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重难点突破 02 圆锥曲线中的定点、定值问
题
1.已知椭圆 过点 ;过原点且不与坐标轴垂直的直线 与椭圆 交
于 , 两点.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)记椭圆 的右焦点为 ,分别延长 , 交椭圆 于 , 两点,探究:直
线 是否过定点,若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【解答】解:(1)设椭圆的方程为 , , , ,
椭圆 过点;可得 ,解得 , ,
椭圆 的标准方程为: ;
(2)设直线 的方程为 , , , , , ,
由 ,可得: ,
△ , , ,
设直线 的方程为 ,其中 , , ,
由 ,可得: ,
△ , , ,设直线 的方程为 ,其中 , , ,
由 ,可得: ,
△ , , ,
, ,
,
,
则 ,
即 ,
,
整理得 ,又 , ,
直线 的方程为 ,过定点 , .
2.如图,过顶点在原点、对称轴为 轴的抛物线 上的点 作斜率分别为 , 的
直线,分别交抛物线 于 , 两点.
(1)求抛物线 的标准方程和准线方程;(2)若 ,证明:直线 恒过定点.
【解答】(1)解:设抛物线的方程为 ,则
代入 ,可得 ,
抛物线 的标准方程为 ,准线方程为 ;
(2)证明:设 , , , ,则直线 方程 ,
方程 ,
联立直线 方程与抛物线方程,消去 ,得 ,
①
同理 ②
而 直线方程为 ,③
,
由①②③,整理得 .
由 且 ,得 , ,故直线 经过定点 .
3.平面直角坐标系 中, 是不在 轴上一个动点,满足条件:过 可作抛物线的两条切线,两切点连线 与 垂直,设直线 与 , 轴的交点分别为 ,
.
(1)证明: 是一个定点;
(2)求 的最小值.
【解答】(1)证明:设以 , 为切点的切线方程为 ,
联立抛物线方程,可得 ,
由△ ,
得 ,所以切线
同理以 , 为切点的切线方程为 ,
设 ,则 , ,
直线 的方程为 ,
两切点连线 与 垂直,
,
,
直线 的方程为 ,为定点;
(2)解:直线 的方程为 ,代入直线 的方程,求得 , ,
,
,
如图,由对称性,不妨取 ,则 , 求 的最小值为 .
4.已知 是抛物线 的焦点, 是抛物线上一点,且 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)直线 与抛物线 交于 , 两点,若 为坐标原点),则直线 是否会
过某个定点?若是,求出该定点坐标,若不是,说明理由.
【解答】解:(1)由抛物线的定义知 , ,
抛物线 的方程为: .
(2)设 的方程为: ,代入 有 ,设 , , , ,则 ,
,
,
,
的方程为: ,恒过点 .
5.已知椭圆 ,右焦点 的坐标为 ,且点 在椭圆 上.
(Ⅰ)求椭圆 的方程及离心率;
(Ⅱ)过点 的直线交椭圆于 , 两点(直线不与 轴垂直),已知点 与点 关于
轴对称,证明:直线 恒过定点,并求出此定点坐标.
【解答】解:(Ⅰ)由已知得 ,
解得 ,
椭圆 的标准方程 ,
椭圆 的离心率 .
(Ⅱ)设 , , , ,则 , ,
可设 的直线方程为
联立方程 ,整理得 ,,
, ,
整理得, ,
,解得 ,
的直线方程为: ,
直线 恒过定点 .
6.已知两定点 , ,过动点 的两直线 和 的斜率之积为 .设动点
的轨迹为 .
(1)求曲线 的方程;
(2)设 ,过 的直线 交曲线 于 、 两点(不与 、 重合).设直线
与 的斜率分别为 , ,证明 为定值.
【解答】解:(1)不妨设点 ,
因为过动点 的两直线 和 的斜率之积为 ,
所以 ,
整理得 ;
(2)证明:不妨设直线 的方程为 , , , , ,
联立 ,消去 并整理得 ,由韦达定理得 , ,
则
综上, 为定值2.
