【文档说明】第09讲 高考难点突破一:圆锥曲线的综合问题(定点问题) (精讲)(解析版)-2023年高考数学一轮复习讲练测(新教材新高考).docx,共(41)页,2.697 MB,由管理员店铺上传
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第09讲高考难点突破一:圆锥曲线的综合问题(定点问题)(精讲)目录第一部分:典型例题剖析题型一:椭圆中的定点问题角度1:椭圆中的直线过定点问题角度2:椭圆中存在定点满足某条件问题题型二:双曲线中的定点问题角度1:双曲线中的直线过定点问题角度2:双曲
线存在定点满足某条件问题题型三:抛物线中的定点问题角度1:抛物线中的直线过定点问题角度2:抛物线存在定点满足某条件问题第二部分:高考真题感悟题型一:椭圆中的定点问题角度1:椭圆中的直线过定点问题典型例题例题1.(2022·江
西上饶·高二期末(文))已知椭圆22221(0)xyabab+=的一个顶点为()0,1D,离心率为32.(1)求椭圆的方程:(2)过椭圆右焦点且斜率为()0kk的直线m与椭圆相交于两点,AB,y轴交于点E,线段AB的中点为
P,第一部分:典型例题剖析直线l过点E且垂直于OP(其中O为原点),证明直线l过定点.【答案】(1)2214xy+=(2)证明见解析(1)依题意,32ca=,2234ac=又222221,,3,4babcca==+==椭圆的标准方程为2214xy+=.(2)由
(1)知右焦点坐标为()3,0,设直线m方程为()()113,,ykxAxy=−,()22,Bxy由()22143xyykx+==−得,()222214831240kxkxk+−+−=,21228314kxxk+=+()22243
3,31414PPPkkxykxkk==−=−++直线OP的斜率14pOPpykxk==−,直线l的斜率4lkk=,令0x=得点E坐标为()0,3k−,直线l的方程为43ykxk=−,即()43ykx=−,直线l恒过定点3,04
.例题2.(2022·北京市十一学校高二期末)已知椭圆C:22221xyab+=(0ab)右焦点为(),0Fc,()0,Bb为椭圆的上顶点,O为坐标原点,π6FBO=且FBO△的周长为33+.P是椭圆上一动点,M是直线4x=上一点,且直线//PMx轴.
(1)求椭圆C的方程:(2)记直线PF与椭圆另一交点为Q,直线QM是否过x轴上一定点?若是,求出该定点:若否,请说明理由.【答案】(1)22143xy+=;(2)过定点N5,02.(1)解:因为椭圆的右焦点为(),0Fc,()0,Bb为椭圆的上顶点,且
π6FBO=,所以3tan3cFBOb==,即3bc=,又222abcc=+=,33bca++=+,解得1,2,3===cab,所以椭圆方程为22143xy+=;(2)()1,0F,易知直线PQ斜率为0时,QM为x轴,则若QM过定点,则定点位于x轴上,当直线
PQ斜率不为0时,设:1PQxmy=+,与椭圆方程联立221143xmyxy=++=,得()2234690mymy++−=,设()()()11221,,,,4,PxyQxyMy,则1212226
9,3434myyyymm+=−=−++,1224QMyykx−=−,所以直线QM的方程为()121244yyyyxx−−=−−,令0y=,得()1211212124344yxymyyxyyyy−−=−=−−−,因
为()1212293342mmyyyym=−=++,所以35422x=−=,故直线QM过定点N5,02.例题3.(2022·安徽·合肥工业大学附属中学高二期末)已知椭圆()2222:10xyCabab+=
的离心率为22,一个焦点1F与抛物线242yx=−的焦点重合.(1)求椭圆C的方程;(2)若直线:lykxm=+交C于,AB两点,直线1FA与1FB关于x轴对称,证明:直线l恒过一定点.【答案】(1)22142xy+=;
(2)详见解析.(1)由242yx=−,可得()12,0F−,∴2c=,又离心率为22,∴2a=,22b=,∴椭圆C的方程为22142xy+=.(2)设()()1122,,,AxyBxy,由22142ykxmxy=++=,可得()222214240+++−=kxmkxm,∴()()()2
224421240mkkm=−+−,可得2242mk+,2121222424,2121mkmxxxxkk−+=−=++,由直线1FA与1FB关于x轴对称,∴110FAFBkk+=,即1212022yyxx+=++,∴()()()()
()()1221122122220yxyxkxmxkxmx+++=+++++=,即()12122(2)220kxxkmxxm++++=,∴2222442(2)2202121mmkkkmmkk−++−+=++,可得22mk=,所以直线l方程为(22)ykx=+,
恒过定点()22,0−.同类题型归类练1.(2022·全国·高三专题练习)椭圆22143xy+=,过点()1,0F的直线AB和CD相互垂直(斜率存在),MN、分别是AB和CD的中点.求证:直线MN过定点.【答案】证明见解析由题意可知,
设AB直线为(1)ykx=−,()11,Mxy,()()2233,,,AxyBxy,则因为M分别是AB的中点,所以232311,22xxyyxy++==,2323112323,OMyyyyykkxxxxx
+−===+−因为,AB在椭圆22143xy+=上,所以22222233143143xyxy+=+=①②,由−①②,得22222323043xxyy−−+=,即2223222334yyxx−=−−,于是有2323232334yyyyxx
xx+−=−+−,所以113344OMABykkkx=−=−,()1111341ykxykx=−=−,解得21212434334kxkkyk=+−=+,∴22243,3434kkMkk−++.(1)当0k=时,M点即是F点,此时,
直线MN为x轴.(2)当0k时,将上式M点坐标中的k换成1k−,同理可得2243,3434kNkk++.①当直线MN不垂直于x轴时,直线MN的斜率()222222337343444413434MNkkkkkkkkkk−−++==−−++,其方程()2222374343
441kkkyxkkk−−=−++−,化简得()274741kyxk=−−,∴直线MN过定点4,07.②当直线MN垂直于x轴时,222443434kkk=++,此时,1k=,直线MN也过定点4,07.综上所述,直线MN过定点4,
07.2.(2022·全国·高三专题练习)已知椭圆22143xy+=,点()4,0P,过点P作椭圆的割线PAB,C为B关于x轴的对称点.求证:直线AC恒过定点.【答案】证明见解析设()11,Axy,()22,Bxy,则()22,Cxy−,设AC与x轴的交点为(
),0Mm,APPB=,AMMC=,由定比分点公式坐标公式得:12124101xxyy+=++=+;1212101xxmyy+=+−=+,即()1241xx+=+①,120yy+=②,()
121xxm+=+③,120yy−=④,由②④得=−⑤∵点A、B在椭圆上,得2211222222214343xyxy+=+=,两式相减得()()()()121212122143xxxxyyyy+−
+−+=−,将①②代入上式得121xx−=−⑥∵点A、C在椭圆上,得2211222222214343xyxy+=+=,将③④代入上式同理可得()1241xxm++=⑦对比⑤⑥
⑦得1m=,故直线AC恒过定点()1,0.3.(2022·陕西·千阳县中学高三阶段练习(文))椭圆:M22221(0)xyabab+=的左顶点为(2,0)A−,离心率为32.(1)求椭圆M的方程;(2)已知经过点3(0,)
2斜率存在的直线l交椭圆M于,BC两点,D是直线4x=−上一点.若ADBC=,求直线l的方程.【答案】(1)2214xy+=(2)32y=或2322yx=+或2322yx=−+(1)解:由题意得2222,32aceabac====−,解得21b=.所以椭圆M的方程为2214xy+=.
