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微考点6-1圆锥曲线中的非对称韦达定理问题(解析版)_初高中资料库_高中资料库(转存避免链接过期失效)_高中数学

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微考点6-1 圆锥曲线中的非对称韦达定理问题(三大题型)
在一些定点、定值、定线问题中,还常出现需要证明类似
为定值的情形,通过直线代换可得:
,但此时式子并不能完全整理为韦达定理的形式,这种式子一般称为
“非对称韦达定理”.或者在处理斜率比值的时候:
kPA
kPB
=
y1−t
x1
y2−t
x2
= x2 y1−tx 2
x1 y2−tx 1
=kx 1 x2+(m−t )x2
kx 1 x2+(m−t )x1
我们明明求了韦达定理却无法代入,这时我们就需要通过所求得的韦达定理找到
和
之间的关
系,将其中一个替换,常用手段是把乘法的替换成加法.
这样的非对称形式,即韦达定理无法直接代入,可以通过韦达定理构造互化公式,先局部互化,然后可整
理成对称型.
具体办法:
①联立方程后得到韦达定理:{x1+x2=f (t )¿ ¿¿¿代入之后进行代换消元解题.
②利用点在椭圆方程上代换
题型一:利用非对称韦达定理思想解决定点问题
【精选例题】
【例1】已知双曲线
的左顶点为A,右焦点为F,P 是直线
上一点,且P 不在x
轴上,以点P 为圆心,线段PF 的长为半径的圆弧AF 交C 的右支于点N.
(1)证明:
;
(2)取
,若直线PF 与C 的左、右两支分别交于E,D 两点,过E 作l 的垂
线,垂足为R,试判断直线DR 是否过定点若是,求出定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)答案见解析
【分析】(1)过N 作l 的垂线,垂足为H,且与圆弧AF 交于点M,则
,结合圆的知识可得
,
,设点
,则
,由
,可得
,即得
(用双曲线的第二定义来说明,也可以),由相等弦长所对的圆心角相等,得
,进而求解;(2)设直线PF 的方程为
,由题意可得
,联立方程组,结合韦达定理可得
,
,由题知,直线DR 的方程为
,令
,化简即可求解.
【详解】(1)证明:过N 作l 的垂线,垂足为H,且与圆弧AF 交于点M,则
,
连接AM,PM,NF.因为在圆P 中,
,所以
.
由题易知右焦点
,设点
,则
,整理得
.
因为
,
所以
,所以
.
【这里若学生用双曲线的第二定义来说明,也可以.见下:因为直线
为双曲线
的准线,根据双曲线的第二定义,可知
,即
,即得
.】
在圆P 中,由相等弦长所对的圆心角相等,得
,
所以
.
(2)由题知双曲线
,渐近线为:
,右焦点为
,
直线PF 的斜率不为0,设直线PF 的方程为
因为直线PF 与C 的左,右两支分别交于E,D 两点,则
.
设
,
联立方程组
,得
,
则
.
由题知,直线
的方程为
,
令
,得
,
所以直线DR 过定点
.
【跟踪训练】
1.已知椭圆
的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴,且过点
,
,
,
为椭圆
上关于
轴对称的两点(不与点B 重合),
,直线
与椭圆
交于另一点
,直线
垂直于直线
,
为垂足.
(1)求
的方程;
(2)证明:(i)直线
过定点,(ii)存在定点
,使
为定值.
【答案】(1)
;(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【分析】(1)设方程为
,代入
点的坐标,得出方程组,求解即得.
(2)(i)设
的方程为
,与椭圆方程联立,根据韦达定理表示出坐标关系,得出
的
方程为
,令
,整理可得
,即可得出定点;(ii)由已知可得
,即
可得出
的轨迹,得出答案.
【详解】(1)设
的方程为
,则
,解得
,
所以
的方程为
.
(2)(i)依题意,直线
的斜率存在且不为0,设
的方程为
,
设点
,
,则
,
由
消去
并整理得
,则
,
,
,显然
,
直线
的斜率
,直线
的方程为
,
令
,则
,
所以直线
恒过定点
.
