☉江蘇省丹陽市呂叔湘中學 吳 娟
2018年高考過后,數(shù)學風云,創(chuàng)新無限,名題如云,美不勝收.特別是2018年高考全國Ⅲ卷理科第20題,其背景簡單,立意新穎,思想豐富,知識融合,動靜結(jié)合,實屬難得,是命題中的一大精品,具有非常好的學習、觀摩和研究的價值.
【高考真題】(2018·全國Ⅲ卷理·20)已知斜率為k的直線l與橢圓交于A,B兩點,線段AB的中點為M(1,m)(m>0).
(Ⅱ)設F為C的右焦點,P為C上一點,且0.證明成等差數(shù)列,并求該數(shù)列的公差.
本題涉及橢圓的標準方程與幾何性質(zhì)、直線與橢圓的位置關系、直線的方程與斜率、平面向量的線性關系、等差數(shù)列的定義與基本性質(zhì)等基礎知識,融合了多個知識點,涉及了圓錐曲線、平面向量與數(shù)列的相關知識,考查學生運用函數(shù)與方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想的能力,以及分析問題和運算求解的能力等.
(Ⅰ)解法1:設A點坐標為(x1,y1),B點坐標為(x2,y2),則
由題設知M(1,m)(m>0)在橢圓的內(nèi)部,故可得,解得
解法2:設直線l的方程為y=kx+t,
則由Δ=64k2t2-4(4k2+3)(4t2-12)>0,可得4k2+3>t2.
兩橢圓方程對應相減,整理可得3x+4my=3+4m2,此即為直線AB的方程,故
由題設可知M(1,m)(m>0)在橢圓內(nèi)部,故可得,解得
解法4:設直線l的參數(shù)方程為其中t為參數(shù),α為直線l的傾斜角,代入橢圓C的方程,整理可得(3cos2α+4sin2α)t2+(6cosα+8msinα)t+4m2-9=0.
設t1,t2分別是A,B兩點所對應的參數(shù),而線段AB的中點為M(1,m)(m>0),可得
由題設可知M(1,m)(m>0)在橢圓內(nèi)部,故可得,解得
(Ⅱ)解法1:由題意可得F(1,0),設P點坐標為(x3,y3),則
由(Ⅰ)及題設可得x3=3-(x1+x2)=1,y3=-(y1+y2)=-2m<0.
又點P在橢圓C上,所以,故P點坐標為
設該數(shù)列的公差為d,則
所以直線l的方程為,將直線l與橢圓C的方程聯(lián)立并整理可得
解法2:由,可得
而M(1,m),F(xiàn)(1,0),可得P點的坐標為(1,-2m).
而點P在橢圓C上,則有,又m>0,解得m=,則P點的坐標為
設該數(shù)列的公差為d,則
解法3:由題意得F(1,0),設
又M為AB的中點,易得,則
以下解答同解法2.
通過從多個不同的角度來處理此問題,巧妙地把該題的底蘊充分挖掘出來,多角度出發(fā),多方面求解,真正體現(xiàn)了對數(shù)學知識的融會貫通,充分展現(xiàn)了知識的交匯與綜合,進而達到了提升能力、拓展應用的目的.通過一題多解的實踐,沒有停留在原有的解出題目的基礎上,而是培養(yǎng)學生的轉(zhuǎn)向機智及思維的應變性,實現(xiàn)提高發(fā)散思維的變通性,進而真正達到在學中“悟”,在“悟”中不斷提升解題技能.正如我國著名數(shù)學家蘇步青先生所言:“學習數(shù)學要多做習題,邊做邊思索,先知其然,然后知其所以然.”