内容正文:
微专题、斜率之商
在圆锥曲线的问题中,除了斜率之和,斜率之积的相关问题,还有一类斜率之商的问题,比如(如右图).此类问题背景经常以曲线中的四边形形式出现,形状类似蝴蝶,即求蝴蝶翅膀线的斜率比值。
在解决问题时,常用的方法如下:
法1:直接运算,时常会碰到不对称结构,故而要用到非对称韦达的相关技巧;
法2:先猜后证,采用逆向分析,避免出现不对称结构;
法3:转移运算,因涉及到定点定值问题,可以利用其他辅助线的斜率定值信息转化;
*法4:蝴蝶定理方法,因涉及到曲线上四点,可用蝴蝶定理方法,具体看相关材料;
*法5:二次曲线系方法,参看二次曲线系的材料。
典 型 例 题
【例题】
已知椭圆:的离心率为,长轴为4.
(1)求的方程.
(2)设,分别为椭圆的左、右顶点,过右焦点作斜率不为0的直线,与交于,两点,记的斜率为,的斜率为.证明:为定值;
解:(1)椭圆的方程为;
(2) 法1:常规联立+非对称韦达
因为过右焦点且斜率不为0,所以可设的方程为,
联立,消去得,
显然,设点,,得,
且可得,故
所以非对称韦达处理:
技巧1:和积转化;
技巧2:配凑半代换;
,
另解:,
法2:先猜后证
由特殊位置猜测,故即证对任意的,有,猜测也可以由结论得到:
同法1中得,即证,
即证3,即证,由韦达得成立,证毕。
法3:斜率转化
同法1得韦达定理,连,记的斜率为
所以,
在椭圆中,由第三定义可知,
所以,两个斜率相除可得:.
*法4:蝴蝶定理方法,参看相关材料;
*法5:二次曲线系方法,参看二次曲线系的材料。
【备注】
1、 从本题的方法看,各种方法注意对比:
(1)法1的关键是非对称结构的处理,和积转化和配凑半代换是比较常见的处理策略;
(2)法2的关键是用特殊情况处理,或用结论猜题,避免非对称结构;
(3)法3的关键是熟记各种斜率定值结论,巧妙转化,避免非对称结构;
2、问题可一步设问:“若直线与直线交于点,求证:点在定直线上.”
简证:知,故直线为:,直线为,联立得,证毕。
3、一般地,对于椭圆,过右焦点做线得右图,有:
(1)相邻两边斜率之积有定值: , ,
,,
(2)相对两边斜率之比有定值: , ;
4、进一步,对于椭圆,过x轴做线得右图,有:
(1)相邻两边斜率之积有定值: , ,
,,
(2)相对两边斜率之比有定值: , ;
*5、更进一步,椭圆、双曲线和抛物线中一般的蝴蝶型,有如下结论:
(1)对于椭圆,直线过x轴,直线,有:
;
。
;
(2)对于双曲线,直线过x轴,直线,有:
;
。
;
(3)对于抛物线,直线过x轴,直线,有:
; )
。)
;
举 一 反 三
【训练1】
已知椭圆的离心率为,其左、右顶点分别为,过点作与轴不重合的直线交椭圆于点(点在轴的上方).
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线的斜率分别为,试判断是否为定值?若是定值,求出这个定值,并加以证明;若不是定值,说明理由.
【训练2】
2.已知双曲线的离心率为,右焦点到一条渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若分别是的左、右顶点,过的直线与交于两点(不同于).记直线的斜率分别为,请问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是,请说明理由.
【训练3】
3.设点,动圆P经过点F且和直线相切,记动圆的圆心P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)点,过F的直线交C于 两点,连接 ,与C的另一个交点分别为 ,记直线的斜率分别为.求证:为定值.
参 考 答 案
1.【详解】(1)因为,解得,所以椭圆方程为
(2)为定值,理由如下:设的方程为,,设,,不妨设.
由可得,,,.
所以,即.
. 综上所述:.
2.(1)曲线的方程为.
(2)由(1)可知.
设直线的方程为,点,点,则.
由得,所以.
,所以.
又,所以综上,为定值,且.
3.解:(1)曲线C的方程为.
(2)证明:由题意设 ,
设直线,
由,可得 , .
由斜率公式可得 ,
直线 ,代入抛物线方程可得 ,
,所以 ,
直线 ,代入抛物线方程可得 ,
,所以 ,
故 ,即,所以,即为定值.
1
学科网(北京)股份有限公司
$