楊作義
解析幾何是用代數(shù)的方法解決幾何問題,思路直接,但運(yùn)算量大,如果能夠挖掘問題中的平面幾何要素,利用平面幾何知識(shí)來協(xié)助求解,往往會(huì)事半功倍.
當(dāng)問題涉及求兩條線段長度的和(或差)的最值時(shí),
可聯(lián)系三角形的三邊關(guān)系
例1 已知橢圓+=1內(nèi)有兩點(diǎn)A(2,2),B(3,0),P為橢圓上一點(diǎn),則PA+PB的最大值是 .
分析: 使用解析幾何知識(shí)列式計(jì)算,過程相當(dāng)繁雜,若根據(jù)三角形兩邊之差小于第三邊來求解,則快捷許多.
解: 如圖1所示,B為橢圓+=1的右焦點(diǎn),設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為F(-3,0),則AF==.由橢圓方程可知a=5,所以PF+PB=2a=10.
結(jié)合三角形三邊關(guān)系可知:PA+PB=PA+10-PF≤AF+10=10+,當(dāng)且僅當(dāng)P與AF的延長線與橢圓的交點(diǎn)P′重合時(shí)取等號(hào),所以PA+PB的最大值是10+.
評(píng)注: 解例1的關(guān)鍵是把PA+PB轉(zhuǎn)化為PA-PF+10,涉及求兩條線段長度之差的最值,自然聯(lián)想到三角形的性質(zhì).思考方向是:活用定義,化折為直.
當(dāng)問題中有正三角形、直角三角形時(shí),
不妨考慮用其邊角關(guān)系
例2 過拋物線y2=8x的焦點(diǎn)F作傾斜角為60°的直線,若此直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),弦AB的中垂線與x軸交于點(diǎn)P,則線段PF的長等于 .
(A) (B)
(C) (D) 8
分析: 例2的常規(guī)解法是設(shè)法求出線段AB的中垂線方程,再求出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而求出PF的長,過程復(fù)雜且運(yùn)算量大.若從平面幾何角度入手,則較為簡單.
解: 如圖2所示,拋物線的準(zhǔn)線l交x軸于點(diǎn)E,AB的中垂線交自身于點(diǎn)Q,作AD=BF.因?yàn)镼為AB的中點(diǎn),所以AQ=BQ,F(xiàn)Q=DQ.
作AM⊥l于點(diǎn)M,BN⊥l于點(diǎn)N,BB′⊥x軸于點(diǎn)B′.由拋物線知識(shí)可知:AF=AM,BF=BN,∠MAF=∠AFP=60°,所以△AMF是正三角形,∠AFM=60°,從而∠MFE=60° .因?yàn)椤螰BN=120°,所以∠NFB=30° .又因?yàn)椤螮FB=∠AFP=60°,所以∠EFN=30°.
因?yàn)镋F=4,所以AF=MF==8,NE=EF·tan∠EFN=,BF===. 而QF=FD=(AF-BF)=, 所以FP==.故答案為A.
評(píng)注: 在例2的解法中,由拋物線的定義實(shí)現(xiàn)了拋物線上點(diǎn)到焦點(diǎn)和到準(zhǔn)線距離之間的相互轉(zhuǎn)化,然后通過挖掘圖象中的正三角形和直角三角形等條件,利用其邊角關(guān)系,從“形”出發(fā)求“數(shù)”. 思維途徑是:構(gòu)建直角三角形,尋找邊角關(guān)系.
當(dāng)問題中含有相似三角形時(shí),
用好相似比
例3 設(shè)定點(diǎn)F到定直線l的距離為p(p>0),動(dòng)點(diǎn)M在定直線l上,動(dòng)點(diǎn)N在MF的延長線上,且滿足=,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求動(dòng)點(diǎn)N的軌跡方程.
分析: 首先要建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,然后利用已知條件,構(gòu)建相似三角形,確定動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
解: 如圖3所示,以l為y軸、過點(diǎn)F垂直于l的直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,則有F(p,0).設(shè)N(x,y),過N作NQ垂直y軸于點(diǎn)Q.
因?yàn)?,所以=.由題意可知△MOF∽△MQN,所以====,化簡得:(p2-1)x2-2p3x+p2y2+p4=0 (x>0).
