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微专题18 圆锥曲线中的定点、定值、
定线问题
导言 从近几年新高考命题来看,圆锥曲线中的定点、定值、定线问题,实际上就是要在若干变化的几何对象之中寻求不变性(定点、定值或定线),因此弄清运动变化的根源,抓住“主元”及相关条件,即用一个或较少的变量表达相关的几何条件,再通过观察、运算、分析、验证,找出不变的性质(定点或定值).
D
A. 1 B. -1
C. 4 D. -4
B
3x+2y=0
4 [人教A版选必一P146复习参考题3T10改编]如图,已知直线与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,且OA⊥OB,OD⊥AB交AB于点D,点D
的坐标为(2,1),则p的值为__________.
要点指引
1. 若直线方程中有且只有一个参数,则该直线过一定点.比如:直线y=kx+2k-1,过定点(-2,-1).
2. 圆锥曲线中的定值问题是指某些几何量(线段的长度、图形的面积、角的度数、直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值等和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值.
3. 在圆锥曲线中,定直线问题指的是:在曲线或相关点、线满足某些动态条件(如点在曲线上运动、直线绕定点转动等)时,始终存在一条固定不变的直线,使得动态元素(如交点、轨迹、垂足等)始终在这条直线上,这条直线就被称为“定直线”.
难点1 定点
1
(1) 求椭圆C的标准方程;
(2) 直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆C交于M,N两点,若m=-2k,是否存在定点T(x0,0),使得直线MT,NT的倾斜角互补?若存在,求出x0的值;若不存在,请说明理由.
思路引导:本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,定点问题.(1) 利用待定系数法,即可求解椭圆的方程;(2) 将直线的方程代入椭圆的方程,得与交点横坐标有关的一元二次方程,借助根与系数的关系计算斜率之和,即可得其定点.
(2) 当m=-2k时,直线l:y=k(x-2).
假设存在点T(x0,0),使直线MT,NT的倾斜角互补,即直线MT,NT的斜率之和为0,
本题与【基础活动】的第1题对比,发现:都是定点问题,涉及斜率之和或积为定值一般利用直线方程代入曲线方程,得到关于x或y的一元二次方程,然后利用根与系数的关系计算,从而得到定点.
变式训练 [2025汕头一模T18改编]已知△APQ的三个顶点都在抛物线y2=4x上,其中A(1,2).且PA⊥QA,求证:直线PQ过定点.
题后反思 求解直线过定点问题的常用方法:
(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(x0,y0),常利用直线的点斜式方程y-y0=k(x-x0)或斜截式y=kx+b来证明.
难点2 定值
2
本题与【基础活动】的第2题对比,发现:都是定值问题,本题的第(2)问虽然描述上没有直接在字面上要求定值,但本质上就是定值问题.在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢;巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算.
变式训练 [2025南京二模]在平面直角坐标系xOy中,点A(-1,0),B(1,0),Q(-4,0),动点P满足PA+PB=4,记点P的轨迹为曲线C.
(1) 求曲线C的方程;
(2) 过点Q且斜率不为0的直线l与曲线C相交于两点E,F(点E在点F的左侧).设直线AE,AF的斜率分别为k1,k2.
题后反思 常见定值问题的处理方法:
(1) 从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2) 引进变量法:选择适当的动点坐标或动直线中的系数为变量,然后把要证明为定值的量表示成上述变量的函数,最后把得到的函数化简,消去变量得到定值.
难点3 定线
3
(1) 求点M的坐标;
(2) 过点M作直线l交椭圆E于C,D两点(与点A,B不重合),连接AC,BD交于点G.求证:点G在定直线上.
思路引导:本题考查椭圆的标准方程及其几何性质,直线与椭圆的位置关系,定线问题. (1) 根据椭圆的几何性质,利用分类讨论思想求解.(2) 设出直线l的方程,与椭圆的方程联立,再求出直线AC与直线BD的交点横坐标,并结合根与系数的关系计算即得.
本题与【基础活动】的第3题对比,发现:都是定直线问题,两题均利用参数法消参求定直线.根据题意引入参数,用参数表示经过定直线的定点,代入已知条件或者根据条件所建立的关系式,消去参数即可得到定直线.
(1) 求双曲线C的标准方程;
(2) 记双曲线C的左、右顶点分别为A1,A2,过点(-4,0)的直线与双曲线C的左支交于M,N两点,点M在第二象限,直线MA1与NA2相交于点P.求证:点P在定直线上.
题后反思 探求圆锥曲线中的定直线问题的两种方法:
(1) 参数法,即先利用题设条件探求出动点T的坐标(包含参数),再消去参数,即得动点T在定直线上.
(2) 相关点法,即先设出动点T的坐标为(x,y),根据题设条件得到已知曲线上的动点R的坐标,再将动点R的坐标代入已知的曲线方程,即得动点T在定直线上.
2
4
1
3
1 [2025泰安三模]设双曲线C:x2-y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,P为双曲线C上一动点,则点P到y轴的距离与点P到点F1,F2距离之和的比值( )
A
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1
3
2
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1
3
2
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B
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ABD
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3
1
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1
A. M为定点 B. 点I在定直线上
C. OA为定值 D. AP为定值
ABC
2
4
3
1