内容正文:
2026年高考数学一轮复习考点精析与题型全解(上海专用)
重难点24 圆锥曲线定值问题的八大类型
圆锥曲线中的定值问题,是指某些几何量(如线段长度、图形面积、直线斜率、角的度数等) 的大小或某些代数表达式的值与题目中的参数无关, 不依参数的变化而变化, 始终是一个确定的数值.
圆锥曲线中的定值问题是解析几何中的重要题型之一,是高考命题的一个热点,也是一个难点,解决这类问题基本思想是明确的,那就是定值必然是在变化中所表现出来的不变量,所以可运用函数的思想方法,选定适当的参数,结合等式的恒成立求解,也就是说与题中的可变量无关。
一、圆锥曲线中的定值问题的常见类型:
(1)求代数式为定值。依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值。利用点到直线的距离公式得出距离的关系式,再利用题设条件化简、变形求得.
(3)求某线段长度为定值。利用长度公式求得关系式,再依据条件对关系式进行化简、变形即可求得。
二、求定值问题常见的方法有两种:
1、从特殊到一般求定值)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
2、直接消参求定值)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
3.常用消参方法:
①等式带用消参:找到两个参数之间的等式关系,用一个参数表示另外一个参数,即可带用其他式子,消去参数.
②分式相除消参:两个含参数的式子相除,消掉分子和分母所含参数,从而得到定值.
③因式相减消参:两个含参数的因式相减,把两个因式所含参数消掉.
④参数无关消参:当与参数相关的因式为时,此时与参数的取值没什么关系,比如:
,只要因式,就和参数没什么关系了,或者说参数不起作用.
四、.常见的定值结论:
1.若点A,B是椭圆C:上关于原点对称的两点,点P是椭圆C上与A,B不重合的点,则;
2.若点A,B是双曲线C:上关于原点对称的两点,点P是双曲线C上与A,B不重合的点,则.
3.设点是椭圆C:上一定点,点A,B是椭圆C上不同于P的两点,若,则直线AB斜率为定值;
4. 设点是双曲线C:一定点,点A,B是双曲线C上不同于P的两点,若,直线AB斜率为定值;
5. 设点是抛物线C:一定点,点A,B是抛物线C上不同于P的两点,若,直线AB斜率为定值.
6.设是椭圆上不同3点,B,C关于x轴对称,直线AC,BC与x轴分别交于点,则.
7.点A,B是椭圆C:上动点,O为坐标原点,若,则=(即点O到直线AB为定值)
8. 经过椭圆(a>b>0)的长轴的两端点A1和A2的切线,与椭圆上任一点的切线相交于P1和P2,则.
9. 过椭圆(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则.
10. 点为椭圆(包括圆在内)在第一象限的弧上任意一点,过引轴、轴的平行线,交轴、轴于,交直线于,记 与的面积为,则:.
题型一:斜率定值问题
1、直线斜率定值
【例1】(2024松江二中期中)已知椭圆E:的焦距为2,一条准线方程为x=,A,B分别为椭圆的右顶点和上顶点,点P,Q在的椭圆上,且点P在第一象限.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若点P,Q关于坐标原点对称,且PQ⊥AB,求四边形ABCD的面积;
(3)若AP,BQ的斜率互为相反数,求证:PQ斜率为定值.
【答案】(1)(2)(3)见证明
【详解】
(1)由题意可得:,, ,
解得:,,.
椭圆的标准方程为:.
(2) ,
点关于坐标原点对称,且,
.可得直线的方程为:.
联立,解得,.
.
四边形的面积.
(3)证明:设 , .
设直线的斜率为, ,则直线方程为:,
联立,化为:,
,解得,.
的斜率互为相反数, 直线的斜率为 ,直线方程为:.
联立,化为:,
,.
斜率为定值.
【跟踪训练】
1.(24-25高三上·上海黄浦·期中)双曲线的左、右焦点分别为、(),过点的直线与右支在轴上方交于点.
(1)若,点的坐标为,求的值;
(2)若,且是等比数列,求证:直线的斜率为定值;
(3)设直线与左支的交点为,,当且仅当满足什么条件时,存在直线,使得成立.
【详解】(1)依题意,将,代入中,
解得,则;
(2)
依题意知,可设直线,代入中,
整理得:(*),
如图,因,故点的横坐标为恰是方程(*)的解,
则,
整理得:,即,
因是等比数列,则,代入此式,可得,即得,
因过点的直线与右支在轴上方交于点,故得,即直线的斜率为定值;
(3)
如图,因点在双曲线右支上,则,即,
故由可得,
又因点直线与左支的交点,故,则,
在中,设,由余弦定理,,
因为,所以,
所以,
故当且仅当满足时,存在直线,使得成立.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆,其短轴的一个端点到右焦点的距离为 2,且点在椭圆M上.过点A作两条倾斜角互补的直线分别交椭圆M于B,C两点.
(1)求椭圆M的方程;
(2)证明直线BC的斜率为定值;
(3)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据给定的点求出即得椭圆M的方程.
(2)设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理并结合斜率坐标公式化简计算得证.
(3)利用(2)的信息,利用弦长公式及点到直线的距离求出三角形面积关系式,再利用基本不等式求出最大值.
【详解】(1)设椭圆M的右焦点,则,而,解得,
所以椭圆M的方程为.
(2)设直线的方程为,显然直线不过点,即,
由消去得,,
设,则,
由直线的倾斜角互补,得,
即,
整理得,
则,
整理得,因此,
所以直线BC的斜率为定值.
(3)由(2)知,直线的方程为,,
,即,,
,
点到直线的距离,的面积
,当且仅当,即时取等号,
所以面积的最大值是.
2、斜率和差为定值
【例2】(24-25上海高三阶段练习)已知是椭圆的顶点(如图),直线l与椭圆交于异于顶点的两点,且,若椭圆的离心率是,且,
(1)求此椭圆的方程;
(2)设直线和直线的斜率分别为,证明为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【分析】(1)由椭圆的离心率及的关系求解即可;
(2)求出直线的方程与椭圆方程联立起来,利用韦达定理得到两根之和,两根之积,然后证明即可.
【详解】(1)由已知可得椭圆的离心率,
,
∴,
∴椭圆方程为;
(2)如图,
由(1)可知:,,,且,所以直线的斜率,
设直线的方程为,设,
联立得:,
,∴,
则,
又,,,,
∴,
,为定值.
【跟踪训练】
1.(2025大同中学高三模拟)已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.过的左焦点F作直线交的左支于A、B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若,试问:是否存在直线,使得点M在以为直径的圆上?请说明理由.
(3)点,直线交直线于点.设直线、的斜率分别、,求证:为定值.
【详解】(1)由双曲线的离心率为,且在双曲线上,
可得,解得,∴双曲线的方程为.
(2)双曲线的左焦点为,
当直线的斜率为0时,此时直线为,与双曲线左支只有一个交点,舍去;
当直线的斜率不为0时,设,
联立方程组,消得,易得,
设,则,可得,
∵,
则
,
即,可得与不垂直,
∴不存在直线,使得点在以为直径的圆上.
(3)由直线,得,
∴,又,
∴
,
∵,∴,且,
∴,即为定值.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知的两个顶点A,B的坐标分别是且直线PA,PB的斜率之积是,设点P的轨迹为曲线H.
(1)求曲线H的方程;
(2)经过点且斜率为k的直线与曲线H交于不同的两点E,F(均异于A,B),证明:直线BE与BF的斜率之和为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用斜率公式即可化简求解,
(2)联立直线与椭圆的方程,得到韦达定理,即可结合斜率公式求解.
