微专题圆锥曲线定点问题导学案-2026-2027学年高二上学期数学北师大版选择性必修第一册
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内容正文:
微专题:圆锥曲线定点问题
教师解析版
北师大版(2019)选择性必修第一册·第二章 圆锥曲线 | 定位:课后微拓展
内容导航:明·模型定位|记·模型与结论|破·典型题型|练·分层小训练
第一部分 明·模型定位
教材位置:本专题接着弦长与面积的计算。那一类题把联立与韦达收成一条通法,本讲把同一条通法的落点换成「一族直线共有的点」:目标不再是某个数值,而是与参数无关的一个坐标。教材在直线与圆锥曲线一节给出的联立法在这里承担新的任务——把题设条件(垂直、斜率之积、斜率之和、数量积)译成韦达式,若化简后含参数 的项被约掉,剩下的 就是定点。全讲按四个层级展开:先把含参直线整理成参数分离式,再依次处理抛物线、椭圆与双曲线上的垂直或斜率条件,最后由「斜率互为相反数」反求使条件恒成立的定点。
考查形式:近五年全国卷与新高考卷中,「证明直线过定点」稳居解析几何解答题第(2)问的高频位置;小题多考「由条件求定点坐标」或「判断定点与曲线的位置关系」。抛物线以 与 最集中,椭圆与双曲线以顶点出发的斜率之积最集中。定点与定值是一组相邻考法,本讲只处理「点」,证明某个量为常数、判断是否存在这样的直线,另作专门处理。
第二部分 记·模型与结论
一、参数分离:定点问题的落笔第一步
把含参数 的直线方程整理成 。若它对任意 都表示同一族直线共有的点,两个括号须同时为零,解 与 即得定点。常见设法 中 可写成 ,定点为 ; 中 可写成 ,定点为 。参数以 、 等整体出现时,仍按一个独立参数分组,不必拆成两项。
分离之后要把定点代回原方程核对一次,展开时的常数项符号最容易在这一步被发现。参数分离本身只用到一次方程组,但它是后面三型共同的收尾:条件解出的 (或 )若与 无关,直线族就写成 或 ,定点随之落定。
二、抛物线:把垂直译成
对 ,设 ,联立得 ,故 、。由 得 ;又 。两个式子都只含 ,不含 。
给 ,即 恒过 ;一般地 给 。开口向上或向下的 改设 ,同法得 时 过 。数量积取一般常数时会解出两个 ,对应两族直线,须分别写出定点;取 一类使判别式为零的值才只剩一个。
三、椭圆与双曲线:顶点斜率积与 无关
设曲线为 (椭圆取正、双曲线取负),右顶点 ,直线 且 。记 ,韦达给 、。把 展开成 ,代入后恰化为 , 被约掉。
正号对应椭圆、负号对应双曲线。令 即可解出 ,与 无关,故 恒过 。椭圆上取 时 , 是过中心的弦;双曲线上取 时 。 时直线过 本身、 无定义,须在设线时排除;双曲线还要避开 (直线平行于渐近线,只有一个交点)。
四、斜率互为相反数:反求使条件恒成立的定点
设 、直线 。 的分子是 。椭圆代入韦达后化为 ,抛物线 代入后化为 ,都只在 的一次项上出现。
前者给 (已知过 求 ),后者给 (抛物线 )。反过来,已知 则由 或 定出 所过的定点。两类问题共用同一条分子式,只是已知量与未知量对调。 是竖直弦,此时 使斜率和恒为零、与 无关;由斜率和反推定点时须先排除这一族,否则会得出「直线族不共点」的结论。
五、完整流程与四类退化
落笔分五步:按曲线开口或定点位置选 还是 ;联立写成一元二次式并记下二次项系数与两根之和、之积;把条件译成关于 的代数式;代入韦达、化简并确认含 的项被约掉;解出 (或 )后写出定点,再取一个具体 回代用端点坐标核对。
四类退化要逐一处理: 或 使一个端点与原点重合,零向量不构成垂直; 使直线过顶点 、斜率无定义; 使竖直弦的斜率和恒为零; 与二次项非零才保证两个交点,定点落在曲线外时并非所有过它的直线都成弦。弦长与面积算的是 与 ,本讲算的是 ;两者共用联立与韦达,但目标量不同,不要在定点题里顺手展开面积。
