重难点05一类与斜率和、差、商、积问题的探究(四大题型)(解析版).docx
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1、重难点05一类与斜率和、差、商、积问题的探究【题型归纳目录】题型一X斜率和问题题型二:斜率差问题题型三:斜率积问题题型四:斜率商问题【方法技巧与总结】已知P(XO,典)是双曲线二 a1、已知P(XoJo)是椭版则直线/斜率为定值5.1上的定点,直线/(不过尸点)与双曲线交于4,B两点,且kPA+kPB直线/斜率为定值-3、已知P(Xojo)是抛物线V=2p上的定点,直线/(不过2点)与抛物线交于M,N两点,若kpA+kpB=Q,则直线/斜率为定值-3.V2v24、PaO,打)为椭圆:r+4=l(00)上一定点,过点尸作斜率为勺,乂的两条直线分别与椭圆b交于,N两点.(1)若占+A,=l(20)
2、,则直线MN过定点(%生,-No-也争);a(2)若kk2=MA.工马,则直线MN过定点(“,+”:x。,-,+”:凡).aa-ba-b5、设P(X(PMl)是宜角坐标平面内不同于原点的一定点,过P作两条直线48,CD交椭圆22:5+彳=1(0,60)于/、B、C、D,直线48,CO的斜率分别为k2,弦AB,CO的中点记ab(1)若+=2H0),则直线MN过定点(/一比,一(2)若占=W/4),则直线AZN过定点(J广2,2)aa-h2a-b6、过抛物线/=2px(p0)上任一点P(XOJO)引两条弦21,PB,直线尸彳,PB斜率存在,分别记为k,k?,即攵+左2=2(%工0),则直线48经过
3、定点(XOF,-A【典型例题】题型一:斜率和问题例1.(2023重庆南岸高二重庆市第十一中学校校考期中)己知双曲线E:x2-g.=i30),点尸(-2,-3)在E上.(1)求E的方程;(2)过点Q(0,7)的直线/交E于不同的两点48(均异于点P),求直线RLP8的斜率之和.【解析】将点P(-2,-3)代入双曲线方程可得,-肆=1,b解得人=3,所以,E的方程为V-?=1.(2)由己知易得直线/的斜率一定存在,设斜率为攵,则/的方程为N=H-LX2-Z-=I联立直线与双曲线的方程3,y=kx-整理可得(3-公卜2+2H4=0,3-k20=(2)2+16(3-2)=-12(2-4)O解得-240
4、)上有两点48,且直线48过点(8,0),N4O8=9(T.(1)求抛物线的标准方程;(2)若抛物线上有一点。,纵坐标为4,抛物线上另有两点M,N,且直线OM与ON的斜率满足+v=QqQMN重心的横坐标为4,求直线MN的方程.【解析】(1)由题意知直线AB的斜率不可能为0,设4(西,乂),6(吃J2),直线48的方程为X=即+8,由4403=90*得,OAOB=O,即=电+弘力=,22即在?+M=,即必8+4/=0,2P2P将X=Wy+8代入V=2p,得丁=2p(my+8),贝J-2pzwy-i6p=0,则必2=-16p,贝J4T6P=O,由p0,解得p=4,故所求抛物线的标准方程为/=8x.
