0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2"/>
李昭平
題目(2014年高考安徽卷理科數(shù)學(xué)第19題):如圖,已知兩條拋物線E1∶y2=2p1x(p1>0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
思考1:解法基礎(chǔ),注重創(chuàng)新
直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是高考考查解析幾何的核心內(nèi)容,它充分體現(xiàn)了解析幾何“由數(shù)研形”和“由形研數(shù)”兩大基本思想.2014年高考安徽卷對解析幾何的考查也不例外.
本題主要考查直線與拋物線之間的位置關(guān)系、解方程組、平面幾何知識與向量在解析幾何中的運(yùn)用,考查邏輯推理能力、提煉概括能力和運(yùn)算求解能力.雖解法常規(guī),但背景設(shè)計跳出了以往的傳統(tǒng)題型.以兩條拋物線為載體,通過研究直線與拋物線的位置關(guān)系,獲得三角形之間的平行與面積關(guān)系,融解幾、平幾、方程、向量等知識于一體,具有推陳出新之效. 考生的普遍反映是:“入手易、深入難”“會而不對、會而不全”.因此,從難度、區(qū)分度、新穎度和滿意度等幾個方面來看,此題是一道解法基礎(chǔ)、注重創(chuàng)新的好題.
思考2:多種思路, 體驗探究
思路(1):運(yùn)用向量法
(Ⅰ)設(shè)直線l1,l2的方程分別為y=k1x,y=k2x(k1,k2≠0),則 由y=k1x,
y2=2p1x,得A1
,
. 由 y=k1x,
y2=2p2x,得A2
,
.同理可得B1
,
,B2
,
.所以=
-
,
-
=2p1
-
,
-
,=
-
,
-
=2p2
-
,
-
.
故=,所以A1B1∥A2B2.
(Ⅱ)由(I)知A1B1∥A2B2.同理可得B1C1∥B2C2,C1A1∥C2A2, 所以△A1B1C1~△A2B2C2 . 因此=. 又由(I)中的=知=. 故=.
思路(2):運(yùn)用斜率法
A1
,
、A2
,
、 B1
,
、 B2
,
,
①當(dāng)k1+k2≠0時,k[A B][1][1] ==,k[A B][2][2] ==,
所以k[A B][1][1] =k[A B][2][2],A1B1∥A2B2 .
②當(dāng)k1+k2=0時,A1B1⊥x軸,A2B2⊥x軸,故A1B1∥A2B2 .
綜合①②,知A1B1∥A2B2 .
(Ⅱ)的解法與上述相同,略去.
顯然,無論是思路(1)還是思路(2),聯(lián)立方程組求出A1、B、A2、B2的坐標(biāo)是必須的.運(yùn)用向量法,通過求出和的坐標(biāo),根據(jù)向量平行的充要條件獲證.運(yùn)用斜率法,必須討論斜率存在和不存在兩種情況.從考生和閱卷反饋的信息來看,考生的得分率并不高.一是題面新、字母多、運(yùn)算量較大;二是需要提煉概括規(guī)律;三是陷入求面積的表達(dá)式,沒有想到利用平面幾何中的相似,這是一個思維難點. 解題中, 讓考生體驗探究的過程,凸現(xiàn)考生的綜合能力.
思考3:聯(lián)想論證,獲得新知
聯(lián)想1: 已知兩個橢圓E1∶+=1(a>b>0)和 E2∶+=1(k>0).過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.
(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;
(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
解析:假設(shè)A1,A2和B1,B2均在第一象限.
(Ⅰ)設(shè)直線l1,l2的方程分別為y=k1x,y=k2x(k1,k2≠0),則 由y=k1x,
+
=1,得A1
,
.同理可得B1
,
,A2
,
,B2
,
,
所以=ab
-,
-,
=kab
-
,
-
.
故=,所以A1B1∥A2B2.
(Ⅱ)同原題得到,= .
說明:上述橢圓E1和E2的離心率相同,稱為相似橢圓.聯(lián)想1是從拋物線向橢圓的類比.
聯(lián)想2: 已知兩條雙曲線和過原點的兩條直線E1∶-=1(a,b>0)和 E2∶-=1(k>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點. (Ⅰ)A1B1∥A2B2; (Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
說明:上述雙曲線E1和E2的離心率相同,稱為相似雙曲線.聯(lián)想2是從拋物線向雙曲線的類比.解析過程與聯(lián)想1類似,大家自己完成,這里略去.
