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文檔簡(jiǎn)介
切線與切點(diǎn)弦問(wèn)題
目錄
01方法技巧與總結(jié)...............................................................2
02題型歸納與總結(jié)...............................................................3
題型一.切線問(wèn)題3
IF頁(yè)-:弓10
題型三:利用切點(diǎn)弦結(jié)論解決定值問(wèn)題............................................17
題型四:利用切點(diǎn)弦結(jié)論解決最值問(wèn)題............................................25
題型五:利用切點(diǎn)弦結(jié)論解決范圍問(wèn)題............................................32
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亡法牯自與.柒年
//\\
1、點(diǎn)M(x(),%)在圓V+y2=產(chǎn)上,過(guò)點(diǎn)加作圓的切線方程為%彳+%>=/.
2、點(diǎn)/伉,%)在圓尤2+丁=/外,過(guò)點(diǎn)〃作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則切點(diǎn)弦至的
直線方程為xox+yoy=/.
3、點(diǎn),%)在圓丁=/內(nèi),過(guò)點(diǎn)加作圓的弦71s(不過(guò)圓心),分別過(guò)A,3作圓的切線,
則兩條切線的交點(diǎn)P的軌跡方程為直線無(wú)/+=產(chǎn).
4、點(diǎn)M(x0,%)在圓(彳-4+(y-6)2=產(chǎn)上,過(guò)點(diǎn)M作圓的切線方程為
2
(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r.
5、點(diǎn),%)在圓(x-a)2+(y-b)2=,外,過(guò)點(diǎn)”作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則切點(diǎn)
2
弦AB的直線方程為(x0-a)(x-a)+(y0-b]{y-b)=r.
6、點(diǎn)加伉,%)在圓。-。了+⑶-匕了=/內(nèi),過(guò)點(diǎn)M作圓的弦AB(不過(guò)圓心),分別過(guò)A,3作
圓的切線,則兩條切線的交點(diǎn)P的軌跡方程為(%-〃)。-幻+(%-“。-刀=尸.
22
7、點(diǎn)M(x。,%)在橢圓二+==1(。>6>0)上,過(guò)點(diǎn)M作橢圓的切線方程為學(xué)+岑=1.
abab
22
8、點(diǎn)MQo,%)在橢圓1+與=1(。>匕>0)外,過(guò)點(diǎn)M作橢圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則
ab
切點(diǎn)弦AB的直線方程為誓+渾=1.
a2b2
22
9、點(diǎn),為)在橢圓5+多=1(々>6>0)內(nèi),過(guò)點(diǎn)M作橢圓的弦AB(不過(guò)橢圓中心),分別過(guò)
ab
A,3作橢圓的切線,則兩條切線的交點(diǎn)。的軌跡方程為直線岑+岑=1.
/b2
22
10、點(diǎn)M(x0,%)在雙曲線[-1=1(。>0,人>0)上,過(guò)點(diǎn)M作雙曲線的切線方程為羋一誓=1.
abab
11、點(diǎn)M(x0,%)在雙曲線=-3=l(a>0,6>0)外,過(guò)點(diǎn)加作雙曲線的兩條切線,切點(diǎn)分別為
ab
A,B,則切點(diǎn)弦他的直線方程為號(hào)一岑=1.
a2b2
22
12、點(diǎn)M(x。,%)在雙曲線0-1=1(“>0,6>0)內(nèi),過(guò)點(diǎn)M作雙曲線的弦至(不過(guò)雙曲線中
ab
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心),分別過(guò)A,3作雙曲線的切線,則兩條切線的交點(diǎn)P的軌跡方程為直線g-誓=1.
a2b2
13、點(diǎn),%)在拋物線V=2px(p>0)上,過(guò)點(diǎn)M作拋物線的切線方程為=p(x+x(,).
14、點(diǎn)M(x0,%)在拋物線丫2=2°尤(「>0)外,過(guò)點(diǎn)M作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,
則切點(diǎn)弦AB的直線方程為=p(x+尤。)?
15、點(diǎn)M(Xo,%)在拋物線>2=2°尤(2>0)內(nèi),過(guò)點(diǎn)M作拋物線的弦的,分別過(guò)A,3作拋物線的
切線,則兩條切線的交點(diǎn)尸的軌跡方程為直線為y=p(x+%).