【详解】(1)设,则由直线PA,PB的斜率之积是可得,
化简可得
(2)设直线方程为:,
则与椭圆方程联立可得:,
则,故或,
设,则,.
故
.
.
3、斜率积商为定值
【例3】(24-25上海高三阶段练习)已知,点满足,记点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)直线经过点,倾斜角为,与轨迹交于C,D两点(在A,D之间),若,求的值;
(3)已知点,过点作直线与轨迹交于M,N两点,记直线TM,TN的斜率分别为,试问:是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)是,定值为
【详解】(1)因为,
所以点的轨迹为以为焦点的双曲线,
设此双曲线方程为,
易知,又由解得,
即轨迹的方程为:;
(2)因为直线经过点,倾斜角为,
所以直线的方程为,联立,
解得或,故得点和点,
则,
由得,解得;
(3)如图,
法一:由题意得直线不可能与轴重合,
设为:,
联立得到,
而,
由韦达定理得,
,
故是为定值,且该定值为;
法二:①当直线的斜率不存在时,直线方程为,
可得,此时,
②当直线的斜率存在时,设直线方程为,
联立,得到,
而,
由韦达定理得,
所以
,
故是为定值,且该定值为,
综上所述,为定值.
【例4】(24-25上海高三阶段练习)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.
(1)求W的方程;
(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;
(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析,2
【分析】(1)由已知可得圆的方程,设,,,根据,可得,,代入圆的方程即可求解;
(2)由已知可得直线方程,求出圆心到直线的距离,由勾股定理即可求解;
(3)根据题意可知直线斜率不为0,设直线的方程为,,,联立直线和椭圆构成的方程组,根据斜率的计算公式结合韦达定理即可求解.
【详解】(1)
由题意,点在圆上运动,设,,,
由得,,
又,所以,所以的方程为;
(2)直线的方程为,即,
圆心到直线的距离为,
所以直线被圆C截得的弦长为;
(3)
由题意,直线斜率不为0,设直线的方程为,,,
联立得,
所以,,
故,
.
【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.
【跟踪训练】
1.(25-26高三上·上海·阶段练习)已知椭圆的离心率为是椭圆上两点,直线与椭圆交于、两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当时,是否存在使得?说明理由;
(3)记直线的斜率依次为,当且线段的中点在直线上时,试问是否为定值?说明理由.
【详解】(1)椭圆的离心率为,且过点.
,解得,,
椭圆的标准方程为.
(2)不存在直线与椭圆交于、两点,满足.
当时,设,
由,消去得,
,因此,
则,,
所以,
,
因为,所以,所以,无解,
所以不存在直线与椭圆交于、两点,满足.
(3)为定值.
设,
由消去得,
,因此,
则,
所以线段的中点为,线段的中点在直线上时,
所以,所以;
所以
.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆:过点,其离心率为.四边形的顶点均在椭圆上,直线过的左焦点,对角线,交点为椭圆的右焦点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,的斜率存在且分别为,,求证:为定值;
(3)过点作,垂足为,求的最大值.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)代入点坐标并结合离心率公式即可得到方程;
(2)设直线的方程为:,联立椭圆方程得到韦达定理式,化简得到,再计算得,同理,最后代入化简即可;
(3)求出直线过定点,再根据两点距离即可得到答案.
【详解】(1)由已知得,即,得,
故,
所以椭圆的方程为.
(2)由(1)可得,
由题意知均存在且不等于0,
则设直线的方程为:,
则.
设直线方程为:
与椭圆方程联立得:,,
所以,因为,
故,因此.
同理.
斜率为
,
故.
(3)由(2)知:直线的方程为:,
即
所以直线过定点.
因为,由几何意义知:,
故的最大值为.
4、斜率运算为定值
【例5】(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆的离心率为,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如图,若一条斜率不为0的直线过点与椭圆交于两点,椭圆的左、右顶点分别为,直线的斜率为,直线的斜率为,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)将点代入椭圆方程,结合离心率公式,即可利用待定系数法求椭圆方程;
(2)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理表示,即可求解的值.
【详解】(1)由椭圆的离心率为,且点在椭圆上,
可得,所以,
又点在该椭圆上,所以,所以,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)证明:设,由于该直线斜率不为0,可设,
联立方程和,得,
恒成立,根据韦达定理可知,
,
,
,
,.
【跟踪训练】
1.已知抛物线的焦点为,过点作抛物线的两条切线,切点分别为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作两条倾斜角互补的直线,直线交抛物线于两点,直线交抛物线于两点,连接,设的斜率分别为,问:是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值0.
【分析】(1)先设点,然后求出切线解析式,根据即可求出结果.
(2)设直线的方程,通过和抛物线联立求出韦达定理,同理求出和抛物线联立的韦达定理,然后代入即可.
【详解】(1)设切点,则在点处切线斜率为,
所以以为切点的切线方程为.
因为切线过点,所以,同理,
所以是方程的两个根,则.
又因为,
所以,即.
又因为,所以,
所以抛物线的方程为.
(2)
由题意,斜率都存在且不为0,设直线的方程为.
联立直线和抛物线的方程,得,所以.
设,则,同理,
所以
所以,
所以等于定值0.
2. 设点为抛物线的焦点,过点且斜率为的直线与交于两点(为坐标原点).
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作两条斜率分别为的直线,它们分别与抛物线交于点和.已知,问:是否存在实数,使得为定值?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在
【分析】(1)写出直线的方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理,结合三角形面积,即可求解;
(2)联立直线与抛物线的方程,结合弦长公式,求出,由已知建立关系推理,即可说明理由.
【详解】(1)物线的焦点为,
直线的方程,
由,得,
设,
所以,
所以,
所以,且
所以,
所以抛物线的方程为.
(2)存在,使得为定值,
由题意可得直线的方程,直线的方程为,
联立,得,
设,
所以,
,
所以,
设,
同理可得,
所以,
由,得,
即,而,
所以,
所以存在,使得为定值0.
【点睛】关键点点睛:本题第二问的关键是利用坐标表示弦长,并结合韦达定理,即可求解.
题型二:距离定值问题
【例6】已知椭圆的离心率为,且过点.
(1) 求椭圆的标准方程:
(2) 已知,为椭圆上异于点的两点,且,,点为垂足,求证:直线过定点;并判断是否存在定点,使得为定值.若存在,求出定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,
【解析】(1) ,
即椭圆的标准方程为.
(2) (法一)由题可知,直线的斜率不为0,
设直线的方程为,设,
由消去,得.
,
,
,
,
化简得,或(舍),即 直线过定点.
(注:此处亦可按如下方法求 )
设为的中点,即.
若与不重合,则是的斜边,;
若与重合,则.
综上所述,存在定点,使得为定值.
(法二)1.当直线斜率不存在时,
设,
,
,解得,不符题意(舍),或,符合题意.
直线过点.
2.当直线斜率存在时,设直线的方程为,
设,
由消去,得.
.
,
.
,
.
化简得:,或.
当时,,此时直线过点,不符题意,舍去:
当时,,此时直线过定点.
综上所述,直线过定点.
设为的中点,即.
若与不重合,则是的斜边,;
若与重合,则.
综上所述,存在定点,使得为定值.
【例7】(上海·高考真题)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x轴围成的三角形的面积;
(2)设斜率为1的直线l交于P、Q两点,若l与圆相切,求证:OP⊥OQ;
(3)设椭圆. 若M、N分别是、上的动点,且OM⊥ON,求证:O到直线MN的距离是定值.
【答案】(1);(2)见解析;(3)见解析.
