(新課標(biāo))2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題五 解析幾何 第4講 圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、存在性問(wèn)題學(xué)案 理 新人教A版
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(新課標(biāo))2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題五 解析幾何 第4講 圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、存在性問(wèn)題學(xué)案 理 新人教A版
第4講圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值、存在性問(wèn)題定點(diǎn)問(wèn)題1參數(shù)法:參數(shù)法解決定點(diǎn)問(wèn)題的思路:(1)引進(jìn)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)直線中的參數(shù)表示變化量,即確定題目中的核心變量(此處設(shè)為k);(2)利用條件找到k與過(guò)定點(diǎn)的曲線F(x,y)0之間的關(guān)系,得到關(guān)于k與x,y的等式,再研究變化量與參數(shù)何時(shí)沒(méi)有關(guān)系,找到定點(diǎn)高考真題思維方法(2017·高考全國(guó)卷)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)M在橢圓C:y21上,過(guò)M作x軸的垂線,垂足為N,點(diǎn)P滿足.(1)求點(diǎn)P的軌跡方程;(2)設(shè)點(diǎn)Q在直線x3上,且·1.證明:過(guò)點(diǎn)P且垂直于OQ的直線l過(guò)C的左焦點(diǎn)F.(1)略(2)證明:由題意知F(1,0)設(shè)Q(3,t),P(m,n),則(3,t),(1m,n),關(guān)鍵1:用參數(shù)表示P,Q的坐標(biāo)及向量,·33mtn,(m,n),(3m,tn).由·1得3mm2tnn21,又由(1)知m2n22,故33mtn0.所以·0,關(guān)鍵2:在·1的前提下,證明·0即.又過(guò)點(diǎn)P存在唯一直線垂直于OQ,所以過(guò)點(diǎn)P且垂直于OQ的直線l過(guò)C的左焦點(diǎn)F.關(guān)鍵3:利用平面內(nèi)過(guò)一點(diǎn)作一直線的垂線的唯一性,即得直線l過(guò)點(diǎn)F2.由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定點(diǎn)問(wèn)題時(shí),常根據(jù)動(dòng)點(diǎn)或動(dòng)直線的特殊情況探索出定點(diǎn),再證明該定點(diǎn)與變量無(wú)關(guān)高考真題思維方法(2017·高考全國(guó)卷)已知橢圓C:1(a>b>0),四點(diǎn)P1(1,1),P2(0,1),P3(1,),P4(1,)中恰有三點(diǎn)在橢圓C上.(1)求C的方程;(2)設(shè)直線l不經(jīng)過(guò)P2點(diǎn)且與C相交于A,B兩點(diǎn)若直線P2A與直線P2B的斜率的和為1,證明:l過(guò)定點(diǎn).(1)略(2)證明:設(shè)直線P2A與直線P2B的斜率分別為k1,k2.如果l與x軸垂直,設(shè)l:xt,由題設(shè)知t0,且|t|<2,可得A,B的坐標(biāo)分別為,.則k1k21,得t2,不符合題設(shè).關(guān)鍵1:驗(yàn)證直線l與x軸垂直時(shí),直線過(guò)定點(diǎn)的情況從而可設(shè)l:ykxm(m1)將ykxm代入y21得(4k21)x28kmx4m240.由題設(shè)可知16(4k2m21)>0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1x2,x1x2.而k1k2.由題設(shè)k1k21,故(2k1)x1x2(m1)(x1x2)0.即(2k1)·(m1)·0.解得k.關(guān)鍵2:設(shè)出直線l的方程,并與橢圓方程聯(lián)立消去y得到關(guān)于x的一元二次方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系及條件找到直線l中兩個(gè)參數(shù)的關(guān)系當(dāng)且僅當(dāng)m>1時(shí),>0,于是l:yxm,即y1(x2),所以l過(guò)定點(diǎn)(2,1).