y?my2?myy?m(y1?y2)?m则x1x2?1, ??122kkk?以AB为直径的圆过抛物线的顶点O,则OA?OB,即x1x2?y1y2?0,
2可得
y1y2?m(y1?y2)?mk22?y1y2?0,则(1?k)2mp?2pm?mk?0,
22即k22mp?m2k?0,又mk?0,则m??2kp,且使(1)成立, 此时l:y?kx?m?kx?2kp?k(x?2p),直线恒过点(2p,0)。
名师指点:本题解决过程中,有一个消元技巧,就是直线和抛物线联立时,要消去一次项,计算量小一些,也运用了同类坐标变换——韦达定理,同点纵、横坐标变换-------直线方程的纵坐标表示横坐标。其
实解析几何就这么点知识,你发现了吗?
题型四:过已知曲线上定点的弦的问题
若直线过的定点在已知曲线上,则过定点的直线的方程和曲线联立,转化为一元二次方程(或类一元二次方程),考察判断式后,韦达定理结合定点的坐标就可以求出另一端点的坐标,进而解决问题。下面我们就通过例题领略一下思维过程。 例题6、已知点A、B、C是椭圆E:
xa22?yb22?1 (a?b?0)上的三点,其中点A(23,0)是椭圆的右
????????????????顶点,直线BC过椭圆的中心O,且AC?BC?0,BC?2AC,如图。(I)求点C的坐标及椭圆E的
方程;(II)若椭圆E上存在两点P、Q,使得直线PC与直线QC关于直线x?率。
3对称,求直线PQ的斜
????????????????解:(I) ?BC?2AC,且BC过椭圆的中心O ?OC?AC
??????????AC?BC?0 ??ACO? , 又?A (23,0) ?点C的坐标为(3,3)。
2?A(23,0)是椭圆的右顶点, ?a?23,则椭圆方程为:x2122?yb22?1
将点C(3,3)代入方程,得b?4,?椭圆E的方程为
11
2x212?y4?1
(II)? 直线PC与直线QC关于直线x?3对称,
?设直线PC的斜率为k,则直线QC的斜率为?k,从而直线PC的方程为: y?3?k(x?3),即y?kx?3(1?k),
由???y?kx?223(1?k)消y,整理得:
??x?3y?12?0222(1?3k)x?63k(1?k)x?9k?18k?3?0?x?3是方程的一个根,
9k?18k?33(1?3k)22?xP?3?9k?18k?31?3k22 即xP?9k?18k?33(1?3k)22 同理可得:xQ?
?yP?yQ?kxP?23(1?k)?kxQ?23(1?k)=k(xP?xQ)?23k=?12k3(1?3k)2
xP?xQ?9k?18k?33(1?3k)2?9k?18k?33(1?3k)2=?36k3(1?3k)12
?kPQ?yP?yQxP?xQ?13 则直线PQ的斜率为定值。
3方法总结:本题第二问中,由“直线PC与直线QC关于直线x?3对称”得两直线的斜率互为相反数,设直线PC的斜率为k,就得直线QC的斜率为-k。利用3是方程
222(1?3k)x?63k(1?k)x?9k?18k?3?0的根,易得点P的横坐标:
xP?9k?18k?33(1?3k)9k?18k?33(1?3k)2222,再将其中的k用-k换下来,就得到了点Q的横坐标:
xQ?,这样计算量就减少了许多,在考场上就节省了大量的时间。
接下来,如果分别利用直线PC、QC的方程通过坐标变换法将点P、Q的纵坐标也求出来,计算量会增加许多。
直接计算yP?yQ、xP?xQ,就降低了计算量。总之,本题有两处是需要同学们好好想一想,如何解决此类问题,一是过曲线上的点的直线和曲线相交,点的坐标是方程组消元后得到的方程的根;二是利用直线的斜率互为相反数,减少计算量,达到节省时间的目的。 练习2、:(2009辽宁卷文、理)已知,椭圆C以过点A(1,(1) 求椭圆C的方程;
(2) E,F是椭圆C上的两个动点,如果直线AE的斜率与AF的斜率互为相反数,证明直线EF的斜率
为定值,并求出这个定值。
32),两个焦点为(-1,0)(1,0)。
12
? b ?1 ,再根据过点A,通过解方程组,就可以求分析:第一问中,知道焦点,则 a
a,b出 ,求出方程。
2222第二问中,设出直线AE的斜率k,写出直线的方程,联立方程组,转化成一元二次方程,由韦达定理和点A的坐标,可以求出点E的坐标,将点E中的k,用-k换下来,就可以得到点F的坐标,通过计算yE-yF,
xE-xF,就可以求出直线EF的斜率了
xy??1解:(Ⅰ)由题意,c=1,可设椭圆方程为 ,将点A的坐标代入方 22aa?111922程: ,解得 , (舍去) 2a??1?c??1a?4224a4(a?1)22xy所以椭圆方程为 。 ??143223xy(Ⅱ)设直线AE方程为:y?k(x?1)?,代入??1得
