专题02 圆锥曲线中的定点问题-2021年高考数学圆锥曲线压轴题专题突破(通用版)(解析版)
专题 2 圆锥曲线中的定点问题
圆锥曲线中定点问题是比较常见出题形式,属于中等难度题目。采取常规平民化解法,计算是暴力美
学范畴。主要的命题方向:直线方程过定点问题(分定点已知和定点未知两类),曲线过定点问题等。
解决这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变
换等寻找不受参数影响的量.
方法 1、直线方程过定点
技巧方法:1)动直线 l过定点问题,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=f
(k),或直接求出 m的值,故而得出动直线过定点. 上述动直线也可设为:x=ty+m.(斜率不为 0)。
2)直接推理、计算,找出参数之间的关系,并在计算过程中消去部分参数,将直线方程化为点斜式方程,
从而得到定点。3)若直线方程含多个参数并给出或能求出参数满足的方程,观察直线方程特征与参数方
程满足的方程的特征,即可找出直线所过顶点坐标,并带入直线方程进行检验.注意到繁难的代数运算是此
类问题的特点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的运用可有效地简化运算.
1)、直线方程过未知定点
1.(2021·广东高三专题练习)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,点 为椭
圆 的左顶点,且 ,椭圆 的离心率为 .(1)求椭圆 的标准方程;(2)若点
, 为椭圆 上异于点 的动点,设直线 , 的斜率分别为 , ,且 ,过原点
作直线 的垂线,垂足为点 .问:是否存在定点 ,使得线段 的长为定值?若存在,求出定
点 的坐标及线段 的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2)存在定点 , 的坐标为 ,线段 的长为 .
【分析】(1)根据 ,由 求得 c,再利用离心率为 求解;
(2)设直线 的方程为 ,与椭圆方程联立,由 ,求得 m,n的关系,代入
直线方程,求得定点 F,再根据 ,由点 为线段 的中点时,线段 的长为定值求解.
1
【详解】(1)设 , ,因为 ,
所以 ,所以 ,
又椭圆 的离心率为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以椭圆 的标准方程为 .
(2)由(1)可知点 的坐标为 ,设直线 的方程为 , ,
,
将 代入 ,消去 可得 ,
则 , , ,
由 ,可得 ,即 ,
即 ,化简可得 ,
所以 ,所以 (舍去)或 ,
所以直线 的方程为 ,即 ,
当 时, ,所以直线 过定点 .
因为 ,所以点 在以 为直径的圆上,
所以当点 为线段 的中点时,线段 的长为定值,此时点 的坐标为 ,线段 的长为 .
【点睛】 (1)求定值问题常见的方法有两种:①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.②直
接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.(2)定点问题的常见解法:①假设定点坐
标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标
2
的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;②从特殊位置入手,找出定点,再证明该点适合题
意.
2.(2021·四川高三三模)已知动圆 过定点 ,且在 轴上截得弦 的长为 .
(1)求动圆圆心 的轨迹 的方程;(2)若 在轨迹 上,过点 作轨迹 的弦 , ,
若 ,证明:直线 过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1) ;(2)证明见解析,直线 过定点 .
【分析】(1)设动圆圆心 ,当 不在 轴上时,轨迹方程为 ;当 在 轴上时,
与原点 重合,即得轨迹方程;(2)设直线 的方程为 , , .联立
直线和抛物线的方程得到韦达定理,由 得 ,即得直线 过定点 .
【详解】解:(1)设动圆圆心 ,由题可知 ,
当 不在 轴上时,过 作 交 于 ,则 是 的中点.
所以 ,化简得
当 在 轴上时,动圆 过定点 ,且在 轴上截得弦 的长为 ,所以 与原点 重合,即
点 也满足方程 ,综上,动圆圆心 的轨迹 的方程为
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