題型一:切線問(wèn)題
22
【典例1-1】已知。為坐標(biāo)原點(diǎn),雙曲線C:2=1(。>0,匕>0)的左、右焦點(diǎn)分別為耳,F(xiàn)2,過(guò)C上一
點(diǎn)尸作c的兩條漸近線的平行線,分別交V軸于M,N兩點(diǎn),s.\OM\-\ON\=i,「尸耳內(nèi)切圓的圓心到y(tǒng)
軸的距離為百.
(I)求C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
⑵(i)設(shè)點(diǎn)。(%,%)為C上一點(diǎn),試判斷直線號(hào)-》。=1與C的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由;
(ii)設(shè)過(guò)點(diǎn)工的直線與C交于A,8兩點(diǎn)(異于C的兩頂點(diǎn)),C在點(diǎn)A,B處的切線交于點(diǎn)E,線段
A3的中點(diǎn)為。,證明:0,D,E三點(diǎn)共線.
【解析】(1)如圖所示,
設(shè)尸(修,力),則『圣=1,
ab
不妨設(shè)直線PM的方程為y-力=:h(尤-%)),則直線PN的方程y-力=-:h(尤-號(hào)).
令%=0,得—4+%),N[0,—Xp+L
22
則10M=yp,yp+^L-yj=^Xp-byXp=b=1.
aaaaa
設(shè)&耳尸鳥(niǎo)的內(nèi)切圓(圓心為分別與尸月,PF2,KB切于點(diǎn)尺,S,T,
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則2a=||明-|巡卜歸如+阿卜網(wǎng)-⑹聞=|阿卜陋閆冏卜牌|=2⑷,
所以T為C的頂點(diǎn),所以/T,x軸,/的橫坐標(biāo)為±a,所以°=6,
結(jié)合片一34二3,得/一+=0,所以A=4片-4片=0.
所以直線葭-)%=1與C相切.
(ii)由題易得直線AB的斜率不為0,
設(shè)直線A8的方程為矛=沙+2,代入工-丁=1,
3
/、?-3^0
得(「一3"+的+「0,其中1A=.一4(>3)=W+12>。,
—4/112
設(shè)A(wx),5億,%),則%+%=—,%+%=M%+%)+4=——,
2t
2
貝rrl"。J[一三6廠一It>yk.oL—r^-3Ft
t2-3
由(i),C在點(diǎn)A,5處的切線方程分別為瞥-乂y=l,管-yj=l.
而弋睬彳23(%-%)3(%-X)3(%-%)「3
工'千百%-9%(“1+2)%-(優(yōu)+2)%2(%-%)2,
所以左OE=§=卜0口,
故。,D,E三點(diǎn)共線.
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22
【典例1-2】(2024?湖南長(zhǎng)沙?三模)已知橢圓C:=+*=l(q>4>0)的左、右焦點(diǎn)分別為£、F2,B為上
頂點(diǎn),離心率為:,直線與圓4/+4/-3=0相切.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
22
(2)橢圓方程「:=+2=1(°>6>0),平面上有一點(diǎn)P(x。,%).定義直線方程/:誓+翌=1是橢圓「在
abcib
點(diǎn)尸(4,%)處的極線.
①若尸(%,%)在橢圓C上,證明:橢圓C在點(diǎn)尸處的極線就是過(guò)點(diǎn)P的切線;
②若過(guò)點(diǎn)P(T,0)分別作橢圓C的兩條切線和一條割線,切點(diǎn)為X、Y,割線交橢圓C于M、N兩點(diǎn),
過(guò)點(diǎn)/、N分別作橢圓C的兩條切線,且相交于點(diǎn)Q.證明:Q、X、V三點(diǎn)共線.
【解析】⑴由己知在=5,4(f,0),。(。,0),8(0,幻,則%2=-1
b
L
所以直線BF2:y=--x+Z?],即々x+qy-M=0,
ci
該直線與圓元2+y2==與相切,則J;J2,=如=g'
4擊;+q42
所以解得々=6,4=2,。=1,
22
故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為三+乙=1
43
22
(2)①由⑴得橢圓C的方程是?+(=1.
