备战2024年高考《解读•突破•强化》一轮复习讲义(新高考)
第11讲 圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题
考试要求
1.掌握圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题的求解策略;
2.培养考生的逻辑思维、运算能力、数形结合以及等价转化能力。
1.直线 过定点 ,曲线
对任意的实数m,n过定点
2.已知点 是椭圆 上任意一点(不与左右顶点重合),则点 与椭圆
左右顶点连线的斜率乘积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设 ,根据斜率公式,结合 可化简得到结果.【详解】设 ,则 ,
点 与椭圆左右顶点连线的斜率乘积为
.
3.(多选题)已知 是抛物线 的弦, 是抛物线的焦点,点
,下列结论正确的是( )
A 若直线 过焦点 ,则 ;
B若直线 是过抛物线 的对称轴上的定点 ,则 是定
值
C若 是常数),直线 过定点
D 若直线 过焦点 ,则过A、B两点切线的交点在定直线上
【答案】ABCD
4.已知抛物线 的焦点为 ,过点 的直线与抛物线交于 、 两点, ,
记直线 、 的斜率分别为 、 ,则
【详解】已知抛物线 的焦点为 ,
若直线 的斜率不存在,则直线 与抛物线 只有一个公共点,不合乎题意.
所以,直线 的斜率存在,设直线 的方程为 ,设点 、 ,
由 以及直线 的斜率存在可知 , ,
联立 可得 , ,
由韦达定理可得 , ,所以,
.
题型一 定值问题
例1(2023年山东部分重点中学10月联考)设椭圆 : 的离心率为
,焦距为 ,过右焦点 的直线 与椭圆交于 , 两点,点 ,设直线 与直线
的斜率分别为 , . (1)求椭圆 的方程; (2)随着直线 的变化, 是否为定
值?请说明理由.
【解析】(1)因为焦距 ,所以 ,因为离心率 ,所以 , 所以
,所以椭圆 的方程为 . (2)当直线 斜率为 ,即为 轴时,则
,所以 ; 当直线 斜率不为 时,设直线 的方程为: ,
, , 将直线 与椭圆联立 ,消 整理得
, , 所以 ,
, 所以 , , 所以
.综上所述: 为定值 .
【对点演练1】(2023春·新疆乌鲁木齐·高二乌鲁木齐101中学校考开学考试)已知双曲线: ,点P为曲线 在第三象限一个动点,以下两个命题,则( )
①点P到双曲线两条渐近线的距离为 , ,则 为定值.
②已知A、B是双曲线上关于原点对称不同于P的两个点,若PA、PB的斜率存在且分别为
, ,则 为定值.
A.①真②真 B.①假②真
C.①真②假 D.①假②假
【答案】A
【分析】根据给定条件,求出双曲线的渐近线方程,借助点到直线距离计算 判断①,
利用斜率坐标公式计算判断②作答.
【详解】依题意,设 ,且有 ,双曲线 的渐近线为
,
因此 为定值,①真;
设 ,则 ,且 ,显然 ,
否则, 之一垂直于y轴,由双曲线对称性知另一条必垂直于x轴,其斜率不存在,
不符合题意,
则 为定值,
②真,
所以①真②真.
故选:A
【对点演练2】 已知过原点的动直线 与椭圆 交于 两点, 为椭圆 的上顶点,若直线 , 的斜率存在且分别为 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知 ,可设 , ,则
, 又 在椭圆上,故 ,即 ,所以
. 故答案为: .
【 对 点 演 练 3 】 已 知 椭 圆 的 左 、 右 焦 点 分 别 为 , 动 点 满 足
.
(1)求动点 的轨迹 的方程:
(2)已知点 , ,当点 与 不重合时,设直线 的斜率分别为 ,证
明: 为定值.
【答案】见解析
【解析】(1)由椭圆 知:
所以左、右焦点分别为
因为动点 满足 ,所以动点 在以 为焦点的双曲线上,
设动点 的方程为:
由双曲线的定义得:
所以
所以动点 的方程为: .
(2)设则
由
所以
所以 .
【对点演练4】 已知离心率为 的椭圆 经过点 .
(1)求椭圆 的方程.