關(guān)鍵3:將k代入直線l的方程,變形得到直線所過(guò)定點(diǎn)(2,1)典型例題 (2019·鄭州市第一次質(zhì)量預(yù)測(cè))設(shè)M點(diǎn)為圓C:x2y24上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M在x軸上的投影為N.動(dòng)點(diǎn)P滿足2,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為E.(1)求E的方程;(2)設(shè)E的左頂點(diǎn)為D,若直線l:ykxm與曲線E交于A,B兩點(diǎn)(A,B不是左、右頂點(diǎn)),且滿足|,求證:直線l恒過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo)【解】(1)設(shè)點(diǎn)M(x0,y0),P(x,y),由題意可知N(x0,0),因?yàn)?,所以2(x0x,y)(0,y0),即x0x,y0y,又點(diǎn)M在圓C:x2y24上,所以xy4,將x0x,y0y代入得1,即軌跡E的方程為1.(2)由(1)可知D(2,0),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立得,得(34k2)x28mkx4(m23)0,(8mk)24(34k2)(4m212)16(12k23m29)>0,即34k2m2>0,所以x1x2,x1x2.y1y2(kx1m)(kx2m)k2x1x2mk(x1x2)m2,因?yàn)閨,所以,即·0,即(x12,y1)·(x22,y2)x1x22(x1x2)4y1y20,所以2×40,所以7m216mk4k20,解得m12k,m2k,且均滿足34k2m2>0,當(dāng)m12k時(shí),l的方程為ykx2kk(x2),直線恒過(guò)點(diǎn)(2,0),與已知矛盾;當(dāng)m2k時(shí),l的方程為ykxkk,直線恒過(guò)點(diǎn).綜上,直線l過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為.(1)求解直線和曲線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題的基本思路是:把直線或曲線方程中的變量x,y當(dāng)作常數(shù)看待,把方程一端化為零,既然是過(guò)定點(diǎn),那么這個(gè)方程就要對(duì)任意參數(shù)都成立,這時(shí)參數(shù)的系數(shù)就要全部等于零,這樣就得到一個(gè)關(guān)于x,y的方程組,這個(gè)方程組的解所確定的點(diǎn)就是直線或曲線所過(guò)的定點(diǎn)(2)由直線方程確定定點(diǎn)時(shí),若得到了直線的點(diǎn)斜式方程yy0k(xx0),則直線必過(guò)定點(diǎn)(x0,y0);若得到了直線的斜截式方程ykxm,則直線必過(guò)定點(diǎn)(0,m) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練(2019·蓉城名校第一次聯(lián)考)已知拋物線C:x22py(p>0)的焦點(diǎn)為F,過(guò)點(diǎn)F作傾斜角為45°的直線與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),且|AB|16.(1)求拋物線C的方程;(2)設(shè)P,M,N為拋物線上不同的三點(diǎn),且PMPN,若P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為8,判斷直線MN是否過(guò)定點(diǎn)?若是,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由解:(1)由題意知,直線AB的方程為yx.由,得y23py0.設(shè)A(x3,y3),B(x4,y4),則y3y43p.所以|AB|y3y4p4p16,所以p4.所以拋物線C的方程為x28y.(2)法一:由(1)可得點(diǎn)P(8,8),設(shè)M,N,則kPM,同理可得kPN.因?yàn)镻MPN,所以kPM ·kPN·1,化簡(jiǎn)得x1x28(x1x2)1280.(*)易知直線MN的斜率一定存在,設(shè)直線MN:ykxb,由,得x28kx8b0,所以x1x28k,x1x28b.代入(*),得8b64k1280,則b8k16.直線MN的方程可化為ykx8k16,所以直線MN過(guò)定點(diǎn)(8,16)法二:由(1)可得點(diǎn)P(8,8),設(shè)M,N,則kMN,同理可得kPM,kPN.因?yàn)镻MPN,所以kPM·kPN·1,化簡(jiǎn)得x1x28(x1x2)128.直線MN的方程為y(xx1),化簡(jiǎn)得yx.