解析几何:双曲线中的定点问题、定值问题、定直线问题复习讲义-2027届高三数学一轮复习

2026-08-23
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普通

摘要:

该高中数学高考复习讲义聚焦双曲线中的定点、定值、定直线三大核心考点,按问题特征、核心方法、解题步骤、常见模型及易错提醒系统梳理知识,通过考点解析、方法指导(如参数分离法、特殊值探路)、真题例题与变式训练的教学环节,帮助学生构建解题框架,突破解析几何难点。 讲义突出数学思维与模型意识培养,如定点问题用“特殊值探路+一般证明”推理,定直线问题结合极点极线背景快速定位结论,设置分层训练与易错提醒。通过方法归纳与实战演练,助力学生高效掌握解题策略,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

内容正文:

2027届高三数学一轮复习讲义 解析几何:双曲线中的定点问题、定值问题、定直线问题复习讲义 考点目录 双曲线中的定点问题 双曲线中的定值问题 双曲线中的定直线问题 考点一 双曲线中的定点问题 【知识点解析】 一、问题特征 动直线(或动曲线、动交点)在变化过程中恒经过某一固定点,该点坐标与参数无关。常见设问:“证明直线 恒过定点”“证明圆恒过定点”。 二、两大核心方法 方法一:参数分离法(直线过定点) 将动直线方程整理为: 令 ,解得的 即为定点。 方法二:特殊值探路 + 一般证明 1. 取参数的两个特殊值(如 、、斜率不存在),得到两条特殊直线; 1. 求其交点,即为定点候选; 1. 将候选点代回一般情形验证成立。 三、通用解题步骤 1. 设线:(或 ,过 轴定点时优先); 1. 联立:代入双曲线方程,得二次方程,验证二次项系数 、; 1. 韦达定理:写出 、; 1. 用条件:将题设条件(垂直、斜率关系、向量关系等)翻译为关于 的方程; 1. 求关系:解出 (或 与 的线性关系); 1. 代回直线方程:分离参数,令参数系数和常数项同时为0,解出定点; 1. 补验:单独验证斜率不存在的情况。 四、常见模型 模型 条件 结论 张直角模型 定点 , 弦 所在直线过定点 斜率定积模型 常数 弦 过定点 切点弦模型 从定点 引两条切线 切点弦过定点(即 的极线,与定直线问题对偶) 直径圆模型 以弦 为直径的圆过定点 利用 转化 五、易错提醒 · 双曲线有两支,定点可能在双曲线内部或外部,注意交点位置对 的影响; · 用参数分离法时,必须保证直线方程确实能写成 的形式(即参数仅出现在一个系数中),否则需要先用条件消元; · 斜率不存在的直线容易漏验。 【例题分析】 例1.(2026·贵州贵阳·模拟预测)已知双曲线的渐近线为,双曲线的左顶点为,直线与双曲线C相交于A,B(异于点P)两点. (1)求双曲线C的方程; (2)若的中点为,求直线l的方程; (3)若以为直径的圆恒过点P,试判断直线l是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由. 【答案】(1) (2) (3)过定点,定点坐标为. 【分析】(1)根据给定条件,求出渐近线方程,进而求出即可. (2)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理结合中点坐标公式求解. (3)利用韦达定理及数量积的坐标表示求出的关系即可得解. 【详解】(1)双曲线的渐近线为,依题意,, 而双曲线C的左顶点为,则, 所以双曲线的方程为. (2)由(1)知,双曲线的方程为,设, 由消去得,, ,且, ,由为的中点,得,解得,满足, 所以直线l的方程为,即. (3)由(2)知,., 则 ,由以为直径的圆恒过点P,得, 于是,解得或, 当时,直线过,不符合题意; 当时,直线过定点, 所以直线l过定点,该定点坐标为.    例2.(2026·四川成都·模拟预测)已知双曲线:()经过点和,,,,分别在双曲线的左、右两支上,为双曲线左支上一点,且,,三点共线,,,三点共线,直线,的斜率分别记为,. (1)求双曲线的标准方程; (2)求证:为定值; (3)试判断直线是否过定点,若是,请求出定点坐标,若不是,请说明理由. 【答案】(1) (2) 设直线的方程为, 由得, 因为直线与双曲线的左、右支分别交于点, 所以,解得, 所以 则 , 即为定值. (3) 设直线的方程为, 由得, , 所以 , 由,结合(2)可知, 由,得,即或, 当时,直线过点,不符合题意,舍去, 当时,直线的方程为,令,则, 所以直线过定点. 【分析】(1)根据双曲线过点的坐标,代入得到方程组,解得、,即可得到双曲线方程; (2)由题意易得直线的斜率存在,设,直线的方程为,联立直线与双曲线方程,化简的式子,结合韦达定理即可求出结果. (3)设直线的方程为,利用根与系数的关系以及定值,求出、的关系,即可得到直线方程,从而确定定点坐标. 