(2)解:设3:2lykx=+,由223244ykxxy=++=,得()22144310kxkx++−=.()()()2224341441610kkk=++=+.设()()1122,,,BxyCxy,则121
222431,1414kxxxxkk+=−=−++.所以()2212121222161414kxxxxxxk+−=+−=+.由ADBC=,知12ADxxxx−=−,即()224161214kk+=+,解得2102k=或,所以0k=或22k=.所以,直线l
的方程为32y=或2322yx=+或2322yx=−+.4.(2022·陕西汉中·高二期末(文))在平面直角坐标系xOy中,已知点()4,0A−,()4,0B,M是一个动点,且直线AM,BM的斜率之积是34−,记M的轨迹为E.(1)求E的方程;(2)若过点()2,0F且不与x轴重合的直线l与E
交于P,Q两点,点P关于x轴的对称点为1P(1P与Q不重合),直线1PQ与x轴交于点G,求点G的坐标.【答案】(1)()22101612xyy+=(2)()8,0(1)设(),Mxy,则直线AM的斜率为4yx+,直线BM的斜率为4yx−,∴3444yyxx=−+−,整理得(
)22101612xyy+=,故E的方程为()22101612xyy+=.(2)由题意知,过点F的直线PQ的斜率存在且不为0,可设其方程为2xmy=+,设()11,Pxy,()22,Qxy,则()1
11,Pxy−,将2xmy=+代入2211612xy+=,得()223412360mymy++−=.则()()2212436340mm=++,∴1221234myym+=−+,2123634yym=−+.则直线1PQ方程为112121yyxxyyxx+−=+−,令0y=,
则()()221211211211211121212122yxxmyyymyymymyymyxxmyyyyyyy−−−++=+=++=++++2122123622342281234mmyymmyym−+=+=+=+−+,∴点G的坐
标为()8,0.角度2:椭圆中存在定点满足某条件问题典型例题例题1.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆()2222:10xyCabab+=的两焦点分别为()11,0F−和()21,0F,短轴的一个端点为()0,3.(1)求椭圆C的标准方程和离心率
;(2)椭圆C上是否存在一点P,使得12PFPF⊥?若存在,求12PFF△的面积;若不存在,请说明理由.【答案】(1)22143xy+=;(2)不存在,理由见解析.(1)由焦点坐标知1c=,由短轴端点()0,3
知3b=,所以222314abc=+=+=,故所求椭圆标准方程为22143xy+=.(2)假设椭圆C上存在一点00(,)Pxy,使得12PFPF⊥,则120000(1,)(1,)0PFPFxyxy=−−−−−=,即22001xy
+=,联立220022001143xyxy+=+=,得208x=−,此方程无解.故椭圆上不存在点P,使得12PFPF⊥.例题2.(2022·北京市十一学校高二期末)已知椭圆C:22221xyab+=(0ab)的右顶
点为()2,0A,且31,2P为其上一点.(1)求椭圆C的方程及离心率;(2)B是椭圆C上异于左右顶点的一点,线段AB的中垂线交y轴于点D,且ABD△为等边三角形,求B点横坐标.【答案】(1)2214
xy+=,32e=;(2)B点横坐标27−.(1)由题设,22214xyb+=,又31,2P在椭圆上,则213144b+=,可得21b=,所以椭圆C的方程2214xy+=,故离心率为2232abea−==.(2)令(,)Bmn且0n,则AB中点为2(,)22m
n+,中垂线斜率2mkn−=−,故线段AB的中垂线为22()22nmmyxn−+−=−−,故224(0,)2mnDn+−,又ABD△为等边三角形,即||||ADAB=,所以222224()4(2)2nmmnn+−+=−+,且2214mn=−,整理得2216420(72)(
310)0mmmm−−=+−=,而27m=−或103m=(舍),所以24849n=,即437n=,当243(,)77B−时,63(0,)7D−,经验证ABD△为等边三角形,满足题设;当243(,)77B−−时,63(0
,)7D,经验证ABD△为等边三角形,满足题设;所以B横坐标为27−.例题3.(2022·河南许昌·高二期末(文))已知双曲线()2222:10,0xyCabab−=的离心率为5,右焦点F与点()0,25M的连线与其一条渐近线平行.
(1)求双曲线C的方程;(2)经过点F的直线l与双曲线C的右支交于点A、B,试问是否存在一定点P,使OPAOPB=恒成立,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2214yx−=(2)存在,5(,0)5P(1)设(Fc,0),由条件
知FM的斜率等于ba−,即25bca−=-,又5cea==,222cab=+,2b=,1a=,双曲线C的方程为:2214yx−=.(2)存在点P满足OPAOPB=恒成立,且点P在x轴上.理由如下:
设点(,0)Pt,l过点(5),0F,设直线:5lxmy=+,由22514xmyyx=+−=,消去x得22(41)85160mymy−++=,264(1)0m=+,设11(,)Axy,22(,)Bxy由韦达定理得1228541myym
+=−−,①,1221641yym=−,②OPAOPB=,PA、PB的斜率之和为0,即12120yyxtxt+=−−,因为115xmy=+,225xmy=+,所以代入整理得:12122(5)()0myytyy+−+=,③
将①②代入③可得223285(5)04141mmtmm−−=−−,即8(51)0mt−=,④④式对任意实数m都成立,55t=,5(,0)5P,即存在点P满足OPAOPB=恒成立,且点P在x轴上.同类题型归类练1.(2023·全国·高三专题练习)已
知椭圆C:22221(0)xyabab+=的左右顶点分别为1(2,0)A−,2(2,0)A,右焦点为F,点3(1,)2T在椭圆上.(1)求椭圆C的标准方程;(2)P为椭圆上不与12,AA重合的任意一点,直线12,APAP分别与直
线4x=相交于点,MN,求证:FMFN⊥.【答案】(1)22143xy+=(2)证明见解析(1)由题知:2a=,将点3(1,)2T代入方程得:219144b+=,解得23b=,椭圆C的标准方程为22143xy+=.(2)由(1)知1c=,(1,0)F.设00(,)
Pxy,则2200143xy+=,直线1AP的方程为0000()2yyyxxx−=−+,令4x=,则0062Myyx=+,即006(4,)2yMx+,直线2AP的方程为0000()2yyyxxx−=−−,令4x=,则0022Nyyx=−,即00
2(4,)2yNx−000000006262(3,)(3,)332222yyyyFMFNxxxx==++−+−20202200123(1)124999(9)044xyxx−=+=+=+−=−−FMFN⊥,即FMFN⊥.2.(
2023·全国·高三专题练习)已知椭圆()22122:10xyCabab+=的左右顶点是双曲线222:14−=xCy的顶点,且椭圆1C的上顶点到双曲线2C的渐近线距离为2155.(1)求椭圆1C的方程;(2)点F为椭圆的左焦
点,不垂直于x轴且不过F点的直线l与曲线1C相交于A、B两点,若直线FA、FB的斜率之和为0,则动直线l是否一定经过一定点?若存在这样的定点,则求出该定点的坐标;若不存在这样的定点,请说明理由.【答案】(1)22143xy+=;(2)存在,()4,0−.(1)
双曲线222:14−=xCy的顶点坐标为(20)?,渐近线方程为20xy=,依题意,2a=,椭圆上顶点为()0,b到直线20xy=的距离221555b=,解得3b=,所以椭圆的方程为22143xy+=.(2)依题意,设直线l的方程为ykxm=+,()1
1,Axy、()22,Bxy,点()1,0F−,由22143xyykxm+==+消去y并整理得()2223484120kxkmxm+++−=,则122834kmxxk−+=+,212241234m
xxk−=+,直线FA、FB的斜率之和为121212121212122()()201111(1)(1)yykxmkxmkxxkmxxmxxxxxx+++++++=+==++++++,即()()1212220kxxkmxxm