5、(2)由抛物线方程可得。点坐标为(2,4),设“优办),(孙乂),.y3-4y4-4-4y4-488_ko.f+knf.=-+=JFJ=+=O则,x325一2(乃)-O(ZIy1%+4乂+4,88则8+%+8=0,且fl则(%)2_(以)2=8卜3_4),乂=x4故七N=2izA=-=-1.又2+,+/=4,3-x4必+居3则再+匕=10,又+居二-8,可得直线MN的中点坐标为(5,-4),故由点斜式得直线MN的方程为y+4=-(x-5),即x+y-l=O.例3.(2023四川巴中高三统考开学考试)已知椭圆C.+g=l(60)的左、右顶点分别为4,4,点M(Is)在椭圆C上,且丽碗=-:求椭圆
6、C的方程;(2)设椭圆C的右焦点为尸,过点尸斜率不为。的直线/交椭圆C于尸,。两点,记直线MP与直线MQ的斜率分别为心内,当人+2=0时,求的面积.【解析】(1)由题意知4(0,0),4(d0),又硝学,则丽=,4_b丹丽=()(一l)(1)+(=一(,解得=2(负值舍去),由(,?在椭圆C上及=2得;+亲=1,解得=3,椭圆C的方程为工+匕=1;43(2)由(1)知,右焦点为尸(1,0),据题意设直线/的方程为X=my+l(m),P(my1+l,y),(my2+1,必),_3_3则/=M=2*-3*二乃一5二2乃一3,加必2m必,2my22my2于是由K+&=。得誓2+U=0,化简得4%必=
7、3(必+/)(*)由A消去X整理得(3/+4)/+6世-9=0,3x+4-12=07=(6m)2+36(3m2+4)=144(m2+l)0,由根与系数的关系得:%+为=-丁J,必必二-二F,3w+43广+4代入(*)式得:18/w36.,.,jaC-C,,=J,,,解得m=2,3w2+43/+4直线,的方程为x-2y-l=0,方法一:=144(22+1)=720,erl+y2=一,必为=-工416由求根公式与弦长公式得:|尸=i7F凹_必|=/俨=Y,121F-设点M到直线,的距离为d,则d_2_35,cIID川/1153595w=2p6f=2xTx-5-8方法二:由题意可知s2pq=S*MP
8、F+S库VQF=5Ml(/+%)=a(k/+卜。1)x-2y-l=0代入3/+4/-12=0消去卜得4工2+2%-11=0,=22-44(-l1)=180O,xp+x0=-xpxq=-60)的离心率为也,直线/:*+叩-1=0a-h22恒过椭圆上的右焦点A(1)求椭圆E的方程;(2)设直线/与椭圆E交于48两点,在X轴上是否存在定点尸,使得当机变化时,总有直线P4的斜率和直线总的斜率即8满足即,+A.=。?若存在,求出尸点的坐标;若不存在,请说明理由.【解析】(I)设椭圆E的焦距为2c,则椭圆E的右焦点为产(c,0).因为直线/恒过定点(1,0),所以。=1,又因为=,a2=b2+c2,a2所
9、以1=2,2=1,所以椭圆上的方程为二十/=1;2-V2=1(2)将椭圆与直线联立方程组I+二,X+加-1=0消去X,可得(2+/)/一2叩一1二0,设乂),5(x2,%),2m必+歹2=由韦达定理得,;”,2+m设点尸&0)满足题意,则%+3二汽+且rr-,所以x1-/x2-tl-wy1-tl-ny2-/(l-ny1-Z)-my2-I)(IT)(M+必)-2利月二0,所以(l-f)3+2m丁二=0,2+M2+m所以2m(1t)+2?=2n(2)=0,因为当冽变化时,总有直线PA的斜率和直线PB的斜率原8满足3+kp8=0,所以当f=2时,上式恒成立,所以在X轴上存在定点P(2,0)满足题设条