【详解】(1)依题意可得,解得, 所以双曲线方程为. (2)略 (3)略 【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,必要时计算; (3)列出韦达定理; (4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式; (5)代入韦达定理求解. 例3.(2026·河南鹤壁·模拟预测)已知双曲线的虚轴长为,点在上.设直线与交于两点(异于点),直线与的斜率之积为. (1)求的方程. (2)证明:直线的斜率存在,且直线过定点. (3)求直线斜率的取值范围. 【答案】(1) (2)证明如下: 设,直线的斜率为,直线的斜率为, 当直线的斜率不存在时,设,易得, 由,得,解得(舍去)或(舍去), 法一:所以直线的斜率存在,设直线的方程为, 代入的方程得,则, 由, 可得, 即, 化简得,即, 所以或, 当时,直线的方程为,直线过点,与条件矛盾,舍去, 当时,直线的方程为,直线过定点,故直线过定点; 法二:设直线, 将的方程变形为,即, 将直线的方程变形为,代入的方程, 得, 整理得, 则,即, 所以直线, 故直线过定点. (3) 【分析】(1)借助虚轴定义计算即可得; (2)设出直线方程,代入曲线中,可得与交点横坐标有关韦达定理,借助韦达定理计算斜率之积可得直线中参数关系,即可得其定点; (3)借助(2)中所得与横坐标有关一元二次方程,计算其即可得. 【详解】(1)因为虚轴长为,所以, 将的坐标代入方程,得,解得, 故的方程为; (2)略 (3)由(2)知,整理得, 则且, 由可得, 由可得,即, 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. 【变式训练】 变式1.(2026·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知双曲线的一条渐近线方程为,点在上. (1)求双曲线的方程; (2)过双曲线的左焦点作互相垂直的两条直线,且与交于两点,与交于两点,为线段的中点,为线段的中点,证明:直线过定点. 【答案】(1) (2)由题意可知不与渐近线平行, 当与坐标轴平行时,显然直线与轴重合. 当不与坐标轴平行时,左焦点为, 不妨设直线的方程为, 联立消去并整理得,, 设,则 所以,所以. 又直线互相垂直,用替换,则可得. 当,即时,直线的方程为,直线过; 当时,直线的斜率为, 所以直线的方程为, 令, 所以直线过.综上,直线恒过点 .   【分析】(1)根据渐近线方程及双曲线上点的坐标列方程组求解即可. (2)当与坐标轴平行时,直线与轴重合;当不与坐标轴平行时,设直线的方程为,与双曲线方程联立,韦达定理,从而求出,同理可得,求出直线的方程,即可求解直线恒过的定点. 【详解】(1)由双曲线的一条渐近线方程为, 且点在上, 有解得故双曲线的方程为. (2)略 变式2.(2026·四川宜宾·模拟预测)已知双曲线的左右焦点分别为,C的右顶点到直线的距离为,双曲线右支上的点到的最短距离为 (1)求双曲线C的方程; (2)过的直线与C交于M、N两点,连接交l于点Q,证明:直线QN过x轴上一定点. 【答案】(1) (2)证明如下: ,直线, 当直线的斜率不为零时,设方程为, 联立,得, 则,所以, 设, 则, 直线的方程为, 令,则,即, 设直线交轴于点, 由于三点共线,则, , 那么, 故 , 当直线的斜率等于0时,直线与轴重合,必过定点, 综上所述,直线QN过x轴上一定点. 【分析】(1)根据题意求出,即可得解; (2)分直线的斜率等于0和不等于0两种情况讨论,当直线的斜率不为零时,设方程为,,联立方程,利用韦达定理求出,再求出直线的方程,进而可求出点的坐标,设直线交轴于点,根据三点共线,求出的表达式,进而可得出结论. 【详解】(1)由题意可得,解得, 从而, 所以双曲线C的方程为; (2)略 【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下: (1)“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、有目的的一般性证明; (2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点; (3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明. 变式3.(2026·福建南平·二模)已知,,直线,相交于点,且它们的斜率之积是4,记点的轨迹为曲线 (1)求的方程; (2)不过,的直线与交于,两点,直线与交于点,点在直线上,证明:直线过定点. 【答案】(1) (2) 解法一:    设,, 若直线的斜率为0,则直线与的交点在轴上,与已知矛盾, 故设直线的方程为:, 由,得, ,则,, 由点在直线上,设,则,, 所以,又,则, 即, , , , , ,所以(舍去),或, 所以的方程为,过定点. 