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- 2021-06-24 发布
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热点问题7 解析几何中的定点、定值问题
一、填空题
1.已知,直线:,则直线经过的定点的坐标为 .
答案
解析 由知,直线经过两直线的交点,即点.
2.已知实数满足,直线:,过点作直线的垂线,垂足为M,O为坐标原点,则线段OM的最大值为 .
答案
解析 由条件知直线经过定点Q,点M在以PQ为直径的圆上,由几何性质知OM的最大值为.
3.(2013·盐城三模)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C:x2+y2-(6-2m)x-4my+5m2-6m=0,直线l经过点 (-1,1).若对任意的实数m,定直线l被圆C截得的弦长为定值,则直线l的方程为 .
答案
解析 由条件知圆心C在直线上,若对任意的实数m,定直线l被圆C截得的弦长都是定值,则直线l与圆心所在直线平行,再代入点(-1,1)得直线l的方程为.
4.已知、为圆:的两条相互垂直的弦,垂足为,则 =______
答案 20
解析 设圆心O到、的距离分别为,则
=
5.在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为(x-1)2+y2=4,P为圆C上一点.若存在一个定圆M,过P作圆M的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,当P在圆C上运动时,使得∠APB恒为60°,则圆M的方程为 .
答案 (x-1)2+y2=1
解析 设定圆圆心M,半径为,动点,由题意知,
即,由于点P在圆C:(x-1)2+y2=4上,所以有
对任意都成立,所以,
所求圆方程为(x-1)2+y2=1.
6.(原创)已知圆,O为原点,A为平面内一定点,对于圆C上任意一点P,都有 则点A的坐标为 .
答案(3,0)
解析 设,由,得,
化简得:,又因为,
所以,因为对任意的x,y恒成立,所以m=3,n=0.得A(3,0)
7.在平面直角坐标系xOy中,椭圆上一点,点B是椭圆上任意一点(异于点A),过点B作与直线OA平行的直线交椭圆于点C,当直线AB、AC斜率都存在时,=___________.
答案 0
解析 取特殊点B,则BC的方程为,由得C
所以.
一般情况:在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的离心率为,点,点B是椭圆上任意一点(异于点A),过点B作直线OA的平行线交椭圆于点C,当直线AB、AC斜率都存在时,=0.
8.已知椭圆的左顶点为A,过A作两条弦AM、AN分别交椭圆于M、N两点,直线AM、AN的斜率记为,满足,则直线MN经过的定点为___________.
答案
解析 由,同理.
,,取,由对称性可知,直线MN经过轴上的定点.
一般情况:在平面直角坐标系xOy中,过椭圆上一定点A作两条弦AM、AN分别交椭圆于M、N两点,直线AM、AN的斜率记为,当为非零常数时,直线MN经过定点.
二、解答题
9.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆的左、右焦点分别为F ¢与F,圆:.
(1)设M为圆F上一点,满足,求点M的坐标;
(2)若P为椭圆上任意一点,以P为圆心,OP为半径的圆P与圆F的公共弦为QT,
证明:点F到直线QT的距离FH为定值.
解:(1)得
① 又②
由①,②得
(2)设点,则圆
即③ 又圆④
由③,④得直线QT的方程为
所以
因为在椭圆上,所以
所以
10.在平面直角坐标系xOy中,如图,已知椭圆C:+y=1的上、下顶点分别为A、B,点P在椭圆C上且异于点A、B,直线AP、PB与直线l:y=-2分别交于点M、N.
(1)设直线AP、PB的斜率分别为k1,k2,求证:k1·k2为定值;
(2)求线段MN长的最小值;
(3)当点P运动时,以MN为直径的圆是否经过某定点?请证明你的结论.
(第10题)
解:(1)由题设+y=1可知,点A(0,1),B(0,-1).
令P(x0,y0),则由题设可知x0≠0.
所以,直线AP的斜率k1=,PB的斜率为k2=.
又点P在椭圆上,所以(x0≠0),从而有
k1·k2=.==-.
(2)由题设可以得到直线AP的方程为y-1=k1(x-0),直线PB的方程为
y-(-1)=k2(x-0).
由,解得;
由,解得.
所以,直线AP与直线l的交点,直线PB与直线l的交点.
于是,又k1·k2=-,所以
≥2=4,
等号成立的条件是,解得.
故线段MN长的最小值是4.
(3)设点Q(x,y)是以MN为直径的圆上的任意一点,则·=0,故有
.
又,所以以MN为直径的圆的方程为.
令,解得或.
所以,以为直径的圆恒过定点(或点).
11. 已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点M(0,2)是椭圆的一个顶点,△F1MF2是等腰直角三角形.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点M分别作直线MA,MB交椭圆于A,B两点,设两直线的斜率分别为k1,k2,且k1+k2=8,证明:直线AB过定点.
解: (1)因为b=2,△F1MF2是等腰直角三角形,所以c=2,所以a=2,
故椭圆的方程为+=1.
(2)证明:①若直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=kx+m,A点坐标为(x1,y1),B点坐标为(x2,y2),联立方程得,消去y,得
(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,
则x1+x2=-,x1x2=.
由题知k1+k2=+=8,
所以+=8,即2k+(m-2)=8.
所以k-=4,整理得m=k-2.
故直线AB的方程为y=kx+k-2,即y=k-2.
所以直线AB过定点.
②若直线AB的斜率不存在,设直线AB的方程为x=x0,A(x0,y0),B(x0,-y0),
则由题知+=8,
得x0=-.此时直线AB的方程为x=-,显然直线AB过点.
综上可知,直线AB过定点.
12. 过点C(0,1)的椭圆+=1(a>b>0)的离心率为.椭圆与x轴交于两点A(a,0)、B(-a,0
).过点C的直线l与椭圆交于另一点D,并与x轴交于点P.直线AC与直线BD交于点Q.
(1)当直线l过椭圆右焦点时,求线段CD的长;
(2)当点P异于点B时,求证:·为定值.
解:(1)由已知得b=1,=,解得a=2,
所以椭圆方程为+y2=1.
椭圆的右焦点为(,0),此时直线l的方程为y=-x+1,代入椭圆方程化简得7x2-8x=0.
解得x1=0,x2=,[来源:学|科|网Z|X|X代入直线l的方程得y1=1,y2=-,所以D点坐标为.
故CD==.
(2)证明:当直线l与x轴垂直时与题意不符.
设直线l的方程为y=kx+1.代入椭圆方程化简得(4k2+1)x2+8kx=0.
解得x1=0,x2=,代入直线l的方程得y1=1,y2=,
所以D点坐标为.
又直线AC的方程为+y=1,
直线BD的方程为y=(x+2),联立解得
因此Q点坐标为(-4k,2k+1).
又P点坐标为.
所以·=·(-4k,2k+1)=4.
故·为定值.[来源:学+科+网]