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圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型

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(Ⅰ) 求抛物线的方程;

(Ⅱ) 当点为直线上的定点时,求直线的方程; (Ⅲ) 当点在直线上移动时,求的最小值.

【答案】(Ⅰ) 依题意,设抛物线的方程为,由结合,解得.所以抛物线的方程为.

(Ⅱ) 抛物线的方程为,即,求导得 设,(其中),

则切线的斜率分别为,, 所以切线:,即,即 同理可得切线的方程为 因为切线均过点,所以, 所以为方程的两组解. 所以直线的方程为. (Ⅲ) 由抛物线定义可知,, 所以

联立方程,消去整理得

由一元二次方程根与系数的关系可得, 所以

又点在直线上,所以, 所以

所以当时, 取得最小值,且最小值为.

练习2:(2013年辽宁数学(理))如图,抛物线,点在抛物线上,过作的切线,切点为(为原点时,重合于),

切线的斜率为.

(I)求的值;(II)当在上运动时,求线段中点的轨迹方.

【答案】

模型三:相交弦过定点

相交弦性质实质是切点弦过定点性质的拓展,结论同样适用。参考尼尔森数学第一季_3下,优酷视频。

但是具体解题而言,相交弦过定点涉及坐标较多,计算量相对较大,解题过程一定要注意思路,同时注意总结这类题的通法。

例题:如图,已知直线L:的右焦点F,且交椭圆C于A、B两点,点A、B在直线上的射影依次为点D、E。连接AE、BD,试探索当m变化时,直线AE、BD是否相交于一定点N?若交于定点N,请求出N点的坐标,并给予证明;否则说明理由。

法一:解: 先探索,当m=0时,直线L⊥ox轴,则ABED为矩形,由对称性知,AE与BD相交于FK中点N ,且猜想:当m变化时,AE与BD相交于定点

证明:设,当m变化时首先AE过定点N

∴KAN=KEN ∴A、N、E三点共线 同理可得B、N、D三点共线

∴AE与BD相交于定点

法2:本题也可以直接得出AE和BD方程,令y=0,得与x轴交点M、N,然后两个坐标相减=0.计算量也不大。

◆方法总结:方法1采用归纳猜想证明,简化解题过程,是证明定点问题一类的通法。这一类题在答题过程中要注意步骤。

x22例题、已知椭圆C:?y?1,若直线l:x?t(t?2)与x轴交于点T,点P为直线l上异于点T的任

4一点,直线PA1,PA2分别与椭圆交于M、N点,试问直线MN是否通过椭圆的焦点?并证明你的结论。

方法1:点A1、A2的坐标都知道,可以设直线PA1、PA2的方程,直线PA1和椭圆交点是A1(-2,0)和M,通过韦达定理,可以求出点M的坐标,同理可以求出点N的坐标。动点P在直线l:x?t(t?2)上,相当于

知道了点P的横坐标了,由直线PA1、PA2的方程可以求出P点的纵坐标,得到两条直线的斜率的关系,通过所求的M、N点的坐标,求出直线MN的方程,将交点的坐标代入,如果解出的t>2,就可以了,否则就不存在。

解:设M(x1,y1),N(x2,y2),直线A1M的斜率为k1,则直线A1M的方程为y?k1(x?2),由

?y?k1(x?2)222(1?4k)x?16kx?16k?4?0 消y整理得?21212?x?4y?44k116k12?42?8k12Q?2和x1是方程的两个根,??2x1?y?则,, x?112221?4k11?4k11?4k12?8k124k1即点M的坐标为(,), 221?4k11?4k128k2?2?4k2同理,设直线A2N的斜率为k2,则得点N的坐标为(,) 221?4k21?4k2Qyp?k1(t?2),yp?k2(t?2)

?k1?k2y?y1y2?y12??,Q直线MN的方程为:?,

k1?k2tx?x1x2?x1x2y1?x1y24,将点M、N的坐标代入,化简后得:x?

y1?y2t4344?2Q椭圆的焦点为(3,0)??3,即t?

