专题 18 圆锥曲线中的定点问题
一.选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.点 1,1P 是抛物线 2:C y x 上一点,斜率为 k 的直线l 交抛物线 C 于点 A ,B ,且 PA PB ,设直线
PA , PB 的斜率分别为 1k , 2k ,则( )
A. 1 2k k k B.
1 2
1 1 1
k k k
C.直线 l 过点 1, 2 D.直线 l 过点 1,2
【解析】设 2
1 1,A x x , 2
2 2,B x x ,则
2
1
1 1
1
1 11
xk xx
,
2
2
2 2
2
1 11
xk xx
,
2 2
1 2
1 2
1 2
x xk x xx x
,所以 1 2 2k k k .
直线 l 的方程为 2
1 1 2 1y x x x x x ,即 1 2 1 2y x x x x x ,
因为 PA PB ,所以 1 21 1 1x x ,即 1 2 1 22x x x x ,
代入方程整理得 1 22 1y x x x ,则直线 l 过点 1,2 .故选:D.
2.已知直线 l 过抛物线 2 8y x 的焦点 F ,且与抛物线相交于 A , B 两点,点 B 关于 x 轴的对称点为 1B ,
直线 1AB 与 x 轴相交于C 点,则点C 的坐标为( )
A. 4,0 B. 3,0
C. 2,0 D. 1,0
【解析】由题意 2,0F ,如图所示,设直线 : 2l x ty , 1 1,A x y , 2 2,B x y , 1 2 2,B x y ,
联立 2
2
8
x ty
y x
,得 2 8 16 0y ty , ,
1 2 8y y t , 1 2 16y y , 1
1 2
1 2 1 2 1 2
8 8
2 2AB
y y tk x x ty ty y y
,
直线 1AB 的方程为 2 2
1 2
8y y x xy y
,设直线 1AB 与 x 轴相交于 ,0C m 点,
2 2
1 2
80 y m xy y
,得 2 1 2
2 8
y y ym x
.
点 2 2,B x y 在抛物线上, 2
2 28y x ,即 2
2 28 0x y ,
22
2 1 2 2 22 2
2
8 28 162 28 8 8 8
y y y x yty ym ty
,
点 2,0C .故选:C.
3.已知直线 l 与抛物线 2 6y x 交于不同的两点 A ,B ,直线OA,OB 的斜率分别为 1k , 2k ,且 1 2 3k k ,
则直线l 恒过定点( )
A. ( 6 3,0) B. ( 3 3,0) C. ( 2 3,0) D. ( 3,0)
【解析】设直线l 为 x my n ,联立 2 6
x my n
y x
,消去 x 可得 2 6 6 0y my n ,
设 1 1,A x y , 2 2,B x y ,所以 1 2 6y y n ,
因为 1 2 3k k ,即 1 2
1 2
3y y
x x
,所以
1 2
2 2
1 2 1 2
36 36 36
6 6
y y
y y y y n
,
所以 2 3n ,所以 2 3x my ,所以直线 l 一定过点 2 3,0 ,故选:C
4.在直线 y=-2 上任取一点 Q,过 Q 作抛物线 x2=4y 的切线,切点分别为 A,B,则直线 AB 恒过的点的
坐标为( )
A.(0,1) B.(0,2)
C.(2,0) D.(1,0)
【解析】设 , 2Q t , 1 1,A x y , 2 2,B x y ,抛物线方程变为 21
4y x ,则 1
2y x ,
则在点 A 处的切线方程为 1 1 1
1
2y y x x x ,化简得 1 1
1
2y x x y ,同理,在点 B 处的切线方程为
2 2
1
2y x x y ,又点 , 2Q t 的坐标适合这两个方程,代入得 1 1
12 2 x t y , 2 2
12 2 x t y ,
这说明 1 1,A x y , 2 2,B x y 都满足方程 12 2 xt y ,则直线 AB 的方程为 12 2y tx ,
直线 AB 恒过点 0,2 ,故选 B.
