内容正文:
专题06与圆锥曲线有关的定点、定值问题
(两种技巧精讲精练+过关检测)
题型01定点问题
【典例分析】
【例1-1】(23-24高二上·安徽蚌埠·阶段练习)已知直线l与抛物线交于A,B两点,O为坐标原点,若直线OA,OB的斜率,满足,则直线l恒过定点( )
A. B. C. D.
【例1-2】(23-24高二上·广东深圳·期中)已知A,B分别是椭圆E:的左、右顶点,C,D是椭圆上异于A,B的两点,若直线AC,BD的斜率,满足,则直线CD过定点,定点坐标为
【例1-3】(23-24高二上·广东惠州·阶段练习)已知双曲线的焦距为4,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过双曲线的左焦点分别作斜率为的两直线与,直线交双曲线于两点,直线交双曲线于两点,设分别为与的中点,若,证明:直线过定点.
【变式演练】
【变式1-1】(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知椭圆上的两个动点P,Q,设,,且线段PQ的垂直平分线经过一个定点,则定点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(23-24高二上·河北唐山·期末)已知点在抛物线上,则 ;过点M作两条互相垂直的直线,分别交C于A,B两点(不同于点M),则直线经过的定点坐标为 .
【变式1-3】(23-24高二上·陕西汉中·期末)已知抛物线过点,直线与抛物线交于两点,为坐标原点,.
(1)求抛物线的方程;
(2)求证:直线过定点;
(3)在轴上是否存在点,使得直线与直线的斜率之和为0?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型02定值问题
【典例分析】
【例2-1】(22-23高二上·甘肃天水·期末)已知圆具有性质:若是圆上关于原点对称的两点,点是圆上异于任意一点,则为定值.类比圆的这个性质,双曲线也具有这个性质:若是双曲线上关于原点对称的两点,点为双曲线上异于任意一点,则为定值( )
A. B. C. D.
【例2-2】(21-22高二上·江西南昌·期末)已知椭圆交轴于A,两点,点是椭圆上异于A,的任意一点,直线,分别交轴于点,,则为定值.现将双曲线与椭圆类比得到一个真命题:若双曲线交轴于A,两点,点是双曲线上异于A,的任意一点,直线,分别交轴于点,,则为定值 .
【例2-3】(23-24高二上·河南焦作·阶段练习)已知直线过抛物线的焦点,交抛物线于两点.
(1)若,求直线的方程.
(2)若过点和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点,直线的斜率是否为定值?若是,请求出定值,若不是,说明理由.
【变式演练】
【变式2-1】(22-23高二上·浙江宁波·期中)已知椭圆,两条直线:;:,过椭圆上一点P作,的平行线,分别交,于M,N,若为定值,则( )
A.9 B.4 C.3 D.2
【变式2-2】(22-23高二上·辽宁·阶段练习)过x轴上点的直线与抛物线交于A,B两点,若为定值,则实数a的值为 .
【变式2-3】(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知双曲线:过点,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点且斜率为的直线交双曲线左支于点,平行于的直线交双曲线的渐近线于A,B两点,点A在第一象限,直线的斜率为.若四边形为平行四边形,证明:为定值.
一、单选题
1.(21-22高二上·江苏南京·阶段练习)已知抛物线,其准线为l,则过l上任意一点作C的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB过定点( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二上·新疆·期中)已知椭圆为椭圆的右顶点,直线交于两点,且,则恒过除点以外的定点( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·重庆·期中)已知椭圆:,A,B是左右顶点,P,Q在椭圆E上,满足,则直线恒过定点( )
A. B. C. D.
4.(2024高二上·江苏·专题练习)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.