解法二:设,, 若直线的斜率为0,则直线与的交点在轴上,与已知矛盾, 故设直线的方程为:, 由得,, ,则,, 所以, 即, 又直线的方程为, 直线的方程为, 联立直线与直线的方程,可得, 又点在直线上,故, 所以 , 故,直线的方程为,过定点. 【分析】(1)由斜率公式结合题意即可列式,化简即可得解. (2)设直线的方程为:,将其与椭圆方程联立,从而,,思路一:由斜率公式、(1)中结论以及点在直线上,可得,从而结合韦达定理可得为定值2,由此即可得证;思路二:联立直线与直线的方程,可得,在里面代入,结合韦达定理即可得出为定值,由此即可得证. 【详解】(1)设,则,, 由已知,有, 故的方程为. (2)略 考点二 双曲线中的定值问题 【知识点解析】 一、问题特征 某个几何量在运动变化中保持不变,与参数无关。常见定值目标:斜率之和/积、线段长度、向量数量积、面积、、、 等。 二、核心方法——直接计算 + 整体代换 1. 设参数(直线斜率 、截距 或点坐标); 1. 联立双曲线,韦达定理写出 、; 1. 将目标表达式用 、 整体表示; 1. 代入化简,若参数全部消去,剩余常数即为定值。 三、常用韦达恒等式 设直线 与双曲线交于 、: 四、双曲线中的经典定值结论 结论1:中心弦斜率积 为过原点的弦( 关于原点对称), 为双曲线上异于 的点: 结论2:定点引两直线斜率和为0 过双曲线上定点 引两条斜率互为相反数的直线,分别交双曲线于 ,则直线 的斜率为定值(等于 处切线斜率的相反数,可直接计算)。 结论3:同支焦点弦倒数和 过焦点 的直线交双曲线同一支于 : 结论4:切线平分角 双曲线上任一点处的切线平分该点两焦半径的夹角(内角或外角,看点在哪一支)。 五、解题步骤与易错提醒 1. 设线联立、韦达定理同定点问题; 1. 将目标量用韦达结果整体表示,不要单独求 ; 1. 化简至参数消去,得到常数; 1. 易错点: · 双曲线中焦点弦分同支/异支,结论不同,必须讨论; · 定值问题中 限制参数范围,但不影响定值本身; · 斜率不存在的情况要单独计算验证。 【例题分析】 例1.(25-26高三下·重庆·阶段检测)已知分别为双曲线的左,右顶点,为双曲线上异于的任意一点,直线,斜率之积为,的焦距为. (1)求的方程; (2)过点作直线与双曲线交于,两点(不与重合),记的斜率分别为,证明:为定值. 【答案】(1) (2)证明见解析 【分析】(1)先设点,再应用斜率公式结合点在双曲线上计算得出即可求解双曲线方程; (2)设直线,再联立方程得出韦达定理,再应用斜率公式计算求解. 【详解】(1)设,,,且, 则. 又焦距为,则,, 双曲线的标准方程为:. (2)由(1)知,设,. 因为不与重合,所以可设直线. 联立,消得:, 故,,,, ,, 可得, . 例2.(2026·安徽池州·二模)已知双曲线过点和. (1)求双曲线的方程; (2)是双曲线上一点,设,,直线交于另一点,直线交于另一点,且,(各点均不重合). (ⅰ)证明:直线过轴上的定点; (ⅱ)记直线,的斜率分别为,,证明:为定值. 【答案】(1) (2)(ⅰ)设点,,,,,如图: 因为, 由得,即. 又因为, 由得,即. 设直线过轴上的定点,则,, 所以直线过轴上的定点 (ⅱ)解法一:(设点法一相关点) 设点,,,由得① 因为点在上,所以,即②,如图: 由①②得 又点在上,所以 ,即 由题意知,所以③ 同理得④ 由③-④得, 因为 ,即⑤ 由得,即⑥ 联立⑤⑥解得, 所以 解法二:(设点法——定比点差) 设点,, 由得①,由得② 一方面,由得③ 将①②代入③得④ 另一方面,由得⑤ 将①代入⑤得⑦ 联立①⑦得⑧,同理得⑨ 联立⑧⑨得⑩ 由④⑩得 所以 . 解法三:(设线法一设线解点) 设点,,,一方面,由得① 另一方面,联立得(其中) 所以 所以② 由①②得,即③ 同理得④ 由得⑤ 由③-④得⑥ 联立⑤⑥得 所以 解法四:(设线法——韦达定理) 由(ⅰ)可设直线 联立得由韦达定理得③ 由①②得 ④ 将③代入④得⑤ 又因为点在上,所以 ⑥ 联立⑤⑥得,, ,解得⑦或(舍) 所以 . 所以. 【分析】(1)根据双曲线的性质和经过的点可得双曲线方程; (2)(ⅰ)先设各点的坐标,再结合向量的关系可求得直线经过的定点;(ⅱ)法一:通过设相关点,再结合向量关系可得,进而可证明定值;法二:通过设相关点,再结合向量关系及点差法可得,进而可证明定值;法三:先设直线的方程为,再利用根与系数关系可得及向量关系可得,从而证明定值;法四:直接设直线,再根据系数关系及向量关系可得,进而可证明定值. 【详解】(1)因为双曲线过点,所以点是双曲线的右顶点,得, 又因为双曲线过点,所以,解得. 所以双曲线的方程为 . (2)(i)略 (ⅱ)略 例3.(2025·甘肃甘南·模拟预测)已知双曲线过点分别为圆:的两条切线,且分别交双曲线于点. (1)求双曲线的离心率; (2)证明:直线的斜率为定值. 