内容正文:
专题08圆锥曲线定点、定值
常考题型·精准突破
题型1 圆锥曲线中定点问题
题型2 圆锥曲线中定值问题
题型3 圆锥曲线中定直线问题
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
◆题型1 圆锥曲线中定点问题
(
解题贴士
:
求解直线过定点问题的常用方法
(
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
(
x
0
,
y
0
)
,
常利用直线的点斜式方程
y
-
y
0
=
k
(
x
-
x
0
)
或截距式
y
=
kx
+
b
来证明
.
)
【例1】已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【变式1】已知抛物线C:()经过点(),F为焦点,且.
(1)求C的方程及;
(2)设O为原点,过F作斜率不为0的直线l交C于M,N两点,直线分别交直线OM,ON于A,B.
证明:以AB为直径的圆经过x轴上的两个定点.
【变式2】(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知圆与抛物线:在轴上方的交点为,与抛物线的准线在轴下方的交点为,且点,关于直线对称.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,是抛物线上与点不重合的两个动点,且直线和的斜率之和为,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【变式3】(25-26高三上·四川成都·期末)已知双曲线,点为坐标原点,过的右焦点的直线交的右支于P,Q两点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)求面积的最小值.
(3)过点作直线的垂线,垂足为,证明:直线QN过定点
【变式4】(26-27高三上·安徽六安·开学考试)已知双曲线:的离心率为2,过的右顶点作轴的垂线,与的两条渐近线分别交于点,,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,,分别交于点,(,均异于),证明:直线过定点.
【变式5】(26-27高三上·云南昆明·阶段检测)已知抛物线与椭圆有相同的焦点,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.
◆题型2 圆锥曲线中定值问题
(
解题贴士
:
解析几何中的定值
,
从代数角度看
,
定值与参数的取值无关
,
选择适当的变量以及消参方法
,
就可以得出定值
.
解答解析几何问题
,
方法的选择至关重要
,
如果方法选择不当
,
那么会导致计算量过大
,
就不易得到正确的运算结果
,
在分析清楚解题思路的基础上
,
树立优化意识
,
即算法的内在逻辑分析
,
优化解法
.
)
【例2】已知,,是圆上任意一点,点关于点的对称点为,线段的中垂线与直线相交于点,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点且斜率为的直线交曲线位于轴右侧的部分于不同的A,B两点,为轴上一点且满足,试探究是否为定值,若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.
【变式1】(26-27高三上·吉林长春·阶段检测)已知椭圆,左顶点,右顶点为,过点作斜率为的直线交椭圆于另一点.
(1)若点横坐标为,求的值;
(2)若直线斜率为,求证:为定值.
【变式2】(2026·江西赣州二模)已知抛物线经过点,过点的直线与抛物线有两个不同的交点,,且直线交轴于,直线交轴于.
(1)求直线的斜率的取值范围;
(2)设为原点,,,求证:为定值.
【变式3】(2026·吉林长春·模拟预测)已知椭圆:过点,且,为坐标原点,平行于的直线交椭圆于,两个不同的点.
(1)求椭圆方程.
(2)判断直线,斜率的和是否为定值,若是,求出定值;若不是,说明理由.
【变式4】已知双曲线的左、右顶点分别为,,直线与C的右支交于,两点.
(1)求实数的取值范围;
(2)若直线,的斜率分别为,,证明:是定值.
【变式5】(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3 圆锥曲线中定直线问题
(
解题贴士
:
解决动点在定直线上的常用方法
1
.
设点法
:
通过已知点轨迹
,
消去参数
,
从而得到轨迹方程
.
2
.
待定系数法
:
设出含参数的直线方程
,
结合题中条件求解出系数
.
3
.
面对复杂问题时
,
可从特殊情况入手
,
以确定可能的定直线
,
然后再验证该直线对一般情况是否符合
,
属于
“
先猜再证
”
.
)
【例3】(2023新课标全国Ⅱ卷)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【变式1】(25-26高三上·内蒙古包头·期末)抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,在处的切线与在处的切线交于点.
(1)求抛物线的方程;
(2)证明:点在定直线上
【变式2】(25-26高二下·湖南岳阳·开学考试)已知抛物线:的焦点为,过点且与轴垂直的直线交于,两点,且.
(1)求抛物线的方程,并写出焦点坐标;
(2)过焦点的直线与抛物线交于,两点(异于,两点),且,位于轴同一侧,直线与直线相交于点,证明:点在定直线上.
【变式3】(25-26高二上·北京西城·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,上顶点为,是边长为2的等边三角形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,点是线段上一点,且满足.求证:点在一条定直线上.
【变式4】(25-26高二上·江苏徐州·期中)已知椭圆C:()的右焦点为,点在C上,直线l经过F且与C交于两点(不在x轴上).
(1)求C的方程;
(2)若直线l的斜率为,求;
(3)设分别为C的左,右顶点,直线与交于点T.证明:点T在定直线上.
【变式5】已知A,B分别是双曲线C:的左、右顶点,P是C上异于A,B的一点,直线PA,PB的斜率分别为,,且.
(1)求C的方程;
(2)已知过点的直线l:交C的左、右两支于D,E两点(异于A,B),直线AE与直线BD交于点Q,证明:点Q在定直线上.
【变式6】(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.
