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- 2021-06-16 发布
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课后限时集训56
圆锥曲线中的定点与定值问题
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1.(2019·威海模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线y=4与y轴的交点为P,与抛物线C的交点为Q,且|QF|=2|PQ|.
(1)求p的值;
(2)已知点T(t,-2)为C上一点,M,N是C上异于点T的两点,且满足直线TM和直线TN的斜率之和为-,证明直线MN过定点,并求出定点的坐标.
[解](1)设Q(x0,4),由抛物线的定义,得|QF|=x0+,又|QF|=2|PQ|,∴2x0=x0+,解得x0=,
将点Q代入抛物线C的方程,得p=4.
(2)由(1)知抛物线C的方程为y2=8x,
∴点T的坐标为,
设直线MN的方程为x=my+n,点M,N,
由得y2-8my-8n=0,
∴y1+y2=8m,y1y2=-8n,
∴kMT+kNT=+=+
===-,
解得n=m-1,
∴直线MN的方程为x+1=m(y+1),过定点(-1,-1).
2.(2019·郑州模拟)已知F是抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点,点M是抛物线上的定点,且=(4,0).
(1)求抛物线C的方程.
(2)直线AB与抛物线C分别相交于不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),且|x2-x1|=3,直线l与AB平行,且与抛物线C相切,切点为N,试问△ABN的面积是否为定值.若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
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[解](1)设M(x0,y0),由题知F,
所以==(4,0),
所以则
将其代入x2=2py(p>0)中,得16=p2,解得p=4或p=-4(舍去),
所以抛物线C的方程为x2=8y.
(2)由题意知,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=kx+b.
联立整理得x2-8kx-8b=0,则x1+x2=8k,x1x2=-8b,所以y1+y2=k(x1+x2)+2b=8k2+2b,
设AB的中点为Q,则点Q的坐标为(4k,4k2+b),
由条件设切线的方程为y=kx+t(t≠b),
联立整理得x2-8kx-8t=0.
因为直线l与抛物线C相切,所以Δ=64k2+32t=0,所以t=-2k2.
则x2-8kx+16k2=0,解得x=4k,所以y=2k2.
所以切点N的坐标为(4k,2k2).又点Q的坐标为(4k,4k2+b).
所以NQ⊥x轴,所以|NQ|=4k2+b-2k2=2k2+b,
因为|x2-x1|=3,
(x2-x1)2=(x2+x1)2-4x1x2=64k2+32b,
所以2k2+b=.
所以S△ABN=|NQ|·|x2-x1|=(2k2+b)·|x2-x1|=,所以△ABN的面积为定值,且定值为.
3.(2019·黄山模拟)椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0),设P,Q分别是椭圆C的上、下顶点,且四边形PF1QF2的面积为2,其内切圆周长为π.
(1)求椭圆C的方程;
(2)当b>c时,A,B为椭圆C上的动点,且PA⊥PB,试问:直线AB是否恒过一定点?若是,求出此定点的坐标;若不是,请说明理由.
[解](1)依题意,四边形PF1QF2的面积为2,
则4××b×c=2,即bc=,
四边形PF1QF2的内切圆周长为π,设内切圆半径为r.
由2πr=π,得r=,
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由bc=ar=,得a=2,
又a2=b2+c2=4,且bc=,
所以或
所以椭圆C的方程为+=1或+y2=1.
(2)因为b>c,所以椭圆C的方程为+=1,则P(0,).
设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=kx+m,
联立消去y,得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
则x1+x2=,x1x2=,
Δ=64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)>0(*),
由PA⊥PB,可得·=0,即(x1-0)(x2-0)+(y1-)(y2-)=0,
即x1x2+y1y2-(y1+y2)+3=0,又y1=kx1+m,y2=kx2+m,
所以+-+m2+-2m+3=0,
整理得=0,
解得m=(舍去)或m=-.
因为m=-满足(*)式,
所以直线AB的方程为y=kx-.
故直线AB恒过定点.
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