在高考中,解析幾何考題的能力要求往往比較高,既注重對考生的分析問題能力的考查,又注重對代數(shù)運(yùn)算能力的考查,2010年江蘇卷解答題第四題就是這類問題,它主要考查直線和橢圓的方程及直線與橢圓的位置關(guān)系.
題目 如圖(1),在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓方程+=1的左右頂點(diǎn)分別為A,B,右焦點(diǎn)為F,設(shè)過T(t,m)的直線TA,TB分別交橢圓于M(x1,y1)、N(x2,y2),其中m>0,y1>0,y2<0.
(1) 設(shè)動點(diǎn)P滿足PF2-PB2=4,求點(diǎn)P的軌跡;
(2) 設(shè)x1=2,x2=,求點(diǎn)T的坐標(biāo);
(3) 設(shè)t=9,求證:直線MN必過x軸上一個定點(diǎn).
仔細(xì)分析該試題,我們發(fā)現(xiàn)第(1)(2)問,能力要求不高,大多數(shù)考生都應(yīng)該能完成,故第(1)(2)問的解從略,答案為:(1)點(diǎn)P的軌跡為x=;(2)點(diǎn)T的坐標(biāo)為7,,而第(3)問卻讓考生頗費(fèi)思量,其實(shí)此題“通法”與“巧法”都能讓我們直達(dá)“成功的彼岸”!
1.“通法”誠可貴.
點(diǎn)撥1 我們利用M,N在直線和橢圓上得到M,N的坐標(biāo)所滿足的方程,解出M,N的坐標(biāo)(用m表示),從特殊情形得到定點(diǎn)D的坐標(biāo),再由三點(diǎn)坐標(biāo)得到斜率相等完成定點(diǎn)的證明.
由題設(shè)得直線AT的方程為y=(x+3),直線BT的方程為y=(x-3),點(diǎn)M(x1,y1)滿足y1=(x1+3),+=1,消去y1得=-,∵x1+3≠0,∴x1-3=-,∴x1=,y1=.同理,x2=,y2= .
若x1=x2,則m=2,此時直線MN:x=1,過D(1,0);
若x1≠x2,則kMD==,kND==,∴kMD=kND,M,N,D三點(diǎn)共線,綜上,MN過定點(diǎn)D(1,0).
2.“巧法”價更高.
點(diǎn)撥2 我們利用A,M,T、B,N,T三點(diǎn)共線得到M,N的坐標(biāo)滿足的關(guān)系式,消去t后得到一個恒等式2x2y1-6y1=x1y2+3y2.又M,N在橢圓上,其坐標(biāo)滿足橢圓方程,這也是一個恒等式,利用它的變式將=、=變形為=及=,消去t又可以得到2x1y2-6y2=x2y1+3y1,依據(jù)所得到的兩個恒等式得到y(tǒng)1x2-y2x1=y1-y2,直線MN過定點(diǎn)D(1,0).
設(shè)MN與x軸的交點(diǎn)為D,由A,M,T三點(diǎn)共線有=,同理=,∴=,整理得2x2y1-6y1=x1y2+3y2…①. 又+=1,=×,∴=×=,同理有=×=,∴=,整理得2x1y2-6y2=x2y1+3y1…②.①-②得x2y1-x1y2=y1-y2 ,若x1=x2,則y1≠y2,∴x1=x2=1,MN過點(diǎn)D(1,0);若x1≠x2,則kMN=,直線MN:y-y1=(x-x1),令y=0得xD==1.綜上,MN過定點(diǎn)D(1,0).
類題演練 已知A,B為雙曲線x2-y2=4的左右頂點(diǎn)為A、B,T為直線x=1上的任意一點(diǎn),直線TA,TB分別與雙曲線交于M,N兩點(diǎn),求證:直線MN必過x軸上一個定點(diǎn)D(4,0).
證明 設(shè)MN與x軸的交點(diǎn)為D,由A,M,T三點(diǎn)共線有=,同理=-t,∴=-,整理得3x2y1-6y1=-x1y2-2y2 …①. 又x12-y12=4,=,∴=,同理有=-t,∴=-,整理得3x1y2-6y2=-x2y1-2y1…②. ①-②得x2y1-x1y2=4(y1-y2),若x1=x2,則y1≠y2,∴x1=x2=4,MN過點(diǎn)D(1,0);若x1≠x2,則kMN=,直線MN:y-y1=(x-x1),令y=0得xD==4.綜上,MN過定點(diǎn)D(4,0).
責(zé)任編校徐國堅(jiān)