不同的视角+别样的精彩

不同的视角

225009

别样的精彩

江苏省邗江中学

解析几何是高中数学的重要内容,也是高考考

查的热点与难点.其知识综合性强,对学生的逻辑思维能力与计算能力等要求都较高.特别在计算能力方面,面对许多解析几何题学生常常因为复杂的计算而“知繁而退”.所以解题方法的选择就显得特别

重要,它体现了思考问题的角度.一、“设点的坐标”还是“设直线方程”

例1

如图1,、已知椭圆c的方程为等+y2—

1,A、B是rgt条直线z一±2,Y=±1所围成的矩形

..’-44£4-1,.・.f+5>o.SZXABC=2X-}X

一5+tan7=5一歹干瓦5耳i,当£一一虿5时,AABC

fI

解析3:选择一个变量么APB=2臼(o<K等),

建立y一赢・商关于目的函数,再求y

+2×虿1×l£+5l+2×虿1×tany=一£+£+5+tany

Nt聂d,值

即可.设么APB=20(0<曰<等),得PA—PB一

积的.最小值为等.

3选择点参数、长度参数还是选择角参数

例3

志,y一商・商=I

2sin2臼),

(志)2cos2臼=端(1_2sin2沪等(1—

PA

I・I

PBcos20一

如图3,已知圆O的半径为1,PA、PB为

该圆的两条切线,A、B为两切点,那么雨・商的

最小值为

令z—sinz0,O<z<1,y=2x+二--3≥刎2—3.评析:从以上过程可以看出,解析2选择长度参数,解析3选择角参数,分别建立关于长度参数或角参数的函数,然后利用求函数最值的基本方法如换元、基本不等式等进行求解,实属好方法.解析1选择点参数,由于字母太多导致求解困难,那么,能否减少字母个数或者寻找字母变量之间的关系?事实上,若以圆心0为原点,点P在z轴正半轴上,建立直角坐标系,则有z:=,721,y:一一y。,3,。一0,即B(x"一y1),P(x。,o),其中.2C。>1.这样就减少了3

解析1:学生容易想到通过建立坐标系设点的坐标求解.以圆心0为原点,建立直角坐标系,得圆。的方程为z

+扩一1,设A(z1,Y1)、B(x2,3,2)、P(zo,Yo).贝q

e--X・P秀一(z1--370,Yl--yo)・(z2--Xo,.312--yo)一X1X2--Xo(zl+z2)+z;+y1Y2一yo(yl+y2)+胡,

面对含有6个字母的式子,不少学生不知如何化简,望而生畏,只能选择放弃.

个字母变量,商・商一(z,一z。,Y。)・(z。一.17。,

--y1)一z;一2xlz。+z5—3,;.因为OAj-PA,所以(z1,3,1)・(z1一zo,Y1)一0,z;一.171.7Co+Y;一0,得z,z。一1,从而.171一一1.

XO

解析2:选择一个变量PA=z,建立3,=商・

商关于z的函数,再求YN14,..N且P.-I.

设PA=PB=z(z>o),则sin么A

uOrA一

商・两一z{--2x。z。+z:一y;一z;一2+z3一

(1一z;)一2x;+zj一3一与+zj一3≥2√2—3.但这里很难想到利用OA.上PA,找到z。.17。一1的关系.因此,就本题而言,选择点参数并不是明智的选择.在日常的教学中,教师要善于抓住解题过程中的每一个环节,不放过任何一个“有价值”的机会,引导学生进行对比、分析,反复琢磨,积累更多的经验和解题途径,并能在各种途径中作出合理的选择,少走弯路,简化运算,提升能力.

万1再,c。s么APB=1--2sin2么APO=1一南,y一商・商一烈1一斋)一高等(z>0).

3≥2、厄一3.

令1+x2=t(£>1),则y一_fl--3t-b2一£+导一

万方数据

的两个顶点.

‘y

K.历

\。--y

图1

(1)设P是椭圆c上任意一点,若碲一m蕊+"菌,求证:动点Q(m,咒)在定圆上运动,并求出

定圆的方程;

‘(2)若M、N是椭圆C上两个动点,且直线OM、ON的斜率之积等于直线OA、OB的斜率之

积,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.’(1)略.