評(píng)注: 若建立坐標(biāo)系后直接求解例3,運(yùn)算會(huì)比較煩瑣.而運(yùn)用相似三角形的相似比來解題,就使問題大大簡化了.這類題的思維方向是:比例式?圯相似三角形?圯化歸轉(zhuǎn)化.
當(dāng)問題涉及直線與圓的位置關(guān)系時(shí),
應(yīng)用圓心到直線的距離關(guān)系
例4 已知x,y滿足x2+y2-4x+4y+4≤0,求x+2y的值的取值范圍.
分析: 配方后可得(x-2)2+(y+2)2≤4,其幾何意義為以(2,-2)為圓心、2為半徑的圓及其內(nèi)部.設(shè)z=x+2y,則x+2y-z=0表示平面內(nèi)的平行直線系,示意圖如圖4所示.問題轉(zhuǎn)化為求直線與圓相交或相切時(shí)z的取值范圍.
解: 把已知的不等方程配方得(x-2)2+(y+2)2≤4,設(shè)z=x+2y. 由題意可得,直線l:x+2y-z=0與圓(x-2)2+(y+2)2=4的圖象有公共點(diǎn),故圓心(2,-2)到直線l的距離d==≤2,解得-2-2≤z≤-2+2,所以x+2y的取值范圍為[-2-2,-2+2].
評(píng)注: 處理直線與圓的位置關(guān)系問題,一般都用幾何法,常常通過圓心到直線的距離關(guān)系求解. 其思維流程為:尋找關(guān)系?圯計(jì)算距離?圯列式求解.
當(dāng)問題涉及三角形的內(nèi)心時(shí),
考慮使用角平分線的性質(zhì)定理
例5 已知M是橢圓+=1上任意一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2為橢圓的左右焦點(diǎn),I是△MF1F2的內(nèi)切圓圓心.求證:點(diǎn)M,I的縱坐標(biāo)之比為定值.
分析: 內(nèi)心是三角形內(nèi)角平分線的交點(diǎn),若由角平分線的直線方程求交點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致煩瑣的計(jì)算,而角平分線定理與比例有關(guān),可簡化運(yùn)算.
證明: 如圖5所示,連結(jié)MI并延長交F1F2于點(diǎn)N,則M,I的縱坐標(biāo)之比轉(zhuǎn)化為.由角平分線的性質(zhì)定理和等比定理得:=====,所以== (定值).
評(píng)注: 求解例5的時(shí)候要靈活使用角平分線定理和等比定理. 這類問題的思維過程可以歸納為:聯(lián)想定理?圯合理轉(zhuǎn)化?圯適量計(jì)算.
【練一練】
(1) 過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F作弦AB,若弦AB所在直線的傾斜角為60°,則的值為 .
(2) 過雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)F作圓x2+y2=a2的切線FM(切點(diǎn)為M),交y軸于點(diǎn)P. 若M為線段FP的中點(diǎn),則雙曲線的離心率是 .
(A) (B)
(C) 2 (D)
(3) 求由直線y=0,x=1,y=x相交所成的三角形內(nèi)切圓的方程.
【參考答案】
(1) 解: 如圖6所示,分別作出點(diǎn)A,B在拋物線準(zhǔn)線l上的投影A′,B′,則AA′⊥l,BB′⊥l;直線AC垂直BB′的延長線于點(diǎn)C.
設(shè)AF=m,BF=n.根據(jù)拋物線知識(shí)可知:BF=BB′=n,AF=AA′=B′C=m,BC=B′C-BB′=m-n,AB=m+n. 在直角△ABC中,cos60°===,解得=3,即=3.
(2) 解: 如圖7所示,OM=a,OF=c,OM⊥PF且M為PF的中點(diǎn),所以△OPF是等腰直角三角形,∠PFO=45°,所以O(shè)F==OM,即c=a. 所以e==. 答案為A.
(3) 解: 如圖8所示,三條直線之間的交點(diǎn)分別記為O,A,B.作△OAB的內(nèi)切圓C,切點(diǎn)分別為D,E,F(xiàn),記圓心為C(a,b),半徑為b.易知OB=AB=1,OA=,OB=OD+DB,即a+b=1 (①).
結(jié)合圓的切線長定理知:OA=OF+AF=OD+AE=OD+AB-EB,即a+1-b=,得a-b=-1 (②).
由①②兩式解得:a=,b=. 所以圓C的方程是:x-2+y-2=2.
