攻克解析几何综合题的几种策略
收稿日期:2012-05-11
作者简介:郭允远(1963—),男,山东沂南人,中学高级教师,临沂市教育局教科研中心高中数学教研员,山东省教学能手,山东省知名高考研究专家,主要从事中学数学教育与高考线,交抛物线于A、B两点,若过M、P两点的直线l垂足于AB,求直线l的方程.
解析:(1)易得圆心M(0,4)到准线的距离为.
(2)本题涉及三个动点P、A、B,两条动直线AB,l两种位置关系:相切、垂直,要求直线l的方程,需求l的斜率或点P的坐标,离已知条件甚远,所以要实施分部转化,先大胆设出三个动点的坐标,用坐标表示两种位置关系.
设,、由题意得,,.
【点评】利用点P、A、B在抛物线=上,巧设点的坐标,较少了变量个数,使得以下的解法优于试题原答案的解法;注意挖掘题目的隐含条件也是重要的一点.
所以PA方程为,即.
因为PA与圆M相切,所以,即.
同理,
所以、是关于t的方程的两个根.
所以,.
而=.
【点评】整体求出、整体代换的整体策略在这里得到了充分地体现!至此,问题的解决便水到渠成.
又,因为,所以,
即,解得.
所以,所以直线的方程为.
数形结合,减少运算
解析几何的核心方法是“用代数方法研究几何问题”,核心思想是“数形结合”,注意利用图形特点和性质,往往可以减少运算量,使问题获得简捷解决.
例3(2010年陕西卷·理20)
如图,椭圆的顶点为焦点为
(1)求椭圆C的方程;
(2)设n是过原点的直线,l是与n垂直相交于P点且与椭圆相交于
A、B两点的直线,是否存在上述直线l使成立?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
解析: (1)易得.
(2)由条件,则有,
即可得所以,故
.
当直线l不垂直于x轴时,设l:y=kx+m,由,得
,即
将直线l的方程代入椭圆方程,整理得
设点A、B的坐标分别为,则.
由上得,即,再把
代人并化简,得,将代入得
,矛盾.即此时直线l不存在.
当l垂直于x轴时,可验证也不存在.
【点评】由条件得到,再由三角形相似关系推得,从而得到,这是一个由数到形、又由形到数的推理过程,既为本题的解决找到了突破口,,设出P、A、B的坐标代入,来寻求坐标间的关系,虽然也能解决问题,:
四、特“形”引路,先知后证
在解析几何的定点、定值等问题中,常常要先研究图形的特殊情形、临界状态,由此先得到结论,再进行一般情形下的证明.
例4(2005年全国卷I·理21)
已知椭圆的中心为坐标原点O,焦点在x轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F的直线交椭圆于A、B两点,与a=(3,-1)共线.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设M为椭圆上任意一点,且,求证:为定值.
解析:(1)易得离心率
(2)设出M点的坐标,将条件中的等式用坐标表示.
,则
由(1)问的结果,得椭圆方程为,将点M坐标代入即得
展开,围绕解题目标:证明为定值,故要分离出.
,于是
再如何进行呢?面对如此复杂的式子,,如果先通过点M的特殊位置猜出定值,可以为我们的解题指明方向.
当点M运动到点A时,则,即可发现定值是1
【点评】抓住问题的特殊性进行猜想是一种哲学方法.
于是,只要证明,这样解答方向明确,:
例5 以为焦点的椭圆C过点
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点的动直线l交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得无论l如何转动,以AB为直径的圆恒过点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
解析:第(1)问易得椭圆C的方程为.
第(2)问为定点问题,如果直接设定点T的坐标,转化为恒成立问题去解决,则运算非常繁琐;若研究直线l的两种特殊情况:
当直线l与x轴重合时,以AB为直径的圆是
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆是
由解得两圆相切于点(1,0)。因此所求的点T如果存在,只能是
再给出一般情况下的证明:
当直线l垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(1,0),
若直线l不垂直于x轴,可设直线l的方程为
由得
记点,则
又因为
所以,即以AB为直径的圆恒过点T(1,0).
即在坐标平面上存在一个定点T(1,0)满足条件.
五、耐心细致,谨防错漏
以上介绍的四种策略,,解答一道解析几何综合题几乎都要用到以上策略,而且因为题目的长度大、难度大、运算量大,在学生找到入口形成思路的的前提下
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