(2)解法1:设M(xl,y。),N(x2,Y2),则塑丝‘

一一百1,平方得z}z=16y}y;一(4一z;)(4一z;),即zi十z;一4.凼力且线MN明万崔力(Yl—y2).z一

(z1一z2)y+zly2一z2yl一0,所以0到直线MN的

距离削一瓦墨簿岩帚’所妣OMN

的面积s一虿1=丢屈丽再研可而

MN・d一虿1

z。y:一z:y。I

一号√=;(,一譬)+z;(,一手)+丢z;z;

=÷∥百干虿一1,故△oMN的面积为定值1.

解法2:设OM的方程为y2kx(k>O),则ON的方程为y一一磊1z(志>o).联立方程组

仨豪q懈M(杀帚,丽2k).

同理可得N(了羔,了丽--1).

因为点N到直线oM的距离为d

2了x/1丽+4k2,

OM=%/(2

2k\z=2膘,

所以△oMN的面积S一虿1

d・OM=丢・

』型兰篓.2^/三±氅一1,、,1T足。。V

YY'--i--C-2

/k4+lN.MO“Ag值彭定为积面叫俩州庀目万方数据

说明:解法1是通过设点M,N的坐标,再根据斜率乘积为定值求出坐标之间满足的关系,以MN长为底,0到直线MN的距离为高,计算面积,最后

代入坐标关系等式求出定值的.但解题过程中未知

数比较多,在化简时应注意观察方程的特征,消去参数.消参的原则是:把与答案无关的参数消去,留下与答案有关的参数.

解法2设直线OM的方程,再根据斜率乘积为

定值,求出直线ON的方程,然后和椭圆方程联立方

程组,分别求出点M,N的坐标(用志表示),再求出点N到直线OM的距离d,OM的长,最后求出

△OMN的面积S一寺d・OM一1为定值.解题过程

中只有一个参数惫,思路清晰,目标明确,易得结果.

不管是设点的坐标还是设直线方程,其实都体现了解析几何的本质:用代数方法处理几何问题.具体表现为点要坐标化,直线和曲线要方程化,附加条件要代数化.

二、。。设而不求,,还是。设而再求,,

例2如图2,椭圆c。:与+西y一1(口>6>o)和

圆C2:z1+y2一b2,已知圆C2将椭圆C。的长轴三

等分,椭圆C。右焦点到右准线的距离为半,椭圆c。

上士

的下顶点为E,过坐标原点0且与坐标轴不重合的任意直线z与圆C。相交于点A、B.

(1)求椭圆C。的方程;

(2)若直线EA、EB分别与椭圆C。相交于点.

P、M,求出直线PM经过的定点.

’y

≠亍严\\邋露气.

炒j

图2

解:(1)椭圆C。方程为鲁+3,2—1.(过程略)

(2)解法1(设而不求):

设直线PM方程为Y—kx+b,P(z。,y。),9=o,舭。+x2一嚣,哪。一警≯.

由1lzy:=+k9xv+:一b9得(1+9志2)z2+18忌如+9b.z一

・.。可讶・茚一o,.・.z。z。+(y,+1)(y:+1)=o,

M(x2,3,2),

48

上海中学数学・2014年第12期

_0,.・.盟铲+m+1)嚣+(6+2u,‘‘——]—刁百一十走(D十1’r丽十(D十

1)2=0,.。.5b2+b一4=0,解得b一÷或~1(舍),

.・.6一喜.

即直线PM方程为y=kx-b-},即直线PM过

b及点P、M的坐标,再结合条件痢・E--P=o,发现

一说明:解法1先设出直线PM的方程Y—kx+

k、b间的关系得定点坐标.此法利用设而不求法回

由{著I。得仁霖或乒。c舍妻,,由{等栌・得1y:妊或乒・冶却’

ML.一1、

.丽-.P(—望缶,丽9k-2-1),1用一819k2

k+1’9是2+¨厂玎,丽9-k1

2h.。‰=k代换志,得

o~伙“’臂

堕11一咝

9k2+1

kZ._F9

黼=铬.

.‘删一蒜一害(z+蒜Ⅲ妒

忌2—1

.4

1丽1十i‘

...直线PM经过定点T(o,÷).

说明:解法2抓住目标直线PM过定点,先求

思路清晰.要注意的是:(1)在求P点坐标时,联立

(2)在求M点坐标时,由于直线ME方程y一一寺

在P(麦%,羹与})中,用一百1代换忌,就可得

M(万--1两8k,万9--两k2).

