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同构法是处理解析几何对称问题的有力武器.同构思想的介入,使得解析几何中对称问题、切线问题、平行线截线段成比例问题等,结构相同或相似问题的求解过程变得简单明了.
结合近几年高考试题和各地模拟试题,发现同构思想在解决圆锥曲线的有关问题时能优化计算,比起以往联立直线与曲线方程的常规方法,显得简便许多.当题目中出现具有相同结构、相同式子时,或过某一点处的切线等相似结构时,可以考虑采用同构法, 从而达到提高解题效率的目的
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解:设$B(\cfrac{y_1^2}{2},y_1),C(\cfrac{y_2^2}{2},y_2),A(2,2)\Rightarrow P=1$
故直线$AB:k_1=\cfrac{y_1-2}{\frac{y_1^2}{2}-2 } =\cfrac{2(y_1-2)}{(y_1+2)(y_1-2) }=\cfrac{2}{y_1+2 }$
直线$AB方程:(y-2)(y_1+2)=2(x-2)\Rightarrow 2x-(y_1+2)y+2y_1=0$
圆心$(2,0)到直线的距离为1:\cfrac{\left | 4+2y_1 \right | }{\sqrt{4+(y_1+2)^2} } =1$
整理得,$3y_1^2+12y_2+8=0将y_1^2=2x_1代入,得3x_1+6y_1+4=0$
同理可得,$3x_2+6y_2+4=0,可见B(x_1,y_1),C(x_2,y_2)是方程3x+6y+4=0的解$
即$BC在直线3x+6y+4=0上$

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记椭圆的焦点三角形$PF_1F_2,记\triangle PF_1F_2内切圆面积和外接圆面积分另为S_1,S_2,若\cfrac{S_2}{S_1} 的最小值为4$
$,则椭圆的离心率为(\qquad)$
$A.\cfrac{1}{2} \qquad B.\cfrac{\sqrt{2} }{2} \qquad C.\cfrac{1}{3}\qquad D.\cfrac{\sqrt{3} }{3}$
设外接圆半径为$R,内切圆半径为r,则 \cfrac{S_2}{S_1}=\cfrac{R^2}{r^2} =4\Rightarrow (\cfrac{R}{r})_{min} =2$
$根据正弦定理有\cfrac{2c}{\sin P} =2R\Rightarrow R=\cfrac{c}{\sin P};$
$易推三角形与内切圆半径关系的面积公式:S_{\triangle PF_1F_2}=\cfrac{1}{2} 三角形周长\times 内切圆半径=\cfrac{1}{2} (2a+2c)r$
$由焦点三角形面积公式:S_{\triangle PF_1F_2}=b^2\tan \cfrac{P}{2}=\cfrac{1}{2} (2a+2c)r$
$\Rightarrow r=\cfrac{b^2\tan \cfrac{P}{2}}{a+c}\Rightarrow \cfrac{R}{r} =\cfrac{\cfrac{c}{\sin P}}{\cfrac{b^2\tan \cfrac{P}{2}}{a+c}} =\cfrac{c(a+c)}{\sin P b^2\tan \cfrac{P}{2}} =\cfrac{c(a+c)}{2 b^2\sin^2 \cfrac{P}{2}}$
$\cfrac{R}{r}有最小值,即 \sin^2 \cfrac{P}{2}有最大值,焦点三角形的的顶点在短轴顶点上,顶角有为最大值。$
$(\sin \cfrac{P}{2} )_{max}=e\Rightarrow \cfrac{c(a+c)}{2 b^2e^2 }=2\Rightarrow \cfrac{ac+c^2}{(a^2-c^2)e^2 }=4\Rightarrow \cfrac{e+e^2}{1-e^2 }=4e^2\Rightarrow \cfrac{1+e}{1-e^2 }=4e$
$4e(1-e)=1\Rightarrow \Rightarrow 4e^2-4e+1=0\Rightarrow e=\cfrac{1}{2}$

