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构造齐次式巧解解几中的斜率之和(积)问题

2022-04-11江苏省如皋中学226500曹春茂

中学数学研究(江西) 2022年4期
关键词:抛物线

江苏省如皋中学 (226500) 曹春茂

分析、解决直线与圆锥曲线交汇中,具有公共点的两条直线的斜率之和或斜率之积问题时,我们经常采用的就是“设而不求”技巧,对字母形式的代数运算以及推理能力的要求较高.为了简化运算,优化解题思维过程,现给出一种具有创新性的方法——在适当建立新的平面直角坐标系的基础上,借助“构造齐次式”,可巧妙处理此类问题.这种创新方法能够引导我们不断探索新颖别致的解法,培养探索精神,同时可帮助我们提升数学核心素养.

典型问题已知P是平面内的一个定点,圆锥曲线C上有两动点A,B,证明:直线PA与PB斜率之和(或积)为定值.

解题步骤:(1)在公共点P处建立新的平面直角坐标系(横轴与原来的横轴平行或重合,正方向相同;纵轴与原来的纵轴平行或重合,正方向相同),则可将原问题等价转化为在新系下,证明直线PA与PB斜率之和(或积)为定值.

特别注意:若给定直线PA与PB斜率之和(或积)为定值,证明直线AB恒过定点.需要先在新系下,证明直线AB恒过定点;再在原坐标系下,具体分析定点的坐标.

图1

(2)当直线PQ经过坐标原点时,易知直线AP与AQ斜率之和为2.

图2

在新系下,设直线PQ的方程为mx+ny=1,则根据直线PQ经过点(1,2)可得m+2n=1.

(1)求C的方程;(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点,若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:l过定点.

(2)先分析直线l不经过坐标原点的情形.

图3

评注:第(2)问巧解,首先是在新坐标系下,通过“构造齐次式”,结合题设得到参数m,n满足的关系式2m-2n=1,进而得到直线l过定点(2,-2);……

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