文档内容
专题 15 圆锥曲线中的定点与定值问题
一、核心先导
二、考点再现
【考点1】、【直线过定点的解题策略】
(1)如果题设条件没有给出这个定点,那么,我们可以这样思考:由于这个定点对符合要求的一些特殊
情况必然成立,那么我们根据特殊情况先找到这个定点,再证明这个点与变量无关.
(2)直接推理、计算,找出参数之间的关系,并在计算过程中消去部分参数,将直线方程化为点斜式方
程,从而得到定点.
(3)若直线方程含多个参数并给出或能求出参数满足的方程,观察直线方程特征与参数方程满足的方程
的特征,即可找出直线所过顶点坐标,并带入直线方程进行检验.注意到繁难的代数运算是此类问题的特
点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的运用可有效地简化运算.
【重要结论】
1.动直线l过定点问题,设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t=mk,得y
=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).
2.动曲线C过定点问题,引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得
出定点.
3.“弦对定点张直角”-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
.
4.只要任意一个限定AP与BP条件(如 定值, 定值),直线AB依然会过定点
【考点2】、【定值问题的常见类型及解题策略】
(1)求代数式为定值.依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值;
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形
求得;
(3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得.
【 知识拓展 】1.设点 是椭圆C: 上一定点,点A,B是椭圆C上不同于P的两点,若
,则 时直线AB斜率为定值 ,若 ,则直线AB过定点
;
2. 设点 是双曲线C: 一定点,点A,B是双曲线C上不同于P的两点,
若 ,则 时直线AB斜率为定值 ,若 ,则直线AB过定点
;
3. 设点 是抛物线C: 一定点,点A,B是抛物线C上不同于P的两点,若
,则 时直线AB斜率为定值 ,若 ,则直线AB过定点
;
三、解法解密
圆锥曲线的第三定义:
平面内的动点到两定点 的斜率乘积等于常数 点的轨迹叫做椭圆或双曲线,
其中两个定点为椭圆和双曲线的两个顶点.其中如果常数 时,轨迹为双曲线,如果
时,轨迹为椭圆。
圆锥曲线的第三定义的有关结论:
1.椭圆方程中有关 的经典结论
(x ,y )
(1).AB是椭圆 的不平行于对称轴的弦,M 0 0 为AB的中点,则 .
(2).椭圆的方程为 (a>b>0), 为椭圆的长轴顶点,P点是椭圆上异于长轴顶点的
任一点,则有(3). 椭圆的方程为 (a>b>0), 为椭圆的短轴顶点,P点是椭圆上异于短轴顶点的
任一点,则有
(4). 椭圆的方程为 (a>b>0),过原点的直线交椭圆于 两点,P点是椭圆上异于
两点的任一点,则有
2.双曲线方程中有关 的经典结论
(x ,y )
(1)AB是双曲线 的不平行于对称轴的弦,M 0 0 为AB的中点,则 ,
即 。
(2)双曲线的方程为 (a>0,b>0), 为 双曲线 的实轴顶点 ,P点是双曲线上异于实
轴顶点的任一点,则有
(3)双曲线的方程为 (a>0,b>0), 为 双曲线 的虚轴端点 ,P点是双曲线上异于虚
轴端点的任一点,则有
(4) 双曲线的方程为 (a>0,b>0),过原点的直线交双曲线于 两点,P点是双曲线上
异于 两点的任一点,则有
四、考点解密
题型一:定点问题
例1、(2022·浙江台州·模拟预测)已知点 是双曲线 与椭圆 的公共点,
直线 与双曲线 交于不同的两点 , ,设直线 与 的倾斜角分别为 , ,且满足 .(1)求证:直线 恒过定点,并求出定点坐标;
(2)记(1)中直线 恒过定点为 ,若直线 与椭圆 交于不同两点 , ,求 的取值范围.【变式训练1-1】、(2022·河南·鹤壁高中模拟预测(理))在平面直角坐标系中,已知等轴双曲线
过点
(1)求双曲线的方程;
(2)已知点 ,斜率为 的直线 与双曲线交于 两点(不同于点 ),且 ,求证直
线 过定点.
【变式训练1-2】、(2022·湖南永州·一模)点 在双曲线 上,离心率 .
