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2019版二轮复习数学(理)全国版专题五 第四讲 大题考法——圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题

来源:榕意旅游网
第四讲 大题考法——圆锥曲线中的定点、定值、存在性问题

题型(一) 定 点 问 题

[典例感悟]

x2y2

[典例] (2017·全国卷Ⅰ)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),

abP3-1,

主要考查直线、曲线过定点或两条直线的交点在定曲线上. 

33

,P41,中恰有三点在椭圆C上. 22

(1)求C的方程;

(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:l过定点. [审题定向] (一)定知识 主要考查椭圆的标准方程、直线与椭圆位置关系中的定点问题. (二)定能力 1.考查数学运算:方程组和方程的求解. 2.考查直观想象:直线与椭圆的位置关系、点与椭圆的位置关系. (三)定思路 第(1)问利用对称性、待定系数法求解: 根据椭圆的对称性及标准方程判断,点P1不在椭圆上,点P2,P3,P4三点在椭圆上,代入椭圆方程列方程组求解; 第(2)问利用设而不求法及直线系思想证明过定点: 设直线l的方程,分析直线l与x轴的位置关系,联立直线l与椭圆C的方程,用根与系数的关系得到直线l斜率与截距的关系,由方程恒成立得定点. [解] (1)由于P3,P4两点关于y轴对称, 故由题设知椭圆C经过P3,P4两点. 1113

又由2+2>2+2知,椭圆C不经过点P1,

aba4b

所以点P2在椭圆C上.

因此13

+a4b=1,

221

=1,b2

2a=4,解得

2

b=1.

x22

故椭圆C的方程为+y=1.

4

(2)证明:设直线P2A与直线P2B的斜率分别为k1,k2.

4-t2

如果l与x轴垂直,设l:x=t,由题设知t≠0,且|t|<2,可得A,B的坐标分别为t,,

24-t2

t,-.

2

则由k1+k2=4-t2-2

-2t

4-t2+2

=-1,得t=2,不符合题设. 2t

从而可设l:y=kx+m(m≠1). x22

将y=kx+m代入+y=1得

4(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0. 由题设可知Δ=16(4k2-m2+1)>0. 设A(x1,y1),B(x2,y2),

4m2-48km

则x1+x2=-2,x1x2=2. 4k+14k+1y1-1y2-1

而k1+k2=+ x1x2kx1+m-1kx2+m-1

=+

x1x22kx1x2+m-1x1+x2=. x1x2由题设k1+k2=-1,

故(2k+1)x1x2+(m-1)(x1+x2)=0. 4m2-4-8km

即(2k+1)·2+(m-1)·2=0.

4k+14k+1

m+1

解得k=-. 2

m+1m+1

当且仅当m>-1时,Δ>0,于是l:y=-x+m,即y+1=-(x-2),所以l

22过定点(2,-1).

[类题通法]

动线过定点问题的2大类型及解法

类型 动直线l过定点问题 =mk+n,得y-n=k(x+m),故动直线过定点(-m,n) 动曲线C过定点问题 [对点训练]

x22

(2017·全国卷Ⅱ)设O为坐标原点,动点M在椭圆C:+y=1上,过M作x轴的垂

2―→―→

线,垂足为N,点P满足NP=2 NM.

(1)求点P的轨迹方程;

―→―→

(2)设点Q在直线x=-3上,且OP·PQ=1.证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.

解:(1)设P(x,y),M(x0,y0),

―→―→

则N(x0,0),NP=(x-x0,y),NM=(0,y0). 2―→―→

由NP=2 NM,得x0=x,y0=y.

2x2y2

因为M(x0,y0)在椭圆C上,所以+=1.

