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【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通用)
素养拓展 34 圆锥曲线中的定点、定值问题(精讲+精练)
一、知识点梳理
一、定点问题
定点问题是比较常见出题形式,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.
【一般策略】
①引进参数.一般是点的坐标、直线的斜率、直线的夹角等.
②列出关系式.根据题设条件,表示出对应的动态直线或曲线方程.
③探究直线过定点.一般化成点斜式 或者直线系方程
二、定值问题
在解析几何中,有些几何量,如斜率、距离、面积、比值等基本量和动点坐标或动线中的参变量无关,这
类问题统称为定值问题.这些问题重点考查学生方程思想、函数思想、转化与化归思想的应用.
【一般策略】
①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
②引进变量法:选择适当的动点坐标或动直线中的系数为变量,然后把要证明为定值的量表示成上述变量
的函数,最后把得到的函数化简,消去变量得到定值
【常用结论】
结论1 过圆锥曲线上的任意一点P(x,y)作互相垂直的直线交圆锥曲线于点A,B,则直线AB必过一
0 0
定点(等轴双曲线除外).
结论2 过圆锥曲线的准线上任意一点P作圆锥曲线上的两条切线,切点分别为点A,B,则直线AB必过焦
点.
结论3 过圆锥曲线外一点P作圆锥曲线上的两条切线,切点分别为点A,B,则直线AB已知且必过定点.
结论4 过圆锥曲线上的任意一点P(x,y)作斜率和为0的两条直线交圆锥曲线于A,B两点,则k 为
0 0 AB
定值.
结论5 设点A,B是椭圆x2 y2 (a>b>0)上关于原点对称的两点,点P是该椭圆上不同于A,B两点
+ =1
a2 b2
的任意一点,直线PA,PB的斜率分别是k,k,则k·k=-b2
1 2 1 2
a2二、题型精讲精练
【典例1】在平面直角坐标系 中, 椭圆 : 的左,右顶点分别为 、 ,点
是椭圆的右焦点, , .
(1)求椭圆 的方程;
(2)不过点 的直线 交椭圆 于 、 两点,记直线 、 、 的斜率分别为 、 、 .若
,证明直线 过定点, 并求出定点的坐标.
【解析】(1)由题意知, , , ,
∵ , ,
∴ ,解得 ,从而 ,
∴椭圆 的方程为 .
(2)设直线 的方程为 , , .
直线 不过点 ,因此 .
由 ,得 ,
时, , ,
∴,
由 ,可得 ,即 ,
故 的方程为 ,恒过定点 .
【典例2】已知椭圆 ,离心率为 ,点 与椭圆的左、右顶点可以构成等腰直
角三角形.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线 与椭圆 交于 , 两点, 为坐标原点直线 , 的斜率之积等于 ,试
探求 的面积是否为定值,并说明理由.
【解析】解:(1)椭圆 离心率为 ,即 ,
点 与椭圆的左、右顶点可以构成等腰直角三角形,
, , ,故椭圆方程为 .
(2)由直线与椭圆交于 , 两点,
联立 ,得 ,
设 , , , ,则△ ,
, ,
所以 ,,
,
原点 到 的距离 ,
为定值.
【题型训练1-刷真题】
一、解答题
1.(22·23·全国·高考真题)已知椭圆 的离心率是 ,点 在 上.
(1)求 的方程;
(2)过点 的直线交 于 两点,直线 与 轴的交点分别为 ,证明:线段 的中点为
定点.
2.(21·22·全国·高考真题)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.
3.(21·22·全国·专题练习)如图,中心在原点O的椭圆的右焦点为 ,右准线l的方程为: .(1)求椭圆的方程;
(2)在椭圆上任取三个不同点 ,使 ,证明: 为定值,并
求此定值.
4.(19·20·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.
【题型训练2-刷模拟】
1 . 定点问题
一、解答题
1.已知抛物线 经过点 ,直线 与抛物线相交于不同的 、 两点.
(1)求抛物线 的方程;
(2)如果 ,直线 是否过一定点,若过一定点,求出该定点;若不过一定点,试说明理由.
