微考点6-3圆锥曲线中的定点定值问题(三大题型) 2024年高考数学二轮专题复习(新高考专用)学案(含答案)

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微考点6-3圆锥曲线中的定点定值问题(三大题型) 2024年高考数学二轮专题复习(新高考专用)学案(含答案)

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微考点6-3 圆锥曲线中的定点定值问题(三大题型)
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.
④设直线为,根据题目给出的条件,转化为坐标之间的关系,利用韦达定理找出与之间的关系,即可求出定点.
题型一:圆锥曲线中直线过定点问题
【精选例题】
【例1】
1.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,若直线与的斜率之和为,证明:直线必过定点,并求出这个定点坐标.
【例2】
2.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.
【跟踪训练】
3.“工艺折纸”是一种把纸张折成各种不同形状物品的艺术活动,在我国源远流长,某些折纸活动蕴含丰富的数学知识,例如:用一张圆形纸片,按如下步骤折纸(如图):

步骤1:设圆心是,在圆内异于圆心处取一定点,记为;
步骤2:把纸片折叠,使圆周正好通过点(即折叠后图中的点与点重合);
步骤3:把纸片展开,并留下一道折痕,记折痕与的交点为;
步骤4:不停重复步骤2和3,就能得到越来越多的折痕.
现取半径为4的圆形纸片,设点到圆心的距离为,按上述方法折纸.以线段的中点为原点,线段所在直线为轴建立平面直角坐标系,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设轨迹与轴从左到右的交点为点,,点为轨迹上异于,,的动点,设交直线于点,连结交轨迹于点.直线、的斜率分别为、.
(i)求证:为定值;
(ii)证明直线经过轴上的定点,并求出该定点的坐标.
4.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.
题型二:圆锥曲线中圆过定点问题
【精选例题】
【例1】
5.已知椭圆:()的离心率为,其左 右焦点分别为,,为椭圆上任意一点,面积的最大值为1.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知,过点的直线与椭圆交于不同的两点,,直线,与轴的交点分别为,,证明:以为直径的圆过定点.
【例2】
6.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆:过点,离心率为,其左右焦点分别为,.
(1)若点P与,的距离之比为,求直线被点P所在的曲线截得的弦长;
(2)设,分别为椭圆的左、右顶点,Q为上异于,的任意一点,直线,分别与椭圆的右准线交于点M,N,求证:以为直径的圆经过x轴上的定点.
【跟踪训练】
7.设椭圆的离心率为,点为椭圆上一点,的周长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设动直线与椭圆有且只有一个公共点,且与直线相交于点.问:轴上是否存在定点,使得以为直径的圆恒过定点?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
8.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:的长轴长为4,且经过点,其中e为椭圆C的离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点的直线l交椭圆C于A,B两点,点B关于x轴的对称点为,直线交x轴于点Q,过点Q作l的垂线,垂足为H,求证:点H在定圆上.
题型三:圆锥曲线中圆过定值问题
【精选例题】
【例1】
9.在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为,且右焦点到直线的距离为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆上的任一点,从原点向圆引两条切线,设两条切线的斜率分别为,
(i)求证:为定值;
(ii)当两条切线分别交椭圆于时,求证:为定值.
【例2】
10.已知椭圆:离心率,且经点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆C右焦点的直线l交椭圆于A,B两点,交直线于点D,且,设直线,,的斜率分别为,,,若,证明为定值.
【例3】
11.已知椭圆过点,离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设过点的斜率为直线交椭圆于另一点,若的面积为2,其中为坐标原点,求直线的斜率的值;
(3)设过点的直线交椭圆于点,,直线,分别交直线于点,.求证:线段的中点为定点.
【跟踪训练】
