王寧寧
摘 要:平面向量既有大小又有方向,在平面幾何學(xué)中有舉足輕重的地位,可以連接不同的考查內(nèi)容,利用平面向量,可以將幾何圖形轉(zhuǎn)化為代數(shù)分析,從而進(jìn)行定量分析。解決圓錐曲線與平面向量交匯題的關(guān)鍵是設(shè)相關(guān)點的坐標(biāo),將平面向量用坐標(biāo)表示,運(yùn)用相應(yīng)的平面向量坐標(biāo)運(yùn)算法則或運(yùn)算律或數(shù)量積的意義,將問題中向量間的關(guān)系(相等、垂直、平行、和差、數(shù)量積等)轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系從而解決問題。
關(guān)鍵詞:平面向量;圓錐曲線;橢圓;拋物線
平面向量具有“代數(shù)與幾何”的雙重身份,在數(shù)學(xué)王國中多處露面,活動頻繁,算得上一個善于處理問題的“外交家”,下面我們將要看到的是平面向量在圓錐曲線領(lǐng)域所發(fā)揮的作用,希望大家能夠從二者的親密接觸中了解熟悉平面向量的功能。
一、利用向量解決圓錐曲線的軌跡問題
例1已知=(x,0),=(1,y),向量與向量垂直.求點P(x,y)的軌跡C的方程.
點評:本題考查直線與拋物線的相交等知識,是一道綜合性試題,重點考查利用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力,向量在這里作為工具起到了一定的作用,使得問題處理顯得非常的簡單利落,體現(xiàn)了向量處理問題的簡潔性.
三、利用向量解決圓錐曲線中的取值范圍問題
點評:本題考查圓錐曲線中的橢圓的有關(guān)性質(zhì)等基礎(chǔ)知識,涉及到解三角形、三角函數(shù)等知識,我們巧妙的采用了向量的數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算來處理,體現(xiàn)了向量與曲線的關(guān)系,提示我們重視向量的工具性的應(yīng)用.
四、利用向量解決圓錐曲線的離心率問題
點評:本題考查橢圓與直線等的有關(guān)知識,關(guān)鍵是依據(jù)試題條件尋求a、b、c的等式,求解此類問題的前提是正確理解解析幾何中平行、三點共線等的關(guān)系與平面向量中的共線向量有異曲同工的作用,轉(zhuǎn)化與劃歸數(shù)學(xué)思想蘊(yùn)含其中.
五、利用向量解決圓錐曲線中的探索性問題
例5設(shè) G、H分別為非等邊三角形ABC的重心與外心,A(0,2),B(0,-2)且(λ∈R).
(1)求點C(x,y)的軌跡E的方程;
(2)過點(2,0)作直線L與曲線E交于點M、N兩點,設(shè),是否存在這樣的直線L,使四邊形OMPN是矩形?若存在,求出直線的方程;若不存在,試說明理由.
分析:試題中出現(xiàn)了平面幾何中三角形的重心、外心,解析幾何中的橢圓,平面向量中向量加法的平行四邊形法則等知識,首先通過G是重心及向量的共線()寫出了相關(guān)點G與H的坐標(biāo),又已知H為外心,得到等式,從而得到動點C的軌跡方程.第二我們通過條件中的,知四邊形OMPN是平行四邊形,又已知四邊形OMPN是矩形,可得向量垂直關(guān)系,結(jié)合韋達(dá)定理,求得k的值.
解:(1)由已知得,又,∴,
∴直線l為:,故存在這樣的直線l能夠使得四邊形OMPN是矩形,且直線的方程為。
點評:本題考查平面幾何、解析幾何、平面向量等基礎(chǔ)知識,是一道綜合性、探索性的試題,要求比較高,必須具有多方面的知識及靈活應(yīng)用這些知識的能力,向量在這里發(fā)揮了很重要的作用(向量的共線、向量的垂直等)。
參考文獻(xiàn)
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(作者單位:山西省洪洞縣山焦中學(xué))