万方数据

设而不求与设而再求的区别只是解题时出发的角度不同,本质上都是通过代数运算来解决几何问题.

练习1已知椭圆等+扩一1的左顶点为A,过A

作两条互相垂直的弦AM、AN交椭圆于M、N两点.

(1)当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;

(2)当直线AM的斜率变化时,直线MN是否

过z轴上的一定点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若不过定点,请说明理由.

解:(1)直线AM的斜率为1时,直线AM为

y=z+2,代入椭圆方程并化简得522+16z+12=o,

解之得z。一一2,z:一一菩,所以点M的坐标

为(一_6,善).

(2)设直线AM的斜率为k,则AM的方程为

y一是(z+2),

ry一忌(z+2)

联立{辱+yz一1’化简得q+4舻h2+16是2z

+16k2—4—0.

・.‘此方程有一根为一2’...zM一车苦等,用一丢代换足,可得zN一警;≠.由(1)知若存

定一1-4

在定点,则此点必为P(一菩,o).

.・・‘忌脚一—了2—蒡帮一而,同‰一—趸:k燮(zM十i—1+—4k2十i

2-8k2,^YM一而5k,同

理可计算得志PN—Fi5k矿.

.‘.直线MN过z轴上的一定点P(一詈,o).

说明:练习1(2)在求M点坐标时,用到了A

点坐标(0,一2),由于方程(1+4k2)z2+16k2z+

16k2—4—0有一根为一2,所以M点横坐标容易求出.在求N点坐标时,用到了已经求出的M点坐

标,’只需用一寺代换k就.-I得到N点坐标,因是直

线AM方程为y—k(z+2),直线AN方程为Y一一÷(z+2),两者仅仅斜率不同.另外求P点坐标

时,用到了从特殊到一般的方法,先取特值找到P

点坐标,再证明M、N、P三点共线,避免繁琐的

运算.

不同的视角

225009

别样的精彩

江苏省邗江中学

解析几何是高中数学的重要内容,也是高考考

查的热点与难点.其知识综合性强,对学生的逻辑思维能力与计算能力等要求都较高.特别在计算能力方面,面对许多解析几何题学生常常因为复杂的计算而“知繁而退”.所以解题方法的选择就显得特别

重要,它体现了思考问题的角度.一、“设点的坐标”还是“设直线方程”

例1

如图1,、已知椭圆c的方程为等+y2—

1,A、B是rgt条直线z一±2,Y=±1所围成的矩形

..’-44£4-1,.・.f+5>o.SZXABC=2X-}X

一5+tan7=5一歹干瓦5耳i,当£一一虿5时,AABC

fI

解析3:选择一个变量么APB=2臼(o<K等),

建立y一赢・商关于目的函数,再求y

+2×虿1×l£+5l+2×虿1×tany=一£+£+5+tany

Nt聂d,值

即可.设么APB=20(0<曰<等),得PA—PB一

积的.最小值为等.

3选择点参数、长度参数还是选择角参数

例3

志,y一商・商=I

2sin2臼),

(志)2cos2臼=端(1_2sin2沪等(1—

PA

I・I

PBcos20一

如图3,已知圆O的半径为1,PA、PB为

该圆的两条切线,A、B为两切点,那么雨・商的

最小值为

令z—sinz0,O<z<1,y=2x+二--3≥刎2—3.评析:从以上过程可以看出,解析2选择长度参数,解析3选择角参数,分别建立关于长度参数或角参数的函数,然后利用求函数最值的基本方法如换元、基本不等式等进行求解,实属好方法.解析1选择点参数,由于字母太多导致求解困难,那么,能否减少字母个数或者寻找字母变量之间的关系?事实上,若以圆心0为原点,点P在z轴正半轴上,建立直角坐标系,则有z:=,721,y:一一y。,3,。一0,即B(x"一y1),P(x。,o),其中.2C。>1.这样就减少了3

解析1:学生容易想到通过建立坐标系设点的坐标求解.以圆心0为原点,建立直角坐标系,得圆。的方程为z

+扩一1,设A(z1,Y1)、B(x2,3,2)、P(zo,Yo).贝q

e--X・P秀一(z1--370,Yl--yo)・(z2--Xo,.312--yo)一X1X2--Xo(zl+z2)+z;+y1Y2一yo(yl+y2)+胡,

面对含有6个字母的式子,不少学生不知如何化简,望而生畏,只能选择放弃.