(2)不经过点 且斜率为 的直线 与椭圆 相交于 , 两点,若直线 与直线
的斜率之积为 ,试问 是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)由题可知, ,解得, ,
故椭圆 的方程为 ;
(2)直线 的方程为 , , ,联立方程组 整理得 ,
则 ,
由题意,必须有 ,即 , ,必须满足 ,
此时, , .
,
整理得 ,
因为 不经过点 ,所以 ,所以 ,即 ,
故 为定值,且该定值为 ;
综上,椭圆 的方程为 , 为定值,且该定值为 .
例2 已知椭圆 : 的离心率为 ,直线 与圆
相切.(1)求椭圆 的方程;
(2)设 ,过点 的直线 交椭圆 于 , 两点,证明: 为定值.
【详解】
解:(1)∵椭圆 的离心率为 ,
∴ ,
∵直线 与圆 相切,
∴ ,
∴ ,
∴椭圆 的方程为 .
(2)设 , ,
当直线 与 轴不重合时,设 的方程: .
由 得 , ,
∴ , ,
.当直线 与 轴重合时, .
∴故 为定值 .
【对点演练1】双曲线 , 分别为曲线 的左、右顶点, 分别为曲线
的左、右焦点, 为坐标平面内一点,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】方法一:通过向量之间计算直接对 求解;
方法二:求得双曲线的左右顶点和左右焦点,设 ,运用向量的数量积的坐标表示,
计算可得所求值.
【详解】
方法一:由题意,得,
故选:D
方法二:由题可知,, , , ,
设 ,则
,
故选:D.
【对点演练 3】 过 轴上点 的直线与抛物线 交于 , 两点,若
为定值,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设直线 的方程为 ,
代入 ,得 ,
设 , ,则 , .
,
同理, ,
∴
,
∵ 为定值是与 无关的常数,
∴ ,
故选:D.
【对点演练3】(2023·全国·高二专题练习)已知点 在抛物线 上,过点 的直线 与 相交于 两点,直线 分别与 轴相交于点 .
(1)当弦 的中点横坐标为3时,求 的一般方程;
(2)设 为原点,若 ,求证: 为定值.
【答案】(1) 或
(2)证明见解析
【分析】(1)先求抛物线的方程,再利用根与系数的关系可得直线的斜率,然后可得方程;
(2)利用向量相等表示出参数,进而通过根与系数的关系整体代入消掉变量即得结果.
【详解】(1)由点 在抛物线 上,所以 ,
所以抛物线 的方程为 .设直线 的方程为 .
由 ,得 .依题意 ,
解得 且 .且 .
因为弦 的中点横坐标为3,所以 ,即 ,
解得 或 ,所以 的一般方程为 或 .
(2)直线 的方程为 ,
又 ,令 ,得点 的纵坐标为 .所以 ,
同理得点 的坐标为 .
由 ,得 , .所以 .
所以 ,即 为定值 .
题型二 定点问题
角度1 直线过定点问题
例3(2017·全国·高考真题)已知椭圆C: (a>b>0),四点P (1,1),P
1 2
(0,1),P (–1, ),P (1, )中恰有三点在椭圆C上.
3 4
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)设直线l不经过P 点且与C相交于A,B两点.若直线P A与直线P B的斜率的和为–
2 2 2
1,证明:l过定点.
【答案】(1) .
(2)证明见解析.
【详解】试题分析:(1)根据 , 两点关于y轴对称,由椭圆的对称性可知C经过 ,
两点.另外由 知,C不经过点P ,所以点P 在C上.因此 在椭圆上,
1 2
代入其标准方程,即可求出C的方程;(2)先设直线P A与直线P B的斜率分别为k ,
2 2 1k ,再设直线l的方程,当l与x轴垂直时,通过计算,不满足题意,再设l: (
2
),将 代入 ,写出判别式,利用根与系数的关系表示出x +x ,
1 2
x x ,进而表示出 ,根据 列出等式表示出 和 的关系,从而判断出直线
1 2
恒过定点.
试题解析:(1)由于 , 两点关于y轴对称,故由题设知C经过 , 两点.
又由 知,C不经过点P ,所以点P 在C上.
1 2
因此 ,解得 .
故C的方程为 .
