椭圆必会十大基本题型讲与练06以椭圆为情景的定值问题典例分析1、已知椭圆经过点,离心率为,过原点作两条直线,直线交椭圆于,直线交椭圆于,且.(1)求椭圆的方程;(2)若直线的斜率分别为,求证:k1k2为定值.【答案】(1)(2)见解析【分析(2)】看问题:求证:k1k2为定值(属于定值问题)想方法:(1)由特殊到一般:从特殊值入手,求出定值,再证明这个值与变量无关。(2)选参消参:合理选择参数(参数可能是直线的斜率、截距,也可能是动点的坐标等),使用参数表达其中变化的量,再使用这些变化的量表达需要求解的解题目标,然后消去参数得到定值.其基本步骤如下:一选:选择变量,一般为点的坐标、直线的斜率等;二化:把要求解的定值表示成含上述变量的式子,并利用其他辅助条件来减少变量的个数,使其只含有一个变量或者有多个变量,但是能整体约分也可以;三定值:由题目的结论可知要证明为定值的量必与变量的值无关,故求出的式子必能化为一个常数,所以只需对上述式子进行必要的化简即可得到定值.看条件:过原点且斜率分别为k1k2的直线与椭圆分别交于、两点,由此可得A与C、B与D关于原点对称,且A、C、B、D四点的坐标满足椭圆的方程,。定措施:设,,则,,由斜率公式求出k1,k2,是用表示的QUOTE????(????1,????1),然后消去,即可得到定值。【解析】(1)由题意知,且,解得,,椭圆的方程为;(2)由对称性可知,四边形是平行四边形,设,,则,,由,得,,所以,,故为定值2.已知动直线QUOTE????l与焦点坐标为QUOTE(−3,0)(−3,0),离心率为QUOTE3535的曲线QUOTE????C相交于QUOTE????,????M,N两点(QUOTE????O为曲线QUOTE????C的坐标原点),且QUOTE????????????????????=10SΔOMN=10.(1)求曲线QUOTE????C的标准方程;(2)证明:QUOTE????12+????22x12+x22和QUOTE????12+????22y12+y22都为定值.【答案】(1)QUOTE????225+????216=1x225+y216=1(2)详见解析【分析(2)】看问题:求证:QUOTE????12+????22x12+x22和QUOTE????12+????22y12+y22都为定值.(属于定值问题)想方法:(1)由特殊到一般:从特殊值入手,求出定值,再证明这个值与变量无关。(2)选参消参:合理选择参数(参数可能是直线的斜率、截距,也可能是动点的坐标等),使用参数表达其中变化的量,再使用这些变化的量表达需要求解的解题目标,然后消去参数得到定值。.看条件:动直线QUOTE????l与椭圆x225+y216=1交于QUOTE????,????M,N两点,且QUOTE????????????????????=10SΔOMN=10.x12+x22=(x1+x2)2−2x1x2,y12+y22=16(1−x1225)+16(1−x2225),定措施:设直线QUOTE????l的方程为QUOTE????=????????+????y=kx+m,代入QUOTE????225+????216=1x225+y216=1,由根与系数关系求出QUOTE????1+????2=−50????????16+25????2x1+x2,QUOTE????1????2=25(????2−16)16+25????2x1x2,代入x12+x22=(x1+x2)2−2x1x2,y12+y22=16(1−x1225)+16(1−x2225),然后消去,即可得到定值。【解析】(1)∵曲线QUOTE????C的离心率为QUOTE3535,∴该曲线为椭圆,∵曲线QUOTE????C的焦点坐标为QUOTE(−3,0)(−3,0),QUOTE????=????????=35e=ca=35,∴QUOTE????=3c=3,QUOTE????=5a=5,∴QUOTE????2=????2−????2=52−32=16b2=a2−c2=52−32=16∴曲线QUOTE????C的标准方程为QUOTE????225+????216=1x225+y216=1(2)①当直线QUOTE????l的斜率不存在时,当QUOTE????,????M,N关于QUOTE????x轴对称,设QUOTE????(????1,????1),????(????2,????2)M(x1,y1),N(x2,y2),得QUOTE????1=????2x1=x2,QUOTE????1=−????2y1=−y2,QUOTE????M在椭圆上,得QUOTE????1225+????1216=1x1225+y1216=1,又∵QUOTE????????????????????=10SΔOMN=10,得QUOTE????1????1=10x1y1=10联立QUOTE????1225+????1216=1x1225+y1216=1与QUOTE????1????1=10x1y1=10,可得QUOTE????12=????22=252x12=x22=252,∴QUOTE????12+????22=25x12+x22=25,同理可得:QUOTE????12+????22=16y12+y22=16②当直线QUOTE????l的斜率QUOTE????k存在时,设直线QUOTE????l的方程为QUOTE????=????????+????y=kx+m,代入QUOTE????225+????216=1x225+y216=1,得QUOTE(16+25????2)????2+50????????????+25(????2−16)=0(16+25k2)x2+50mkx+25(m2−16)=0,∵QUOTE16+25????2>016+25k2>0,且直线与曲线QUOTE????C有两个交点,∴由根与系数关系的QUOTE????1+????2=−50????????16+25????2x1+x2=−50mk16+25k2,QUOTE????1????2=25(????2−16)16+25????2x1x2=25(m2−16)16+25k2,∴QUOTE????????