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解析幾何專題復(fù)習(xí)的八個(gè)切入點(diǎn)

2019-12-02 03:09:10李昭平
廣東教育·高中 2019年11期
關(guān)鍵詞:雙曲線焦點(diǎn)斜率

李昭平

縱觀近幾年的高考題,無論是全國卷還是省市自主命題卷,解析幾何主要考查直線與圓、三種圓錐曲線的基本知識(shí),直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,定點(diǎn)、定值與對(duì)稱關(guān)系等等,一般穩(wěn)定在一選一填一解答,分值大約占總分的14.7%左右. 雙曲線問題往往在客觀題中出現(xiàn),解答題考查橢圓或拋物線,客觀題往往處于靠后的位置. 由于解析幾何問題涉及面廣、運(yùn)算量大、綜合性強(qiáng),專題復(fù)習(xí)中關(guān)注以下八個(gè)切入點(diǎn),能有效掌握解析幾何的核心知識(shí)與方法,并與相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通,提高解題能力.

1. 考查定義

橢圓、雙曲線和拋物線的定義反映了三種圓錐曲線的本質(zhì)特征. 對(duì)于高考或??贾心承﹫A錐曲線客觀題,若從定義入手,往往能快速實(shí)現(xiàn)解題目標(biāo).

例1. 過拋物線C ∶ ?x2=2y的焦點(diǎn)F的直線交拋物線C于M,N兩點(diǎn),若 |MN|=8,則線段MN的中點(diǎn)到x軸的距離是( ?)

A. 3 ? B. ■?C. 4D. ■

解析:分別過M、N作拋物線C的準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為P,Q,過線段MN的中點(diǎn)A作AE垂直于準(zhǔn)線y=-■,垂足為E.

根據(jù)拋物線的定義知,|NP|=|NF|,|MQ|=|MF|,所以|NP|+ |MQ|=8. 于是梯形NPQM的中位線長是4,所以線段MN的中點(diǎn)到x軸的距離是4-■=■. 故選B.

點(diǎn)評(píng):由拋物線的定義可以做兩個(gè)方面的推理: 一是拋物線上任意一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離等于它到準(zhǔn)線的距離;二是到定點(diǎn)和定直線(定點(diǎn)不在定直線上)的距離相等的點(diǎn),是以定點(diǎn)為焦點(diǎn)、定直線為準(zhǔn)線的拋物線. 活用這兩個(gè)結(jié)論解拋物線題,往往事半功倍. 橢圓和雙曲線也完全類似.

訓(xùn)練題1:如圖1,F(xiàn)1,F(xiàn)2是橢圓C1 ∶ ?■+■=1與雙曲線C2公共的焦點(diǎn),A,B分別是C1,C2,在第二、四象限的公共點(diǎn). 若四邊形AF1BF2為矩形,則C2的離心率是_________.

解析:對(duì)于橢圓上的點(diǎn)A,利用橢圓的定義得,|AF1|+ |AF2|=6.

設(shè)|AF1|=m,|AF2|=n,則m+n=6.

在Rt?駐AF1F2中,n2+m2=(2■)2 =28.

由(n-m)2+(n+m)2=2(n2+m2), 得n-m=2■.

對(duì)于雙曲線上的點(diǎn)A,利用雙曲線的定義,得n-m=2a.

所以2a=2■,a=■. 于是,C2的離心率是e=■=■=■.

2. 考查點(diǎn)差法

所謂點(diǎn)差法,一般是指由圓錐曲線上若干個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)滿足圓錐曲線的方程而得到若干個(gè)方程,將這若干個(gè)方程實(shí)施整體相減,以實(shí)現(xiàn)解題目標(biāo)的方法. 對(duì)于圓錐曲線的弦、弦的中點(diǎn)、弦所在的直線、弦的中垂線等問題,若能靈活運(yùn)用點(diǎn)差法,往往簡(jiǎn)單快捷.

