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第2课时 定点与定值问题
定点问题
例1 (2019·北京)已知抛物线C:x=-2py经过点(2,-1). (1)求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=-1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点. (1)解 由抛物线C:x=-2py经过点(2,-1),得p=2. 所以抛物线C的方程为x=-4y,其准线方程为y=1. (2)证明 抛物线C的焦点为F(0,-1). 设直线l的方程为y=kx-1(k≠0).
??y=kx-1,由?2
??x=-4y,
22
2
得x+4kx-4=0.
2
Δ=16k2+16>0恒成立.
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1x2=-4. 直线OM的方程为y=x.
令y=-1,得点A的横坐标xA=-. 同理得点B的横坐标xB=-. →?x1?设点D(0,n),则DA=?-,-1-n?,
y1
x1
x1y1
x2y2
?y1?
→
?x2?DB=?-,-1-n?, ?y2?
y1y2
x1x22
22+(n+1) ?-x1??-x2?→→x1x2
DA·DB=+(n+1)2=
?4??4?????
2
2
=
16
x1x2
+(n+1)=-4+(n+1).
→→2
令DA·DB=0,即-4+(n+1)=0,得n=1或n=-3. 综上,以AB为直径的圆经过y轴上的定点(0,1)和(0,-3). 思维升华 圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何
1
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时没有关系,找到定点.
(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关. 1
跟踪训练1 (2019·全国Ⅲ)已知曲线C:y=,D为直线y=-上的动点,过D作C的两
22条切线,切点分别为A,B. (1)证明:直线AB过定点;
x2
?5?(2)若以E?0,?为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE的面积.
?2?
1??2
(1)证明 设D?t,-?,A(x1,y1),则x1=2y1.
2??1
2
由y′=x,所以切线DA的斜率为x1,故=x1.
x1-ty1+
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?
1
(2)解 由(1)得直线AB的方程为y=tx+.
21
y=tx+,??2由?xy=??2,
2
x1+x2
可得x-2tx-1=0,Δ=4t+4>0,
22
于是x1+x2=2t,x1x2=-1,
y1+y2=t(x1+x2)+1=2t2+1,
|AB|=1+t|x1-x2| =1+t·
2
2
2
-4x1x2=2(t+1).
2
设d1,d2分别为点D,E到直线AB的距离, 则d1=t+1,d2=
2
2
t+1
2,
1
因此,四边形ADBE的面积S=|AB|(d1+d2)
2=(t+3)t+1.
1?2?设M为线段AB的中点,则M?t,t+?. 2??
2
2
2
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→→→2
因为EM⊥AB,而EM=(t,t-2), →
AB与向量(1,t)平行,所以t+(t2-2)t=0,
解得t=0或t=±1.
当t=0时,S=3;当t=±1时,S=42. 因此,四边形ADBE的面积为3或42.
定值问题
例2 (2020·河南八市重点高中联考)已知O为坐标原点,过点M(1,0)的直线l与抛物线C:
y2=2px(p>0)交于A,B两点,且OA·OB=-3.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点M作直线l′⊥l交抛物线C于P,Q两点,记△OAB,△OPQ的面积分别为S1,S2,11
证明:2+2为定值.
→→
S1S2
(1)解 设直线l:x=my+1, 联立方程?
?x=my+1,?
??y=2px,
2
消x得,y-2pmy-2p=0,
2
设A(x1,y1),B(x2,y2), 则y1+y2=2pm,y1y2=-2p, →→
又因为OA·OB=x1x2+y1y2 =(my1+1)(my2+1)+y1y2 =(1+m)y1y2+m(y1+y2)+1
=(1+m)(-2p)+2pm+1=-2p+1=-3. 解得p=2.
所以抛物线C的方程为y=4x.
(2)证明 由(1)知M(1,0)是抛物线C的焦点, 所以|AB|=x1+x2+p=my1+my2+2+p=4m+4. 原点到直线l的距离d=11+m2
2
2
2
2
2
,
1122
所以S1=××4(m+1)=21+m. 2
21+m因为直线l′过点(1,0)且l′⊥l, 所以S2=2
?1?2
1+??=2?m?
1+m2m2
.
3