梁英凡
摘要:主要研究圓錐曲線中因直線運動而產(chǎn)生和斜率有關的定點問題,涉及到斜率和或積有關的問題,通過對該問題的研究,能對此類題有明確的解題方法。
關鍵詞:圓錐曲線;斜率;定點;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.A(x1,y1)B(x2,y2).橢圓C上任意一點P(x0,y0),連接PA.PB,若kpa+kpb=k(k≠0)則直線l過定點.那么這個定點(x,y)該怎么求呢?
設直線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(*)
欲得到有關斜率的表達式,將上式同時除以(x-x0)2
再將.A(x1,y1)B(x2,y2)帶入,由kpa+kpb=k,得出結論即可
經(jīng)過一番復雜的運算,我們發(fā)現(xiàn)了一個實際操作起來比較簡潔的思路。有關于此,我們可應用到一些題目當中.
例題:(2017·全國I·21(2)橢圓C:x2/4+y2=1.直線l不經(jīng)過點P2(0,1)且與橢圓C相交于A.B兩點.若直線P2A于直線P2B斜率和為-1,證明:l過定點
我們用上述思路做一下:設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)[斜率和沒必要算出來]
kP2A、kP2B為上述方程的兩根
由韋達定理及已知條件,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
故直線過定點(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.A(x1,y1)B(x2,y2).橢圓C上任意一點P(x0,y0),連接PA.PB,若kpa·kpb=k(k≠0)則直線l過定點.那么此時定點(x,y)該怎么求呢?
其實思路與求斜率和的本質相同.(*)式在此同樣適用,只不過將后面代為
kpa·kpb=k
再應用韋達定理,聯(lián)立求出即可,在此不再證明
經(jīng)過上述一番探討,我們對橢圓中斜率的加和或乘積題有了更新的方法、更深的了解,做題時我們可先在心中有一個“預判”,明確了大致方向,認真書寫,仔細計算,此類題應該不成是大礙。