带参数的直线方程恒过定点现象在解题中的应用

初中数学定点问题提高练习与常考难题和培优题压轴题(含解析)定点题型?定点问题，初中一般是直线或抛物线恒过定点的问题，这类问题一般解法是根据直线或抛物线的动因，先选择适当的参数，用参数表示出直线或抛物线方程，然后按参数整理，并令参数的系数为0得方程组，解方程方程组求出定点坐标.?解题思路：?这类问题通常有两种处理方法：①第一种方法：是从特殊入手，通过考查极端位置，探索出“定值”是多少，再证明这个点（值）与变量无关；②第二种方法：是直接推理、计算；并在计算的过程中消去变量，从而得到定点（定值）。

??具体地说，就是将要证明或要求解的量表示为某个合适变量的函数，化简消去变量即得定值。

一、直线过定点问题：解法1：取特殊值法?给方程中的参数取定两个特殊值，这样就得到关于x，y的两个方程，从中解出x，y即为所求的定点，然后再将此点代入原方程验证即可。

?例1：求直线（m+1）x+（m-1）y-2=0所通过的定点P的坐标。

?解：令m=-1，可得y=-1；令m=1，可得x=1。

将（1，-1）点代入原方程得：（m+1）·?1+（m-1）（-1）-2＝0?成立，所以该定点P为（1，-1）。

?解法2：由“y-y0=k（x-x0）”求定点把含有参数的直线方程改写成y-y0=k（x-x0）的形式，这样就证明了它所表示的所有直线必过定点（x0，y0）。

?例2：已知（k+1）x-（k-1）y-2k=0为直线l的方程，求证不论k取任何实数值时，直线l必过定点，并求出这个定点的坐标。

?证明：由已知直线l的方程得（k+1）x=（k-1）y+2k，?∴（k+1）x-（k+1）=（k-1）y+（k-1），不论k取任何实数值时，直线l必过定点M（1，-1）。