把代入得y(x8)16,所以直線MN過(guò)定點(diǎn)(8,16)定值問(wèn)題1直接消參求定值:常見(jiàn)定值問(wèn)題的處理方法:(1)確定一個(gè)(或兩個(gè))變量為核心變量,其余量均利用條件用核心變量進(jìn)行表示;(2)將所求表達(dá)式用核心變量進(jìn)行表示(有的甚至就是核心變量),然后進(jìn)行化簡(jiǎn),看能否得到一個(gè)常數(shù)高考真題思維方法(2015·高考全國(guó)卷)已知橢圓C:9x2y2m2(m>0),直線l不過(guò)原點(diǎn)O且不平行于坐標(biāo)軸,l與C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為M.(1)證明:直線OM的斜率與l的斜率的乘積為定值;(2)若l過(guò)點(diǎn),延長(zhǎng)線段OM與C交于點(diǎn)P,四邊形OAPB能否為平行四邊形?若能,求此時(shí)l的斜率;若不能,說(shuō)明理由.(1)證明:設(shè)直線l:ykxb(k0,b0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM)關(guān)鍵1:設(shè)出直線方程及直線與橢圓交點(diǎn)坐標(biāo)將ykxb代入9x2y2m2,得(k29)x22kbxb2m20,關(guān)鍵2:把直線方程與橢圓方程聯(lián)立消元得一元二次方程故xM,yMkxMb.關(guān)鍵3:利用根與系數(shù)的關(guān)系及中點(diǎn)在直線l上求M的坐標(biāo)于是直線OM的斜率kOM ,即kOM·k9.關(guān)鍵4:求直線OM的斜率并計(jì)算兩直線斜率乘積所以直線OM的斜率與l的斜率的乘積為定值.(2)略2.從特殊到一般求定值:常用處理技巧:(1)在運(yùn)算過(guò)程中,盡量減少所求表達(dá)式中變量的個(gè)數(shù),以便于向定值靠攏;(2)巧妙利用變量間的關(guān)系,例如點(diǎn)的坐標(biāo)符合曲線方程等,盡量做到整體代入,簡(jiǎn)化運(yùn)算高考真題思維方法(2016·高考北京卷)已知橢圓C:1(ab0)的離心率為,A(a,0),B(0,b),O(0,0),OAB的面積為1.(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)P是橢圓C上一點(diǎn),直線PA與y軸交于點(diǎn)M,直線PB與x軸交于點(diǎn)N.求證:|AN|·|BM|為定值.(1)略(2)證明:由(1)知,A(2,0),B(0,1).設(shè)P(x0,y0),則x4y4.當(dāng)x00時(shí),直線PA的方程為y(x2).令x0,得yM,從而|BM|1yM|1|.關(guān)鍵1:設(shè)出P點(diǎn)坐標(biāo),對(duì)橫坐標(biāo)分類討論,用P點(diǎn)坐標(biāo)表示|BM|直線PB的方程為yx1.令y0,得xN,從而|AN|2xN|2|.所以|AN|·|BM|2|·|1|4.關(guān)鍵3:計(jì)算|AN|·|BM|并化簡(jiǎn)得出定值當(dāng)x00時(shí),y01,|BM|2,|AN|2,所以|AN|·|BM|4.關(guān)鍵4:討論特殊情況,并計(jì)算|AN|·|BM|綜上,|AN|·|BM|為定值.典型例題 (2019·福建五校第二次聯(lián)考)已知橢圓C:1(a>b>0)的離心率為,上頂點(diǎn)M到直線xy40的距離為3.(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)直線l過(guò)點(diǎn)(4,2),且與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),l不經(jīng)過(guò)點(diǎn)M,證明:直線MA的斜率與直線MB的斜率之和為定值【解】(1)由題意可得,解得,所以橢圓C的方程為1.(2)證明:易知直線l的斜率恒小于0,設(shè)直線l的方程為y2k(x4),k<0且k1,A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立得,得(14k2)x216k(2k1)x64k(k1)0,則x1x2,x1x2,因?yàn)閗MAkMB2k(4k4)×2k4(k1)×2k(2k1)1(為定值)求定值問(wèn)題2種常見(jiàn)的方法(1)從特殊值入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無(wú)關(guān)(2)直接計(jì)算、推理,并在計(jì)算、推理的過(guò)程中消去變量,從而得到定值 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練已知橢圓C:1,過(guò)A(2,0),B(0,1)兩點(diǎn)(1)求橢圓C的方程及離心率;(2)設(shè)P為第三象限內(nèi)一點(diǎn)且在橢圓C上,直線PA與y軸交于點(diǎn)M,直線PB與x軸交于點(diǎn)N,求證:四邊形ABNM的面積為定值解:(1)由題意得,a2,b1,所以橢圓C的方程為y21.又c,所以離心率e.(2)證明:設(shè)P(x0,y0)(x0<0,y0<0),則x4y4.