10、件.变式2.(2023陕西延安高二统考期末)已知抛物线UX2=2朗(p0)的焦点为E准线/与y轴的交点为M,动点、A(异于原点O)在抛物线C上,当与y轴垂直时,F=2.(1)求抛物线C的方程;(2)若直线力产与抛物线C交于另一点6,证明:直线4M的斜率与直线3的斜率互为相反数.【解析】抛物线UX2=28(p0)的焦点为尸(0,3当/尸与y轴垂直时,易得片(土P,5),即MH=P=2,:抛物线。的方程为2=4y.(2)证明:由(1)知,尸(0,1),M(O-I),设点彳再号,8(工2,子,设直线48)=h+l,代入抛物线C的方程得,x2-4kx-4=0,则玉+彳2=必,XlX2=Y,.+k.4:
11、+=了(4+酒)kAM+KBM-十一/Rx1X24x1x2变式3.(2023全国高三专题练习)设抛物线氏V=2p(p0)的焦点为凡过尸且斜率为1的直线,与E交于4,8两点,且46=8.(1)求抛物线E的方程;(2)设尸(1,加)为E上一点,E在P处的切线与X轴交于。,过。的直线与E交于M,N两点,直线PM和PN的斜率分别为怎A,和AAw.求证:原刊+&W为定值.【解析】由题意,尸径,0)直线/的方程为八工-4,代入=2px,得G3px+E=0于是玉+“3p,2)24工焦点弦MBI=XJ+/+P=3p+p=4p=8,解得p=2.故抛物线E的方程为产=4x.(2)因P(L?)在E上,?=2.设E在
12、尸处的切线方程为y-2=f(x-l),代入=4,得ty2-4y+8-4t=0.由=4?-4/(8-4。=16(-lf=0,解得I=I,尸处的切线方程为y=x+l,从而得O(TO).易知直线MN的斜率存在,设其方程为y=Mx+l),设Ma,必),N(X2,%).将y=%(x+l)代入=4,得2+(2F-4)+=o于是石+9=卷-2,林2=1,且必=入$+1),y2=k(x2+).,必一2,为一2_/乃+/必一(乂+%)-23+工)+4Pp7ETT一(-v1-)(-)88x1x2 -(Xl +x2)+1441+2TT+1”q2.2A-2(为+0)+4-2(2p+4+4-2%8-汽故kpM+kpN为
13、定值2.变式4.(2023四川泸州高二统考期末)在平面直角坐标系XOy中,已知圆心为C的动圆过点(2,0),且在y轴上截得的弦长为4,记C的轨迹为曲线E.(1)求E的方程,并说明E为何种曲线;(2)已知力。,2)及曲线E上的两点8和。,直线48,40的斜率分别为人,的,且4+&=1,求证:直线5。经过定点.【解析】(1)设圆心c(,y),半径为,因为圆心为C的动圆过点(2,0),所以(x-2)2+V=r2,因为圆心为C的动圆在N轴上截得的弦长为4,所以V+2?=/,所以(x2)2+/=/+4,gj=4,所以曲线E是抛物线.(2)设直线8。:x=ty+n,联立消去K并整理得炉-郁-4=0,=16
14、2+1620,即“+心。,设8(x,乂),D(x2,y2)f则乂+8=4/,yly2=4ft421二=g=_%,=左匚=_因为石T2l-1M+2,X2-I区_必+2,44所以K+-,+=4(必+2+%+2)=4(凹+H)+16=J凹+2y2+2(v1+2)(2+2)yiy2+2(y,+y2)+4所以2(凹+必)+12=My2,将乂+%=4,必必=-4代入得8/+12=-4,BP2/+3=-W,所以直线50:X=伊-23,即x+3=f(y-2),所以直线BQ经过定点(-3,2).变式5.(2023海南省直辖县级单位高二嘉积中学校考期末)已知椭圆C:+=i(abo)的右焦点尸在直线x+2y-l=0
15、上,48分别为C的左、右顶点,且4尸|=3忸尸(1)求C的标准方程;(2)已知0(2,0),是否存在过点G(TO)的直线/交C于M,N两点,使得直线PM,/W的斜率之和等于1?若存在,求出/的方程;若不存在,请说明理由.【解析】(1)设右焦点/(c,0)宜线x+2y-l=0与X轴的交点为。,0),所以椭圆C右焦点尸的坐标为(1,0)故在椭圆C中c=l,由题意|1=。+。=3取川=3(-c),结合c=l,则G=2所以椭圆C的方程为:+-=143(2)当直线/的斜率为。时,显然不满足条件上pm+%v=T当直线/的倾斜角不为0。时,设直线/的方程为:x=my-f”(再,必),N(w,%)由3+41=
