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微专题19 圆锥曲线经典难题之一类定点、定值问题的通性通法研究
【秒杀总结】
1、直线与圆锥曲线综合应用中的直线过定点问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:
①假设直线方程,与抛物线方程联立,整理为关于 或 的一元二次方程的形式;
②利用 求得变量的取值范围,得到韦达定理的形式;
③利用韦达定理表示出已知中的等量关系,代入韦达定理可整理得到变量间的关系,从而化简直线方程;
④根据直线过定点的求解方法可求得结果.
2、定比点差法
3、非对称韦达与对称韦达
4、先猜后证
5、硬解坐标
【典型例题】
例1.(2023·江西赣州·一模)已知椭圆 : 的左、右焦点分别为 , ,点 在椭
圆 上,满足 ,且 面积的最大值为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)点 ,点A,B在椭圆 上,点N在直线 : ,满足 , ,试问
是否为定值?若是,求出该定值,若不是,请说明理由.
【解析】(1)解:由椭圆 : 的左、右焦点分别为 , ,点 在椭圆 上,
因为 ,可得 ,即 ,
又由 面积的最大值为 ,可得 ,即 ,
因为 ,即 ,解得 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)解:由 , ,可得点 四点共线,如图所示,设过点 的直线方程为 ,即 ,
联立方程组 ,整理得 ,
设 ,则 ,
联立方程组 ,可得 ,即 ,
因为 , ,可得 ,
所以
则
,
所以 为定值 .
例2.(2023·河北邯郸·高三统考期末)已知椭圆 的焦距为2且过点 .
(1)求椭圆C的方程;(2)过点 作直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,点B关于x轴的对称点为D,问直线AD是否过定
点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
【解析】(1)设椭圆 的左右焦点为 ,
由焦距为2可得 , ①
由椭圆 过点 可得 ②,
由①②可得 ,
所以椭圆C的方程为 ;
(2)设 , ,显然直线l的斜率存在.
直线l的方程为 ,联立方程组
消去y得 ,由 ,得 ,
所以 , .
因为点 ,所以直线AD的方程为 .
又 ,所以直线AD的方程可化为 ,
,
即 ,
所以直线AD恒过点 .
例3.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线E: 的离心率为2,左、右焦点分别
为 ,点 为双曲线E右支上异于其顶点的动点,过点A作圆C: 的一条
切线AM,切点为M,且 .
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)设直线 与双曲线左支交于点B,双曲线的右顶点为 ,直线 AD, BD分别与圆C相交,交点
分别为异于点D的点P,Q.判断弦PQ是否过定点,如果过定点,求出定点,如果不过定点,说明理由.
【解析】(1)双曲线的离心率为 ,因为双曲线上点 切圆C: 于M,
且 ,则 ,即 ,即
,
故双曲线E的标准方程为 .
(2)弦PQ过定点,理由如下:
由(1)得 ,则 , .
则直线 为 ,联立 得 ,
则 , ,
,
,
,由 得 ,.
∴ ,∴ 为圆C的直径,故弦PQ恒过圆心
例4.(2023·山西·统考一模)双曲线 的左、右顶点分别为 , ,焦点到渐近
线的距离为 ,且过点 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)若直线 与双曲线 交于 , 两点,且 ,证明直线 过定点.
【解析】(1)由双曲线 可得渐近线为 ,
不妨取渐近线 即
由焦点到渐近线的距离为 可得 ,即
由题意得 ,得 ,
从而双曲线 的方程为 .
(2)设直线 的斜率为 ,则直线 的斜率为 ,
由题意可知:直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,联立直线 与双曲线方程 得 ,
于是 ,从而 ,从而 ,
联立直线 与双曲线方程 得 ,
于是 ,从而 ,从而 ,
于是 ,
从而 ,
化简得 ,从而 过定点 .