解析幾何是用代數(shù)的方法解決幾何問題,思路直接,但運(yùn)算量大,如果能夠挖掘問題中的平面幾何要素,利用平面幾何知識(shí)來協(xié)助求解,往往會(huì)事半功倍.
當(dāng)問題涉及求兩條線段長度的和(或差)的最值時(shí),
可聯(lián)系三角形的三邊關(guān)系
例1 已知橢圓+=1內(nèi)有兩點(diǎn)A(2,2),B(3,0),P為橢圓上一點(diǎn),則PA+PB的最大值是 .
分析: 使用解析幾何知識(shí)列式計(jì)算,過程相當(dāng)繁雜,若根據(jù)三角形兩邊之差小于第三邊來求解,則快捷許多.
解: 如圖1所示,B為橢圓+=1的右焦點(diǎn),設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為F(-3,0),則AF==.由橢圓方程可知a=5,所以PF+PB=2a=10.
結(jié)合三角形三邊關(guān)系可知:PA+PB=PA+10-PF≤AF+10=10+,當(dāng)且僅當(dāng)P與AF的延長線與橢圓的交點(diǎn)P′重合時(shí)取等號(hào),所以PA+PB的最大值是10+.
評(píng)注: 解例1的關(guān)鍵是把PA+PB轉(zhuǎn)化為PA-PF+10,涉及求兩條線段長度之差的最值,自然聯(lián)想到三角形的性質(zhì).思考方向是:活用定義,化折為直.
當(dāng)問題中有正三角形、直角三角形時(shí),
不妨考慮用其邊角關(guān)系
例2 過拋物線y2=8x的焦點(diǎn)F作傾斜角為60°的直線,若此直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),弦AB的中垂線與x軸交于點(diǎn)P,則線段PF的長等于 .
(A) (B)
(C) (D) 8
分析: 例2的常規(guī)解法是設(shè)法求出線段AB的中垂線方程,再求出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而求出PF的長,過程復(fù)雜且運(yùn)算量大.若從平面幾何角度入手,則較為簡單.
解: 如圖2所示,拋物線的準(zhǔn)線l交x軸于點(diǎn)E,AB的中垂線交自身于點(diǎn)Q,作AD=BF.因?yàn)镼為AB的中點(diǎn),所以AQ=BQ,F(xiàn)Q=DQ.
作AM⊥l于點(diǎn)M,BN⊥l于點(diǎn)N,BB′⊥x軸于點(diǎn)B′.由拋物線知識(shí)可知:AF=AM,BF=BN,∠MAF=∠AFP=60°,所以△AMF是正三角形,∠AFM=60°,從而∠MFE=60° .因?yàn)椤螰BN=120°,所以∠NFB=30° .又因?yàn)椤螮FB=∠AFP=60°,所以∠EFN=30°.
因?yàn)镋F=4,所以AF=MF==8,NE=EF·tan∠EFN=,BF===. 而QF=FD=(AF-BF)=, 所以FP==.故答案為A.
評(píng)注: 在例2的解法中,由拋物線的定義實(shí)現(xiàn)了拋物線上點(diǎn)到焦點(diǎn)和到準(zhǔn)線距離之間的相互轉(zhuǎn)化,然后通過挖掘圖象中的正三角形和直角三角形等條件,利用其邊角關(guān)系,從“形”出發(fā)求“數(shù)”. 思維途徑是:構(gòu)建直角三角形,尋找邊角關(guān)系.
當(dāng)問題中含有相似三角形時(shí),
用好相似比
例3 設(shè)定點(diǎn)F到定直線l的距離為p(p>0),動(dòng)點(diǎn)M在定直線l上,動(dòng)點(diǎn)N在MF的延長線上,且滿足=,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求動(dòng)點(diǎn)N的軌跡方程.
分析: 首先要建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,然后利用已知條件,構(gòu)建相似三角形,確定動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
解: 如圖3所示,以l為y軸、過點(diǎn)F垂直于l的直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,則有F(p,0).設(shè)N(x,y),過N作NQ垂直y軸于點(diǎn)Q.
因?yàn)?,所以=.由題意可知△MOF∽△MQN,所以====,化簡得:(p2-1)x2-2p3x+p2y2+p4=0 (x>0).
