一道解析几何探索性问题的解法赏析
2021-11-03高贺清
高贺清



[摘 要] 文章对一道解析几何探索性题目的解法,从同构式、曲线系、设点等不同角度进行了探究,并对问题进行了推广和引申.
[关鍵词] 解析几何;斜率;探索性问题
[?]试题呈现
题目:(2021年深圳市二模)在平面直角坐标系xOy中,O是坐标原点,P是直线x=-2上的动点,过P作两条相异直线l和l,其中l与抛物线C:y2=4x交于A,B两点,l与C交于M,N两点,记l,l和直线OP的斜率分别为k,k和k.
(1)当P在x轴上,且A为PB中点时,求
k
.
(2)当AM为△PBN的中位线时,请问是否存在常数μ,使得+=μk?若存在,求出μ的值;若不存在,请说明理由.
分析:试题以直线与抛物线为载体,以其几何关系为背景,利用设而不求、方程思想等来解决问题,坐标法贯穿始终,主要考查直线与抛物线的位置关系及探索性问题,考查数学运算、逻辑推理等数学核心素养及思辨能力. 虽说是学生非常熟知的探究性问题,且入口宽,但具有一定的灵活性,少了固有的套路,能真正考查学生临场应变能力,可以真实反映出学生对解析几何的思想、运算、翻译等基本技能的掌握程度.
[?]解法探究
(1)
k
=,答案从略.
(2)解法1:设P(-2,t),B
,y
,N
,y
,显然y≠y.
则k=,k=,k=-.
由AM为△PBN的中位线,知A
,
,M
,
.
因为A,B都在抛物线C上,所以
2
=4×①
2
=4×②
①-②得=,化简得到y+y=2t,即y=2t-y.
所以+=+=-===t=-2k.
故存在常数μ=-2,使得+=μk恒成立.
评注:此法类似“点差法”,以设点的坐标为突破口,回避了“联立方程组”这一处理直线和曲线位置关系的常规思路,另辟蹊径,大大简化了运算.
解法2:设P(-2,-2k),A(x,y),B(x,y),M(x,y),N(x,y).
则k===,同理k=,所以+=.
因为AM为△PBN的中位线,所以A,M分别为PB,PN中点,所以2y=y-2k,2y=y-2k,两式相加得2(y+y)=(y+y)-4k①.
由MA∥NB,知(x-x)(y-y)=(y-y)(x-x),化简得y+y=y+y②.
由①②可得y+y=y+y=-4k,所以+=-2k.
故存在常数μ=-2,使得+=μk恒成立……