$已知椭圆E:\cfrac{x^2}{a^2}+ \cfrac{y^2}{b^2}=1\quad (a\gt b\gt 0)的右顶点分别为A,B,离心率为\cfrac{\sqrt{3} }{2},$
$过P点(1,0)作直线交椭圆于C,D(与AB均不重合),当点D与椭圆E的上顶点重合时,\left | AD \right |=\sqrt{5} $
$①求椭圆方程;$
$②设直线AD,BC的斜率分别为k_1,k_2,求证\cfrac{k_1}{k_2} 为定值。$
$解:设C(x_1,y_1),D(x_2,y_2),k_1=\cfrac{y_1}{x_1+2},k_2=\cfrac{y_2}{x_2-2}$
$\cfrac{k_1}{k_2} =\cfrac{y_1(x_2-2)}{y_2(x_1+2)}$
$反设直线CD方程:x=my+1$
$\begin{cases}x=my+1\\ x^2+4y^2-4=0 \end{cases}{\color{Green} \Rightarrow (m^2+4)y^2+2my-3=0} $
${\color{Red} y_1+y_2=\cfrac{-2m}{m^2+4} \quad y_1y_2=\cfrac{-3}{m^2+4} } $
$\cfrac{k_1}{k_2} =\cfrac{y_1(my_2+1-2)}{y_2(my_1+1+2)}=\cfrac{my_1y_2-y_1}{my_1y_2+3y_2}$
上式便是非对称韦达定理,处理方法有如下几种:
第一种:和积互化
${\color{Red} \cfrac{y_1+y_2}{y_1y_2} =\cfrac{2m}{3} }\Rightarrow my_1y_2=\cfrac{3}{2}(y_1+y_2) $
${\color{Red} \therefore \quad \cfrac{k_1}{k_2} =} \cfrac{my_1y_2-y_1}{my_1y_2+3y_2}=\cfrac{{\color{Red} \cfrac{3}{2}(y_1+y_2)} -y_1}{{\color{Red} \cfrac{3}{2}(y_1+y_2)} +3y_1}= \cfrac{1}{3} $
和积互化还可参见:https://one.free.nf/index.php/archives/3/ 中例二法三
第二种方法:用曲线方程替换

$x_1^2+4y_1^2=4\Rightarrow x_1^2=4-4y_1^2\Rightarrow (x_1+2)(x_1-2)=-4y_1^2$

$\Rightarrow(x_1+2)=\cfrac{-4y_1^2}{(x_1-2)} 代入\cfrac{k_1}{k_2} =\cfrac{y_1(x_2-2)}{y_2(x_1+2)}$
第三种暴力硬解法:
${\color{Green}(m^2+4)y^2+2my-3=0} \Rightarrow y=\cfrac{-2m\pm \sqrt{4m^2+12(m^2+4)} }{2(m^2+4)} $
${\color{Red} =\cfrac{-m\pm 2\sqrt{m^2+3} }{m^2+4} } $
$\cfrac{k_1}{k_2} =\cfrac{y_1(x_2-2)}{y_2(x_1+2)}=\cfrac{my_1y_2-y_1}{my_1y_2+3y_2}
=\cfrac{m\cdot \cfrac{-3}{m^2+4} -{\color{Red} \cfrac{-m- 2\sqrt{m^2+3} }{m^2+4} }}{m\cdot\cfrac{-3}{m^2+4} +3\cdot {\color{Red} \cfrac{-m+ 2\sqrt{m^2+3} }{m^2+4} }}
$
$\cfrac{-3m {\color{Red} +m+ 2\sqrt{m^2+3} }}{-3m{\color{Red} -3m+ 6\sqrt{m^2+3 } }}=\cfrac{1}{3} $
第四种方法:利用圆锥曲线第三定义,前提是两定点是顶点
https://one.free.nf/index.php/archives/3/
例2中法二,如果同时齐次化计算会更简化。
齐次化操作见:https://one.free.nf/index.php/category/%E5%9C%86%E9%94%A5/1/

第五种方法:保留一个未知数,再配凑
$\cfrac{k_1}{k_2} =\cfrac{y_1(x_2-2)}{y_2(x_1+2)}=\cfrac{my_1y_2-y_1}{my_1y_2+3y_2}=\cfrac{my_1y_2-{\color{Red} (y_1+y_2)-y_2} }{my_1y_2+3y_2}$
$=\cfrac{\cfrac{-3m}{m^2+4}-\cfrac{-2m}{m^2+4}+y_2}{\cfrac{-3m}{m^2+4}+3y_2 }=\cfrac{\cfrac{-m}{m^2+4}+y_2}{\cfrac{-3m}{m^2+4}+3y_2 } =\cfrac{1}{3} $