【答案】(1) (2)证明:由题意知,直线的斜率都存在且不为0, 设直线的方程为,直线的方程为. 由消去,整理得. 由,得, 由,得. 由题意,解得,所以, 所以,同理. 由题意,,得. 因为,所以,故, 所以直线的斜率,即直线的斜率为定值. 【分析】(1)根据点在双曲线上,将点的坐标代入双曲线方程求出的值,再利用双曲线的离心率公式(对于双曲线)来计算离心率. (2)通过联立直线方程和双曲线方程,利用韦达定理求出交点坐标,再根据已知条件得出斜率关系,进而求出直线PQ的斜率. 【详解】(1)解:将的坐标代入,得, 所以双曲线的离心率. (2)略 【变式训练】 变式1.(2026·安徽合肥·模拟预测)设双曲线的右顶点为,其焦距为. (1)求双曲线的方程; (2)过点作斜率为的直线与双曲线右支相交于两个不同点,其中点在轴上方,连接分别交直线于两点,求证:为定值. 【答案】(1) (2)证明如下: 如图所示: 设过点的直线的方程为:, 联立双曲线方程:, 化简得:, 因直线与双曲线右支相交于两个不同点, 连接分别交直线于两点, 所以,设, 则, 当时,因为三点共线, 所以,则, 同理,, , 其中, , 将, 代入得:    , 又, 将, 代入得:, , 所以为定值1. 【分析】(1)根据右顶点为,得到,再由焦距为得到求解; (2)设过点的直线的方程为:,与双曲线方程联立,由三点共线,得到,从而,同理,代入韦达定理求解; 【详解】(1)由右顶点为,得, 其焦距为得,所以, 所以双曲线的方程为:; (2)略 变式2.(2026·广东佛山·模拟预测)已知双曲线的左焦点,其一条渐近线方程为. (1)求的标准方程; (2)过的右焦点作x轴的垂线与在第一象限内交于点P,过点P作斜率为,的直线分别交于M,N两点,则当时,判断直线的斜率是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)依题意可得,结合渐近线方程求出,,即可得解; (2)首先得到,即可得到直线的方程,联立直线与双曲线方程,设,即可求出、,再由斜率公式计算可得. 【详解】(1)双曲线的渐近线为, 由题意可知的半焦距,又,, 解得,, 故的标准方程为. (2)由(1)可知,由,解得, 所以,则直线的方程为, 代入,消去得. 设, 所以,可得,则, 因为,所以,, 所以直线的斜率 , 所以直线的斜率为定值. 变式3.(24-25高三下·江苏镇江·开学考试)如图,双曲线的实轴长是虚轴长的2倍,焦点到渐近线的距离为动直线l分别交双曲线C的两条渐近线于M,N,其中点M在第一象限,点N在第四象限,且与双曲线C只有一个公共点 (1)求双曲线C的标准方程; (2)证明:点P为线段MN的中点; (3)过点P分别作两条渐近线的平行线交渐近线于E,F,求证:四边形OEPF的面积为定值,并求出该定值. 【答案】(1) (2)当直线l的斜率不存在时, P点为MN的中点; 当直线l的斜率存在时,设直线MN的方程:, 联立方程,得, 因为直线l分别交双曲线C的两条渐近线于M,N, 其中点M在第一象限,点N在第四象限,且与双曲线C只有一个公共点P, 所以,即:, 双曲线两条渐近线方程为:, 联立方程,解得, 联立方程,解得, 则MN的中点坐标:,即, 代入得,, 所以MN的中点坐标满足双曲线方程,即MN的中点在双曲线上, 又因为直线l与双曲线C只有一个公共点P, 可知点P为线段MN的中点; 综上所述:点P为线段MN的中点. (3)由题意可知:, 坐标原点到直线l的距离:, 则, 代入得. 所以平行四边形OEPF面积为定值 【分析】(1)根据题意结合双曲线性质求,即可得双曲线方程; (2)设直线MN的方程:,直曲联立结合可得,再求交点坐标结合中点分析证明,注意分类讨论直线斜率是否存在; (3)根据(2)中结论求和坐标原点到直线l的距离,进而求面积即可. 【详解】(1)设双曲线C的焦点坐标为, 因为实轴长是虚轴长的2倍,则, 又因为焦点到渐近线的距离为1, 则,可得,解得,, 所以双曲线C的标准方程: (2)略 (3)略 【点睛】易错点点睛:第二问中注意讨论直线l的斜率存在与不存在两种情况,以及由动直线l与双曲线C恰有1个公共点,直曲联立后由得到参数k、m的关系. 考点三 双曲线中的定直线问题 【知识点解析】 一、问题特征 动点恒在某条固定直线上,或两条动直线的交点恒在某条固定直线上。常见设问:“证明点 恒在定直线上”“求该定直线方程”。 二、高等几何背景——极点极线 对于双曲线 ,点 对应的极线方程为: 核心性质(高考定直线题的主要来源): 过定点 的动直线交双曲线于 ,则 处切线的交点 恒在 的极线上。 因此,遇到”切线交点在定直线上”类问题,可直接写出极线方程作为答案,再做常规验证。 补充:若 在双曲线外,极线就是 的切点弦所在直线;若 在双曲线内,极线在双曲线外部。 三、核心方法 方法一:参数消元法 1. 