?解法3：方程思想?若方程的解有无穷多个，则方程的系数均为0，利用这一方法的思路是将原方程整理为以参数为主元的方程，然后利用系数为零求得。

?例3：若?2a-3b=1（a，b∈R），求证：直线?ax＋by=5必过定点。

直线过定点问题解题技巧
解决直线过固定点问题的技巧如下：
1. 使用点斜式或截距式确定直线的方程。

如果直线经过给定的点P（x₀，y₀），可以通过点斜式（y-y₀）=m(x-x₀) 或截距式 y=mx+b 来确定直线的方程。

其中，m 是直线的斜率，b 是y 轴截距。

2. 使用直线的斜率和给定点的坐标计算直线的方程。

如果直线经过两个已知点 A(x₁, y₁) 和 B(x₂, y₂)，可以使用斜率公式m = (y₂-y₁)/(x₂-x₁) 来计算直线的斜率。

然后，可以使用点斜式或截距式来确定直线的方程。

3. 使用向量的概念来解决问题。

如果直线 L 经过给定点 P(x₀, y₀)，可以使用向量的概念来表示直线。

例如，在平面直角坐标系中，从原点 O(0,0) 到点 P(x₀, y₀) 的向量是 OP = (x₀,
y₀)。

然后，通过平移这个向量，可以得到直线 L 的方程。

4. 使用几何性质和图形的特征来解决问题。

有时，可以根据已知点和直线的特性来确定直线的方程。

例如，如果直线经过原点 O(0,0)，可以确定直线的截距 b=0，并且直线的方程为
y=mx。

总之，“直线过固定点”问题的解决方法可以根据具体情况和已知条件选择不同的技巧，但无论选择哪种方法，都需要根据已知点的坐标和直线的性质来确定直线的方程。

一道求直线过定点问题的四种解决策略王弟成(江苏省苏州实验中学ꎬ江苏苏州２２２００６)摘㊀要:解决直线过定点问题的策略１是用参数ｋ先求出对应的直线方程ꎬ再从直线方程中挖出定点ꎻ策略２先利用特殊情况ꎬ猜想出直线所过的定点ꎬ再证明三点共线ꎻ策略３是先设出对应直线的方程ꎬ再寻求方程中参数之间的关系ꎻ对于特殊题还有策略４ꎬ先利用椭圆性质ꎬ换点表示斜率ꎬ寻求韦达定理的对称性.关键词:定点ꎻ设且求ꎻ设而不求ꎻ对称点中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)２５－００３４－０３收稿日期:２０２３－０６－０５作者简介:王弟成(１９７２.８－)ꎬ江苏省新沂人ꎬ本科ꎬ中学正高级教师ꎬ从事中学数学教学研究.㊀㊀求直线过定点问题是解析几何中的常见题型之一ꎬ也是高考重点考查的内容ꎬ因此解决它需要综合运用解析几何知识ꎬ同时还要注意解题策略的运用.题目㊀已知椭圆Ｃ:ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１(ａ>ｂ>０)的左㊁右顶点分别为ＡꎬＢꎬ且｜ＡＢ｜＝４ꎬ椭圆Ｃ过点(１ꎬ３２).(１)求椭圆Ｃ的标准方程ꎻ(２)斜率不为０的直线ｌ与Ｃ交于ＭꎬＮ两点ꎬ若直线ＢＭ的斜率是直线ＡＮ斜率的两倍ꎬ证明:直线ｌ经过定点ꎬ并求出其定点坐标.分析㊀(１)易求椭圆Ｃ的标准方程为ｘ２４＋ｙ２３＝１.对于(２)证明直线经过定点ꎬ一般方法是求出相应直线方程ꎬ再从直线方程中挖出定点.１设且求ꎬ选择斜率ｋ表示出相应直线方程策略１㊀从已知条件出发ꎬ选择直线ＡＮ的斜率ｋ表示点ＭꎬＮ的坐标ꎬ进而表示出直线ｌ的方程ꎬ从直线方程中挖掘出定点.解法１㊀设Ｍ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬ直线ＡＮ的斜率为ｋꎬ由题意ＢＭ的斜率为２ｋ.