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圆锥曲线解题思路分析

2017-06-20陈娟李建军

数学学习与研究 2017年11期
关键词:过点理科四边形

陈娟++李建军

在高考中,绝大多数学生都恐惧圆锥曲线问题.圆锥曲线到底难在哪里呢?两个方面,一是思维,不理解问题的实质,不知道算什么,二是计算量大,计算复杂.而事实上,只要解决了第一个问题,第二个问题也就不难了,因为没有问题的切入点,不明白算什么,所以才没有办法,也没有算下去的信心.这里,我就近几年的高考题,总结出几个解题思路.

类型一:问题是以几何图形或者几何语言形式出现的——数形结合,转化为数量关系

例1 (2015·新课标全国卷Ⅰ理科20)在直角坐标系xOy中,曲线C:y=x24与直线y=kx+a(a>0)交于M,N两点.

(1)当k=0时,分别求C在点M和N处的切线方程.

(2)y轴上是否存在点P,使得当k变动时,总有∠OPM=∠OPN?说明理由.

分析 (1)略.

(2)问题中∠OPM=∠OPN反映了什么本质呢,作出图形,设PM,PN与x轴分别交于点A,B,由∠OPM=∠OPN容易得出∠PAO=∠PBO,又∠PAO为PM的倾斜角α,∠PBO为PN的倾斜角β的补角,α+β=π.从而kPN+kPM=0.又斜率与坐标有关,于是就可以用韦达定理解决,这样,几何问题就转化为代数问题,找到解题思路.

例2 (2015·新课标全国卷Ⅱ理科20)已知椭圆C:9x2+y2=m2(m>0),直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.

(1)证明:直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值.

(2)若l过点m3,m,延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边形?若能,求此时l的斜率,若不能,说明理由.

分析 (1)略.

(2)四边形OAPB为平行四边形,是想说明什么问题呢?先分析平行四边形有什么特点、性质.① 对边平行且相等;② 对角线互相平分.由①可以想到kPB=kAO且|PB|=|AO|,由②可以得中点重合,显然,②这个性质用起来更方便.设直线l的斜率为k,因为直线l过点m3,m,所以l:y=kx+m(3-k)3,又OM的方程为y=-9kx.设点P的横坐标为xp.

由y=-9kx,9x2+y2=m2, 得x2p=k2m29k2+81,即xp=±km3k2+9.又xP=2xM,于是±km3k2+9=2×k(k-3)m3k2+9,解得k1=4-7,k2=4+7.

方法小结 这一类问题的关键是将图形问题利用数形结合转化为数量关系,主要利用图形的几何性质和特点进行转化.

类型二:求范围或者最值问题——基本思想为构造函数或解不等式

例3 (2016·新课标全国卷Ⅰ理科20)设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.

(Ⅰ)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;

(Ⅱ)设点E的轨迹为曲线C1,直線l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.

分析 (Ⅰ)略.

(Ⅱ)由于要求四边形MPNQ的面积,则要求出弦长|MN|,|PQ|.此题思路不复杂,计算稍微烦琐,基本思想是构造函数.

例4 (2015·新课标全国卷Ⅱ理科20)已知椭圆E:x2t+y23=1的焦点在x轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.

(Ⅰ)当t=4,|AM|=|AN|时,求△AMN的面积;

(Ⅱ)当2|AM|=|AN|时,求k的取值范围.

分析 (Ⅰ)略.

(Ⅱ)由题知t>3,由2|AM|=|AN|,可以得到k与t的等式关系,然后利用t>3这个条件构造不等式,即可求出范围.

方法小结 求范围或最值,基本思路就是构造函数或不等式,尤其是构造不等式,怎么去寻找不等关系,建立与所求参数的联系,是解题的切入点,除了上面提供的思路,有时还会利用判别式,曲线之间的位置关系来建立,当然,这样的问题思路比较容易找到,这里就不列举了.

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