☉山東省萊蕪市鳳城高級中學(xué) 張淑敏
一道數(shù)學(xué)題能否解得順利、正確,常常取決于是否能發(fā)現(xiàn)和利用好題目中的潛在信息,那么潛在信息,潛在哪里?又如何挖掘與利用呢?下面以圓錐曲線問題為例,探討如下.
焦點(diǎn)和準(zhǔn)線繁衍了圓錐曲線一家!焦參數(shù)為公有,離心率為分支,學(xué)習(xí)中應(yīng)認(rèn)清共性與個性的統(tǒng)一.
圖1
解析幾何具有代數(shù)與幾何的雙重身份,在解題中如果能巧妙利用其幾何性質(zhì),往往收到意想不到的效果.
圖2
由雙曲線的第二定義有
點(diǎn)評:本題解答過程中并未用到方程、坐標(biāo)系,而是利用雙曲線的幾何性質(zhì)與第二定義:到定點(diǎn)與到定直線距離之比為定值(大于1)的點(diǎn)的軌跡是雙曲線.由于定義的可逆性,進(jìn)而從可逆性找到了比例線段,最后用比例關(guān)系解出了e的值.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過原點(diǎn)O的兩條互相垂直的射線與橢圓C分別交于A,B兩點(diǎn),證明:點(diǎn)O到直線AB的距離為定值,并求出這個定值.
解:(1)由題意知4a=8,所以a=2.
(2)解法1:由題意,當(dāng)直線AB的斜率不存在,此時可設(shè)A(x0,x0),B(x0,-x0).
當(dāng)直線AB的斜率存在時,設(shè)直線AB的方程為y=kx+m.
由已知Δ>0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),所以
點(diǎn)評:距離既然是定值,那么定值為多少就與參數(shù)的取值無關(guān),為此可將直線放在特殊位置,即與x軸垂直,則求出此定值,進(jìn)而再證明.解法1為通法;解法2考慮到直線參數(shù)方程中的幾何意義,將直線設(shè)為參數(shù)方程,亦可簡捷求解.
解析:因?yàn)閽佄锞€x2=4y關(guān)于y軸對稱,所以該拋物線的通徑、準(zhǔn)線等,也關(guān)于y軸對稱.利用“對稱”可以迅速“解得”所求最值.
假設(shè)在焦半徑FB的端點(diǎn)B(x0,y0)作切線能使△ABM的面積S取得最小值,由于拋物線x2=4y關(guān)于y軸對稱,所以在焦半徑FB的端點(diǎn)B(x0,y0)關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)A(-x0,y0)作切線也能使△ABM的面積S取得最小值.
按對稱性,此時的AB就在拋物線的通徑上.
點(diǎn)評:對稱圖形的最值,也保留著對稱性,對稱圖形的定值也參與對稱性之中.在對稱位置上尋找最值點(diǎn),是此類圓錐曲線最值問題的常用策略.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若直線l:y=kx+m(k≠0)與橢圓C交于不同的兩點(diǎn)M,N(M,N不是左、右頂點(diǎn)),且以MN為直徑的圓經(jīng)過橢圓C的右頂點(diǎn)A.求證:直線l過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
由已知垂直關(guān)系,則有(2-x2)(2-x1)+y1y2=0,其中y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,即
當(dāng)m+2k=0時直線恒過點(diǎn)(2,0),與點(diǎn)A重合,顯然不符合.
點(diǎn)評:平面向量為平面解析幾何增添了更加鮮活的生命力,一方面,利用平面向量,可以簡潔而清晰地?cái)⑹鰣A錐曲線有關(guān)問題的條件和待求解的問題;另一方面,借助平面向量這一工具,也可使有些圓錐曲線垂、夾角問題得到簡捷的解法.