2023届高考数学一轮复习讲义--椭圆解答题斜率(和)为定值模型总结 (含答案)

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2023届高考数学一轮复习讲义--椭圆解答题斜率(和)为定值模型总结 (含答案)

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椭圆解答题专题一 斜率(和)为定值
【典例展示】
已知椭圆经过点M(﹣2,﹣1),离心率为.过点M作倾斜角互补的两条直线分别与椭圆C交于异于M的另外两点P、Q.
(1)求椭圆C的方程;
(2)试判断直线PQ的斜率是否为定值,证明你的结论.
【探究总结】
过椭圆 (a>0, b>0)上任一点任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且(常数).
【变式练习】
已知点是椭圆上的一点,椭圆的离心率与双曲线的离心率互为倒数,斜率为直线交椭圆于,两点,且,,三点互不重合.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,,分别为直线,的斜率,求证:为定值.
设椭圆的左右焦点分别为,椭圆上点到两焦点的距离之和为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆在第一象限交于点,点是第四象限的点且在椭圆上,线段被直线垂直平分,直线与椭圆交于点(异于点),求证直线的斜率为定值.
【典例展示】
椭圆:过点,离心率为,其左、右焦点分别为,,且过焦点的直线交椭圆于,.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点的坐标为,设直线与直线的斜率分别为,,试证明:.
【探究总结】
设A、B是椭圆( a>b>0)长轴上分别位于椭圆内(异于原点)、外部的两点,且、的横坐标,(1)若过A点引直线与这椭圆相交于P、Q两点,则;(2)若过B引直线与这椭圆相交于P、Q两点,则
【典例展示】
已知椭圆:的焦点为,,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的上顶点为,过点作直线交椭圆于,两点,记直线,的斜率分别为,,试判断是否为定值?若为定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
【探究总结】
已知椭圆( a>b>0),任意不经过短轴端点的直线与椭圆交于A,B两点,点P(0,b)。若该直线过定点Q,则直线PA与直线PB的斜率之和为s;反之亦成立。
【变式练习】
已知点Q是圆上的动点,点,若线段QN的垂直平分线MQ于点P.
(I)求动点P的轨迹E的方程
(II)若A是轨迹E的左顶点,过点D(-3,8)的直线l与轨迹E交于B,C两点,求证:直线AB、AC的斜率之和为定值.椭圆解答题专题一 斜率(和)为定值
【典例展示】
已知椭圆经过点M(﹣2,﹣1),离心率为.过点M作倾斜角互补的两条直线分别与椭圆C交于异于M的另外两点P、Q.
(1)求椭圆C的方程;
(2)试判断直线PQ的斜率是否为定值,证明你的结论.
【答案】(1)(2)见解析
【详解】
(1)由题设,得=1,①且=,②
由①、②解得a2=6,b2=3,故椭圆C的方程为=1.
(2)设直线MP的斜率为k,则直线MQ的斜率为-k,
记P(x1,y1)、Q(x2,y2).
设直线MP的方程为y+1=k(x+2),与椭圆C的方程联立,得(1+2k2)x2+(8k2-4k)x+8k2-8k-4=0,
则-2,x1是该方程的两根,则-2x1=,即x1=.
设直线MQ的方程为y+1=-k(x+2),同理得x2=.
因y1+1=k(x1+2),y2+1=-k(x2+2),
故kPQ==1,
因此直线PQ的斜率为定值.
【探究总结】
过椭圆 (a>0, b>0)上任一点任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且(常数).
【变式练习】
已知点是椭圆上的一点,椭圆的离心率与双曲线的离心率互为倒数,斜率为直线交椭圆于,两点,且,,三点互不重合.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,,分别为直线,的斜率,求证:为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】
(1)设椭圆的焦距为2c,根据题中条件,得出椭圆的离心率,再由点代入椭圆方程,根据,即可求出,从而可得椭圆方程;
(2)设直线的方程为,根据题意得,设,,联立直线与椭圆方程,根据韦达定理,结合斜率计算公式,直接计算,即可得出结果.
【详解】
(1)设椭圆的焦距为2c,由双曲线方程易得双曲线的离心率为,
则椭圆的离心率,
将代入,得 ,
又,解得,
所以椭圆C的方程;
(2)证明:设直线的方程为,
又,,三点不重合,∴,
设,,
则由消去 ,整理得 ,
所以,,,则 ,
设直线,的斜率分别为,,

