一、定比分點
若,則稱點為點、的
定比分點.當時,點在線段
上,稱為內分點;當(
)時,點在線段的延長線上,稱為外分點.定比分點座標公式:若點,,,則點的座標為
二、點差法
點差法其實可以看作是方程的相減,是對方程的一個巧妙的處理。
若點在有心二次曲線
上,則有
兩式作差得
此即有心二次曲線的垂徑定理,可以解決與弦的中點相關的問題.
1、弦的中點
點差法一個妙用:
例1 已知橢圓 ,直線 交橢圓於 兩點, 為 的中點,求證: 為定值。
分析 用常規方法設直線也可以解決,但是計算就很繁雜,在這裡使用點差法。
解 設 , ,
在橢圓上: ,
作差得:
即: ,
因為
所以 ,為定值。
以上結論與弦的中點有關,也稱為垂徑定理。
考慮當橢圓為圓的時候, ,則 , ,正好也符合圓的“垂徑定理”。
在雙曲線中 同樣有類似的結論,但定值為 ,在這裡就不再推導了。
2、弦上的定比分點
當弦上的點不再是中點時,就成了定比分點:
設 , , ,則 點座標可以表示為:
,
證明 設 , ,化簡可得:
,同理
這時候就出現了 這樣形式的式子。
如果再湊出 ,可能大家就會有點感覺了:
可以將橢圓的方程乘上一個 再作差,得到這樣的式子。
因此我們想到了“定比點差法”這樣的技巧。
例2 已知橢圓 , 在橢圓外,過 作直線 交橢圓於 兩點, 在線段 上且滿足: ,求證:點 在定直線上。
分析 按照以上思路,要出現 和 這樣的式子,很容易想到設 的座標,再表示出 的座標。
解 設 , , ,
則 ,結合圖形得:
則 ,
在橢圓上: ①, ②
得:
即
,所以 在定直線 上。
下面介紹定比點差法:
若點在有心二次曲線上,則有
兩式作差得
這樣就得到了
例7、過異於原點的點引橢圓
的割線,其中點在橢圓上,點是割線上異於的一點,且滿足.求證:點在直線 上.證明:直接運用定比點差法即可.
設,則有,設
,則有又因為點在橢圓上,所以有 兩式作差得兩邊同除以 ,即可得到命題得證.例8、已知橢圓,過定點的直線與橢圓交於兩點(可以重合),求
的取值範圍.解析:設,,則
.
於是
,於是
又因為點在橢圓上,所以有
兩式相減得
將(1)代入(2)中得到
由(1)(3)解得
從而解得的取值範圍為
,於是的取值範圍為
.
例9、設、為橢圓的左、右焦點,為橢圓上任意一點,直線
分別交橢圓於異於的點、,若, ,求證:.證明:設,,,則於是有又由點
在橢圓上得到兩式相減得 從而有結合(4)式可解得 同理可得結合(5)式得到 於是有整理得,命題得證.例10、已知橢圓,點,過點作橢圓的割線,
為關於軸的對稱點.求證:直線 恆過定點.解析:因為三點共線,三點也共線,且
三點都在橢圓上,我們用定比點差法去解決這個問題.設,,則,設與軸的交點為
,,,則 於是有由點 在橢圓上得兩式相減得 將(2)代入(3)得閱讀更多 點知教育 的文章