姚綿綿
【摘要】 圓錐曲線中的有關(guān)“定值”問題,是高考命題的一個(gè)熱點(diǎn),也是同學(xué)們學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。以下通過合情推理、類比推理從教材中一個(gè)例題出發(fā),探索總結(jié)出幾組“定值”的命題。
【關(guān)鍵詞】 圓錐曲線 定值 探析
【中圖分類號(hào)】 G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711(2018)07-062-01
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圓錐曲線中的幾何量,有些與參數(shù)無關(guān),這就構(gòu)成了定值問題.它涵蓋兩類問題,一是動(dòng)曲線經(jīng)過定點(diǎn)問題;二是動(dòng)曲線的某些幾何量的斜率、長(zhǎng)度、角度、距離、面積等為常數(shù)問題.圓錐曲線中的有關(guān)“定值”問題,是高考命題的一個(gè)熱點(diǎn),也是同學(xué)們學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。下面我從教材中一個(gè)例題出發(fā),探索總結(jié)出幾組“定值”的命題。
人教A版《選修1-1》 P35例6:已知點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別是(-5,0),(5,0),直線AM、BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是-49,求點(diǎn)M的軌跡方程。(x225+y21009=1)
人教A版《選修1-1》 P48探究:已知A、B的坐標(biāo)分別是(-5,0),(5,0),直線AM、BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是49,求點(diǎn)M的軌跡方程。(x225-y21009=1)
經(jīng)過逆推可得:結(jié)論一、過橢圓x225+y21009=1上的點(diǎn)P(x0,y0)與橢圓的長(zhǎng)軸(或短軸)兩個(gè)頂點(diǎn)連線PA、PB,則直線AB的斜率之積恒等于-49.(若是雙曲線x225-y21009=1,則定值是49).
經(jīng)過合情推理可得:結(jié)論二、過橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上的點(diǎn)P(x0,y0)與橢圓的長(zhǎng)軸(或短軸)兩個(gè)頂點(diǎn)連線PA、PB,則直線PA、PB的斜率之積恒等于-b2a2.(若是雙曲線x2a2-y2b2=1(a,b>0),則斜率之積恒等于b2a2).
經(jīng)過合情推理可得命題一: 經(jīng)過原點(diǎn)的直線l與橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)相交于M、N兩點(diǎn),P是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),直線PM、PN的斜率都存在,則kPM·kPN為定值-b2a2.
證明:設(shè)P(x0,y0),M(x1,y1),N(-x1,-y1),則kPM·kPN=y0-y1x0-x1·y0+y1x0+x1=y20-y21x20-x21(*),而點(diǎn)P、M均在橢圓x2a2+y2b2=1上,故y20=b2(1-x20a2),y21=b2(1-x21a2),代入(*)便可得到kPM·kPN=-b2a2.
類比得:經(jīng)過原點(diǎn)的直線l與橢圓x2a2-y2b2=1(a,b>0)相交于M、N兩點(diǎn),P是雙曲線上的動(dòng)點(diǎn),直線PM、PN的斜率都存在,則kPM·kPN為定值b2a2.(證明略)
命題二: 過橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一點(diǎn)P(x0,y0)任意作兩條斜率互為相反數(shù)的直線交橢圓于M、N兩點(diǎn),則直線MN的斜率為定值b2x0a2y0.
證明:(略)
類比得:
1.過雙曲線x2a2-y2b2=1(a,b>0)上的點(diǎn)P(x0,y0)作兩條傾斜角互補(bǔ)的弦PA、PB,則直線AB的斜率恒等于-b2x0a2y0.(證明略)
2.過拋物線y2=2px(p>0)上的點(diǎn)P(x0,y0)作兩條傾斜角互補(bǔ)的弦PA、PB,則直線AB的斜率恒等于-py0.
證明:設(shè)直線PA的斜率為kPA,直線PB的斜率為kPB.直線AB的斜率為kAB.
由y21 = 2px1
y20 = 2px0 y21 -y20♂ = 2p(x1 -x0 ),則則kPA=y1-y0x1-x0=2py1+y0(x1≠x0)。
同理,得則kPB=2py2+y0(x2≠x0).由PA、PB的傾斜角互補(bǔ)知kPA=-kPB,即2py1+y0=-2py2+y0即y1+y2=-2y0,
故,則kAB=y2-y1x2-x1=2py1+y2(x1≠x2)
將y1+y2=-2y0(y0>0)代入上式得kAB=2py1+y2=-py0.則kAB=-py0為非零常數(shù)。
命題三:設(shè)A、B、C是橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上的三個(gè)不同點(diǎn),B、C關(guān)于x軸對(duì)稱,直線AB、AC分別與x軸交于M、N兩點(diǎn),則OM·ON為定值a2.
證明:(略).
類比得:
1.MN是雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的弦,端點(diǎn)N關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為N1,則直線MN與直線MN1在x軸上截距之積為定值a2.(證明略)MN1
2. MN是拋物線y2=2px(p>0)的弦,端點(diǎn)N關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為N1,則直線MN與直線在x軸上截距之和為零。 證明:設(shè)直線MN與x軸交于點(diǎn)P,直線MN1與x軸交于點(diǎn)Q,
命題四:設(shè)A、B、C是橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上的三個(gè)不同點(diǎn),B、C關(guān)于y軸對(duì)稱,直線AB、AC分別與y軸交于M、N兩點(diǎn),則OM·ON為定值b2.
證明:(略)
類比得:設(shè)A、B、C是雙曲線x2a2-y2b2=1(a,b>0)上的三個(gè)不同點(diǎn),B、C關(guān)于y軸對(duì)稱,直線AB、AC分別與y軸交于M、N兩點(diǎn),則OM·ON為定值b2(證明略)
圓錐曲線的定值定點(diǎn)問題還有很多,歸納整理出這些命題并加以靈活運(yùn)用,就可以起到優(yōu)化解題方法,節(jié)省解題時(shí)間,提高準(zhǔn)確度,達(dá)到事半功倍的效果。