5.直线 l 与抛物线C : 2 2y x 交于 A ,B 两点,O 为坐标原点,若直线OA,OB 的斜率 1k , 2k 满足 1 2
2
3k k ,
则l 一定过点( )
A. 3,0 B.( )3,0 C. 1,3 D, 2,0
【解析】设直线l 的方程为 y kx b ,由方程组
2 2{y x
y kx b
得 2 2 22 2 0k x kb x b ,
设 1 1,A x y , 2 2,B x y ,则
2
1 2 1 22 2
2 2 ,kb bx x x xk k
,
由 1 2
1 2
1 2
2
3
y yk k x x
得
1 2 1 2 1 2 1 22 3 2 3x x y y x x kx b kx b 2 2
1 2 1 22 3 3 3 0k x x kb x x b ,整理可得: 3b k ,
所以 3 3y kx k k x ,所以直线l 一定过点 3,0 ,故选 A.
6.已知抛物线
香䁕
的焦点为
焦点
是抛物线
上异于坐标原点的任意一点,过点
点
的直线
交
䁕
轴的
正半轴于点
,且
点焦
同在一个以
为圆心的圆上,另有直线
̵
,且
̵
与抛物线
相切于点
,则直线
点经过的定点的坐标是( )
A.
Ͳ焦ǡ
B.
Ͳ焦
C.
ǡ焦Ͳ
D.
焦Ͳ【解析】
香䁕焦 Ͳ焦ǡ
,设
点 Ͳ焦
Ͳ
香
,
点焦
都在以同一个以
为圆心的圆上,
䁕 ǡ Ͳ
Ͳ
香 ǡ
Ͳ
Ͳ
香 ǡ
,解得
䁕
Ͳ
香 焦 Ͳ焦
Ͳ
香
,
点
Ͳ
香
Ͳ
香
ͲͲ
Ͳ 䁕̵
,得
香
,
从而得
香
焦
香
Ͳ
,
点
的方程为
䁕
Ͳ
香
香
Ͳ
Ͳ
香
香
Ͳ Ͳ Ͳ
,
化为
䁕
香Ͳ
香Ͳ ǡ
,过
Ͳ焦ǡ
点,故答案为
Ͳ焦ǡ
.
7.已知点 ,A B 在抛物线 2y x 上且位于 x 轴的两侧, 2OA OB (其中O 为坐标原点),则直线 AB 一定
过点( )
A. (2,0) B. 1 ,02
C. (0,2) D. 10, 2
【解析】当直线 AB 的斜率为 0 时,直线 AB 与抛物线只有 1 个交点,不符合题意,
所以直线 AB 的斜率不为 0,设其方程为 x ky m ,因为点 ,A B 在抛物线 2y x 上,
所以设 2 2, , ,A A B BA y y B y y ,所以 2 2 2A B A BOA OB y y y y ,
解得 1A By y 或 2A By y .又因为 ,A B 两点位于 x 轴的两侧,所以 2A By y .
联立
2 ,
,
y x
x ky m
得 2 20, 4 0y ky m k m ,所以 2A By y m ,
即 2m ,所以直线 AB 的方程为 2x ky ,所以直线 AB 一定过点 (2,0) .故选:A.
