怎样解答圆锥曲线定点问题
2021-11-10王慧娴
王慧娴
同学们对圆锥曲线中的定点问题并不陌生,此类问题一般较为复杂,侧重于考查同学们的逻辑思维能力和运算能力.解答此类问题一般有两种思路:先设后求和设而不求.下面我们结合一道题目来进行探讨.
例题:已知A,B分别是椭圆的左、右顶点,点G是椭圆的上顶点,点P为直线x=6上的动点,PA与椭圆的另一交点为C,PB与椭圆的另一交点为D,证明:直线CD过定点.
我们可先根據题意绘制出图形,以便明确各点、线之间的位置关系,这样也方便寻找解题的思路.要证明直线CD过定点,需先结合题意求出直线CD的方程,然后根据一次等式的性质来求得定点的坐标.
一、先设后求
先设后求是指先设出直线的方程或点的坐标,然后根据题意进行求解.该思路较为直接,是大部分同学惯用的解题思路.对于本题,我们可先设出P点的坐标,以便根据直线的两点式求得直线AP、BP的方程,再将直线方程和圆锥曲线方程联立,求得点C、D的坐标和直线CD的方程,便能快速确定定点的坐标.
解:由题意可得A(-3,0),B(3,0),设点P(6,t),
则直线AP的方程为,
联立线AP的方程和椭圆的方程可得
解方程可得x=-3或,
则点,
同理可得点,
则直线CD的方程为,故直线CD过定点 .
二、设而不求
设而不求是指设出相关的点、直线的方程,而不求出它的具体值,并将其当作已知的值代入题设中进行求解.在求解圆锥曲线的定点问题时,我们可将问题中动点的坐标设出来,将其视为定点来进行求解.对于本题,我们可设C(x1,y1),D(x2,y2),然后联立直线和椭圆的方程,通消参得到一元二次方程,进而得到关于x1、y1、x2、y2的表达式,对过定点的直线的解析式进行化简、整理,即可得到定点的坐标.
解:由题意可得A(-3,0),B(3,0),
设点P(6,n),当n=0时,CD=BA,
当n≠0时,设C(x1,y1),D(x2,y2),
∵直线,直线,
联立线AP的方程和椭圆的方程可得
化简整理可得(n2+9)y2-6ny=0,
∴,,
∴点,
同理可得,
当,n2=3时,,
当,n2≠3时,直线CD斜率为,
∴直线CD的方程为,
∴直线CD过定点 .
通过上述分析,同学们可以发现,运用先设后求、设而不求两种不同的思路求解圆锥曲线定点问题,可以得到不同的解题方案.虽然运用这两种思路解题的运算量都比较大,但是不同的解题思路有其不同的优势.相比较而言,第一种思路较为直接,第二种思路较为灵活.同学们要善于发现不同的解题思路,以便优化解题的方案.
(作者单位:江苏省启东市东南中学)