专题02 定点、定值问题(训练篇A)含详解-用思维导图突破圆锥曲线压轴题.docx

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1、1 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题 2 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 专题专题 02 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 1已知动圆过定点 A(4,0),且在 y 轴上截得的弦 MN 的长为 8. ()求动圆圆心的轨迹 C 的方程; ()已知点 B(1,0),设不垂直于 x 轴的直线 l 与轨迹 C 交于不同的两点 P,Q,若 x 轴 是PBQ 的角平分线,求证:直线 l 过定点 解解 ()设动圆圆心为点 P(x,y),则由勾股定理得 x242(x4)2y2,化简即得圆心 的轨迹 C 的方程为 y28x. ()证证 1 由题意可设直线 l 的方程为 ykx

2、b(k0) 联立 ykxb, y28x, 得 k2x22(kb4)xb20. 由 4(kb4)24k2b20,得 kb2. 设点 P(x1,y1),Q(x2,y2),则 x1x2 28 2 ,x1x2b 2 k2. 因为 x 轴是PBQ 的角平分线,所以 kPBkQB0, 即 kPBkQB y1 x11 y2 x21 212+2+(+)(1+2) (1+1)(2+1) 8(+) (1+1)(2+1)20, 所以 kb0,即 bk,所以 l 的方程为 yk(x1) 故直线 l 恒过定点(1,0) 证证 2 设 P y21 8,y1 ,Q y22 8,y2 ,因为 x 轴是PBQ 的角平分线, 所

3、以 kPBkQB y1 y21 81 y2 y22 81 0,整理得(y1y2) y1y2 8 1 0. 因为直线 l 不垂直于 x 轴,所以 y1y20,可得 y1y28. 因为 kPQy1y2 y21 8 y22 8 8 y1y2,所以直线 PQ 的方程为 yy1 8 y1y2 xy 2 1 8 ,即 y 8 y1y2(x 1)故直线 l 恒过定点(1,0) 证证 3 设直线 PB 的方程为 xmy1, 它与抛物线 C 的另一个交点为 Q, 设点 P(x1, y1), Q(x2,y2),由条件可得,Q 与 Q关于 x 轴对称,故 Q(x2,y2) 联立 xmy1, y28x, 消去 x 得

4、 y28my80, 其中 64m2320,y1y28m,y1y28.所以 kPQy1y2 x1x2 8 y1y2,因而直线 PQ 的 方程为 yy1 8 y1y2(xx1) 又 y1y28,y218x1,将 PQ 的方程化简得(y1y2)y8(x1), 2 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题 2 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 故直线 l 过定点(1,0) 证证 4 由抛物线的对称性可知,如果定点存在,则它一定在 x 轴上, 所以设定点坐标为(a,0),直线 PQ 的方程为 xmya. 联立 xmya, y28x 消去 x,整理得 y28my8a0,0. 设点 P(x1,y

5、1),Q(x2,y2),则 y1y28m, y1y28a. 由条件可知 kPBkQB0,即 kPBkQB y1 x11 y2 x21 212+(+1)(1+2) (1+1)(2+1) =0,所以8ma8m0. 由 m 的任意性可知 a1,所以直线 l 恒过定点(1,0) 2 (2020 成都七中) 已知椭圆1 2 2 2 2 b y a x (0ba) 经过点) 1 , 0(, 离心率为 2 3 , A、B、C为椭圆上不同的三点,且满足 0OCOBOA ,O为坐标原点 ()若直线AB、OC的斜率都存在,求证: OCAB kk为定值; ()求AB的取值范围 解解()证明:依题有 222 2 3

6、1 cba a c b 1 4 2 2 b a , 所以椭圆方程为 1 4 2 2 y x 设 11,y xA, 11, y xB, 11, y xC, 由O为ABC的重心 坐标公式可得 123123 ,xxx yyy 。 又因为 2222 1122 44,44xyxy,两式相减得 12121212 40 xxxxyyyy, 3121212 1212312 ; 4 ABOC yyyxxyy kk xxyyxxx ,所以 1 . 4 ABOC kk ()解解 当AB的斜率不存在时: 1212 ,0 xxyy, 313 2 ,0 xx y 。 3 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题 2 定点、

