文档内容
第 09 讲 高考难点突破一:圆锥曲线的综
合问题(定点问题)(精讲)
目录
第一部分:典型例题剖析
题型一:椭圆中的定点问题
角度1:椭圆中的直线过定点问题
角度2:椭圆中存在定点满足某条件问题
题型二:双曲线中的定点问题
角度1:双曲线中的直线过定点问题
角度2:双曲线存在定点满足某条件问题
题型三:抛物线中的定点问题
角度1:抛物线中的直线过定点问题
角度2:抛物线存在定点满足某条件问题
第二部分:高考真题感悟
第一部分:典 型 例 题 剖 析
题型一:椭圆中的定点问题
角度1:椭圆中的直线过定点问题
典型例题
例题1.(2022·江西上饶·高二期末(文))已知椭圆 的一个顶点为 ,离心率
为 .
(1)求椭圆的方程:
(2)过椭圆右焦点且斜率为 的直线 与椭圆相交于两点 , 轴交于点 ,线段 的中点为 ,
直线 过点 且垂直于 (其中 为原点),证明直线 过定点.
【答案】(1) (2)证明见解析(1)依题意, , 又 椭圆的标准方程为 .
(2)由(1)知右焦点坐标为 ,设直线 方程为 , 由
得, ,
直线OP的斜率 , 直线 的斜率 ,令
得点 坐标为 , 直线 的方程为 ,即 , 直线 恒过定点
.
例题2.(2022·北京市十一学校高二期末)已知椭圆 : ( )右焦点为 ,
为椭圆的上顶点, 为坐标原点, 且 的周长为 . 是椭圆上一动点, 是
直线 上一点,且直线 轴.
(1)求椭圆 的方程:
(2)记直线 与椭圆另一交点为 ,直线 是否过 轴上一定点?若是,求出该定点:若否,请说明理
由.
【答案】(1) ;(2)过定点N .
(1)解:因为椭圆的右焦点为 , 为椭圆的上顶点,且 ,
所以 ,即 ,
又 , ,
解得 ,
所以椭圆方程为 ;
(2) ,易知直线PQ斜率为0时,QM为x轴,
则若QM过定点,则定点位于x轴上,
当直线PQ斜率不为0时,设 ,与椭圆方程联立 ,得 ,
设 ,
则 ,
,
所以直线QM的方程为 ,
令 ,得 ,
因为 ,
所以 ,
故直线QM过定点N .
例题3.(2022·安徽·合肥工业大学附属中学高二期末)已知椭圆 的离心率为 ,
一个焦点 与抛物线 的焦点重合.
(1)求椭圆 的方程;
(2)若直线 交 于 两点,直线 与 关于 轴对称,证明:直线 恒过一定点.
【答案】(1) ;(2)详见解析.
(1)由 ,可得 ,
∴ ,又离心率为 ,
∴ , ,
∴椭圆C的方程为 .
(2)设 ,
由 ,可得 ,∴ ,可得 ,
,
由直线 与 关于 轴对称,
∴ ,即 ,
∴ ,
即 ,
∴ ,
可得 ,
所以直线 方程为 ,恒过定点 .
同类题型归类练
1.(2022·全国·高三专题练习)椭圆 ,过点 的直线 和 相互垂直(斜率存在),
分别是 和 的中点.求证:直线 过定点.
【答案】证明见解析
由题意可知,设AB直线为 , , ,则
因为 分别是 的中点,所以 ,
因为 在椭圆 上,
所以 ,由 ,得 ,即,于是有 ,
所以 ,
,解得 ,∴ .
(1)当 时, 点即是 点,此时,直线MN为 轴.
(2)当 时,将上式 点坐标中的 换成 ,同理可得 .
①当直线MN不垂直于 轴时,直线MN的斜率 ,
其方程 ,化简得 ,
∴直线MN过定点 .
②当直线MN垂直于 轴时, ,此时, ,直线MN也过定点 .
综上所述,直线MN过定点 .
2.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 ,点 ,过点P作椭圆的割线PAB,C为B关于
x轴的对称点.求证:直线AC恒过定点.
【答案】证明见解析
设 , ,则 ,
设AC与x轴的交点为 , , ,由定比分点公式坐标公式得: ; ,
即 ①, ②, ③, ④,
由②④得 ⑤
∵点A、B在椭圆上,得 ,
两式相减得 ,
将①②代入上式得 ⑥
∵点A、C在椭圆上,得 ,将③④代入上式同理可得 ⑦
对比⑤⑥⑦得 ,故直线AC恒过定点 .
3.(2022·陕西·千阳县中学高三阶段练习(文))椭圆 的左顶点为 ,离
心率为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)已知经过点 斜率存在的直线 交椭圆 于 两点, 是直线 上一点. 若 ,求直
线 的方程.
