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减少解析几何计算量的十种方法(精华)
有关的 3 条线段都是焦半径,企图用椭圆的第一定义或两点距离公式出发将是徒劳的.
5 / 16
正确的解题途径是: (1)利用椭圆的第二定义;(2)题中有 3 个相等的角 度,应不失时机地引入三角知识.
【解析】椭圆的半焦距 c=3,右准线 x = 12
a2 12,a2 12 3 36,b2 a2 c2 27 . c
b2
1a 0,b 0 的左,右两个焦
点,若双曲线右支上存在一点 P,使 OP OF2 F2P 0. (O 为坐标原点),且 PF1 3 PF2 ,则双曲
线的离心率是(
)
32 A.
2
B. 3 2
3 1 C.
2
D. 3 1
y
【分析】根据向量加法的平行四边形法则, OP OF2 =OQ,
l
使 P1FP2 P2 FP3 P3 FP1 ,证明
1 1 1 为定值,并求此定值. | FP1 | | FP 2 | | FP 3 |
【分析】本题选自 07.重庆卷.22 题,是压轴题.
难度很大.动手前一定要选择好恰当的破题路径,
P2
P1
OF
x
P3
否则将陷入繁杂的计算而不得自拔.
图 8-1
(9)命题转换
【题 10】(湖北重点学校 4 月考,19 题)椭圆的两焦点坐标分别为 F1 3, 0 , F2 3, 0 ,且椭圆过点
x2 y2
1
故椭圆方程为: 1 ,其离心率 e .
36 27
2
y
l
P2(x2,y2) P1(x1,y1) H1
120° θ
OF
x
P3(x3,y3)
图 8-2
如图 8-2 设 P1 x1, y1 , P2 x2 , y2 , P3 x3, y3 为椭圆上符合条件的三点,令 FP1 r1, FP2 r2 , FP3 r3 .
2 直角三角形的射影性质有: OQ ON OP R2
∴ OM OQ OQ OM cos OQ ON R2
Nα
O
x
P
即 OM OQ R2 .
图3
(4)减少参数
【题 4】(北京西城元月考.13 题)双曲线 C : x2 y2 1 的渐近线方程为
若双曲线 C 的右顶点为 A ,过 A 的直线 l 与双曲线 C 的两条渐近线交于 P,Q 两点,且 PA 2 AQ ,则直线
25 11
116 t 2 25 3t2 2511 64t2 132t 121 0
11
11
16t 114t 11 0.于是 t1
4
, t2
,m 16
t1 t2
4 ,故选 C.
y A
B1
O
F A1
x
B
图2
(3)平几给力
【题 3】(.武汉四月调考.15 题) 过圆 C: x2 y2 R2内一定点M ( x0 , y0 ) 作一动直线交圆 C 于
P Q
OQ F2P 且OQ必过F2P的中点 .可知 PF1F2 为直角三角形.
M
这就为用定义法求离心率创造了条件.
F1
O
F2
x
【解析】不妨设双曲线的半焦距 c=1,.令
PF2 =r,则 PF1 3r,2a 3 1 r , 但是F1PF2 90,
2 2 2
2
PF1 PF2 F1F2 ,即 3r r2 4,得r 1.
B1, B2,FB1B2中,FB1 - FB2 B1B2 ,故必 a1 a2 b1 b2
这就是说,结论④也是正确的.既然结论①③④正确,故选 B. 图6
请各位分析一下,两种解法效果相同,可是付出的代价,是不是有天壤之别呢?
(7)数形结合
【题 7】(北京西城.5 月考,5 题)双曲线 x2 y2 1的渐近线与圆 x2 ( y 2)2 1相 a2 b2
y1 2 y2 0 .设直线 PQ : y k x 1 .令 x=y,得
k
k
y k y 1 , y1 k 1 令 x=-y,得 y k y 1 , y2 k 1
k 2k
12
于是: 0k 0, 0
k 1 k 1
k 1 k 1
x
O
A( 1, 0)
Q
图4
k 1 2k 1 0 得 k=3.
4x12 4x22
5y12 5y22
80 80
4 x1 x2 x1 x2 5 y1 y2 y1 y2 0 k
y1 y2
4 x1 x2
4
6
6
x1 x2 5 y1 y2 5 4 5
6
所求直线方程为 y 2 x 3 6x 5 y 28 0 ,选 A.
