陳龍賢
我們在做解析幾何題目時,容易不管三七二十一,一上手就設坐標,列方程,對圖形本身缺乏必要的分析,這樣會導致計算量可能超級大甚至難以做到底。其實,如果對圖形進行細致分析,往往有“幾何”味道更濃的一種解法,這樣既減小了運算量,也能加深對題本身的理解。我們應意識到“解析幾何”也是“幾何”,要關注圖形幾何形態,幾何性質,做到心中有圖,見數思圖,提高解析幾何的解題能力。
例題:已知圓O:x2+y2=r2(r>0)與直線x-y+2=0相切.
(1)過點1,的直線l截圓所得弦長為2,求直線l的方程;
(2)設圓O與x軸的負半軸的交點為A,過點A作兩條斜率分別為k1,k2的直線交圓O于B,C兩點,且k1k2=-2,證明:直線BC恒過一個定點,并求出該定點坐標.
【正解】(1)圓心O到直線的距離為d==2=r,∴圓O的方程為:x2+y2=4.
若直線l的斜率不存在,直線l為x=1,此時l截圓所得弦長為2,符合題意;
若直線l的斜率存在,設直線l為y-=k(x-1),即3kx-3y+-3k=0,
由題意知,圓心到直線的距離為d==1,解得:k=-,
此時直線l為x+y-2=0,則所求的直線l為x=1或x+y-2=0;
(2)由題意知,A(-2,0),設直線AB:y=k1(x+2),
與圓方程聯立得:y=k1(x+2)x2+y2=4,
消去y得:(1+k21)x2+4k21x+(4k21-4)=0,∴xA·xB=
∴xB=,yB=,即B,,
∵k1k2=-2,用代替k2得:C,
∴直線BC的方程為:y-=x-
即y-=x-(k21≠2),整理得y=x+=x+(k21≠2),則直線BC定點為-,0.
“老師,你出的題第一問還比較仁慈,第二問也太難算了吧,老師定的事,旁人不知道,鬼會知道。”
來來來,看看老師第二問的思路:
將坐標原點平移至點A,則圓的方程變為(x-2)2+y2=22,即:x2+y2-4x=0,設直線BC的方程為mx+ny=1,B(x1,y1),C(x2,y2),聯立圓O和直線BC的方程得:x2+y2-4x(mx+ny)=0化簡得:y2-4nxy+(1-4m)x2=0兩邊除以x2得:2-4n+1-4m=0 k1k2==1-4m=-2,解得m=,BC的方程為x+ny=1,恒過點,0,故在原坐標系中,直線BC恒過點-2,0=-,0。
“老師,你的解題思路是我人生走過最長的路。”
“回頭看看走過的路,但凡涉及斜率和與斜率積的題是不是都可以用這樣的方法來解呢?……