(ii)令直线
过的定点
为点
,由
,
在
上,得
,
则点
在以
为直径的圆上,从而
的中点
为定点,使
为定值
.
  
【点睛】思路点睛:设
的方程为
,与椭圆联立得出方程,根据韦达定理得出坐标关系.
进而整理化简,即可得出定点坐标.
2.椭圆C:
的一个焦点为
,且过点
.
(1)求椭圆C 的标准方程和离心率;
(2)若过点
且斜率不为0 的直线与椭圆C 交于M,N 两点,点P 在直线
上,且NP 与x 轴平行,
求直线MP 恒过的定点.
【答案】(1)标准方程为C:
,离心率为
;(2)
【分析】(1)法一:由题意可得
,解方程即可求出
,可求出椭圆C 的标准方程和离心
率;法二:由椭圆的定义求出
,再结合
求出
,可求出椭圆C 的标准方程和离心率;
(2)设方程为
,
,
,联立直线MN 方程和椭圆的方程可得
,
表示出直线MP 方程,对称性可知直线MP 恒过的定点在x 轴上,令
,将
代入化简
即可得出答案.
【详解】(1)法一:由题意
,可得
,
则椭圆C 的标准方程为C:
,离心率为
;
法二:设椭圆的左焦点为
,
则由椭圆的定义知
,
所以
,又
,得
,则椭圆C 的标准方程为C:
,
离心率为
;
(2)因为直线MN 过点
且斜率不为0,
所以设直线MN 方程为
,
,
,则
,
联立
,消去x 得,
,
所以
,所以
,
直线MP 方程为
,由对称性可知直线MP 恒过的定点在x 轴上,
所以令
,得
,且
,
所以
,
可得
,直线MP 恒过的定点
.
  
【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方
程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;
(3)求证直线过定点
,常利用直线的点斜式方程或截距式
来证明.
题型二:利用非对称韦达定理思想解决斜率定值问题
【精选例题】
【例1】椭圆
的长轴长为4,且椭圆C 过点
.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)已知A、B 为椭圆C 的左、右顶点,过右焦点F 且斜率不为0 的直线交椭圆C 于点M、N,直线
与
直线
交于点P,记
、
、
的斜率分别为
、
、
,问
是否是定值,如果是,求出该
定值,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)
是定值2,理由见解析
【分析】(1)先求出
,将
代入求出
,得到椭圆方程;
(2)设直线
:
,联立椭圆方程,设
,得到两根之和,两根之积,表达出
,
,
,计算出
,将两根之积代入,化简得到
,再代入两根之和,得到
是定值2.
【详解】(1)由题意得
,解得
,
将
代入椭圆方程
中得,
,解得
,
故椭圆方程为
(2)因为
,
,所以
,
,
,
设直线
:
,
联立
与
可得,
,
恒成立,
设
,则
,
直线
:
,令
得
,故
,
,
,
,
则
.
  
为定值2.
【点睛】定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
【例2】已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A,B,离心率为
,点P
为椭圆上一
点.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)如图,过点C(0,1)且斜率大于1 的直线l 与椭圆交于M,N 两点,记直线AM 的斜率为k1,直线BN
的斜率为k2,若k1=2k2,求直线l 斜率的值.
【答案】(1)
+
=1;(2)
.
【分析】(1)由椭圆的离心率,和点P
在椭圆上求出椭圆的标准方程;
(2) 由椭圆的对称性可知直线l 的斜率一定存在,设其方程为y=kx+1, 设M(x1,y1),N(x2,y2), 联立方程
组消去y,再将k1=2k2用坐标表示,利用点在椭圆上和韦达定理求出直线l 的斜率.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为
,所以a=2c.
又因为a2=b2+c2,所以b=
c.
所以椭圆的标准方程为
+
=1.
又因为点P
为椭圆上一点,所以
+
=1,解得c=1.
所以椭圆的标准方程为
+
=1.
(2) 由椭圆的对称性可知直线l 的斜率一定存在,设其方程为y=kx+1.
设M(x1,y1),N(x2,y2).
