圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型 下载本文

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y?x?b解:(I)由?消去y得:x2?(2b?4)x?b2?0 ?2?y?4x22因直线y?x?b与抛物线y2?4x相切???(2b?4)?4b?0?b?1

x2c22a2?b21222?y?1.(II)当L与xQe??,a?b?c,??,?a?2,故所求椭圆方程为2a2a2212422轴平行时,以AB为直径的圆的方程:x?(y?)?()

331242?2x?(y?)?()?x?0 ?当L与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程:x?y?1,由解得33???y?1?x2?y2?1?即两圆相切于点(0,1)

因此,所求的点T如果存在,只能是(0,1).事实上,点T(0,1)就是所求的点,证明如下。 当直线L垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(0,1)

22若直线L不垂直于x轴,可设直线L:y?kx?1 31?y?kx??3由?消去y得:(18k2?9)x2?12kx?16?0 ?2?x?y2?1??212k?x?x?uuruur122??18k?9记点A(x1,y1)、B(x,y),则 又因为TA?(x1,y1?1),TB?(x2,y2?1), ?22?xx??1612?18k2?9?uuruur44所以TA?TB?x1x2?(y1?1)(y2?1)?x1x2?(kx1?)(kx2?)

33416?16412k16?(1?k2)x1x2?k(x1?x2)??(1?k2)??k???0 223918k?9318k?99∴TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(0,1),故在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件.

◆方法总结:圆过定点问题,可以先取特殊值或者极值,找出这个定点,再证明用直径所对圆周角为直角。

x2y22例题2:如图,已知椭圆C:2?2?1(a?b?0)的离心率是,A1,A2分别是椭圆C的左、右两个

ab2112???2。 顶点,点F是椭圆C的右焦点。点D是x轴上位于A2右侧的一点,且满足

A1DA2DFD(1)求椭圆C的方程以及点D的坐标;

(2)过点D作x轴的垂线n,再作直线l:y?kx?m 与椭圆C有且仅有一个公共点P,直线l交直线n于点 Q。求证:以线段PQ为直径的圆恒过定点,并求出定 点的坐标。 解:(1)A1(?a,0),A2(a,0),F(c,0),设D(x,0), 由

PyQlA1OFA2Dx1111??2, ??2有

x?ax?aA1DA2Dn又FD?1,?x?c?1,?x?c?1,于是

11??2

c?1?ac?1?ac2?c?1?(c?1?a)(c?1?a),又Q??a?2c,

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?c?1?(c?1?2c)(c?1?2c)

x2?c?c?0,又c?0,?c?1,?a?2,b?1,椭圆C:?y2?1,且D(2,0)。

2?y?kx?mx2?22(2)方法1:QQ(2,2k?m),设P(x0,y0),由?x??(kx?m)?1 22??y?1?2?x2?2(kx?m)2?2?(2k2?1)x2?4kmx?2m2?2?0,

2由于??16km?4(2k?1)(2m?2)?0?2k?m?1?0?m?2k?1(*),

22222222?4km?2km由(*)?2km2k而由韦达定理:2x0?, ?x????02222k?12k?1mm2k212k1?y0?kx0?m???m?,?P(?,),

mmmmuuuruuuur设以线段PQ为直径的圆上任意一点M(x,y),由MP?MQ?0有

2k12k12k(x?)(x?2)?(y?)(y?(2k?m))?0?x2?y2?(?2)x?(2k?m?)y?(1?)?0由对

mmmmm称性知定点在x轴上,令y?0,取x?1时满足上式,故过定点K(1,0)。

法2:本题又解:取极值,PQ与AD平行,易得与X轴相交于F(1,0)。接下来用相似证明PF⊥FQ。

设P(x0,y0),易得PQ切线方程为x0x?2y0y?2;易得D(0,1?x0) y0设PH?FD

PH?y0;HF?1?x0;DQ?1?x0;DF?1;y0HFDQ?,固?PHF相似于?FDQ,易得?PFQ?900PHFD问题得证。

x2y22练习:(10广州二模文)已知椭圆C1:2?2?1(a?b?0)的右焦点F2与抛物线C2:y?4x的焦点重

ab5合,椭圆C1与抛物线C2在第一象限的交点为P,|PF2|?.圆C3的圆心T是抛物线C2上的动点,圆C33与y轴交于M,N两点,且|MN|?4. (1)求椭圆C1的方程;

