对一道椭圆中点弦问题的解法的探究

2023-03-31 17:28:22夏凡程
语数外学习·高中版下旬 2023年11期
关键词:韦达中点交点

夏凡程

椭圆中点弦问题经常出现在解析几何试题中.这类问题侧重于考查椭圆的方程、性质、图形,中点的坐标公式,直线的斜率公式、方程等.下面就一道典型的椭圆中点弦问题,谈一谈解答此类问题的方法.

一、利用韦达定理

得直线的斜率、方程.

解法1.由题意可知,直线[PQ]的斜率存在,设直线[PQ]的方程为[y=k(x+2)+3],[P(x1,y1),Q(x2,y2)],

将直线PQ与椭圆的方程联立,

消去[y],可得[(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16(k2+3k)=0],

得[Δ=-1278k>0],解得[k<0],

所以线段[MN]的中点是定点[(0,3)].

联立直线PQ和椭圆的方程,即可构造出一元二次方程,此时方程的两个根即为直线与椭圆的两个交点的横坐标或者纵坐标,根据韦达定理就能建立两个交点的坐标之间的关系.而根据中点坐标公式和直线的斜率公式,也能建立两个交点的横坐标或者纵坐标的关系式,据此建立方程或者方程组,即可求得中点弦问题的答案.

化简得[4y2+(9-36m)(x+2)2-12y(x+2)=0]③.

则[kAP,kAQ]为此方程的两个根,于是[kAP+kAQ=3],

直線的方程为[3(x+2)+4y=12],

可得[MN]的中点为[(0,3)].

综上所述,线段[MN]的中点是定点[(0,3)].

个根,即可根据韦达定理建立关系式[kAP+kAQ=3],进而求得线段[MN]的中点.

二、点差法

因为[B(-2,3)],

所以[-2-x1=λ(x2+2)],[3-y1=λ(y2-3)],

则[-2-2λ=λx2+x1],[3+3λ=λy2+y1],

[=(1-λ)(1+λ)],

将[-2-2λ=λx2+x1]和[3+3λ=λy2+y1]代入上式,

运用点差法解题,能有效地减少运算量,提升解题的效率.

解答椭圆中点弦问题,需要注意三点:(1)要谨慎运算,避免出现计算错误;(2)理清直线的斜率、椭圆的方程、弦中点坐标之间的关系;(3)要仔细观察式子的结构特征,简化运算.

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