1、圆锥曲线专题:定值问题的7种常见考法一、定值问题处理方法1、解析几何中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值,求定值问题常见的解题方法有两种:法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中消去参数,从而得到定值。2、直接法解题步骤第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:或、点的坐标;第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情况通过题干所给的已知条件,进
2、行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入的变量无关,是一个常数。二、常见定值问题的处理方法1、处理较为复杂的问题,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。三、常见条件转化1、对边平行:斜率相等,或向量平行;2、两边垂直:斜率乘积为-1,或向量数量积为0;3、两角相等:斜率成相反数或相等或利用角平分线
3、性质;4、直角三角形中线性质:两点的距离公式5、点与圆的位置关系:(1)圆外:点到直径端点向量数量积为正数;(2)圆上:点到直径端点向量数量积为零;(3)圆内:点到直径端点向量数量积为负数。四、常用的弦长公式:(1) 若直线的方程设为,则(2) 若直线的方程设为,则【注】上式中代表的是将直线方程带入圆锥曲线方程后,化简得出的关于或的一元二次方程的二次项系数。代表的是该一元二次方程的判别式。题型一 斜率型定值问题【例1】已知双曲线过点,且离心率(1)求该双曲线的标准方程:(2)如果,为双曲线上的动点,直线与直线的斜率互为相反数,证明直线的斜率为定值,并求出该定值.【变式1-1】已知椭圆的一个焦点
4、为,过点且与轴不重合的直线与椭圆交于两点.(1)若线段中点的横坐标为,求直线的方程;(2)设直线与直线交于点,点满足轴,轴,试求直线的斜率与直线的斜率的比值.【变式1-2】已知双曲线:的右焦点为,左顶点为A,且,到C的渐近线的距离为1,过点的直线与双曲线C的右支交于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴分别交于M,N两点.(1)求双曲线C的标准方程.(2)若直线MB,NB的斜率分别为,判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【变式1-3】已知抛物线C:的焦点为F,以抛物线上一动点M为圆心的圆经过点F,若圆M的面积最小值为.(1)求p的值;(2)当点M的横坐标为1且位于第一象限时,过M作
5、抛物线的两条弦MA,MB,且满足证明:直线AB的斜率为定值题型二 距离型定值问题【例2】已知椭圆与直线相切于点,且点在第一象限,若直线与轴、轴分别交于点、若过原点O的直线与垂直交与点, 证明:定值【变式2-1】已知椭圆的离心率为,若与圆相交于M,N两点,且圆E在内的弧长为(1)求的值;(2)过椭圆的上焦点作两条相互垂直的直线,分别交椭圆于A,B、C,D,求证:为定值【变式2-2】已知双曲线的离心率为2,右顶点到一条渐近线的距离为.(1)求双曲线的方程;(2)若直线与双曲线交于两点,且为坐标原点,点到直线的距离是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.【变式2-3】已知抛物线:的焦点为
6、,点为抛物线上一点,抛物线在点处的切线与轴相交于点,且的面积为2.(1)求抛物线的方程.(2)若斜率不为0的直线过焦点,且交抛物线于,两点,线段的中垂线与轴交于点.证明:为定值.题型三 面积型定值问题【例3】已知椭圆的左右焦点分别为,且焦距长为2,过且斜率为的直线与椭圆的一个交点在轴上的射影恰好为.(1)求椭圆的方程;(2)如图,下顶点为,过点作一条与轴不重合的直线,该直线交椭圆于两点,直线分别交轴于,两点,为坐标原点.求证:与的面积之积为定值,并求出该定值.【变式3-1】已知,直线的斜率之积为,记动点的轨迹为曲线.(1)求的方程;(2)直线与曲线交于两点,为坐标原点,若直线的斜率之积为, 证