一、极线的两种定义

1.一般定义(几何定义)
不在二次曲线上的一点P作直线l交二次曲线于M、N两点,则在l上有且只有一点Q,使得(PQ,MN)=-1(即P、Q、M、N构成一调和点列)。当l绕着P旋转时,Q的轨迹是一条直线p(或一部分),这条直线p叫做点P关于二次曲线的极线,而P叫做p关于该曲线的极点。——摘自百度百科
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注:P为MN的外分点,Q为内分点,它们是对应唯一关系
如上图,以椭圆为例,P为椭圆C外一点,过P的动直线f交C于M、N两点,则在f上有且仅有一点Q,$
$使得|MQ||NP|=|MP||NQ|(即P、M、Q、N构成调和点列)。当f绕着P旋转时,Q的轨迹是直线L(或一部分),$
$直线L叫做点P关于C的极线,而P叫做L关于该曲线的极点。$

那么直线L的方程是什么呢?我们通过两个命题来说明。(仍以椭圆为例)
$命题1:若P(x_0,y_0)不在椭圆C:\cfrac{x^2}{a^2}+ \cfrac{y^2}{b^2}=1\quad(a\gt b\gt 0)
上,过P的动直线f交C于M、N两点,$
$则在f上有且仅有一点Q,使得|MQ||NP|=|MP||NQ|。当f绕着P旋转时,Q的轨迹是直线 $
$\cfrac{x_0x}{a^2}+ \cfrac{y_0y}{b^2}=1 .$

$命题2:若P(x_0,y_0)不在椭圆C:\cfrac{x^2}{a^2}+ \cfrac{y^2}{b^2}=1\quad(a\gt b\gt 0)
上,过P的动直线f交C于M、N两点,$
$直线\cfrac{x_0x}{a^2}+ \cfrac{y_0y}{b^2}=1交动直线f于Q点,则|MQ||NP|=|MP||NQ|.$
2.代数定义
$对于不在二次曲线C( Ax^2+2Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0)上的一点P(x_0,y_0),$
$P关于C的极线为直线(Ax_0x+2B(x_0y+y_0x)+Cy_0y+D\cfrac{x_0+x}{2}+E\cfrac{y_0+y}{2}+F=0$.

由几何定义我们是无法推出P在二次曲线C上这一情况的极线方程的。(因为此时P与M或N重合,不妨设P与M重合,那么(PQ,MN)=0≠-1)

$但由代数定义,我们知道当P在二次曲线C上时,直线Ax_0x+2B(x_0y+y_0x)+Cy_0y+D\cfrac{x_0+x}{2}+E\cfrac{y_0+y}{2}+F=0$
$既是P关于C的极线,又是C在点P处的切线。$

因此规定当P在曲线C上时,它的极线就是过它的切线。

二、极点、极线的基本性质

性质1.配极原则
对于同一条二次曲线C,如果点P的极线经过点Q,那么点Q的极线经过点P。
$证明(以椭圆C(\cfrac{x^2}{a^2}+ \cfrac{y^2}{b^2}=1\quad(a\gt b\gt 0)为例):$
$设P(x_1,y_1),Q(x_2,y_2),则P关于C的极线为直线p:\cfrac{x_1x}{a^2}+ \cfrac{y_1y}{b^2}=1 ,$
$Q的极线为直线q \cfrac{x_2x}{a^2}+ \cfrac{y_2y}{b^2}=1 .$

$∵Q在直线p上,∴ \cfrac{x_1x_2}{a^2}+ \cfrac{y_1y_2}{b^2}=1 , ∴P在直线q上。$
(反之,如果直线p的极点在直线q上,那么直线q的极点在直线p上。)
配极原则是极线最基本、最重要的性质,其余几条性质均由配极原则推导而出。
性质2.配极原则推论
两点连线的极点是这两点的极线的交点;两直线交点的极线是这两直线的极点的连线。
证明:设有两点A、B,各自的极线交于C,则根据配极原则,C在A的极线上⇒A在C的极线上。同理,B在C的极线上。由两点确定一条直线可知AB是C的极线,即C是AB的极点。类似可证后者。

从这个性质中可以知道,对于二次曲线上两个点,过这两点的切线的交点的极线即这两点的连线。

性质3.内接四边形
设四边形ABCD内接于二次曲线C,则对角线交点P的极线是两组对边交点的连线。
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证明:由完全四边形的调和性质可知(C,E,A,M),(D,F,B,M)调和,

