内容正文:
第九节 解析几何压轴大题的解题策略指导
第1课时 解题上——5大技法破解“计算繁而杂”这一难题
中学解析几何是将几何图形置于直角坐标系中,用方程的观点来研究曲线,体现了用代数的方法解决几何问题的优越性,但有时运算量过大,或需繁杂的讨论,这些都会影响解题的速度,甚至会中止解题的过程,达到“望题兴叹”的地步.特别是高考过程中,在规定的时间内,保质保量完成解题的任务,计算能力是一个重要的方面.因此,本讲从以下5个方面探索减轻运算量的方法和技巧,合理简化解题过程,优化思维过程,达到快准解题.
技法一 回归定义,以逸待劳
回归定义的实质是重新审视概念,并用相应的概念解决问题,是一种朴素而又重要的策略和思想方法.圆锥曲线的定义既是有关圆锥曲线问题的出发点,又是新知识、新思维的生长点.对于相关的圆锥曲线中的数学问题,若能根据已知条件,巧妙灵活应用定义,往往能达到化难为易、化繁为简、事半功倍的效果.
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[名师微点]
本题巧妙运用椭圆和双曲线的定义建立|AF1|,|AF2|的等量关系,从而快速求出双曲线实半轴长a的值,进而求出双曲线的离心率,大大降低了运算量.
答案:B
技法二 设而不求,金蝉脱壳
设而不求是解析几何解题的基本手段,是比较特殊的一种思想方法,其实质是整体结构意义上的变式和整体思想的应用.设而不求的灵魂是通过科学的手段使运算量最大限度地减少,通过设出相应的参数,利用题设条件加以巧妙转化,以参数为过渡,设而不求.
[名师微点]
(1)本题设出A,B两点的坐标,却不求出A,B两点的坐标,巧妙地利用根与系数的关系用PA,PB的斜率把A,B的坐标表示出来,从而快速解决问题.
(2)在运用圆锥曲线问题中设而不求的方法技巧时,需要做到:①凡是不必直接计算就能更简洁地解决问题的,都尽可能实施“设而不求”;②“设而不求”不可避免地要设参、消参,而设参的原则是宜少不宜多.
技法三 巧设参数,变换主元
换元引参是一种重要的数学方法,特别是解析几何中的最值问题、不等式问题等,利用换元引参使一些关系能够相互联系起来,激活了解题的方法,往往能化难为易,达到事半功倍.
常见的参数可以选择点的坐标、直线的斜率、直线的倾斜角等.在换元过程中,还要注意代换的等价性,防止扩大或缩小原来变量的取值范围或改变原题条件.
[名师微点]
求解本题利用椭圆的参数方程,可快速建立各点之间的联系,降低运算量.
技法四 妙借向量,无中生有
平面向量是衔接代数与几何的纽带,沟通“数”与“形”,融数、形于一体,是数形结合的典范,具有几何形式与代数形式的双重身份,是数学知识的一个交汇点和联系多项知识的媒介.妙借向量,可以有效提升圆锥曲线的解题方向与运算效率,达到良好效果.
[名师微点]
本题通过相关向量坐标的确定,结合∠BFC=90°,巧妙借助平面向量的坐标运算来转化圆锥曲线中的相关问题,从形入手转化为相应数的形式,简化运算.
技法五 巧用“韦达”,化繁为简
某些涉及线段长度关系的问题可以通过解方程、求坐标,用距离公式计算长度的方法来解;但也可以利用一元二次方程,使相关的点的同名坐标为方程的根,由根与系数的关系求出两根间的关系或有关线段长度间的关系.后者往往计算量小,解题过程简捷.
[典例] 如图,F1,F2是椭圆C1:+y2=1与双曲线C2的公共焦点,A,B分别是C1,C2在第二、四象限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则C2的离心率是 ( )
A. B.
C. D.
[解题观摩]
由已知,得F1(-,0),F2(,0),设双曲线C2的实半轴长为a,由椭圆及双曲线的定义和已知,
可得
解得a2=2,故a=.
所以双曲线C2的离心率e==.
[答案] D
[针对训练]
1.已知椭圆C的焦点为F1(-1,0),F2(1,0),过F2的直线与C交于A,B两点.若|AF2|=2|F2B|,|AB|=|BF1|,则C的方程为 ( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).由椭圆的定义可得|AF1|+|AB|+|BF1|=4a.
∵|AB|=|BF1|,|AF2|=2|F2B|,
∴|AB|=|BF1|=|AF2|,
∴|AF1|+3|AF2|=4a.
又∵|AF1|+|AF2|=2a,
∴|AF1|=|AF2|=a,
∴点A是椭圆的短轴端点.如图,不妨设A(0,-b),
由F2(1,0),=2,得B.
由点B在椭圆上,得+=1,得a2=3,b2=a2-c2=2.
∴椭圆C的方程为+=1.
答案:
2.抛物线y2=4mx(m>0)的焦点为F,点P为该抛物线上的动点,若点A(-m,0),则的最小值为 .
解析:设点P的坐标为(xP,yP),由抛物线的定义,
知