(1)求双曲线 的方程;
(2) 是双曲线 上的两个动点(异于点 ), 分别表示直线 的斜率,满足 ,求证:
直线 恒过一个定点,并求出该定点的坐标.题型二:定值问题
例2.(2022·江西宜春·模拟预测(理))双曲线 与椭圆 的焦点相
同,且渐近线方程为 ,双曲线 的上下顶点分别为A,B.过椭圆 上顶点R的直线l与双曲线
交于点P,Q(P,Q不与A,B重合),记直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)证明 为定值,并求出该定值.【变式训练2-1】、(2022·全国·模拟预测)已知双曲线C的一条渐近线方程为 , ,
分别为双曲线的左、右焦点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)P为双曲线C上任意一点,连接直线PM,PN分别交C于点A,B,且 , ,求证:
为定值,并求出该定值.
【变式训练2-2】、(2021·上海闵行·一模)如图,在平面直角坐标系中, 分别为双曲线Г:
的左、右焦点,点D为线段 的中点,直线MN过点 且与双曲线右支交于
两点,延长MD、ND,分别与双曲线Г交于P、Q两点.
(1)已知点 ,求点D到直线MN的距离;
(2)求证: ;
(3)若直线MN、PQ的斜率都存在,且依次设为k 1、k
2
.试判断 是否为定值,如果是,请求出 的值;如果
不是,请说明理由.
五、分层训练
A组 基础巩固
1、(2021·全国)已知椭圆 , , 分别为椭圆 的左、右顶点,若在椭圆 上存在一点 ,使得 ,则椭圆 的离心率 的取值范围为( )
A. B. C. D.
2、(2021·全国高二课时练习)已知 , , 是双曲线 上不同的三点,且点A, 连线经过坐
标原点,若直线 , 的斜率乘积为 ,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(中学生标准学术能力诊断性测试2022-2023学年高三上学期11月测试文科数学试题)已知点 ,
在椭圆 上, 为坐标原点,记直线 , 的斜率分别为 , ,若 ,则
( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.(2021·河南高二期中(理))已知平行四边形 内接于椭圆 : ( ),且 ,
斜率之积的取值范围为 ,则椭圆 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(百校联盟2018届TOP202018届高三三月联考)已知平行四边形 内接于椭圆
,且 , 斜率之积的范围为 ,则椭圆 离心率的取值范围
是( )
A. B. C. D.
6.(2022·四川省内江市第六中学高二阶段练习(理))已知椭圆 : 的两个顶点在
直线 上, , 分别是椭圆的左、右焦点,点 是椭圆上异于长轴两个端点的任一点,过
点 作椭圆 的切线 与直线 交于点 ,设直线 , 的斜率分别为 , ,则 的值为
( )
A.- B. C.- D.-7.(2022·新疆实验高二期中)已知椭圆 为椭圆 的右顶点,直线 交 于 两点,且
,则 恒过除 点以外的定点( )
A. B. C. D.
8.(2022·浙江·镇海中学高二期中)已知椭圆 ,两条直线 : ; :
,过椭圆上一点P作 , 的平行线,分别交 , 于M,N,若 为定值,则 ( )
A.9 B.4 C.3 D.2
9.(2022·吉林吉林·模拟预测(文))已知直线l: 与双曲线C: 交于P,Q两点,
QH⊥x轴于点H,直线PH与双曲线C的另一个交点为T,则 ( )
A. B. C.1 D.2
10.(2021·江西省丰城中学高三阶段练习(理))已知 是双曲线 上任意一点, 是双
曲线上关于坐标原点对称的两点,且直线 的斜率分别为 ( ),若 的最小值为1,
则实数 的值为( )
A.16 B.2 C.1或16 D.2或8
11.(2022·江苏泰州·高二期中)已知椭圆 ,点 为直线 上一动点,过点 向椭圆作
两条切线 、 , 、 为切点,则直线 过定点_______.
12.(2022·全国·高三专题练习)定义:若点 在椭圆 上,则以 为切点的切
线方程为: ,已知椭圆 ,点 为直线 上一个动点,过点 作椭圆
的两条切线 , ,切点分别为 , ,则直线 恒过定点______.
13.(2022·全国·高三专题练习)因为正三角形内角余弦值为 ,所以有人将离心率为 的椭圆称为“正
椭圆”.已知“正椭圆”C: 的上下顶点分别为 ,且“正椭圆”C上有一动点P
(异于椭圆的上下顶点),若直线 的斜率分别为 ,则 为______.
14.(2022·河北南宫中学高三阶段练习)已知双曲线 的左、右顶点分别为 ,抛物线
与双曲线 交于 两点,记直线 , 的斜率分别为 ,则 为__________.15.(2021·湖南师大附中高二阶段练习)设直线 与双曲线C: ( , )相交于
A,B两点,P为C上不同于A,B的一点,直线 , 的斜率分别为 , ,若C的离心率为2,则
__________.
16.(2022·安徽·合肥一六八中学模拟预测(理))已知圆M: 上动点Q,若 ,线
段QN的中垂线与直线QM交点为P.