个字母变量,商・商一(z,一z。,Y。)・(z。一.17。,

--y1)一z;一2xlz。+z5—3,;.因为OAj-PA,所以(z1,3,1)・(z1一zo,Y1)一0,z;一.171.7Co+Y;一0,得z,z。一1,从而.171一一1.

XO

解析2:选择一个变量PA=z,建立3,=商・

商关于z的函数,再求YN14,..N且P.-I.

设PA=PB=z(z>o),则sin么A

uOrA一

商・两一z{--2x。z。+z:一y;一z;一2+z3一

(1一z;)一2x;+zj一3一与+zj一3≥2√2—3.但这里很难想到利用OA.上PA,找到z。.17。一1的关系.因此,就本题而言,选择点参数并不是明智的选择.在日常的教学中,教师要善于抓住解题过程中的每一个环节,不放过任何一个“有价值”的机会,引导学生进行对比、分析,反复琢磨,积累更多的经验和解题途径,并能在各种途径中作出合理的选择,少走弯路,简化运算,提升能力.

万1再,c。s么APB=1--2sin2么APO=1一南,y一商・商一烈1一斋)一高等(z>0).

3≥2、厄一3.

令1+x2=t(£>1),则y一_fl--3t-b2一£+导一

万方数据

的两个顶点.

‘y

K.历

\。--y

图1

(1)设P是椭圆c上任意一点,若碲一m蕊+"菌,求证:动点Q(m,咒)在定圆上运动,并求出

定圆的方程;

‘(2)若M、N是椭圆C上两个动点,且直线OM、ON的斜率之积等于直线OA、OB的斜率之

积,试探求△OMN的面积是否为定值,并说明理由.’(1)略.

(2)解法1:设M(xl,y。),N(x2,Y2),则塑丝‘

一一百1,平方得z}z=16y}y;一(4一z;)(4一z;),即zi十z;一4.凼力且线MN明万崔力(Yl—y2).z一

(z1一z2)y+zly2一z2yl一0,所以0到直线MN的

距离削一瓦墨簿岩帚’所妣OMN

的面积s一虿1=丢屈丽再研可而

MN・d一虿1

z。y:一z:y。I

一号√=;(,一譬)+z;(,一手)+丢z;z;

=÷∥百干虿一1,故△oMN的面积为定值1.

解法2:设OM的方程为y2kx(k>O),则ON的方程为y一一磊1z(志>o).联立方程组

仨豪q懈M(杀帚,丽2k).

同理可得N(了羔,了丽--1).

因为点N到直线oM的距离为d

2了x/1丽+4k2,

OM=%/(2

2k\z=2膘,

所以△oMN的面积S一虿1

d・OM=丢・

』型兰篓.2^/三±氅一1,、,1T足。。V

YY'--i--C-2

/k4+lN.MO“Ag值彭定为积面叫俩州庀目万方数据

说明:解法1是通过设点M,N的坐标,再根据斜率乘积为定值求出坐标之间满足的关系,以MN长为底,0到直线MN的距离为高,计算面积,最后

代入坐标关系等式求出定值的.但解题过程中未知

数比较多,在化简时应注意观察方程的特征,消去参数.消参的原则是:把与答案无关的参数消去,留下与答案有关的参数.

解法2设直线OM的方程,再根据斜率乘积为

定值,求出直线ON的方程,然后和椭圆方程联立方

程组,分别求出点M,N的坐标(用志表示),再求出点N到直线OM的距离d,OM的长,最后求出

△OMN的面积S一寺d・OM一1为定值.解题过程

中只有一个参数惫,思路清晰,目标明确,易得结果.

不管是设点的坐标还是设直线方程,其实都体现了解析几何的本质:用代数方法处理几何问题.具体表现为点要坐标化,直线和曲线要方程化,附加条件要代数化.

二、。。设而不求,,还是。设而再求,,

例2如图2,椭圆c。:与+西y一1(口>6>o)和

圆C2:z1+y2一b2,已知圆C2将椭圆C。的长轴三

等分,椭圆C。右焦点到右准线的距离为半,椭圆c。

上士

的下顶点为E,过坐标原点0且与坐标轴不重合的任意直线z与圆C。相交于点A、B.