【详解】(1)双曲线,左顶点,渐近线方程:.
过点A与渐近线平行的直线方程为,即.
解方程组,得.
所以所求三角形的面积1为.
(2)设直线PQ的方程是.因直线与已知圆相切,
故,即.
由,得.
设P(x1,y1)、Q(x2,y2),则.
又,所以
,故OP⊥OQ.
(3)当直线ON垂直于x轴时,|ON|=1,|OM|=,则O到直线MN的距离为.
当直线ON不垂直于x轴时,设直线ON的方程为(显然),则直线OM的方程为.
由,得,所以.
同理.
设O到直线MN的距离为d,因为,
所以,即d=.
综上,O到直线MN的距离是定值.
【跟踪训练】
1.(24-25上海高三阶段练习)在平面直角坐标系中,已知点,,动点满足直线与的斜率之积为,记E的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过点的直线l交C于P,Q两点,过点P作直线x=3的垂线,垂足为G,过点O作,垂足为M.证明:存在定点N,使得为定值.
(1)解:由,,可得,,
由题意得,
化简得,
所以曲线C是中心在原点,焦点在x轴上的椭圆(不含左右顶点).
(2)证明 由(1)知直线与轴不重合,可设,,
联立,得.
因,则,,
故有.
因为,,
所以直线的斜率为,
则直线的方程为,即,
故直线过定点.
因为,所以为直角三角形,
取的中点,则,
即为定值.
综上,存在定点,使得为定值.
2.(25-26高二上·湖南长沙·期中)已知在平面直角坐标系中,为原点,抛物线的焦点为,、是抛物线上两个不同的点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线斜率为1,且过点,求线段的长度;
(3)直线与拋物线交于不同于的、两点,若以为直径的圆经过点,且于,证明:存在定点,使为定值.
【答案】(1);
(2);
(3)证明见解析.
【详解】(1)抛物线的焦点为,
则,即,
所以抛物线为;
(2)直线的方程为,联立抛物线Γ和直线l的方程:,
得,,设,
由韦达定理得,
故;
(3)由题意可知直线斜率不为0,设其方程为,
联立方程得:,
整理得:,,
其中,,
因为以为直径的圆经过点,所以,
又因为,
∵,
∴,
所以直线过定点,
又因为,所以为直角三角形,
所以当为斜边中点时,为定值,
此时,
所以定点为,为定值2.
题型三:面积定值问题
1、三角形面积定值
【例8】(24-25高二下·上海宝山·期末)已知椭圆的图像经过点
(1)若椭圆的焦距为,求椭圆的方程;
(2)为椭圆的右焦点,过点作轴的垂线与椭圆在第一象限交于点,点与点关于原点对称,连接,当取得最大值时,求椭圆的离心率;
(3)若椭圆经过点,点是椭圆上的动点,直线与椭圆交于两点,为的中点,且满足,则的面积是否为定值?若是,请求出该值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2);
(3)是,定值.
【详解】(1)由已知条件可知,
从而,
所以椭圆的方程;
(2)设,则,
则,
从而.
设直线的倾斜角分别为则
,
当且仅当,即时取等号,
此时,即,
所以,
从而,解得(舍负),
所以当取得最大值时,椭圆的离心率为;
(3)由已知椭圆经过点可得,
从而椭圆的方程;
①当直线与轴不垂直时,设,
联立方程组,
得.
由题意可知.
设,则,所以
,
由可知,
设,则有,
,
因为点,在椭圆上,
所以,
整理得,
此时,,
点到直线的距离,
所以的面积
,
②当直线与轴垂直时,,,
,
,
.
综上可和,的面积为定值.
【跟踪训练】
1.(24-25上海高三阶段练习)如图所示,分别是“曲圆”与轴、轴的交点,已知,扇形的面积为.
(注:题目中把半椭圆与圆弧合成的曲线称作“曲圆”,其中为半椭圆的右焦点)
(1)求的值;
(2)过点且倾斜角为的直线交“曲圆”于两点,试将的周长表示为的函数;
(3)在(2)的条件下,当的周长取得最大值时,探究的面积是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请求出面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)的面积不是定值,取值范围是
【分析】(1)由扇形的面积得,由及得;
(2)分、、三种情况讨论,利用椭圆的定义表示出的周长;
(3)联立直线方程和椭圆方程,由弦长公式、点到直线距离公式、三角形面积公式表示出的面积,根据求出取值范围.
【详解】(1)扇形的面积为,解得,
半椭圆与轴的交点,右焦点,
所以在中,,
又因为,所以.
(2)显然直线的斜率不为,所以,
由(1)知半椭圆方程为,圆弧方程为,恰为椭圆的左焦点,
①当时,分别在圆弧和半椭圆上,
因为,所以是腰为的等腰三角形,且,所以,
因为在半椭圆上,所以,
所以的周长;
②当时,在半椭圆上,
因为在半椭圆上,所以,
所以的周长;
③当时,分别在半椭圆和圆弧上,
因为,所以是腰为的等腰三角形,且,所以,
因为在半椭圆上,所以,
所以的周长;
综上,.
(3)由(2)知,当时,,
当时,,
所以当时,取得最大值,此时在半椭圆上,
设直线的方程为,
联立得,,
,
点到直线的距离,
所以,
令,因为,所以,,
,
因为在上单调递增,所以即,
所以,
即的面积不是定值,取值范围是.
2、四边形面积定值
【例9】(24-25上海高三阶段练习)在平面直角坐标系中,双曲线的离心率为,点是上任意一点.抛物线的焦点到准线的距离是1.
(1)求的方程;
(2)过点作的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于两点,求证:平行四边形的面积为定值;
(3)是的两条切线,是切点,求面积的最小值.
【答案】(1)的方程为;的方程为
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)由离心率结合,可求出,即可求出双曲线的方程,再由抛物线焦点到准线的距离为1,求出,即可抛物线的方程;
(2),求得坐标,进而得到再结合面积公式求解即可;
(3)设,,,通过导数求得切线方程,结合韦达定理求得弦长,点到线的距离公式求得高,代入面积公式,进而可求解;
【详解】(1)设双曲线的半焦距为,则,
又因为离心率为,所以,代入得,解得,
所以双曲线的方程为.
因为抛物线焦点到准线的距离为1,所以,
所以抛物线的方程为.
(2)证明:设,不妨设为渐近线为渐近线,
直线的方程为,
联立方程,解得,
所以
同理可得,所以
由于直线的斜率,因此,所以,
所以平行四边形的面积为,
因为点在双曲线上,所以,即,
所以平行四边形的面积为;
(3)设,
因为函数的导数为,所以直线的方程为,
由于在直线上,则,
同理,所以均满足方程,
所以直线的方程为,
联立方程,得,所以,
则,
又因为到直线的距离,
所以面积,
又因为,
所以,当为时取最小值,
所以面积最小值为.
【跟踪训练】
1. 已知椭圆 与圆 在第一、第四象限分别交于 Q、P 两点,且满足
(1)求椭圆γ的标准方程;
(2)A 是椭圆上的一点,若存在椭圆的弦 BC 使得 ,求证:四边形OABC 的面积为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆和圆的对称性可得,,再代入椭圆和圆的方程中,解方程组求出和的值即可;
(2)设,,易知四边形是平行四边形,设直线的方程为,将其与椭圆方程联立,结合韦达定理,弦长公式以及椭圆的方程,推出,再利用点到直线的距离公式,表示出四边形的面积,然后化简即可得定值.