++++=,有()22241282203434mkmkkmmkk−−+++=++,整理得4mk=,此时22222226416(43)(3)48(43)144(14)kmkmkmk=−+−=+−=−,0k,否则0m=,直线l过F点,因此当0且0k,即1122k−
且0k时,直线l与椭圆1C交于两点,直线l:(4)ykx=+,所以符合条件的动直线l过定点(4,0)−.3.(2022·上海中学东校高二期末)已知椭圆的C的方程:22163xy+=.(1)设P为
椭圆C异于椭圆左右顶点12AA、上任一点,直线1PA的斜率为1k,直线2PA的斜率为2k,试证明12kk为定值.(2)求椭圆中所有斜率为1的平行弦的中点轨迹方程.(3)设椭圆上一点(2,1)A,且点M,N在C上,且,AMANADMN⊥⊥,D为垂足.证明:存在定点Q,使得||D
Q为定值.【答案】(1)12−(2)20(22)xyx+=−(3)存在点41,33Q,使得DQ为定值.(1)设()()()0012,,6,0,6,0PxyAA−,因为P为椭圆C上一点,所以2200163xy+=,所以220032xy=−,所以01002
0,66yyxxkk==+−,所以2020002220000131266266xyyyxxxxkk−====−−−+−.故12kk为定值12−.(2)设弦的两个端点分别为()()1122,,,PxyQxy,PQ的中点为(),Mxy.则221116
3xy+=,①2222631xy+=,②①减②得:22221212063xxyy−−+=,()()12121212063xxyyyyxx+−++=−.又121212122,2,1yyxxxyyyxx−+=+==−,20xy+=.由
于弦中点轨迹在已知椭圆内,联立22126320xyxxy+==+=故斜率为2的平行弦中点的轨迹方程:20(22)xyx+=−(3)设点()()1122,,,MxyNxy,若直线MN斜率存在时,设直线MN的方程为:ykxm=+,代入椭圆方程消去y并整理得:()222
124260kxkmxm+++−=,可得122412kmxxk+=−+,21222612mxxk−=+,因为AMAN⊥,所以·0AMAN=,即()()()()121222110xxyy−−+−−=,根据1122,kxmykxmy=+=+,代
入整理可得:()()()()22121212140xxkmkxxkm++−−++−+=,所以()()()22222264121401212mkmkkmkmkk−++−−−+−+=++,整理化简得()()231210kmkm++
+−=,因为(2,1)A不在直线MN上,所以210km+−,故23101kmk++=,,于是MN的方程为2133ykx=−−()1k,所以直线过定点直线过定点21,33P−.当直线MN的斜率不存在时,可得()11,Nxy−,由·
0AMAN=得:()()()()111122110xxyy−−+−−−=,得()1221210xy−+−=,结合2211163xy+=可得:2113840xx−+=,解得:123x=或22x=(舍).此时直线MN过点21,33P−.令Q为AP的中点,即41,33Q
,若D与P不重合,则由题设知AP是RtADP的斜边,故12223DQAP==,若D与P重合,则12DQAP=,故存在点41,33Q,使得DQ为定值.4.(2022·上海·格致中学高二期末)已知椭圆2222:1xyCab+=,过定点(
),0Tt的直线交椭圆于,PQ两点,其中()0,ta.(1)若椭圆短轴长为23且经过点31,2−,求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若3t=,求OPQ△面积的最大值,并求此时直线PQ的方程;(3)若
直线PQ与x轴不垂直,问:在x轴上是否存在点(),0Ss使得PSTQST=恒成立?如果存在,求出,st的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)22143xy+=(2)OPQ△面积的最大值为3,
:3230PQxy+−=或3230xy−−=(3)存在,2sta=(1)椭圆短轴长为23,223b=,解得:3b=;椭圆方程为22213xya+=;点31,2−在椭圆上,21314a+=,解得:24a=,椭圆方程为22143xy+=.(2)由题意可设直线
:3PQxmy=+,()11,Pxy,()22,Qxy,由221433xyxmy+==+得:()22346330mymy++−=,()2210812340mm=++,1226334myym+=−+,122334yym=−+,()()2212
121222213310812342223434OPQmSyyyyyymm=−=+−=+++()()()()2222222222314448313166234316319313mmmmmmm+++===
+++++++()()2222116639931623163131mmmm==+++++++(当且仅当2293131mm+=+,即63m=时取等号),OPQ面积的最大值为3,此时直线PQ的方程为:3230xy+−=或3230xy−−=.(3)直线PQ与x轴不垂直,可设
直线():0PQxmytm=+,()11,Pxy,()22,Qxy,由22221xyabxmyt+==+得:()22222222220bmaymtbybtab+++−=,()22222240abbmat=+−,则2122222mtbyybma+=−+,222212222bt
abyybma−=+,PSTQST=,0PSQSkk+=,即12120yyxsxs+=−−,()()12210yxsyxs−+−=,即()()()1221120ymytymytsyy+++−+=,()()121220myytsyy+−+=,则()2222
2222222220btabmtbmtsbmabma−−−=++,()22220mbtatts−−−=,0m,()220tatts−−−=,则2sta=,x\轴上存在点(),0Ss使得PSTQST=恒成立,此时2s
ta=.题型二:双曲线中的定点问题角度1:双曲线中的直线过定点问题典型例题例题1.(2022·江苏·高二期末)已知双曲线()2222:10,0xyCabab−=的离心率为2,两条准线间的距离为22.(1)求C的标准方程;(
2)斜率为k的直线l过点()1,0,且直线l与C的两支分别交于点A,B,①求k的取值范围;②若D是点B关于x轴的对称点,证明:直线AD过定点.【答案】(1)22144xy−=;(2)①11k−;②证
明见解析.(1)由已知得22222ceaac===可得222ac==,又双曲线中2224bca=−=,所以C的标准方程为:22144xy−=.(2)设直线():1lykx=−,()11,
Axy,()22,Bxy,由()221144ykxxy=−−=,消去y可得,()22221240kxkxk−+−−=,则212221kxxk−+=−,212241kxxk−−=−,()()()22424414443kkkk=+−+=−,①因为直线与双曲线
交于两支,所以0且120xx,即()2224430401kkk−−−−,解得:11k−;②设()121112:yyADyxxyxx+=−+−,令0y=,()()121211211212xxyxyxyxxyyyy−−+=+=++()()()()22121222122
42242221kkxxxxxxkk−−+−+===+−−−−,即直线AD过定点()4,0T.例题2.(2022·安徽·高二期末)设直线xm=(0m)与双曲线C:223yxm−=的两条渐近线分别交于A,B两点,且OAB(O为坐标原点)的面积为3.(1)求m的值;(2)与
坐标轴不垂直的直线l与C交于M,N两点,点M关于x轴的对称点为M,F为C的右焦点,若M,F,N三点共线,证明:直线l经过x轴上的一个定点.【答案】(1)m=1(2)证明见解析(1)双曲线C:223yxm−=(m>0)的渐近线方程为3y
x=,不妨设点A在x轴上方,则A,B两点的坐标分别为(m,3m)和(m,-3m),所以1233,2OABSmm==解得m=1.(2)由(1)知C:2213yx−=,则F的坐标为(2,0),设l与x轴交于点(p,0),则l的方程为()ykxp=−(0k),设1122(,),(,)Mx
yNxy.则11(,)Mxy−.联立()22,1,3ykxpyx=−−=,得22222(3)2(3)0kxpkxkp−+−+=,由题可知230k−,所以22212122223,.33pkkpxxxxkk++==−−因为M
