已知椭圆x23+y24=1\dfrac{x^{2}}{3}+\dfrac{y^{2}}{4}=1的弦被点(1,1)(1,1)平分,那么这条弦所在的直线方程为()(\quad)
A. 4x+3y−7=04x+3y-7=0
B. 4x−3y−7=04x-3y-7=0
C. 3x+4y−1=03x+4y-1=0
D. 3x−4y−1=03x-4y-1=0

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完整解法

1. 利用中点公式表示弦的两端点坐标关系

设弦与椭圆相交的两端点分别为 P(x1,y1)P(x_1, y_1) 和 Q(x2,y2)Q(x_2, y_2)。
由于该弦被点 M(1,1)M(1,1) 平分,点 MM 为线段 PQPQ 的中点,由中点坐标公式可得:
x1+x2=2,y1+y2=2x_1 + x_2 = 2, \quad y_1 + y_2 = 2

2. 利用点差法建立斜率与中点的关系

因为点 P(x1,y1)P(x_1, y_1) 和 Q(x2,y2)Q(x_2, y_2) 在椭圆上,将坐标代入椭圆方程,得:
{x123+y124=1x223+y224=1\begin{cases} \dfrac{x_1^2}{3} + \dfrac{y_1^2}{4} = 1 \\ \dfrac{x_2^2}{3} + \dfrac{y_2^2}{4} = 1 \end{cases}
两式相减可得:
x12−x223+y12−y224=0\dfrac{x_1^2 - x_2^2}{3} + \dfrac{y_1^2 - y_2^2}{4} = 0
利用平方差公式展开,得:
(x1−x2)(x1+x2)3+(y1−y2)(y1+y2)4=0\dfrac{(x_1 - x_2)(x_1 + x_2)}{3} + \dfrac{(y_1 - y_2)(y_1 + y_2)}{4} = 0

3. 求解弦所在直线的斜率

将 x1+x2=2x_1 + x_2 = 2 和 y1+y2=2y_1 + y_2 = 2 代入上述差值关系式,得:
2(x1−x2)3+2(y1−y2)4=0\dfrac{2(x_1 - x_2)}{3} + \dfrac{2(y_1 - y_2)}{4} = 0
变形并整理,得:
y1−y2x1−x2=−43\dfrac{y_1 - y_2}{x_1 - x_2} = -\dfrac{4}{3}
因此,该弦所在直线的斜率 k=−43k = -\dfrac{4}{3}。

4. 写出直线的方程并化为一般式

由于该弦所在的直线经过点 M(1,1)M(1,1),且斜率为 −43-\dfrac{4}{3},根据直线的点斜式方程可得:
y−1=−43(x−1)y - 1 = -\dfrac{4}{3}(x - 1)
整理为一般式方程,得:
4x+3y−7=04x + 3y - 7 = 0
所以,这条弦所在的直线方程为 4x+3y−7=04x + 3y - 7 = 0。
故正确选项为 A。

答案

A

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