|学案下载
终身会员
搜索
    上传资料 赚现金
    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第九章 平面解析几何高考专题突破五第2课时
    立即下载
    加入资料篮
    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第九章 平面解析几何高考专题突破五第2课时01
    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第九章 平面解析几何高考专题突破五第2课时02
    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第九章 平面解析几何高考专题突破五第2课时03
    还剩10页未读, 继续阅读
    下载需要20学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第九章 平面解析几何高考专题突破五第2课时

    展开
    第2课时 定点与定值问题
    题型一 定点问题
    例1 已知椭圆+=1(a>b>0)过点(0,1),其长轴、焦距和短轴的长的平方依次成等差数列.直线l与x轴正半轴和y轴分别交于点Q,P,与椭圆分别交于点M,N,各点均不重合且满足=λ1,=λ2.
    (1)求椭圆的标准方程;
    (2)若λ1+λ2=-3,试证明:直线l过定点,并求此定点.
    解 (1)设椭圆的焦距为2c,由题意知b=1,且(2a)2+(2b)2=2(2c)2,又a2=b2+c2,∴a2=3.
    ∴椭圆的标准方程为+y2=1.
    (2)由题意设P(0,m),Q(x0,0),M(x1,y1),
    N(x2,y2),设l方程为x=t(y-m),
    由=λ1知(x1,y1-m)=λ1(x0-x1,-y1),
    ∴y1-m=-y1λ1,由题意y1≠0,∴λ1=-1.
    同理由=λ2知λ2=-1.
    ∵λ1+λ2=-3,∴y1y2+m(y1+y2)=0,①
    联立得(t2+3)y2-2mt2y+t2m2-3=0,
    ∴由题意知Δ=4m2t4-4(t2+3)(t2m2-3)>0,②
    且有y1+y2=,y1y2=,③
    ③代入①得t2m2-3+2m2t2=0,
    ∴(mt)2=1,
    由题意mt<0,∴mt=-1,满足②,
    得直线l的方程为x=ty+1,
    过定点(1,0),即Q为定点.
    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.
    跟踪训练1 已知焦距为2的椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为A,直线y=与椭圆C交于P,Q两点(P在Q的左边),Q在x轴上的射影为B,且四边形ABPQ是平行四边形.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)斜率为k的直线l与椭圆C交于两个不同的点M,N.
    ①若直线l过原点且与坐标轴不重合,E是直线3x+3y-2=0上一点,且△EMN是以E为直角顶点的等腰直角三角形,求k的值;
    ②若M是椭圆的左顶点,D是直线MN上一点,且DA⊥AM,点G是x轴上异于点M的点,且以DN为直径的圆恒过直线AN和DG的交点,求证:点G是定点.
    (1)解 由题意可得2c=2,即c=,
    设Q,因为四边形ABPQ为平行四边形,
    |PQ|=2n,|AB|=a-n,
    所以2n=a-n,n=,
    则+=1,解得b2=2,a2=b2+c2=4,
    可得椭圆C的方程为+=1.
    (2)①解 直线y=kx(k≠0)代入椭圆方程,
    可得(1+2k2)x2=4,
    解得x=±,
    可设M,
    由E是3x+3y-2=0上一点,
    可设E,
    E到直线kx-y=0的距离为d=,
    因为△EMN是以E为直角顶点的等腰直角三角形,
    所以OE⊥MN,|OM|=d,
    即有=-, (*)
    =, (**)
    由(*)得m=(k≠1),代入(**)式,
    化简整理可得7k2-18k+8=0,解得k=2或.
    ②证明 由M(-2,0),可得直线MN的方程为y=k(x+2)(k≠0),代入椭圆方程可得(1+2k2)x2+8k2x+8k2-4=0,
    可得-2+xN=-,解得xN=,
    yN=k(xN+2)=,即N,
    设G(t,0)(t≠-2),由题意可得D(2,4k),A(2,0),
    以DN为直径的圆恒过直线AN和DG的交点,
    可得AN⊥DG,即有·=0,
    即为·(t-2,-4k)=0,解得t=0.
    故点G是定点,即为原点(0,0).
    题型二 定值问题
    例2 如图,已知抛物线C:x2=4y,过点M(0,2)任作一直线与C相交于A,B两点,过点B作y轴的平行线与直线AO相交于点D(O为坐标原点).

