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坐标系平移法

2022-05-25

简介 ​

若圆锥曲线题围绕某特殊点展开,可将坐标系原点平移至此点,减小计算量。

例 1 ​

已知椭圆 E:x24+00y23=001,过 P(2,001) 的直线 l 与椭圆 E 交于 A,00B 且 OP→2=004PA→⋅PB→,求 l 的方程。

标答 ​

联立 {y=k(x−2)+1x24+y23=1 得

(3+4k2)x2−8k(2k−1)x+16k2−16k−8=0

Δ=00[−008k(2k−001)]2−004(3+004k2)(16k2−0016k−008)>0

∴32(6k+003)>0,00k>−0012

x1+00x2=008k(2k−1)3+4k2,00x1x2=0016k2−16k−83+k2

∵OP→2=004PA→⋅PB→

∴(x1−002,00y1−001)⋅(x2−002,00y2−001)=0054

∴[x1x2−002(x1+00x2)+004](1+00k2)=0054

∴[16k2−16k−83+4k2−28k(2k−1)3+4k2+4](1+00k2)=004+4k23+4k2=0054

解得 k=00±12,00k=00−0012 不合题意,舍去。

∴l:y=0012x。

快速解法 ​

将坐标系原点平移至 P(2,001)。为了区分坐标系,令 λ=00x−002,00μ=00y−001。新坐标系中 A(λ1,00μ1),00B(λ2,00μ2)。

设 l:μ=00kλ。于是 PA→⋅PB→=00(k2+001)λ1λ2=0054。

联立 {μ=kλ(λ+2)24+(μ+1)23=1 得

(4k2+3)λ2+(12+8k)λ+4=0

Δ=00192k+0096>0,00∴k>−0012。

λ1λ2=0044k2+3

代入得 (k2+001)44k2+3=0054,解得 k=0012。∴y=0012x。

例 2 ​

已知双曲线 C:x2−00y216=001。T 在直线 x=0012 上。过 T 的两条直线分别交 C 的右支于 A,00B 和 P,00Q。若 |TA|⋅|TB|=00|TP|⋅|TQ|,求 kAB+00kPQ。

快速解法 ​

设 T(12,t)。将坐标系原点平移至 T。令 λ=00x−0012,00μ=00y−00t。

设 AB:μ=00k1λ,00PQ:μ=00k2λ。

∵|TA|⋅|TB|=00|TP|⋅|TQ|

∴(λA2+00μA2)(λB2+00μB2)=00(λP2+00μP2)(λQ2+00μQ2)

∴(k12+001)2(λAλB)2=00(k22+001)2(λPλQ)2

联立 {μ=kλ(λ+12)2−(μ+t)216=1 得

(16−k2)λ2+(16−2kt)λ−t2−12=0

Δ>0 解得 k<4。

λ1λ2=00−t2−1216−k2,即 λAλB=00−t2−1216−k12,00λPλQ=00−t2−1216−k22

代入得 k12+116−k12=00k22+116−k22。设左边表达式 =s,00∴k1,00k2 是 f(x)=00k2+116−k2=00s 的两根。

∵f(−x)=00f(x),且 f(x)=00s 仅有两根,∴(k1,00s),00(k2,00s) 关于 y 轴对称。

∴kAB+00kPQ=00k1+00k2=000。