培优课 圆锥曲线的综合问题 第2课时 定点、定值及探索性问题(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修第一册(北师大版)
2026-08-19
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摘要:
**基本信息**
聚焦圆锥曲线定点、定值及探索性问题,通过“特殊到一般”“假设验证”等方法体系,培养推理能力与运算能力,构建“求方程→证性质”的知识逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|定点问题|2(1、6题)|特殊位置探定点→代数推理证恒成立|曲线方程求解→直线与曲线位置关系→向量/斜率关系验证|
|定值问题|1(4题)|参数表示坐标→斜率比化简得定值|抛物线定义→韦达定理应用→比例关系推导|
|探索性问题|3(2、3、5题)|假设存在→列方程求解→回代验证|焦点/渐近线性质→几何条件转化→方程求解与检验|
内容正文:
第二课时 定点、定值及探索性问题
1.已知椭圆C:+=1(a>b≥1)的离心率为,上焦点到直线bx+2ay-=0的距离为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点P(,0)的直线l交椭圆C于A,B两点.求证:以线段AB为直径的圆是否过定点.
2.已知抛物线C:y2=2px(p>0)经过点P(4,4),其焦点为F.
(1)求抛物线C的方程;
(2)设点Q在抛物线C上,试问在直线2x-y+6=0上是否存在点N,使得四边形PQFN是平行四边形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
3.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点F(4,0)到渐近线的距离为2.
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点F的直线与双曲线C的右支交于A,B两点,求证:在x轴上存在点P(1,0),使得kPA+kPB=0.
4.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线与x轴的交点为T,点G在E上且GF⊥x轴,△GTF的面积为.
(1)求E的方程;
(2)已知点M(a,0),N(2a,0),R(4a,0)(a>0),点A是E上任意一点(异于顶点),连接AM并延长交E于另一点B,连接BN并延长交E于另一点C,连接CR并延长交E于另一点D,当直线AB的斜率存在时,证明:直线AB与CD的斜率之比为定值.
5.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,且过点(,).
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设Q为双曲线C右支第一象限上的一个动点,F为双曲线C的右焦点,在x轴的负半轴上是否存在定点M使得∠QFM=2∠QMF?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
6.已知A,B分别为椭圆E:+y2=1(a>1)的左、右顶点,G为E的上顶点,•=8.P为直线x=6上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E的另一交点为D.
(1)求E的方程;
(2)证明:直线CD过定点.
第二课时 定点、定值及探索性问题
1.解:(1) 由题意,e==,e2==,所以a=b,c=b.
又=,a>b≥1,所以b=1,a2=2,故椭圆C的方程为+x2=1.
(2)证明:当AB⊥x轴时,以AB为直径的圆的方程为(x-)2+y2=,
当AB⊥y轴时,以AB为直径的圆的方程为x2+y2=1.可得两圆交点为Q(-1,0).
由此可知,若以AB为直径的圆恒过定点,则该定点必为Q(-1,0).
下证Q(-1,0)符合题意.
设直线l的斜率存在,且不为0,则方程为y=k(x-),
代入+x2=1,并整理得(k2+2)x2-k2x+k2-2=0,Δ=k2+16>0恒成立.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=, x1x2=,
所以·=(x1+1)(x2+1)+y1y2=x1x2+x1+x2+1+k2(x1-)(x2-)=(1+k2)·x1x2+(1-k2)(x1+x2)+1+k2=(1+k2)·+(1-k2)·+1+k2=0,
故⊥,即Q(-1,0)在以AB为直径的圆上.
综上,以AB为直径的圆恒过定点(-1,0).
2.解:(1)因为抛物线C:y2=2px(p>0)经过点P(4,4),所以16=8p,即p=2,所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)假设存在满足题意的点N.
由(1)知F(1,0),设N(t,2t+6),Q(x0,y0).
因为四边形PQFN是平行四边形,所以=,所以(4-t,-2t-2)=(x0-1,y0),
所以即Q(5-t,-2t-2),
将点Q(5-t,-2t-2)代入抛物线C的方程,可得(-2t-2)2=4(5-t),即t2+3t-4=0,解得t=-4或t=1,
所以Q(9,6)或Q(4,-4),经检验,满足四边形PQFN是平行四边形.
所以直线2x-y+6=0上存在点N,使得四边形PQFN是平行四边形,此时Q(9,6)或Q(4,-4).
3.解:(1)依题意得a2+b2=16,
又bx+ay=0是双曲线C的一条渐近线,
所以=2,解得b=2,
所以a==2,
所以双曲线C的方程为-=1.
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB:x=my+4(m≠0),
由方程组
消去x得(3m2-1)y2+24my+36=0,
y1+y2=-,y1y2=,
kPA+kPB=+
=+
=
=
=
=0,
所以在x轴上存在点P(1,0),使得kPA+kPB=0.
4.解:(1)由题意得|TF|=p,
因为点G在E上且GF⊥x轴,
所以|GF|=p,
则S△GTF=p×p=,解得p=,
所以E的方程为y2=x.
(2)证明:设A(m2,m)(m≠0),直线AB的方程为x=ty+a,
代入E的方程,得y2-ty-a=0,
所以myB=-a,所以yB=-,所以B,
同理可得C(4m2,2m),D,
所以kAB==,kCD==, 则=2,
所以直线AB与CD的斜率之比为定值2.
5.解:(1)依题意结合c2=a2+b2,解得a=1,b=,c=2.
所以双曲线C的标准方程为x2-=1.
(2)假设存在点M(t,0)(t<0)满足题设条件.
由(1)知双曲线C的右焦点为F(2,0).设Q(x0,y0)(x0≥1)为双曲线C右支上一点.
当x0=2时,因为∠QFM=2∠QMF=90°,所以∠QMF=45°,于是|MF|=|QF|=3,
所以t=-1.即M(-1,0).
当x0≠2时,
tan∠QFM=-kQF=-,
tan∠QMF=kQM=.
因为∠QFM=2∠QMF,
所以-=.
将=3-3代入并整理得-2+(4+2t)x0-4t=-2-2tx0+t2+3,
所以解得t=-1.即M(-1,0).
综上,满足条件的点M存在,其坐标为(-1,0).
6.解:(1)由题意得A(-a,0),B(a,0),G(0,1).
则=(a,1),=(a,-1).
由·=8得a2-1=8,即a=3.
所以E的方程为+y2=1.
(2)证明:设C(x1,y1),D(x2,y2),P(6,t).
若t≠0,设直线CD的方程为x=my+n,由题意可知-3<n<3.
由于直线PA的方程为y=(x+3),所以y1=(x1+3).
直线PB的方程为y=(x-3),
所以y2=(x2-3).
可得3y1(x2-3)=y2(x1+3).
由于+=1,故=-,可得27y1y2=-(x1+3)(x2+3),即(27+m2)y1y2+m(n+3)(y1+y2)+(n+3)2=0. ①
将x=my+n代入+y2=1得
(m2+9)y2+2mny+n2-9=0.
所以y1+y2=-,y1y2=.
代入①式得(27+m2)(n2-9)-2m(n+3)mn+(n+3)2(m2+9)=0.
解得n=-3(舍去)或n=.
故直线CD的方程为x=my+,即直线CD过定点.
若t=0,则直线CD的方程为y=0,过点.
综上,直线CD过定点.
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