定点问题有妙法,贵在得法

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vicky1924
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】圆锥曲线中的定点问题是历年高考常考的内容.可是无论使用先特殊探路再证明的方法,还是传统的方法都存在着计算量非常大的问题,学生望而止步.因此,笔者认为有必要归纳整理几种有效方法,优化计算过程.
  【关键词】圆锥曲线;定点
  圆锥曲线中的定点问题是解析几何中的重要内容,也是历年高考的高频考点.笔者觉得有必要将定点问题进行分类整理,介绍几种有效方法,优化计算过程.
  一、参数分离法
  一般将已知条件通过变形、转化、化简得到的方程与参数没有关系,从而得到定点的值.一般常见定点问题有直线过定点与圆过定点两种类型的题目.
  例1 已知:椭圆C:x216 y24=1,左顶点为A,过原点的直线l与椭圆C相交于M,N两点(M,N不为椭圆的左右顶点),直线AM,AN分别与y轴交于P,Q两点,求证:以PQ为直径圆E过定点,并求出定点的坐标.
  证明 易知M,N关于原点对称,故设M(x1,y1),N(-x1,-y1),P(0,y2),Q(0,y3),以PQ为直径的圆E过定点T(x,y),所以PT·QT=0,得x2 y2-(y2 y3)y y2y3=0 ①.由KAM=KAP得y1x1-4=y2-4,即y2=-4y1x1-4,同理由KAN=KAQ得y3=4y1-x1-4,所以y2y3=-16y2116-x21 ②.因为点M在椭圆上,所以x2116 y214=1,变形得y21=41-x2116 ,代入②化简得y2y3=-4,将y2y3=-4代入①得x2 y2-(y2 y3)y-4=0,由于圆E的圆心0,y2 y32是运动的,所以y2 y3是变量,故令y=0,得x=2或x=-2,所以以PQ为直径的圆E过两个定点分别为(-2,0,)和(2,0).
  二、对偶法
  我们遇到直线过定点的题目,很多时候利用条件构造含有x1 x2,x1x2的式子,然后利用韦达定理转化成含有k的式子,得到y-y0=k(x-x0),从而确定定点坐标.但是对偶法是利用椭圆上两个动点对偶原理,构造出x1y2-x2y2,代入直线方程y=y2-y1x2-x1x-x1y2-x2y1x2-x1,从而得到定点的坐标.这种方法看似复杂,其实在实际运用过程中,可以大大减少运算量,可谓是独树一帜.
  例2 已知:椭圆C:x216 y29=1,直线l与椭圆C相交于M,N两点(M,N不为椭圆的左右顶点),且以MN为直径的圆E经过点P(4,0),求证:直线l过定点.
  证明 设M(x1,y1),N(x2,y2),由kPM·kPN=-1得y1x1-4·y2x2-4=-1 ①.因为点M在椭圆C上,所以x2116 y219=1,变形得y1x1-4=-9(x1 4)16y1 ②.将②代入①整理得9x1y2-16x2y1=-64y1-36y2,又因为点N也在椭圆上,得9x2y1-16x1y2=-64y2-36y1,以上两式相减化简得x1y2-x2y1=2825(y2-y1),把上式代入y=y2-y1x2-x1x-x1y2-x2y1x2-x1得到y=y2-y1x2-x1x-2825,所以直线l过定点2825,0.
  三、齐二次方程法
  此法主要针对题目条件中明顯可以转化“两条动直线的斜率之和或者两动直线的斜率之积为定值”的题目.具体的做法是先利用条件转化成含有y-sx-t的齐二次方程,再利用韦达定理转化成直线的斜率m与截距n的关系,从而得到直线恒过的定点.
  例3 已知:坐标原点为O,椭圆E:x24 y2=1,不过A(-2,0)的直线l与椭圆E相交于点B,C两点,直线AB与直线AC的斜率之和为-2,求证:直线l过定点.
  证明 设B(x1,y1),C(x2,y2),直线l为x=my n(n≠-2),因为kAB kAC=-2,所以y1x1 2 y2x2 2=-2,将直线l的方程变形为x 2-myn 2=1 ①,将椭圆的方程x24 y2=1变形为[(x 2)-2]24 y2=1,展开得(x 2)2-4(x 2)×1 4y2=0,将①代入上式整理得到一个关于yx 2的齐二次方程4yx 22 4mn 2·yx 2 n-2n 2=0,由韦达定理可知-4m4(n 2)=-2,所以n=m-42,所以直线l方程为x 2=my 12,所以直线l过定点-2,-12.
  四、二次曲线系法
  如果直线l1的方程为f(x,y)=0,直线l2的方程为g(x,y)=0,直线l1,l2与椭圆C:x2a2 y2b2=1相交于A,B,C,D四点,则这四点的二次曲线系为f(x,y)g(x,y) (b2x2 a2y2-a2b2)=0.此法主要是两次构造这样的二次曲线系,然后对比相关的系数,得到直线的斜率k与截距m的关系,从而求得定点.这种方法比较适合以“极点”“极线”为背景的题目.