二、多选题
5.(23-24高二上·湖北·期末)已知双曲线的离心率为,且双曲线的左焦点在直线上,分别是双曲线的左、右顶点,点是双曲线上异于两点的一个动点,记的斜率分别为,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的方程为 B.双曲线的渐近线方程为
C.点到双曲线的渐近线距离为2 D.为定值
6.(23-24高二上·浙江宁波·阶段练习)已知斜率为的直线交抛物线于、两点,下列说法正确的是( )
A.为定值 B.线段的中点在一条定直线上
C.为定值 D.为定值(为抛物线的焦点)
三、填空题
7.(23-24高二上·云南玉溪·期末)已知椭圆的离心率为,且椭圆C过点,点F为椭圆C的左焦点.垂直于x轴的动直线l与椭圆C相交于不同两点P,Q,直线PF与椭圆C的另一个交点为M(异于点Q),直线QM恒过定点B,则点B的坐标为 .
8.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)过点向抛物线引两条切线,切点分别为A,B,直线恒过的定点为 .
9.(2024高二上·江苏·专题练习)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 .
四、解答题
10.(24-25高二上·江苏连云港·阶段练习)如图,已知椭圆过点,焦距为,斜率为的直线与椭圆相交于异于点的两点,且直线均不与轴垂直.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求的方程;
(3)记直线的斜率为,直线的斜率为,证明:为定值.
11.(2024高二上·江苏·专题练习)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,连接BF并延长交椭圆C于点椭圆P.
(1)若,,求椭圆C的方程
(2)若直线AB与直线AP的斜率之比是-2,证明:为定值,并求出定值.
12.(22-23高二上·四川成都·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知双曲线,
(1)过的左顶点引的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及轴围成的三角形的面积;
(2)斜率为1的直线与交于P、Q两点,若与圆相切,求证OPOQ
(3)椭圆:,若M,N分别是、上的动点,且OMON,求证:O到直线MN的距离为定值.
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专题06与圆锥曲线有关的定点、定值问题
(两种技巧精讲精练+过关检测)
题型01定点问题
【典例分析】
【例1-1】(23-24高二上·安徽蚌埠·阶段练习)已知直线l与抛物线交于A,B两点,O为坐标原点,若直线OA,OB的斜率,满足,则直线l恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设直线l的方程为,代入抛物线方程由韦达定理可表示出,结合也表示出,可解出的值得直线所过定点.
【详解】设,,则,,
设直线l的方程为,代入抛物线方程可化为,,
,,
所以直线l一定过定点.
故选:A.
【例1-2】(23-24高二上·广东深圳·期中)已知A,B分别是椭圆E:的左、右顶点,C,D是椭圆上异于A,B的两点,若直线AC,BD的斜率,满足,则直线CD过定点,定点坐标为
【答案】
【分析】
设出直线方程,联立椭圆方程,由根与系数关系求出C,D点坐标,得出直线方程,即可求出直线所过定点
【详解】
因为,,,
则:,:.
设,.
联立椭圆方程与得:
得,
∴,
因为,
∴,∴,
联立椭圆方程与得:,
得,
∴,∴,
因为,,
所以:,即,
当时,即时方程恒成立,故直线过定点.
故答案为:
【例1-3】(23-24高二上·广东惠州·阶段练习)已知双曲线的焦距为4,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过双曲线的左焦点分别作斜率为的两直线与,直线交双曲线于两点,直线交双曲线于两点,设分别为与的中点,若,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意得,再将代入双曲线方程,结合可求出,从而可求出双曲线方程
(2)设直线方程为,,将直线方入双曲线方程化简后利用根与系数的关系,结合中点坐标公式可表示点M的坐标,再利用表示出点N的坐标,再表示出直线MN的方程,可求得直线MN过定点,从而可求得答案.
【详解】(1)由题意得,得,所以,
因为点在双曲线上,所以,解
得,
所以双曲线方程为.
(2),设直线方程为,
,
由,得,
则,
所以,所以的中点,
因为,所以用代换,得,
当,即时,直线的方程为,过点,
当时,,
直线的方程为,
令,得,
所以直线也过定点.
【变式演练】
【变式1-1】(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知椭圆上的两个动点P,Q,设,,且线段PQ的垂直平分线经过一个定点,则定点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在时,将P、Q坐标代入椭圆方程,结合,可得,再引入参数线段PQ中点的纵坐标,用其表示出,再得线段PQ的垂直平分线的方程,分析即可求解.
