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8.3 定值问题

椭圆的定义、标准方程与性质 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 在动点运动过程中,求某线段长度、面积或代数式恒为定值的问题。

从哪来 基于 7.1 轨迹方程的求法 确定动点坐标关系,结合 4.1 圆的标准方程 或 3.1 点到直线的距离 进行代数化简。

为什么 定值问题的本质是“变量消去”。动点坐标 $(x,y)$ 随参数变化,但目标表达式中隐含的几何约束(如共线、垂直、圆上点)使得分子分母或各项系数中的变量项相互抵消,最终剩余常数。这体现了代数结构对几何不变量的刻画。

代数硬算流
设动点坐标为参数形式(如 $x=t, y=kt+b$ 或 $x=r\cos\theta, y=r\sin\theta$),直接代入目标式,利用代数恒等变形消去参数。
适合:计算能力强、逻辑严密、不擅长几何直观但擅长代数运算的学生。
几何性质流
先观察图形,寻找隐含的几何不变量(如等腰三角形、直角三角形、相似比、圆的半径),利用几何定理直接得出定值,最后用少量代数验证。
适合:几何直觉好、善于观察图形特征、希望快速解题的学生。
特殊值验证流
先选取动点的两个特殊位置(如端点、中点、对称点)计算目标式的值,猜测定值是多少;再取一般位置进行代数推导证明该值恒定。
适合:容易陷入复杂计算、需要建立信心、善于从特殊到一般思考的学生。
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练一道
基础题
已知圆 $C: x^2+y^2=4$,点 $A(2,0)$,点 $P$ 是圆 $C$ 上异于 $A$ 的动点,直线 $AP$ 交 $y$ 轴于点 $Q$。求 $|OQ| \cdot |PQ|$ 的值($O$ 为原点)。
变式
已知椭圆 $\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{3} = 1$,$A, B$ 为长轴端点,$P$ 为椭圆上异于 $A,B$ 的动点,直线 $PA, PB$ 斜率分别为 $k_1, k_2$。求 $k_1 k_2$ 的值。
试试手自己判
检测题
已知圆 $x^2+y^2=1$,点 $M(1,0)$,点 $N$ 是圆上异于 $M$ 的动点,直线 $MN$ 交直线 $x=-1$ 于点 $P$。求 $|OP| \cdot |ON|$ 的值($O$ 为原点)。
看答案和判分标准
答案:$1$
判对标准:
1. 正确设出 $N(x,y)$ 并满足 $x^2+y^2=1$。
2. 正确求出 $P$ 点坐标或 $|OP|$ 表达式。
3. 最终化简结果为常数 $1$,且过程无逻辑断裂。
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