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运用点差法巧解圆锥曲线的中点弦问题
迹。
1 2
,
1 4
4
,则求椭圆的方程。
A
10
解 设 Ax1,y1、 Bx2,y2 ,则
x1x2
1,y1y2
1 2
,且
x12 y12 1 a2 b2
,(1)
x22 y22 1 a2 b2
,(2)
1
2
得:x12 x22 y12 y22
a2
b2
y1y2 b2x1x2b21 x1x2 a2y1y2 a2 1
运用点差法巧解圆锥曲线的 中点弦问题
高中数学教师欧阳文丰制作
A
1
、
导言
圆锥曲线综合题是每年高考必考的题目,这些题目的解法灵 活多变,其中涉及圆锥曲线中点弦的有关问题,我们称之为圆锥 曲线的中点弦问题。用点差法求解此类问题,具有构思精巧,简 便易行的优点。
若设直线与圆锥曲线的交点(弦的端点)坐标为 A(x1, y1)
oM
A(xx1 , y1)
A
3
例1:已知椭圆
过点P(2,1)引一弦,使弦在
这点被平分,求此弦所在直线的方程. 二、例题讲解
解法一:
韦达定理→斜率
韦达定理法:利用韦达定理A及中点坐标公式来构造
4
例1:已知椭圆
过点P(2,1)引一弦,使弦在这点被
平分,求此弦所在直线的方程. 二、例题讲解
x
2 1
x12
4
y12 2
1 相减
x22 4
y22 2
1
y1y2 x1x2
12
x1x2 y1y2
1 2
xN yN
1
y
即 kCD1,
此 时 直 线 l的 方 程 为 : y1x1
2
即 y x 1 , 代 入 双 曲 线 方 程 并 整 理 , 得 2
2
2x24x90
2
M
o
..N
2
x
2
Q V 1 6 4 2 9 5 6 0
y
y1
yx1
y2
x02
3x y
由
x y2
75
y x2
25
0弦1,中点得的P(轨5迹23方,A5程23为) Q:(x5 23y,502(3) 523x5923)
二、例题讲解
例,4有已一条知倾椭斜圆角ax为22 by22的1直a线b交0椭的圆一于条A准、线B两方点程,是若xAB的1
中点为C
注:凡关于中点弦和弦中点的问题,可采用点差法求解。
A
12
三、变式练习
【解析】设直线上任意一点坐标为(x,y),弦两端点 P1(x1,y1), P2(x2,y2).
∵P1,P2 在抛物线上,∴y21=6x1,y22=6x2.两式相减,得(y1+ y2)(y1-y2)=6(x1-x2).
∵y1+y2=2, ∴k=yx11- -yx22=y1+6 y2=3,
x12 4
y12 2
1
x22 4
y22 2
1
相减
y1y2 x1x2
12
x1x2 y1y2
kAB
1 2
xM yM
1 2
即
kA
B
1 2
,
2
2
M
o..N2x Nhomakorabea2
点差法
直线AB的方程为y:112A(x1) 即x2y10. 7
二、例题讲解
(2)假设 N的 过直线交 C(x1, 双 y1), D 曲 (x2, y线 2), 于 则
∴直线的方程为 y-1=3(x-4),即 3x-y-11=0.
由yy2==36xx-,11, 得 y2-2y-22=0, ∴y1+y2=2,y1·y2=-22.
∴|P1P2|=
1+19
22-4×-22=2
230 3.
A
13
课堂小结
1、利用点差法求解圆锥曲线中点弦问题,方法简捷明 快,结构精巧,很好地体现了数学美,而且应用特征明 显,是训练思维、熏陶数学情感的一个很好的材料,利 于培养学生的解题能力和解题兴趣。
x
2 2
4 4
y
2 1
y
2 2
16 16
点
作差
点差法:利用端点在曲线上,坐标满足方程,作差构
造出中点坐标和斜率. A
5
小结:弦中点、弦斜率问题的两种处理方法
1.联立方程组,消去一个未知数,利用韦达定理解决. 2.点差法:设弦的两端点坐标,代入曲线方程相减后分解
因式,便可与弦所在直线的斜率及弦的中点联系起来.
B(x2, y2),将这两点代入圆锥曲线的方程并对所得两式作差,得到
一个与弦的中点和斜率有关的式子,可以大大减少运算量。 我们称这种代点作差的方法为“点差法”。
A
2
一.问题引入
过椭圆 x2 y2 1内一点 M(2,1) 引一 16 4
条弦,使弦被点 M平分,求这条弦所在
直线的方程.
y
B(x2 , y2)
直线l 与双曲线没有交点
以N(1,12)为弦的中点的A直线 在不 . 存
8
二、例题讲解
例3、已知椭圆 y2 x2 1 ,求它的斜率为3的弦中点的轨迹方程。
75 25
解:设弦端点 P(x1, y1) Q(x2, y2) ,弦PQ 的中点 M(x, y),则
、
,
x1x2 2x y1y2 2y
又
y12 75
A
6
例2 已 知 双 曲 线 方 程 : x2y21二、例题讲解 42 (1)过M (1, 1)的直线交双曲线于A、B两点,
若M为弦AB的中点,求直线AB的方程;
(2)是否存在直线l,使N1,12为l被双曲线所截弦 y的中点, 若存在,求出直线l的方程,若不存在,请说明理由。
解: 设 A (x1, y1), B(x2, y2),(则 x1 x2)
x12 25
1,
y2 2 75
x22 25
1
两式相减得 2 ( y 1 5 y 2 ) y 1 ( y 2 ) 7 ( x 1 5 x 2 ) x 1 ( x 2 ) 0
即 y (y 1 y 2 ) 3 x (x 1 x 2 ) 0,即
k y1 y2 3 x1 x2
3 x 3 ,即 x
2.弦中点问题的两种处理方法
(1)联立方程组,消去一个未知数,利用韦达定理;
(2)设两端点坐标,代入曲线方程相减可求出弦的斜率 和弦的中点坐标(点差法)。
A
14
作业:
已知椭圆x2+2y2=2,
(1)求被点P(
1 2
,
1 2
)平分的弦所在直线方程;
(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹。
(3)过A(2,1)引椭圆的割线,求截得弦的中点轨
2
,
1kAB
y1 y2 x1 x2
2b2
a2
a2 2b2 (3)
a 2 1 a2 c ,(4)
c
,
a2 b2 c2 ,(,5)由(3),(4),(5)可得
,
.
a2 1 ,b2 1
,2
4
所求椭圆方程为
x2 y2
1
1 A2
1 4
二、例题讲解11
三、变式练习
2.已知抛物线 y2=6x,过点 P(4,1)引一条弦 P1P2 使它恰好被 点 P 平分,求这条弦所在的直线方程及|P1P2|.