,F,N三点共线,所以MFFNkk=,即121222yyxx−=−−,即1221(2)(2)yxyx−−=−,所以1221()(2)()(2).kxpxkxpx−−−=−−因为k≠0,所以1221()(2)()(2)0xpx
xpx−−+−−=,所以12122(2)()40xxpxxp−+++=,所以22222322(2)4033kppkppkk+−++=−−,所以2222226244120kppkpkpkp+−−+−=解得12p=,所以直线l经过x轴上的定点1(,0).2例题3
.(2022·广东深圳·高二期末)已知圆M:()22289239xy++=的圆心为M,圆N:()221239xy−+=的圆心为N,一动圆与圆N内切,与圆M外切,动圆的圆心E的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)已知点()6,3P,直线l与曲线C交于A,B两点,且0PAPB=,直线l
是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)22193xy−=,3x;(2)过,()12,6−.(1)设圆E的圆心为(),Exy,半径为r,则173EMr=+,13ENr=−,所以6EMENMN−=.由
双曲线定义可知,E的轨迹是以M,N为焦点、实轴长为6的双曲线的右支,所以动圆的圆心E的轨迹方程为22193xy−=,3x;(2)设()11,Axy,()22,Bxy,直线l的方程为xmyt=+.由221,3,93,xyxxmyt−==+得(
)2223290mymtyt−++−=,且230m−,故12221222,39.3mtyymtyym−+=−−=−又0PAPB=,所以()()()()121266330xxyy−−+−−=.又11xmyt=+,22xmyt=+,所以(
)()()()12126633PAPBmytmytyy=+−+−+−−()()()()22121216369myymtmyyt=++−−++−+()()()()()22222192631245303mtmtmtmttmm+−−−−+−+−==−,即2218318720mmttt
+−+−=.又()()()()2221831872183612366120,mmtttmmtttmtmt+−+−=+−−−=+−−+=故612tm=+或36tm=−+.若36tm=−+,则直线l的方程为()36
xmy=−+,过点()6,3P,与题意矛盾,所以36tm−+,故612tm=+,所以直线l的方程为()612xmy=++,过点()12,6−.同类题型归类练1.(2022·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy中,动点Р与定点F(2,0)的距离和它到定直线l:32
x=的距离之比是常数233,记P的轨迹为曲线E.(1)求曲线E的方程;(2)设过点A(3,0)两条互相垂直的直线分别与曲线E交于点M,N(异于点A),求证:直线MN过定点.【答案】(1)2213xy−=(2)证明见解析(1)解:设P(x,y),
因为P与定点F(2,0)的距离和它到定直线l:32x=的距离之比是常数233,所以22(2)23332xyx−+=−,化简得2213xy−=,所以曲线E的方程为2213xy−=.(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),当直线MN斜率不存在,直线AM,AN分别为yx3=−,3=
−+yx,分别联立2213xy−=,解得M(23,3),N(23,-3),此时直线MN的方程为23x=,过点(23,0);当直线MN斜率存在时设其方程为ykxm=+,(33k)由2213xyykxm−=
=+,消去y得222(13)6330−−−−=kxkmxm,所以222(6)4(13)(33)0kmkm=−−−−,即22130mk+−,122613kmxxk+=−,21223313mxxk−−=−,因为AM⊥AN,所以12
12133AMANyykkxx==−−−,即()()121233yyxx=−−−,即()()1212()()33kxmkxmxx++=−−−,即2212121212()3()3kxxkmxxmxxxx+++=++−,将122613kmxxk+=−,21223313mxxk−−
=−代入化简得:223360mkmk++=,所以3mk=−或23mk=−,当3mk=−时,直线MN方程为3ykxk=−(不符合题意舍去),当23mk=−时,直线MN方程为(23)ykx=−,MN恒过定点(23,0),综上所述直线MN过定点(23,0)
.2.(2022·山西·怀仁市大地学校高中部高二阶段练习)已知双曲线的离心率为62,且该双曲线经过点23,2P.(1)求双曲线C:()222210,0xyabab−=方程;(2)设斜率分别为1k,2k的
两条直线1l,2l均经过点()2,1Q,且直线1l,2l与双曲线C分别交于A,B两点(A,B异于点Q),若121kk+=,试判断直线AB是否经过定点,若存在定点,求出该定点坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)2212xy−=(2)过定点,(0,
1)(1)离心率为62ca=,则223cb=,222ab=,即双曲线方程为222221xybb−=.又点23,2P在双曲线C上,所以2231122bb−=,解得21b=,22a=,所以双曲线C的方程为221
2xy−=.(2)当直线AB的斜率不存在时,点A,B关于x轴对称,设()00,Axy,()00,Bxy−,则由121kk+=,解得000011122yyxx−−−+=−−,即0212x−=−,解得00x=,不符合题意
,所以直线AB的斜率存在.不妨设直线AB的方程为ykxt=+,代入2212xy−=,整理得()()2222214220210kxktxtk−+++=−,0设()11,Axy,()22,Bxy,则122421k
txxk+=−−,21222221txxk+=−由121kk+=,得121211122yyxx−−+=−−,即121211122kxtkxtxx+−+−+=−−,整理得()()()1212212140kxxtkxxt−+−++−=,所以()
()2222242121402121tktktktkk+−+−+−−=−−,整理得:()222120tktk+−−+=,即()()1210ttk−+−=,所以1t=或12tk=−.当1t=时,直线AB的方程
为1ykx=+,经过定点()0,1;当12tk=−时,直线AB的方程为()21ykx=−+,经过定点()2,1Q,不符合题意.综上,直线AB过定点(0,1).3.(2022·全国·高三专题练习)双曲线()2222
:10,0xyCabab−=经过点()2,1P,且虚轴的一个顶点到一条渐近线的距离为63.(1)求双曲线C的方程;(2)过点P的两条直线1l,2l与双曲线C分别交于A,B两点(A,B两点不与P点重合),设直线1l,2l的斜率分别为1k,2k,若121kk+=,证明:
直线AB过定点.【答案】(1)2212xy−=;(2)证明见解析.(1)由题得双曲线C的一条渐近线方程为0bxay−=,虚轴的一个顶点为()0,b,依题意得2263()abba−=+−,即32abc=,即()222232abab=+,①又点()2,1P在
双曲线C上,所以22411ab−=,即22224abba=−,②由①②解得22a=,21b=,所以双曲线C的方程为2212xy−=.(2)当直线AB的斜率不存在时,点A,B关于x轴对称,设()00,Axy,()00,Bxy−,则由121kk+=
,解得000011122yyxx−−−+=−−,即0212x−=−,解得00x=,不符合题意,所以直线AB的斜率存在.不妨设直线AB的方程为ykxt=+,代入2212xy−=,整理得()()2222214220210kxktxtk−+++=−,0,设()11,Axy,()22,Bxy,则12
2421ktxxk+=−−,21222221txxk+=−,由121kk+=,得121211122yyxx−−+=−−,即121211122kxtkxtxx+−+−+=−−,整理得()1212(21)(21)40kxxtkxxt−+−++−=,所以()()2222
242121402121tktktktkk+−+−+−−=−−,整理得2(22)120tktk+−+−=,即(1)(21)0ttk−+−=,所以1t=或12tk=−.当1t=时,直线AB的方程为1ykx=+,经过定点()0,1;