第三部分 破·典型题型
题型一 含参直线系的参数分离
【解题技巧】把方程按参数整理成 ,令两个括号同时为零。 里 给 , 里 给 。参数是 时按一个整体分组,不要拆成两项;解完把定点代回原方程核对一次,常数项符号在这一步最容易查出来。
【教学提醒】板演时把 逐项展开的整行写出来,再用两种颜色分别圈出含 的括号与不含 的括号,学生才看得见「两个括号同时为零」从哪来。三题依次落在 、、 三种参数形态上,第二题把 改写成 ,第三题把 改写成 ,改写动作各做一遍。末题顺带用 判断定点在椭圆内,把「参数分离」与「点与曲线位置关系」接在一起。
【典例1-1】(原创改编)
已知抛物线 ,对任意实数 ,直线 。(1)证明 恒过定点 ,并求 的坐标;(2)判断 是否在该抛物线上。
解析:把方程按 整理:。要使它对任意 成立,两个括号须同时为零;联立 与 ,两式相加得 ,故 、,即 。
代回核对: 对任意 成立;取 得直线 ,即 ,也过 。
(2)把 代入 :,,等式成立,故 在抛物线上。个别 下直线的额外性质不改变整族共有的点,这是参数分离与「解一条直线」的分别。
参考答案:(1);(2) 在抛物线 上
【学情易错提醒】按 与常数分组合并时,常数括号易写成 ;符号错一个,联立给出的点就落在别处。另一类失误是取一个 值解出一条直线,再把这条直线上的任一点当作定点;定点必须让两个括号同时为零,与单个 无关。
【变式1-1】
已知抛物线 ,直线 ( 为任意实数)。(1)求 恒过的定点 ;(2)求 使 过原点;(3)判断 是否在该抛物线上。
解析:把 写成 。含 的因子是 ,令 且 得 ;对任意 代回, 成立。
(2)过原点即 ,得 ,此时直线为 。
(3)把 代入:,而 ,两者不等,故 不在抛物线上。一般地 中 给定点 ,本题 、 正是 。
参考答案:(1);(2);(3)不在
【学情易错提醒】「 给 」只在 为一次时成立;若 含 ,先按独立参数整理再令系数为零。另有把 判成在 上的,原因是只算了 而漏算右端 。
【变式1-2】
已知椭圆 ,对任意实数 ,直线 。(1)求 恒过的定点 ;(2)判断 与椭圆的位置关系,并说明 与椭圆的交点个数。
解析:按 整理:。 虽非负,作为独立参数要使命题对任意 成立,两个括号仍须同时为零;联立 与 得 。
代回核对:,与右端一致。
(2),故 在椭圆内部。过椭圆内任一点的直线都与椭圆有两个交点,所以 与椭圆恒有两个交点。核对 :直线为 ,代入椭圆得 ,即 ,两实根存在。
参考答案:(1);(2) 在椭圆内部, 与椭圆恒有两个交点
【学情易错提醒】把 当成 与另一个 的乘积、进而列出三个括号,是这一题最常见的失误; 只能作为一个独立参数,两个括号即可。另有把 判成椭圆上的点,原因是把 误算成 而不是 。
题型二 抛物线上的垂直与斜率积
【解题技巧】开口向右或向左用 ,开口向上或向下用 。把条件译成 (或 )的一个数值,再与韦达给出的 (或 )比较,解出的 (或 )与 无关即为定点。垂直条件解出两个根时,先查有没有一个端点落在原点,有则舍去。
【教学提醒】三题的板演都从「设点」开始:把 写成 ,让学生自己算出 ,再由 推出 。之后统一换到 ,把 解成 。第三题换成 与 ,把「按开口方向选设法」的动作再做一遍:同一个垂直条件,一个定点落在 轴、一个落在 轴。典例与变式2-1 的定点同为 ,讲评时把 与 一起写在旁边,说明两族直线不同。
【典例2-1】(原创改编)
已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
解析:设 、,且 。 即 ;约去 得 。
设直线 ,代入 得 ,故 。这个设法含竖直弦,且抛物线与 轴只有一个交点,参数族完备。
由 得 ,与 无关,故 恒过 。
核对:取 ,直线 给出端点 与 ,。方程 的另一个根 对应 ,此时一个端点与 重合、 为零向量,不构成垂直,须舍去。