22因此点P的轨迹方程为x2+y2=2. (2)证明:由题意知F(-1,0). 设Q(-3,t),P(m,n),

―→―→

则OQ=(-3,t),PF=(-1-m,-n),

引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点 解法 设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t―→―→

OQ·PF=3+3m-tn,

―→―→

OP=(m,n),PQ=(-3-m,t-n). ―→―→由OP·PQ=1,得-3m-m2+tn-n2=1, 又由(1)知m2+n2=2, 故3+3m-tn=0.

―→―→―→―→所以OQ·PF=0,即OQ⊥PF. 又过点P存在唯一直线垂直于OQ,

所以过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.

主要以直线与圆锥曲线的位置关系为题型(二) 定 值 问 题 背景,考查转化与化归思想和对定值问题的处理能力,常涉及式子、面积的定值问题. [典例感悟] x2y2

[典例] (2016·北京高考)已知椭圆C:2+2=1过A(2,0),B(0,1)两点.

ab(1)求椭圆C的方程及离心率;

(2)设P为第三象限内一点且在椭圆C上,直线PA与y轴交于点M,直线PB与x轴交于点N,求证:四边形ABNM的面积为定值.

[审题定向] (一)定知识 主要考查椭圆的标准方程、离心率、四边形的面积、直线与椭圆位置关系中的定值问题. (二)定能力 1.考查逻辑推理:欲求椭圆的方程、离心率,需求a、b;欲证四边形ABNM的面积为定值,需证其面积的表达式与参数无关. 2.考查数学运算:离心率的求解;列直线方程,|AN|,|BM|的表示,面积表达式的化简. (三)定思路 第(1)问利用待定系数法求方程,离心率定义求离心率: c利用方程思想求得字母a,b的值,利用椭圆离心率的定义e=求得离心率; a第(2)问设而不求,整体消参法求证: 设出点P的坐标,并建立坐标之间的关系,表示出四边形的面积,整体运算消去参数可得定值. [解] (1)由题意得a=2,b=1, x22

所以椭圆C的方程为+y=1.

4

c3

又c=a2-b2=3,所以离心率e==. a2

2

(2)证明:设P(x0,y0)(x0<0,y0<0),则x20+4y0=4.

又A(2,0),B(0,1),

y0所以直线PA的方程为y=(x-2).

x0-22y0令x=0,得yM=-,

x0-22y0从而|BM|=1-yM=1+.

x0-2y0-1

直线PB的方程为y=x+1.

x0x0令y=0,得xN=-,

y0-1x0

从而|AN|=2-xN=2+.

y0-1

1

所以四边形ABNM的面积S=|AN|·|BM|

2x02y01

=2+y-11+x-2 200

2x0+4y20+4x0y0-4x0-8y0+4= 2x0y0-x0-2y0+2

2x0y0-2x0-4y0+4

=2.

x0y0-x0-2y0+2

从而四边形ABNM的面积为定值.

[类题通法]

求解定值问题的2大途径

首先由特例得出一个值(此值一般就是定值)然后证明定值:即将问题转化为证明途径一 待证式与参数(某些变量)无关 途径二 [对点训练]

(2019届高三·益阳、湘潭联考)已知动圆P经过点N(1,0),并且与圆M:(x+1)2+y2=16相切.

(1)求点P的轨迹C的方程;

(2)设G(m,0)为轨迹C内的一个动点,过点G且斜率为k的直线l交轨迹C于A,B两点,当k为何值时,ω=|GA|2+|GB|2是与m无关的定值?并求出该定值.

解:(1)由题意得|PM|+|PN|=4,

∴点P的轨迹C是以M,N为焦点的椭圆, ∴2a=4,2c=2, ∴b=

a2-c2=3,

先将式子用动点坐标或动线中的参数表示,再利用其满足的约束条件使其绝对值相等的正负项抵消或分子、分母约分得定值 x2y2

∴椭圆的方程为+=1.

43

x2y2

即点P的轨迹C的方程为+=1.