当12tk=−时,直线AB的方程为()21ykx=−+,经过定点()2,1P,不符合题意.综上,直线AB过定点()0,1.角度2:双曲线存在定点满足某条件问题典型例题例题1.(2022·全国·高三专题练习)已知双曲
线2222:1(0,0)xyCabab−=的右焦点为(c,0)F,离心率为2,直线2axc=与C的一条渐近线交于点P,且3PF=.(1)求双曲线C的标准方程;(2)设Q为双曲线C右支上的一个动点在x轴上是否存在定点M,
使得2QFMQMF=?若存在,求出点M的坐标;若不存在请说明理由.【答案】(1)2213yx−=(2)满足条件的点M存在,坐标为(1,0)−(1)根据双曲线的对称性不妨设直线2axc=与渐近线byxa=的交点为P,则联立2ax
cbyxa==得:2,aabPcc由||3PF=可得:2223abaccc+−=,即23b=,由离心率2e=可得:222224cabaa+==,故21a=所以双曲线的标准方程为:2213yx−=.(2)假设存在点(,0
)Mt满足题设条件.由(1)知双曲线C的右焦点为(2,0)F.设()()000,1Qxyx为双曲线C右支上一点,则220013yx−=①当02x=时,03y=.因为290QFMQMF==°,所以45QMF=
,于是03MFQFy===,所以1t=−.即(1,0)M−.②当02x时,0000tan,tan2QFQMyyQFMkQMFkxxt=−=−==−−因为2QFMQMF=,所以0002000221yyxtxyxt−−=−−−(ⅰ)当00y
时,上式化简得:2220003(44)40xytxtt−−+++=又220013yx−=即:220033xy−=,带入上式得:20(44)340txtt−++++=所以2(44)0340ttt−+=++=解得1t=−.即(1,0)M−(ⅱ)当
00y=时,1t=−,即(1,0)M−也能满足2QFMQMF=综上可得:满足条件的点M存在,其坐标为(1,0)−.例题2.(2022·广东·梅州市梅江区梅州中学高三开学考试)已知双曲线:()222210,0xyabab−=,()2,0A,315,22B−−
,315,22C,()1,0D−,()4,0E五点中恰有三点在上.(1)求的方程;(2)设P是上位于第一象限内的一动点,则是否存在定点()(),00Qmm,使得1π22PQAPAE+=,若存在,求出点Q的坐标;若不
存在,请说明理由.【答案】(1)2213yx−=(2)存在,定点()1,0Q−(1)若()2,0A,()1,0D−,()4,0E在双曲线上,则()2,0A,()1,0D−,()4,0E只能是双曲线的顶点,()2,0A,()1,0D
−,()4,0E三点中只能有一点是顶点,,BC都在双曲线上,315,22B−−Q,315,22C,,BC两点关于()0,0上对称,由双曲线顶点的位置特征分析可知,()1,0D−在上,将()1,0D−,315,22B−−
代入双曲线的方程22221xyab−=中,则22291514411aba−==,得21a=,23b=,故的方程为2213yx−=.(2)假设存在定点Q满足题意,1π22PQAPAE+=Q,2π
PQAPAE+=,2πPQAPAE−=,2PQAPAQ=.①、当PAx⊥轴时,()2,0A,()2,3P,π4PQA=,在tRPQAV中,QAPA=,32m=−,1m=−,此时()1,0Q−.②、当PA不与x轴垂直时,假设
()1,0Q−,满足2PQAPAQ=.设()00,Pxy,则220033xy=−,00tan1yPQAx=+,()()()()0000000222220000000221211tan22113311yyxyxxyPQAxxyxxyx+++==
==−+−+−+−+,又00tan2yPAQx=−,tan2tanPQAPAQ=,即2PQAPAQ=,所以假设成立.故存在定点()1,0Q−,使得1π22PQAPAE+=.例题3.(2022·上海·高三专题练习)在直角坐标系xOy中,直线2yx=是双曲
线2222:1xyCab−=的一条渐近线,点(1,0)A在双曲线C上,设(,)(0)Mmnn为双曲线上的动点,直线AM与y轴相交于点P,点M关于y轴的对称点为N,直线AN与y轴相交于点Q.(1)求双曲线C的方程;(2)在x轴上是否存在一点T?使得||||TPTQPQ+=,若存在
,求T点的坐标;若不存在,说明理由;(3)求M点的坐标,使得MPQ的面积最小.【答案】(1)2214yx−=;(2)存在,0()2,T;(3)(2,2)或(2,2)−或(2,2)−或(2,2)−−.(1)由已知得21baa=
=,所以1a=,2b=,所以双曲线方程为2214yx−=(2)设()0,0Tx,因为:(1)1nAMyxm=−−,令0x=得0,1nPm−−,:(1)1nANyxm=−−−,令0x=得0,1nQm+因为
||||||TPTQPQTPTQ+==−,平方可得0TPTQ=,所以2220020111nnnxxmmm−==+−−,因为2214nm−=,所以2241nm=−,故02x=,存在0()2,T;(3)因为1||211MPQnnSmmm=+
=+−22212||211mnmnmmm=−−22244||mnmnn===214444||nnnn+=+,当且仅当2n=?时,取得最小值,此时M的坐标是(2,2)或(2,2)−或(2,2)−或(
2,2)−−.同类题型归类练1.(2022·全国·高二课时练习)直线l:1ykx=+与双曲线C:2221xy−=交于不同的两点A、B.(1)求实数k的取值范围;(2)若双曲线C的右焦点为F,是否存在实数k,使得AF⊥BF?若存
在,求出k的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)22k−;(2)存在,665k+=−或665k−=.(1)将直线l的方程1ykx=+代入双曲线C的方程2221xy−=,整理得()222220kxkx−++=①依题意,直
线l与双曲线C交于不同两点,则()()22220,Δ2820,kkk−=−−解得k的取值范围为22k−.(2)设A、B两点的坐标分别为11(,)xy,22(,)xy,则由①得1221222222kxxkxxk+=−=−②.假设存在实数k,使得
AF⊥BF,则()()12120xcxcyy−−+=,即:()()()()1212110xcxckxkx−−+++=,整理得()()()221212110kxxkcxxc++−+++=③.把②式及62c=代入③式化简得:2
52660kk+−=,解得665k+=−或665k−=,∴存在实数665k+=−或665k−=,使得AF⊥BF.2.(2022·全国·高三专题练习)已知双曲线方程为2222xyab−=1,F1,F2为双曲线的左、右焦点,离心率为2,点P为双曲线
在第一象限上的一点,且满足1PF·2PF=0,|PF1||PF2|=6.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点F2作直线l交双曲线于A、B两点,则在x轴上是否存在定点Q(m,0)使得QAQB为定值,若存在,请求出m的值和该定值,若不存在,请说明理由.【
答案】(1)x223y−=1(2)存在,m=﹣1,定值为0(1)由题意可得eca==2,可得c=2a,b2=c2﹣a2=3a2,所以b3=a,又因为1PF·2PF=0,|PF1||PF2|=6.所以1
2PFPF⊥,由|PF1|﹣|PF2|=2a,所以可得|PF1|2+|PF2|2﹣2|PF1||PF2|=4a2,而|PF1|2+|PF2|2=4c2,所以4c2﹣12=4a2,可得b2=3,a2=1,所以双曲线的方程为:x223y−=1;(2)由(1)可得F2
(2,0),当直线l的斜率为0时,l:y=0,此时A(﹣1,0),B(1,0),由M(m,0),则QA·QB=m2﹣1,当l的斜率不为0时,设l:x=ty+2,A(x1,y1),B(x2,y2),联立22233xt
yxy=+−=,整理可得:(3t2﹣1)y2+12ty+9=0,因为t213,y1+y221231tt−=−,y1y22931t=−,因为QA·QB=(x1﹣m,y1)·(x2﹣m,y2)=(ty1+2﹣m)(ty2+2﹣m)+y1y
2=(t2+1)y1y2+(2﹣m)t(y1+y2)+(2﹣m)2=(t2+1)·2931t+−(2﹣m)t·21231tt−+−(2﹣m)2()221215931mtt−+=+−(2﹣m)2,要使QA•QB为定值,则1215931m−=−,解得m=﹣1,则0QAQB=,所