联立方程组
消去y 可得(3+4k2)x2+8kx-8=0.
所以由根与系数关系可知x1+x2=-
,x1x2=-
.
因为k1=
,k2=
,且k1=2k2,所以
=
.
即
=
. ①
又因为M(x1,y1),N(x2,y2)在椭圆上,
所以
=
 (4-
),
=
 (4-
). ②
将②代入①可得:
=
,即3x1x2+10(x1+x2)+12=0.
所以3
+10
+12=0,即12k2-20k+3=0.
解得k=
或k=
,又因为k>1,所以k=
.
【点睛】本题考查直线与椭圆的位置关系,考查椭圆的标准方程和椭圆的几何性质,考查学生分析解决问题
的能力,属于中档题.
【跟踪训练】
1.已知点F 为椭圆
的右焦点,A,B 分别为其左、右顶点,过F 作直线l 与椭圆交于M,N
两点(不与A,B 重合),记直线AM 与BN 的斜率分别为
证明
为定值.
解析:方法1.先联
,消x 得
,易知△>0,则
.
,代入目标信息得,
稍作整理,即可得
,为定值,得证.
2.已知双曲线
:
的离心率为
,点
在双曲线
上.过
的左焦点F 作直线
交
的左支于A、B 两点.
(1)求双曲线C 的方程;
(2)若
,试问:是否存在直线,使得点M 在以
为直径的圆上?请说明理由.
(3)点
,直线
交直线
于点
.设直线
、
的斜率分别
、
,求证:
为定值.
【答案】(1)
;(2)不存在,理由见解析;(3)证明见解析
【分析】(1)根据题意列式求
,进而可得双曲线方程;
(2)设
,
,
,联立方程,利用韦达定理可得
,结合圆的性质分
析判断;
(3)用
两点坐标表示出直线
,得点
坐标,表示出
,结合韦达定理,证明
为定值.
【详解】(1)由题意,双曲线
的离心率为
,且
在双曲线
上,
可得
,解得
,
,所以双曲线的方程为
.
(2)双曲线
的左焦点为
,
当直线的斜率为0 时,此时直线为
,与双曲线
左支只有一个交点,舍去;
当直线的斜率不为0 时,设
,
联立方程组
,消
得
,易得
,
由于过点
作直线交
的左支于
两点,
设
,
,则
,
,
可得
,
因为
,
,
则
,
即
,可得
与
不相互垂直,
所以不存在直线,使得点M 在以
为直径的圆上.
(3)由直线
,得
,
所以
,又
,
所以
,
因为
,所以
,且
,
所以
,即
为定值.
  
【点睛】方法点睛:解答直线与双曲线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次
方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.涉及到直线方程的设法时,
务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0 或不存在等特殊情形.强化有关直线与双曲线联立得出一元二次方
程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.
题型三:利用非对称韦达定理思想解决定直线问题
【精选例题】
【例1】已知
为
的两个顶点,
为
的重心,边
上的两条中线长度之和
为6.
(1)求点
的轨迹
的方程.
(2)已知点
,直线
与曲线
的另一个公共点为
,直线
与
交于点
,
试问:当点
变化时,点
是否恒在一条定直线上?若是,请证明;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,证明见解析
【分析】(1)依题意
,根据椭圆的定义可知
的轨迹
是以
、
为焦点的椭圆(不包括长
轴的端点),从而求出椭圆方程;
(2)设直线
的方程为:
,
,
,联立直线与椭圆方程,消元、列出韦达定理,
即可得到
,再求出直线
、
的方程,联立求出交点的横坐标,整理可得求出定直
线方程.
(1)
解:因为
为
的重心,且边
上的两条中线长度之和为6,
所以
,
故由椭圆的定义可知
的轨迹
是以
为焦点的椭圆(不包括长轴的端点),
且
,所以
,
所以
的轨迹
的方程为
;
(2)
解:设直线
的方程为:
,
,
,
联立方程
得:
,
则
,
,
所以
,
又直线
的方程为:
,
又直线
的方程为:
,
联立方程
,解得
,
把
代入上式得:
,
所以当点
运动时,点
恒在定直线
上
【例2】已知双曲线C 的中心为坐标原点,左焦点为
,离心率为
.
