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高中數學解析幾何二輪培優微專題20講 解析幾何中的齊次化方法 素材

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高中數學解析幾何二輪培優微專題20講 解析幾何中的齊次化方法 素材

資源簡介

齊次化方法
一.基本原理
中的幾何意義為:直線與曲線的交點與原點的連線的斜率,即的斜率,設為,由韋達定理知,,從而能通過最初的二次曲線和直線相交,得出的性質,倒過來,我們也可以通過的性質與二次曲線得出的性質.
若定在不在坐標原點,我們就需要先平移,設平移后的直線為(這樣齊次化更加方便,相當于“1”的妙用),與平移后的圓錐聯立,構造,然后等式可以直接利用韋達定理得出斜率之和或者斜率之積,,,即可得出答案.
二.典例分析
具體操作步驟
第一步:將坐標系平移到(不妨設其在第一象限)后得到新的橢圓方程:
.
第二步,寫出直線方程:令,則令.
第三步:聯立方程:,湊出滿足題干的斜率形式即可.
例1..(2017年全國1卷).已知橢圓,不過點的直線與橢圓交于兩點,若直線的斜率之和為,證明:直線恒過定點.
證明:以點為坐標原點,建立新的直角坐標系,如下圖所示:
,即.所以.
因為,則轉換到新坐標為,即
.設直線的方程為,將原橢圓方程轉化為,
則轉換到新坐標為,展開得,構造齊次式
整理得,兩邊同除以,則
所以,因此.
而,所以對于任意都成立
則,故對應原坐標為,所以直線恒過定點
例2.(2020山東卷)已知橢圓C:的離心率為,且過點.
(1)求的方程:
(2)點,在上,且,,為垂足.證明:存在定點,使得為定值.
解析:(1)橢圓方程為:.
(2)將原坐標系平移,原來的O點平移至點A處,則在新的坐標系下橢圓的方程為,設直線的方程為.將直線方程與橢圓方程聯立得,即,化簡得,即.
設,因為則,即.
代入直線方程中得.則在新坐標系下直線過定點,則在原坐標系下直線過定點.又,D在以為直徑的圓上.的中點即為圓心Q.經檢驗,直線垂直于x軸時也成立.故存在,使得.
例3.(2022新高考1卷)已知點在雙曲線上,直線交于,兩點,直線,的斜率之和為0.
(1)求的斜率;
(2)若,求的面積.
解析:雙曲線方程為,設,
∵AP,AQ的斜率之和為0,∴,
故將雙曲線方程為變形為:,
且設直線,
由式有:
,(兩邊同除以),
即,而是此方程的兩根.
∴,故直線斜率為 1.
習題演練.拋物線,過原點的兩條相互垂直的直線交拋物線于兩點,求證:直線過軸上一定點.
證明:設 ① 拋物線: ② ①轉化為,代入②(目的是轉化為二次齊次式)得,即,可轉化為,因為,所以.所以直線恒過點

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