例2. 雙曲線x2-2y2=1中斜率為2的平行弦中點(diǎn)的軌跡方程是_________.

解析:設(shè)斜率為2的平行弦(動(dòng)弦)的兩個(gè)端點(diǎn)A、 B的坐標(biāo)分別為(x1, y1), (x2, y2),中點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x, y), 則 ■-2■=1,■-2■=1.

兩式整體相減, 得(x1+x2)(x1-x2)-2(y1+y2)(y1-y2)=0. 顯然x1≠x2,

∴ (x1+x2)-2(y1+y2)·■=0. 而■=2,x1+x2=2x,y1+y2=2y,

∴ 2x-8y=0,x-4y=0. 聯(lián)立x2-2y2=1,x-4y=0,解得x= ± ■.

故斜率為2的平行弦中點(diǎn)的軌跡方程是x-4y=0(x<-■或 x>■).

點(diǎn)評(píng):本題中漸近線的斜率是■平行弦的斜率是2,2>■,平行弦的中點(diǎn)應(yīng)該在雙曲線內(nèi)部,其軌跡直線x-4y=0上不在雙曲線內(nèi)的均為暇點(diǎn)(有無數(shù)多個(gè)),必須去掉這些暇點(diǎn). 否則,軌跡方程錯(cuò)誤.

訓(xùn)練題2:橢圓x2+2y2=1中斜率為2的平行弦中點(diǎn)的軌跡方程是__________.

解析:設(shè)平行弦的兩個(gè)端點(diǎn)是A(x1,y1),B(x2,y2),則■+2■=1,■+2■=1,

相減, 得(x1+x2)(x1-x2)+2(y1+y2)(y1-y2)=0,所以■·■=-■,

即2·■=-■,x+4y=0. 聯(lián)立x2+2y2=1,x+4y=0,解得x= ± ■.

故斜率為2的平行弦中點(diǎn)的軌跡方程是x+4y=0(-■

3. 考查分類討論

平面解析幾何主要包括運(yùn)用“代數(shù)方法研究幾何問題”和“用幾何方法研究代數(shù)問題”兩大類,既有代數(shù)計(jì)算又有幾何直觀,其中涉及到分類討論的問題不少. 分類討論通常由以下幾個(gè)方面的原因引起:一是數(shù)學(xué)概念、法則、公式、定理、性質(zhì)有適應(yīng)性范圍或限制性條件;二是幾何位置關(guān)系的變化;三是參數(shù)的變化. 所以解題時(shí)我們要弄清原因,根據(jù)對(duì)象確定統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),適時(shí)分層展開討論,做到不重不漏.

例3. 平面內(nèi)與兩定點(diǎn)A1(-a, 0), A2(a, 0)(a>0)連線的斜率之積等于常數(shù)m(m≠0)的點(diǎn)的軌跡,連同A1,A2兩點(diǎn)所形成的曲線為C. 求曲線C的方程,并說明C的形狀.

解析:設(shè)動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y).

當(dāng)x≠ ± a時(shí),由條件可得k■·k■=■·■=■=m,

即mx2-y2=ma2(x≠± a). 而A1(-a, 0), A2(a, 0)(a>0)的坐標(biāo)滿足mx2-y2=ma2,

故曲線C的方程為mx2-y2=ma2, 即■+■=1.

若m<0, (1)當(dāng)a2<-ma2, 即m<-1時(shí), 曲線C是焦點(diǎn)在y軸上的橢圓.

(2)當(dāng)a2=-ma2,即m=-1時(shí),C的方程為x2+y2=a2,曲線C是圓心在原點(diǎn)、半徑為a的圓.

(3)當(dāng)a2>-ma2,即-1

若m>0,曲線C的方程為■-■=1,是焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線.

