拓展五:圆锥曲线的方程(定值问题)(3类热点题型训练)2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-09-11
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摘要:
**基本信息**
聚焦圆锥曲线定点、定值、定直线问题,通过典例与变式系统整合椭圆、双曲线、抛物线核心知识,强化推理能力与模型观念。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|定点问题|3典例+3变式|动直线/圆过定点证明,涉及垂直关系、中点轨迹|以圆锥曲线定义为基础,通过坐标法构建方程,结合韦达定理推导定点坐标,体现从几何到代数的转化|
|定值问题|3典例+3变式|斜率和/积、面积、距离等定值探究,含参数讨论|整合方程求解、弦长公式等,通过代数运算消参验证定值,培养运算能力与逻辑推理|
|定直线问题|3典例+3变式|交点轨迹在定直线上,涉及切线、反射性质|联系圆锥曲线几何性质与直线方程,利用轨迹思想推导定直线,强化数学抽象与模型观念|
内容正文:
第11讲 拓展五:圆锥曲线的方程(定值问题)
题型01圆锥曲线中的定点问题
【典例1】(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知圆心在轴上移动的圆经过点,且与轴,轴分别交于两个动点(可以重合)
(1)求点的轨迹的方程;
(2)过点的两条直线相互垂直,直线与交于两点,直线与交于两点,线段的中点分别为.
①求四边形面积的最小值;
②判断直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由.
【典例2】(25-26高二下·河南许昌·期末)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,且,离心率为.不与y轴垂直的直线l与C交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若直线l经过点,求的面积的最大值;
(3)C的左顶点为D,若,证明:直线l过定点.
【典例3】(25-26高二下·江西南昌·阶段检测)已知双曲线的实轴长为2,直线为的一条渐近线.
(1)求的方程;
(2)若过左焦点的直线与交于两点,证明:以为直径的圆经过定点.
【变式1】(25-26高二下·上海闵行·期末)已知椭圆 : ,点是椭圆的右顶点.
(1)求椭圆离心率;
(2)已知点, ,若椭圆 上存在一点 ,满足,求 的值;
(3)若直线 与 交于 、 两点,且 为直角,求证:直线 恒过定点.
【变式2】已知,分别是双曲线:(,)的左、右焦点,点为双曲线上的点,且的面积为.
(1)求双曲线的标准方程.
(2)设原点到直线的距离为,直线交双曲线于,两点,试问:以线段为直径的圆是否经过一个定点?若经过,求出该定点;若不经过,请说明理由.
【变式3】在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,过的直线交于两点,,直线与的另一个交点分别为.
(1)判断直线的斜率与直线的斜率之比是否为定值.若为定值,求出该定值;若不为定值,说明理由.
(2)证明:直线经过定点.
题型02圆锥曲线中的定值问题
【典例1】(25-26高三上·山西长治·开学考试)已知抛物线的焦点为,过点的直线交于两点,其中点在第一象限.若的中点到轴的距离为,且(为坐标原点).
(1)求抛物线的方程;
(2)求的面积;
(3)过点的直线与抛物线交于两点,问:在轴上是否存在定点,设直线的斜率分别为,使为定值,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【典例2】(26-27高三上·重庆·开学考试)已知椭圆:上任意一点到它两焦点的距离之和为,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆的左焦点作两条互相垂直的直线,,直线与交于、两点,直线与交于、两点,求证:为定值,并求出此定值.
【典例3】(25-26高二上·广东佛山·期末)已知双曲线的右焦点为,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过的两条直线分别交的右支于A,B两点和C,D两点,且,证明:直线与直线的斜率之和是定值.
【变式1】(25-26高二下·北京海淀·期中)已知椭圆的离心率,点在上,直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当为何值时,为定值.
【变式2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)在平面直角坐标系中,已知动点P与,两点连线的斜率之积是.
(1)求动点P的轨迹曲线C的方程;
(2)过点的直线,交曲线C于M,N两点,记直线,的斜率分别为,,试判断是否为定值,若为定值,求出该定值.
【变式3】(25-26高三下·山西太原·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知,,是平面上的动点,记直线,的斜率分别为,,且.
(1)求动点形成的曲线的方程;
(2)点在直线上,且与轴平行,设与交于点,证明:在直线上存在两个定点,,使得为定值.
