圆锥曲线中的定点定值问题的四种模型(2)

2018-12-23 22:59

22练习2:(2013年辽宁数学(理))如图,抛物线C1:x?4y,C2:x??2py?p?0?,点M?x0,y0?在

抛物线C2上,过M作C1的切线,切点为A,B(M为原点O时,A,B重合于O)x0?1?2,切线MA.的斜率为-1. 2(I)求p的值;(II)当M在C2上运动时,求线段AB中点N的轨迹方.A,B重合于O时,中点为O.

??【答案】

模型三:相交弦过定点

相交弦性质实质是切点弦过定点性质的拓展,结论同样适用。参考尼尔森数学第一季_3下,优酷视频。但是具体解题而言,相交弦过定点涉及坐标较多,计算量相对较大,解题过程一定要注意思路,同时注意总结这类题的通法。

x2y2例题:如图,已知直线L:x?my?1过椭圆C:2?2?1(a?b?0)的右焦点F,且交椭圆C于

abA、B两点,点A、B在直线G:x?a2上的射影依次为点D、E。连接AE、BD,试探索当m变化时,直线AE、

BD是否相交于一定点N?若交于定点N,请求出N点的坐标,并给予证明;否则说明理由。

2

法一:解:?F(1,0),k?(a,0) 先探索,当m=0时,直线L⊥ox轴,则ABED为矩形,由对称性知,

a2?1a2?1,0)猜想:当m变化时,AE与BD相交于定点N(,0) AE与BD相交于FK中点N ,且N(22。

证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),E(a,y2),D(a,y1),当m变化时首先AE过定点N

22?x?my?12222222??22即(a?bm)y?2mby?b(1?a)?0....8分2222?bx?ay?ab?0??4a2b2(a2?m2b2?1)?0(?a?1)?y1?y2又KAN?2,KEN?a?11?a2?my122a2?1(y1?y2)?my1y22而KAN?KEN??01?a2a2?1(?my1)22a2?1(这是?(y1?y2)?my1y22a2?12mb2b2(1?a2)??(?2)?m?2222a?mba?m2b2(a2?1)?(mb2?mb2)??0)a2?m2b2

∴KAN=KEN ∴A、N、E三点共线 同理可得B、N、D三点共线

a2?1,0)∴AE与BD相交于定点N(2

法2:本题也可以直接得出AE和BD方程,令y=0,得与x轴交点M、N,然后两个坐标相减=0.计算量

也不大。

◆方法总结:方法1采用归纳猜想证明,简化解题过程,是证明定点问题一类的通法。这一类题在答题过程中要注意步骤。

x2?y2?1,若直线l:x?t(t?2)与x轴交于点T,点P为直线l上异于点T的例题、已知椭圆C:4任一点,直线PA1,PA2分别与椭圆交于M、N点,试问直线MN是否通过椭圆的焦点?并证明你的结论。

方法1:点A1、A2的坐标都知道,可以设直线PA1、PA2的方程,直线PA1和椭圆交点是A1(-2,0)和M,通过韦达定理,可以求出点M的坐标,同理可以求出点N的坐标。动点P在直线l:x?t(t?2)上,相当于知道了点P的横坐标了,由直线PA1、PA2的方程可以求出P点的纵坐标,得到两条直线的斜率的关系,通过所求的M、N点的坐标,求出直线MN的方程,将交点的坐标代入,如果解出的t>2,就可以了,否则就不存在。

解:设M(x1,y1),N(x2,y2),直线A1M的斜率为k1,则直线A1M的方程为y?k1(x?2),由

?y?k1(x?2)消y整理得(1?4k12)x2?16k2x?16k12?4?0 ?22?x?4y?44k116k12?42?8k12则,, y???2和x1是方程的两个根,??2x1?x?112221?4k11?4k11?4k12?8k124k1即点M的坐标为(,),

1?4k121?4k1228k2?2?4k2同理,设直线A2N的斜率为k2,则得点N的坐标为(,) 221?4k21?4k2?yp?k1(t?2),yp?k2(t?2)

k1?k2y?y1y2?y12??,?直线MN的方程为:?,

k1?k2tx?x1x2?x14xy?xy?令y=0,得x?2112,将点M、N的坐标代入,化简后得:x?

ty1?y2?又?t?2,?0?故当t?4443?2?椭圆的焦点为(3,0)??3,即t? tt343时,MN过椭圆的焦点。 3方法总结:本题由点A1(-2,0)的横坐标-2是方程(1?4k12)x2?16k2x?16k12?4?0的一个根,结合

?y?k2(x?2)4k12?8k12y?韦达定理,得到点M的横纵坐标:x1?,;其实由消y整理得?2121?4k12x?4y?41?4k12?22?4k216k2?48k2?2222y?,得到2x2?,即,很快。不过如x?(1?4k2)x?16k2x?16k2?4?0222221?4k21?4k21?4k216k12?4果看到:将?2x1?中的k1用k2换下来,x1前的系数2用-2换下来,就得点N的坐标

1?4k1228k2?2?4k2(,),如果在解题时,能看到这一点,计算量将减少,这样真容易出错,但这样减少计算量。221?4k21?4k2本题的关键是看到点P的双重身份:点P即在直线A1M上也在直线A2N上,进而得到线MN的方程化简易得x?k1?k22??,由直

k1?k2ty?y1y2?y1xy?x1y2得直线与x轴的交点,即横截距x?21,将点M、N的坐标代入,?x?x1x2?x1y1?y2444343,由?3解出t?,到此不要忘了考察t?是否满足t?2。 tt33◆方法2:先猜想过定点,设弦MN的方程,得出A1M、A2N方程,进而得出与T交点Q、S,两坐标相减=0.

如下:

设lMN:x?my?3,联立椭圆方程,整理:(4?m2)y2?23my?1?0;?求出范围;设M(x1,y1),N(x2,y2),得直线方程:lA1M:y?y1y2(x?2),lA2N:y?(x?2);x1?2x2?2若分别于lT相较于Q、S:易得Q(t,y1y(t?2)),S(t,2(t?2))x1?2x2?2y1y(t?2)?2(t?2)x1?2x2?2

yQ?yS?整理??4my1y2?2(t?3)(y1?y2)?(3t?4)(y1?y2)(x1?2)(x2?2)1-4m[(3t?4)?(3t?4)(y1?y2)](x1?2)(x2?2)4?m2韦达定理代入?显然,当t?43时,猜想成立。3◆方法总结:法2计算量相对较小,细心的同学会发现,这其实是上文“切点弦恒过定点”的一个特例而已。因此,法2采用这类题的通法求解,就不至于思路混乱了。相较法1,未知数更少,思路更明确。

x2y2

练习1:(10江苏)在平面直角坐标系xoy中,如图,已知椭圆+=1的左右顶点为A,B,右焦点为F,

95

设过点T(t,m)的直线TA,TB与椭圆分别交于点M(x1,y1),N(x2,y2),其中m>0,y1>0,y2<0.

⑴设动点P满足PF2-PB2=4,求点P的轨迹

1

⑵设x1=2,x2=,求点T的坐标

3

⑶设t=9,求证:直线MN必过x轴上的一定点(其坐标与m无关)

解析:问3与上题同。

练习2:已知椭圆E中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(?2,0)、B(2,0)、C?1,?三点.过椭圆的右焦点F任做一与坐标轴不平行的直线l与椭圆E交于M、N两点,AM与BN所在的直线交于点Q.

?3??2?


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