专题五 解析几何 第19讲 圆锥曲线中的定点(线)、定值问题(课件 学案 练习) 2026届高中数学(通用版)二轮专题复习

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名称 专题五 解析几何 第19讲 圆锥曲线中的定点(线)、定值问题(课件 学案 练习) 2026届高中数学(通用版)二轮专题复习
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2026-01-31 00:00:00

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第19讲 圆锥曲线中的定点(线)、定值问题
(时间:45分钟,满分:60分)
解答题(共60分)
1.(13分)如图所示,抛物线y2=2px(p>0)的准线过点(-2,3).
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若角α为锐角,以角α为倾斜角的直线经过抛物线的焦点F,且与抛物线交于A,B两点,作线段AB的垂直平分线l交x轴于点P,证明:|FP|-|FP|cos 2α为定值,并求此定值.
2.(15分)(2025·山东济宁一模节选)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,A1,A2分别为E的左、右顶点,B为E的上顶点,且·=-2.
(1)求E的方程;
(2)过E的右焦点F作斜率不为0的直线交E于M,N两点,设直线MA1与NA2交于点P.证明:点P在定直线上.
3.(15分)已知双曲线C的中心为坐标原点O,C的一个焦点坐标为F1(0,3),离心率为.
(1)求C的方程;
(2)设C的上、下顶点分别为A1,A2,若直线l交C于M(x1,y1),N(x2,y2),且点N在第一象限,y1y2>0,直线A1M与直线A2N的交点P在直线y=上,证明:直线MN过定点.
4.(17分)(2025·山东烟台一模)已知椭圆Γ1:+=1(a>b>0)的焦距为2,离心率为.
(1)求椭圆Γ1的方程;
(2)设O为坐标原点,P,Q为Γ1上两个动点,且OP⊥OQ,作OM⊥PQ,垂足为M.
①线段OM的长度是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由;
②设点M的轨迹为Γ2,过点P作Γ2的切线交Γ1于点N(异于P,Q),求△PQN面积的最小值.
第19讲 圆锥曲线中的定点(线)、定值问题
1.解:(1)由题意得-=-2,∴p=4.
∴抛物线的标准方程为y2=8x.
(2)设A(xA,yA),B(xB,yB),直线AB的斜率为k=tan α,则直线方程为y=k(x-2),
将此式代入y2=8x,得k2x2-4(k2+2)x+4k2=0,故xA+xB=,
设直线l与AB的交点为E(xE,yE),
则xE==,yE=k(xE-2)=,
故直线l的方程为y-=-(x-),令y=0得点P的横坐标为xP=,
故|FP|=xP-2==,
∴|FP|-|FP|cos 2α=(1-cos 2α)==8,
∴|FP|-|FP|cos 2α为定值8.
2.解:(1)由题意知,=(-a,-b),=(a,-b),
所以·=b2-a2=-c2=-2,即c=.又e==,所以a=2,
所以b2=a2-c2=6.所以E的方程为+=1.
(2)证明:由于直线MN过点F(,0)且斜率不为0,所以可设直线MN的方程为x=my+.
由得(3m2+4)y2+6my-18=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=-,y1y2=-,
所以my1y2=(y1+y2).
因为椭圆E的左、右顶点分别为A1(-2,0),A2(2,0),
所以直线MA1的方程为y=(x+2),
直线NA2的方程为y=(x-2),
联立直线MA1与NA2的方程得=·=
====3,
解得x=4,所以点P在定直线x=4上.
3.解:(1)由题意得c=3,=,则a=,所以b2=c2-a2=6,故C的方程为-=1.
(2)证明:由已知条件得直线MN的斜率存在,设直线MN:y=kx+t,
联立
消去y整理得,(2k2-1)x2+4ktx+2t2-6=0,
由题设条件得2k2-1≠0,Δ=16k2t2-4(2k2-1)(2t2-6)=8(t2+6k2-3)>0,
则x1+x2=,x1x2=.
由(1)得A1(0,),A2(0,-),则直线A1M:y-=x,直线A2N:y+=x,
两式相除得=.