12.如图,D为圆O:上一动点,过点D分别作x轴,y轴的垂线,垂足分别为A,B,连接并延长至点W,使得,点W的轨迹记为曲线.
(1)求曲线C的方程;
(2)若过点的两条直线,分别交曲线C于M,N两点,且,求证:直线MN过定点;
(3)若曲线C交y轴正半轴于点S,直线与曲线C交于不同的两点G,H,直线SH,SG分别交x轴于P,Q两点.请探究:y轴上是否存在点R,使得?若存在,求出点R坐标;若不存在,请说明理由.
13.已知椭圆的长轴长为4,离心率为,定点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆分别交于点(不在直线上),若直线,与椭圆分别交于点,,且直线过定点,问直线的斜率是否为定值?若是,求出定值;若不是,说明理由.
14.已知椭圆C:的左、右顶点分别为A,B,其离心率为,点P是C上的一点(不同于A,B两点),且面积的最大值为.
(1)求C的方程;
(2)若点O为坐标原点,直线AP交直线于点G,过点O且与直线BG垂直的直线记为l,直线BP交y轴于点E,直线BP交直线l于点F,试判断是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.
15.设椭圆:的左、右顶点分别为C,D,且焦距为2.F为椭圆的右焦点,点M在椭圆上且异于C,D两点.若直线与的斜率之积为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作一条斜率不为0的直线与椭圆E相交于A,B两点(A在B,P之间),直线与椭圆E的另一个交点为H,求证:点A,H关于x轴对称.
16.已知椭圆E:的左、右焦点分别为,,左顶点为A,,P是椭圆E上一点(异于顶点),O是坐标原点,Q在线段上,且∥,.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若直线l与x轴交于点C、与椭圆E交于点M,N,B与N关于x轴对称,直线MB与x轴交于点D,证明:为定值.
17.已知为圆:上任一点,,,,且满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线与轨迹相交于,两点,是否存在与点不同的定点,使恒成立?若存在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
18.椭圆的两个焦点分别为,,离心率为,为椭圆上任意一点,不在轴上,的面积的最大值为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点的直线与椭圆相交于M,N两点,设点,求证:直线,的斜率之和为定值,并求出定值.
19.已知,,动圆与圆外切且与圆内切. 圆心的轨迹为曲线.
(1)求曲线C的方程;
(2)是否存在过点的直线交曲线C于A,B两点,使得点Q为中点时,直线的斜率与直线OQ的斜率乘积为定值?如果存在,求出这个定值,如果不存在,说明理由.
20.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)设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,若,试问直线是否经过定点,若经过,求出定点坐标;若不经过,请说明理由.
21.已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)已知过右焦点的直线与交于两点,在轴上是否存在一个定点,使?若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
22.已知椭圆的左、右焦点分别为,,上、下顶点分别为,,且四边形是面积为8的正方形.
(1)求C的标准方程;
(2)M,N为C上且在x轴上方的两点,,与的交点为P,试问是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
23.已知椭圆的左 右焦点分别为,点在椭圆上,且满足轴,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆的右顶点为,左顶点为,是否存在异于点的定点,使过定点的任一条直线均与椭圆交于(异于两点)两点,且使得直线的斜率为直线的斜率的2倍?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
24.已知椭圆C:()的离心率为,其左、右焦点分别为,,点P是坐标平面内一点,且(O为坐标原点).
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点且斜率为k的动直线l交椭圆于A,B两点,在y轴上是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过点M?若存在,求出点M的坐标和面积的最大值;若不存在,说明理由.
【点睛】方法点睛:存在性问题求解的思路及策略
(1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在;若结论不正确则不存在;
(2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论;
