多视角解析一道2021年三模压轴题
2021-05-30贺凤梅



摘 要:对于圆锥曲线类问题,大多数学生都有一定的解题思路,但由于对知识理解不深刻,导致方法选择不当,从而运算不彻底,最终得不到正确答案.圆锥曲线中两直线斜率的乘积、和、比值为定值反映了曲线的本质,抓住这个关键,可以突破难点.
关键词:椭圆;斜率;定值
中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)34-0080-03
收稿日期:2021-09-05
作者简介:贺凤梅(1979-),女,湖北省随州人,本科,中学一级教师,从事中学数学教学研究.
一、题目呈现
题目 (2021年高三年级第三次诊断性测试 理科数学第20题)已知A,B分别为椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右顶点,过左焦点F(-2,0)的直线l与椭圆C交于P,Q两点,当直线l与x轴垂直时,PQ=103.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设直线AP,BQ的斜率分别为k1,k2,试问k1k2是否为常数. 若是,求出这个常数;若不是,说明理由.
二、总体分析
定点、定值是圆锥曲线中的常见问题,问题的呈现形式有:以两直线斜率乘积、和、比值为定值引出的直线过定点;或已知直线过定点,能否得出两直线斜率之积、和或比值为定值. 本文拟以直线过定点,两直线斜率比值为定值进行多视角探究,旨在理清问题的本质,找到解决此类问题的行之有效的方法.
三、试题解答
第(1)问,易求得椭圆C的标准方程为x29+y25=1.
以下重点探讨第(2)问.
视角1利用直线的普通方程求解.
解法1 设直线l的方程为x=my-2,代入x29+y25=1,整理得(5m2+9)y2-20my-25=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y2=20m5m2+9, ①
y1y2=-255m2+9. ②
由①②,得y1y2y1+y2=-54m,
即my1y2=-54(y1+y2). ③
由题设及第(1)问可得A(-3,0),B(3,0),k1=kAP=y1x1+3,k2=kBQ=y2x2-3.
所以k1k2=y1x1+3·x2-3y2=y1[(my2-2)-3][(my1-2)+3]y2=my1y2-5y1my1y2+y2.
将③代入得k1k2=-54(y1+y2)-5y1-54(y1+y2)+y2=25y1+5y25y1+y2=5.
所以k1k2=5.
解法2设直线l的方程为y=m(x+2)(易知m≠0),代入x29+y25=1,整理,得 (9m2+5)x2+36m2x+36m2-45=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-36m29m2+5, ④
x1x2=36m2-459m2+5. ⑤
由解法1,k1=kAP=y1x1+3,k2=kBQ=y2x2-3.
所以k1k2=y1x1+3·x2-3y2=m(x1+2)(x2-3)(x1+3)·m(x2+2)=x1x2+2x2-3x1-6x1x2+3x2+2x1+6=x1x2-3(x1+x2)+5x2-6x1x2+2(x1+x2)+x2+6,
将④⑤代入,化简整理,得
k1k2=5[18m2-15+(9m2+5)x2]18m2-15+(9m2+5)x2=5.
所以k1k2=5.
評注 以上两种解题方法均……