综合攻坚·知能拔高
1.(2026福建省福州模拟)已知椭圆C:过点,过其右焦点且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l:与椭圆C交于E,F两点,在y轴上是否存在定点P,使得PE⊥PF恒成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2026·山东泰安模拟)已知椭圆(a>b>0)的离心率,四个顶点组成的菱形面积为,O为坐标原点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过上任意点P做的切线l与椭圆E交于点M,N,求证为定值.
3.(2026·安徽合肥一中期末)已知曲线的焦点为,曲线上有一点满足.
(1)求抛物线的方程;
(2)过原点作两条相互垂直的直线交曲线于异于原点的两点,直线与轴相交于,试探究轴上存在一点是否存在异于的定点满足恒成立.若存在,请求出点坐标;若不存在,请说明理由.
4.(2026·河北石家庄二中期末)已知椭圆的上、下顶点分别是,点P(异于两点),直线PA与PB的斜率之积为,椭圆C的长轴长为6.
(1)求C的标准方程;
(2)已知,直线PT与椭圆C的另一个交点为Q,且直线AP与BQ相交于点D,证明点在定直线上.
5.(26-27高三上·云南德宏·开学考试)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图所示,直线与椭圆相交于P、Q两点,A、B是椭圆上位于直线两侧的动点.
(i)若直线的斜率为,求四边形面积的最大值;
(ii)当A、B运动时,满足,试问直线的斜率是否为定值?若是,请求出定值,若不是,请说明理由.
6.(26-27高三上·北京房山·开学考试)在平面直角坐标系中,点是椭圆的上顶点,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于、两点,其中点在第一象限,点在第四象限,直线与轴交于点,直线与轴交于点,设与的面积分别为、.证明:为定值.
7.已知椭圆上的点到两焦点的距离之和为4,且右焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设、分别为椭圆的左右顶点,点为椭圆上异于、的动点,直线、分别与直线交于点、.求证:以为直径的圆交轴于两定点.
8.(25-26高二下·河南洛阳·期末)已知椭圆C:()的离心率,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P是椭圆C的上顶点,直线l交椭圆C于A,B两点(A,B均不与P重合),直线与的斜率之积为,探究:直线l是否过定点?若是,求该定点坐标;若不是,请说明理由.
9.(2026·北京朝阳·模拟预测)已知椭圆的离心率为,右焦点,且,直线交椭圆于,两点,交轴于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过右焦点,设,,求的值;
(3)若已知,椭圆上下顶点分别为C,D,直线交直线于点,证明:点在定直线上.
10.已知椭圆,过外一点任作一条直线与交于不同的两点,在线段上取一点,使得,证明:点在定直线上.
11.(2026·河北秦皇岛一模)已知动点与定点的距离与它到定直线的距离的比是常数.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)过上述轨迹上一点作轨迹的切线与两直线分别交于,两点,证明:三角形的面积是定值.
12.(26-27高三上·湖南·开学考试)已知点,,为曲线上三点(其中点为曲线上除,外任意一点),且满足.
(1)求曲线的方程;
(2)已知圆,曲线的上焦点为,作圆的切线交曲线于,(,),在上取点使,判断是否为定值.
13.(25-26高二下·安徽阜阳·期末)已知双曲线经过点
(1)求E的方程;
(2)设直线经过E的右焦点,且与E交于不同的两点M,N,点N关于x轴的对称点为P,证明:直线过定点.
14.(25-26高三上·广东深圳·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M,N两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求证;
(3)直线与交于点P,证明:点P在定直线上.
15.(25-26高二上·黑龙江·期末)已知,分别是双曲线:的左、右顶点,,分别为其左、右焦点,实轴长为4,M,N为双曲线上异于顶点的任意两点,当经过原点时,直线与直线斜率之积为定值4.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线:,交双曲线的左、右两支于D,E两点.
①求m的取值范围;
②设直线与直线交于点Q,求证:点Q在定直线上.
16.(2026青海西宁二模)已知抛物线 ()经过点 为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 与抛物线 交于 两点,且 .证明:直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
17.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知抛物线 的焦点为 ,抛物线上一点 到点 的距离为2.
(1)求抛物线上的动点到直线的最小距离;
(2)设是抛物线上异于原点的两个不同点,直线和关于 对称,证明:直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
18.(26-27高三上·湖南·开学考试)在平面直角坐标系中,设抛物线:,点().过点的直线与交于,两点,设点到直线的垂足为,记的面积为.
(1)若,且轴,求;
(2)求关于的表达式;
(3)当直线变化时,若为定值,则求出的值,并求该定值.
19.(25-26高三下·广东惠州·阶段检测)设抛物线的焦点为为坐标原点,抛物线上的一点到焦点的距离为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知直线交抛物线于两点,直线交抛物线的准线于点,且轴.证明:直线过定点.
20.(25-26高三下·重庆沙坪坝·阶段检测)设抛物线的焦点为是上一点且,过抛物线的焦点作直线,且直线与抛物线相交于两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线的焦点作与垂直的直线,若直线与抛物线相交于,两点,
①求的最小值;
②设,分别是,的中点,过焦点作直线的垂线,垂足为,求证:存在一个定点,使得为定值.
21.(2026·山东临沂一模)已知点在拋物线的准线上,动点在上,在点处的切线交轴于点,设,求证:点在定直线上,并求该定直线的方程.