因?yàn)槭?%%)在橢圓C上,所以手+。=1,即3-2=0,
由定義可知橢圓C在點(diǎn)尸(%,%)處的極線方程為竽+半=1,
當(dāng)%=0時(shí),/=±2,此時(shí)極線方程為工=±2,所以P處的極線就是過(guò)點(diǎn)尸的切線,
當(dāng)%片。時(shí),極線方程為至+里=1,即》=一費(fèi)了+2,
434%%
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3
—XH------
y=—9尤2
4%218x36
由<%,得注+3x-—Yn-x+-12=0,
尤--1%
143
所以△=_4],+3;3一12:36(3¥;;--12)=0,
所以尸處的極線就是過(guò)點(diǎn)P的切線,
綜上所述,橢圓C在點(diǎn)尸處的極線就是過(guò)點(diǎn)尸的切線;
②設(shè)點(diǎn)。(%,%),M(x”M),N(X2,%),
由①可知,過(guò)點(diǎn)W的切線方程為4:學(xué)+牛=1,
過(guò)點(diǎn)N的切線方程為3號(hào)+亨=1,
丁X。?%%:1
因?yàn)椤?都過(guò)點(diǎn)。(%,%),所以有<4:
石%0I—]
、4亍一
則割線MN的方程為/。:芍+孝=1,
同理可得過(guò)點(diǎn)尸(Y,。)的兩條切線的切點(diǎn)弦XV的方程為4:亍=1,即x=-L
又因?yàn)楦罹€MN過(guò)點(diǎn)尸(T,0),代入割線方程得曰=1,即天=-1,
所以。,X,F三點(diǎn)共線,都在直線x=T上.
【變式1-1]在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)尸到定點(diǎn)尸的距離比點(diǎn)尸到x軸的距離大;,設(shè)動(dòng)點(diǎn)尸
的軌跡為曲線C,直線/:丁=丘+1交曲線C于AB兩點(diǎn),M是線段48的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線交曲
線C于點(diǎn)N.
⑴求曲線C的方程;
⑵證明:曲線C在點(diǎn)N處的切線與平行;
(3)若曲線C上存在關(guān)于直線/對(duì)稱的兩點(diǎn),求k的取值范圍.
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【解析】(1)設(shè)點(diǎn)P(x,y),由
(2)?.?點(diǎn)A(%,yJ、3aj,%)在拋物線上,
—y”尤;—%,求導(dǎo)得y=2x,
y-%=2玉(尤一玉)即[2盯='+%①
在點(diǎn)4(%,乂)、3(%,%)的切線方程為
,一%=3口一馬)
[2XX2=J+為②
②-①得2x(%,-%)=%—%,即2x=^―x=%:%,則X、二七:'
'x2-xi22
2
令A(yù)8方程為丫=依+1,代入l=y得:x-kx-l=0^^^=^k=2xN,
N點(diǎn)坐標(biāo)為(無(wú)N,右),以N點(diǎn)為切點(diǎn)的切線斜率為y'=24,故曲線C在N處的切線與A3平行;
(3)若存在兩點(diǎn)尸。關(guān)于直線/:、=履+1對(duì)稱,貝必加=-〈,
令PQ中點(diǎn)石(如為),令尸2方程為y=由于E在直線/:y=Ax+l上,故有為=5+1,
k
根據(jù)(2)結(jié)論可知-<=2尤°,即%=笈々+1=1,
/C乙K乙
將直線尸。:尸-卜+&-4與拋物線xf聯(lián)立得…-=。
△>0=二<2=々<_變或左>正
k222
【變式1-2】已知拋物線E:y2=2px(p>0),焦點(diǎn)為尸.過(guò)拋物線外一點(diǎn)P(不在x軸上)作拋物線C的切
線尸APB,其中A3為切點(diǎn),兩切線分別交V軸于點(diǎn)GO.
⑴求C4.CF的值;
⑵證明:
①回|是照同咫的等比中項(xiàng);
②FP平分NAFB.
【解析】⑴拋物線『1=2°”(0>0)焦點(diǎn)尸(多0),設(shè)點(diǎn)
設(shè)拋物線C的切線PA,PB的方程分別為:
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由,y一%="〔x_f^|整理得,,2一子,+?》一代=0,
、,K,K,
y2=2px
由△+制-若…+5
,p,P
可得勺二一,同理左2=一,
%%
則拋物線C的切線PA,PB的方程分別為:
則山燈。借,胃〉
則正國(guó)3麗一停/),6市吾苔+,圖=0
(2)①由(1)可得|"|=於支一
則I叫2=I陽(yáng)?I冏,故|閉是I陽(yáng)與|陽(yáng)的等比中項(xiàng);
②*自一9m=醫(yī)十%產(chǎn)=3
/\FAFP
cosZAFP=cos(FA,FP)=,——n——
'/網(wǎng).網(wǎng)r
2i2i+£
2P2
FP\
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則cosZAFP=cosZBFP,又ZAFP/BFPe[0,可,則ZAFP=ZBFP
故FP平分NAFB.