(1)求交点P的轨迹C的方程;
(2)若A,B分别轨C与x轴的两个交点,D为直线 上一动点,DA,DB与曲线C的另一个交点分别是
E、F、证明:直线EF过一定点.17.(2021·江苏苏州·三模)在平面直角坐标系 中,已知双曲线 的左、右顶
点分别为 、 ,其图象经过点 ,渐近线方程为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)设点 、 是双曲线 上位于第一象限的任意两点,求证: .B组 能力提升
18、(2022·山东·青岛二中高三期中)已知椭圆 过椭圆中心的一条直线与椭圆相
交于A,B两点,P是椭圆上不同于A,B的一点,设直线AP,BP的斜率分别为m,n,则当
取最小值时,椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
19.(2022·全国·高三专题练习)已知 , , 为曲线 的左、右焦点,点 为曲
线 与曲线 在第一象限的交点,直线 为曲线 在点 处的切线,若三角形 的内心为
点 ,直线 与直线 交于 点,则点 , 横坐标之差为_______.
20.(2022·全国·模拟预测)已知双曲线 的离心率为2, 的右焦点 与点
的连线与 的一条渐近线垂直.
(1)求 的标准方程.
(2)经过点 且斜率不为零的直线 与 的两支分别交于点 , .
①若 为坐标原点,求 的取值范围;
②若 是点 关于 轴的对称点,证明:直线 过定点.21.(2022·重庆·三模)平面直角坐标系xOy中,点 (- ,0), ( ,0),点M满足
,点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)已知A(1,0),过点A的直线AP,AQ与曲线C分别交于点P和Q(点P和Q都异于点A),若满足
AP⊥AQ,求证:直线PQ过定点.
22.(2022·山西朔州·三模(理))已知双曲线 经过点 , ,
, , 中的3个点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知点M,N是双曲线C上与其顶点不重合的两个动点,过点M,N的直线 , 都经过双曲线C的右
顶点,若直线 , 的斜率分别为 , ,且 ,判断直线MN是否过定点,若过定点,求出该点的
坐标;若不过定点,请说明理由23.(2021·广东汕头·二模)已知双曲线方程为 1,F,F 为双曲线的左、右焦点,离心率为2,
1 2
点P为双曲线在第一象限上的一点,且满足 · 0,|PF||PF|=6.
1 2
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点F 作直线 交双曲线于A、B两点,则在x轴上是否存在定点Q(m,0)使得 为定值,若存在,
2
请求出m的值和该定值,若不存在,请说明理由.
24.(2021·江苏徐州·二模)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点 在C上,
且 .
(1)求C的方程;
(2)斜率为 的直线l与C交于A,B两点,点B关于原点的对称点为D.若直线 的斜率存在且分
别为 ,证明: 为定值.25.(2020·上海杨浦·二模)已知双曲线 ,经过点 的直线 与该双曲线交于
两点.
(1)若 与 轴垂直,且 ,求 的值;
(2)若 ,且 的横坐标之和为 ,证明: .
(3)设直线 与 轴交于点 ,求证: 为定值.C组 真题实战练
26.(2020·全国·高考真题(理))已知A、B分别为椭圆E: (a>1)的左、右顶点,G为E的
上顶点, ,P为直线x=6上的动点,PA与E的另一交点为C,PB与E的另一交点为D.
(1)求E的方程;
(2)证明:直线CD过定点.
27.(2020·山东·高考真题)已知椭圆C: 的离心率为 ,且过点 .
(1)求 的方程:
(2)点 , 在 上,且 , , 为垂足.证明:存在定点 ,使得 为定值.28.(2015·全国·高考真题(文))已知椭圆 的离心率为 ,点 在 上
(1)求 的方程
(2)直线 不过原点 且不平行于坐标轴, 与 有两个交点 ,线段 的中点为 .证明:直线
的斜率与直线 的斜率的乘积为定值.
29.(2015·陕西·高考真题(文))如图,椭圆 经过点 ,且离心率为 .
(I)求椭圆 的方程;
(II)经过点 ,且斜率为 的直线与椭圆 交于不同两点 (均异于点 ),
问:直线 与 的斜率之和是否为定值?若是,求出此定值;若否,说明理由.30.(2016·北京·高考真题(理))已知椭圆 : ( )的离心率为 , ,
, , 的面积为1.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 是椭圆 上一点,直线 与 轴交于点 ,直线 与 轴交于点 ,求证: 为定
值.