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第7章 技惊四座!这解法太完美了

台下,高远嘴角的讥诮更浓了:“怎么?这就卡住了?看来‘大数学家’的水平也不过如此嘛!”

一些同学也忍不住发出了低低的嗤笑声。

秦风却恍若未闻,他的大脑在飞速运转。系统虽然给出了最优路径,但具体的推导和计算,依然需要他自己完成。刚才的推导过程中,显然有一个细节被他忽略了,或者说,系统给出的“斜率之积”这个条件,可能有更简洁的应用方式。

“点P在椭圆上,斜率之积……椭圆的第二定义?

不对……等等,y2=?12(x2?c2)y^2 = -\frac{1}{2}(x^2-c^2)y2=?21(x2?c2),这个形式……”

秦风的目光再次扫过题目条件,脑海中灵光一闪!

“我明白了!”

他迅速擦掉了刚才推导错误的部分,粉笔尖再次点向黑板。

由 kPF1-kPF2=?b2a2k_{PF_1} \cdot k_{PF_2} = -\frac{b^2}{a^2}kPF1?kPF2=?a2b2 是椭圆的一个固有性质(当焦点在x轴上时,对于非顶点P,其与两焦点连线斜率之积为常数?b2a2-\frac{b^2}{a^2}?a2b2)。

因此,?b2a2=?12-\frac{b^2}{a^2} = -\frac{1}{2}?a2b2=?21,即 a2=2b2a^2 = 2b^2a2=2b2。

......

所以,椭圆C的标准方程为:x22+y2=1\frac{x^2}{2} + y^2 = 12x2+y2=1

行云流水!

当秦风写下椭圆标准方程的那一刻,台下那些原本准备看笑话的同学,脸上的表情都微微一僵。

虽然第一问相对简单,但秦风刚才那短暂的停顿、迅速的纠错、以及最后那句“椭圆的固有性质”,都显示出他对椭圆知识点的掌握,似乎……并没有他们想象中那么不堪?

尤其是那句“固有性质”,很多同学甚至都没听说过,或者只是在某些参考书的角落里见过,根本没当回事!

高远也是微微一怔,他没想到秦风竟然知道这个相对冷僻的性质。不过,他很快便恢复了镇定,心中冷笑:“哼,歪打正着罢了!第一问算你蒙混过关,我看你第二问、第三问怎么办!”

秦风没有理会台下的反应,他的注意力高度集中,粉笔毫不停歇地转向了第二问。

(2)由(1)知 F1(?1,0),F2(1,0)F_1(-1, 0), F_2(1, 0)F1(?1,0),F2(1,0)。设直线l的方程为 x=my+1x = my+1x=my+1(当直线l斜率k存在时,m=1km=\frac{1}{k}m=k1;当k不存在时,直线l为x=1x=1x=1,与椭圆交于(1,±22)(1, \pm \frac{\sqrt{2}}{2})(1,±22),此时AB中点为(1,0)(1,0)(1,0)即F?,直径∣AB∣=2|AB|=\sqrt{2}∣AB∣=2,圆心为F?,显然不过F?,故k存在且不为0)。

将 x=my+1x = my+1x=my+1 代入椭圆方程 x22+y2=1\frac{x^2}{2} + y^2 = 12x2+y2=1得:

......

设 A(xA,yA),B(xB,yB)A(x_A, y_A), B(x_B, y_B)A(xA,yA),B(xB,yB),则 yA+yB=?2mm2+2y_A + y_B = -\frac{2m}{m^2+2}yA+yB=?m2+22m,yAyB=?1m2+2y_A y_B = -\frac{1}{m^2+2}yAyB=?m2+21。

因为以AB为直径的圆过点F?,所以 F1A??F1B?=0\vec{F_1A} \cdot \vec{F_1B} = 0F1A?F1B=0.

......

代入韦达定理的表达式:

(m2+1)(?1m2+2)+2m(?2mm2+2)+4=0(m^2+1)(-\frac{1}{m^2+2}) + 2m(-\frac{2m}{m^2+2}) + 4 = 0(m2+1)(?m2+21)+2m(?m2+22m)+4=0

......

所以 m=±7m = \pm \sqrt{7}m=±7

则直线l的斜率 k=1m=±17=±77k = \frac{1}{m} = \pm \frac{1}{\sqrt{7}} = \pm \frac{\sqrt{7}}{7}k=m1=±71=±77

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