题型03圆锥曲线中的定直线问题
【典例1】(2026·云南昆明·模拟预测)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,为椭圆上一点,椭圆的短轴长为,的最大值为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发向点的光线,经过椭圆上的点处的椭圆切线反射,反射光线必然经过椭圆的另一个焦点.设过点的椭圆的切线为直线,过作的垂线交于,求点的轨迹方程;
(3)点的轨迹交轴于,(在左侧)两点,过点作直线交于,两点,证明:直线,的交点在一条定直线上.
【典例2】(2026·江苏·模拟预测)已知,分别是双曲线:的上顶点,下焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线与的上、下支分别交于两点(异于),直线平分线段与的下支交于点,证明:直线与直线的交点在定直线上.
【典例3】(2025·甘肃白银·二模)已知抛物线的焦点为F,点是C上一点,且,记O为坐标原点,过点F的直线与C相交于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程与准线l的方程;
(2)求的最小值;
(3)已知P,M分别是抛物线C与准线l上的动点,若C在点P处的切线交y轴于点Q,且,试判断点N是否在定直线上,若在,请求出定直线的方程;若不在,请说明理由.
【变式1】(25-26高二下·湖北·期中)已知椭圆焦距为4,短轴长为4.
(1)求椭圆的方程.
(2)若椭圆与轴的交点为A,B(点位于点的上方),直线与椭圆交于不同的两点M,N.设直线AN与直线BM相交于点.试问点是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【变式2】(24-25高二下·重庆渝中·期中)已知双曲线的离心率和焦距分别为和,设点的坐标分别为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是双曲线的左支上异于点的一个动点,直线交的右支于点是坐标原点.
(i)记和的面积分别为,且,求直线的方程;
(ii)设直线与直线的交点为,证明:点在一条定直线上.
【变式3】(2024·湖南娄底·一模)若抛物线的方程为,焦点为,设是抛物线上两个不同的动点.
(1)若,求直线的斜率;
(2)设中点为,若直线斜率为,证明在一条定直线上.
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第11讲 拓展五:圆锥曲线的方程(定值问题)
题型01圆锥曲线中的定点问题
【典例1】(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知圆心在轴上移动的圆经过点,且与轴,轴分别交于两个动点(可以重合)
(1)求点的轨迹的方程;
(2)过点的两条直线相互垂直,直线与交于两点,直线与交于两点,线段的中点分别为.
①求四边形面积的最小值;
②判断直线是否过定点,若是,求出该定点;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①; ②直线过定点,定点坐标为
【分析】(1)根据动点具有的几何性质可得动点轨迹方程;
(2)联立直线方程和抛物线方程后消元后利用韦达定理可求,从而可求四边形面积的解析式,由基本不等式可求面积的最小值;
(3)设直线,则联立直线方程后可求的坐标后结合同构可求,故可得直线过定点.
【详解】(1)根据题意,圆心坐标为.
又因为该圆经过点和,所以,
化简得,所以点的轨迹的方程为.
(2)①因为直线的斜率一定存在且不为0,
故设,.
联立方程消x得,
则.
所以
,
同理,
所以,
当且仅当时,四边形的面积最小,最小值为32.
②易知当直线斜率不存在时,直线关于x轴对称,
此时①中,得直线;
当直线PQ斜率存在时,设直线,
联立方程,得,
又,得,
同理可得,
所以,是方程的两根,
所以,即,则,所以直线过定点.
综上,直线过定点.
【典例2】(25-26高二下·河南许昌·期末)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,且,离心率为.不与y轴垂直的直线l与C交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)若直线l经过点,求的面积的最大值;
(3)C的左顶点为D,若,证明:直线l过定点.
【答案】(1)
(2)2
(3)
【分析】(1)根据离心律和椭圆系数求得;
(2)设而不求,联立直线与椭圆联立,用伟达定理求出得到三角形面积;第三小问,设直线为横截距式,设与轴交点为,联立求解。
【详解】(1)设C的半焦距为.由题意可得解得
所以C的方程为.
(2)由(1)可知,.
可设l:,,,
由消去x得,
则,.
所以.
,
当且仅当,即时“=”成立,
即的面积的最大值为2.
(3)设l:.由消去x得,
所以,,.
因为,,所以由可得,
所以,
即,
化简整理得,解得或.
当时,直线l:经过点D,不符合题意;
当时,直线l:经过点,也满足,符合题意.
