圆锥曲线中的定点、定值问题易错点分析

2021-07-25 11:33周东贤
中学生数理化·高三版 2021年4期
关键词:韦达定值易错

周东贤

定点与定值问题一直都是圆锥曲线中的高频考点,在近几年的高考中层出不穷。圆锥曲线的有关定点、定值等综合性问题涉及圆锥曲线的定义、几何性质、直线与圆锥曲线的位置关系等知识,同时又与函数、不等式、方程、平面向量等代数知识紧密联系。

从2020年的高考试题来看,圆锥曲线中的定点、定值问题难度较大,分值一般在12~17分,主要考查的核心素养是数学运算、直观想象、逻辑推理等。

求解该类问题,需要有较强的代数运算能力和图形识别能力,要能准确地进行数与形的语言转换和运算,合理猜想并仔细推理论证,对熟练运用所学知识分析问题、解决问题的能力要求较高,绝大部分同学对此类问题望而生畏。要解决它,需要同学们有扎实的基本功和较强的运算能力,以及不急不躁的应试心理状态。难度虽大,但大部分的方法都体现了解析几何的通性通法,以及运算技巧与基本功。

在第二轮复习中,我们要认真总结解题规律和方法,同时也针对同学们在做题中易错的地方进行归纳,避免在以后的解题中出现无谓的失分。

易错点1:设直线方程时,没有考虑斜率不存在的情况

例1已知椭圆C:2人.

=1(a>b>62

0)过点P(2,1),A,A。分别是椭圆C的左顶点和右顶点,且直线PA,与直线PA,的

(1)求椭圆C的标准方程。

(2)设不过点P的直线l与椭圆C相交

于M,N两点,若直线PM与直线PN的斜率之积为1,试问:直线l是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由。

错解:(1)由题意易知A,A,的坐标分

当2k+6-1=0时,直线l的方程为y=kx-2k+1,过定点(2,1);

当6k+b+3=0时,直线l的方程为y=kx-6k-3,过定点(6,-3)。

综上可知,直线l过定点,定点为(6,-3),或(2,1)。

易错点分析:(1)当我们求出k和m的关系时,别忘了判断此时判别式是否大于0!这是直线l与椭圆C相交于A,B两点的前提,若漏写,则是要扣分的。(2)解决圆锥曲线中的定点与定值问题时,注意对相关直线的斜率进行讨论,设直线方程时,一定要考虑斜率不存在的情况,可单独提前考虑。(3)對定点的位置要进行检验,防止出现不满足题意的定点。

正解:(1)由题意易知A,A,的坐标分

点睛:本题考查了利用韦达定理解决圆锥曲线问题,计算量较大,属于难题。本题有两个关键点:(1)韦达定理的应用,韦达定理是联系各个变量之间的桥梁,是解决直线和圆锥曲线位置关系的最重要的方法,体现了转化思想;(2)计算能力和计算技巧,在解决圆锥曲线问题时,计算能力和计算技巧至关重要。

易错点2使用韦达定理时,需要验证判别式是否大于0

例2已知椭圆c.+兴=1(a>

的离心率为寸,直线y=x+/6与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切。

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点,求证:直线l过定点,并求出定点的坐标。

易错点分析:(1)当我们求得k和m的关系时,别忘了判断此时判别式是否大于0。即3+4k'-m'》0是否成立,这是直线l与椭圆C相交于A,B两点的前提,若漏写,则是要被扣分的。(2)求出定点坐标时,需要对定点坐标进行检验,看看是否符合题意。如本题中当直线l过定点(2,0)时,刚好过右顶点(2,0),不符合题意,应该舍去。

综上可知,直线l过定点,且该定点的坐标为(号,0)。

易错点3:不会利用圆锥曲线的几何性质(对称性)简化运算,导致解不出来

例了在平面直角坐标系中,动点M到点F(2,0)的距离和到直线x=的距离的比是常数5。

(1)求动点M的轨迹方程。

(2)若过点F作与坐标轴不垂直的直线l交动点M的轨迹于A,B两点,设点A关于x轴的对称点为P,当直线l绕着点F转动时,试探究:是否存在定点Q,使得B,P,Q三点共线?若存在,求出定点Q的坐标;若不存在,请说明理由。

分析:(1)设动点M的坐标为(x,y),由(x-2)+y_2/5-化简可得结果;(2)联立直线l与椭圆方程,根据韦达定理得?十xzxxp,由椭圆的对称性知,若存在定点Q,则点Q必在r轴上,设Q(1,0),根据PB//PQ列式,结合x+xx可求出1=之动点M的轨迹方程为号+y*=1.

(2)由题知F(2,0),且直线l的斜率存在,设为k,则直线l的方程为y=k(x-2)。

假设存在定点Q(l,s),使得P,B,Q三点共线,则PB//PQ且P(x,-y)。

又因为PB=(x;-xyz+y),PQ=(t-x,yi-s),所以(x2-x)(y1-s)=(y2+y)(t-x),即(xz-x【k(x-2)-s】=k(x+x;-4)(1-x),化简得2xx:-(1+2)(x+x)-s(-x+x+4t=0。

此时这个式子没有办法用上韦达定理,陷入了麻烦中。

易错点分析:由椭圆的对称性知,椭圆既是轴对称图形,也是中心对称图形,利用关于x轴对称进行转化,若存在定点Q,则点Q必在ε轴上,这是解题的关键。

正解:(1)设M(x,y),根据题意知

(2)由题知F(2,0),且直线l的斜率存在,设为k,则直线l的方程为y=k(x-2)。

由椭圆的对称性知,若存在定点Q,则点Q必在x轴上,故假设存在定点Q(l,0),使得P,B,Q三点共线,则所//Q且P(r,一y)。

,5

故存在定点Q(可,o),使得P,B,Q三点共线。

(责任编辑王福华)

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