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专题29 圆锥曲线中的定点问题
考试时间:120分钟 满分:150分
一、单选题:本大题共8小题,每个小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要
求的.
1.双曲线 ,过定点 的两条垂线分别交双曲线于 、 两点,直 恒过定点( )
A. B. C. D.
【解析】设 的方程为 ,则由 ,
设 ,
又 , ,又
代入 整理得:
或 ,当 ,直线过 ,舍去,
当b=3时,过定点 ,故选:C
2.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.
【解析】椭圆 为椭圆 的右顶点,所以 ,
由题意知:若直线 的斜率存在,设直线 为 ,则 ,联立可得 ,
设 ,则 , ,
因为 ,即 ,则 ,
即
,
即 ,因此 ,
即 ,所以直线 过定点 ,不符合题意,舍去;
,所以直线 过定点 ,符合题意;
当直线的斜率不存在时,直线为 ,此时设 ,
, 符合题意,故直线 恒过除 点以外的定点 ,
故选:A.
3.已知椭圆 的上顶点为 为椭圆上异于A的两点,且 ,则直线 过定点
( )
A. B. C. D.
【解析】设直线 的方程为 , ,则由
整理得 ,所以 ,,
因为 , , ,
所以 ,
,解得 或 ,
当 时,直线 的方程为 ,直线过 点而 ,而 不在同一直线
上,不合题意;
当 时,直线 的方程为 ,直线过 ,符合题意.故选:D.
4.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( )
A. B. C. D.
【解析】因为点 在直线 上,设 , , ,所以 的方程为
,又 在 上,所以 ①,同理可得 ②;
由①②可得 的方程为 ,即 ,即 ,所以,解得 ,故直线恒过定点 ,故选:C
5.如图, 设直线 与抛物线 ( 为常数) 交于不同的两点 , 且当
时, 抛物线 的焦点 到直线 的距离为 . 过点 的直线交抛物线于另一点 , 且直线
过点 , 则直线 过点( )
A. B. C. D.
【解析】直线 ,即 ,
依题意, 到直线 的距离为 ,
所以抛物线方程为 ,直线 ,由 消去 并化简得 ,
,且 ,设 ,则 .
由 ,直线 的方程为 ,
所以 ,即 ,则 ,故 ,
所以 ,所以 ,直线 的方程为 ,即 ,
则 ,故 ,
所以 ,也即直线 过定点 .故选:A.
6.已知直线l与抛物线 交于不同的两点A,B,O为坐标原点,若直线 的斜率之积为 ,则
直线l恒过定点( )
A. B. C. D.
【解析】设直线方程为 ,联立 ,整理得: ,
需满足 ,即 ,则 ,
由 ,得: ,所以 ,即 ,
故 ,所以直线l为: ,当 时, ,即直线l恒过定点 ,故选:A.
7.已知 为双曲线 右支上的一个动点, 为双曲线的右焦点,若在 轴的负半轴上存在定点
,使得 ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】由题知 .设 ,当 时,因为 ,所以
,所以 ,所以 ,即 .
当 时, , .因为 ,所以 .
将 代入并整理得 ,由 解得 .故选:A.
8. 是抛物线C: 上一定点,A,B是C上异于P的两点,直线PA,PB的斜率 ,
满足 为常数, ,且直线AB的斜率存在,则直线AB过定点( )
A. B.
C. D.
【解析】设 ,则 ,相减得 ,
,同理得: , 为常数, ,
,整理有 ,①
设直线AB: ,代入抛物线方程 得: ,
,则 ,
代入①,得: ,有 ,
代入AB的直线方程,得: ,
,,
直线过定点,则 ,解得: ,即 ,
直线AB所过定点 .故选:C.
二、多选题:本大题共4小题,每个小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,只有一项或者多项是符
合题目要求的.
9.已知双曲线 的两个顶点分别是 ,两个焦点分别是 .P是双曲线上异于 的任意
一点,则有( )
A. B.若 ,则
C.直线 的斜率之积等于 D.使得 为等腰三角形的点P有8个
【解析】由双曲线 可得 , ,所以 , , ,
, ,
对于A.由双曲线的定义得 ,故A错误.
对于B.设 ,则 , ,
因为 ,所以 ,因为 , ,
所以 ,故B正确.
对于C. 设 ,则 ,所以 ,故C错误.
对于D.若 在第一象限,则当 时,, , 为等腰三角形;
当 时, , , 为等腰三角形;
因此,使得 为等腰三角形的点P有8个,故D正确.
故选:BD.