【答案】(1) (2) 或 或
(1)解:由题意得 ,解得 .
所以椭圆 的方程为 .
(2)解:设 ,由 ,得 .
.
设 ,则 .
所以 .
由 ,知 ,即 ,
解得 ,所以 或 .
所以,直线l的方程为 或 或 .
4.(2022·陕西汉中·高二期末(文))在平面直角坐标系xOy中,已知点 , ,M是一个动
点,且直线AM,BM的斜率之积是 ,记M的轨迹为E.
(1)求E的方程;
(2)若过点 且不与x轴重合的直线l与E交于P,Q两点,点P关于x轴的对称点为 ( 与Q不重
合),直线 与x轴交于点G,求点G的坐标.
【答案】(1) (2)
(1)设 ,则直线AM的斜率为 ,直线BM的斜率为 ,
∴ ,整理得 ,
故E的方程为 .
(2)由题意知,过点F的直线PQ的斜率存在且不为0,可设其方程为 ,
设 , ,则 ,
将 代入 ,得 .
则 ,
∴ , .则直线 方程为 ,
令 ,则
,
∴点G的坐标为 .
角度2:椭圆中存在定点满足某条件问题
典型例题
例题1.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的两焦点分别为 和 ,
短轴的一个端点为 .
(1)求椭圆 的标准方程和离心率;
(2)椭圆 上是否存在一点 ,使得 ? 若存在,求 的面积;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2)不存在,理由见解析.
(1)由焦点坐标知 ,由短轴端点 知 ,所以 ,故所求椭圆标准方程
为 .
(2)假设椭圆C上存在一点 ,使得 ,则 ,即
,联立 ,得 ,此方程无解.故椭圆上不存在点P,使得 .
例题2.(2022·北京市十一学校高二期末)已知椭圆C: ( )的右顶点为 ,且
为其上一点.
(1)求椭圆 的方程及离心率;
(2) 是椭圆 上异于左右顶点的一点,线段 的中垂线交 轴于点 ,且 为等边三角形,求
点横坐标.
【答案】(1) , ;(2)B点横坐标 .(1)由题设, ,又 在椭圆上,则 ,可得 ,
所以椭圆C的方程 ,故离心率为 .
(2)令 且 ,则 中点为 ,中垂线斜率 ,
故线段 的中垂线为 ,故 ,
又 为等边三角形,即 ,
所以 ,且 ,
整理得 ,而 或 (舍),
所以 ,即 ,
当 时, ,经验证 为等边三角形,满足题设;
当 时, ,经验证 为等边三角形,满足题设;
所以 横坐标为 .
例题3.(2022·河南许昌·高二期末(文))已知双曲线 的离心率为 ,右焦点
与点 的连线与其一条渐近线平行.
(1)求双曲线 的方程;
(2)经过点 的直线 与双曲线 的右支交于点 、 ,试问是否存在一定点 ,使 恒成立,
若存在,请求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)存在,
(1)设 ,由条件知 的斜率等于 ,
即 ,又 , ,
, ,
双曲线 的方程为: .(2)存在点 满足 恒成立,且点 在 轴上.
理由如下:设点 , 过点 , 设直线 ,
由 ,消去 得 , ,
设 ,
由韦达定理得 ,①, ,②
, 、 的斜率之和为 ,
即 ,因为 , ,
所以代入整理得: ,③
将①②代入③可得 ,即 ,④
④式对任意实数 都成立, ,
,即存在点 满足 恒成立,且点 在 轴上.
同类题型归类练
1.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆C: 的左右顶点分别为 , ,
右焦点为 ,点 在椭圆上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2) 为椭圆上不与 重合的任意一点,直线 分别与直线 相交于点 ,求证: .
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)由题知: ,将点 代入方程得: ,解得 , 椭圆C的标准方程为
.
(2)由(1)知 , .设 ,则 ,直线 的方程为 ,令 ,
则 ,即 ,直线 的方程为 ,令 ,则 ,即,即 .
2.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的左右顶点是双曲线 的顶
点,且椭圆 的上顶点到双曲线 的渐近线距离为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)点F为椭圆的左焦点,不垂直于x轴且不过F点的直线l与曲线 相交于A、B两点,若直线FA、FB的
斜率之和为0,则动直线l是否一定经过一定点?若存在这样的定点,则求出该定点的坐标;若不存在这样
的定点,请说明理由.
【答案】(1) ;(2)存在, .
(1)双曲线 的顶点坐标为 ,渐近线方程为 ,
依题意, ,椭圆上顶点为 到直线 的距离 ,解得 ,
所以椭圆的方程为 .
(2)依题意,设直线l的方程为 , 、 ,点 ,
由 消去y并整理得 ,则 , ,
直线FA、FB的斜率之和为 ,
即 ,有 ,整理得 ,
此时 , ,否则 ,直线l过F点,
因此当 且 ,即 且 时,直线l与椭圆 交于两点,直线l: ,
所以符合条件的动直线l过定点 .