43(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),

由题意知-2y=kx-m,由x2y2得(3+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-12=0, 4+3=1,

4m2k2-128mk2

∴x1+x2=2,x1x2=,

4k+34k2+3

6mk

∴y1+y2=k(x1-m)+k(x2-m)=k(x1+x2)-2km=-2,

4k+3y1y2=k2(x1-m)(x2-m)

223km-4

=k2x1x2-k2m(x1+x2)+k2m2=, 2

4k+3

∴|GA|2+|GB|2

22

=(x1-m)2+y21+(x2-m)+y2

=(x1+x2)2-2x1x2-2m(x1+x2)+2m2+(y1+y2)2-2y1y2 -6m24k2-3+243+4k2=(k+1). 4k2+32

2

要使ω=|GA|2+|GB|2的值与m无关,需使4k2-3=0, 3

解得k=±,此时ω=|GA|2+|GB|2=7.

2

题型(三) 存 在 性 问 题 主要以直线与圆锥曲线的位置关系为背景,考查学生分析问题和解决问题的能力.

[典例感悟]

[典例] (2016·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连接ON并延长交C于点H.

(1)求

|OH|

; |ON|

(2)除H以外,直线MH与C是否有其他公共点?说明理由.

[审题定向] (一)定知识 主要考查直线的方程,抛物线方程、直线与抛物线的位置关系. (二)定能力 1.考查直观想象:点与点的对称关系,直线与抛物线的位置关系. 2.考查数学运算:对称点的求解,方程根的求解. (三)定思路 第(1)问利用坐标关系求解: 先求出N,H的坐标,再求|OH|; |ON|第(2)问利用方程思想求解: 将直线MH的方程与抛物线C的方程联立,根据方程的解的个数进行判断. t[解] (1)如图,由已知得M(0,t),P2p,t. t又N为M关于点P的对称点,故Np,t, p

故直线ON的方程为y=x,

t

将其代入y2=2px整理得px2-2t2x=0, 2t2t2

,2t. 解得x1=0,x2=.因此Hpp|OH|

所以N为OH的中点,即=2.

|ON|

(2)直线MH与C除H以外没有其他公共点. 理由如下:

p

直线MH的方程为y-t=x,

2t2t

即x=(y-t).

p

代入y2=2px得y2-4ty+4t2=0, 解得y1=y2=2t,

即直线MH与C只有一个公共点,

2

22

所以除H以外,直线MH与C没有其他公共点.

[类题通法]

求解存在性问题的思路及策略 思路 先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确,则存在;若结论不正确,则不存在 ①当条件和结论不唯一时要分类讨论; ②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件 策略 [对点训练]

x2y2

(2018·南宁、柳州联考)如图,椭圆C:2+2=1(a>b>0)经过

ab31

1,,离心率e=,直线l的方程为x=4. 点P22

(1)求椭圆C的方程;

(2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线l相交于点M,记直线PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3.问:是否存在常数λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.

319

1,在椭圆C上得,2+2=1,① 解:(1)由P2a4bc1

由e==知a=2c,则b2=3c2,②

a2②代入①,解得c2=1,a2=4,b2=3. x2y2

故椭圆C的方程为+=1.

43(2)由题意可设直线AB的斜率为k, 则直线AB的方程为y=k(x-1),③

代入椭圆方程,并整理,得(4k2+3)x2-8k2x+4(k2-3)=0,显然Δ>0恒成立, 设A(x1,y1),B(x2,y2),且x1≠x2≠1,则有 4k2-38k2

x1+x2=2,x1x2=2,④

4k+34k+3

在方程③中令x=4得,点M的坐标为(4,3k).

333y1-y2-3k-

2221

从而k1=,k2=,k3==k-.

2x1-1x2-14-1

y1y2因为A,F,B三点共线,所以有k=kAF=kBF,即有==k,

x1-1x2-1

33y1-y2-x1+x2-222y1y231+13

所以k1+k2=+=+-,=2k-2·x1-1x2-1x1-1x2-12x1-1x2-1x1x2-x1+x2+1⑤

8k2

-24k2+3

3

将④代入⑤得k1+k2=2k-·2=2k-1,

24k-32

8k-+1

4k2+34k2+31

又k3=k-,

2所以k1+k2=2k3.

