斜率和(或積)為定值條件下圓錐曲線的性質

遼寧省黑山縣第一高級中學

一、考題再現

題目1(高二第26屆“希望杯”賽第20題) 已知拋物線C:y2=4x,A(4,4),動點P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,若則直線PQ過定點D,點D的坐標是( ).

題目2(2009年高考遼寧卷理科第20題文科第22題) 已知,橢圓C經過一點A(1,1.5),兩個焦點為(-1,0),(1,0).

(1) 求橢圓C的方程.

(2)E,F是橢圓C上的兩個動點,如果直線AE的斜率與AF的斜率互為相反數,證明直線EF的斜率為定值,并求出這個定值.

以上兩道題都有斜率和為定值這個條件,這引起筆者濃厚興趣,經過深入研究得出如下的一些性質.

二、拋物線y2 =2px 在斜率和(或積)為定值條件下的性質

定理1已知拋物線C:y2=2px,定點A(a,b)∈C,動點P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,若kAP+kAQ=γ.

(1) 當γ=0時,kP Q為定值,且等于拋物線在A點處切線斜率的相反數;

(2) 當時0,則直線PQ恒過定點D,且

證明由題設有所以kAP=

(i) 若kAP+kAQ=0,則2p(y1+y2+2b)=0,所以為定值,2yy′=2p,故

直線PQ則

定理2已知拋物線C:y2=2px,定點A(x0,y0)∈C,動點P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,若kAP ·kAQ=0.則直線PQ恒過定點D,且D

證明聯立消x得y2-2pmy-2pn=0,所以y1+y2=2pm,y1y2=-2pn,從而

由得y1y2- y0(y1+y2)+所以

解得n1=x0-my0(舍),n2=x0+my0所以直線PQ:恒過定點

三、雙曲線在斜率和(或積)為定值條件下的性質

定理3已知雙曲線C:定點A(x0,y0)∈C(點A 不是雙曲線頂點),動點P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,若kAP+kAQ=γ.

(1) 當γ=0時,為定值,且等于雙曲線在A點處切線斜率的相反數;

(2) 當0時,則直線PQ恒過定點D,且

證明設PQ方程為x=my+n,即x - x0=m(y-y0)+my0+n-x0,所以1,將b2[(x-x0)+x0]2- a2[(y-y0)+y0]2- a2b2=0 展開并整理得a2(my0+x0-n)b2(my0+n+x0)=0,由韋達定理得到:

(i) 當γ=0時,為定值.

(ii) 當0時,γa2n=γa2(my0+x0)-所以直線恒過點

定理4已知雙曲線定點A(x0,y0)∈C,動點P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,若kAP ·kAQ=γ.

證明由定理3的證明得a2(my0+x0-n)(my0+n+x0)=0,所以

四、橢圓在斜率和(或積)為定值條件下的性質

定理5已知橢圓C:定點A(x0,y0)∈C(點A不是橢圓頂點),動點P(x1,y1)∈C,Q(x2,y2)∈C,若kAP+kAQ=γ.

(1) 當γ=0時,為定值,且等于橢圓在A點處切線斜率的相反數;

(2) 當0時,則直線PQ恒過定點D,且

定理6已知橢圓C:定點A(x0,y0)∈C(點……