所以,即直线,的斜率之和为定值.
设椭圆的左右焦点分别为,椭圆上点到两焦点的距离之和为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆在第一象限交于点,点是第四象限的点且在椭圆上,线段被直线垂直平分,直线与椭圆交于点(异于点),求证直线的斜率为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】
(1)根据椭圆定义得,再根据离心率即可得,,进而得椭圆方程;
(2)由已知得,直线不与轴垂直,进而设,故,均与椭圆联立方程得再结合,与斜率公式计算即可得答案.
【详解】
解:(1)设,由条件知,,
所以,所以
故椭圆的方程为.
(2)由题得的坐标为,直线不与轴垂直,
设直线,则直线,

将直线方程代入椭圆整理得:

同理可得,
又,,
所以直线的斜率为定值.
【典例展示】
椭圆:过点,离心率为,其左、右焦点分别为,,且过焦点的直线交椭圆于,.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点的坐标为,设直线与直线的斜率分别为,,试证明:.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】
(1)带入点坐标,建立的等量关系,联立由离心率确定的的等量关系,解出的值,求出椭圆的方程;(2)证明,即证明,法一:设直线的斜截式,联立椭圆,代入韦达定理证明;法二:设直线的横截式,联立椭圆,代入韦达定理证明.
【详解】
(1)∵椭圆:过点,
∴.①
又∵椭圆离心率为,∴,∴.②
联立①②得,解得,∴椭圆的方程为.
(2)方法一:当直线斜率不存在时,则,∴;
当直线斜率存在时,设直线:,与椭圆交点,.联立,
消去并整理得.由于,
∴,,


∵,∴.
综上所述,.
方法二:当直线斜率为0时,∵,则;
当直线斜率不为0时,设直线:设与椭圆交点,,
联立,消去并整理得.由于,
∴,,
∴.
∴,综上所述,.
【探究总结】
设A、B是椭圆( a>b>0)长轴上分别位于椭圆内(异于原点)、外部的两点,且、的横坐标,(1)若过A点引直线与这椭圆相交于P、Q两点,则;(2)若过B引直线与这椭圆相交于P、Q两点,则
【典例展示】
已知椭圆:的焦点为,,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的上顶点为,过点作直线交椭圆于,两点,记直线,的斜率分别为,,试判断是否为定值?若为定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.
【答案】(1);(2)是定值,定值为1,理由见解析.
【分析】
(1)由题意,得出关于的方程组,求得的值,即可得到椭圆的标准方程;
(2)设直线的方程为,联立方程组,利用根与系数的关系,得到,结合斜率公式进行计算,即可求得是为定值.
【详解】
(1)椭圆:的焦点为,,且过点,
可得,解得,所以椭圆的方程为.
(2)由(1)可得点,
设,直线的方程为,
联立方程组,整理得,
所以,


所以是为定值.
【探究总结】
已知椭圆( a>b>0),任意不经过短轴端点的直线与椭圆交于A,B两点,点P(0,b)。若该直线过定点Q,则直线PA与直线PB的斜率之和为s;反之亦成立。
【变式练习】
已知点Q是圆上的动点,点,若线段QN的垂直平分线MQ于点P.
(I)求动点P的轨迹E的方程
(II)若A是轨迹E的左顶点,过点D(-3,8)的直线l与轨迹E交于B,C两点,求证:直线AB、AC的斜率之和为定值.
【答案】(Ⅰ) (Ⅱ)见证明
【分析】
(Ⅰ)线段的垂直平分线交于点P,所以,则为定值,所以P的轨迹是以为焦点的椭圆,结合题中数据求出椭圆方程即可;(Ⅱ)设出直线方程,联立椭圆方程得到韦达定理,写出化简可得定值.
【详解】
解:(Ⅰ)由题可知,线段的垂直平分线交于点P,
所以,则,
所以P的轨迹是以为焦点的椭圆,
设该椭圆方程为,
则,所以,
可得动点P的轨迹E的方程为.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得,过点D的直线斜率存在且不为0,
故可设l的方程为,,
由得,

由于直线过点,所以,
所以(即为定值)

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