整体法巧解定点、定线问题

来源 :高中生学习·高二文综版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tsl9906202
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  我们在研究某些解析几何中的定点、定线的问题时,往往不是着眼于问题的各个组成部分,而是有意识地放大考查问题的“视角”,将需要解决的问题或问题的一部分看作一个整体,进行整体分析、变形或转换,以达到简洁明快地解决问题的目的.
  设而不求
  例1  已知抛物线[C]的顶点为原点,其焦点[F0,cc>0]到直线[l]:[x-y-2=0]的距离为[322].设[P]为直线[l]上的点,过点[P]作抛物线[C]的两条切线[PA,PB],其中[A,B]为切点.
  (1)求抛物线[C]的方程;
  (2)当点[Px0,y0]为直线[l]上的定点时,求直线[AB]的方程.
  解析  对于(1),容易求出抛物线[C]的方程为[x2=4y].
  对于(2),已知直线通过定点,要写出直线的方程,按照常规方法,还需要求出另一点的坐标或者求出直线的斜率[k],这个计算量是比较大的.我们换个思维方式,寻求[A],[B]两点所满足的关系式.首先设出点[A],[B]的坐标,不求出它们的坐标,而是通过切线[PA,PB]的方程观察规律,然后利用两点定线写出直线[AB]的方程.
  由[x2=4y],有[y=14x2],求导得[y=12x].
  设[Ax1,y1],[Bx2,y2](其中[y1=x124], [y2=x224]),
  则切线[PA,PB]的斜率分别为[12x1],[12x2],
  所以切线[PA]的方程为[y-y1=x12x-x1],
  即[x1x-2y-2y1=0],
  同理可得,切线[PB]的方程为[x2x-2y-2y2=0].
  因为切线[PA,PB]均过点[Px0,y0],
  所以[x1x0-2y0-2y1=0],[x2x0-2y0-2y2=0].
  即点[x1,y1,x2,y2]在直线[x0x-2y0-2y=0]上,
  由于两点决定一条直线,
  故直线[AB]的方程为[x0x-2y-2y0=0].
  点拨  这种“设而不求”的方法在求切点弦的方程时经常用到.
  以分求合
  例2  设椭圆[E:x2a2+y21-a2=1]的焦点在[x]轴上.
  (1)若椭圆[E]的焦距为1,求椭圆[E]的方程;
  (2)设[F1,F2]分别是椭圆的左、右焦点,[P]为椭圆[E]上的第一象限内的点,直线[F2P]交[y]轴于点[Q],并且[F1P⊥F1Q],证明:当[a]变化时,点[P]在某定直线上.
  解析  对于 (1),容易求出椭圆方程为[8x25+8y23=1].
  对于(2),[设F1(-c,0),F2(c,0),P(x,y),Q(0,m),]
  [则F2P=(x-c,y),QF2=(c,-m)].
  要证明点[P]在某定直线上,就要消去参变量[c],[m]和方程中的[a].
  由[1-a2>0]得,[a∈(0,1)].
  进一步有[x∈0,1,y∈0,1].
  又[F1P=(x+c,y),F1Q=(c,m)],
  [由F2P//QF2],[F1P⊥F1Q] 得,
  [m(c-x)=yc,c(x+c)+my=0,]
  消去[m]得,[(x-c)(x+c)=y2],即[x2-y2=c2].
  下面的目标是消去[a],即用[x],[y]来表示[a2],
  由[a2=1-a2+c2]有,
  [a2=c2+12=x2-y2+12],[1-a2=-x2+y2+12].
  将其代入到[x2a2+y21-a2=1]中,
  [2x2x2-y2+1+2y21-x2+y2=1],
  整理后,[x4-2y2+1x2+][y2-12=0],
  因式分解得[x2-y+12?x2-y-12=0],
  即有[x2-y+12=0]或[x2-y-12=0].
  又[x∈0,1,][y∈0,1],
  所以[x=1-y].
  故动点[P]在直线[x+y-1=0]上.
  点拨  解题过程中,有两个分离. 其一是设出点[Q]的坐标,但是没有求出它,而是将它直接分离后消去,得到一个整体[x2-y2=c2]. 其二是没有将[x2-y2=c2]与[x2a2+y21-a2=1]联立求[P]点的坐标,而是将[a2=x2-y2+12]代入椭圆方程,得到[x4-2y2+1x2+y2-12=0],利用因式分解得到结果. 这种解法各个击破, 看起来是“分”,实际上是“合”.
  寻求关联
  例3  已知动圆过定点[A4,0], 且在[y]轴上截得的弦[MN]的长为8.
  (1)求动圆圆心的轨迹[C]的方程;
  (2)已知点[B-1,0], 设不垂直于[x]轴的直线[l]与轨迹[C]交于不同的两点[P],[Q] ,若[x]轴是[∠PBQ]的角平分线, 证明直线[l]过定点.
