本文筆者向大家介紹一種行之有效的特殊方法──構造關于“”的二次方程解題。即若直線 與曲線相交于不同兩點,則兩點的坐標滿足關于的齊次方程:
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兩邊除以便可構造出關于的二次方程,、是這個關于的方程的兩個根,當問題涉及或可轉化為或時,我們便可利用根與系數的關系解題。本文筆者將運用這一方法來解決圓錐曲線與周直角、等腰三角形相關的定點定值問題。
性質1 已知點是拋物線上的一個定點,、是拋物線上的兩個動點。
(1) 若,則直線過定點;
(2)若直線、與軸圍成以點為頂點的等腰三角形,則直線的斜率為定值。
證明 將拋物線按向量平移得拋物線,
即。又點在拋物線上,故,代入上式得①。
拋物線上的定點和動點、分別對應拋物線上的定點和動點、,設直線的方程為,代入①得,。當時,兩邊除以得,。因為點的坐標滿足這個方程,所以是這個關于的方程的兩個根。
(1)若,因為平移前后垂直關系不變,所以,即,整理得。由此知點在直線上,即直線過定點,從而直線過定點。
(2)依題意知直線的傾斜角互補且斜率存在,由平移性質知直線的傾斜角也互補且斜率存在,所以,即,于是。
因為,所以,故直線的斜率為定值。
性質2 已知點是橢圓上的一個定點,是橢圓上的兩個動點。
(1)若,則直線AB過定點;
(2)若直線與軸圍成以點為頂點的等腰三角形,則直線的斜率為定值。
證明 將橢圓按向量平移得橢圓,
即。又點在橢圓上,所以,代入上式得①。
橢圓上的定點和動點分別對應橢圓上的定點和動點,設直線的方程為,代入①得。當時,兩邊除以得,。因為點的坐標滿足這個方程,所以是這個關于的方程的兩個根。
(1)若,由平移性質知,所以,
即,所以。由此知點
在直線上,即直線過定點,從而直線AB過定點即過定點。
(2)依題意知直線、的傾斜角互補且斜率存在,由平移性質知,直線的傾斜角也互補且斜率存在,所以,即,由此得。又,所以,故直線AB的斜率為定值。
同理可證雙曲線有如下:
性質3 已知點是雙曲線上的一個定點,、是雙曲線上的兩個動點。
(1)若,則直線AB過定點;
(2)若直線與軸圍成以點為頂點的等腰三角形,則直線的斜率為定值。
綜合歸納以上性質可得圓錐曲線有如下一般性結論:
性質4 已知點是圓錐曲線上的一個定點,是曲線上的兩個動點。
(1)若,則直線過定點;
(2)若直線與焦點所在的軸成等角,則直線與的夾角為定值。