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高考數學中出現斜率等差?看過這三個結論的同學,做夢也會笑

問題引入:

分析:第一問,根據知條件列出兩個距離的等量關系整理可得出軌跡方程;

第二問,可設M(4,m),分直線AB的k存在與k不存在兩種情況處理:

當k不存在時,求出A,B兩點坐標,易知k1+k2=k3

當k存在時,設直線AB:y=k(x-1),聯立直線與曲線方程。對于k1+k2,強行用韋達定理表示出來,結合k3的表達式,發現k1+k2=k3成立,

綜上可知:k1+k2=k3,此題證明結束。

點評:此題計算量偏大,并且斜率之間的關系不易發覺。需要扎實的計算功底,并且在計算之前要有大膽的設想!通過本文的總結,應該對這類題型做到未卜先知!

反思:本題中的三個斜率滿足k1+k2=k3,也就是說k1,k2,k3成等差數列。這么整齊的結果,是出題人有意為之?還是橢圓本來具有的性質?

很多同學已經猜到,老師既然這么問,答案一定是后者。

沒有錯,這道題目中的直線l=4,其實是橢圓的右準線,x=a^2/c,而F點是它的右焦點。我們有這樣的結論:

過橢圓的右焦點F做直線AB,交橢圓于A,B兩點,則在直線x=a^2/c上任意一點P,對弦AB端點以及F的連線的斜率成等差數列。

PA,PF,PB三條直線的斜率成等差數列。

同樣的結論可以推廣到橢圓的左焦點與左準線的情況;也可以推廣到拋物線和雙曲線的情況!

練習題:

這里只說此題的第一問,此題是我們結論中的情況,過焦點和準線的情況。由于直線PA,直線PF,直線PB斜率成等差數列。同時,過的定點是橢圓的右焦點,定直線是x=4,所以4=a^2/c,題中的B點坐標暴露了a=2的事實,可以輕松求出c=1,橢圓方程即可求出!當然,作為一道大題來講,必要的式子還要列出來的,本文只提供一個快解。詳細過程可以“搜題”軟件。

講到這里,很多同學會感覺到很神奇,如此隨意的幾個點,竟然可以做出如此有美感的結論!

我們并未結束。

還有更精彩的結論,如果要求定點是焦點,定直線是準線,那就太瞧不起圓錐曲線了!

橢圓:

過x軸上一定點Q(t,0)的直線交橢圓于A,B兩點,則在直線x=c^2/t上任意一點P,對弦AB端點以及F的連線的斜率成等差數列。

PA,PF,PB三條直線的斜率成等差數列。

雙曲線:

過x軸上一定點Q(t,0)的直線交雙曲線于A,B兩點,則在直線x=c^2/t上任意一點P,對弦AB端點以及F的連線的斜率成等差數列。

PA,PF,PB三條直線的斜率成等差數列。

拋物線:

過x軸上一定點Q(t,0)的直線交拋物線于A,B兩點,則在直線x=-t上任意一點P,對弦AB端點以及F的連線的斜率成等差數列。

例題:

分析:第一問,雖然也是固定的結論,由于今天重點介紹斜率等差的問題,今天就不詳細展開第一問了,參考答案即可。今后會在圖文中以專題的形式呈現。

第二問,很多同學已經知道答案了,它們會成等差數列。當然畢竟這是一道大題,我們給出這道題的答案,希望同學們自己動手再做一遍,好處有兩個:一、對今天所講結論進行證明;二、這道題全篇沒有一個確定的點或線,都是字母,如果這道題的過程能獨立書寫,那么其他相似問題一定會得滿分!


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