综上所述,当时,直线l过定点.
【典例3】(25-26高二下·江西南昌·阶段检测)已知双曲线的实轴长为2,直线为的一条渐近线.
(1)求的方程;
(2)若过左焦点的直线与交于两点,证明:以为直径的圆经过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据实轴和渐近线方程即可求解,,
(2)联立直线与曲线的方程得到韦达定理,根据圆的方程以及圆的对称性,即可代入化简求解.
【详解】(1)由题意得,即.
因为的渐近线方程为,所以,进而,
故的方程为:.
(2)方法一:双曲线的左焦点为,
设方程为,,
设为直径的圆上不同于的任意一点为,由,可得圆的方程为,即
由对称性知以为直径的圆必过轴上的定点,令,可得
,
而,
,
对恒成立,,
以为直径的圆经过定点;
方法二:设方程为,
由对称性知以为直径的圆必过轴上的定点.
设以为直径的圆过,
,
而
,
,
,即对恒成立,
,即以为直径的圆经过定点.
【点睛】直线与椭圆、双曲线的位置,一般要用到根与系数的关系;有关直线与圆锥曲线的弦长问题,要注意直线是否有斜率.对于解析几何简化运算的常见方法:
(1)正确画出图形,利用平面几何知识简化运算;
(2)坐标化,把几何关系转化为坐标运算;
(3)巧用定义,简化运算.
【变式1】(25-26高二下·上海闵行·期末)已知椭圆 : ,点是椭圆的右顶点.
(1)求椭圆离心率;
(2)已知点, ,若椭圆 上存在一点 ,满足,求 的值;
(3)若直线 与 交于 、 两点,且 为直角,求证:直线 恒过定点.
【答案】(1);
(2);
(3)设,,
当直线斜率不存在时,设直线方程为 ,则,,
由 为直角,可得 ,
也即 ,解得或 (舍去).
当斜率存在时,设直线 方程为 ,联立,
整理得 ,可得
且 为直角,可得 ,
所以 ,即 ,
整理得 ,
将式代入上式得: ,
化简得
整理得 ,可得 或 ,
当 时,直线方程为,此时直线过定点,不符合题意,舍去,
当 时,直线方程为,此时直线过定点,符合题意.
综上,直线 恒过定点.
【分析】(1)结合椭圆方程列方程,解方程求得 的值,由此求得椭圆的离心率;
(2)设出点 ,则可利用坐标表示出两向量,从而用 表示点 坐标,再将该点坐标代入方程计算即可得;
(3)设,,根据题意得到 ,分为斜率不存在和斜率存在两种情况分别讨论,求出直线的方程判断过定点即可.
【详解】(1)由已知 ,则 ,又,.
得 , ,
故椭圆的离心率为;
(2)由椭圆的标准方程为 ,
则,设,则,,
由,则,解得,
则有 ,解得 ,又 ,故;
(3)略
【变式2】已知,分别是双曲线:(,)的左、右焦点,点为双曲线上的点,且的面积为.
(1)求双曲线的标准方程.
(2)设原点到直线的距离为,直线交双曲线于,两点,试问:以线段为直径的圆是否经过一个定点?若经过,求出该定点;若不经过,请说明理由.
【答案】(1)
(2)以线段为直径的圆经过一个定点,该定点为坐标原点
【分析】(1)由面积和点纵坐标可求出,再将点代入双曲线方程,求出,即可;
(2)先通过直线斜率不存在时,发现满足题意的圆过原点,再设直线方程,证明直线斜率存在时该圆过原点即可.
【详解】(1)的面积,∴,
又∵点为双曲线上的点,
∴,解得,
∴双曲线的标准方程为.
(2)①当直线的斜率不存在时,直线的方程为,不妨取:,
由,解得,,
∴,,
∴,,即以线段为直径的圆过原点.
同理,当直线的方程为时,以线段为直径的圆也过原点.
②当直线的斜率存在时,设:,即,
∵原点到直线的距离,∴,
∵双曲线的渐近线方程为,且直线与双曲线相交于A,B两点,
∴,
由,消去整理得(),
设,,
则,,
∴,
∵,,
∴
,
∴,即以线段为直径的圆过原点.
综上所述,以线段为直径的圆经过一个定点,该定点为坐标原点.
【点睛】圆锥曲线中的定点问题,通常通过特殊情况(如本题使用了直线斜率不存在的情况)先确定定点的坐标或位置,再对一般情况进行验证或证明.