3.(2022·上海中学东校高二期末)已知椭圆的C的方程: .
(1)设P为椭圆C异于椭圆左右顶点 上任一点,直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,试证明
为定值.(2)求椭圆中所有斜率为1的平行弦的中点轨迹方程.
(3)设椭圆上一点 ,且点M,N在C上,且 ,D为垂足.证明:存在定点Q,使
得 为定值.
【答案】(1) (2) (3)存在点 ,使得 为定值.
(1)设 ,因为P为椭圆C上一点,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以 .
故 为定值 .
(2)设弦的两个端点分别为 , 的中点为 .
则 ,①
,②
①减②得: ,
.
又 , .
由于弦中点轨迹在已知椭圆内,
联立
故斜率为 的平行弦中点的轨迹方程:
(3)设点 ,
若直线 斜率存在时,设直线 的方程为: ,
代入椭圆方程消去 并整理得: ,可得 , ,
因为 ,所以 ,即 ,
根据 ,代入整理可得:
,
所以 ,
整理化简得 ,
因为 不在直线 上,所以 ,
故 ,于是 的方程为 ,
所以直线过定点直线过定点 .
当直线 的斜率不存在时,可得 ,
由 得: ,
得 ,结合 可得: ,
解得: 或 (舍).
此时直线 过点 .
令 为 的中点,即 ,
若 与 不重合,则由题设知 是 的斜边,故 ,
若 与 重合,则 ,故存在点 ,使得 为定值.
4.(2022·上海·格致中学高二期末)已知椭圆 ,过定点 的直线交椭圆于 两点,其
中 .(1)若椭圆短轴长为 且经过点 ,求椭圆方程;
(2)对(1)中的椭圆,若 ,求 面积的最大值,并求此时直线 的方程;
(3)若直线 与 轴不垂直,问:在 轴上是否存在点 使得 恒成立?如果存在,求出
的关系;如果不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2) 面积的最大值为 , 或
(3)存在,
(1) 椭圆短轴长为 , ,解得: ; 椭圆方程为 ;
点 在椭圆上, ,解得: , 椭圆方程为 .
(2)由题意可设直线 , , ,
由 得: , ,
, ,
(当且仅当 ,即 时取
等号),面积的最大值为 ,此时直线 的方程为: 或 .
(3) 直线 与 轴不垂直,可设直线 , , ,
由 得: ,
,则 , ,
, ,即 ,
,即 ,
,则 ,
,
, ,则 ,
轴上存在点 使得 恒成立,此时 .
题型二:双曲线中的定点问题
角度1:双曲线中的直线过定点问题
典型例题
例题1.(2022·江苏·高二期末)已知双曲线 的离心率为 ,两条准线间的距离
为 .
(1)求 的标准方程;
(2)斜率为 的直线l过点 ,且直线 与 的两支分别交于点 , ,
①求 的取值范围;
②若 是点 关于 轴的对称点,证明:直线 过定点.
【答案】(1) ;(2)① ;②证明见解析.
(1)由已知得 可得 ,
又双曲线中 ,所以C的标准方程为: .(2)设直线 , , ,
由 ,消去y可得, ,
则 , , ,
①因为直线与双曲线交于两支,所以 且 ,即 ,解得:
;
②设 ,令 ,
,即直线AD过定点 .
例题2.(2022·安徽·高二期末)设直线 ( )与双曲线 : 的两条渐近线分别交于
, 两点,且 ( 为坐标原点)的面积为 .
(1)求 的值;
(2)与坐标轴不垂直的直线 与 交于 , 两点,点 关于 轴的对称点为 , 为 的右焦点,若
, , 三点共线,证明:直线 经过 轴上的一个定点.
【答案】(1)m=1(2)证明见解析
(1)双曲线C: (m >0)的渐近线方程为 ,
不妨设点A在x轴上方,则A,B两点的坐标分别为(m, m)和(m, - m),
所以
解得m=1.
(2)由(1)知C: ,则F的坐标为(2,0),
设l与x轴交于点(p,0) ,则l的方程为 ( ),
设 .则 .
联立 ,得 ,由题可知 ,所以
因为 ,F,N三点共线,所以 ,
即 ,即 ,
所以
因为k≠0,所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以
解得 ,
所以直线l经过x轴上的定点
例题3.(2022·广东深圳·高二期末)已知圆 : 的圆心为 ,圆N:
的圆心为 ,一动圆与圆 内切,与圆 外切,动圆的圆心 的轨迹为曲线 .
(1)求曲线 的方程;
(2)已知点 ,直线 与曲线 交于 , 两点,且 ,直线 是否过定点?若过定点,求出定
点坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1) , ;(2)过, .