例5.(2023·天津滨海新·高三大港一中校考阶段练习)已知椭圆 的左、右顶点分
别为 ,右焦点为 ,且 ,以 为圆心, 为半径的圆 经过点 .
(1)求 的方程;
(2)过点 且斜率为 的直线 交椭圆 于 ,
(ⅰ)设点 在第一象限,且直线 与 交于 .若 ,求 的值;
(ⅱ)连接 交圆 于点 ,射线 上存在一点 ,且 为定值,已知点 在定直线上,求 所
在定直线方程.
【解析】(1) 以 为圆心, 为半径的圆 经过点 , ,即 ,, , , ,
椭圆 的方程为: .
(2)(ⅰ)由(1)得: ,可设 , ,
由 得: ,即 ;
由 得: ,
, ,
, , ;
在 中,由正弦定理得: ,
, ,
则由 得: ,, ,即 ,
, ,
,解得: 或 .
(ⅱ)由题意知:圆 方程为: ; , ;
不妨令 位于第一象限,可设 ,
由(ⅰ)知: ,
若直线 斜率存在,则 , 直线 ,
由 得: , ,
设 ,则 ,;
当 时, 为定值,此时 ,则 ,此时 在定直线 上;
当 时, 不为定值,不合题意;
若直线 斜率不存在,则 , , ,
此时 ,则直线 ,设 ,
则 , , ,
则 时, ,满足题意;
综上所述:点 在定直线 上.
例6.(2023·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)已知椭圆 (a>b>0),左顶点为A,上顶
点为B,且 ,过右焦点F作直线l,当直线l过点B时,斜率为 .
(1)求C的方程;
(2)若l交C于P,Q两点,在l上存在一点M,且 ,则在平面内是否存在两个定点,使得点M到
这两个定点的距离之和为定值?若存在,求出这两个定点及定值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)设椭圆的半焦距为 ,则 ,
因为 ,直线 的斜率为 ,
所以 ,又 ,
解得 ,
所以C的方程为 .(2)由题得 ,当直线l的斜率不为0时,
设直线l的方程为x=my+1,
联立 消 得, ,
方程 的判别式 ,
设 ,则 ,
则 ,
因为 ,所以 ,即 ,
所以 , ,
所以 ,即 ,
则点M是以 , 为焦点,长轴长为2的椭圆上的点.
当直线l的斜率为0时,l与C相交于 或 ,
因为 ,则点M为 ,
此时点M也是以 , 为焦点,长轴长为2的椭圆上的点,
所以存在两个定点分别为 , ,点M到这两个定点的距离之和为定值2.
例7.(2023·河南郑州·高三校联考期末)已知椭圆 的离心率为 ,过右焦点且与
轴垂直的直线 与椭圆 交于 两点,且 .(1)求椭圆 的方程.
(2)若过点 的直线 与椭圆 交于 两点,点 的坐标为 ,且 轴,探究:直线
是否过定点?若是,请求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【解析】(1)设椭圆 的半焦距为 .
依题意, ,故 ①.
联立 解得 ,故 ②.
联立①②,解得 , ,
故椭圆 的方程为 .
(2)当直线 的斜率不存在时,方程为 .
若直线 过定点,则该定点在 轴上.
当直线 的斜率存在时,设直线 的方程为 ,
联立 消去 整理,得 .
设 , ,
则 , ,设 .
所以直线 的方程为 .
令 ,得
.因为 ,
所以 .
所以此时直线 过定点 .
直线 也过点 .
综上,直线 经过定点 .
例8.(2023·全国·模拟预测)已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,一个焦
点到该渐近线的距离为1.
(1)求双曲线 的方程;
(2)若双曲线 的右顶点为 ,直线 与双曲线 相交于 两点 不是左右顶点),且
.求证:直线 过定点,并求出该定点的坐标.