(2)设直线P A与直线P B的斜率分别为k ,k ,
2 2 1 2
如果l与x轴垂直,设l:x=t,由题设知 ,且 ,可得A,B的坐标分别为(t,
),(t, ).
则 ,得 ,不符合题设.
从而可设l: ( ).将 代入 得
由题设可知
.设A(x ,y ),B(x ,y ),则x +x = ,x x = .
1 1 2 2 1 2 1 2
而
.
由题设 ,故 .
即 .
解得 .
当且仅当 时, ,欲使l: ,即 ,
所以l过定点(2, )
手电筒模型
椭圆 ,点 是椭圆上一定点,A、B是椭圆上两个动点,
直线PA、PB的斜率分别为 .
(1) ,则AB斜率为定值;
(2) ,则AB过定点;
(3) ,则AB斜率为定值;
(4) 则AB过定点.【对点演练1】(2022秋·山东淄博·高二校联考阶段练习)已知椭圆 :
的长轴为双曲线 的实轴,且椭圆 过点 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)点 、 是椭圆 上异于点 的两个不同的点,直线 与 的斜率均存在,分别记为
, ,且 ,求证:直线 恒过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定点为 .
【分析】(1)由题意得 ,再根据椭圆上的一点即可求标准方程;
(2)分直线 的斜率存在和不存在两种情况讨论,利用韦达定理求出 与 的斜率,
并结合 ,列方程可得参数之间的关系,进而可求定点.
【详解】(1)因为椭圆 : 的长轴为双曲线 的实轴,
所以 ,所以椭圆 : ,
又因为椭圆 过点 ,所以 ,解得 ,
所以椭圆 的标准方程为 .(2)
①当直线 的斜率存在时,设其方程为
由 得
所以 ,所以
,
因为 ,
所以 ,
所以
即 ,
化简得
所以 即
所以 ,或 ,
当 时,直线 的方程为 ,
直线 恒过定点 ,不满足题意;当 时,直线 的方程为
直线 恒过定点 ,满足题意;
所以直线 恒过定点 .
②当直线 的斜率不存在时,设其方程为 ,
由 得 ,所以 ,
所以 ,
解得 (舍去)或 ,
所以直线 也过定点 .
综上,直线 恒过定点 .
【对点演练2】(2023·新疆克拉玛依·克拉玛依市高级中学校考模拟预测)已知中心在原点
O的椭圆E的长轴长为 ,且与抛物线 有相同的焦点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若点H的坐标为(2,0),点 、 ( )是椭圆E上的两点,点A,B,H
不共线,且∠OHA=∠OHB,证明:直线AB过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据长轴长与焦点坐标即可求解 ,从而求出方程;(2)设直线 的方程为 ,代入椭圆方程,由 得 ,
结合韦达定理即可证明结论.
【详解】(1)∵抛物线 的焦点为 ,∴ 的焦点为 ,即 ,焦点在 轴
又 ,∴ ,
∴椭圆 的方程为
(2)设直线 的方程为 ,则 , ,
由 得, .
即
则 ,
∵ , ∴
∴ ,即
∴ ,∴ 满足题意
∴直线 恒过定点 .
【对点演练3】(2023年西安高三长安一中校考)椭圆 : ( )的
离心率为 ,其左焦点到点 的距离为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线 : 与椭圆 相交于 , 两点( , 不是左右顶点),且以
为直径的圆过椭圆 的右顶点.求证:直线 过定点,并求出该定点的坐标.【答案】(1) ;(2)证明见解析, .
【解析】(1)由左焦点到P点的距离及离心率可求解;
(2)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理可得 和 ,把 用 和 表
示化简可得出答案.
【详解】(1),设左焦点 ,
∴ ,解得 ,
, ,由 ,
∴椭圆方程为 .
(2)由(1)可知椭圆右顶点 ,
设 , ,∵以 为直径的圆过 ,
∴ 即 ,∴ ,
∵ , ,
∴ ①
联立直线与椭圆方程:
,整理得
∴ , ,
∴ ,,代入到①
,
∴ ,
∴ ,即 ,
∴ 或 ,
当 时, : ,∴ 恒过
当 时, : ,∴ 恒过 ,但 为椭圆右顶点,不符题
意,故舍去,
∴ 恒过 .
