内容正文:
齐次化妙解圆锥曲线问题
斜率和与积的问题
大单元综合学习法之二
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目录
齐次化运运算-韦达定理
韦达定理--笛卡尔解析几何
型采用齐次化运算解决
齐次化运算为什么不是解决圆锥曲线的常规武器
微专题齐次化运算小结
齐次化运算的今生一-韦达定理遇到笛卡尔解析几何
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三、型怎么采用齐次化运算解决,平移是关键
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1.点在曲线上
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齐次化方程的解题思路总结
1.齐次化方程法的适用题型
(1)解圆锥曲线条件或结论中有关 或 的题.
(2) 两直线的一定过定点.
2.次化方程法的解题步骤
(1) 原点要平移到两直线交点 (定点).
(2) 设直线方程为 (不过原点).
(3) 联立直线曲线方程整理并齐次化.
(4)同除 .
(5)应用韦达定理 或 .
(6) 还原.
总结
2.点在曲线外
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齐次化方程的解题思路总结
1.齐次化方程法的适用题型
(1)解圆锥曲线条件或结论中有关 或 的题.
(2) 两直线的一定过定点.
2.次化方程法的解题步骤
(1) 原点要平移到两直线交点 (定点).
(2) 设直线方程为 (不过原点).
(3) 联立直线曲线方程整理并齐次化.
(4)同除 .
(5)应用韦达定理 或 .
(6) 还原.
总结
四、齐次化在解析几何中的应用
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五、齐次化运算为什么不是解决圆锥曲线的常规武器
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通过上面分析,我们可以发现,齐次化运算比传统的设而不求运算量大大降低,但为什么齐次化运算并不是常规武器呢? 首先 我们总结一下齐次化运算步骤
通过上面的步骤可以看出, 本方法适用于斜率的相关问题, 有较大的局限性, 当然, 还有一个难点在于方程消元的基本思路是消未知数,而本方法是消去常数,这也是学生不适应之处. 但更大的难点是如果通过审题,转化为斜率之积、之和问题.
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齐次化方程的解题思路总结
1.齐次化方程法的适用题型
(1)解圆锥曲线条件或结论中有关 或 的题.
(2) 两直线的一定过定点.
2.次化方程法的解题步骤
(1) 原点要平移到两直线交点 (定点).
(2) 设直线方程为 (不过原点).
(3) 联立直线曲线方程整理并齐次化.
(4)同除 .
(5)应用韦达定理 或 .
(6) 还原.
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Age of Innocence, track 15
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例1. 直线 与抛物线 交于 ,
求 用 表示
【解析】联立 , 齐次化得 ,
等式两边同时除以 ,
例2. 直线 与椭圆 交于 ,
求 (用 表示 .
【解析】 齐次化联立得; ,
等式两边同时除以 ,
.
探究3. 已知知直线 的方程为 .
(1) 若 , 求直线 的斜率:
(2) 若 , 求直线 所过的定点;
(3) 若 , 求直线 所过的定点;
(4) 若 , 求直线 所过的定点;
(5) 若 , 求直线 所过的定点.
【解析】(1) .
(2) , 过定点 .
(3) 整理得 过定点 .
(4) 整理得 过定点 .
(5) 整理得 过定点 .
探究3. 已知知直线 的方程为 .
(1) 若 , 求直线 的斜率:
(2) 若 , 求直线 所过的定点;
(3) 若 , 求直线 所过的定点;
(4) 若 , 求直线 所过的定点;
(5) 若 , 求直线 所过的定点.
例3.抛物线 , 直线 交抛物线于 两点,
且 , 求证:直线 过定点.
【解析】设直线 方程为
齐次化得:
直线 过定点 .
【解析】设直线 方程为
齐次化得:
直线 过定点 .
例4.不过原点的动直线交椭圆 两点,
直线 的斜率成等比数列,
求证: 直线 的斜率为定值.
【解析】设直线 方程为 ,
齐次化得:
于是 ,
又 ,得 .
【解析】设直线 方程为 ,=12=
齐次化得:
于是 ,
又 ,得 .
探究4. 已知椭圆 , 按照平移要求变换椭圆方程,并化简平移后的椭圆方程.
(1) 将椭圆向左平移 1 个单位, 求平移后的椭圆;
(2) 将椭圆向右平移 2 个单位, 求平移后的椭圆;
(3) 将椭圆向上平移 3 个单位, 求平移后的椭圆;
(4)交椭圆向下平移 4 个单位, 求平移后的椭圆;
(5) 交椭圆向左平移 1 个单位,向下平移 个单位,求平移后的椭圆;
(6) 将椭圆向左平移 2 个单位, 向下平移 1 个单位, 求平移后的椭圆.
【解析】(1) , 即 .
(2) , 即 .
(3) , 即 .
(4) , 即 .
(5) , 即 .