故存在常数λ=2符合题意.

[解题通法点拨] 解析几何问题重在 “设”——设点、设线

[循流程思维——入题快]

解析几何部分知识点多,运算量大,能力要求高,综合性强,在高考试题中大都是在压轴题的位置出现,是考生“未考先怕”的题型之一,不是怕解题无思路,而是怕解题过程中繁杂的运算.因此,在遵循“设——列——解”程序化运算的基础上,应突出解析几何“设”的重要性,以克服平时重思路方法、轻运算技巧的顽疾,突破如何避繁就简这一瓶颈.

[按流程解题——快又准]

[典例] (2016·全国卷Ⅲ)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点.

(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明AR∥FQ;

(2)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程. [解题示范]

1

由题设F2,0. 设l1:y=a,l2:y=b, 则ab≠0, 22

ab11a+b

,a,B,b,P-,a,Q-,b,R-1,且A. 222222

记过A,B两点的直线为l, 则l的方程为2x-(a+b)y+ab=0.

(1)证明:由于F在线段AB上,故1+ab=0. 设AR的斜率为k1,FQ的斜率为k2,则 a-ba-b1-abb-0

k1=====-b==k2. 22aa111+aa-ab--

22所以AR∥FQ.

(2)设l与x轴的交点为 D(x1,0), 1

则S△ABF=|b-a||DF|

2

|a-b|11

x1-,S△PQF==|b-a|. 2221|a-b|1

x1-=由题设可得2×|b-a|, 222

所以x1=0(舍去),x1=1. 设满足条件的AB的中点 为E(x,y). 当AB与x轴不垂直时, 2

由kAB=kDE可得

a+b=

y

(x≠1). x-1

a+b而=y,所以y2=x-1(x≠1).

2

当AB与x轴垂直时,E与D重合,此时E(1,0)满足方程y2=x-1. 所以所求轨迹方程为y2=x-1.

[思维升华] 解决解析几何问题的关键在于:通观全局,局部入手,整体思维.反映在解题上,就是把曲线的几何特征准确地转换为代数形式,根据方程画出图形,研究几何性质.

[应用体验]

x2y22

已知椭圆E:2+2=1(a>b>0)经过点(22,2),且离心率为,F1,F2是椭圆E的左、

ab2右焦点.

(1)求椭圆E的方程;

(2)若A,B是椭圆E上关于y轴对称的两点(A,B不是长轴的端点),点P是椭圆E上异于A,B的一点,且直线PA,PB分别交y轴于点M,N,求证:直线MF1与直线NF2的交点G在定圆上.

解:(1)由题意知c=2,a2a=b+c,

2

2

2

84

+=1,a2b2

a=4,

解得b=22,

c=22,

x2y2

故椭圆E的方程为+=1.

168

(2)证明:设B(x0,y0),P(x1,y1),则A(-x0,y0). y1-y0

直线PA的方程为y-y1=(x-x1),

x1+x0x1y0+x0y1

令x=0,得y=,

x1+x0

x1y0+x0y1故M0,.

x+x10x1y0-x0y1

同理可得N0,.

x-x10

x1y0+x0y1―→

所以F1M=22,,

x+x10x1y0-x0y1―→

F2N=-22,,

x-x10

222

x1y0+x0y1x1y0-x0y1x21y0-x0y1―→―→

所以F1M·F2N=22,·-22,=-8+22 x+xx-xx1-x01010

=-8+

x21×8

1-x0-x21-x1×80

16162

x21-x0

22

=-8+8=0,

所以F1M⊥F2N,所以直线MF1与直线NF2的交点G在以F1F2为直径的圆上.

