内容正文:
微专题、斜率之积2
从圆锥曲线上一点引两条直线,由此可设置相关问题,因形状类似筷子,故称为筷子问题 (如右图筷子PA、PB). 特别地:
Th: 从圆锥曲线(圆,椭圆,双曲线,抛物线)上一点P引两条直线,分别和曲线交于A、B两点。若kPAkPB=,则直线AB过定点。
可以以定理中kPAkPB=的特殊情况来命制题目,具体常用证明的方法有:
法1:假设直线AB,联立曲线得A、B两点韦达信息,再由kPAkPB=分析信息;
法2:假设直线PA、PB,联立曲线得A、B坐标,再求直线AB,再分析得定点;
*法3:平移坐标齐次化,假设直线AB为mx’+ny’=1,再进一步处理;
*法4:二次曲线系方法,详见二次曲线的专题材料;
典 型 例 题
【例题】
椭圆C上任意一点P(x,y)到点F(-1,0)的距离与到直线x =-4的距离的比等于.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l与椭圆C相交于M,N两点,A(2,0),且满足
=1.证明:直线l过定点.
解:(1)椭圆C的标准方程为.
(2)法2:直线MN
① 当直线l的斜率存在时,设直线l为:,
联立 计算优化-点乘双根
若直线的斜率存在,设方程为,
令,则.
又,
令,则.
因为,所以
所以,
得,
消去y得=0,
则 =)>0,
令,
得,,
于是 ,
即,
即())
化简得 即
(i)当时,直线为,过(2,0),舍去;
(ii)当时,直线为,过点(,0).
②当直线l的斜率不存在时,显然不符合题意.
综上,则直线l过定点(,0).
法2:直线AM +AN
(假设直线AM、AN,然后求M、N,计算省略)
法3:平移坐标系
平移原坐标系,原O点平移至点A处,建立新的直角坐标系x’Ay’
则在新的坐标系下椭圆的方程为,
设直线的方程为.
将直线方程与椭圆方程联立得3,
即3,化简得,
即.
设,因为 ,即.
代入直线方程中得.则在新坐标系下过定点,
则在原坐标系下直线过定点.
【备注】
1、 从条件上看,,值可以随意替换;
2、 从问题上看,直线过定点,即蕴含着一个不变的量,可由此进一步命制问题,解决的关键是求证直线过定点;
“(2)若直线l与椭圆C相交于M,N两点,A(2,0),且满足 =1.求面积的最大值”
......
3、 从方法上看,法1是通法常用,不过可以用点乘双根简化计算量,都是分析参数
;另外如果猜的到定点在轴,也可假设:,等下计算就变成求参数的值!
法2因为假设后联立分别求M,N两点,还要求直线M,N,计算量大;
法3不常用,但是抓住了斜率积为这一条件展开;
*4、更进一步,从圆锥曲线(圆,椭圆,双曲线,抛物线)上一点P引两条直线,分别和曲线交于A、B两点:
(1)从椭 圆上,若kPA kPB=λ(≠),则直线AB过定点;
(2)从双曲线上,若kPAkPB=λ(≠),则直线AB过定点;
(3)从抛物线y2=2px上, 若kPA kPB=λ(≠0),则直线AB过定点;
备注:λ=时,即两直线垂直,是如上结论的特例。以椭圆为例,点P在轴时,定点在轴;点P在轴时,定点在轴!
*5、另注意如下:
(1)从椭 圆上,若kPA kPB=,则直线AB斜率是定值;
(2)从双曲线上,若kPAkPB=,则直线AB斜率是定值;
举 一 反 三
【训练1】
1.已知抛物线的焦点到准线的距离与双曲线的离心率相等.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点在抛物线上,过作抛物线的两弦与,若两弦所在直线的斜率之积为,求证:直线过定点.
【训练2】
2.已知点在椭圆:()上,且点到椭圆右顶点的距离为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点,是椭圆上不同的两点(均异于)且满足直线与斜率之积为.试判断直线是否过定点,若是,求出定点坐标,若不是,说明理由.
【训练3】
3.点在双曲线上,离心率.
(1)求双曲线的方程;
(2)是双曲线上的两个动点(异于点),分别表示直线的斜率,满足,求证:直线恒过一个定点,并求出该定点的坐标.
1.【详解】(1)抛物线的方程为 .参 考 答 案
(2)因为点在上,则,从而. 设点,显然直线的斜率不为0.
设直线,由, 有
所以,, 因为,则.
又因为在抛物线上,所以则,
所以,即 从而,即.
即直线,即,所以直线过定点.
2.【详解】(1)椭圆的方程为.
(2)由题意,直线的斜率存在,可设直线的方程为(),,,.联立得.
.∴,,
∵直线与直线斜率之积为.∴,∴.
化简得,
∴, 化简得,解得或.
当时,直线方程为,过定点.
代入判别式大于零中,解得().
当时,直线的方程