聯(lián)想3:已知兩條拋物線E1∶y2=2p1x(p1>0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l與E1,E2分別交于A1,A2兩點,B1,B2兩點分別在E1,E2上,且A1B1∥A2B2 .證明: O,B1,B2三點共線.
證明:設(shè)直線l的方程為y=kx(k≠0),則A1
,
, A2
,
.
設(shè)B1(, y1), B2(, y2). 由A1B1∥A2B2,得∥,所以·=0,即(-)·(y2-)-(-)·(y1-)=0,整理得(p1y2-p2y1)(ky1-2p1)(ky2-2p2)=0.因為(ky1-2p1)(ky2-2p2)≠0,所以p1y2=p2y1.而 =(,y1), =(,y2).
于是·y2-y1·=y1y2(-)=y1y2·=0,所以∥ .
故O,B1,B2三點共線.
說明: 聯(lián)想3是對原題進(jìn)行逆向思考而得到的.
以上我們從一道高考題出發(fā),通過分析、求解、聯(lián)想對其進(jìn)行思考和研究,融觀察、猜想、證明于一體,三種圓錐曲線的和諧美和統(tǒng)一美盡現(xiàn)其中. 這給我們的啟示是: 高考題往往具有代表性、典型性和拓展性,備考復(fù)習(xí)中恰當(dāng)?shù)剡x用,對提高思維水平和綜合能力十分有益.
(作者單位:安徽省太湖中學(xué))
責(zé)任編校 徐國堅endprint
題目(2014年高考安徽卷理科數(shù)學(xué)第19題):如圖,已知兩條拋物線E1∶y2=2p1x(p1>0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
思考1:解法基礎(chǔ),注重創(chuàng)新
直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是高考考查解析幾何的核心內(nèi)容,它充分體現(xiàn)了解析幾何“由數(shù)研形”和“由形研數(shù)”兩大基本思想.2014年高考安徽卷對解析幾何的考查也不例外.
本題主要考查直線與拋物線之間的位置關(guān)系、解方程組、平面幾何知識與向量在解析幾何中的運(yùn)用,考查邏輯推理能力、提煉概括能力和運(yùn)算求解能力.雖解法常規(guī),但背景設(shè)計跳出了以往的傳統(tǒng)題型.以兩條拋物線為載體,通過研究直線與拋物線的位置關(guān)系,獲得三角形之間的平行與面積關(guān)系,融解幾、平幾、方程、向量等知識于一體,具有推陳出新之效. 考生的普遍反映是:“入手易、深入難”“會而不對、會而不全”.因此,從難度、區(qū)分度、新穎度和滿意度等幾個方面來看,此題是一道解法基礎(chǔ)、注重創(chuàng)新的好題.
思考2:多種思路, 體驗探究
思路(1):運(yùn)用向量法
(Ⅰ)設(shè)直線l1,l2的方程分別為y=k1x,y=k2x(k1,k2≠0),則 由y=k1x,
y2=2p1x,得A1
,
. 由 y=k1x,
y2=2p2x,得A2
,
.同理可得B1
,
,B2
,
.所以=
-
,
-
=2p1
-
,
-
,=
-
,
-
=2p2
-
,
-
.
故=,所以A1B1∥A2B2.
(Ⅱ)由(I)知A1B1∥A2B2.同理可得B1C1∥B2C2,C1A1∥C2A2, 所以△A1B1C1~△A2B2C2 . 因此=. 又由(I)中的=知=. 故=.
思路(2):運(yùn)用斜率法
A1
,
、A2
,
、 B1
,
、 B2
,
,
①當(dāng)k1+k2≠0時,k[A B][1][1] ==,k[A B][2][2] ==,
所以k[A B][1][1] =k[A B][2][2],A1B1∥A2B2 .
②當(dāng)k1+k2=0時,A1B1⊥x軸,A2B2⊥x軸,故A1B1∥A2B2 .
綜合①②,知A1B1∥A2B2 .
(Ⅱ)的解法與上述相同,略去.
顯然,無論是思路(1)還是思路(2),聯(lián)立方程組求出A1、B、A2、B2的坐標(biāo)是必須的.運(yùn)用向量法,通過求出和的坐標(biāo),根據(jù)向量平行的充要條件獲證.運(yùn)用斜率法,必須討論斜率存在和不存在兩種情況.從考生和閱卷反饋的信息來看,考生的得分率并不高.一是題面新、字母多、運(yùn)算量較大;二是需要提煉概括規(guī)律;三是陷入求面積的表達(dá)式,沒有想到利用平面幾何中的相似,這是一個思維難點. 解題中, 讓考生體驗探究的過程,凸現(xiàn)考生的綜合能力.