22.(26-27高二上·湖北·期末)已知抛物线的焦点为,设动点的坐标为.
(1)若,求过点与抛物线有且只有一个公共点的直线方程;
(2)设过动点的两条直线均与相切,且的斜率分别为,满足.证明:动点在一条定直线上.
23.(26-27高二上·山东济南·阶段检测)已知抛物线:.
(1)过抛物线的焦点,且斜率为的直线交抛物线于,两点,求;
(2)直线过点且与抛物线交于,两点,过,分别作抛物线的切线,这两条切线交于点.证明:点在定直线上.
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专题08圆锥曲线定点、定值
常考题型·精准突破
题型1 圆锥曲线中定点问题
题型2 圆锥曲线中定值问题
题型3 圆锥曲线中定直线问题
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
◆题型1 圆锥曲线中定点问题
(
解题贴士
:
求解直线过定点问题的常用方法
(
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
(
x
0
,
y
0
)
,
常利用直线的点斜式方程
y
-
y
0
=
k
(
x
-
x
0
)
或截距式
y
=
kx
+
b
来证明
.
)
【例1】已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【解】(1)设椭圆E的方程为,
过,则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
(2),所以,
①【第1步】直线斜率不存在时,证明直线HN过定点
若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,过点.
②【第2步】设直线斜率,求直线方程,与椭圆方程联立
若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
【第3步】求
可得,,
且
【第4步】求的坐标,直线的方程
联立可得
可求得此时,
【第5步】化简,消参确定直线HN过定点
将,代入整理得,
将代入,得显然成立,
综上,可得直线HN过定点
【变式1】已知抛物线C:()经过点(),F为焦点,且.
(1)求C的方程及;
(2)设O为原点,过F作斜率不为0的直线l交C于M,N两点,直线分别交直线OM,ON于A,B.
证明:以AB为直径的圆经过x轴上的两个定点.
【解】(1)因为抛物线C:()经过点,F为抛物线的焦点,且,
所以由抛物线的定义,可得,解得,所以,
又因为P的横坐标为1,
所以,解得,
又,所以.
(2)因为直线l的斜率不为0,焦点坐标为,
设直线l的方程为,
与抛物线方程联立可得,
故,,
可得,,
设,,则,,
可得直线OM的方程为,
与联立,可得,同理可得.
易知以AB为直径的圆的圆心坐标为,
圆的半径为,则圆的方程为.
令,整理可得,解得,
即以AB为直径的圆经过x轴上的两个定点,.
【变式2】(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知圆与抛物线:在轴上方的交点为,与抛物线的准线在轴下方的交点为,且点,关于直线对称.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点,是抛物线上与点不重合的两个动点,且直线和的斜率之和为,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【解】(1)将代入,得,所以,
由点,关于直线对称,可得,
将的坐标代入抛物线的方程得,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)由(1)得,
设,,直线的方程为.
将直线的方程代入,得,
所以,.
,整理得,
所以直线的方程为,
直线过定点,定点坐标为.
【变式3】(25-26高三上·四川成都·期末)已知双曲线,点为坐标原点,过的右焦点的直线交的右支于P,Q两点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)求面积的最小值.
(3)过点作直线的垂线,垂足为,证明:直线QN过定点
【解】(1)由轴时,,可令
代入双曲线得,又因为
解得,则所求方程为;
(2)设,,由(1)知,
由斜率不为0,可设
联立双曲线并整理得,
则,
所以,,
,
由得,令,
则,
因为,所以,则,当时取等号,
所以的最小值为.
(3)证明:由题知,由(1)知,
由(2)知,
由,直线,
根据双曲线的对称性,直线所过定点必在轴上,
令,则,解得
因为,所以
而,所以,则,
所以过定点;
【变式4】(26-27高三上·安徽六安·开学考试)已知双曲线:的离心率为2,过的右顶点作轴的垂线,与的两条渐近线分别交于点,,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,,分别交于点,(,均异于),证明:直线过定点.
【解】(1)的渐近线方程为和,
将分别代入渐近线方程,得,所以.
又,所以.
又的离心率,得,
故的方程为.
(2)易得,设:,,.
由得,
则,,且,,
所以,.
则
.
因为,所以,解得(舍去)或,
所以:,故直线过定点.
【变式5】(26-27高三上·云南昆明·阶段检测)已知抛物线与椭圆有相同的焦点,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.
【解】(1)抛物线的焦点为,
因为抛物线与椭圆有相同的焦点,所以椭圆的半焦距.
又,所以,
所以椭圆方程为,
所以椭圆的离心率;
(2)因为,即为线段的中点.
又,,所以.
由点在椭圆上,得,即,解得.
又,所以;
(3)由(1)知.设,,
因为为直角,所以,即,
其中、均与不重合.
若与轴平行,设,则、关于轴对称,
设,,
由得,结合,解得,,
此时与重合,不合题意,
故不与轴平行,可设.
代入椭圆方程,整理得.
因为直线与椭圆交于、两个不同的点,
所以判别式,即.
所以, ,且,.
于是,
即,因式分解得,解得或.
当时,直线恒过点,而在椭圆上,所以、中恰有一点与重合,不存在,不符合题意,舍去;
当时,,判别式恒成立,
直线与椭圆恒有两个不同的交点,且直线不经过点,符合题意.
所以直线恒过定点.
