已知P(x0,y0)是二次曲线(仅考虑:圆、椭圆、双曲线、抛物线)Γ:Ax2+By2+Dx+Ey+F=0上一点,且A+B≠0,过P作互相垂直的直线分别交Γ于另外两个点A,B,求证:直线AB过定点.
分析与解 由点P在曲线Γ上,可得Ax20+By20+Dx0+Ey0+F=0,
将坐标系xOy的原点平移到点P位置,得到坐标系x′P′y′,则此时曲线Γ′的方程为A(x+x0)2+B(y+y0)2+D(x+x0)+E(y+y0)+F=0,
也即Ax2+By2+(D+2Ax0)x+(E+2By0)y=0.
设直线A′B′:mx+ny=1,与Γ′化齐次联立,有Ax2+By2+[(D+2Ax0)x+(E+2By0)y]⋅(mx+ny)=0.
由P′A′⊥P′B′,可得A+B+(D+2Ax0)m+(E+2By0)n=0,
也即(−D+2Ax0A+B)⋅m+(−E+2By0A+B)⋅n=1,
因此直线A′B′恒过点Q′(−D+2Ax0A+B,−E+2By0A+B),换算到原坐标系xOy,可得所求定点为Q(−(A−B)x0+DA+B,−(B−A)y0+EA+B).
注 当A+B=0时,有(D+2Ax0)m+(E+2By0)n=0,
所以直线A′B′:mx+ny=1是一组平行直线,从而直线AB是一组平行直线.此时,也可以认为直线AB都相交于无穷远点.
好,非常好
都有点理解不了,这些是高中要掌握的吗