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微专题19 圆锥曲线经典难题之一类定点、定值问题的通性通法研究
【秒杀总结】
1、直线与圆锥曲线综合应用中的直线过定点问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:
①假设直线方程,与抛物线方程联立,整理为关于
或
的一元二次方程的形式;
②利用
求得变量的取值范围,得到韦达定理的形式;
③利用韦达定理表示出已知中的等量关系,代入韦达定理可整理得到变量间的关系,从而化简直线方
程;
④根据直线过定点的求解方法可求得结果.
2、定比点差法
3、非对称韦达与对称韦达
4、先猜后证
5、硬解坐标
【典型例题】
例1.(2024·陕西榆林·二模)已知椭圆
的左、右焦点分别为
过点
,
且
的长轴长为8.
(1)求
的方程.
(2)设
的右顶点为点
,过点
的直线与
交于
两点(异于
),直线
与
轴分别交
于点
,试问线段
的中点是否为定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
例2.(2024·江苏·模拟预测)已知椭圆
的右焦点为
,点
在椭圆
上,且
垂直于
轴.
(1)求椭圆
的方程;
(2)直线斜率存在,交椭圆
于
两点,
三点不共线,且直线
和直线
关于
对称.
(ⅰ)证明:直线过定点;
(ⅱ)求
面积的最大值.
例3.(2024·四川广安·二模)在直角坐标系
中,设
为抛物线
(
)的焦点,
为
上位于第一象限内一点.当
时,
的面积为1.
1
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(1)求
的方程;
(2)当
时,如果直线与抛物线
交于
,
两点,直线
,
的斜率满足
.证
明直线是恒过定点,并求出定点坐标.
例4.(2024·高三·广东广州·阶段练习)已知椭圆
,点
是椭圆中心与该椭
圆一个顶点的中点,点
为椭圆与
轴正半轴的顶点,且离心率为
,过点
的直线(与
轴不重合)
交椭圆
于
,
两点.
(1)求椭圆
的标准方程,并求
面积的最大值;
(2)探究直线
和直线
的斜率之积是否为定值?若是,求出这个值,若不是请说明理由;
(3)若圆
的方程为
,直线
,
分别交圆
于
,
两点,试证明:直线
恒过定点.
例5.(2024·河南·一模)已知椭圆
的左右焦点分别为
,
,其长轴长为6,离
心率为e 且
,点D 为E 上一动点,
的面积的最大值为
,过
的直线,
分别与椭
圆E 交于A,B 两点(异于点P),与直线
交于M,N 两点,且M,N 两点的纵坐标之和为11.过坐标
原点O 作直线
的垂线,垂足为H.
(1)求椭圆E 的方程;
(2)问:平面内是否存在定点Q,使得
为定值?若存在,请求出Q 点坐标;若不存在,请说明理由.
例6.(2024·全国·一模)已知椭圆
的离心率是
,点Q 在椭圆上,且
,
.
2
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(1)求椭圆C 的方程;
(2)如图,设椭圆C 的上、下顶点分别为
,
,P 为该椭圆上异于
,
的任一点,直线
,
分别
交x 轴于M,N 两点,若直线OT 与经过M,N 两点的圆G 相切,切点为T.证明:线段OT 的长为定值.
例7.(2024·湖南衡阳·二模)已知椭圆
的左、右焦点分别为
,过
的直线与
交于
两点,
的周长为8.
(1)求
的方程;
(2)若直线
与
交于
两点,且原点
到直线
的距离为定值1,求
的最大值.
例8.(2024·高三·浙江·阶段练习)在平面直角坐标系xOy 中,过点
的直线与抛物线
交
于M,N 两点
在第一象限).
(1)当
时,求直线的方程;
(2)若三角形OMN 的外接圆与曲线
交于点
(异于点O,M,N),
(i)证明:△MND 的重心的纵坐标为定值,并求出此定值;
(ii)求凸四边形OMDN 的面积的取值范围.
例9.(2024·宁夏银川·一模)已知
,
分别是椭圆
的左、右焦点,左顶点为
A,则上顶点为
,且
的方程为
.
3
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(1)求椭圆
的标准方程;
(2)若
是直线
上一点,过点
的两条不同直线分别交
于点
,
和点
,
,且
,求
证:直线
的斜率与直线
的斜率之和为定值.