)
A.6x-5y-28=0 B.6x+5y-28=0 C.5x+6y-28=0 D.5x-6y-28=0 【分析】如图,椭圆的右焦点既是△BMN 的重心,容易求出边 MN 的中点 坐标,那么求直线 l 的方程,关键在求该直线的斜率. 若用常规方法,须设直线的点斜式方程,代入椭圆方程,而后利用韦达定 理及线段的中点公式求之.显然这个计算量是不菲的.更好的方法是:
② a1 b1 ; a2 b2
③ a12 a2 2 b12 b2 2 ;
④ a1 a2 b1 b2 .其中,所有正确结论的序号是(
)
A.②③④
B. ①③④
C.①②④
D. ①②③
【分析】各选项都需鉴别 3 个命题,太繁了. 此外,正面论证哪 3 个命题正确,太费事了.于是将原命
题转换为:…其中不正确结论的序号是:
5
【评注】我们用参数设置了 M,N 两点的坐标,但在解题过程中没有也不必要去求这些参数,而是根据
它们应该满足的题设条件剖析出所需要的结果.这种的解题方法叫做设而不求.
(2)使用特值
6
x2 y2
【题 2】(湖北重点中学 4 月联考,理科 8 题)在离心率为 的双曲线
5
a2
b2
1a b 0 中,F 为
作 P1H1⊥ l 于 H1,令 P1H1 d1 ,
设 ∠ P1Fx= θ 则 ∠ P2Fx= θ +120 ° ∠ P3Fx=
9 x1 3 r1 cos ,2r1 9 r1 cos r1 2 cos .
1
120 ° - θ . 于 是 r1 ed1 12 x , 而
2
9
9
同理: r2 2 cos(120 ) , r3 2 cos(120 ) .于是
两点 P、R,过坐标原点 O 作直线 ON⊥PM 于点 N,过点 P 的切线交直线 ON 于点 Q,则 OM OQ = 。
【分析】与圆有关的问题可以优先利用平面几何知识.题设条件 中既有垂线又有切线,容易构成直角三角形,故求两向量的数量积 容易想到直角三角形中成比例的线段.
y
R Q
【解析】如图 4,连 OP,则 OP⊥PQ.但是 OQ⊥PR 于 N,根据
A. ①
B. ②
C.③
D.④
此外,4 个选项中,最容易用特值否定的是②,故有
【解析】构造椭圆 C1
:
x2 25
y2 16
1及C2
:
x2 10
y2
1.显然C1与C2焦点相同.
但是 a1 5 10 2, b1 4.这里 a1 b1 ,故结论②不成立,选 B.
a2 10 2
b2
a2 b2
【评注】以上的解题方法,简单得太过离奇了,因此有人怀疑,这种解法是否合理.
结论①:两椭圆没有公共点等价于两曲线方程组成的方程组无ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.
x2 y2
a12
x2
b12 y2
1
1
x
2
1 a12
1 a22
y
2
1 b12
1
b22
0
x2 a22 a12 a12 a2 2
y2 b22 b12 b12b2 2
0
a22 b22
既然结论③正确,且已知 a1
a2 , a22
减少解几试题计算量的十种方法
在数学试卷中,解析几何题的繁杂运算是令学生感到头痛的首要问题. 其实,许多解析几何题中的繁杂计算,不是不可避免的.常见的策略是:
(1)设而不求.
【题 1】(湖北黄冈,元月考,10 题) 已知直线 l 交椭圆 4x2+5y2=80 于 M、N 两点,椭圆与 y 轴的正半
轴交于 B 点,若△BMN 的重心恰好落在椭圆的右焦点上,则直线 l 的方程是 (
注意到本题最终要求的是比值,根据相似原理,比值只与图形的形
状有关.也就是说,无论将原图放缩多少倍,都不影响最终的计算结果.
所以我们可以通过取特值,让方程具体化.
【解析】 e c 6 .不妨设 a 5, c 6,c2 =a2 +b2 ,b 11,双曲线 a5
x2 y2
方程为: 1 ,其右焦点 F 6, 0 ,设 A 6 t, 3t ,代入双曲线方程:
y
B(0,4)
N F(2,0) x O
C(3,-2)
M
【解析】由 4x2 5y2 80 x2 y2 1.∴椭圆上顶点 20 16
图1
B(0,4),右焦点 F(2,0).为△BMN 的重心,故线段 MN 的中点为 C(3,-2).
设直线
l
的斜率为
k.,点 M
x1,
y1 ,
N
x2,
y2
在椭圆上,∴
【别解】(巧用中点公式)如图设 P(a,a),则 P 关于 A(1,0)的对称点为 R(2-a,-a), AR 的中点
3
0
3a
Q
2
,
a 2
符合所设条件且在直线
y=-x
3a 上,