【点睛】本题主要考查了椭圆的标准方程、椭圆的简单几何性质、直线与椭圆的位置关系,
第二问关键点是由韦达定理得到 和 ,利用 和 表示 ,考查了学
生分析问题、解决问题和运算能力,属于中档题.
例4(2020·全国·校联考二模)已知椭圆 的离心率为 ,
是椭圆 上的一点.(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 作直线 与椭圆 交于不同两点 、 , 点关于 轴的对称点为 ,
问直线 是否过定点?若是,求出该定点的坐标;若不是.请说明理由.
【答案】(1) ;(2)直线 过定点 .
【分析】(1)将点 代入椭圆方程根据离心率公式, ,即可得出椭
圆 的方程;
(2)设出直线 的方程及 的坐标,将直线方程与椭圆方程联立,由判别式大于0
得出 取值范围,由韦达定理得出 ,由点斜式写出直线 方程,将 代入
直线 方程,化简即可得出结论.
【详解】(1)∵ ,
∴ ,∴
将 代入椭圆
∴ ,∴ .
(2)显然 斜率存在,设 为
,∴
设 , ,∴ ,
∵
∴ 时
∴直线 过定点 .
【对点演练1】(2023秋·高二课时练习)设椭圆C: 的左、右顶点分
别为A、B,且焦距为2.点P在椭圆上且异于A、B两点.若直线PA与PB的斜率之积为
.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点 作不与 轴重合的直线与椭圆C相交于M、N两点,直线m的方程为:
,过点M作 垂直于直线 ,交 于点E.判断直线 是否过定点,并说明理
由.
【答案】(1)
(2)过定点 ,理由见解析
【分析】(1)由焦距为2,直线PA与PB的斜率之积为 ,列方程求出 ,可得椭圆
C的标准方程;(2)设 的直线方程,与椭圆联立方程组,结合韦达定理表示出直线 ,令 可求
得直线所过的定点.
【详解】(1)由题意有 , ,
设 , ,化简得 ,结合 ,
可得 ,由椭圆焦距为2,有 ,得 , ,
椭圆C的标准方程为 ;
(2)设直线 方程: , , , ,
联立方程 ,得 ,
所以 , ,
所以 ,
又 ,
所以直线 方程为: ,
令 ,则 .所以直线 过定点 .
例5 (2023秋·山西太原·高二山西大附中校考期末)已知点 , ,动点 满足
.记点 的轨迹为曲线 .
(1)求 的方程;
(2)设 为直线 上的动点,过 作 的两条切线,切点分别是 , .证明:直
线 过定点.
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
【分析】(1)把已知条件用坐标表示,并化简即得 的方程;
(2)设 , , ,利用导数得出切线 的方程,由 在切线
上,从而可得直线 的方程,由直线方程可得定点坐标.
【详解】(1)设 ,则 , ,
, ,
所以, 可以化为 ,
化简得 .
所以, 的方程为 .
(2)由题设可设 , , ,
由题意知切线 , 的斜率都存在,
由 ,得 ,则 ,
所以 ,
直线 的方程为 ,即 ,①因为 在 上,所以 ,即 ,②
将②代入①得 ,
所以直线 的方程为
同理可得直线 的方程为 .
因为 在直线 上,所以 ,
又 在直线 上,所以 ,
所以直线 的方程为 ,
故直线 过定点 .
【点睛】关键点点睛:本题考查直接法求动点轨迹方程,考查抛物线中的直线过定点问题,
解题方法是设出切线坐标,由导数的几何意义写出切线方程,再由 在切线上,根据直线
方程的意义得出直线 方程,然后得定点坐标.