【过关测试】
1.(2024·广东湛江·一模)已知
为双曲线
上一点,
分别为双曲线
的左、右顶点,且直线
与
的斜率之和为
.
(1)求双曲线
的方程;
(2)不过点
的直线
与双曲线
交于
两点,若直线
的倾斜角分别为
和
,且
,证明:直线过定点.
2.(2024·浙江·模拟预测)已知双曲线
的左右焦点分别为
,点
在
的渐近线上,
且满足
.
(1)求
的方程;
(2)点
为
的左顶点,过
的直线交
于
两点,直线
与
轴交于点
,直线
与
轴交于点
,证明:线段
的中点为定点.
3.(2024·天津·一模)已知椭圆
的右焦点为
,左、右顶点分别为
,
,离心率为
,过点
且与
轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)若
为直线
上一动点,且直线
,
分别与椭圆交于
,
两点(异于
,
两点),证明:
4
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直线
恒过一定点.
4.(2024·河南郑州·二模)已知椭圆E:
过点
,且焦距为
.
(1)求椭圆E 的标准方程;
(2)过点
作两条互相垂直的弦AB,CD,设弦AB,CD 的中点分别为M,N.
①证明:直线MN 必过定点;
②若弦AB,CD 的斜率均存在,求
面积的最大值.
5.(2024·内蒙古呼伦贝尔·一模)已知椭圆
的焦距为6,圆
9 与椭圆C 有
且仅有两个公共点
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)已知动直线过曲线
的左焦点F,且与椭圆
分别交于P,Q 两点,试问x 轴上是否存在定点R,使得
为定值?若存在,求出该定点坐标;若不存在,请说明理由.
6.(2024·全国·一模)如图,已知椭圆
的短轴长为
,焦点与双曲线
的焦点重合.点
,
斜率为
的直线与椭圆
交于
两点.
(1)求常数的取值范围,并求椭圆
的方程.
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(2)(本题可以使用解析几何的方法,也可以利用下面材料所给的结论进行解答)
极点与极线是法国数学家吉拉德·迪沙格于1639 年在射影几何学的奠基之作《圆锥曲线论稿》中正式阐述
的.对于椭圆
,极点
(不是原点)对应的极线为
,且若极点
在
轴上,
则过点
作椭圆的割线交
于点
,则对于
上任意一点
,均有
(当斜率均存在时).
已知点
是直线上的一点,且点
的横坐标为2.连接
交
轴于点
.连接
分别交椭圆
于
两点.
①设直线
、
分别交
轴于点
、点
,证明:点
为
、
的中点;
②证明直线:
恒过定点,并求出定点的坐标.
7.(2024·新疆塔城·二模)已知动圆
经过定点
,且与直线
相切,设动圆圆心
的轨迹为曲
线
.
(1)求曲线
的方程;
(2)设过点
的直线,
分别与曲线
交于
,
两点,直线,
的斜率存在,且倾斜角互补,求证:
直线
的倾斜角为定值.
8.(2024·天津南开·一模)已知椭圆C:
的一个焦点与抛物线
的焦点F 重合,
抛物线的准线被C 截得的线段长为
.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)过点F 作直线l 交C 于A,B 两点,试问:在x 轴上是否存在一个定点M,使
为定值?若存在,
求出M 的坐标;若不存在,请说明理由.
9.(2024·陕西宝鸡·模拟预测)已知椭圆
经过点
,下顶点
为抛物线
的焦点.
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(1)求椭圆
的方程;
(2)若点
均在椭圆
上,且满足直线
与
的斜率之积为
,
(ⅰ)求证:直线
过定点;
(ⅱ)当
时,求直线
的方程.
10.(2024·新疆乌鲁木齐·二模)在平面直角坐标系
中,重新定义两点
之间的“距
离”为
,我们把到两定点
的“距离”之和为常数
的点的轨迹叫“椭圆”.
(1)求“椭圆”的方程;
(2)根据“椭圆”的方程,研究“椭圆”的范围、对称性,并说明理由;
(3)设
,作出“椭圆”的图形,设此“椭圆”的外接椭圆为
的左顶点为
,过
作直线交
于
两点,
的外心为
,求证:直线
与
的斜率之积为定值.
