20届高考数学一轮复习讲义(提高版) 专题10.11 定值问题(原卷版)
第十一讲 定值问题
一.定值问题,是指虽然圆锥曲线中的某些要素(通常可通过变量进行体现)有所变化,但在变化过程中,某个量的值保持不变即为定值. 二、常见定值问题的处理方法:
(1)确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示
(2)将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.
三、定值问题的处理技巧:
(1)对于较为复杂的问题,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直线等)求出定值,进而给后面一般情况的处理提供一个方向.
(2)在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢
(3)巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算
考向一 特殊探究,一般证明
【例1】过抛物线y =ax 2
(a >0)的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则+等于( ) A .2a B .
C .4a
D .
【举一反三】
1.已知椭圆C :x 2
a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)的离心率e =√2
2
,且椭圆过点(√2,1). (1)求椭圆C 的标准方程.
(2)设直线l 与C 交于M ,N 两点,点D 在C 上,O 是坐标原点,若OM ?????? +ON ?????? =OD ?????? ,判定四边形OMDN 的面积是否为定值?若为定值,求出该定值;如果不是,请说明理由.
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2.已知椭圆E:
x 2a
2+
y 2b 2
=1(a >b >0)的右焦点F 与抛物线y =4x 的焦点重合,且椭圆的离心率为1
2
.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆E 右焦点F 的直线l 与椭圆交于两点A 、B ,在x 轴上是否存在点M ,使得MA ?????? ?MB ?????? 为定值?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.
考向二 直接推理求值
【例2】已知椭圆C :
x 2a
2+
y 2b
2=1(a >b >0)经过点(√3,1
2
),且离心率为
√3
2
. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;
(Ⅱ)已知A (0,b ),B (a ,0),点P 是椭圆C 上位于第三象限的动点,直线AP 、BP 分别将x 轴、y 轴于点M 、N ,求证:|AN|?|BM|为定值.
【举一反三】
1.已知椭圆C1:x 2
a2+y2
b2
=1(a>b>0)的离心率为√6
3
,椭圆C2:x
2
3a2
+y2
3b2
=1(a>b>0)经过点
(√3 2,√3
2
).
(1)求椭圆C1的标准方程;
(2)设点M是椭圆C1上的任意一点,射线MO与椭圆C2交于点N,过点M的直线l与椭圆C1有且只有一个公共点,直线l与椭圆C2交于A,B两个相异点,证明:ΔNAB面积为定值.
2.已知椭圆C:x 2
a2+y2
b2
=1(a>b>0)的离心率为1
2
,A,B分别为椭圆C的左、右顶点,F为椭圆C的
右焦点,过F的直线l与椭圆C交于不同的两点P,Q,当直线l垂直于x轴时,四边形APBQ的面积为6.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若直线l的斜率为k(k≠0),线段PQ的垂直平分线与x轴交于点M,求证:|MF|
|PQ|
为定值.
考向三问题转化
【例3】.已知定点F(1,0),横坐标不小于0的动点在y轴上的射影为H,若|TF|=|TH|+1.
(1)求动点T的轨迹C的方程;
(2)若点P(4,4)不在直l:y=kx+m线上,并且直线l与曲线C相交于A,B两个不同点.问是否存在常数k使得当m的值变化时,直线PA,PB斜率之和是一个定值.若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
【举一反三】
1.在直角坐标系xOy中,抛物线C:x2=6y与直线l:y=kx+3交于M,N两点.
(1)设M,N到y轴的距离分别为d1,d2,证明:d1与d2的乘积为定值.
(2)y轴上是否存在点P,当k变化时,总有∠OPM=∠OPN?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
1.已知抛物线C:x2=2py(p>0),直线l经过抛物线C的焦点,且垂直于抛物线的对称轴,l与抛物线两交点间的距离为4.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知P(2,1),过(?2,0)的直线m与抛物线C相交于A,B两点,设直线PA与PB的斜率分别为k1和k2,求证:k1?k2为定值,并求出定值.
2.已知椭圆C:x 2
a2+y2
b2
=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F,其离心率为1
2
,点P是椭圆C上
任一点,且ΔPF1F2面积的最大值为√3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若斜率不为0的直线与椭圆C相交于M,N两个不同点,且OMPN是平行四边形,证明:四边形OMPN的面积为定值.
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3.已知抛物线的顶点为原点,关于y 轴对称,且过点N(?1,1
2).