7、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 代入椭圆方程得 11 3 1, 2 xy ,从而|3AB 。 当AB的斜率存在时,设直线为tkxy,这里0t 由 22 44 ykxt xy , , 整理得 , 由0 得 22 41kt ,由此可得 2 1 4 t 。 再由韦达定理及 0OCOBOA 得 22 82 , 41 41 ktt C kk ,代入椭圆方程得 2= 42+ 1, 于是 2 9 | 4 33,8 3 4 AB t (4). 综上,AB的范围是3,8 3(4). 3.(2019 新课标卷 文 21)已知曲线,为直线上的动点,过作的 两条切线,切点分别为,. ()证明:直线过定点.

8、()若以为圆心的圆与直线相切,且切点为线段的中点,求该圆的方程. 解解 ()设,则, 由于,所以切线 DA 的斜率为,故, 整理得:. 设,同理可得. 即直线的方程为.所以直线过定点。 ()由()得直线的方程.由,可得.于是 . 设为线段的中点,则,由于,而,与向 量平行,所以,解得或. 当时,所求圆的方程为; 当时,所求圆的方程为. 4 (2018 年北京理第 19 题)已知抛物线 C: 2 y=2px 经过点P(1,2) 过点 Q(0,1) 222 418440kxktxt 2 : 2 x C y D 1 2 y DC AB AB 5 (0, ) 2 EABAB 1 ( ,) 2 D t

9、1 (A x 1) y 2 11 2xy yx 1 x 1 1 1 1 2 y x xt 11 2210txy 2 (B x 2) y 22 2210txy AB2210txy AB 1 (0, ) 2 AB 1 2 ytx 2 1 2 2 ytx x y 2 210 xtx 2 121212 2 ,() 121xxt yyt xxt MAB 2 1 ( ,) 2 M t t EMAB 2 ( ,2)EMt tAB (1, ) t 2 (2)0ttt 0t 1t 0t | 2EM 22 5 ()4 2 xy 1t |2EM 22 5 ()2 2 xy 4 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题

10、 2 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 的直线 l 与抛物线 C 有两个不同的交点 A, B, 且直线 PA 交 y 轴于 M, 直线 PB 交 y 轴于 N ()求直线 l 的斜率的取值范围; ()设 O 为原点,QMQO,QNQO,求证: 11 为定值 解解 ()因为抛物线 y2=2px 经过点 P(1,2) ,所以 4=2p,解得 p=2,所以抛物线的 方程为 y2=4x 由题意可知直线 l 的斜率存在且不为 0,设直线 l 的方程为 y=kx+1(k0) 由 2 4 1 yx ykx 得 22 (24)10k xkx 依题意 22 (24)410kk ,解得 k0 或 0

11、k1 又 PA,PB 与 y 轴相交,故直线 l 不过点(1,-2) 从而 k-3 所以直线 l 斜率的取值范围是(-,-3)(-3,0)(0,1) ()解解 1 设 A(x1,y1) ,B(x2,y2) 由(I) 知 12 2 24k xx k , 12 2 1 x x k 直线 PA 的方程为 y2= 1 1 2 2(1) 1 y yx x 令x=0 , 得 点M的 纵 坐 标 为 11 11 21 22 11 M ykx y xx 同理得点 N 的纵坐标为 2 2 1 2 1 N kx y x 由=QMQO uuuruuu r ,=QNQO uuu ruuu r 得=1 M y,1 N

12、y 所以 12 12 111111 11(1)(1) MN xx yykxkx 22 1212 12 2 224 2()11 =2 1 11 k x xxx kk kx xk k 所以 11 为定值 (II)解解 2 设), 0(), 0(nNmM,) 1, 0(mQM,) 1, 0(nQN,) 1, 0( QO,由 QOQM,QOQN, 得m-1,n1, 所以直线PM的方程:mxmy)2(, 直线PN的方程:nxny)2(。 5 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题 2 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 设点), 4 ( 1 2 1 y y A,), 4 ( 2 2 2 y