②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;
③当条件和结论都不知,按常规法解题很难时,可先由特殊情况探究,再推广到一般情况.
25.已知椭圆经过点,且右焦点为
(1)求C的标准方程;
(2)过点且斜率不为0的直线l与C交于M,N两点,直线分别交直线AM,AN于点E,F,以EF为直径的圆是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
26.已知椭圆过点,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知的下顶点为,不过的直线与交于点,线段的中点为,若,试问直线是否经过定点?若经过定点,请求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案:
1.(1)
(2)证明见解析,定点
【分析】(1)根据焦点三角形的面积和点坐标求解出的值,则的值可求,故椭圆的标准方程可知;
(2)当直线的斜率不存在时,直接分析即可;当直线的斜率存在时,设出的方程并与椭圆方程联立得到横坐标的韦达定理形式,将斜率关系转化为坐标运算,从而求解出直线方程中参数的关系,由此可求直线所过的定点.
【详解】(1)因为点与椭圆的两个焦点构成的三角形面积为,所以且,
所以,,所以,
所以椭圆的标准方程:;
(2)设,
当直线的斜率不存在时,则,
由,
解得,此时,故重合,不符合题意,
所以直线的斜率一定存在,设不经过点的直线方程为:,
由得,
且,即,
所以,
因为,
所以,
所以,
所以,即,
化简可得:,
因为,所以,
所以,
所以直线必过定点.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中过定点问题的两种求解方法:
(1)若设直线方程为或,则只需要将已知条件通过坐标运算转化为之间的线性关系,再用替换或用替换代入直线方程,则定点坐标可求;
(2)若不假设直线的方程,则需要将直线所对应线段的两个端点的坐标表示出来,然后选择合适的直线方程形式表示出直线方程,由此确定出定点坐标.
2.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用离心率以及椭圆经过点的坐标联立解方程组,即可求得椭圆的标准方程;
(2)设直线的方程为并于椭圆联立,利用韦达定理写出直线的方程,求出点横坐标表达式即可得.
【详解】(1)由离心率可得,
将点代入椭圆方程可得,又;
解得,
所以椭圆C的方程为
(2)设点,,则,直线的方程为,
直线与椭圆联立,消去,得,
则可得,,
易知,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
3.(1)
(2)(i)证明见解析(ii)证明见解析,该定点的坐标为
【分析】(1)由折纸的对称性,可知,从而确定点的轨迹;
(2)(i)设点,,,根据斜率公式分别求出、,结合椭圆方程证明;
(ii)设直线的方程为,直曲联立,结合韦达定理和(i)的结论求出,根据直线方程即可求出定点.
【详解】(1)由题意可知,,
故点的轨迹是以,为焦点,且长轴长的椭圆,
焦距,所以,
因此轨迹方程为.
(2)证明:(i)设,,,
由题可知,如下图所示:
则,,
而,于是,
所以,
又,则,
因此为定值.
(ii)设直线的方程为,,,
由,得,
所以.
由(i)可知,,
即,
化简得,解得或(舍去),
所以直线的方程为,
因此直线经过定点.
【点睛】本题第二问(ii)解题关键是设出直线方程联立椭圆方程,利用韦达定理结合(i)的结论列方程可得.
4.(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.
5.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)依题意可得,即可求出、、,即可得解;
(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,由直线、的方程,得到、的坐标,即可得到以为直径的圆的方程,再令,得到,即可得解;
【详解】(1)解:因为椭圆的离心率为,所以.
又当位于上顶点或者下顶点时,面积最大,即.
又,所以,.
所以椭圆的标准方程为.
(2)解:由题知,直线的斜率存在,所以设直线的方程为,设,,
将直线代入椭圆的方程得:,
由韦达定理得:,,
直线的方程为,直线的方程为,
所以,,
所以以为直径的圆为,
整理得:.①
因为,
令①中的,可得,所以,以为直径的圆过定点.
6.(1)
(2)证明见解析
【分析】根据题意,利用上的点和离心率得及;
(1)由点与,的距离之比化简整理得到点的轨迹方程是一个圆,利用利用勾股定理可得弦长;
(2)根据题意,写出直线,的直线方程并求其右准线交于点M,N的坐标,假设轴上存在点在以为直径的圆上,利用求出的值,从而得证以为直径的圆经过x轴上的定点.
【详解】(1)因为椭圆:过点,所以.
又因为离心率,即,故,
所以,即,所以,则,.
设,则,即,
所以点的轨迹为圆心,半径的圆.