  
  解析  对于(1),容易求得轨迹[C]的方程为[y2=8x].
  对于(2),如图,直线[l]与轨迹[C]交于不同的两点[P],[Q] ,连结[BP]交抛物线于点[R],首先要寻求三条直线[BP],[BQ]和[PQ]的联系.
  由于[x]轴是[∠PBQ]的角平分线,所以点[Q]和点[R]关于[x]轴对称.   设直线[BP]的方程为[x=ky-1],
  将其代入到[y2=8x]得,[y2-8ky+8=0].
  设[Px1,y1],[Rx2,y2],
  则[Qx2,-y2].
  由根与系数的关系有[y1+y2=8k],[y1?y2=8].
  又直线[l]的方程为[y-y1=y1+y2x1-x2(x-x1)],
  注意到[y21=8x1],[y22=8x2],
  则有[y-y1=1y1-y2(8x-y12)],
  即[y1-y2y+y1y2=8x],
  即[8x-1+y2-y1y=0]恒成立,
  所以[x=1],[y=0].
  故直线[PQ]过定点[1,0].
  点拨  在解题的过程中,要注意到点[Q]是一个关键点,它既在直线[PQ]上,也在直线[BQ]上;同时,其关于[x]轴的对称点在直线[BP]上,它与三条直线的斜率都有关系.找出这个关联,解决问题就容易了.
  对称变换
  例4  如图,过抛物线[y2=x]上一点[P(1,1)]作倾斜角互补的两条直线,分别交抛物线[y2=x]于[A],[B]两点,证明直线[AB]的斜率为定值.
  
  解析  要证明直线[AB]的斜率为定值,其关键是求出[A],[B]两点的坐标,即设出直线[PA]和直线[PB]的方程和[y2=x]联解.
  由于直线[PA]和直线[PB]的倾斜角互补,其斜率互为相反数,
  设[kPA=k1],[kPB=k2],则[k1=-k2].
  设直线[PA]的方程为[x=ty-1+1],其中[t=1k1],
  联立[x=ty-1+1,y2=x,]
  [y2-ty+t-1=0].
  注意到[yP=1],不必解方程,
  由韦达定理有[yA?yP=t-1],
  所以[yA=t-1],即[At-12,t-1].
  同理[B-t-12,-t-1].
  所以[kAB=yA-yBxA-xB=][t-1--t-1t-12--t-12=-12].
  故直线[AB]的斜率为定值.
  点拨  求出[A]点坐标后,考虑到直线[PA]和直线[PB]的关系,注意到两条直线的斜率互为相反数,进行对称变换,用[-t]换[t],得到[B]点坐标,减少计算量.
  整体消元
  例5  过点[P(4,1)]的动直线[l]与椭圆[C]:[x24+y22=1]相交于两不同点[A,B],在线段[AB]上取点[Q],满足[AP?QB=AQ?PB].
  证明:点[Q]总在某定直线上.
  解析  证明点[Q]总在某定直线上,就是要把这条直线求出来.
  由[AP?QB=AQ?PB]联想到比例形式,再根据共线的性质求解.
  设点[Q],[A],[B]的坐标分别为[(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2)],
  由题设知[AP,PB,AQ,QB]均不为零,
  记[λ=APPB=AQQB],则[λ>0]且[λ≠1].
  又[A],[P],[B],[Q]四点共线,从而[AP=-λPB,AQ][=λQB].
  于是有[4=x1-λx21-λ],[1=y1-λy21-λ],[x0=x1+λx21+λ],[y0=y1+λy21+λ].
  从而有[x21-λ2x221-λ2=4x0],①
  [y21-λ2y221-λ2=y0],②
  又由于点[A],[B]在椭圆C上,
  ∴[x21+2y21=4],③
  [x22+2y22=4],④
  ①+②×2并结合③④得,[4x0+2y0=4].
  ∴点[Q(x0,y0)]总在定直线[2x+y-2=0]上.
  点拨  利用线段的定比公式,将点[Q]的坐标用[A],[B]的坐标表示,注意到[A],[B]两点在椭圆上,整体考虑①②③④这四个式子的特点,采用整体消元法求出点[Q]的轨迹方程,这种方法在解题中经常用到.
