内容正文:
所讲题目:从通法到优法,一道解析几何题的多解之路
——以2026年北京高考数学19题为例
姓名:席段段 陈星 张成凯
所在单位:北京汇文中学
1.试题呈现与思维导图
2.解题思路与解答过程
3.试题变式
4.结束语
1.试题呈现与思维导图
已知椭圆:的一个顶点是,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点,斜率为的直线交椭圆于两点,关于的对称点为,交于,若,求.
分析:(1)考查了椭圆基本几何量以及椭圆标准方程等基本知识.
解:的方程为.
1.试题呈现与思维导图
已知椭圆:的一个顶点是,离心率为.
(1)求的方程;
(2)过点,斜率为的直线交椭圆于两点,关于的对称点为,交于,若,求.
面积问题
作图:
1.试题呈现与思维导图
分析:第二问以三角形面积为背景,针对其面积计算,高中数学常用公式如下:、、割补法.基于对题干中两个三角形位置关系的分析,可知这三种方法均具备可行性.
割补法
通法:求点
等高
同底
直线的斜率
向量的数量积
直线的标准方程
直线的一般参数方程
割补法
参数方程
几何转化
优法:不求点
1.试题呈现与思维导图
我们将对比分析各种方法在本题中的适用条件与计算路径,进而体悟北京高考“多思少算”的命题精髓.
2.解题思路与解答过程
2.1通法--面积公式:.
法1:(同高)若分别以为底边,则同高.
所以的面积可表示为:
.
2.解题思路与解答过程
2.1通法--面积公式:
法2:(同底)因为有公共边,
所以的面积可表示为:
2.解题思路与解答过程
2.1通法--面积公式:
同高,
同底,
点、分别到直线的距离.
点Q到直线的距离.
数形结合,优化计算
2.解题思路与解答过程
2.1通法--面积公式:
解答过程
由题意可得直线:
,
联立
消去,整理得:.
合理设元消元,优化计算过程
联立
因为点在椭圆内部,故恒成立.
联立整理得.
由韦达定理得:.所以点).
设.有,.
因为点关于直线对称的点为,所以点.
所以直线:.
法1:同高()
记点到直线的距离,
则.
灵活运用弦长公式,优化计算过程
又因为,
所以
.
又因为,
所以.
所以
. 解得:.
法2:同底(
记点到直线的距离为,点到直线的距离为.
其中.
又因为,
所以
.
法2:同底(
同理可得
.
故.
计算同法1,略.
2.解题思路与解答过程
2.1通法--面积公式:
因为中的内角与的内角互补,
所以的面积可表示为:
用直线的斜率刻画角
法3
数形结合,优化计算
法3:用直线的斜率刻画角
因为,(为直线的倾斜角,即)
所以.所以.
所以
.
计算同法1,略.
2.解题思路与解答过程
2.1通法--面积公式:
用向量的夹角刻画
法4
数形结合,优化计算
将向量以点为旋转中心顺时针旋转得到向量则
=
法4:用向量的夹角刻画
将向量以点为旋转中心顺时针旋转得到向量,
所以=.
又因为=,所以.
又因为,
所以
.
计算同法1,略.
教材索引:人教B版必修三拓展阅读
《向量的数量积与三角形的面积》
2.解题思路与解答过程
2.1通法--割补法
将点)关于点作中心对称,得到点,则,
所以.
法5:
法5:割补法
将点)关于点作中心对称,得到点,则,
所以.
记点到直线的距离,则.
.
计算同法1,略.
2.解题思路与解答过程
2.1通法--割补法
法6:铅垂线法
思考:从的哪个顶点作铅垂线求会比较简单?
数形结合,优化计算
法6:铅垂线法
将点关于点作中心对称,得到点).
由于直线已知,所以过点作轴的垂线,并交直线于点,
所以
.
计算同法1,略.
小结:法1--法6均需要求出点的坐标.
2.2优法--几何转化为的面积
因为点关于的对称点为,所以,
所以.
法7:
法7:,其中是点到直线的距离.
因为点关于的对称点为,所以.
所以.记是点到直线的距离.
所以
. 计算同法1,略.
2.2优法--几何转化为的面积
因为点关于的对称点为,所以,
所以.
