亲,双击屏幕即可自动滚动
正文 第65章 来自林天的不解:“这题需要这么麻烦?”
    晚自习的尾声,空气里漂浮着一种混合了疲惫与解脱的微妙气息。凌凡刚刚从那场由赵鹏引发的“眼瞎乌龙”讲解战中脱身,虽然过程啼笑皆非,但内心却因思维流程得到验证而充盈着一种扎实的满足感。他重新将注意力集中回自己的战场——那道即将攻克的椭圆压轴题。

    (4, 3√3 k), n(-4, 3√3 / k), 其中k = tan(θ/2)。坐标已被“灵感笔记”中记录的半角公式化简得极致简洁。

    他深吸一口气,开始最后的冲锋——求直线n的方程。

    他采用两点式。设(x1, y1), n(x2, y2),则直线n的斜率: k_n= (y2 - y1) / (x2 - x1) = [ (3√3 / k) - (3√3 k) ] / [ (-4) - 4 ] = [ 3√3 (1/k - k) ] / (-8) 化简:= [ 3√3 ( (1-k2)/k ) ] / (-8) = - (3√3 (1-k2)) / (8k)

    接着,他用点斜式,取点(4, 3√3 k): y- 3√3 k = k_n  (x - 4) 即 y- 3√3 k = [ - (3√3 (1-k2)) / (8k) ]  (x - 4)

    这个方程看起来依然复杂,含有参数k。但他记得目标:证明n恒过定点。这意味着这个方程应该能整理成某种形式,其中参数k的影响会被抵消,或者方程始终满足某个固定点的坐标。

    他尝试着将方程去分母,两边同时乘以8k: 8k(y - 3√3 k) = -3√3 (1-k2) (x - 4) 展开左边:8k y - 24√3 k2 = -3√3 (1-k2)(x-4) 展开右边:= -3√3 (x-4) + 3√3 k2 (x-4)

    将含有k2的项移到一边,不含k的项移到另一边: 8k y- 24√3 k2 - 3√3 k2 (x-4) = -3√3 (x-4) 合并k2项:8k y - 3√3 k2 [ 8 + (x-4) ] = -3√3 (x-4) // -24√3 = -3√3  8 即:8k y - 3√3 k2 (x + 4) = -3√3 (x-4)

    这个方程对于任意k(即对于椭圆上任意点p)都要成立,并且要导致n过定点。观察这个式子,它含有k的一次项和二次项。一个思路是将其视为关于k的方程,要求它对所有k都成立,那么k的各次幂的系数必须分别等于零?(但这似乎不对,因为k是变化的)

    他正在苦苦思索如何从这个方程中挖掘出“恒过定点”的信息,一个身影悄无声息地停在了他的桌旁。

    凌凡下意识地抬头,映入眼帘的是林天那张总是带着几分懒散和漠然的脸。林天似乎刚睡醒,眼角还带着一丝惺忪,但那双眼睛看向凌凡草稿纸时,却闪过一抹锐利的光。

    “椭圆定点题?”林天的声音很平淡,听不出情绪,他目光扫过凌凡那写满了化简过程和最终那个复杂方程的草稿纸,眉头几不可察地微微蹙起,“你这么做……不觉得太麻烦了吗?”

    凌凡的心猛地一跳。麻烦?他觉得自己已经运用了灵感,化简了坐标,每一步都逻辑清晰,怎么在林天的眼里,就成了“麻烦”?

    一种混合着不服气和不自信的情绪涌上来。他稳住心神,尽量平静地问:“那……应该怎么做?”

    林天没直接回答,而是随手从凌凡笔袋里抽了一支铅笔,俯下身,在凌凡草稿纸的空白处画了起来。

    他没有设参数θ,也没有进行任何三角变换。

    他只是很简单地设点p(x0, y0),且满足椭圆方程 x02/4 + y02/3 = 1。

    然后,他写: 直线ap方程:a(-2,0), p(x0,y0), 两点式求得方程。 求点:是ap与x=4的交点。直接将x=4代入ap方程,用x0, y0表示出的纵坐标y_。 同样, 直线bp方程:b(2,0), p(x0,y0)。 求n点:n是bp与x=-4的交点。将x=-4代入bp方程,得到n的纵坐标y_n。

    林天写得很快,表达式看起来确实比凌凡的三角形式要复杂一些,涉及x0, y0。凌凡心中稍安,觉得似乎也没简单到哪里去。

    但接下来,林天的操作让凌凡瞪大了眼睛。

    林天并没有去求直线n的方程!

