一道直线过定点问题的多解探究
2025-08-12宋楠
1 例题呈现
已知椭圆
上有一点 A(0,1) ,设点 O 为坐标原点,直线 l:y=kx+t(t≠±1) 与椭圆 C 交于两个不同点 P,Q ,直线 AP 与 x 轴交于点 M ,直线 AQ 与 x 轴交于点 N ,若 ∣OM∣⋅∣ON∣=2 ,求证:直线 ξl 恒过定点.
2 方法展示
2. 1 利用斜率乘积为定值
直线过定点的问题,一般需要将直线方程和椭圆方程联立,通过设而不求的方式得到参数之间的关系,最后得到直线恒过定点.在此过程中要注重直线的几何位置,利用一些椭圆的二级结论,如经过椭圆两顶点并交于一点的直线斜率乘积为定值进行列式求解.
证明 若 k=0 则 ∣OM∣∙∣ON∣≠2. 当 k≠0 时,设 P(x1,y1),Q(x2,y2),M(m 0), N(n,0) ,则
又因为 ∣OM∣∙∣ON∣=2
所以 mn=±2 .
联立 
得 (1+2k2)y2-2ty+t2-2k2=0
代人 

得 
若 
故 2t-2=2t+2 ,矛盾,舍去;
若
,则 t=0
于是直线 l:y=kx ,即恒过定点 (0,0)
评析掌握一些圆锥曲线中的常用结论,并补充相应的结论证明,就可以列出相关等式进行求解.
2.2 利用坐标变换
坐标变换是一种简化问题的处理方法,通过对椭圆图形进行改变,使得其几何位置更加特殊,从而简化对直线定点的求解.例如可以通过坐标变换的方式将定点转化为新坐标系中的原点,再进行反推,证明 设
则椭圆方程变换为 
艮
(20
设直线 l:mx′+ny′=1 (假设直线 ξl 在新坐标下不过原点).
联立 
(20
得 
山 

换元得 
即 (2+4n)s2+4ms+1=0
由韦达定理得s1S2=2+4n
结合已知条件得 n=0 或 n=-1
当 n=0 时,
即
,此时直线 ξl 的斜不存在,舍去;
当 n=-1 时,直线 ξl 的方程为 mx′2-y′2=1 ,可知直线 ξl 过定点 (0,-1) ,即在原坐标系中的定点为(0,0).
若直线 ξl 在新坐标系下过原点,则在原坐标系中过点(0,1),与题意矛盾.
评析此方法难度较大,需要学生理清两个坐标系之间的联系,同时保证运算的准确性.
2.3 利用坐标表示
对于题目中的……