参考答案:定点为
【学情易错提醒】把 约成 之前须先写明 ;漏掉这一步会把 也算作一族,得出「 还过原点」的错误结论。另有设 而漏掉竖直线 的,改用 可一次收齐。
【变式2-1】
已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
解析:由 得 ,同理 ,故 。令其为 ,得 。
设 ,代入 得 ,,故 , 恒过 。
对照:若换成 (即 ),则 、,定点变为 。一般地 上 给 。
核对:取 , 的两根为 ,其积为 ,端点代入得 。本题与典例2-1 定点同为 ,但 与 都不同,两族直线并不相同。
参考答案:定点为
【学情易错提醒】把 写成 是常见错误,正确值是 (由 得到);写反之后 ,解出的定点会落在 一类位置。另有把 的符号带到 时漏掉负号的。
【变式2-2】
已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
解析:开口向上,改设 ,代入 得 ,故 、。
由 得 。
令其为 得 。 时 ,一个端点与 重合,舍去;故 ,直线 恒过 。
核对:取 , 与 交于 与 ,。把 看作 把 对调,定点也相应从 变成 。
参考答案:定点为
【学情易错提醒】开口向上时仍套 ,会把定点错写在 轴上;按开口方向选设法,向上或向下用 ,向左或向右用 。另有把 写成 的,正确写法是 。
题型三 椭圆与双曲线的顶点斜率积
【解题技巧】统一设 且 ,把 写成 。代入韦达后含 的项整体约掉,得 :椭圆取正、双曲线取负。令它等于题给的 解出 ,定点为 。
【教学提醒】把 的展开整行写在黑板上,单独标出中间项 ,再代入韦达,让学生看见 项如何与分母的 抵消。三题依次是椭圆正号、椭圆取 给 、双曲线负号;把三行的最终式并排写成 、、,符号差别可以直接对照。第三题补一句双曲线 时直线平行渐近线、只有一个交点,把判别式约束接回来。
【典例3-1】(原创改编)
已知椭圆 ,右顶点为 , 是椭圆上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
解析:设 且 (否则直线过 , 无定义)。椭圆写成 ,代入得 。记 ,则 、。
,代入韦达,分子中的 项合并为 ,与 相加得 。
故 , 被约掉。令 ,得 ,即 ,故 恒过 。
核对:取 ,直线 ,联立得 ,判别式 ;由 代回 ,与题设一致。定点 在椭圆外,只有 的直线才与椭圆相交,这与「恒过定点」不矛盾。
参考答案:定点为
【学情易错提醒】展开 时中间项的系数 容易漏掉 ;漏掉之后分母不含 ,结论会变成「斜率积随 变化」,与题设矛盾。另需先写 ,否则 落在直线上、斜率无定义。还有把 与 约成 的,漏了 因子。
【变式3-1】
已知椭圆 ,右顶点为 , 是椭圆上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
解析:椭圆写成 ,设 (),代入得 。与典例3-1 同法整理,。
令其等于 :,得 ,故 恒过原点,即 是中心弦。
此时 (、)。一般地椭圆上 与「 过中心」互为充要。
核对:取 ,直线 ,代入椭圆得 ,两根互为相反数, 关于原点对称;由 得 ,与题设一致。
参考答案:定点为原点
【学情易错提醒】把 里的 取反(写成 )会解出别的 ; 是 的分母、 是 的分母,按位置认而不按数值大小认。另有把「过中心」直接当结论抄上去而不解 的,解析里须给出 的方程与解。
【变式3-2】
已知双曲线 ,右顶点为 , 是双曲线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
解析:双曲线写成 ,设 (),代入得 。同法整理得 ,比椭圆情形多一个负号,来自 项系数为负。
令 ,得 ,即 ,故 恒过 。
核对:取 ,直线 ,联立得 ,判别式 ;由 得 ,与题设一致。