10.已知 的左右顶点为 为 的上顶点, ,点 为直线 上的动点,
与 的另一个交点为 与 的另一个交点为 .则 的方程为( )直线 恒过定点( )
A. B. C. D.
【解析】如图所示:
由题意 , , ,
, , ,解得: ,故椭圆 的方程是 ;
因为 , ,设 ,则直线 的方程是 ,
联立 ,
由韦达定理 ,
代入直线 的方程为 得: ,即 , ,直线 的方程是 ,联立方程 ,
由韦达定理 ,代入直线 的方程为 得 ,
即 , ,则①当 即 时,有 ,
此时 ,即 为直线 ,
②当 时,直线 的斜率 ,
直线 的方程是 ,整理得:
,直线 过定点 .
综合①②故直线 过定点 .故选:AC
11.已知抛物线 : , 为坐标原点,直线 交抛物线于 , 两点,若 ,
则( )
A. B.直线 过定点
C. 的最小值为 D. 的最小值为2
【解析】设直线 的方程为 联立 ,得 ,
则 ,又 ,则
即 所以 , (舍), ,
则 即 ,所以直线 的方程为则直线 过定点 ,故 正确;
,当 时,等号成立,
即 的最小值为 ,故 错误;
因为 ,则 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,故 正确.
故选:
12.已知 是抛物线 内一动点,直线 过点 且与抛物线 相交于 两点,则下列说法正
确的是( )
A. 时, 的最小值为
B. 的取值范围是
C.当点 是弦 的中点时,直线 的斜率为
D.当点 是弦 的中点时, 轴上存在一定点 ,都有
【解析】抛物线 的焦点 ,准线方程为 ,
对于A,当 时,点 与 重合,设直线 的方程为 , ,
由 消去x并整理得 ,则 ,
,当且仅当 时取等号,
所以当 时, 的最小值为 ,A正确;对于B,显然点 在直线 上,由选项A知,当 时,可得 ,
由点 在抛物线 内,知 ,所以 的取值范围是 ,B正确;
对于C,当点 是弦 的中点时,设 , ,若 ,直线 的斜率不存在,
若 ,则直线 的斜率 ,C错误;
对于D,由选项C知,当 时,线段 的中垂线斜率为 ,方程为 ,
即 ,此直线过定点 ,当 时,线段 的中垂线为 ,过点 ,
所以线段 的中垂线恒过定点 ,即当点 是弦 的中点时, 轴上存在一定点 ,都有
,D正确.
故选:ABD
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.
13.抛物线 上有三点 , , ,直线 和 的斜率之和为2,则直线 恒过定点的坐
标为 .
【解析】因为抛物线 过点 ,所以 ,所以 ,即抛物线方程为: ,
设直线 的方程为 ,设 ,联立 ,所以
得 ,所以
又,
整理得 ,即 ,所以 或
当 时,直线 的方程为 ,直线过定点 ;
当 时,直线 的方程为 ,直线过点 ,此时 三点共线,不符合题意.
综上,直线 恒过定点的坐标为 .
14.设 为椭圆 的两个焦点, 为 上一点,且 在第一象限,若 为等腰三角
形,则 的坐标为 .
【解析】因为 为椭圆 的两个焦点, 为 上第一象限内的点,
设 , , ,且有
①若 ,
则 ,
解得 ,代入椭圆方程可得 ,所以 ;
②若 ,
则 ,显然不满足题意,舍去.
故答案为
15.已知双曲线 的一条渐近线的倾斜角的正切值为 .若直线 ( 且)与双曲线交于A,B两点,直线 , 的斜率的倒数和为 ,则直线 恒经过的定点
为 .
【解析】因为双曲线方程为 一条渐近线的倾斜角的正切值为 .所以 ,解得 ,
所以双曲线方程为 .设 , ,联立 得 ,
.
由韦达定理得 , .
因为 ,所以
.
所以 ,由题意知 ,此时 .
所以直线方程为 ,恒经过的定点为 .
16.双曲线 的左、右两支上各有一点A、B,点B在直线 上的射影是点 ,若直线AB过右
焦点,则直线 必定经过的定点的坐标为 .
【解析】双曲线 的右焦点为 ,设 ,
直线与双曲线方程联立得 ,
则 ,所以 ,直线 的斜率为 ,所以直线 的方程为 ,
令 化简得, ,即 ,则 恒成立,
所以直线 必定经过的定点的坐标为
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.设椭圆C: 的左、右顶点分别为A、B,且焦距为2.点P在椭圆上且异于A、B
两点.若直线PA与PB的斜率之积为 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点 作不与 轴重合的直线与椭圆C相交于M、N两点,直线m的方程为: ,过点M
作 垂直于直线 ,交 于点E.判断直线 是否过定点,并说明理由.
