届高三第一轮复习专题训练之圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型
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圆锥曲线中的定点定值问题的四种经典模型定点问题是常见的出题形式,化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量。
直线过定点问题通法,是设出直线方程,通过韦达定理和已知条件找出k 和m 的一次函数关系式,代入直线方程即可。
技巧在于:设哪一条直线?如何转化题目条件?圆锥曲线是一种很有趣的载体,自身存在很多性质,这些性质往往成为出题老师的参考。
如果大家能够熟识这些常见的结论,那么解题必然会事半功倍。
下面总结圆锥曲线中几种常见的几种定点模型:模型一:“手电筒”模型例题、已知椭圆C :13422=+y x 若直线m kx y l +=:与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点。
求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标。
解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由223412y kx m x y =+⎧⎨+=⎩得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=, 22226416(34)(3)0m k k m ∆=-+->,22340k m +->212122284(3),3434mk m x x x x k k -+=-⋅=++22221212121223(4)()()()34m k y y kx m kx m k x x mk x x m k-⋅=+⋅+=+++=+ 以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(2,0),D 且1AD BD k k ⋅=-, 1212122y yx x ∴⋅=---,1212122()40y y x x x x +-++=, 2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k --+++=+++,整理得:2271640m mk k ++=,解得:1222,7k m k m =-=-,且满足22340k m +-> 当2m k =-时,:(2)l y k x =-,直线过定点(2,0),与已知矛盾;当27k m =-时,2:()7l y k x =-,直线过定点2(,0)7综上可知,直线l 过定点,定点坐标为2(,0).7◆方法总结:本题为“弦对定点张直角”的一个例子:圆锥曲线如椭圆上任意一点P 做相互垂直的直线交圆锥曲线于AB ,则AB 必过定点))(,)((2222022220ba b a y b a b a x +-+-。
圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型Last revision on 21 December 2020圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型定点问题是常见的出题形式,化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量。
直线过定点问题通法,是设出直线方程,通过韦达定理和已知条件找出k 和m 的一次函数关系式,代入直线方程即可。
技巧在于:设哪一条直线如何转化题目条件圆锥曲线是一种很有趣的载体,自身存在很多性质,这些性质往往成为出题老师的参考。
如果能够熟识这些常见的结论,那么解题必然会事半功倍。
下面总结圆锥曲线中几种常见的几种定点模型:模型一:“手电筒”模型例题、已知椭圆C :13422=+y x 若直线m kx y l +=:与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点。
求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标。
解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由223412y kx m x y =+⎧⎨+=⎩得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=, 22226416(34)(3)0m k k m ∆=-+->,22340k m +->以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(2,0),D 且1AD BD k k ⋅=-, 1212122y yx x ∴⋅=---,1212122()40y y x x x x +-++=, 2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k--+++=+++, 整理得:2271640m mk k ++=,解得:1222,7km k m =-=-,且满足22340k m +-> 当2m k =-时,:(2)l y k x =-,直线过定点(2,0),与已知矛盾;当27k m =-时,2:()7l y k x =-,直线过定点2(,0)7综上可知,直线l 过定点,定点坐标为2(,0).7◆方法总结:本题为“弦对定点张直角”的一个例子:圆锥曲线如椭圆上任意一点P做相互垂直的直线交圆锥曲线于AB ,则AB 必过定点))(,)((2222022220b a b a y b a b a x +-+-。