[课时跟踪检测] A卷——大题保分练

x2y2

1.(2018·成都模拟)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的右焦点F(3,0),长半轴长与短

ab半轴长的比值为2.

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)设不经过点B(0,1)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,若点B在以线段MN为直径的圆上,证明直线l过定点,并求出该定点的坐标.

a

解:(1)由题意得,c=3,=2,a2=b2+c2,

b∴a=2,b=1,

x22

∴椭圆C的标准方程为+y=1.

4

(2)证明:当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=kx+m(m≠1),M(x1,y1),N(x2,y2).

y=kx+m,由消去y可得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0.

22x+4y=4,

4m2-4∴Δ=16(4k+1-m)>0,x1+x2=2,x1x2=2.

4k+14k+1

2

2

-8km

―→―→

∵点B在以线段MN为直径的圆上,∴BM·BN=0.

―→―→

∵BM·BN=(x1,kx1+m-1)·(x2,kx2+m-1)=(k2+1)x1x2+k(m-1)(x1+x2)+(m-1)2

=0,

2

4m-4-8km2

∴(k+1)2+k(m-1)2+(m-1)2=0,

4k+14k+1

整理,得5m2-2m-3=0, 3

解得m=-或m=1(舍去).

53

∴直线l的方程为y=kx-. 5

易知当直线l的斜率不存在时,不符合题意. 30,-. 故直线l过定点,且该定点的坐标为5

2.(2018·全国卷Ⅱ)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.

(1)求l的方程;

(2)求过点A,B且与C的准线相切的圆的方程. 解:(1)由题意得F(1,0),l的方程为y=k(x-1)(k>0). 设A(x1,y1),B(x2,y2),

y=kx-1,

由2得k2x2-(2k2+4)x+k2=0. y=4x

2

2k+42

Δ=16k+16>0,故x1+x2=2.

k

4k2+4

所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=2.

k4k2+4

由题设知2=8,解得k=1或k=-1(舍去).

k因此l的方程为y=x-1.

(2)由(1)得AB的中点坐标为(3,2),

所以AB的垂直平分线方程为y-2=-(x-3), 即y=-x+5.

设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),

y=-x+5,则y-x+1

x+1=2+16.

0

0

0

2

0

0

2

x0=3,x0=11,解得或

y0=2y0=-6.

因此所求圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144. x2y2

3.(2018·贵阳模拟)如图,椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左顶点与

ab上顶点分别为A,B,右焦点为F,点P在椭圆C上,且PF⊥x轴,若AB∥OP,且|AB|=23.

(1)求椭圆C的方程;

(2)已知Q是C上不同于长轴端点的任意一点,在x轴上是否存在一点D,使得直线QA1

与QD的斜率乘积恒为-,若存在,求出点D的坐标,若不存在,说明理由.

2

解:(1)由题意得A(-a,0),B(0,b),可设P(c,t)(t>0),

2bc2t2b2∴2+2=1,得t=,即Pc,a, aba

b2

ba

由AB∥OP得=,即b=c,∴a2=b2+c2=2b2,①

ac又|AB|=23,∴a2+b2=12,②

x2y2

由①②得a=8,b=4,∴椭圆C的方程为+=1.

84

2

2

1

(2)假设存在D(m,0),使得直线QA与QD的斜率乘积恒为-,设Q(x0,y0)(y0≠0),则

2

2

x2y00+=1,③ 84

1

∵kQA·kQD=-,A(-22,0),

2y0y01∴·=-(x0≠m),④

2x0+22x0-m

由③④得(m-22)x0+22m-8=0,

m-22=0,

即解得m=22, 22m-8=0,

1∴存在点D(22,0),使得kQA·kQD=-.

2

x2y25

4.(2018·昆明模拟)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的焦距为4,P2,是椭圆C上的

ab5点.