2.已知椭圆 的两个焦点分别为 ,离心率为 .
(1)求椭圆 的标准方程;(2)M为椭圆 的左顶点,直线 与椭圆 交于 两点,若 ,求证:直线 过定点.
3.设抛物线 的方程为 ,点 为直线 上任意一点,过点 作抛物线 的两条切线
, ,切点分别为 , .
(1)当 的坐标为 时,求过 , , 三点的圆的方程,并判断直线 与此圆的位置关系;
(2)求证:直线 恒过定点.
4.已知圆 , 为圆 内一个定点, 是圆 上任意一点,线段 的垂直平分线 交
于点 ,当点 在圆 上运动时.
(1)求点 的轨迹 的方程;
(2)已知圆 : 在 的内部, 是 上不同的两点,且直线 与圆 相切.求证:以 为直
径的圆过定点.
5.已知椭圆 的左焦点为 ,且点 在椭圆 上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)椭圆 的上、下顶点分别为 ,点 ,若直线 与椭圆 的另一个交点分别
为点 ,证明:直线 过定点,并求该定点坐标.
6.已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,焦点到渐近线的距离为 .
(1)求 的方程;
(2)过双曲线 的右焦点 作互相垂直的两条弦(斜率均存在) 、 .两条弦的中点分别为 、 ,那
么直线 是否过定点?若不过定点,请说明原因;若过定点,请求出定点坐标.7.在平面直角坐标系中, , ,M为平面内的一个动点,且 ,线段AM的垂直平分
线交BM于点N,设点N的轨迹是曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设动直线l: 与曲线C有且只有一个公共点P,且与直线 相交于点Q,问是否存在定点
H,使得以PQ为直径的圆恒过点H?若存在,求出点H的坐标;若不存在,请说明理由.
8.已知 为椭圆 上一点,点 与椭圆 的两个焦点构成的三角形面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)不经过点 的直线 与椭圆 相交于 两点,若直线 与 的斜率之和为 ,证明:直线 必过定
点,并求出这个定点坐标.
9.已知椭圆 的左焦点为 ,点 在 上.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过 的两条互相垂直的直线分别交 于 两点和 两点,若 的中点分别为 ,证明:直
线 必过定点,并求出此定点坐标.
10.在平面直角坐标系 中,顶点在原点,以坐标轴为对称轴的抛物线 经过点 .
(1)求 的方程;
(2)若 关于 轴对称,焦点为 ,过点 且与 轴不垂直的直线 交 于 , 两点,直线 交 于
另一点 ,直线 交 于另一点 ,求证:直线 过定点.
11.平面直角坐标系xOy中,已知双曲线 ( )的离心率为 ,实轴长为4.(1)求C的方程;
(2)如图,点A为双曲线的下顶点,直线l过点 且垂直于y轴(P位于原点与上顶点之间),过P的直
线交C于G,H两点,直线AG,AH分别与l交于M,N两点,若直线 的斜率 满足
,求点P的坐标.
12.已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,过点 且与椭圆 有相同焦点
(1)求E的离心率:
(2)设椭圆E的下顶点为A,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.证明:直线TN过定点.
13.在平面直角坐标系 中,已知点 ,直线 ,设动点 到直线 的距离为 ,且
.
(1)求动点 的轨迹 的方程,并指出它表示什么曲线;
(2)已知过点 的直线与曲线 交于 两点,点 ,直线 与 轴分别交于点 ,试问:
线段 的中点是否为定点,若是定点,求出该定点坐标;若不是,请说明理由.
14.已知 为椭圆 : 上一点,长轴长为 .(1)求椭圆 的标准方程;
(2)不经过点 的直线 与椭圆 相交于 , 两点,若直线 与 的斜率之和为 ,证明:直线 必过定
点,并求出这个定点坐标.
15.椭圆 的左、右焦点分别为 ,左、右顶点分别为 ,点 在 上.已知
面积的最大值为 ,且 与 的面积之比为 .
(1)求 的方程;
(2)不垂直于坐标轴的直线 交 于 两点, 与 不重合,直线 与 的斜率之积为 .证明:
过定点.