【对点演练1】(2023·全国·高二课堂例题)定义:若点 在椭圆
上,则以 为切点的切线方程为: .已知椭圆
,点 为直线 上一个动点,过点 作椭圆 的两条切线 ,
,切点分别为 , ,则直线 恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 , , ,即可表示出 的方程,又 在 上,
即可得到 ,即可得到直线 的方程,从而求出直线 过的定点;【详解】解:因为点 在直线 上,设 , , ,所
以 的方程为 ,又 在 上,所以 ①,同理可得
②;
由①②可得 的方程为 ,即 ,即
,所以 ,解得 ,故直线恒过定点
故选:C
【对点演练2】(2023春·广东深圳·高三校联考阶段练习)已知直线 与椭圆
过直线 上一点 作椭圆 的两条切线,切点分别为 求证:直线
恒过定点;
【详解】(1)证明:设 , ,
当 时,不妨设 ,
由 可得 ,
则 , ,
所以椭圆 在A点处的切线方程为 ,
整理可得 ,
同理可得椭圆 在 点处的切线方程为 ,当 时,椭圆 在A点处的切线方程 满足方程 ,
同理 也满足,
因为椭圆 在A点处的切线经过点 ,所以 ,
同理椭圆 在 点处的切线也经过点 ,所以 ,
所以直线 既经过点A,又经过点 ,
所以直线 的方程为 ,
因为 ,
所以 ,即 ,
由 ,可得 ,
所以直线 恒过定点 ;
角度2 动圆过定点
例6(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 关于 轴对称,且经过点 .
(1)求抛物线 的标准方程及其准线方程;
(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 、 ,
抛物线的准线分别交直线 、 于点 和点 ,求证:以 为直径的圆经过 轴上的
两个定点.
【答案】(1)标准方程为 ,准线方程为 ;(2)证明见解析
【分析】(1)设抛物线C:x2=﹣2py,代入点(2,﹣1),解方程可得p,求得抛物线的
方程和准线方程;(2)抛物线x2=﹣4y的焦点为F(0,﹣1),设直线方程为y=kx﹣1,
联立抛物线方程,运用韦达定理,以及直线的斜率和方程,求得A,B的坐标,可得AB为
直径的圆方程,可令x=0,解方程,即可得到所求定点.
【详解】(1)设抛物线C:x2=﹣2py,经过点(2,﹣1).可得4=2p,即p=2,可得抛物线C的方程为x2=﹣4y,准线方程为y=1;
(2)抛物线x2=﹣4y的焦点为F(0,﹣1),
设直线方程为y=kx﹣1,联立抛物线方程,可得x2+4kx﹣4=0,
设M(x,y),N(x,y),
1 1 2 2
可得x+x=﹣4k,xx=﹣4,
1 2 1 2
直线OM的方程为y x,即y x,
直线ON的方程为y x,即y x,
可得A(﹣ ,1),B(﹣ ,1),
可得AB的中点的横坐标为﹣2( )=﹣2• ﹣2k,
即有AB为直径的圆心为(﹣2k, 1),
半径为 | |=2• 2 ,
可得圆的方程为(x+2k)2+(y﹣1)2=4(1+k2),
化为x2+4kx+(y﹣1)2=4,
由x=0,可得y=﹣1或3.
则以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点(0,﹣1),(0,3).
【点睛】本题考查抛物线的定义和方程、性质,以及圆方程的求法,考查直线和抛物线方
程联立,运用韦达定理,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
【对点演练1】(2023·辽宁鞍山·校联考一模)已知抛物线C的顶点是坐标原点O,对称轴
为x轴,焦点为F,抛物线上点A的横坐标为1,且 .
(1)求抛物线C的方程;
(2)过抛物线C的焦点作与x轴不垂直的直线l交抛物线C于两点M,N,直线 分别交
直线OM,ON于点A和点B,求证:以AB为直径的圆经过x轴上的两个定点.【答案】(1) ;
(2)证明见解析.
【分析】(1)由题意知抛物线开口向右可设其抛物线方程 ,焦点为
,抛物线上点A的横坐标为1,可设出点 坐标含有未知数 ,再由 可
列出 ,再由 ,代入即可解得 ,即可求出抛物线方程.
(2) 由题意设直线l: , , ,再把抛物线与直线
进行联立消 ,得 .直线OM的方程为 ,与 联立可得: ,同
理可得 ,可写出圆心和半径进而写出圆的方程,在令 ,即可求出以AB为直
径的圆经过x轴上的两个定点.
【详解】(1)由题意可设抛物线方程为 , 、 ,
由 .可得 ,即 .解得
抛物线方程为: .