◆题型2 圆锥曲线中定值问题
(
解题贴士
:
解析几何中的定值
,
从代数角度看
,
定值与参数的取值无关
,
选择适当的变量以及消参方法
,
就可以得出定值
.
解答解析几何问题
,
方法的选择至关重要
,
如果方法选择不当
,
那么会导致计算量过大
,
就不易得到正确的运算结果
,
在分析清楚解题思路的基础上
,
树立优化意识
,
即算法的内在逻辑分析
,
优化解法
.
)
【例2】已知,,是圆上任意一点,点关于点的对称点为,线段的中垂线与直线相交于点,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点且斜率为的直线交曲线位于轴右侧的部分于不同的A,B两点,为轴上一点且满足,试探究是否为定值,若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.
【解】(1)第一步:利用中位线定理求
由题意可得,且为的中点,
又为的中点,所以且,
第二步:根据圆锥曲线的定义判断点T的轨迹
因为点关于点的对称点为,线段的中垂线与直线相交于点,
由垂直平分线的性质可得,
所以,
所以点的轨迹是以为焦点的双曲线,
第三步:根据双曲线中间的基本关系求,写出双曲线的方程
,所以,
所以曲线的方程为;
(2)第一步:设出直线的方程,与双曲线方程联立,结合交点的位置求出的取值范围
直线方程为,设,
联立,可得,
由于直线交双曲线的右支于两点,
可得,所以,解得或,
第二利用根与系数的关系和中点坐标公式,求线段的中点坐标
,
则,
即的中点坐标为,
第三步:由垂直平分线的性质求出线段的垂直平分线的方程,求出点的坐标
因为为轴上一点,满足,故为的垂直平分线与轴的交点,
的垂直平分线的方程为:,-+
令,则得,即,
第四步:由两点间距离公式与弦长公式求与
所以,
又,
第五步:结合双曲线的定义求定值
又因为在双曲线的右支上,故,
故,即,
故,
即为定值,
【变式1】(26-27高三上·吉林长春·阶段检测)已知椭圆,左顶点,右顶点为,过点作斜率为的直线交椭圆于另一点.
(1)若点横坐标为,求的值;
(2)若直线斜率为,求证:为定值.
【解】(1)
因为椭圆,
则,,
所以左顶点的坐标为,
因为点横坐标为,代入椭圆方程中得,
解得,
所以点的坐标为或,
所以斜率或.
(2)证明:
由题意得,
设点,点在椭圆上,则满足,
即,
斜率,斜率,
所以,
所以为定值.
【变式2】(2026·江西赣州二模)已知抛物线经过点,过点的直线与抛物线有两个不同的交点,,且直线交轴于,直线交轴于.
(1)求直线的斜率的取值范围;
(2)设为原点,,,求证:为定值.
【解】(1)因为抛物线经过点,所以,解得,
设直线方程为,,,联立方程组可得,
,且解得,且,
又因为要与轴相交,故直线不能经过点,所以,
所以直线的斜率的取值范围是:
(2),
故直线方程为:,化简可得:.
由于直线过,所以,
同理:方程:;方程:,
令,得,同理可得,
,
所以,所以为定值.
【变式3】(2026·吉林长春·模拟预测)已知椭圆:过点,且,为坐标原点,平行于的直线交椭圆于,两个不同的点.
(1)求椭圆方程.
(2)判断直线,斜率的和是否为定值,若是,求出定值;若不是,说明理由.
【解】(1)由题意可得,解得,
所以椭圆方程为.
(2)因为且直线平行于,所以可设直线的方程为.
由得 ,
设、,则
又
故,
又,
所以上式分子为
,
故.
【变式4】已知双曲线的左、右顶点分别为,,直线与C的右支交于,两点.
(1)求实数的取值范围;
(2)若直线,的斜率分别为,,证明:是定值.
【解】(1)设,,直线,
由,消元得:,
整理得:.
因为直线过定点且与双曲线右支有两个交点,
因为在轴上,且在双曲线的内部,
所以有:,,且,
则,解得:.
(2),,,,
由(1)可知,直线与双曲线联立消元可得:,
所以,根据已知条件有:
,
所以是定值.
【变式5】(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.
【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3 圆锥曲线中定直线问题
(
解题贴士
:
解决动点在定直线上的常用方法
1
.
设点法
:
通过已知点轨迹
,
消去参数
,
从而得到轨迹方程
.
2
.
待定系数法
:
设出含参数的直线方程
,
结合题中条件求解出系数
.
3
.
面对复杂问题时
,
可从特殊情况入手
,
以确定可能的定直线
,
然后再验证该直线对一般情况是否符合
,
属于
“
先猜再证
”
.
)
【例3】(2023新课标全国Ⅱ卷)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【解】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,
则由可得,,
双曲线方程为.
(2)由(1)可得,设,
【第一步】设参,因直线过x轴上(T,0)点,方程可巧设为
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,
【第二步】用参,利用韦达定理,设而不求表示出判别式,两根之积与和
则,且
【提醒】忽视,此为得分点
直线的方程为,
直线的方程为,
【技巧】直线的方程可用类比的方法获得
【第三步】消参,利用两条直线交于P点,将两根之和与两根之积代入化简,转化为含有的代数式,确定定点。
联立直线与直线的方程可得:
,
由可得,即,
据此可得点在定直线上运动.