法7:
思考:若以为底边求直线的方程是什么?
2.2优法--几何转化为的面积
法8:
直线
点、点的坐标
解释1:(反函数)直线AD的方程是.
解释2:(角的终边的对称关系)直线AD的倾斜角α和直线AB的倾斜角β满足=,即,
所以直线AD的方程是.
多思少算
法8:因为直线的方程是,记是点到直线的距离.
所以
.
计算同法7,略.
2.2优法--几何转化为的面积
法9:.
用直线斜率或者向量刻画;
几何分析:
数形结合,优化计算
法9:.
因为
所以当时,;
当时,.
所以.
法9:.
所以
. 计算同法7,略.
2.2优法--几何转化为的面积
法10:铅垂线法
思考:从的哪个顶点作铅垂线求会比较简单?
数形结合,优化计算
法10:铅垂线法
过点作轴的垂线,并交直线于点,
所以
.
计算同法7,略.
2.2优法--参数方程
思考:本题题干中有两个“源”动点(点),是设椭圆的参数 方程还是设直线的参数方程?
合理设元,优化计算
的参数方程
直线的标准参数方程
直线的一般参数方程
.
法11:直线的标准参数方程
设直线的倾斜角为,
设点
即点
且满足:
所以是方程的两解.
即是方程的两解.
即满足.
因为
当时,;
当时,.
所以.
2.2优法--参数方程
合理选择面积公式,优化计算过程.
的参数方程
直线的标准参数方程
直线的一般参数方程
.
所以
.
计算同法1,略.
法12:直线的一般参数方程
因为直线:,
设点
且满足:
且是方程的两解.
即是方程的两解.
即满足.
记是点到直线的距离.
所以
计算同法1,略.
2.2优法--参数方程
合理选择面积公式,优化计算过程.
的参数方程
直线的标准参数方程
直线的一般参数方程
.
小结:步步为营,多思少算.
3.试题变式
变式1:已知椭圆:,过点,斜率为的直线交椭圆于两点,若,求.
3.试题变式
法1:直接法
因为,
所以(灵活应用弦长公式).
所以(或者几何转化:利用三角形相似).
又,
所以,即,即,
所以.
3.试题变式
法2:几何转化
因为.
又因为三点共线,
所以点是点的中点,即,即,
所以.
数形结合,优化计算
变式2:已知椭圆:,过点,斜率为的直线交椭圆于两点,关于的对称点为,交于,是否存在,满足,若存在,求出的值,若不存在,说明理由.
此处放视频头像
不放文字
3.试题变式
注:时,直线,不存在点.
解:因为点关于的对称点为,所以,
所以.
所以三点共线.
又因为三点共线,
所以四点共线.
因为关于的对称点为,
所以,所以
与题目条件矛盾.所以不存在满足.
3.试题变式
变式3:已知椭圆:,过点,斜率为的直线交椭圆于两点,关于的对称点为,交于,若 ,求.
此处放视频头像
不放文字
解:由题意可得,
联立 消去,
整理得:.
满足,则.
设,
有,.
由关于直线对称的点为,则,且 ,
所以,
所以.
又因为三点共线,所以点是点的中点,
所以,整理得,
令,
所以,且
所以.
即,
整理得 ,解得 .
4.结束语
多思少算,优化策略
(1)几何特征优先,以形助数;
优法中利用几何转化转化为的面积,不需要求点的坐标,从而简化了计算.北京卷中的解析几何重点考查解析几何的本质特点,要求学生把灵活的几何问题转化为代数问题来计算.因此在平时的学习过程中要有意识得积累常见的几何转化策略.
(2)合理设元消元,简化计算;
4.结束语
多思少算,优化策略
(3)巧用弦长公式、韦达定理.
理解弦长公式的本质--它就是直线上两点的距离.把握住了这一点,我们在具体情境中就可以灵活应用弦长公式,从而简化运算.在解析几何中,韦达定理常用于对冗长运算进行整体代换,以简化计算过程.即便在变式2中出现了非对称结构,我们仍可通过分析代数式的特征并进行适当构造,进而借助韦达定理较为简洁地解决问题.
谢谢倾听,请批评指正!
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