【變式1-3](2024.江西?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知拋物線C:無(wú)2=8〉,尸為C的焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)廠的直線/與C
交于“,/兩點(diǎn),且在H,/兩點(diǎn)處的切線交于點(diǎn)T.
(1)當(dāng)/的斜率為-1時(shí),求|印|;
(2)證明:FT1HI.
【解析】(1)依題意,拋物線C的焦點(diǎn)/(0,2),準(zhǔn)線方程廣-2,當(dāng)/的斜率為-1時(shí),/的方程為
y=—x+2,
由F一"c,得y2_i2y+4=0,設(shè)“包,%),/(%,%),則%+必=12,
[y=-x+2
所以1Hzi=|5|+|尸/|=弘+2+%+2=16.
(2)依題意,直線/的斜率存在,設(shè)直線/的方程為丫=依+2,
由,‘消去y得%2—8Ax-16=0,由(1)/(%2,%),
[y=kx+2
%+W=8左,玉%2=-16,對(duì)‘=工%2求導(dǎo),得y=J_%,
84
切線777的方程為丁一切=;王(工一王),切線77的方程為〉-%=;%2(%-%2),
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五%(彳一網(wǎng))
y-%=x=4k,、
由<一,解得>__2,即T(4人,一2),
i/X
yf=/(尤一2)
當(dāng)%=°時(shí)’7(。,-2),顯然G印;當(dāng)I時(shí),直線口的斜率為點(diǎn)號(hào)=j因此Gm'
所以斤,印.
題型二:切點(diǎn)弦過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題
【典例2-1】如圖,在平面直角坐標(biāo)系xQy中,已知拋物線c:y=^x2.
⑴若點(diǎn)尸在G:(尤-2『+(y+2)2=l上,記G的幾何中心為點(diǎn)A,則當(dāng)|OP-AP|取得最大值時(shí),求點(diǎn)P的
坐標(biāo).
(2)已知?jiǎng)狱c(diǎn)P、。在C上,分別過(guò)尸、。作拋物線的切線人4,設(shè)《和4相交于點(diǎn)T,若點(diǎn)T恒在直線八
y=2尤-1上,求證:直線PQ經(jīng)過(guò)定點(diǎn).
⑶將C繞原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。得到G,給定點(diǎn)K(LO),G上有四點(diǎn)P、Q、M、N,滿足PMLQN,
PKM、。歡均三點(diǎn)共線,且P、。都在x軸上方,設(shè)線段和QN的中點(diǎn)分別為八S,試判斷:直線
75是否會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)定點(diǎn)?若會(huì),請(qǐng)求出這個(gè)定點(diǎn)的坐標(biāo),若不會(huì),請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(1)由G:(無(wú)一2)2+(y+2『=l可知A(2,—2),|AP|=r=l,
由|0尸同Q4j+|M=|Q4j+r,
故|0尸_4尸|=|0尸_<||OA|+r-r|=|(9A|=^22+(-2)2=272,
當(dāng)且僅當(dāng)0、A、P三點(diǎn)共線且A在0、P之間時(shí),等號(hào)成立,
此時(shí)|。尸|=20+1且點(diǎn)尸在直線y=r上,
即有岳「=2及+1,即辱=2+5,則孫=一2-日,
第10頁(yè)共59頁(yè)
y/
(2)設(shè)Q(%2,y2),r(m,2m-l),
由,二;X,貝!J/pT:y=:石(工一項(xiàng))十”,
整理得IPT:X\X-2y-2M=0,
貝|有玉機(jī)一2(2加一1)-2乂=0,整理得%]加一2y—4租+2=0,
同理可得,PT:工2%_2)-2)2=0,有/加一2%—4根+2=0,
即點(diǎn)夕、。土勻在直線%機(jī)一2y—4機(jī)+2=0上,
即有Ip。:mx-2y-4m+2=0f
,、1x—4=0[x=4
即根(x-4)—2y+2=0,則有解得
[-2y+2=0[y=l
故直線PQ經(jīng)過(guò)定點(diǎn),且該定點(diǎn)為(4,1);
2
(3)將C繞原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。得到Ct:y=4x,
2
則點(diǎn)K(l,0)為拋物線Q:y=4A-焦點(diǎn),
由PMLQN,PKM、QKN均三點(diǎn)共線,
故RW、QV都經(jīng)過(guò)K(LO),
設(shè)N(“J,Q(x2,y2),不妨設(shè)玉<馬,
fy2=4x
設(shè)/:尤=瘦+1,則機(jī)>0,由〈,得y?-4my-4=0,
lx=my+1
故%+%=4機(jī),yty2=-4,月+%=2m,/(/+%)+2=2療+1,
222
所以S(2療+1,2時(shí),由WQN,則同理可得
第11頁(yè)共59頁(yè)
若wiwl,則,:產(chǎn)廣,(尤-2〃/-1)+2。=+(n-3),直線75過(guò)點(diǎn)(3,0),
若加=1,則k:x=3,直線75過(guò)點(diǎn)(3,0).