以Q(﹣1,0).定值为0.3.(2022·江苏徐州·高二期末)已知双曲线()2222:10,0xyCabab−=的左焦点为F,F到C的一条渐近线的距离为1.直线l与C交于不同的两点P,Q,当直线l经过C的右焦点且垂直于x轴时,233PQ=.(1)求C
的方程;(2)是否存在x轴上的定点M,使得直线l过点M时,恒有PFMQFM=?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2213xy−=;(2)存在3,02M−,理由见解析.(1)双曲线()
2222:10,0xyCabab−=的左焦点(),0Fc−,其中一条渐近线byxa=,则221bcbab==+;对双曲线2222:1xyCab−=,令xc=,解得2bya=,则22233bPQa==,解得3a=,故双曲线方程为:221
3xy−=.(2)根据(1)中所求可知()2,0F−,假设存在x轴上的点(),0Mn满足题意,若直线l的斜率不为零,则设其方程为xmyn=+,联立双曲线方程2213xy−=,可得()2223230mymny
n−++−=,则()()222244330mnmn=−−−,即2230mn+−,此时直线l与双曲线交于两点()()1122,,,PxyQxy,则212122223,33mnnyyyymm−+=−=
−−,则()()()()12121212122202222PFQFmyynyyyykkxxxx++++=+==++++,即()()()()21212222322220?33mnmnnmyynyymm−++++=−=−−,即()32
0mn+=,则32n=−,此时3,02M−满足题意;若直线l的斜率为零,且过点3,02M−,此时PFMQFM=0=,满足题意.综上所述,存在x轴上的一点3,02M−满足PF
MQFM=.题型三:抛物线中的定点问题角度1:抛物线中的直线过定点问题典型例题例题1.(2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测)已知点()1,Mpp−在抛物线()2:20Cypxp=上.(1)求抛物线C的方程;(2)过点M作斜率分别为12,kk的两条直线12,
ll,若12,ll与抛物线C的另一个交点分别为,AB,且有122kk+=,探究:直线AB是否恒过定点?若是,求出该定点;若否,说明理由.【答案】(1)24yx=(2)直线AB恒过定点()1,0−(1)()1,M
pp−在抛物线上,()221ppp=−,解得:2p=,抛物线C的方程为:24yx=.(2)由(1)得:()1,2M;设()11,Axy,()22,Bxy,则11121112241214yykyxy−−
===−+−;同理可得:2242ky=+;122kk+=,1244222yy+=++,整理可得:124yy=;当直线AB斜率为0时,其与抛物线C只有一个公共点,不合题意;当直线AB斜率不为0时,设:ABxmyt=
+,由24yxxmyt==+得:2440ymyt−−=,则124yyt=-,44t−=,解得:1t=−;:1ABxmy=−,则直线AB过定点()1,0−;综上所述:直线AB恒过定点()1,0−.例题2.(2022·陕西西
安·三模(理))已知抛物线()2:20Cypxp=上的点()()4,0Gtt到其准线的距离为5.不过原点的动直线交抛物线C于A,B两点,M是线段AB的中点,点M在准线l上的射影为N.(1)求抛物线C的方程;(2)当1NANB=时,求证:直线AB过
定点.【答案】(1)24yx=(2)证明见解析(1)由抛物线C的方程可得其准线方程2px=−,依抛物线的性质得452p+=,解得2p=.∴抛物线C的方程为24yx=.(2)当直线AB的斜率为0时,显然不符
合题意;当直线AB的斜率不为0时,设直线:(0)ABxmynn=+,211,4yAy、222,4yBy、()00,Mxy,由24yxxmyn==+化简得2440ymyn−−=,()2
160mn=+,124yym+=,124yyn=−,12022yyym+==,所以()1,2Nm−,所以2111,24yNAym=+−,2221,24yNBym=+−,所以()()2
22121112244yyNANBymym=+++−−()()222121221212122124164yyyyyyyymyym+−=+++−++()22222216814842114mnnnmmnnn+=++−−+=−+=−若1N
ANB=,即()211n−=,解得2n=或0n=(舍去),所以直线AB过定点()2,0.例题3.(2022·全国·高三专题练习)已知线段AB是抛物线24yx=的弦,且过抛物线焦点F.(1)过点B作直线与抛物线对称轴平行,交
抛物线的准线于点E,求证:AOE、、三点共线(O为坐标原点);(2)设M是抛物线准线上一点,过M作抛物线的切线,切点为11AB、.求证:(i)两切线互相垂直;(ii)直线11AB过定点,请求出该定点坐标.【答案】
(1)证明见解析(2)证明见解析.(1)解:由题知抛物线24yx=的焦点()1,0F,准线为1x=−,所以,设直线AB的方程为:1xmy=+,所以,联立方程214xmyyx=+=得2440ymy−−=,设()
()1122,,,AxyBxy,则12124,4yymyy+==−,因为过点B作直线与抛物线对称轴平行,交抛物线的准线于点E,所以()21,Ey−因为2114yx=,故2114yx=所以112211214444OAyyyyyxyk=====−−,221OEkyy
==−−,所以,OAOEkk=,即AOE、、三点共线.(2)解:(i)设()01,My−,所以,设过()01,My−作抛物线的切线,斜率为()0kk,则方程为()01yykx−=+,所以,()0214y
ykxyx−=+=得204440kyyyk−++=,所以,()0164440kyk=−+=,即2010kky+−=,设切线11,MAMB的切线斜率分别为12,kk,则12,kk为方程2010kky+−=的实
数根,所以121kk=−,120kky+=−,所以,两切线互相垂直.(ii)由(i)知204440kyyyk−++=,2010kky+−=,所以,22204440kykykyk−++=,即()2224420kykyky−+=−=,所以
221121211212,,AkkBkk、,所以,1121121222210221122ABkkkkkkykkk=+==−−,所以,直线11AB的方程为2202221yxkyk−=−,整理得()2
022222020200200202222222221ykkyxxxxykykyykyyky−−=+−=+=+=−,即()021yxy=−所以,直线11AB过定点()1,0.同类题型归类练1.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)已知抛
物线C:22ypx=(0p),直线21xy=+交抛物线C于A,B两点,且三角形OAB的面积为23(O为坐标原点).(1)求实数p的值;(2)过点D(2,0)作直线L交抛物线C于P,Q两点,点P关于x轴的对称点为P'.证明:直线P'Q经过定点,并求出定
点坐标.【答案】(1)2p=;(2)证明见解析,定点()2,0−.(1)解:由题得直线21xy=+过点()1,0,.设()()1122,,,AxyBxy,联立221,2,xyypx=+=得22220ypyp−−=,所以121222,2yypyyp+==−,所以()()()22212121
24(22)4222yyyyyypppp−=+−=−−=+.所以三角形OAB的面积()212112232Syypp=−=+=,又0p,解得2p=(30p=−舍去).所以2p=.(2)证明:由(1)抛物线C的方程为24yx=,设()()3344,
,,PxyQxy,不妨令43yy,则()33,Pxy−,设直线L的方程为2xty=+,联立22,4,xtyyx=+=消去x得2480yty−−=,则34344,8yytyy+==−,则直线PQ的方程为()()433343yyyyxxxx+−−=−−,即()()4343
4343xxyxyyyxyx−+=+−,则()()()()4343434322tytyytyyyyxyty−++=+−+,即()()()4343433422tyyyyyxtyyyy−=+−−+,即()()()24343434334422t
yyyyyyyxtyyyy+−=+−−+,所以()()2(4)4842824ttytxtt−−=−−−,即()222ttytx+=+,令20,0,xy+==解得2,0,xy=−=