【解析】(1)因为渐近线方程为 ,所以 ,
焦点坐标 到渐近线 的距离为 ,解得: ,
因为 ,解得: ,
所以双曲线 的方程为 ;
(2)由题意得: ,
与 联立得: ,
设 ,则 ,
,,
化简得: ,
解得: 或 ,
当 时, 恒过点 ,
当 时, 恒过点 ,此时 中有一点与 重合,不合题意,舍去,
综上:直线 过定点,定点为 ,
【过关测试】
1.(2023·云南昆明·昆明一中校考模拟预测)已知一动点C与定点 的距离与C到定直线l: 的
距离之比为常数 .
(1)求动点C的轨迹方程;
(2)过点F做一条不垂直于y轴的直线,与动点C的轨迹交于M,N两点,在直线l上有一点 ,记直
线PM,PF,PN的斜率分别为 , , ,证明: 为定值.
【解析】(1)设动点 ,由题意知, ,
所以动点C的轨迹方程为C: .
(2)当直线斜率不存在时,M,N的坐标分别为 , ,
则 .
当直线斜率存在时,设直线方程为 : .联立直线和椭圆的方程 ,
化简得 ,
则 , ,
,
,
所以
.
即 为定值,定值为2
2.(2023·江苏南京·高三南京师范大学附属中学江宁分校校联考期末)已知圆 和定点 P是圆 上任意一点,线段 的垂直平分线交 于点M,设动点M的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)设 ,过 的直线l交曲线E于M,N两点(点M在x轴上方),设直线AM与BN的斜率分
别为 ,求证: 为定值.
【解析】(1)依题意,圆 ,则圆心 ,半径为4,
因为线段 的垂直平分线交 于点M,
所以 ,
又因为 ,
所以 点的轨迹是以 为焦点的椭圆,且 ,
所以曲线E的方程为 .
(2)若直线 的斜率等于零,则M,N两点与 重合,不满足题意,
所以可设 ,
联立 可得 ,即
,
所以
,所以 为定值 .
3.(2023春·广东汕头·高三统考开学考试)设椭圆 的左、右顶点分别为 ,上顶
点为 ,点 是椭圆上异于顶点的动点,已知椭圆的右焦点为 ,且经过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 与直线 交于点 ,直线 与 轴交于点 ,求证:直线 恒过某定点,并求出该定
点.
【解析】(1)因为椭圆 右焦点为 ,所以 ,
因为椭圆 经过点 ,所以 ,
又 ,所以 ,解得 (负值舍去),
所以 ,故椭圆 的方程为 .
(2)依题意, ,则 ,
设直线 的方程为 ( 且 ),直线 的方程为 ( 且 ),
则直线 与x轴的交点为 ,
易得直线 的方程为 ,联立 ,解得 ,
则直线 与直线 的交点为 ,联立 ,消去 ,得 ,
解得 或 ,此时 ,
则点P的横坐标为 ,故点P的纵坐标为 ,
将点P的坐标代入直线 的方程 ,整理得 ,
因为 ,所以 ,即 ,
因为 ,
所以直线 的方程为: ,
即 ,
所以直线 过定点 .
4.(2023春·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)如图,椭圆 和圆
,已知圆 将椭圆 的长轴三等分,椭圆 右焦点到右顶点的距离为 ,椭圆 的
下顶点为E,过坐标原点O且与坐标轴不重合的任意直线l与圆 相交于点A,B.(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 分别与椭圆 相交于另一个交点为点P,M.求证:直线 经过定点.
【解析】(1)由题意可得: ,则 ,
∵ ,解得 ,
∴椭圆 的方程为 .
(2)由题意知直线 的斜率存在且不为0,设直线 的斜率为k,则直线 ,
联立方程 ,解得 或 ,
∴ ,
∵ 为圆 的直径,点E在圆 上,则 ,即 ,
∴ ,则直线 ,
故用 去替代k得 ,
∵ ,∴直线 ,即 ,
∴直线 经过定点 .