243(3?4k)x?4k(3?2k)x?4(22223232?k)?12?0
2 设E(xE,yE),F(xF,yF),因为点A(1,)在椭圆上,所以
4(3?k)?122 xF?223?4k yE?kxE?32?k ………8分
又直线AF的斜率与AE的斜率互为相反数,在上式中以—K代K,可得
4(xF?3?k)?122223?4k yE??kxE???k(xF?xE)?2kxF?xE32?k
所以直线EF的斜率KEF?yF?yExF?xE12?12
即直线EF的斜率为定值,其值为。 ……12分
老师总结:此类题的关键就是定点在曲线上,定点的坐标是方程的根,通过韦达定理,将动点的坐标求出,在根据斜率互为相反数,就可以直接求出第二动点的坐标,最后由斜率公式,可以求出斜率为定值。
题型五:共线向量问题
解析几何中的向量共线,就是将向量问题转化为同类坐标的比例问题,再通过未达定理------同类坐标变换,将问题解决。此类问题不难解决。
例题7、设过点D(0,3)的直线交曲线M:于P、Q
uuuruuur分析:由DP=lDQuuuruuurDP=lDQ两点,且
,求实数l的取值范围。
ì?x=lx12可以得到?í?y1=3+l(y2-3)???,将P(x1,y1),Q(x2,y2),代人曲线方程,解出点的坐标,用
13
l表示出来。
uuuruuur由DP=lDQ解:设P(x1,y1),Q(x2,y2), 得(x1,y1-3)=l(x2,y2-3)
ì?x1=lx2即?í?y1=3+l(y2-3)???
方法一:方程组消元法
又P、Q是椭圆
x29+
y24=1上的点
22ìy2?x2?+=1??94? í2?(lx)2(ly+3-3l)?22+=1??94?? 消去x2,
可得
(ly2+3-3l)-ly24222=1-l2 即y2=
13l-56l
15???5
又Q在椭圆上,-2≤y2≤2, ∴ -2≤
?1?。 ?5,5???13l-56l≤2 解之得:
则实数l的取值范围是
方法二:判别式法、韦达定理法、配凑法
?y?kx?3设直线PQ的方程为:y?kx?3,k?0,由?2消y整理后,得 24x?9y?36?(4?9k)x?54kx?45?0
22?P、Q是曲线M上的两点 ???(54k)?4?45(4?9k)=144k?80?0
222即9k2?5 ① 由韦达定理得:x1?x2???(x1?x2)x1x2254k4?9k2,x1x2?454?9k22 (?1?2?x1x22?x2x1?2 ??245(4?k9)54k2?)
即
36?5(1??)2?9k?49k?152?1?49k2 ②
36?5(1??)2由①得0?19k2,代入②,整理得 1??95, 解之得
15???5
当直线PQ的斜率不存在,即x?0时,易知??5或??1 。 总之实数l的取值范围是?,5?。 5?5??1?方法总结:通过比较本题的第二步的两种解法,可知第一种解法,比较简单,第二种方法是通性通法,
但计算量较大,纵观高考中的解析几何题,若放在后两题,很多情况下能用通性通法解,但计算量较大,计算繁琐,考生必须有较强的意志力和极强的计算能力;不用通性通法,要求考生必须深入思考,有较强的思维能力,在命题人设计的框架中,找出破解的蛛丝马迹,通过自己的思维将问题解决。 例题8:已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线y?
14
14x的焦点,离心
2
率为
255.(1)求椭圆C的标准方程; (2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,
交y轴于M点,若MA??1AF,MB??2BF,求?1??2的值. 分析:
(07福建理科)如图,已知点F(1,0),直线l:x=-1,P为平面上的动点,过P作直线l的垂
????????????????线,垂足为点Q,且QP?QF?FP?FQ。 (Ⅰ)求动点P的轨迹C的方程; (Ⅱ)过点F的直线交
????????????????轨迹C于A、B两点,交直线l于点M,已知MA??1AF,AF??2BF,求?1??2的值。
小题主要考查直线、抛物线、向量等基础知识,考查轨迹方程的求法以及研究曲线几何特征的基本方法,考查运算能力和综合解题能力.满分14分. 解法一:
????????????????(Ⅰ)设点P(x,y),则Q(?1,y),由QP?QF?FP?FQ得:
(x?1,0)?(2,?y)?(x?1,y)?(?2,y),化简得C:y?4x.
2(Ⅱ)设直线AB的方程为: x?my?1(m?0).
?y2?4x,2??设A(x1,y1),B(x2,y2),又M??1,,消去x得: ??,联立方程组?mx?my?1,???
15