双曲线在 时二次项为零,方程退化为一次式,此时只有一个交点即直线平行于渐近线,不成弦;取 核对时避开这两个值。
参考答案:定点为
【学情易错提醒】套用椭圆的 而忘记加负号,会解出 一类位置;判断口径是把标准式里 的系数取作 。另有忽略 的退化情形,把只有一个交点的直线也当成弦。
题型四 斜率互为相反数与所求定点
【解题技巧】 的分子是 。椭圆代入韦达后分子 ,抛物线 代入后分子 。已知过 求 时解 ,已知 求 所过的点时解 。由斜率和反推定点须先排除 的竖直弦。
【教学提醒】把「已知 求 」与「已知 求 」两栏并排写在黑板上,中间只隔一个式子 ,学生才看得见两问是同一个方程的两种用法。抛物线一栏单独写 ,把 与椭圆的 并列,说明差别来自联立后二次项恒为 。第三题先问「若不加不垂直于 轴会怎样」,再让一名学生举出 的竖直弦 与 ,用两条不过同一点的直线把必要性讲实,比直接给结论有效。
【典例4-1】(原创改编)
已知椭圆 ,过点 的动直线与椭圆交于 两点。求 轴上一点 ,使 对任意这样的直线都成立。
解析:设 ,直线 (过 )。椭圆写成 ,代入得 ,故 、。
的分子为 。
要使它对任意 为零,须 ,即 ;此时 。
核对:取 ,直线 ,方程 的两根代入直接算得 ;取 同样为零。 对应竖直弦 ,此时 ,斜和本来就是 ,与 无关;这族直线也过 ,不影响 的结论。
参考答案:
【学情易错提醒】设直线写成 会把竖直弦 漏掉,虽然本题它不改变结论,解析里仍应说明 已把它收进设法。另一类失误是把分子里的 写成 之后又代入 ,算出 无解;本题 由题设固定,不能改。
【变式4-1】
已知抛物线 ,过点 的动直线与抛物线交于 两点。求 轴上一点 ,使 对任意这样的直线都成立。
解析:设 ,直线 ,代入 得 ,故 、。
的分子为 。令其对任意 为零,得 ,即 。
对照椭圆情形的 ,抛物线给的是 ;本题 故 。两条分子式分别为 与 ,形式不同,须各自联立一次。
核对:取 , 的两根为 ,端点代入 ;取 同样为零。
参考答案:
【学情易错提醒】把椭圆的 直接搬过来会得到 一类错误值;抛物线的分子是 ,须重新联立。另有把 写成 的,符号错会让 变成 。
【变式4-2】
已知椭圆 ,点 , 是椭圆上两点,满足 ,且直线 不垂直于 轴。证明 恒过定点,并求该定点。
解析:设 且 。椭圆写成 ,代入得 ,故 、。
的分子为 。
由 且 得 ,即 ,故 恒过 ;核对 。
题面「不垂直于 轴」即 。若 ,竖直弦 使 ,斜和对任意 都为零,例如 与 都满足条件却不过同一点,故这一条件不可省。核对 :直线 ,联立 ,判别式 ,两根代入斜和为零。
参考答案:定点为
【学情易错提醒】漏掉「 不垂直于 轴」而直接由斜和解 ,会把 的一族竖直弦也算进来,得出「不存在定点」的结论。另一个陷阱是把 化简成 ,符号错会让 。
第四部分 练·分层小训练
一、基础小练(20 分钟)
1.(单选)已知椭圆 ,直线 ( 为任意实数)恒过定点 ,则 与椭圆的位置关系是( )
A.在椭圆外 B.在椭圆上
C.在椭圆内 D.由 决定
解析:按 整理得 ;联立 与 ,两式相减得 ,回代得 ,即 。
把 代入椭圆左端:,故 在椭圆外。定点由两个括号同时为零确定,与 无关。
参考答案:A
2.(单选)抛物线 上异于原点的两点 满足 ,则直线 恒过定点( )
A. B.
C. D.
解析:设 ,代入得 ,。由 得 。
令 并舍去 (一个端点与 重合),得 ,定点 。 与 分别对应 、,代入得 ,都不满足垂直。
参考答案:A
3.(单选)椭圆 的右顶点为 , 在椭圆上且 ,则 恒过定点( )
A. B.
C. D.
解析:设 ,由韦达整理得 ,与 无关。
令 ,得 ,即 ,定点 。 给 、 给 、 给 ,都不等于 。
参考答案:A
4.(单选)抛物线 上异于原点的两点 满足 ,则直线 恒过定点( )