5.(2023·黑龙江哈尔滨·高三哈师大附中校考期末)已知A,B分别为双曲线 的左、
右顶点,M为双曲线E上异于A、B的任意一点,直线MA、MB斜率乘积为 ,焦距为 .
(1)求双曲线E的方程;
(2)P为直线 上的动点,若直线PA与E的另一交点为C,直线PB与E的另一交点为D.证明:直线
CD过定点.
【解析】(1)设 , ,
,
又因为焦距为 ,可得 ,则
结合 ,
所以双曲线的标准方程为: .
(2)设直线 ,
,
则 ,
,直线 ,因为其过点 ,
直线 ,因为其过点 ,
,所以
所以
将 代入上式,得
化简为
若
当 时,代入化简得
,显然不成立,舍去,
当 时,代入化简得
,即 ,即 ,
当 时,此时直线为 ,
经过定点 与 点重合,显然不成立,舍去;
当 时,此时直线为 ,
经过定点 与 点重合,显然不成立,舍去;
所以 ,即 ,所以直线 ,即为 ,直线 过定点 .
6.(2023春·安徽·高三校联考开学考试)已知椭圆 的右焦点为F,P,Q分别为右
顶点和上顶点,O为坐标原点, (e为椭圆的离心率), 的面积为 .
(1)求E的方程;
(2)设四边形 是椭圆E的内接四边形,直线 与 的倾斜角互补,且交于点 ,求证:直线
与 交于定点.
【解析】(1)∵ ,∴ ,∴ ,
又 , ,∴ , ,
∴椭圆E的方程为 .
(2)∵直线 与 的倾斜角互补,且交于点 ,
∴直线 与 关于x轴对称,∴A与D,B与C分别关于x轴对称.
设 , ,则 , ,
∴直线 的方程为 ,
直线 的方程为 ,
联立解得 , ,
∴直线 与 交于点 .
设直线 的方程为 ,
与椭圆E的方程 联立得 ,由题意得, ,解得 ,
又 , ,
∴ ,
∴直线 与 交于定点 .
7.(2023·江苏扬州·高三校联考期末)设椭圆 的左焦点为 ,右顶点为
.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点 作两条斜率分别为 , 的动直线 , 分别交椭圆于点A、B、C、D,点M、N分别为线
段 、 中点,若 ,试判断直线 是否经过定点,并说明理由.
【解析】(1)由题意知, ,解之得 ,
故椭圆E的方程为 .
(2)设 , ,
联立 得, ,
因为 在椭圆内部,则必有 ,故 , ,
设直线 ,
将 代入 ,得 ,
即 ,
同理, ,
显然, , 是方程 的两根,
则 ,
因为 ,则 ,即 ,
得 ,
故直线 ,
即 ,
故直线 经过定点 .
8.(2023春·江西·高三校联考阶段练习)已知椭圆 ,离心率 ,P为椭圆上
一点, 分别为椭圆的左、右焦点,若 的周长为 ,
(1)求椭圆E的方程;
(2)若 ,M,N为椭圆上不同的两点,且 ,证明椭圆上存在定点Q使得四边形 为
平行四边形.【解析】(1)因为 ,所以 ,依题意 ,所以 ,联立
解得 ,所以椭圆E方程为
(2)当直线 斜率存在时,设方程为 ,则直线 的方程为 ,
设点 ,联立方程 ,
可得: ,
则 ,即 ,
所以 ,
同理 ,
所以 ,
即 为方程 的两个根,方程可化为
,所以 ,所以 ,当直线 斜率不
存在时,方程 与椭圆相交于 ,此时 ,所以直线 过原
点,若四边形 为平行四边形,则取对称点 时成立.
9.(2023·贵州铜仁·高三统考期末)平面内定点 ,定直线 ,P为平面内一动点,作 ,
垂足为Q,且 .
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)过点F与坐标轴不垂直的直线交动点P的轨迹于A,B两点,线段 的垂直平分线交x轴于点R,试判
断 是否为定值.