其圆心到直线的距离为,
所以弦长.
故直线被点P所在的曲线截得的弦长为.
(2)证明:由(1)知,所以,,右准线.
设,,
由:,则,
同理.
假设轴上存在点在以为直径的圆上,则
因为

因为Q点在椭圆上,所以,即,
所以,即,解得或,
点和都满足题意.

所以以MN为直径的圆经过x轴上的定点和.
7.(1);
(2)存在,.
【分析】(1)根据椭圆的定义,结合椭圆离心率的公式进行求解即可;
(2)将直线方程与椭圆方程联立,利用一元二次方程根的判别式,结合圆的性质进行求解即可.
【详解】(1)由 可得 ,①
的周长为,所以,
即②
联立①②得: ,, ,
∴椭圆的方程为 ;
(2)设点.
由 ,得 ,
,化简得 ,
∴ ,
∴ .
由 ,得,
假设存在点,
则 , ,
∵以为直径的圆恒过点,∴ ,
即 ,
∴ 对任意都成立.
则 ,解得 ,
故存在定点符合题意.
【点睛】关键点睛:利用以线段为直径的圆的性质是解题的关键.
8.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据椭圆的长轴长,以及椭圆过的点,求出b的值,即可求得答案;
(2)设l的方程为,联立椭圆方程,可得根与系数的关系式,结合的方程可求得Q点坐标,从而可得的方程,并求出其过定点,结合垂直关系,即可证明结论.
【详解】(1)因为椭圆C:的长轴长为,所以,
因为椭圆经过点,所以,
又,所以,
整理得,解得或(舍).
所以椭圆C的方程为
(2)证明:由题意可知,l的斜率存在,
设l的方程为,,则.
由,得,,
所以,
因为的方程为,
令,得

即,
因为,
①当时,的斜率为,则的方程为,即,
所以恒过点.
②当时,l的方程为,,则的方程为,
此时也过点.
综上,恒过定点,
由题意可知,故点H在以PM为直径的定圆上.
【点睛】:关键点睛:本题第二问证明点H在定圆上,关键在于推出直线过定点,从而结合,即可证明结论.
9.(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【分析】(1)直接列出关于的方程组求解;
(2)(i)写出切线方程,由圆心到切线距离等于半径可以得出与的关系,从而得出是某个一元二次方程的解,利用韦达定理可得;
(ii)设,利用及椭圆方程求得,再求得后可得.
【详解】(1)题意,,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)(i)证明:依题意,两条切线方程分别为,
由,化简得,
同理.
所以是方程的两个不相等的实数根,
则.
又因为,所以,
所以.
(ii)证明:由(得,,设,则,即,
因为,所以,
得,即,
解得,
所以,
所以为定值.
10.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意可得,解方程求出,即可得出答案;
(2)设,,设直线方程为:,将直线方程与随圆方程联立,得到关于的一元二次方程,根据韦达定理,可得的表达式,由此表示出,再代入化简即可得出答案.
【详解】(1)由题意知,解得,,
故椭圆的标准方程为.
(2)由题意直线的斜率一定存在,由(1)知,则椭圆的右焦点的坐标为,
设直线方程为:,坐标为.所以,
设,,将直线方程与随圆方程联立,
∴,又恒成立,
由韦达定理知,,



【点睛】关键点睛:解题的关键是根据直线方程得到坐标为,则,直线方程与随圆方程联立,化简整理,结合韦达定理表示出,代入化简即可得出答案.
11.(1)
(2)0
(3)证明见解析
【分析】(1)根据给定条件,列出关于的方程组并求解即得.
(2)由点斜式写出直线的方程,与椭圆方程联立结合三角形面积求出k值即得.
(3)设出直线的方程,与椭圆方程联立,求出点的坐标,结合韦达定理计算得解.
【详解】(1)令椭圆半焦距为c,依题意,,
解得,,,所以椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为,,
则原点到直线的距离为,
由消去并化简得,
显然,设,有,则,
于是,
则,解得,
所以直线的方程为.

(3)依题意,直线的斜率存在,设直线的方程为,
由,消去并化简得,
则,,
由,得,所以,
显然直线,的斜率存在,直线的方程为,
令,得,
同理得,
所以

所以线段的中点为定点.
【点睛】结论点睛:过定点的直线l:y=kx+b交圆锥曲线于点,,则面积;
过定点直线l:x=ty+a交圆锥曲线于点,,则面积.
12.(1)
(2)证明见解析,
(3)存在,
【分析】(1)设,求得D点并代入,化简求得曲线C的方程;
(2)设的方程为,直线的方程为,将直线的方程与曲线C的方程联立,求得M,N的坐标,对进行分类讨论,由此证得直线过定点并求得定点坐标;
(3)假设存在点使得,先求得,设出G,H的坐标,由直线SH和直线SG的方程求得P,Q两点的坐标,结合G在曲线C上求得R点的坐标.
【详解】(1)设,,则,
由题意知,所以,得(,所以,
因为,得,故曲线C的方程为.
(2)由题意可知,直线不平行坐标轴,
则可设的方程为:,此时直线的方程为.
由,消去得:,
解得:或(舍去),所以,
所以,同理可得:.
当时,直线的斜率存在,