因为直线A1M与直线A2N的交点P在直线y=上,所以=.
因为-=1,所以·==,
即=,
所以==2××=.
又(y1-)(y2-)=k2x1x2+k(t-)(x1+x2)+(t-)2=k2×-k(t-)+(t-)2=,
所以=,解得t=5,
所以直线MN过定点(0,5).
4.解:(1)由椭圆Γ1:+=1的焦距为2,则c=,
由椭圆的离心率为,则e==,解得a=,
易知b==,则可得椭圆Γ1:+=1.
(2)①当直线PQ的斜率不存在时,可设方程为x=n,代入椭圆Γ1:+=1,
可得P(n,),Q(n,-),易知|OM|=|n|=,
解得|n|=;
当直线PQ的斜率存在时,可设方程为y=kx+m,
联立消去y可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0,
由Δ=48k2+24-8m2>0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=,
可得y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
由直线OP的斜率kOP=,直线OQ的斜率kOQ=,且OP⊥OQ,
则kOPkOQ==-1,整理可得y1y2+x1x2=0,
化简可得(1+k2)(2m2-6)-4k2m2+m2(1+2k2)=0,解得m2=2+2k2,
由|OM|===.
②由圆的对称性,则S△PQN=2S△POQ=|OM|·|PQ|,
由①可知:当直线PQ的斜率不存在时,|PQ|=2,
当直线PQ的斜率存在时,|PQ|=·|x1-x2|=·=·
=2·=2·≤3,当且仅当k=±时,等号成立,则2<|PQ|≤3,
综上可得2≤|PQ|≤3,故S△PQN的最小值为4.
1 / 1第19讲 圆锥曲线中的定点(线)、定值问题
【备考指南】 以直线与圆锥曲线的位置关系为载体,以参数处理为核心,考查定点、定线与定值问题,运算量较大,难度较大.
1.定值问题,其本质为求值,求值过程中含有参数,利用等量代换、约分等,使得代数式计算结果不含参数,为一个常量.
1.已知A(-4,-1),过原点O的直线与双曲线C:-y2=1交于S,T两点(异于点A),且直线AS和直线AT的斜率均存在,证明:直线AS和直线AT的斜率之积为定值.
2.定点问题,其本质为求直(曲)线的方程,所求方程一般含有参数,通过归类整理,运用恒成立问题的解法即可求得定点坐标.
2.不经过点P(2,2)的动直线l:y=kx+b与抛物线C:x2=2y相交于A,B两点,且直线PA和PB的斜率之积等于3,证明:直线l过定点,并求出定点坐标.
【思维建模】 定点与定值问题的常见解题步骤
考点一 定值问题
【通性通法】 求定值问题常见的方法
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
【例1】 (2025·八省联考改编)过双曲线Γ:x2-=1的左焦点F1的直线交左支于A,B两点(A在B的上方),判断+是否为定值,并说明理由.
【瓶颈突破】 结合图形,可推出直线PA,PB的斜率互为相反数.
【训练1】 (2025·河南洛平许济二模)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,且过点P(-1,2).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P作两条直线分别交椭圆C于A,B两点,若直线x=-1平分∠APB,求证:直线AB的斜率为定值,并求出这个定值.
考点二 定点问题
【通性通法】 直线过定点问题的解题策略
【例2】 (2025·江苏南京调研)已知F1,F2分别为双曲线E:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点F1到双曲线E的渐近线的距离为2,点A为双曲线E的右顶点,且|AF1|=2|AF2|.
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)若四边形ABCD为矩形,其中点B,D在双曲线E上,求证:直线BD过定点.
【瓶颈突破】 对于动曲线C过定点问题,先引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参数恒成立,令其系数等于0,得出定点.
【训练2】 〔创新命题角度〕已知椭圆C:+y2=1的上顶点为A,过点(0,)的直线l与椭圆C交于两个不同的点P,Q,直线AP与x轴交于点M,直线AQ与x轴交于点N.证明:以MN为直径的圆过y轴上的定点.
