2)设过点的直线交于,两点,过且垂直于轴的直线与直线交于点,证明:线段的中点在定直线上.
【变式训练2】已知点A、分别是椭圆:的上、下顶点,、是椭圆的左、右焦点,,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于不同两点、(、与椭圆上、下顶点均不重合),证明:直线、的交点在一条定直线上.
类型四、椭圆中探索性、存在性问题
例.(已知椭圆C:,若椭圆的焦距为4且经过点,过点的直线交椭圆于P,Q两点.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线与x轴不垂直,在x轴上是否存在点使得恒成立?若存在,求出s的值;若不存在,说明理由.
【变式训练1】已知椭圆的离心率为,且过点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于不同的,两点,且直线的斜率的平方等于直线,的斜率之积依次成等比数列.椭圆上是否存在一点,使得四边形为平行四边形?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
【变式训练2】已知椭圆的左、右顶点分别为,长轴长为4,离心率为.过右焦点的直线交椭圆于两点(均不与重合),记直线的斜率分别为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)是否存在常数,当直线变动时,总有成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
1.已知椭圆E:经过点,右焦点为,A,B分别为椭圆E的上顶点和下顶点,若过且斜率存在的直线l与椭圆E交于C、D两点,直线BD与直线AC的斜率分别为k1和k2,则的值为( )
A.1 B.3 C.2 D.
2.如图,已知椭圆的上顶点为,离心率为,若过点作圆的两条切线分别与椭圆相交于点 (不同于点).直线过定点( )
A. B. C. D.
3.(多选)已知椭圆:,,分别为它的左右焦点,,分别为它的左右顶点,已知定点,点是椭圆上的一个动点,下列结论中正确的有( )
A.存在点,使得 B.直线与直线斜率乘积为定值
C.有最小值 D.的范围为
4.已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点,设过点的直线交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,则直线HN过定点____________.
5.已知椭圆的上、下顶点分别是,,点(异于,两点)在椭圆上,直线与的斜率之积为,椭圆的短轴长为,则的标准方程为_______________;已知,直线与椭圆的另一个交点为,且直线与相交于点,则点在定直线_______上.
6.已知椭圆过点,焦距是短半轴长的倍,点是椭圆上的三个不同点,线段交轴于点异于坐标原点,且总有的面积与的面积相等,直线分别交轴于点两点,则的值为____________.
7.已知椭圆的短轴长为2,点在上.
(1)求的方程;
(2)设是上不同于短轴端点(点在点上方)的两点,直线与直线的斜率分别为,且满足,证明:直线过定点.
8.已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别是,以为圆心,6为半径的圆与以为圆心,2为半径的圆相交,且交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过椭圆的右焦点的直线的斜率分别为,且,直线交椭圆于两点,直线交椭圆于两点,线段的中点分别为,直线与椭圆交于两点,是椭圆的左、右顶点,记与的面积分别为,证明:为定值.
9.已知椭圆的左右顶点分别为A、B,椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若过点的直线l与椭圆交于M,N两点,且点M在第一象限,判断是否存在常数,使得恒成立;若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
10.椭圆的离心率是,点是椭圆上一点,过点的动直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)当直线的斜率为1时,求的面积;
(3)在平面直角坐标系中,是否存在与点不同的定点,使恒成立?存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
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