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高中圆锥曲线“其次化”

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发表于 2022-9-22 10:10:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
ps:本文仅仅作为自己学习圆锥曲线所有的想法和学习,其中看过@零典韦达定理,这位大佬的内容,以下是我个人对于其次化的想法。
   我们知道,在高中阶段,圆锥曲线和导数往往是压轴的题目,尤其是全国卷,但对于全国卷,我个人认为圆锥曲线压轴的可能不是很大,并且,对于最近几年的圆锥曲线,往往难度不大,但是运算量往往大的惊人,尤其求最值和定点内容居多,一下由2017年全国一卷入手,引入“其次化”,以及与传统做法作比较。
2017年全国一卷,已知椭圆方程为 x^2/4+y^2=1 ,直线l与椭圆交与A,B俩点,若直线PA与直线PB斜率之和为-1,求证直线AB过定点。P(0,1)
对与此题,大多都是设直线l的方程,联立韦带嘛,得到A,B俩点的坐标,带回题设所得。以下为常规做法。

  • 当直线l不存在时,设l:x=t,由题设, t\ne0  ,且 |t|\prec2  ,得A,B坐标(t, \sqrt{4-t^2}/2 )(t,- \sqrt{4-t^2}/2 )所以Kpa+Kpb=-1 \Rightarrow t=2,不符合题设。
2.当直线l斜率存在时,设为 y=Kx+m(m\ne1).
将l带入 x^2/4+y^2=1 中,化简得到 (4k^2+1)x^2+8kmx+4m^2-4=0
\Delta=16(4k^2-m^2+1)>0
设A(x1,y2),B(x2,y2),则x1+x2=-8km/4k^2+1,x1x2=4m^2-4/4k^2+1.
而k1+k2= y1-1/x1+y2-1/x2  
=2kx1x2+(m-1)(x1+x2)=-1
所以 (2k+1)\cdot(4m^2-4/4k^2+1)+(m-1)(-8km/4k^2+1)=0\Rightarrow k=-(m+1)/2
当且仅m>-1时, \Delta>0,于是l:y=-(m+1/2)x+m,即y+1=-(m+1/2)(x-2),即l过定点(2,-1)
emmm,不算太过复杂,但是对于我这种懒人来说,就......了
接下来是”其次化的内容“



随机生成的图像

对于这个点p(0,1)设点A( x1,y1 )B( x2,y2  )记Kpa,Kpb为 k1,k2 , k1=y1-1/x1,k2=y2-1/x2
对于直线l,k1,k2,我们能不能想,用直线l的方程和椭圆联立得到k1,k2为方程的俩个根呢。对此我们能不能想到,K1=Y1/X2,K2=Y2/X2呢?,我们可以得到,如果让k1,k2表示成前面的形式,那么我们是不是可以考虑把点p(0,1)平移到点P(0,0)呢,我们还知道,平移时直线斜率不变,所以K1,K2可以表示出来,想法成立。动手作。
将点p(0,1)平移到P(0,0),对应的{X=x,Y=y-1}
所以原来椭圆方程为 X^2/4+(Y+1)^2=1
设直线 mX+nY=1 (斜率保证不为零)
联立 X^2/4+(Y+1)^2=1  mX+nY=1
\Rightarrow X^2+(4+8n)Y^2+8mXY=0
记K=Y/X则, (4+8n)K^2+8mK+1=0
K1+K2=-8m/(4+8n)=-1
m=n+1/2 代入 mX+nY=1中,整理得n(X+Y)+(1/2X-1)=0
若使无论n取何值上述成立,则 X=-Y,X=2\Rightarrow X=2,Y=-2
对应定点M (2,-2),则对应原坐标系为m(2,-1)
答案得出。
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发表于 2022-9-22 10:11:33 | 显示全部楼层
其实我在斜率篇里给出了这类问题的一般方法[捂脸]
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发表于 2022-9-22 10:12:20 | 显示全部楼层
我也刷到过您的文章,但是这是我对这些一点想法,其实我想的是平移坐标系。而且我在解决这个问题时,发现不是所有的齐次化都可以解决,强行使用齐次化,好像越走越远[捂脸]最主要的是,这是以后整理给我女朋友看的,她在高三[害羞]等我这几天的专业课没了,我也会研究一下一般方法[大笑]
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发表于 2022-9-22 10:12:29 | 显示全部楼层
原来是带学生阿[赞同]真爱了[可怜]
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发表于 2022-9-22 10:13:12 | 显示全部楼层
整理给女朋友看就码公式认真点啊喂[捂脸]
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发表于 2022-9-22 10:13:50 | 显示全部楼层
打算手写,她不能带手机去学校[捂脸][捂脸][捂脸]
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发表于 2022-9-22 10:14:34 | 显示全部楼层
我是贵物[捂脸]
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