考点三 定线问题
【通性通法】 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3】 (2025·广东六校联考节选)已知椭圆C:+=1(0<b<2)的右焦点为F,点A,B在C上,且=λ(λ>0).当λ=1时,|AB|=3.
(1)求C的方程;
(2)已知存在异于点F的动点P,使得=λ,若A,B,P三点共线,证明:点P在定直线上.
【训练3】 (2025·山东潍坊一模)已知抛物线E的顶点为坐标原点O,焦点为(1,0),过点M(2,0)的直线与E交于A,B两点,过点B作y轴的垂线与直线OA相交于点P.
(1)求E的方程;
(2)证明:点P在定直线l上.
第19讲 圆锥曲线中的定点(线)、定值问题
【基础·回扣】
1.证明:设S(x0,y0),则T(-x0,-y0),
所以kAS·kAT=·=.
因为点S(x0,y0)在双曲线C上,
所以-=1,得1-=2-,
于是kAS·kAT===,
所以直线AS和直线AT的斜率之积为定值,定值是.
2.证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
则kPA====,
同理可得kPB=,
所以kPA·kPB=·=3,
即有x1x2+2(x1+x2)=8,
联立直线方程l:y=kx+b与抛物线方程,

即x2-2kx-2b=0,Δ=4k2+8b>0,
则x1+x2=2k,x1x2=-2b,
即有-2b+2×2k=8,化简得b=2k-4,
此时Δ=4k2+8b=4k2+16k-32,
则Δ>0有解,
则l:y=k(x+2)-4,
即直线l过定点(-2,-4).
【典例·讲解】
【例1】 解:由x2-=1知F1(-2,0),假设+是定值,
当直线AB垂直于x轴时,此时+==.
设直线AB的方程为x=my-2,A(x1,y1),B(x2,y2),则y1>0,y2<0,
由消去x整理得关于y的方程(3m2-1)y2-12my+9=0,3m2-1≠0,Δ>0,所以y1+y2=,y1y2=,
所以|AF1|===y1,
|BF1|===-y2,
所以+=(-)==×=·=.
所以+是定值.
【训练1】 解:(1)依题意可得解得所以椭圆C的标准方程为+=1.
(2)依题意直线PA,PB的斜率存在且不为0,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线PA的方程为y-2=k(x+1)(k≠0),

消去y得(k2+4)x2+2k(k+2)x+k2+4k-4=0,
所以x1=,因为直线x=-1平分∠APB,
所以直线PA,PB的斜率互为相反数,
所以设直线PB的方程为y-2=-k(x+1)(k≠0),同理可得x2=,
因为y1-2=k(x1+1),y2-2=-k(x2+1),
所以y1-y2=k(x1+x2)+2k=k(+)+2k=,
又x1-x2=-=,
所以kAB==-2,即直线AB的斜率为定值-2.
【例2】 解:(1)设双曲线E的焦距为2c,则F1(-c,0),
故点F1到双曲线E的渐近线bx±ay=0的距离为=b=2.
由|AF1|=2|AF2|,知c+a=2(c-a),得c=3a.
又c2=a2+b2,所以(3a)2=a2+8,解得a2=1.
所以双曲线E的标准方程为x2-=1.
(2)证明:①当直线BD的斜率不存在时,显然点B,D均在双曲线E的左支上(若点B,D均在双曲线E的右支上,则∠BAx=,由渐近线2x±y=0,显然∠BAx不可能为,矛盾),不妨设点B在第二象限,如图,若四边形ABCD为矩形,则AB⊥AD,得直线DA的斜率kDA=1,
又A(1,0),所以直线DA的方程为y=x-1.
由得7x2+2x-9=0,解得x=-或x=1,所以此时直线BD的方程为x=-.
②当直线BD的斜率存在时,设直线BD的方程为y=kx+m,B(x1,y1),D(x2,y2),
联立得(8-k2)x2-2kmx-m2-8=0,
Δ=(-2km)2-4(8-k2)(-m2-8)=32(m2-k2+8),
当时,x1+x2=,x1x2=-.