【详解】(1)由对称性知,,
因为,,所以△是边长为1的等边三角形,
因为位于第一象限,所以,,
代入椭圆的方程有,
代入圆的方程有,
联立解得,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:设,,则直线的斜率为,且,即,
因为,所以四边形是平行四边形,,
设直线的方程为,,,,,
联立,得,
所以,,
所以,
因为,
所以,
整理得,即,
而点到直线的距离为,
所以四边形的面积,为定值.
3、两三角形面积关系式定值
【例10】(24-25高二下·上海青浦·期末)已知椭圆分别是椭圆短轴的上下两个端点,是椭圆左焦点,是椭圆上异于点的点,是边长为的等边三角形.
(1)写出椭圆的标准方程和离心率;
(2)当直线的一个法向量是时,求以为直径的圆的标准方程;
(3)设点满足:,求证:为定值.
【答案】(1),;
(2);
(3)证明见解析.
【详解】(1)因为是边长为的等边三角形,所以,,
又,所以,,
故椭圆的标准方程为,离心率为;
(2)因为的一个法向量是且直线过点,
所以直线方程为,
联立直线方程与椭圆方程,得,解得,
所以线段中点为,线段长度为,
故以为直径的圆的标准方程为;
(3)由题意,点为直线过点的垂线与直线过点的垂线的交点,
设点,所以直线为:,直线为,
则直线为,直线为,
联立直线方程与直线方程,消去,得,
整理得,即,解得,
因为,
所以,得证.
【跟踪训练】
1.(25-26高二上·云南曲靖·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,.离心率为,点是椭圆上任意一点,且的最大值为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P在第一象限且轴,求的角平分线所在直线的方程;
(3)过右焦点的直线交椭圆C于A,B两点,点A关于x轴对称的点为D(异于点B),直线交x轴于点E,记与的面积分别为,.求证:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)由题可得,解方程即可求解.
(2)求出点坐标,设的角平分线所在直线与轴的交点为,根据角平分线性质可知点到直线和的距离相等即可求解;
(3)设直线的方程为:,,联立,由韦达定理可得,由直线的方程为:,
令,可得点,由三角形面积公式即可证明.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为,点是椭圆上任意一点,且的最大值为3,
所以,解得:,
则,
所以椭圆C的方程为:,
(2)由题可得,,因为点P在第一象限且轴,
所以,解得:或(舍去),
则点
所以,则直线的方程为:,即
设的角平分线所在直线与轴的交点为,显然
则,解得:或(舍去);
所以,
则,
所以的角平分线所在直线的方程为,即,
故的角平分线所在直线的方程为;
(3)由题可得直线的斜率不为,设直线的方程为:,,
则,
联立,得,
所以,,
直线的方程为:,
令,则,
所以,
即点,
则,,
所以,则为定值
2.(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,且经过点和,点是椭圆上不在轴上的任意一点,射线,分别与椭圆交于点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)求内切圆面积的最大值;
(3)设,,的面积分别为,,.求证:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【详解】(1)
将点和代入椭圆方程得解得
则椭圆的标准方程为;
(2)周长为, 设内切圆半径为,内切圆面积为,
则,又,
设所在直线方程为,与椭圆方程联立得:
,所以
令,(时取最大值),
所以,,所以,
即内切圆面积的最大值为.
(3)设,,,
因为点在椭圆上,所以,即.
由(1)得,,
设直线的方程为,,
联立,消去并整理得,
此时,由韦达定理得,
同理得:,
所以
.
故为定值.
题型四:角度定值问题
【例11】(2023格致中学期中)已知离心率为2的双曲线的左右顶点分别为,,顶点到渐近线的距离为.过双曲线右焦点的直线与双曲线交于,(异于点,)两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记,,的面积分别为,,,当时,求直线的方程;
(3)若直线,分别与直线交于,两点,试问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)定值,.
【分析】(1)根据题意列出方程组,解之即可求解;
(2)根据题意设直线,联立方程组将面积的表达式表示出来,根据面积的值进而求解;
(3)根据题意设出直线的方程,求出点,的坐标,利用平面向量数量积的坐标运算即可求解.
【详解】(1)设双曲线的焦距为,取一条渐近线为,又,
则由题意可得,
故双曲线的标准方程为;
(2)由题意可得直线的斜率不为0,设直线,
,.
联立,消去整理得,
当时,,
则,.
当与双曲线交于两支时,
,,,不合题意;
当与双曲线交于一支时,
,,
则,得,
故;
(3)直线的方程为,
令,得,则.
直线的方程为,令,得,则.
因为,所以,,
,
故,即,
故为定值.
【跟踪训练】
1. 如图,已知椭圆:与椭圆:有相同的离心率,点在椭圆上.过点的两条不重合直线与椭圆相交于两点,与椭圆相交于和四点.
求椭圆的标准方程;
求证:;
若,设直线的倾斜角分别为,求证:为定值.
【答案】;
见解析;
【解析】解:由题意知,,,,
又在椭圆上,,,,
椭圆的标准方程为
要证,设到直线距离为,
即证,即证
当直线斜率不存在时,由椭圆对称性可知,故
当直线斜率存在时,设,则方程:,
设,
联立得,
,,
联立,得,
,,
,,
,,
,
综上所述:
由第二问可知,,,,
设直线的斜率为,直线方程为,设,,
联立得,
,,
,
,
,
即,
化简得,,
由题意,,.
2. 已知双曲线的两条渐近线分别为,,若点,分别在,上不同于原点,且直线是的切线,则称是的“渐切三角形”已知在点处的切线方程为.
写出的一个“渐切三角形”的顶点,的坐标及切线的方程,并求出其面积
已知点,分别在,上,的面积为,试问是否是的“渐切三角形”并说明理由
若是的“渐切三角形”,与相切的切点的横坐标大于,为的左焦点,证明:为定值.
【答案】见解析;
是的“渐切三角形”,详解见解析;
【解析】解:由题意,得,所以的方程为,
,,直线是的切线,是的渐切三角形,
则.
设,,这里,
则,,所以,
,
由题意,,所以,又,所以,
若直线的斜率不存在,则,或,直线与切于点,
或直线与切于点,的面积为,满足题意
若的斜率存在,则,,
即,即,
由,消去并整理得,
该方程的判别式,
所以直线与有且仅有一个公共点,所以直线是的切线,
所以是的“渐切三角形”.
证明:设,由题意,直线,即,
由解得,,
故A,同理可得,
又,故,,
所以,
又,可得,
直线与轴的交点为,所以,
,
又,
,
则,得,所以,
又,所以,为定值.
3.
已知过点的双曲线的渐近线方程为.如图所示,过双曲线的右焦点作与坐标轴都不垂直的直线交的右支于两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知点,求证:;
(3)若以为直径的圆被直线截得的劣弧为,则所对圆心角的大小是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【详解】(1)因为双曲线的渐近线方程为,
所以设双曲线方程为,又双曲线过点,
则,
所以双曲线的方程为,即.
(2)由(1)可知,的斜率存在且不为0,所以设的方程为,
联立,消去得,
设,由题意得,
所以,且,
所以
,
所以,即得证.
(3)由(2)可知恒成立,,
所以圆心到的距离,
半径,
设所对圆心角为,
则,
因为为劣弧,所以,
所以,所以,即所对圆心角的大小为定值.
题型五:数量积定值问题
【例13】(24-25高二下·上海·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,点在椭圆上,且.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)点P、Q在椭圆上,O为坐标原点,且直线OP、OQ的斜率之积为,求证:为定值;
(3)直线l过点且与椭圆交于A、B两点,问在x轴上是否存在定点M,使得为常数?若存在,求出点M坐标以及此常数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)存在,
【详解】(1)因为点T在椭圆上且,所以,;
将点代入椭圆得,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设直线:,联立方程组,得,
所以,
又直线:,类似的可得,
故而,为定值.