(1)求C 的方程;
(2)记C 的左、右顶点分别为
,
,过点
的直线与C 的左支交于M,N 两点,M 在第二象限,直线
与
交于点P.证明:点
在定直线上.
【答案】(1)
;(2)证明见解析.
【分析】(1)由题意求得
的值即可确定双曲线方程;
(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线
与
的方程,联立直线方程,
消去
,结合韦达定理计算可得
,即交点的横坐标为定值,据此可证得点
在定直线
上.
【详解】(1)设双曲线方程为
,由焦点坐标可知
,
则由
可得
,
,
双曲线方程为
.
(2)由(1)可得
,设
,
显然直线的斜率不为0,所以设直线
的方程为
,且
,
与
联立可得
,且
,
则
,
  
直线
的方程为
,直线
的方程为
,
联立直线
与直线
的方程可得:
,
由
可得
,即
,
据此可得点
在定直线
上运动.
【点睛】关键点点睛:求双曲线方程的定直线问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,
其中根据设而不求的思想,利用韦达定理得到根与系数的关系可以简化运算,是解题的关键.
【跟踪训练】
1.已知圆
,圆
,动圆
与圆
和圆
均相切,且一个内切、一
个外切.
(1)求动圆圆心
的轨迹
的方程.
(2)已知点
,过点
的直线与轨迹
交于
两点,记直线
与直线
的交点为
.
试问:点
是否在一条定直线上?若在,求出该定直线;若不在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)点
恒在定直线
上
【分析】(1)设动圆的圆心为
,利用两圆外切和内切的关系得到
,由椭圆
的定义即可得到动点的轨迹,利用待定系数法求出方程即可;
(2)设直线的方程为
,直曲联立,结合韦达定理得到
,求出直线
与直线
的方程,进而得到点
满足的关系式,整理化简可得点
恒在定直线
上.
【详解】(1)设点
的坐标为
,圆
的半径为
.
由已知条件,得
.
①当动圆
与圆
外切,与圆
内切时,
,
从而
.
②当动圆
与圆
内切,与圆
外切时,
,
从而
.
综上可知,圆心
的轨迹
是以
为焦点,6 为长轴长的椭圆.
易得圆
与圆
交于点
与
,
所以动圆圆心
的轨迹
的方程为
.
(2)设直线的方程为
,
.
联立直线与轨迹
的方程,得
消去
并整理,得
.
所以
,
,
则有
.
由已知条件,得直线
的方程为
,
直线
的方程为
,
则点
的坐标
满足
.
又
,
所以
.
把
代入上式,得
.
故点
恒在定直线
上.
2.已知椭圆
:
的左、右焦点分别为
,
,上顶点为
,
到直线
的距离为
,
且
.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)若过
且斜率为
的直线与椭圆
交于
,
两点,椭圆
的左、右顶点分别为
,
,证明:
直线
与
的交点在定直线上.
【答案】(1)
;(2)证明见解析
【分析】(1)首先求出直线
的方程,利用点到直线的距离公式得到
,再由
,即
可求出
、
,从而求出椭圆方程;
(2)联立直线与椭圆方程,设
,
,消元,列出韦达定理,即可得到直线
、
的方
程,设直线
与
的交点坐标为
,求出
,即可得解.
【详解】(1)依题意可得直线
的方程为
,即
,
则
到直线
的距离为
.
又
,
,故
,
,
所以椭圆
的标准方程为
.
(2)由(1)得
,所以直线的方程为
,
由
可得
,
设
,
,显然
,
所以
,
,故
.
由(1)可得
,
,则直线
的方程为
,
直线
的方程为
,
设直线
与
的交点坐标为
,则
,
故
,
解得
,故直线
与
的交点在直线
上.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为
、
;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于
(或
)的一元二次方程,必要时计算
;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为
、
的形式;
(5)代入韦达定理求解.
3.已知椭圆
的长轴长为4,左、右顶点分别为A,B,经过点P(1,0)的动直线与椭
圆
相交于不同的两点C,D(不与点A,B 重合).