13、y B,P、A、M三点共线, 则 PAMA kk, 即 01 2 1 4 2 2 1 1 n y y , 解得 m m y 2 2 1 。 同理可得 n n y 2 2 2 , 所以点) 2 2 , )2( ( 2 2 m m m m A ,) 2 2 , )2( ( 2 2 n n n n B , 又因为BAQ, 三点共线, QBQA kk,nmmn2. 1111222 = 1111 mnmn mnmnmnmn . 所以 11 为定值 2. 5.如图, 已知直线 l: ykx1(k0)关于直线 yx1 对称的直 线为 l1,直线 l,l1与椭圆 E: x2 4y 21 分别交于点 A,M 和

14、 A,N, 记直线 l1的斜率为 k1. (1)求 k k1的值; (2)当 k 变化时,试问直线 MN 是否恒过定点?若恒过定点,求出该定点坐标;若不恒 过定点,请说明理由 解解 (1)设直线 l 上任意一点 P(x,y)关于直线 yx1 对称的点为 P0(x0,y0),直线 l 与直 线 l1的交点为(0,1),l:ykx1,l1:yk1x1,ky1 x ,k1y01 x0 ,由yy0 2 xx0 2 1, 得 yy0 xx02, 由yy0 xx01,得 yy0 x0 x, 由得 yx01, y0 x1, 所以 k k100+1 0 = (+1)(0+1)01 0 = 1. (记住二级结论

15、:曲线 f(x,y)关于直线 x+y+c=0 对称的曲线方程为 f(-y-c,-x-c)=0; 曲线 f(x,y)关于直线 x-y+c=0 对称的曲线方程为 f(y-c,x+c)=0,则一看就知道定值是 1,不过作为 解答题还要有过程) (2)由 ykx1, x2 4y 21 得(4k21)x28kx0, 设 M(xM,yM),N(xN,yN),所以 xM 8k 4k21,yM 14k2 4k21. 6 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题 2 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 同理可得 xN 8k1 4k211 8k 4k2,yN 14k21 4k211 k24 4k2. k

16、MNyMyN xMxN 14k2 4k21 k24 4k2 8k 4k21 8k 4k2 88k4 8k3k23 k 21 3k , 直线 MN:yyMkMN(xxM), 即 y14k 2 4k21 k21 3k x 8k 4k21 , 即 yk 21 3k x 8k21 34k21 14k 2 4k21 k21 3k x5 3. 所以当 k 变化时,直线 MN 过定点 0,5 3 . 6已知椭圆 C 经过点 1,3 2 ,且与椭圆 E:x 2 2y 21 有相同的焦点 ()求椭圆 C 的标准方程; ()若动直线 l:ykxm 与椭圆 C 有且只有一个公共点 P,且与直线 x4 交于点 Q,

17、问:以线段 PQ 为直径的圆是否经过一定点 M?若存在,求出定点 M 的坐标;若不存在, 请说明理由 解解 ()椭圆 E 的焦点为( 1,0), 设椭圆 C 的标准方程为x 2 a2 y2 b21(ab0), 则 1 a2 9 4 b21, a2b21, 解得 a24, b23, 所以椭圆 C 的标准方程为x 2 4 y2 31. ()联立 ykxm, x2 4 y2 31 消去 y, 得(34k2)x28kmx4m2120, 所以 64k2m24(34k2)(4m212)0,即 m234k2. 设 P(xP,yP),则 xP4km 34k2 4k m,yPkxPm 4k2 m m3 m,即 P 4k m, 3 m .假设存在定点 M(s,t) 满足题意,因为 Q(4,4km), 7 用思维导图突破解析几何压轴题 专题专题 2 定点、定值问题定点、定值问题 训练篇训练篇 A 则 MP 4k ms, 3 mt ,MQ(4s,4kmt), 所以 4k ms (4s) 3 mt (4kmt) 4k m(1s) 3 mm4k t(s 2 4s3t2)0 恒成立, 故 1s0, t0, s24s3t20, 解得 s1, t0. 所以存在点 M(1,0)符合题意

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