11.(2024·高三·云南昆明·阶段练习)平面上一动点
满足
.
(1)求P 点轨迹
的方程;
(2)已知
,
,延长PA 交
于点Q,求实数m 使得
恒成立,并证明:
为定值
12.(2024·高三·全国·专题练习)我们约定,如果一个椭圆的长轴和短轴分别是另一条双曲线的实轴和虚
轴,则称它们互为“姊妺”圆锥曲线.已知椭圆
,双曲线
是椭圆
的“姊妺”圆
锥曲线,
分别为
的离心率,且
,点
分别为椭圆
的左、右顶点.
(1)求双曲线
的方程;
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(2)设过点
的动直线交双曲线
右支于
两点,若直线
的斜率分别为
.
(i)试探究
与
的比值
是否为定值.若是定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由;
(ii)求
的取值范围.
13.(2024·山东烟台·一模)已知双曲线
经过点
,离心率为
,直线过点
且与双曲线
交于两点
(异于点
).
(1)求证:直线
与直线
的斜率之积为定值.并求出该定值;
(2)过点
分别作直线
的垂线,垂足分别为
,记
的面积分别为
,求
的
最大值.
14.(2024·北京门头沟·一模)已知椭圆
的离心率为
, 椭圆
的上顶点为
A, 右顶点为
, 点
为坐标原点,
的面积为 2 .
(1)求椭圆
的方程;
(2)若过点
且不过点
的直线 与椭圆
交于
两点, 直线
与直线
交于点
, 试判断直线
的斜率是否为定值? 若是, 求出该定值; 若不是, 请说明理由.
15.(2024·高三·上海闵行·期中)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.
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16.(2024·江苏·模拟预测)已知椭圆
的离心率为
分别为椭圆
的左,右
顶点和坐标原点,点
为椭圆
上异于
的一动点,
面积的最大值为
.
(1)求
的方程;
(2)过椭圆
的右焦点
的直线与
交于
两点,记
的面积为,过线段
的中点
作直线
的垂线,垂足为
,设直线
的斜率分别为
.
①求的取值范围;
②求证:
为定值.
17.(2024·高三·福建福州·期末)已知椭圆
的上、下顶点分别是A,B,点E(异
于A,B 两点)在椭圆C 上,直线EA 与EB 的斜率之积为
,椭圆C 的短轴长为2.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)点Q 是椭圆C 长轴上的不同于左右顶点的任意一点,过点Q 作斜率不为0 的直线l,l 与椭圆的两个交点
分别为P,N,若
为定值,则称点Q 为“稳定点”,问:是否存在这样的稳定点?若有,求出
所有的“稳定点”;若没有,请说明理由.
18.(2024·山东·模拟预测)设异面直线
与
所成的角为
,公垂线段为
,且
,
、
分别直线m、n 上的动点,且
,
为线段
中点,建立适当的平面直角坐标系可确定点
的
轨迹方程
.
(1)请根据自己建立的平面直角坐标系求出
.
(2)
为
的任意内接三角形,点
为
的外心,若直线
的斜率存在,分别为
,
9
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,
,
,证明:
为定值.
19.(2024·高三·上海浦东新·阶段练习)已知椭圆
的左、右焦点分别是
,其
离心率
,过
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)点
是椭圆
上除长轴端点外的任一点,过点
作斜率为
的直线,使得与椭圆
有且只有一个公共
点,设直线
的斜率分别为
,若
,证明:
为定值,并求出这个定值;
(3)点
是椭圆
上除长轴端点外的任一点,设
的角平分线
交椭圆
的长轴于点
,求
的取值范围.
20.(2024·四川宜宾·二模)已知椭圆
的下、上顶点分别为
,左、右顶点分
别为
,四边形
的面积为
,若椭圆
上的点到右焦点距离的最大值和最小值之和为6.
(1)求椭圆
的方程;
(2)过点
且斜率不为0 的直线与
交于
(异于
两点,设直线
与直线
交于点
,
探究三角形
的面积是否为定值,请说明理由.
21.(2024·四川南充·二模)如图,已知四边形
的四个顶点都在抛物线
上,且A,B 在第一
象限,
轴,抛物线在点A 处的切线为,且
.
10
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(1)设直线
,
的斜率分别为k 和
,求
的值;
(2)若
,证明:
的面积为定值.
11