其他文献
事件与概率在近年高考命题中有以下特点:(1)事件的考查仍稳中求新、稳中求活.这部分题以基础题型为主, 大多数是选择题、填空题,一般难度不大,属于基础题,重要考查对立和互斥的联系与区别.(2)概率的考查通常考查一些简单的计算,对于复杂事件的概率通常有两种方法:一是将所求事件转化成彼此互斥的事件的和;二是先去求对立事件的概率.涉及到“至多”“至少”型的问题,可以用互斥事件以及分类讨论的思想求解,当涉及
期刊
唐高宗上元二年,王勃南下交趾省亲,途经洪州,适逢洪州都督严公大宴宾朋于滕王阁。《滕王阁序》就是宴席上的即兴之作。只有26岁的王勃,明知“都督宿命其婿作序以夸客”,在“遍请宾客,莫敢当”时,仍亢然不辞,当书至“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”时,被都督赞为“此真天才,当垂不朽矣”。王勃仅仅只是因为一句“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”而“此真天才,当垂不朽矣”吗?不尽然。文中流露出来的怀才不遇的感情
期刊
几何概型的概率公式中的“测度”只与大小有关,而与形状和位置无关. 在解题时,要掌握“测度”为长度、面积、体积、角度等常见的几何概型的求解方法.  考点1 与长度有关的几何概型  例1 在半径为1的圆内一条直径上任取一点,过这个点作垂直于直径的弦,则弦长超过圆内接的等边三角形边长的概率是 .  解析 记事件[A]为“弦长超过圆内接等边三角形的边长”, 如图.  不妨在过等边三角形BCD的顶点B的直径
期刊
庄子《逍遥游》中“若夫乘天地之正,而御六气之辩,以游无穷者,彼且恶乎待哉!故曰:至人无己,神人无功,圣人无名”是其主旨、中心和结论。由此,我们可以了解所谓的逍遥游,必然是无所凭藉依附的,是悠游于自然之中的。简言之,“无所待”即《逍遥游》主旨。  那么,庄子的《逍遥游》是如何说明这主旨的呢?  借助夸张描述“有所待”。“北冥有鱼,其名为鲲。鲲之大,不知其几千里也,化而为鸟,其名为鹏。鹏之背,不知其几
期刊
随机抽样与用样本估计总体是统计中的重要内容,也是高考考查的一大热点,从基础知识和基本技能的考查到与概率等其它知识的交汇考查,都体现了新课标高考对该内容的重视.新课标高考对随机抽样与用样本估计总体的考查主要体现了以下三个特点:一是覆盖面广,几乎所有的考点都有所涉及,说明该内容的任何环节都不能遗漏;二是强化应用意识,试题一般以应用题的形式呈现,重在考查应用数学的能力,而且背景熟悉,切入点实际,注重概念
期刊
古代中国的科技辉煌灿烂、世界领先,文学艺术独具一格、异彩纷呈。古老的中国是一座文化的富矿,值得我们继承并发扬光大。“古代中国的科学技术与文学艺术”这个专题讲的就是这座文化的富矿。这个专题的知识点多而琐碎,在近几年的高考中多是以选择题的形式来考查。在命题上,直接考查基础知识记忆的题目较少,通常是融合文化史、经济史甚至还有政治史的内容,以材料型选择题的形式考查,而且所用材料多是文言文和图片,试题难度较
期刊
序是一种重要的文体,是写在诗文或书籍前的特定文字,其主要作用是对诗文或书籍进行介绍、评述或发表一些感慨、议论。  陶渊明的《归去来兮辞》固然是一篇感情真挚、语言朴素、音韵和谐、质朴天成的美文,欧阳修曾赞其“晋无文章,惟陶渊明《归去来兮辞》而已”,可谓推崇备至了。然而,此文前面100多字的小序,也是我们鉴赏时不容忽视的内容。它对我们理解全文,走进陶渊明的内心世界,弄清其辞官归隐的原因有着重要的价值。
期刊
一、流域综合开发的条件  例1 读赞比西河区域示意图,回答(1)~(2)题。  (1)赞比西河是非洲第四大河流,下列有关赞比西河自然环境的叙述正确的是( )  A.上游支流短小急促,峡谷险滩广布  B.中游地势低洼,河网密布  C.上游西南部降雨量小且变率大  D.该河的汛期出现在7、8月份  (2)赞比西河干流上现有4座大水电站,有关卡布拉巴萨水坝工程利弊的叙述,正確的是( )  A.建设大坝最
期刊
在英语中,有时两个部分合在一起构成一个词,表达的是一种意思;两个部分分开,各成一个词时,表达另一种意思,有另外的用法。现将中学英语课本中出现的这类“分合有别、用法各异”的词语归纳分析如下:   [1. sometime与some time]  sometime意为“在某一时刻”,与一般过去时或将来时谓语动词连用:some time 则表示“一段时间”,常与持续性谓语动词的一般过去时、一般将
期刊
英语动词的语态分为两种:主动语态和被动语态。主动语态强调主语是谓语动作的执行者,二者为主动关系。被动语态强调主语是谓语动作的承受者,二者为被动关系。如:  I have done the job. (主动关系)  The job has been done. (被动关系)  为了在面对被动语态时不”被动”,让我们从以下三大方面来掌握被动语态。   [被动语态的构成]  被动语态由助动词be
期刊