内容正文:
微专题(六) 大题专攻——“解析几何”大题的规范解题路径
一、题型通法点拨:圆锥曲线问题重在“设”——设点、设线
解析几何部分知识点多,运算量大,能力要求高,综合性强,在高考试题中大都是在压轴题的位置出现,是考生“未考先怕”的题型之一,不是怕解题无思路,而是怕解题过程中繁杂的运算.因此,在遵循“设—列—解”程序化运算的基础上,应突出解析几何“设”的重要性,以克服平时重思路方法、轻运算技巧的顽疾,突破如何避繁就简这一瓶颈.
[解题示范]
[应用体验]
(2022·全国乙卷)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过A(0,-2),B两点.
(1)求E的方程;
(2)设过点P(1,-2)的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足=.证明:直线HN过定点.
解:(1)∵椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过A(0,-2),
∴可设椭圆E的方程为+=1,
又椭圆E过B,
∴+=1,得a2=3,∴E的方程为+=1.
(2)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2).由题意知,直线MN与y轴不垂直,设其方程为x-1=t(y+2).
联立得方程组消去x并整理,得(4t2+3)y2+(16t2+8t)y+16t2+16t-8=0,
所以y1+y2=-,y1y2=.
设T(x0,y1).由A,B,T三点共线,得=,得x0=y1+3.设H(x′,y′).由=,
得=,所以x′=3y1+6-x1,y′=y1,
所以直线HN的斜率k=
==,
所以直线HN的方程为y-y2=·(x-x2).
令x=0,得y=·(-x2)+y2
=+y2
=
==-2.
所以直线NH过定点(0,-2).
二、解题“瓶颈”突破:合理设参,化解计算繁而杂难题
平面解析几何中的许多问题,若解题方法不对就会使解题过程繁杂而冗长,从而影响到解题的速度和解题的准确性,通过引入参数,设而不求是解决此类问题的有效方法.
一旦合理引入参数,用参数来刻画运动变化状态,减少变量,再利用平面几何知识就会化难为易,化繁为简,收到意想不到的解题效果.设参方式一般有以下几种类型:
类型一 “单参”解题
[例1] 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,O为原点,直线AB(不垂直于x轴)过点F且与抛物线交于A,B两点,直线OA,OB斜率之积为-p.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若M为线段AB中点,射线OM交抛物线于D点.求证:>2.
[解题观摩] (1)∵直线AB不垂直x轴,
∴直线AB的斜率k存在,且易知k≠0,记m=,
则可设直线AB的方程为x=my+.
由消去x,得y2-2pmy-p2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=2pm,y1y2=-p2.
∴kOA·kOB===-4=-p,
∴p=4,∴抛物线C的方程为y2=8x.
(2)证明:令M(x0,y0),则y0==4m,
x0=my0+=4m2+2.又kOD=kOM==,
∴直线OD的方程为y=x.
由消去x,得y2=·y,
∵O(0,0),∴yD=,
∴===2+>2得证.
[反思领悟]
单参问题经常需要在“k参”与“m参”中选择.一般而言,选“k参”还是选“m参”可以依照:“一看已知点的坐标,二看所求问题目标”来决定.如本例中,因为已知AB过点F,而F点在x轴上,其纵坐标为零,所以设直线AB时选“m参”解题更为轻巧.
类型二 “双参”解题
[例2] 已知离心率为的椭圆C:+=1(a>b>0)过点P,与坐标轴不平行的直线l与椭圆C交于A,B两点,其中M为A关于y轴的对称点,N(0,),O为坐标原点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)分别记△PAO,△PBO的面积为S1,S2,当M,N,B三点共线时,求S1·S2的最大值.
[解题观摩] (1)∵=,a2=b2+c2,∴a=2b,
∴椭圆C的方程可化为+=1.
将点P代入,得a=2,b=1,
∴椭圆C的方程为+y2=1.
(2)设l:y=kx+m(k≠0),
A(x1,y1),B(x2,y2),则M(-x1,y1).
由消去y,
得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,
由Δ=16(4k2-m2+1)>0,得m2<4k2+1,
∴x1+x2=,x1x2=.
∵M,N,B三点共线,∴kMN=kBN,
∴+=0.
化简得8k(1-m)=0,
∴m=或k=0(舍去).
设A,B两点到直线OP的距离分别为d1,d2,
∵lOP:x-2y=0,|OP|=,
∴d1=,d2=,
∴S1=×d1×|OP|=××
=|x1-2y1|,
S2=×d2×|OP|=|x2-2y2|,
∴S1·S2=|(x1-2y1)(x2-2y2)|
=|(2k-)2x1x2+(2k-)(x1+x2)+2|
=.
又