【变式1】(25-26高三上·内蒙古包头·期末)抛物线的焦点为,过的直线交抛物线于,两点,在处的切线与在处的切线交于点.
(1)求抛物线的方程;
(2)证明:点在定直线上
【解】(1)抛物线的焦点坐标为,则,解得,
所以抛物线的方程为.
(2)证明:设,直线的方程为,由,求导得,
抛物线在处的切线方程为,即,
依题意,直线过,则,
同理在处的切线过,则,
显然点在上,即直线与是同一直线,
因此,则,所以点在定直线上.
【变式2】(25-26高二下·湖南岳阳·开学考试)已知抛物线:的焦点为,过点且与轴垂直的直线交于,两点,且.
(1)求抛物线的方程,并写出焦点坐标;
(2)过焦点的直线与抛物线交于,两点(异于,两点),且,位于轴同一侧,直线与直线相交于点,证明:点在定直线上.
【解】(1)抛物线:的焦点,则直线,由得,
依题意,,解得,
所以抛物线的方程为,焦点.
(2)由抛物线对称性,不妨令点在上方,由(1)知,,
显然直线不垂直于坐标轴,设其方程为,,,
由消去得:,显然,,
直线的斜率为,方程为,
直线的斜率为,方程为,
由消去得:,
整理得,
因此点的横坐标恒为,所以点在定直线上.
【变式3】(25-26高二上·北京西城·期末)已知椭圆:的左、右焦点分别为,,上顶点为,是边长为2的等边三角形.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于,两点,点是线段上一点,且满足.求证:点在一条定直线上.
【解】(1)由题可得即,
所以,
所以椭圆的标准方程为;
(2)证明:由题可知直线l斜率存在,设直线,
联立,
则,即,
由题可设,,
则,且,
所以,
,
同理,,
所以由得即,
又由题意可知,
所以,所以,整理得,
所以,整理并化简得,
所以,在定直线上.
【变式4】(25-26高二上·江苏徐州·期中)已知椭圆C:()的右焦点为,点在C上,直线l经过F且与C交于两点(不在x轴上).
(1)求C的方程;
(2)若直线l的斜率为,求;
(3)设分别为C的左,右顶点,直线与交于点T.证明:点T在定直线上.
【解】(1)点在C上得:,
右焦点为得:,联立解得:,
所以椭圆方程为;
(2)直线l经过F且斜率为,则直线方程为,与椭圆联立,
消得:,
设交点,则,
由弦长公式可得:;
(3)
设直线l方程为,与椭圆联立,
消得:,
设交点,则,
由分别为C的左,右顶点,则,
所以直线方程为:,直线方程为:,
两式消得:,
整理得:
由可得:,
所以有,
即点T在定直线上.
【变式5】已知A,B分别是双曲线C:的左、右顶点,P是C上异于A,B的一点,直线PA,PB的斜率分别为,,且.
(1)求C的方程;
(2)已知过点的直线l:交C的左、右两支于D,E两点(异于A,B),直线AE与直线BD交于点Q,证明:点Q在定直线上.
【解】(1)由题意得,所以.
设,因为点P在C上,所以,即.
又,所以,
故C的方程为.
(2)证明:由(1)得,,
如图,设,,
联立消去得,
所以,,
易知直线AE的方程为,
直线BD的方程为,
联立得:,
即,
整理得,
则
,
所以点Q的横坐标始终为1.故点Q在定直线上.
【变式6】(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.
【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.
综合攻坚·知能拔高
1.(2026福建省福州模拟)已知椭圆C:过点,过其右焦点且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l:与椭圆C交于E,F两点,在y轴上是否存在定点P,使得PE⊥PF恒成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解】(1)由题知,椭圆C过点和,
所以,解得
所以椭圆C的方程为.
(2)假设在y轴上存在定点P,使得PE⊥PF,设,,
由,得,∴,
.
,
∵PE⊥PF,∴
【技巧】注意等价转化.
∴恒成立
∴,解得.
∴,∴存在定点,使得PE⊥PF恒成立.
2.(2026·山东泰安模拟)已知椭圆(a>b>0)的离心率,四个顶点组成的菱形面积为,O为坐标原点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过上任意点P做的切线l与椭圆E交于点M,N,求证为定值.
【解】(1)由题意得,,
可得,b=2,
所以椭圆的标准方程为.
(2)当切线l的斜率不存在时,其方程为,
【易错提醒】求直线方程时忽略直线斜率不存在的情况.
当时,将代入椭圆方程得,
∴,,,
∴
当时,同理可得,
当切线l的斜率存在时,设l的方程为,,,
因为l与相切,所以,所以
由,得,
∴,
∴
∴
综上,为定值.
3.(2026·安徽合肥一中期末)已知曲线的焦点为,曲线上有一点满足.
(1)求抛物线的方程;
(2)过原点作两条相互垂直的直线交曲线于异于原点的两点,直线与轴相交于,试探究轴上存在一点是否存在异于的定点满足恒成立.若存在,请求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【解】(1)在曲线上,则,则,
而,故抛物线C的方程为.
(2)易知直线的斜率不为0,故设
联立:,
故.
因为,则
则或(舍),故.
