圆锥曲线综合问题研究

发布 2022-10-10 20:47:28 阅读 9406

考点二定点(定值)问题。

解析几何中的定值问题可运用函数的思想来解决。

总结:变量推出函数,函数推出定值。

常见方法:1 从特殊值入手,求出定值,在证明这个值与变量无关。

2 直接推理,计算并在计算过程中消去变量,得到定值。

例1 19.(2024年江苏省16分)如图,在平面直角坐标系中,椭圆的左、右焦点分别为,.已知和都在椭圆上,其中为椭圆的离心率.

1)求椭圆的方程;

2)设是椭圆上位于轴上方的两点,且直线与直线平行,与交于点p.(i)若,求直线的斜率;

ii)求证:是定值.

答案】解:(1)由题设知,,由点在椭圆上,得。

∴。由点在椭圆上,得。

椭圆的方程为。

2)由(1)得,,又∵∥,设、的方程分别为,。

同理,。②(i)由①②得,。解得=2。

∵注意到,∴。直线的斜率为。

(ii)证明:∵∥即。 ∴

由点在椭圆上知,,∴同理。。

由①②得,∴。是定值。

考点】椭圆的性质,直线方程,两点间的距离公式。

练习。在平面直角坐标系中,已知双曲线。

(1)过的左顶点引的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x轴围成的三角形的面积;(4分)

(2)设斜率为1的直线l交于p、q两点,若l与圆相切,求证: op⊥oq;(6分)

(3)设椭圆。 若m、n分别是、上的动点,且om⊥on,求证:o到直线mn的距离是定值。(6分)

解](1)双曲线,左顶点,渐近线方程:.

过点a与渐近线平行的直线方程为,即。

解方程组,得2分。

所以所求三角形的面积1为4分。

(2)设直线pq的方程是。因直线与已知圆相切,故,即6分。

由,得。设p(x1, y1)、q(x2, y2),则。

又2,所以。

故op⊥oq10分。

(3)当直线on垂直于x轴时,on|=1,|om|=,则o到直线mn的距离为。

当直线on不垂直于x轴时,设直线on的方程为(显然),则直线om的方程为。

由,得,所以。

同理13分。

设o到直线mn的距离为d,因为,所以,即d=.

综上,o到直线mn的距离是定值16分。

例2(本小题满分13分)

椭圆的左、右焦点分别是,离心率为,过且垂直于轴的直线被椭圆截得的线段长为1.

ⅰ)求椭圆的方程;

点是椭圆上除长轴端点外的任一点,连接。设的角平分线交的长轴于点,求的取值范围;

ⅲ)在(ⅱ)的条件下,过点作斜率为的直线,使得与椭圆有且只有一个公共点。设直线的斜率分别为,若,试证明为定值,并求出这个定值。

解:(ⅰ由于,将代入椭圆方程,得,由题意知,即。 又,所以。

所以椭圆的方程为。

(ⅱ)解法一:

设。又,所以直线的方程分别为:

由题意知 ,由于点在椭圆上,所以,因为,可得。

所以。因此。

解法二:设,当时,当时,直线的斜率不存在,易知或。若,则直线的方程为。

由题意得,因为,所以。

若,同理可得。当时,设直线的方程分别为 ,由题意知 ,所以 ,因为并且 ,所以。

即 .因为所以 .

整理得 ,故 .

综合①②可得 .

当时,同理可得 .

综上所述,的取值范围是。

ⅲ)设,则直线的方程为,联立整理得

由题意 , 即

又所以 故由(ⅱ)知 ,所以 ,因此为定值,这个定值为。

例3(2024年高考江西卷理科20)(本小题满分13分)

是双曲线e:上一点,m,n分别是双曲线e的左、右顶点,直线pm,pn的斜率之积为.

1)求双曲线的离心率;

2)过双曲线e的右焦点且斜率为1的直线交双曲线于a,b两点,o为坐标原点,c为双曲线上一点,满足,求的值.

又,所以,所以或。

练习.(本小题满分13分)

在直角坐标系xoy中,曲线上的点均在圆外,且对上任意一点,到直线的距离等于该点与圆上点的距离的最小值。

ⅰ)求曲线的方程;

ⅱ)设为圆外一点,过作圆的两条切线,分别与曲线相交于点和。证明:当在直线上运动时,四点的纵坐标之积为定值。

21、 【解析】(ⅰ

(ⅱ)由已知,可设切线斜率为,易知存在且不为0.

由点线距公式可得:——1)

联立切线和方程得:

故。由(1)可得。

代入得。当在直线上运动时,四点的纵坐标之积为定值6400.

定直线。18.(2013安徽,理18)(本小题满分12分)设椭圆e:的焦点在x轴上. (1)若椭圆e的焦距为1,求椭圆e的方程;

2)设f1,f2分别是椭圆e的左、右焦点,p为椭圆e上第一象限内的点,直线f2p交y轴于点q,并且f1p⊥f1q.证明:当a变化时,点p在某定直线上.

18.解:(1)因为焦距为1,所以2a2-1=,解得a2=.故椭圆e的方程为。

2)设p(x0,y0),f1(-c,0),f2(c,0),其中。

由题设知x0≠c,则直线f1p的斜率=,直线f2p的斜率=,故直线f2p的方程为y=.

当x=0时,y=,即点q坐标为。因此,直线f1q的斜率为=.

由于f1p⊥f1q,所以==-1.

化简得.①将①代入椭圆e的方程,由于点p(x0,y0)在第一象限,解得x0=a2,y0=1-a2,即点p在定直线x+y=1上.

19)(本小题共14分)

已知曲线: .

ⅰ)若曲线是焦点在轴点上的椭圆,求的取值范围;

ⅱ)设,曲线与轴的交点为、(点位于点的上方),直线与曲线交于不同的两点、,直线与直线交于点.求证:三点共线.

19.(1)原曲线方程可化简得:

由题意可得:,解得:

2)由已知直线代入椭圆方程化简得:,解得:

由韦达定理得:①,

设,, 方程为:,则,欲证三点共线,只需证,共线。

即成立,化简得:

将①②代入易知等式成立,则三点共线得证。

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