【变式3】在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,过的直线交于两点,,直线与的另一个交点分别为.
(1)判断直线的斜率与直线的斜率之比是否为定值.若为定值,求出该定值;若不为定值,说明理由.
(2)证明:直线经过定点.
【答案】(1)
设直线,斜率分别为,则为定值.
理由如下:如图,
易知,设,直线,
联立得,
.①
,
因为,所以,
所以点为线段OD的中点,
因为,所以,
故直线,
代入抛物线方程可得:,
则.②
联立①②得,同理可得,
所以,
所以,为定值.
(2)证明:由(1)知.
,
因为N,B,D三点共线,所以,
化简得,
所以,即,
所以.
设直线,
由得,
,
解得,所以直线方程为:,
当,
所以直线过定点.
【分析】(1)设直线,斜率分别为,然后根据题意利用韦达定理把表示出来作比值即可;
(2)结合(1)设直线,利用已知条件求出设直线即可.
【详解】(1)略
(2)略
题型02圆锥曲线中的定值问题
【典例1】(25-26高三上·山西长治·开学考试)已知抛物线的焦点为,过点的直线交于两点,其中点在第一象限.若的中点到轴的距离为,且(为坐标原点).
(1)求抛物线的方程;
(2)求的面积;
(3)过点的直线与抛物线交于两点,问:在轴上是否存在定点,设直线的斜率分别为,使为定值,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,定点为
【分析】(1)根据条件,用表示出点坐标,结合可求的值,得到抛物线的方程.
(2)结合(1)的结论,写出直线的方程,与抛物线方程联立,可得点坐标,利用求的面积.
(3)设直线:,代入抛物线方程,利用韦达定理,表示,,再设,用表示得:,可得时,为定值.
【详解】(1)由题意得
的中点到轴的距离为,
又点在抛物线上,
,又点在第一象限,即,
,,.
抛物线的方程:.
(2)由(1)可知:,,,
所以直线的斜率为,则直线的方程为
联立抛物线可得,.
又,,那么
所以的面积.
(3)如图:
设,,,
易知直线斜率存在,设直线,
联立,消得:
,
,
由韦达定理得:,,
,
为使得为定值,则需满足与m无关,
故,即,,
综上,存在定点,使得为定值.
【典例2】(26-27高三上·重庆·开学考试)已知椭圆:上任意一点到它两焦点的距离之和为,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆的左焦点作两条互相垂直的直线,,直线与交于、两点,直线与交于、两点,求证:为定值,并求出此定值.
【答案】(1)
(2)①当直线,的斜率一个为0,一个不存在时,
,
将代入,得,
又,所以,因此,
此时,.
②当直线,的斜率都存在且不为0时,椭圆的左焦点,
不妨设的方程为,
联立椭圆的方程得,
其中恒成立,
设,,则,,
于是.
由,用代替m的位置可得,
此时,.
综上所述,为定值,且该定值为.
【分析】(1)根据椭圆的定义得,结合离心率求出,再利用算出,即可得解;
(2)分两类讨论:一是两直线一条水平一条竖直的特殊情形,直接求焦点弦长计算倒数和;二是两直线斜率均存在,设联立椭圆,用韦达和弦长公式求,利用垂直关系将替换为得到,化简倒数和消去参数证得定值,两种情形结果一致完成证明.
【详解】(1)由题意得,则,,所以,
从而椭圆C的方程为.
(2)略
【典例3】(25-26高二上·广东佛山·期末)已知双曲线的右焦点为,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过的两条直线分别交的右支于A,B两点和C,D两点,且,证明:直线与直线的斜率之和是定值.
【答案】(1)
(2)
由题意可知直线都存在斜率且不为零,且不相等,
设直线的斜率为,方程为,与双曲线方程联立,得
,不等于0.
所以有,
设,
,解得,
同理,
所以
,
设直线的斜率为,
同理可得:,
因为,
所以,
因为,所以,
因此直线与直线的斜率之和是定值.
【分析】(1)利用代入法,结合焦点的定义进行求解即可;
(2)设直线方程为,联立双曲线方程得到韦达定理式,利用弦长公式得,同理计算出,再计算出其乘积,同理再计算得,最后代入计算即可证明.
根据两点间距离公式,结合一元二次方程根的判别式、根与系数关系进行运算证明即可.