2 . 定值问题
一、解答题
1.已知 为椭圆 的两个焦点, 为椭圆 上异于左、右顶点的任意一点, 的周长
为6,面积的最大值为 :
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与椭圆 的另一交点为 ,与 轴的交点为 .若 , .试问: 是否
为定值?并说明理由.
2.在平面直角坐标系 中,已知圆心为 的动圆过点 ,且在 轴上截得的弦长为4,记 的轨迹
为曲线 .
(1)求曲线 的方程;
(2)已知 及曲线 上的两点 和 ,直线 经过定点 ,直线 的斜率分别为 ,
求证: 为定值.3.已知点 是离心率为 的椭圆 上的一点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P在椭圆上,点A关于坐标原点的对称点为B,直线AP和BP的斜率都存在且不为0,试问直线AP
和BP的斜率之积是否为定值?若是,求此定值;若不是,请说明理由.
4.已知椭圆 离心率等于 且椭圆C经过点 .
(1)求椭圆的标准方程 ;
(2)若直线 与轨迹 交于 两点, 为坐标原点,直线 的斜率之积等于 ,试探求
的面积是否为定值,并说明理由.
5.过点 的直线为 为圆 与 轴正半轴的交点.
(1)若直线 与圆 相切,求直线 的方程:
(2)证明:若直线 与圆 交于 两点,直线 的斜率之和为定值.
6.已知双曲线C : 的左、右焦点分别为 , ,双曲线C的右顶点A在圆 O :
上,且 .
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)动直线 与双曲线C恰有1个公共点,且与双曲线C的两条渐近线分别交于点M,N,求△OMN (O为坐
标原点)的面积.
7.已知圆 ,点 ,动直线 过定点 .
(1)若直线 与圆 相切,求直线 的方程;
(2)若直线 与圆 相交于 两点,则 是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.8.以坐标原点为对称中心,坐标轴为对称轴的椭圆过点 .
(1)求椭圆的方程.
(2)设 是椭圆上一点(异于 ),直线 与 轴分别交于 两点.证明在 轴上存在两点 ,
使得 是定值,并求此定值.
9.已知 ,M为平面上一动点,且满足 ,记动点M的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)若 ,过点 的动直线 交曲线E于P,Q(不同于A,B)两点,直线AP与直线BQ的
斜率分别记为 , ,求证: 为定值,并求出定值.
10.已知双曲线 的实轴长为4,离心率为 .过点 的直线l与双曲线C
交于A,B两点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知点 ,若直线QA,QB的斜率均存在,试问其斜率之积是否为定值?请给出判断与证明.
11.已知椭圆C: 过点 ,且 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点 的直线l交C于点M,N,直线 分别交直线 于点P,Q.求证: 为定值.12.已知双曲线 : 的右焦点为 ,离心率 .
(1)求 的方程;
(2)若直线 过点 且与 的右支交于M,N两点,记 的左、右顶点分别为 , ,直线 ,
的斜率分别为 , ,证明: 为定值.
13.已知椭圆 的右焦点为 ,点 在E上.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过点F的直线l与椭圆E交于A,B两点,点Q为椭圆E的左顶点,直线QA,QB分别交 于M,N
两点,O为坐标原点,求证: 为定值.
14.已知点 到 的距离是点 到 的距离的2倍.
(1)求点 的轨迹方程;
(2)若点 与点 关于点 对称,过 的直线与点 的轨迹 交于 , 两点,探索 是否为定值?
若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
15.已知椭圆 : 的离心率为 ,上焦点 到上顶点的距离为2.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 的直线 交椭圆 于 , 两点,与定直线 : 交于点 ,设 , ,证明:
为定值.16.已知圆 的方程为 ,直线 与圆 交于 两点.
(1)若坐标原点 到直线的距离为 ,且 过点 ,求直线 的方程;
(2)已知点 , 为 的中点,若 在 轴上方,且满足 ,在圆 上是否存在定
点 ,使得 的面积为定值?若存在,求出 的面积;若不存在,说明理由.