由极线的几何定义知点E在点M关于曲线C的极线上、点F在点M关于曲线C的极线上

由两点确定一条直线知,直线EF即为点M的极线,∴点P在点M的极线上

由配极原则知,点M在点P的极线上,同理可知,点N在点P的极线上

∴直线MN即为点P的极线,原命题成立。

三、极线在高中解析几何中的应用
例题.非对称韦达式典型题

圆锥曲线硬解定理:
1.椭圆与斜截式联立:
$\begin{cases} \cfrac{x^2}{a^2}+ \cfrac{y^2}{b^2}=1 \\y=kx+m\end{cases}\Rightarrow b^2x^2+ay^2-a^2b^2=0\Rightarrow (b^2+a^2k^2)x^2+2a^2kmx+a^2(m^2-b^2)=0$

$\Delta ={\color{Red} 4a^4k^2m^2-4a^2(m^2-b^2)(b^2+a^2k^2)} =4a^2[a^2k^2m^2-(m^2-b^2)(b^2+a^2k^2)]$

$=4a^2(-b^2m^2+b^4+a^2b^2k^2)=4a^2b^2(b^2+a^2k^2-m^2)\quad 两根之差用$

$x_1+x_2=-\cfrac{2a^2km}{a^2k^2+b^2}$

$x_1x_2=\cfrac{a^2(m^2-b^2)}{a^2k^2+b^2}$

$(x_1-x_2)^2=(x_1+x_2)^2-4x_1x_2=\cfrac{4a^4k^2m^2}{(a^2k^2+b^2)^2}-\cfrac{4a^2(m^2-b^2)}{a^2k^2+b^2}$

$=\cfrac{{\color{Red}4a^4k^2m^2-4a^2(m^2-b^2)(a^2k^2+b^2) } }{(a^2k^2+b^2)^2}=\cfrac{{\color{Red} 4a^2b^2(b^2+a^2k^2-m^2)} }{(a^2k^2+b^2)^2}$

$横坐标的两根之差:|x_1-x_2|=\cfrac{\sqrt{\Delta } }{a^2k^2+b^2}$

$纵坐标的两根之差:|y_1-y_2|=\cfrac{\sqrt{k^2\Delta } }{a^2k^2+b^2}$

$y_1+y_2==k(x_1+x_2)+2m=-\cfrac{2a^2{\color{Red}k^2 } m}{a^2k^2+b^2}+\cfrac{2m{\color{Red}(a^2k^2+b^2 )} }{a^2k^2+b^2}$

$=\cfrac{{\color{Red}2b^2 m} }{a^2k^2+b^2}$

$y_1y_2=(kx_1+m)(kx_2+m)=k^2x_1x_2+km(x_1+x_2)+m^2$

$=\cfrac{a^2(m^2-b^2){\color{Red} k^2} }{a^2k^2+b^2} -\cfrac{2a^2km{\color{Red} km}}{a^2k^2+b^2}+\cfrac{(a^2k^2+b^2){\color{Red} m^2}}{a^2k^2+b^2}$

$=\cfrac{{\color{Red} a^2k^2m^2}-a^2b^2k^2-{\color{Red} 2a^2k^2m^2+a^2k^2m^2}+b^2m^2 }{a^2k^2+b^2}$

$=\cfrac{b^2(m^2-a^2k^2)}{a^2k^2+b^2}$

$x_1y_2+x_2y_1=x_1(kx_2+m)+x_2(kx_1+m)=2kx_1x_2+m(x_1+x_2)$

$=\cfrac{{\color{Red} 2k} a^2(m^2-b^2)}{a^2k^2+b^2}-\cfrac{{\color{Red} m} 2a^2km}{a^2k^2+b^2}=\cfrac{{\color{Red} 2a^2km^2} -2a^2b^2k{\color{Red} -2a^2km^2} }{a^2k^2+b^2}$

$=\cfrac{-2a^2b^2k }{a^2k^2+b^2}$

$=\cfrac{b^2(m^2-a^2k^2)}{a^2k^2+b^2}$

$\cfrac{y_1}{x_1} +\cfrac{y_2}{x_2} =2k+m(\cfrac{1}{x_1} +\cfrac{1}{x_2})=2k+m\cfrac{x_1+x_2}{x_1x_2}={\color{Red} \cfrac{2b^2k}{b^2-m^2} } $