(2)证明:无论点T运动到何处,圆C3恒经过椭圆C1上一定点.

2(1)解法1:∵抛物线C2:y?4x的焦点坐标为(1,0),∴点F2的坐标为(1,0).

∴椭圆C1的左焦点F1的坐标为F1(?1,0),抛物线C2的准线方程为x??1.设点P的坐标为(x1,y1),由

52582,∴x1?1?,解得x1?.由y1?4x1?,且y1?0,

3333x2y22?22?6?. 在椭圆C1:2?2?1(a?b?0)中, 6.∴点P的坐标为?,得y1?ab3?33?抛物线的定义可知PF2?x1?1,∵PF2?2222c?1.2a?|PF1|?|PF2|?(?1)2?(6?0)2?(?1)2?(6?0)2?4

3333x2y222??1. ∴a?2,b?a?c?3.∴椭圆C1的方程为43构思新颖,品质一流,适合各个领域,谢谢采纳

2解法2:∵抛物线C2:y?4x的焦点坐标为(1,0),∴点F2的坐标为(1,0).∴ 抛物线C2的准线方程为

x??1.设点P的坐标为(x1,y1),由抛物线的定义可知PF2?x1?1,

525822∵PF2?,∴x1?1?,解得x1?.由y1?4x1?,且y1?0得y1?6. 33333x2y222∴点P的坐标为(,6).在椭圆C1:2?2?1(a?b?0)中,c?1.

ab33??c?1,?2x2y222??1. 由?a?b?c,解得a?2,b?3.∴椭圆C1的方程为43?424?2?2?1.9b?9a(2)证法1: 设点T的坐标为(x0,y0),圆C3的半径为r,

∵ 圆C3与y轴交于M,N两点,且|MN|?4,∴ |MN|?2r?x0?4.∴r?222∴圆C3的方程为(x?x0)?(y?y0)?4?x0.???

22∵ 点T是抛物线C2:y?4x上的动点,∴ y0?4x0(x0?0).∴x0?2224?x0. 12y0. 412x2y0代入??? 消去x0整理得:(1?)y0?2yy0?(x2?y2?4)?0.????

24?x?1?2?0,??x?2,方程????对任意实数y0恒成立,∴??2y?0, 解得?

y?0.??x2?y2?4?0.??

x2y2??1上,∴无论点T运动到何处,圆C3恒经过椭圆C1上一定点?2,0?. ∵点(2,0)在椭圆C1:43证法2: 设点T的坐标为(x0,y0),圆C3的半径为r,

把x0?22∵ 点T是抛物线C2:y?4x上的动点,∴ y0?4x0(x0?0).

∵ 圆C3与y轴交于M,N两点,且|MN|?4,∴ |MN|?2r?x0?4.∴ r?222∴ 圆C3的方程为(x?x0)?(y?y0)?4?x0.?????

222令x0?0,则y0?4x0?0,得y0?0.此时圆C3的方程为x?y?4.

2224?x0. ?x2?y2?4,?x??2,?222由?x2解得∴圆C3:x?y?4与椭圆C1的两个交点为?2,0?、??2,0?. ?y?1,?y?0.??3?4分别把点?2,0?、??2,0?代入方程?????进行检验,可知点?2,0?恒符合方程?????,点??2,0?不

恒符合方程?????.∴无论点T运动到何处,圆C3恒经过椭圆C1上一定点?2,0?.