點(diǎn)評(píng):本題求曲線C的方程時(shí),對(duì)直線的斜率進(jìn)行了分類討論(x≠± a和x= ± a). 在得到■+■=1后,發(fā)現(xiàn)參數(shù)m的取值影響a2與-ma2的大小和-ma2 的正負(fù),進(jìn)而再分m<0和m>0兩類討論. 在m<0中又分三類討論,確定曲線形狀. 由于圓、橢圓、雙曲線、拋物線的方程都是二元二次方程,所以參數(shù)在不同范圍取值時(shí),對(duì)應(yīng)的曲線也會(huì)不同.我們要合理分類,深化層次,才能得到正確的結(jié)論.

訓(xùn)練題3:已知定圓A∶ (x+■)2+y2=16的圓心為A,動(dòng)圓M過點(diǎn)B(■, ?0),且和圓A相切,動(dòng)圓的圓心M的軌跡記為C.

(Ⅰ)求曲線C的方程;

(Ⅱ)若點(diǎn)P(x0, y0)為曲線C上一點(diǎn),試探究直線l ∶ x0x+4yy0-4y0=0與曲線C是否存在交點(diǎn)?若存在,求出交點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.

解析:(Ⅰ)利用橢圓的定義易得曲線C的方程為■+y2=1.

(Ⅱ)當(dāng)y≠0時(shí),由x0x+4yy0-4y0=0,得y=■,聯(lián)立方程組y=■,■+y2=1.消去y, 得(4■+■)x2-8x0y0x=0……①

由點(diǎn)P(x0, y0)在曲線C上,得■+■=1,即4■+■=4. 于是,方程①可以化簡(jiǎn)為4x2-8x0y0x=0,解得x=0,或x=2x0y0. 將x=0代入方程得y=■得y=1;將x=2x0y0代入方程y=■得y=■.

當(dāng)y0=0時(shí),由■+■=1可得x0= ± 2. 此時(shí)直線l的方程為:x=0,與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)(0, 1), (0, -1). 顯然y0=0時(shí),y=■=-1.

綜上知,直線l與曲線C總有兩個(gè)交點(diǎn)(0, 1), (2x0y0, ■).

4. 考查離心率公式

我們知道,橢圓和雙曲線的離心率e=■是用來刻畫兩種曲線形狀的主要標(biāo)尺之一,而橢圓和雙曲線的焦點(diǎn)三角形中的三邊又與兩種曲線方程中a, b, c的密切相關(guān),這就自然引發(fā)我們的思考:兩種曲線的離心率e=■與焦點(diǎn)三角形中的邊角之間會(huì)有怎樣的關(guān)系呢?

例4. 如圖2,設(shè)橢圓的方程為■+■=1(a>b>0),F(xiàn)1、F2是左右焦點(diǎn). 點(diǎn)P是橢圓上除長軸上兩個(gè)頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),且∠PF1F2=?琢,∠PF2F1=?茁,試證明:橢圓的離心率e=■.

解析:在焦點(diǎn)三角形?駐PF1F2中,

■=■=■?圯■=■?圯■=■?圯e=■=■=■=■. 當(dāng)橢圓的焦點(diǎn)在y軸上時(shí),同理可推出上式.

點(diǎn)評(píng):本題得到橢圓的另一個(gè)離心率公式:e=■,其中點(diǎn)P是橢圓上除長軸上兩個(gè)頂點(diǎn)外的任一點(diǎn). 也就是說, 橢圓的離心率由焦點(diǎn)三角形中任意的兩個(gè)角確定. 類似地可以得到雙曲線的另一個(gè)離心率公式e=■. 這兩個(gè)公式結(jié)構(gòu)非常相似,充分體現(xiàn)了兩種曲線內(nèi)在規(guī)律的統(tǒng)一性、和諧性. 靈活運(yùn)用這兩個(gè)公式,往往能收到事半功倍之效.

訓(xùn)練題4:如圖3,設(shè)雙曲線的方程為■-■=1(a>0,b>0),F(xiàn)1、F2是左右焦點(diǎn). 點(diǎn)P是雙曲線左支上除頂點(diǎn)外的任一點(diǎn),且∠PF1F2=?琢,∠PF2F1=?茁,試證明:雙曲線的離心率e=■.

