“点差法”是否需要检验?

(整期优先)网络出版时间:2023-03-14
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“点差法”是否需要检验?

拓继雨

陕西省西安中学  陕西西安 710000

“中点弦”问题是圆锥曲线中的重点内容之一,也是高考的重点与热点。对于“中点弦”问题常规的解法较为繁琐,运算量也较大。而“点差法”将斜率公式与中点坐标结合,化繁为简,大大减少了运算量。但是“点差法”使用的前提是圆锥曲线与直线有两个交点,否则利用点差法计算得到的结果也不是我们所需要的结果。

一.双曲线中的“点差法”是否需要检验?

题目1:过点做直线与双曲线交于两点,使得的中点,这样的直线是否存在,若存在请求出,若不存在请说明理由。

解:设,两式作差得到,那么,所以直线,所以直线

分析:直线是满足条件的解吗?我们联立所求得的直线与双曲方程发现直线与双曲线没有交点,那么这样的直线不存在。

从此题我们可以看出“点差法”使用的前提是直线要去圆锥曲线有两个交点,那么利用“点差法”求出的直线才是满足条件的直线。那么此题中我们为什么会求出直线,这条直线有什么意义?

事实上,我们在令 两式做差的过程中,产生了增根,造成了信息的损失。因为上式做差的结果与做差的结果完全相同,也就是说我们求出的表示一簇双曲线中的一些双曲线的中点弦所在的直线方程。那需要满足哪些条件次才能使为中点弦所在直线呢?联立直线与双曲线方程得到,所以

二.用“点差法”解椭圆问题是否需要检验

题目2:已知椭圆方程为,求以为中点的弦所在的直线方程。

解:设椭圆与直线的交点分别为,那么

,所以

分析:此题为“中点弦”问题,显然用“点差法”。联立直线与椭圆方程我们得到,则即为满足条件的直线。事实上,与双曲线不同,椭圆是全封闭图形,检验的时候我们发现在椭圆内,那么过的直线必与椭圆有两个交点。换言之,椭圆内的任何一个点都可以作为椭圆的弦中点。

与双曲线类似,在做差的过程中依然造成信息的缺失,我们所求出的直线是一簇具有相同离心率的椭圆中满足,即的椭圆的弦中点所在直线。

三.用“点差法”解抛物线问题是否需要检验

题目4:已知抛物线方程为,求以为中点的抛物线所在直线方程。

解:设与抛物线交点为,两式相减则:,所以,所以

分析:联立直线与抛物线得到,则直线与抛物线无交点,因此满足条件的直线不存在。事实上,在计算斜率时,此处只用到了中点的纵坐标,而没有利用到中点的横坐标。也就是说,以为弦中点的直线均与平行,与椭圆类似抛物线是半封闭图形,此处中点也有要求,应当保证点在抛物线内,即

由此可见,椭圆,抛物线,双曲线的“中点弦”问题在用“点差法”时均需检验。不过,由于椭圆,抛物线图形的特殊性,只需检验中点是否在内部,而双曲线则需联立直线与双曲线方程看大前提有两个交点是否满足。