已知椭圆x²/2 +y²=1,过点A(2,1)的直线与椭圆交于M,N两点,求弦MN中点的轨迹方程
已知椭圆x²/2 +y²=1,过点A(2,1)的直线与椭圆交于M,N两点,求弦MN中点的轨迹方程
假设M点坐标为(x1,y1), N点坐标为(x2, y2),中点坐标为(x0, y0)
于是有x1²/2 +y1²=1以及x2²/2 +y2²=1
两式相减得到,(x1-x2)(x1+x2)/2=-(y1-y2)(y1+y2)
因为x1+x2=2x0, y1+y2=2y0, 斜率k=(y1-y2)/(x1-x2)
另一方面,因为过点A,所以k=(y0-1)/(x0-2)
所以-x0/2y0=k=(y0-1)/(x0-2)
整理,得到(y-1/2)^2+(1/2)*(x-1)^2=3/4
需要验证斜率为无穷即垂直x轴的情况。
(法一)设过P(2,1)点的直线为y-1=k(x-2)
联立x²/2 +y²=1 ①
y-1=k(x-2) ②
②代入 ①得
x² +2(k(x-2) +1 )²=2
化简得 (1+ 2k²) x² +4k(1-2k)x+8²-8=0
设A(x1,y1)B(x2,y2)
x1+x2=-4k(1-2k)/ (1+ 2k²)=4
解得k=-1所以直线为y-1=-(x-2)
即x+y-3=0
(法二)设A(x1,y1)B(x2,y2)
则有 x1²/2 +y1²=1 ①
x2²/2 +y2²=1 =3 ②
①-②得:
(x1²-x2² )/2= -(y1²-y2²)
(x1 -x2 )(x1+x2)/2=-(y 1 - y 2 )(y 1+ y 2)
-(x1+x2)/2(y 1+ y 2)=(y 1 - y 2 )/(x1 -x2 )=k
因为P(2,1)为中点,则
x1+x2=4
y 1+ y 2=2
所以k=-1所以直线为y-1=-(x-2)
即x+y-3=0