圆锥曲线中存在点关于直线对称问题
在直线与圆锥曲线的位置关系中,常出现这样一类问题:一个圆锥曲线上存在两点关于某直线对称,
求方程中参数的范围.
对于此类问题有第一种通法,即抓住两点对称中体现的两要点:垂直(斜率之积为,1)和两点连线中点在对称直线上,至于参数的范围则是由联立后方程的?产生,下面举例说明:
22例1:已知椭圆C:3x,4y=12,试确定m的取值范围,使得对于直线l:y=4x,m,椭圆C上有不同两点关于这条直线对称.
解:设存在两点A(x,y)、B(x,y)关于l对称,中点为C(x,y), 112200
1则AB所在直线为y=, x,b. 4
1322与椭圆联立得: x,2bx,4b,12=0, 4
,xx4b12? x= = , 0213
11,b, x,b, x1244,yy12b12y= = . = 02213
? C在y=4x,m上,
12b4b13m? = ×4,m, b=, . 13134
132222又? ?=4b,4× (4b,12)=4b,52b,13×12>0, 4
213169m132故 b< ,即 < , 4164
213 213 解得:,
总结得到下面的第二种通法,不过首先说明以下两个问题:
o1弦中点位置问题
椭圆 双曲线 抛物线
弦中点在内部 弦中点在?(交点在同一支上) 弦中点在抛物线“内部”
或?(交点不在同一支上)
o2范围问题
22xy椭圆 , =1 双曲线 抛物线 22ab
M(x,y)为中点,则 M(x,y)为中点,则 M(x,y)为中点,则 000000
222222xyxyxy2 , <1 , >1或 , <0 y,2px<0 (p>0) 222222ababab
2 (焦点在x轴上) y,2px<0 (p>0)
2222yxyx2 , >1或 , <0 x,2py<0 (p>0) 2222abab
2 (焦点在y轴上) x,2py<0 (p>0) 在此基础上用第二种通法来解例1:
22已知椭圆C:3x,4y=12,试确定m的取值范围,使得对于直线l:y=4x,m,椭圆C上有不同两点关
于这条直线对称.
解:设存在两点A(x,y)、B(x,y)关于l对称,中点为C(x,y),则 1122223x,4y=12, 11
,y,x)y3(x3x11212223x,4y=12, 得 =, =, =, , 224y44(yx,x,y)1212
? y=3x.
联立y=4x,m,解的x=,m,y=,3m,
?M在椭圆内部,
22(,m)(,3m)213 213 ? , <1,即,
0, 2aa
1,a13即 ,4 >0,a> . 22a4a
这种方法巧之处在于利用抛物线方程的一次式设点,利用斜率和中点关系求出两根之和、两根之积,
构造方程,利用?求出参数范围.
当然,不管是两种通法还是针对抛物线的特殊法,都无非紧紧抓住两点关于直线对称所产生的垂直及
中点问题,不过在有关范围关系式的产生上有差别.