(1)求椭圆
的方程及离心率;
(2)若直线CB 与直线AD 相交于点M,判断点M 是否位于一条定直线上?若是,求出该直线的方程;若不
是,说明理由.
【答案】(1)椭圆方程为
,离心率为
;(2)
点在定直线
上.
【分析】(1)由长轴长求得
得椭圆方程,然后由离心率公式离心率;
(2)设动直线方程为
,设
,直线方程代入椭圆方程应用韦达定理得
,
写出直线
方程,联立求得
点横坐标
,利用直线方程,及韦达定理的结果代入后可得
,即为
定直线方程.
【详解】(1)由题意
,
,所以椭圆方程为
,
 ,
,则
,离心率为
;
(2)由题意设动直线方程为
,设
,
,
由
得
,
显然
,
     
直线
方程为
,直线
方程为
,
联立方程组
,得
又
,代入得
,
由
,
得
,即
,
所以
,
所以
点在定直线
上.
【点睛】方法点睛:椭圆中的定直线问题,可设出交点坐标为
,设出动直线方程代入椭圆方
程后应用韦达定理,然后由直线与椭圆的交点坐标求出相关的交点坐标,对这个坐标进行分析得出定直线
方程,本题中对横坐标进行分析,代入交点坐标的关系及韦达定理的结果即得出结论,实际上本题可从对
称性确定定直线与
轴垂直,再坐标特殊值(如动直线与
轴垂直)求得定直线方程,然后只要验证一般
情形即可(这个寻找过程在解题中还不必反映出来).
1.已知椭圆E 的左、右焦点分别为
,
,点M 在椭圆E 上,
,
的
周长为
,面积为
.
(1)求椭圆E 的方程.
(2)设椭圆E 的左、右顶点分别为A,B,过点
的直线l 与椭圆E 交于C,D 两点(不同于左右顶点),
记直线AC 的斜率为
,直线BD 的斜率为
,问是否存在实常数
,使得
,恒成立?若成立,求
出
的值,若不成立,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在实数
【分析】(1)根据焦点三角形面积及周长列方程求出
,即可写出椭圆方程;
(2)先设直线,再和椭圆联立方程组,结合韦达定理及斜率公式计算
化简求解即可.
【详解】(1)依题意,得
,即
,
解得
,所以椭圆E 的方程为
.
(2)
依题意,可设直线l 的方程为
,
联立方程
,化简整理,得
,
易得
恒成立,
设
,
,由韦达定理,
得
,可得
,
于是
,
故存在实数
,使得
恒成立.
2.椭圆
的左、右顶点分别为A,B,过左焦点
的直线与椭圆交于C,D 两点
(其中C 点位于x 轴上方),当CD 垂直于x 轴时,
(1)求椭圆的方程;
(2)记直线AC,BD 的斜率分别为
,问;
是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为3.
【分析】(1)根据题意结合通径长即可求出椭圆的标准方程.
(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,得到根与系数关系,将
表示出化简即可.
【详解】(1)因为椭圆
的左焦点为
,
所以
,将
代入
,得
,
故
,所以
  
解得
,所以
,
所以椭圆方程为
.
(2)
因为直线CD 过点
, 且点C 位于x 轴上方,
所以直线CD 斜率不为0,设直线CD 的方程为
,
联立
消去x 得,
方程
的判别式
,
设
,由已知
,
于是
,
所以
,
又椭圆
的左顶点A 的坐标为
,右顶点B 的坐标为(2,0),
所以
,
因为
,
所以
,
所以
所以
定值,定值为3.
3.已知圆
,圆
,动圆
与圆
和圆
均相切,且一个内切、一
个外切.
(1)求动圆圆心
的轨迹
的方程.
(2)已知点
,过点
的直线与轨迹
交于
两点,记直线
与直线
的交点为
.
