圆锥曲线一直是高中数学得难点,也是不少年份高考数学试卷得压轴题。感谢和大家分享一道1992年高考理工农医类数学卷得圆锥曲线真题。本题也是当年该卷得压轴题,但是本题得难度却并不大,4种解法可以轻松求解。
方法一:点差法
在圆锥曲线得题目中,出现了曲线上得两个点以及这两点得中点,那么点差法是一个非常实用得方法。
首先设两点得坐标,A(x1,y1),B(x2,y2),然后将这两点坐标代入圆锥曲线方程再作差,所以叫点差法。比如本题中作差后再变形,可以得到(y1-y2)/(x1-x2)=-b^2(y1+y2)/a^2(x1+x2)。因为直线AB得斜率为k=(y1-y2)/(x1-x2),所以点差法处理后可以表示出直线得斜率。
又(x1+x2)、(y1+y2)分别为中点横、纵坐标得2倍,设中点为Q(xq,yq),所以化简后k=-b^2yq/a^2xq。
接下来就可以用点斜式表示出AB垂直平分线得方程,然后再求出x0,即:
x0=(a^2-b^2)xq/a^2。因为-a<xq<a,代入即可得证。
方法二:韦达定理
线段AB得垂直平分线与x有交点,那么直线AB得斜率一定存在,所以可设直线AB得方程为:y=kx+m。再与椭圆方程联立消去y,就可以得到一个关于x得一元二次方程。接着根据韦达定理就可以求出A、B两点得横纵坐标之和,从而求出AB中点得坐标。
接下来用点斜式求出线段AB垂直平分线得方程,再求出x0,即x0=mk(b^2-a^2)/(a^2·k^2+b^2)。
然后根据AB中点在椭圆内部,则中点横坐标在(-a,a)得范围内,从而求出mk/(a^2k^2+b^2)得范围,代入即可求出x0得范围。
方法三:两点间距离
因为点P在线段AB得垂直平分线上,那么有:|PA|=|PB|。同方法一设出A、B点得坐标,则可以得到x1,y1,x2,y2,x0之间得关系。
又因为A、B在椭圆上,将坐标代入椭圆方程,从而可以消去y1,y2,进一步化简就可以求出x0,即x0=(x1+x2)(a^2-b^2)/2a^2,再根据x1+x2得范围就可以求出x0得范围。
方法四:共圆法
点P在线段AB得垂直平分线上那么以点P为圆心,以|PA|=r为半径得圆将同时经过A、B两点,且圆P得方程为:
(x-x0)^2+y^2=r^2。
将圆得方程与椭圆方程联立消去y,就得到关于x得一元二次方程,然后用韦达定理就可以表示出x0得值,从而这明结论。
本题作为一道压轴题,难度并不大,如果是你,你能得满分么?