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课时跟踪检测(十九) 圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题(大
题练)
A卷——大题保分练
x2y2
1.(2018·成都模拟)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的右焦点F(3,0),长半轴长与
ab短半轴长的比值为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设不经过点B(0,1)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,若点B在以线段MN为直径的圆上,证明直线l过定点,并求出该定点的坐标.
解:(1)由题意得,c=3,=2,a=b+c, ∴a=2,b=1,
∴椭圆C的标准方程为+y=1.
4
(2)证明:当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m(m≠1),M(x1,y1),N(x2,
ab222
x2
2
y2).
??y=kx+m,由?22
?x+4y=4,?
2
消去y可得(4k+1)x+8kmx+4m-4=0.
2
2
222
-8km4m-4∴Δ=16(4k+1-m)>0,x1+x2=2,x1x2=2.
4k+14k+1―→―→
∵点B在以线段MN为直径的圆上,∴BM·BN=0.
―→―→2
∵BM·BN=(x1,kx1+m-1)·(x2,kx2+m-1)=(k+1)x1x2+k(m-1)(x1+x2)+(m-1)=0,
4m-4-8km2
∴(k+1)2+k(m-1)2+(m-1)=0,
4k+14k+1
2
2
2
整理,得5m-2m-3=0, 3
解得m=-或m=1(舍去).
53
∴直线l的方程为y=kx-. 5
易知当直线l的斜率不存在时,不符合题意. 3??故直线l过定点,且该定点的坐标为?0,-?. 5??
2.(2018·全国卷Ⅱ)设抛物线C:y=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.
2
2
(1)求l的方程;
(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程.
解:(1)由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0). 设A(x1,y1),B(x2,y2),
??y=kx-1由?2
??y=4x2
,
得kx-(2k+4)x+k=0.
2
2222
2k+4Δ=16k+16>0,故x1+x2=2.
k4k+4
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=2.
2
k4k+4
由题设知2=8,解得k=1或k=-1(舍去).
2
k因此l的方程为y=x-1.
(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),
所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3), 即y=-x+5.
设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),
y0=-x0+5,??则?y0-x0+12
x=0+1?2?
??x0=3,解得?
??y0=2
2
+16.
2
??x0=11,
或???y0=-6.
2
2
2
因此所求圆的方程为(x-3)+(y-2)=16或(x-11)+(y+6)=144.
x2y2
3.(2018·贵阳模拟)如图,椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左顶点
ab与上顶点分别为A,B,右焦点为F,点P在椭圆C上,且PF⊥x轴,若AB∥OP,且|AB|=23.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知Q是C上不同于长轴端点的任意一点,在x轴上是否存在一点D,使得直线QA1
与QD的斜率乘积恒为-,若存在,求出点D的坐标,若不存在,说明理由.
2
解:(1)由题意得A(-a,0),B(0,b),可设P(c,t)(t>0),
b2?c2t2b2?∴2+2=1,得t=,即P?c,?,
aba?a?
b2ba2222
由AB∥OP得=,即b=c,∴a=b+c=2b,①
ac又|AB|=23,∴a+b=12,②
由①②得a=8,b=4,∴椭圆C的方程为+=1.
84
1
(2)假设存在D(m,0),使得直线QA与QD的斜率乘积恒为-,设Q(x0,y0)(y0≠0),则
2
2
22
2
x2y2
x2y200
8
+=1,③
4
1
∵kQA·kQD=-,A(-22,0),
2∴
y0x0+22
·
1
=-(x0≠m),④ x0-m2
y0
由③④得(m-22)x0+22m-8=0, 即?
?m-22=0,
?22m-8=0,
解得m=22,
1
∴存在点D(22,0),使得kQA·kQD=-.
2
x2y25??
4.(2018·昆明模拟)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的焦距为4,P?2,?是椭圆C上
ab5??
的点.
(1)求椭圆C的方程;
―→―→―→
(2)O为坐标原点,A,B是椭圆C上不关于坐标轴对称的两点,设OD=OA+OB,证明:直线AB的斜率与OD的斜率的乘积为定值.
解:(1)由题意知2c=4,即c=2,
x2y2
则椭圆C的方程为2+2=1,
aa-4
因为点P?2,4所以2+
??5?
?在椭圆C上, 5?
a5
11622
=1,解得a=5或a=(舍去),
a2-45
所以椭圆C的方程为+y=1.
5
―→―→―→
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2且x1+x2≠0,由OA+OB=OD,得D(x1+x2,y1
x2
2