试问:点
是否在一条定直线上?若在,求出该定直线;若不在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点
恒在定直线
上
【分析】(1)设动圆的圆心为
,利用两圆外切和内切的关系得到
,由椭圆
的定义即可得到动点的轨迹,利用待定系数法求出方程即可;
(2)设直线的方程为
,直曲联立,结合韦达定理得到
,求出直线
与直线
的方程,进而得到点
满足的关系式,整理化简可得点
恒在定直线
上.
【详解】(1)设点
的坐标为
,圆
的半径为
.
由已知条件,得
.
①当动圆
与圆
外切,与圆
内切时,
,
从而
.
②当动圆
与圆
内切,与圆
外切时,
,
从而
.
综上可知,圆心
的轨迹
是以
为焦点,6 为长轴长的椭圆.
易得圆
与圆
交于点
与
,
所以动圆圆心
的轨迹
的方程为
.
(2)设直线的方程为
,
.
联立直线与轨迹
的方程,得
消去
并整理,得
.
所以
,
,
则有
.
由已知条件,得直线
的方程为
,
直线
的方程为
,
则点
的坐标
满足
.
又
,
所以
.
把
代入上式,得
.
故点
恒在定直线
上.
4.已知椭圆
的长轴长为4,左、右顶点分别为A,B,经过点P(1,0)的动直线与
椭圆
相交于不同的两点C,D(不与点A,B 重合).
(1)求椭圆
的方程及离心率;
(2)若直线CB 与直线AD 相交于点M,判断点M 是否位于一条定直线上?若是,求出该直线的方程;若不
是,说明理由.
【答案】(1)椭圆方程为
,离心率为
;
(2)
点在定直线
上.
【分析】(1)由长轴长求得
得椭圆方程,然后由离心率公式离心率;
(2)设动直线方程为
,设
,直线方程代入椭圆方程应用韦达定理得
,
写出直线
方程,联立求得
点横坐标
,利用直线方程,及韦达定理的结果代入后可得
,即为
定直线方程.
【详解】(1)由题意
,
,所以椭圆方程为
,
 ,
,则
,离心率为
;
(2)由题意设动直线方程为
,设
,
,
由
得
,
显然
,
     
直线
方程为
,直线
方程为
,
联立方程组
,得
又
,代入得
,
由
,
得
,即
,
所以
,
所以
点在定直线
上.
【点睛】方法点睛:椭圆中的定直线问题,可设出交点坐标为
,设出动直线方程代入椭圆方
程后应用韦达定理,然后由直线与椭圆的交点坐标求出相关的交点坐标,对这个坐标进行分析得出定直线
方程,本题中对横坐标进行分析,代入交点坐标的关系及韦达定理的结果即得出结论,实际上本题可从对
称性确定定直线与
轴垂直,再坐标特殊值(如动直线与
轴垂直)求得定直线方程,然后只要验证一般
情形即可(这个寻找过程在解题中还不必反映出来).
5.已知椭圆
的左、右焦点分别为
,
,O 为坐标原点,点
在椭圆C 上,
且
,直线过点
且与椭圆C 交于A,B 两点.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)已知
,
,若直线
,
交于点D,探究:点D 是否在某定直线上?若是,求出
该直线的方程;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点D 在直线
上.
【分析】(1)利用两点距离公式可计算焦点坐标,待定系数法计算椭圆方程即可;
(2)由题意先确定M、N 位置,设直线与
、
坐标,联立直线与椭圆方程利用韦达定理得出
、
纵
坐标关系式,再利用点
、
坐标表示直线
、
,法一、求出D 点横坐标化简计算即可;法二、直
接利用直线
、
方程作比计算
为定值,计算即可.
【详解】(1)设
,
,
,
则
,
则
,解得
(
舍去),
则
,①
代入点
得
,②
联立①②,解得
,
,
故椭圆C 的标准方程为
;
(2)
依题意,
,
,
设直线
,联立
,
整理得
,
;
设
,
,
则
,
,
所以
.
可设直线
,直线
,
法一:联立
得
,
故点D 在直线
上.