8.《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,第九章“勾股”,讲述了“勾股定理”及一些应用.直角
三角形的两直角边与斜边的长分别称“勾”“股”“弦”,且“勾 2+股 2=弦 2”,设直线 l 交抛物线 21
4y x 于 A ,B
两点,若 OA , OB 恰好是 Rt OABV 的“勾”“股”(O 为坐标原点),则此直线l 恒过定点( )
A. 1 ,04
B. 1 ,02
C. 0,2 D. 0,4
【解析】设直线 AB 的方程为 y kx b , 1 1,A x y , 2 2,B x y ,
由 2 4
y kx b
x y
得 2 4 4 0x kx b ,
由根与系数的关系可得: 1 2 4x x k , 1 2 4x x b ,
若 OA , OB 恰好是 Rt OABV 的“勾”“股”(O 为坐标原点),
可得 2 2 2OA OB AB ,所以OA OB ,即OA OB ,
所以 1 2 1 2 0OA OB x x y y , 22 2
1 2 1 2 1 2
1 1 1
4 4 16y y x x x x ,
所以 2 2
1 2 1 2 1 2 1 2
1 14 4 016 16OA OB x x y y x x x x b b ,
即 2 4 0b b ,解得 4b 或 0b (舍)
所以直线 AB 的方程为 4y kx ,恒过点 0,4 ,故选:D
9.已知抛物线 2: 4C x y ,过点 2,1P 引抛物线的两条弦 PA 、 PB ,分别交抛物线于 ,A B 两点,且
AP BP ,则直线 AB 恒过定点坐标为( )
A. 2,5 B. 2,2 C. 3,3 D. 3,5
【解析】设
2
1
1, 4
xA x
,
2
2
2 , 4
xB x
,由 AP BP 可得:
2 2
1 2
1 2
1 14 4 12 2
x x
x x
,
化简可得: 1 2 1 22 20x x x x ,直线 AB 斜率为
2 2
1 2
1 2
1 2
4 4
4
x x
x xk x x
,
所以
2
1 1 2
14 4
x x xy x x ,即 1 2 1 2
4 4
x x x xy x ,
1 21 2 1 22 20 2 54 4 4
x xx x x xy x x
,令 2x 可得 5y ,
所以直线直线 AB 恒过定点 2,5 ,故选:A
10.抛物线 2 4x y 内接 Rt OABV (O 为坐标原点)的斜边 AB 过定点( ).
A. (4,0) B. (0,4) C. (2,0) D. (0,2)
【解析】设 1 1,A x y , 2 2,B x y ,直线OA的方程为 y kx ,∵OA OB ,
∴直线OB 的方程为: 1 y xk
,联立 2 4
y kx
x y
,解得 24 ,4A k k .
同理解得 2
4 4,B k k
.∴
2
2
44 1
44
AB
k kk k kk k
,
∴斜边 AB 所在直线方程为 2 14 ( 4 )y k k x kk
.令 0x ,则 4y ,
∴抛物线 2 4x y 内接 Rt OAB△ (O 为坐标原点)的斜边 AB 过点 (0,4) .故选:B
11.已知椭圆
2
2 14
x y 的上顶点为 ,A B C、 为椭圆上异于 A 的两点,且 AB AC ,则直线 BC 过定
点( )
A. (1,0) B. ( 3,0) C. 10, 2
D. 30, 5
【解析】设直线 BC 的方程为 x ky m , 1 1 2 2, ,B x y C x y、 ,则由
2
2 14
x ky m
x y
整理得 2 2 24 2 4 0k y mky m ,所以
2
1 2 1 22 2
2 4,4 4
mk my y y yk k
,
2
2 2 2 2
1 2 1 2 1 2 2 2
4 2
4 4
m mkx x k y y mk y y m k mk mk k
,
因为 0,1A , 1 1 2 2, 1 , 1A x yB C x yA , , AB AC ,
所以 1 2 1 2 1 2 1 2 1 21 1 1x x y y x x y y y yAB AC
2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
4 2 4 2 1 2 5 3 04 4 4 4
m mk m mkk mk m km m kk k k k
解得 m k 或 3
5m k ,
当 m k 时,直线 BC 的方程为 1x ky k k y ,
直线过 0,1 点而 0,1A ,而 ,A B C、 不在同一直线上,不合题意;
当 3
5m k 时,直线 BC 的方程为 3 3
5 5x ky k k y
,直线过 30, 5
,符合题意.
故选:D.