设动直线 ,联立双曲线,韦达定理; 1. 求出目标点 的坐标 ,均表示为 的表达式; 1. 利用题设条件建立 的关系; 1. 消去参数,得到 满足的直线方程。 方法二:对偶转化法 定直线问题与定点问题互为对偶: - “动直线过定点” ↔ “动交点在定直线上”; - 极点极线是对偶关系的典型体现。 若直接证明定直线困难,可尝试转化为其对偶的定点问题。 方法三:轨迹法 设动点坐标 ,根据条件建立方程,消去参数后若方程为一次方程,即为定直线。 四、常见模型 模型 条件 定直线 切线交点模型 过定点 的弦 在 上 切点弦模型 从 引两切线,切点 所在直线即极线(定直线) 中点轨迹模型 弦 过定点或满足斜率条件 中点 在某定直线上 对称点模型 双曲线上点关于某定点对称 对称点轨迹为双曲线(非直线,注意区分) 五、解题步骤与易错提醒 1. 识别是否有极点极线背景,有则直接写出极线方程; 1. 设线联立,求出目标点坐标(含参数); 1. 利用韦达定理和题设条件化简坐标表达式; 1. 消参得到定直线方程,或验证坐标满足极线方程; 1. 易错点: · 极线方程中是 和 ,不要写成 ; · 双曲线极线方程中间是减号(椭圆是加号); · 切线方程要会写:(与极线同形); · 注意验证斜率不存在等特殊情形。 【例题分析】 例1.(2025·江西新余·模拟预测)双曲线E:的渐近线方程为,且双曲线E过点. (1)求双曲线E的标准方程. (2)若一条直线与双曲线恰有一个公共点,且该直线与双曲线的渐近线不平行,则定义该直线为双曲线的切线,该公共点为切线的切点.已知点T在直线l:上,且过点T恰好可作双曲线E的两条切线,设这两条切线的切点分别为P和M. (i)设点T的横坐标为t,求t的取值范围; (ii)设直线TP和直线TM分别与直线交于点Q和点N,证明:直线PN和直线MQ交点在定直线上. 附:双曲线以点为切点的切线方程为. 【答案】(1); (2)(i); (ii)证明:设,, 则直线TM和TP方程分别为和, 联立得点 又点T在直线l上,代入整理得 在直线TM的方程中,令,得,则点. 直线PN的斜率. 故直线PN的方程为 设直线PN与直线l的交点为A,由两直线方程,得. 解得. 设直线MQ与直线l的交点为B, 同理得 因为 所以A,B两点重合, 所以直线PN与MQ的交点在定直线l:上. 【分析】(1)由双曲线上的点和渐近线列式求出,得到其双曲线方程; (2)(i)首先排除切线斜率不存在的情况,再采用设线法,并联立双曲线方程,根据判别式得到的范围; (ii)设,根据切线结论得到直线和方程,再联立求出的坐标,再求出的坐标,得到直线方程,再分别设直线与直线交点为,直线与直线交点为,证明两点重合即可. 【详解】(1)由题意解得,, 所以双曲线E的标准方程为. (2)(i)解:当一条切线的斜率不存在时,切点为双曲线E的顶点或, 则点T的坐标为或. 当点T的坐标为时,显然另一条切线的斜率存在,设切线方程为. 联立切线方程与双曲线方程,消去y化简得, 则,解得. 因为双曲线的渐近线方程为,所以不符合题意 当点T的坐标为时,只有一条切线,显然不符合题意, 所以两条切线的斜率均存在 设切线的斜率为,则切线方程为, 与双曲线方程联立消去y,化简得 令, 整理得. 因为,所以且. 上式整理得 由题意,以上关于k的二次方程有两个相异实根,所以, 且 整理得, 解得 综上所述,t的取值范围是 (ii)证明:略 例2.(2025·四川成都·二模)已知双曲线过点,渐近线方程为. (1)求的方程; (2)已知点,过点作动直线与双曲线右支交于不同的两点,在线段上取异于点的点. (i)当为中点时,的面积为7,求直线的斜率; (ii)直线分别与轴交于点,若为中点,证明:点恒在一条定直线上. 【答案】(1) (2)(i); (ii)证明:设直线的方程为,令,得. 同理可得,. 因为为中点,所以,即. 又因为点都在直线上, 所以, 整理,得, 代入韦达定理,得,所以. 因为,所以点恒在定直线上. 【分析】(1)根据双曲线过的点以及渐近线方程列出方程组求解双曲线方程; (2)(i)先设出直线方程,联立双曲线方程,利用中点坐标公式和三角形面积公式求解直线斜率; (ii)通过设点坐标,利用直线方程求出与轴交点坐标,再根据中点关系证明点在定直线上。 【详解】(1)由题意,得,则①, 将点代入双曲线方程,得②, 联立①②解得故的方程为. (2)若直线的斜率不存在,则直线与双曲线右支只有一个交点,不符合题意,故直线的斜率存在. 设直线的方程为,与联立得. 设,由题意,得解得. (i)解:因为为中点,所以. 由,得. 