法二:故
,
解得
,
故点D 在直线
上.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为
;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于
(或
)的一元二次方程,必要时计算
;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为
、
(或
、
)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
6.已知椭圆
:
,
为椭圆
的右焦点,三点
,
,
中恰有两点在椭圆
上.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)设点
为椭圆
的左右端点,过点
作直线交椭圆
于
,
两点(不同于
),求证:直
线
与直线
的交点
在定直线上运动,并求出该直线的方程.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)由对称性得到点
,
在椭圆
上,结合焦点坐标,得到方程组,求出
,
,求出椭圆方程;
(2)设直线
的方程为
,联立椭圆方程,设
,
,
,得到两根之和,
两根之积,由
和
共线得到方程组,联立后得到
,求出
,得到交点
在定直
线上,并求出该直线的方程.
【详解】(1)因为
为椭圆
的右焦点,所以
①,
由对称性得,点
,
在椭圆
上,代入得
②,
联立①②解得,
,
,
所以椭圆
的标准方程为:
.
(2)由条件知直线
与直线
不重合,故直线
的斜率不为0,
  
设直线
的方程为
,
联立
,可得
,
设
,
,
,
则
,
,
,
由(1)可得
,
,
由
共线得:
③,
由
共线得:
④,
由③÷④消去
并整理得,
,
即
,所以
,
综上所述,直线
与直线
的交点
在定直线
上运动.
【点睛】定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
7.已知
是椭圆
的左焦点,
为坐标原点,
为椭圆上任意一点,椭圆的离心率
为
,
的面积的最大值为
.
(1)求椭圆
的方程;
(2)
,
为椭圆的左,右顶点,点
,当
不与
,
重合时,射线
交椭圆
于点
,直线
,
交于点
,求
的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,列出关于
的方程,即可求解;(2)首先设直线
的方程为
,
与椭圆方程联立,得到根与系数的关系,并利用坐标表示直线
的方程,并且联立方程求点
的轨
迹方程,再利用两直线的倾斜角表示
,利用斜率表示
,再利用基本不等式即可求解.
【详解】(1)由
,解得
,
,
所以椭圆
的方程为
.
(2)由题知
不与
轴重合,设直线
的方程为
,
联立方程组
,消
整理得
,
,
设
、
,则
,
.
因为
的方程为
,
的方程为
两直线方程联立得:
因为
.所以
,解得
.
所以动点
的轨迹方程为
由椭圆的对称性不妨设
,直线
、
的倾斜角为
,
,
由图可知
,且
,因为
,则
,
因为
,
,
所以
当且仅当
时等号成立,此时
,
,所以
的最大值为
.
  
【点睛】关键点点睛:本题考查直线与椭圆的位置关系,动点轨迹,第二问的关键是根据韦达定理,联立
两直线方程可化简求得点
的轨迹,再利用倾斜角表示
.
8.已知椭圆
:
的离心率为
,右焦点为
,
,
分别为椭圆
的左、右
顶点.
(1)求椭圆
的方程;
(2)过点
作斜率不为的直线,直线与椭圆
交于
,
两点,记直线
的斜率为
,直线
的
斜率为
,求证:
为定值;
(3)在(2)的条件下,直线
与直线
交于点
,求证:点
在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的几何性质列出方程组求出
,即可得出椭圆
的方程;
(2)设
,
,直线的方程为
,与椭圆方程联立得到
,代入
的表达
式,即可得出
为定值;
(3)根据(1)中的结论,设
,则
,求出直线AP、BQ 的方程,联立即可求出点M 的坐标,
从而可知其在定直线上.
【详解】(1)依题可得
,解得
,所以
,
所以椭圆
的方程为
.
(2)设
,
,因为直线过点
且斜率不为,
所以可设的方程为
,代入椭圆方程
得
,
其判别式
,所以
,
. 
两式相除得
,即
.
因为
分别为椭圆
的左、右顶点,所以点
的坐标为
,点
的坐标为
,
所以
,
. 
从而
.
(3)由(1)知
,设
,则
,
所以直线
的方程为
,直线
的方程为
,
联立
可得
,
所以直线
与直线
的交点
的坐标为
,
所以点
在定直线
上.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为
、
;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于
(或
)的一元二次方程,必要时计算
;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为
、
的形式;
(5)代入韦达定理求解.