12.定义:若点 0 0,P x y 在椭圆
2 2
2 2 0x y a ba b
上,则以 P 为切点的切线方程为: 0 0
2 2 1x x y y
a b
.已
知椭圆
2 2
: 13 2
x yC ,点 M 为直线 2 6 0x y 上一个动点,过点 M 作椭圆C 的两条切线 MA ,MB ,
切点分别为 A , B ,则直线 AB 恒过定点( )
A. 1 1,2 3
B. 1 1,2 3
C. 1 2,2 3
D. 1 2,2 3
【解析】因为点 M 在直线 2 6 0x y 上,设 2 6,M t t , 1 1,A x y , 2 2,B x y ,
所以 MA 的方程为 1 1 13 2
x x y y ,又 M 在 MA 上,所以 1 12 6 13 2
x t y t ①,
同理可得 2 22 6 13 2
x t y t ②;
由①②可得 AB 的方程为 2 6 13 2
x t yt ,即 2 2 6 3 6x t yt ,
即 4 3 12 6 0x y t x ,所以 4 3 0
12 6 0
x y
x
,解得
1
2
2
3
x
y
,故直线恒过定点 1 2,2 3
故选:C
二.填空题
13.《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,第九章“勾股”,讲述了“勾股定理”及一些应用.直角
三角形的两直角边与斜边的长分别称“勾”,“股”,“弦”,且“勾 2 +股 2 =弦 2 ”设直线 l 交抛物线 21
4y x 于
,A B 两点,若 ,OA OB 恰好是 Rt OAB 的“勾”"股”(O 为坐标原点),则此直线l 恒过定点__________.
【解析】设直线 AB 的方程为 y kx b , 1 1 2 2, , ,A x y B x y ,
由 2 4
y kx b
x y
,得 2 4 4 0x kx b ,则 1 2 1 24 , 4x x k x x b ,
若 ,OA OB 恰好是 Rt OABV 的“勾”“股”( O 为坐标原点),
可得 2 2 2OA OB AB ,所以OA OB ,即OA OB ,
所以 1 2 1 2 0OA OB x x y y , 22 2
1 2 1 2 1 2
1 1 1
4 4 16y y x x x x ,
所以 2 2
1 2 1 2 1 2 1 2
1 14 4 016 16OA OB x x y y x x x x b b ,
即 2 4 0b b ,解得 4 0b b 或 (舍),所以直线 AB 的方程为 4y kx ,恒过点 0,4
14.已知抛物线 2 2y px ( 0p )和动直线 :l y kx b ( 0k , 0b≠ )交于两点 1 1( , )A x y , 2 2( , )B x y ,
直角坐标系原点为 O,记直线的斜率分别为 OAk , OBk ,且 3OA OBk k 恒成立,则当 k 变化时直线 l 恒经
过的定点为_______________.
【解析】将直线与抛物线联立,消去 y ,得 2 2 2(2 2 ) 0k x kb p x b ,
1 2 2
2 2kb px x k
,
2
1 2 2
bx x k
; 3OA OBk k , 1 2 1 23y y x x ,
1 2 1 2( )( )y y kx b kx b 2 2
1 2 1 2( )k x x kb x x b 2bp
k
;
2
2
2 3bp b
k k
,
解得 2
3
pkb , 2 2( )
3 3
pk py kx k x ,令 2
3
px ,得 0y ,
直线过定点 2 ,0
3
p
.
15.已知抛物线 2: 2 ( 0)E x py p 的焦点为 F , 0(2, )A y 是 E 上一点,且 2AF ,设点 B 是 E 上异于
点 A 的一点,直线 AB 与直线 3y x 交于点 P ,过点 P 作 x 轴的垂线交 E 于点 M 则直线 BM 过定点,
定点坐标为__________.
【解析】由题意得 0
0
22
2 4
pAF y
py
,解得
0
2
1
p
y
,所以,抛物线 E 的标准方程为 2 4x y .
