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非对称韦达定理的处理技巧
在圆锥曲线解答题第二问证明某一个量为定值时,同学们比较熟悉的解题策略是:联立
直线与圆锥曲线方程,消元得到ax2+bx+c=0(或y2+by+c=0),再运用韦达定理
进行“整体代换”,能把该量化简为由x1,x2(或y,y2)组成的一切对称式,如:x+2,
,X+巧,k-,上+上等,代换后表达式中不再出现,5(或,片)的其
X1 X2
他形式,则利用韦达定理可求得该量的值。
但有时我们还会遇到一类“非对称”的结构,指的是x,x2系数不相等,如
入x,+x,2≠4)等,在此表达式中我们使用韦达定理后还会剩下独自存在的x或x,即
配对失效。以下是6道典例。
一、抓住两根之和、积的关系,代换化简
例1、A-2,0),A(2,0),直线A,M,A,M相交于点M,且斜率之积为-
,动点M的
4
轨迹为曲线E
(1)求曲线E的方程;
(2)过点F1,0作直线1交曲线E于P、Q两点,且点P位于x轴上方,记直线AQ,
A,P的斜率分别为k,k,证明:么为定值
k.
解:(1)设M,小,kMk,=y=
3
=x+2x-2x-4-4
E:兰+2=1(x+-2且x*2)
则43
x=my+1
(2)设直线1:x=my+1,Q(x,y,P(x2,y2,联立x2,y2
=1
43
6m
y+y2=
k=出
得3m2+4y2+6my-0=0,则
3m2+4
x+2
-9
yy2=3mn2+4
七2-2
测点=上。当-2-m,-=m少,由市达定理知3引+,=2w
k2+2 y2 y2(my+3)myy2+3y2
13
则=」
)出+)出2y+2乃
k2
+为+g
39
2+3
例2、己知椭圆C:
。+y2=1的右焦点为F,过点F的直线(不与x轴重合)与椭圆C交
2
于A、B两点,直线I:x=2与x轴相交于H点,过点A作AD⊥1,垂足为D,
证明:直线BD过定点E,并求出E的坐标
x=my+1
证:设直线AB:x=y+1,Ax,,B(x2,y2),联立
2+2=1
2m
y1+y2=-
得m2+2y2+2my-1=0,则
m+2,片+y2=2my,D2,小
-1
m2+2
直线BD的方程:y=-义(x-2)+y,由对称性知若直线BD过定点,则定点必在x轴
x2-2
上,数令y=0,得x=5=2-x-2=2-m山,将X+=2m,代入
y2-y1
y2-片
得x0=
2-为坐
、3,故定点为E
y2-y
2
二、一元化思想:将x用七表示(或将七2用x表示)
、已知4、B分别为题手+少户=1的右现点、上顶点,C、D在桶国上,且C0力
AB,记直线AC、BD的斜率分别为k1,k2,求证:kk2为定值
证:A2,0,B0,1,ks=2
设直线CDy=-x+m,Cx,y,D,,)
1
2
1
y=-
x+m
联立
2
→x2-2x+2m2-2=0,
x1+x2=2m
区+21
xx2=2m2-2
无22之27大
kk3=少.h-1
2+m1
1
二25+m-1
-2
X2
1
m-1x-mx+m(m-1)
2
44-+小+受+mm-
XX2-2x2
X1x2-2x2
m-1-m2+5+mm-1)0-】-m
代入韦达定理,kk2=2
-22
+当
2
2m2-2-2x2
2m2-2-2x2
1(m2-1-2m+)_1
庄鹰到+5=2m,则=2m-,则kk,3m-12m+4
y+x2=1
例4、椭圆4
,短轴的左右两个端点分别为A、B,直线1:
y=+1与x轴、y轴分别交于两点E,F,与椭圆交于C、D两点
(1)若CE=FD,求I的方程;
(2)
设AD、BC的斜率分别为k,k,且k:k,=2:1,求k的值
y=kx+1
+x=1→k+4+2-3=0
解:(1)设Dx,),Cx,联立4
2k
x1+X2=
k2+4
-3
则品中4
,若CE=FD,
-2k2
则为-1令片+%1今+=+4
=-1→k2=4→k=±2
则1的方程为y=±2x+1
3x+x小=2k=片,=乃
(2)由(1)可知,
x1+1,
x2-1,
k,=2:1=少5-1-+1-1=2
因为
,所以k2x+1y2x+12+1,
在出2-c,+x-1_西+(+x-k+-=2
kx2+x1+2+1kxx2+(x1+x2+(k-1x2+1
-3k+-2k-1-(k+1x
k2+4k2+4
+2k
2k
-3k
=2
-2k+1+(k-1x
,注意到
2+4,=
k2+4
k2+4k2+4
-3张+2水-1-k++4
k2+4k2+4
则
-3k+-2k+1+k-1x
=2
k2+4k2+4
k-3k-4+k2+4k+压_k-4k++k+4k+1五=2
化简得k2-5k+4+k2+4k-1x2(k-4k-1+K2+4k-1x2,
k+1=2→k=3
则k-1
+y=1
例5、已知椭圆4
A、B分别是椭圆的左右顶点,过点P1,0)的直线I交椭圆于
M、N两点,MN的中点为R,直线O0交直线x=4于点O,求证:kwkw-km】
为定值
证:设直线:x=my+1,Mx,),N(x2,2),
2m
x=my+1
y+y2=
m2+4
→m2+4y2+2my-3=0
+y2=1
-3
联立(4
yiy2=-
,则
m2+4
m+4,=mm+1=4
-m
22。七m24.o400y三、0
4,
4
[x=4
联立P-t→04m
k5=m飞w三x十2aw
4
,则
Γ3,又
x2-2
=-w22店分
记
=-Y2
(m2+3y+3m_1,(m2+3yy2+3my2-1
(m2+3yy2+3my2
my2-13my,+3)3m2yy2+3my2-my1-33m2yy2+3m(y+y2)-4my,-3
=1.
(m2+3.-3
+3my2
-3m2-9
m2+4
1。m2+4
+3my2
m2.-3
+3m.2m,-4m-33-2m+-4m
m2+
m2+4
m2+4
2m
2m
y+y2=-
由
m2+4,得
mti-n
y2=
-3m2-9
k=1.m2+4+3m
2m
m2+4乃
-9m2+1-3mw1x3_
1.m2+4
3
-12m2+1-4my,
3-12m2+0-4my
344
所以
m2+4
m2+4
C.
例6、设F为椭圆C:2+y=1
的右焦点,过点(2,0)的直线与椭圆C交于A、B两点,
k
设直线AF、BF的斜率分别为k,k,k,≠0,求证:k2为定值
AB
x=my+2
Ax,y)
B(x2,y2)
证:设直线
,联立
[x2
4m
+y=l→m2+2w2+4mw+2=0
y1+y2=-
m2+2
2
x=my+2
,则
1y2=
则
m2+2
y1+y2=-2my1y2
k=》k2=,金=上-1-my,+1-m刚山+y
x1-1,
2-1,则k2x-12y2my1+1my2+y2,
-4业+片-乃5+y
yi-y2
k=y少,+上=2
=2
2
-=-1
6m4+为4”+为-,”+为”
2
2
2