因为都在轴上,要使得,
则轴为的角平分线
【技巧】根据角平分线的性质"三角形一个角的平分线,这个角平分线其对边所成的两条线段与这个角的两邻边对应成比例"得到x轴与∠AMB 的关系
若,则垂直于轴,轴平分,则垂直于轴,
则直线的方程为,此时,而相异,故,同理
故与的斜率互为相反数
即
为定值.
故当时,有恒成立.
4.(2025·河北石家庄二中期末)已知椭圆的上、下顶点分别是,点P(异于两点),直线PA与PB的斜率之积为,椭圆C的长轴长为6.
(1)求C的标准方程;
(2)已知,直线PT与椭圆C的另一个交点为Q,且直线AP与BQ相交于点D,证明点在定直线上.
【解】(1)由题意可得,且,则.
设,则,所以,
因为点P在椭圆C上,所以,
所以,代入式得
,
由代入得,
故椭圆C的标准方程为:+=1;
(2)设,,显然直线PT不垂直于x轴,
故可设直线PT的方程为,
由消去y得,
因为点在椭圆C的内部,则直线与椭圆恒有两个交点,
所以,
由(1)知,,
所以直线AP的方程为,
直线BQ的方程为,
【技巧】直线BQ的方程可用类比的方法获得
由直线AP与BQ相交于点,则,
消得①,
由(1)知,得,
可得
,
将代入①式得,解得,
【技巧】将转化为对称式结构再处理即可.
即点D在直线上.
5.(26-27高三上·云南德宏·开学考试)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率等于,它的一个顶点恰好是抛物线的焦点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图所示,直线与椭圆相交于P、Q两点,A、B是椭圆上位于直线两侧的动点.
(i)若直线的斜率为,求四边形面积的最大值;
(ii)当A、B运动时,满足,试问直线的斜率是否为定值?若是,请求出定值,若不是,请说明理由.
【解】(1)设椭圆C的方程为(),
因为抛物线的焦点为,
所以,
又由及,得,
所以椭圆C的方程为.
(2)(ⅰ)由题意知:,
设直线的方程为,
联立,得
由,解得,
设,,
由根与系数的关系,得,.
所以四边形的面积为
,
当时,四边形取得最大面积,即.
(ⅱ)当,则、的斜率之和为0,
设直线的斜率为k,则的斜率为,
直线的方程为,
由,得,
,
同理直线的方程为,
可得,
所以,,
,
所以的斜率为定值.
6.(26-27高三上·北京房山·开学考试)在平面直角坐标系中,点是椭圆的上顶点,且椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆交于、两点,其中点在第一象限,点在第四象限,直线与轴交于点,直线与轴交于点,设与的面积分别为、.证明:为定值.
【解】(1)由点是椭圆的上顶点,得,
又椭圆的离心率为,则,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)证明:由(1)得椭圆的下顶点,过点及点的直线斜率为,
依题意,直线的斜率,直线的方程为,即,
由消去得,
设,,
直线的方程为,令,得点的横坐标,同理得点的横坐标,
而,,,,则
,
所以为定值.
7.已知椭圆上的点到两焦点的距离之和为4,且右焦点为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设、分别为椭圆的左右顶点,点为椭圆上异于、的动点,直线、分别与直线交于点、.求证:以为直径的圆交轴于两定点.
【解】(1)由题意可知,所以,
所以椭圆的方程为.
(2)如图所示,可知,设,
则,所以,
所以,
设以为直径的圆交轴于点,
可得,
因为为直径,所以,即,化简得,
而,所以,所以,所以,
解得或,即以为直径的圆交轴于点,即以为直径的圆交轴于两定点.
8.(25-26高二下·河南洛阳·期末)已知椭圆C:()的离心率,且椭圆C经过点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P是椭圆C的上顶点,直线l交椭圆C于A,B两点(A,B均不与P重合),直线与的斜率之积为,探究:直线l是否过定点?若是,求该定点坐标;若不是,请说明理由.
【解】(1)由题意可得,
解得,所以椭圆C的方程为.
(2)显然,当直线的斜率不存在时,
设(且)
则,.
.
即当直线l的斜率不存在时,不符合要求.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为().
联立,消去得,
则,
设,,
所以,,
则
,
则,
则,
整理得,解得(舍去).
所以直线过定点.
9.(2026·北京朝阳·模拟预测)已知椭圆的离心率为,右焦点,且,直线交椭圆于,两点,交轴于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过右焦点,设,,求的值;
(3)若已知,椭圆上下顶点分别为C,D,直线交直线于点,证明:点在定直线上.
【解】(1)依题意可得,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由(1)可得椭圆的右焦点,
由题意知直线的斜率存在,则设直线的方程为,
, ,,
联立,得,
∴,,
又,,,,
,,
则,,
∴,,
∴
.
(3)证明如下:
依题意直线的斜率存在,设直线的方程为,
由(1)可得,,
设,,
由,得,
∴,,,
则,,
又直线的方程为,直线的方程为,
解,即,
即,
得,所以,即,
所以
,
所以点在定直线上.
10.已知椭圆,过外一点任作一条直线与交于不同的两点,在线段上取一点,使得,证明:点在定直线上.
【证明】由,得,
即,所以,
设,则,
设,由可得
由可得
又在上,所以
化简可得
两式相减得到,
所以点在定直线上.
11.(2026·河北秦皇岛一模)已知动点与定点的距离与它到定直线的距离的比是常数.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)过上述轨迹上一点作轨迹的切线与两直线分别交于,两点,证明:三角形的面积是定值.