思考3:聯(lián)想論證,獲得新知
聯(lián)想1: 已知兩個橢圓E1∶+=1(a>b>0)和 E2∶+=1(k>0).過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.
(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;
(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
解析:假設(shè)A1,A2和B1,B2均在第一象限.
(Ⅰ)設(shè)直線l1,l2的方程分別為y=k1x,y=k2x(k1,k2≠0),則 由y=k1x,
+
=1,得A1
,
.同理可得B1
,
,A2
,
,B2
,
,
所以=ab
-,
-,
=kab
-
,
-
.
故=,所以A1B1∥A2B2.
(Ⅱ)同原題得到,= .
說明:上述橢圓E1和E2的離心率相同,稱為相似橢圓.聯(lián)想1是從拋物線向橢圓的類比.
聯(lián)想2: 已知兩條雙曲線和過原點的兩條直線E1∶-=1(a,b>0)和 E2∶-=1(k>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點. (Ⅰ)A1B1∥A2B2; (Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
說明:上述雙曲線E1和E2的離心率相同,稱為相似雙曲線.聯(lián)想2是從拋物線向雙曲線的類比.解析過程與聯(lián)想1類似,大家自己完成,這里略去.
聯(lián)想3:已知兩條拋物線E1∶y2=2p1x(p1>0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l與E1,E2分別交于A1,A2兩點,B1,B2兩點分別在E1,E2上,且A1B1∥A2B2 .證明: O,B1,B2三點共線.
證明:設(shè)直線l的方程為y=kx(k≠0),則A1
,
, A2
,
.
設(shè)B1(, y1), B2(, y2). 由A1B1∥A2B2,得∥,所以·=0,即(-)·(y2-)-(-)·(y1-)=0,整理得(p1y2-p2y1)(ky1-2p1)(ky2-2p2)=0.因為(ky1-2p1)(ky2-2p2)≠0,所以p1y2=p2y1.而 =(,y1), =(,y2).
于是·y2-y1·=y1y2(-)=y1y2·=0,所以∥ .
故O,B1,B2三點共線.
說明: 聯(lián)想3是對原題進(jìn)行逆向思考而得到的.
以上我們從一道高考題出發(fā),通過分析、求解、聯(lián)想對其進(jìn)行思考和研究,融觀察、猜想、證明于一體,三種圓錐曲線的和諧美和統(tǒng)一美盡現(xiàn)其中. 這給我們的啟示是: 高考題往往具有代表性、典型性和拓展性,備考復(fù)習(xí)中恰當(dāng)?shù)剡x用,對提高思維水平和綜合能力十分有益.
(作者單位:安徽省太湖中學(xué))
責(zé)任編校 徐國堅endprint
題目(2014年高考安徽卷理科數(shù)學(xué)第19題):如圖,已知兩條拋物線E1∶y2=2p1x(p1>0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
思考1:解法基礎(chǔ),注重創(chuàng)新
直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是高考考查解析幾何的核心內(nèi)容,它充分體現(xiàn)了解析幾何“由數(shù)研形”和“由形研數(shù)”兩大基本思想.2014年高考安徽卷對解析幾何的考查也不例外.
本題主要考查直線與拋物線之間的位置關(guān)系、解方程組、平面幾何知識與向量在解析幾何中的運(yùn)用,考查邏輯推理能力、提煉概括能力和運(yùn)算求解能力.雖解法常規(guī),但背景設(shè)計跳出了以往的傳統(tǒng)題型.以兩條拋物線為載體,通過研究直線與拋物線的位置關(guān)系,獲得三角形之間的平行與面積關(guān)系,融解幾、平幾、方程、向量等知識于一體,具有推陳出新之效. 考生的普遍反映是:“入手易、深入難”“會而不對、會而不全”.因此,從難度、區(qū)分度、新穎度和滿意度等幾個方面來看,此題是一道解法基礎(chǔ)、注重創(chuàng)新的好題.
思考2:多種思路, 體驗探究
思路(1):運(yùn)用向量法
(Ⅰ)設(shè)直線l1,l2的方程分別為y=k1x,y=k2x(k1,k2≠0),則 由y=k1x,
y2=2p1x,得A1
,
. 由 y=k1x,
y2=2p2x,得A2
,
.同理可得B1
,
,B2
,
.所以=
-
,
-
=2p1
-
,
-
,=
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,
-
=2p2
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,
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.
故=,所以A1B1∥A2B2.