(3)当直线l与x轴不垂直时,设l:,设,,,
由得,
,
又,
,
令得,此时,
当l与x轴垂直时,l:,,,
又,有,
综上,,.
【跟踪训练】
1.(25-26七宝中学高三·开学考试)已知双曲线的左、右焦点分别为,且.过的直线与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若均在的右支上,且的周长为,求的方程;
(3)是否存在轴上的定点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在点,使得为定值.
【分析】(1)根据双曲线中的意义和关系,可求的值,得到双曲线的方程.
(2)先根据双曲线的定义,求出弦的长度;设直线:,与双曲线方程联立,利用弦长公式,可求的值,即得直线方程.
(3)假设存在轴上的定点,使得为定值.结合(2)中的结论,根据为定值,可求的值.
【详解】(1)因为,所以,
又,所以.
所以双曲线的方程为:.
(2)因为均在的右支上,且的周长为,
所以.
如图:
因为,设直线:,代入得: ,
整理得:.
设,,
因为均在的右支上,所以,且,所以,
.
所以.
所以.
所以.
所以直线的方程为:,即.
(3)假设存在轴上的定点,使得为定值.
因为,,
所以
.
因为为常数,所以.
此时.
所以存在点,使得为定值.
2.
(2022虹口区一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线交椭圆于两点,交轴于点.
(1)若,求的值;
(2)若点在第一象限,满足,求的值;
(3)在平面内是否存在定点,使得是一个确定的常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
解:(1)由已知的坐标为,,.
由,得,,,.…………3分
(2)设,则,因为,,
又点在椭圆上,所以.由得,,.…………………………6分
又,由,,,得.………8分
(3)设存在定点,使得是一个确定的常数.设,,直线,
将代入,整理得
…………………………10分
………………14分
,,
所以存在点,.……………………16分
3.(2022松江区一模)已知双曲线的焦距为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若对任意的,直线与双曲线总有公共点,求实数的取值范围;
(3)若过点的直线与双曲线交于、两点,问在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标及此常数的值,若不存在,请说明理由.
解:(1),,
又因为渐近线方程为.,
,,, .
(2)将代入,得.
当即时,方程在时无解..
方程对恒有解,△,
即恒成立,
即恒成立,.
又,,.
(3)假设存在,设定点为,设直线的方程为,
联立方程组,消可得,
则,且△,解得且,
设,,,,
可得,,
所以,
,
所以,,
要使为常数,即与无关.
∴,解得,
此时. 故存在,使得.
题型六:参数定值问题
【例14】(24-25高二下·上海金山·期中)已知双曲线的离心率为2,实轴长为4,过点的直线l与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)是否存在l,使得P恰好是线段AB的中点?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由;
(3)l与直线交于点Q,设,,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
(3)为定值,定值为0
【详解】(1)因为的实轴长为4,所以,解得,又因为C的离心率为2,所以,所以,所以的方程为.
(2)由题意直线l的斜率存在,假设存在直线l满足条件,设,,
则,,所以,
即,
因为P为线段AB的中点,所以,,
所以,所以,即直线l的斜率为3,
所以直线l的方程为y=3x-2.
联立,消去y并整理得,
,
所以直线l与C无公共点,这与直线l与C交于A,B两点矛盾,
故不存在直线l,使得P恰好是线段AB的中点.
(3)由题可知直线l的斜率存在,
设直线的方程为,即,
联立得,
,且,
解得,且,
由韦达定理得,①,
设,由在直线上,得,即②,
由在直线l上,得③,
由,得,
即,解得,
同理,由,得,
结合①②③,得
,故为定值0.
【跟踪训练】
1. (24-25上海高三阶段练习)已知双曲线的离心率为2,过点的直线与相交于两点,且当的斜率为0时,.
(1)求的方程;
(2)是否存在,使得两点关于直线对称?若存在,求出的方程;若不存在,请说明理由;
(3)与直线交于点,设,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
(3)为定值0
【分析】(1)由双曲线的离心率为2,得到,再由直线的方程为,代入双曲线的方程,求得,结合,进而得到竖曲线的方程;
(2)设直线的方程为,联立方程组,由,且,求得的范围,以及和,假设存在,使得两点关于直线对称,得到,进而得到线段的中点坐标为,结合中点不在直线上,得出结论;
(3)解:设,求得和,根据题意,求得和,化简得到,即可得到答案.
【详解】(1)解:设双曲线的焦距为,
因为的离心率为2,所以,即,所以,
当直线的斜率为0时,直线的方程为,代入,得,
所以,解得,所以的方程为.
(2)解:显然直线的斜率存在,设直线的方程为,即,
联立方程组,整理得,
设,
可得,且,
解得,且,
又由,,①
假设存在,使得两点关于直线对称,则与直线垂直,所以,
所以,且,则,
因此线段的中点坐标为,
又因为,即点不在直线上,
所以不存在,使得两点关于直线对称.
(3)解:设,
由在直线上,可得,即;②
又由在直线上,可得,③
因为,可得,
即,解得,
同理:由,可得,
结合①②③,得
,
所以为定值0.
2.(24-25高三上·上海·期中)已知抛物线经过点,直线过点且与抛物线有两个不同的交点,.
(1)求抛物线的准线方程;
(2)求直线的斜率的取值范围;
(3)若直线交轴于,直线交轴于,设为原点,,,求的值.
【答案】(1);
(2);
(3)2.
【分析】(1)将点代入求参数,即可得准线方程;
(2)设且,联立抛物线结合判别式求参数范围;
(3)根据题意,设直线,和,由向量的线性关系求得、,应用韦达定理化简求值即可.
【详解】(1)由在抛物线上,可得,故,则准线为;
(2)由题意,直线的斜率存在且不为0,
设且,联立抛物线得,
所以,则,故直线的斜率范围是.
(3)由题意,根据(2)易知,当直线与抛物线相切,即时过,
令,,且,且,,
若,得,所以,
同理得,而,故,,
由题意,同理可得,
所以 ,而,,
所以.
题型七:运算关系定值
【例15】(24-25上海高三阶段练习)设椭圆C:1(a>b>0)的一个顶点与抛物线C:x2=4y的焦点重合,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,且离心率e且过椭圆右焦点F2的直线l与椭圆C交于M、N两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得2.若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
(3)若AB是椭圆C经过原点O的弦,MN∥AB,求证:为定值.
【答案】(1)(2)或(3)定值
【分析】
(1)根据抛物线的焦点确定椭圆的顶点,结合离心率,即可求出椭圆的标准方程.(2)由题可知,椭圆的右焦点为(1,0),直线l与椭圆必相交.分两种情况讨论:①当直线斜率不存在时,经检验不合题意;②设存在直线l为y=k(x﹣1)(k≠0),与椭圆方程联立,利用韦达定理,结合向量条件,即可求得直线l的方程;(3)设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x3,y3),B(x4,y4),求出|MN|与|AB|的长,从而可证结论.
【详解】
(1)抛物线的焦点为
∵椭圆的一个顶点与抛物线的焦点重合
∴椭圆的一个顶点为,即
∵,∴a=2,
∴椭圆的标准方程为
(2)由题可知,椭圆的右焦点为(1,0),直线l与椭圆必相交.
①当直线斜率不存在时,M(1,),N(1,),∴,不合题意.
②设存在直线l为y=k(x﹣1)(k≠0),且M(x1,y1),N(x2,y2).