又A(2,0),B(0,1),所以直線PA的方程為y(x2)令x0,得yM,從而|BM|1yM1.直線PB的方程為yx1.令y0,得xN,從而|AN|2xN2.所以四邊形ABNM的面積S|AN|·|BM|2.從而四邊形ABNM的面積為定值探究、存在性問(wèn)題存在性問(wèn)題的解法:先假設(shè)存在,用待定系數(shù)法,列出關(guān)于待定系數(shù)的方程組,推證滿足條件的結(jié)論,若方程組有實(shí)數(shù)解,則元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在;否則元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))不存在要注意的是:(1)當(dāng)條件和結(jié)論不唯一時(shí)要分類討論;(2)當(dāng)給出結(jié)論而要推導(dǎo)出存在的條件時(shí),先假設(shè)成立,再推出條件;(3)當(dāng)條件和結(jié)論都不知,按常規(guī)方法解題很難時(shí),要開(kāi)放思維,采取另外合適的方法高考真題思維方法(2015·高考全國(guó)卷)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C:y與直線l:ykxa(a0)交于M,N兩點(diǎn).(1)當(dāng)k0時(shí),分別求C在點(diǎn)M和N處的切線方程;(2)y軸上是否存在點(diǎn)P,使得當(dāng)k變動(dòng)時(shí),總有OPMOPN?說(shuō)明理由.(1)略(2)存在符合題意的點(diǎn)證明如下:設(shè)P(0,b)為符合題意的點(diǎn),M(x1,y1),N(x2,y2),直線PM,PN的斜率分別為k1,k2.將ykxa代入C的方程得x24kx4a0.故x1x24k,x1x24a.關(guān)鍵1:設(shè)出P點(diǎn)坐標(biāo),聯(lián)立直線方程與橢圓方程,從而k1k2.關(guān)鍵2:用參數(shù)表示PM,PN的斜率和當(dāng)ba時(shí),有k1k20,則直線PM的傾斜角與直線PN的傾斜角互補(bǔ),故OPMOPN,所以點(diǎn)P(0,a)符合題意.關(guān)鍵3:用PM,PN的斜率和等于零說(shuō)明OPMOPN,得出定點(diǎn)(2015·高考全國(guó)卷)已知橢圓C:9x2y2m2(m>0),直線l不過(guò)原點(diǎn)O且不平行于坐標(biāo)軸,l與C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,線段AB的中點(diǎn)為M.(1)證明:直線OM的斜率與l的斜率的乘積為定值;(2)若l過(guò)點(diǎn),延長(zhǎng)線段OM與C交于點(diǎn)P,四邊形OAPB能否為平行四邊形?若能,求此時(shí)l的斜率;若不能,說(shuō)明理由.(1)略(2)四邊形OAPB能為平行四邊形.因?yàn)橹本€l過(guò)點(diǎn),所以l不過(guò)原點(diǎn)且與橢圓C有兩個(gè)交點(diǎn)的充要條件是k>0,k3.由(1)得直線OM的方程為yx.設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為xP.由得x,即xP .關(guān)鍵1:寫(xiě)出OM的方程,與橢圓方程聯(lián)立求出P點(diǎn)橫坐標(biāo)將點(diǎn)的坐標(biāo)代入直線l的方程得b,因此xM.四邊形OAPB為平行四邊形,當(dāng)且僅當(dāng)線段AB與線段OP互相平分,即xP2xM,于是2×,解得k14,k24.因?yàn)閗>0,k3,所以當(dāng)l的斜率為4或4時(shí),四邊形OAPB為平行四邊形.典型例題 已知?jiǎng)訄AC與圓x2y22x0外切,與圓x2y22x240內(nèi)切(1)試求動(dòng)圓圓心C的軌跡方程;(2)過(guò)定點(diǎn)P(0,2)且斜率為k(k0)的直線l與(1)中軌跡交于不同的兩點(diǎn)M,N,試判斷在x軸上是否存在點(diǎn)A(m,0),使得以AM,AN為鄰邊的平行四邊形為菱形?若存在,求出實(shí)數(shù)m的范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由【解】(1)由x2y22x0得(x1)2y21,由x2y22x240得(x1)2y225,設(shè)動(dòng)圓C的半徑為R,兩圓的圓心分別為F1(1,0),F(xiàn)2(1,0),則|CF1|R1,|CF2|5R,所以|CF1|CF2|6,根據(jù)橢圓的定義可知,點(diǎn)C的軌跡為以F1,F(xiàn)2為焦點(diǎn)的橢圓,所以c1,a3,所以b2a2c2918,所以動(dòng)圓圓心C的軌跡方程為1.