圓錐曲線解答題的經典答案:由橢圓的對稱性知,定點在x軸上?

​有很多圓錐曲線綜合題要研究定點問題,答案裡往往有這樣一句話:



由橢圓的對稱性知,定點必在x軸上;或者說一句,顯然定點在y軸上,看得童鞋們丈二和尚摸不著頭腦.

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讀者提問

一位來自廣東、暱稱為“h”的高三學生這樣提問:

左老師好!請教一個定點問題!對任意實軸在x軸上的雙曲線,不妨設右焦點為F,過F的直線與右支交於點A,B.問是否存在一個定離心率,使得以AB的圓恆過定點?此題如何看出定點在x軸上呢?(事實上就是左頂點)

2

對曲線過定點的理解

所謂曲線過定點,首先說明曲線是變化的曲線.確定的曲線就無所謂過不過定點.

變化的曲線過頂點,指的是滿足要求的任意的多個曲線的公共點.

大白話說,就是不管曲線怎麼變,都一定通過的點.

有了這一層理解,就可以確定定點的大致位置.

3

本題定點為什麼一定在x軸上呢?

先畫一個以AB為直徑的圓.

圓錐曲線解答題的經典答案:由橢圓的對稱性知,定點在x軸上?

以任意過焦點F的弦AB為直徑作圓

再以AB關於x對稱的弦A'B'為直徑作圓.

圓錐曲線解答題的經典答案:由橢圓的對稱性知,定點在x軸上?

兩圓關於x軸對稱

設M為AB的中點,M'是A'B'的中點,則M與M'關於x軸對稱.

因為圓M的圓心和圓M'的圓心關於x軸對稱,而且半徑相等,所以兩圓的公共點必在x軸上.

所以,如果這個運動的圓過定點的話,定點只可能在x軸上.

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為什麼選A'B'?

你可能要問:為什麼要以AB關於x軸的對稱弦A'B'為直徑作圓呢?以別的什麼為直徑作行不行?

主要考慮因素是我們要抓住運動中的不變性——AB雖然是變化的,但是恆過F點;AB雖然都是變化的,但是它們都在雙曲線上,而雙曲線也是關於x軸對稱的.

這樣作,既抓住了曲線的對稱性,也具備可行性.

你試試,如果你作關於x=c的對稱弦,看能不能作出來?

今日分享

今天在網課《圓錐曲線要你命》分享的是第三章《條件翻譯》的038集:與座標軸圍成的角相等:本質是斜率互為相反數.


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