专题突破四 圆锥曲线的定点、定值与最值问题与圆锥曲线有关的定点、定值问题是高考考查的热点,难度较大,此类问题常常作为第19 题或第 20 题的第二问,常以直线与圆锥曲线的位置关系为背景,以坐标运算为基础,一般是证明满足条件的直线过定点,目标代数式为定值,或计算面积、长度、数量积等的最大值、最小值.求解此类问题的关键是引进变化的参数表示直线方程、数量积等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.一、定点问题例 1 已知动圆过定点 A(4,0),且在 y 轴上截得弦 MN 的长为 8
(1)求动圆圆心的轨迹 C 的方程;(2)已知点 B(-1,0),设不垂直于 x 轴的直线 l 与轨迹 C 交于不同的两点 P,Q,若 x 轴是∠PBQ 的角平分线,证明:直线 l 过定点.(1)解 如图,设动圆圆心为 O1(x,y),由题意,得|O1A|=|O1M|,当 O1不在 y 轴上时,过 O1作 O1H⊥MN 交 MN 于 H,则 H 是 MN 的中点,∴|O1M|=,又|O1A|=,∴=,化简得 y2=8x(x≠0).又当 O1在 y 轴上时,O1与 O 重合,点 O1的坐标为(0,0)也满足方程 y2=8x,∴动圆圆心的轨迹 C 的方程为 y2=8x
(2)证明 由题意,设直线 l 的方程为 y=kx+b(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),将 y=kx+b 代入 y2=8x 中,得 k2x2+(2bk-8)x+b2=0
其中 Δ=-32kb+64>0
由根与系数的关系得,x1+x2=,①x1x2=,②因为 x 轴是∠PBQ 的角平分线,所以=-,1即 y1(x2+1)+y2(x1+1)=0,(kx1+b)(x2+1)+(kx2+b)(x1+1)=0,2kx1x2+(b+k)(x1+x2)+2b=0③将①,②代入③得 2kb2+(k+b)(8-2bk)+2k2b=