圓錐曲線中的定值、定點問題
一、常見基本題型:
在幾何問題中,有些幾何量和引數無關,這就構成定值問題,解決這類問題常通過取引數和特殊值來確定「定值」是多少,或者將該問題涉及的幾何式轉化為代數式或三角式,證明該式是恆定的。
(1)直線恆過定點問題
例1. 已知動點在直線上,過點分別作曲線的切線, 切點為、, 求證:直線恆過一定點,並求出該定點的座標;
解:設,
整理得:
同理可得:
,又 ,.
例2、已知點是橢圓上任意一點,直線的方程為, 直線過p點與直線垂直,點m(-1,0)關於直線的對稱點為n,直線pn恆
過一定點g,求點g的座標。
解:直線的方程為,即
設關於直線的對稱點的座標為
則,解得
直線的斜率為
從而直線的方程為:
即從而直線恆過定點
(2)恒為定值問題
例3、已知橢圓兩焦點、在軸上,短軸長為,離心率為,是橢圓在第一象限弧上一點,且,過p作關於直線f1p對稱的兩條直線pa、pb分別交橢
圓於a、b兩點。
(1)求p點座標;
(2)求證直線ab的斜率為定值;
解:(1)設橢圓方程為,由題意可得
,所以橢圓的方程為
則,設則
點在曲線上,則
從而,得,則點的座標為。
(2)由(1)知軸,直線pa、pb斜率互為相反數,
設pb斜率為,則pb的直線方程為:
由得 設則
同理可得,則
所以直線ab的斜率為定值。
例4、已知動直線與橢圓相交於、兩點,已知點
求證:為定值.
解: 將代入中得
所以。二、針對性練習
1. 在平面直角座標系中,已知橢圓.如圖所示,斜率為且不過原點的直線交橢圓於,兩點,線段的中點為, 射線交橢圓於點,交直線於點.
(ⅰ)求的最小值;
(ⅱ)若,求證:直線過定點;
解:(ⅰ)由題意:設直線,
由消y得:,
設a、b,ab的中點e,則由韋達定理得:
=,即,,
所以中點e的座標為,
因為o、e、d三點在同一直線上,
所以,即, 解得,
所以=,當且僅當時取等號, 即的最小值為2.
(ⅱ)證明:由題意知:n>0,因為直線od的方程為,
所以由得交點g的縱座標為,
又因為,,且,所以,
又由(ⅰ)知: ,所以解得,所以直線的方程為,
即有, 令得,y=0,與實數k無關,
所以直線過定點(-1,0).
2. 已知點為曲線上的一點, 若,是否存在垂直軸的直線被以為直徑的圓截得的弦長恆為定值?若存在,求出直線的方程;若不存在, 請說明理由.
解:設的中點為,垂直於軸的直線方程為,
以為直徑的圓交於兩點,的中點為.
所以,令,則對任意滿足條件的,
都有(與無關), 即為定值.
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