(1)设圆E的圆心为 ,半径为r,
则 , ,所以 .
由双曲线定义可知,E的轨迹是以M,N为焦点、实轴长为6的双曲线的右支,
所以动圆的圆心E的轨迹方程为 , ;
(2)设 , ,直线l的方程为 .
由 得 ,且 ,故 又 ,所以 .
又 , ,
所以
,
即 .又
故 或 .
若 ,则直线l的方程为 ,
过点 ,与题意矛盾,所以 ,故 ,
所以直线l的方程为 ,过点 .
同类题型归类练
1.(2022·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy中,动点Р与定点F(2,0)的距离和它到定直线l:
的距离之比是常数 ,记P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)设过点A( ,0)两条互相垂直的直线分别与曲线E交于点M,N(异于点A),求证:直线MN过定点.
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)解:设P(x,y),
因为P与定点F(2,0)的距离和它到定直线l: 的距离之比是常数 ,
所以 ,
化简得 ,
所以曲线E的方程为 .
(2)设M(x,y),N(x,y),
1 1 2 2
当直线MN斜率不存在,直线AM,AN分别为 , ,分别联立 ,解得M( , ),N( ,- ),
此时直线MN的方程为 ,过点( ,0);
当直线MN斜率存在时设其方程为 ,( )
由 ,消去y得 ,
所以 ,即 ,
, ,
因为AM⊥AN,
所以 ,即 ,
即 ,
即 ,
将 , 代入化简得: ,
所以 或 ,
当 时,直线MN方程为 (不符合题意舍去),
当 时,直线MN方程为 ,MN恒过定点( ,0),
综上所述直线MN过定点( ,0).
2.(2022·山西·怀仁市大地学校高中部高二阶段练习)已知双曲线的离心率为 ,且该双曲线经过点
.
(1)求双曲线C: 方程;
(2)设斜率分别为 , 的两条直线 , 均经过点 ,且直线 , 与双曲线C分别交于A,B两点
(A,B异于点Q),若 ,试判断直线AB是否经过定点,若存在定点,求出该定点坐标;若不存
在,说明理由.
【答案】(1) (2)过定点,(0,1)(1)离心率为 ,则 , ,即双曲线方程为 .
又点 在双曲线C上,所以 ,
解得 , ,
所以双曲线C的方程为 .
(2)当直线AB的斜率不存在时,点A,B关于x轴对称,
设 , ,
则由 ,解得 ,
即 ,解得 ,不符合题意,所以直线AB的斜率存在.
不妨设直线AB的方程为 ,代入 ,
整理得 ,
设 , ,则 ,
由 ,得 ,即 ,
整理得 ,
所以 ,
整理得: ,即 ,
所以 或 .
当 时,直线AB的方程为 ,经过定点 ;
当 时,直线AB的方程为 ,经过定点 ,不符合题意.
综上,直线AB过定点(0,1).
3.(2022·全国·高三专题练习)双曲线 经过点 ,且虚轴的一个顶点到一
条渐近线的距离为 .
(1)求双曲线 的方程;(2)过点 的两条直线 , 与双曲线 分别交于 , 两点( , 两点不与 点重合),设直线 ,
的斜率分别为 , ,若 ,证明:直线 过定点.
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
(1)由题得双曲线 的一条渐近线方程为 ,虚轴的一个顶点为 ,
依题意得 ,即 ,
即 ,①
又点 在双曲线 上,
所以 ,即 ,②
由①②解得 , ,
所以双曲线 的方程为 .
(2)当直线 的斜率不存在时,点 , 关于 轴对称,
设 , ,
则由 ,解得 ,
即 ,解得 ,不符合题意,所以直线 的斜率存在.
不妨设直线 的方程为 ,代入 ,
整理得 , ,
设 , ,
则 , ,
由 ,得 ,
即 ,
整理得 ,
所以 ,整理得 ,即 ,
所以 或 .
当 时,直线 的方程为 ,经过定点 ;
当 时,直线 的方程为 ,经过定点 ,不符合题意.
综上,直线 过定点 .
角度2:双曲线存在定点满足某条件问题
典型例题
例题1.(2022·全国·高三专题练习)已知双曲线 的右焦点为 ,离心率为2,
直线 与 的一条渐近线交于点P,且 .
(1)求双曲线 的标准方程;
(2)设 为双曲线 右支上的一个动点在 轴上是否存在定点 ,使得 ?若存在,求出
点 的坐标;若不存在请说明理由.
【答案】(1) (2)满足条件的点M存在,坐标为
(1)根据双曲线的对称性不妨设直线 与渐近线 的交点为P,
则联立 得:
由 可得: ,即 ,
由离心率 可得: ,故
所以双曲线的标准方程为: .
(2)假设存在点 满足题设条件.
由(1)知双曲线C的右焦点为 .
