内容发布更新时间 : 2024/11/8 5:33:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第3讲 圆锥曲线中的定值、定点及证明问题
[做真题]
1
(2019·高考全国卷Ⅲ节选)已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的
22两条切线,切点分别为A,B.证明:直线AB过定点.
1??2
证明:设D?t,-?,A(x1,y1),则x1=2y1.
2??1
2
由于y′=x,所以切线DA的斜率为x1,故=x1.
x1-tx2
y1+
整理得2tx1-2y1+1=0.
设B(x2,y2),同理可得2tx2-2y2+1=0. 故直线AB的方程为2tx-2y+1=0.
?1?所以直线AB过定点?0,?. ?2?
[明考情]
圆锥曲线中的定点、定值问题是高考命题的热点,无论是选择题、填空题,还是解答题,只要考查与曲线有关的运动变化,都可能涉及探究定点或定值,因而这类问题考查范围广泛,命题形式新颖.
定值问题
1.直接消参求定值:常见定值问题的处理方法:(1)确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示:(2)将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.
案例 (2017·高考全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy中,曲线y(1)略 2=x+mx-2与x轴交于A,(2)BC的中点坐标为(x2,1),可得BC的中垂线方程为y-1=x2(x-x2). 2222B两点,点C的坐标为(0,[关键1:求出点的坐标及直线方程] 1),当m变化时,解答下列关键步 问题: (1)能否出现AC⊥BC的情由(1)可得x1+x2=-m,所以AB的中垂线方程为x=-. 2m
况?说明理由; (2)证明过A,B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值. mmx=-,x=-,???2?2联立?又x+mx-2=0,可得? 1x1???y-2=x(x-2),?y=-2.222221m+9所以过A,B,C三点的圆的圆心坐标为(-,-),半径r=. 222[关键2:求圆心坐标及半径] 故圆在y轴上截得的弦长为2m2?m?[关键3:消元求弦长]即过A,r-??=3,?2?22B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值3. 2.从特殊到一般求定值:常见处理技巧:(1)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;(2)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.
案例 (1)略 (2015·高考四川卷)如图,椭圆E:(2)当直线AB的斜率不存在时,直线AB即为直线CD. →→→→→→→→关键步 此时,OA·OB+λPA·PB=OC·OD+PC·PD=-2-1x2y22+=1(a>b>0)的离心率是,点a2b22=-3. →→P(0,1)在短轴CD上,且PC·PD=-[关键1:分类讨论,证明当AB的斜率不存在时OA·OB1. (1)求椭圆E的方程; (2)设O为坐标原点,过点P的动直线与椭圆交于A,B两点.是否存在→→→→常数λ,使得OA·OB+λPA·PB为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由. →→+λPA·PB为定值] 当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+1,A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).联立→→xy??+=1,22得(2k+1)x+4kx-2=0. ?42??y=kx+1,其判别式Δ=(4k)+8(2k+1)>0,所以x1+x2=-4k2,x1x2=-2.[关键2:当直线AB的斜率存22k+12k+1在时,联立直线方程与椭圆方程,用参数 表示交点坐标的联系] 2222 →→→→从而OA·OB+λPA·PB=x1x2+y1y2+λ[x1x2+(y1-1)(y2-1)]=(1+λ)(1+k)x1x2+k(x1+x2)+1=2
(-2λ-4)k+(-2λ-1)λ-1=-2-λ-2. 22k+12k+1λ-1所以,当λ=1时,-2-λ-2=-3.[关键3:2k+1→→→→构造OA·OB+λPA·PB关 →→→→于k,λ的表达式,得到当λ=1时OA·OB+λPA·PB的值] →→→→此时,OA·OB+λPA·PB=-3为定值. →→→→故存在常数λ=1,使得OA·OB+λPA·PB为定值-3. [典型例题] 2x2y2
(2019·贵阳市第一学期检测)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为
abF1,F2,点M为短轴的上端点,MF1·MF2=0,过F2垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点,
且|AB|=2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设经过点(2,-1)且不经过点M的直线l与椭圆C相交于G,H两点.若k1,k2分别是直线MG,MH的斜率,证明:k1+k2为定值.
→→
【解】 (1)由MF1·MF2=0,得b=c,
因为过F2垂直于x轴的直线交椭圆C于A,B两点, 且|AB|=2,
→
→
b22所以=,
a2b=c??b2??a=2
??. =?a2
?b=1?
??a=b+c2
22
2
2
2
故椭圆C的方程为+y=1.
2
(2)证明:由椭圆C的方程+y=1与点(2,-1),设直线l的方程为y+1=k(x-2),
2即y=kx-2k-1,
将y=kx-2k-1代入+y=1中,得(1+2k)x-4k(2k+1)x+8k+8k=0,