=1+????2·(????1+????2)2−4????1????2=1+????2·4025????2+16−????225????2+16MN=1+k2·(x1+x2)2−4x1x2=1+k2·4025k2+16−m225k2+16因为QUOTE????O到直线QUOTE????l的距离QUOTE????=????1+????2d=m1+k2,QUOTE????????????????????=10SΔOMN=10,∴QUOTE????????????????????=12????????·????=20????|25????2+16−????2|25????2+16=10SΔOMN=12MN·d=20m|25k2+16−m2|25k2+16=10令QUOTE25????2+16=????25k2+16=t,即有QUOTE????????−????2????=12mt−m2t=12,可推出QUOTE????2−4????2????+4????4=0t2−4m2t+4m4=0,得QUOTE????=2????2t=2m2即QUOTE25????2+16=2????225k2+16=2m2,此时QUOTE????12+????22=(????1+????2)2−2????1????2=25(16+25????2−????2)????2=25x12+x22=(x1+x2)2−2x1x2=25(16+25k2−m2)m2=25QUOTE????12+????22=16(1−????1225)+16(1−????2225)=16−16(????1225+????2225)+16=16y12+y22=16(1−x1225)+16(1−x2225)=16−16(x1225+x2225)+16=16,综上所述,QUOTE????12+????22=25x12+x22=25,QUOTE????12+????22=16y12+y22=163.已知椭圆过点,且半焦距.(1)求椭圆C的标准方程;(2)如图,已知,过点的直线l与椭圆相交于两点,直线与x轴分别相交于两点,试问是否为定值?如果是,求出这个定值;如果不是,请说明理由.【答案】(1);(2)为定值,且.【分析(2)】看问题:探索是否为定值(属于定值问题)想方法:(1)由特殊到一般:从特殊值入手,求出定值,再证明这个值与变量无关。(2)选参消参:合理选择参数(参数可能是直线的斜率、截距,也可能是动点的坐标等),使用参数表达其中变化的量,再使用这些变化的量表达需要求解的解题目标,然后消去参数得到定值。.看条件:过点的直线l与椭圆相交于两,直线与x轴分别相交于两点,定措施:设直线l的方程为,求出直线的方程再求点M的坐标,同理再求点N的坐标,然后求出,是用表示的QUOTE????(????1,????1),结合韦达定理,消去参数,可得为定值.【详解】(1)设椭圆C的左、右焦点分别为,则,由椭圆的定义可得,解得,所以,所以椭圆C的标准方程为.(2)设直线l的方程为,当直线的斜率不存在时,易知直线与椭圆C相切,不符合题意,同理可得直线的斜率存在,故直线的方程为,则,即,同理.由得,由得,又,所以,故为定值,且.【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.4、【2020年新高考全国Ⅰ卷】已知椭圆C:的离心率为,且过点A(2,1).(1)求C的方程:(2)点M,N在C上,且AM⊥AN,AD⊥MN,D为垂足.证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值.【解析】(1)由题设得,,解得,.所以的方程为.(2)设,.若直线与轴不垂直,设直线的方程为,代入得.于是.①由知,故,可得.将①代入上式可得.整理得.因为不在直线上,所以,故,.于是的方程为.所以直线过点.若直线与轴垂直,可得.由得.又,可得.解得(舍去),.此时直线过点.令为的中点,即.若与不重合,则由题设知是的斜边,故.若与重合,则.综上,存在点,使得为定值.方法点拨定值是证明求解的一个量与参数无关,解这类试题时要会合理选择参数(参数可能是直线的斜率、截距,也可能是动点的坐标等),使用参数表达其中变化的量,再使用这些变化的量表达需要求解的解题目标.当使用直线的斜率和截距表达直线方程时,在解题过程中要注意建立斜率和截距之间的关系,把双参数问题化为单参数问题解决.求定值问题常用的方法有两种:(1)从特殊值入手,求出定值,再证明这个值与变量无关。(2)直接计算、推理,并在计算、推理的过程中消去变量,从而得到定值。其求解步骤一般为:一选:选择变量,一般为点的坐标、直线的斜率等;二化:把要求解的定值表示成含上述变量的式子,并利用其他辅助条件来减少变量的个数,使其只含有一个变量或者有多个变量,但是能整体约分也可以;三定值:由题目的结论可知要证明为定值的量必与变量的值无关,故求出的式子必能化为一个常数,所以只需对上述式子进行必要的化简即可得到定值.巩固练习1.已知过原点的动直线与椭圆交于,两点,为椭圆的上顶点,若直线,的斜率存在且分别为,,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】由题知,可设,,则,又在椭圆上,故,即,所以.故答案为:.2.“过原点的直线交双曲线于,两点,点为双曲线上异于,的动点,若直线,的斜率均存在,则它们之积是定值”.类比双曲线的性质,可得出椭圆的一个正确结论:过原点的直线交椭圆于,两点,点为椭圆上异于,的动点,若直线,的斜率均存在,则它们之积是定值()A. B. C. D.【答案】B【分析】利用椭圆与双曲线方程形式上的类似,结合椭圆方程化简即可得到的值.【详解】“过原点的直线交双曲线于,两点,点为双曲线上异于,的动点,若直线,的斜率均存在,则它们之积是定值”,类比双曲线的性质,可得出椭圆的一个正确结论:过原点的直线[交椭圆:于,两点,若直线,的斜率均存在,则,证明如下:设,则,且,设,则,所以又,,代入可得:故选:B【点睛】类比推理的一般步骤是:(1)
高考数学专题06 以椭圆为情景的定值问题——备战2022年高考数学圆锥曲线部分必会十大基本题型 (解
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