評(píng)注: 若建立坐標(biāo)系后直接求解例3,運(yùn)算會(huì)比較煩瑣.而運(yùn)用相似三角形的相似比來解題,就使問題大大簡化了.這類題的思維方向是:比例式?圯相似三角形?圯化歸轉(zhuǎn)化.
當(dāng)問題涉及直線與圓的位置關(guān)系時(shí),
應(yīng)用圓心到直線的距離關(guān)系
例4 已知x,y滿足x2+y2-4x+4y+4≤0,求x+2y的值的取值范圍.
分析: 配方后可得(x-2)2+(y+2)2≤4,其幾何意義為以(2,-2)為圓心、2為半徑的圓及其內(nèi)部.設(shè)z=x+2y,則x+2y-z=0表示平面內(nèi)的平行直線系,示意圖如圖4所示.問題轉(zhuǎn)化為求直線與圓相交或相切時(shí)z的取值范圍.
解: 把已知的不等方程配方得(x-2)2+(y+2)2≤4,設(shè)z=x+2y. 由題意可得,直線l:x+2y-z=0與圓(x-2)2+(y+2)2=4的圖象有公共點(diǎn),故圓心(2,-2)到直線l的距離d==≤2,解得-2-2≤z≤-2+2,所以x+2y的取值范圍為[-2-2,-2+2].
評(píng)注: 處理直線與圓的位置關(guān)系問題,一般都用幾何法,常常通過圓心到直線的距離關(guān)系求解. 其思維流程為:尋找關(guān)系?圯計(jì)算距離?圯列式求解.
當(dāng)問題涉及三角形的內(nèi)心時(shí),
考慮使用角平分線的性質(zhì)定理
例5 已知M是橢圓+=1上任意一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2為橢圓的左右焦點(diǎn),I是△MF1F2的內(nèi)切圓圓心.求證:點(diǎn)M,I的縱坐標(biāo)之比為定值.
分析: 內(nèi)心是三角形內(nèi)角平分線的交點(diǎn),若由角平分線的直線方程求交點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致煩瑣的計(jì)算,而角平分線定理與比例有關(guān),可簡化運(yùn)算.
證明: 如圖5所示,連結(jié)MI并延長交F1F2于點(diǎn)N,則M,I的縱坐標(biāo)之比轉(zhuǎn)化為.由角平分線的性質(zhì)定理和等比定理得:=====,所以== (定值).
評(píng)注: 求解例5的時(shí)候要靈活使用角平分線定理和等比定理. 這類問題的思維過程可以歸納為:聯(lián)想定理?圯合理轉(zhuǎn)化?圯適量計(jì)算.
【練一練】
(1) 過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F作弦AB,若弦AB所在直線的傾斜角為60°,則的值為 .
(2) 過雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)F作圓x2+y2=a2的切線FM(切點(diǎn)為M),交y軸于點(diǎn)P. 若M為線段FP的中點(diǎn),則雙曲線的離心率是 .
(A) (B)
(C) 2 (D)
(3) 求由直線y=0,x=1,y=x相交所成的三角形內(nèi)切圓的方程.
【參考答案】
(1) 解: 如圖6所示,分別作出點(diǎn)A,B在拋物線準(zhǔn)線l上的投影A′,B′,則AA′⊥l,BB′⊥l;直線AC垂直BB′的延長線于點(diǎn)C.
設(shè)AF=m,BF=n.根據(jù)拋物線知識(shí)可知:BF=BB′=n,AF=AA′=B′C=m,BC=B′C-BB′=m-n,AB=m+n. 在直角△ABC中,cos60°===,解得=3,即=3.
(2) 解: 如圖7所示,OM=a,OF=c,OM⊥PF且M為PF的中點(diǎn),所以△OPF是等腰直角三角形,∠PFO=45°,所以O(shè)F==OM,即c=a. 所以e==. 答案為A.
(3) 解: 如圖8所示,三條直線之間的交點(diǎn)分別記為O,A,B.作△OAB的內(nèi)切圓C,切點(diǎn)分別為D,E,F(xiàn),記圓心為C(a,b),半徑為b.易知OB=AB=1,OA=,OB=OD+DB,即a+b=1 (①).
結(jié)合圓的切線長定理知:OA=OF+AF=OD+AE=OD+AB-EB,即a+1-b=,得a-b=-1 (②).
由①②兩式解得:a=,b=. 所以圓C的方程是:x-2+y-2=2.
