前言
待定系數法的設法技巧:當直線經過點\((0,1)\)時,我們常常設其解析式為\(y=kx+1\),當直線經過點\((1,0)\)時,我們常常設其解析式為\(x=ky+1\),
典例剖析
法1:賦值法,令\(m=1\),得到直線為\(3x+2y=11\);令\(m=2\),得到直線為\(5x+3y=18\);聯立求得交點為\(P(3,1)\)。
再將點\(P(3,1)\)代入直線驗證,\((2m+1)x+(m+1)y=(2m+1)\times 3+(m+1)\times 1=7m+4\),故直線\((2m+1)x+(m+1)y=7m+4(m\in R)\)恆過某一個定點\(P(3,1)\)。
【補記】:當然還可以將這個解法更特殊化為,令\(2m+1=0\),得到\(m=-\cfrac{1}{2}\),代入原直線得到\(y=1\);令\(m+1=0\),得到\(m=-1\),代入原直線得到\(x=3\);聯立求得交點為\(P(3,1)\)。
賦值法原理說明圖:由於題目中不論\(m\)取到何值時,都對應平面內的唯一的一條直線,故可以給參數\(m\)賦值,
法2:換元法,由直線方程的點斜式形式\(y=k(x-x_0)+y_0\),可知直線必然經過點\(P(x_0,y_0)\),故思考將其通過換元法改寫為點斜式;
①當\(m+1\neq 0\)時,由原直線得到\(y=-\cfrac{2m+1}{m+1}x+\cfrac{7m+4}{m+1}\),
令\(-\cfrac{2m+1}{m+1}=k\),則得到\(m=\cfrac{-k-1}{k+2}\),代入得到\(\cfrac{7m+4}{m+1}=-3k+1\),
故原直線可化為\(y=kx-3k+1=k(x-3)+1\),故直線經過點\(P(3,1)\)。
②當\(m+1=0\)時,即\(m=-1\),代入得到直線為\(x=3\),此時點\(P\)也在直線上,
綜上所述,直線必經過點\(P(3,1)\)。
法3:利用共點直線系方程求解
經過兩條直線\(l_1:A_1x+B_1y+C_1=0,l_2:A_2x+B_2y+C_2=0\)的交點的直線系方程為\((A_1x+B_1y+C_1)+\lambda (A_2x+B_2y+C_2)=0(除l_2)\),其中\(\lambda\)是待定系數。
將直線方程中的\(m\)看成參數,分離得到\((2x+y-7)m+(x+y-4)=0\),
則由\(\left\{\begin{array}{l}{2x+y-7=0}\\{x+y-4=0}\end{array}\right.\),求得\(\left\{\begin{array}{l}{x=3}\\{y=1}\end{array}\right.\),
即兩條直線的交點為\(P(3,1)\),也即原直線必過定點\(P(3,1)\)。

(1).求拋物線的方程。
分析:由題目圖形可知,\(\cfrac{p}{2}=1\),則\(p=2\),故頂點在坐標原點,開口向右的拋物線的方程為\(y^2=2px\),即\(y^2=4x\)。
(2).求證:直線\(QN\)過定點。
分析:如果直線過定點\((m,n)\),則直線的表達式必然應該能化為:\(y-n=k(x-m)\)類型。
設點\(M(4t^2,4t)\),點\(N(4t_1^2,4t_1)\),點\(M(4t_2^2,4t_2)\),則由題目易知直線\(MN\)的斜率存在,
且\(k_{MN}=\cfrac{4t-4t_1}{4t^2-4t_1^2}=\cfrac{1}{t+t_1}\),從而直線\(MN\)的方程是\(y=\cfrac{1}{t+t_1}(x-4t^2)+4t\),即\(x-(t+t_1)y+4tt_1=0\)。
同理可知,直線\(MQ\)的方程\(x-(t+t_2)y+4tt_2=0\),直線\(NQ\)的方程\(x-(t_1+t_2)y+4t_1t_2=0\),
又點\(A\)在直線\(MN\)上,從而有\(4tt_1=1\),即\(t=\cfrac{1}{4t_1}\);點\(B\)在直線\(MQ\)上,
從而有\(1+(t+t_2)+4tt_2=0\),即\(1+(\cfrac{1}{4t_1}+t_2)+4\times \cfrac{1}{4t_1}t_2=0\),
化簡得到\(4t_1t_2=-4(t_1+t_2)-1\),
代入\(NQ\)的方程,得到\(x-(t_1+t_2)y-4(t_1+t_2)-1=0\),
即\(y+4=\cfrac{1}{t_1+t_2}(x-1)\),故直線\(NQ\)經過定點\((1,-4)\)。
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拋物線\(y^2=4x\)上的任意點的坐標的設法一般是\((x,y)\),本題采用\((4t^2,4t)\),是拋物線的參數方程的一種。
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注意直線過定點的證明思路。
解析:由\(x, y\)滿足\(\left\{\begin{array}{l}x-2\geq 0\\y-2\geq 0\\x+y-8 \leq 0\end{array}\right.\) 作出可行域如圖,
結合\(y=-\cfrac{a}{b}x+\cfrac{z}{b}(-\cfrac{a}{b}<-1)\),由圖可知,
\(C\)為目標函數取得最大值的最優解,聯立\(\left\{\begin{array}{l}y=2\\x+y-8=0\end{array}\right.\), 解得\(C(6,2)\)
\(\therefore 6a+2b=2\),即\(3a+b=1\),所以\(b=1-3a\),
代入\(ax+by-1=0\),得\(ax+y-3ay-1=0\),
整理為過定點的直線系方程形式:\(a(x-3y)+y-1=0\),
由\(\left\{\begin{array}{l}x-3y=0\\y-1=0\end{array}\right.\),解得\(\left\{\begin{array}{l}x=3\\y=1\end{array}\right.\),
則直線\(ax+by-1=0\)所過的定點坐標為\((3,1)\),故選\(A\).