【详解】(1)因为双曲线的右焦点为,且经过点,
所以,因此双曲线的方程为;
(2)略
【变式1】(25-26高二下·北京海淀·期中)已知椭圆的离心率,点在上,直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当为何值时,为定值.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用离心率和椭圆上的点,结合椭圆基本关系求出标准方程;
(2)联立直线与椭圆方程,用韦达定理转化目标式,消去参数使表达式为定值.
【详解】(1)依题意知,
,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)
联立,可得,
由,设.
则,
在上,
,
,
若为定值,则与无关,
故需使,解得,此时.
【变式2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)在平面直角坐标系中,已知动点P与,两点连线的斜率之积是.
(1)求动点P的轨迹曲线C的方程;
(2)过点的直线,交曲线C于M,N两点,记直线,的斜率分别为,,试判断是否为定值,若为定值,求出该定值.
【答案】(1)
(2)是,定值为3
【分析】(1)设,根据题意列方程即可求解;
(2)设直线:,,,联立直线与双曲线方程,结合韦达定理求解即可.
【详解】(1)设,,
因为动点P与,两点连线的斜率之积是,
所以,整理得,
所以动点P的轨迹曲线C的方程为.
(2)易知直线斜率不为0,
设直线:,,,
联立,得,
则且,即且,
而,
则
,为定值.
【变式3】(25-26高三下·山西太原·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知,,是平面上的动点,记直线,的斜率分别为,,且.
(1)求动点形成的曲线的方程;
(2)点在直线上,且与轴平行,设与交于点,证明:在直线上存在两个定点,,使得为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设,结合已知条件得出,结合构造方程,结合点与,不重合,求出曲线的方程为;
(2)设点,求出直线的方程,求出,求出直线,联立直线与曲线的方程求出,再根据得出椭圆方程,进而求出焦点即为定点,,使得为定值.
【详解】(1)设,则,,
,整理得,
又点与,不重合,
曲线的方程为.
(2)
设,则直线:,
令,可得,
则直线:,
联立直线与曲线的方程得,
消去,整理得,
,解得,
由题意可知,,
,
整理得,即点在椭圆上,
椭圆的焦点为,
椭圆的焦点为,
在直线上存在两个定点,,使得为定值.
题型03圆锥曲线中的定直线问题
【典例1】(2026·云南昆明·模拟预测)已知椭圆:()的左、右焦点分别为,,为椭圆上一点,椭圆的短轴长为,的最大值为.
(1)求椭圆的方程;
(2)椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发向点的光线,经过椭圆上的点处的椭圆切线反射,反射光线必然经过椭圆的另一个焦点.设过点的椭圆的切线为直线,过作的垂线交于,求点的轨迹方程;
(3)点的轨迹交轴于,(在左侧)两点,过点作直线交于,两点,证明:直线,的交点在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)由题意,,设,,
由题意与不重合,
设:,联立可得,
由于过圆内定点,所以一定有两个交点,则,
则直线:,直线:,
联立直线,则,
由韦达定理可得,所以
,
解得,所以直线,的交点在定直线上.
【分析】(1)当位于上下顶点时可取得最大值,从而建立起,,的关系;
(2)作关于的对称点,利用题目给定的光学性质可得,,共线,结合椭圆的定义,进而得到,所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆;
(3)设出直线与直线的方程,计算,结合韦达定理即可化简得到其为一定值,从而得证.
【详解】(1)当位于上下顶点时,取得最大值,故,
从而解得,所以椭圆的方程为.
(2)作关于的对称点,则为的中点,,
由椭圆的光学性质可得,,共线,
则,
连接,由于,分别为,的中点,
则,
所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,轨迹方程为.
(3)略
【典例2】(2026·江苏·模拟预测)已知,分别是双曲线:的上顶点,下焦点.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线与的上、下支分别交于两点(异于),直线平分线段与的下支交于点,证明:直线与直线的交点在定直线上.
【答案】(1)
(2)
证明:由题意,直线的斜率存在,
设直线方程为:,,.
联立,消去,得,
由于,同号,所以,,
,
所以,
联立,解得,
所以,
所以直线的方程为,即,
联立,解得,
所以直线与直线的交点在定直线上.
