微专题2 圆锥曲线中的定点与定值问题--高三数学三轮冲刺(答案版)

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微专题2 圆锥曲线中的定点与定值问题--高三数学三轮冲刺(答案版)

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微专题2 圆锥曲线中的定点与定值问题
题型一 定点问题
定点问题是比较常见出题形式,化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.
【例1】(2022全国乙(理)卷T20)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足.证明:直线HN过定点.
【解题指导】(1)巧设椭圆方程→定点代入求参→E的方程
(2)设出直线方程→与椭圆C的方程联立→分情况讨论斜率是否存在→直线的方程→消参确定直线HN过定点
【解】(1)设椭圆E的方程为,
【技巧】当焦点位置不确定时,可设椭圆方程为mx2+ny2=1(m≠n,m>0,n>0).因为它包括焦点在x轴上(mn)两类情况,所以可以避免分类讨论,从而简化了运算.
过,
则,解得,,
所以椭圆E的方程为:.
(2),所以,
①【第1步】直线斜率不存在时,证明直线HN过定点
若过点的直线斜率不存在,直线.代入,
可得,,代入AB方程,可得
,由得到.求得HN方程:
,过点.
②【第2步】设直线斜率,求直线方程,与椭圆方程联立
若过点的直线斜率存在,设.
联立得,
【第3步】求
可得,,

【第4步】求的坐标,直线的方程
联立可得
可求得此时,
【第5步】化简,消参确定直线HN过定点
将,代入整理得,
将代入,得显然成立,
综上,可得直线HN过定点
【解后反思】动直线l过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t=mk,得y=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).
题型二 定直线问题
解决定线问题的核心在于确定动点的轨迹方程,主要方法有:
(1)待定系数法,设出含参数的直线方程,利用条件消去参数,得到系数确定动点的坐标,确定直线.
(2)设点法,设出动点的坐标,通过动点满足的条件消去参数,得到动点的轨迹方程,从而确定直线.
【例2】(2023新课标全国Ⅱ卷)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.
【解题指导】(1)由焦点和离心率→列方程求参→双曲线方程;
(2)设出直线方程→与双曲线方程联立→直线与的方程→消去→→交点的横坐标为定值→点在定直线上.
【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,
【第一步】设参,因直线过x轴上(T,0)点,方程可巧设为
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,
【第二步】用参,利用韦达定理,设而不求表示出判别式,两根之积与和
则,且
【提醒】忽视,此为得分点

直线的方程为,
直线的方程为,
【技巧】直线的方程可用类比的方法获得
【第三步】消参,利用两条直线交于P点,将两根之和与两根之积代入化简,转化为含有的代数式,确定定点。
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.
题型三 定值问题
求解定值问题的三步骤
【例3】(2024·河南新乡模拟)分别是椭圆的左、右顶点,,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过点,且与坐标轴不垂直的直线交椭圆于两个不同的点.设直线,交于点,证明:点到轴的距离为定值.
【解题指导】(1)由弦长和离心率→列方程求参→椭圆方程;
(2)设出直线方程→与椭圆方程联立→直线,方程→两直线交点的横坐标→结合韦达定理化简得定值
【解】(1)由题可知,解得
所以椭圆的标准方程为.
(2)
【第1步】设直线的方程与椭圆方程联立,根据判别式求的范围
设直线的方程为,
联立的方程,消去得.
其中,
即,
【第2步】由韦达定理写出两根之和与积,并消参k
设,,则,,
,又,,
【第3步】求直线,的方程,并联立求
直线的方程为,直线的方程为,
联立得,

【第4步】结合韦达定理化简得定值
又,,
即点到轴的距离为定值1.
【通关训练】
1.(2025福建省福州模拟)已知椭圆C:过点,过其右焦点且垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,且.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l:与椭圆C交于E,F两点,在y轴上是否存在定点P,使得PE⊥PF恒成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解】(1)由题知,椭圆C过点和,
所以,解得
所以椭圆C的方程为.
(2)假设在y轴上存在定点P,使得PE⊥PF,设,,
由,得,∴,


∵PE⊥PF,∴
【技巧】注意等价转化.
∴恒成立
∴,解得.
∴,∴存在定点,使得PE⊥PF恒成立.
2.(2025·山东泰安模拟)已知椭圆(a>b>0)的离心率,四个顶点组成的菱形面积为,O为坐标原点.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过上任意点P做的切线l与椭圆E交于点M,N,求证为定值.
【深度剖析】(1)由题意得,,
可得,b=2,
所以椭圆的标准方程为.
(2)当切线l的斜率不存在时,其方程为,
【易错提醒】求直线方程时忽略直线斜率不存在的情况.
当时,将代入椭圆方程得,
∴,,,

当时,同理可得,
当切线l的斜率存在时,设l的方程为,,,
因为l与相切,所以,所以
由,得,
∴,


综上,为定值.
3.(2025·安徽合肥一中期末)已知曲线的焦点为,曲线上有一点满足.
(1)求抛物线的方程;
(2)过原点作两条相互垂直的直线交曲线于异于原点的两点,直线与轴相交于,试探究轴上存在一点是否存在异于的定点满足恒成立.若存在,请求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【深度剖析】(1)在曲线上,则,则,
而,故抛物线C的方程为.
(2)易知直线的斜率不为0,故设
联立:,
故.
因为,则
则或(舍),故.
因为都在轴上,要使得,
则轴为的角平分线
【技巧】根据角平分线的性质"三角形一个角的平分线,这个角平分线其对边所成的两条线段与这个角的两邻边对应成比例"得到x轴与∠AMB 的关系
若,则垂直于轴,轴平分,则垂直于轴,
则直线的方程为,此时,而相异,故,同理
故与的斜率互为相反数

为定值.
故当时,有恒成立.
5.(2025·河北石家庄二中期末)已知椭圆的上、下顶点分别是,点P(异于两点),直线PA与PB的斜率之积为,椭圆C的长轴长为6.
(1)求C的标准方程;
(2)已知,直线PT与椭圆C的另一个交点为Q,且直线AP与BQ相交于点D,证明点在定直线上.
【深度剖析】(1)由题意可得,且,则.
设,则,所以,
因为点P在椭圆C上,所以,
所以,代入式得

由代入得,
故椭圆C的标准方程为:+=1;
(2)设,,显然直线PT不垂直于x轴,
故可设直线PT的方程为,
由消去y得,
因为点在椭圆C的内部,则直线与椭圆恒有两个交点,
所以,
由(1)知,,
所以直线AP的方程为,
直线BQ的方程为,
【技巧】直线BQ的方程可用类比的方法获得
由直线AP与BQ相交于点,则,
消得①,
由(1)知,得,
可得

将代入①式得,解得,
【技巧】将转化为对称式结构再处理即可.
即点D在直线上.

21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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