1、圆锥曲线中的定点、定值、定直线问题1已知双曲线C:x2a2y2b21(a0,b0),渐近线方程为yx20,点A(2,0)在C上(1)求双曲线C的方程;(2)过点A的两条直线AP,AQ分别与双曲线C交于P,Q两点(不与A点重合),且两条直线的斜率k1,k2满足k1k21,直线PQ与直线x2,y轴分别交于M,N两点,求证:AMN的面积为定值2已知椭圆C:y2a2+x2b21(ab0)的离心率为53,点A(2,0)在C上(1)求C的方程;(2)过点(2,3)的直线交C于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴的交点分别为M,N,证明:线段MN的中点为定点3已知椭圆C:x2a2+y2b21(ab0)的左、右焦
2、点分别为F1(c,0),F2(c,0),M,N分别为左、右顶点,直线l:xty1与椭圆C交于A,B两点,当t33时,A是椭圆的上顶点,且AF1F2的周长为6.(1)求椭圆C的方程;(2)设直线AM,BN交于点Q,证明:点Q在定直线上;(3)设直线AM,BN的斜率分别为k1,k2,证明:k1k2为定值4已知椭圆C:x2a2+y2b21(ab0)的离心率为22,且过点A(2,1)(1)求C的方程;(2)点M,N在C上,且AMAN,ADMN,D为垂足证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值参考答案1解:(1)a0,b0,依题意,ba=12,a=2b1,所以双曲线C的方程为x24y21.(2)依题意可知,
3、直线PQ的斜率存在,设方程为ykxm,P(x1,y1),Q(x2,y2),y=kx+m,x24y2=1(14k2)x28kmx4m240x1+x2=8km14k2,x1x2=4m2+414k2,所以64k2m24(14k2)(4m24)0,m214k20,k1k2y1x12+y2x222kx1x2+m2kx1+x24mx1x22x1+x2+42k4m2+414k2+m2k8km14k24m4m2+414k228km14k2+41,整理得(m2k)(m2k1)0.m2k0PQ:ykx2k,过A(2,0),舍去,m2k10PQ:ykx2k1,过点(2,1),此时,将m12k代入得(12k)214k
4、224k0,k12,PQ与x2交于点M(2,1),故SAMN12211为定值2解:(1)因为点A(2,0)在C上,所以4b21,得b24.因为椭圆的离心率eca53,所以c259a2,又a2b2c2459a2,所以a29,c25,故椭圆C的方程为y29+x241.(2)证明:由题意知,直线PQ的斜率存在且不为0,设lPQ:y3k(x2),P(x1,y1),Q(x2,y2),由y3=kx+2,y29+x24=1,得(4k29)x2(16k224k)x16k248k0,则(16k224k)24(4k29)(16k248k)3648k0,故x1x216k2+24k4k2+9,x1x216k2+48k
5、4k2+9.直线AP:yy1x1+2(x2),令x0,解得yM2y1x1+2,同理得yN2y2x2+2,则yMyN2y1x2+2+y2x1+2x1+2x2+22kx1+2k+3x2+2+kx2+2k+3x1+2x1+2x2+222kx1x2+4k+3x1+x2+8k+12x1x2+2x1+x2+422k16k2+48k+4k+316k224k+8k+124k2+916k2+48k+216k224k+44k2+92108366.所以MN的中点的纵坐标为yM+yN23,所以MN的中点为定点(0,3)3解:(1)当t33时,直线l:x33y1,令x0,得y3,即椭圆的上顶点为(0,3),则b3,又A
6、F1F2的周长为6,即2a2c6,ac3,又a2c2b23,解得a2,c1,所以椭圆C的方程为x24+y231.(2)证明:由(1)知,M(2,0),N(2,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),依题意,点A,B不在x轴上,由x=ty+1,x24+y23=1,消去x并整理得(3t24)y26ty90,0,由根与系数的关系得,y1y26t3t2+4,y1y293t2+4,直线AM的方程为yy1x1+2(x2),直线BN的方程为yy2x22(x2),联立直线AM,BN的方程得x+2x2y2x1+2y1x22y2ty1+3y1ty21ty1y2+3y2ty1y2y1,由y1y26t3t2+4得
7、y16t3t2+4y2,代入上式,得x+2x2ty1y2+3y2ty1y2y19t3t2+4+3y29t3t2+4+6t3t2+4+y29t3t2+4+3y23t3t2+4+y23,于是得x4,所以直线AM,BN的交点Q在定直线x4上(3)证明:由(2)知,k1k2y1x22y2x1+2y1ty21y2ty1+3ty1y2y1ty1y2+3y2,由y1y26t3t2+4,y1y293t2+4得,ty1y232(y1y2),所以k1k2ty1y2y1ty1y2+3y212y1+32 y232y1+92 y213为定值4解:(1)由题设得4a2+1b21,a2b2a212,解得a26,b23所以C
8、的方程为x26+y231.(2)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2)若直线MN与x轴不垂直,设直线MN的方程为ykxm,代入x26+y231,得(12k2)x24kmx2m260.于是x1x24km1+2k2,x1x22m261+2k2.由AMAN知AMAN0,故(x12)(x22)(y11)(y21)0,可得(k21)x1x2(kmk2)(x1x2)(m1)240.将代入上式,可得(k21)2m261+2k2(kmk2)4km1+2k2(m1)240.整理得(2k3m1)(2km1)0.因为A(2,1)不在直线MN上,所以2km10,故2k3m10,k1,m23k13.于是MN的方程为ykx2313(k1)所以直线MN过点P23,13.若直线MN与x轴垂直,可得N(x1,y1)由AMAN0,得(x12)(x12)(y11)(y11)0.又x126+y1231,所以3x128x140,解得x12(舍去),x123.此时直线MN过点P23,13.令Q为AP的中点,即Q43,13.若D与P不重合,则由题设知AP是RtADP的斜边,故|DQ|12|AP|223.若D与P重合,则|DQ|12|AP|.综上,存在点Q43,13,使得|DQ|为定值