蔡永智
中點弦問題是指與圓錐曲線的弦的中點有關的問題.這類問題通常要求我們求弦的中點的坐標、弦所在直線的方程、圓錐曲線的方程,側重于考查一元二次方程的根與系數(shù)的關系、線段中點的坐標公式、直線的斜率公式的應用,以及直線與圓錐曲線的位置關系.解答圓錐曲線中點弦問題,通常運用點差法.
若直線與橢圓[x2a2+y2b2=1]([a>b>0])相交于點[A(x1,y1)]、[B(x2,y2)],且AB的中點[M(x0,y0)],運用點差法解答中點弦問題的步驟為:
本題涉及了雙曲線的弦、中點,屬于中點弦問題,需運用點差法求解.將直線與雙曲線的兩個交點的坐標分別代入雙曲線的方程中,并作差,從而求得弦所在直線的斜率和方程.最后還需構造出一元二次方程,根據(jù)方程的判別式來判斷直線與雙曲線是否有兩個交點,檢驗所求的直線方程是否滿足題意.
例3.已知橢圓[x22+y2=1]上的兩點A、B關于直線[y=mx+12]對稱,求實數(shù)m的取值范圍.
由于A、B兩點關于直線對稱,所以A、B兩點的中點在直線上.本題實質上是中點弦問題,需運用點差法求解.先將兩點的坐標代入橢圓的方程中,并作差,即可求出直線的斜率;然后建立關于AB中點坐標的方程組,求得中點的坐標;再將其代入橢圓的方程中,根據(jù)橢圓與點的位置關系,求得參數(shù)m的取值范圍.
例4.已知直線AB與橢圓[x2a2+y2b2=1]交于A、B兩點,B與[B]關于原點O對稱,證明:直線AB與直線[AB]的斜率之積為定值.
解答本題,需靈活運用點差法和直線的斜率公式,建立關于直線AB和直線[AB]的斜率的關系式,從而證明結論.
運用點差法解題,只需通過簡單的整體代換,即可求得直線的斜率、弦中點的坐標,這樣可以有效地提升解題的效率.但是點差法的適用范圍較窄,只適用于求解中點弦問題,且其中的[x1、x2]、 [y1、y2]不一定是實數(shù),有可能是虛數(shù),因此在運用點差法解題時,還需檢驗所得的結果是否滿足題意.