劉 云
(江蘇省泰興中學(xué),江蘇泰興,225400)
(1) 求橢圓E的方程;
(2) 若N(s,t)是平面上的動(dòng)點(diǎn),從下面兩個(gè)條件中選一個(gè),證明:直線PQ經(jīng)過定點(diǎn).
②t=2,s∈R,直線NC,ND與橢圓E的另一交點(diǎn)分別為P,Q.
此題以橢圓為問題背景,第一步求解橢圓的方程,比較常規(guī),起點(diǎn)比較低;第二步以結(jié)構(gòu)不良試題形式來(lái)創(chuàng)設(shè)問題,根據(jù)兩個(gè)不同方面上的動(dòng)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)兩長(zhǎng)軸(或兩短軸)的端點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩條直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn),形成一條新直線必經(jīng)過定點(diǎn)來(lái)創(chuàng)設(shè)新的題型,在考查學(xué)生分析問題、解決問題能力,以及理解能力、探究能力、創(chuàng)新能力與應(yīng)用意識(shí)等的同時(shí),具有很好的開放性與創(chuàng)新性,
解后反思:根據(jù)題目條件求解圓錐曲線的方程,往往是此類問題的第一小步,難度不大.可以依據(jù)條件構(gòu)建方程(組),或借助圓錐曲線的定義合理構(gòu)建關(guān)系式來(lái)確定參數(shù)a,b,c的值,從而來(lái)確定圓錐曲線的方程.這是較為常規(guī)的設(shè)置,通常采用常規(guī)方法.
(2) 選擇條件①:
當(dāng)t=0時(shí),P(2,0),Q(-2,0),直線PQ為x軸;
綜上所述,直線PQ經(jīng)過定點(diǎn)(4,0).
解后反思:設(shè)線法是解決圓錐曲線中的定點(diǎn)問題時(shí)比較常規(guī)的一種技巧方法,以直線的方程,與圓錐曲線的聯(lián)立,沿著常規(guī)破解直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題的基本思路加以推進(jìn),實(shí)現(xiàn)問題的解決.設(shè)線法思路常規(guī),目標(biāo)明確,但運(yùn)算量大.
當(dāng)t=0時(shí),P(2,0),Q(-2,0),直線PQ為x軸,所以直線PQ經(jīng)過的定點(diǎn)應(yīng)在x軸上;
直線PQ經(jīng)過的定點(diǎn)應(yīng)是切線l與x軸的交點(diǎn)(4,0).
證明如下:(亦可以通過另一些特殊位置(如取t=1)分析出定點(diǎn)(4,0).)
由(1),不妨設(shè)A(-2,0),B(2,0),P(x1,y1),Q(x2,y2),
而動(dòng)點(diǎn)N的橫坐標(biāo)x=1,所以要證原命題成立,只需證明x=1是上述方程的根,
將x1=my1+4,x2=my2+4代入,只需證明3y1(my2+2)+y2(my1+6)=0,只需證明2my1y2+3(y1+y2)=0,
綜上所述,直線PQ經(jīng)過定點(diǎn)(4,0).
解后反思:先猜后證法吻合圓錐曲線中定點(diǎn)問題破解的基本思維過程,利用思維過程中先確定定點(diǎn),再加以科學(xué)驗(yàn)證的基本思路來(lái)展開,體現(xiàn)思路歷程.先猜后證法具有推理中分析法的特性,但過程比較繁雜.
當(dāng)t=0時(shí),P(2,0),Q(-2,0),直線PQ為x軸,所以直線PQ經(jīng)過的定點(diǎn)應(yīng)在x軸上,
不妨設(shè)A(-2,0),B(2,0),設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),定點(diǎn)M(m,0),
綜上所述,直線PQ經(jīng)過定點(diǎn)(4,0).
解后反思:共線性質(zhì)法是合理利用條件中三點(diǎn)共線所對(duì)應(yīng)的直線斜率相等來(lái)合理構(gòu)建對(duì)應(yīng)的關(guān)系式,綜合圓錐曲線的定義、幾何性質(zhì)等來(lái)合理聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)問題的破解.共線性質(zhì)法合理利用條件中的眾多點(diǎn)、線之間的聯(lián)系,邏輯推理性強(qiáng).
而對(duì)于條件②,可以類比條件①中的解析方法,同樣可以得以有效解決.下面以設(shè)線法加以展開.
選擇條件②:
解:(設(shè)線法)N(s,2),s為變量,由(1),不妨設(shè)C(0,-1),D(0,1),
則直線NC的方程為3x-sy-s=0,直線ND的方程為x-sy+s=0,
當(dāng)s=0時(shí),P(0,1),Q(0,-1),直線PQ為y軸;
考慮到橢圓的對(duì)稱性,令x=0,
根據(jù)以上具體問題與解析過程,對(duì)問題中的條件進(jìn)一步加以深化、推廣與拓展,可以得到更具一般性的結(jié)論.
涉及圓錐曲線中直線過定點(diǎn)問題,破解的基本思維方法有兩大類:
(1) “一般推理,特殊求解”,主要是根據(jù)題設(shè)條件加以合理設(shè)參,或設(shè)點(diǎn),或設(shè)線等,結(jié)合條件構(gòu)建相應(yīng)的關(guān)系式,進(jìn)而加以推理、運(yùn)算,借助消參數(shù)或參數(shù)的任意性,通過推理或運(yùn)算得到相應(yīng)的定點(diǎn)坐標(biāo),即可達(dá)到目的.
(2) “特殊探路,一般證明”,主要是根據(jù)題設(shè)條件從特殊情境、特殊位置等場(chǎng)合入手,確定定點(diǎn)坐標(biāo),再把問題進(jìn)行合理轉(zhuǎn)化,朝著已經(jīng)確定的定點(diǎn)方向,有目標(biāo)性地推理或運(yùn)算,“特殊探路”是確定目標(biāo),“一般證明”是完備過程,在解答題中兩者缺一不可,在選擇題或填空題中就可不必去證明.