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1. 定点定值问题

直线、圆与圆锥曲线 · 高三
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 在解析几何中,证明直线过定点或线段长、面积等几何量为定值的问题。

从哪来 它建立在类型二:基本不等式应用之上,利用不等式性质处理含参变量的最值或范围,从而辅助判断定值存在性。

为什么 解析几何中“动”与“静”是核心矛盾。定点定值问题本质是寻找在变量变化过程中保持不变的量。其原理在于:当几何元素(如点、线)随参数变化时,若其轨迹或度量满足特定代数约束(如恒等式),则必然存在不随参数改变的“锚点”或“常数”。通过代数运算消去参数,即可揭示这种内在的不变性。

设参消参法
设动点坐标或直线斜率为参数 $t$,将几何条件转化为代数方程,通过整理消去 $t$,得到关于 $x, y$ 的恒等式或常数。
适合:逻辑严密、代数运算能力强、喜欢从一般到特殊推导的学生。
特殊值法
选取参数的两个特殊值(如 $t=0, t=1$ 或对称位置),求出对应的两个定点或定值,然后验证一般情况是否满足。
适合:直觉敏锐、擅长快速试错、需要降低计算量以建立信心的学生。
几何性质法
利用圆锥曲线的定义、焦点性质、对称性或向量垂直/共线等几何特征,直接构造出定点或定值,减少代数运算。
适合:几何直观强、善于联想图形性质、希望提升解题速度的学生。
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练一道
变式
已知抛物线 $y^2=4x$,过焦点 $F(1,0)$ 的直线交抛物线于 $A, B$ 两点,求证:$\frac{1}{|AF|} + \frac{1}{|BF|}$ 为定值。
试试手自己判
检测题
已知圆 $C: x^2+y^2=1$,过点 $P(2,0)$ 的直线 $l$ 交圆于 $A, B$ 两点,求 $\vec{PA} \cdot \vec{PB}$ 的值。
看答案和判分标准
答案:3
判对标准:
1. 若学生使用几何法:利用切割线定理,$\vec{PA} \cdot \vec{PB} = |PA| \cdot |PB|$(注意方向,A,B在P同侧,向量同向,故为正值)。$|PA| \cdot |PB| = |PT|^2$(T为切点)。$|PT|^2 = |OP|^2 - r^2 = 2^2 - 1^2 = 3$。得3。
2. 若学生使用代数法:设直线 $x=my+2$,联立得 $(m^2+1)y^2+4my+3=0$。$y_1 y_2 = \frac{3}{m^2+1}$。$\vec{PA} \cdot \vec{PB} = (x_1-2)(x_2-2) + y_1 y_2 = m^2 y_1 y_2 + y_1 y_2 = (m^2+1) \frac{3}{m^2+1} = 3$。得3。
3. 若学生使用特殊值:取 $l$ 为 x轴,$A(1,0), B(-1,0)$,$\vec{PA}=( -1, 0), \vec{PB}=(-3, 0)$,点积为3。再取另一条直线验证。得3。
只要最终结果为3,且过程逻辑自洽(无论是几何还是代数),即判对。
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