解析幾何是用代數(shù)的方法解決幾何問題,思路直接,但運(yùn)算量大,如果能夠挖掘問題中的平面幾何要素,利用平面幾何知識(shí)來協(xié)助求解,往往會(huì)事半功倍.
當(dāng)問題涉及求兩條線段長度的和(或差)的最值時(shí),
可聯(lián)系三角形的三邊關(guān)系
例1 已知橢圓+=1內(nèi)有兩點(diǎn)A(2,2),B(3,0),P為橢圓上一點(diǎn),則PA+PB的最大值是 .
分析: 使用解析幾何知識(shí)列式計(jì)算,過程相當(dāng)繁雜,若根據(jù)三角形兩邊之差小于第三邊來求解,則快捷許多.
解: 如圖1所示,B為橢圓+=1的右焦點(diǎn),設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為F(-3,0),則AF==.由橢圓方程可知a=5,所以PF+PB=2a=10.
結(jié)合三角形三邊關(guān)系可知:PA+PB=PA+10-PF≤AF+10=10+,當(dāng)且僅當(dāng)P與AF的延長線與橢圓的交點(diǎn)P′重合時(shí)取等號(hào),所以PA+PB的最大值是10+.
評(píng)注: 解例1的關(guān)鍵是把PA+PB轉(zhuǎn)化為PA-PF+10,涉及求兩條線段長度之差的最值,自然聯(lián)想到三角形的性質(zhì).思考方向是:活用定義,化折為直.
當(dāng)問題中有正三角形、直角三角形時(shí),
不妨考慮用其邊角關(guān)系
例2 過拋物線y2=8x的焦點(diǎn)F作傾斜角為60°的直線,若此直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),弦AB的中垂線與x軸交于點(diǎn)P,則線段PF的長等于 .
(A) (B)
(C) (D) 8
分析: 例2的常規(guī)解法是設(shè)法求出線段AB的中垂線方程,再求出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而求出PF的長,過程復(fù)雜且運(yùn)算量大.若從平面幾何角度入手,則較為簡單.
解: 如圖2所示,拋物線的準(zhǔn)線l交x軸于點(diǎn)E,AB的中垂線交自身于點(diǎn)Q,作AD=BF.因?yàn)镼為AB的中點(diǎn),所以AQ=BQ,F(xiàn)Q=DQ.
作AM⊥l于點(diǎn)M,BN⊥l于點(diǎn)N,BB′⊥x軸于點(diǎn)B′.由拋物線知識(shí)可知:AF=AM,BF=BN,∠MAF=∠AFP=60°,所以△AMF是正三角形,∠AFM=60°,從而∠MFE=60° .因?yàn)椤螰BN=120°,所以∠NFB=30° .又因?yàn)椤螮FB=∠AFP=60°,所以∠EFN=30°.
因?yàn)镋F=4,所以AF=MF==8,NE=EF·tan∠EFN=,BF===. 而QF=FD=(AF-BF)=, 所以FP==.故答案為A.
評(píng)注: 在例2的解法中,由拋物線的定義實(shí)現(xiàn)了拋物線上點(diǎn)到焦點(diǎn)和到準(zhǔn)線距離之間的相互轉(zhuǎn)化,然后通過挖掘圖象中的正三角形和直角三角形等條件,利用其邊角關(guān)系,從“形”出發(fā)求“數(shù)”. 思維途徑是:構(gòu)建直角三角形,尋找邊角關(guān)系.
當(dāng)問題中含有相似三角形時(shí),
用好相似比
例3 設(shè)定點(diǎn)F到定直線l的距離為p(p>0),動(dòng)點(diǎn)M在定直線l上,動(dòng)點(diǎn)N在MF的延長線上,且滿足=,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求動(dòng)點(diǎn)N的軌跡方程.
分析: 首先要建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,然后利用已知條件,構(gòu)建相似三角形,確定動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
解: 如圖3所示,以l為y軸、過點(diǎn)F垂直于l的直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,則有F(p,0).設(shè)N(x,y),過N作NQ垂直y軸于點(diǎn)Q.
因?yàn)?,所以=.由題意可知△MOF∽△MQN,所以====,化簡得:(p2-1)x2-2p3x+p2y2+p4=0 (x>0).