解析:■=■=■?圯■=■?圯■=■?圯e=■=■=■=■.

當(dāng)點(diǎn)P是雙曲線右支上除頂點(diǎn)外的任一點(diǎn)時(shí),同理可以得到 ?圯e=■.

對(duì)于焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線,以上兩式也成立. 于是就得到雙曲線的另一個(gè)離心率公式:e=■,其中點(diǎn)P是雙曲線上除頂點(diǎn)外的任一點(diǎn). 也就是說,雙曲線的離心率由焦點(diǎn)三角形中任意的兩個(gè)角確定.

訓(xùn)練題5:(1)橢圓■+■=1的焦點(diǎn)為F1、F2,過點(diǎn)F2的弦P1P2⊥x軸,交橢圓于P1、P2兩點(diǎn),若?駐P1F1P2為等邊三角形,則橢圓的方程是__________.

(2)設(shè)點(diǎn)P是雙曲線2y2-x2=2上一點(diǎn),F(xiàn)1、F2為雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn),且∠F1PF2=60°,求∠PF1F2和∠PF2F1的大小.

解析:(1)對(duì)焦點(diǎn)三角形?駐P1F1F2運(yùn)用橢圓的離心率公式e=■,得到e=■=■=■·■=■. 又因?yàn)殡x心率e=■=■,所以■=■,解得m=8. 故橢圓的方程為■+■=1.

(2)雙曲線2y2-x2=2的標(biāo)準(zhǔn)方程是y2-■=1,焦點(diǎn)在y軸上,且a2=1,b2=2,c2=3,所以雙曲線的離心率e=■=■.

設(shè)∠PF1F2=?琢,∠PF2F1=?茁,則?琢+?茁=120°,?琢-?茁=?琢-120°+?琢=2?琢-120°.

由雙曲線的離心率公式e=■,可以得到e=■.

于是■=■,sin|?琢-60°|=■,?琢-60°= ± 30°,?琢=90°或?琢=30°.

故∠PF1F2和∠PF2F1分別為90°、30°或30°、90°.

5. 考查存在性

由于解析幾何主要研究圖形,圖形有大有小,也有定圖形和動(dòng)圖形之別,這就自然會(huì)出現(xiàn)一些圖形是否存在的問題.比如,點(diǎn)是否存在,線是否存在,圓是否存在,三角形是否存在,橢圓、雙曲線和拋物線是否存在等等. 假設(shè)相關(guān)圖形存在,由此出發(fā),結(jié)合已知條件推出可行性或不可行性,進(jìn)而得到存在或不存在的結(jié)論.

例5. 如圖4,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓E: ■+■=1(a>b>0)的長軸長為6,點(diǎn)A為左頂點(diǎn),B,C在橢圓E上. 若四邊形OABC為平行四邊形,且∠OAB=30°.

(Ⅰ)求橢圓E的方程;

(Ⅱ)設(shè)F1,F(xiàn)2是橢圓的左、右焦點(diǎn),在橢圓上是否存在點(diǎn)S,使∠F1SF2=150°?若存在,請(qǐng)求出S點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.

解析:(Ⅰ)∵四邊形OABC為平行四邊形,∴ BC∥OA.由橢圓的對(duì)稱性知,B、C兩點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱. 由題意知,a= |OA|=|CB|=3.

于是, 可設(shè)B(-■, y0) (y0>0),代入橢圓方程解得y0=■b.

∵ ∠OAB=30°,∴ ■b=■tan30°,∴ b=1. ∴橢圓E的方程為■+y2=1.

(Ⅱ)假設(shè)滿足條件的點(diǎn)S存在. 設(shè)|PF1|=m,|PF2|=n,則由余弦定理得,cos150°=■=■=■=■-1=■-1≥■-1=■-1.