设 为双曲线C右支上一点,则
①当 时, .因为 ,
所以 ,于是 ,所以 .即 .②当 时,
因为 ,所以
(ⅰ)当 时,上式化简得:
又 即: ,带入上式得:
所以 解得 .即
(ⅱ)当 时, ,即 也能满足
综上可得:满足条件的点M存在,其坐标为 .
例题2.(2022·广东·梅州市梅江区梅州中学高三开学考试)已知双曲线 : ,
, , , , 五点中恰有三点在 上.
(1)求 的方程;
(2)设 是 上位于第一象限内的一动点,则是否存在定点 ,使得 ,若存
在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)存在,定点
(1)若 , , 在双曲线 上,则 , , 只能是双曲线 的顶点,
, , 三点中只能有一点是顶点, 都在双曲线 上,
, , 两点关于 上对称,
由双曲线顶点的位置特征分析可知, 在 上,
将 , 代入双曲线 的方程 中,
则 ,得 , ,故 的方程为 .(2)假设存在定点 满足题意, , , ,
.
①、当 轴时, , , ,
在 中, ,
, ,此时 .
②、当 不与 轴垂直时,假设 ,满足 .
设 ,则 , ,
,又 , ,即 ,所以假设成立.
故存在定点 ,使得 .
例题3.(2022·上海·高三专题练习)在直角坐标系 中,直线 是双曲线 的一条渐
近线,点 在双曲线 上,设 为双曲线上的动点,直线 与y轴相交于点 ,点 关
于 轴的对称点为 ,直线 与 轴相交于点 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)在 轴上是否存在一点 ?使得 ,若存在,求 点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)求 点的坐标,使得 的面积最小.
【答案】(1) ;(2)存在, ;(3) 或 或 或 .
(1)由已知得 ,所以 , ,所以双曲线方程为
(2)设 ,因为 ,令 得 , ,令 得
因为 ,平方可得 ,所以 ,
因为 ,所以 ,故 ,存在 ;
(3)因为
,
当且仅当 时,取得最小值,
此时M的坐标是 或 或 或 .
同类题型归类练
1.(2022·全国·高二课时练习)直线l: 与双曲线C: 交于不同的两点A、B.
(1)求实数k的取值范围;
(2)若双曲线C的右焦点为F,是否存在实数k,使得AF⊥BF?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.【答案】(1) ;(2)存在, 或 .
(1)将直线l的方程 代入双曲线C的方程 ,
整理得 ①
依题意,直线l与双曲线C交于不同两点,则
解得k的取值范围为 .
(2)设A、B两点的坐标分别为 , ,则由①得 ②.
假设存在实数k,使得AF⊥BF,则 ,
即: ,
整理得 ③.
把②式及 代入③式化简得: ,
解得 或 ,
∴存在实数 或 ,使得AF⊥BF.
2.(2022·全国·高三专题练习)已知双曲线方程为 1,F,F 为双曲线的左、右焦点,离心率为
1 2
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.
【答案】(1)x2 1(2)存在,m=﹣1,定值为0
(1)由题意可得e 2,可得c=2a,b2=c2﹣a2=3a2,
所以b a,
又因为 · 0,|PF||PF|=6.所以 ,
1 2
由|PF|﹣|PF|=2a,所以可得|PF|2+|PF|2﹣2|PF||PF|=4a2,
1 2 1 2 1 2
而|PF|2+|PF|2=4c2,
1 2所以4c2﹣12=4a2,
可得b2=3,a2=1,
所以双曲线的方程为:x2 1;
(2)由(1)可得F(2,0),
2
当直线l的斜率为0时,l:y=0,此时A(﹣1,0),B(1,0),
由M(m,0),则 · m2﹣1,
当l的斜率不为0时,设l:x=ty+2,A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
联立 ,整理可得:(3t2﹣1)y2+12ty+9=0,
因为t2 ,y+y ,yy ,
1 2 1 2
因为 · (x﹣m,y)·(x﹣m,y)=(ty +2﹣m)(ty +2﹣m)+yy=(t2+1)yy+(2﹣m)t(y+y)+(2﹣m)2
1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2
=(t2+1)· (2﹣m)t· (2﹣m)2
(2﹣m)2,
要使 • 为定值,则 ,解得m=﹣1,则 ,
所以Q(﹣1,0).定值为0.
3.(2022·江苏徐州·高二期末)已知双曲线 的左焦点为 , 到 的一条渐近
线的距离为1.直线 与 交于不同的两点 , ,当直线 经过 的右焦点且垂直于 轴时, .
(1)求 的方程;
(2)是否存在 轴上的定点 ,使得直线 过点 时,恒有 ?若存在,求出点 的坐标;
若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2)存在 ,理由见解析.