(2)设直线l: , , ,由 联立得, .
则 .
直线OM的方程为 ,与 联立可得: ,同理可得 .
以AB为直径的圆的圆心为 ,半径为 ,则圆的方程为
. 令 .则 .
即 ,解得 或 .
即以AB为直径的圆经过x轴上的两个定点 , .
【对点演练2】(2013秋·陕西汉中联考)在平面直角坐标系 中,动点 到定点 的
距离与它到直线 的距离相等.
(1)求动点 的轨迹 的方程;
(2)设动直线 与曲线 相切于点 ,与直线 相交于点 .
证明:以 为直径的圆恒过 轴上某定点.
【答案】(1) ;(2)
【详解】试题分析:(1)设出动点 的坐标为 ,然后直接利用抛物线的定义求得抛
物线方程;(2)设出直线 的方程为: ( ),联立直线方程和抛物线方程化
为关于 的一元二次方程后由判别式等于 得到 与 的关系,求出 的坐标,求出切点坐
标,再设出 的坐标,然后由向量 的数量积为0证得答案,并求得 的坐标.
试题解析:(1)解:设动点E的坐标为 ,由抛物线定义知,动点E的轨迹是以 为焦点, 为准线的抛物线,
所以动点E的轨迹C的方程为 .
(2)证明:由 ,消去 得: .
因为直线l与抛物线相切,所以 ,即 .
所以直线l的方程为 .
令 ,得 .所以Q .
设切点坐标 ,则 ,
解得: , 设 ,
所以当 ,即 ,所以
所以以PQ为直径的圆恒过 轴上定点 .
题型三 定直线问题
例7(2023·全国·高二专题练习)如图,在 中, ,若以 所
在直线为 轴,以 的中垂线为 轴,建立平面直角坐标系.设动顶点 .(1)求顶点A的轨迹方程;
(2)记第(1)问中所求轨迹曲线为 ,设 ,过点 作动直线 与曲线
交于 两点(点 在 轴下方).求证:直线 与直线 的交点 在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)根据椭圆的定义,求得椭圆的 的值,可得答案;
(2)根据联立直线 与椭圆 写出的韦达定理,表示出直线 的直线方程,联立
整理方程,可得答案.
【详解】(1)由 ,则A的轨迹为以 为焦点的椭圆,且 , ;
由 ,则 , ,即 ,
故A的轨迹方程为 .
(2)直线 方程可设为 ,
联立可得 ,消去 可得: ,
显然成立,设 ,则 ,即 ,
设 , ,
联立上述两方程,消去 可得 ,
, ,
, ,
由 ,则 ,
,解得 ;
综上所述,动点 的轨迹方程为直线 .
要证明动点恒在一条定直线上,即需要求出动点的横、纵坐标始终满足同一种
关系,不受参数的影响.这类问题的一般解题过程都是先把动点的横、纵坐标都用参数表示
出来,然后再消去参数,求出横、纵坐标满足的关系,即为动点所恒在的直线方程.
【对点演练1】(2023·高三专题练习)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 ,求证:当点 变化时,点 恒在一条定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析【分析】(1)由三角形重心的性质与椭圆的定义求解即可;
(2)设直线 的方程为: , ,联立直线与椭圆,再表示出直
线又直线 与 的方程,联立求出交点,即可求解
【详解】(1)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)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 得: ,
把 代入上式得:
,所以当点 运动时,点 恒在定直线 上
【对点演练2】(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆 的右顶点为 ,点
是椭圆 上异于 的一点, 轴于点 , 是 的中点,过动点
的直线 与直线 交于点 .
(1)当 时,求证:直线l与椭圆 只有一个公共点;
(2)求证:点 在定直线上运动.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)要证明直线l与椭圆 只有一个公共点,只需将直线的方程与椭圆的方程联立,
方程组有一组解即可;
(2)由 是 的中点,可求出 点的坐标,然后可求出直线 的方程,将其与直线 的方
程联立 消去即可得证.
【详解】(1)不妨设 ,当 时,由 得 ,
所以直线l方程为 ,即 ,
由 ,解得 ,故直线l与椭圆 的交点坐标为 ,
所以直线l与椭圆P只有一个公共点.