则直线的方程为,
所以直线过定点.
当时,直线斜率不存在,此时直线方程为:,也过定点,
综上所述:直线过定点.
(3)假设存在点R使得,设,
因为,所以,即,
所以,所以,
直线与曲线C交于不同的两点G、H,易知G、H关于轴对称,
设,
易知点,直线方程是,
令得点P横坐标,
直线方程是,令得点Q横坐标,
由,得,又在椭圆上,
所以,所以,解得,
所以存在点,使得成立.
13.(1)
(2)直线的斜率为定值1
【分析】(1)由长轴长和离心率可求出,结合关系式可求出,进而求出椭圆的方程;
(2)可设,,,,由,得,将,代入椭圆整理得,联立求得,同理求得,结合,化简求出,由即可求解.
【详解】(1)由椭圆的长轴长为4可知,
又椭圆的离心率为,即,所以,则,
因此椭圆的方程为;
(2)
直线的斜率为定值,定值为1,
证明:设,,,,,
,,
由,有,
因为,在椭圆上,
所以,,因此,
整理得,
即,因此,
联立,
解得,同理,
又因为直线过定点,所以,
将,,,代入,
有,整理得,
又,所以.
综上,直线的斜率为定值1.
【点睛】关键点睛:本题涉及的量比较多,关键是设而不求,整体代换的思想的应用.
14.(1);
(2)是定值,.
【分析】(1)根据离心率及焦点三角形性质、椭圆参数关系求参数,即可得方程;
(2)设,且,求得,再根据已知可得直线,而直线,进而求出坐标,过作轴,利用等比例关系求即可得结论.
【详解】(1)由题意,故.
(2)由(1)及题设知:,直线的斜率存在且不为0,
设,则,即,
所以,又过点O且与直线BG垂直的直线记为l,则,
故直线,而直线,则,
联立,而,可得,
所以,故,过作轴,如图,
所以为定值.
15.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据直线与的斜率之积得到,故,结合焦距得到,,得到椭圆方程;
(2)设出直线方程,与椭圆方程联立,得到两根之和,两根之积,表达出,得到结论.
【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E的标准方程为;
(2)显然直线方程斜率不存在时,与椭圆方程无交点,
根据椭圆的对称性,欲证,H关于轴对称,
只需证,即证,

设,,直线方程为,
由消去得,
,解得,
所以,.
则,
因为,
所以,即A,H关于轴对称.
16.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用三角形中位线定理结合椭圆的定义及已知条件可求出,再由可求出,然后由可求得,从而可求出椭圆方程;
(2)由题意知直线MN,MB的斜率均存在且均不为零,设,,,,然后表示出直线MN,MB的方程,分别与椭圆方程联立,利用根与系数的关系,得到两个相等,化简可得结论.
【详解】(1)由题知,O是线段的中点,Q在线段上,∥,
则Q是线段的中点,可得,,
所以,即,
又因为,则, 可得,
所以椭圆E的标准方程为.
(2)由题意知直线MN,MB的斜率均存在且均不为零,
设,,,,则,
可得直线MN的方程为,直线MB的方程为,
联立方程,
消去y并整理得,
则,,
联立方程,
消去y并整理得,
则,.
因为,
即,
整理得,
当时,,即;
当时,C,D,M三点重合或N,B,C,D四点重合,此时;
综上所述:,为定值.

【点睛】关键点睛:求解定值问题的三个步骤
(1)由特例得出一个值,此值一般就是定值;
(2)证明定值,有时可直接证明定值,有时将问题转化为代数式,可证明该代数式与参数(某些变量)无关;也可令系数等于零,得出定值;
(3)得出结论.
17.(1)
(2)存在,R的坐标为
【分析】(1)由可得,根据向量的加法以及数量积运算可,从而得到,结合椭圆的定义即可求出其轨迹方程.
(2)当过点的直线平行于轴时和垂直于轴时,求得,当不平行于轴时且不垂直于轴时,联立方程,利用韦达定理和点关于轴的对称点,结合,求得三点共线,从而满足,即可判断存在点不同的定点.
【详解】(1)圆:,圆心,半径为,因为,则,
因为,,则在线段上,即,
又因为,所以,即,
所以动点的轨迹是以为焦点,长轴长为的椭圆,
设椭圆方程为,则,,则,,
所以,则动点的轨迹的方程为.