所以直线PQ恒过定点()2,0−2.(2022·湖北武汉·高二期末)已知动圆M过定点()2,0A,且在y轴上截得的弦长为4,圆心M的轨迹为曲线L.(1)求L的方程;(2)已知点()3,2B−−,()2,1C,P是L上的一个动点,设直线PB,PC与L的另一交点分别为E
,F,求证:当P点在L上运动时,直线EF恒过一个定点,并求出这个定点的坐标.【答案】(1)24yx=(2)证明见解析,定点110,33−;(1)解:设圆心(),Cxy,圆的半径为R,则()()22222220Rxxy=+=−+−,整理得24yx=
.所以动圆圆心的轨迹方程为24yx=.(2)证明:抛物线的方程为24yx=,设200,4yDy,121,4yEy,222,4yFy,则直线EF的方程为()1211221244yyyyxxyy−−=−−,得2
111211121212124444xyyyxxxyyyyyyyyyy+−=−+=+++++,又2114yx=,所以直线EF的方程为1212124yyxyyyyy=+++.同理可得直线DE的方程为1010104yyxyyyyy=++
+,直线DF的方程为0022024yyxyyyyy=+++因为直线DE过点()3,2B−−,所以()1101222yyy−=+;因为直线DF过点()2,1C,所以()22081yyy−=−.消去0y,得
()121210433yyyy=++.代入EF的方程,得12411033yxyy=+++,所以直线EF恒过一个定点110,33−.3.(2022·江西景德镇·高二期末(文))已知抛物线C:()220ypxp=的焦点为F,过焦点F且垂直于x轴的直线交C于H,I两点,O为坐标
原点,OHI的周长为458+.(1)求抛物线C的方程;(2)过点F作抛物线C的两条互相垂直的弦AB,DE,设弦AB,DE的中点分别为P,Q,试判断直线PQ是否过定点?若过定点.求出其坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)28yx=(2)直线
PQ过定点()6,0(1)由题意,02pF,在22ypx=中代入2px=,得222pyp=,解得yp=,所以2HIp=.由勾股定理得|22522pOHOIpp==+=,则OHI的周长为552458
22ppp++=+,解得4p=,故抛物线C的方程为28yx=.(2)由题意可知()2,0F,直线AB的斜率存在,且不为0.设直线AB的方程为2xmy=+,()11,Axy,()22,Bxy.联立22,8,xmyyx=+=消
去x,得28160ymy−−=,264640m=+,则128yym+=,从而()21212484xxmyym+=++=+.因为P是弦AB的中点,所以()242,4Pmm+,同理可得2442,Qmm+−.当21m,即1m时,直线PQ的斜率
2224441422PQmmmkmmm−−==−+−+,则直线PQ的方程为()224421mymxmm−=−−−,即()()216mymx−=−.故直线PQ过定点()6,0;当21m=,即1m时,直线PQ
的方程为6x=,也过点()6,0.综上所述,直线PQ过定点()6,0.4.(2022·江西·上饶市第一中学模拟预测(文))已知抛物线()220ypxp=的焦点为F,过焦点F斜率为3的直线交抛物线于A、B两点(点A在第一象限),交抛物线准线于G,且满足83BG=.(1)求抛物线的标准方
程;(2)已知C,D为抛物线上的动点,且OCOD⊥,求证直线CD过定点P,并求出P点坐标;(3)在(2)的条件下,求PCPD的最大值.【答案】(1)24yx=(2)证明见解析;P点坐标为(4,0)(3)16−(1)过点B作准线的垂线,垂足为H,设准线与x轴相交于
点M,如图,由题知,直线l的倾斜角为π3.∴在RtBGH中,π3GBH=,又∵83BG=,∴43BH=,∴43BF=.∴4GFBGBF=+=,∴在RtGFM中,又3MFG=,∴2MF=,∴2p=,∴抛物线的标准方程为24yx=
.(2)由(1)可知,抛物线方程为24yx=,设直线CD的方程为:xmyt=+,211,4yCy,222,4yDy,直线与抛物线联立:24xmytyx=+=,得:2440ymyt−−=,则124yym+=,124yyt=-,∵14OCky=,24ODky=
且OCOD⊥,∴12161614OCODkkyyt===−−则4t=,∴直线CD过定点(4,0),即P点坐标为(4,0),(3)由(2)可知P点坐标为(4,0),∴()2222212121216161616yyPCPDyyyym=−+++=
−−,∴PCPD的最大值为16−.角度2:抛物线存在定点满足某条件问题典型例题例题1.(2022·内蒙古赤峰·高二期末(文))已知抛物线()2:20Cypxp=的焦点为F,过点()2,0A的直线l交C于M,N两点,当l与x轴垂直时,4M
N=.(1)求C的方程:(2)在x轴上是否存在点P,使得OPMOPN=恒成立(O为坐标原点)?若存在求出坐标,若不存在说明理由.【答案】(1)22yx=(2)存在,()2,0−(1)当l与x轴垂直时,由题意易
得||4MNp=,从而44p=,解得p=1,所以C的方程为22yx=;(2)设()0,0Px,()11,Mxy,()22,Nxy,由题可知直线l斜率不为零,设:2lxmy=+,代入抛物线方程22yx=消去x,得2240ymy−−=,从而122yym+=,124yy=−,①由OPMO
PN=可得0MPNPkk+=12121020102022MPNPyyyykkxxxxmyxmyx+=+=+−−+−+−()()()()1201210202222myyxyymyxmyx+−+=+−+−将①代入上式,得()()0102042022mmxmyxm
yx−−=+−+−恒成立,所以02x=−,因此存在点P,且满足题意,P点坐标为()2,0−.例题2.(2022·河南·开封市东信学校模拟预测(文))已知直线:10lxky−−=与抛物线2:2(0)Nypxp=交于A,B两点,当直线lx⊥轴时,||4AB=.(1)求抛物线N的标准
方程;(2)在x轴上求一定点C,使得点(2,0)Mp到直线AC和BC的距离相等.【答案】(1)24yx=(2)(1,0),(1,0),(4,0)−(1)当直线lx⊥轴时,方程为1x=,代入抛物线方程得22yp=,2yp=,∴||224ABp==,解得2p=.∴抛物线N
的标准方程为24yx=;(2)设()()(),,,,,0AABBCAxyBxyCx.联立210,4,xkyyx−−==得2440yky−−=.∴4,4ABAByykyy+==−.①由题意可知()()()()
0ABCBACABACBCACBCACBCyxxyxxyykkxxxxxxxx−+−+=+==−−−−,∴()()0ABCBACyxxyxx−+−=,即()BAABCABxyxyxyy+=+.∴()()()11BAABCABk
yykyyxyy+++=+,即()()2ABABCABkyyyyxyy++=+.∴844Ckkkx−+=.∵0k,可知1Cx=−.∴点C的坐标由抛物线的图象可知,还有点(1,0),(4,0)满足题意,故这样的点有3个,坐标分别为(1,0),(1,0),(4,0)−.例题3.(2022·贵州
铜仁·高二期末(理))已知F为抛物线2:2(0)Cypxp=的焦点,过F的动直线交抛物线C于,AB两点.当直线与x轴垂直时,||4AB=.(1)求抛物线C的方程;(2)设直线AB的斜率为1且与抛物线的准线l相交于点M,抛物线C上存在点P使得直线,
,PAPMPB的斜率成等差数列,求点P的坐标.【答案】(1)24yx=(2)(1,2)P(1)因为(,0)2pF,在抛物线方程22ypx=中,令2px=,可得yp=,所以当直线与x轴垂直时24ABp==,解得2p=,抛物线的方
程为24yx=.(2)(2)因为抛物线24yx=的准线方程为1x=−,由题意可知直线AB的方程为1xy=+,所以(1,2)M−−.联立241yxxy==+消去x,得2440yy−−=,设11(,)Axy,22(,
)Bxy,则124yy+=,124yy=−,若存在定点00(,)Pxy满足条件,则2PMPAPBkkk=+,即0010200102221yyyyyxxxxx+−−=++−−,因为点,,PAB均在抛物线上,所以222012012,,444
yyyxxx===.代入化简可得00122200120122(2)24()yyyyyyyyyyy+++=++++,将124yy+=,124yy=−代入整理可得002200022444yyyyy++=++−,即202(4)0y−=,所以2040y−=