(2)因为 轴,B是 的中点,所以 ,
因为 ,所以 ,所以直线 的方程为 ,即 ,联立 ,得 ,
又因为 ,所以 ,
因此 ,即 ,
所以 ,所以点C在定直线 上运动.
1.(2023·贵州贵阳·校联考三模)已知椭圆 ,直线 与椭圆交于
两点, 分别为椭圆的左、右两个焦点,直线 与椭圆交于另一个点 ,则直线
与 的斜率乘积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用两点连线斜率公式可表示出 ;根据 在椭圆上,将两方
程作差即可整理得到结果.
【详解】 直线 过原点, 可设 ,则 ,
;
, , , .
故选:B.2.(2023·高三课时练习)已知 是椭圆 的两焦点,过点 的直线交椭圆于
点 ,若 ,则
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】C
【分析】根据椭圆定义,求得三角形的周长,结合 的长度即可求得 .
【详解】根据椭圆定义,
所以三角形周长为
所以
所以选C
3. 已知某直线与抛物线 交于 、 两点,且两交点纵坐标之积为 ,则直线恒过
点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】易知直线 的斜率不为 ,设直线 的方程为 , , .
由 得 ,
所以 ,所以 ,所以 ,
所以直线恒过点 ,故选C.4.(2022秋·山东青岛·高二统考期末)已知动点 在椭圆 上,点 到定点
的距离记为 ,到定直线 的距离记为 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆的标准方程和两点间的距离公式即可求解.
【详解】设点 ,
则 ,
,
所以 .
故选:C.
5.(2023春·内蒙古通辽·高二校联考开学考试)已知 , 是椭圆 长
轴上的两个端点, 是椭圆上一点,直线 , 的斜率分别为 , ,若椭圆的离心率为 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据离心率求出 ,设 ,表示出 , ,再代入计算可
得.
【详解】解:依题意可得 , ,设 ,
所以 , , ,
因为椭圆的离心率为 ,所以 ,所以 ,
所以 .
故选:C
6.(2023·宁夏银川·统考模拟预测)已知 是椭圆 的右顶点,焦距
为 ,直线 交 于 、 两点,若直线 与直线 的斜率之积为 ,则椭
圆 的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B【分析】分析可知 、 两点关于原点对称,利用点差法可得出 的值,结合 的值可得
出 、 的值,由此可得出椭圆 的方程.
【详解】因为直线 交 于 、 两点,则 、 两点关于原点对称,
设点 ,则 ,易知点 ,
由题意可知,直线 、 的斜率存在且不为零,则 ,
且有 ,则 ,
所以, ,
又因为椭圆 的焦距为 ,即 ,所以, ,解得 ,
因此,椭圆 的标准方程为 .
故选:B.
7. 已知 为坐标原点, 为双曲线 上一点,已知点 , ,设直
线 , 的斜率分别为 , ,则 = .
【解析】设 ,则 ,因为 , ,所以 ,
, .8.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 的方程为 .
(1)直线 与双曲线的一支有两个不同的交点,求 的取值范围;
(2)过双曲线 上一点 的直线分别交两条渐近线于 两点,且 是线段
的中点,求证: 为常数.
【答案】(1) ;
(2) ,证明见解析.
【分析】(1)直线 与双曲线 联立,得到关于 的方程满足:此方程是一元二次方程,
且有两个同号根.
(2)求出双曲线 的渐近线的方程,把 两点坐标只用 来表示,然后用 来表示
,把点 代入双曲线 化简整理得 .
【详解】(1)直线 与双曲线 即 联立得
即
由题意得 有两个同号根,则满足
即 ,即
解得:(2)双曲线 的方程为 ,所以双曲线 的渐近线为
则 ,所以 的中点
又因为点 在双曲线 上,即
即 ,即 .
9.(2023·全国·高二专题练习)已知点 为直线 上的动点,过点 作射线 (点
位于直线 的右侧)使得 ,设线段 的中点为 ,设直线 与 轴的交点
为 .
(1)求动点 的轨迹 的方程.
(2)设过点 的两条射线分别与曲线 交于点 ,设直线 的斜率分别为
,若 ,请判断直线 的斜率是否为定值以及其是否过定点,若斜率为定
值,请计算出定值;若过定点,请计算出定点.