因?yàn)椤?1=■-1=-■,而cos150°=-■<-■,所以cos150°≥■-1不成立. 故橢圓上不存在滿足條件的點(diǎn)S.

點(diǎn)評(píng):本題是點(diǎn)的存在性問題,在焦點(diǎn)三角形中運(yùn)用余弦定理和基本不等式處理. 由此得到橢圓焦點(diǎn)三角形中一個(gè)重要不等式:設(shè)橢圓的方程為■+■=1(a>b>0),F(xiàn)1、F2是左右焦點(diǎn). 點(diǎn)P是橢圓上除長軸上兩個(gè)頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),且∠F1PF2=?茲. 則cos?茲≥■-1,即cos?茲≥1-2e2,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)P在上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn)時(shí),∠F1PF2最大.

訓(xùn)練題6:設(shè)F1,F(xiàn)2是橢圓■+■=1的左、右焦點(diǎn),若0

解析:方法1. 當(dāng)0

tan∠APH=■, tan∠BPH=■?圯tan120°=■.

因?yàn)辄c(diǎn)P(x0,y0)在橢圓上,所以■+■=1.

-■=■?圯y0=■,又0

∴ 0<■≤b?圯b2+2■b-9≤0?圯0

而(0,■)?哿(0,■],故橢圓上存在滿足條件的點(diǎn)P.

方法2. 當(dāng)0

tan?琢=kAP=■,tan?茁=-kBP=-■?圯tan120°=tan(180°-?琢-?茁).

所以-■=-tan(?琢+?茁)以下同方法1.

注意:如圖6,設(shè)橢圓的方程為■+■=1(a>b>0),A1、A2是長軸的兩個(gè)端點(diǎn). 點(diǎn)P是橢圓上除A1、A2外的任意一點(diǎn),B1、B2是短軸的兩個(gè)端點(diǎn). 則tan∠A1PA2≤■,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)P在上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn)時(shí),∠A1PA2最大.

6. 考查定值

解析幾何就像平面幾何一樣,在動(dòng)態(tài)圖形中也存在著許多不變量,其中定值就是重要的一類,而且是近幾年高考和??贾械母哳l考點(diǎn). 這種問題常常與動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)弦、動(dòng)角、動(dòng)曲線、對(duì)稱性等融為一體,能有效考查學(xué)生的數(shù)學(xué)水平和綜合能力.

例6. 已知?jiǎng)訄A過定點(diǎn)M(0, 4), 且在x軸上截得的弦AB的長為8.

(Ⅰ)求動(dòng)圓圓心的軌跡C的方程;

(Ⅱ)過軌跡C上一個(gè)定點(diǎn)P(m, n)(m≠0)引它的兩條弦PS,PT,直線PS,PT的斜率存在且傾斜角互為補(bǔ)角. 證明:直線ST的斜率為定值.

解析:(Ⅰ)設(shè)動(dòng)圓圓心C的坐標(biāo)為(x, y),則(x-0)2+(y-4)2=42+y2. 整理得,x2=8y. 故所求動(dòng)圓圓心的軌跡C的方程為x2=8y.

(Ⅱ)設(shè)S(x1, y1), T(x2, y2), 則有m2=8n, ■=8y1, ■=8y2.

于是, kPS+kPT=0■+■=■+■=■+■=0.

所以x1+x2=-2m.

故直線ST的斜率k=■=■=-■為定值.

點(diǎn)評(píng):本題利用傾斜角互為補(bǔ)角得到kPS+kPT=0,建立方程得到x1,x2,m之間的關(guān)系. 再列出直線ST的斜率表達(dá)式化簡(jiǎn)整理即可.

訓(xùn)練題7:如圖7,已知點(diǎn)F為橢圓C ∶ ?■+■=1(a>b>0)右焦點(diǎn), 圓A ∶ ??(x+t)2+y2=2(t>0)與橢圓C的一個(gè)公共點(diǎn)為B(0, 1), 且直線FB與圓A相切于點(diǎn)B.