    (1)证明:动点D在定直线上;
    (2)作C的任意一条切线l(不含x轴),与直线y=2相交于点N1,与(1)中的定直线相交于点N2,证明:|MN2|2-|MN1|2为定值,并求此定值.
    (1)证明 依题意,直线AB的斜率存在,可设AB方程为y=kx+2,代入x2=4y,
    得x2=4(kx+2),即x2-4kx-8=0.
    显然Δ>0恒成立,
    设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1x2=-8.
    直线AO的方程为y=x;
    BD的方程为x=x2.
    解得交点D的坐标为
    注意到x1x2=-8及x=4y1,
    则有y===-2.
    因此D点在定直线y=-2上(x≠0).
    (2)解 依题设,切线l的斜率存在且不等于0,设切线l的方程为y=ax+b(a≠0),
    代入x2=4y得x2=4(ax+b),
    即x2-4ax-4b=0.
    由Δ=0得(4a)2+16b=0,化简整理得b=-a2.
    故切线l的方程可写为y=ax-a2.
    分别令y=2,y=-2得N1,N2的坐标为
    N1,N2,
    则|MN2|2-|MN1|2=2+42-2=8,
    即|MN2|2-|MN1|2为定值8.
    思维升华 圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
    (1)求代数式为定值.依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值.
    (2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得.
    (3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得.
    跟踪训练2 已知点M是椭圆C:+=1(a>b>0)上一点,F1,F2分别为C的左、右焦点,且|F1F2|=4,∠F1MF2=60°,△F1MF2的面积为.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)设N(0,2),过点P(-1,-2)作直线l,交椭圆C于异于N的A,B两点,直线NA,NB的斜率分别为k1,k2,证明:k1+k2为定值.
    (1)解 在△F1MF2中,由|MF1||MF2|sin 60°=,得|MF1||MF2|=.
    由余弦定理,得
    |F1F2|2=|MF1|2+|MF2|2-2|MF1||MF2|·cos 60°
    =(|MF1|+|MF2|)2-2|MF1||MF2|(1+cos 60°),
    解得|MF1|+|MF2|=4.
    从而2a=|MF1|+|MF2|=4,即a=2.
    由|F1F2|=4得c=2,从而b=2,
    故椭圆C的方程为+=1.
    (2)证明 当直线l的斜率存在时,
    设斜率为k,显然k≠0,则其方程为y+2=k(x+1),

    得(1+2k2)x2+4k(k-2)x+2k2-8k=0.
    Δ=56k2+32k>0,
    设A(x1,y1),B(x2,y2),
    则x1+x2=-,x1x2=.
    从而k1+k2=+

    =2k-(k-4)·=4.
    当直线l的斜率不存在时,
    可得A,B,
    得k1+k2=4.
    综上,k1+k2为定值.

    直线与圆锥曲线的综合问题
    数学运算是指在明晰运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题的过程.主要包括:理解运算对象,掌握运算法则,探究运算方向,选择运算方法,设计运算程序,求得运算结果等.
    例 椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,离心率为,过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接PF1,PF2,设∠F1PF2的角平分线PM交C的长轴于点M(m,0),求m的取值范围;
    (3)在(2)的条件下,过点P作斜率为k的直线l,使得l与椭圆C有且只有一个公共点,设直线PF1,PF2的斜率分别为k1,k2,若k2≠0,证明+为定值,并求出这个定值.
    解 (1)由于c2=a2-b2,将x=-c代入椭圆方程+=1,得y=±.由题意知=1,即a=2b2.
    又e==,所以a=2,b=1.
    所以椭圆C的方程为+y2=1.
    (2)设P(x0,y0)(y0≠0),
    又F1(-,0),F2(,0),
    所以直线PF1,PF2的方程分别为
    :y0x-(x0+)y+y0=0,
    :y0x-(x0-)y-y0=0.
    由题意知=.
    由于点P在椭圆上,所以+y=1.
    所以=.
    因为- 可得=,
    所以m=x0,因此- (3)设P(x0,y0)(y0≠0),
    则直线l的方程为y-y0=k(x-x0).
    联立得
    整理得(1+4k2)x2+8(ky0-k2x0)x+4(y-2kx0y0+k2x-1)=0.
    由题意Δ=0,即(4-x)k2+2x0y0k+1-y=0.
    又+y=1,
    所以16yk2+8x0y0k+x=0,故k=-.
    由(2)知+=+=,
    所以+==·=-8,
    因此+为定值,这个定值为-8.
    素养提升 典例的解题过程体现了数学运算素养,其中设出P点的坐标而不求解又体现了数学运算素养中的一个运算技巧——设而不求,从而简化了运算过程.


