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關於一道圓錐曲線十字架定點問題的求解

已知橢圓 的右焦點 離心率為 作兩條互相垂直的弦 的中點分別為

(1)求橢圓的方程.(2)證明:直線 必過定點,並求出此定點坐標.

(1)橢圓的方程為

(2)思路分析:考慮到極限情況,當 時,直線 即為 軸,所以如果 恆過定點,此定點必在 軸上,此舉為我們順利找到定點指明瞭方向.當 關於 軸對稱時 軸,此時 橫坐標即為定點橫坐標.在解題過程中不要漏掉這幾種特殊情況的說明.

常規解法:設 所在直線斜率分別為 有一個為0時,直線 即為 軸;當 此時 軸.

下設 均不為

直線 方程為

聯立方程

消去 得方程

於是

Tips:當 時,中點橫坐標為 所以定點應該為

代入到直線方程中去得

於是 同理可得

由於 所以

直線 的斜率為

直線 的方程為

於是當 時上式恆成立.即直線 恆過 點.

在這裡我寫得這麼詳細,是說不要被這麼長的式子嚇倒,化簡是很輕鬆滴.

下面再說明一些特殊情況.

有一個為0時,直線 即為 軸,也過 點;

直線 方程為 ,也過 點.

綜上,直線 恆過 點.

方法二:

在方法一中我們得到

於是

其實有一性質,簡單來講就是

上弦 中點為 ,則

為簡化,重新設 得到關係式

可得

所以 必在橢圓

且與原點連線的斜率乘積為

這不就是斜率積或和為定值問題嗎?一般思路是利用1,化橢圓方程為齊次方程,再根據根與係數關係.

方程為

代入到橢圓方程中的一次項,

所以由根與係數的關係, 解出

所以 方程為 顯然直線恆過

最後把一些特殊情況再說明一下就行了.

注意這地方不要用那兩條垂線斜率積為-1來使用根與係數關係,那樣處理起來會麻煩些.

方法三:方法二得到

接下來換種方法來做.

說明:注意前面分析過定點在 軸上,設為 先表示出

利用 求出 然後問題轉為求出這個常數.

除以 ,得

同理得

兩式相減得

下面就是整理,添加特殊情況了,不再贅述.

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