(Ⅰ)求t的值及橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;

(Ⅱ)設(shè)動(dòng)點(diǎn)P(x0, y0)滿足■=■+3■, 其中M, N是橢圓C上的點(diǎn), O為原點(diǎn), 直線OM與ON的斜率之積為-■, 證明: ■+2■ 為定值.

解析: (Ⅰ)由題意可知b=1. 又t2+1=2, ∴ t=±1. 又t>0, ∴ t=1.

在Rt?駐AFB中, |AB|2+|FB|2=|AF|2, ∴ 2+(1+c2)=(1+c)2, ∴ c=1, a=■.

故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:■+y2=1.

(Ⅱ)設(shè)M(x1, y1), N(x2, y2), ∵ ■=■+3■, ∴ x0=x1+3x2, y0=y1+3y2 .

∵ M, N在橢圓上, ∴ ■+2■=2, ■+2■=2.

又直線OM與ON的斜率之積為-■, ∴ x1x2+2y1y2=0.

于是, ■+2■=(■+6x1x2+9■)+2(■+6y1y2+9■)

=(■+2■)+6(x1x2+2y1y2)+9(■+2■)=20.

故■+2■為定值.

7. 考查參數(shù)范圍

直線與橢圓、拋物線的位置關(guān)系是高考大題考查的重點(diǎn),這種問題往往融參數(shù)、方程、向量、不等式、幾何關(guān)系等于一體,設(shè)點(diǎn)設(shè)線,聯(lián)立消元,韋達(dá)定理,根的判別式,條件轉(zhuǎn)換,建立函數(shù)、方程與不等式等等是解題的基本方法.

例7. 直線l ∶ y=kx+m(k≠0)與橢圓C ∶ ■+y2=1交于A, B兩點(diǎn), P為橢圓C的下頂點(diǎn),且|PA|=|PB|,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.

解析:設(shè)A(x1, y1), B(x2, y2) 聯(lián)立x2+4y2-4=0, y=kx+m,消去y,得到 x2+4(kx+m)2-4=0, 即(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0, 則x1+x2=-■, y1+y2 =k(x1+x2)+2m =■, 弦AB中點(diǎn)M的坐標(biāo)是(-■, ■).

由?駐=64k2m2-16(m2-1)(1+4k2)>0, 得4k2m2-(m2+4k2m2-1-4k2)>0,

即1+4k2>m2.

另一個(gè)方面, 直線PM的方程是y=-■x-1. 點(diǎn)M(-■,■) 在此直線上, 得到 ■=-■(-■)-1,整理得3m =1+4k2. 代入1+4k2>m2中, m2-3m>0, 0

又3m=1+4k2>1, k≠0,所以3m>1, m>■. 故實(shí)數(shù)m的取值范圍(■, 3).

點(diǎn)評(píng):本題充分體現(xiàn)了上述解題的基本方法,具有分析的難度、思維的難度和運(yùn)算的難度. 易錯(cuò)在運(yùn)算、易錯(cuò)在思維轉(zhuǎn)換、易錯(cuò)在忽視隱含條件. 比如,最后求實(shí)數(shù)m的取值范圍時(shí),僅考慮k,m應(yīng)滿足的不等式1+4k2>m2,而忽視k,m應(yīng)滿足的方程3m=1+4k2 ?這一個(gè)重要隱含條件致誤.

訓(xùn)練題8:已知橢圓C∶■+y2=1 的右焦點(diǎn)為F,斜率為k的直線l與C的交點(diǎn)為A,B. 若 |AF|+|BF|=4,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.

解析:設(shè)直線l的方程為y=kx+b,聯(lián)立x2+2y2=2,y=kx+b,消去y,化簡(jiǎn)整理得(1+2k2)x2+4kbx+2b2-2=0.

由?駐=(4kb)2-4×2(1+2k2)(b2-1)>0, 得b2<2k2+1.

由橢圓的焦半徑公式,得 |AF|=■-■x1,|BF|=■-■x2.