  例4 已知:以A,B为左右顶点的椭圆C:x24 y2=1的外部有一动点P,点P的横坐标为4,PA,PB分别交椭圆异于A,B两点E,F,求证:直线EF过定点.
  证明 易知A(-2,0),B(2,0),设P为(4,t),则直线AB的方程为y=0,直线EF为y=kx m,所以A,B,E,F的二次曲线为y(kx-y-m) λ(x2 4y2-4)=0 ①.又因为直线PA为y-0=t-06(x 2),即是tx-6y 2t=0,直线PB为y-0=t-02(x-2),即tx-2y-2t=0,所以(tx-6y 2t)(tx-2y-2t)=0 ②.通过对比①②中xy,y的系数得-6t=k,6t=m, 即m=-k,所以直线EF的方程为y=kx-k,即y=k(x-1),所以直线EF恒过点(1,0).
  笔者建议在平时的教学中,多使用一题多解,多题一解的方式教学,为学生提供多样化的解题方案,拓展学生的解题思路,提高学生的解题能力.
  【参考文献】
  [1]袁芹芹.“特殊值法”解决圆锥曲线中的定值定点问题[J].中学数学教学参考,2016(6):53-56.
  [2]杨其武.例谈解析几何定值问题的探究与证明[J].中学数学研究,2014(9):14-17.
其他文献
【摘要】在高中数学教学阶段,向量知识是一项重要的基础内容,在提升学生逻辑思维能力方面起着重要的作用.本文结合课堂向量内容的教学现状,分析了当前高中数学向量知识的解题思想和解题技巧,并结合典型例题对向量解题技巧和思路进行了归纳和总结,旨在为高中数学中向量的教学提供参考.  【关键词】高中数学;向量解题;思想与技巧  本文以向量习题的解题技巧和思想为研究对象,深入分析了高中数学学习过程中向量的意义和价
【摘要】本文针对一道小学数学例题展开思考,分別从数形结合、联系实际、理论支撑三个角度论述,对拓展学生探究思维,培养学习数学的兴趣,提高解决问题的能力,起到了积极促进的作用.  【关键词】以理服人;增强感受;展开探究  苏教版小学数学六年级上册第四单元介绍的是“分数除法”,在教材中对分数除法的计算方法交待得很清晰,但笔者认为其没有“以理服人”.教材的编排并没有强化为什么等于乘这个数的倒数,只是说明也
数学课堂教学设计对课堂效率的提高有着直接的影响,教师的课堂教学设计显得尤为关键.生活情境贴近学生的实际,一方面,调动学生学习数学的积极性;另一方面,便于学生理解数学知
编者按  随着农村经济体制改革的不断深入,国家和政府逐步加大对农业的各项投资建设,涉及农村和农业的政策也逐渐向着农民利益倾斜,特别是吉林省落实农业税全部取消和粮食直补政策后,极大地调动了农民的种地积极性,但也带来了一些矛盾,特别是因土地承包问题引发的矛盾尤为突出。税改以来,靖宇县县乡两级调解仲裁机构共接待受理了农村土地承包纠纷653起,涉及农民总数3197人。    1.土地纠纷的主要类型  土地
北京华联机电技术装备公司成立于1984年,是中央直属大型科技企业中国农业机械化科学研究院的全资子公司,注册资金1000万元,所有制性质为全民所有制。公司主要经营范围:技术开发、
1.种子的准备荞麦种子呈三角状卵形或三角形,端尖,三棱,棕褐色,光滑。生产上应选用发芽好、纯度和净度均高、颗粒大的种子,其千粒重26~28g。养麦芽在浸种前一定要提前1—2天进行晒种
“问题是数学的心脏”,但解决问题不是目的,在解决问题的过程中学会正确的思维方法和解题策略更为重要.国内大量的教育专家、一线教师对解决问题策略早已展开调查与研究,但大
1.要根据土壤情况来追肥 由于每块土壤的结构各不相同,所以在追肥时可对土壤进行必要的化验,根据土壤酸碱度的不同而确定要追施化肥的种类,从而合理的利用化肥。如在低洼碱地要选
1.法国冬玉西葫芦的经济效益   冬玉西葫芦是从法国引进的极耐寒越冬日光温室栽培的优良品种,并在公主岭大岭乡温室试种成功。每栋温室(600m2)平均产西葫芦2500kg,在市场上平均批发价是0.9元/kg,每栋温室收入9000元。每栋温室年产值6万元,扣除每栋费用1.5万元,每栋年纯收入4.5万元。   2.生产中应注意的问题   2.1注意肥水管理 根据天气变化施肥浇水。晴天浇水保持5天一次,浇
与正方形有关的几何证明题,一般看似简单,实则难度系数很大.只要能够充分挖掘出正方形的性质以及题目中的信息,正确添加辅助线,一般都能迎刃而解.