当m=2k时,直线PQ的方程为y=kx+2k,过定点(-2,0),不合题意. 当m=-k时,直线PQ的方程为y=kx-k,过定点(1,0),符合题意. 综上,直线PQ过定点(1,0).
1.定点问题的求解策略
(1)动直线l过定点问题,解法:设动直线方程(斜率存在)为y=kx+t,由题设条件将t用k表示为t=mk,得y=k(x+m),故动直线过定点(-m,0).
(2)动曲线C过定点问题,解法:引入参变量建立曲线C的方程,再根据其对参变量恒成立,令其系数等于零,得出定点.
2.定值问题的求解策略
定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思想是使用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关.在这类试题中选择消元的方向是非常关键的.
『对接训练』
1?1?2.[2019·甘肃兰州诊断]已知曲线C上的任意一点到直线l:x=-的距离与到点F?,0?2?2?的距离相等.
(1)求曲线C的方程;
(2)若过P(1,0)的直线与曲线C相交于A,B两点,Q(-1,0)为定点,设直线AQ的斜率为
k1,直线BQ的斜率为k2,直线AB的斜率为k,证明:2+2-2为定值.
k1k2kp12
解析:(1)由题意知,曲线C是焦点为F的抛物线,可设其方程为y=2px(p>0),则=,22p=1,
∴曲线C的方程为y=2x.
(2)根据已知,设直线AB的方程为y=k(x-1)(k≠0),
??y=k?x-1?,由?2
??y=2x2
2
112
2
可得ky-2y-2k=0.
2
2?y1??y2?2
设A?,y1?,B?,y2?,则Δ=4-4k(-2k)=4+8k>0,y1+y2=,y1y2=-2.
k?2??2?∵k1=
2y1y22y2
=2,k2=2=2, yy1+2y2y2+2+1+122
21
y1
- 5 -
?y1+2??y2+2?
∴2+2=+ 22
k1k24y14y2
1
1
?y1+2?y2+?y2+2?y1= 22
4y1y2
2422222y41y2+y2y1+8y1y2+4?y1+y2?= 22
4y1y2
2
22
2
22
2222
8?y1+y2?+32= 16?y1+y2?-2y1y2+4= 2+8= 24
2
22
k22
=2+4.
k112
∴2+2-2=4,为定值.
k1k2k
考点3 圆锥曲线中的存在性问题
y2x21
[例3] [2019·湖北宜昌调研]已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率为,短轴长为
ab2
23.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点A(0,4)的直线l与椭圆C交于M,N两点,F是椭圆C上的焦点.问:是否存在直线l,使得S△MAF=S△MNF?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
c1222
【解析】 (1)由题可得=,b=3,又a=b+c,
a2
∴a=4,b=3,
∴椭圆C的方程为+=1.
43
(2)由题可知直线l的斜率一定存在且不为0,设直线l的方程为y=kx+4,M(x1,y1),
2
2
y2x2
N(x2,y2),
y=kx+4,??22
联立方程,得?yx+=1,??43
得(3k+4)x+24kx+36=0,
22
- 6 -
?24k?x+x=-,②
3k+4∴?36
xx=??3k+4.③
1
2
2
12
2
Δ=?24k?2-144?3k2+4?>0,①
∵S△MAF=S△MNF,∴M为线段AN的中点, ∴x2=2x1.④
将④式代入②式得x1=-
8k,⑤ 2
3k+4
182
将④式代入③式得x1=2,⑥
3k+4362
将⑤式代入⑥式得k=.⑦
5将⑦式代入①式检验成立, ∴k=±
65,
∴存在直线l:6x-5y+45=0或6x+5y-45=0, 使得S△MAF=S△MNF.
求解存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的几何元素或参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的几何元素或参数值,就说明满足条件的几何元素或参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的几何元素或参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程.
『对接训练』
x2y23
3.[2019·河北石家庄教学质量检测]已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率为,且
ab2
经过点?-1,
?
?3??. 2?
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点(3,0)作直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,试问在x轴上是否存在定点Q,
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使得直线QA与直线QB恰关于x轴对称?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
解析:(1)由题意可得=2
2
2
2
ca313
,2+2=1, 2a4b2
又a-b=c,所以a=4,b=1. 所以椭圆C的方程为+y=1.
4(2)存在定点Q?
x2
2
?43?
,0?,满足直线QA与直线QB恰关于x轴对称. ?3?
??x+my-3=0,
设直线l的方程为x+my-3=0,与椭圆C的方程联立得?x22
+y=1,??4
(4+m)y-23my-1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),定点Q(t,0)(依题意t≠x1,t≠x2). 23m-1
由根与系数的关系可得,y1+y2=2,y1y2=2.
4+m4+m2
2
整理得,
直线QA与直线QB恰关于x轴对称,则直线QA与直线QB的斜率互为相反数, 所以
y1
x1-tx2-t+
y2
=0,即y1(x2-t)+y2(x1-t)=0.
又x1+my1-3=0,x2+my2-3=0, 所以y1(3-my2-t)+y2(3-my1-t)=0, 整理得,(3-t)(y1+y2)-2my1y2=0, 23m-1
从而可得,(3-t)·2-2m·2=0,
4+m4+m即2m(4-3t)=0,
43?43?
所以当t=,即Q?,0?时,直线QA与直线QB恰关于x轴对称.
3?3?特别地,当直线l为x轴时,Q?
?43?
,0?也符合题意. ?3?
?43?
,0?,使得直线QA与直线QB恰关于x轴对称. ?3?
综上所述,在x轴上存在定点Q?
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