薛建龍 楊洪亮
性質(zhì)1.變換前后,點、直線之間的位置關(guān)系不變.
性質(zhì)2.變換前后,直線之間的平行關(guān)系不變,對應(yīng)線段的比值不變.
相比較而言,圓的方程較為簡潔,且具有更多的性質(zhì),這就能為我們解題提供方便.在解答解析幾何問題時,對橢圓作伸縮變換,就可以將橢圓問題轉(zhuǎn)化為圓的問題,利用圓的幾何性質(zhì)和方程來求解,即可快速得到問題的答案.下面舉例說明.
則圓O為[△A'B'C']的外接圓,
(1)求橢圓C的標準方程;
(2)設(shè)O為坐標原點,F(xiàn)為橢圓C的右焦點,過點F的直線l分別與橢圓C交于M,N兩點,D(4,0).求證:直線DM,DN關(guān)于x軸對稱.
則[O'M'2=O'F'?O'D'],
所以[△O'M'F'][∽][△O'D'M',∠O'D'M'=∠O'M'F'],
同理可得[△O'N'F'][∽][△O'D'N',][ ∠O'D'N'=∠O'N'F'],
故[O'D']可平分[∠M'D'N'],即[D'M'],[D'N]關(guān)于x軸對稱.
解答本題,需對橢圓作伸縮變換,將問題轉(zhuǎn)化為圓的問題,根據(jù)圓的等角定理和全等三角形的性質(zhì)進行求解,即可快速求得問題的答案.利用我們熟悉的圓的幾何性質(zhì)進行求解,能大大簡化計算.
由伸縮變換圖形的性質(zhì)可知,[O'A'B'C']仍為平行四邊形,
但此時OA=OC,則[O'A'B'C']為菱形,
所以[S△ABC=2SO'A'B'C'],
顯然[△O'A'B']是正三角形,
作伸縮變換,可將橢圓化為圓,但平行四邊形仍為平行四邊形.而平行四邊形[O'A'B'C']的鄰邊為圓的半徑,即可判定[O'A'B'C']為菱形,進而根據(jù)菱形的對稱性以及三角形的面積公式,求得平行四邊形OABC的面積.
由伸縮變換圖形的性質(zhì)得[kOP·kOQ=-1],
得[O'P'⊥O'Q'],
由伸縮變換圖形的性質(zhì)可知,[P']仍為[O'D']的中點,
延長[D'O']交圓[O']于[G'],連接[G'O'],[P'E'],如圖8,
由圓的割線定理可得[D'P'?D'G'=D'E'?D'Q'],
通過伸縮變換,將橢圓化為圓,就能將復(fù)雜的橢圓問題轉(zhuǎn)化為簡單的圓的問題.這也說明了數(shù)學(xué)知識之間是有聯(lián)系的,并不是孤立的.在解題時,同學(xué)們要善于把握問題的本質(zhì),將所學(xué)的知識融會貫通起來,進行合理的轉(zhuǎn)化.這樣就能有效地避免繁瑣的計算,達到事半功倍的效果.