圆锥曲线的定值问题题型一 长度或距离为定值【例1】 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的上顶点A 与左、右焦点F 1,F 2构成一个面积为1的直角三角形. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 与椭圆C 相切,求证:点F 1,F 2到直线l 的距离之积为定值.(1)解 ∵椭圆C 的上顶点A 与左、右焦点F 1,F 2构成一个面积为1的直角三角形,∴⎩⎪⎨⎪⎧b =c ,bc =1, ∴b =c =1, ∴a 2=b 2+c 2=2,∴椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)证明 ①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =±2, 点F 1,F 2到直线l 的距离之积为(2-1)(2+1)=1. ②当直线l 的斜率存在时,设其方程为y =kx +m , 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 22+y 2=1得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0,Δ=(4km )2-4(1+2k 2)(2m 2-2)=-8(m 2-2k 2-1)=0, ∴m 2=1+2k 2,点F 1到直线l :y =kx +m 的距离d 1=|-k +m |k 2+1,点F 2到直线l :y =kx +m 的距离d 2=|k +m |k 2+1.∴d 1d 2=|-k +m |k 2+1·|k +m |k 2+1=|m 2-k 2|k 2+1=|2k 2+1-k 2|k 2+1=1.综上,可知当直线l 与椭圆C 相切时,点F 1,F 2到直线l 的距离之积为定值1.感悟升华 圆锥曲线中的定值问题通常是通过设参数或取特殊值来确定“定值”是多少,或者将该问题涉及的几何式转化为代数式或三角问题,证明该式是恒定的.定值问题同证明问题类似,在求定值之前已知该值的结果,因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定值显现.【训练1】 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1.设椭圆C 2:4x 2+y 2=1.若M ,N 分别是C 1,C 2上的动点,且OM ⊥ON ,求证:O 到直线MN 的距离是定值. 证明 当直线ON 垂直于x 轴时,|ON |=1,|OM |=22,则O 到直线MN 的距离为33, 当直线ON 不垂直于x 轴时,设直线ON 的方程为y =kx ⎝⎛⎭⎫显然|k |>22,则直线OM 的方程为y =-1kx ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,4x 2+y 2=1,得⎩⎨⎧x 2=14+k 2,y 2=k24+k 2,所以|ON |2=1+k 24+k 2,同理|OM |2=1+k 22k 2-1, 设O 到直线MN 的距离为d ,因为(|OM |2+|ON |2)d 2=|OM |2|ON |2, 所以1d 2=1|OM |2+1|ON |2=3k 2+3k 2+1=3,即d =33.综上,O 到直线MN 的距离是定值. 题型二 斜率或其表达式为定值【例2】 (2020·兰州诊断)如图,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点A (0,-1)且离心率为22.(1)求椭圆E 的方程;(2)经过点(1,1),且斜率为k 的直线与椭圆E 交于不同的两点P ,Q (均异于点A ),证明:直线AP 与AQ 的斜率之和为定值.(1)解 由题设知c a =22,b =1,结合a 2=b 2+c 2,解得a =2,所以椭圆E 的方程为x 22+y 2=1.(2)证明 由题设知,直线PQ 的方程为y =k (x -1)+1(k ≠2),代入x 22+y 2=1,得(1+2k 2)x 2-4k (k -1)x +2k (k -2)=0, 由已知Δ>0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), x 1x 2≠0,则x 1+x 2=4k (k -1)1+2k 2,x 1x 2=2k (k -2)1+2k 2, 从而直线AP ,AQ 的斜率之和为k AP +k AQ =y 1+1x 1+y 2+1x 2=kx 1+2-k x 1+kx 2+2-kx 2=2k +(2-k )⎝⎛⎭⎫1x 1+1x 2=2k +(2-k )x 1+x 2x 1x 2=2k +(2-k )4k (k -1)2k (k -2)=2k -2(k -1)=2(即为定值).【训练2】 (2021·大同模拟)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A ,B ,已知|AB |=4,且点⎝⎛⎭⎫e ,345在椭圆上,其中e 是椭圆的离心率.