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專題3圓錐曲線大題處理策略:非對(duì)稱韋達(dá)定理在圓錐曲線解答題中我們通常利用直線與二次曲線聯(lián)立得到一元二次方程的韋達(dá)定理來處理類似等結(jié)構(gòu),這些形式通過合理的變形均可以用整體帶入的方法達(dá)到避開解交點(diǎn)坐標(biāo)的目的。(這是圓錐曲線大題中普遍使用韋達(dá)定理的初衷)。但我們?cè)谧鲱}中也經(jīng)常會(huì)遇到類似于這種系數(shù)不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),稱之為“非對(duì)稱韋達(dá)定理”。顯然按照先前的方法就很難順利的處理掉,本專題就此類問題給出幾個(gè)常見的處理策略。例題講解:例題講解:例題:已知橢圓過點(diǎn),且離心率為。求橢圓方程(2)分別為橢圓的上下頂點(diǎn),過點(diǎn)斜率為的直線與橢圓交于兩點(diǎn),求證:直線的交點(diǎn)在定直線上解:橢圓,設(shè),直線的方程為:聯(lián)立方程,得,得則直線的方程為:,直線的方程為:(這里先要根據(jù)對(duì)稱性分析預(yù)判交點(diǎn)在平行于軸的定直線上以確定下一步的消元方向?。。┞?lián)立兩直線方程消元:(的系數(shù)不對(duì)稱了)(無論怎么消元都會(huì)得到類似的一個(gè)非對(duì)稱結(jié)構(gòu))下面給出幾種處理策略:策略1:常規(guī)方法(計(jì)算量大,費(fèi)事費(fèi)勁,準(zhǔn)確率低)由二次方程解出代入化簡(jiǎn),,得即直線的交點(diǎn)在定直線上策略2:利用韋達(dá)定理保留一個(gè)(解方程組,這是一種試探性的化簡(jiǎn),“前途未卜”,不具一般性)由韋達(dá)定理得帶入化簡(jiǎn),得即直線的交點(diǎn)在定直線上策略3:將與的關(guān)系代入化簡(jiǎn)(和積轉(zhuǎn)換,一般是積轉(zhuǎn)和)由,得(即)帶入化簡(jiǎn),得,即直線的交點(diǎn)在定直線上策略4:帶一點(diǎn)進(jìn)曲線方程轉(zhuǎn)化為對(duì)稱韋達(dá)定理(曲線代換,例如2020年全國(guó)一卷題)帶點(diǎn)進(jìn)橢圓方程得化簡(jiǎn)得進(jìn)而得到,帶入化簡(jiǎn)(奇跡出現(xiàn)了,“對(duì)稱韋達(dá)定理”)接下來就是常規(guī)套路,不多贅述了。知識(shí)點(diǎn)講解:知識(shí)點(diǎn)講解:韋達(dá)化處理由引例1可知,核心條件坐標(biāo)化后,并不全是直接韋達(dá)化的形式.對(duì)于坐標(biāo)化后的表達(dá)式不是韋達(dá)形式的,還需進(jìn)行韋達(dá)化處理.韋達(dá)化處理主要有以下幾種處理方法:代換(直線代換或曲線代換)、和積消元法、配湊、解方程組.韋達(dá)化處理一:代換——即消去x或y中的一個(gè)由于我們聯(lián)立后的方程式關(guān)于x或y的二次方程,韋達(dá)定理中的兩根之和與兩根之積只式單獨(dú)的x或y的形式,而此時(shí)坐標(biāo)表達(dá)式并非是直接的韋達(dá)形式,因此需進(jìn)行代換:方向一:直線代換:)又,即方向二:曲線代換:若兩個(gè)點(diǎn)均在直線和曲線上,那么形如的式子,如果用直線替換顯然麻煩,注意到,替換掉原式中含有的,可以得到。韋達(dá)化處理二:和積消元法和積轉(zhuǎn)換——找出韋達(dá)定理中的兩根之和與兩根之積的關(guān)系由韋達(dá)定理可得,所以,代入中,整理,即可得,為定值,得證.若看不出兩根之和與兩根之積的關(guān)系怎么辦呢?我們不妨用待定一下系數(shù),設(shè),∴韋達(dá)化處理三:配湊配湊法進(jìn)行韋達(dá)化處理,一個(gè)經(jīng)典案例就是弦長(zhǎng)中的.對(duì)于前述坐標(biāo)化后的部分式子,也需要作配湊處理:(1),即,其中k為直線AB斜率,再用直線代換,即,得.此處需注意兩點(diǎn),一是,幾何意義即為直線斜率,二是通過平方差公式因式分解轉(zhuǎn)化,對(duì)于含平方形式是有力手段.(2).(3),此處考慮直線代換,,再代入上式即可得.(4),而,整理得.(5)此形式可以配湊倒數(shù)關(guān)系,,故,配湊可得.高考講解:高考講解:1.(2023年新課標(biāo)Ⅱ卷第21題)已知雙曲線C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),左焦點(diǎn)為,離心率為.(1)求C的方程;(2)記C的左、右頂點(diǎn)分別為,,過點(diǎn)的直線與C的左支交于M,N兩點(diǎn),M在第二象限,直線與交于點(diǎn)P.證明:點(diǎn)在定直線上.【答案】(1)(2)證明見解析.【詳解】(1)設(shè)雙曲線方程為,由焦點(diǎn)坐標(biāo)可知,則由可得,,雙曲線方程為.(2)[方法一]:非對(duì)稱韋達(dá)定理:由(1)可得,設(shè),顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線的方程為,且,與聯(lián)立可得,且,則,

