套路

换参数消掉斜率不存在

过定点的动直线不设斜率 kk,改设倾斜角、方向向量,或「某个定点到它的距离」——参数一换,竖直那一档就不再是例外,「斜率不存在」这句补充说明整个消失。

病灶:kk 标不全那一族直线

过定点 PP 的直线有无穷多条,它们恰好被「方向」这一个自由度标记完。可 y−y0=k(x−x0)y-y_{0}=k(x-x_{0}) 只标记得到其中一部分——竖直的那一条标不到,因为它的斜率不存在。

于是设 kk 的写法从一开始就欠着一句话:竖直那一档要另行讨论。这句话被漏掉,是圆锥曲线题最常见的失分点之一(见「设斜率漏判斜率不存在」)。而且它欠得很隐蔽:整个推导每一步都对,只是那一族直线里少了一条。

三种换法

一、倾斜角 θ\theta。 直线写成

(x,y)=(x0,y0)+t(cos⁡θ, sin⁡θ),θ∈[0,π).(x,y)=(x_{0},y_{0})+t(\cos\theta,\ \sin\theta),\qquad \theta\in[0,\pi).

θ\theta 取遍 [0,π)[0,\pi) 就取遍了所有方向,θ=π2\theta=\frac{\pi}{2} 就是竖直那一条,不是例外。

二、方向向量 (m,n)(m,n)(或写成 x=my+cx=my+c)。 x=my+cx=my+c 覆盖除水平线之外的全部;哪一档成为例外,取决于你把哪个字母提出来。关键是先确认「被漏掉的那一档」在本题里是否真的可能出现——很多题里 x=my+cx=my+c 漏掉的水平线本来就不满足条件,那这一换就是白赚。

三、换一个几何量当主元。 若目标量恰好只由「某定点到这条直线的距离 dd」决定,就直接以 dd 为主元。这一换最彻底:dd 的取值范围往往是一个干净的闭区间,端点各自对应一个具体的极端位置,连定义域都不必单独讨论。

为什么这不只是省一句话

换参数之后,原来那句「另需讨论」不是被省略了,而是被吸收进了定义域。竖直那一档要么落在参数区间的内部(和别的档一视同仁),要么落在端点上(作为端点值参与比较)。

尤其是第三种换法:漏掉的那一档常常正是退化档(三角形压成一条线、弦长为零、两点重合)。用 dd 当主元时它自动表现为「目标函数在端点取 00」——不用你去说它不成立,函数自己说了。

自检

  • 换完参数后问一句:这个参数取遍它的范围时,原来那一族对象是不是被取遍了? 是,才算换成功。
  • 若换完仍有例外档(比如 x=my+cx=my+c 漏掉水平线),要么补一句、要么说清这一档在本题里不可能出现,不能默认没有。

共 3 道题考到本条。