【分析】(1)根据题中所给数据求解即可;
(2)设直线方程为:,,,联立直线和双曲线方程,结合韦达定理可得,求出点坐标,直线方程,再联立直线和直线方程,求出交点坐标即可得证.
【详解】(1)由题意,,,
所以,
所以C的方程为.
(2)略
【典例3】(2025·甘肃白银·二模)已知抛物线的焦点为F,点是C上一点,且,记O为坐标原点,过点F的直线与C相交于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程与准线l的方程;
(2)求的最小值;
(3)已知P,M分别是抛物线C与准线l上的动点,若C在点P处的切线交y轴于点Q,且,试判断点N是否在定直线上,若在,请求出定直线的方程;若不在,请说明理由.
【答案】(1);;
(2);
(3)N在定直线上,直线方程为:.
【分析】(1)由结合抛物线定义可得准线方程,据此可得抛物线方程;
(2)设过点F的直线方程为,将直线方程与抛物线方程联立,结合韦达定理可得,然后由抛物线定义结合基本不等式可得最小值;
(3)设,由导数知识可得点P处的切线方程,据此可得点Q坐标,设,由可得,据此完成判断及得到定直线方程.
【详解】(1)由是C上一点,且,结合抛物线定义,
可得准线方程为:,则焦点为,则;
(2)由题可得点F的直线的斜率存在,
设过点F的直线方程为:,将直线方程与抛物线方程联立,
可得,判别式为.
设,由韦达定理,可得,则.
又由抛物线定义可得,
当且仅当,即时取等号;
(3)设,,
则在处的切线方程为:.
令,得,设,则.
又注意到,,
则.因,
则,从而,即N在定直线上,
直线方程为:.
【变式1】(25-26高二下·湖北·期中)已知椭圆焦距为4,短轴长为4.
(1)求椭圆的方程.
(2)若椭圆与轴的交点为A,B(点位于点的上方),直线与椭圆交于不同的两点M,N.设直线AN与直线BM相交于点.试问点是否在定直线上?若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)在定直线上
【分析】(1)根据条件,可得b,c的值,根据的关系,可得的值,即可得答案.
(2)将直线l与椭圆联立,根据韦达定理,可得表达式,求出直线AN、BM的方程,联立求解,化简整理,即可得答案.
【详解】(1)依题意可得,解得,则,
所以椭圆的方程为;
(2)点在定直线上,理由如下:
设点,
联立,与直线联立消去,整理得,
由,得
且, 所以,
易知,则,
两式作商得,解得,
故在定直线上.
【变式2】(24-25高二下·重庆渝中·期中)已知双曲线的离心率和焦距分别为和,设点的坐标分别为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是双曲线的左支上异于点的一个动点,直线交的右支于点是坐标原点.
(i)记和的面积分别为,且,求直线的方程;
(ii)设直线与直线的交点为,证明:点在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)(i);
(ii)由(i),则,故.
,则,所以直线的方程为,
同理,所以直线的方程为:,
故点的横坐标满足:,
显然,由题意得:,
则,
则,故点在定直线上.
【分析】(1)由双曲线的离心率、焦距以及的关系式,建立方程组,可得答案;
(2)(i)设出直线方程,联立写出韦达定理,根据三角形面积公式,结合题意可知三角形等底,面积之差等于纵坐标之差,根据整式化简,可得答案;(ii)由(i)所得韦达定理,整理等量关系,设出直线方程求得交点建立方程,化简整理,可得答案.
【详解】(1)由题意:,解得,
所以双曲线的方程为:.
(2)
(i)因为与A不重合,所以直线的斜率不为0,故可设直线的方程为,
联立得,设,
因为点在双曲线的左支上,所以,解得,
又,则,
即有,则,解得,
满足,所以,于是直线的方程为.
(ii)略
【变式3】(2024·湖南娄底·一模)若抛物线的方程为,焦点为,设是抛物线上两个不同的动点.
(1)若,求直线的斜率;
(2)设中点为,若直线斜率为,证明在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)证明:
法一:设,
,即,
代入,得,
由韦达定理,有,
故,在定直线上.
法二:设,
由题意,,
故,
故,在定直线上.
【分析】(1)根据焦半径公式得到,求出,从而求出斜率;
(2)法一:,联立抛物线方程,设,得到两根之和,两根之积,得到,求出答案;
法二:设,得到,从而确定,得到,得到答案.
【详解】(1),
,将代入得,,
所以;
(2)略
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