【详解】因为,在椭圆上,
且,当时,由,
得,
设线段PQ的中点为,所以,
所以线段PQ的垂直平分线的方程为,
即,该直线恒过定点
当时,线段PQ的垂直平分线也过定点,
故线段PQ的垂直平分线恒过定点
故选:A.
【变式1-2】(23-24高二上·河北唐山·期末)已知点在抛物线上,则 ;过点M作两条互相垂直的直线,分别交C于A,B两点(不同于点M),则直线经过的定点坐标为 .
【答案】 2
【分析】由抛物线过点求出;设直线的方程为:,,联立,得,利用韦达定理,通过,转化求解出直线方程,推出直线经过的定点.
【详解】
因为点在抛物线上,所以,解得;
抛物线,由题意知,直线斜率不存在时,不符合题意,
设直线的方程为:,,
联立,得,
所以,
因为,所以,
,,
所以,即,
所以,即,
验证 ,
所以,
直线经过的定点坐标为,
故答案为:2;.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
【变式1-3】(23-24高二上·陕西汉中·期末)已知抛物线过点,直线与抛物线交于两点,为坐标原点,.
(1)求抛物线的方程;
(2)求证:直线过定点;
(3)在轴上是否存在点,使得直线与直线的斜率之和为0?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)存在,点
【分析】(1)根据抛物线过点,代入运算得解;
(2)设直线,与抛物线联立方程组,得到根与系数关系,结合,坐标运算得解;
(3)假设存在满足条件的点,使得,利用根与系数关系进行坐标运算求得的值.
【详解】(1)抛物线过点,
,即,
抛物线的方程为.
(2)证明:不妨设,,
联立,消去并整理得,
此时,
由韦达定理得,
,
又,
,即,
,解得或(舍),
直线的方程为,即直线过定点.
(3)假设存在满足条件的点,使得,
,
,
即,解得或,
存在点,使得直线与直线的斜率之和为0.
【点睛】思路点睛:本题第二,三问是考查圆锥曲线中的定点问题.第二问,设直线,与抛物线方程联立,得根与系数关系,由得,代入运算可得,得解;第三问,由,得,代入根与系数关系化简运算得解.
题型02定值问题
【典例分析】
【例2-1】(22-23高二上·甘肃天水·期末)已知圆具有性质:若是圆上关于原点对称的两点,点是圆上异于任意一点,则为定值.类比圆的这个性质,双曲线也具有这个性质:若是双曲线上关于原点对称的两点,点为双曲线上异于任意一点,则为定值( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,再表达出,结合双曲线的方程化简即可.
【详解】设,则,
.
故选:B
【例2-2】(21-22高二上·江西南昌·期末)已知椭圆交轴于A,两点,点是椭圆上异于A,的任意一点,直线,分别交轴于点,,则为定值.现将双曲线与椭圆类比得到一个真命题:若双曲线交轴于A,两点,点是双曲线上异于A,的任意一点,直线,分别交轴于点,,则为定值 .
【答案】-
【分析】由双曲线的方程可得,的坐标,设的坐标,代入双曲线的方程可得的横纵坐标的关系,求出直线,的方程,令,分别求出,的纵坐标,求出的表达式,整理可得为定值.
【详解】由双曲线的方程可得,,设,
则,可得,
直线的方程为:,令,则,可得,
直线的方程为,令,可得,即,
∴,,,
故答案为:-.
另解:双曲线方程化为,只是将的替换为-,故答案也是只需将中的替换为-即可.
故答案为:-.
【例2-3】(23-24高二上·河南焦作·阶段练习)已知直线过抛物线的焦点,交抛物线于两点.
(1)若,求直线的方程.
(2)若过点和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点,直线的斜率是否为定值?若是,请求出定值,若不是,说明理由.
【答案】(1)或
(2)直线的斜率为定值0,理由见解析
【分析】(1)分斜率是否存在进行讨论,斜率存在时设,联立抛物线方程结合韦达定理、焦点弦弦长公式可得关于的方程,解方程并检验此时是否满足即可;
(2)首先得,又,从而由即可判断.
