内容正文:
今天我们研究直线和椭圆相交求中点弦所在直线方程的简单方法。前面的微课中已经介绍的方法有韦达定理和点差法,求出直线的斜率,得出直线方程。今天再介绍两种方法求中点弦所在直线方程,一种是利用直线的参数方程,代入椭圆方程整理后利用韦达定理,根据中点的几何意义,求出直线的斜率;另一种方法是设弦端点的坐标为特殊形式,代入椭圆方程相减后直接得出直线方程。后一种方法是简单方法。
先看例题:
例:过椭圆
内一点M(2,1)引一条弦,使弦被点M平分,求这条弦所在的直线方程。
解法一:设所求直线的参数方程为
代入椭圆方程
并整理得:
又设直线与椭圆的交点为A,B,则方程的两个根
是A,B对应的参数,
M为AB的中点,所以
,
解得
,即为直线斜率,
故所求直线方程为
归纳整理:
AB是椭圆
的不平行于对称轴的弦,M
为AB的中点,求直线AB方程的方法:
解法一:设所求直线的参数方程为
代入椭圆方程并整理得t的一元二次方程:
方程的两个根
是A,B对应的参数,
由M为AB的中点,有
求得直线斜率。
解法二(简单方法):
整理椭圆方程为
设:
就是中点弦所在的直线方程。
此种方法求解计算量相当小,所以称为简单方法。
再看上面例题的另一种解法,加深印象
例:过椭圆
内一点M(2,1)引一条弦,使弦被点M平分,求这条弦所在的直线方程。
解法二:设所求直线与椭圆的一个交点为A(
),由于中点为M(2,1),
则另一个交点为B(
),
因为A、B两点在椭圆上,所以有
,
两式相减得
,
由于过A、B的直线只有一条,故所求直线方程为
。
总结:
1.利用直线的参数方程,代入椭圆方程整理后利用韦达定理,根据中点的几何意义,求出直线的斜率,得出中点弦所在直线方程。
2.设弦端点的坐标为特殊形式,代入椭圆方程相减后直接得出中点弦所在直线方程。这种方法是简单方法。
练习:
1.已知
是直线
被椭圆
所截得的线段的中点,求直线
的方程.
2.已知椭圆的离心率
,且其焦点在x轴上,若椭圆经过点(1,
).
①求椭圆方程;
②是否存在一条直线过点P(1,1),且与椭圆所截得的弦以P为中点?若存在,求此直线;若不存在,说明理由.
答案
1. 解:设所求直线与椭圆的一个交点为A(
),由于中点为P(4,2),
则另一个交点为B(8-
),
因为A、B两点在椭圆上,所以有
,