二次曲線系在圓錐曲線中的應(yīng)用

1、    二次曲線系在圓錐曲線中的應(yīng)用    羅陽(yáng)丹摘 要 眾所周知，解析幾何是高考中的一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)，對(duì)解析幾何知識(shí)掌握的好壞與否，一定程度上關(guān)乎最終成績(jī)的好壞。然而，運(yùn)算復(fù)雜早已成為解析幾何的代名詞，對(duì)于考試緊迫的時(shí)間，尤其對(duì)運(yùn)算能力不強(qiáng)的學(xué)生，能用更短的時(shí)間和更小的計(jì)算量來(lái)解出題目會(huì)更有信心完成后面的題。而二次曲線是高中人教版必修2中直線與方程中的一個(gè)非主干知識(shí)點(diǎn)，不屬于超綱的內(nèi)容卻在一類(lèi)題中發(fā)揮著不可小覷的作用。在此，筆者介紹圓錐曲線中二次曲線系的應(yīng)用以解決部分偏難題目。關(guān)鍵詞 二次曲線系 雙直線方程 漸近線聯(lián)立：g633.6 ：a背景知識(shí)：高中二

2、次曲線包括圓、橢圓、拋物線、雙曲線、兩條相交直線（退化的雙曲線）等，其方程為：對(duì)于某些二次曲線的問(wèn)題，可用二次曲線系方程代定系數(shù)，然后通過(guò)所求的二次曲線的特定系數(shù)要求解出之。對(duì)于二次曲線的一般方程，由圓系方程進(jìn)一步可知：結(jié)論：過(guò)兩個(gè)二次曲線c1，c2的交點(diǎn)的二次曲線系可設(shè)為。例1：（2012浙江）如圖分別是雙曲線的左右焦點(diǎn)，b是虛軸的端點(diǎn)，直線與c的兩條漸近線分別交于pq兩點(diǎn)，線段pq的垂直平分線與x軸交于點(diǎn)m，若，則c的離心率為 。標(biāo)準(zhǔn)解答：線段pq的垂直平分線為mn，兩條漸近線由pq的中點(diǎn)n令，則又 即由以上敘述可知使用將函數(shù)與兩漸近線聯(lián)立的方法過(guò)程繁瑣需要聯(lián)立兩次，而且求中點(diǎn)時(shí)分母需通分

3、，麻煩易錯(cuò)。以下運(yùn)用曲線的方法求解：構(gòu)造曲線系得到：（上坐標(biāo)同時(shí)滿足）設(shè)通過(guò)對(duì)比可知利用曲線系的知識(shí)解題，不僅思路獨(dú)特，計(jì)算也簡(jiǎn)單許多。在簡(jiǎn)化題目的同時(shí)也體現(xiàn)了更高層次的數(shù)學(xué)思想。例2：已知橢圓c的方程，設(shè)動(dòng)直線與定直線 分別交與兩點(diǎn)，若與有且僅有一個(gè)公交點(diǎn)，試探究面積是否存在最小值？若存在，求出該值。若不存在，說(shuō)明理由。解： （聯(lián)立得），由例2可知此題若用分別聯(lián)立的方法，過(guò)程相當(dāng)繁瑣，再與距離長(zhǎng)度等結(jié)合就會(huì)形成很長(zhǎng)的等式，容易出錯(cuò)，用曲線系的方法就易于解決。上述兩題，雖然計(jì)算復(fù)雜但還沒(méi)有到無(wú)法解出的程度。但是以下的問(wèn)題，不用曲線系的方法就幾乎無(wú)法解出。1兩種二次曲線線性組合例3：（2016武

4、漢二調(diào)）設(shè)直線與橢圓交于ab兩點(diǎn)，過(guò)ab的圓與橢圓交于另外兩點(diǎn)cd，則直線cd的斜率為（-3）解：設(shè)cd： ab：，可以設(shè) ， 又可令則由于軌跡是圓，則 分析：以上題目如果使用將abcd四點(diǎn)求出再用四點(diǎn)共圓的性質(zhì)求解，難度可想而知，但用曲線系與圓相結(jié)合的方法問(wèn)題就可迎刃而解。例4：（2011全國(guó)高考節(jié)選）已知f過(guò)橢圓 與橢圓相交于ab兩點(diǎn)，與橢圓交于兩點(diǎn)，試證在同一圓上，并求圓的方程。解：依題意同理 故與互補(bǔ)在同一圓上以上雖然證明abpq在同一圓上，思路簡(jiǎn)單但極不易運(yùn)算，且圓的方程不易求出，而曲線方程的應(yīng)用使問(wèn)題迎刃而解。將聯(lián)立：由于此方程為圓由以上可知用曲線系的性質(zhì)不僅能使問(wèn)題迎刃而解，甚至

5、可以解出一些用常規(guī)方法無(wú)法解出的問(wèn)題。例5：如圖所示，已知橢圓的左右端點(diǎn)分別為，過(guò)點(diǎn)的動(dòng)直線與橢圓交于兩點(diǎn)，直線與交于點(diǎn)，試問(wèn)點(diǎn)是否恒在一條直線上，若是，求出這條直線方程，若不是，說(shuō)明理由。解：設(shè)動(dòng)直線代入橢圓方程設(shè)則則恒在直線上。新解由推得得前系數(shù) 前系數(shù)由上可知無(wú)論從簡(jiǎn)潔度上或思維方法上，用曲線系的方法解題更勝一籌。歸納：曲線系分為同樣類(lèi)型函數(shù)的曲線系和不同類(lèi)函數(shù)組成的曲線系，但加以利用都可以達(dá)到簡(jiǎn)化運(yùn)算、清晰思維的作用，因此學(xué)會(huì)此類(lèi)方法對(duì)我們是十分有益和重要的?？平虒?dǎo)刊·電子版2018年33期科教導(dǎo)刊·電子版的其它文章教師口語(yǔ)中“朗讀”與“演講”的教學(xué)模式初探淺析低碳經(jīng)濟(jì)下企業(yè)環(huán)境成