2023届高三寒假数学二轮微专题45讲 32.齐次化方法
展开中的几何意义为:直线与曲线的交点与原点的连线的斜率,即的斜率,设为,由韦达定理知,,从而能通过最初的二次曲线和直线相交,得出的性质,倒过来,我们也可以通过的性质与二次曲线得出的性质.
若定在不在坐标原点,我们就需要先平移,设平移后的直线为(这样齐次化更加方便,相当于“1”的妙用),与平移后的圆锥联立,构造,然后等式可以直接利用韦达定理得出斜率之和或者斜率之积,,,即可得出答案.
二.典例分析
具体操作步骤
第一步:将坐标系平移到(不妨设其在第一象限)后得到新的椭圆方程:
.
第二步,写出直线方程:令,则令.
第三步:联立方程:,凑出满足题干的斜率形式即可.
例1..(2017年全国1卷).已知椭圆,不过点的直线与椭圆交于两点,若直线的斜率之和为,证明:直线恒过定点.
证明:以点为坐标原点,建立新的直角坐标系,如下图所示:
,即.所以.
因为,则转换到新坐标为,即
.设直线的方程为,将原椭圆方程转化为,
则转换到新坐标为,展开得,构造齐次式
整理得,两边同除以,则
所以,因此.
而,所以对于任意都成立
则,故对应原坐标为,所以直线恒过定点
例2.(2020山东卷)已知椭圆C:的离心率为,且过点.
(1)求的方程:
(2)点,在上,且,,为垂足.证明:存在定点,使得为定值.
解析:(1)椭圆方程为:.
(2)将原坐标系平移,原来的O点平移至点A处,则在新的坐标系下椭圆的方程为,设直线的方程为.将直线方程与椭圆方程联立得,即,化简得,即.
设,因为则,即.
代入直线方程中得.则在新坐标系下直线过定点,则在原坐标系下直线过定点.又,D在以为直径的圆上.的中点即为圆心Q.经检验,直线垂直于x轴时也成立.故存在,使得.
例3.(2022新高考1卷)已知点在双曲线上,直线交于,两点,直线,的斜率之和为0.
(1)求的斜率;
(2)若,求的面积.
解析:双曲线方程为,设,
∵AP,AQ的斜率之和为0,∴,
故将双曲线方程为变形为:,
且设直线,
由式有:
,(两边同除以),
即,而是此方程的两根.
∴,故直线斜率为−1.
习题演练.抛物线,过原点的两条相互垂直的直线交抛物线于两点,求证:直线过轴上一定点.
证明:设 = 1 \* GB3 ① 抛物线: = 2 \* GB3 ② = 1 \* GB3 ①转化为,代入 = 2 \* GB3 ②(目的是转化为二次齐次式)得,即,可转化为,因为,所以.所以直线恒过点
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