(2)设过点的直线为,
当平行于轴时,直线与椭圆相交于两点,如果存在点满足条件,
则有,即,所以点在轴上,可设的坐标为;
当垂直于轴时,直线与椭圆相交于两点,如果存在点满足条件,则有,即,解得或,
所以若存在不同于点的定点满足条件,则点的坐标为,
当不平行于轴时且不垂直于轴时,设直线方程为,,
联立,得,
因为直线恒过椭圆内定点,故恒成立, ,
又因为点关于轴的对称点的坐标为,
又,,
则,
所以,则三点共线,所以,
综上,存在与点不同的定点,使恒成立,且.

18.(1)
(2)定值,
【分析】(1)根据题意列出方程即可;
(2)设出直线方程,联立椭圆方程,列出表达式利用韦达定理计算即可.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为,所以,
设到的距离为,因为,
所以,易得当时面积取得最大值,
所以,因为,
所以,,所以椭圆的方程为;
(2)证明:如图,易知点在椭圆外,
设直线的方程为,,,
由得,
所以,,,
因为,所以,
所以,
所以,
所以.
【点睛】关键点点睛:本题的第(2)问的化简,这里化简主要是利用了韦达定理和直线的方程,在化简过程中同时涉及到通分,计算比较复杂,要认真计算.
19.(1)
(2)存在,
【分析】(1)先根据题意得到圆与圆的圆心和半径,再根据题意求得,,从而根据椭圆的定义可知,动点的轨迹是以,为焦点,4为半长轴长的椭圆,进而即可求得曲线C的方程;
(2)先根据题意可得过点的直线的斜率存在,从而设直线为,再联立曲线C的方程,消整理得到关于的一元二次方程,再结合点Q为中点,从而求得的值,进而即可得到结论.
【详解】(1)依题意可得圆的圆心为,半径为1,圆的圆心为,半径为7,
设动圆的半径为,
由动圆与圆外切且与圆内切,
则,且,
则由椭圆的定义可知,动点的轨迹是以,为焦点,4为半长轴长的椭圆,
所以,,,
故曲线C的方程的方程为.

(2)依题意可得过点的直线的斜率存在,
则设直线为,
联立,消整理得,
当点Q为中点时,有,解得,
又,所以(定值),
故直线的斜率与直线OQ的斜率乘积为定值.

20.(1)
(2)过定点,理由见解析
【分析】(1)由题意可得,,求出,从而可得椭圆方程,
(2)分直线的斜率存在和不存在两种情况讨论,设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用根与系数的关系,求出直线与的斜率,再由列方程可得参数的关系,代入直线方程可求出直线恒过的定点.
【详解】(1)因为椭圆的长轴为双曲线的实轴,
所以,
因为椭圆过点,所以,,得,
所以椭圆方程为;
(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,
所以,
所以,
化简得,即,
所以或,
当时,直线的方程为,
则直线过定点(舍去),
当时,直线的方程为,
所以直线过定点,
②当直线的斜率不存在时,设直线为(),
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.
【点睛】处理定点问题的思路:
(1)确定题目中的核心变量(此处设为),
(2)利用条件找到与过定点的曲线的联系,得到有关与的等式,
(3)所谓定点,是指存在一个特殊的点,使得无论的值如何变化,等式恒成立,此时要将关于与的等式进行变形,直至找到,
①若等式的形式为整式,则考虑将含的式子归为一组,变形为“”的形式,让括号中式子等于0,求出定点;
②若等式的形式是分式,一方面可考虑让分子等于0,一方面考虑分子和分母为倍数关系,可消去变为常数.
21.(1)
(2)存在,
【分析】(1)由离心率与定点代入椭圆方程,建立方程组待定系数即可;
(2)由条件转化为,设直线的方程为,将斜率坐标化,利用韦达定理代入,得到的等式,不论如何变化,等式恒成立求值即可.
【详解】(1)因为,所以.
所以椭圆的方程为.
因为点在椭圆上,所以,解得,
所以.
所以椭圆的标准方程为.
(2)存在定点,使.理由如下:
由(1)知,,则点.
设在轴上存在定点,使成立.
当直线斜率为时,直线右焦点的直线即轴与交于长轴两端点,
若,则,或.
当直线斜率不为时,设直线的方程为,.
由消去并整理,得,
则.
因为,所以,
所以,即.
所以,
即,
恒成立,
即对,恒成立,则,即.
又点满足条件.
综上所述,故存在定点,使.