又,解得,所以直线的斜率为. (ii)略 【点睛】方法点睛:解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略: 参数法:参数解决定点问题的思路: ①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中核心变量(通常为变量k);②利用条件找到k过定点的曲线之间的关系,得到关于k与x,y的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标; 2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关. 例3.(25-26高二上·广东中山·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,上焦点为,离心率为.记的上、下顶点分别为,过点的直线与的上支交于两点. (1)求的方程; (2)直线和的斜率分别记为和,求的最小值; (3)直线与交于点,证明:点在定直线上. 【答案】(1) (2) (3)证明见解析 【分析】(1)根据焦点坐标与离心率确定,再由算出,即可写出标准方程; (2)联立直线与双曲线方程得到韦达定理,推导出,将目标式化为单变量二次函数,利用二次函数性质求最小值即可; (3)写出两条直线的方程并联立,代入的比例关系,化简后求得交点纵坐标恒为定值,即可证明点在直线上. 【详解】(1)设双曲线的标准方程为, 由题意可得,解得,, 所以双曲线的标准方程为. (2)双曲线的上下顶点为,,设直线的方程为, 设,, 联立,消去,可得, 则,,且, 所以, 所以, 所以,所以, 所以当时,的最小值为; (3)直线的方程为,直线的方程为, 联立,得,解得, 即点在定直线上. 【变式训练】 变式1.(2026·湖南株洲·模拟预测)已知双曲线:(,)实轴端点分别为,,右焦点为,离心率为2,过点且斜率1的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为. (1)求双曲线的方程; (2)若过的直线与双曲线交于,两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由. 【答案】(1) (2)在定直线方程上 【分析】(1)联立直线方程与双曲线方程,可得点,进而根据三角形面积公式即可求出的值;(2)分直线斜率 和不存在两种情况讨论,求出两直线交点,代入化简即可求解. 【详解】(1)设直线的方程为,联立,得, 又,,代入上式得,即, ∴,解得,∴,,∴双曲线的方程为. (2)当直线点的斜率不存在时,,,直线的方程为,直线的方程为,联立直线与直线的方程可得的, 当直线的斜率存在时,设直线的方程为,,, 联立得,∴,, ∴直线的方程为,直线的方程为, 联立直线与直线的方程可得: ,两边平方得, 又,满足, ∴ , ∴,∴,或,(舍去) 综上,在定直线上,且定直线方程为. 变式2.(2026·湖北十堰·模拟预测)已知双曲线C:的离心率为,过点的直线l与C左右两支分别交于M,N两个不同的点(异于顶点). (1)若点P为线段MN的中点,求直线OP与直线MN斜率之积(O为坐标原点); (2)若A,B为双曲线的左右顶点,且,试判断直线AN与直线BM的交点G是否在定直线上,若是,求出该定直线,若不是,请说明理由 【答案】(1)1 (2)是在定直线上,定直线 【分析】(1)根据题意列出方程组得到,设,,,利用点差法即可求解; (2)根据(1)的结论得出,,设直线l:,,设,,联立直线与曲线方程,利用韦达定理联立直线与直线的方程得出,进而得证. 【详解】(1)由题意得,所以, 设,,, 则, 作差得, 又MN的斜率,, 所以. (2)∵,∴,,, 直线l:,, 设,, 联立得, 所以,所以, 设直线AN:,BM:, 所以, 所以.故存在定直线,使直线AN与直线BM的交点G在定直线上. 2 学科网(北京)股份有限公司 $2027届高三数学一轮复习讲义 解析几何:双曲线中的定点问题、定值问题、定直线问题复习讲义 考点目录 双曲线中的定点问题 双曲线中的定值问题 双曲线中的定直线问题 考点一 双曲线中的定点问题 【知识点解析】 一、问题特征 动直线(或动曲线、动交点)在变化过程中恒经过某一固定点,该点坐标与参数无关。常见设问:“证明直线 恒过定点”“证明圆恒过定点”。 二、两大核心方法 方法一:参数分离法(直线过定点) 将动直线方程整理为: 令 ,解得的 即为定点。 方法二:特殊值探路 + 一般证明 1. 取参数的两个特殊值(如 、、斜率不存在),得到两条特殊直线; 1. 求其交点,即为定点候选; 1. 将候选点代回一般情形验证成立。 三、通用解题步骤 1. 设线:(或 ,过 轴定点时优先); 1. 联立:代入双曲线方程,得二次方程,验证二次项系数 、; 1. 韦达定理:写出 、; 1. 用条件:将题设条件(垂直、斜率关系、向量关系等)翻译为关于 的方程; 1. 求关系:解出 (或 与 的线性关系); 1. 代回直线方程:分离参数,令参数系数和常数项同时为0,解出定点; 1. 补验:单独验证斜率不存在的情况。 