【解析】(1)由题意有 , ,
设 , ,化简得 ,结合 ,
可得 ,由椭圆焦距为2,有 ,得 , ,
椭圆C的标准方程为 ;
(2)设直线 方程: , , , ,
联立方程 ,得 ,所以 , ,所以 ,又 ,
所以直线 方程为: ,
令 ,则 .
所以直线 过定点 .
18.已知椭圆E的中心在原点,周长为8的 的顶点, 为椭圆E的左焦点,顶点B,C在E
上,且边BC过E的右焦点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)椭圆E的上、下顶点分别为M,N,点 若直线 , 与椭圆E的另一个交点
分别为点S,T,证明:直线ST过定点,并求该定点坐标.
【解析】(1)由题意知,椭圆E的焦点在x轴上,
所以设椭圆方程为 ,焦距为 ,
所以 周长为 ,即 , ,因为左焦点 ,所以 , ,
所以 ,所以椭圆E的标准方程为 .
(2)
由题意知, , ,直线 斜率均存在,
所以直线 ,与椭圆方程联立得 ,
对 恒成立,则 ,即 ,则 ,同理 , ,
所以 ,
所以直线 方程为: ,
所以直线 过定点,定点坐标为 .
19.已知椭圆 的左顶点 ,点 是椭圆 上关于原点对称的两个动点(点
不与点 重合), 面积的最大值是2.
(1)求椭圆 的方程.
(2)若直线 与 轴分别相交于点 ,是否存在定点 ,总有 ?若存在,求出定点 的
坐标;若不存在,说明理由.
【解析】(1)由题意知 ,设椭圆 的右顶点为 , ,
所以 ,即 的最大值为2,所以 ,
所以椭圆 的方程为 ;
(2)设 ,
由 得到: ,即 ,
设 ,直线 的方程分别是 ,
联立 ,解得 ,即点 的坐标为 ,因为点 在椭圆上,所以 ,化简得 ;
同理, ,所以m、n是方程 的两个异根,
得 .有 ,
当且仅当 ,即 时 恒成立,
因此,存在点 或 使得 恒成立.
20.已知抛物线 : , 为坐标原点,过 作一条直线 ,与抛物线 相交于 ,
两点,若线段 的最小值是2.
(1)求抛物线 的方程;
(2)当直线 与 轴垂直时,设 、 是抛物线 上异于 、 两点的两个不同的点,直线 、 相交于
点 ,直线 、 相交于点 ,证明:直线 恒过定点.
【解析】(1)由题意不妨设直线 : ,联立方程组: ,
得 ,所以 , ,∴
∴ 即 ,所以抛物线 的方程为 .
(2)由(1)知 , ,由对称性可得,该定点在 轴上,设
设 , , , ,
直线 为 ①.
直线 为 .②
联立①②,解得 ,即
由理可得 ,直线 的斜率 ,
直线 的斜率 .
因 在直线 上,所以 ,得
当 时,原式化为得
∴
即 ,∴ 即直线 过定点
又当 时,直线 是 轴,也过
故直线 过定点 .
21.已知椭圆 的离心率为 ,长轴的左端点为 .
(1)求C的方程;
(2)过椭圆C的右焦点的任一直线l与椭圆C分别相交于M,N两点,且AM,AN与直线 ,分别相交于
D,E两点,求证:以DE为直径的圆恒过x轴上定点,并求出定点.
【解析】(1)由题可得 , ,得 ,所以椭圆 的方程: ;
(2)椭圆右焦点坐标为 ,由题直线斜率不为零,设直线l方程为 ,
设 , ,由题,联立方程组 ,消去x得 ,
所以 , ,
,得 ,同理, ,得 ,
设 轴上一点 ,则 ,同理得: ,
,
因为 ,
得: ,即 或 ,所以以DE为直径的圆恒过x轴上定点,定点分别为 , .
22.已知过曲线 上一点 作椭圆 的切线 ,则切线 的方程为 .若
为椭圆 上的动点,过 作 的切线 交圆 于 ,过 分别作 的切
线 ,直线 交于点 .
(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)已知 为定直线 上一动点,过 的动直线 与轨迹 交于两个不同点 ,在线段 上取一点 ,
满足 ,试证明动点 的轨迹过定点.
【解析】(1)设点 ,由题意知切线 的方程为 ,
同理,设点 ,则切线 的方程分别为: ,
又点Q在直线 上,所以 ,
所以直线 的方程为: ,和 比较可得 ,
又 在曲线 上,即 ,
所以 ,即点Q的轨迹E的方程为 ;(2)设点 ,
则由 知 ,设 ,则 且 ,
则: ,即 , ,
整理可得 且 ,
又 在曲线E上,则 ,故 ,
所以 ,
所以 ,即 ,由于 ,故 时, ,
所以动点T的轨迹过定点 .