(江蘇省錫山高級(jí)中學(xué) 214174)
縱觀近年來高考解析幾何解答題考查的內(nèi)容,不難發(fā)現(xiàn),全國(guó)卷橢圓與拋物線交替考查,而江蘇卷(文、理合卷)一直考查橢圓(偶爾考查圓),已形成定勢(shì).從2021年起江蘇高考數(shù)學(xué)將參加全國(guó)統(tǒng)一命題考試,不再單獨(dú)命題.這就意味著江蘇高考數(shù)學(xué)解析幾何解答題一直連續(xù)考查橢圓的定勢(shì)將結(jié)束.從2021年起參加高考的考生,對(duì)于解析幾何解答題,不能再單一青睞橢圓,應(yīng)將拋物線與橢圓并重.本文以近五年高考題為例,分類例析高考解析幾何解答題對(duì)拋物線的考查,揭示解題方法與策略,供大家在教學(xué)中參考.
20152016201720182019全國(guó)卷Ⅰ拋物線圓與橢圓文:拋物線理:橢圓橢圓拋物線全國(guó)卷Ⅱ橢圓橢圓拋物線橢圓拋物線全國(guó)卷Ⅲ—拋物線拋物線橢圓拋物線江蘇卷橢圓圓橢圓橢圓橢圓
從統(tǒng)計(jì)情況看,近五年來全國(guó)六種(實(shí)際可算三種)試卷考查橢圓7次、拋物線8次,呈現(xiàn)拋物線與橢圓交替考查的態(tài)勢(shì).如2018年,三種試卷全考橢圓,2019年全考拋物線.江蘇卷(文理合卷)五年中,一次考查圓,其余全是考查橢圓.
近五年來全國(guó)卷考查拋物線的試題主要考查拋物線的定義、幾何性質(zhì)、直線與拋物線的位置關(guān)系的綜合應(yīng)用.試題考查的問題主要有以下幾個(gè)方面:弦長(zhǎng)問題、定點(diǎn)與面積問題、最值或參數(shù)范圍問題、軌跡問題、探索性問題、拋物線與圓的綜合問題.下面以近年高考試題為例,分類例析解答拋物線問題的常用方法與策略.
(1)若AF+BF=4,求l的方程;
評(píng)注本題考查拋物線的幾何性質(zhì)、直線與拋物線的綜合應(yīng)用.涉及平面向量、弦長(zhǎng)的求解方法.解題策略是將已知條件轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)關(guān)系,聯(lián)立方程組,利用根與系數(shù)的關(guān)系構(gòu)造等量關(guān)系. 拋物線焦點(diǎn)弦的問題常??衫脪佄锞€的定義.
(1)證明:直線AB過定點(diǎn);
圖1
例3(2019浙江卷)如圖1,已知點(diǎn)F(1,0)為拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn),過F的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)C在拋物線上,使得△ABC的重心G在x軸上,直線AC交x軸于點(diǎn)Q,且Q在點(diǎn)F的右側(cè).記△AFG, △CQG的面積分別為S1,S2.
(1)求p的值及拋物線的準(zhǔn)線方程;
例4(2016全國(guó)卷Ⅲ)已知拋物線C:y2=2x的焦點(diǎn)為點(diǎn)F,平行于x軸的兩條直線l1,l2分別交C于A,B兩點(diǎn),交C的準(zhǔn)線于P,Q兩點(diǎn).
(1)若點(diǎn)F在線段AB上,R是PQ的中點(diǎn),證明AR∥FQ;
(2)若△PQF的面積是△ABF的面積的兩倍,求AB中點(diǎn)的軌跡方程.
評(píng)注本題主要考查拋物線的幾何性質(zhì)、兩條直線的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查邏輯推理能力和運(yùn)算能力.解答證明問題的一般策略是用代數(shù)的方法證明幾何量之間的關(guān)系;軌跡問題常用直接法,即建系、設(shè)點(diǎn)、列式、化簡(jiǎn)、驗(yàn)證.如本題第(2)問,求軌跡中要驗(yàn)證AB與x軸垂直時(shí)的情況,完善軌跡方程.
(1)當(dāng)k=0時(shí),分別求拋物線C在點(diǎn)M和N處的切線方程;
(2)y軸上是否存在點(diǎn)P,使得當(dāng)k變動(dòng)時(shí),總有∠OPM=∠OPN?說明理由.
(2)存在符合題意的點(diǎn),證明如下.
評(píng)注本題主要考查拋物線的幾何性質(zhì)、直線與拋物線的位置關(guān)系及邏輯推理能力.探索性問題一般分為探究條件、探究結(jié)論兩種.若探究條件,則可先假設(shè)條件成立,再驗(yàn)證結(jié)論是否成立,成立即存在,否則不存在;若探究結(jié)論,則應(yīng)先求出結(jié)論的表達(dá)式,再針對(duì)其表達(dá)式進(jìn)行討論,往往涉及對(duì)參數(shù)的討論.第(2)題是探究條件問題,其解題策略是先假設(shè)點(diǎn)P存在,求出點(diǎn)P(0,-a),再驗(yàn)證結(jié)論成立,從而肯定點(diǎn)P存在.
例6(2018全國(guó)卷Ⅱ)設(shè)拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,過F且斜率為k(k>0)的直線l與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),AB=8.
(1)求l的方程;
(2)求過點(diǎn)A,B且與拋物線C的準(zhǔn)線相切的圓的方程.
因此所求圓的方程為(x-3)2+(y-2)2=16或(x-11)2+(y+6)2=144.
評(píng)注本題主要考查拋物線的幾何性質(zhì)、直線與圓的方程及邏輯推理能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力.涉及焦點(diǎn)弦長(zhǎng)的問題??捎脪佄锞€的定義轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)關(guān)系(焦半徑),求曲線方程常用待定系數(shù)法.對(duì)于圓的問題要注意圓的幾何性質(zhì)的運(yùn)用,如半徑、弦心距,半弦長(zhǎng)構(gòu)成直角三角形.
高考解析幾何解答題,無論是考橢圓還是考拋物線,其考查的實(shí)質(zhì)都是利用曲線的方程研究曲線的幾何性質(zhì),即用代數(shù)的方法解決幾何圖形的問題.用代數(shù)的方法研究幾何圖形的性質(zhì)是解析幾何的基本思想方法,因此在解析幾何教學(xué)中要始終圍繞這一基本思想方法組織教學(xué).