(Ⅱ)由(I)知A1B1∥A2B2.同理可得B1C1∥B2C2,C1A1∥C2A2, 所以△A1B1C1~△A2B2C2 . 因此=. 又由(I)中的=知=. 故=.
思路(2):運(yùn)用斜率法
A1
,
、A2
,
、 B1
,
、 B2
,
,
①當(dāng)k1+k2≠0時,k[A B][1][1] ==,k[A B][2][2] ==,
所以k[A B][1][1] =k[A B][2][2],A1B1∥A2B2 .
②當(dāng)k1+k2=0時,A1B1⊥x軸,A2B2⊥x軸,故A1B1∥A2B2 .
綜合①②,知A1B1∥A2B2 .
(Ⅱ)的解法與上述相同,略去.
顯然,無論是思路(1)還是思路(2),聯(lián)立方程組求出A1、B、A2、B2的坐標(biāo)是必須的.運(yùn)用向量法,通過求出和的坐標(biāo),根據(jù)向量平行的充要條件獲證.運(yùn)用斜率法,必須討論斜率存在和不存在兩種情況.從考生和閱卷反饋的信息來看,考生的得分率并不高.一是題面新、字母多、運(yùn)算量較大;二是需要提煉概括規(guī)律;三是陷入求面積的表達(dá)式,沒有想到利用平面幾何中的相似,這是一個思維難點. 解題中, 讓考生體驗探究的過程,凸現(xiàn)考生的綜合能力.
思考3:聯(lián)想論證,獲得新知
聯(lián)想1: 已知兩個橢圓E1∶+=1(a>b>0)和 E2∶+=1(k>0).過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點.
(Ⅰ)證明:A1B1∥A2B2;
(Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
解析:假設(shè)A1,A2和B1,B2均在第一象限.
(Ⅰ)設(shè)直線l1,l2的方程分別為y=k1x,y=k2x(k1,k2≠0),則 由y=k1x,
+
=1,得A1
,
.同理可得B1
,
,A2
,
,B2
,
,
所以=ab
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-,
=kab
-
,
-
.
故=,所以A1B1∥A2B2.
(Ⅱ)同原題得到,= .
說明:上述橢圓E1和E2的離心率相同,稱為相似橢圓.聯(lián)想1是從拋物線向橢圓的類比.
聯(lián)想2: 已知兩條雙曲線和過原點的兩條直線E1∶-=1(a,b>0)和 E2∶-=1(k>0),過原點O的兩條直線l1和l2,l1與E1,E2分別交于A1,A2兩點,l2與E1,E2分別交于B1,B2兩點. (Ⅰ)A1B1∥A2B2; (Ⅱ)過原點O作直線l(異于l1,l2)與E1,E2分別交于C1,C2兩點. 記△A1B1C1與△A2B2C2的面積分別為S1與S2,求的值.
說明:上述雙曲線E1和E2的離心率相同,稱為相似雙曲線.聯(lián)想2是從拋物線向雙曲線的類比.解析過程與聯(lián)想1類似,大家自己完成,這里略去.
聯(lián)想3:已知兩條拋物線E1∶y2=2p1x(p1>0)和E2∶y2=2p2x(p2>0),過原點O的兩條直線l與E1,E2分別交于A1,A2兩點,B1,B2兩點分別在E1,E2上,且A1B1∥A2B2 .證明: O,B1,B2三點共線.
證明:設(shè)直線l的方程為y=kx(k≠0),則A1
,
, A2
,
.
設(shè)B1(, y1), B2(, y2). 由A1B1∥A2B2,得∥,所以·=0,即(-)·(y2-)-(-)·(y1-)=0,整理得(p1y2-p2y1)(ky1-2p1)(ky2-2p2)=0.因為(ky1-2p1)(ky2-2p2)≠0,所以p1y2=p2y1.而 =(,y1), =(,y2).
于是·y2-y1·=y1y2(-)=y1y2·=0,所以∥ .
故O,B1,B2三點共線.
說明: 聯(lián)想3是對原題進(jìn)行逆向思考而得到的.
以上我們從一道高考題出發(fā),通過分析、求解、聯(lián)想對其進(jìn)行思考和研究,融觀察、猜想、證明于一體,三種圓錐曲線的和諧美和統(tǒng)一美盡現(xiàn)其中. 這給我們的啟示是: 高考題往往具有代表性、典型性和拓展性,備考復(fù)習(xí)中恰當(dāng)?shù)剡x用,對提高思維水平和綜合能力十分有益.
(作者單位:安徽省太湖中學(xué))
責(zé)任編校 徐國堅endprint