16、12,可得(2+W-6叼-9=0由题意A=36-4x(3/+4)x(-9)=144/+1440r.,l6m9则必+必二有EJ必=一菽7由L+GT+告=Lr七l*一2x2-2myi-3my2-3(my1-3)y2-S)化简可得kp+kpNm,由kp(+kpN=-1,即m=1故存在满足条件的直线,直线/的方程为:-y+l=0变式6.(2023广东高二校联考期末)设点Q为抛物线C:丁=2Py(P0)的焦点,过点尸且斜率为右的直线与C交于Z,B两氤S有OB=2瓜(。为坐标原点)(1)求抛物线C的方程;(2)过点E(0,2)作两条斜率分别为小右的直线小L它们分别与抛物线C交于点P,。和见S.己知EPE=
17、ER-ESfH:是否存在实数4,使得勺+根为定值?若存在,求人的值,若不存在,请说明理由.【解析】抛物线C/=2朗(p0)的焦点40,争,仃线”的方程为y=r+g由=6+与消去歹并整理得:产一2岛l=o,设HXM,8缶M,X2=2py则xl+x2=25pyxix2=p2IX1-X21=J(X+W)?49%2=y20p2+4p2=26p,因此S“=g用%一毛I=SXlX2Z%p=W=M而p,解得p=2,所以抛物线C的方程为x2=4y.(2)存在7=1,使得人+和为定值.依题意,直线ky=A+2,直线A?=3+2,由匕一消去y并整理得a-4幻-8=0,设P(XQ3),。(乂),x=4y则X3+2=
18、%,X3X4=-8,IEP=y/+k;/IEQ=g;卜41,IEPIEQI=8(1+L),设K(X5,必),5(工6,稣),同理乐+工6=442户56=-8,且有IEHIES=8(1+修),由EPE0=EKES,得8(1+后)=8(1+芍),即F=后,而A2,则匕+1=。,所以存在=1,使得占+生为定值0.22变式7.(2023山东青岛高二校联考期中)设椭圆C:+%=l(%0)的离心率为9且短轴长为2L(1)求椭圆C的方程;(2)若在y轴上的截距为2的直线/与椭圆C分别交于4B两点,O为坐标原点,且直线04,08的斜率之和等于12,求直线48的方程【解析】(1)由题可得b=L由e=?有0=2c
19、,b2=a2-c2=3c2=3,解得c=l,2=1+3=4.故所求椭圆方程为:+-=1.43(2)由题意可知直线48的斜率存在,设:y=kx+214(演,必),8(/,%),y=kx+2联立y=(3+4)+16Ax+4=0,I=143=(16Zr)-16(3+4%2)0=左或一;,16%4,H2=2 (vl +x2 )- 16k,. ICIr =2k + 2= -6k = 12 ,X1X74.kOA+kfi=+Zl=(+2)+(区2+2*X1X2XIX2.=-2,故直线48的方程为y=-2x+2.题型二*斜率差问题例4.(2023全国高三专题练习)椭圆C:I+4=l(b0)的离心率e=立,a+
20、b=3.ab2(1)求椭圆C的方程;(2)如图,A,B,。是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意一点,直线。P交X轴于点N,宜线40交BP于点、M,设MN的斜率为加,8P的斜率为小证明:2m-为定值.【解析】(1)由椭圆的离心率e=11J=曰,则=26,又4+方=3,解得:a=2,6=1,则椭圆的标准方程为:+ /41;(2)证明:因为8(2,0),尸不为椭圆顶点,则可设直线8。的方程为=(工-2)。W0,联立y = n(x-2)X2 21- V =114 ,整理得(4/ + 1)x2-16w2x + 16-4 = 0 .则M=黑,故常,则(=岛所以p;82_2 -4、 4/ + 14/
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