圆锥曲线中遇到与斜率和或积有关的问题研究

2018-12-15 19:09梁英凡
神州·上旬刊 2018年12期
关键词:圆锥曲线一元二次方程斜率

梁英凡

摘要:主要研究圆锥曲线中因直线运动而产生和斜率有關的定点问题,涉及到斜率和或积有关的问题,通过对该问题的研究,能对此类题有明确的解题方法。

关键词:圆锥曲线;斜率;定点;一元二次方程

·直线l交椭圆C:x2/a2+y2/b2=1.(a>b>0)于AB两点.A(x1,y1)B(x2,y2).椭圆C上任意一点P(x0,y0),连接PA.PB,若kpa+kpb=k(k≠0)则直线l过定点.那么这个定点(x,y)该怎么求呢?

设直线l的方程为α(x-x0)+β(y-y0)=1 ①

椭圆C:(x-x0+x0)2/a2+(y-y0+y0)2/b2=1

点P(x0,y0)满足x02/a2+y02/b2=1

将其代人C的方程,有

(x-x0)2+2x0(x-x0)/a2+(y-y0)2+2y0(y-y0)/b2=0

将直线方程中1代换再带入,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

将上式整理成关于(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(*)

欲得到有关斜率的表达式,将上式同时除以(x-x0)2

再将.A(x1,y1)B(x2,y2)带入,由kpa+kpb=k,得出结论即可

经过一番复杂的运算,我们发现了一个实际操作起来比较简洁的思路。有关于此,我们可应用到一些题目当中.

例题:(2017·全国I·21(2)椭圆C:x2/4+y2=1.直线l不经过点P2(0,1)且与椭圆C相交于A.B两点.若直线P2A于直线P2B斜率和为-1,证明:l过定点

我们用上述思路做一下:设A(x1,y1)B(x2,y2).

直线l的方程αx+β(y-1)=1

椭圆C:x2/42+(y-1+1)2=1

展开再将1代换,有

x2/4+(y-1)2+2(y-1)[αx+β(y-1)]=0

将上式整理成关于(y-1)的一元二次方程,有

(1+2β)(y-1)2+2αx(y-1)+ x2/4=0

齐次化,上式除以x2,得

(1+2β)(y-1/x)2+2αx(y-1/x)+M=0

(其中M=1/4)[斜率和没必要算出来]

kP2A、kP2B为上述方程的两根

由韦达定理及已知条件,知

kP2A+kP2B=-2α/1+2β=-1

即 α=(1+2β)/2

带入直线l的方程,有

(1+2β)x/2+β(y-1)=1

整理成关于β的方程,得

(x+y-1)β+x/2=1

令x=2,x+y-1=0

得x=2,y=﹣1

故直线过定点(2,﹣1)

我们还可以将上述拓宽一下,将斜率和改为斜率积,如下

·直线l交椭圆C:x2/a2+y2/b2=1.(a>b>0)于AB两点.A(x1,y1)B(x2,y2).椭圆C上任意一点P(x0,y0),连接PA.PB,若kpa·kpb=k(k≠0)则直线l过定点.那么此时定点(x,y)该怎么求呢?

其实思路与求斜率和的本质相同.(*)式在此同样适用,只不过将后面代为

kpa·kpb=k

再应用韦达定理,联立求出即可,在此不再证明

经过上述一番探讨,我们对椭圆中斜率的加和或乘积题有了更新的方法、更深的了解,做题时我们可先在心中有一个“预判”,明确了大致方向,认真书写,仔细计算,此类题应该不成是大碍。

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