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三点共线斜率解决法
你可曾因题目点太多而对圆锥曲线产生心理阴影?在这众多的点中找到关键的点,利用三点共线,写出斜率表达式是其中的一种解决方法.
例1(2022·全国·统考高考真题改编)设抛物线的焦点为F,点,过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,.
(1)求C的方程;
(2)设直线与C的另一个交点分别为A,B,求证:AB过定点
解:(1)
(2)设,
设,若 P、M、N三点共线,由
所以,化简得,
反之,若,可得MN过定点
因此,由M、N、F三点共线,得,
由M、D、A三点共线,得,
由N、D、B三点共线,得,
则,AB过定点(4,0)
例2(2019·全国·高考真题)已知点A(−2,0),B(2,0),动点M(x,y)满足直线AM与BM的斜率之积为−.记M的轨迹为曲线C.
(1)求C的方程,并说明C是什么曲线;
(2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PE⊥x轴,垂足为E,连结QE并延长交C于点G.
(i)证明:是直角三角形;
(ii)求面积的最大值.
解:(1)
(2)(i)由题意设,则.
因为Q,E,G三点共线,所以,
又因为点P,G在椭圆上,所以,
两式相减得,
所以,所以.
(ii)设,则直线的方程为
联立解得
所以直线的方程为
联立直线的方程和椭圆C的方程
可得
则
所以.
令,即
.
注意到,得,所以在区间内单调递增,在区间内单调递减
所以当时,.
例3、已知椭圆: 1,A1、A2为左右两焦点,B(2,0),M、N为异于A1、A2椭圆上两点,MN不过原点,且不与坐标轴平行.M关于原点对称的点为S,若A1S与A2N交于T,OT与MN交于R,证明:在椭圆上存在点E,使三角形RBE面积为定值,并求出定值
解:MN:x=myn M(x1,y1) N(x2,y2)
MN与椭圆联立得:(5m29)y210mny5n245=0
y1y2 y1y2
A1(3,0) A2(3,0) 设T(x0,y0)
T、 S、A1三点共线: 利用三点共线得到斜率关系,转化得到其他关系式
T、N、A2三点共线:
则
所以OT斜率为 直线 OT:y x
OT与MN联立得x3
所以R在x3上
使得三角形RBE面积为定值的E一定为过B且与直线x3平行的直线与椭圆C的交点
解得E(2,) 或E(2,)
所以SRBE
注:三点共线问题对于很多同学来说都不知道该什么时候用,这是困扰大家最大的地方.当题目出现很多点时,且总存在几对点处于同一条直线上,我们往往会用到三点共线.
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