今天筆者列舉一道具體的高中圓錐曲線題目來談談減小計算量的一點小技巧
例題 設橢圓 ,橢圓的右焦點記為 ,過 作直線交橢圓於 兩點
求證: 為定值
經驗豐富的同學馬上就看出答案了,很明顯 ,因為我們注意到點 落在橢圓的右準線 上,從而點P具備很多良好的性質,其中一個很簡單的小結論就是 : 成等差
經過簡單的口算就知道 ,也就很輕鬆得到了
現在假設筆者不知道這個結論,那麼用常規解法的話,我們應該怎麼做來讓自己的計算量儘可能小呢?
當直線 斜率不存在時,我們很容易計算出 ,下面我們重點來討論一下直線 斜率存在的情形:
設直線 為 並將其與橢圓聯立得到:
要證明 是定值,很自然的想法是將其數學表達式寫出,計算:
一直截止到這一步,所有同學都能得到,但接下來,不同的處理方式,將造成不同程度的計算量
可能有同學會忍不住先將 進行通分,然後再將 利用直線 的方程分別轉化為 然後利用韋達定理,盲目計算出結果
這是一般同學都會選擇的處理方法,而事實上,我們可以先將 轉化為 得到:
也就是:
但這時候還不是通分的時機,若現在通分,計算量還是挺大的,我們可以考慮先將分子中含 的項化為常數,即:
這時也先別急著通分,我們把後兩項分子 提出來,得到:
這時再通分,計算量就很小了,並且前面的湊常數,並沒有多少計算量
從而
由聯立的方程易得 =
筆者這裡用另一種方法來計算 ,不過本質與韋達定理相同
我們注意到:
令 得:
即有:
因而
故 為定值,得證