由得(3+4k2)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0,
,,
所以,
故直线l的方程为或
(3)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x3,y3),B(x4,y4)
由(2)可得:|MN|
.
由消去y,并整理得:,
|AB|,
∴为定值
【点睛】
本题重点考查椭圆的标准方程,考查直线与圆锥曲线的位置关系,考查向量知识的运用,解题时要认真审题,注意合理地进行等价转化.
【跟踪训练】
1.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.过点的直线与及圆依次相交于点,如图.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)证明:为定值;
(3)过两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点,求与的面积之积的最小值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)1
【详解】(1)由题意得,因为点在抛物线上,所以.∴,
所以抛物线的标准方程为.
(2)由(1)知:,显然直线/的斜率存在,所以设直线方程为:,
由,
设,则
由抛物线的定义得:,
所以:,
即为定值1.
(3)由
设直线,联立得:
∴,直线,即
同理求得直线,
,则,
∴到的距离,
∴与的面积之积,
当时,与的面积之积的最小值1.
2.已知椭圆的短轴长为,且离心率为.
(1)求C的方程.
(2)过点作斜率不为0的直线与椭圆C交于S,T不同的两点,再过点作直线ST的平行线与椭圆C交于G,H不同的两点.
①证明:为定值.
②求面积的取值范围.
【答案】(1);
(2)①证明见解析;
②.
【详解】(1)由已知得,
因为,又由,
可解得,
所以椭圆方程为:.
(2)
①设斜率不为0的直线的方程为,
联立直线和椭圆方程可得,化简得,
由于椭圆与直线交于两点,,
因此,所以或,
根据韦达定理可得,,
又因为,,
因此,
令的方程为,椭圆与直线交于两点,
联立直线和椭圆方程,化简得,
同理:,,
,
因此(为定值).
②由于,又由于,
因此,
化简可得,设,由于,因此,
因此,
又由于当时,,因此,
因此,
所以面积的取值范围为.
3.在平面直角坐标系中,设点是椭圆上一点,以M为圆心的一个半径的圆,过原点作此圆的两条切线分别与椭圆C交于点P、Q.
(1)若直线的斜率都存在,且分别记为.求证:为定值;
(2)探究是否为定值,若是,则求出的最大值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)是,最大值为.
【详解】(1)因为直线,与圆M相切,
将直线与圆联立,
可得,
由解得,,
同理,
所以是方程的两个不相等的实数根,
∴,因为点在椭圆C上,所以,
所以.
(2)(i)当直线不落在坐标轴上时,设,
因为,所以,
因为在椭圆C上,所以,
整理得,所以,所以.
(ii)当直线落在坐标轴上时,圆方程为,易求得,
综上:,所以|,
当且仅当时等号成立,所以的最大值为.
题型八:坐标相关定值
【例16】(24-25上海高三阶段练习)如图,已知椭圆:的离心率为,点为其左顶点.过A的直线交抛物线于B、C两点,C是AB的中点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:点C的横坐标是定值,并求出该定值;
(3)若直线m过C点,其倾斜角和直线l的倾斜角互补,且交椭圆于M,N两点,求p的值,使得的面积最大.
【详解】(1)令椭圆的半焦距为c,依题意,,,解得,则,
所以椭圆的方程为.
(2)显然直线不垂直于坐标轴,设的方程为,设,
由消去x得:,,
则,而C是AB的中点,即有,于是,
满足,因此,
所以点C的横坐标是定值,该定值为1.
(3)由直线过C点,其倾斜角和直线l的倾斜角互补,得直线和直线l的斜率互为相反数,
则由(1)得直线的方程为,即,
由消去x得:,,
设,则,
,点到直线:的距离,
由C是AB的中点得的面积,
令,则,当且仅当,即时取等号,
所以当时,的面积取得最大值,此时.
【跟踪训练】
1.(2023·上海长宁·上海市延安中学校考三模)已知椭圆的离心率是,点是椭圆的上顶点,点是椭圆上不与椭圆顶点重合的任意一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设圆.若直线与圆相切,求点的坐标;
(3)若点是椭圆上不与椭圆顶点重合且异于点的任意一点,点关于轴的对称点是点,直线分别交轴与点、点,探究是否为定值,若为定值,求出该定值,若不为定值,说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)定值为,理由见解析
【分析】(1)根据离心率得到,从而得到椭圆方程.
(2)确定圆心和半径,设出直线,根据圆心到直线的距离等于半径得到斜率,解得答案.
(3)设出点坐标,根据三点共线得到,,代入计算得到答案.
【详解】(1)椭圆的离心率是,解得.
故椭圆方程为:.
(2)圆,即,
故圆心,半径,,
设直线的方程为,即,
直线与圆相切,则,解得,
当时,,解得或(舍),故,
当时,,解得或(舍),故,
故或
(3)设,,,
三点共线,则,即,
解得,同理可得,
.
【点睛】关键点睛:本题考查了椭圆方程,直线和圆的位置关系,定点问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中利用三点共线确定,是解题的关键.
2.过抛物线上的点的直线,分别交抛物线T于点B,C.设直线,的斜率分别为,,,当且点B,C关于x轴对称时,△ABC的面积为2.
(1)求抛物线T的方程;
(2)当时,证明:直线BC过定点.
(3)设△ABC的外心E的坐标为,BC的中点M的坐标为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)BC过定点,证明见解析
(3),证明见解析
【分析】(1)先根据已知条件设出点坐标,由、对称及斜率关系,用斜率公式求出、坐标,再根据三角形面积公式求出,进而得到抛物线方程.
(2)设出、、坐标,求出、,根据的值得到与的关系,再求,最后得出直线经过的定点
(3)与垂直得到斜率,利用、中点在上得出方程,设直线方程, 与之联立,通过变形相减求出,结合的值及已知条件得出的值.
【详解】(1)已知当时,,、关于轴对称且,
设(),因为,不妨设.
由斜率公式,即,解得,所以,.
面积,解得,抛物线方程为.
(2)设,,,
则,.
因为,则,所以,则.
,所以直线BC方程,整理得.
把代入直线BC方程,得,所以直线过定点.
(3)设,中点坐标是,
因为与垂直,则,
已知斜率是,所以斜率为.
根据直线点斜式,得出方程,展开整理成.
同理可得直线方程,与方程联立.
变形两式为和,
相减得,化简得.
已知,则.
又,代入得.
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2026年高考数学一轮复习考点精析与题型全解(上海专用)
重难点24 圆锥曲线定值问题的八大类型
圆锥曲线中的定值问题,是指某些几何量(如线段长度、图形面积、直线斜率、角的度数等) 的大小或某些代数表达式的值与题目中的参数无关, 不依参数的变化而变化, 始终是一个确定的数值.
圆锥曲线中的定值问题是解析几何中的重要题型之一,是高考命题的一个热点,也是一个难点,解决这类问题基本思想是明确的,那就是定值必然是在变化中所表现出来的不变量,所以可运用函数的思想方法,选定适当的参数,结合等式的恒成立求解,也就是说与题中的可变量无关。
一、圆锥曲线中的定值问题的常见类型:
(1)求代数式为定值。依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值。利用点到直线的距离公式得出距离的关系式,再利用题设条件化简、变形求得.
(3)求某线段长度为定值。利用长度公式求得关系式,再依据条件对关系式进行化简、变形即可求得。
二、求定值问题常见的方法有两种:
1、从特殊到一般求定值)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
2、直接消参求定值)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
3.常用消参方法:
①等式带用消参:找到两个参数之间的等式关系,用一个参数表示另外一个参数,即可带用其他式子,消去参数.