因为Ａ(－２ꎬ０)ꎬＢ(２ꎬ０)ꎬ所以直线ＡＮ的方程为ｙ＝ｋ(ｘ＋２)ꎬ直线ＢＭ的方程为ｙ＝２ｋ(ｘ－２).联立ｙ＝ｋ(ｘ＋２)ꎬｘ２４＋ｙ２３＝１ꎬìîíïïï得(３＋４ｋ２)ｘ２＋１６ｋ２ｘ＋１６ｋ２－１２＝０.由于方程有一根是－２ꎬ故由根与系数关系ꎬ得ｘ２＝６－８ｋ２３＋４ｋ２.所以ｙ２＝ｋ(ｘ２＋２)＝１２ｋ３＋４ｋ２.所以点Ｎ(６－８ｋ２３＋４ｋ２ꎬ１２ｋ３＋４ｋ２).联立ｙ＝２ｋ(ｘ－２)ꎬｘ２４＋ｙ２３＝１ꎬìîíïïï得(３＋１６ｋ２)ｘ２－６４ｋ２ｘ＋６４ｋ２－１２＝０.由根与系数关系得２ｘ１＝６４ｋ２－１２３＋１６ｋ２ꎬ即ｘ１＝４３３２ｋ２－６３＋１６ｋ２ꎬ所以ｙ１＝２ｋ(ｘ１－２)＝－２４ｋ３＋１６ｋ２.所以Ｍ(３２ｋ２－６３＋１６ｋ２ꎬ－２４ｋ３＋１６ｋ２).所以直线ｌ的方程为ｙ－１２ｋ３＋４ｋ２＝－９ｋ８ｋ２－３(ｘ－６－８ｋ２３＋４ｋ２).把方程看成关于斜率ｋ恒成立的式子ꎬ即ｙ(３＋４ｋ２)(８ｋ２－３)－１２ｋ(８ｋ２－３)＝－９ｋ(３＋４ｋ２)ｘ＋９ｋ(６－８ｋ２)ꎬ再通过方程两边常数项与ｋ３项系数相等ꎬ得－９ｙ＝０ꎬ－９６ｋ３＝－３６ｋ３ｘ－７２ｋ３ꎬ所以ｙ＝０ꎬｘ＝２３ꎬ所以直线过定点(２３ꎬ０).解法１中有处运算较难ꎬ一是对直线ＭＮ斜率的化简ꎬ化简时要注意分子分母约分ꎻ另一个是由方程ｙ－１２ｋ３＋４ｋ２＝－９ｋ８ｋ２－３(ｘ－６－８ｋ２３＋４ｋ２)寻求定点ꎬ由于结构复杂观察不到定点ꎬ所以采取转化为等式恒成立求解.当然也可以对ｋ特殊化ꎬ先找到定点ꎬ再证明[１].２先猜后证ꎬ减少运算策略２㊀先利用特殊情况猜想出直线所过的定点ꎬ再利用斜率或向量证明三点共线ꎬ从而得到直线恒过定点.解法２㊀先考虑特殊情况ꎬ当直线ｌ与ｘ轴垂直时ꎬ设Ｎ(ｔꎬｙ１)ꎬ则Ｍ(ｔꎬ－ｙ１).又由２ｙ１ｔ＋２＝－ｙ１ｔ－２ꎬ解得ｔ＝２３ꎬ再考虑直线ｌ与ｘ轴重合时也满足ꎬ所以猜想直线过定点(２３ꎬ０).要证明直线ｌ恒过定点(２３ꎬ０)ꎬ只需证点(２３ꎬ０)与ＭꎬＮ两点共线即可.即证明１２ｋ/(３＋４ｋ２)(６－８ｋ２)/(３＋４ｋ２)－２/３＝－２４ｋ/(３＋１６ｋ２)(３２ｋ２－６)/(３＋１６ｋ２)－２/３恒成立.解法３㊀当然若能猜想其定点在ｘ轴上ꎬ也可以在解法１的基础上得到直线方程后ꎬ将直线方程ｙ－１２ｋ３＋４ｋ２＝－９ｋ８ｋ２－３(ｘ－６－８ｋ２３＋４ｋ２)变形为ｙ＝－９ｋ８ｋ２－３(ｘ－６－８ｋ２３＋４ｋ２－１２ｋ３＋４ｋ２８ｋ２－３９ｋ).又由于６－８ｋ２３＋４ｋ２＋１２ｋ３＋４ｋ２８ｋ２－３９ｋ＝５４ｋ－７２ｋ３－３６ｋ＋９６ｋ３９ｋ(３＋４ｋ２)＝２３ꎬ所以有ｙ＝－９ｋ８ｋ２－３(ｘ－２３)ꎬ即可得直线过定点(２３ꎬ０).３设而不求ꎬ整体处理策略３㊀上面解法的主要困难在于得到的直线ｌ方程复杂ꎬ不易观察定点.此时还可以考虑直接设出直线ｌ方程ꎬ根据条件找到方程中相关参数的关系ꎬ此时再确定定点就很容易.设Ｍ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬ考虑直线ｌ可能与ｘ轴垂直ꎬ设直线ｌ的方程为ｘ＝ｍｙ＋ｔꎬ联立ｘ２４＋ｙ２３＝１ꎬｘ＝ｍｙ＋ｔꎬìîíïïï消去ｘ整理得(３ｍ２＋４)ｙ２＋６ｍｔｙ＋３ｔ２－１２＝０ꎬΔ＝３６ｍ２ｔ２－４(３ｍ２＋４) (３ｔ２－１２)>０ꎬ则ｙ１＋ｙ２＝－６ｍｔ４＋３ｍ２ꎬｙ１ｙ２＝３ｔ２－１２４＋３ｍ２.又ｋＡＮ＝ｙ２ｘ２＋２ꎬｋＢＭ＝ｙ１ｘ１－２ꎬ所以ｙ１ｘ１－２＝２ｙ２ｘ２＋２ꎬ化简得(ｔ＋２)ｙ１＝ｍｙ１ｙ２＋２(ｔ－２)ｙ２.