证明直线与椭圆有两个交点的方法有哪些?

 我来答
帐号已注销
2023-01-14 · TA获得超过442个赞
知道小有建树答主
回答量:4969
采纳率:0%
帮助的人:114万
展开全部

一、证明斜率之积(比)为定值

结论1 如图1,已知A,B是椭圆上关于原点对称的两个动点,点M是椭圆上异于A,B的动点,且直线MA,MB的斜率存在,则

结论2 如图2,若直线l经过定点,且与椭圆交于A,B两点,点M是椭圆的顶点,且直线MA,MB的斜率存在,则kMA·kMB为定值.

例1 如图2,直线l经过x轴上的定点(1,0),与椭圆交于A,B两点,点M是椭圆的右顶点,求kMA·kMB的值.

分析 设l:my+1=x,A(x1,y1),B(x2,y2),由整理,得(m2+2)y2+2my-1=0.

所以

因为

所以为定值.

总结 结论1比较重要,所以建议背诵,即斜率之积为对于结论2,我们只需把它当作经验积累即可,无需背诵斜率定值为多少,当考试需要用到结论2时,模仿例1的解答过程便可得出定值.

例2 如图3, N,M是椭圆的左、右顶点,直线与椭圆交于A,B两点(异于点N,M),已知求k的值.

分析 由结论1,得结合得设A(x1,y1),B(x2,y2),则

联立直线l和椭圆方程,得代入式,解得k=-2或k=-1(舍去),经检验, k=-2时,Δ>0.

例3 如图4,直线l经过y轴上的定点E(0,2),与椭圆交于C,B两点,B,Q两点关于原点对称, A是椭圆的下顶点,求的值.

分析 根据结论2可以预测kAC·kAB为定值,设l:y=kx+2,用通性通法,联立消y,借助韦达定理,得化简整理,得由结论1知由此易知,

总结 通过以上例题可以发现,只要已知条件符合结论1和结论2的使用前提,我们便可以利用这两个结论为我们解题“探路”,但并不是所有的斜率定值题型都可以套用结论,下面看难度更大的例4.

例4 如图5,直线l经过x轴上的定点E(-1,0),与椭圆交于A,B两点,椭圆的右焦点为F(1,0),连接AF与BF,分别交椭圆于N,M两点,求的值.

分析 设A(x1,y1),B(x2,y2),则联立椭圆方程,通过消x,借助韦达定理,得代入直线AF,可得同理可得,所以借助kAE=kBE可得x1y2-x2y1=-(y2-y1),所以从而

总结 对于无法利用结论1和结论2联合解决的难题,如例4,唯有利用通性通法硬算破解,例4虽然过程复杂,但使用的都是解决圆锥曲线问题的常用套路,值得我们重点总结,现梳理如下:(1)把点A看作主动点,设其坐标,再用点A的坐标表示出其他“从动点”的坐标;(2)表示出直线AF的方程后,联立,消x(或y),借助韦达定理,得到点N的坐标为“惯用手段”,要让学生掌握到位;(3)要善于利用“同理可得”来减轻计算负担;(4)已知A(x1,y1),B(x2,y2),当y2≠y1时,容易证明AB与x轴的交点横坐标为这是常用结论,值得总结背诵,方便我们“预判”解题之路;(5)总结解题经验:如图5,只要点E和F是x轴上的定点,就有为定值.

二、由斜率之积(和)为定值,证直线过定点

例5 (2020年山东22题·改编)已知点A(2,1). 点M,N在上,且AM⊥AN,证明:直线MN过定点.

分析 设MN:y=kx+m,代入得

(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0

所以

由AM⊥AN,得kAM·kAN=-1.

代入坐标,整理,得(k2+1)x1x2+(km-k+2)(x1+x2)+(m-1)2+4=0.

借助韦达定理,得(2k+m-1)(2k+3m+1)=0.

因为直线MN不经过A(2,1),所以2k+m-1≠0.所以2k+3m+1=0,直线因此MN经过定点当MN与x轴垂直时,直线MN也经过定点

例6 (2017年全国Ⅰ卷20题·节选)设直线l不经过点P2(0,1)且与相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:直线l过定点.

分析 设l∶y=kx+b(b≠1),A(x1,y1),B(x2,y2),联立,得(1+4k2)x2+8kbx+4b2-4=0.所以则

借助韦达定理,得又b≠1,所以b=-2k-1,此时Δ=-64k,存在k使得Δ>0成立.所以直线l的方程为y=kx-2k-1.当x=2时,y=-1,所以l过定点(2,-1).

推荐律师服务: 若未解决您的问题,请您详细描述您的问题,通过百度律临进行免费专业咨询

为你推荐:

下载百度知道APP,抢鲜体验
使用百度知道APP,立即抢鲜体验。你的手机镜头里或许有别人想知道的答案。
扫描二维码下载
×

类别

我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。

说明

0/200

提交
取消

辅 助

模 式