王慧嫻
同學(xué)們對圓錐曲線中的定點(diǎn)問題并不陌生,此類問題一般較為復(fù)雜,側(cè)重于考查同學(xué)們的邏輯思維能力和運(yùn)算能力.解答此類問題一般有兩種思路:先設(shè)后求和設(shè)而不求.下面我們結(jié)合一道題目來進(jìn)行探討.
例題:已知A,B分別是橢圓的左、右頂點(diǎn),點(diǎn)G是橢圓的上頂點(diǎn),點(diǎn)P為直線x=6上的動(dòng)點(diǎn),PA與橢圓的另一交點(diǎn)為C,PB與橢圓的另一交點(diǎn)為D,證明:直線CD過定點(diǎn).
我們可先根據(jù)題意繪制出圖形,以便明確各點(diǎn)、線之間的位置關(guān)系,這樣也方便尋找解題的思路.要證明直線CD過定點(diǎn),需先結(jié)合題意求出直線CD的方程,然后根據(jù)一次等式的性質(zhì)來求得定點(diǎn)的坐標(biāo).
一、先設(shè)后求
先設(shè)后求是指先設(shè)出直線的方程或點(diǎn)的坐標(biāo),然后根據(jù)題意進(jìn)行求解.該思路較為直接,是大部分同學(xué)慣用的解題思路.對于本題,我們可先設(shè)出P點(diǎn)的坐標(biāo),以便根據(jù)直線的兩點(diǎn)式求得直線AP、BP的方程,再將直線方程和圓錐曲線方程聯(lián)立,求得點(diǎn)C、D的坐標(biāo)和直線CD的方程,便能快速確定定點(diǎn)的坐標(biāo).
解:由題意可得A(-3,0),B(3,0),設(shè)點(diǎn)P(6,t),
則直線AP的方程為,
聯(lián)立線AP的方程和橢圓的方程可得
解方程可得x=-3或,
則點(diǎn),
同理可得點(diǎn),
則直線CD的方程為,故直線CD過定點(diǎn)??? .
二、設(shè)而不求
設(shè)而不求是指設(shè)出相關(guān)的點(diǎn)、直線的方程,而不求出它的具體值,并將其當(dāng)作已知的值代入題設(shè)中進(jìn)行求解.在求解圓錐曲線的定點(diǎn)問題時(shí),我們可將問題中動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)出來,將其視為定點(diǎn)來進(jìn)行求解.對于本題,我們可設(shè)C(x1,y1),D(x2,y2),然后聯(lián)立直線和橢圓的方程,通消參得到一元二次方程,進(jìn)而得到關(guān)于x1、y1、x2、y2的表達(dá)式,對過定點(diǎn)的直線的解析式進(jìn)行化簡、整理,即可得到定點(diǎn)的坐標(biāo).
解:由題意可得A(-3,0),B(3,0),
設(shè)點(diǎn)P(6,n),當(dāng)n=0時(shí),CD=BA,
當(dāng)n≠0時(shí),設(shè)C(x1,y1),D(x2,y2),
∵直線,直線,
聯(lián)立線AP的方程和橢圓的方程可得
化簡整理可得(n2+9)y2-6ny=0,
∴,,
∴點(diǎn),
同理可得,
當(dāng),n2=3時(shí),,
當(dāng),n2≠3時(shí),直線CD斜率為,
∴直線CD的方程為,
∴直線CD過定點(diǎn)??? .
通過上述分析,同學(xué)們可以發(fā)現(xiàn),運(yùn)用先設(shè)后求、設(shè)而不求兩種不同的思路求解圓錐曲線定點(diǎn)問題,可以得到不同的解題方案.雖然運(yùn)用這兩種思路解題的運(yùn)算量都比較大,但是不同的解題思路有其不同的優(yōu)勢.相比較而言,第一種思路較為直接,第二種思路較為靈活.同學(xué)們要善于發(fā)現(xiàn)不同的解題思路,以便優(yōu)化解題的方案.
(作者單位:江蘇省啟東市東南中學(xué))