在人教B版教材選修2-1 70頁習題2-5A有這樣一道習題已知橢圓,點A,B分別是它的左右頂點,一條垂直于軸的動直線與橢圓相交于P,Q兩點,又當直線與橢圓相切于點A或點B時,看作P,Q兩點重合于點A或點B,求直線AP與直線BQ的交點M的軌跡。
我們可以這樣來解答:可以設出P點坐標,Q易知:直線AP方程可以設為①;直線BQ方程可以設為②。令①②相乘得到③;又因為點P在橢圓上,所以,可以推出代入③整理可以得到。從結果上我們不難觀察出來,得到的雙曲線方程與已知的橢圓方程形式非常像,這就引發(fā)了我的思考,PQ兩點是關于軸對稱的,我們可以看成是一個動點P在已知曲線上移動,這樣兩條動直線的交點就在另外的軌跡上移動。如果PQ兩點是關于軸對稱的,我們能得到類似的曲線嗎?
這時我們不妨設橢圓,依然可以設P點坐標,Q直線AQ方程可以設為①;直線BP方程可以設為 ②;①②聯(lián)立,整理可以得到,代入 即可得到。顯然結果證實了我們的猜測,當PQ兩點關于軸對稱的時候,得到的雙曲線基本型是,當PQ兩點關于軸對稱的時候,得到的雙曲線基本型是。在隨后的做題過程中我又遇見了這樣一道題,請同學們看這題:對于雙曲線C:(),定義:為其伴隨曲線,記雙曲線C的左右頂點分別是A,B.
(1)略
(2)若雙曲線的方程為,點P,Q在雙曲線C上,且軸,記直線PA與直線QB的交點為M,求動點M的軌跡方程。
易知:直線AP方程可以設為①;直線BQ方程可以設為②;令①②相乘得到③。又因為點P在橢圓上,所以,可以推出代入③。整理可以得到()。在這里,同學們可以見到伴隨曲線這個新詞,我特意查了一下伴隨曲線的意思:對于已知平面曲線C上的各點M,取同平面上的點P和它對應,即.當點M在曲線C上移動時,點P一般也要伴隨點M而運動,設點P的軌跡為,則為C的伴隨曲線,M和P互為相伴點。
接下來再談談我的體會,在上道題中,初始的曲線是雙曲線,最后求出來的是橢圓,而最開始的兩道題初始的是橢圓,最后的伴隨曲線是雙曲線,這顯然意味著他們是互為伴隨的曲線。并且互為伴隨的兩個曲線非常相似:題1中的兩個互為伴隨的曲線大致圖像為:
題2中的兩個互為伴隨曲線的大致圖像為:
題3中的兩個互為伴隨的曲線大致圖像:
也許這只是我粗淺的認識伴隨曲線,于是我再次理解伴隨曲線的定義,對于已知平面曲線C上的各點M,取同平面上的點P和它對應,即.當點M在曲線C上移動時,點P一般也要伴隨點M而運動,設點P的軌跡為,則為C的伴隨曲線,M和P互為相伴點。我發(fā)現(xiàn)也許伴隨不一定是只有橢圓和雙曲線,比 如:(2014課標Ⅰ.20.節(jié)選)已知點P(2,2),圓C:,過點P的動直線與圓C交于A,B兩點,線段AB的中點為M,O為坐標原點,求M的軌跡方程。
由圖不難看出點M在以CP為直徑的圓上運動,所以可以求出M的軌跡方程:,再如:已知圓C:,過原點O作圓C的任意弦,求所作弦的中點軌跡方程。
都是一個道理,所以我想也許這種對應的動點之間的關系都可以稱之為伴隨關系吧。