(1)求椭圆C的方程;

―→―→―→

(2)O为坐标原点,A,B是椭圆C上不关于坐标轴对称的两点,设OD=OA+OB,证明:直线AB的斜率与OD的斜率的乘积为定值.

解:(1)由题意知2c=4,即c=2, x2y2

则椭圆C的方程为2+2=1,

aa-4因为点P2,

5

在椭圆C上, 5

4116所以2+2=1,解得a2=5或a2=(舍去),

a5a-45x22

所以椭圆C的方程为+y=1.

5

―→―→―→

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2且x1+x2≠0,由OA+OB=OD,得D(x1+x2,y1

+y2),

所以直线AB的斜率kAB=

y1-y2

y1+y2

,直线OD的斜率kOD=, x1-x2x1+x2

由x

5+y=1,

2222

2x1

+y21=1,5

1

得(x1+x2)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0, 5

y1+y2y1-y211

·=-,所以kAB·kOD=-.

55x1+x2x1-x2

1

故直线AB的斜率与OD的斜率的乘积为定值-.

5

B卷——深化提能练

1.(2018·安徽江南十校联考)在平面直角坐标系中,直线2x-y+m=0不过原点,且y2x2

与椭圆+=1有两个不同的公共点A,B.

42

(1)求实数m的取值所组成的集合M;

(2)是否存在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补?若存在,求出所有定点P的坐标;若不存在,请说明理由.

y2x2

解:(1)因为直线2x-y+m=0不过原点,所以m≠0.将2x-y+m=0与+=1联

42立,消去y,得4x2+22mx+m2-4=0.

因为直线与椭圆有两个不同的公共点A,B,所以Δ=8m2-16(m2-4)>0,所以-22(2)假设存在定点P(x0,y0)使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,即kPA

+kPB=0.

令A(x1,2x1+m),B(x2,2x2+m),则

2x1+m-y02x2+m-y0

+=0,

x1-x0x2-x0

整理得22x1x2+(m-2x0-y0)(x1+x2)+2x0(y0-m)=0.(*)

m2-42m2

由(1)知x1+x2=-,x1x2=,代入(*)式化简得y0-x0m+2(x0y0-2)=0,

24222y0-x0=0,

则x0y0-2=0,

x0=1,x0=-1,

解得或所以定点P的坐标为(1,2)或(-1,

y0=2y0=-2,

-2).经检验,此两点均满足题意.

故存在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,且定点P的坐标为

(1,2)或(-1,-2).

x2y2

2.(2019届高三·西安八校联考)已知直线l:x=my+1过椭圆C:2+2=1(a>b>0)的右

ab焦点F,抛物线x2=43y的焦点为椭圆C的上顶点,且l交椭圆C于A,B两点,点A,F,B在直线x=4上的射影依次为D,K,E.

(1)求椭圆C的方程;

―→―→―→―→

(2)若直线l交y轴于点M,且MA=λ1AF,MB=λ2BF,当m变化时,证明:λ1+λ2

为定值;

(3)当m变化时,直线AE与BD是否相交于定点?若是,请求出定点的坐标,并给予证明;否则,说明理由.

解:(1)∵直线x=my+1过椭圆的右焦点, ∴右焦点F(1,0),c=1,即c2=1.

∵x2=43y的焦点(0,3)为椭圆C的上顶点, ∴b=3,即b2=3,a2=b2+c2=4, x2y2

∴椭圆C的方程为+=1.

