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高考數學精品復習資料
2019.5
第6講 圓錐曲線中的定點、定值問題
例7 已知橢圓E的中心在原點,焦點在x軸上,橢圓上的點到焦點的距離的最小值為-1,離心率為e=.
(1)求橢圓E的方程;
(2)過點(1,0)作直線l交E于P、Q兩點,試問:在x軸上是否存在一個定點M,使·為定值?若存在,求出這個定點M的坐標;若不存在,請說明理由.
審題破題 (1)利用待定系數法求E的方程;(2)探求定點可以先根據特殊情況找出點,再對一般情況進行證明.
解 (1)設橢圓E的方程為+=1(a>b>0),
2、由已知得解得
所以b2=a2-c2=1.所以橢圓E的方程為+y2=1.
(2)假設存在符合條件的點M(m,0),
設P(x1,y1),Q(x2,y2),
則=(x1-m,y1),=(x2-m,y2),·=(x1-m)(x2-m)+y1y2=x1x2-m(x1+x2)+m2+y1y2.
①當直線l的斜率存在時,設直線l的方程為y=k(x-1),
由得x2+2k2(x-1)2-2=0,
即(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
則x1+x2=,x1x2=,
y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=k2x1x2-(x1+x2)+1]
=-,
所以·=
3、-m·+m2-
=.
因為對于任意的k值,·為定值,
所以2m2-4m+1=2(m2-2),得m=.
所以M,此時,·=-.
②當直線l的斜率不存在時,直線l的方程為x=1,
則x1+x2=2,x1x2=1,y1y2=-,
由m=,得·=-.
綜上,符合條件的點M存在,且坐標為.
構建答題模板
第一步:引進參數.從目標對應的關系式出發(fā),引進相關參數.一般地,引進的參數是直線的夾角、直線的斜率或直線的截距等;
第二步:列出關系式.根據題設條件,表達出對應的動態(tài)直線或曲線方程;
第三步:探求直線過定點.若是動態(tài)的直線方程,將動態(tài)的直線
4、方程轉化成y-y0=k(x-x0)的形式,則k∈R時直線恒過定點(x0,y0);若是動態(tài)的曲線方程,將動態(tài)的曲線方程轉化成f(x,y)+λg(x,y)=0的形式,則λ∈R時曲線恒過的定點即是f(x,y)=0與g(x,y)=0的交點;,第四步:下結論;
第五步:回顧反思.在解決圓錐曲線問題中的定點、定值問題時,引進參數的目的是以這個參數為中介,通過證明目標關系式與參數無關,達到解決問題的目的.
對點訓練7 已知拋物線y2=4x的焦點為F,直線l過點M(4,0).
(1)若點F到直線l的距離為,求直線l的斜率;
(2)設A,B為拋物線上的兩點,且直線AB不與x軸垂直,若線段AB的垂直平分線
5、恰過點M,求證:線段AB中點的橫坐標為定值.
(1)解 由已知得直線l的斜率存在,設直線l的方程為y=k(x-4),由題意知拋物線的焦點坐標為(1,0),
因為點F到直線l的距離為,所以=,
解得k=±,所以直線l的斜率為±.
(2)證明 設線段AB中點的坐標為N(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),因為直線AB不與x軸垂直,所以AB斜率存在,
所以直線MN的斜率為,直線AB的斜率為,
直線AB的方程為y-y0=(x-x0),
聯立方程得
消去x,得y2-y0y+y+x0(x0-4)=0,
所以y1+y2=,
因為N為線段AB的中點,所以=y(tǒng)0,
即=y(tǒng)0,
所以x0=2.即線段AB中點的橫坐標為定值2.