(2)存在設(shè)直線l的方程為ykx2,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中點(diǎn)為E(x0,y0)假設(shè)存在點(diǎn)A(m,0),使得以AM,AN為鄰邊的平行四邊形為菱形,則AEMN,由得(89k2)x236kx360,x1x2,所以x0,y0kx02,因?yàn)锳EMN,所以kAE,即,所以m,當(dāng)k>0時(shí),9k212,所以m<0;當(dāng)k<0時(shí),9k12,所以0<m.因此,存在點(diǎn)A(m,0),使得以AM,AN為鄰邊的平行四邊形為菱形,且實(shí)數(shù)m的取值范圍為.存在性問(wèn)題求解的思路及策略(1)思路:先假設(shè)存在,推證滿足條件的結(jié)論,若結(jié)論正確,則存在;若結(jié)論不正確,則不存在(2)策略:當(dāng)條件和結(jié)論不唯一時(shí)要分類討論當(dāng)給出結(jié)論而要推導(dǎo)出存在的條件時(shí),先假設(shè)成立,再推出條件 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練(2019·重慶市學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研)如圖,已知橢圓C:1(a>b>0),其左、右焦點(diǎn)分別為F1(2,0),F(xiàn)2(2,0),過(guò)點(diǎn)F1的直線交橢圓C于A,B兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為G,AB的中垂線與x軸和y軸分別交于D,E兩點(diǎn),且|AF1|,|F1F2|,|AF2|構(gòu)成等差數(shù)列(1)求橢圓C的方程;(2)記GF1D的面積為S1,OED(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的面積為S2.試問(wèn):是否存在直線AB,使得S1S2?請(qǐng)說(shuō)明理由解:(1)因?yàn)閨AF1|,|F1F2|,|AF2|構(gòu)成等差數(shù)列,所以2a|AF1|AF2|2|F1F2|8,所以a4.又c2,所以b212,所以橢圓C的方程為1.(2)假設(shè)存在直線AB,使得S1S2,顯然直線AB不能與x,y軸垂直設(shè)AB的方程為yk(x2)(k0),將其代入1,整理得(4k23)x216k2x16k2480,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),D(xD,0),所以x1x2,所以點(diǎn)G的橫坐標(biāo)為,所以G.因?yàn)镈GAB,所以·k1,解得xD,即D,因?yàn)镽tGDF1和RtODE相似,所以若S1S2,則|GD|OD|,所以,整理得8k290.因?yàn)榉匠?k290無(wú)解,所以不存在直線AB,使得S1S2.1(2019·安徽省考試試題)已知橢圓C:1(a>b>0)的上頂點(diǎn)為P,右頂點(diǎn)為Q,直線PQ與圓x2y2相切于點(diǎn)M.(1)求橢圓C的方程;(2)若不經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),且·0,求證:直線l過(guò)定點(diǎn)解:(1)由已知得直線OM(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率kOM2,則直線PQ的斜率kPQ,所以直線PQ的方程為y,即x2y2.可求得P(0,1),Q(2,0),故a2,b1,故橢圓C的方程為y21.(2)證明:當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),顯然不滿足條件當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)l的方程為ykxn(n1),由,消去y整理得(4k21)x28knx4(n21)0,(8kn)24×4(4k21)(n21)16(4k21n2)>0,得4k21>n2.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1x2,x1x2.由·0,得(x1,y11)·(x2,y21)0,又y1kx1n,y2kx2n,所以(k21)x1x2k(n1)(x1x2)(n1)20,由得n1(舍),或n,滿足.此時(shí)l的方程為ykx,故直線l過(guò)定點(diǎn).2(2019·南昌市第一次模擬測(cè)試)已知橢圓C:1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為,P是C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且F1PF2面積的最大值為4.