圆锥曲线中点弦问题的探讨VIP免费

关于圆锥曲线的中点弦问题的探讨武汉市光谷第二高级中学黄红涛直线与圆锥曲线相交所得弦中点问题，是解析几何中的重要内容之一，也是高考的一个热点问题。这类问题一般有以下三种类型：（1）求中点弦所在直线方程问题；（2）求弦中点的轨迹方程问题；（3）求弦中点的坐标问题。其解法有代点相减法、设而不求法、参数法、待定系数法及中心对称变换法等。一、求中点弦所在直线方程问题例1、过椭圆内一点M（2，1）引一条弦，使弦被点M平分，求这条弦所在的直线方程。解法一：设所求直线方程为y-1=k(x-2)，代入椭圆方程并整理得：又设直线与椭圆的交点为A()，B（），则是方程的两个根，于是，又M为AB的中点，所以，解得，故所求直线方程为。解法二：设直线与椭圆的交点为A()，B（），M（2，1）为AB的中点，所以，，又A、B两点在椭圆上，则，，两式相减得，所以，即，故所求直线方程为。解法三：设所求直线与椭圆的一个交点为A()，由于中点为M（2，1），则另一个交点为B(4-)，因为A、B两点在椭圆上，所以有，两式相减得，由于过A、B的直线只有一条，故所求直线方程为。二、求弦中点的轨迹方程问题例2、过椭圆上一点P（-8，0）作直线交椭圆于Q点，求PQ中点的轨迹方程。解法一：设弦PQ中点M（），弦端点P（），Q（），则有，1两式相减得，又因为，，所以，所以，而，故。化简可得（）。解法二：设弦中点M（），Q（），由，可得，，又因为Q在椭圆上，所以，即，所以PQ中点M的轨迹方程为（）。三、弦中点的坐标问题例3、求直线被抛物线截得线段的中点坐标。解：解法一：设直线与抛物线交于，，其中点，由题意得，消去y得，即，所以，，即中点坐标为。解法二：设直线与抛物线交于，，其中点，由题意得，两式相减得，所以，2所以，即，，即中点坐标为。上面我们给出了解决直线与圆锥曲线相交所得弦中点问题的一些基本解法。下面我们看一个结论引理设A、B是二次曲线C：022FEyDxCyAx上的两点，P),(00yx为弦AB的中点，则)02(22000ECyECyDAxkAB。设A),(11yx、B),(22yx则0112121FEyDxCyAx……（1）0222222FEyDxCyAx……（2）)2()1(得0)()())(())((212121212121yyExxDyyyyCxxxxA∴0)()()(2)(22121210210yyExxDyyCyxxAx∴0))(2())(2(210210yyECyxxDAx∵020ECy∴21xx∴ECyDAxxxyy00212122即ECyDAxkAB0022。（说明：当BA时，上面的结论就是过二次曲线C上的点P),(00yx的切线斜率公式，即ECyDAxk0022）推论1设圆022FEyDxyx的弦AB的中点为P),(00yx（)00y，则EyDxkAB0022。（假设点P在圆上时，则过点P的切线斜率为）推论2设椭圆12222byax的弦AB的中点为P),(00yx（)00y，则0022yxabkAB。（注：对a≤b也成立。假设点P在椭圆上，则过点P的切线斜率为0022yxabk）推论3设双曲线12222byax的弦AB的中点为P),(00yx（)00y则0022yxabkAB。（假设点P在双曲线上，则过P点的切线斜率为0022yxabk）推论4设抛物线pxy22的弦AB的中点为P),(00yx（)00y则0ypkAB。（假设点P在抛物线上，则过点P的切线斜率为)0ypk我们可以直接应用上面这些结论解决有关问题，下面举例说明。例1、求椭圆1162522yx斜率为3的弦的中点轨迹方程。解：设P（x，y）是所求轨迹上的任一点，则有yx25163，故所示的轨迹方程为3EyDxk002216x+75y=0)2417524175(x例2、已知椭圆),0(12222babyaxA、B是椭圆上两点，线段AB的垂直平分线l与x轴相交于P)0,(0x，求证：abaxaba22022。证明：设AB的中点为T),(11yx，由题设可知AB与x轴不垂直，∴01y，∴1122yxabkAB∵l⊥AB∴1122xybakl∴l的方程为：)(111221xxxybayy令y=0得)(01011221xxxybay∴02221xbaax∵ax||1∴axbaa||0222∴abaxaba22022例3、已知抛物线C：xy2，直线,1)1(:xkyl要使抛物线C上存在关于l对称的两点，k的取值范围是什么？解：设C上两点A、B两点关于l对称，AB的中点为P),(00yx（)00y∴kyypkAB12100∴ky210∵P∈l∴,1)1(00xky∴,1)1(210xkk∴kx1210∴)21,121(kkP∵P在抛物线内，∴kk121412∴,04423kkk∴,04)22)(2(2kkkk∴.02k4