綜上,直線75過(guò)定點(diǎn)(3,0).
【典例2-2】已知曲線C上的動(dòng)點(diǎn)M滿足II螭1-|曬11=2,且耳(-2,0),6(2,0).
⑴求C的方程;
(2)已知直線/與C交于尸,。兩點(diǎn),過(guò)P,。分別作C的切線,若兩切線交于點(diǎn)R,且點(diǎn)R在直線尤=”上,證
明:/經(jīng)過(guò)定點(diǎn).
【解析】(1)因?yàn)閨|崢H"引=2<4=|百國(guó),
所以曲線C是以用,月為焦點(diǎn),以2為實(shí)軸長(zhǎng)的雙曲線,
所以實(shí)半軸長(zhǎng)。=1,半焦距c=2,虛半軸長(zhǎng)b=
2
所以曲線C的方程為Y一匕=1.
3
(2)由題知切線斜率均存在,所以設(shè)過(guò)點(diǎn)P,。所作的切線分別為4:>=勺%+叫/2:y=%2X+機(jī)2,
1上=1
由題意知勺W網(wǎng)且叫。加2,由彳3,得(左:一3)爐+2左町%+見(jiàn)2+3=0,
y=尢%+班,
因?yàn)?與C相切,
所以4-3*0,且A=4《2訴一4(片一3)(喈+3)=0,整理得*=奸一3W0.
止匕時(shí)可得尤=一立,1=勺彳+叫,即
叫叫(叫加J
同理潴二片一3,0]——,---|.
Im2mJ
y-幻+叫,叫一叫
由得尤=
4,
y=k2x+m2,匕一攵2
第12頁(yè)共59頁(yè)
J___3_
3(m2-mJ
直線/的斜率為々片
K根2—k21nl
叫m2
所以/的方程為>=普三也卜+&3
勺機(jī)2一k2加1I班J班
人y=0得x=J_x匕",2—「叫_&=k1ml-h叫一區(qū)([叫一叫)=/(O)=4
rr\3(叫一叫)叫仍(叫一町)叫(叫一叫)
即/經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(4,0).
【變式2-1】(2。24.青海海西?模擬預(yù)測(cè))過(guò)直線廠一上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)?作拋物線1%的兩條切線,M,N
分別為切點(diǎn),直線PM,PN與x軸分別交于A,B兩點(diǎn).
(1)證明:直線MN過(guò)定點(diǎn)T,并求點(diǎn)T的坐標(biāo);
\OA\-\OB\
(2)在(1)的條件下,。為坐標(biāo)原點(diǎn),求屋,的最大值?
/AZ,//V
【解析】(1)設(shè)M,N的坐標(biāo)分別為a,X),(心%),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(祖,"L2),
由y=;尤2有/=(X,可得直線RW的方程分別為再(彳-占),
又由%=;才,直線PM的方程可化為>尤-%,
同理直線PN的方程為y=g9尤-%,
又由點(diǎn)P在直線PM,PN上,有m-2=;叫-%,MI-2=gmx2-%,
可得點(diǎn)M,N都在直線機(jī)-2=3如->上,整理為根]1^一11+2-》=0,
又由x=2,y=2滿足方程,故直線MN過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)T的坐標(biāo)為(2,2);
第13頁(yè)共59頁(yè)
(2)直線MN的方程可化為y=g〃a-根+2,
12
聯(lián)立方程消去丁后整理為X2—2mx+4m—8=0,
1c
y=—mx-m+2.
