解析幾何中的定值與定點問題具有較強的綜合性,通常會綜合考查圓錐曲線的定義、幾何性質(zhì)、直線與圓錐曲線位置關(guān)系等.這類問題一般較為復雜,且解題過程中的運算量較大,很多同學在做這類題目時常常出錯.接下來,通過兩個例題介紹一下解答定值與定點問題的思路.
一、定值問題
定值問題一般要求證明某個幾何量(面積、距離、斜率、比值等)與其他變量(斜率、坐標等)無關(guān).解答定值問題一般有兩種思路:第一是從特殊情況入手,如坐標軸上的點、切點、切線等,據(jù)此求出定值,再證明該定值與其他變量都沒有關(guān)系;第二就是設(shè)出變量,一般為直線的斜率、點的坐標等,再根據(jù)已知條件建立關(guān)系式,進行計算、推理,通過代換消去變量,從而說明該變量是定值.
例1.
解:
解答解析幾何中的定值問題,關(guān)鍵要設(shè)出合適的變量,并用其表示出目標式.對于本題,我們需先設(shè)出斜率為k的直線方程和點P、Q的坐標;然后將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立;再運用韋達定理得到點P、Q的坐標關(guān)系式,即可用含有k的式子表示直線AP 與AQ 的斜率;最后通過化簡、代換將目標式化為定值.在解題時,要盡量用已知的量表示出目標式,利用已知條件進行代換,以減少變量的個數(shù),化簡目標式,得到定值.
二、定點問題
求解定點問題的一般步驟為:(1)選取合適的變量,定點一般都隨著一個或者兩個變量的變化而始終保持不變,可以選擇其為變量;(2)根據(jù)已知條件列出定點滿足的方程;(3)根據(jù)方程有任意解,求出定點的坐標.求解定點問題,要理清變量之間的關(guān)系,在變化中尋找不變的量.
例2.已知橢圓C:+y2=1,直線l不經(jīng)過P(0,1)點,與C相交于A,B兩點.若直線PA與直線PB的斜率的和為-1,證明:直線l過定點.
證明:
先設(shè)出直線l的方程,并將其與橢圓方程聯(lián)立;再利用韋達定理得到點A、B橫坐標的和與積的表達式;然后根據(jù)直線的斜率公式求得k1+k2,即可得到k的表達式,進而求得直線l的方程和定點的坐標.
解答定值與定點問題,都要在變化中尋求不變的量,且設(shè)出合適的變量,用變量來表示定值,或者列出滿足定點的方程.在解題時,我們往往可以利用設(shè)而不求思想、轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)思想、分類討論思想、特殊與一般思想等來輔助解題,這樣能有效地提升解題的效率.
(作者單位:江西省臨川區(qū)第一中學)