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解答平面解幾的另徑

2017-06-11 00:48梁義
新一代 2017年6期
關鍵詞:解三角形解析幾何圓錐曲線

梁義

摘 要:將解析幾何中繁雜、冗長的計算問題轉化為幾何問題,尤其是解三角形問題,達到精煉、準確處理解析幾何問題。

關鍵詞:解析幾何;圓錐曲線;解三角形

解析幾何是“經典”的坐標法,就是用代數的方法解決幾何問題,就是計算幾何,但這種計算通常十分繁雜、冗長、甚至無法得出結果。其實解幾問題也可以通過數形結合的思想,將問題轉化為幾何問題。這里我將主要以轉化為解三角形的形式,這樣很多問題會變得簡單、有趣。下面就以近四年高考全國卷(理科)試題為例,舉例說明。

例1:(2016年全國理11題)。已知F1、F2是雙曲線E:■-■=1的左右焦點,點M在E上,MF1與x軸垂直,sin∠MF2 F1=■,則E的離心率為( )

A.■ B. ■ C.■ D.2

解法一:在Rt△MF1F2中:

∵sin∠MF2F1=■

∴|MF1|=■|MF2|

∴2a=|MF2|-|MF1|=|MF2|-■|MF2|=■|MF2|

2c=|F1F2|=■=■MF2

∴e=■=■

故選A。

解法二:由sin∠MF2F1=■

∴tan∠MF2F1=■

∴xm=-cym=■

代入雙曲線■-■=1

?圯2b2c2-a2c2=2a2b2

?圯2(c2-a2)c2-a2c2=2a2(c2-a2)

?圯2c4-2a2c2-a2c2=2a2c2-2a4?圯2e4-5e2+2=0

∴e2=2或e2=1(舍去) 即: e=■

點評:(1)此題就是圓錐曲線的“焦點三角形”,也是解析幾何中的重要三角形?!斑叀本褪菆A錐曲線的元素,所以很容易想到解三角形,而且結題效果很湊效。

(2)也可通過解方程計算(方法二)達到目的,但運算量較大,不太精煉。

例2:(2015年全國卷理11題)。已知A、B為雙曲線E的左右頂點。點M在E上?!鰽BM為等腰三角形,且頂角為 °120°,則E的離心率為( )

A.■ B.2 C. ■ D. ■

解:由雙曲線的對稱性,∠AMB不可能是頂角,不妨設∠MBA=120°。連MF2(F2為E的右焦點)。

在△BMF2中, ∵BM=2a, ∠MBF_2=60°

∴xm=2a ym=■a

?圯■-■=1?圯a=b ∴e=■

故選D

點評:此題就是“頂點三角形”,也是圓錐曲線的重要三角形,自然也是解三角形的問題。由于三角形形狀已確定,進而解△BMF2,思維合理、自然。

例3:(2014年全國卷理10題)。已知拋物線C:y2=8x的焦點為F,準線為L,P是L上一點。點Q是直線PF與C的一個交點。若■=4■則|QF|=______

A.■ B.3 C.■ D.2

解:設|QF|=a, ∴|FP|=4a?圯|PQ|=3a.

過Q作QM⊥L交L于M.

∴OF=4, |MQ|=a

∵△OPF~△MPQ?圯■=■?圯■=■

?圯a=3.

點評:由拋物線的定義|QF|=|QM|,問題馬上化解為兩個相似Rt△邊的關系,迅速解答。

例4:(2013年全國卷理11題)。設拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F。點M在C上,|MF|=5.若以MF為直徑的圓過點(0.2)。則C的方程式為______

A.y2=4x,或y2=8x. B.y2=2x,或y2=8x.

C.y2=4x,或y2=16x. D.y2=2x,或y2=16x.

解:設N(0.2),連NM、NF.

∴△NMF是以N為直角頂點的Rt△,

由拋物線的定義:xm=5-■.

y2m=2p.(5-■)=10p-p2. 不妨設ym=■

∴■(5-■)-2■+4=0?圯p=2或者8,故選C。

點評:將以MF為直徑的圓的過點(0.2)化為△NMF是Rt△是本題的關鍵。因為垂直,所以可以考慮是勾股數,斜率積、數量積。都較為容易獲解。

以上四例都是近四年高考“圓錐曲線”的四道壓軸題,其解法卻可化為三角形問題。說明三角形解法在“圓錐曲線”問題中很是有效。敬請各位同仁共賞。

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