評(píng)注: 若建立坐標(biāo)系后直接求解例3,運(yùn)算會(huì)比較煩瑣.而運(yùn)用相似三角形的相似比來解題,就使問題大大簡化了.這類題的思維方向是:比例式?圯相似三角形?圯化歸轉(zhuǎn)化.
當(dāng)問題涉及直線與圓的位置關(guān)系時(shí),
應(yīng)用圓心到直線的距離關(guān)系
例4 已知x,y滿足x2+y2-4x+4y+4≤0,求x+2y的值的取值范圍.
分析: 配方后可得(x-2)2+(y+2)2≤4,其幾何意義為以(2,-2)為圓心、2為半徑的圓及其內(nèi)部.設(shè)z=x+2y,則x+2y-z=0表示平面內(nèi)的平行直線系,示意圖如圖4所示.問題轉(zhuǎn)化為求直線與圓相交或相切時(shí)z的取值范圍.
解: 把已知的不等方程配方得(x-2)2+(y+2)2≤4,設(shè)z=x+2y. 由題意可得,直線l:x+2y-z=0與圓(x-2)2+(y+2)2=4的圖象有公共點(diǎn),故圓心(2,-2)到直線l的距離d==≤2,解得-2-2≤z≤-2+2,所以x+2y的取值范圍為[-2-2,-2+2].
評(píng)注: 處理直線與圓的位置關(guān)系問題,一般都用幾何法,常常通過圓心到直線的距離關(guān)系求解. 其思維流程為:尋找關(guān)系?圯計(jì)算距離?圯列式求解.
當(dāng)問題涉及三角形的內(nèi)心時(shí),
考慮使用角平分線的性質(zhì)定理
例5 已知M是橢圓+=1上任意一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2為橢圓的左右焦點(diǎn),I是△MF1F2的內(nèi)切圓圓心.求證:點(diǎn)M,I的縱坐標(biāo)之比為定值.
分析: 內(nèi)心是三角形內(nèi)角平分線的交點(diǎn),若由角平分線的直線方程求交點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致煩瑣的計(jì)算,而角平分線定理與比例有關(guān),可簡化運(yùn)算.
證明: 如圖5所示,連結(jié)MI并延長交F1F2于點(diǎn)N,則M,I的縱坐標(biāo)之比轉(zhuǎn)化為.由角平分線的性質(zhì)定理和等比定理得:=====,所以== (定值).
評(píng)注: 求解例5的時(shí)候要靈活使用角平分線定理和等比定理. 這類問題的思維過程可以歸納為:聯(lián)想定理?圯合理轉(zhuǎn)化?圯適量計(jì)算.
【練一練】
(1) 過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F作弦AB,若弦AB所在直線的傾斜角為60°,則的值為 .
(2) 過雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)F作圓x2+y2=a2的切線FM(切點(diǎn)為M),交y軸于點(diǎn)P. 若M為線段FP的中點(diǎn),則雙曲線的離心率是 .
(A) (B)
(C) 2 (D)
(3) 求由直線y=0,x=1,y=x相交所成的三角形內(nèi)切圓的方程.
【參考答案】
(1) 解: 如圖6所示,分別作出點(diǎn)A,B在拋物線準(zhǔn)線l上的投影A′,B′,則AA′⊥l,BB′⊥l;直線AC垂直BB′的延長線于點(diǎn)C.
設(shè)AF=m,BF=n.根據(jù)拋物線知識(shí)可知:BF=BB′=n,AF=AA′=B′C=m,BC=B′C-BB′=m-n,AB=m+n. 在直角△ABC中,cos60°===,解得=3,即=3.
(2) 解: 如圖7所示,OM=a,OF=c,OM⊥PF且M為PF的中點(diǎn),所以△OPF是等腰直角三角形,∠PFO=45°,所以O(shè)F==OM,即c=a. 所以e==. 答案為A.
(3) 解: 如圖8所示,三條直線之間的交點(diǎn)分別記為O,A,B.作△OAB的內(nèi)切圓C,切點(diǎn)分別為D,E,F(xiàn),記圓心為C(a,b),半徑為b.易知OB=AB=1,OA=,OB=OD+DB,即a+b=1 (①).
結(jié)合圓的切線長定理知:OA=OF+AF=OD+AE=OD+AB-EB,即a+1-b=,得a-b=-1 (②).
由①②兩式解得:a=,b=. 所以圓C的方程是:x-2+y-2=2.