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高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)上,则有若点在有心二次曲线定比分点坐标公式:若点,,,则点的坐标为二、点差法点差法其实可以看作是方程的相减,是对方程的一个巧妙的处理。

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(1)

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(2)

一、定比分点

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(3)

,则称点为点

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、的

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定比分点.

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时,点在线段

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上,称为内分点;

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高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(9)

)时,点在线段的延长线上,称为外分点.

定比分点坐标公式:若点,,,则点的坐标为

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(10)

二、点差法

点差法其实可以看作是方程的相减,是对方程的一个巧妙的处理。

若点在有心二次曲线

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上,则有

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(12)

两式作差得

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(13)

此即有心二次曲线的垂径定理,可以解决与弦的中点相关的问题.

1、弦的中点

点差法一个妙用:

例1 已知椭圆 ,直线 交椭圆于 两点, 为 的中点,求证: 为定值。

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(14)

分析 用常规方法设直线也可以解决,但是计算就很繁杂,在这里使用点差法。

解 设 , ,

在椭圆上: ,

作差得:

即: ,

因为

所以 ,为定值。

以上结论与弦的中点有关,也称为垂径定理。

考虑当椭圆为圆的时候, ,则 , ,正好也符合圆的“垂径定理”。

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(15)

在双曲线中 同样有类似的结论,但定值为 ,在这里就不再推导了。

2、弦上的定比分点

当弦上的点不再是中点时,就成了定比分点:

设 , , ,则 点坐标可以表示为:

证明 设 , ,化简可得:

,同理

这时候就出现了 这样形式的式子。

如果再凑出 ,可能大家就会有点感觉了:

可以将椭圆的方程乘上一个 再作差,得到这样的式子。

因此我们想到了“定比点差法”这样的技巧。

例2 已知椭圆 , 在椭圆外,过 作直线 交椭圆于 两点, 在线段 上且满足: ,求证:点 在定直线上。

分析 按照以上思路,要出现 和 这样的式子,很容易想到设 的坐标,再表示出 的坐标。

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解 设 , , ,

则 ,结合图形得:

则 ,

在椭圆上: ①, ②

得:

,所以 在定直线 上。

下面介绍定比点差法

若点在有心二次曲线上,则有

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两式作差得

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这样就得到了

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例7、过异于原点的点

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引椭圆

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(29)

的割线,其中点在椭圆上,点是割线上异于的一点,且满足

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(30)

.求证:点在直线

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(31)

上.

证明:直接运用定比点差法即可.

设,则有

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,设

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,则有

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又因为点在椭圆上,所以有

高中数学点差法的例题(定比点差法及其应用)(35)

两式作差得

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两边同除以

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,即可得到

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命题得证.

例8、已知椭圆

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,过定点

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的直线与椭圆交于两点(可以重合),求

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的取值范围.

解析:设,,则

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于是

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,于是

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又因为点在椭圆上,所以有

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两式相减得

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将(1)代入(2)中得到

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由(1)(3)解得

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从而解得的取值范围为

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,于是的取值范围为

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例9、

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为椭圆的左、右焦点,为椭圆上任意一点,直线

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分别交椭圆于异于的点、,若

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,求证:

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证明:设,,,则

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于是有

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又由点

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在椭圆上得到

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两式相减得

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从而有

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结合(4)式可解得

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同理可得

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结合(5)式得到

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于是有

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整理得,命题得证.

例10、已知椭圆

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,点

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,过点作椭圆的割线,

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为关于

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轴的对称点.求证:直线

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恒过定点.

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解析:因为

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三点共线,

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三点也共线,且

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三点都在椭圆上,我们用定比点差法去解决这个问题.

设,,则

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,设与轴的交点为

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,,

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,则

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于是有

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由点

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在椭圆上得

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两式相减得

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将(2)代入(3)得

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