直线与圆锥曲线-定点问题(教师版) - 图文 (3)

桃花散漫 分享 2020-04-14 下载文档

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)消y整理得(1?4k12)x2?16k2x?16k12?4?0 y?k?2),由?21(x2?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?x14x2y1?x1y2,将点M、N的坐标代入,化简后得:x?

ty1?y2?令y=0,得x?又?t?2,?0?4443?2?椭圆的焦点为(3,0)??3,即t? tt3故当t?43时,MN过椭圆的焦点。 3222方法总结:本题由点A1(-2,0)的横坐标-2是方程(1?4k1)x?16k2x?16k1?4?0的

4k12?8k12y?一个根,结合韦达定理,得到点M的横纵坐标:x1?,;其实由1221?4k11?4k1

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2?y?k2(x?2)16k2?4222消y整理得,得到,即2x?(1?4k)x?16kx?16k?4?0?22222221?4k2?x?4y?42?4k28k2?216k12?4,y2?很快。不过如果看到:将?2x1?中的k1用k2换下来,x2?2221?4k1?4k21?4k1228k2?2?4k2x1前的系数2用-2换下来,就得点N的坐标(,),如果在解题时,能看到221?4k21?4k2这一点,计算量将减少,这样真容易出错,但这样减少计算量。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

k1?k22??,由直线MN的方程

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?y2化简易得x?444343,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

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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,

95右焦点为F,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。

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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)、

?3?C?1,?三点.过椭圆的右焦点F任做一?2?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.

(1)求椭圆E的方程:

(2)是否存在这样直线m,使得点Q恒在直线m上移动?若存在,求出直线

m方程,若不存在,请说明理由.

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解析:(1)设椭圆方程为mx2?my2?1(m?0,n?0), 将A(?2,0)、B(2,0)、C(1,)代入椭圆E的方程,得

32?4m?1,11x2y2???1 解得m?,n?. ∴椭圆E的方程?94343m?n?1??4(也可设标准方程,知a?2类似计分) (2)可知:将直线l:y?k(x?1)

x2y2??1并整理.得(3?4k2)x2?8k2x?4(k2?3)?0 代入椭圆E的方程43设直线l与椭圆E的交点M(x1,y1),N(x2,y2),

14(k2?3),x1x2?由根系数的关系,得x1?x2? 223?4k3?4k直线AM的方程为:y?y1k(x1?1)(x?2),即y?(x?2) x1?2x1?2y2k(x2?1)(x?2),即y?(x?2) x2?2x2?2由直线AM的方程为:y?由直线AM与直线BN的方程消去y,得

x?2(x1x2?3x1?x2)2[2x1x2?3(x1?x2)?4x2] ?x1?3x2?4(x1?x2)?2x2?4?8(k2?3)24k2??4k2?6?2???4x4??x2??2?2223?4k3?4k3?4k?????4 ??228k4k?62?4?2x??x23?4k23?4k2∴直线AM与直线BN的交点在直线x?4上. 故这样的直线存在

模型四:动圆过定点问题

动圆过定点问题本质上是垂直向量的问题,也可以理解为“弦对定点张直角”的新应用。

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