$=\cfrac{-2a^2km{\color{Red} m} }{a^2(m^2-b^2)}+\cfrac{{\color{Red} 2k} a^2(m^2-b^2)}{a^2(m^2-b^2)}$
$\cfrac{x_1}{y_1} +\cfrac{x_2}{y_2} =\cfrac{x_1y_2+x_2y_1}{y_1y_2} =\cfrac{\cfrac{-2a^2b^2k }{a^2k^2+b^2}}{\cfrac{b^2(m^2-a^2k^2)}{a^2k^2+b^2}}==\cfrac{-2a^2b^2k }{b^2(m^2-a^2k^2)}$
$AB的长度其实就是横坐标的两根之差的\sqrt{1+k^2} 倍$

$|AB|=\cfrac{\sqrt{(1+k^2)\Delta } }{a^2k^2+b^2}$
$AB的长度其实就是横坐标的两根之差的\sqrt{1+k^2} 倍$

$|AB|=\cfrac{\sqrt{(1+k^2)\Delta } }{a^2k^2+b^2}$

$\overrightarrow{OA}\cdot \overrightarrow{OB}=\cfrac{(a^2+b^2)m^2-a^2b^2(1+k^2)}{a^2k^2+b^2}$

$=x_1x_2+y_1y_2 =\cfrac{a^2(m^2-b^2)}{a^2k^2+b^2}+\cfrac{b^2(m^2-a^2k^2)}{a^2k^2+b^2}$

2.椭圆与横截式联立:

$\begin{cases} \cfrac{x^2}{a^2}+ \cfrac{y^2}{b^2}=1 \\x=ky+m\end{cases}\Rightarrow b^2x^2+ay^2-a^2b^2=0\Rightarrow (a^2+b^2k^2)x^2+2b^2kmx+b^2(m^2-a^2)=0$

$椭圆与斜截式联立\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad椭圆与横截式联立$

$x_1+x_2=-\cfrac{2a^2km}{a^2k^2+b^2}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad y_1+y_2=-\cfrac{2b^2km}{b^2k^2+a^2}$

$x_1x_2=\cfrac{a^2(m^2-b^2)}{a^2k^2+b^2}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\quad y_1y_2=\cfrac{b^2(m^2-a^2)}{b^2k^2+a^2}$

$y_1+y_2=\cfrac{2b^2 m} {a^2k^2+b^2}\quad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad x_1+x_2=\cfrac{2a^2 m} {b^2k^2+a^2}$

$y_1y_2=\cfrac{b^2(m^2-a^2k^2)}{a^2k^2+b^2}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad x_1x_2=\cfrac{a^2(m^2-b^2k^2)}{b^2k^2+a^2}$

$x_1y_2+x_2y_1=\cfrac{-2a^2b^2k }{a^2k^2+b^2}\qquad\qquad\qquad\qquad x_1y_2+x_2y_1=\cfrac{-2a^2b^2k }{b^2k^2+a^2}$分子完全一样

$\cfrac{y_1}{x_1} +\cfrac{y_2}{x_2}=\cfrac{2b^2k}{b^2-m^2}\qquad \qquad\qquad \qquad\qquad \cfrac{x_1}{y_1} +\cfrac{x_2}{y_2}=\cfrac{2a^2k}{a^2-m^2}$

$\cfrac{x_1}{y_1} +\cfrac{x_2}{y_2} =\cfrac{2a^2k }{a^2k^2-m^2}\qquad \qquad \qquad \qquad\qquad \cfrac{y_1}{x_1} +\cfrac{y_2}{x_2} =\cfrac{2b^2k }{b^2k^2-m^2}$

$\Delta =4a^2b^2(b^2+a^2k^2-m^2)\qquad\qquad\qquad \quad \Delta =4a^2b^2(a^2+b^2k^2-m^2)$

$|x_1-x_2|=\cfrac{\sqrt{\Delta } }{a^2k^2+b^2}\qquad \qquad\qquad \qquad \qquad |y_1-y_2|=\cfrac{\sqrt{\Delta } }{b^2k^2+a^2}$

