梁英凡
摘要:主要研究圓錐曲線中因直線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生和斜率有關(guān)的定點(diǎn)問(wèn)題,涉及到斜率和或積有關(guān)的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)該問(wèn)題的研究,能對(duì)此類題有明確的解題方法。
關(guān)鍵詞:圓錐曲線;斜率;定點(diǎn);一元二次方程
·直線l交橢圓C:x2/a2+y2/b2=1.(a>b>0)于AB兩點(diǎn).A(x1,y1)B(x2,y2).橢圓C上任意一點(diǎn)P(x0,y0),連接PA.PB,若kpa+kpb=k(k≠0)則直線l過(guò)定點(diǎn).那么這個(gè)定點(diǎn)(x,y)該怎么求呢?
設(shè)直線l的方程為α(x-x0)+β(y-y0)=1 ①
橢圓C:(x-x0+x0)2/a2+(y-y0+y0)2/b2=1
點(diǎn)P(x0,y0)滿足x02/a2+y02/b2=1
將其代人C的方程,有
(x-x0)2+2x0(x-x0)/a2+(y-y0)2+2y0(y-y0)/b2=0
將直線方程中1代換再帶入,有
(x-x0)2+2x0(x-x0)[α(x-x0)+β(y-y0)]/a2+[(y-y0)2+2y0(y-y0)][α(x-x0)+β(y-y0)]/b2=0
將上式整理成關(guān)于(y-y0)的一元二次方程,有
(1+2yoβ/b2)(y-y0)2+[2x0β/a2+2yoα/b2](x-x0)(y-y0)+(1+2xoα/a2)(x-x0)2=0(*)
欲得到有關(guān)斜率的表達(dá)式,將上式同時(shí)除以(x-x0)2
再將.A(x1,y1)B(x2,y2)帶入,由kpa+kpb=k,得出結(jié)論即可
經(jīng)過(guò)一番復(fù)雜的運(yùn)算,我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)際操作起來(lái)比較簡(jiǎn)潔的思路。有關(guān)于此,我們可應(yīng)用到一些題目當(dāng)中.
例題:(2017·全國(guó)I·21(2)橢圓C:x2/4+y2=1.直線l不經(jīng)過(guò)點(diǎn)P2(0,1)且與橢圓C相交于A.B兩點(diǎn).若直線P2A于直線P2B斜率和為-1,證明:l過(guò)定點(diǎn)
我們用上述思路做一下:設(shè)A(x1,y1)B(x2,y2).
直線l的方程αx+β(y-1)=1
橢圓C:x2/42+(y-1+1)2=1
展開(kāi)再將1代換,有
x2/4+(y-1)2+2(y-1)[αx+β(y-1)]=0
將上式整理成關(guān)于(y-1)的一元二次方程,有
(1+2β)(y-1)2+2αx(y-1)+ x2/4=0
齊次化,上式除以x2,得
(1+2β)(y-1/x)2+2αx(y-1/x)+M=0
(其中M=1/4)[斜率和沒(méi)必要算出來(lái)]
kP2A、kP2B為上述方程的兩根
由韋達(dá)定理及已知條件,知
kP2A+kP2B=-2α/1+2β=-1
即 α=(1+2β)/2
帶入直線l的方程,有
(1+2β)x/2+β(y-1)=1
整理成關(guān)于β的方程,得
(x+y-1)β+x/2=1
令x=2,x+y-1=0
得x=2,y=﹣1
故直線過(guò)定點(diǎn)(2,﹣1)
我們還可以將上述拓寬一下,將斜率和改為斜率積,如下
·直線l交橢圓C:x2/a2+y2/b2=1.(a>b>0)于AB兩點(diǎn).A(x1,y1)B(x2,y2).橢圓C上任意一點(diǎn)P(x0,y0),連接PA.PB,若kpa·kpb=k(k≠0)則直線l過(guò)定點(diǎn).那么此時(shí)定點(diǎn)(x,y)該怎么求呢?
其實(shí)思路與求斜率和的本質(zhì)相同.(*)式在此同樣適用,只不過(guò)將后面代為
kpa·kpb=k
再應(yīng)用韋達(dá)定理,聯(lián)立求出即可,在此不再證明
經(jīng)過(guò)上述一番探討,我們對(duì)橢圓中斜率的加和或乘積題有了更新的方法、更深的了解,做題時(shí)我們可先在心中有一個(gè)“預(yù)判”,明確了大致方向,認(rèn)真書寫,仔細(xì)計(jì)算,此類題應(yīng)該不成是大礙。