对于解法“中点弦”不足一种简捷解法

更新时间:2024-02-28 点赞:4255 浏览:10644 作者:用户投稿原创标记本站原创

所谓“中点弦”问题是关于圆锥曲线上两点的中点(已知或待求)一类问题的统称,在解析几何中与“中点弦”有关的问题是一类很典型的问题,解决这类问题的方法比较多,但大多数方法的计算量比较大,本文试图通过一些实例,介绍一种简捷的解法,供大家参考。
例1 椭圆 + =1的弦AB被点M(2,1)平分,求弦AB所在的直线方程。
分析:本题的关键是求出弦AB所在直线的斜率。
解法一:设直线的斜率为k,显然k存在且k≠0,直线方程与椭圆方程联立,消去变量y,得方程(1+4k2)x2+8k(1-2k)x+16k(k-1)=0 ①
方程①的两根x1,x2分别是直线上两点A,B的横坐标。
由已知条件有:x1+x2=- =4,解得k= .
所以弦AB所在的直线方程为x+2y-4=0.
解法二:设A、B两点的坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),代入椭圆方程x2+4y2=4,得x21+4y21=4,x22+4源于:论文写作www.618jyw.com
y22=4,
两式相减得
(x1-x2)(x1+y2)+4(y1-y2)(y1+y2)=0
又 =2, =1,
所以kAB= =- =- .
所以弦AB所在的直线方程为x+2y-4=0.
点评:以上两种解法中,解法1是解决“中点弦”问题的常规解法,思路清晰,但计算量大,解法2则采用“设而不求”的方法,也是解决“中点弦”问题的典型解法,计算量较解法1要小。有一种更简捷的方法,下面介绍给大家。
如图1,点M是线段AB的中点,设M(x0,y0),A(x0+m,y0+n),B(x0-m,y0-n),这时有两个非常简单有趣的结论:
(1)kAB= ;
(2)|AB|=2 .
解题时若能充分利用这两个结论,则可以轻松、快捷、准确地解决“中点弦”的有关问题。
解法三:设A(2+m,1+n),B(2-m,1-n),
代入椭圆方程 + =1中,得
+ =1, + =1.
两式相减,得 + =0,
所以kAB=- =- ,
所以弦AB所在的直线方程为x+2y-4=0.
下面再举个例子,以便熟悉这种解法。
例2 过定点A(q,0)的动直线l交抛物线y2=2py(p>0)与M,N两点,求弦MN的中点P的轨迹方程。
解:设动点P(x,y),M(x+m,y+n),N(x-m,y-n),
把M,N两点的坐标代入抛物线方程y2=2px(p>0)中,得(y+n)2=2p(x+m),(y-n)2=2p(x-m),
两式相减得4ny=4mp,
所以kMN= = ,
又kMN=kAP,
所以 = ,即y2=2p(x-p)
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