A. B.
C. D.
解析:设 ,代入得 ,。由 得 。
令 并舍去 ,得 ,定点 。开口向下时定点在 轴负半轴, 是开口向上 的答案。
参考答案:A
5.(多选)关于抛物线 上异于原点的两点 与直线 ,下列说法正确的是( )
A.若 ,则 过定点 B.若 ,则 过定点
C.若 ,则 过定点 D.若 ,则 过定点
解析:设 ,则 、,即 。
A: 给 ,正确;B: 给 ,正确;C: 给 ,正确。
D: 给 ,定点应为 ,故 D 错误。三项正确的定点都随 反号而变, 时定点落在 轴负半轴。
参考答案:ABC
6.(填空)抛物线 与过点 的直线交于 两点。若 轴上一点 使 对任意这样的直线成立,则 的坐标为______。
解析:设 、,代入得 ,、。
的分子为 。令其对任意 为零得 ,即 。
参考答案:
7.(解答)已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。(1)证明直线 恒过定点 ,并求 的坐标;(2)求 ,并写出 的方程(用参数 表示)。
解析:设 、,。由 得 。
设 ,代入 得 ,,故 ,与 无关, 恒过 。
核对:取 ,直线 给出端点 与 ,。 对应一个端点与 重合,舍去。
(2);把 代回所设直线, 的方程为 ( 为任意实数)。判别式 恒成立,故每个 都给出两个交点。
参考答案:(1);(2),
二、培优小练(15 分钟)
8.(单选)椭圆 上两点 与点 满足 ,且 不垂直于 轴,则 恒过定点( )
A. B.
C. D.
解析:设 (),由韦达代入, 的分子 ,本题 、。
由 得 ,定点 。 给 、 给 、 给 ,都不满足斜和为零。 还使直线过 外很远的位置,与椭圆不相交。
参考答案:A
9.(单选)抛物线 上异于原点的两点 满足 ,则直线 恒过定点( )
A. B.
C. D.
解析:设 ,则 、。
令 得 ,定点 。 给 (即 ), 给 , 给 ,都与题设的 不符。
参考答案:A
10.(多选)椭圆 的右顶点为 , 在椭圆上,下列判断正确的是( )
A.若 ,则 过原点 B.若 过 ,则
C.若 ,则 过 D.若 过原点,则
解析:设 ,由韦达整理得 ,与 无关。
A: 即 ,代入得 ,,正确;D 是 A 的逆, 给 ,即 ,正确。
B: 给 ,即 ,不是 ,错误。C: 给 ,,正确。
参考答案:ACD
11.(填空)抛物线 上两点 满足 ,则直线 恒过定点______。
解析:设 ,则 ,。
令 ,即 ,判别式为零只给出一个 ,故 恒过 。
核对: 给 ,。若把常数换成 一类数值,方程会有两个不同实根,对应两族直线与两个定点。
参考答案:
12.(解答)已知椭圆 ,右顶点为 。(1) 是椭圆上异于 的两点,且 ,证明 恒过定点并求之;(2)点 , 在椭圆上满足 且 不垂直于 轴,证明 恒过定点并求之;(3)「 不垂直于 轴」这一条件在第(1)问是否必要?说明理由。
解析:椭圆写成 ,设 ,代入得 。记 ,则 、。
(1),故 。令 ,得 ,即 , 恒过 。此时判别式 要求 , 的竖直线 与椭圆没有交点。
(2) 的分子为 。由 得 ,即 , 恒过 ;核对 。
(3)第(1)问不必要,第(2)问必要。竖直弦写成 、端点 与 ,此时 ,不可能等于正数 ,故第(1)问的条件自动满足;而 对任意 恒成立, 与 都满足却不过同一点,第(2)问必须排除。
核对:第(2)问取 ,直线 ,联立 ,判别式 ,两根代入斜和为零;第(1)问取 ,直线 ,判别式 ,两根代入 。
两问的定点关系也可复核:第(1)问 时判别式为 ,须 ,故竖直线 与椭圆没有交点;第(2)问 时判别式为 恒成立,每个 都给出两个交点,其中 就是被题面排除的竖直弦 。两条判别式只差常数项,来自 中 的取值。
把两问并排看:第(1)问由 解出 ,第(2)问由 与 解出 ,两条直线族都过 轴上的定点却不重合;条件一个是斜率之积、一个是斜率之和,落到同一条分子式上时分别取 与 两个不同的量。
参考答案:(1);(2);(3)第(1)问不必要、第(2)问必要,理由见解析
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微专题:圆锥曲线定点问题