【答案】(1)
(2)是,定值1;定点 .
【分析】(1)设点 的坐标为 ,得到直线 的方程,从而求出 的坐标,再根据
,求出动点轨迹方程;
(2)设直线 的方程为 , , ,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,利用斜率公式及 求出 的值或 、 的关系,即可得解.
【详解】(1)设点 的坐标为 ,点 ,
其中 、 的中点为 ,由此可得直线 的方程为 ,
可得点 的坐标为 ,再结合 可得 ,
整理得 ,所以动点 的轨迹 的方程为: .
(2)设直线 的方程为 ,联立直线 与 的方程可得: ,
设点 的坐标为 ,根据韦达定理可得 , ,
其中 ,结合条件可得: ,
整理可得 ,
结合直线 的方程可化简为: ,
代入韦达定理可得 ,
通过分解因式可得 即可得 或 ,
当 时,直线 的斜率为定值 ;
当 时,直线 恒过定点 .
10.(2023·高二课时练习)已知抛物线 , , 是C上两个不同的
点.
(1)求证:直线 与C相切;
(2)若O为坐标原点, ,C在A,B处的切线交于点P,证明:点P在定直线上.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程消元,利用 证明即可;
(2)设 ,由(1)可得出两条切线的方程,然后联立可得 ,然后由
可得 ,即可证明.
【详解】(1)联立 得 ,
因为 在C上,则 ,
所以 ,因此直线 与C相切.
(2)由(1)知,设 ,切线 的方程为 ,切线 的方程为
,
联立 得 ,
因为 , ,所以 .
又因为 ,所以 ,
解得 ,所以 .
故点P在定直线 上.
11.已知椭圆 )的离心率为 ,且与直线 相切.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线 : 与椭圆 交于 两点,点 是 轴上的一点,过点 作直线
的垂线,垂足为 ,是否存在定点 ,使得 为定值?若存在,求出点 的坐标;若
不存在,请说明理由.
【答案】见解析【解析】(1)由题知, ,
所以椭圆 为 ,即 ,
因为 与直线 相切,
所以 ,消去 得 ,
所以 ,
所以 ,得 ,
所以椭圆 的标准方程为 ;
(2)设 ,
由 ,得
所以 ,
所以
,
所以 ,解得 ,
所以存在点 ,使得 为定值 .12.(2023·全国·模拟预测)抛物线 : ,双曲线 : 且离心率 ,
过曲线 下支上的一点 作 的切线,其斜率为 .
(1)求 的标准方程;
(2)直线 与 交于不同的两点 , ,以PQ为直径的圆过点 ,过点N作直线 的
垂线,垂足为H,则平面内是否存在定点D,使得DH为定值,若存在,求出定值和定点
D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2)存在, ,定点 .
【分析】(1)写出切线方程并与抛物线方程联立求出点M坐标,再结合离心率求出双曲
线方程作答.
(2)当直线PQ不垂直于y轴时,设出直线方程并与 的方程联立,借助韦达定理及向量
数量积求出直线PQ过定点E,直线PQ垂直于y轴,验证也过定点E,取线段EN中点即
可作答.
【详解】(1)切线方程为 ,即 ,由 消
去y并整理得:
,则 ,解得 ,即 ,
由离心率 得 ,即 ,双曲线 ,则,
所以双曲线 的标准方程为: .
(2)当直线PQ不垂直于y轴时,设直线 方程为 , , ,
由 消去x并整理得: ,
有 , , ,
, ,因以 为直径的圆过点 ,则当P,Q与N都
不重合时,有 ,
,当P,Q之一与N重合时, 成立,于是得 ,
则有
,即 ,
整理得 ,即 ,
因此 ,解得 或 ,均满足 ,
当 时,直线 : 恒过 ,不符合题意,
当 时,直线 : ,即 恒过 ,符合题意,
当直线PQ垂直于y轴时,设直线 ,由 解得 ,
因以 为直径的圆过点 ,则由对称性得 ,解得 ,直线
过点 ,于是得直线 过定点 ,取EN中点 ,因 于H,从而
,
所以存在定点D,使得 为定值 ,点 .