内容正文:
提升点10 定值、定点与定线问题
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题型一 定值问题
定值问题,其本质为求值,若求值过程中含有参数,则利用等量代换、
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.
解题步骤为:
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(1)求双曲线 的标准方程;
【解】双曲线可化为 .
当与 轴垂直时,
,解得 ,
所以双曲线的标准方程为 .
[例1] (2024·东北三省四市联考)在平面直角坐标系中,, 分别
为双曲线的左、右焦点,过的直线 与双曲线
的右支交于,两点.当与轴垂直时, 的面积为12.
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(2)若与轴不垂直,作线段的垂直平分线,交轴于点.求证:
为定值.
证明:由(1)知,设直线的方程为, ,
,
M为线段的中点,联立
消去整理得,, ,
因此, .
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则,, .
所以线段的垂直平分线的方程为,则, ,
,
.
所以,即 为定值1.
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求解定值问题的途径
(1)途径一:首先由特例得出一个值(此值一般就是定值),然后证明定
值,即将问题转化为证明待证式与参数(某些变量)无关.
(2)途径二:先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足
的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值.
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[对点训练] 已知椭圆的离心率为, ,
分别为椭圆的左、右焦点,为椭圆上一点, 的周长为
.
(1)求椭圆 的方程;
解:由已知可得
解得所以椭圆的方程为 .
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(2)若为圆上任意一点,过点作椭圆 的两条切线,切点
分别为,,证明: 为定值.
证明:设,则 .
当时,,显然 ,
则 .
当时,过点的切线可设为 ,
联立
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消去整理得 ,
所以 ,
整理成关于 的方程,
得, ,
此方程的两个根,即为切线, 的斜率,
所以 .
所以,所以 .
综上所述, ,为定值.
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题型二 定点、定线问题
解决解析几何解答题,在遵循“设——列——解”程序化解题的基础
上,应突出点与线“设”的重要性,以达到简化运算的目的.
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角度1 定点问题
[例2] (2024·江西红色十校联考)设抛物线 ,过
焦点的直线与抛物线 交于点,.当直线垂直于 轴
时, .
(1)求抛物线 的标准方程;
【解】由题意及抛物线性质知,当直线垂直于轴时, ,
即,所以抛物线 的标准方程为 .
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(2)已知点,直线,分别与抛物线 交于, 两点.求证:
直线 过定点.
证明:易知直线不与轴重合,点 ,
设,,直线的方程为 .
联立得 ,
,
因此, .
设直线的方程为 ,
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联立得 ,
则 ,
因此, ,
则,同理可得 .
当直线 斜率存在时可得
.
因此可设直线的方程为,由对称性知,定点在 轴上,
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令 得,
,
所以直线过定点 .
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曲线过定点问题的求解思路
一是“特殊探路,一般证明”,即先通过特殊情况确定定点,再转化为
有方向、有目标的一般性证明;
二是“一般推理,特殊求解”,即先由题设条件得出曲线的方程,再根
据参数的任意性得到定点坐标.
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角度2 定线问题
[例3] (2023·新课标Ⅱ卷改编)已知双曲线.记 的左、
右顶点分别为,,过点的直线与的左支交于,两点,
在第二象限,直线与交于点.证明:点 在定直线上.
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【证明】 由双曲线的方程可得, ,设
, ,
显然直线 的斜率不为0,
所以设直线的方程为 ,
且,与 ,
联立可得 ,
且 ,
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则, ,
直线的方程为,直线的方程为 ,
联立直线与直线 的方程可得
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.
则 ,
解得,即 ,
则点在定直线 上.
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证明动点在定线上的方法
(1)参数法:由已知条件中影响动点的含参方程,确定动点坐标<m></m>
与参数间的数量关系,再根据等量关系或几何关系消去参数,求得关于<m></m>,
<m></m>且不含参数的固定方程,故该动点就在此定线上.
(2)特殊探求法:从动点形成的动源入手,取动点运动中几个特殊位置,
初步探索动点所在的直(曲)线,然后再证明无论动源怎样变化,动点
<m></m>始终在此直(曲)线上.
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[对点训练] 已知抛物线经过点 .
(1)求抛物线 的方程及其准线方程;
解:将点代入抛物线,可得,即 ,可得抛
物线的方程为,准线方程为 .
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(2)设为原点,过抛物线的焦点作斜率不为0的直线交抛物线 于两
点,,直线分别交直线,于点和点.求证:以 为直
径的圆经过 轴上的两个定点.
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证明:抛物线的焦点为 ,
由题意知,直线 的斜率存在且不为0,
则设直线的方程为 ,
联立抛物线方程,可得 ,
设, ,
可得, ,
直线的方程为,即 ,
直线的方程为 ,
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即,可得,,, ,
则的中点的横坐标为 ,
即以为直径的圆的圆心为 ,
半径为 ,
可得圆的方程为 ,
化为 ,
令,可得或 .
则以为直径的圆经过轴上的两个定点, .
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