高考数学定点问题专项练习讲解

高考数学定点问题专项练习讲解
一、解答题
1.设椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>经过点⎛  ⎝⎭,且离心率等于2. (1)求椭圆C 的方程
(2)过点()2,0P 作直线,PA PB 交椭圆于,A B 两点,且满足PA PB ⊥,试判断直线AB 是否过定点,若过定点求出点坐标,若不过定点请说明理由.
【答案】(Ⅰ)22142
x y +=;(Ⅱ)
【解析】
试题分析:(1)将点⎛  ⎝⎭
psho
代入椭圆标准方程,结合222,c e c a b a ==+列方程组,解这个方程组求得22
梭式止回阀
4,2a b ==,椭圆方程为22
142x y +=;(2)设直线AB 的方程为y kx m =+,联立椭圆方程,写出韦达定理,利用0PA PB ⋅=,解得22,33m k y k x ⎛⎫=−
=− ⎪⎝⎭,此直线过定点2,03⎛⎫ ⎪⎝⎭
. 试题解析: (1)22直流调压器
142
x y += (2)设直线AB 的方程为y kx m =+,联立椭圆方程得
()2222
12122424124240,,1212km m k x kmx m x x x x k k −+++−=+=−=++, ,
由()()()()1212220x x kx m kx m −−+++=得224830k km m ++=,
2m k =−(舍去),22,33m k y k x ⎛⎫=−=− ⎪⎝⎭,所以过定点2,03⎛⎫ ⎪⎝⎭
.........................12分 考点:直线与圆锥曲线位置关系.
【方法点晴】本题主要考查直线和圆锥曲线的位置关系,考查利用向量作为工具解题的方法.第一问求椭圆
的标准方程,除了222a b c +这一条件,题目还给了椭圆上的一点和椭圆的离心率,根据这三个条件列方程组,解这个方程组求得椭圆的方程.第二问建立的两条直线是垂直的,所以考虑转化为两个向量的数量积等于零来求解.
2.已知椭圆22
22:1(0)x y C a b a b
+=>>的离心率为12,M 是椭圆C 的上顶点,1F ,F2是椭圆C 的焦点,12MF F ∆的周长是6.
(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;
(Ⅱ)过动点P (1,t )作直线交椭圆C 于A ,B 两点,且|PA|=|PB|,过P 作直线l ,使l 与直线AB 垂直,证明:直线l 恒过定点,并求此定点的坐标.
【答案】(Ⅰ)22
143
x y +=;(Ⅱ)详见解析. 【分析】
(Ⅰ)由题得到关于a,b,c 的方程组,解方程组即得椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)当直线AB 斜率存在,设AB 的直线方程为()1y t k x −=−,进一步求出直线的方程为114y x k ⎛⎫=−− ⎪⎝⎭
, 所以直线l 恒过定点1,04⎛⎫ ⎪⎝⎭玻璃模具设计
.当直线AB 斜率不存在时,直线AB 的方程为1x =,此时直线l 为x 轴,也过1,04⎛⎫ ⎪⎝⎭.综上所述直线l 恒过点1,04⎛⎫ ⎪⎝⎭
. 【详解】
解:(Ⅰ)由于M 是椭圆C 的上顶点,由题意得226a c +=, 又椭圆离心率为12,即12
c a =, 解得2a =,1c =,
又2223b a c =−=,
所以椭圆C 的标准方程22
143
x y +=. (Ⅱ)当直线AB 斜率存在,设AB 的直线方程为()1y t k x −=−,
联立()
2234121x y y t k x ⎧+=⎪⎨−=−⎪⎩,得 ()()()2
223484120k x k t k x t k ++−+−−=, 由题意,>0∆,
设()()1122,,,A x y B x y ,
则()
122834−+=−+k t k x x k , 因为PA PB =,所以P 是AB 的中点. 即1212
x x +=,得()28234−−=+k t k k , 340kt +=  ①
又l AB ⊥,l 的斜率为1k
−, 直线l 的方程为()11y t x k
−=−−  ② 把①代入②可得:114y x k ⎛⎫=−− ⎪⎝⎭
所以直线l 恒过定点1,04⎛⎫ ⎪⎝⎭
. 当直线AB 斜率不存在时,直线AB 的方程为1x =,
此时直线l 为x 轴,也过1,04⎛⎫ ⎪⎝⎭
. 综上所述直线l 恒过点1,04⎛⎫
⎪⎝⎭
. 【点睛】 本题主要考查椭圆的标准方程的求法,考查椭圆中直线的定点问题,考查直线和椭圆的位置关系,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.地沟油检测方法
3.已知椭圆C :2222=1x y a b +(a>b>0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 3(–1
2),P 4(1
,2
)中恰有三点在椭圆C 上.
(Ⅰ)求C 的方程;
(Ⅱ)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为–1,证明:l 过定点.
【答案】(1) 2
214
x y +=. (2)证明见解析.
【详解】
试题分析:(1)根据3P ,4P 两点关于y 轴对称,由椭圆的对称性可知C 经过3P ,4P 两点.另外由222211134a b a b
+>+知,C 不经过点P 1,所以点P 2在C 上.因此234,,P P P 在椭圆上,代入其标准方程,即可求出C
的方程;(2)先设直线P 2A 与直线P 2B 的斜率分别为k 1,k 2,再设直线l 的方程,当l 与x 轴垂直时,通过计算,不满足题意,再设l :y kx m =+(1m ≠),将y kx m =+代入2
214
x y +=,写出判别式,利用根与系数的关系表示出x 1+x 2,x 1x 2,进而表示出12k k +,根据121k k +=−列出等式表示出k 和m 的关系,从而判断出直线恒过定点.
试题解析:
(1)由于3P ,4P 两点关于y 轴对称,故由题设知C 经过3P ,4P 两点. 又由222211134a b a b
+>+知,C 不经过点P 1,所以点P 2在C 上. 因此2
22
111314b a b ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得2241a b ⎧=⎨=⎩. 故C 的方程为2
214
x y +=. (2)设直线P 2A 与直线P 2B 的斜率分别为k 1,k 2,
如果l 与x 轴垂直,设l :x =t ,由题设知0t ≠,且2t <,可得A ,B 的坐标分别为(t
,(t
,.
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则121k k +==−,得2t =,不符合题设. 从而可设l :y kx m =+(1m ≠).将y kx m =+代入2
214
x y +=得 ()
222418440k x kmx m +++−= 由题设可知()
22=16410k m ∆−+>. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2841km k −+,x 1x 2=224441
m k −+. 而121212
11y y k k x x −−+=+ 1212
11kx m kx m x x +−+−=+ ()()
12121221kx x m x x x x +−+=.
由题设121k k +=−,故()()()12122110k x x m x x ++−+=.
即()()22244821104141
m km k m k k −−+⋅+−⋅=++. 解得12
m k +=−. 当且仅当1m >−时,0∆>,欲使l :12m y x m +=−
+,即()1122m y x ++=−−, 所以l 过定点(2,1−)
点睛:椭圆的对称性是椭圆的一个重要性质,判断点是否在椭圆上,可以通过这一方法进行判断;证
明直线过定点的关键是设出直线方程,通过一定关系转化,出两个参数之间的关系式,从而可以判断过定点情况.另外,在设直线方程之前,若题设中未告知,则一定要讨论直线斜率不存在和存在两种情况,其通法是联立方程,求判别式,利用根与系数的关系,再根据题设关系进行化简.
4.已知点P 3(1,)2−是椭圆C :22
221(0)x y a b a b
+=>>上一点,F 1、F 2分别是椭圆的左、右焦点,

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