2
可得為+%=2m,項(xiàng)%2-4m-8,
2;病
l+|m|2-xJxJ1+|2-%22
^\TM\]TN\=l+-m14-2(石+x2)+x,x21
4
l+-m2|4-4m+4m-8|=m2+4,
4
在直線PM的方程中,令y=0,有O=gx1X-;尤;,
可得x=1_,可得點(diǎn)A的坐標(biāo)為
同理可得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,()].
有|OA|-|OB|=;后%|=留=|m-2|,
|OA|-|OB|_|m-2|
\TM\-\TN\~m2+4'
|m-2|1
當(dāng)機(jī)w2時(shí),令m一2=1,有
m2+4(£+2)2+4?+4/+8
/+—+4
t
Z+|>2^X|=4V2(當(dāng)且僅當(dāng)f=2后時(shí)取等號(hào)),
①當(dāng)t>0時(shí),
后]-1Vl叵T
有-rr--8_-4A/2+4-4;
tt
②當(dāng)/<0時(shí),(-0+f-=(當(dāng)且僅當(dāng)"-20時(shí)取等號(hào)),
有t+J-4夜,有f+§+4W4-4拒,V1亞+1
有f+-+4>472-4,可得F
tt~4y/2-4~4
t
由上知OA看-\O扁B\的最大值、為Q+筌i.
第14頁(yè)共59頁(yè)
【變式2-2](2024.浙江杭州?模擬預(yù)測(cè))已知橢圓C:±+V=l,直線尤+2y+4=。,P是直線/上的動(dòng)點(diǎn),
4'
過(guò)P作橢圓C的切線PS,PT,切點(diǎn)分別為S,T.
⑴當(dāng)點(diǎn)P坐標(biāo)為(2,-3)時(shí),求直線ST的方程;
(2)求證:當(dāng)點(diǎn)尸在直線/上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線ST恒過(guò)定點(diǎn)M;
(3)是否存在點(diǎn)P使得PST的重心恰好是橢圓的左頂點(diǎn)(-2,0),如果存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);如果不存在,
請(qǐng)說(shuō)明理由.
設(shè)5(%,%),7(%,%),產(chǎn)(%,為),已知橢圓為寧+:/=1,
由橢圓的切線方程,切線PS的方程為苧+%>=1,
又點(diǎn)尸在該直線上,所以平+%%=1,
切線PT的方程為半+%>=1,
4
又點(diǎn)尸在該直線上,所以中+%%=1,
則點(diǎn)S,T都在直線與+%y=l上,即直線ST的方程是與+為y=l,
當(dāng)點(diǎn)尸坐標(biāo)為(2,-3)時(shí),%=2,%=-3,
所以直線ST的方程是f-3y=1,即無(wú)一6y—2=0.
4
(2)由(1)知直線ST的方程是苦+%>=1,
第15頁(yè)共59頁(yè)
又點(diǎn)尸在直線/上,所以/+2%+4=0,
得毛=-2%-4,代入ST的方程得「丁)x+y0y=1,
即[一Jx+y1%-(x+i)=。,所以<2X+y~Q,
I)卜+]=0
解得1,直線ST恒過(guò)定點(diǎn)M
y=--
(3)因?yàn)橹本€ST的方程是芋+為y=l,所以>=-4x+工,
44%%
代入土+9=1得工八一、+工=i,
44(4%y0)
1?-ro\2
-^%+--1=0
整理得〔4
2%%
因?yàn)镋S7的重心為(—2,0),所以菁+w+%o=-6,乂+%+%=。,
%o
—_+工
=_64%(
所以;11-^0°,得----------------Fx=—6
x+4x+80
416火oo
Xo+2%+4=O
解得x()=T,則%=0,此時(shí)STLx軸,%+%+%=。成立,
所以點(diǎn)P存在,坐標(biāo)為(-4,0).
【變式2-3】已知拋物線C:f=2期(。>0)過(guò)點(diǎn)4(2,1),點(diǎn)8為直線產(chǎn)-2上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)8向曲線C
引兩條切線,切點(diǎn)分別為N,判斷直線是否過(guò)定點(diǎn)?若過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)求出此定點(diǎn)坐標(biāo),否則說(shuō)明
理由.