    他只是在草稿纸上写下一行字: 【欲证n过定点,可考虑n的任意两位置交点】

    随即,林天特殊取点!他并不是随机取,而是选择了两个极其特殊的p点位置。

    这章没有结束,请点击下一页继续阅读!

    第一种情况:他取p为椭圆上顶点(0, √3)!【因为椭圆y轴上的点计算最简单】 代入计算: p(0,√3) ap方程:过a(-2,0)和p(0,√3),斜率=√3/2,方程:y = (√3/2)(x+2) 求:x=4代入,y_ = (√3/2)(4+2) = (√3/2)6 = 3√3 → (4, 3√3) bp方程:过b(2,0)和p(0,√3),斜率=√3/(0-2)= -√3/2,方程: y = (-√3/2)(x-2) 求n:x=-4代入,y_n = (-√3/2)(-4-2) = (-√3/2)(-6) = 3√3 → n(-4, 3√3) 此时,直线n:(4,3√3), n(-4,3√3), 是一条水平线 y = 3√3。

    第二种情况:他取p为椭圆下顶点(0, -√3)! p(0,-√3) ap方程:过a(-2,0)和p(0,-√3),斜率=-√3/2,方程:y = (-√3/2)(x+2) 求:x=4代入,y_ = (-√3/2)(4+2) = (-√3/2)6 = -3√3 → (4, -3√3) bp方程:过b(2,0)和p(0,-√3),斜率=(-√3)/(0-2)= √3/2,方程: y = (√3/2)(x-2) 求n:x=-4代入,y_n = (√3/2)(-4-2) = (√3/2)(-6) = -3√3 → n(-4, -3√3) 此时,直线n:(4,-3√3), n(-4,-3√3), 是一条水平线 y = -3√3。

    写完这两种情况,林天停下了笔。

    凌凡看着这两个结果:一条是y=3√3,一条是y=-3√3。这两条水平线,怎么可能有交点?没有交点,怎么找定点?

    就在凌凡疑惑之际,林天的手指在这两个y值上点了点,淡淡地说:“这两条线平行,说明定点不在水平方向上。但注意,这两种情况下,和n的横坐标都是4和-4。也就是说,无论p取上顶点还是下顶点,直线n都是水平的。”

    然后,林天话锋一转:“这说明,如果n恒过某个定点,这个定点的纵坐标,必然同时满足y=3√3和y=-3√3?这显然不可能。所以……”

    林天顿了顿,看了一眼凌凡。

    凌凡福至心灵,脱口而出:“所以定点不在水平线上!但……也许它的横坐标是固定的?我们还需要取其他特殊的p点!”

    “对。”林天似乎对凌凡能跟上思路有点意外,继续道:“取一个能让n不水平的点。比如,取p为右端点?不行,p异于a,b,右端点就是b(2,0),不行。取一个……让ap或bp斜率不存在的点?椭圆上哪点……”

    林天沉吟一秒,忽然眼睛微亮:“取p为(0, y0)我们已经取过了。取p为(x0, 0)?但x轴上只有a、b两点……那就取一个无限接近b点的点?计算麻烦。”

    这时,凌凡突然插话,声音带着一丝兴奋:“或者!我们取一个能让计算尽可能简单的点!比如……比如取一个让p点坐标数字简单的点!椭圆方程x2/4 + y2/3=1,那就让y2/3=1/4,y=±√3/2!或者让x2/4=1/4, x=±1!”

    他被林天的特殊取值法激发了灵感。

    林天挑了挑眉,似乎觉得可行:“可以,试试x0=1。” 由椭圆方程:1/4+ y02/3 = 1 => y02/3 = 3/4 => y02 = 9/4 => y0 = ±3/2 取p(1, 3/2)【第一象限】

    计算: ap方程:过a(-2,0)和p(1,3/2),斜率= (3/2 - 0) / (1 - (-2)) = (3/2)/3 = 1/2 方程:y = (1/2)(x + 2) 求:x=4代入,y_ = (1/2)(4+2) = 3 → (4, 3) bp方程:过b(2,0)和p(1,3/2),斜率= (3/2 - 0) / (1 - 2) = (3/2)/(-1) = -3/2 方程:y = (-3/2)(x - 2) 求n:x=-4代入,y_n = (-3/2)(-4-2) = (-3/2)(-6) = 9 → n(-4, 9)

    现在,我们有了第三条n:过点(4,3)和n(-4,9)。 求这条直线n的方程: 斜率k= (9-3) / (-4-4) = 6 / (-8) = -3/4 方程:用点(4,3),y - 3 = (-3/4)(x - 4) 化简:y = (-3/4)x + 3 + 3 => y = (-3/4)x + 6

    小主,这个章节后面还有哦,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!
为您推荐