(1)双曲线 的左焦点 ,其中一条渐近线 ,则 ;
对双曲线 ,令 ,解得 ,则 ,解得 ,
故双曲线方程为: .(2)根据(1)中所求可知 ,假设存在 轴上的点 满足题意,
若直线 的斜率不为零,则设其方程为 ,联立双曲线方程 ,
可得 ,则 ,
即 ,此时直线 与双曲线交于两点 ,
则 ,则 ,
即 ,即 ,
则 ,此时 满足题意;
若直线 的斜率为零,且过点 ,此时 ,满足题意.
综上所述,存在 轴上的一点 满足 .
题型三:抛物线中的定点问题
角度1:抛物线中的直线过定点问题
典型例题
例题1.(2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测)已知点 在抛物线 上.
(1)求抛物线 的方程;
(2)过点 作斜率分别为 的两条直线 ,若 与抛物线 的另一个交点分别为 ,且有
,探究:直线 是否恒过定点?若是,求出该定点;若否,说明理由.
【答案】(1) (2)直线 恒过定点
(1) 在抛物线上, ,解得: ,
抛物线 的方程为: .
(2)由(1)得: ;设 , ,
则 ;同理可得: ;
, ,整理可得: ;
当直线 斜率为 时,其与抛物线 只有一个公共点,不合题意;当直线 斜率不为 时,设 ,
由 得: ,则 , ,解得: ;
,则直线 过定点 ;
综上所述:直线 恒过定点 .
例题2.(2022·陕西西安·三模(理))已知抛物线 上的点 到其准线的距
离为5.不过原点的动直线交抛物线 于 , 两点, 是线段 的中点,点 在准线 上的射影为
.
(1)求抛物线 的方程;
(2)当 时,求证:直线 过定点.
【答案】(1) (2)证明见解析
(1)由抛物线C的方程可得其准线方程 ,
依抛物线的性质得 ,解得 .
∴抛物线C的方程为 .
(2)当直线AB的斜率为0时,显然不符合题意;
当直线AB的斜率不为0时,设直线 , 、 、 ,由
化简得 , , , ,
,所以 ,所以 , ,
所以
若 ,即 ,解得 或 (舍去),所以直线AB过定点 .
例题3.(2022·全国·高三专题练习)已知线段 是抛物线 的弦,且过抛物线焦点 .
(1)过点 作直线与抛物线对称轴平行,交抛物线的准线于点 ,求证: 三点共线( 为坐标原点);
(2)设 是抛物线准线上一点,过 作抛物线的切线,切点为 .求证:(i)两切线互相垂直;
(ii)直线 过定点,请求出该定点坐标.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析.
(1)解:由题知抛物线 的焦点 ,准线为 ,
所以,设直线 的方程为: ,
所以,联立方程 得 ,
设 ,则 ,
因为过点 作直线与抛物线对称轴平行,交抛物线的准线于点 ,所以
因为 ,故
所以 , ,
所以, ,即 三点共线.
(2)解:(i)设 ,
所以,设过 作抛物线的切线,斜率为 ,则方程为 ,
所以, 得 ,
所以, ,即 ,
设切线 的切线斜率分别为 ,
则 为方程 的实数根,
所以 , ,
所以,两切线互相垂直.
(ii)由(i)知 , ,
所以, ,即 ,
所以 ,
所以, ,所以,直线 的方程为 ,
整理得 ,即
所以,直线 过定点 .
同类题型归类练
1.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)已知抛物线C: ( ),直线 交抛物线C
于A,B两点,且三角形OAB的面积为 (O为坐标原点).
(1)求实数p的值;
(2)过点D(2,0)作直线L交抛物线C于P,Q两点,点P关于x轴的对称点为P'.证明:直线P'Q经过定
点,并求出定点坐标.
【答案】(1) ;(2)证明见解析,定点 .
(1)解:由题得直线 过点 ,.
设 ,
联立 得 ,所以 ,
所以 .
所以三角形 的面积 ,
又 ,解得 ( 舍去).
所以 .
(2)证明:由(1)抛物线 的方程为 ,
设 ,不妨令 ,则 ,
设直线 的方程为 ,
联立 消去 得 ,
则 ,
则直线 的方程为 ,
即 ,
则 ,即 ,
即 ,
所以 ,即 ,
令 解得 所以直线 恒过定点
2.(2022·湖北武汉·高二期末)已知动圆M过定点 ,且在y轴上截得的弦长为4,圆心M的轨迹为
曲线L.
(1)求L的方程;
(2)已知点 , ,P是L上的一个动点,设直线PB,PC与L的另一交点分别为E,F,求证:
当P点在L上运动时,直线EF恒过一个定点,并求出这个定点的坐标.
【答案】(1) (2)证明见解析,定点 ;
(1)解:设圆心 ,圆的半径为R,则 ,整理得 .
所以动圆圆心的轨迹方程为 .