22.(1);
(2)定值为.
【分析】(1)根据面积求出,即可得出椭圆方程;
(2)设,根据相似三角形表示出,利用直线与椭圆方程化简可得的和积,代入化简即可得解.
【详解】(1)椭圆的左、右焦点分别为,,上、下顶点分别为,,因为四边形是面积为8的正方形,
所以有且,解得,故,
所以椭圆的标准方程为;
(2)由已知,则,
设,因为,
所以.
又因为,所以,
所以

即.
设,的方程分别为:,,
设,,
则,
所以,
因此,
同理可得:,因此,,
所以.
所以为定值,定值为.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于运算,大量的运算保证了消参的进行,为求证定值的必要条件,运算能力的培养是解决问题的关键.
23.(1)
(2)存在定点满足题意,.
【分析】(1)由轴,得到,从而得到,,再利用椭圆定义求得a即可;
(2)假设存在满足题意的定点,设直线的方程为,联立,由,结合韦达定理求解.
【详解】(1)解:因为轴,所以,
解得
所以.
根据椭圆的定义,得,
解得.
又,所以,
所以椭圆的标准方程为.
(2)假设存在满足题意的定点.依题意,设直线的方程为,
联立,消去并整理,得,
由,得.
由根与系数的关系,得.
由,得,
所以,
即,
所以,
所以,
所以,
②-①,得,
当时,
解得,
所以.
又,所以.
因为上式在变化时恒成立,所以.又,所以.
此时点与点重合,不合题意,舍去;
所以,即,
此时点在椭圆的内部,满足直线均与椭圆交于两点,
所以存在定点满足题意,.
24.(1)
(2)存在定点,面积的最大值为
【分析】(1)根据向量的数量积运算求得,结合离心率求,即可得方程;
(2),,联立方程,根据结合韦达定理分析可知,再利用弦长公式结合基本不等式求面积最大值.
【详解】(1)设椭圆C的半焦距为,
因为,
即,解得,
又因为,则,可得,
所以椭圆C的方程为.
(2)存在,理由如下:
因为在椭圆内,则动直线l与椭圆C必相交,
由题意可设:,,
联立方程,消去y得,
则,
因为,
若以AB为直径的圆恒过点M,

整理得,
可得,
令,即,
整理得,则,解得,
即,可得,所以,
又因为,
点到直线的距离,
则面积,
令,则,
可得,
因为在上单调递增,且,则,
可得,则,
所以当且仅当时,面积取到最大值.
【点睛】方法点睛:存在性问题求解的思路及策略
(1)思路:先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在;若结论不正确则不存在;
(2)策略:①当条件和结论不唯一时要分类讨论;
②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件;
③当条件和结论都不知,按常规法解题很难时,可先由特殊情况探究,再推广到一般情况.
25.(1)
(2)以EF为直径的圆过定点,
【分析】(1)根据条件求出a,b,即可得椭圆方程;
(2)设直线l的方程为,联立椭圆方程,利用韦达定理,求出E,F坐标,通过,求出,即可求得定点坐标
【详解】(1)由题意,,,
所以,
故C的标准方程为
(2)以EF为直径的圆过定点,理由如下:
设直线l的方程为,联立椭圆方程,
消去x,整理可得,
则,且,
由直线AM方程为,令,求得点
由直线AN方程为,令,求得点
由对称性可知,若以EF为直径的圆过定点,则该定点一定在x轴上,
设该定点为,则,,
可得
由,解得,
故以EF为直径的圆过定点,
26.(1)
(2)过定点,
【分析】(1)根据题意,列出关于的方程,代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,设的方程为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理,由
,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)依题意,得又,解得
所以椭圆方程为.
(2)
因为,所以,
又为线段的中点,所以,因此.
根据题意可知直线的斜率一定存在,设的方程为,
联立消去,
得,
根据韦达定理可得,
因为,
所以

所以,
整理得,解得或.
又直线不经过点,所以舍去,
于是直线的方程为,恒过定点,该点在椭圆内,满足,
所以直线恒过定点,定点坐标为.
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