1、 调和线束的斜率形式及应用1.基本结论若四点成调和点列,在这四点所在直线外任取一点,所形成的的四条射线,称为调和线束. 对于一组调和线束,本节给出其斜率之间所满足的基本关系,并进一步用此结论去解决一些与极点极线有关的斜率恒等式.结论1:如图1.若调和线束,的方程为.那么. 图1 图22.基本应用此处,我们选择比较经典的两个问题,即2013年江西高考的文理科圆锥曲线题目来作为上述结论应用的范例.例1.如图2,椭圆经过点,离心率,直线的方程为.(1)求椭圆的方程;(2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为.问:是否存在常数,使得?若存
2、在,求的值;若不存在,说明理由.证明:由于直线是点关于椭圆的极线,所以成调和点列,分别设直线为,那么四直线的交比,利用交比的性质可得,又由于,故,即,证毕.详解:(1)椭圆的方程为.(2)由题意可设的斜率为,则直线的方程为,代入椭圆方程并整理,得,设,则有:,在方程中令得,的坐标为.从而. 注意到共线,则有,即有. 所以 可入可得:,又,所以. 故存在常数符合题意.结论:已知椭圆,过定点作一直线交椭圆于两点,交点的极线于点,是椭圆上一点,且点横坐标为,则直线的斜率成等差数列.例2椭圆的离心率.(1)求椭圆的方程;(2)如图,是椭圆的顶点,是椭圆上除顶点外的任意一点,直线交轴于点,直线交于点,设
3、的斜率为,的斜率为,试证明:为定值.解析: (1);(2) 如图,连接,交与点,连接交轴于点,则点关于椭圆的极线为直线.又因点在轴上,则点对应的极线垂直于轴且过点和,则可知为一组调和点列,为一组调和线束,即有,则,因此,此时可认为直线的斜率为无穷大,则,即,即,因此.详解(1),(2)由(1)知,直线AD方程为:;直线BP方程:,联立得直线BP和椭圆联立方程组解得P点坐标为,因为D,N,P三点共线,所以有:参考文献:1.田朋朋.三直线斜率等差性质的本质与推广.J.数学通讯.2019.11.思考题:(2022武汉九月调考)已知椭圆,过点且与轴平行的直线与椭圆恰有一个公共点,过点且与轴平行的直线被椭圆截得的线段长为.(1)求椭圆的标准方程;(2)设过点的动直线与椭圆交于两点,为轴上的一点,设直线和的斜率分别为和,若为定值,求点的坐标.