(1)求椭圆C 的方程;(2)设P 是椭圆C 上异于A ,B 的点,与x 轴垂直的直线l 分别交直线AP ,BP 于点M ,N ,求证:直线AN 与直线BM 的斜率之积是定值. (1)解 ∵|AB |=4,∴2a =4,∴a =2, 又点⎝⎛⎭⎫e ,354在椭圆上,∴e 24+4516b2=1, 又b 2+c 2=a 2=4,联立方程组解得b 2=3, ∴椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)证明 设点P 的坐标为(s ,t ),点M ,N 的横坐标为m (m ≠±2), 则直线AP 的方程为y =t s +2(x +2),故M ⎝⎛⎭⎫m ,ts +2(m +2),故直线BM 的斜率k 1=t (m +2)(s +2)(m -2),同理可得直线AN 的斜率k 2=t (m -2)(s -2)(m +2),故k 1k 2=t (m +2)(s +2)(m -2)×t (m -2)(s -2)(m +2)=t 2s 2-4,又点P 在椭圆上,∴s 24+t 23=1,∴t 2=-34(s 2-4),∴k 1k 2=-34(s 2-4)s 2-4=-34.即直线AN 与直线BM 的斜率之积为定值.题型三 几何图形面积为定值【例3】 (2021·昆明诊断)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e ,点(1,e )在椭圆E上,点A (a,0),B (0,b ),△AOB 的面积为32,O 为坐标原点.(1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线l 交椭圆E 于M ,N 两点,直线OM 的斜率为k 1,直线ON 的斜率为k 2,且k 1k 2=-19,证明:△OMN 的面积是定值,并求此定值.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧1a 2+e 2b 2=1,e =ca ,c 2=a 2-b 2,得b =1.又S △AOB =12ab =32,得a =3.所以椭圆E 的标准方程为x 29+y 2=1.(2)当直线l 的斜率不存在时,设直线l :x =t (-3<t <3且t ≠0), 由⎩⎪⎨⎪⎧x 29+y 2=1,x =t ,得y 2=1-t 29,则k 1k 2=1-t 29t×-1-t 29t=-1-t 29t 2=-19,解得t 2=92.所以S △OMN =12×2×1-t 29×|t |=32.当直线l 的斜率存在时,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线l :y =kx +m (m ≠0), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 29+y 2=1消去y 并整理,得(9k 2+1)x 2+18kmx +9m 2-9=0. Δ=(18km )2-4(9k 2+1)(9m 2-9)=36(9k 2-m 2+1)>0, x 1+x 2=-18km9k 2+1,x 1x 2=9m 2-99k 2+1,k 1k 2=y 1x 1×y 2x 2=(kx 1+m )(kx 2+m )x 1x 2=-9k 2+m 29m 2-9=-19, 化简得9k 2+1=2m 2,满足Δ>0.|MN |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=1+k 2·⎝⎛⎭⎫-18km 9k 2+12-4·9m 2-99k 2+1=61+k 2·9k 2-m 2+19k 2+1.又原点O 到直线l 的距离d =|m |1+k 2, 所以S △OMN =12×|MN |×d=31+k 2·9k 2-m 2+19k 2+1×|m |1+k 2=3|m |2m 2-m 22m 2=32.综上可知,△OMN 的面积为定值32.感悟升华 探求圆锥曲线中几何图形的面积的定值问题,一般用直接求解法,即可先利用三角形面积公式(如果是其他凸多边形,可分割成若干个三角形分别求解)把要探求的几何图形的面积表示出来,然后利用题中的条件得到几何图形的面积表达式中的相关量之间的关系式,把这个关系式代入几何图形的面积表达式中,化简即可.【训练3】 已知点F (0,2),过点P (0,-2)且与y 轴垂直的直线为l 1,l 2⊥x 轴,交l 1于点N ,直线l 垂直平分FN ,交l 2于点M . (1)求点M 的轨迹方程;(2)记点M 的轨迹为曲线E ,直线AB 与曲线E 交于不同两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且x 2-1=x 1+m 2(m 为常数),直线l ′与AB 平行,且与曲线E 相切,切点为C ,试问△ABC 的面积是否为定值.若为定值,求出△ABC 的面积;若不是定值,说明理由.解 (1)由题意得|FM |=|MN |,即动点M 到点F (0,2)的距离和到直线y =-2的距离相等,所以点M 的轨迹是以F (0,2)为焦点,直线y =-2为准线的抛物线,根据抛物线定义可知点M 的轨迹方程为x 2=8y .(2)由题意知,直线AB 的斜率存在,设其方程为y =kx +b ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +b ,x 2=8y 消去x 整理得x 2-8kx -8b =0.则x 1+x 2=8k ,x 1·x 2=-8b .设AB 的中点为Q ,则点Q 的坐标为(4k,4k 2+b ).