直線的方程為,直線的方程為,聯(lián)立直線與直線的方程可得:配湊半代換換配湊半代換換,由可得,即,據(jù)此可得點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng).[方法二]:非對(duì)稱韋達(dá)定理:由(1)可得,設(shè),顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線的方程為,且,與聯(lián)立可得,且,則,

所以,直線的方程為,直線的方程為,積化和聯(lián)立直線與直線的方程可得:積化和由可得,即,據(jù)此可得點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng).[方法三]:非對(duì)稱韋達(dá)定理:由(1)可得,設(shè),顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線的方程為,與聯(lián)立可得,則,

直線的方程為,直線的方程為,曲線替換聯(lián)立直線與直線的方程可得:曲線替換所以因?yàn)?,所以。得,即,?jù)此可得點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng).[方法四]:平移坐標(biāo)系將原坐標(biāo)系平移,原來的O點(diǎn)平移至點(diǎn)處,則在新的坐標(biāo)系下橢圓的方程為,設(shè)直線的方程為.將直線方程與橢圓方程聯(lián)立得,即,化簡(jiǎn)得,即.由韋達(dá)定理得設(shè),直線方程過點(diǎn),所以.則。由于,則.設(shè)直線,聯(lián)立方程得,可得,據(jù)此可得點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng).類型題講解:類型題講解:反設(shè)直線例1.已知點(diǎn)F為橢圓的右焦點(diǎn),A,B分別為其左、右頂點(diǎn),過F作直線l與橢圓交于M,N兩點(diǎn)(不與A,B重合),記直線AM與BN的斜率分別為證明為定值.反設(shè)直線積化和【解析】法一:由題,A(-2,0),B(2,0),設(shè),則,,聯(lián)立,消x得,且△>0,則.積化和所以,代入得,,為定值,得證.法二:由題,A(-2,0),B(2,0),設(shè),則,,聯(lián)立,消x得,且△>0,則.因此,得證.配湊半代換換法三:當(dāng)直線l斜率不存在時(shí),此時(shí),,或,,配湊半代換換反設(shè)直線因此或,,此時(shí)均有,為定值.反設(shè)直線當(dāng)直線l斜率存在時(shí),不妨就直線,,,因此,,,聯(lián)立,消得,易知△>0,則.法四:當(dāng)直線l斜率存在時(shí),不妨就直線,,,積化和聯(lián)立,消得,因此,積化和所以,為定值,得證.法五:當(dāng)直線l斜率存在時(shí),不妨就直線,,,配湊半替換聯(lián)立,消得所以,配湊半替換即,為定值,得證.例2.已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為點(diǎn)在上,的周長(zhǎng)為,面積為(1)求的方程.(2)設(shè)的左?右頂點(diǎn)分別為,過點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),記直線的斜率為,直線的斜率為,則求直線和交點(diǎn)的軌跡方程。【答案】(1);(2)答案見解析.【解析】(1)依題意,得,即,解得所以的方程(2)設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程,化簡(jiǎn)整理,得,假設(shè),由韋達(dá)定理,得,得直線的方程:;直線的方程:;聯(lián)立方程,得,兩式相除,得,即,解得,所以直線和交點(diǎn)的軌跡方程是直線.練習(xí)題:練習(xí)題:1.已知橢圓的離心率為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為.(1)求橢圓C的方程;(2)設(shè)A,B分別為橢圓C的左、右頂點(diǎn),若過點(diǎn)且斜率不為0的直線l與橢圓C交于M、N兩點(diǎn),直線AM與BN相交于點(diǎn)Q.證明:點(diǎn)Q在定直線上.【答案】(1);(2)證明見解析.【解析】(1)因?yàn)闄E圓的離心率,,,又,.所以所以橢圓C的方程為.(2)解法一:設(shè)直線,,,,可得,所以.直線AM的方程:①直線BN的方程:②由對(duì)稱性可知:點(diǎn)Q在垂直于x軸的直線上,聯(lián)立①②可得.因?yàn)椋运渣c(diǎn)Q在直線上.解法二:設(shè),,,兩兩不等,因?yàn)镻,M,N三點(diǎn)共線,所以,整理得:.又A,M,Q三點(diǎn)共線,有:①又B,N,Q三點(diǎn)共線,有②將①與②兩式相除得:即,將即代入得:解得(舍去)或,(因?yàn)橹本€與橢圓相交故)所以Q在定直線上.2.點(diǎn)是橢圓的左右頂點(diǎn),若過定點(diǎn)且斜率不為0的直線與橢圓交于M,N兩點(diǎn),求證:直線AM與直線的交點(diǎn)在一條定直線上.【答案】證明見解析【解析】由題意得,,,設(shè),聯(lián)立,化簡(jiǎn)得(,由韋達(dá)定理得,,直線的方程為,直線的方程為,聯(lián)立,即,解得原式,故直線AM與直線BN交點(diǎn)在定直線x=4上.3.已知、分別是橢圓的左右項(xiàng)點(diǎn),離心率,P是橢圓E的上頂點(diǎn),且.(1)求橢圓E的方程;(2)若動(dòng)直線過點(diǎn),且與橢圓E交于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)M與點(diǎn)B關(guān)于y軸對(duì)稱,求證:直線恒過定點(diǎn).【答案】(1)【解析】解:(1)由題意得,,,則,所以,又,所以,,所以橢圓E的方程為.(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線過點(diǎn),當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線,,,則,由,消去y得.由,得,所以,.,直線的方程為,即,因?yàn)椋?,所以,直線的方程為可化為,則直線恒過定點(diǎn).綜上知直線恒過定點(diǎn).4.已知橢圓:()過點(diǎn),且離心率為.(1)求橢圓的方程;(2)記橢圓的上下頂點(diǎn)分別為,過點(diǎn)斜率為的直線與橢圓交于兩點(diǎn),證明:直線與的交點(diǎn)在

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