四、常见模型 模型 条件 结论 张直角模型 定点 , 弦 所在直线过定点 斜率定积模型 常数 弦 过定点 切点弦模型 从定点 引两条切线 切点弦过定点(即 的极线,与定直线问题对偶) 直径圆模型 以弦 为直径的圆过定点 利用 转化 五、易错提醒 · 双曲线有两支,定点可能在双曲线内部或外部,注意交点位置对 的影响; · 用参数分离法时,必须保证直线方程确实能写成 的形式(即参数仅出现在一个系数中),否则需要先用条件消元; · 斜率不存在的直线容易漏验。 【例题分析】 例1.(2026·贵州贵阳·模拟预测)已知双曲线的渐近线为,双曲线的左顶点为,直线与双曲线C相交于A,B(异于点P)两点. (1)求双曲线C的方程; (2)若的中点为,求直线l的方程; (3)若以为直径的圆恒过点P,试判断直线l是否过定点?若过定点,求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由. 例2.(2026·四川成都·模拟预测)已知双曲线:()经过点和,,,,分别在双曲线的左、右两支上,为双曲线左支上一点,且,,三点共线,,,三点共线,直线,的斜率分别记为,. (1)求双曲线的标准方程; (2)求证:为定值; (3)试判断直线是否过定点,若是,请求出定点坐标,若不是,请说明理由. 例3.(2026·河南鹤壁·模拟预测)已知双曲线的虚轴长为,点在上.设直线与交于两点(异于点),直线与的斜率之积为. (1)求的方程. (2)证明:直线的斜率存在,且直线过定点. (3)求直线斜率的取值范围. 【变式训练】 变式1.(2026·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知双曲线的一条渐近线方程为,点在上. (1)求双曲线的方程; (2)过双曲线的左焦点作互相垂直的两条直线,且与交于两点,与交于两点,为线段的中点,为线段的中点,证明:直线过定点. 变式2.(2026·四川宜宾·模拟预测)已知双曲线的左右焦点分别为,C的右顶点到直线的距离为,双曲线右支上的点到的最短距离为 (1)求双曲线C的方程; (2)过的直线与C交于M、N两点,连接交l于点Q,证明:直线QN过x轴上一定点. 变式3.(2026·福建南平·二模)已知,,直线,相交于点,且它们的斜率之积是4,记点的轨迹为曲线 (1)求的方程; (2)不过,的直线与交于,两点,直线与交于点,点在直线上,证明:直线过定点. 考点二 双曲线中的定值问题 【知识点解析】 一、问题特征 某个几何量在运动变化中保持不变,与参数无关。常见定值目标:斜率之和/积、线段长度、向量数量积、面积、、、 等。 二、核心方法——直接计算 + 整体代换 1. 设参数(直线斜率 、截距 或点坐标); 1. 联立双曲线,韦达定理写出 、; 1. 将目标表达式用 、 整体表示; 1. 代入化简,若参数全部消去,剩余常数即为定值。 三、常用韦达恒等式 设直线 与双曲线交于 、: 四、双曲线中的经典定值结论 结论1:中心弦斜率积 为过原点的弦( 关于原点对称), 为双曲线上异于 的点: 结论2:定点引两直线斜率和为0 过双曲线上定点 引两条斜率互为相反数的直线,分别交双曲线于 ,则直线 的斜率为定值(等于 处切线斜率的相反数,可直接计算)。 结论3:同支焦点弦倒数和 过焦点 的直线交双曲线同一支于 : 结论4:切线平分角 双曲线上任一点处的切线平分该点两焦半径的夹角(内角或外角,看点在哪一支)。 五、解题步骤与易错提醒 1. 设线联立、韦达定理同定点问题; 1. 将目标量用韦达结果整体表示,不要单独求 ; 1. 化简至参数消去,得到常数; 1. 易错点: · 双曲线中焦点弦分同支/异支,结论不同,必须讨论; · 定值问题中 限制参数范围,但不影响定值本身; · 斜率不存在的情况要单独计算验证。 【例题分析】 例1.(25-26高三下·重庆·阶段检测)已知分别为双曲线的左,右顶点,为双曲线上异于的任意一点,直线,斜率之积为,的焦距为. (1)求的方程; (2)过点作直线与双曲线交于,两点(不与重合),记的斜率分别为,证明:为定值. 例2.(2026·安徽池州·二模)已知双曲线过点和. (1)求双曲线的方程; (2)是双曲线上一点,设,,直线交于另一点,直线交于另一点,且,(各点均不重合). (ⅰ)证明:直线过轴上的定点; (ⅱ)记直线,的斜率分别为,,证明:为定值. 例3.(2025·甘肃甘南·模拟预测)已知双曲线过点分别为圆:的两条切线,且分别交双曲线于点. (1)求双曲线的离心率; (2)证明:直线的斜率为定值. 【变式训练】 变式1.(2026·安徽合肥·模拟预测)设双曲线的右顶点为,其焦距为. (1)求双曲线的方程; (2)过点作斜率为的直线与双曲线右支相交于两个不同点,其中点在轴上方,连接分别交直线于两点,求证:为定值. 变式2.