蔡宏梅
摘要:求解符合某種條件的動點運動規(guī)律問題,其實質(zhì)就是利用題設(shè)中的已知條件,用“坐標(biāo)化”將其轉(zhuǎn)化為尋求變量間的關(guān)系;求軌跡方程的主要思路就是充分利用已知的幾何條件,通過“解析化”將其轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程.本文中以研究2022年全國高考甲卷拋物線與直線方程大題的解法為切入點,通過相似題型的變式演練,探究了此類問題的常用解法.
關(guān)鍵詞:真題展示;解法探究;思路分析;點評與總結(jié)
求拋物線與直線的方程是解析幾何中最基本、最重要的問題之一,是用代數(shù)方法研究幾何問題的基礎(chǔ).這類題目把基本知識、方法技巧、邏輯思維能力、解題能力融于一體,成為歷年數(shù)學(xué)高考的高頻考點與重點題型之一[1].
由于動點運動規(guī)律所給出的已知條件不同,因此求解方法也不相同,雖然解題的方法不固定,但是卻有法可尋.下面結(jié)合高考真題來具體探究這類問題的思路與解法.
1 真題展示
例1 (2022年高考全國數(shù)學(xué)甲卷第20題)設(shè)拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,點D(p,0),過F的直線交C于M,N兩點.當(dāng)直線MD垂直于x軸時,|MF|=3.
(1)求C的方程;
(2)設(shè)直線MD,ND與C的另一個交點分別為A,B,記直線MN,AB的傾斜角分別為α,β.當(dāng)α-β取得最大值時,求直線AB的方程.
2 解法探究
2.1 第(1)問的解法
所以拋物線C的方程為y2=4x.
點評與總結(jié):定義法是求拋物線方程最常用的一種方法.
2.2 第(2)問的解法
點評與總結(jié):解決第(2)問的關(guān)鍵是利用拋物線方程對斜率進行化簡,最后利用韋達定理即可得出坐標(biāo)間的關(guān)系.
3 變式演練
(Ⅰ)第(1)問的解法
(Ⅱ)第(2)問的解法
由第(1)問可先求A,B兩點的坐標(biāo),用λ表示出點C,代入求值即可.
整理得(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.
點評與總結(jié):解決此類問題通常采用“設(shè)而不求”的方法,首先設(shè)出直線與拋物線兩交點的坐標(biāo),根據(jù)拋物線的方程正確表示出焦點弦長,再利用已知條件求解.
思路分析:先將|MN|轉(zhuǎn)化為焦半徑|AF|,|BF|的關(guān)系式,再變形,應(yīng)用基本不等式即可求最大值.
解析:如圖1,過點A,B分別作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為A1,B1.由題意,可知
綜上所述,求解拋物線與直線的有關(guān)運動規(guī)律類問題,雖然沒有可套的通用模式,但是有靈活的方法可尋.大多要經(jīng)過審題、尋找并確定求解途徑、逐步轉(zhuǎn)化推演、綜合陳述、完整作答或給出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論等必不可少的環(huán)節(jié)[2].在具體的解題過程中,在積極尋找恰當(dāng)方法的同時,還要注意挖掘一些隱含條件,注明x,y的取值范圍;要針對軌跡的不同情況,分別討論,確保解題的完整性.
參考文獻:
[1]譚著名.尋找解析幾何解題的突破口[J].高中生,2011(15):22-24.
[2]朱細秀.一道高中聯(lián)賽解幾試題的結(jié)論探源[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2015(4):45-46.