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求圆锥曲线f(x,y)=0以某点(这点不在轴上)为中点的弦所在直线的方程,一般先设弦所在直线斜率为k,由直线方程点斜式写出直线方程,再把直线方程与圆锥曲线方程联立,解后得到弦所在直线方程。这样做,运算量大,过程较麻烦。在实际问题中,可以设弦的端点坐标为P(x1,y1)、Q(x2,y2),因这两点在曲线上,所以,坐标满足方程f(x,y)=0。
∴f(x1,y1)=0,f(x2,y2)=0。
两式相减并分解因式,利用中点坐标公式即可求出 的值,这就是弦所在直线的斜率k,所以由直线方程点斜式可求得弦所在直线方程。这种方法对弦的端点设而不求,巧用中点坐标公式使运算简化了。
例1、已知椭圆4x2+9y2=144,内有一点P(3,2),过点P的弦恰以P为中点,求此弦所在直线方程。
解:设弦的端点为M(x1,y1)、N(x2,y2),则M、N在椭圆上。
∴4x12+9y12=144 ①
4x22+9y22=144 ②
②-①得:
4(x22-x12)+9(y22-y12)=0
4(x2-x1)(x2+x1)+9(y2-y1)(y2+y1)=0
∵P(3,2)是弦MN的中点,
x2+x1=6,y2+y1=4
上式可化为24(x2-x1)+36(y2-y1)=0
∴ =-
此即为弦MN所在直线方程为y-2=k(x-3),
即2x+3y-12=0。
例2、在抛物线y2=4x内有一点P(2,-2),过点P的弦恰以P为中点,求此弦所在直线方程。
解:设弦的端点为G((x1,y1)、H(x2,y2 ),则点G、H在抛物线上,
∴y12=4x1 ①
y22=4x2 ②
②-①得(y22-y12)=4(x2-x1)
即(y2+y1)(y2-y1)=4(x2-x1)
∵GH的中点是P(2,-2)
∴y1+y2=-4
∴上式可化为:-4(y2-y1)=4(x2-x1)
∴ =-1,此即为GH所在直线斜率。
∴GH所在直线方程为y+2=-(x-2),即x+y=0
∴所求弦所在直线方程是x+y=0。
例3、已知双曲线16x2-25y2=400内有一点M(6,2),过点M的弦恰以M为中点,求此弦所在直线方程。
解:设弦端点为P(x1,y1)、Q(x2,y2),则点P、Q在双曲线上,
∴16x12-25y12=400 ①
16x22-25y22=400 ②
②-①得:16(x22-x12)-25(y22-y12)=0
即:16(x2+x1)(x2-x1)-25(y2+y1)(y2-y1)=0
∵M(6,2)为PQ的中点,
∴x1+x2=12,y1+y2=4
上式可化为:192(x2-x1)-100(y2-y1)=0
∴ =- =
此即为弦所在直线的斜率。
∴弦所在直线方程为y-2= (x-6)
即48x-25y-238=0
∴所求弦所在直线方程为:
48x-25y-238=0。
∴f(x1,y1)=0,f(x2,y2)=0。
两式相减并分解因式,利用中点坐标公式即可求出 的值,这就是弦所在直线的斜率k,所以由直线方程点斜式可求得弦所在直线方程。这种方法对弦的端点设而不求,巧用中点坐标公式使运算简化了。
例1、已知椭圆4x2+9y2=144,内有一点P(3,2),过点P的弦恰以P为中点,求此弦所在直线方程。
解:设弦的端点为M(x1,y1)、N(x2,y2),则M、N在椭圆上。
∴4x12+9y12=144 ①
4x22+9y22=144 ②
②-①得:
4(x22-x12)+9(y22-y12)=0
4(x2-x1)(x2+x1)+9(y2-y1)(y2+y1)=0
∵P(3,2)是弦MN的中点,
x2+x1=6,y2+y1=4
上式可化为24(x2-x1)+36(y2-y1)=0
∴ =-
此即为弦MN所在直线方程为y-2=k(x-3),
即2x+3y-12=0。
例2、在抛物线y2=4x内有一点P(2,-2),过点P的弦恰以P为中点,求此弦所在直线方程。
解:设弦的端点为G((x1,y1)、H(x2,y2 ),则点G、H在抛物线上,
∴y12=4x1 ①
y22=4x2 ②
②-①得(y22-y12)=4(x2-x1)
即(y2+y1)(y2-y1)=4(x2-x1)
∵GH的中点是P(2,-2)
∴y1+y2=-4
∴上式可化为:-4(y2-y1)=4(x2-x1)
∴ =-1,此即为GH所在直线斜率。
∴GH所在直线方程为y+2=-(x-2),即x+y=0
∴所求弦所在直线方程是x+y=0。
例3、已知双曲线16x2-25y2=400内有一点M(6,2),过点M的弦恰以M为中点,求此弦所在直线方程。
解:设弦端点为P(x1,y1)、Q(x2,y2),则点P、Q在双曲线上,
∴16x12-25y12=400 ①
16x22-25y22=400 ②
②-①得:16(x22-x12)-25(y22-y12)=0
即:16(x2+x1)(x2-x1)-25(y2+y1)(y2-y1)=0
∵M(6,2)为PQ的中点,
∴x1+x2=12,y1+y2=4
上式可化为:192(x2-x1)-100(y2-y1)=0
∴ =- =
此即为弦所在直线的斜率。
∴弦所在直线方程为y-2= (x-6)
即48x-25y-238=0
∴所求弦所在直线方程为:
48x-25y-238=0。