解析几何的常用方法:平方差分法(点差分法)
当涉及到圆锥曲线与弦的关系时,这个公式往往效果很好。此外,该方法适用于各种圆锥曲线,包括圆、椭圆、抛物线和双曲线。
点差法以及由点差法导出的一些常见结论,属于高考数学中的高频考点,一定要重视。
表示椭圆上的两个不同点。
将两个表达式相减,得到:
当然,也可以写成:
其中代表弦的中点。
解释公式
上面的公式可以用文字解释如下:
这是一个重要且常用的结论,也是一个高频考点。
真题示例
2015全国卷二中直接将上述常用结论的推导过程作为试题。参见:
2015全国卷B题20
还有更多问题,需要在求解过程中应用上述结论:
2010全国试卷题目20
2010数学数学全国论文20
2013全国卷B题第20题
2020年全国理科数学卷a题20
抛物线方程:
因为两点在一条抛物线上,
,
如果中点是,那么
或者:
解释公式
上述公式可以用文字表示如下:
对于以轴为对称轴的抛物线,以下结论成立:
(1)抛物线的弦的斜率与弦的中点的坐标的乘积等于焦距。
(2)同一组平行弦(斜率相等),其中点位于垂直于轴的同一条直线上。
(3)根据抛物线的弦的斜率,可以计算出弦的坐标;反之亦然。
真题示例
2018数学全国卷B题20
2017全国理科数学卷C题20
1987国考试题21
抛物线方程:
因为两点在一条抛物线上,
,
如果中点是,那么
或者:
解释公式
上述公式可以用文字表示如下:
解释公式
上述公式可以用文字表示如下:
对于以轴为对称轴的抛物线,以下结论成立:
(1)抛物线的弦的斜率与弦的中点的坐标的乘积等于焦距。
(2)同一组平行弦(斜率相等),其中点位于垂直于轴的同一条直线上。
(3)根据抛物线的弦的斜率,可以计算出弦的坐标;反之亦然。
真题示例
2017全国卷A题20
如果圆的方程式是:
圆上有两个点,中点是,那么
也就是说,实际上竖径定理是用解析的方法得到的。
如图,抛物线方程为:,是抛物线的弦。如果弦的斜率保持不变,向左移动,其中点的坐标不变,同时三点不断靠近,最终成为一点。这时候直线和抛物线只有一个共同点,直线也会从抛物线的弦变成切线。
换句话说,如果你做一条平行于切线的弦,弦中点的坐标等于切点的坐标。
如果切线坐标为,则
切线的方程式是:
同理,如果抛物线的方程为:,那么
切线的方程式是:
平方差法能起到什么作用?
平方差法(点差法)的作用,简单来说就是把弦的斜率与弦的中点坐标联系起来,可以解决的问题有很多:
(1)弦长问题
(2)求弦中点的轨迹方程。
(3)求弦的斜率范围。
(4)求切线的方程。
(5)定点问题
从前面的真题可以看出,这种方法在高考中运用的机会很多。