由条件设切线方程为y =kx +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +t ,x 2=8y 消去y 整理得x 2-8kx -8t =0.∵直线与抛物线相切,∴Δ=64k 2+32t =0,∴t =-2k 2, ∴切点C 的横坐标为4k ,∴点C 的坐标为(4k,2k 2). ∴CQ ⊥x 轴,∵x 2-x 1=m 2+1, ∴(x 2-x 1)2=(x 1+x 2)2-4(-8b ) =64k 2+32b =(m 2+1)2,∴b =(m 2+1)2-64k 232.∴S △ABC =12|CQ |·|x 2-x 1|=12·(2k 2+b )·(x 2-x 1)=(m 2+1)364,∵m 为常数,∴△ABC 的面积为定值.1.(2021·洛阳高三统考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0),其焦点为F ,O 为坐标原点,直线l 与抛物线C 相交于不同的两点A ,B ,M 为AB 的中点. (1)若p =2,M 的坐标为(1,1),求直线l 的方程.(2)若直线l 过焦点F ,AB 的垂直平分线交x 轴于点N ,求证:2|MN |2|FN |为定值.(1)解 由题意知直线l 的斜率存在且不为0, 故设直线l 的方程为x -1=t (y -1) 即x =ty +1-t ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +1-t ,y 2=4x ,得y 2-4ty -4+4t =0, ∴Δ=16t 2+16-16t =16(t 2-t +1)>0,y 1+y 2=4t , ∴4t =2,即t =12.∴直线l 的方程为2x -y -1=0.(2)证明 ∵抛物线C :y 2=2px (p >0),∴焦点F 的坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0. 由题意知直线l 的斜率存在且不为0,∵直线l 过焦点F ,故设直线l 的方程为x =ty +p2(t ≠0),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x =ty +p 2y 2=2px,得y 2-2pty -p 2=0, ∴y 1+y 2=2pt ,Δ=4p 2t 2+4p 2>0. ∴x 1+x 2=t (y 1+y 2)+p =2pt 2+p , ∴M ⎝⎛⎭⎫pt 2+p2,pt .∴MN 的方程为y -pt =-t ⎝⎛⎭⎫x -pt 2-p2. 令y =0,解得x =pt 2+3p2,N ⎝⎛⎭⎫pt 2+3p 2,0, ∴|MN |2=p 2+p 2t 2,|FN |=pt 2+3p 2-p2=pt 2+p , ∴2|MN |2|FN |=2(p 2+p 2t 2)pt 2+p=2p ,为定值.2.(2020·新高考山东卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,且过点A (2,1).(1)求C 的方程;(2)点M ,N 在C 上,且AM ⊥AN ,AD ⊥MN ,D 为垂足.证明:存在定点Q ,使得|DQ |为定值.(1)解 由题设得4a 2+1b 2=1, a 2-b 2a 2=12,解得a 2=6,b 2=3. 所以C 的方程为x 26+y 23=1.(2)证明 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2). 若直线MN 与x 轴不垂直,设直线MN 的方程为y =kx +m ,代入x 26+y 23=1,得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-6=0. 于是x 1+x 2=-4km1+2k 2,x 1x 2=2m 2-61+2k 2.①由AM ⊥AN ,得AM →·AN →=0, 故(x 1-2)(x 2-2)+(y 1-1)(y 2-1)=0,整理得(k 2+1)x 1x 2+(km -k -2)(x 1+x 2)+(m -1)2+4=0. 将①代入上式,可得(k 2+1)2m 2-61+2k 2-(km -k -2)4km1+2k 2+(m -1)2+4=0, 整理得(2k +3m +1)(2k +m -1)=0. 因为A (2,1)不在直线MN 上,所以2k +m -1≠0,所以2k +3m +1=0,k ≠1. 所以直线MN 的方程为y =k ⎝⎛⎭⎫x -23-13(k ≠1). 所以直线MN 过点P ⎝⎛⎭⎫23,-13. 若直线MN 与x 轴垂直,可得N (x 1,-y 1).由AM →·AN →=0,得(x 1-2)(x 1-2)+(y 1-1)(-y 1-1)=0.又x 216+y 213=1,所以3x 21-8x 1+4=0. 解得x 1=2(舍去),或x 1=23.此时直线MN 过点P ⎝⎛⎭⎫23,-13. 令Q 为AP 的中点,即Q ⎝⎛⎭⎫43,13.若D 与P 不重合,则由题设知AP 是Rt △ADP 的斜边, 故|DQ |=12|AP |=223.若D 与P 重合,则|DQ |=12|AP |.综上,存在点Q ⎝⎛⎭⎫43,13,使得|DQ |为定值.。