设点 1 1,B x y 、 2 2,M x y ,设直线 BM 的方程为 y kx b ,
联立 2 4
y kx b
x y
,消去 y 得 2 4 4 0x kx b ,
由韦达定理得 1 2 4x x k , 1 2 4x x b ,
由 MP x 轴以及点 P 在直线 3y x 上,得 2 2, 3P x x ,
则由 A 、 P 、 B 三点共线,得 2 1
2 1
4 1
2 2
x kx b
x x
,
整理得 1 2 1 21 2 4 1 2 6 0k x x k x b x b ,
将韦达定理代入上式并整理得 12 2 3 0x k b ,
由点 B 的任意性,得 2 3 0k b ,得 3 2b k ,
所以,直线 BM 的方程为 2 3 2 3y kx k k x ,即直线 BM 过定点 2,3 .
16.已知双曲线
2
2: 13
yC x 的右焦点为 F ,过点 F 的直线 l 与双曲线相交于 P 、Q 两点,若以线段 PQ
为直径的圆过定点 M ,则 MF ______.
【解析】点 F 的坐标为 2,0 ,双曲线的方程可化为 2 23 3x y ,
①当直线 l 的斜率不存在时,点 P 、Q 的坐标分别为 2,3 、 2, 3 ,
此时以线段 PQ 为直径的圆的方程为 2 22 9x y ;
②当直线 l 的斜率存在时,设点 P 、Q 的坐标分别为 1 1,x y , 2 2,x y ,
记双曲线 C 的左顶点的坐标为 1,0A ,直线l 的方程为 2y k x ,
联立方程
2 23 3
2
x y
y k x
,消去 y 后整理为 2 2 2 23 4 3 4 0k x k x k ,
2
4 2 2 2
3 0
16 4(3 )(3 4 ) 36(1 ) 0
k
k k k k
,即 3k 时,
有
2
1 2 2
2
1 2 2
4
3
3 4
3
kx x k
kx x k
,
2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 4y y k x x k x x x x ,
2 2 2
2
2 2 2
3 4 8 943 3 3
k k kk k k k
,
1 11,AP x y , 2 21,AQ x y ,
1 2 1 2 1 2 1 2 1 21 1 1AP AQ x x y y x x x x y y
2 2 2 2
2 2 2 2
3 4 4 9 31 1 03 3 3 3
k k k k
k k k k
.
故以线段 PQ 为直径的圆过定点 1,0M , 3MF .
三.解答题(解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.已知椭圆C :
2 2
2 2 1( 0)x y a ba b
,直线 l: 4 3 3 0x y 过椭圆的左焦点 F,与椭圆C 在第
一象限交于点 M,三角形 MFO 的面积为 3
4
,A、B 分别为椭圆的上下顶点,P、Q 是椭圆上的两个不同的
动点
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)直线 PA 的斜率为 PAk ,直线 QB 的斜率为 QBk ,若 2 0PA QBk k ,问直线 PQ 是否过定点,若过定
点,求出定点;否则说明理由.
【解析】(1)直线 l : 4 3 3 0x y 过左焦点 F ,所以 3,0F , 3c ,
又由 1 332 4OMF MS y △ 可知 1= 2My .从而椭圆经过点 13 2
, .
由椭圆定义知 1 12 12 42 4a ,即 2a ,故椭圆的方程为 C :
2
2 14
x y ;
(2)设直线 PA 的方程为 1y kx ,则 QB 的方程为 2 1y kx ,
由 2 2
1
4 4
y kx
x y
得 2 24 1 8 0k x kx ,从而点 P 坐标为
2
2 2
8 1 4,4 1 4 1
k k
k k
,
由 2 2
2 1
4 4
y kx
x y
得 2 216 1 16 0k x kx ,从而点 Q 坐标为
2
2 2
16 16 1,16 1 16 1
k k
k k
,
由条件知 0k ,从而直线 PQ 的斜率存在,
28 1
4PQ
kk k
.
所以直线 PQ 的方程为
2 2
2 2
1 4 8 1 8
4 1 4 4 1
k k ky xk k k
,
即
28 1 34
ky xk
,过定点 0,3 ,故直线 PQ 过定点 0,3 .