这是一种特殊情况ꎬ有ｙ１ｙ２ꎬ但没有ｙ１＋ｙ２ꎬ针对本题有如下处理方法.解法４㊀先将含ｙ１ꎬｙ２的项配凑成ｙ１＋ｙ２ꎬ即ｍｙ１ｙ２－(ｔ＋２)(ｙ１＋ｙ２)＋(３ｔ－２)ｙ２＝０ꎬ再将ｙ１＋ｙ２＝－６ｍｔ４＋３ｍ２ꎬｙ１ｙ２＝３ｔ２－１２４＋３ｍ２代入方程得(３ｔ－２)[３ｍ(ｔ＋２)３ｍ２＋４＋ｙ２]＝０.由于３ｍ(ｔ＋２)３ｍ２＋４＋ｙ２不恒为０ꎬ所以３ｔ－２＝０ꎬ即５３ｔ＝２３.故直线ｌ:ｘ＝ｍｙ＋ｔ过定点(２３ꎬ０).解法５㊀可以把１ｙ１ꎬ１ｙ２作为未知数对待.由斜率关系ｙ１ｘ１－２＝２ｙ２ｘ２＋２ꎬ得(ｔ＋２)ｙ１＝ｍｙ１ｙ２＋２(ｔ－２)ｙ２.即有ｔ＋２ｙ２＝ｍ＋２(ｔ－２)ｙ１.又由ｙ１＋ｙ２＝－６ｍｔ４＋３ｍ２ꎬｙ１ｙ２＝３ｔ２－１２４＋３ｍ２ꎬ可以得１ｙ１＋１ｙ２＝－６ｍｔ３ｔ２－１２ꎬ所以可求得３ｔ－２ｙ２＝－ｍ(３ｔ－２)ｔ＋２.当３ｔ－２＝０时ꎬ即ｔ＝２３ꎬｍｙ１ｙ２－(ｔ＋２)(ｙ１＋ｙ２)＝ｍｙ１ｙ２－(ｔ＋２)(ｙ１＋ｙ２)＝ｍ(３ｔ２－１２)４＋３ｍ２－(ｔ＋２)(－６ｍｔ)４＋３ｍ２＝０ꎬ所以ｔ＝２３满足等式.当ｔʂ２３时ꎬ将ｙ２＝－ｔ＋２ｍꎬ代入ｍｙ１ｙ２－(ｔ＋２) (ｙ１＋ｙ２)＋(３ｔ－２)ｙ２＝０ꎬ得ｍ(３ｔ２－１２)４＋３ｍ２－(ｔ＋２)(－６ｍｔ)４＋３ｍ２－(ｔ＋２)(３ｔ－２)ｍ＝０ꎬ解得ｔ＝－２ꎬｔ＝－２３ꎬ两个值都要舍掉.所以ｔ＝２３.解法６㊀当得到ｙ２＝－ｔ＋２ｍ时ꎬ也可以代入方程(３ｍ２＋４)ｙ２＋６ｍｔｙ＋３ｔ２－１２＝０ꎬ得(ｔ＋２)(ｔ＋２)[(３ｍ２＋４)ｍ２－３]＝０ꎬ解得ｔ＝－２(舍)ꎬｔ＝２３.㊀解法７㊀由ｙ１＋ｙ２＝－６ｍｔ４＋３ｍ２ꎬｙ１ｙ２＝３ｔ２－１２４＋３ｍ２ꎬ得ｍｙ１ｙ２＝－ｔ２－４２ｔ(ｙ１＋ｙ２).由ｙ１ｘ１－２＝２ｙ２ｘ２＋２ꎬ得(ｔ＋２)ｙ１＝ｍｙ１ｙ２＋２(ｔ－２)ｙ２.所以(ｔ＋２)ｙ１＝－ｔ２－４２ｔ(ｙ１＋ｙ２)＋２(ｔ－２)ｙ２.即(３ｔ－２)(ｔ＋２)ｙ１＝(ｔ－２)(３ｔ－２)ｙ２.所以ｔ＝２３.４用性质换点ꎬ寻求对称性策略４㊀本例题出现韦达定理不对称问题ꎬ为什么会出现韦达定理不能用的问题呢?分析斜率式子ｙ１ｘ１－２＝２ｙ２ｘ２＋２结构ꎬ其主要原因是在求ＡＮ与ＭＢ的斜率时ꎬ用椭圆两个顶点ꎬ出现ｘ１－２ꎬｘ２－２造成的.我们可以用椭圆的性质把两个顶点转化到同一个顶点上.解法８㊀设Ｎ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬ因为ｘ２２４＋ｙ２２３＝１ꎬ则ｙ２ｘ２＋２ ｙ２ｘ２－２＝ｙ２２ｘ２２－４＝－３４.因为ｙ１ｘ１－２＝２ｙ２ｘ２＋２ꎬ所以－３４ ２(ｘ２－２)ｙ２＝ｙ１ｘ１－２.即－３２[ｍ２ｙ１ｙ２＋ｍ(ｔ－２)(ｙ１＋ｙ２)＋(ｔ－２)２]＝ｙ１ｙ２.代入ｙ１＋ｙ２＝－６ｍｔ４＋３ｍ２ꎬｙ１ｙ２＝３ｔ２－１２４＋３ｍ２ꎬ得－３２ˑ[ｍ(３ｔ２－１２)４＋３ｍ２＋ｍ(ｔ－２)(－６ｍｔ)４＋３ｍ２＋(ｔ－２)２]＝３ｔ２－１２４＋３ｍ２ꎬ当ｔʂ２ꎬｔʂ－２时ꎬ解得ｔ＝２３.上面的每一种解决方法都有其优点ꎬ解决问题时需要根据具体情境ꎬ明确方向ꎬ识别模型ꎬ选择模型ꎬ确定方法.高三解题理应策略优先ꎬ只有对各种情况分析透彻ꎬ把握本质ꎬ才能在考试中选择合适的方法解决问题.参考文献:[１]王弟成.一类根与系数关系不对称解析几何题解法探究与原因探析[Ｊ].数学通报ꎬ２０２１ꎬ６０(１２):４７－４９.[责任编辑:李㊀璟]６３。