43

x=my+1,

(2)由题意知m≠0,由

22

3x+4y-12=0,

得(3m2+4)y2+6my-9=0.显然Δ>0恒成立,

6m9

设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-2,y1y2=-2. 3m+43m+41―→―→―→―→

0,-, ∵MA=λ1AF,MB=λ2BF,Mm

111

x1,y1+=λ1(1-x1,-y1),x2,y2+=λ2(1-x2,-y2),∴λ1=-1-,λ2=∴mmmy1

1

-1-,

my2

y1+y26m9m8

∴λ1+λ2=-2-=-2-2÷2=-.

my1y233m+43m+48

综上所述,当m变化时,λ1+λ2为定值-. 3

5

(3)当m=0时,直线l⊥x轴,则四边形ABED为矩形,易知AE与BD相交于点N2,0,

5

则若当m变化时,直线AE与BD相交于定点,则定点必为N2,0,证明如下:

3―→5―→3

-x1,-y1=-my1,-y1,易知E(4,y2),则NE=,y2. AN=2223333-6m-9-my∵2-m3m2+4=0, 1y2-(-y1)=(y1+y2)-my1y2=2223m2+4―→―→

∴AN∥NE,即A,N,E三点共线. 同理可得B,N,D三点共线.

5

则猜想成立,故当m变化时,直线AE与BD相交于定点N2,0.

x2y23.(2018·贵州六校联考)已知点M是椭圆C:2+2=1(a>b>0)上一点,F1,F2分别为

ab43

C的左、右焦点,|F1F2|=4,∠F1MF2=60°,△F1MF2的面积为. 3

(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.

14316

解:(1)在△F1MF2中,由|MF1||MF2|sin 60°=,得|MF1||MF2|=.

233

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°),

从而2a=|MF1|+|MF2|=42, 即a=22,从而b=2, x2y2

故椭圆C的方程为+=1.

84

(2)当直线l的斜率存在时,设其方程为y+2=k(x+1), xy8+4=1,由得(1+2k2)x2+4k(k-2)x+2k2-8k=0. y+2=kx+14kk-22k2-8k设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-,x1x2=. 1+2k21+2k2y1-2y2-2

从而k1+k2=+

x1x2

2

2

2kx1x2+k-4x1+x2=

x1x24kk-2

=2k-(k-4)2=4.

2k-8k

当直线l的斜率不存在时,可取A-1,

1414,B-1,-,得k1+k2=4. 22

综上,恒有k1+k2=4.

1

4.(2019届高三·湘东五校联考)已知椭圆C的中心在原点,离心率等于,它的一个短

2轴端点恰好是抛物线x2=83y的焦点.

(1)求椭圆C的方程;

(2)如图,已知P(2,3),Q(2,-3)是椭圆上的两点,A,B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点.

1

①若直线AB的斜率为,求四边形APBQ面积的最大值;

2

②当A,B运动时,满足∠APQ=∠BPQ,试问直线AB的斜率是否为定值?请说明理由.

x2y2

解:(1)设椭圆C的方程为2+2=1(a>b>0),

abc1

则b=23.由=,a2=c2+b2,得a=4,

a2x2y2

∴椭圆C的方程为+=1.

1612(2)设A(x1,y1),B(x2,y2). 1

①设直线AB的方程为y=x+t,

2x2y2

代入+=1,得x2+tx+t2-12=0,

1612由Δ>0,解得-4由一元二次方程根与系数的关系得x1+x2=-t,x1x2=t2-12, ∴|x1-x2|=

x1+x22-4x1x2=t2-4t2-12=48-3t2.

1

∴四边形APBQ的面积S=×6×|x1-x2|=3

2∴当t=0时,S取得最大值,且Smax=123. 48-3t2.

②若∠APQ=∠BPQ,则直线PA,PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,则直线PB的斜率为-k,直线PA的方程为y-3=k(x-2),

y-3=kx-2,由x2y2 16+12=1,

得(3+4k2)x2+8(3-2k)kx+4(3-2k)2-48=0, 82k-3k∴x1+2=,

3+4k2

-8k-2k-38k2k+3

将k换成-k可得x2+2==,

3+4k23+4k216k2-12-48k

∴x1+x2=,x1-x2=,

3+4k23+4k2

y1-y2kx1-2+3+kx2-2-3kx1+x2-4k1

∴kAB====,

2x1-x2x1-x2x1-x21

∴直线AB的斜率为定值.

2

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