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用中心對稱思想解圓錐曲線的中點弦問題
用中心對稱思想解圓錐曲線的中點弦問題
重慶市墊江實驗中學?!钫?/div>

1. 一直線與橢圓4x2+9y2=36相交于A、B兩點,弦AB的中點M(1,1),求直線AB的方程。

 

:設橢圓4x2+9y2=36關(guān)于弦AB的中點M(1,1)對稱的橢圓上任意點的坐標為 (x,y), 則點(x,y) 關(guān)于弦AB的中點M(1,1)的對稱點為(2-x,2-y),且在橢圓4x2+9y2=36上,所以有4(2-x)2+9(2-y)2=36.

 

兩式相減得  -16+16x-36+36y=0即4x+9y-13=0為直線AB的方程.

 

2. 過點P(8,1)的直線與雙曲線x2-4y2=4相交于A,B兩點,且P是線段AB的中點,求直線AB的方程.

 

:設雙曲線x2-4y2=4關(guān)于AB的中點P(8,1)的對稱的雙曲線上任意點為(x,y),則點(x,y) 關(guān)于弦AB的中點P(8,1)的對稱點(16-x,2-y)必在雙曲線x2-4y2=4上,所以有(16-x)2-4(2-y)2=4, 兩式相減得  256-32x-16+16y=0即2x-y-15=0為直線AB的方程.

 

3.已知拋物線y2=-8x,過Q(-1,1)作拋物線的一條弦,使此弦被Q點平分,求弦所在直線的方程.

 

:設拋物線y2=-8x關(guān)于點Q(-1,1)對稱的拋物線上的任意點為(x,y),則點(x,y) 關(guān)于點Q(-1,1)的對稱點(-2-x,2-y)必在拋物線y2=-8x上,所以有 (2-y)2=-8(-2-x) 兩式相減得  4-4y=16x+16即4x+y+3=0為所求直線的方程.

 

一般地,對圓錐曲線f(x,y)=0,若點P(x0,y0)在曲線f(x,y)=0內(nèi)部,則以點P為中點的曲線f(x,y)=0的弦所在直線的方程由方程f(x,y)=0與f(2 x0-x,2y0-y)=0相減而得到.

 

解題原理:所求直線方程實際上是兩個關(guān)于點P(x0,y0)對稱的圓錐曲線的相交弦所在直線方程(如下圖).

 

 

變式:已知橢圓x2+2y2=2和橢圓外一點(0,2),過這點任意引直線與橢圓交于A,B兩點,求弦AB的中點P的軌跡方程.

 

:設P(x0,y0),則由x2+2y2=2和(2 x0-x)2+2(2 y0-y)2=2相減可得直線AB的方程:-4 x02+4 x0x-8 y02+8 y0y=0,即x0x+2 y0y-x02-2 y02=0,又直線AB過點(0,2),于是點P(x0,y0)的坐標滿足:4 y0-x02-2 y02=0,所以P的軌跡方程為:x2+ 2 y2-4 y =0  (

).

 

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