(2)证明:抛物线的方程为 ,设 , , ,
则直线 的方程为 ,
得 ,
又 ,所以直线 的方程为 .
同理可得直线 的方程为 ,
直线 的方程为
因为直线 过点 ,所以 ;
因为直线 过点 ,所以 .
消去 ,得 .
代入 的方程,得 ,所以直线 恒过一个定点 .
3.(2022·江西景德镇·高二期末(文))已知抛物线C: 的焦点为F,过焦点F且垂直于x
轴的直线交C于H,I两点,O为坐标原点, 的周长为 .
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点F作抛物线C的两条互相垂直的弦AB,DE,设弦AB,DE的中点分别为P,Q,试判断直线PQ是
否过定点?若过定点.求出其坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1) (2)直线PQ过定点
(1)由题意 ,在 中代入 ,得 ,解得 ,
所以 .
由勾股定理得| ,
则 的周长为 ,解得 ,
故抛物线C的方程为 .
(2)由题意可知 ,直线AB的斜率存在,且不为0.
设直线AB的方程为 , , .
联立 消去x,得 , ,
则 ,从而 .
因为P是弦AB的中点,所以 ,同理可得 .当 ,即 时,直线PQ的斜率 ,
则直线PQ的方程为 ,即 .
故直线PQ过定点 ;
当 ,即 时,直线PQ的方程为 ,也过点 .
综上所述,直线PQ过定点 .
4.(2022·江西·上饶市第一中学模拟预测(文))已知抛物线 的焦点为F,过焦点F斜率
为 的直线交抛物线于A、B两点(点A在第一象限),交抛物线准线于G,且满足 .
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知C,D为抛物线上的动点,且 ,求证直线CD过定点P,并求出P点坐标;
(3)在(2)的条件下,求 的最大值.
【答案】(1) (2)证明见解析;P点坐标为(4,0)(3)
(1)过点B作准线的垂线,垂足为H,设准线与x轴相交于点M,如图,
由题知,直线l的倾斜角为 .∴在 中, ,
又∵ ,∴ ,∴ .
∴ ,∴在 中,又 ,
∴ ,∴ ,∴抛物线的标准方程为 .
(2)由(1)可知,抛物线方程为 ,设直线CD的方程为: , , ,
直线与抛物线联立: ,得: ,
则 , ,
∵ , 且 ,∴ 则 ,
∴直线CD过定点(4,0),即P点坐标为(4,0),
(3)由(2)可知P点坐标为(4,0),
∴ ,
∴ 的最大值为 .
角度2:抛物线存在定点满足某条件问题
典型例题
例题1.(2022·内蒙古赤峰·高二期末(文))已知抛物线 的焦点为 ,过点 的
直线 交 于 , 两点,当 与 轴垂直时, .
(1)求 的方程:
(2)在 轴上是否存在点 ,使得 恒成立( 为坐标原点)?若存在求出坐标,若不存在
说明理由.
【答案】(1) (2)存在,
(1)当l与x轴垂直时,由题意易得 ,
从而 ,解得p=1,
所以C的方程为 ;
(2)设 , , ,由题可知直线l斜率不为零,
设 ,代入抛物线方程 消去x,得 ,
从而 , ,①
由 可得将①代入上式,得 恒成立,
所以 ,
因此存在点P,且满足题意,P点坐标为 .
例题2.(2022·河南·开封市东信学校模拟预测(文))已知直线 与抛物线
交于 , 两点,当直线 轴时, .
(1)求抛物线 的标准方程;
(2)在 轴上求一定点 ,使得点 到直线 和 的距离相等.
【答案】(1) (2)
(1)当直线 轴时,方程为 ,代入抛物线方程得 , ,
∴ ,解得 .
∴抛物线N的标准方程为 ;
(2)设 .
联立 得 .∴ .①
由题意可知 ,
∴ ,即 .
∴ ,即 .
∴ .∵ ,可知 .
∴点C的坐标由抛物线的图象可知,还有点 满足题意,故这样的点有3个,坐标分别为
.
例题3.(2022·贵州铜仁·高二期末(理))已知 为抛物线 的焦点,过 的动直线交
抛物线 于 两点.当直线与 轴垂直时, .
(1)求抛物线 的方程;
(2)设直线 的斜率为1且与抛物线的准线 相交于点 ,抛物线 上存在点 使得直线 的斜
率成等差数列,求点 的坐标.
【答案】(1) (2)
(1)因为 ,在抛物线方程 中,令 ,可得 ,所以当直线与 轴垂直时,解得 ,抛物线的方程为 .
(2)(2)因为抛物线 的准线方程为 ,由题意可知直线 的方程为 ,所以
.联立 消去 ,得 ,设 , ,则 , ,若
存在定点 满足条件,则 ,即 ,因为点 均在抛物线上,
所以 .代入化简可得 ,将 , 代入整理
可得 ,即 ,所以 ,解得 ,将 代入
抛物线方程,可得 ,于是点 即为满足题意的定点.