②分式相除消参:两个含参数的式子相除,消掉分子和分母所含参数,从而得到定值.
③因式相减消参:两个含参数的因式相减,把两个因式所含参数消掉.
④参数无关消参:当与参数相关的因式为时,此时与参数的取值没什么关系,比如:
,只要因式,就和参数没什么关系了,或者说参数不起作用.
四、.常见的定值结论:
1.若点A,B是椭圆C:上关于原点对称的两点,点P是椭圆C上与A,B不重合的点,则;
2.若点A,B是双曲线C:上关于原点对称的两点,点P是双曲线C上与A,B不重合的点,则.
3.设点是椭圆C:上一定点,点A,B是椭圆C上不同于P的两点,若,则直线AB斜率为定值;
4. 设点是双曲线C:一定点,点A,B是双曲线C上不同于P的两点,若,直线AB斜率为定值;
5. 设点是抛物线C:一定点,点A,B是抛物线C上不同于P的两点,若,直线AB斜率为定值.
6.设是椭圆上不同3点,B,C关于x轴对称,直线AC,BC与x轴分别交于点,则.
7.点A,B是椭圆C:上动点,O为坐标原点,若,则=(即点O到直线AB为定值)
8. 经过椭圆(a>b>0)的长轴的两端点A1和A2的切线,与椭圆上任一点的切线相交于P1和P2,则.
9. 过椭圆(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则.
10. 点为椭圆(包括圆在内)在第一象限的弧上任意一点,过引轴、轴的平行线,交轴、轴于,交直线于,记 与的面积为,则:.
题型一:斜率定值问题
1、直线斜率定值
【例1】(2024松江二中期中)已知椭圆E:的焦距为2,一条准线方程为x=,A,B分别为椭圆的右顶点和上顶点,点P,Q在的椭圆上,且点P在第一象限.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若点P,Q关于坐标原点对称,且PQ⊥AB,求四边形ABCD的面积;
(3)若AP,BQ的斜率互为相反数,求证:PQ斜率为定值.
【跟踪训练】
1.(24-25高三上·上海黄浦·期中)双曲线的左、右焦点分别为、(),过点的直线与右支在轴上方交于点.
(1)若,点的坐标为,求的值;
(2)若,且是等比数列,求证:直线的斜率为定值;
(3)设直线与左支的交点为,,当且仅当满足什么条件时,存在直线,使得成立.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆,其短轴的一个端点到右焦点的距离为 2,且点在椭圆M上.过点A作两条倾斜角互补的直线分别交椭圆M于B,C两点.
(1)求椭圆M的方程;
(2)证明直线BC的斜率为定值;
(3)求面积的最大值.
2、斜率和差为定值
【例2】(24-25上海高三阶段练习)已知是椭圆的顶点(如图),直线l与椭圆交于异于顶点的两点,且,若椭圆的离心率是,且,
(1)求此椭圆的方程;
(2)设直线和直线的斜率分别为,证明为定值.
【跟踪训练】
1.(2025大同中学高三模拟)已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.过的左焦点F作直线交的左支于A、B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若,试问:是否存在直线,使得点M在以为直径的圆上?请说明理由.
(3)点,直线交直线于点.设直线、的斜率分别、,求证:为定值.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知的两个顶点A,B的坐标分别是且直线PA,PB的斜率之积是,设点P的轨迹为曲线H.
(1)求曲线H的方程;
(2)经过点且斜率为k的直线与曲线H交于不同的两点E,F(均异于A,B),证明:直线BE与BF的斜率之和为定值.
3、斜率积商为定值
【例3】(24-25上海高三阶段练习)已知,点满足,记点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)直线经过点,倾斜角为,与轨迹交于C,D两点(在A,D之间),若,求的值;
(3)已知点,过点作直线与轨迹交于M,N两点,记直线TM,TN的斜率分别为,试问:是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【例4】(24-25上海高三阶段练习)已知点,,点P在以AB为直径的圆C上运动,轴,垂足为D,点M满足,点M的轨迹为W,过点的直线l交W于点E、F.
(1)求W的方程;
(2)若直线l的倾斜角为,求直线l被圆C截得的弦长;
(3)设直线AE,BF的斜率分别为,,证明为定值,并求出该定值.
【跟踪训练】
1.(25-26高三上·上海·阶段练习)已知椭圆的离心率为是椭圆上两点,直线与椭圆交于、两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当时,是否存在使得?说明理由;
(3)记直线的斜率依次为,当且线段的中点在直线上时,试问是否为定值?说明理由.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆:过点,其离心率为.四边形的顶点均在椭圆上,直线过的左焦点,对角线,交点为椭圆的右焦点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,的斜率存在且分别为,,求证:为定值;
(3)过点作,垂足为,求的最大值.
4、斜率运算为定值
【例5】(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆的离心率为,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如图,若一条斜率不为0的直线过点与椭圆交于两点,椭圆的左、右顶点分别为,直线的斜率为,直线的斜率为,求证:为定值.
【跟踪训练】
1.已知抛物线的焦点为,过点作抛物线的两条切线,切点分别为.
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作两条倾斜角互补的直线,直线交抛物线于两点,直线交抛物线于两点,连接,设的斜率分别为,问:是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由.
2. 设点为抛物线的焦点,过点且斜率为的直线与交于两点(为坐标原点).
(1)求抛物线的方程;
(2)过点作两条斜率分别为的直线,它们分别与抛物线交于点和.已知,问:是否存在实数,使得为定值?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
题型二:距离定值问题
【例6】已知椭圆的离心率为,且过点.
(1) 求椭圆的标准方程:
(2) 已知,为椭圆上异于点的两点,且,,点为垂足,求证:直线过定点;并判断是否存在定点,使得为定值.若存在,求出定值;若不存在,请说明理由.
【例7】(上海·高考真题)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x轴围成的三角形的面积;
(2)设斜率为1的直线l交于P、Q两点,若l与圆相切,求证:OP⊥OQ;
(3)设椭圆. 若M、N分别是、上的动点,且OM⊥ON,求证:O到直线MN的距离是定值.
【跟踪训练】
1.(24-25上海高三阶段练习)在平面直角坐标系中,已知点,,动点满足直线与的斜率之积为,记E的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过点的直线l交C于P,Q两点,过点P作直线x=3的垂线,垂足为G,过点O作,垂足为M.证明:存在定点N,使得为定值.
2.(25-26高二上·湖南长沙·期中)已知在平面直角坐标系中,为原点,抛物线的焦点为,、是抛物线上两个不同的点.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线斜率为1,且过点,求线段的长度;
(3)直线与拋物线交于不同于的、两点,若以为直径的圆经过点,且于,证明:存在定点,使为定值.
题型三:面积定值问题
1、三角形面积定值
【例8】(24-25高二下·上海宝山·期末)已知椭圆的图像经过点
(1)若椭圆的焦距为,求椭圆的方程;
(2)为椭圆的右焦点,过点作轴的垂线与椭圆在第一象限交于点,点与点关于原点对称,连接,当取得最大值时,求椭圆的离心率;
(3)若椭圆经过点,点是椭圆上的动点,直线与椭圆交于两点,为的中点,且满足,则的面积是否为定值?若是,请求出该值;若不是,请说明理由.
【跟踪训练】
1.(24-25上海高三阶段练习)如图所示,分别是“曲圆”与轴、轴的交点,已知,扇形的面积为.