(1)求C的方程;(2)設(shè)C的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,若直線PA,PB分別交直線x2于M,N兩點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F1作以MN為直徑的圓的切線,證明:切線長(zhǎng)為定值,并求該定值解:(1)設(shè)P(x0,y0),橢圓的半焦距為c.因?yàn)镾F1PF2|F1F2|·|y0|·2c·bbc,所以bc4.又e,a2b2c2,所以a4,b2,c2,所以C的方程為1.(2)由(1)可知A(4,0),B(4,0),F(xiàn)1(2,0)由題可知,x02,且x0±4.設(shè)直線PA,PB的斜率分別為k1,k2,則直線PA的方程為yk1(x4),令x2得y6k1,故M(2,6k1)直線PB的方程為yk2(x4),令x2得y2k2,故N(2,2k2)記以MN為直徑的圓為圓D,則D(2,3k1k2)如圖,過(guò)點(diǎn)F1作圓D的一條切線,切點(diǎn)為T(mén),連接F1D,DT,則|F1T|2|F1D|2|DT|2,所以|F1T|216(3k1k2)2(3k1k2)21612k1k2,又k1,k2,所以k1·k2·,由1,得y(x16),所以k1·k2,則|F1T|21612k1k21612×25,所以|F1T|5.故切線長(zhǎng)為定值5.3(2019·廣州市調(diào)研測(cè)試)已知?jiǎng)訄AC過(guò)定點(diǎn)F(1,0),且與定直線x1相切(1)求動(dòng)圓圓心C的軌跡E的方程;(2)過(guò)點(diǎn)M(2,0)的任一條直線l與軌跡E交于不同的兩點(diǎn)P,Q,試探究在x軸上是否存在定點(diǎn)N(異于點(diǎn)M),使得QNMPNM?若存在,求點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由解:(1)法一:依題意知,動(dòng)圓圓心C到定點(diǎn)F(1,0)的距離,與到定直線x1的距離相等,由拋物線的定義,可得動(dòng)圓圓心C的軌跡E是以F(1,0)為焦點(diǎn),x1為準(zhǔn)線的拋物線,其中p2.所以動(dòng)圓圓心C的軌跡E的方程為y24x.法二:設(shè)動(dòng)圓圓心C(x,y),依題意得|x1|,化簡(jiǎn)得y24x,即為動(dòng)圓圓心C的軌跡E的方程(2)假設(shè)存在點(diǎn)N(x0,0)滿足題設(shè)條件由QNMPNM可知,直線PN與QN的斜率互為相反數(shù),即kPNkQN0.易知直線PQ的斜率必存在且不為0,設(shè)直線PQ:xmy2,由,得y24my80.由(4m)24×8>0,得m>或m<.設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則y1y24m,y1y28.由得kPNkQN0,所以y1(x2x0)y2(x1x0)0,即y1x2y2x1x0(y1y2)0.消去x1,x2,得y1yy2yx0(y1y2)0,即y1y2(y1y2)x0(y1y2)0.因?yàn)閥1y20,所以x0y1y22,所以存在點(diǎn)N(2,0),使得QNMPNM.4(2019·福州市質(zhì)量檢測(cè))已知拋物線C1:x22py(p0)和圓C2:(x1)2y22,傾斜角為45°的直線l1過(guò)C1的焦點(diǎn),且l1與C2相切(1)求p的值;(2)動(dòng)點(diǎn)M在C1的準(zhǔn)線上,動(dòng)點(diǎn)A在C1上,若C1在A點(diǎn)處的切線l2交y軸于點(diǎn)B,設(shè),求證:點(diǎn)N在定直線上,并求該定直線的方程解:(1)依題意,設(shè)直線l1的方程為yx,因?yàn)橹本€l1與圓C2相切,所以圓心C2(1,0)到直線l1:yx的距離d,即,解得p6或p2(舍去)所以p6.(2)法一:依題意設(shè)M(m,3),由(1)知拋物線C1的方程為x212y,所以y,所以y,設(shè)A(x1,y1),則以A為切點(diǎn)的切線l2的斜率為k,所以切線l2的方程為yx1(xx1)y1.令x0,則yxy1×12y1y1y1,即B點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,y1),所以(x1m,y13),(m,y13),所以(x12m,6),所以(x1m,3),設(shè)N點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y),則y3,所以點(diǎn)N在定直線y3上法二:設(shè)M(m,3),由(1)知拋物線C1的方程為x212y,設(shè)l2的斜率為k,A,則以A為切點(diǎn)的切線l2的方程為yk(xx1)x,聯(lián)立得,x212k(xx1)x,因?yàn)?44k248kx14x0,所以k,所以切線l2的方程為yx1(xx1)x,令x0,得B點(diǎn)坐標(biāo)為(0,x),所以,所以(x12m,6),所以(x1m,3),所以點(diǎn)N在定直線y3上- 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