(6) , 即 .
例5.抛物线 , 直线 交抛物线于 两点, , 求证: 直线 过定点.
【解析】将图形向左平移 1 个单位,向下平移 2 个单位,平移后的抛物线方程为 , 整理得 . 设平移 后直线 方程为
齐次化得: , 于是 , 整理得 过定点 , 右移 1 个, 上移 2 个, 直线 过定点
例6. (点在曲线上)椭圆 , 点 为椭圆上两点, . 求证 : 直线 斜率为定值.
解法一; 将图形向左平移 1 个单位, 向下平移 个单位,平移后的椭圆为 ,
整理得 , 设平移后直线 方程为: ,
,
同时除以
的斜率 .
例6. (点在曲线上)椭圆 , 点 为椭圆上两点, . 求证 : 直线 斜率为定值.
解法二 (换元法) 、设 ,即化为 , 即建立以 为未知数的一元二次方程 , 即可解答.
为了方便运算设 , 代入椭圆 , 得
设直线 可方便运算, ,
化简得: + 代入 , 得 直线 的斜 率是
例7.双曲线 为双曲线上两点,
且 不与 轴垂直, 求证: 直线 过定点.
【解析】将图形左平移 2 个单位, 平移后的双曲线为 , 整理得 ,
设平移后直线 方程为 ,
齐次化得:
,
同时除以
或
不与 轴垂直, 过 , 右移 2 个单位, 原直线过 .
例12. (2018 全国一文) 设抛物线 , 点 , 过点 的直线 与 交于 两点.
(1) 当 与 轴垂直时, 求直线 的方程;
(2) 证明: .
解法 (2) 右移 2 个单位 过 即
,.
,
, 即除以 , 得
.
例8. (2021 重庆期末) 已知边物线 上一点 到其焦点的距离为 3 .
(I) 求抛物线 的方程;
(II)过点 的直线与抛物线 交于 两点, 为坐标原点, 证明: .
解法 ( I ) 由题意知: .
(II) 证明:设该直线为 的坐标分别为 ,
联立方程有: .
解法 2; 要证明 , 即证 ,
设 , 过 ,
同除以 得 即 .
例9.如图, 椭圆 经过点 , 且离心率为 .(I) 求椭圆 的方程;
(II) 经过点 , 且斜率为 的直线与椭圆 交于不同的两点 (均异于点 , 证明:直线 与 斜率之和为 2 .
解法 2: (2) 上移一个单位, 椭圆 和直线
过点 ,
例10. 设 为曲线 上两点, 与 的横坐标之和为 4 .(1) 求直线 的斜率;
(2) 设 为曲线 上一点, 在 处的切线与直线 平行, 且 , 求直线 的方程.
解法 2: , 左移 2 个单位,下移 1 个单位
例11. (2017 年全国卷理) 已知椭圆 , 四点 中恰有三点在椭圆 上.
(1) 求 的方程;
(2) 设直线 不经过 点且与 相交于 两点. 若直线 与直线 的斜率的和为 -1 , 证明: 过定点.
证法 2: 下移 1 个单位得 ,
同除以
, 过 , 上移 1 个单位 .
例12. (2018 全国一文) 设抛物线 , 点 , 过点 的直线 与 交于 两点.
(1) 当 与 轴垂直时, 求直线 的方程;
(2) 证明: .
解法 (2) 右移 2 个单位 过 即
,.
,
, 即除以 , 得
.
例13. (2018全国一卷理) 理椭圆 的右焦点为 , 过 的直线 与 交于 两点,点 的坐标为 .
(1) 当 与 轴垂直时, 求直线 的方程;
(2) 设 为坐标原点, 证明: ,
解法 2:左移 2 个单位 过 即
椭圆方程化为:
即:
例14. (2020. 新课标 I ) 已知 分别为椭圆 的左、右顶点, 为 的上顶点, 为直线 上的动点, 与 由另一交点为 与 的另一交点为 .
(1) 求 的方程;
(2) 证明: 直线 过定点.
证法 2: 设 , 则 , 根据椭圆第三定义 , 则 ,
将图像向右移动 3 个单位,得到
则椭圆 和直线 , 联立得: ,
即 , 两边同时除以 , 得: ,
则 , 解得 , 则直线过定点 , 则平移前过 .
例15. (2020. 山东) 已知椭圆 的离心率为 ,且过点 .(1) 求 的方程;
(2) 点 在 上,且 为垂足. 证明: 存在定点 , 使得 为定值.
证法2,将图像向左移动两个单位, 向下移动一个单位得到, 那么平移后的 和直线 ,
,
两边同时除以 ,
得:
即 过定点 , 则平移前该直线过定点 .
在 中, , 则 点的轨迹是以 为直径, 为定点, 为定点, 则 为定值,
则 为 中点, 此时 为定值,, 则 .
$$