7.已知椭圆 的离心率为 ,且过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)若椭圆 的上顶点为 ,过 的两条直线 , 分别与 交于异于点 的 , 两
点,若直线 , 的斜率之和为 ,试判断直线 是否过定点?若是,求出该定点;若
不是,请说明理由.
【解答】解:(1)因为椭圆 的离心率为 ,
所以 ,①
因为点 在椭圆 上,
所以 ,②
又 ,③
联立①②③,解得 , , ,
则椭圆 的方程为 ;
(2)易知直线 的斜率存在,不妨设直线 的方程为 , , , ,
又 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
由韦达定理得 , ,
所以
,
所以 ,
此时直线 的方程为 ,
故直线 恒过定点 .
8.已知椭圆 的离心率 ,且椭圆 经过点 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 且斜率不为零的直线与椭圆 交于 , 两点, 关于 轴的对称点为
,求证:直线 与 轴交于定点 .【解答】解:(1)由题意可得: ,解得 ,
所以椭圆 的方程为: ;
证明:(2)设点 , , , ,则 , ,
设直线 的方程为 ,
联立 ,整理可得 ,
则 , ,△ ,得 ,
由题意,直线 的方程为 ,
令 ,所以点 的横坐标 .
所以直线 与 轴交于定点 .
9.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 斜率的乘积为 ,
证明:直线 必过定点,并求出这个定点坐标.
【解答】解:(1)易知 为椭圆 上一点,若点 与椭圆 的两个焦点构成的三角形面积为 ,
此时 ,
解得 ,
又 ,
所以 ,
则椭圆 的标准方程为 ;
(2)证明:不妨设 , , , ,
当直线 不平行与 轴时,不妨设直线 的方程为 ,
因为直线 不经过点 ,
所以 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
此时△ ,
又韦达定理得 , ,①
而 , ,
因为直线 与 斜率的乘积为 ,
所以 ,
即 ,
整理得 ,②
联立①②,可得 ,因为 ,
所以 ,
此时直线 的方程为 ,
则直线 经过定点 ;
当直线 平行于 轴时,
此时 , ,
不妨设 ,
因为 ,
又 , 两点都在椭圆 上,
解得 , ,
此时直线 的方程为 ,
则直线 经过定点 ,
综上,直线 必过定点 .
10.已知以 为焦点的抛物线 的顶点为原点,点 是抛物线 的准线上任意一点,
过点 作抛物线 的两条切线 、 ,其中 、 为切点,设直线 、 的斜率分
别为 、 .
(1)求抛物线 的标准方程;
(2)若点 的纵坐标为1,计算 的值;
(3)求证:直线 过定点,并求出这个定点的坐标.【解答】解:(1)已知以 为焦点的抛物线 的顶点为原点,
不妨设抛物线 的方程为 ,
此时 ,
解得 ,
则抛物线 的标准方程为 ;
(2)由(1)知抛物线 的准线方程为 ,
因为点 是抛物线 的准线上任意一点,
若点 的纵坐标为1,
此时 ,
不妨设切线方程为 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
因为 ,
则△ ,
此时 ,
因为 , 是关于 的二次方程 的两根,
所以 ;(3)证明:不妨设 , , , ,
下证抛物线上点 的切线方程为 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
可得 ,
即 ,
解得 ,
同理得,抛物线上点 的切线方程为 ,
不妨设 ,
此时 ,
即 ,
所以 , 两点满足方程 ,
则直线 的方程为 ,
由 ,
解得 , ,
则直线 过定点 .
11.已知抛物线 经过点 .
(1)求抛物线 的方程及其准线方程;
(2)设 为原点,过抛物线 的焦点作斜率不为0的直线 交抛物线 于 、 两点,直线 分别交直线 , 于点 和点 ,求证:以 为直径的圆经过定点.