(2026·广东佛山·模拟预测)已知双曲线的左焦点,其一条渐近线方程为. (1)求的标准方程; (2)过的右焦点作x轴的垂线与在第一象限内交于点P,过点P作斜率为,的直线分别交于M,N两点,则当时,判断直线的斜率是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由. 变式3.(24-25高三下·江苏镇江·开学考试)如图,双曲线的实轴长是虚轴长的2倍,焦点到渐近线的距离为动直线l分别交双曲线C的两条渐近线于M,N,其中点M在第一象限,点N在第四象限,且与双曲线C只有一个公共点 (1)求双曲线C的标准方程; (2)证明:点P为线段MN的中点; (3)过点P分别作两条渐近线的平行线交渐近线于E,F,求证:四边形OEPF的面积为定值,并求出该定值. 考点三 双曲线中的定直线问题 【知识点解析】 一、问题特征 动点恒在某条固定直线上,或两条动直线的交点恒在某条固定直线上。常见设问:“证明点 恒在定直线上”“求该定直线方程”。 二、高等几何背景——极点极线 对于双曲线 ,点 对应的极线方程为: 核心性质(高考定直线题的主要来源): 过定点 的动直线交双曲线于 ,则 处切线的交点 恒在 的极线上。 因此,遇到”切线交点在定直线上”类问题,可直接写出极线方程作为答案,再做常规验证。 补充:若 在双曲线外,极线就是 的切点弦所在直线;若 在双曲线内,极线在双曲线外部。 三、核心方法 方法一:参数消元法 1. 设动直线 ,联立双曲线,韦达定理; 1. 求出目标点 的坐标 ,均表示为 的表达式; 1. 利用题设条件建立 的关系; 1. 消去参数,得到 满足的直线方程。 方法二:对偶转化法 定直线问题与定点问题互为对偶: - “动直线过定点” ↔ “动交点在定直线上”; - 极点极线是对偶关系的典型体现。 若直接证明定直线困难,可尝试转化为其对偶的定点问题。 方法三:轨迹法 设动点坐标 ,根据条件建立方程,消去参数后若方程为一次方程,即为定直线。 四、常见模型 模型 条件 定直线 切线交点模型 过定点 的弦 在 上 切点弦模型 从 引两切线,切点 所在直线即极线(定直线) 中点轨迹模型 弦 过定点或满足斜率条件 中点 在某定直线上 对称点模型 双曲线上点关于某定点对称 对称点轨迹为双曲线(非直线,注意区分) 五、解题步骤与易错提醒 1. 识别是否有极点极线背景,有则直接写出极线方程; 1. 设线联立,求出目标点坐标(含参数); 1. 利用韦达定理和题设条件化简坐标表达式; 1. 消参得到定直线方程,或验证坐标满足极线方程; 1. 易错点: · 极线方程中是 和 ,不要写成 ; · 双曲线极线方程中间是减号(椭圆是加号); · 切线方程要会写:(与极线同形); · 注意验证斜率不存在等特殊情形。 【例题分析】 例1.(2025·江西新余·模拟预测)双曲线E:的渐近线方程为,且双曲线E过点. (1)求双曲线E的标准方程. (2)若一条直线与双曲线恰有一个公共点,且该直线与双曲线的渐近线不平行,则定义该直线为双曲线的切线,该公共点为切线的切点.已知点T在直线l:上,且过点T恰好可作双曲线E的两条切线,设这两条切线的切点分别为P和M. (i)设点T的横坐标为t,求t的取值范围; (ii)设直线TP和直线TM分别与直线交于点Q和点N,证明:直线PN和直线MQ交点在定直线上. 附:双曲线以点为切点的切线方程为. 例2.(2025·四川成都·二模)已知双曲线过点,渐近线方程为. (1)求的方程; (2)已知点,过点作动直线与双曲线右支交于不同的两点,在线段上取异于点的点. (i)当为中点时,的面积为7,求直线的斜率; (ii)直线分别与轴交于点,若为中点,证明:点恒在一条定直线上. 例3.(25-26高二上·广东中山·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,上焦点为,离心率为.记的上、下顶点分别为,过点的直线与的上支交于两点. (1)求的方程; (2)直线和的斜率分别记为和,求的最小值; (3)直线与交于点,证明:点在定直线上. 【变式训练】 变式1.(2026·湖南株洲·模拟预测)已知双曲线:(,)实轴端点分别为,,右焦点为,离心率为2,过点且斜率1的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为. (1)求双曲线的方程; (2)若过的直线与双曲线交于,两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由. 变式2.(2026·湖北十堰·模拟预测)已知双曲线C:的离心率为,过点的直线l与C左右两支分别交于M,N两个不同的点(异于顶点). (1)若点P为线段MN的中点,求直线OP与直线MN斜率之积(O为坐标原点); (2)若A,B为双曲线的左右顶点,且,试判断直线AN与直线BM的交点G是否在定直线上,若是,求出该定直线,若不是,请说明理由 2 学科网(北京)股份有限公司 $

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