3tt?令y=0,得x?又Qt?2,?0?故当t?43时,MN过椭圆的焦点。 3222方法总结:本题由点A1(-2,0)的横坐标-2是方程(1?4k1)x?16k2x?16k1?4?0的一个根,结合

?y?k2(x?2)4k12?8k12y?韦达定理,得到点M的横纵坐标:x1?,;其实由消y整理得?212221?4k11?4k1?x?4y?422?4k216k2?48k2?2(1?4k)x?16k2x?16k?4?0,得到2x2?y?,即,很快。不过如x?222221?4k21?4k21?4k22222216k12?4果看到:将?2x1?中的k1用k2换下来,x1前的系数2用-2换下来,就得点N的坐标21?4k128k2?2?4k2(,),如果在解题时,能看到这一点,计算量将减少,这样真容易出错,但这样减少计算量。221?4k21?4k2本题的关键是看到点P的双重身份:点P即在直线A1M上也在直线A2N上,进而得到

k1?k22??,由直

k1?k2t线MN的方程

y?y1y2?y1xy?x1y2?得直线与x轴的交点,即横截距x?21,将点M、N的坐标代入,x?x1x2?x1y1?y2化简易得x?434344,由?3解出t?,到此不要忘了考察t?是否满足t?2。

33tt◆方法2:先猜想过定点,设弦MN的方程,得出A1M、A2N方程,进而得出与T交点Q、S,两坐标相减=0.如下:

设lMN:x?my?3,联立椭圆方程,整理:(4?m2)y2?23my?1?0;?求出范围;,得直线方程:,N(x2,y2)设M(x1,y1)lA1M:y?y2y1(x?2);(x?2),lA2N:y?x2?2x1?2若分别于lT相较于Q、S:易得Q(t,yy1,S(t,2(t?2))(t?2))x2?2x1?2yy1(t?2)?2(t?2)x2?2x1?2

yQ?yS?整理??4my1y2?2(t?3)(y1?y2)?(3t?4)(y1?y2)(x1?2)(x2?2)-4m1(3t?4)?(3t?4)(y1?y2)][(x1?2)(x2?2)4?m2韦达定理代入?显然,当t?43时,猜想成立。3◆方法总结:法2计算量相对较小,细心的同学会发现,这其实是上文“切点弦恒过定点”的一个特例而已。因此,法2采用这类题的通法求解,就不至于思路混乱了。相较法1,未知数更少,思路更明确。

xy

练习1:(10江苏)在平面直角坐标系xoy中,如图,已知椭圆+=1的左右顶点为A,B,右焦点为F,

95设过点T(t,m)的直线TA,TB与椭圆分别交于点M(x1,y1),N(x2,y2),其中m>0,y1>0,y2<0.

⑴设动点P满足PF-PB=4,求点P的轨迹 1

⑵设x1=2,x2=,求点T的坐标

3

⑶设t=9,求证:直线MN必过x轴上的一定点(其坐标与m无关)

解析:问3与上题同。

练习2:已知椭圆中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过、、三点.过椭圆的右焦点F任做一与坐

2

2

2

2

标轴不平行的直线与椭圆交于、两点,与所在的直线交于点Q.

(1)求椭圆的方程:

(2)是否存在这样直线,使得点Q恒在直线上移动?若存在,求出直线方程,若不存在,请说明理由.

解析:(1)设椭圆方程为 将、、代入椭圆E的方程,得 解得. ∴椭圆的方程

(也可设标准方程,知类似计分) (2)可知:将直线 代入椭圆的方程并整理.得 设直线与椭圆的交点, 由根系数的关系,得 直线的方程为: 由直线的方程为:,即 由直线与直线的方程消去,得

∴直线与直线的交点在直线上. 故这样的直线存在

模型四:动圆过定点问题

动圆过定点问题本质上是垂直向量的问题,也可以理解为“弦对定点张直角”的新应用。

222, 并且直线y?x?b是抛物线y2?4x的一例题1.已知椭圆C:x2?y2?1(a?b?0) 的离心率为2ab条切线。(I)求椭圆的方程;

圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型

(Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)当点为直线上的定点时,求直线的方程;(Ⅲ)当点在直线上移动时,求的最小值.【答案】(Ⅰ)依题意,设抛物线的方程为,由结合,解得.所以抛物线的方程为.(Ⅱ)抛物线的方程为,即,求导得设,(其中),则切线的斜率分别为,,所以切线:,即,即同理可得切线的方程为因为切线均过点,所
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