【解析】(1)设 ,因为 ,即 ,
所以
化简整理,得 ,
所以动点P的轨迹方程为
(2)法一:由条件可得直线 的斜率必存在且不为0,可设 ,
联立方程组 消去y,得 ,
设 ,则 ,
设 中点为 ,知 , ,
∴线段 的垂直平分线的方程为 ,
令 ,得 ,所以 ,
而 ,∴ 为定值.
法二:设直线 的方程为 ,
联立方程组 整理得 ,
设 中点为 ,则 ,
由 可得 ,
∴ ,
,
又线段 的垂直平分线方程为 ,
令 ,得 ,
∴ ,
∴ 为定值.
10.(2023春·江苏常州·高三校联考开学考试)已知点 在椭圆 上, 的长
轴长为 ,直线 与 交于 两点,直线 的斜率之积为 .
(1)求证: 为定值;
(2)若直线 与 轴交于点 ,求 的值.
【解析】(1)由题意知 椭圆方程为 .
将椭圆平移至 即 ,此时 点平移至 分别平移至 ,
设直线 方程为 代入椭圆 ,
整理得 ,两边同除以
,
令 ,则 可看作关于 的一元二次方程,
的两不等实根,
,即 ,
直线 方程为 ,
的斜率为定值 ,即 的定值 .
(2)设 ,
,即 ,
故 ,
,11.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系 中,已知点 、 ,点 满足
,记 的轨迹为 .
(1)求 的方程;
(2)设点 在直线 上,过 的两条直线分别交 于 两点和 , 两点,且 ,
求直线 的斜率与直线 的斜率之和,并求出该定值.
【解析】(1)因为 、 ,所以 ,
所以轨迹 是以点 、 为左、右焦点的双曲线的右支,
设轨迹 的方程为 ,则 ,得 , ,
所以轨迹 的方程为 .
(2)如图所示,设 ,
设直线 的方程为 ,
.
联立 ,化简得 ,
则 ,故 ,
则 ,
设 的方程为 ,同理: ,
因为 ,所以 ,
化简得 ,
所以 ,即 ,即 ,
因为 ,所以 ,故该定值为0.
12.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 的右焦点为 ,渐近线方程为
.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设D为双曲线C的右顶点,直线l与双曲线C交于不同于D的E,F两点,若以 为直径的圆经过点
D,且 于点G,证明:存在定点H,使 为定值.
【解析】(1)由题意知,
解得: ,
∴双曲线C的标准方程为: ;
(2)证明:由(1)知, ,设 ,
①当l的斜率存在时,设l的方程为: ,,即: ,
, ,
∵以EF为直径的圆经过点D,
∴ ,
又∵ , ,
∴ ,
又∵
∴ ,
即:
化简得: ,即: ,
解得: 或 ,且均满足 ,
当 时, ,直线l恒过定点 ,此时定点与D点重合,所以与已知相矛盾;
当 时, ,直线l恒过定点 ,记为点 ;
②当l的斜率不存在时,设l的方程为: ,
设 , , 或 ,则 ,
此时 , ,
∴ ,
整理得: ,解得: 或
∵ 或 ,
∴ ,此时l恒过定点 .综述:l恒过定点 .
又∵ ,即: ,(∵D、E、F三点都在直线l上)
∴点G在以DM为直径的圆上,H为该圆的圆心,即DM的中点, 为该圆的半径,即 的一半.
故存在定点 ,使得 为定值6.
13.(2023春·湖南长沙·高三长郡中学校考阶段练习)已知双曲线 的右焦点为
F,双曲线C上一点 关于原点的对称点为 ,满足 .
(1)求 的方程;
(2)直线 与坐标轴不垂直,且不过点 及点 ,设 与 交于 、 两点,点 关于原点的对称点为 ,若
,证明:直线 的斜率为定值.
【解析】(1)由已知可得 , .
则 , ,
由 可得, ,所以 .,
又点 在双曲线上,所以 .