(1)求椭圆C。的方程;

(2)若直线EA、EB分别与椭圆C。相交于点.

P、M,求出直线PM经过的定点.

’y

≠亍严\\邋露气.

炒j

图2

解:(1)椭圆C。方程为鲁+3,2—1.(过程略)

(2)解法1(设而不求):

设直线PM方程为Y—kx+b,P(z。,y。),9=o,舭。+x2一嚣,哪。一警≯.

由1lzy:=+k9xv+:一b9得(1+9志2)z2+18忌如+9b.z一

・.。可讶・茚一o,.・.z。z。+(y,+1)(y:+1)=o,

M(x2,3,2),

48

上海中学数学・2014年第12期

_0,.・.盟铲+m+1)嚣+(6+2u,‘‘——]—刁百一十走(D十1’r丽十(D十

1)2=0,.。.5b2+b一4=0,解得b一÷或~1(舍),

.・.6一喜.

即直线PM方程为y=kx-b-},即直线PM过

b及点P、M的坐标,再结合条件痢・E--P=o,发现

一说明:解法1先设出直线PM的方程Y—kx+

k、b间的关系得定点坐标.此法利用设而不求法回

由{著I。得仁霖或乒。c舍妻,,由{等栌・得1y:妊或乒・冶却’

ML.一1、

.丽-.P(—望缶,丽9k-2-1),1用一819k2

k+1’9是2+¨厂玎,丽9-k1

2h.。‰=k代换志,得

o~伙“’臂

堕11一咝

9k2+1

kZ._F9

黼=铬.

.‘删一蒜一害(z+蒜Ⅲ妒

忌2—1

.4

1丽1十i‘

...直线PM经过定点T(o,÷).

说明:解法2抓住目标直线PM过定点,先求

思路清晰.要注意的是:(1)在求P点坐标时,联立

(2)在求M点坐标时,由于直线ME方程y一一寺

在P(麦%,羹与})中,用一百1代换忌,就可得

M(万--1两8k,万9--两k2).

万方数据

设而不求与设而再求的区别只是解题时出发的角度不同,本质上都是通过代数运算来解决几何问题.

练习1已知椭圆等+扩一1的左顶点为A,过A

作两条互相垂直的弦AM、AN交椭圆于M、N两点.

(1)当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;

(2)当直线AM的斜率变化时,直线MN是否

过z轴上的一定点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若不过定点,请说明理由.

解:(1)直线AM的斜率为1时,直线AM为

y=z+2,代入椭圆方程并化简得522+16z+12=o,

解之得z。一一2,z:一一菩,所以点M的坐标

为(一_6,善).

(2)设直线AM的斜率为k,则AM的方程为

y一是(z+2),

ry一忌(z+2)

联立{辱+yz一1’化简得q+4舻h2+16是2z

+16k2—4—0.

・.‘此方程有一根为一2’...zM一车苦等,用一丢代换足,可得zN一警;≠.由(1)知若存

定一1-4

在定点,则此点必为P(一菩,o).

.・・‘忌脚一—了2—蒡帮一而,同‰一—趸:k燮(zM十i—1+—4k2十i

2-8k2,^YM一而5k,同

理可计算得志PN—Fi5k矿.

.‘.直线MN过z轴上的一定点P(一詈,o).

说明:练习1(2)在求M点坐标时,用到了A

点坐标(0,一2),由于方程(1+4k2)z2+16k2z+

16k2—4—0有一根为一2,所以M点横坐标容易求出.在求N点坐标时,用到了已经求出的M点坐

标,’只需用一寺代换k就.-I得到N点坐标,因是直

线AM方程为y—k(z+2),直线AN方程为Y一一÷(z+2),两者仅仅斜率不同.另外求P点坐标

时,用到了从特殊到一般的方法,先取特值找到P

点坐标,再证明M、N、P三点共线,避免繁琐的

运算.


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  • 自娱与娱人
  • 在诗歌写作中有个容易为人忽略的问题是,怎样对自身文字能有较准确的定位.初学者由于匆匆上场,一般可能还来不及考虑,而成名诗人大多又因已经成名而不屑一顾.这问题看似简单,实际上并不如此.因为它不仅决定你写作中的姿态和立场,还将对你的语调.声音.题材.用词习惯甚至人生态度产生较大影响.比如斯奈德和金斯伯格 ...