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圆锥曲线中两条直线斜率之积为定值的探究*

2021-07-24重庆市长寿中学校401220

中学数学研究(江西) 2021年7期
关键词:定值双曲线斜率

重庆市长寿中学校 (401220) 田 鹏

1 问题背景

圆锥曲线中关于定点、定值的问题是历年高考试题和各地的模拟试题中常考问题.这类问题综合性强,计算量大,结论优美,蕴含丰富的背景,结论可以推广.另外,斜率是解析几何中刻画直线的重要因素, 在判断直线间的关系时起到了不容忽视的作用.本文对圆锥曲线中两条直线斜率之积为定值进行分析、研究、推广.

2 原题呈现

本题主要考查直线与椭圆的位置关系,第(1)问是求椭圆的标准方程,构建相关方程组,易求得答案.第(2)问是证明两条直线斜率之积为定值的问题,综合性强,计算量较大.核心步骤是设出直线l的方程,联立直线l的方程和椭圆的方程,构建A,B两点的坐标关系,表示出直线AP和BP的方程,联立直线l1的方程求解M和N的坐标,再用斜率公式表示kQM·kQN,最后化简求得答案.

从解答过程看,只要理清题干里面的点、线位置关系,构建解题顺序,准确计算每一步骤中的代数式,易求出答案.求解后,有三个方面的问题引起了笔者的思考:其一,点P的位置具有特殊性吗?其二,直线l所过定点和直线l1的方程之间有什么关联吗?其三,该结论是否具有一般性,能否推广到双曲线和抛物线中.沿着这个思路,笔者进行了以下的探究.

探究发现,kQM·kQN为定值与点P(s,t)(与A,B不重合)在椭圆上的位置无关,自然思考结论可能会与定点Q和定直线l1有关,故继续进行下列探究.

探究发现,kQM·kQN为定值与定点Q和直线l1有关,此结论可推广到任意的椭圆中.

探究发现,结合探究1、探究2发现kQM·kQN为定值只与定点Q和定直线l1有关.即有如下结论:

类似地,可以证明在双曲线和抛物线中,即有如下结论:

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