周東賢
定點與定值問題一直都是圓錐曲線中的高頻考點,在近幾年的高考中層出不窮。圓錐曲線的有關(guān)定點、定值等綜合性問題涉及圓錐曲線的定義、幾何性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等知識,同時又與函數(shù)、不等式、方程、平面向量等代數(shù)知識緊密聯(lián)系。
從2020年的高考試題來看,圓錐曲線中的定點、定值問題難度較大,分值一般在12~17分,主要考查的核心素養(yǎng)是數(shù)學運算、直觀想象、邏輯推理等。
求解該類問題,需要有較強的代數(shù)運算能力和圖形識別能力,要能準確地進行數(shù)與形的語言轉(zhuǎn)換和運算,合理猜想并仔細推理論證,對熟練運用所學知識分析問題、解決問題的能力要求較高,絕大部分同學對此類問題望而生畏。要解決它,需要同學們有扎實的基本功和較強的運算能力,以及不急不躁的應(yīng)試心理狀態(tài)。難度雖大,但大部分的方法都體現(xiàn)了解析幾何的通性通法,以及運算技巧與基本功。
在第二輪復(fù)習中,我們要認真總結(jié)解題規(guī)律和方法,同時也針對同學們在做題中易錯的地方進行歸納,避免在以后的解題中出現(xiàn)無謂的失分。
易錯點1:設(shè)直線方程時,沒有考慮斜率不存在的情況
例1已知橢圓C:2人.
=1(a>b>62
0)過點P(2,1),A,A。分別是橢圓C的左頂點和右頂點,且直線PA,與直線PA,的
(1)求橢圓C的標準方程。
(2)設(shè)不過點P的直線l與橢圓C相交
于M,N兩點,若直線PM與直線PN的斜率之積為1,試問:直線l是否過定點?若過定點,求出定點的坐標;若不過定點,請說明理由。
錯解:(1)由題意易知A,A,的坐標分
當2k+6-1=0時,直線l的方程為y=kx-2k+1,過定點(2,1);
當6k+b+3=0時,直線l的方程為y=kx-6k-3,過定點(6,-3)。
綜上可知,直線l過定點,定點為(6,-3),或(2,1)。
易錯點分析:(1)當我們求出k和m的關(guān)系時,別忘了判斷此時判別式是否大于0!這是直線l與橢圓C相交于A,B兩點的前提,若漏寫,則是要扣分的。(2)解決圓錐曲線中的定點與定值問題時,注意對相關(guān)直線的斜率進行討論,設(shè)直線方程時,一定要考慮斜率不存在的情況,可單獨提前考慮。(3)對定點的位置要進行檢驗,防止出現(xiàn)不滿足題意的定點。
正解:(1)由題意易知A,A,的坐標分
點睛:本題考查了利用韋達定理解決圓錐曲線問題,計算量較大,屬于難題。本題有兩個關(guān)鍵點:(1)韋達定理的應(yīng)用,韋達定理是聯(lián)系各個變量之間的橋梁,是解決直線和圓錐曲線位置關(guān)系的最重要的方法,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想;(2)計算能力和計算技巧,在解決圓錐曲線問題時,計算能力和計算技巧至關(guān)重要。
易錯點2使用韋達定理時,需要驗證判別式是否大于0
例2已知橢圓c.+興=1(a>
的離心率為寸,直線y=x+/6與以原點為圓心,以橢圓C的短半軸長為半徑的圓相切。
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)若直線l:y=kx+m與橢圓C相交于A,B兩點(A,B不是左右頂點),且以AB為直徑的圓過橢圓C的右頂點,求證:直線l過定點,并求出定點的坐標。
易錯點分析:(1)當我們求得k和m的關(guān)系時,別忘了判斷此時判別式是否大于0。即3+4k'-m'》0是否成立,這是直線l與橢圓C相交于A,B兩點的前提,若漏寫,則是要被扣分的。(2)求出定點坐標時,需要對定點坐標進行檢驗,看看是否符合題意。如本題中當直線l過定點(2,0)時,剛好過右頂點(2,0),不符合題意,應(yīng)該舍去。
綜上可知,直線l過定點,且該定點的坐標為(號,0)。
易錯點3:不會利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)(對稱性)簡化運算,導(dǎo)致解不出來
例了在平面直角坐標系中,動點M到點F(2,0)的距離和到直線x=的距離的比是常數(shù)5。
(1)求動點M的軌跡方程。
(2)若過點F作與坐標軸不垂直的直線l交動點M的軌跡于A,B兩點,設(shè)點A關(guān)于x軸的對稱點為P,當直線l繞著點F轉(zhuǎn)動時,試探究:是否存在定點Q,使得B,P,Q三點共線?若存在,求出定點Q的坐標;若不存在,請說明理由。
分析:(1)設(shè)動點M的坐標為(x,y),由(x-2)+y_2/5-化簡可得結(jié)果;(2)聯(lián)立直線l與橢圓方程,根據(jù)韋達定理得?十xzxxp,由橢圓的對稱性知,若存在定點Q,則點Q必在r軸上,設(shè)Q(1,0),根據(jù)PB//PQ列式,結(jié)合x+xx可求出1=之動點M的軌跡方程為號+y*=1.
(2)由題知F(2,0),且直線l的斜率存在,設(shè)為k,則直線l的方程為y=k(x-2)。
假設(shè)存在定點Q(l,s),使得P,B,Q三點共線,則PB//PQ且P(x,-y)。
又因為PB=(x;-xyz+y),PQ=(t-x,yi-s),所以(x2-x)(y1-s)=(y2+y)(t-x),即(xz-x【k(x-2)-s】=k(x+x;-4)(1-x),化簡得2xx:-(1+2)(x+x)-s(-x+x+4t=0。
此時這個式子沒有辦法用上韋達定理,陷入了麻煩中。
易錯點分析:由橢圓的對稱性知,橢圓既是軸對稱圖形,也是中心對稱圖形,利用關(guān)于x軸對稱進行轉(zhuǎn)化,若存在定點Q,則點Q必在ε軸上,這是解題的關(guān)鍵。
正解:(1)設(shè)M(x,y),根據(jù)題意知
(2)由題知F(2,0),且直線l的斜率存在,設(shè)為k,則直線l的方程為y=k(x-2)。
由橢圓的對稱性知,若存在定點Q,則點Q必在x軸上,故假設(shè)存在定點Q(l,0),使得P,B,Q三點共線,則所//Q且P(r,一y)。
,5
故存在定點Q(可,o),使得P,B,Q三點共線。
(責任編輯王福華)