(1)求抛物线的方程;
(2)已知C(0,?2),若直线y =kx +2与抛物线交于A ,B 两点,记直线CA ,CB 的斜率分别为k 1,k 2,求证:k 1k 2+k 2为定值.
4.已知在平面直角坐标系中,坐标原点为O ,点A(?3p,0)(p >0),B 、C 两点分别在y 轴和x 轴上运动,并且满足AB ????? ?BQ ????? =0,BC ????? =12CQ ????? ,动点Q 的轨迹为曲线M . (1)求动点Q 的轨迹方程;
(2)作曲线M 的任意一条切线(不含y 轴)l ,直线x =?2p 与切线l 相交于E 点,直线x =2p 与切线l 、x 轴分别相交于F 点与D 点,试探究DE 2?DF 2
OD 2
的值是否为定值,若为定值请求出该定值;若不为定
值请说明理由.
5.已知O 为坐标原点,椭圆C :x 2
a 2+
y 2b 2
=1(a >b >0)的离心率为1
2
,直线l :y =kx +t 交椭圆于A ,
B 两点,OM ?????? =OA ????? +OB ????? ,且点M 在椭圆
C 上,当k =1
2时,t =1. (1)求椭圆方程;
(2)试探究四边形OAMB 的面积是否为定值,若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
6.已知椭圆C:
x 2a
2+
y 2b 2
=1 (a >b >0)的一个焦点与抛物线y 2=4√3x 的焦点重合,且离心率为√3
2
.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)不过原点的直线l 与椭圆C 交于M ,N 两点,若三直线OM 、l 、ON 的斜率与k 1,k ,k 2点成等比数列,求直线l 的斜率及|OM|2+|ON|2的值.
7.已知双曲线的中心在原点,对称轴为坐标轴,一条渐近线方程为y =4
3x ,右焦点F(5,0),双曲
线的实轴为A 1A 2,P 为双曲线上一点(不同于A 1,A 2),直线A 1P ,A 2P 分别与直线l:x =9
5交于M ,N 两点.
(1)求双曲线的方程. (2)证明FM ?????? ?FN ????? 为定值.
8.如图,21,F F 为椭圆)0(1:22
22>>=+b a b y a x C 的左右焦点,E D ,是椭圆的两个顶点,
32||21=F F ,5||=DE ,若点),(00y x M 在椭圆C 上,则点),(
0b
y a x N 称为点M 的一个“椭点”.直线l 与椭圆交于B A ,两点,B A ,两点的“椭点”分别为Q P ,,已知以PQ 为直径的圆经过坐标原点O .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)试探讨AOB
的面积S是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
9.已知椭圆C:x 2
a2+y2
b2
=1(a>b>0)经过点M(0,?1),长轴长是短轴长的2倍.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l经过点N(2,1)且与椭圆C相交于A,B两点(异于点M),记直线MA的斜率为k1,直线MB 的斜率为k2,证明:k1+k2为定值,并求出该定值.
10.已知椭圆C:x 2
a2+y2
b2
=1(a>b>0)离心率等于1
2
,P(2,3)、Q(2,?3)是椭圆上的两点.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)A,B 是椭圆上位于直线PQ 两侧的动点.当A,B 运动时,满足∠APQ =∠BPQ ,试问直线AB 的斜率是否为定值?如果为定值,请求出此定值;如果不是定值,请说明理由.
11.已知椭圆E:x 2
a 2+y 2
b 2=1(a >b >0)过点P (√3,√3
2
),且其中一个焦点的坐标为(1,0), (1)求椭圆E 的方程;
(2)若直线l:x =my +1(m ∈R )与椭圆交于两点A ,B ,在x 轴上是否存在点M ,使得MA ?????? ?MB ?????? 为定值?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.
12.已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为√63,椭圆C 2:x 23a 2+y 2
3b 2=1(a >b >0)经过点
(√32,√32). (1)求椭圆C 1的标准方程;
(2)设点M 是椭圆C 1上的任意一点,射线MO 与椭圆C 2交于点N ,过点M 的直线l 与椭圆C 1有且只有一个公共点,直线l 与椭圆C 2交于A ,B 两个相异点,证明:ΔNAB 面积为定值.
13.已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为√22,椭圆C 截直线y =1所得的线段的长度为2√2. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;
(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于A,B 两点,点D 是椭圆C 上的点,O 是坐标原点,若OA ????? +OB ????? =OD
?????? ,判定四边形OADB 的面积是否为定值?若为定值,求出定值;如果不是,请说明理由.