18.已知椭圆
2 2
2 2: 1( 0)x yC a ba b
经过点 1( 3, )2P ,且离心率 3
2e .
(1)求椭圆C 的方程;
(2)已知斜率存在的直线 l 与椭圆相交于 A,B 两点,点 4 3( ,0)3Q 总满足 AQO BQO ,证明:直
线 l 过定点.
【解析】(1)因为椭圆
2 2
2 2: 1( 0)x yC a ba b
的离心率 3
2e .
所以
2
2 2
2
31 ( )2
be a
,即 2 24a b ,
又椭圆
2 2
2 2: 1( 0)x yC a ba b
经过点 1( 3, )2P ,代入椭圆方程可得 2 2
3 1 14a b
,
联立方程组可得 2 2
2 2
3 1 14
4
a b
a b
,解得 2 4a , 2 1b .
所以椭圆 C 的方程为
2
2 14
x y .
(2)设直线 l 的方程为 y kx m , 1 1( , )A x y , 2 2( , )B x y ,
联立方程组
2
2 14
x y
y kx m
消去 y 得 2 2 2(1 4 ) 8 4 4 0k x kmx m ,
2 216(4 1) 0k m ,即 2 24 1m k ,
1 2 2
8
1 4
kmx x k
,
2
1 2 2
4 4
1 4
mx x k
,
因为 AQO BQO ,所以 0AQ BQk k ,
1 2 1 2
0
1 2 1 2
0
3 4 3 4 3 4 34 3 3 3 3
AQ B
y y kx m kx mk k
x x x x
,
即 1 2 2 1
4 3 4 3( )( ) ( )( )3 3kx m x kx m x
1 2 1 2
4 3 8 32 ( )( ) 03 3kx x m k x x m
得 2 24 3 8 32 (4 4) 8 ( ) (1 4 ) 03 3k m km m k m k ,
化简得 3m k ,直线 l 的方程为 ( 3)y k x ,所以,直线 l 恒过定点 ( 3,0) .
19.设椭圆
2 2
2 2: 1 0x yC a ba b
,O 为原点,点 4,0A 是 x 轴上一定点,已知椭圆的长轴长等于 OA ,
离心率为 3
2
.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)直线 :l y kx t 与椭圆C 交于两个不同点 M 、 N ,已知 M 关于 y 轴的对称点为 M , N 关于原
点O 的对称点为 N,若 M 、 N满足 1OA OM ON ,求证:直线 l 经过定点.
【解析】(1)由题意,椭圆 C 的长轴长等于 OA ,离心率为 3
2
,
可得
2 4
3
2
a
c
a
,解得
2
3
a
c
,所以 2 2 1b a c ,
所以椭圆 C 的方程为
2
2 14
x y ;
(2)设 1 1,M x y 、 2 2,N x y ,则 1 1,M x y 、 2 2,N x y ,
由 1OA OM ON ,可得 1OA OM ON ,
则 OA ON OM ON
,即 N A N M ,
所以, A 、 M 、 N三点共线,所以 AM ANk k ,
又由 1 1
1 14 4AM
y yk x x , 2
2 4AN
yk x ,
则
1 2 2 1 1 2 2 11 2
1 2 1 2 1 2
4 4 4 4 04 4 4 4 4 4AN AM
y x y x kx t x kx t xy yk k x x x x x x
,
整理得 1 2 1 22 4 8 0kx x k t x x t .①
由 2
2 14
y kx t
x y
,可得 2 2 24 1 8 4 4 0k x ktx t ,
由韦达定理可得 1 2 2
8
4 1
ktx x k
,
2
1 2 2
4 4
4 1
tx x k
,
代入①,可得 2
2 2
8 44 42 8 04 1 4 1
kt k ttk tk k
,整理得 k t ,
所以直线 l 的方程为 y kx k ,即 1y k x ,即直线 l 恒过定点 1,0 .
