
1.方法一:斜率方法
若兩條直線與二次曲線
有四個(gè)交點(diǎn),則這四個(gè)交點(diǎn)共圓的充要條件是
.
結(jié)論1 拋物線的內(nèi)接四邊形同時(shí)內(nèi)接于圓的充要條件是該四邊形的兩組對(duì)邊、兩條對(duì)角線所在的三對(duì)直線中有一對(duì)直線的傾斜角互補(bǔ).
結(jié)論2 圓錐曲線的內(nèi)接四邊形同時(shí)內(nèi)接于圓的充要條件是該四邊形的兩組對(duì)邊、兩條對(duì)角線所在的三對(duì)直線中有一對(duì)直線的傾斜角互補(bǔ).
方法2:曲線系方法
定理2 若兩條直線與二次曲線
有四個(gè)交點(diǎn),則這四個(gè)交點(diǎn)共圓的充要條件是.
證明:由組成的曲線即
所以經(jīng)過(guò)它與的四個(gè)交點(diǎn)的二次曲線一定能表示成以下形式不同時(shí)為0):
①
必要性.若四個(gè)交點(diǎn)共圓,則存在使方程①表示圓,所以式①左邊的展開(kāi)式中含項(xiàng)的系數(shù).而(否則③表示曲線,不表示圓),所以.
充分性.當(dāng)時(shí),式①左邊的展開(kāi)式中不含的項(xiàng),選時(shí),再令式①左邊的展開(kāi)式中含項(xiàng)的系數(shù)相等,即,得.
此時(shí)曲線①即
②
的形式,這種形式表示的曲線有且僅有三種情形:一個(gè)圓、一個(gè)點(diǎn)、無(wú)軌跡.而題中的四個(gè)交點(diǎn)都在曲線②上,所以曲線②表示圓.這就證得了四個(gè)交點(diǎn)共圓.
方法3.相交弦定理
(2)相交弦定理:
二.典例分析
例1.(2021新高考1卷)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),且動(dòng)點(diǎn)滿足:,點(diǎn)的軌跡為.
(1)求的方程;
(2)設(shè)點(diǎn)在直線上,過(guò)的兩條直線分別交于兩點(diǎn)和兩點(diǎn),且滿足
,求直線與直線的斜率之和.
解析:(1)因?yàn)椋?br>所以,軌跡是以點(diǎn),為左右焦點(diǎn)的雙曲線的右支,設(shè)軌跡的方程為,則,可得,,所以,軌跡的方程為.
(2)方法1. 相交弦定理直接翻譯
設(shè),設(shè)直線的方程為.
聯(lián)立,化簡(jiǎn)得,則
.故.
則.
設(shè)的方程為,同理.
因?yàn)椋?,化?jiǎn)得,
所以,即.因?yàn)?,所以?br>方法2.(參數(shù)方程法)
設(shè).設(shè)直線的傾斜角為,則其參數(shù)方程為,
聯(lián)立直線方程與曲線C的方程,
可得,整理得.設(shè),
由根與系數(shù)的關(guān)系得.設(shè)直線的傾斜角為,,同理可得,由,得.因?yàn)椋裕深}意分析知.所以,故直線的斜率與直線的斜率之和為0.
(方法3:曲線系)
(2)設(shè),直線的方程為,直線的方程為,
則過(guò)四點(diǎn)的二次曲線為:,代入雙曲線方程可得:,整理可得:
其中.
由于四點(diǎn)共圓,則項(xiàng)的系數(shù)為,即.
例2. 在平面直角坐標(biāo)系中,雙曲線的離心率為,實(shí)軸長(zhǎng)為4.
(1)求C的方程;
(2)如圖,點(diǎn)A為雙曲線的下頂點(diǎn),直線l過(guò)點(diǎn)且垂直于y軸(P位于原點(diǎn)與上頂點(diǎn)之間),過(guò)P的直線交C于G,H兩點(diǎn),直線AG,AH分別與l交于M,N兩點(diǎn),若O,A,N,M四點(diǎn)共圓,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
解析:(1)因?yàn)閷?shí)軸長(zhǎng)為4,即,,又,所以,,
故C的方程為.
(2)由O,A,N,M四點(diǎn)共圓可知,,
又,即,
故,即,所以,
設(shè),,,
由題意可知,則直線,直線,
因?yàn)镸在直線l上,所以,代入直線AG方程,可知,
故M坐標(biāo)為,所以,
又,由,則,
整理可得,當(dāng)直線GH斜率不存在時(shí),顯然不符合題意,
故設(shè)直線,代入雙曲線方程:中,
可得,所以,,
又
,
所以,
故,即,所以點(diǎn)P坐標(biāo)為.
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