联立 ,可得 ,
所以,C的方程为 .
(2)法一:设 , ,则 ,
所以 , ,
由 可得, ,所以 ,
整理可得, .由已知可设直线 的方程为 ( 且 ).
联立直线 与双曲线的方程 可得, .
,所以 .
由韦达定理可得 ,又 , ,
.
所以,由 可得,
,
整理可得, ,
因为 , 不恒为0,所以应有 ,解得 .
所以直线l的斜率为定值 .
法二:
设 ,则 , .
所以 , ,
所以 .
又由题意知 ,所以 .
将双曲线平移至 ,即 .则P平移至 , A,B分别平移至 , .
设直线 的方程为 ,
代入双曲线可得, ,
所以, .
两边同除以 ,可得 ,
所以 ,
所以 .
所以,直线 的方程为 ,
所以 ,所以直线l的斜率为定值 .
14.(2023·山西长治·高三校联考阶段练习)已知双曲线 ,其右焦点为 ,焦距为
4,直线 过点 ,且当直线 的倾斜角为 时,恰好与双曲线 有一个交点.
(1)求双曲线 的标准方程;
(2)若直线 交双曲线 于 两点,交 轴于 点,且满足 ,判断
是否为常数,并给出理由.
【解析】(1)因为双曲线 ,所以其渐近线为 ,
当直线 的倾斜角为 时,恰好与双曲线 有一个交点,又 经过焦点 ,
可得此时直线 与双曲线的一条渐近线平行,所以 ,则 ,
因为焦距为4,所以半焦距 ,
又因为 ,所以 ,解得 ,故 ,所以双曲线 的标准方程为 .
(2) 为常数,理由如下:
由题意,知双曲线 的右焦点为 ,直线 的斜率 存在,
设 ,直线 的方程为 ,
联立 ,消去 ,得 ,
显然 ,则 ,
易知 ,
因为 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 为常数..
15.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)已知双曲线的中心在原点且一个焦点为 ,直线
与其相交于A,B两点,若AB中点的横坐标为 .
(1)求双曲线的方程;
(2)设 , 为双曲线实轴的两个端点,若过F的直线l与双曲线C交于M,N两点,试探究直线 与直
线 的交点Q是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由.
【解析】(1)若双曲线的方程 且 , ,则 ,
将 代入双曲线并整理得: ,
又直线与双曲线交于A,B两点,故 且 ,
由AB中点的横坐标为 ,所以 ,则 ,
所以 , ,故 .
(2)由(1),不妨令 , ,
当直线l斜率不存在时, ,则 ,此时 , ,则交点
为 ;
当直线l斜率存在时, ,代入 并整理,得: ,过F的直线l与双曲线C交于M,N两点,故 ,
令 ,则 , ,
且 , ,联立直线 与直线 得 ,
所以 ,
则 ,可得 或 (舍),
综上,交点Q在定直线 上.
16.(2023·浙江·高三校联考期末)已知抛物线 的焦点为F,斜率为 的直线过点
P ,交C于A,B两点,且当 时, .
(1)求C的方程;
(2)设C在A,B处的切线交于点Q,证明 .
【解析】(1)设斜率为 且过点P的直线为l: ,其中 .
设 .当 时,l: ,将其与 联立,消去x得:
,由韦达定理有 .
又由抛物线定义知 ,又 ,结合
,则 .得C的方程为 ;(2)由(1)可得,P ,则l: ,将其与抛物线方程联立,
消去x得: ,则 .
设C在A点处的切线方程为 ,
C在B点处的切线方程为 .
将 与 联立,消去x得: ,
因 为抛物线切线,则
联立方程判别式 ,
又 ,
则 ,
得 ,同理可得 .
将两切线方程联立有 ,代入 , ,
解得 ,得 .
则 ,又 ,
则 ,
同理可得 .
注意到 ,则 等价 ,下面说明 .
,因 ,
则 .又
,
则 ,故 .