【详解】(1)由题意知,抛物线焦点,
当直线斜率不存在时,联立与抛物线,解得,此时,不满足题意,
当直线斜率存在时,设,
由,得,注意,
由韦达定理知,,由抛物线的弦长公式,解得,
经验证,此时满足,所以,直线的方程为或.
(2)
设,则直线与准线的交点为,
由(1)知,则,从而.
所以,直线的斜率为定值0.
【变式演练】
【变式2-1】(22-23高二上·浙江宁波·期中)已知椭圆,两条直线:;:,过椭圆上一点P作,的平行线,分别交,于M,N,若为定值,则( )
A.9 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【分析】设点,可得出,求出点、的坐标,利用两点间的距离公式结合为定值可求得的值,即可得解.
【详解】设点,则直线的方程为,
联立,解得,即点,
直线的方程为,
联立,解得,即点,
由已知可得,则,
所以,为定值,
则,可得.
故选:A
【变式2-2】(22-23高二上·辽宁·阶段练习)过x轴上点的直线与抛物线交于A,B两点,若为定值,则实数a的值为 .
【答案】4
【分析】设直线的方程为,联立直线方程和抛物线方程可得,,然后得到,再根据为定值列方程,解方程即可.
【详解】设直线的方程为,联立得,
设,,则,,
,同理可得,
所以,
因为为定值,所以,解得.
故答案为:4.
【点睛】型式子为定值求参数的方法:
①让分子分母对应项系数比值相等,例如:为定值,则,解方程即可;
②设,然后根据定值与变量无关列方程,例如:为定值,设,整理得,定值与变量无关,所以.
【变式2-3】(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知双曲线:过点,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点且斜率为的直线交双曲线左支于点,平行于的直线交双曲线的渐近线于A,B两点,点A在第一象限,直线的斜率为.若四边形为平行四边形,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)根据双曲线离心率公式,结合代入法进行求解即可;
(2)设直线的方程为,直线的方程为,,将代入直线可得,联立直线与椭圆方程得关于的一元二次方程,由韦达定理得;联立方程和渐近线方程求出,得到,由题易得,即,联立求出的关系式,再由定义表示出,将所有未知量全部代换成即可求证.
【详解】(1)因为双曲线:过点,离心率为,
所以有;
(2)设直线的方程为,
直线的方程为,,
将代入直线得,即,
联立,得,
得,即,,
因为在第一象限,双曲线渐近线方程为,
联立,得,即,
联立,得.即,
所以,
因为,所以,所以①,
又②,
①②得,,
所以,
所以,
因为
所以,为定值.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
一、单选题
1.(21-22高二上·江苏南京·阶段练习)已知抛物线,其准线为l,则过l上任意一点作C的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,写出AP的直线方程,根据点P在直线AP上,化简得到,进而得到是方程的两个根,然后写出直线AB的方程,将韦达定理代入求解.
【详解】设,
因为,
所以,即,
所以AP的直线方程为:,
因为点P在直线AP上,
所以,
即,
同理,
所以是方程的两个根,且,
,
所以直线AB的方程为,
即,
所以直线AB过定点,
故选:B
2.(22-23高二上·新疆·期中)已知椭圆为椭圆的右顶点,直线交于两点,且,则恒过除点以外的定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】若直线的斜率存在,设直线为,与椭圆联立,结合韦达定理得到,进而可求出结果,注意检验斜率不存在时即可得出结论.
【详解】椭圆为椭圆的右顶点,所以,
由题意知:若直线的斜率存在,设直线为,
则,联立可得,
设,则,
,
因为,即,则,
即
,
即,因此,
即,所以直线过定点,不符合题意,舍去;
,所以直线过定点,符合题意;
当直线的斜率不存在时,直线为,此时设,
,符合题意,故直线恒过除点以外的定点,
故选:A.
