圆锥曲线-斜率之等差-2023届高三数学二轮专题复习讲义

2023-05-20
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微专题、斜率之等差 在圆锥曲线的问题中,除了斜率之和,斜率之积,斜率之商的相关问题,还有一类斜率成等差的问题.事实上,有如下定理: Th: 过轴上右焦点的直线交椭圆于A,B两点,则在直线上任一点对弦端点及定点的连线的斜率成等差数列,即. 如果点刚好在轴,可得模型。 另外,也经常取某个特殊的点,来设置问题,这样计算会简化些,如下例题。 典 型 例 题 【例题】 已知椭圆的离心率为,长轴为4. (1)求椭圆的方程; (2)为直线上任意一点,过点右焦点且与P垂直的直线交椭圆于A,B两点. 记、、的斜率分别为、、,求证:. 解:(1)椭圆的方程为. (2) 法1:直接计算 设直线AB的方程为,其中, 联立, 得, , 设、,得,, 依题得直线的方程为: ,得 故有,,, , , , 法2:和积代换 最后一行运算转化 , , 变式:为直线上任意一点,直线AB为过右焦点的任意直线,求证:. 解:同例题得韦达定理,令,故有,,, 得 , . 【备注】 1、 从问题的设置来看,原问题也可改为:“求证,” 或“探索是否存在常数,使得”,本质相同; 2、 从方法上看,法1并不神奇,就是很基础的斜率运算中,韦达定理代入; 法2是在认定结果是定值,巧妙利用和积关系转化,然后进行约分,简化计算; 3、实际上,以上的斜率等差现象,不止对焦点准线位置成立,进一步有: (1)过轴上点的直线交椭圆于A,B两点,则在直线上 任一点,对弦端点及定点的连线的斜率成等差数列. (2)过轴上一定点的直线交双曲线于两点,则在直线上 任一点,对弦端点及定点的连线的斜率成等差数列. (3)过轴上一定点的直线交抛物线于两点,则在直线上任一点对弦端点及定点的连线的斜率成等差数列. *4、更进一步,我们也可以从调和线束来理解以上结论的本质, Th: 若四点成调和点列,在这四点所在直线外任取一点,所形成的四条射线称为调和线束,对应的方程为,那么. 所以,这三斜率对应的直线是调和线束的三条。故可对变式题再证明: 证:可知焦点,所以和调和分割 即称为调和线束,故 注意, 所以,于是, 即,故,于是得证. *5、2013年江西高考题也是斜率成等差模型,但并不是备注3所述的类型,但用备注4来理解就很快了,也是调和线束的4个斜率关系,原题如下: (2013年江西理21)如图,椭圆经过点P(1,),离心率e=,直线l的方程为x=4. (1)求椭圆C的方程; (2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线l相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为.问:是否存在常数λ,使得 ?若存在,求λ的值;若不存在,说明理由. 举 一 反 三 【训练1】 1.已知抛物线的准线上一点,直线过抛物线的焦点,且与抛物线交于不同的两点、. (1)求抛物线的方程; (2)设直线、、的斜率分别为、、,求证:. 【训练2】 2.在平面直角坐标系中,已知椭圆的右顶点为,离心率为,P是直线上任一点,过点且与PM垂直的直线交椭圆于A,B两点. (1)求椭圆的方程; (2)设直线PA,PM,PB的斜率分别为,,,问:是否存在常数,使得?若存在,求出的值;若不存在,说明理由. 【训练3】 3.已知曲线上任意一点到的距离是它到的距离的倍. (1)求曲线的方程; (2)直线交x轴于N,与曲线C在第一象限的交点为E,过点N的直线与曲线C交于F,G两点,与直线交于点K,记EF,EG,EK的斜率分别为,,,求证:是,的等差中项 参 考 答 案 1.解:(1)由题意,知,所以,所以拋物线C的方程为. (2)因为直线过抛物线C的焦点,由题意知,直线斜率不为0,所以设的方程为 , 设,,联立,消去得, 即,所以,, 所以 , 因为,,所以,所以. 2.解:(1)由题意在椭圆中,右顶点为,离心率为, ∴, ∴ ∴∴椭圆的方程为: (2)由题意及(1)得在椭圆中,设存在常数,使得 当直线斜率不存在时,其方程为:, 代入椭圆方程得,,此时,可得 当直线斜率存在时,设直线的方程为,,, 将直线方程代入椭圆方程得: ∴, ∵P是直线上任一点,过点且与PM垂直的直线交椭圆于A,B两点 ∴直线的方程为: ∴ 由几何知识得:,, ∵ ∴ 将,,,代入方程,并化简得:, 解得: 综上,存在常数,使得 3.解:(1)设,因为曲线上任意一点到的距离是它到的距离的倍, 所以, 所以,化简得, 所以曲线的方程为; (2)由题意可得,设,则, 当直线的斜率为0时,,, ,, 所以此时有 当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,, 联立,可得, 所以, 所以,同理, 所以, 由可得,所以,所以, 综上可得: ,是,的等差中项. 1 学科网(北京)股份有限公司 $

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