2017届高三第一轮复习专题训练之圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型 - 图文 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/10/19 13:25:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

y?x?b解:(I)由?消去y得:x2?(2b?4)x?b2?0 ?2?y?4x22因直线y?x?b与抛物线y2?4x相切???(2b?4)?4b?0?b?1

x2c22a2?b2122?y2?1.(II)当L与xe??,a?b?c,??,?a?2,故所求椭圆方程为2a2a2212422轴平行时,以AB为直径的圆的方程:x?(y?)?()

331242?2x?(y?)?()?x?0 ?当L与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程:x?y?1,由解得33??22?y?1?x?y?1?即两圆相切于点(0,1)

因此,所求的点T如果存在,只能是(0,1).事实上,点T(0,1)就是所求的点,证明如下。 当直线L垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(0,1)

22若直线L不垂直于x轴,可设直线L:y?kx?1 31?y?kx??3由?消去y得:(18k2?9)x2?12kx?16?0 ?2?x?y2?1??212k?x?x?12?18k2?9 又因为TA?(x1,y1?1),TB?(x2,y2?1), 记点A(x1,y1)、B(x,y),则??22?xx??1612?18k2?9?44所以TA?TB?x1x2?(y1?1)(y2?1)?x1x2?(kx1?)(kx2?)

33416?16412k16?(1?k2)x1x2?k(x1?x2)??(1?k2)??k???0 223918k?9318k?99∴TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(0,1),故在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件.

◆方法总结:圆过定点问题,可以先取特殊值或者极值,找出这个定点,再证明用直径所对圆周角为直角。

x2y22例题2:如图,已知椭圆C:2?2?1(a?b?0)的离心率是,A1,A2分别是椭圆C的左、右两个

ab2112???2。 顶点,点F是椭圆C的右焦点。点D是x轴上位于A2右侧的一点,且满足

A1DA2DFD(1)求椭圆C的方程以及点D的坐标;

(2)过点D作x轴的垂线n,再作直线l:y?kx?m yl与椭圆C有且仅有一个公共点P,直线l交直线n于点 QQ。求证:以线段PQ为直径的圆恒过定点,并求出定 P点的坐标。

解:(1)A1(?a,0),A2(a,0),F(c,0),设D(x,0),由1111??2D,又x?A?2有OFD?1,FA21x?ax?aA1DA2D?x?c?1,?x?c?1,于是

11??2 c?1?ac?1?ac2?c?1?(c?1?a)(c?1?a),又??a?2c, a2?c?1?(c?1?2c)(c?1?2c)

nx2?c?c?0,又c?0,?c?1,?a?2,b?1,椭圆C:?y2?1,且D(2,0)。

2?y?kx?mx2?22(2)方法1:Q(2,2k?m),设P(x0,y0),由?x??(kx?m)?1 22??y?1?22222?x?2(kx?m)?2?(2k?1)x?4kmx?2m2?2?0,

2由于??16km?4(2k?1)(2m?2)?0?2k?m?1?0?m?2k?1(*),

22222222?4km?2km由(*)?2km2k而由韦达定理:2x0?, ?x????02222k?12k?1mm2k212k1?y0?kx0?m???m?,?P(?,),

mmmm设以线段PQ为直径的圆上任意一点M(x,y),由MP?MQ?0有

2k12k12k(x?)(x?2)?(y?)(y?(2k?m))?0?x2?y2?(?2)x?(2k?m?)y?(1?)?0由对

mmmmm称性知定点在x轴上,令y?0,取x?1时满足上式,故过定点K(1,0)。

法2:本题又解:取极值,PQ与AD平行,易得与X轴相交于F(1,0)。接下来用相似证明PF⊥FQ。

设P(x0,y0),易得PQ切线方程为x0x?2y0y?2;易得D(0,1?x0) y0设PH?FD

PH?y0;HF?1?x0;DQ?1?x0;DF?1;y0HFDQ?,固?PHF相似于?FDQ,易得?PFQ?900PHFD问题得证。

x2y22练习:(10广州二模文)已知椭圆C1:2?2?1(a?b?0)的右焦点F2与抛物线C2:y?4x的焦点重

ab5合,椭圆C1与抛物线C2在第一象限的交点为P,|PF2|?.圆C3的圆心T是抛物线C2上的动点,圆C33与y轴交于M,N两点,且|MN|?4. (1)求椭圆C1的方程;

(2)证明:无论点T运动到何处,圆C3恒经过椭圆C1上一定点.

2(1)解法1:∵抛物线C2:y?4x的焦点坐标为(1,0),∴点F2的坐标为(1,0).

∴椭圆C1的左焦点F1的坐标为F1(?1,0),抛物线C2的准线方程为x??1.设点P的坐标为(x1,y1),由抛物线的定义可知PF2?x1?1,∵PF2?得y1?52582,∴x1?1?,解得x1?.由y1?4x1?,且y1?0,

333326. 3x2y2?22?6?. 在椭圆C1:2?2?1(a?b?0)中, ∴点P的坐标为?,ab33??2222c?1.2a?|PF1|?|PF2|?(?1)2?(6?0)2?(?1)2?(6?0)2?4

3333x2y222??1. ∴a?2,b?a?c?3.∴椭圆C1的方程为432解法2:∵抛物线C2:y?4x的焦点坐标为(1,0),∴点F2的坐标为(1,0).∴ 抛物线C2的准线方程为

x??1.设点P的坐标为(x1,y1),由抛物线的定义可知PF2?x1?1,

525822∵PF2?,∴x1?1?,解得x1?.由y1?4x1?,且y1?0得y1?6. 33333x2y222∴点P的坐标为(,6).在椭圆C1:2?2?1(a?b?0)中,c?1.

ab33??c?1,?2x2y222??1. 由?a?b?c,解得a?2,b?3.∴椭圆C1的方程为43?424?2?2?1.9b?9a(2)证法1: 设点T的坐标为(x0,y0),圆C3的半径为r, ∵ 圆C3与y轴交于M,N两点,且|MN|?4,

∴ |MN|?2r?x0?4.∴r?2224?x0. 222∴圆C3的方程为(x?x0)?(y?y0)?4?x0.???

22∵ 点T是抛物线C2:y?4x上的动点,∴ y0?4x0(x0?0).∴x0?12y0. 412x2y0代入??? 消去x0整理得:(1?)y0?2yy0?(x2?y2?4)?0.????

24方程????对任意实数y0恒成立,

把x0??x?1?2?0,??x?2,∴??2y?0, 解得?

?y?0.?x2?y2?4?0.

??

x2y2??1上, ∵点(2,0)在椭圆C1:43∴无论点T运动到何处,圆C3恒经过椭圆C1上一定点?2,0?.

证法2: 设点T的坐标为(x0,y0),圆C3的半径为r,

22∵ 点T是抛物线C2:y?4x上的动点,∴ y0?4x0(x0?0).

∵ 圆C3与y轴交于M,N两点,且|MN|?4, ∴ |MN|?2r?x0?4.∴ r?2224?x0. 222∴ 圆C3的方程为(x?x0)?(y?y0)?4?x0.?????

222令x0?0,则y0?4x0?0,得y0?0.此时圆C3的方程为x?y?4.

?x2?y2?4,?x??2,?2由?x2解得 ?yy?0.?1,???43?22∴圆C3:x?y?4与椭圆C1的两个交点为?2,0?、??2,0?.

分别把点?2,0?、??2,0?代入方程?????进行检验,可知点?2,0?恒符合方程?????,点??2,0?不恒符合方程?????.

∴无论点T运动到何处,圆C3恒经过椭圆C1上一定点?2,0?.