
“極點(diǎn)、極線”是射影幾何中的內(nèi)容,不屬于高考考查的范圍,但極點(diǎn)、極線是圓錐曲線的一種基本特征,蘊(yùn)含了很多圓錐曲線的重要性質(zhì),自然成為命題人命題的背景知識(shí)和方向,可以肯定的是以“極點(diǎn)、極線”為背景的考題是出題人思維中的定勢(shì)方向.
極點(diǎn)與極線的性質(zhì)及應(yīng)用
1.極點(diǎn)與極線的定義過(guò)點(diǎn)P(x0,y0)的動(dòng)直線交圓錐曲線于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B的切線交點(diǎn)的軌跡叫做點(diǎn)P關(guān)于圓錐曲線的極線,點(diǎn)P叫做相應(yīng)于此極線的極點(diǎn),簡(jiǎn)稱極.一個(gè)極點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)的極線稱作一對(duì)配極元素,它們之間的關(guān)系稱作一對(duì)配極關(guān)系.
2.極點(diǎn)、極線與圓錐曲線的位置關(guān)系如圖(1),若極點(diǎn)P在圓錐曲線外,則相應(yīng)的極線l與點(diǎn)P的切點(diǎn)弦重合,即相應(yīng)的極線l是由點(diǎn)P向圓錐曲線所引的兩條切線的切點(diǎn)弦所在直線,極線l與圓錐曲線有兩個(gè)交點(diǎn);如圖(2),若極點(diǎn)P在圓錐曲線內(nèi),則極線l是圓錐曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的弦的兩端點(diǎn)處的兩條切線交點(diǎn)的軌跡,此時(shí),極線l與圓錐曲線相離,它們無(wú)交點(diǎn);如圖(3),若極點(diǎn)P在圓錐曲線上,則相應(yīng)的極線l與在點(diǎn)P處的切線重合,即相應(yīng)的極線l就是圓錐曲線在點(diǎn)P處的切線,極線l與圓錐曲線有唯一交點(diǎn).
(3)從幾何角度看,如圖,設(shè)P是不在圓錐曲線上的一點(diǎn),過(guò)P點(diǎn)引兩條割線依次交圓錐曲線于四點(diǎn)E,F(xiàn),G,H,連接EH,F(xiàn)G交于N,連接EG,F(xiàn)H并延長(zhǎng),延長(zhǎng)線交于M,則直線MN為點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的極線.若P為圓錐曲線上的點(diǎn),則過(guò)P點(diǎn)的切線即為極線.
由圖同理可知,PM為點(diǎn)N對(duì)應(yīng)的極線,PN為點(diǎn)M對(duì)應(yīng)的極線.因而將△MNP稱為自極三角形.
(2)設(shè)t=9,求證:直線MN必過(guò)x軸上的一定點(diǎn)(其坐標(biāo)與m無(wú)關(guān)),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)如圖3,A,B為圓錐曲線Γ的一條對(duì)稱軸l上的兩點(diǎn)(不在Γ上),若A,B關(guān)于Γ調(diào)和共軛,過(guò)點(diǎn)B任作Γ的一條割線,交Γ于P,Q兩點(diǎn),則∠PAB=∠QAB.(4)如圖4,已知點(diǎn)Q在圓錐曲線Γ的對(duì)稱軸上,直線l垂直于該對(duì)稱軸,過(guò)點(diǎn)Q作直線交Γ于點(diǎn)M,N,P為l上任意一點(diǎn).若點(diǎn)Q與直線l是Γ的一對(duì)極點(diǎn)與極線,當(dāng)對(duì)稱軸是x軸時(shí),kPM+kPN=2kPQ.
(6)如圖6,設(shè)圓錐曲線Γ的一個(gè)焦點(diǎn)為F,與F相應(yīng)的準(zhǔn)線為l.若過(guò)點(diǎn)F的直線與圓錐曲線Γ相交于M,N兩點(diǎn),則Γ在M,N兩點(diǎn)處的切線的交點(diǎn)Q在準(zhǔn)線l上,且FQ⊥MN;反之,若過(guò)準(zhǔn)線l上一點(diǎn)Q作圓錐曲線Γ的兩條切線,切點(diǎn)分別為M,N,則直線MN過(guò)焦點(diǎn)F,且FQ⊥MN.
(2)過(guò)點(diǎn)P(4,1)的動(dòng)直線l與橢圓C相交于不同的兩點(diǎn)A,B,在線段AB上取點(diǎn)Q,滿足|AP||QB|=|AQ||PB|,證明:點(diǎn)Q總在某定直線上.
4.已知圓M:x2+y2-2x-2y-2=0,且直線l:2x+y+2=0,P為l上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作圓M的切線PA,PB,切點(diǎn)為A,B,當(dāng)|PM||AB|最小時(shí),直線AB的方程為A.2x-y-1=0B.2x+y-1=0C.2x-y+1=0D.2x+y+1=0
5.(多選)已知直線l:ax+by-r2=0與圓C:x2+y2=r2,點(diǎn)A(a,b),則下列說(shuō)法正確的是A.若點(diǎn)A在圓C上,則直線l與圓C相切B.若點(diǎn)A在圓C內(nèi),則直線l與圓C相離C.若點(diǎn)A在圓C外,則直線l與圓C相離D.若點(diǎn)A在直線l上,則直線l與圓C相切
7.過(guò)點(diǎn)P(-2,3)作圓C:x2+(y-2)2=4的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則直線AB的方程為 .?
8.已知直線l:y=kx+2與圓C:(x-1)2+y2=9交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B分別作圓C的兩條切線l1和l2,直線l1和l2交于點(diǎn)P,則線段PC長(zhǎng)度的最小值是 ,線段PC最短時(shí),四邊形PACB 的面積是 .?
(2)設(shè)△MAB的面積為S,試求S的最小值.
10.設(shè)拋物線C:y=x2的焦點(diǎn)為F,動(dòng)點(diǎn)P在直線l:x-y-2=0上運(yùn)動(dòng),過(guò)P作拋物線C的兩條切線PA,PB,且與拋物線C分別相切于A,B兩點(diǎn).(1)求△APB的重心G的軌跡方程;
(2)證明:∠PFA=∠PFB.
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