第09讲 圆锥曲线中的定点、定值问题考点25 直接推理法求定点【常用方法】直接推理法求定点的一般步骤(1)一选(设参):选择变量,定点问题中的定点,不随某一个量的变化而变化,可选择这个量为变量(有时可选择两个变量,如点的坐标、斜率、截距等,然后利用其他辅助条件消去其中之一).(2)二求(用参):求出定点所满足的方程,即把需要证明为定点的问题表示成关于上述变量的方程. (3)三定点(消参):对上述方程进行必要的化简,即可得到定点坐标. 【典例分析25】1、已知椭圆x 2a 2 +y 2b 2 =1(a >b >0)的离心率为32 ,F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,点P 为椭圆上一点,△F 1PF 2面积的最大值为3 .(1)求椭圆C 的方程;(2)过点A (4,0)作关于x 轴对称的两条不同的直线l 1和l 2,l 1交椭圆于M (x 1,y 1),l 2交椭圆于N (x 1,y 2),且x 1≠x 2,证明直线MN 过定点,并求出该定点坐标.考点26 逆推法求定点【常用方法】证明直线或曲线过某一定点(定点坐标已知),可把要证明的结论当条件,逆推上去,若得到使已知条件成立的结论,则证明了直线或曲线过定点. 【典例分析26】2、设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :x 22 +y 2=1上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足NP →=2 NM → .(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线x =-3上,且OP → ·PQ →=1.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F .3、如图,已知椭圆C :x 2a 2+y 2=1的上顶点为A ,右焦点为F ,直线AF 与圆M :x 2+y 2-6x -2y +7=0相切,其中a >1.(1)求椭圆的方程;(2)不过点A 的动直线l 与椭圆C 相交于P ,Q 两点,且AP ⊥AQ ,证明:动直线l 过定点,并且求出该定点坐标.考点27 变量法求定值【常用方法】求解定值问题常用的方法(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. 【典例分析27】1、已知椭圆C :x 2a 2 +y 2b 2 =1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,左顶点为A ,离心率为12 ,点D )23,1(是椭圆C 上一点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线l 过椭圆C 的右焦点F 2且与椭圆交于P ,Q 两点,直线AP ,AQ 与直线x =4分别交于点M ,N .求证:M ,N 两点的纵坐标之积为定值.2、已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),过椭圆左焦点F 的直线x -43y +3=0与椭圆C 在第一象限交于点M ,三角形MFO 的面积为34. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点M 作直线l 垂直于x 轴,直线MA 、MB 交椭圆分别于A 、B 两点,且两直线关于直线l 对称,求证:直线AB 的斜率为定值.。
圆锥曲线定点定值及其他常用结论一、直线过定点问题过定点模型:是圆锥曲线上的两动点,是一定点,其中分别为的倾斜角,则有下面的结论:、为定值直线恒过定点;、为定值直线恒过定点;、直线恒过定点.方法:要证明直线过定点,只需要找到与之间的关系即可.确定定点,可以证明任意两个斜率相等即可.二、定值问题基本思路:转化为与两点相关的斜率与的关系式的关系式代数式形式的定值(多个参数)结论:①若代数式表达式结果为分式,且为定值,则系数对应成比例;形如,若,则该式为定值,与无关;(注意是变量,具有任意性,是主元)②若代数式表达式结果为整式,则无关参数的系数为0.例如:,当即时,该式为定值与无关. (注意是变量,具有任意性,是主元)三、椭圆经典结论1、过椭圆(上任一点任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于两点,则直线有定向且(常数).(求偏导可得到)(类似结论适合于双曲线,抛物线)2、设椭圆()的两个焦点为(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在中,记,,,则有.3. 椭圆与直线有公共点的充要条件是4.已知椭圆(),为坐标原点,为椭圆上两动点,且.(对原点张直角)1); 2)的最大值为; 3)的最小值是.4)直线PQ必经过一个定点;5)点到直线的距离为定值:.5 . 过椭圆()的右焦点作直线交椭圆于两点,弦的垂直平分线交轴于,则.类比.过双曲线(a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则.6.设椭圆(a>b>0),M(m,0)或(0,m)为其对称轴上除中心,顶点外的任一点,过M引一条直线与椭圆相交于P、Q两点,则直线AP、AQ(AA为对称轴上的两顶点)的交点N在直线:(或)上.(用极点与极线直接写出来)7、椭圆中的过定点模型:是椭圆上异于的两动点,其中分别为的倾斜角,则可以得到下面几个充要的结论:(手电筒模型)直线恒过定点类比.给定双曲线C:,对C上任意给定的点,它的任一直角弦必须经过定点(.8、抛物线中的过定点模型:是抛物线上异于的两动点,其中分别为的倾斜角,则可以得到下面充要的结论:(手电筒模型)直线恒过定点特别地直线恒过定点.9、设点是椭圆()上异于长轴端点的任一点,为其焦点记,则 (1). (2).