3.(23-24高二上·重庆·期中)已知椭圆:,A,B是左右顶点,P,Q在椭圆E上,满足,则直线恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意结合椭圆方程推出,结合得出,设直线方程为,联立椭圆方程,得到根与系数的关系式,代入中化简求值,即可求得答案.
【详解】设,则,,
则,故,
同理,而,
故;
由题意可知直线的斜率不为0,设方程为,
代入椭圆方程得:,
需满足,
设,则,
又,,即,
即,即,
得,
即,
整理得,解得,或,
当时,,直线过A点,不符合题意;
当时,,直线恒过点,
故选:C
【点睛】关键点睛:解答本题的关键在于要根据题意结合椭圆方程得出,再结合得出,然后设直线方程,联立椭圆方程,得到根与系数的关系式,化简求值,即可求解。
4.(2024高二上·江苏·专题练习)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
【分析】由条件列方程求,由此可得椭圆方程,两切线的斜率分别为,由切线性质可求,求直线方程,确定其过定点.
【详解】 椭圆的上顶点为,离心率为
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
直线方程为
令,得,
故直线过定点.
故选:A.
【点睛】方法点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
二、多选题
5.(23-24高二上·湖北·期末)已知双曲线的离心率为,且双曲线的左焦点在直线上,分别是双曲线的左、右顶点,点是双曲线上异于两点的一个动点,记的斜率分别为,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的方程为 B.双曲线的渐近线方程为
C.点到双曲线的渐近线距离为2 D.为定值
【答案】AD
【分析】根据题意求出,即可得双曲线方程,判断A;继而求得渐近线方程,判断B;结合点到直线的距离公式可判断C;设,表示出,结合双曲线方程,可判断D.
【详解】依题意,双曲线的左焦点在直线上,
令,则,双曲线C的左焦点F即为F,则半焦距,
又双曲线离心率为,即,则,
从而双曲线C的方程为,A正确,
双曲线C的渐近线方程为,B不正确,
渐近线方程即为,F点到双曲线C的渐近线的距离为,C不正确,
由题意知,不妨设,则,
则有,D正确.
故选:AD
6.(23-24高二上·浙江宁波·阶段练习)已知斜率为的直线交抛物线于、两点,下列说法正确的是( )
A.为定值 B.线段的中点在一条定直线上
C.为定值 D.为定值(为抛物线的焦点)
【答案】BC
【分析】分析可知,,设直线的方程为,将直线的方程与抛物线的方程联立,利用韦达定理可判断A选项;求出线段中点的纵坐标,可判断B选项;利用斜率公式结合韦达定理可判断C选项;利用抛物线的焦半径公式可判断D选项.
【详解】若,则直线与抛物线只有一个交点,
不合乎题意,则,设直线的方程为,
联立可得,
,
对于A选项,不一定是定值,A错;
对于B选项,设线段的中点为,则,
为定值,故线段的中点在定直线上,B对;
对于C选项,为定值,C对;
对于D选项,不一定为定值,D错.
故选:BC.
三、填空题
7.(23-24高二上·云南玉溪·期末)已知椭圆的离心率为,且椭圆C过点,点F为椭圆C的左焦点.垂直于x轴的动直线l与椭圆C相交于不同两点P,Q,直线PF与椭圆C的另一个交点为M(异于点Q),直线QM恒过定点B,则点B的坐标为 .
【答案】
【分析】根据离心率即可求解椭圆方程,即可联立直线与椭圆方程,根据点斜式求解直线方程,即可化简求解.
【详解】因为椭圆的离心率为,椭圆C过点,
椭圆C的标准方程为,由题可知直线PF的斜率存在,
设直线,则,
联立直线与椭圆方程得,
则,,
所以,整理得,
又
,
所以直线QM的方程为,故直线QM过定点.
故答案为:
8.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)过点向抛物线引两条切线,切点分别为A,B,直线恒过的定点为 .
【答案】
【分析】设出切线方程后代入抛物线方程,利用可求得,再通过方程的解可求得切点坐标,继而求出切线斜率,得到切线方程,进一步分析即可.
