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- 2021-05-13 发布
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专题54 圆锥曲线的定点、定值、定直线问题
【热点聚焦与扩展】
纵观近几年的高考试题,高考对圆锥曲线的考查,一般设置一大一小两道题目,主要考查以下几个方面:一是考查椭圆、双曲线、抛物线的定义,与椭圆的焦点三角形结合,解决椭圆、三角形等相关问题;二是考查圆锥曲线的标准方程,结合基本量之间的关系,利用待定系数法求解;三是考查圆锥曲线的几何性质,小题较多地考查椭圆、双曲线的几何性质;四是考查直线与椭圆、抛物线的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题、不等式、范围、最值、定值、定点、定直线、存在性和探索性问题等.
本专题在分析研究近几年高考题及各地模拟题的基础上,重点说明利用代数方法求解最值、范围问题.
(一)所谓定值问题,是指虽然圆锥曲线中的某些要素(通常可通过变量进行体现)有所变化,但在变化过程中,某个量的值保持不变即为定值.
1、常见定值问题的处理方法:
(1)确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示
(2)将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数.
2、定值问题的处理技巧:
(1)对于较为复杂的问题,可先采用特殊位置(例如斜率不存在的直线等)求出定值,进而给后面一般情况的处理提供一个方向.
(2)在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢
(3)巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算
(二)处理定点问题的思路:
(1)确定题目中的核心变量(此处设为)
(2)利用条件找到与过定点的曲线 的联系,得到有关与的等式
(3)所谓定点,是指存在一个特殊的点,使得无论的值如何变化,等式恒成立.此时要将关于与的等式进行变形,直至易于找到.常见的变形方向如下:
① 若等式的形式为整式,则考虑将含的项归在一组,变形为“”的形式,从而只需要先让括号内的部分为零即可
② 若等式为含的分式, 的取值一方面可以考虑使其分子为0,从而分式与分母的取值无关;或者考虑让分子分母消去的式子变成常数(这两方面本质上可以通过分离常数进行相互转化,但
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通常选择容易观察到的形式)
2、一些技巧与注意事项:
(1)面对复杂问题时,可从特殊情况入手,以确定可能的定点(或定直线).然后再验证该点(或该直线)对一般情况是否符合.属于“先猜再证”.
(2)有些题目所求与定值无关,但是在条件中会隐藏定点,且该定点通常是解题的关键条件.所以当遇到含参数的方程时,要清楚该方程为一类曲线(或直线),从而观察这一类曲线是否过定点.尤其在含参数的直线方程中,要能够找到定点,抓住关键条件.例如:直线,就应该能够意识到,进而直线绕定点旋转.
(三)定直线问题是证明动点在 定直线上,其实质是求动点的轨迹方程,所以所用的方法即为 求轨迹方程的方法,如定义法、消参法、交轨法等.
【经典例题】
例1. 【2019年理北京卷】已知抛物线C:=2px经过点(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.
(Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围;
(Ⅱ)设O为原点,,,求证:为定值.
【答案】(1) 取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1)
(2)证明过程见解析
所以4=2p,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.
由题意可知直线l的斜率存在且不为0,
设直线l的方程为y=kx+1(k≠0).
由得.
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依题意,解得k<0或0
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