1 中点弦问题点差法

1 中点弦问题点差法
1 中点弦问题点差法

圆锥曲线常规题型方法归纳与总结

①中点弦问题;②焦点三角形;③直线与圆锥位置关系问题;④圆锥曲线的相关最值(范围)问题;⑤求曲线的方程问题;⑥存在两点关于直线对称问题;⑦两线段垂直问题

圆锥曲线的中点弦问题------点差法

与圆锥曲线的弦的中点有关的问题,我们称之为圆锥曲线的中点弦问题。

解圆锥曲线的中点弦问题的一般方法是:联立直线和圆锥曲线的方程,借助于一元二次方程的根的判别式、根与系数的关系、中点坐标公式及参数法求解。

解题策略:具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):若设直线与圆锥曲线的交点(弦的端点)坐标为),(11y x A 、),(22y x B ,将这两点代入圆锥曲线的方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式(当然在这里也要注意斜率不存在的请款讨论),消去四个参数。

如:(1))0(122

22>>=+b a b

y a x 与直线相交于A 、B,设弦AB 中点为M(x 0,y0),则有 02020=+k b

y a x 。 (2))0,0(122

22>>=-b a b

y a x 与直线l 相交于A、B,设弦AB 中点为M(x0,y 0)则有

02

020=-k b y a x (3)y 2

=2px(p>0)与直线l相交于A 、B设弦A B中点为M(x 0,y0),则有2y 0k=2p ,即y 0k=p.

一、求以定点为中点的弦所在直线的方程

例1、过椭圆14

162

2=+y x 内一点)1,2(M 引一条弦,使弦被M 点平分,求这条弦所在直线的方程。

解:设直线与椭圆的交点为),(11y x A 、),(22y x B

)1,2(M 为AB 的中点 ∴421=+x x 221=+y y

又A 、B 两点在椭圆上,则1642121=+y x ,1642

222=+y x

两式相减得0)(4)(22212221=-+-y y x x

于是0))((4))((21212121=-++-+y y y y x x x x ∴2

1244)(421212121-=?-=++-=--y y x x x x y y 即21-=AB k ,故所求直线的方程为)2(2

11--=-x y ,即042=-+y x 。 例2、已知双曲线12

2

2=-y x ,经过点)1,1(M 能否作一条直线l ,使l 与双曲线交于A 、B ,且点M 是线段AB 的中点。若存在这样的直线l ,求出它的方程,若不存在,说明理由。 策略:这是一道探索性习题,一般方法是假设存在这样的直线 ,然后验证它是否满足题设的

条件。本题属于中点弦问题,应考虑点差法或韦达定理。

解:设存在被点M 平分的弦AB ,且),(11y x A 、),(22y x B

则221=+x x ,221=+y y

122121=-y x ,122

222=-y x 两式相减,得

0))((21))((21212121=-+--+y y y y x x x x ∴22

121

=--=x x y y k AB 故直线)1(21:-=-x y AB 由??

???=--=-12)1(2122y x x y 消去y ,得03422=+-x x ∴?08324)4(2<-=??--=?

这说明直线AB 与双曲线不相交,故被点M 平分的弦不存在,即不存在这样的直线l 。 评述:本题如果忽视对判别式的考察,将得出错误的结果,请务必小心。由此题可看到中点弦问题中判断点的M 位置非常重要。(1)若中点M 在圆锥曲线内,则被点M 平分的弦一般存在;(2)若中点M 在圆锥曲线外,则被点M 平分的弦可能不存在。

二. 求弦的中点坐标、弦中点轨迹

例3、已知椭圆1257522=+x y 的一条弦的斜率为3,它与直线2

1=x 的交点恰为这条弦的中点M ,求点M 的坐标。

解:设弦端点),(11y x P 、),(22y x Q ,弦PQ 的中点),(00y x M ,则210=x

12021==+x x x , 0212y y y =+

又 125752121=+x y ,125752

2

22

=+x y

两式相减得0))((75))((2521212121=-++-+x x x x y y y y 即0)(3)(221210=-+-x x y y y ∴0

212

123y x x y y -=--

32121=--=x x y y k ∴ 3230

=-y ,即21

0-=y

∴点M 的坐标为)21

,21

(-。

例4、已知椭圆125752

2=+x y ,求它的斜率为3的弦中点的轨迹方程。

解:设弦端点),(11y x P 、),(22y x Q ,弦PQ 的中点),(y x M ,则

x x x 221=+, y y y 221=+

又 125752121=+x y ,125752

2

22=+x y

两式相减得0))((75))((2521212121=-++-+x x x x y y y y 即0)(3)(2121=-+-x x x y y y ,即y

x

x x y y 32121

-=--

3212

1=--=x x y y k ∴33=-y

x ,即0=+y x

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