20.已知椭圆 E :
2 2
2 2 1 0x y a ba b
.左焦点 1,0F ,点 0,2M 在椭圆 E 外部,点 N 为椭圆 E 上
一动点,且 NMF 的周长最大值为 2 5 4 .
(1)求椭圆 E 的标准方程;
(2)点 B 、C 为椭圆 E 上关于原点对称的两个点,A 为左顶点,若直线 AB 、 AC 分别与 y 轴交于 P 、Q 两
点,试判断以 PQ 为直径的圆是否过定点.如果是请求出定点坐标,如果不过定点,请说明理由.
【解析】(1)设右焦点为 1F ,则 2 2
1 1 2 5F M FM
max(| | | |) 4 2 5 5 4 5MN NF , 1| | 2x NF a NF
1 1| | | | | | 2 2NF MN NF a MF aMN ,
即 N 点为 1MF 与椭圆的交点时,周长最大,
1 5,MF 所以 2 5 4 5 2, 1a a c ,
2 2 3b a c ,所以椭圆 E 的标准方程为
2 2
14 3
x y ,
(2)由(1)知 2,0A ,设 0 0,B x y ,则 0 0,C x y ,
当直线 BC 斜率存在时,设其方程为 y kx ,
联立 2 2
14 3
y kx
x y
得 2
2
12
3 4x k
, 0 02 2
2
2 3 2 3, , : ( 2)
43 4 3 4 1 1 5
k kx y AB y x
k k k
,
令 0x ,得
2 2
2 2, 0,
4 41 1 1 13 3
k ky P
k k
,同理得
2
20,
1 1 3
kQ
k k
,
2
2
2
43 12 2 3| | | |4 41 1 1 13 3
kk kPQ kk k
,
设 PQ 中点为S ,则 30, 2S k
,
所以以 PQ 为直径的圆得方程为
2
22
2
43 13 3
2 2 | |
k
x y k k
即 2 2
2 2
6 9 9 34 4x y yk k k
,即 2 2 6 3 0x y yk
,令 0y ,得 3x ,
所以过点 3,0 和 3,0 ,且为定点.
当直线 BC 斜率不存在时,容易知道 (0, 3), (0, 3)B C
此时 (0, 3), (0, 3)P Q
所以以 PQ 为直径的圆是以原点为圆心, 3 为半径的圆,显然也过定点 3,0 和 3,0
综上,此圆过定点 3,0 和 3,0
21.已知椭圆
2 2
1 2 2: 0x yC a ba b
与双曲线
2
2
2 : 14
xC y 有两个相同的顶点,且 2C 的焦点到其渐
近线的距离恰好为 1C 的短半轴的长度.
(1)求椭圆 1C 的标准方程;
(2)过点 ,0 ,0 0,T t t a a 作不垂直于坐标轴的直线 l 与 1C 交于 A , B 两点,在 x 轴上是否存
在点 M ,使得 MT 平分 AMB ?若存在,求点 M 的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题意可得 2a ,
双曲线 2C 的焦点为 5,0 ,渐近线方程为: 1
2y x ,
则焦点到渐近线的距离为
2
5
1 2
d b
,所以 1b ,
则椭圆 1C 的标准方程为
2
2 14
x y ;
(2)存在点 M 使得 MT 平分 AMB ,
由题知,直线 l 的斜率存在且不为 0,又直线过点 ,0T t ,
则设直线 l 的方程为 y k x t , 1 1,A x y , 2 2,B x y , ,0M m ,
联立方程
2
2 14
y k x t
x y
,消去 y 整理可得: 2 2 2 2 21 4 8 4 4 0k x k tx k t ,
所以
2
1 2 2
8
1 4
k tx x k
,
2 2
1 2 2
4 4
1 4
k tx x k
,
因为 1
1
AM
yk x m
, 2
2
BM
yk x m
, 0AM BMk k ,
所以
1 2 2 1
1 2
0k x t x m k x t x m
x m x m
,
即 1 2 2 1 0k x t x m k x t x m ,
因为 0k ,所以 1 2 2 2 1x t x m x m x t x m 2 10 0x t x m ,
即 1 2 1 22 2 0x x t m x x tm ,则
2 2 2
2 2
4 4 82 2 01 4 1 4
k t k tt m mtk k
,
化简可得 4mt ,因为 0t ,所以 4m t
,
综上,存在点 4 ,0M t
,使得 MT 平分 AMB .
