圆锥曲线的中点弦问题及其常用解法与平方差法
1、直线与圆锥曲线的中点弦问题
(1) 已知圆锥曲线内一点,求过定点且以为中点的弦所在直线的方程;
(2) 利用已知条件求弦的中点;
(3) 求线段的垂直平分线;
(4) 对称问题。
2、常用解决方法
(1) 根与系数的关系法
将直线方程代入圆锥曲线的方程,消元后得到一个一元方程,若为一元二次方程,则利用根与系数的关系和中点坐标公式建立等式求解。其解题思路:设交点坐标为
,
联立直线方程和相应曲线方程,消元得出一个一元方程(视情况对二次项的系数进行讨论),当二次项系数不为时,求出
或 ,
以及判别式,然后再根据题设条件求解。
(2) 点差法
如果直线与圆锥曲线有两个交点和,一般先设出交点坐标,代入曲线方程,作差构造出
,,,,
建立中点坐标和斜率的关系。
设弦的中点坐标为,则对于椭圆
,
中点弦的斜率;对于双曲线
,
中点弦的斜率;对于抛物线
,
中点弦的斜率。
如果已知中点,则可利用点差法计算出过中点的弦所在直线的斜率。用点差法计算量较少,此法解决直线与圆锥曲线的位置关系问题非常有效,但此法有一个弊端,它不能保证直线与圆锥曲线一定有两个交点,故有时要用判别式加以检验。
3、解决中点弦问题的平方差法
(1) 设点:设出弦的两端点坐标;
(2) 代入:代入圆锥曲线方程;
(3) 作差:两式相减,再用平方差公式把上式展开;
(4) 整理:转化为斜率与中点坐标的关系式来求解。