定点、定值、定直线

定点、定值、定直线是圆锥曲线大题的高分分水岭。它们的共同本质是:虽然题中有变量,但某个对象不随变量改变。

核心思想

定点:一族直线或曲线都经过同一个固定点。

定值:某个长度、面积、斜率乘积、比值或表达式恒定。

定直线:某个动点轨迹、交点轨迹或极线关系最终落在固定直线上。

做这类题不要靠猜。稳定方法是:设参数,写表达式,消去参数,观察不变量。

定点题

常见形式:

$$ y=kx+b(k). $$

如果可以化为

$$ y-y_0=k(x-x_0), $$

则这族直线恒过定点 $(x_0,y_0)$。

另一种方式:把方程整理成

$$ A(x,y)k+B(x,y)=0. $$

若对任意 $k$ 都成立,则必须

$$ A(x,y)=0,\qquad B(x,y)=0. $$

解出的点就是定点。

定值题

常见定值对象:

  1. 斜率乘积。
  2. 弦长与距离的组合。
  3. 面积。
  4. 比值。
  5. 向量数量积。

做法是把目标表达成参数,再化简。若参数消失,就得到定值。

定直线题

定直线通常来自动点坐标满足一次关系:

$$ Ax+By+C=0. $$

如果动点坐标含参数 $t$,就要消去 $t$,看是否得到固定直线方程。

方法流程

  1. 先确定变量:斜率 $k$、截距 $m$、点坐标,还是曲线参数?
  2. 用联立和韦达表达交点关系。
  3. 写出目标对象:直线方程、点坐标、长度、面积或斜率。
  4. 化简并消参。
  5. 检查是否对所有允许参数成立。

训练题

  1. 直线族 $y-2=k(x+1)$ 恒过哪个定点?
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点斜式显示它恒过 $(-1,2)$。

  1. 直线族 $(x-1)t+(y+2)=0$ 若对任意 $t$ 都过某点,求该点。
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要对任意 $t$ 成立,需 $x-1=0$ 且 $y+2=0$,所以定点为 $(1,-2)$。

  1. 若动点 $P(t,2t+1)$,求它所在的定直线。
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消去 $t$,得 $y=2x+1$。

  1. 若 $k_1=\frac{t-1}{t+1}$,$k_2=\frac{t+1}{t-1}$,求 $k_1k_2$。
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只要 $t\ne\pm1$,

$$ k_1k_2=1. $$

这是定值。

  1. 为什么定值题不能只代一个特殊值验证?
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特殊值只能帮助猜测,不能证明。定值必须通过一般参数化简,说明对所有允许参数都成立。

讲题追问

三定题要让学生说清楚:变量是谁?不变量是谁?如果变量没有被明确命名,后面的消参就会变成瞎算。