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北师大版(2019)选择性必修第一册·第二章 圆锥曲线 | 定位:课后微拓展
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第一部分 明·模型定位
教材位置:本专题接着弦长与面积的计算。那一类题把联立与韦达收成一条通法,本讲把同一条通法的落点换成「一族直线共有的点」:目标不再是某个数值,而是与参数无关的一个坐标。教材在直线与圆锥曲线一节给出的联立法在这里承担新的任务——把题设条件(垂直、斜率之积、斜率之和、数量积)译成韦达式,若化简后含参数 的项被约掉,剩下的 就是定点。全讲按四个层级展开:先把含参直线整理成参数分离式,再依次处理抛物线、椭圆与双曲线上的垂直或斜率条件,最后由「斜率互为相反数」反求使条件恒成立的定点。
考查形式:近五年全国卷与新高考卷中,「证明直线过定点」稳居解析几何解答题第(2)问的高频位置;小题多考「由条件求定点坐标」或「判断定点与曲线的位置关系」。抛物线以 与 最集中,椭圆与双曲线以顶点出发的斜率之积最集中。定点与定值是一组相邻考法,本讲只处理「点」,证明某个量为常数、判断是否存在这样的直线,另作专门处理。
第二部分 记·模型与结论
一、参数分离:定点问题的落笔第一步
把含参数 的直线方程整理成 。若它对任意 都表示同一族直线共有的点,两个括号须同时为零,解 与 即得定点。常见设法 中 可写成 ,定点为 ; 中 可写成 ,定点为 。参数以 、 等整体出现时,仍按一个独立参数分组,不必拆成两项。
分离之后要把定点代回原方程核对一次,展开时的常数项符号最容易在这一步被发现。参数分离本身只用到一次方程组,但它是后面三型共同的收尾:条件解出的 (或 )若与 无关,直线族就写成 或 ,定点随之落定。
二、抛物线:把垂直译成
对 ,设 ,联立得 ,故 、。由 得 ;又 。两个式子都只含 ,不含 。
给 ,即 恒过 ;一般地 给 。开口向上或向下的 改设 ,同法得 时 过 。数量积取一般常数时会解出两个 ,对应两族直线,须分别写出定点;取 一类使判别式为零的值才只剩一个。
三、椭圆与双曲线:顶点斜率积与 无关
设曲线为 (椭圆取正、双曲线取负),右顶点 ,直线 且 。记 ,韦达给 、。把 展开成 ,代入后恰化为 , 被约掉。
正号对应椭圆、负号对应双曲线。令 即可解出 ,与 无关,故 恒过 。椭圆上取 时 , 是过中心的弦;双曲线上取 时 。 时直线过 本身、 无定义,须在设线时排除;双曲线还要避开 (直线平行于渐近线,只有一个交点)。
四、斜率互为相反数:反求使条件恒成立的定点
设 、直线 。 的分子是 。椭圆代入韦达后化为 ,抛物线 代入后化为 ,都只在 的一次项上出现。
前者给 (已知过 求 ),后者给 (抛物线 )。反过来,已知 则由 或 定出 所过的定点。两类问题共用同一条分子式,只是已知量与未知量对调。 是竖直弦,此时 使斜率和恒为零、与 无关;由斜率和反推定点时须先排除这一族,否则会得出「直线族不共点」的结论。
五、完整流程与四类退化
落笔分五步:按曲线开口或定点位置选 还是 ;联立写成一元二次式并记下二次项系数与两根之和、之积;把条件译成关于 的代数式;代入韦达、化简并确认含 的项被约掉;解出 (或 )后写出定点,再取一个具体 回代用端点坐标核对。
四类退化要逐一处理: 或 使一个端点与原点重合,零向量不构成垂直; 使直线过顶点 、斜率无定义; 使竖直弦的斜率和恒为零; 与二次项非零才保证两个交点,定点落在曲线外时并非所有过它的直线都成弦。弦长与面积算的是 与 ,本讲算的是 ;两者共用联立与韦达,但目标量不同,不要在定点题里顺手展开面积。
第三部分 破·典型题型
题型一 含参直线系的参数分离
【解题技巧】把方程按参数整理成 ,令两个括号同时为零。 里 给 , 里 给 。参数是 时按一个整体分组,不要拆成两项;解完把定点代回原方程核对一次,常数项符号在这一步最容易查出来。
【典例1-1】(原创改编)
已知抛物线 ,对任意实数 ,直线 。(1)证明 恒过定点 ,并求 的坐标;(2)判断 是否在该抛物线上。
【变式1-1】
已知抛物线 ,直线 ( 为任意实数)。(1)求 恒过的定点 ;(2)求 使 过原点;(3)判断 是否在该抛物线上。
