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文档简介

圆锥曲线平行弦中点的轨迹江夏一中 胡成波直线与圆锥曲线是高中数学永恒的主题,本节我们探讨一下圆锥曲线中平行弦中点的轨迹。例1. 已知:抛物线y=4x,斜率为2的直线与抛物线交于A、B两点,求弦AB中点M的轨迹方程。解:设中点M(x,y), A(x,y), B (x,y)设直线AB:y=2x+n由得(2x+n)=4x 4x+4(n-1)x+n=0y=4x =16(n-1)-16n0 A(x,y)n x+ x=1- nx= =B (x,y)y=2+n=1 n x=所求轨迹方程为y=1(x)此题的另一种解法:点差法由 得(y+ y)(y-y)=4(x- x)= 2= y=1再求解法知x 所求弦AB中点M的轨迹方程为:y=1(x)注:用点差法求弦中点的轨迹方程很简单,但不容易求出点的轨迹方程的定义域。由例1知,抛物线y=4x的一组平行弦中点的轨迹在一条直线上,对于一般抛物线是否成立呢?我们现在来证明。不妨设抛物线y=4x(p0),直线y=kx+n,(其中k是常数,且k0,n是参数)直线与抛物线交点为A(x,y), B (x,y),AB 中点为M(x,y)由得 kx+2knx+n=2pxkx+2(kn-p)x+ n=04(kn-p)-4 kn0kn-2pkn+p- kn02knp 推出 knx+ x=-=nx=-=y=kx+n=-+n=kn x=所求弦AB中点轨迹方程为=(x)在x 轴上,当弦AB斜率不存在时,弦AB中点都在一条直线上,由此可知:抛物线一组平行弦中点都在一条直线上,此结论对于其他圆锥曲线是否成立呢?我们以椭圆为例。例2;已知椭圆+=1(ab0).斜率为k(k0)的直线与椭圆交于A、B两点,求弦AB中点M的轨迹方程。解:设直线AB:y=kx+n(k0),A(x,y), B (x,y)弦AB中点M(x,y)由 得: =0n-n -又x+ x=-x=- y=k(-)+n=- 由 消去参数n得y=- 又-n-x所求中点M轨迹方程为y=-x(-x)当直线AB斜率为0时,弦AB 中点M轨迹方程为x=0(-byb), 当直线AB斜率不存在时,弦AB中点M轨迹方程为y=0(-axa).由此可知:椭圆一组平行线中点弦的轨迹在一条直线上,并且这条直线的斜率存在,则斜率为-此题也可用点差法求弦中点的轨迹。过程如下: 由 得当x= x时,弦AB中点M轨迹方程为y=0(-aya)当y=y时,弦AB中点M轨迹方程为x=0(-byb)当xx且yy时=-k=- y=-再由方法一求出x的取值范围。让大家由练习观察:练习1:已知双曲线-=1,斜率为1 的直线与双曲线交于A,B两点,求弦AB中点M的轨迹方程。练习2: 已知双曲-=1,斜率为1 的直线与双曲线交于A,B两点,求弦AB中点M的轨迹方程。练习1答案: y=2x(xR), 练习2答案: y=(x2或x-2)此结

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