(双曲线(a>0,b>0)中,,其中θ=∠FPF.)10.椭圆的参数方程是,椭圆上的动点可设对于抛物线上的动点的坐标可设为,(抛物线独有的一点两设)以简化计算.双曲线的方程与渐近线方程的关系(1)若双曲线方程为渐近线方程:.(2)若渐近线方程为双曲线可设为.(3)若双曲线与有公共渐近线,可设为(,焦点在x轴上,,焦点在y轴上)(4).双曲线焦点到渐近线的距离总是.顶点到渐近线的距离为(5).双曲线称为等轴双曲线,其渐近线方程为,离心率.抛物线常用设为过抛物线焦点的弦,,直线的倾斜角为,则1. 2.3. 4. 5 .圆锥曲线的切线问题(用极点与极线直接写出来)(证明需要求偏导)1.过圆C:(x-a)+(y-b)=R上一点P(x,y)的切线方程为(x-a)(x-a)+(y-b)(y-b)=R.2. 若在椭圆上,则以为切点的切线的椭圆的切线方程是.3.若在双曲(a>0,b>0)上,则过的双曲线的切线方程是.4.已知点M(x,y)在抛物线C:y=2px(p≠0)上时,M为切点的切线l:yy=p(x+x).(切点弦结论完全相同,用极点与极线直接写出来)圆锥曲线的中点弦问题(点差法)(广义的垂径定理)(也适合于相切情况)AB 是椭圆的不平行于对称轴的弦,M为AB的中点,则=e-1,即。
圆锥曲线中的定点定值问题的四种经典模型定点问题是常见的出题形式,化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量。
直线过定点问题通法,是设出直线方程,通过韦达定理和已知条件找出k 和m 的一次函数关系式,代入直线方程即可。
技巧在于:设哪一条直线?如何转化题目条件?圆锥曲线是一种很有趣的载体,自身存在很多性质,这些性质往往成为出题老师的参考。
如果大家能够熟识这些常见的结论,那么解题必然会事半功倍。
下面总结圆锥曲线中几种常见的几种定点模型: 模型一:“手电筒”模型例题、已知椭圆C :13422=+y x 若直线m kx y l +=:与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点。
求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标。
解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由223412y kx mx y =+⎧⎨+=⎩得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=, 22226416(34)(3)0m k k m ∆=-+->,22340k m +->212122284(3),3434mk m x x x x k k-+=-⋅=++ 22221212121223(4)()()()34m k y y kx m kx m k x x mk x x m k -⋅=+⋅+=+++=+以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(2,0),D 且1AD BD k k ⋅=-,1212122y yx x ∴⋅=---,1212122()40y y x x x x +-++=, 2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k--+++=+++, 整理得:2271640m mk k ++=,解得:1222,7km k m =-=-,且满足22340k m +-> 当2m k =-时,:(2)l y k x =-,直线过定点(2,0),与已知矛盾; 当27k m =-时,2:()7l y k x =-,直线过定点2(,0)7综上可知,直线l 过定点,定点坐标为2(,0).7◆方法总结:本题为“弦对定点张直角”的一个例子:圆锥曲线如椭圆上任意一点P 做相互垂直的直线交圆锥曲线于AB ,则AB 必过定点))(,)((2222022220ba b a y b a b a x +-+-。
2017届高三第一轮复习专题训练之 圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型定点问题是常见的出题形式,化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量。
直线过定点问题通法,是设出直线方程,通过韦达定理和已知条件找出k 和m 的一次函数关系式,代入直线方程即可。
技巧在于:设哪一条直线?如何转化题目条件?圆锥曲线是一种很有趣的载体,自身存在很多性质,这些性质往往成为出题老师的参考。
如果大家能够熟识这些常见的结论,那么解题必然会事半功倍。
下面总结圆锥曲线中几种常见的几种定点模型:模型一:“手电筒”模型例题、(07山东)已知椭圆C :13422=+y x 若直线m kx y l +=:与椭圆C 相交于A ,B 两点(A ,B 不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点。
求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标。
