一类圆锥曲线问题的巧解

2023-11-15 20:04邵建文
数学教学通讯·高中版 2023年9期
关键词:参数方程圆锥曲线直线

邵建文

[摘  要] 圆锥曲线在数学高考中占据着重要地位,其中直线与圆锥曲线的位置关系更是热门考点.恰当地使用直线的参数方程,能简单解决一类圆錐曲线问题,可以说“别有一番滋味”.

[关键词] 圆锥曲线;直线;参数方程

考题再现

点评 若本题采用传统的联立直线与双曲线的方程,得到关于x的一元二次方程后计算各段弦长,运算量较大,很多学生会望而却步. 这里笔者用的是直线的参数方程,借助参数t的几何意义,巧妙化解了计算各段弦长的复杂性. 另外,笔者注意到题干条件“点T在直线x=上”是多余的,之所以加上这个条件也许是为了降低题目的难度,减少一定的计算量.

从上面的解答过程来看,本题的结论是否具有一般性,能否推广到椭圆和抛物线中呢?

考题拓广

点评 探究发现若过点T的这两条直线的斜率均存在且不为零时,上述结论仍然成立. 与此同时,本文放宽了对直线x=m的限制,但要引起注意的是若点T在椭圆内部,则TA·TB=-tt.

探究2 已知抛物线C:y2=2px(p>0),设点T在直线x=m上,过T的两条直线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且TA·TB=TP·TQ,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.

α=β(舍去)或α+β=π,于是k+k=tanα+tanβ=0.

点评 通过探究发现,该结论在抛物线中仍然适用. 笔者还注意到,若点A,B重合,点P,Q重合,可得阿基米德三角形,能推出更多有用的性质结论.

经过探究1、探究2可得结论:过已知直线上一点T作圆锥曲线C的两条割线分别交C于A,B两点和P,Q两点,且满足TA·TB=TP·TQ,则这两条割线的斜率之和为零.

进一步,可得更一般的结论:已知C是对称轴与坐标轴方向平行或垂直的非圆二次曲线,A,B,P,Q是曲线C上不同的四点,直线AB与PQ相交且斜率均存在,则A,B,P,Q四点共圆的充要条件是直线AB与PQ的斜率之和为零.

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