利用恒过定点解题在处理与直线有关的问题时，如能适当抓住直线恒过点的特性，就可以使许多问题轻松获解．请看如下两例．例1 （1）试确定m 的值，使原点到直线(1)(21)(5)0m x m y m -+-+-=的距离最大； （2）已知(23)(32)P Q -，，，，直线20ax y ++=与线段PQ 总有公共点，求a 的取值范围．解析：（1）一般来讲，含一个参数的直线大都是过定点的直线系，本题直线方程即为(21)(5)0x y m x y +-+--+=，此直线总过两直线210x y +-=，5x y --+=的交点(94)A -，，显然在过A 的诸多直线l 中，只有当OA l ⊥时，原点到直线l 的距离最大． 49OA k =-∵，94l k =∴．则有19214m m --=-．由此得1322m =，将此值代回原直线方程整理得所求方程为：94970x y --=． （2）对此题可将直线PQ 的方程求出，与直线20ax y ++=联立求得交点B 的横坐标，再令23B x ≤≤，即得a 的取值范围．现在我们注意到直线20ax y ++=恒过定点(02)C -，，且k a =-，于是借助几何直观即可求解此题．如图，1423CP CQ k k =-=，，则欲使直线与线段PQ 相交，只需1423a --≤≤，即有4132a -≤≤．例2 （1）已知直线1110A x B y ++=与2210A x B y ++=的交点为(23)P ，，求过两定点1122()()A A B B A B ，，，的直线方程； （2）已知两直线)y x =+，y x =的交点为00()x y ，，若2222a b -=，求证：220022x y +=．解析：（1）前两题都是寻求直线所过定点从而简化求解的，本题直接给出两直线所过定点，这当然要利用直线与方程的定义了．因两条直线的交点为(23)P ，， 则有112310A B ++=，222310A B ++=，∴点1122()()A A B B A B ，，，的坐标都是方程2310x y ++=的解，即直线2310x y ++=过A B ，两点．∴过A B ，两点的直线方程就是2310x y ++=．（2）此题若按常规需先解方程组把交点坐标求出来，才能得解．但发觉这种思路很不好算，那怎么办呢？注意到两条直线恒过定点00()x y ，，则有00y x =+，00y x ，两式相乘得22202(2)2b y x a -=--， 又因2222a b -=，22001(2)2y x =--∴，故有220022x y +=．卡盟排行榜 嵂吀夻。