【解答】解:(1)因为已知抛物线 经过点 ,
所以 ,
解得 ,
则抛物线 的方程为 ,其准线方程为 ;
(2)证明:由(1)知抛物线 的焦点为 ,
不妨设直线 的方程为 ,
联立 ,消去 并整理得 ,
不妨设 , , , ,
由韦达定理得 ,
易知直线 的方程为 ,
不妨 ,
解得 ,
同理 ,
若以 为直径的圆经过定点,
此时以 为直径的圆与 轴一定有交点,
所以定点在 轴上,
不妨设 ,此时
,
不妨令 ,
解得 或 ,
综上,以 为直径的圆经过 轴上的定点 和 .
12.已知:平面内的动点 到定点为 和定直线 距离之比为 ,
(1)求动点 的轨迹曲线 的方程;
(2)若直线 与曲线 的交点为 , ,点 ,
当满足a_____时,求证:b_____.
① ;
② ;
③直线 过定点,并求定点的坐标.
④直线 的斜率是定值,并求出定值.
请在①②里选择一个填在 处,在③④里选择一个填在 处,构成一个命题,在答题卡上
陈述你的命题,并证明你的命题.
【解答】解:(1)不妨设 ,点 到 的距离为 ,
因为平面内的动点 到定点为 和定直线 距离之比为 ,
所以 ,
整理得 ,
整理得 ,则曲线 的方程为 ;
(2)证明:若选①③,
不妨设 , , , ,
联立 ,消去 并整理得 ,
由韦达定理得 , ,
因为 ,
所以 ,
此时 ,
即 ,
整理得 ,
当 时,直线过点 ,不符合题意,舍去;
当 ,直线过点 ;
若选②④,
不妨设 , , , ,
联立 ,消去 并整理得 ,
由韦达定理得 , ,
因为 ,所以 ,
此时 ,
即 ,
整理得 ,
解得 .
13.已知双曲线 的左右顶点分别为点 , ,其中 ,且
双曲线过点 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)设过点 的直线分别交 的左、右支于 , 两点,过点 作垂直于 轴的直线
,交线段 于点 ,点 满足 .证明:直线 过定点,并求出该定点.
【解答】解:(1)由 ,则 ,
又 ,则 ,
所以 ,
故双曲线 的方程为: .
(2)证明:如图,由 , ,则 方程为 ,
设直线 方程为: , , , , ,
则 ,则 , ,
由 ,则 , ,
则 ,
,
联立 ,
则 ,
则 ,
所以 ,
故 ,
故 过定点 .14.已知椭圆 短轴的两个顶点与右焦点 的连线构成等边三角形,
过点 且垂直于 轴的直线被椭圆 截得的线段长为1.
(1)求椭圆 的方程;
(2)如图,过点 的直线 交椭圆 于 , 两点,再过点 作斜率为 的直线交
椭圆 于点 ,问直线 与直线 的交点是否为定点?若是,求出这个定点;若不是,
请说明理由.
【解答】解:(1)由题意令 ,代入得 ,
所以 解得 , ,
所以椭圆 的方程为: ;
(2)由题意,直线 的斜率显然存在且不为0,
不妨设直线 的方程为 ,即 ,
联立方程 ,得 ,
设 , , , , , ,
当△ ,即 时,有 , ,
则 的方程为 ,①
与椭圆 联立得 ,
则 ,所以 ,
代入①得 ,代入 , 得 ,
直线 的方程为: ,
与 联立,得: ,
因为 ,
,
所以 ,
所以 , ,
故直线 与直线 交于定点 .
15.抛物线 的焦点为 ,直线 过焦点 与抛物线 交于 , 两点,
当 垂直于 轴时 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)点 ,直线 , 与抛物线 的交点分别为 , ;探究直线 是否
过定点,如果过定点,求出该定点:如果不过定点,请说明理由.
【解答】解:(1) ,当 轴时, ,
根据抛物线的定义可得 ,解得 ,
抛物线 的方程: ;
(2)设 , , , ,
直线 方程为: 即 ,
直线 过点 ,
,
同理,直线 ,即 ,
直线 过点 , ,同理可得 ,
, ,
直线 的方程为: ,
,
当 时, ,直线 恒过定点 .