,解得02y=,将02y=代入抛物线方程,可得01x=,于是点(1,2)P即为满足题意的定点.同类题型归类练1.(2022·湖北·鄂南高中模拟预测)已知曲线2:2(0)Cypxp=的焦点为F,曲线C上有一点()0,Qxp满足2QF=.(1)求抛物线C的方程;
(2)过原点作两条相互垂直的直线交曲线C于异于原点的两点,AB,直线AB与x轴相交于N,试探究x轴上存在一点是否存在异于N的定点M满足AMANBMBN=恒成立.若存在,请求出M点坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)24
yx=(2)存在,()4,0M−(1)Q在曲线C上,则202ppx=,则02px=,而022pQFxp==+=,故抛物线C的方程为24yx=.(2)易知直线AB的斜率不为0,故设()()()1122:,,,,,,0ABlxtynAxyBxyMm=+联立:224404xty
nytynyx=+−−==,故12124,4yytyyn+==−.222121244yyxxn==,因为OAOB⊥,则2121240OAOBxxyynn=+=−=则4n=或0n=(舍),故()4,0N.因为,MN都在x轴上,要
使得AMANBMBN=,则x轴为AMB的角平分线,若1mx=,则AM垂直于x轴,x轴平分AMB,则BM垂直于x轴,则直线AB的方程为4x=,此时4mn==,而,MN相异,故1mx,同理2mx故AM与BM的斜率互为相反数,即12122112120yyxyxymxmxmyy++==
−−+()()1221121212442324444tyytyytyytmyyyyt+++−==+=+=−++为定值.故当()4,0M−时,有AMANBMBN=恒成立.2.(2022·全国·高三专题练习(理))已知抛物线2:2(0)Expyp=的焦点为F
,过F的直线交抛物线E于1122(,),(,)AxyBxy两点,11AFy=+.(1)求抛物线E的标准方程;(2)在x轴的正半轴上是否存在点P,连接PA,PB分别交抛物线E于另外两点C,D,使得4ABCD=?并说明理由.【答案】(1)24xy=(2)见解析(1)因为点F是抛物线2:2(0)Expy
p=的焦点,且11AFy=+所以点A到点F的距离等于点A到直线1y=−所以由抛物线的定义可知1,22pp==所以抛物线E的标准方程为24xy=(2)设()()330,,,0CxyPx由4ABCD=得:/
/ABCD,且4ABCD=,得4PAPC=即()()101303,4,xxyxxy−=−,所以101333,44xxyxy+==代入抛物线方程24xy=,得221011344xxxy+==整理得22101
0230xxxx−−=,同理可得222020230xxxx−−=故12,xx是方程2200230xxxx−−=的两根,20160x=由韦达定理可得21201202,3xxxxxx+==−①由题意,直线AB的斜率一定存在,故设直线AB的方程为1ykx=+与抛物线方程24x
y=联立可得2440xkx−−=由韦达定理可得12124,4xxkxx+==−②由①②可得0233,33xk==故在x轴的正半轴上存在一点23,03P满足条件.3.(2022·江苏省苏州实验中学高二阶段练习)已知抛物线2:8Cyx=,点()(),00Maa,直线l过点M
且与抛物线C相交于,AB两点.(1)当a为变量时,P为抛物线C上的一个动点,当线段MP的长度取最小值时,P点恰好在抛物线C的顶点处,请指出此时M点运动的轨迹;(2)当a为定值时,在x轴上是否存在异于点M的点N,对任意的直线l,都满足直线
,ANBN关于x轴对称?若存在,指出点N的位置并证明,若不存在请说明理由.【答案】(1)M点的运动轨迹是x轴的(0,4部分的线段;(2)存在点(),0Na−,证明见解析.(1)设2,8yPy,则224222218644yy
aMPayya=−+=+−+,当线段MP的长度取最小值时,P点恰好在抛物线C的顶点处,即当0y=时,线段MP的长度取最小值a;140132a−−,解得:4a,04a;M点的运动轨迹是x轴的(0,4部分的线段.(2)①当直线l斜率不存在时,对于x轴上任意异于点
M的点N,都满足直线,ANBN关于x轴对称;②当直线l斜率存在时,设:lxtya=+,()11,Axy,()22,Bxy,由28xtyayx=+=得:2880ytya−−=,则,设(),0Nn,直线,ANBN关于x轴对称,0ANBNkk+=,()()(
)()2212121221121212221212121212880yyyynyyxynyyxyyyxnxnxxnxxnxxnxxn−++−+++===−−−+−−+−,即()()()12121288808
yyyynyyatntnat+−+=−−=−+=,当na=−时,0ANBNkk+=恒成立,即(),0Na−;综上所述:存在点(),0Na−,对任意的直线l,都满足直线,ANBN关于x轴对称.4.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习
)已知抛物线2:4Exy=的焦点为F,过F的直线交抛物线E于A、B两点.(1)当直线AB的斜率为1时,求弦AB的长度AB;(2)在x轴的正半轴上是否存在一点P,连接PA,PB分别交抛物线E于另外两点C、D,使得//ABCD且4ABCD=?若存在,请求出点P的坐标
,若不存在,请说明理由.【答案】(1)8(2)存在,23,03P(1)解:设()11,Axy,()22,Bxy,()33,Cxy,()0,0Px,由题意知,点F的坐标为()0,1,直线AB的方程为10xy−+=.与抛物线2:4Exy=联立可得26
10yy−+=.由韦达定理有126yy+=,故1228AByy=++=.(2)设()11,Axy,()22,Bxy,()33,Cxy,()0,0Px.由//ABCD且4ABCD=,得4PAPC=,即()()101303,4,xxy
xxy−=−.所以10334xxx+=,134yy=.代入抛物线2:4Exy=,得221011344xxxy+==,整理可得221010230xxxx−−=,同理可得222020230xxxx−−=,故12,xx是方程2200230xxxx−−=的两根,20120x=,由韦达定理有
1202xxx+=,21203xxx=−,①由题意,直线AB的斜率一定存在,故设直线AB的方程为1ykx=+,与抛物线2:4Exy=联立可得2440xkx−−=,由韦达定理有124xxk+=,124xx=−,②由①②可得0233x=,33k=,故x轴的正半轴上存在
一点23,03P满足条件.1.(2022·全国·高考真题(文))已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过()30,2,,12AB−−两点.第二部分:高考真题感悟(1)求E的方程
;(2)设过点()1,2P−的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足MTTH=.证明:直线HN过定点.【答案】(1)22143yx+=(2)(0,2)−(1)解:设椭圆E的方程为221mxny+=,过()30,2,,12AB−−,则41914nm
n=+=,解得13m=,14n=,所以椭圆E的方程为:22143yx+=.(2)3(0,2),(,1)2AB−−,所以2:23+=AByx,①若过点(1,2)P−的直线斜率不存在,直线1x=.代入
22134xy+=,可得26(1,)3M−,26(1,)3N,代入AB方程223yx=−,可得26(63,)3T−+−,由MTTH=得到26(265,)3H−+−.求得HN方程:26(2)23yx=+−,过点(0,2)−.②若过点(1,2)P−的直线斜率存在,设1122(2)0,(,),(,)kx
ykMxyNxy−−+=.联立22(2)0,134kxykxy−−+=+=得22(34)6(2)3(4)0kxkkxkk+−+++=,可得1221226(2)343(4)34kkxxkkkxx
k++=++=+,12222228(2)344(442)34kyykkkyyk−++=++−=+,且1221224(*)34kxyxyk−+=+联立1,223yyyx==−可得111113(3,
),(36,).2yTyHyxy++−可求得此时1222112:()36yyHNyyxxyxx−−=−+−−,将(0,2)−,代入整理得12121221122()6()3120xxyyxyxyyy+−+++−−=,将(*)代入,得222241296482448482436
480,kkkkkkk+++−−−+−−=显然成立,综上,可得直线HN过定点(0,2).−