因为四边形ABCD为矩形,
所以AB⊥AD,
所以·=(x1-1,y1)·(x2-1,y2)=(x1-1)(x2-1)+y1y2=0,
所以(x1-1)(x2-1)+(kx1+m)(kx2+m)=(k2+1)x1x2+(km-1)(x1+x2)+m2+1=0,
所以-++=0,
所以7m2-2km-9k2=0,
所以(m+k)(7m-9k)=0,所以m=-k或m=k.
当m=-k时,直线BD的方程为y=kx-k=k(x-1),过定点A(1,0),不合题意,舍去.
当m=k时,直线BD的方程为y=kx+k=k(x+),过定点(-,0).
综上,直线BD过定点(-,0).
【训练2】 证明:由题意知直线l的斜率存在,设直线l:y=kx+,P(x1,y1),Q(x2,y2),由得(4k2+2)x2+4kx-3=0,
所以x1+x2=-,x1x2=-,
直线AP的方程为y=x+1,直线AQ的方程为y=x+1,
可得M(,0),N(,0),
以MN为直径的圆的方程为(x+)(x+)+y2=0,
即x2+y2+(+)x+=0 ①,
因为


==-6,
所以在①中,令x=0,得y2=6,
即以MN为直径的圆过y轴上的定点(0,±).
【例3】 解:(1)当λ=1时,由对称性可知AB⊥x轴,
∴|AB|=2b=b2=3,
∴C的方程为+=1.
(2)证明:法一 当λ=1时,点P与点F重合,∴λ≠1,直线AB的斜率存在.
当直线AB的斜率不为0时,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为x=my+1,
代入方程+=1,得(3m2+4)y2+6my-9=0,
∴y1+y2=-,y1y2=-.
由=λ,可知
∵A,B,P三点共线,点P异于点F,且=λ(λ>0且λ≠1),∴点P在线段AB的延长线或反向延长线上,
则=λ.
设P(x,y),则x=.
由y1+λy2=0,得λ=-,代入上式得x==,
∴x=

=,
把y1+y2=-,y1y2=-,
代入上式得x=4,
∴点P在直线x=4上.
当直线AB的斜率为0时,不妨设A(-2,0),B(2,0),又F(1,0),=λ(λ>0且λ≠1),∴λ=3,=3,则P(4,0).
综上,点P在定直线x=4上.
法二(点差法) 当λ=1时,点P与点F重合,∴λ≠1.
设A(x1,y1),B(x2,y2),由=λ,可知
∵A,B,P三点共线,点P异于点F,且=λ(λ>0且λ≠1),
∴点P在线段AB的延长线或反向延长线上,则=λ.
设P(x,y),则x===.
+=1 ①,+=1 ②,
①-λ2×②,得+=1-λ2,即+=1-λ2,
则(x1+λx2)(x1-λx2)=4(1-λ2),
∴x==4,点P在定直线x=4上.
【训练3】 解:(1)由题意,设抛物线E的标准方程为y2=2px(p>0),则=1,可得p=2,
故抛物线E的标准方程为y2=4x.
(2)证明:若直线AB与x轴重合,则该直线与抛物线只有一个交点,不合题意,
设直线AB的方程为x=my+2,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立可得y2-4my-8=0,Δ=16m2+32>0,
由根与系数的关系可得y1+y2=4m,y1y2=-8,
由题意可知,直线BP的方程为y=y2,
直线OA的方程为y=x=x=,
联立直线BP,OA的方程得可得=y2,所以x==-2.
因此,点P在定直线l:x=-2上.
2 / 2(共52张PPT)
第19讲 
圆锥曲线中的定点(线)、定值问题
备考指南
以直线与圆锥曲线的位置关系为载体,以参数处理为核心,考查定点、定线与定值问题,运算量较大,难度较大.
