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新疆教育科學研究院 (830049) 晏 鴻
新疆烏魯木齊市實驗學校 (830026) 符強如
已知拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點為F,且F與圓M:x2+(y+4)2=1上的點的距離的最小值為4.(1)求p;(2)若點P在M上,PA,PB是C的兩條切線,A、B是切點,求△PAB面積的最大值.
這道題是2021年高考乙卷理數(shù)21題,從問題表述來看,此題取材平實, 表現(xiàn)樸實, 題干清晰,傳承了全國卷高考命題簡約、穩(wěn)健的風格.從內(nèi)容上來看考察拋物線切線、直線和圓錐曲線平面圖形(三角形)面積問題.它考查了考生的邏輯推理、數(shù)學建模、數(shù)學運算等核心素養(yǎng),要求考生需要具備較高的思維能力,不愧起到了壓軸的功能.
評注:解法1中對直線AB中引入了斜率和縱截距,將面積轉(zhuǎn)化為了k、b的函數(shù).思考是否可以從減少變量的角度出發(fā),將面積用點P坐標去表示或者根據(jù)圖形來尋找關系表示面積,減少運算,優(yōu)化解法.
思路二:運用參數(shù)方程能夠快速解決我們圓錐曲線的弦長,范圍等問題,其核心就是減少了變量或參數(shù),此題可以借助拋物線參數(shù)方程和圓的參數(shù)方程大大優(yōu)化云算.
筆者經(jīng)過探究,發(fā)現(xiàn)上述問題結(jié)論可以一般化并推廣,可得到如下結(jié)論:
圖1
從題目出發(fā)追本溯源, 可以完善知識系統(tǒng)的建構(gòu), 有利于學生邏輯思維的訓練.探究問題要著眼于知識要點, 注重知識聯(lián)系, 從而拓展知識廣度,方能拓展解題思路, 凸顯數(shù)學高度[1].阿基米德三角形還有很多性質(zhì),這里就不一一舉例,與本題相關聯(lián)性質(zhì)大致還有四個,其證明思路與前面大致相同,讀者感興趣可自行證明,此處從略.
性質(zhì)1 過拋物線x2=2py上任意一點
A(x0,y0)的切線方程為xx0=p(y+y0).
性質(zhì)2 已知Q是拋物線準線x2=2py上任意一點,過Q作拋物線的切線QA、QB分別交拋物線于A、B兩點,則AB過拋物線的焦點且AQ⊥BQ.
性質(zhì)3 設過點Q與拋物線對稱軸平行的直線交拋物線于M,交切點弦于點P,則P點平分切點弦AB.(無論點Q在曲線的什么位置,上述結(jié)論均成立).且M處的切線平行于拋物線的切點弦.
性質(zhì)4 點Q為直線l:y=kx+m上一動點,過點Q引拋物線x2=2py兩條切線QA,QB,則過兩切點的直線AB必過定點G(pk,-m).
讀者不妨嘗試用以上方法解下面這道高考壓軸題.