双曲线和直线联立公式_高中圆锥曲线解题技巧之齐次化联立(四)
在開始介紹齊次化聯立,我說過使用齊次化聯立的題型特征,就是涉及兩條直線的斜率和或者斜率積,并且這兩條直線過同一個定點,其實還有一種題型也可以嘗試使用齊次化聯立,就是兩直線夾角為定值問題,這個題型在全國大部分地區都屬于高考冷門題型,但是北京卷在前些年出過,因此這里還是要提一下。
首先兩直線夾角在高中階段有兩種主流的方式計算,一種是利用向量求夾角的余弦值,另一種則是利用正切的兩角差公式來計算,由于至今為止高考中出現夾角為定值的題型夾角100%為直角,是的,你沒有看錯,高考中解析幾何關于兩直線夾角為定值的證明問題,至少到目前為止,全都是直角。基于這個背景,其實如果在高考中見到類似題型,老老實實直接聯立韋達定理化簡向量積就可以了,但不怕一萬,就怕萬一,如果夾角恰好不是直角,用向量做就很容易出事了,因此這里要介紹一下如何用齊次化聯立處理這類題型:
2009北京(理):
09年至今北京大綱改了好幾次,那時圓錐曲線第二定義還是大綱內內容,因此出現了雙曲線準線,而后來這部分內容被刪掉了,所以這里直接給出第一問答案:
。而第二問,實際上就要證直線OA與直線OB夾角為定值,如果投機取巧一點,了解高考解析幾何夾角定值必為直角猜想,那么直接設點,算向量積,證明其為0就可以了,是一個標準的聯立,韋達定理,化簡流程。如果不想這么偷雞,光明正大正面硬剛,那么使用齊次化聯立是一個很好的選擇。首先OA與OB都過定點O,其次OA與OB夾角的正切值為 ,我們只要證明這個值為定值或者恒不存在就可以了。不難看出,通過 這兩個值就可以推出這個夾角的正切值,也就是說,我們構造一個以 為兩根的一元二次方程,一切就會迎刃而解,這正是齊次化聯立的用武之地。更妙的地方在于,由于定點是O,連平移都省下了,直接開始進入主題:總體來說比起傳統聯立計算向量積的做法要簡潔很多。我們算到兩根之積時發現其為-1,因此也就沒必要用到正切的兩角差公式了,可謂是“我還沒有發力你就已經倒下了”。
處理類似的題目當然也是遵循齊次化聯立整理完之后,先看一下兩個斜率乘積是否為-1,如果是,那就直接結束了,兩直線垂直,夾角為90°;如果不為-1,我們再用韋達定理去算兩根差,最后用
這個公式去算夾角的正切值。只要路線正確,這又是一個想錯都難的題目。下一篇,將是齊次化聯立的最后一篇,總體來說,齊次化聯立是個比較容易掌握的技巧,在后面,齊次化構造的思想還會再次出現,應用得會更加巧妙,所以掌握技巧并不是關鍵,掌握解題思想才是關鍵。
總結
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