(注:题目中把半椭圆与圆弧合成的曲线称作“曲圆”,其中为半椭圆的右焦点)
(1)求的值;
(2)过点且倾斜角为的直线交“曲圆”于两点,试将的周长表示为的函数;
(3)在(2)的条件下,当的周长取得最大值时,探究的面积是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请求出面积的取值范围.
2、四边形面积定值
【例9】(24-25上海高三阶段练习)在平面直角坐标系中,双曲线的离心率为,点是上任意一点.抛物线的焦点到准线的距离是1.
(1)求的方程;
(2)过点作的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于两点,求证:平行四边形的面积为定值;
(3)是的两条切线,是切点,求面积的最小值.
【跟踪训练】
1. 已知椭圆 与圆 在第一、第四象限分别交于 Q、P 两点,且满足
(1)求椭圆γ的标准方程;
(2)A 是椭圆上的一点,若存在椭圆的弦 BC 使得 ,求证:四边形OABC 的面积为定值.
3、两三角形面积关系式定值
【例10】(24-25高二下·上海青浦·期末)已知椭圆分别是椭圆短轴的上下两个端点,是椭圆左焦点,是椭圆上异于点的点,是边长为的等边三角形.
(1)写出椭圆的标准方程和离心率;
(2)当直线的一个法向量是时,求以为直径的圆的标准方程;
(3)设点满足:,求证:为定值.
【跟踪训练】
1.(25-26高二上·云南曲靖·期中)已知椭圆:的左、右焦点分别为,.离心率为,点是椭圆上任意一点,且的最大值为3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点P在第一象限且轴,求的角平分线所在直线的方程;
(3)过右焦点的直线交椭圆C于A,B两点,点A关于x轴对称的点为D(异于点B),直线交x轴于点E,记与的面积分别为,.求证:为定值.
2.(24-25上海高三阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,且经过点和,点是椭圆上不在轴上的任意一点,射线,分别与椭圆交于点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)求内切圆面积的最大值;
(3)设,,的面积分别为,,.求证:为定值.
题型四:角度定值问题
【例11】(2023格致中学期中)已知离心率为2的双曲线的左右顶点分别为,,顶点到渐近线的距离为.过双曲线右焦点的直线与双曲线交于,(异于点,)两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记,,的面积分别为,,,当时,求直线的方程;
(3)若直线,分别与直线交于,两点,试问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【跟踪训练】
1. 如图,已知椭圆:与椭圆:有相同的离心率,点在椭圆上.过点的两条不重合直线与椭圆相交于两点,与椭圆相交于和四点.
求椭圆的标准方程;求证:;
若,设直线的倾斜角分别为,求证:为定值.
2. 已知双曲线的两条渐近线分别为,,若点,分别在,上不同于原点,且直线是的切线,则称是的“渐切三角形”已知在点处的切线方程为.
写出的一个“渐切三角形”的顶点,的坐标及切线的方程,并求出其面积
已知点,分别在,上,的面积为,试问是否是的“渐切三角形”并说明理由
若是的“渐切三角形”,与相切的切点的横坐标大于,为的左焦点,证明:为定值.
3.
已知过点的双曲线的渐近线方程为.如图所示,过双曲线的右焦点作与坐标轴都不垂直的直线交的右支于两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知点,求证:;
(3)若以为直径的圆被直线截得的劣弧为,则所对圆心角的大小是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
题型五:数量积定值问题
【例13】(24-25高二下·上海·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,点在椭圆上,且.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)点P、Q在椭圆上,O为坐标原点,且直线OP、OQ的斜率之积为,求证:为定值;
(3)直线l过点且与椭圆交于A、B两点,问在x轴上是否存在定点M,使得为常数?若存在,求出点M坐标以及此常数的值;若不存在,请说明理由.
【跟踪训练】
1.(25-26七宝中学高三·开学考试)已知双曲线的左、右焦点分别为,且.过的直线与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若均在的右支上,且的周长为,求的方程;
(3)是否存在轴上的定点,使得为定值?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.
(2022虹口区一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,过点的直线交椭圆于两点,交轴于点.
(1)若,求的值;
(2)若点在第一象限,满足,求的值;
(3)在平面内是否存在定点,使得是一个确定的常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
3.(2022松江区一模)已知双曲线的焦距为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若对任意的,直线与双曲线总有公共点,求实数的取值范围;
(3)若过点的直线与双曲线交于、两点,问在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标及此常数的值,若不存在,请说明理由.
题型六:参数定值问题
【例14】(24-25高二下·上海金山·期中)已知双曲线的离心率为2,实轴长为4,过点的直线l与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)是否存在l,使得P恰好是线段AB的中点?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由;
(3)l与直线交于点Q,设,,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【跟踪训练】
1. (24-25上海高三阶段练习)已知双曲线的离心率为2,过点的直线与相交于两点,且当的斜率为0时,.
(1)求的方程;
(2)是否存在,使得两点关于直线对称?若存在,求出的方程;若不存在,请说明理由;
(3)与直线交于点,设,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
2.(24-25高三上·上海·期中)已知抛物线经过点,直线过点且与抛物线有两个不同的交点,.
(1)求抛物线的准线方程;
(2)求直线的斜率的取值范围;
(3)若直线交轴于,直线交轴于,设为原点,,,求的值.
题型七:运算关系定值
【例15】(24-25上海高三阶段练习)设椭圆C:1(a>b>0)的一个顶点与抛物线C:x2=4y的焦点重合,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,且离心率e且过椭圆右焦点F2的直线l与椭圆C交于M、N两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得2.若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
(3)若AB是椭圆C经过原点O的弦,MN∥AB,求证:为定值.
【跟踪训练】
1.已知抛物线的焦点为,点在抛物线上.过点的直线与及圆依次相交于点,如图.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)证明:为定值;
(3)过两点分别作抛物线的切线,两条切线相交于点,求与的面积之积的最小值.
2.已知椭圆的短轴长为,且离心率为.
(1)求C的方程.
(2)过点作斜率不为0的直线与椭圆C交于S,T不同的两点,再过点作直线ST的平行线与椭圆C交于G,H不同的两点.
①证明:为定值.
②求面积的取值范围.
3.在平面直角坐标系中,设点是椭圆上一点,以M为圆心的一个半径的圆,过原点作此圆的两条切线分别与椭圆C交于点P、Q.
(1)若直线的斜率都存在,且分别记为.求证:为定值;
(2)探究是否为定值,若是,则求出的最大值;若不是,请说明理由.
题型八:坐标相关定值
【例16】(24-25上海高三阶段练习)如图,已知椭圆:的离心率为,点为其左顶点.过A的直线交抛物线于B、C两点,C是AB的中点.
(1)求椭圆的方程;
(2)求证:点C的横坐标是定值,并求出该定值;
(3)若直线m过C点,其倾斜角和直线l的倾斜角互补,且交椭圆于M,N两点,求p的值,使得的面积最大.
【跟踪训练】
1.(2023·上海长宁·上海市延安中学校考三模)已知椭圆的离心率是,点是椭圆的上顶点,点是椭圆上不与椭圆顶点重合的任意一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设圆.若直线与圆相切,求点的坐标;
(3)若点是椭圆上不与椭圆顶点重合且异于点的任意一点,点关于轴的对称点是点,直线分别交轴与点、点,探究是否为定值,若为定值,求出该定值,若不为定值,说明理由.
2.过抛物线上的点的直线,分别交抛物线T于点B,C.设直线,的斜率分别为,,,当且点B,C关于x轴对称时,△ABC的面积为2.
(1)求抛物线T的方程;
(2)当时,证明:直线BC过定点.
(3)设△ABC的外心E的坐标为,BC的中点M的坐标为,证明:为定值.
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