22.已知动点 P 到点 ( 6,0) 的距离与到直线 4 6
3x 的距离之比为 3
2
.
(1)求动点 的轨迹C 的标准方程;
(2)过点 ( 4,0)A 的直线 l 交C 于 M,N 两点,已知点 ( 2, 1)B ,直线 BM,BN 分别交 x 轴于点 E,F.
试问在 轴上是否存在一点 G,使得 0BE GF GE BF ?若存在,求出点 G 的坐标;若不存在,请说
明理由.
【解析】(1)设点 ( , )P x y ,则
2 2( 6) 3
24 6| |3
x y
x
,化简得
2 2
18 2
x y
故动点 P 的轨迹 C 的标准方程为
2 2
18 2
x y ,
(2)设直线 l 的方程为 4x ty ,
联立方程组 2 2
4
18 2
x ty
x y
,得 2 2( 4) 8 8 0t y ty ,
2 2 2 264 32( 4) 32 128 32( 4) 0,t t t t 得: 2t 或 2t
1 2 2
8
4
ty y
t
, 1 2 2
8
4
y y
t
.
设 3 4( ,0), ( ,0)E x F x ,定点G 存在,其坐标为 0( ,0)x ,
2, 1B , 1
1
1
2BM
yk ty
, 2
2
1
2BN
yk ty
,
则 1 2
1 2
1 1: ( 2) 1, : ( 2) 12 1
y yBM y x BN y xty ty
,
令 0y ,求出与 x 轴的交点 ,E F ,
1 1 2 2
3 3 4 2
1 1 2 2
1 2 1 2( 2) 1 0, 2 , ( 2) 1 0, 22 1 2 2
y t y vx x x xy y y y
,
3 2,1BE x , 4 2,1BF x , 4 0 ,0GF x x , 3 0 ,0GE x x ,
0BE GF GE BF 即有: 3 4 0 4 3 0( 2)( ) ( 2)( ) 0,x x x x x x
即 3 4 3 4 3 4 02 2( ) ( 4) 0x x x x x x x ,
3 4 3 4
0
3 4
2 2( )
4
x x x xx x x
,
3 4 3 4 3 4
0
3 4 3 4
2 2( 4) 8 2 8 24 4
x x x x x x
x x xx x
3 4 3 4 3 4
3 4
2( 2 2 4) 4 4 16 24
x x x x x x
x x
3 4 3 4
3 4
2( 2)( 2) 4( 4) 24
x x x x
x x
3 4
3 4
2( 2)( 2) 2( 2) ( 2)
x x
x x
1 2
1 21 2
2 1 2 2 1
1 2
1
2 22 2 2 21 1 2 22 2 2 1 2 1
1 1
y
t
ty ty
ty yy y
t ty ty y ty y
y y
2
1 2 1 2
1 2 1 2
2 2 ( ) 4
22 ( 2)( ) 4
t y y t y y
ty y t y y
2
2
2 2 2
2
22 2
8 8 162 4 8 84 4 428 2 88 42 4 44 4
t tt tt t t
t t tt tt t
2 2 2
2 2 2
16 8( 4) 8 322 2 48 4( 4) 4 16
t t t
t t t
,即 0 4x
当直线l 与 x 轴重合时, 0 0( 2 2 2)(2 2 ) ( 2 2 )(2 2 2) 0,BE GF GE BF x x
解得 0 4.x 所以存在定点 G , G 的坐标为 ( 4,0) .