$|y_1-y_2|=\cfrac{\sqrt{k^2\Delta } }{a^2k^2+b^2}\quad\qquad \qquad\qquad \qquad \qquad |x_1-x_2|=\cfrac{\sqrt{k^2\Delta } }{b^2k^2+a^2}$
$|AB|=\cfrac{\sqrt{(1+k^2)\Delta } }{a^2k^2+b^2}\qquad \qquad\qquad \qquad\quad |AB|=\cfrac{\sqrt{(1+k^2)\Delta } }{b^2k^2+a^2}$
$\overrightarrow{OA}\cdot \overrightarrow{OB}=\cfrac{(a^2+b^2)m^2-a^2b^2(1+k^2)}{a^2k^2+b^2}\qquad\qquad \overrightarrow{OA}\cdot \overrightarrow{OB}=\cfrac{(a^2+b^2)m^2-a^2b^2(1+k^2)}{b^2k^2+a^2}$


2.双曲线与斜截式联立:
$\begin{cases} \cfrac{x^2}{a^2}- \cfrac{y^2}{b^2}=1 \\y=kx+m\end{cases}\Rightarrow b^2x^2+ay^2-a^2b^2=0\Rightarrow (b^2+a^2k^2)x^2+2a^2kmx+a^2(m^2-b^2)=0$
$双曲线与斜载式联立\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad双曲线与横截式联立$

$x_1+x_2=\cfrac{2a^2km}{b^2-a^2k^2}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad y_1+y_2=-\cfrac{2b^2km}{b^2k^2-a^2}$

$x_1x_2=-\cfrac{a^2(m^2+b^2)}{b^2-a^2k^2}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\quad y_1y_2=\cfrac{b^2(m^2-a^2)}{b^2k^2-a^2}$

$y_1+y_2=\cfrac{2b^2 m} {b^2-a^2k^2}\quad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad x_1+x_2=\cfrac{-2a^2 m} {b^2k^2-a^2}$

$y_1y_2=\cfrac{b^2(m^2-a^2k^2)}{b^2-a^2k^2}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad x_1x_2=\cfrac{-a^2(m^2+b^2k^2)}{b^2k^2-a^2}$

$x_1y_2+x_2y_1=\cfrac{-2a^2b^2k }{b^2-a^2k^2}\qquad\qquad\qquad\qquad x_1y_2+x_2y_1=\cfrac{-2a^2b^2k }{b^2k^2-a^2}$分子完全一样

$\cfrac{y_1}{x_1} +\cfrac{y_2}{x_2}=\cfrac{2b^2k}{b^2+m^2}\qquad \qquad\qquad \qquad\qquad \cfrac{x_1}{y_1} +\cfrac{x_2}{y_2}=\cfrac{2a^2k}{a^2-m^2}$

$\cfrac{x_1}{y_1} +\cfrac{x_2}{y_2} =\cfrac{2a^2k }{a^2k^2-m^2}\qquad \qquad \qquad \qquad\qquad \cfrac{y_1}{x_1} +\cfrac{y_2}{x_2} =\cfrac{2b^2k }{b^2k^2+m^2}$

$\Delta =4a^2b^2(b^2-a^2k^2+m^2)\qquad\qquad\qquad \quad \Delta =4a^2b^2(b^2k^2-a^2+m^2)$

$|x_1-x_2|=\cfrac{\sqrt{\Delta } }{|a^2k^2-b^2|}\qquad \qquad\qquad \qquad \qquad |y_1-y_2|=\cfrac{\sqrt{\Delta } }{|b^2k^2-a^2|}$

$|y_1-y_2|=\cfrac{\sqrt{k^2\Delta } }{|a^2k^2-b^2|}\quad\qquad \qquad\qquad \qquad \qquad |x_1-x_2|=\cfrac{\sqrt{k^2\Delta } }{|b^2k^2-a^2|}$
$|AB|=\cfrac{\sqrt{(1+k^2)\Delta } }{|a^2k^2-b^2|}\qquad \qquad\qquad \qquad\quad |AB|=\cfrac{\sqrt{(1+k^2)\Delta } }{|b^2k^2-a^2|}$
$\overrightarrow{OA}\cdot \overrightarrow{OB}=\cfrac{(a^2-b^2)m^2+a^2b^2(1+k^2)}{a^2k^2-b^2}\qquad\qquad \overrightarrow{OA}\cdot \overrightarrow{OB}=\cfrac{(a^2-b^2)m^2+a^2b^2(1+k^2)}{-b^2k^2+a^2}$