    1.(2018·相阳教育模拟)设F1,F2为椭圆C:+=1(b>0)的左、右焦点,M为椭圆上一点,满足MF1⊥MF2,已知△MF1F2的面积为1.
    (1)求C的方程;
    (2)设C的上顶点为H,过点(2,-1)的直线与椭圆交于R,S两点(异于H),求证:直线HR和HS的斜率之和为定值,并求出这个定值.
    解 (1)由椭圆定义得|MF1|+|MF2|=4,①
    由垂直得|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2=4(4-b2),②
    由题意得=|MF1|·|MF2|=1,③
    由①②③,可得b2=1,C的方程为+y2=1.
    (2)依题意,H(0,1),显然直线的斜率存在且不为0,
    设直线RS的方程为y=kx+m(k≠0),
    代入椭圆方程化简得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.
    由题意知,Δ=16(4k2-m2+1)>0,
    设R(x1,y1),S(x2,y2),x1x2≠0,
    故x1+x2=,x1x2=.
    kHR+kHS=+=+
    =2k+(m-1)=2k+(m-1)
    =2k-==-1.
    故kHR+kHS为定值-1.



    2.(2018·威海模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,直线y=4与y轴的交点为P,与抛物线C的交点为Q,且|QF|=2|PQ|.
    (1)求p的值;
    (2)已知点T(t,-2)为C上一点,M,N是C上异于点T的两点,且满足直线TM和直线TN的斜率之和为-,证明:直线MN恒过定点,并求出定点的坐标.
    解 (1)设Q(x0,4),由抛物线定义,|QF|=x0+,
    又|QF|=2|PQ|,即2x0=x0+,解得x0=,
    将点Q代入抛物线方程,解得p=4.
    (2)由(1)知C的方程为y2=8x,
    所以点T坐标为.
    设直线MN的方程为x=my+n,
    点M,N,
    由得y2-8my-8n=0,
    Δ=64m2+32n>0,
    所以y1+y2=8m,y1y2=-8n,
    所以kMT+kNT=+=+
    ===-,
    解得n=m-1.
    所以直线MN的方程为x+1=m(y+1),
    恒过定点(-1,-1).
    3.(2018·辽阳调研)已知抛物线C1的方程为x2=2py(p>0),过点M(a,-2p)(a为常数)作抛物线C1的两条切线,切点分别为A,B.
    (1)过焦点且在x轴上截距为2的直线l与抛物线C1交于Q,N两点,Q,N两点在x轴上的射影分别为Q′,N′,且|Q′N′|=2,求抛物线C1的方程;
    (2)设直线AM,BM的斜率分别为k1,k2.求证:k1·k2为定值.
    (1)解 因为抛物线C1的焦点坐标是,
    所以过焦点且在x轴上截距为2的直线方程是+=1,即+=1.
    联立
    消去y并整理,得x2+x-p2=0,
    显然Δ>0恒成立,
    设点Q(xQ,yQ),N(xN,yN),
    则xQ+xN=-,xQxN=-p2.
    则|Q′N′|=|xQ-xN|


    = =2,
    解得p=2.所以抛物线C1的方程为x2=4y.
    (2)证明 设点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1>0,x2<0).
    依题意,由x2=2py(p>0),得y=,则y′=.
    所以切线MA的方程是y-y1=(x-x1),
    即y=x-.
    又点M(a,-2p)在直线MA上,
    于是有-2p=×a-,
    即x-2ax1-4p2=0.
    同理,有x-2ax2-4p2=0,
    因此,x1,x2是方程x2-2ax-4p2=0的两根,
    则x1+x2=2a,x1x2=-4p2.
    所以k1·k2=·===-4,
    故k1·k2为定值得证.


