历史上的今天

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当联立圆锥曲线方程与直线方程时,如何通过已知的x1+x2和x1x2直接推导出对应的y1+y2和y1y2??

2025-07-28 04:38:03
这一过程是否需要额外引入参数或方程?能否通过代数运算直接关联x与y的对称
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这一过程是否需要额外引入参数或方程?能否通过代数运算直接关联x与y的对称表达式?

核心推导逻辑

  1. 直线方程代入法
    设直线方程为y=kx+by=kx+b,联立圆锥曲线方程后,消元得到关于xx的二次方程:

    Ax2+Bx+C=0Ax^2+Bx+C=0

    其中x1+x2=?BAx_1+x_2=-\frac{B}{A}x1x2=CAx_1x_2=\frac{C}{A}

  2. 通过直线方程关联yy的表达式
    由于y1=kx1+by_1=kx_1+by2=kx2+by_2=kx_2+b,可得:

    y1+y2=k(x1+x2)+2by_1+y_2=k(x_1+x_2)+2b y1y2=(kx1+b)(kx2+b)=k2x1x2+kb(x1+x2)+b2y_1y_2=(kx_1+b)(kx_2+b)=k^2x_1x_2+kb(x_1+x_2)+b^2
  3. 代入已知x1+x2x_1+x_2x1x2x_1x_2
    x1+x2=?BAx_1+x_2=-\frac{B}{A}x1x2=CAx_1x_2=\frac{C}{A}代入上式:

    y1+y2=?BkA+2by_1+y_2=-\frac{Bk}{A}+2b y1y2=Ck2A?BkbA+b2y_1y_2=\frac{Ck^2}{A}-\frac{Bkb}{A}+b^2

关键公式总结

目标表达式推导公式
y1+y2y_1+y_2k(x1+x2)+2bk(x_1+x_2)+2b
y1y2y_1y_2k2x1x2+kb(x1+x2)+b2k^2x_1x_2+kb(x_1+x_2)+b^2

注意事项

  • 参数依赖性:结果依赖于直线方程的斜率kk和截距bb,需确保联立方程时参数正确。
  • 圆锥曲线类型:若圆锥曲线为抛物线(如y2=4axy^2=4ax),联立后可能需调整变量消元顺序。
  • 几何意义y1+y2y_1+y_2y1y2y_1y_2反映了直线与曲线交点的对称性,可用于求中点坐标或弦长计算。

通过上述步骤,可直接由x1+x2x_1+x_2x1x2x_1x_2推导出yy的对称表达式,无需额外参数。

2025-07-28 04:38:03
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