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高中数学|椭圆焦点弦定值题:设线联立韦达,斜率之比恒为定值
靖競|高中数学
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01导语
过椭圆外一点作弦,两条端点与焦点连线段斜率的比值居然是定值——这类”焦点弦斜率”定值题在选择题里出镜率很高。它的解法非常模板化:设线、联立、韦达定理三件套,把两个斜率打包相加,分子恰好正负抵消,答案自己浮出水面。真正容易被扣分的是两处细节:设线方式为什么选x=ty+2,以及”斜率不为零”这个前提在收尾时怎么用。
02原题
设F为椭圆的右焦点,过点(2,0)的直线与椭圆C交于A,B两点,设直线AF,BF的斜率分别为k₁,k₂(k₂≠0),则为( )
A.−1 B.1 C.4 D.−4
答案
为定值−1,选A.
03解析
第一步:先把椭圆的基本量盘清楚。由知a²=2,b²=1,故c²=a²−b²=1,右焦点F(1,0)。过点(2,0):因为,点(2,0)在椭圆外,直线与椭圆交于两点需要判别式把关,这步后面补。
第二步:设线——为什么用x=ty+2。直线过(2,0),常见设法是y=k(x−2),但它盖不住竖直线x=2;换成x=ty+2,盖不住的变成了水平线y=0。哪个更好?看竖直线x=2:与椭圆联立得y²=−1,根本不相交,本来就该排除;再看水平线y=0:与椭圆交于,此时A、B、F三点共线,k₁=k₂=0,与题目前提k₂≠0矛盾,同样被排除。所以设
AB:x=ty+2
恰好覆盖了所有合法情形。设A(x₁,y₁),B(x₂,y₂),联立
判别式Δ=16t²−8(t²+2)=8(t²−2)>0,即t²>2时有两个不同交点。由韦达定理,
第三步:把两个斜率打包相加。由x=ty+2得x₁−1=ty₁+1,x₂−1=ty₂+1,于是
分子用第二步的韦达结果代入:
第四步:分母不能不查。.由第二步的判别式结论t²>2,分母,所以k₁+k₂=0成立。
第五步:从”和为零”到”比值为−1“。k₁+k₂=0即k₁=−k₂。题目已给k₂≠0;再看k₁:若k₁=0,则y₁=0,与矛盾,故k₁≠0。两斜率都非零,放心作比:
即为定值−1,选A.
数值抽查(选择题的保险丝)。取t=2,直线x=2y+2,联立得3y²+4y+1=0,y=−1或,即A(0,−1),。,,比值恰为−1,与一般结论吻合。
04思维升华
这道题的骨架只有一句话:斜率不好直接求比值,就先证”和为零”。设线用x=ty+2而不是y=k(x−2),妙处有两层:一是把”必然排除”的竖直线留给参数t=0,把需要题目前提排除的水平线留给”无穷远”,设线方式与合法情形严丝合缝;二是x₁−1=ty₁+1这类替换让分母里的(x−1)直接变成韦达友好的线性式,分子才可能正负抵消。收尾的三道检查一个都不能省:判别式给出t²>2,它既是交点合法性的保证,又在第四步顺手证明了分母非零;“和为零”推”比值为定值”必须补上两个斜率都非零,否则是无效运算;最后用特殊值代入验算一遍,选择题三十秒锁定答案。以后见到”过定点的弦、焦点连线斜率”这类组合,先想加法,再谈比值——套路稳了,速度和正确率就都稳了。















































