基础·回扣 诊断自测 知识回扣

典例·讲解 典例精析 强技提能

课后·训练 巩固强化 综合测评

目录 /
CONTENTS
基础·回扣
诊断自测 知识回扣
1. 已知A(-4,-1),过原点O的直线与双曲线C: -y2=1交于
S,T两点(异于点A),且直线AS和直线AT的斜率均存在,证明:直线
AS和直线AT的斜率之积为定值.
定值问题,其本质为求值,求值过程中含有参数,利用等量代换、约分等,使得代数式计算结果不含参数,为一个常量.
证明:设S(x0,y0),则T(-x0,-y0),
所以kAS·kAT= · = .
因为点S(x0,y0)在双曲线C上,
所以 - =1,得1- =2- ,
于是kAS·kAT= = = ,
所以直线AS和直线AT的斜率之积为定值,定值是 .
2. 不经过点P(2,2)的动直线l:y=kx+b与抛物线C:x2=2y相交
于A,B两点,且直线PA和PB的斜率之积等于3,证明:直线l过定点,
并求出定点坐标.
定点问题,其本质为求直(曲)线的方程,所求方程一般含有参数,通过归类整理,运用恒成立问题的解法即可求得定点坐标.
证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
则kPA= = = = ,
同理可得kPB= ,
所以kPA·kPB= · =3,即有x1x2+2(x1+x2)=8,
联立直线方程l:y=kx+b与抛物线方程,有
即x2-2kx-2b=0,Δ=4k2+8b>0,
则x1+x2=2k,x1x2=-2b,
即有-2b+2×2k=8,化简得b=2k-4,
此时Δ=4k2+8b=4k2+16k-32,则Δ>0有解,
则l:y=k(x+2)-4,即直线l过定点(-2,-4).
【思维建模】 定点与定值问题的常见解题步骤
典例·讲解
典例精析 强技提能
考点一 定值问题
【例1】 (2025·八省联考改编)过双曲线Γ:x2- =1的左焦点F1的直
线交左支于A,B两点(A在B的上方),判断 + 是否为
定值,并说明理由.
【通性通法】 求定值问题常见的方法
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,
从而得到定值.
解:由x2- =1知F1(-2,0),假设 + 是定值,
当直线AB垂直于x轴时,此时 + = = .
设直线AB的方程为x=my-2,A(x1,y1),B(x2,y2),则y1>0,
y2<0,由 消去x整理得关于y的方程(3m2-1)y2-12my
+9=0,3m2-1≠0,Δ>0,所以y1+y2= ,y1y2= ,
所以|AF1|= = =y1 ,
|BF1|= = =-y2 ,
所以 + = ( - )= =
× =
= .
所以 + 是定值 .
【训练1】 (2025·河南洛平许济二模)已知椭圆C: + =1(a>b
>0)的焦距为2 ,且过点P(-1,2).
(1)求椭圆C的标准方程;
解: 依题意可得 解得 所以椭圆C的标准方
程为 + =1.
(2)过点P作两条直线分别交椭圆C于A,B两点,若直线x=-1平分
∠APB,求证:直线AB的斜率为定值,并求出这个定值.
解:依题意直线PA,PB的斜率存在且不为0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),直线PA的方程为y-2=k
(x+1)(k≠0),
由 消去y得(k2+4)x2+2k(k+2)x
+k2+4k-4=0,
所以x1= ,因为直线x=-1平分∠APB,
所以直线PA,PB的斜率互为相反数,
【瓶颈突破】 结合图形,可推出直线PA,PB的斜率互为相反数.
所以设直线PB的方程为y-2=-k(x+1)(k≠0),同
理可得x2= ,
因为y1-2=k(x1+1),y2-2=-k(x2+1),
所以y1-y2=k(x1+x2)+2k=k( + )
+2k= ,
又x1-x2= - = ,
所以kAB= =-2,即直线AB的斜率为定值-2.
考点二 定点问题
【例2】 (2025·江苏南京调研)已知F1,F2分别为双曲线E: - =
1(a>0,b>0)的左、右焦点,点F1到双曲线E的渐近线的距离为
2 ,点A为双曲线E的右顶点,且|AF1|=2|AF2|.