【详解】设过点的切线方程为,
代入抛物线方程得:
,
其判别式,
即,
故得,,
又的解为,
所以切点的横坐标为,
代入抛物线方程可求得切点坐标为,
设,
令,则,
即切点的坐标为;
令,则,
即切点的坐标为,
故直线的斜率
故直线的方程为
,
当时,
即直线过定点.
9.(2024高二上·江苏·专题练习)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】设出椭圆方程,将两给定点代入待定系数求解可得椭圆方程;再设出直线方程,与椭圆C的方程联立,设,分斜率是否存在两种情况讨论,依次用坐标表示出坐标,求解直线方程,进而利用韦达定理关系式探求定点可得.
【详解】设椭圆E的方程为,
由椭圆过点,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
直线的方程为,即.
①若过点的直线斜率不存在,则直线方程为,
方程中,令,
可得,,在直线AB方程中,
令可得,
由得到.
则HN方程:,直线过点.
②若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
,
解得或.
由韦达定理可得,
所以,
且
,
联立可得
则直线,
将点代入整理得,
将韦达定理所得各式代入可得
,
即,
化简得显然成立,
综上可得,直线HN过定点
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求定点问题常见的方法有两种:
①从特殊入手,根据条件求解定点,再证明一般情况下也过此定点;
②直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定点.
四、解答题
10.(24-25高二上·江苏连云港·阶段练习)如图,已知椭圆过点,焦距为,斜率为的直线与椭圆相交于异于点的两点,且直线均不与轴垂直.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求的方程;
(3)记直线的斜率为,直线的斜率为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据条件列方程组求解即可;
(2)设直线的方程为,与椭圆联立,由弦长公式求得的方程;
(3)将韦达定理代入中计算结果为定值.
【详解】(1)由题意得解得,
故椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为,
由得,
由,得,
则.
,
解得或
当时,直线经过点,不符合题意,舍去;
当时,直线的方程为.
(3)直线,均不与轴垂直,所以,则且,
所以
为定值.
11.(2024高二上·江苏·专题练习)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左顶点为A,上顶点为B,右焦点为F,连接BF并延长交椭圆C于点椭圆P.
(1)若,,求椭圆C的方程
(2)若直线AB与直线AP的斜率之比是-2,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.
12.(22-23高二上·四川成都·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知双曲线,
(1)过的左顶点引的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及轴围成的三角形的面积;
(2)斜率为1的直线与交于P、Q两点,若与圆相切,求证OPOQ
(3)椭圆:,若M,N分别是、上的动点,且OMON,求证:O到直线MN的距离为定值.
【答案】(1)
(2).证明见解析
(3)定值,证明见解析
【分析】(1)求出渐近线方程,得到交点坐标,从而得到围成的三角形的面积;
(2)设直线,根据直线与圆相切,得到,联立与得到两根之和,两根之积,计算出,得到;
(3)考虑直线⊥轴时,得到到直线的距离为,再考虑当直线不垂直于轴时,设直线的方程为,直线的方程为,分别联立椭圆和双曲线,得到,,计算出到直线的距离为.
【详解】(1)由题意得,的左顶点坐标为,渐近线方程为,
过点作的平行线,方程为,
设该平行线与交于点,与轴交于点,
联立,解得,故,
中,令得,故,
则围成的三角形为,其面积为;
(2)设直线,
∵直线与圆相切,
∴,故,
联立与得,
,
设,则,
,
所以,
故OPOQ.
(3)当直线⊥轴时,,,
则,故到直线的距离为,
当直线不垂直于轴时,设直线的方程为,
则直线的方程为,
由,得,所以,
同理可得,
设O到直线的距离为,因为ON,
所以,
由于,
故
,
所以,
综上,O到直线的距离是定值.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中探究性问题解题策略,
(1)先假设存在或结论成立,然后引进未知数,参数并建立有关未知数,参数的等量关系,若能求出相应的量,则表示存在或结论成立,否则表示不存在或结论不成立;
(2)在假设存在或结论成立的前提下,利用特殊情况作出猜想,然后加以验证也可.
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