17.(2023·重庆·高三统考学业考试)已知抛物线 的焦点为F,过点F的直线l交抛物线
C于M,N两点,交y轴于P点,点N位于点M和点P之间.
(1)若 ,求直线l的斜率;
(2)若 ,证明: 为定值.
【解析】(1)设 ,
因为过点 的直线l交抛物线C于M,N两点,所以直线斜率存在,且不为0,
设直线l为 ,
联立 与 得: ,
则 , ,
因为 ,所以 ,
故 ,解得: ,
当 时, ,此时 ,解得: ,直线l的斜率为 ,满足点N位于点M和点P之间,
当 时, ,此时 ,解得: ,
直线l的斜率为 ,满足点N位于点M和点P之间,
综上:直线l的斜率为 ;
(2)设 ,
因为过点 的直线l交抛物线C于M,N两点,所以直线斜率不为0,
设直线l为 ,令 得: ,故 ,
联立 与 得: ,
则 , ,
因为 ,
所以 , ,
解得: , ,
所以 ,
故 为定值-1.
18.(2023·江苏南通·高三统考期末)已知抛物线 经过点 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)动直线 与抛物线 交于不同的两点 , , 是抛物线上异于 , 的一点,记 , 的斜率分别为 , , 为非零的常数.
从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立:
① 点坐标为 ;② ;③直线 经过点 .
【解析】(1)因为抛物线 经过点 ,
所以 ,所以 ,所以抛物线 的方程为 ;
(2)设 , ,
方案一:选择①②,证③
因为 , ,
所以 ,所以 ,
由已知可知 与 轴不平行,设直线 ,
联立 消去 可得 ,
,所以 , ,
所以 ,所以直线 的方程为 ,所以 经过 ;
方案二:选择①③,证②
设直线 的方程为 ,联立 消去 可得 ,
所以 , , ,
因为 , ,所以 ;
方案三:选择②③,证①
设直线 的方程为 ,联立 消去 可得 ,
所以 , , ,
设 ,则 , ,
所以 ,
所以 ,整理可得 ,
因式分解可得 对任意的 恒成立,
所以 ,所以 点坐标为 .
19.(2023·湖北武汉·高三统考期末)如图,在平面直角坐标系,已知 , 分别:
的左,右焦点.设点 为线段 的中点.
(1)若 为长轴 的三等分点,求椭圆方程;
(2)直线 (不与 轴重合)过点 且与椭圆 交于 , 两点,延长 , 与椭圆 交于 , 两点,设直线 , 的斜率存在且分别为 , ,请将 表示成关于 的函数,即 ,求
的值域.
【解析】(1)因为点 为线段 的中点,所以 ,故 ,
因为 为长轴 的三等分点,所以 即 ,
所以 ,解得 ,
所以 ,
所以椭圆方程为
(2)设点 , , , , , ,
则 , ,
由于 , , 三点共线,则 ,
直线 的方程为 ,
联立椭圆 的方程可得: ,
化简有: ,
由韦达定理可知: ,
,
同理 , ,,
从而 ,由于 ,则 .
综上: ,且值域为 .
20.(2023·江苏·高三统考期末)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,过点 作
直线 (与 轴不重合)交 于 两点,且当 为 的上顶点时, 的周长为8,面积为
(1)求 的方程;
(2)若 是 的右顶点,设直线 的斜率分别为 ,求证: 为定值.
【解析】(1)依题意, 的周长 ,
解得 ,则椭圆 ,令椭圆 的半焦距为c,
当 为 的上顶点时,直线 为: ,由 消去y得 ,
解得 或 ,于是得点 ,
又 的面积为 ,则 ,整理得 ,
则有 ,解得 或 ,有 或 ,因为 ,则 ,
所以椭圆 的方程为 .
(2)由(1)知, , ,直线 的方程为 ,由 消去 得 ,
设 ,则 ,
而 ,
,
所以 为定值.