(1)求双曲线E的标准方程;
解: 设双曲线E的焦距为2c,则F1(-c,0),
故点F1到双曲线E的渐近线bx±ay=0的距离为 =b=2 .
由|AF1|=2|AF2|,知c+a=2(c-a),得c=3a.
又c2=a2+b2,所以(3a)2=a2+8,解得a2=1.
所以双曲线E的标准方程为x2- =1.
(2)若四边形ABCD为矩形,其中点B,D在双曲线E上,求证:直线
BD过定点.
【通性通法】 直线过定点问题的解题策略
解: 证明:①当直线BD的斜率不存在时,显然
点B,D均在双曲线E的左支上(若点B,D均在双曲
线E的右支上,则∠BAx= ,由渐近线2 x±y=
0,显然∠BAx不可能为 ,矛盾),不妨设点B在第
二象限,如图,若四边形ABCD为矩形,则AB⊥AD,
得直线DA的斜率kDA=1,
又A(1,0),所以直线DA的方程为y=x-1.
由 得7x2+2x-9=0,解得x=- 或x=1,所以此时直线BD的方程为x=- .
②当直线BD的斜率存在时,设直线BD的方程为y=kx+m,B(x1,
y1),D(x2,y2),联立 得(8-k2)x2-2kmx-m2-8
=0,
Δ=(-2km)2-4(8-k2)(-m2-8)=32(m2-k2+8),
当 时,x1+x2= ,x1x2=- .
因为四边形ABCD为矩形,所以AB⊥AD,
所以 · =(x1-1,y1)·(x2-1,y2)=(x1-1)(x2-1)+y1y2
=0,
所以(x1-1)(x2-1)+(kx1+m)(kx2+m)=(k2+1)x1x2+
(km-1)(x1+x2)+m2+1=0,
所以- + + =0,
所以7m2-2km-9k2=0,
所以(m+k)(7m-9k)=0,所以m=-k或m= k.
当m=-k时,直线BD的方程为y=kx-k=k(x-1),过定点A(1,
0),不合题意,舍去.
当m= k时,直线BD的方程为y=kx+ k=k(x+ ),过定点(-
,0).
综上,直线BD过定点(- ,0).
【训练2】 〔创新命题角度〕已知椭圆C: +y2=1的上顶点为A,
过点(0, )的直线l与椭圆C交于两个不同的点P,Q,直线AP与x轴
交于点M,直线AQ与x轴交于点N. 证明:以MN为直径的圆过y轴上的
定点.
【瓶颈突破】 对于动曲线C过定点问题,先引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参数恒成立,令其系数等于0,得出定点.
证明:由题意知直线l的斜率存在,设直线l:y=kx+ ,P(x1,
y1),Q(x2,y2),由 得(4k2+2)x2+4kx-3=0,
所以x1+x2=- ,x1x2=- ,
直线AP的方程为y= x+1,直线AQ的方程为y= x+1,
可得M( ,0),N( ,0),
以MN为直径的圆的方程为(x+ )(x+ )+y2=0,
即x2+y2+( + )x+ =0 ①,
因为 = = =
=-6,所以在①中,令x=0,得y2=6,
即以MN为直径的圆过y轴上的定点(0,± ).
考点三 定线问题
【例3】 (2025·广东六校联考节选)已知椭圆C: + =1(0<b<
2)的右焦点为F,点A,B在C上,且 =λ (λ>0).当λ=1
时,|AB|=3.
(1)求C的方程;
解: 当λ=1时,由对称性可知AB⊥x轴,
∴|AB|=2b =b2=3,∴C的方程为 + =1.
(2)已知存在异于点F的动点P,使得 =λ,若A,B,P三点共
线,证明:点P在定直线上.
【通性通法】 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.
解: 证明:法一 当λ=1时,点P与点F重合,∴λ≠1,直线AB
的斜率存在.
当直线AB的斜率不为0时,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方
程为x=my+1,代入方程 + =1,得(3m2+4)y2+6my-9=0,
∴y1+y2=- ,y1y2=- .