    4.已知中心在原点,焦点在x轴上的椭圆C的离心率为,过左焦点F且垂直于x轴的直线交椭圆C于P,Q两点,且|PQ|=2.
    (1)求C的方程;
    (2)若直线l是圆x2+y2=8上的点(2,2)处的切线,点M是直线l上任一点,过点M作椭圆C的切线MA,MB,切点分别为A,B,设切线的斜率都存在.求证:直线AB过定点,并求出该定点的坐标.
    解 (1)由已知,设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),
    因为|PQ|=2,不妨设点P(-c,),
    代入椭圆方程得,+=1,
    又因为e==,
    所以+=1,b=c,
    所以b2=4,a2=2b2=8,
    所以C的方程为+=1.
    (2)依题设,得直线l的方程为y-2=-(x-2),
    即x+y-4=0,
    设M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),x0≠x1且x0≠x2,
    由切线MA的斜率存在,设其方程为y-y1=k(x-x1),
    联立
    得(2k2+1)x2+4k(y1-kx1)x+2(y1-kx1)2-8=0,
    由相切得Δ=16k2(y1-kx1)2-8(2k2+1)[(y1-kx1)2-4]=0,
    化简得(y1-kx1)2=8k2+4,
    即(x-8)k2-2x1y1k+y-4=0,
    因为方程只有一解,
    所以k===-,
    所以切线MA的方程为y-y1=-(x-x1),
    即x1x+2y1y=8,
    同理,切线MB的方程为x2x+2y2y=8,
    又因为两切线都经过点M(x0,y0),
    所以
    所以直线AB的方程为x0x+2y0y=8,
    又x0+y0=4,
    所以直线AB的方程可化为x0x+2(4-x0)y=8,
    即x0(x-2y)+8y-8=0,
    令得
    所以直线AB恒过定点(2,1).

    5.(2018·抚顺模拟)设椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,左顶点M到直线+=1的距离d=,O为坐标原点.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)设直线l与椭圆C相交于A,B两点,若以AB为直径的圆经过坐标原点,证明:点O到直线AB的距离为定值.
    (1)解 由e=,得c=a,又b2=a2-c2,
    所以b=a,即a=2b.
    由左顶点M(-a,0)到直线+=1,
    即到直线bx+ay-ab=0的距离d=,
    得=,即=,
    把a=2b代入上式,得=,解得b=1.
    所以a=2b=2,c=.
    所以椭圆C的方程为+y2=1.
    (2)证明 设A(x1,y1),B(x2,y2),
    ①当直线AB的斜率不存在时,由椭圆的对称性,
    可知x1=x2,y1=-y2.
    因为以AB为直径的圆经过坐标原点,故·=0,
    即x1x2+y1y2=0,也就是x-y=0,
    又点A在椭圆C上,所以+y=1,
    解得|x1|=|y1|=.
    此时点O到直线AB的距离d1=|x1|=.
    ②当直线AB的斜率存在时,
    设直线AB的方程为y=kx+m,
    与椭圆方程联立有
    消去y,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
    所以x1+x2=-,x1x2=.
    因为以AB为直径的圆过坐标原点O,所以OA⊥OB,
    所以·=x1x2+y1y2=0,
    所以(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,
    所以(1+k2)·-+m2=0,
    整理得5m2=4(k2+1),
    所以点O到直线AB的距离d1==.
    综上所述,点O到直线AB的距离为定值.

    6.已知椭圆C:+=1(a>b>0)经过与两点.

    (1)求椭圆C的方程;
    (2)过原点的直线l与椭圆C交于A,B两点,椭圆C上一点M满足|MA|=|MB|.求证:++为定值.
    (1)解 将与两点代入椭圆C的方程,得解得
    所以椭圆C的方程为+=1.
    (2)证明 由|MA|=|MB|,知M在线段AB的垂直平分线上,由椭圆的对称性知点A,B关于原点对称.
    ①若点A,B是椭圆的短轴顶点,则点M是椭圆的一个长轴顶点,此时
    ++
    =++=2=.
    同理,若点A,B是椭圆的长轴顶点,则点M是椭圆的一个短轴顶点,此时
    ++
    =++=2=.
    ②若点A,B,M不是椭圆的顶点,设直线l的方程为y=kx(k≠0),
    则直线OM的方程为y=-x,
    设A(x1,y1),B(x2,y2),由
    解得x=,y=,
    所以|OA|2=|OB|2=x+y=,
    同理,|OM|2=.
    所以++
    =2×+=.
    综上,++=为定值.

    • 精品推荐
    • 所属专辑

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        即将下载

        2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第九章 平面解析几何高考专题突破五第2课时
        该资料来自成套资源,打包下载更省心 该专辑正在参与特惠活动,低至4折起
        [共10份]
        浏览全套
          立即下载(共1份)
          返回
          顶部
          Baidu
          map