【解析】將A(2,l)代入爐=2/(0>0)可得4=2p,解得p=2,故f=4y,
設(shè)1[,N1%,于)
11X2I
??,P,-5入,=—xx,lBM:y一子=彳玉(I-%)
乙乙,乙
5(m,-2)在直線/上,.?.一2_于=;石(相―石),
:x;-2ntX]-8=0,同-—8—0
第16頁(yè)共59頁(yè)
x+x=2m
???X],%為尤2-2〃氏一8=0的兩根,■■■]。
[玉/=.X
日名一(國(guó)+々)2-2卒2_4療+16_2
I———ill?r7
4444
------rri
??,卜,44_\+x2_m,又肱V的中點(diǎn)m,—-+2
KMN-一:2
xl-x2421
fm2、m
:.y—I+2)=耳(x—B13Prly=—x+2,
???過(guò)定點(diǎn)(0,2)
題型三:利用切點(diǎn)弦結(jié)論解決定值問(wèn)題
【典例3-1](2024.全國(guó).模擬預(yù)測(cè))一般地,拋物線的三條切線圍成的三角形稱為拋物線的切線三角形,
對(duì)應(yīng)的三個(gè)切點(diǎn)形成的三角形稱為拋物線的切點(diǎn)三角形.如圖,一片VABC分別為拋物線y2=
2Px(p〉0)的切線三角形和切點(diǎn)三角形,尸為該拋物線的焦點(diǎn).當(dāng)直線A8的斜率為-1時(shí),AB中點(diǎn)的縱
坐標(biāo)為-2.
⑴求P.
(2)若直線AC過(guò)點(diǎn)F,直線分別與該拋物線的準(zhǔn)線交于點(diǎn)D,E,記點(diǎn)D,E的縱坐標(biāo)分別為yD,yE,
證明:%%為定值.
(3)若A3,C均不與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,證明:|理.|冏.忸0=|砥H"H颶|
【解析】(1)由題可知點(diǎn)A,8均在該拋物線上,故設(shè)Ajjjyj,45,%
第17頁(yè)共59頁(yè)
由題意得當(dāng)KB=-1時(shí),%+%=-4,
k=再一」2P=_£=_1
故AflyL_yL%+%2,所以p=2.
2p2p
(2)由(1)得該拋物線的方程為V=4x,所以尸(1,0),準(zhǔn)線為x=-l.
因?yàn)橹本€AC過(guò)點(diǎn)/,所以AF與尸d共線,
由題可知點(diǎn)。在該拋物線上,故設(shè)
則A尸=11一々,一%],FC=々—I,%],
(2\/2\
所以為=°,
因?yàn)?片%,所以%為=-4.
由題意知直線",8C的斜率均存在且均不為0,
(2、
v_v_%-%%_2L4y必
易知直線的方程為y%y”y;4,即y=
令'J得同理可得先=會(huì)
%%-4%£%-4%(%+%)+16
所以%%=
因?yàn)椤环蚝谄r「,
所以%%為定值T.
(3)由題意知拋物線丁=?在A,民C三點(diǎn)處的切線的斜率都存在且不為0.
(2、
設(shè)拋物線/=4x在點(diǎn)yj處的切線方程為y-y,=k(發(fā)/0),
與V=4x聯(lián)立,消去x并整理得外2-4y+4y「外;=。,
第18頁(yè)共59頁(yè)
2
由A=16—4M4M—切;)=0,解得左=1.
所以拋物線V=4x在點(diǎn)A處的切線方程為%y=2x+f.
同理可得拋物線丁=4》在點(diǎn)8處的切線方程為%〉=2丈+。,
2
在點(diǎn)C處的切線方程為%〉=2x+春.
yy=2x+—x-純
由<x之,解得,4
2所以兄
y=%±&2
y2y=2x+^~
同理可得“皆,甘;“學(xué),罟],
又回"+1=可,附=可,附i=y,
所以|胡卜|理忸。卜(%+4)(彳:4)(二+4).