由 =λ ,可知
∵A,B,P三点共线,点P异于点F,且 =λ(λ>0且
λ≠1),
∴点P在线段AB的延长线或反向延长线上,则 =λ .
设P(x,y),则x= .
由y1+λy2=0,得λ=- ,代入上式得x= = ,
∴x= = = ,
把y1+y2=- ,y1y2=- ,代入上式得x=4,
∴点P在直线x=4上.
当直线AB的斜率为0时,不妨设A(-2,0),B(2,0),又F(1,
0), =λ (λ>0且λ≠1),∴λ=3, =3,则P(4,
0).
综上,点P在定直线x=4上.
法二(点差法) 当λ=1时,点P与点F重合,∴λ≠1.
设A(x1,y1),B(x2,y2),由 =λ ,可知
∵A,B,P三点共线,点P异于点F,且 =λ(λ>0且
λ≠1),
∴点P在线段AB的延长线或反向延长线上,则 =λ .
设P(x,y),则x= = = .
+ =1 ①, + =1 ②,
①-λ2×②,得 + =1-λ2,
即 + =1-λ2,
则(x1+λx2)(x1-λx2)=4(1-λ2),
∴x= =4,点P在定直线x=4上.
【训练3】 (2025·山东潍坊一模)已知抛物线E的顶点为坐标原点O,
焦点为(1,0),过点M(2,0)的直线与E交于A,B两点,过点B作y
轴的垂线与直线OA相交于点P.
(1)求E的方程;
解: 由题意,设抛物线E的标准方程为y2=2px(p>0),则 =
1,可得p=2,
故抛物线E的标准方程为y2=4x.
(2)证明:点P在定直线l上.
解: 证明:若直线AB与x轴重合,则该直线与抛物线只有一个交
点,不合题意,
设直线AB的方程为x=my+2,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立 可得y2-4my-8=0,Δ=16m2+32>0,
由根与系数的关系可得y1+y2=4m,y1y2=-8,
由题意可知,直线BP的方程为y=y2,
直线OA的方程为y= x= x= ,
联立直线BP,OA的方程得 可得 =y2,所以x= =-2.
因此,点P在定直线l:x=-2上.
课后·训练
巩固强化 综合测评
(时间:45分钟,满分:60分)
1
2
3
4
解答题(共60分)
1. (13分)如图所示,抛物线y2=2px(p>0)的
准线过点(-2,3).
(1)求抛物线的标准方程;
解: 由题意得- =-2,∴p=4.
∴抛物线的标准方程为y2=8x.
(2)若角α为锐角,以角α为倾斜角的直线经过抛物线的焦点F,且与抛
物线交于A,B两点,作线段AB的垂直平分线l交x轴于点P,证明:|
FP|-|FP| cos 2α为定值,并求此定值.
解: 设A(xA,yA),B(xB,yB),直线AB的斜
率为k=tan α,则直线方程为y=k(x-2),
将此式代入y2=8x,得k2x2-4(k2+2)x+4k2=0,故
xA+xB= ,设直线l与AB的交点为E(xE,yE),
则xE= = ,yE=k(xE-2)= ,故直线l的方程为y- =- ,令y=0得点P的横坐标为xP= ,
1
2
3
4
故|FP|=xP-2= = ,
∴|FP|-|FP| cos 2α= (1- cos 2α)= =8,
∴|FP|-|FP| cos 2α为定值8.
1
2
3
4
2. (15分)(2025·山东济宁一模节选)已知椭圆E: + =1(a>b
>0)的离心率为 ,A1,A2分别为E的左、右顶点,B为E的上顶点,且
· =-2.
(1)求E的方程;
解: 由题意知, =(-a,-b), =(a,-b),
所以 · =b2-a2=-c2=-2,即c= .又e= = ,所以a=
2 ,
所以b2=a2-c2=6.所以E的方程为 + =1.
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2
3
4
(2)过E的右焦点F作斜率不为0的直线交E于M,N两点,设直线MA1
与NA2交于点P. 证明:点P在定直线上.
