王 鋒 (江西省九江市柴桑區(qū)第一中學(xué) 332100)
圓錐曲線問題是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn),求解此類問題要求學(xué)生具備一定的幾何功底、優(yōu)秀的數(shù)形結(jié)合意識(shí)、熟練的運(yùn)算能力,以及嚴(yán)密的邏輯思維.在高考中,圓錐曲線問題的分值所占的比重非常大,尤其是解答題.在時(shí)間有限的情況下,這對學(xué)生運(yùn)算能力的要求非常高,畢竟人腦不是電腦,無法準(zhǔn)確、快速地完成繁瑣、復(fù)雜的計(jì)算.因此,對于一些具有共同特征的問題,我們需要積累一些常見的、有效的方法來應(yīng)對.下面我們將針對圓錐曲線中與斜率有關(guān)的一類定值問題作一些探究,尋找解決此類問題的最佳途徑.
分析1 按照題意,學(xué)生首先最容易想到的方法是設(shè)出l1,l2的直線方程,聯(lián)立直線與橢圓的方程,解出M,N的坐標(biāo),再寫出直線MN的方程,最后探索MN是否過定點(diǎn).
分析2 先設(shè)MN的直線方程,通過聯(lián)立直線MN和橢圓方程,得到M,N的坐標(biāo)關(guān)系式.再利用l1⊥l2,即kAM·kAN=-1進(jìn)行求解,從而找到直線MN方程中的變量關(guān)系,進(jìn)而探究出直線MN所過定點(diǎn).
解法2設(shè)直線MN的方程為x=my+n.(此處沒有把方程設(shè)為y=kx+b的形式,是因?yàn)橹本€的斜率有可能不存在,討論起來比較麻煩,注意到直線MN的斜率不可能為0,故設(shè)成x=my+n的形式更為簡潔.)
雖然本方法計(jì)算量也不小,但是相對于解法1,還是可以接受的.
分析3 將解法2的思路進(jìn)一步優(yōu)化,在設(shè)直線MN的方程時(shí),設(shè)為m(x-2)+ny=1(此直線不經(jīng)過點(diǎn)A(2,0))的形式,便于后面采用齊次式進(jìn)行計(jì)算.
相對于解法1和解法2,顯然解法3的計(jì)算量要小很多,但是這種方程的設(shè)法是比較難理解的,而且在運(yùn)算過程中,為什么將x2表示成(x-2+2)2,對學(xué)生來說也難以接受.這需要學(xué)生花時(shí)間去思考這種齊次化運(yùn)算的特點(diǎn)和優(yōu)勢,從而熟練地掌握和運(yùn)用.
設(shè)直線MN的方程為mx+ny=1,則⑤式可變?yōu)閎2x2+a2y2+(2b2x0x+2a2y0y)(mx+ny)=0,即(b2+2b2mx0)x2+(a2+2a2ny0)y2+(2b2nx0+2a2my0)xy=0.
采用上述方法,我們還可以推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)焦點(diǎn)在y軸上的橢圓以及雙曲線和拋物線都具有類似的性質(zhì).
結(jié)論4過拋物線C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn)A(x0,y0),作互相垂直的兩條直線分別交拋物線C于另外兩點(diǎn)M,N,則直線MN過定點(diǎn)(2p+x0,-y0).
上述結(jié)論推廣到雙曲線和拋物線中,也有類似的結(jié)論,有興趣的讀者可以自行探究.文中總結(jié)了許多結(jié)論,并非是讓大家記住公式直接套用,而是掌握解決此類問題的有效方法.今后,當(dāng)遇到兩直線斜率和、積、倒數(shù)和為定值等系列問題時(shí),我們將不再盲目,不再懼怕,做到心中有數(shù),能夠更加自信地解決這類問題.