解:设1122(,),(,)A x y B x y ,由223412y kx m x y =+⎧⎨+=⎩得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=, 22226416(34)(3)0m k k m ∆=-+->,22340k m +->Q 以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(2,0),D 且1AD BD k k ⋅=-,1212122y yx x ∴⋅=---,1212122()40y y x x x x +-++=, 2222223(4)4(3)1640343434m k m mkk k k--+++=+++, 整理得:2271640m mk k ++=,解得:1222,7k m k m =-=-,且满足22340k m +-> 当2m k =-时,:(2)l y k x =-,直线过定点(2,0),与已知矛盾;当27k m =-时,2:()7l y k x =-,直线过定点2(,0)7综上可知,直线l 过定点,定点坐标为2(,0).7◆方法总结:本题为“弦对定点张直角”的一个例子:圆锥曲线如椭圆上任意一点P 做相互垂直的直线交圆锥曲线于AB ,则AB 必过定点))(,)((2222022220ba b a y b a b a x +-+-。
(参考百度文库文章:“圆锥曲线的弦对定点张直角的一组性质”)◆模型拓展:本题还可以拓展为“手电筒”模型:只要任意一个限定AP 与BP 条件(如=•BP AP k k 定值,=+BP AP k k 定值),直线AB 依然会过定点(因为三条直线形似手电筒,固名曰手电筒模型)。
(参考优酷视频资料尼尔森数学第一季第13节)此模型解题步骤:Step1:设AB 直线m kx y +=,联立曲线方程得根与系数关系,∆求出参数范围;Step2:由AP 与BP 关系(如1-=•BP AP k k ),得一次函数)()(k f m m f k ==或者; Step3:将)()(k f m m f k ==或者代入m kx y +=,得定定y x x k y +-=)(。
◆迁移训练练习1:过抛物线M:px y 22=上一点P (1,2)作倾斜角互补的直线PA 与PB ,交M 于A 、B 两点,求证:直线AB 过定点。
(注:本题结论也适用于抛物线与双曲线) 练习2:过抛物线M:x y 42=的顶点任意作两条互相垂直的弦OA 、OB ,求证:直线AB 过定点。
(经典例题,多种解法)练习3:过1222=-y x 上的点作动弦AB 、AC 且3=•AC AB k k ,证明BC 恒过定点。
(本题参考答案:)51,51(-) 练习:4:设A 、B 是轨迹C :22(0)y px P =>上异于原点O 的两个不同点,直线OA 和OB 的倾斜角分别为α和β,当,αβ变化且4παβ+=时,证明直线AB 恒过定点,并求出该定点的坐标。
(参考答案()2,2p p -)【答案】设()()1122,,,A x y B x y ,由题意得12,0x x ≠,又直线OA,OB 的倾斜角,αβ满足4παβ+=,故0,4παβ<<,所以直线AB 的斜率存在,否则,OA,OB 直线的倾斜角之和为π从而设AB 方程为y kx b =+,显然221212,22y y x x p p ==, 将y kx b =+与22(0)y px P =>联立消去x ,得2220ky py pb -+=由韦达定理知121222,p pby y y y k k+=⋅=① 由4παβ+=,得1=tan tan()4παβ=+=tan tan 1tan tan αβαβ+-=122122()4p y y y y p +- 将①式代入上式整理化简可得:212pb pk=-,所以22b p pk =+, 此时,直线AB 的方程可表示为y kx =+22p pk +即()(2)20k x p y p +--=所以直线AB 恒过定点()2,2p p -.练习5:(2013年高考陕西卷(理))已知动圆过定点A (4,0), 且在y 轴上截得的弦MN 的长为8. (Ⅰ)求动圆圆心的轨迹C 的方程;(Ⅱ)已知点B (-1,0), 设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹C 交于不同的两点P , Q , 若x 轴是PBQ ∠的角平分线, 证明直线l 过定点.【答案】解:(Ⅰ) A (4,0),设圆心C (Ⅱ) 点B (-1,0),222121212122118,8,00),,(),,(x y x y y y y y y x Q y x P ==<≠+,由题知设.080)()(88811211221212222112211=+⇒=+++⇒+-=+⇒+-=+⇒y y y y y y y y y y y y x y x y 直线PQ方程为:)8(1)(21121112121y x y y y y x x x x y y y y -+=-⇒---=-所以,直线PQ 过定点(1,0)练习6:已知点()()1,0,1,0,B C P -是平面上一动点,且满足||||PC BC PB CB ⋅=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r(1)求点P 的轨迹C 对应的方程;(2)已知点(,2)A m 在曲线C 上,过点A 作曲线C 的两条弦AD 和AE ,且AD AE ⊥,判断:直线DE 是否过定点?试证明你的结论.【解】(1)设.4,1)1(||||),(222x y x y x CB PB BC PC y x P =+=+-⋅=⋅化简得得代入(5分))不满足题意,定点((过定点直线21).2,5(-∴DE )练习7:已知点A (-1,0),B (1,-1)和抛物线.x y C 4:2=,O 为坐标原点,过点A 的动直线l 交抛物线C 于M 、P ,直线MB 交抛物线C 于另一点Q ,如图.