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1
对称与中垂线问题解法技巧(点差法)
一、弦中点问题的基本解法及技巧
1、与椭圆的弦的中点有关的问题,我们称之为椭圆的中点弦问题。
2、解椭圆的中点弦问题的一般方法是:
(1)判别式法:联立直线和椭圆的方程,借助于一元二次方程的根的判别式、
根与系数的关系、中点坐标公式求解。
(2)点差法:若设直线与椭圆的交点(弦的端点)坐标为
)
,
(
1
1 y
x
A
、
)
,
(
2
2 y
x
B
,将这两点代入椭圆的方程并对所得两式作差,得到一个与弦AB 的中
点和斜率有关的式子,可以大大减少运算量。我们称这种代点作差的方法为
“点差法”。
3、设直线的技巧:
(1)直线过定点时引入参数斜率,利用点斜式设方程,注意讨论斜率存在与不
存在两种情况。
(2)直线斜率一定时引入参数截距,利用斜截式设方程。
(3)已知一般直线可设直线的斜截式方程,利用条件寻找k 与b 的关系。
二、重点题型例题及总结
(一)、求过中点的弦所在直线方程问题
注意:解决过中点的弦的问题时判断点M 位置非常重要。
(1)若中点M 在圆锥曲线内,则被点M 平分的弦一般存在;
(2)若中点M 在圆锥曲线外,则被点M 平分的弦可能不存在。
结论:(1) 设椭圆
的弦AB 的中点为P
(
,则
2
2
AB
op
b
k k
a
(2) 设双曲线
的弦AB 的中点为P
(
则
。
(3)设抛物线
的弦AB 的中点为P
(
则
。
例题1、过椭圆
1
4
16
2
2
y
x
内一点M(2,1)引一条弦,使弦被点M 平分,求这
条弦所在的直线方程。
解法一:设所求直线方程为y-1=k(x-2),代入椭圆方程并整理得:
0
16
)1
2
(
4
)
2
(
8
)1
4
(
2
2
2
2
k
x
k
k
x
k
又设直线与椭圆的交点为A(
1
1, y
x
),B(
2
2, y
x
),则
2
1, x
x
是方程的两个根,于
1
2
2
2
2
b
y
a
x
)
,
(
0
0 y
x
)
0
0
y
0
0
2
2
y
x
a
b
kAB
1
2
2
2
2
b
y
a
x
)
,
(
0
0 y
x
)
0
0
y
0
0
2
2
y
x
a
b
kAB
px
y
2
2
)
,
(
0
0 y
x
)
0
0
y
0y
p
k AB
2
是
1
4
)
2
(
8
2
2
2
1
k
k
k
x
x
,
又M 为AB 的中点,所以
2
1
4
)
2
(
4
2
2
2
2
1
k
k
k
x
x
,解得
2
1
k
,故所求直线方程
为
0
4
2
y
x
。
解法二:设直线与椭圆的交点为A(
1
1, y
x
),B(
2
2, y
x
),M(2,1)为AB 的中点,
所以
4
2
1
x
x
,
2
2
1
y
y
,
又A、B 两点在椭圆上,则
16
4
2
1
2
1
y
x
,
16
4
2
2
2
2
y
x
,
两式相减得
0
)
(
4
)
(
2
2
2
1
2
2
2
1
y
y
x
x
,
所以
2
1
)
(
4
2
1
2
1
2
1
2
1
y
y
x
x
x
x
y
y
,即
2
1
AB
k
,
故所求直线方程为
0
4
2
y
x
。
(二)、求与中点弦有关的圆锥曲线的方程
例2、已知中心在原点,一焦点为
)
50
,0
(
F
的椭圆被直线
2
3
:
x
y
l
截得的弦
的中点的横坐标为2
1
,求椭圆的方程。
解:设椭圆的方程为
1
2
2
2
2
b
x
a
y
,则
50
2
2
b
a
┅┅①
设弦端点
)
,
(
1
1 y
x
P
、
)
,
(
2
2 y
x
Q
,弦PQ 的中点
)
,
(
0
0 y
x
M
,则
2
1
0
x
,
2
1
2
3 0
0
x
y
1
2
0
2
1
x
x
x
,
1
2
0
2
1
y
y
y
又
1
2
2
1
2
2
1
b
x
a
y
,
1
2
2
2
2
2
2
b
x
a
y
两式相减得
0
)
)(
(
)
)(
(
2
1
2
1
2
2
1
2
1
2
x
x
x
x
a
y
y
y
y
b
即
0
)
(
)
(
2
1
2
2
1
2
x
x
a
y
y
b
2
2
2
1
2
1
b
a
x
x
y
y
3
2
2
b
a
┅┅②
联立①②解得
75
2
a
,
25
2
b
所求椭圆的方程是
1
25
75
2
2
x
y