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用极点三角形解圆锥曲线直线过动点问题

**分四步,一、设点设直线,二、联立用韦达,三、三点共线用斜率关系列等式,四、根据极点刻意去配凑

用极点三角,计算出过n=1,配凑(n-1)的因式

拾之九八
例一:北京卷:已知椭圆 C:x28+y24=1

,与y轴的交点为A,B点A位于B的上方),直线

y=kx+4

与曲线C交于不同的两点连接交于点

M,N,连接AM,BN交于点G

,求证:点

G

纵坐标为定值。
预判:(0,4)点的极线为 点在此准线上

0⋅x8+4y4=1⇒y=1G点在此直线上

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一、设点、设直线:
设三点直线

M(x1,y1),N(x2,y2),G(m,n),A(0,2),B(0,−2)直线lMN:y=kx+4

二、联立方程写韦达;

{y=kx+4×2+2y2−8=0⇒2(kx+4)2+x2−8=0⇒(2k2+1)x2+16kx+24=0

x1+x2=−16k2k2+1x1x2=242k2+1

三、三点共线用斜率列等式,
MBG三点共线:

y1+2×1=n+2m(1)

NAG三点共线:

y2−2×2=n−2m(2)

两式相除,得:

y1+2×1⋅x2y2−2=n+2n−2

四、交叉相乘再按需要配凑n-1:

(n+2)x1(y2−2)=(n−2)x2(y1+2)⇒(n+2)x1(kx2+2)=(n−2)x2(kx1+6)

⇒(n+2)kx1x2+2(n+2)x1=(n−2)kx2x1+6(n−2)x2

⇒4kx1x2+2(n−1+3)x1−6(n−1−1)x2=0

⇒2kx1x2+(n−1)(x1−3×2)+3(x1+x2)=0

⇒2k⋅242k2+1+(n−1)(x1−3×2)+3⋅−16k2k2+1=0⇒(n−1)(x1−3×2)=0

⇒n=1

G点定直线

y=1



例2:江苏卷例题:

x29+y25=1

左右顶点为A,B,设过点

T(t,m)

的直线

TA,TB

与椭圆分别交于其中设求证直线必过轴上的定点。

m(x1,y1),N(x2,y2),其中m>0,y1>0,y2<0.设t=9,求证直线MN必过x轴上的定点。

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定点G(n,0)的极线为刻意构造

x=9,nx9+0⋅y5=1⇔x=9⇒n=1刻意构造n−1

一、设点设直线:
设设直线过定点点

M(x1,y1),N(x2,y2),设直线MN过定点点G(n,0),lMN=ty+nA(−3,0),B(3,)

·
二、联立方程

{x=ty+n5x2+9y2−5×9=0⇒5(ty+n)2+9y2−5×9=0

⇒(5t2+9)y2+10nt⋅y+5×(n2−9)=0

y1+y2=−10nt5t2+9y1y2=5(n2−9)5t2+9

三、三点共线斜率有等式

kAM=y1x1+3=m12=kTA(1)

kBN=y2x2−3=m6=kTB(2)

两式相除,得:

y1x1+3⋅x2−3y2=12∗

y2(x1+3)=2y1(x2−3)⇒x1y2+3y2=2x2y1−6y1

第四步:刻意构造(n-1)的因式分解式
从上式可以看出,消去x比消y简单一些。
⇒(ty1+n)y2+3y2=2(ty2+n)y1−6y1

⇒ty1y2+2(n−3)y1−(n+3)y2=0

⇒ty1y2+2(n−1−2)y1−(n−1+4)y2=0

ty1y2+(n−1)(2y1−y2)−4(y1+y2)=0

⇒t⋅5(n2−9)5t2+9+(n−1)(2y1−y2)−4⋅−10nt5t2+9=0

⇒5t(n2+8n−9)5t2+9+(n−1)(2y1−y2)=0

⇒(n−1)⋅[5t(n+9)5t2+9+(2y1−y2)]=0

⇒n−1=0∴

n=1,直线过定点G(1,0)
对第四步的处理还有以下两种方法:

法二、
利用椭圆第三定义对非对称韦达定理处理 利用椭圆第三定义对非对称韦达定理处理

y1x1+3⋅x2−3y2=12

kAM⋅kBM=−b2a2=−59

kAM=y1x1+3=−59⋅1kBM=−59⋅x1−3y1

y1x1+3⋅x2−3y2=−59⋅x1−3y1⋅x2−3y2=12

x1−3y1⋅x2−3y2=x1x2−3(x1+x2)+9y1y2

x1x2=(ty1+n)(ty2+n)=t2y1y2+nt(y1+y2)+n2

−3(x1+x2)=−3(ty1+n+ny2+n)=−3t(y1+y2)−6n

分子

分子=t2y1y2+t(n−3)(y1+y2)+n2−6n+9

x1x2−3(x1+x2)+9y1y2=t2y1y2+t(n−3)(y1+y2)+(n−3)2y1y2

=t2⋅5(n2−9)+t(n−3)(−10nt)+(n−3)2(5t2+9)5(n2−9)

∵y1+y2=−10nt5t2+9y1y2=5(n2−9)5t2+9

5n2t2−5⋅9t2−10n2t2+30nt2+5n2t2−30nt2+9⋅5t2+9(n−3)25(n2−9)

=9(n−3)25(n+3)(n−3)=−95⋅12

⇒n−3n+3=−12⇒n=1

法三、韦达定理的和积互化处理非对称韦达定理。

y1x1+3⋅x2−3y2=12=

y1(ty2+n−3)y2(ty1+n+3)=ty1y2+(n−3)y1ty1y2+(n+3)y2

∵y1+y2=−10nt5t2+9y1y2=5(n2−9)5t2+9

y1y2=λ⋅(y1+y2)⇒λ=n2−9−2nt

ty1y2+(n−3)y1ty1y2+(n+3)y2=t⋅n2−9−2nt(y1+y2)+(n−3)y1t⋅n2−9−2nt(y1+y2)+(n+3)y2

=

(n2−9)⋅(y1+y2)−2n(n−3)y1(n2−9)(y1+y2)−2n(n+3)y2=(n−3)⋅[(n+3)(y1+y2)−2ny1](n+3)⋅[(n−3)(y1+y2)−2ny2]

=(n−3)⋅[y1(3−n)+y2(n+3)](n+3)⋅[y1(n−3)−y2(n+3)]=−n−3n+3=12

∴n=1

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