虑利用函数思想,建立函数关系式。
例4、已知x+y=1,双曲线(x-1)-y=1,直线?同时满足下列两个条件:①与双曲线交于不同两点;②与圆相切,且切点是直线与双曲线相交所得弦的中点。求直线?方程。
分析:
选择适当的直线方程形式,把条件“?是圆的切线”“切点M是弦AB中点”翻译为关于参数的方程组。
法一:当?斜率不存在时,x=-1满足; 当?斜率存在时,设?:y=kx+b ?与⊙O相切,设切点为M,则|OM|=1 ∴
2
2
2
2
2
|b|k?122
?1
∴ b=k+1 ①
?y?kx?b222由?得:(1-k)x-2(1+kb)x-b=0 22?(x?1)?y?1当k≠±1且△>0时,设A(x1,y1),B(x2,y2),则中点M(x0,y0),
x1?x2?2(1?kb)1?k2,x0?
1?kb1?k2
∴ y0=kx0+b=
k?b1?k2∵ M在⊙O上 ∴ x0+y0=1
∴ (1+kb)+(k+b)=(1-k) ② ??33k?k??????33 由①②得:? 或 ??b??23?b?23??33??2
2
22
2
2
∴ ?:y?3232x?3或y???3 3333法二:设M(x0,y0),则切线AB方程x0x+y0y=1 当y0=0时,x0=±1,显然只有x=-1满足; 当y0≠0时,y??2
2
x01x? y0y02
2
2
2
代入(x-1)-y=1得:(y0-x0)x+2(x0-y0)x-1=0 ∵ y0+x0=1
∴ 可进一步化简方程为:(1-2x0)x+2(x0+x0-1)x-1=0
2
2
2
2
2
由中点坐标公式及韦达定理得:x0??即2x0-x0-2x0+1=0 解之得:x0=±1(舍),x0=∴ y0=?3。下略 23
2
x02?x0?11?2x02∴
1 2评注:不管是设定何种参数,都必须将形的两个条件(“相切”和“中点”)转化为关于参数的方程组,所以提高阅读能力,准确领会题意,抓住关键信息是基础而又重要的一步。
例5、A、B是抛物线y=2px(p>0)上的两点,且OA⊥OB, (1)求A、B两点的横坐标之积和纵坐标之积; (2)求证:直线AB过定点; (3)求弦AB中点P的轨迹方程; (4)求△AOB面积的最小值; (5)O在AB上的射影M轨迹方程。 分析:
设A(x1,y1),B(x2,y2),中点P(x0,y0) (1)kOA? ∵ OA⊥OB ∴ kOAkOB=-1 ∴ x1x2+y1y2=0 ∵ y1=2px1,y2=2px2 yy ∴ 1?2?y1y2?0
2p2p222
2
2
y1y,kOB?2 x1x2 ∵ y1≠0,y2≠0 ∴ y1y2=-4p ∴ x1x2=4p
(2)∵ y1=2px1,y2=2px2
∴ (y1-y2)(y1+y2)=2p(x1-x2) ∴
y1?y22p?
x1?x2y1?y22p
y1?y22p(x?x1)
y1?y22
2
22
∴ kAB?∴ 直线AB:y?y1?
∴ y?2px12px?y1?
y1?y2y1?y2y12?2px1?y1y22px?∴ y?
y1?y2y1?y2∵ y12?2px1,y1y2??4p2
2px?4p2?∴ y?
y1?y2y1?y2∴ y?2p(x?2p)
y1?y2∴ AB过定点(2p,0),设M(2p,0) (3)设OA∶y=kx,代入y=2px得:x=0,x=
∴ A(
2
2pk2
2p2p) ,2kk12
代k得B(2pk,-2pk) k同理,以?1?2x?p(k?)0?2?k∴ ?
1?y?P(?k)0?k?∵ k2?∴
1k2?(?)?2 kkk21x0y?(0)2?2 pp2
2
即y0=px0-2p
∴ 中点M轨迹方程y=px-2p (4)S?AOB?S?AOM?S?BOM?2
2
1|OM|(|y1|?|y2|)?p(|y1|?|y2|) 2 ≥2p|y1y2|?4p2
当且仅当|y1|=|y2|=2p时,等号成立 评注:充分利用(1)的结论。 (5)法一:设H(x3,y3),则kOH?∴ kAB??x3 y3y3 x3∴ AB:y?y3??x3(x?x3) y3
y2py32p2
y?3?2px3?0 即x??3(y?y3)?x3代入y=2p得y2?x3x3x32由(1)知,y1y2=-4p 2py32?2px3?4p2 ∴ x32
整理得:x3+y3-2px3=0
∴ 点H轨迹方程为x+y-4x=0(去掉(0,0)) 法二:∵ ∠OHM=90,又由(2)知OM为定线段 ∴ H在以OM为直径的圆上
∴ 点H轨迹方程为(x-p)+y=p,去掉(0,0)
y2?1上两点A、B,AB中点M(1,2) 例6、设双曲线x?222
2
2
02
2
22
(1)求直线AB方程;
(2)如果线段AB的垂直平分线与双曲线交于C、D两点,那么A、B、C、D是否共圆,为什么?
分析:
(1)法一:显然AB斜率存在 设AB:y-2=k(x-1)
?y?kx?2?k?222
由?2y2得:(2-k)x-2k(2-k)x-k+4k-6=0
?1?x?2? 当△>0时,设A(x1,y1),B(x2,y2) 则??x1?x2k(2?k)? 222?k ∴ k=1,满足△>0 ∴ 直线AB:y=x+1
法二:设A(x1,y1),B(x2,y2) ?2y12?1?x1??2 则? 2?2y2x2??1?2? 两式相减得:(x1-x2)(x1+x2)= ∵ x1≠x2 ∴
y1?y22(x1?x2)?
x1?x2y1?y21(y1-y2)(y1+y2) 2 ∴ kAB?2?1?1 2
∴ AB:y=x+1
y2?1得:△>0 代入x?22 评注:法一为韦达定理法,法二称为点差法,当涉及到弦的中点时,常用这两种途径处理。在利用点差法时,必须检验条件△>0是否成立。
(2)此类探索性命题通常肯定满足条件的结论存在,然后求出该结论,并检验是否满足所有条件。
本题应着重分析圆的几何性质,以定圆心和定半径这两定为中心
设A、B、C、D共圆于⊙OM,因AB为弦,故M在AB垂直平分线即CD上;又CD为弦,故圆心M为CD中点。因此只需证CD中点M满足|MA|=|MB|=|MC|=|MD|
?y?x?1?由?2y2得:A(-1,0),B(3,4)
?1?x?2?又CD方程:y=-x+3
?y??x?3?2由?2y2得:x+6x-11=0
?1?x?2?设C(x3,y3),D(x4,y4),CD中点M(x0,y0) 则x0?x3?x4??3,y0??x0?3?6 21|CD|=210 2∴ M(-3,6) ∴ |MC|=|MD|=
又|MA|=|MB|=210 ∴ |MA|=|MB|=|MC|=|MD|
∴ A、B、C、D在以CD中点,M(-3,6)为圆心,210为半径的圆上
评注:充分分析平面图形的几何性质可以使解题思路更清晰,在复习中必须引起足够重视。