7、明: 的面积为定值.【变式3-2】已知双曲线的两条渐近线所成的锐角为60,且点P(2,3)为E上一点(1)求E的标准方程;(2)设M为E在第一象限的任一点,过M的直线与E恰有一个公共点,且分别与E的两条渐近线交于点A,B,设O为坐标原点,证明:AOB面积为定值【变式3-3】在平面直角坐标系中,已知点到的距离与到直线的距离相等,记的轨迹为.(1)求的方程;(2)为坐标原点,轨迹上两点、处的切线交于点,在直线上,、分别交轴于、两点,记和的面积分别为和试探究:是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,说明理由题型四 向量型定值问题【例4】已知点,圆:,点是圆上的动点,的垂直平分线与交于点,记的轨
8、迹为(1)求的方程;(2)设经过点的直线与交于,两点,求证:为定值,并求出该定值【变式4-1】已知椭圆E:()的焦点为,且点在E上(1)求E的方程;(2)已知过定点的动直线l交E于A,B两点,线段的中点为N,若为定值,试求m的值【变式4-2】已知抛物线的焦点为,且点与圆上点的距离的最大值为.(1)求;(2)若为坐标原点,直线与相交于,两点,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,试说明理由【变式4-3】已知双曲线,点的坐标为,过的直线交双曲线于点.(1)若直线又过的左焦点,求的值;(2)若点的坐标为,求证:为定值.题型五 角度型定值问题【例5】已知椭圆上的点到它的两个焦点的距离之和为
9、4,以椭圆C的短轴为直径的圆O经过这两个焦点,点A,B分别是椭圆C的左、右顶点.(1)求圆O和椭圆C的方程;(2)已知P,Q分别是椭圆C和圆O上的动点(P,Q位于y轴两侧),且直线PQ与x轴平行,直线AP,BP分别与y轴交于点M,N.求证:为定值.【变式5-1】已知点是椭圆的左焦点,过且垂直轴的直线交于,且.(1)求椭圆的方程(2)四边形(A,D在轴上方的四个顶点都在椭圆上,对角线,恰好交于点,若直线,分别与直线交于,且为坐标原点,求证:【变式5-2】如图,已知双曲线,过向双曲线作两条切线,切点分别为,且.(1)证明:直线的方程为.(2)设为双曲线的左焦点,证明:.【变式5-3】已知在平面直角
10、坐标系中,动点到定点的距离与到定直线的距离的比等于常数2.(1)求动点的轨迹的方程;(2)若直线与曲线的另一个交点为,以为直径的圆交直线于两点,设劣弧所对的圆心角为,求证:为定值.题型六 参数型定值问题【例6】在平面直角坐标系xOy中,抛物线,为C上两点,且,分别在第一、四象限直线与x正半轴交于,与y负半轴交于(1)若,求横坐标的取值范围;(2)记的重心为G,直线,的斜率分别为,且若,证明:为定值【变式6-1】已知椭圆的离心率为,且经过点(1)求椭圆C的方程;(2)过点的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线分别交x轴于M,N两点,点,若,求证:为定值【变式6-2】在平面直角坐标系中,已知过点的直
11、线与双曲线交于、两点,与轴交于点,且,.(1)当点在第一象限且时,求直线的方程;(2)求证:为定值.【变式6-3】已知抛物线的准线经过点,过点的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,点(其中)在抛物线C上,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N.(1)求直线l斜率的取值范围;(2)设O为原点,若,求证:为定值.题型七 坐标型定值问题【例7】已知椭圆的离心率为,是C的上、下顶点,且过点的直线l交C于B,D两点(异于),直线与交于点Q(1)求C的方程;(2)证明,点Q的纵坐标为定值【变式7-1】已知椭圆的左右焦点分别为,左顶点为A,点是椭圆C上一点,离心率为.(1)求椭圆C的方程;(2)若直线l过椭圆右焦点且与椭圆交于PQ两点,直线APAQ与直线分别交于M,N.求证:M,N两点的纵坐标之积为定值;【变式7-2】已知双曲线的左、右焦点分别为、,离心率为,为的左顶点,且(1)求的方程;(2)若动直线与恰有个公共点,且与的两条渐近线分别交于点、求证:点与点的横坐标之积为定值【变式7-3】在平面直角坐标系中,已知点,P是动点,且三角形的三边所在直线的斜率满足(1)求点P的轨迹的方程;(2)若Q是轨迹上异于点的一个点,且,直线与交于点M,试探究:点M的横坐标是否为定值?并说明理由