同类题型归类练
1.(2022·湖北·鄂南高中模拟预测)已知曲线 的焦点为 ,曲线 上有一点 满
足 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)过原点作两条相互垂直的直线交曲线 于异于原点的两点 ,直线 与 轴相交于 ,试探究 轴
上存在一点是否存在异于 的定点 满足 恒成立.若存在,请求出 点坐标;若不存在,请
说明理由.
【答案】(1) (2)存在,
(1) 在曲线 上,则 ,则 ,
而 ,故抛物线C的方程为 .
(2)易知直线 的斜率不为0,故设
联立: ,
故 .
,因为 ,
则
则 或 (舍),故 .因为 都在 轴上,要使得 ,
则 轴为 的角平分线,
若 ,则 垂直于 轴, 轴平分 ,则 垂直于 轴,
则直线 的方程为 ,此时 ,而 相异,故 ,同理
故 与 的斜率互为相反数,即
为定值.
故当 时,有 恒成立.
2.(2022·全国·高三专题练习(理))已知抛物线 的焦点为F,过F的直线交抛物线E
于 两点, .
(1)求抛物线E的标准方程;
(2)在x轴的正半轴上是否存在点P,连接PA,PB分别交抛物线E于另外两点C,D,使得 ?并
说明理由.
【答案】(1) (2)见解析
(1)因为点 是抛物线 的焦点,且
所以点 到点 的距离等于点 到直线
所以由抛物线的定义可知
所以抛物线 的标准方程为
(2)设
由 得: ,且 ,得
即 ,所以
代入抛物线方程 ,得
整理得 ,同理可得
故 是方程 的两根,
由韦达定理可得 ①
由题意,直线 的斜率一定存在,故设直线 的方程为与抛物线方程 联立可得
由韦达定理可得 ②
由①②可得
故在x轴的正半轴上存在一点 满足条件.
3.(2022·江苏省苏州实验中学高二阶段练习)已知抛物线 ,点 ,直线 过点
且与抛物线 相交于 两点.
(1)当 为变量时, 为抛物线 上的一个动点,当线段 的长度取最小值时, 点恰好在抛物线 的顶
点处,请指出此时 点运动的轨迹;
(2)当 为定值时,在 轴上是否存在异于点 的点 ,对任意的直线 ,都满足直线 关于 轴对称?
若存在,指出点 的位置并证明,若不存在请说明理由.
【答案】(1) 点的运动轨迹是 轴的 部分的线段;
(2)存在点 ,证明见解析.
(1)设 ,则 ,
当线段 的长度取最小值时, 点恰好在抛物线 的顶点处,即当 时,线段 的长度取最小值
;
,解得: , ;
点的运动轨迹是 轴的 部分的线段.
(2)①当直线 斜率不存在时,对于 轴上任意异于点 的点 ,都满足直线 关于 轴对称;②当直线 斜率存在时,设 , , ,
由 得: ,则 ,
设 ,
直线 关于 轴对称, ,
,
即 ,
当 时, 恒成立,即 ;
综上所述:存在点 ,对任意的直线 ,都满足直线 关于 轴对称.
4.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)已知抛物线 的焦点为F,过F的直线交抛物线E于
A、B两点.
(1)当直线 的斜率为1时,求弦 的长度 ;
(2)在x轴的正半轴上是否存在一点P,连接 , 分别交抛物线E于另外两点C、D,使得 且
?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)8(2)存在,
(1)解:设 , , , ,
由题意知,点F的坐标为 ,直线 的方程为 .
与抛物线 联立可得 .
由韦达定理有 ,故 .
(2)设 , , , .
由 且 ,得 ,即 .
所以 , .
代入抛物线 ,得 ,
整理可得 ,
同理可得 ,
故 是方程 的两根, ,
由韦达定理有 , ,①
由题意,直线 的斜率一定存在,故设直线 的方程为 ,
与抛物线 联立可得 ,
由韦达定理有 , ,②
由①②可得 , ,
故x轴的正半轴上存在一点 满足条件.
第二部分:高考真题感悟
1.(2022·全国·高考真题(文))已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过
两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点 的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足
.证明:直线HN过定点.
【答案】(1) (2)
(1)解:设椭圆E的方程为 ,过 ,则 ,解得 , ,所
以椭圆E的方程为: .
(2) ,所以 ,①若过点 的直线斜率不存在,直线 .代入,可得 , ,代入AB方程 ,可得 ,由
得到 .求得HN方程: ,过点 .②若过点 的直线
斜率存在,设 .联立 得
,可得 , ,且
联立 可得 可求得此时
,将 ,代入整理得
,将 代入,得
显然成立,综上,可得直线HN过定点