【解】(1)根据题意得,
则可得,
将上式两边平方,得,
整理得,
所以,所以,
故动点的轨迹方程为.
(2)证明:设点的坐标为,当切线斜率存在时,,设曲线在点处的切线方程为,
与双曲线方程联立,消去,可得,
整理得,
所以且,
解得,代入,得,
所以切线方程为,
与联立得,与联立得,
故,为定值.
当切线的斜率不存在时,,易得.
综上,的面积是定值.
12.(26-27高三上·湖南·开学考试)已知点,,为曲线上三点(其中点为曲线上除,外任意一点),且满足.
(1)求曲线的方程;
(2)已知圆,曲线的上焦点为,作圆的切线交曲线于,(,),在上取点使,判断是否为定值.
【解】(1)设点.由题意,,,的斜率分别为,,
代入,得,
整理得.
这是焦点在轴上的双曲线,其顶点为,即点,.
因此曲线的方程为.
(2)显然,
法一:若切线斜率存在,设切线的方程为,由与圆相切得.
设点,.
由可得,
解得,故.
代入双曲线可得,
展开化简得.
若斜率不存在,此时易得或,与双曲线联立解得或,
又由,点与点的横坐标相同,解得.
所以为定值.
法二:设点,因为,则可令点.
因为切线与单位圆相切,故到直线的距离为,
在中,面积,
即,
化简得.①
又在双曲线上,可得,②
①②,得,
所以为定值.
法三:设点,,若切线斜率存在,设直线的方程为,
由与圆相切得.
联立,得,
由韦达定理,得,,
由且点在直线上,设,
代入垂直条件并结合,推导得,
平方得,
代入韦达定理及化简可得,
若斜率不存在,此时易得或,与双曲线联立解得或,
又由,点与点的横坐标相同,解得.
所以为定值.
法四:显然切线的斜率不为,设切线,
由与圆相切得.
设点,,
由可得,
解得,故.
代入双曲线可得,
展开化简得,解得(显然,负值舍去).
所以为定值.
13.(25-26高二下·安徽阜阳·期末)已知双曲线经过点
(1)求E的方程;
(2)设直线经过E的右焦点,且与E交于不同的两点M,N,点N关于x轴的对称点为P,证明:直线过定点.
【解】(1)由题意可得解得所以E的方程为.
(2)由(1)知E的右焦点为,则,
联立消去y得,.
设,则,即,
故,.
因为点N关于x轴的对称点为P,所以,
则直线的方程为.
根据对称性可知,直线经过的定点必在x轴上,
令,得
.
当且时,,
所以直线过定点.
14.(25-26高三上·广东深圳·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M,N两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求证;
(3)直线与交于点P,证明:点P在定直线上.
【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,,
联立,消去,可得,
则,且,
所以,
所以,
所以;
(3)直线的方程为,直线的方程为,
联立,得,解得,
即点P在定直线上.
15.(25-26高二上·黑龙江·期末)已知,分别是双曲线:的左、右顶点,,分别为其左、右焦点,实轴长为4,M,N为双曲线上异于顶点的任意两点,当经过原点时,直线与直线斜率之积为定值4.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线:,交双曲线的左、右两支于D,E两点.
①求m的取值范围;
②设直线与直线交于点Q,求证:点Q在定直线上.
【解】(1)由题意可得,则,
设,则,且,
由直线的斜率,直线的斜率,
则,可得,
由,则,解得,
所以.
(2)
①由,则渐近线方程为,显然直线,斜率存在,为,
易得,解得或;
②设,,
联立可得,消去可得,
由①可得,,
则,,两式相除可得,即,
由,,则直线的方程为,则,
直线的方程为,则,
联立可得,则,即,
所以,解得.
综上可得直线与直线的交点在定直线上.
16.(2026青海西宁二模)已知抛物线 ()经过点 为坐标原点.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线 与抛物线 交于 两点,且 .证明:直线 经过一个定点,并求出该定点的坐标.
【解】(1)把点 的坐标代入 得 ,即 ,解得 .
所以抛物线的方程为 .
(2)证明:因为直线 与抛物线有两个交点,
所以 不可能是平行于 轴的直线(否则与抛物线只有一个交点),
故可设,代入 得 ,
即 ,判别式 .
设,,则 , .
由 都在抛物线上得 ,,
所以.
由 得 ,即 ,
所以 ,解得 或 .
若 ,则直线 经过原点 ,
此时 中有一点与重合,与 中有零向量,不符合题意,故舍去.
所以,即,直线恒过定点.
检验:当 时 恒成立,直线与抛物线恒有两个交点,
取 得 ,与 交于 、,
此时 成立,定点 确在 上.
17.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知抛物线 的焦点为 ,抛物线上一点 到点 的距离为2.
(1)求抛物线上的动点到直线的最小距离;
(2)设是抛物线上异于原点的两个不同点,直线和关于 对称,证明:直线恒过定点,并求出该定点的坐标.
【解】(1)法1:由抛物线定义可知,得,
∴抛物线方程.
设点,则点P到直线l的距离为
,
当且仅当时取等号.
则动点P到直线的最小距离为.
法2:由抛物线定义可知,得,
∴抛物线方程.
抛物线,其切线斜率为,要与直线平行,
则,,.切点为,切线为.