由兩點(diǎn)間的距離公式得|產(chǎn)闈=J1學(xué)-1J+[月習(xí)2=|心:+4)(£+4),
同理可得閥|=丫(/+4)(£+4),|R|=;J(£+4)(£+4),
所以閥卜冏?閥I
=:如+4)(代+4卜"(舟4)(代+4卜;限+4)(¥+4)
(立+4)(另+4)($+4)
64
所以網(wǎng)?閥.阿=|四?阿卜閥
【典例3-2】(2024?四川內(nèi)江.三模)己知拋物線E的準(zhǔn)線方程為:x=-l,過(guò)焦點(diǎn)廠的直線與拋物線E交
于A、8兩點(diǎn),分別過(guò)A、B兩點(diǎn)作拋物線E的切線,兩條切線分別與y軸交于C、。兩點(diǎn),直線CP與拋
物線E交于M、N兩點(diǎn),直線。尸與拋物線E交于P、Q兩點(diǎn).
第19頁(yè)共59頁(yè)
(1)求拋物線E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
11
(2)證明:|MN|+忸山為定值,
【解析】(1)因?yàn)閽佄锞€的準(zhǔn)線為:x=-l,設(shè)V=2px,則-=所以p=2,
故拋物線E的標(biāo)準(zhǔn)方程為/=4x.
(2)易知拋物線E的焦點(diǎn)尸(1,0),
設(shè)直線AB的方程為尤=加丁+1,4(%1,yj、8(%2,升2),
(丫2=4V
聯(lián)立廠可得y2_4my-4=0,
[x=my+1
由韋達(dá)定理可得%+%=4加,%%=-4,
接下來(lái)證明拋物線E在點(diǎn)A處的切線方程為yj=2x+2再,
1y2=4x9
聯(lián)立cc可得產(chǎn)一2%y+4占=0,即/一2%>+¥=0,即(y-M)-=0,
1%了=2尤+2占
所以,直線%y=2x+2%與拋物線E只有唯一的公共點(diǎn),
所以,AC的方程為必,=2尤+2玉,
同理可知,直線的方程為y2y=2x+2無(wú)2,
,2
在直線AC的方程中,令x=0,可得/=生=上==叁,即點(diǎn)
同理可得點(diǎn)卷],所以,直線CP的方程為“+^=1,即%=1-生,
I2J萬(wàn)7
x=l-至8y
設(shè)點(diǎn)M(W,%)、N(%%),聯(lián)立<%,可得V+------4=0,
y2=4x%
8
由韋達(dá)定理可得為+%=,%”=-4,
所以|MN|=X3+X4+2=2-二(%+”)+2=4-2X--=4J*,
MMI%)%
同理可得什。|=4乂;I',
%
所以1?1_犬?£才(4y;+16)+y;(4y:+16)
\MN\|尸04才+16化+1616(胃+4)田+4)
第20頁(yè)共59頁(yè)
8(X%)2+16(6y;+£)(x%)2+2(y;+y;)16+206療+8)i
可回力+川城+團(tuán)+回2[(%%)2+4};+£)+16]2[16+4(16m2+8)+16]4
【變式3-1】已知4,分別為橢圓C|:T+y2=1(a>0)和雙曲線G:J-y2=i的離心率.
aa
(1)若4%=乎,求C2的漸近線方程;
⑵過(guò)C2上的動(dòng)點(diǎn)尸(5,%)(%H土。)作G的兩條切線,經(jīng)過(guò)兩個(gè)切點(diǎn)的直線與G的兩條漸近線圍成三角形
的面積為S,試判斷S是否為定值?若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(1)由題意得6=至三,e?=,亙,所以的2=至三=巫,
aaa4
又a>0,解得力=4,故雙曲線C2的漸近線方程為>=土;x,
(2)設(shè)兩個(gè)切點(diǎn)[(%,%),E(x2,y2),由題意知理,尸乙斜率存在,
下證切線心的方程為于+%>=】,
W+V=l
22
聯(lián)立“得(片+/犬卜2-2axlx+a一〃2犬)=0,
?+%y=i
a
+y;=l,即%;+〃2y;=a2,貝|J上式可化為〃2%2-2Q2%]%+Q2%;=0,
所以△=(一2片玉)2一4々2.々2才二。,
直線尸4的方程為4:y=k1(x-xl)+y1,
所以切線電:與+%y=i,同理切線尸8方程為:邛+%>=1,
aa
第21頁(yè)共59頁(yè)
+%y=i,
a2
誓+%y=iJQ-............
aX。一伙
聯(lián)立解得
1—Cl
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