許少華
解析幾何的內(nèi)容包括:直線方程、圓的方程、橢圓、雙曲線與拋物線.但在近年的高考命題中卻以橢圓、雙曲線、拋物線為主. 這三個曲線齊上陣,命選擇題、填空題還是解答題,也是三個輪流坐.其中在解答題的命制上,以橢圓為最多,拋物線次之,雙曲線從2011年至今從未以解答題的“身份”出現(xiàn)在全國高考的(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)理科試卷中.轉眼進入了2020年,那么,這一年高考命題在解析幾何這一重要的知識塊中將如何設計?下面我們談談自己的粗淺之見,不妥之處,請指正.
一、客觀題突出精與巧
客觀性試題是高考的重要題型之一,在這里每年都會出現(xiàn)兩道或三道解析幾何試題,這些題的一大特點是“精、巧”,看著不難,但,真的很“耐做”.
1. 若在直線與圓中設計試題
例1 點A在橢圓x2+2y2=4上,點B在直線y=2上,且OA⊥OB(O為原點),則直線AB與圓x2+y2=2的位置關系為(??? )
A. 相切???? B. 相交???? C. 相離???? D. 前三種情況都有可能
解析 設點A, B的坐標分別為(x0, y0),(t, 2),其中x0≠0.
因為OA⊥OB,所以■·■=0,即tx0+2y0 =0?圯t=-■,
當x0=t時,y0 =-■,代入橢圓C的方程,得t=±■,
故直線AB的方程為x=±■,圓心O到直線AB的距離d=■.
此時直線AB與圓x2+y2=2相切.
當x0≠t時,直線AB的方程為y-2=■(x-t).
即(y0-2)x-(x0-t)x+2x0-ty0=0.
圓心O到直線AB的距離d=■又及t=?? -■.
故d=■=■=■.
此時直線AB與圓x2+y2=2相切.
點評 對于直線與圓的位置關系問題,常規(guī)的處理方法有兩種,將直線與圓的方程聯(lián)立產(chǎn)生方程組,通過根的判別式得到結論. 或者求圓心到直線的距離,通過圓心與直線的距離與圓半徑之間的大小關系產(chǎn)生結論,本題的處理方法就是第二種方法.
2. 若在橢圓中設計試題
例2 已知橢圓C:■+■=1 (a>b>0)的左、右焦點為F1,F(xiàn)2,離心率為e,直線l:y=ex+a與x軸、y軸分別交于點A,B,M是直線l與橢圓C的一個公共點,P是F1點關于直線l的對稱點,設■=?姿■,若?駐PF1F2是等腰三角形,則?姿的值為________.
解析 由題意得是A(-■, 0),B(0, a),由y=ex+a,■+■=1?圯x=-c,y=■,其中c=■,所以點M的坐標是(-c, ■),由■ = ?姿■ 得(-c+■, ■)=?姿(■, a),得?姿=1-e2,由PF1⊥l,得∠PF1F2=90°+∠BAF1為鈍角,要使?駐PF1F2為等腰三角形,必有 |PF1 | = |PF2 |,即■|PF1 | = c.設點F1到l的距離為d,由■|PF1 |=d=■=■=c,得■=e所以e2=■,于是?姿=1-e2=■,即當?姿=■時,?駐PF1F2為等腰三角形.
點評 本題有點“曲徑通幽”的味道,雖然,難度不是很大,但求解并非一帆風順,從條件邁向結論還是需要小心、謹慎才是.
3. 若在雙曲線中設計試題
例3 過點(1, 0)作直線交雙曲線■-■=1的右支于M,N兩點,若 ■·■=0,O為坐標原點,則?姿的范圍為(?? )
A. (■,1)????? B. [■,■)
C. [■,1]???? D. [■,2)
解析 設M(x1, y1),N(x2, y2),
① 當MN垂直于x軸時,MN的方程為x = 1,M(1, 1),N(1, -1)在雙曲線上.
即■-■=1?圯?姿2+?姿-1=0?圯?姿=■,因為0<?姿<1,所以?姿=■.
②當MN不垂直于x軸時,設MN的方程為y=k(x-1).
由■-■=1,y=k(x-1)?圯[?姿-(1-?姿)k2]x2+2(1-?姿)k2x-(1-?姿)(k2+?姿)=0.
由題意知: [?姿-(1-?姿)k2]≠0,
所以x1+x2=■,x1x2=■.
于是:y1y2=k2(x1-1)(x2-1)=■.
因為 ■·■=0,且M,N在雙曲線右支上,所以
x1x2+y1y2=0,x1+x2>0,x1x2>0?圯k2=■,k2>■?圯■>■,?姿2+?姿-1>0?圯■<?姿<■.
由①②,知■≤?姿<■.
點評 本題的條件很精練,但求解并不順利,要考慮的情況較為復雜,運算量也比較大,運算過程中對處理方程的能力要求較高、對字母運算的能力要求也比較高.
4. 若在拋物線中設計試題
例4 已知拋物線y2=2px(p>0),過動點M(a, 0)且斜率為1的直線l與該拋物線交于不同的兩點A,B,且|AB |≤2p,若線段AB的垂直平分線交x軸于點N,則?駐NAB面積的最大值為__________.
解析 設直線l的方程為y=x-a代入拋物線方程得(x-a)2=2px?圯x2-2(a+p)x+a2=0,∴ |AB | = ■·■≤2p?圯4ap+2p2≤p2?圯4ap≤-p2.