第22题(I )证明: OM OP ⋅u u u u r u u u r为定值;(II )若△POM 的面积为25,求向量OM 与的夹角;(Ⅲ)证明直线PQ 恒过一个定点.解:(I )设点P y y P y y M Θ),,4(),,4(222121、M 、A 三点共线, (II)设∠POM =α,则.5cos ||||=⋅⋅αOP OM.5sin ||||,25=⋅⋅∴=∆αOP OM S ROM Θ由此可得tan α=1. 又.45,45),,0(︒︒=∴∈与故向量απα(Ⅲ)设点M y y Q Θ),,4(323、B 、Q 三点共线,,QM BQ k k =∴ 即.(*)04)(43232=+++y y y y即.4)(,4))((323222322x y y y y y y x y y y y =-+-=+-即由(*)式,,4)(43232++=-y y y y 代入上式,得).1(4))(4(32-=++x y y y 由此可知直线PQ 过定点E (1,-4).模型二:切点弦恒过定点例题:有如下结论:“圆222r y x =+上一点),(00y x P 处的切线方程为200r y y y x =+”,类比也有结论:“椭圆),()0(1002222y x P b a by a x 上一点>>=+处的切线方程为12020=+b y y a x x ”,过椭圆C :1422=+y x 的右准线l 上任意一点M 引椭圆C 的两条切线,切点为 A 、B. (1)求证:直线AB 恒过一定点;(2)当点M 在的纵坐标为1时,求△ABM 的面积。
【解】(1)设M 14),,(),(),)(,334(11221,1=+∈y y x x MA y x B y x A R t t 的方程为则 ∵点M 在MA 上∴13311=+ty x ① 同理可得13322=+ty x ② 由①②知AB 的方程为)1(3,133ty x ty x -==+即 易知右焦点F (0,3)满足③式,故AB 恒过椭圆C 的右焦点F (0,3)(2)把AB 的方程0167,14)1(322=--=+-=y y y x y x 化简得代入 ∴7167283631||=+⋅+=AB 又M 到AB 的距离33231|334|=+=d ∴△ABM 的面积21316||21=⋅⋅=d AB S ◆方法点评:切点弦的性质虽然可以当结论用,但是在正式的考试过程中直接不能直接引用,可以用本题的书写步骤替换之,大家注意过程。
◆方法总结:什么是切点弦?解题步骤有哪些? 参考:PPT 圆锥曲线的切线及切点弦方程,百度文库 参考:“尼尔森数学第一季_3下”,优酷视频 拓展:相交弦的蝴蝶特征——蝴蝶定理,资料练习1:(2013年广东省数学(理)卷)已知抛物线C 的顶点为原点,其焦点()()0,0F c c >到直线l :20x y --=的距离为2.设P 为直线l 上的点,过点P 作抛物线C 的两条切线,PA PB ,其中,A B 为切点.(Ⅰ) 求抛物线C 的方程;(Ⅱ) 当点()00,P x y 为直线l 上的定点时,求直线AB 的方程; (Ⅲ) 当点P 在直线l 上移动时,求AF BF ⋅的最小值.【答案】(Ⅰ) 依题意,设抛物线C 的方程为24x cy =,由2=结合0c >,解得1c =.所以抛物线C 的方程为24x y =.(Ⅱ) 抛物线C 的方程为24x y =,即214y x =,求导得12y x '= 设()11,A x y ,()22,B x y (其中221212,44x x y y ==), 则切线,PA PB 的斜率分别为112x ,212x ,所以切线PA :()1112x y y x x -=-,即211122x x y x y =-+,即11220x x y y --= 同理可得切线PB 的方程为22220x x y y --=因为切线,PA PB 均过点()00,P x y ,所以1001220x x y y --=,2002220x x y y --= 所以()()1122,,,x y x y 为方程00220x x y y --=的两组解. 所以直线AB 的方程为00220x x y y --=.(Ⅲ) 由抛物线定义可知11AF y =+,21BF y =+, 所以()()()121212111AF BF y y y y y y ⋅=++=+++ 联立方程0022204x x y y x y--=⎧⎨=⎩,消去x 整理得()22200020y y x y y +-+=由一元二次方程根与系数的关系可得212002y y x y +=-,2120y y y =所以()221212000121AF BF y y y y y x y ⋅=+++=+-+又点()00,P x y 在直线l 上,所以002x y =+,所以22220000001921225222y x y y y y ⎛⎫+-+=++=++ ⎪⎝⎭所以当012y =-时, AF BF ⋅取得最小值,且最小值为92.练习2:(2013年辽宁数学(理))如图,抛物线()2212:4,:20C x y C x py p ==->,点()00,M x y 在抛物线2C 上,过M 作1C 的切线,切点为,A B (M 为原点O 时,,A B 重合于O )01x =,切线.MA 的斜率为12-. (I)求p 的值;(II)当M 在2C 上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方.(),,.A B O O 重合于时中点为【答案】模型三:相交弦过定点相交弦性质实质是切点弦过定点性质的拓展,结论同样适用。