直线与的距离.
则最小距离为.
(2)设,,
则直线的斜率为,直线的斜率为.
因为直线与关于对称,所以,即,
所以.
(提示:的证明可用三种方法:
法1:到角公式,化简得;
法2:OA与OB的倾斜角,满足,即,
则,得;
法3:设关于直线的对称点为,则,
则,即,得.)
法1.设,,由题意得,且,
则直线的斜率存在,从而可设方程为,显然,,
将与联立消去,得,,
由韦达定理知,可得,
则方程为,可知直线恒过定点.
法2.由前面已得,直线的斜率为,
则直线的方程为,
化简.
又,所以,
则直线恒过定点.
法3.因为直线与关于对称,所以.
设直线的斜率为,则直线OB的斜率为.
直线,与联立,
解得或,则.
同理,直线,与联立,
解得或,则.
直线的斜率为,
于是直线的方程为,
化简得.
则直线AB恒过定点.
18.(26-27高三上·湖南·开学考试)在平面直角坐标系中,设抛物线:,点().过点的直线与交于,两点,设点到直线的垂足为,记的面积为.
(1)若,且轴,求;
(2)求关于的表达式;
(3)当直线变化时,若为定值,则求出的值,并求该定值.
【解】(1)由且轴,得:.
将代入,得,得,
从而.
点到直线的距离为1,故.
(2)设直线:,联立抛物线方程得,
,设,,
,又∵,∴,
,,
∴.
(3)由(2)得,
∴,
∴,
当时,为定值.
19.(25-26高三下·广东惠州·阶段检测)设抛物线的焦点为为坐标原点,抛物线上的一点到焦点的距离为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知直线交抛物线于两点,直线交抛物线的准线于点,且轴.证明:直线过定点.
【解】(1)由抛物线上的一点到焦点的距离为,得,解得,
所以抛物线的标准方程为.
(2)依题意,设直线的方程为,,
由消去得,则,,
直线的斜率,直线的方程,由,得,
由轴,得,则,因此,解得,
所以直线:过定点.
20.(25-26高三下·重庆沙坪坝·阶段检测)设抛物线的焦点为是上一点且,过抛物线的焦点作直线,且直线与抛物线相交于两点.
(1)求抛物线的方程;
(2)过抛物线的焦点作与垂直的直线,若直线与抛物线相交于,两点,
①求的最小值;
②设,分别是,的中点,过焦点作直线的垂线,垂足为,求证:存在一个定点,使得为定值.
【解】(1)由,得,
则,即,
因为为抛物线上一点,所以,则,即,
所以抛物线的方程为.
(2)①由(1)抛物线的方程为,则,
由题意,显然直线的斜率存在且不为0,
设直线的方程为,,
联立,得,
则,
由于,所以直线的斜率为,
设,同理可得,
则
,
当且仅当,即时等号成立,则的最小值为16.
②略,,
则,同理,
因为,分别是,的中点,所以,
若,则直线的斜率为,
所以直线的方程为,即,
显然直线恒过定点,
由题意可知,为直角三角形,则为的中点,满足为定值,此时;
若,则直线的方程为,此时直线过点,也满足为定值1.
综上所述,存在一个定点,使得为定值1.
21.(2026·山东临沂一模)已知点在拋物线的准线上,动点在上,在点处的切线交轴于点,设,求证:点在定直线上,并求该定直线的方程.
【解】抛物线的准线的方程为,依题意设.
抛物线的方程可化为,所以,
设,则以为切点的切线的斜率,
所以切线的方程为.
令,得,
即点坐标为,
所以,
所以,所以.
设点坐标为,则,
所以点在定直线上.
22.(26-27高二上·湖北·期末)已知抛物线的焦点为,设动点的坐标为.
(1)若,求过点与抛物线有且只有一个公共点的直线方程;
(2)设过动点的两条直线均与相切,且的斜率分别为,满足.证明:动点在一条定直线上.
【解】(1)当经过点P的直线不存在斜率时,直线方程即为,
与抛物线抛物线C:有且只有一个公共点,符合题意,
当经过点P的直线存在斜率时,不妨设直线方程为,
代入抛物线方程化简得:,
,即,直线方程即为
因此所求直线方程为或;
(2)证明:设过点P与抛物线C的相切的切线方程为,
由,消去整理得,
因为与抛物线C相切,所以,
即.
又因为,是方程的两根,则有,
由 ,可得,即
从而动点在直线上.
23.(26-27高二上·山东济南·阶段检测)已知抛物线:.
(1)过抛物线的焦点,且斜率为的直线交抛物线于,两点,求;
(2)直线过点且与抛物线交于,两点,过,分别作抛物线的切线,这两条切线交于点.证明:点在定直线上.
【解】(1)
设,,由题意可得抛物线焦点,准线,直线:,
联立,得,所以,
所以.
(2)证明:设,,
由题意,过点且与抛物线相切的直线斜率存在且不为0,不妨设为,
则过点且与抛物线相切的直线方程为,①
联立,得,
所以,代入,得,
解得,带入①式即得,
即过点且与抛物线相切的直线方程为,
同理可得过点且与抛物线相切的直线方程为,
联立,可得,
由题意,直线斜率可能不存在但是一定不为0,设直线方程为,
联立,得,所以,即得,
所以点在定直线上.
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