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例谈“设而不求”的解题策略
设而不求是整体处理变量的策略,是通过设点的坐标等形式,充分利用这些点的坐标之间的等量关系和限制条件,整体或小范围地整体处理,不必解出所设点的具体坐标而使问题获得解决的方法.
一、应用“根与系数的关系”设而不求,讨论直线与圆锥曲线的位置关系
例1.已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( )
A.16 B.14 C.12 D.10
【解析】由题意可得两条直线的斜率一定存在且不为0,分别假设为k和,
故而可得,
联立,
假设A(x1,y1),B(x2,y2),故而根据韦达定理可得,
此时,同理可得,
故而
当且仅当时取等号,故选A.
【点拨】直线(曲线)与圆锥曲线相交问题一般先联立消去y,整理得方程ax2+bx+c=0,a≠0,Δ>0,设出交点A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理x1+x2=,x1x2=的系数关系,将已知条件坐标化,求出参数或通过整体消参求值.
【变式训练1】在平面直角坐标系xoy中,双曲线的右支与焦点为的抛物线交于A,B两点,若,则该双曲线的渐近线方程为 .
【解析】如图,设A(x1,y1),B( x2,y2 ),|AF|+|BF|=4|OF|,
所以
由联立得,
因为
所以双曲线的渐近线方程为.
例2.已知椭圆+=1(a>b>0)经过点(0,),离心率为,左右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线 l:y=-x+m与椭圆交于 A,B两点,与以F1F2 为直径的圆交于C,D 两点,且满足= ,求直线l 的方程.
解析:(1)由题设知解得a=2,b=,c=1,
∴椭圆的方程为+=1.
(2)由题设,以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=1,
∴圆心到直线l的距离d=,由d<1得|m|<.(*)
∴|CD|=2=2 = .
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由得x2-mx+m2-3=0,
由根与系数的关系可得x1+x2=m,x1x2=m2-3.
∴|AB|= = .
由=得 =1,解得m=±,满足(*).
∴直线l的方程为y=-x+或y=-x-.
【点拨】涉及弦长问题,一般利用根与系数的关系,应用设而不求法计算弦长,斜率为k的直