【变式1-2】
已知椭圆 ,对任意实数 ,直线 。(1)求 恒过的定点 ;(2)判断 与椭圆的位置关系,并说明 与椭圆的交点个数。
题型二 抛物线上的垂直与斜率积
【解题技巧】开口向右或向左用 ,开口向上或向下用 。把条件译成 (或 )的一个数值,再与韦达给出的 (或 )比较,解出的 (或 )与 无关即为定点。垂直条件解出两个根时,先查有没有一个端点落在原点,有则舍去。
【典例2-1】(原创改编)
已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
【变式2-1】
已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
【变式2-2】
已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
题型三 椭圆与双曲线的顶点斜率积
【解题技巧】统一设 且 ,把 写成 。代入韦达后含 的项整体约掉,得 :椭圆取正、双曲线取负。令它等于题给的 解出 ,定点为 。
【典例3-1】(原创改编)
已知椭圆 ,右顶点为 , 是椭圆上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
【变式3-1】
已知椭圆 ,右顶点为 , 是椭圆上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
【变式3-2】
已知双曲线 ,右顶点为 , 是双曲线上异于 的两点,且 。证明直线 恒过定点,并求该定点。
题型四 斜率互为相反数与所求定点
【解题技巧】 的分子是 。椭圆代入韦达后分子 ,抛物线 代入后分子 。已知过 求 时解 ,已知 求 所过的点时解 。由斜率和反推定点须先排除 的竖直弦。
【典例4-1】(原创改编)
已知椭圆 ,过点 的动直线与椭圆交于 两点。求 轴上一点 ,使 对任意这样的直线都成立。
【变式4-1】
已知抛物线 ,过点 的动直线与抛物线交于 两点。求 轴上一点 ,使 对任意这样的直线都成立。
【变式4-2】
已知椭圆 ,点 , 是椭圆上两点,满足 ,且直线 不垂直于 轴。证明 恒过定点,并求该定点。
第四部分 练·分层小训练
一、基础小练(20 分钟)
1.(单选)已知椭圆 ,直线 ( 为任意实数)恒过定点 ,则 与椭圆的位置关系是( )
A.在椭圆外 B.在椭圆上
C.在椭圆内 D.由 决定
2.(单选)抛物线 上异于原点的两点 满足 ,则直线 恒过定点( )
A. B.
C. D.
3.(单选)椭圆 的右顶点为 , 在椭圆上且 ,则 恒过定点( )
A. B.
C. D.
4.(单选)抛物线 上异于原点的两点 满足 ,则直线 恒过定点( )
A. B.
C. D.
5.(多选)关于抛物线 上异于原点的两点 与直线 ,下列说法正确的是( )
A.若 ,则 过定点 B.若 ,则 过定点
C.若 ,则 过定点 D.若 ,则 过定点
6.(填空)抛物线 与过点 的直线交于 两点。若 轴上一点 使 对任意这样的直线成立,则 的坐标为______。
7.(解答)已知抛物线 , 为坐标原点, 是抛物线上异于 的两点,且 。(1)证明直线 恒过定点 ,并求 的坐标;(2)求 ,并写出 的方程(用参数 表示)。
二、培优小练(15 分钟)
8.(单选)椭圆 上两点 与点 满足 ,且 不垂直于 轴,则 恒过定点( )
A. B.
C. D.
9.(单选)抛物线 上异于原点的两点 满足 ,则直线 恒过定点( )
A. B.
C. D.
10.(多选)椭圆 的右顶点为 , 在椭圆上,下列判断正确的是( )
A.若 ,则 过原点 B.若 过 ,则
C.若 ,则 过 D.若 过原点,则
11.(填空)抛物线 上两点 满足 ,则直线 恒过定点______。
12.(解答)已知椭圆 ,右顶点为 。(1) 是椭圆上异于 的两点,且 ,证明 恒过定点并求之;(2)点 , 在椭圆上满足 且 不垂直于 轴,证明 恒过定点并求之;(3)「 不垂直于 轴」这一条件在第(1)问是否必要?说明理由。
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