而|AF|+|BF|=4, 所以2■-■(x1+x2)=4. 而x1+x2= -■,所以2■+■·■=4, 解得b=■ =(■-1)(■+2k).

代入b2<2k2+1, 得 (■-1)2(1+2k2)2<(1+2k2)k2,

解得k<-■或k>■.

故實(shí)數(shù)k的取值范圍是(-∞,-■)∪(■, +∞).

8. 考查對(duì)稱性

近幾年的高考和??冀馕鰩缀未箢}中,出現(xiàn)了不少關(guān)于軸對(duì)稱、中心對(duì)稱、平行、垂直、特殊幾何圖形或特殊幾何圖形內(nèi)接于圓錐曲線等問題,用解析幾何呈現(xiàn)出來的形式往往是角相等或互補(bǔ)、斜率相等或互為相反數(shù)或互為負(fù)倒數(shù)、過定點(diǎn)或?yàn)槎ㄖ档鹊? 這種題型能有效考查直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),倍受命題者青睞.

例8. 若過點(diǎn)P(■, 0)(|m|>■), 且不垂直于坐標(biāo)軸的直線l與橢圓C ∶ ?■+y2=1交于不同的兩點(diǎn)A, B, 點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m, 0). 證明: ∠PMA=∠PMB.

解析:設(shè)直線l的方程為y=k(x-■), 其中k≠0. 聯(lián)立x2+2y2=2,y=k(x-■), 消去y, 得x2+2k2(x-■)2=2,即(1+2k2)x2-■x+■=0.

因此, x1+x2=■,x1x2=■.

則kAM+kBM=■+■=k·

■=k·■.

而2x1x2-(m+■)(x1+x2)+4=2·■-(m+■)·■+4=■=0,所以kAM+kBM=0.

故∠PMA=∠PMB.

點(diǎn)評(píng):本題待證的兩角相等(∠PMA=∠PMB),其實(shí)就是kAM+kBM=0,設(shè)動(dòng)直線為y=k(x-■)就使運(yùn)算比較簡(jiǎn)單. 動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)直線有何特征,應(yīng)該怎樣設(shè),比如動(dòng)點(diǎn)是否在坐標(biāo)軸上或定曲線上,動(dòng)直線是否過一個(gè)定點(diǎn)或平行于某條定直線,動(dòng)直線的斜率是否存在,動(dòng)直線是否垂直于坐標(biāo)軸,動(dòng)直線是否可以設(shè)成斜截式等等,影響到解題的運(yùn)算難度.

訓(xùn)練題9:若過點(diǎn)P(m, 0)(m>0), 且不垂直于x軸的直線l與拋物線C ∶ ?y2=2px(p>0)交于不同的兩點(diǎn)A, B, 點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-m, 0). 證明: ∠PMA=∠PMB.

解析:將聯(lián)想3中的x2+2y2=2,y=k(x-■), 變?yōu)閥2=2px,y=k(x-m),消去y得k2(x-m)2=2px,即k2x2-2(mk2+p)x+m2k2=0,則x1+x2 =■, x1x2=m2. 于是, kAM+kBM=■+■=k·

■=k·■=0,所以∠OMA=∠OMB.

以上介紹了“解析幾何”專題復(fù)習(xí)的八個(gè)切入點(diǎn),解析幾何中的軌跡問題、方程問題、定值問題、范圍問題、對(duì)稱問題、存在性問題,以及坐標(biāo)法、消元法、方程思想、整體思想、待定系數(shù)法、參數(shù)法等一些重要的思想方法都在上面的例題和訓(xùn)練題中得到了較好的體現(xiàn), 要切實(shí)把握.學(xué)會(huì)根據(jù)問題的特征,選擇恰當(dāng)?shù)乃枷敕椒ǎ?有時(shí)候還需要幾種思想方法融為一體,共同發(fā)揮作用.

責(zé)任編輯 徐國堅(jiān)

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