解: 证明:由于直线MN过点F( ,0)且斜率不为0,所以可设
直线MN的方程为x=my+ .
由 得(3m2+4)y2+6 my-18=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1+y2=- ,y1y2=- ,
所以my1y2= (y1+y2).
因为椭圆E的左、右顶点分别为A1(-2 ,0),A2(2 ,0),
所以直线MA1的方程为y= (x+2 ),
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2
3
4
直线NA2的方程为y= (x-2 ),
联立直线MA1与NA2的方程得 = · =
= = = =3,
解得x=4 ,所以点P在定直线x=4 上.
1
2
3
4
3. (15分)已知双曲线C的中心为坐标原点O,C的一个焦点坐标为F1
(0,3),离心率为 .
(1)求C的方程;
解: 由题意得c=3, = ,则a= ,所以b2=c2-a2=6,故C
的方程为 - =1.
(2)设C的上、下顶点分别为A1,A2,若直线l交C于M(x1,y1),N
(x2,y2),且点N在第一象限,y1y2>0,直线A1M与直线A2N的交点P
在直线y= 上,证明:直线MN过定点.
1
2
3
4
解: 证明:由已知条件得直线MN的斜率存在,设直
线MN:y=kx+t,
联立 消去y整理得,(2k2-1)x2+4ktx
+2t2-6=0,
由题设条件得2k2-1≠0,Δ=16k2t2-4(2k2-1)(2t2-6)=8(t2+6k2-3)>0,
1
2
3
4
因为直线A1M与直线A2N的交点P在直线y= 上,所以
= .
因为 - =1,
所以 · = = ,
即 = ,
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2
3
4
所以 = =2× × = .
又(y1- )(y2- )=k2x1x2+k(t- )(x1+
x2)+(t- )2=k2× -k(t- ) +(t
- )2= ,
则x1+x2= ,x1x2= .
1
2
3
4
由(1)得A1(0, ),A2(0,- ),则直线
A1M:y- = x,直线A2N:y+ = x,
两式相除得 = .
所以 = ,解得t=5,所以直线MN过定点(0,5).
1
2
3
4
4. (17分)(2025·山东烟台一模)已知椭圆Γ1: + =1(a>b>0)
的焦距为2 ,离心率为 .
(1)求椭圆Γ1的方程;
解: 由椭圆Γ1: + =1的焦距为2 ,则c= ,
由椭圆的离心率为 ,则e= = ,解得a= ,
易知b= = ,则可得椭圆Γ1: + =1.
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2
3
4
(2)设O为坐标原点,P,Q为Γ1上两个动点,且OP⊥OQ,作
OM⊥PQ,垂足为M.
①线段OM的长度是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由;
②设点M的轨迹为Γ2,过点P作Γ2的切线交Γ1于点N(异于P,Q),求
△PQN面积的最小值.
解: ①当直线PQ的斜率不存在时,可设方程为x=
n,代入椭圆Γ1: + =1,
可得P(n, ),Q(n,- ),易知|
OM|=|n|= ,解得|n|= ;
1
2
3
4
当直线PQ的斜率存在时,可设方程为y=kx+m,联立 消去y可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0,由Δ=48k2+24-8m2>0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=- ,x1x2= ,可得y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
由直线OP的斜率kOP= ,直线OQ的斜率kOQ= ,且OP⊥OQ,
1
2
3
4
则kOPkOQ= =-1,整理可得y1y2+x1x2=0,
化简可得(1+k2)(2m2-6)-4k2m2+m2(1+2k2)
=0,解得m2=2+2k2,
由|OM|= = = .
②由圆的对称性,则S△PQN=2S△POQ=|OM|·|PQ|,
由①可知:当直线PQ的斜率不存在时,|PQ|=2 ,
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4
当直线PQ的斜率存在时,|PQ|= |x1-x2|
= · =
· =2 ·
=2 · ≤3,当且仅当k=± 时,等号
成立,则2 <|PQ|≤3,
综上可得2 ≤|PQ|≤3,
故S△PQN的最小值为4.
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THANKS
演示完毕 感谢观看
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