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一道质检题的解析与引申

2021-05-18福建省龙岩市高级中学364000林金荣

中学数学研究(江西) 2021年5期
关键词:倒角余弦定理平分线

福建省龙岩市高级中学 (364000) 林金荣

(Ⅰ)求C的方程;

(Ⅱ)过点F2引PF2的垂线交直线l:x=2于点Q,试判断直线PQ是否与C有其他公共点?说明理由.

本题源自2010年安徽卷理科19题及2013年山东卷理科压轴题,它以椭圆的几何性质为基本素材,为考生创设了一个陌生情境,旨在考查学生的逻辑思维能力、运算求解能力,以及应用解析几何思想方法分析问题解决问题的能力. 本题第(Ⅰ)小题,考查椭圆之焦点三角形的基本计算,考查学生在直角三角形的情形,内角平分线的处置办法.本小题入口较宽,方法多种多样,注意到角是一个轴对称图形,角与等腰三角形之间具有天然的内在联系,以及角平分线的诸多几何性质等,学生可以根据自己的情况,用自己熟悉的方法入手,比如:几何方法的分割;直接套用正余弦定理的三角方法;机械的代数方法等,以充分发挥自己的长处,如果方法得当且运用得比较灵活,那么将省时省力,为完成后面的题目创造有利条件.

一、几何方法

图1

二、三角方法

解法六:(正弦定理)在△PMF1与△PMF2中,根据正弦定理,化简整理可得|PF1|=3|PF2|,以下同解1.

三、代数方法

解法9:(倒角公式)∵PM平分∠F1PF2,

∴tan∠F1PM=tan∠MPF2,根据倒角公式,

∴a2c2=2,以下同解法4.

评注:求解三角形问题,是高中数学的基本计算之一,直接运用三角方法的题目占了很大地盘,但当直接应用正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式求解它遇到一定困难的时候,我们不妨换一个角度想一想,通过添设辅助线并联想平面几何的知识对图形进行处理(比如解一至解三);或者运用数形结合的思想方法去分析(比如解八、解九),也许思路更加自然,能寻找到一条更加简捷合理的途径.

本题第(Ⅱ)小题,揭示了与椭圆焦点、准线,以及切线息息相关的一个几何性质,内涵十分丰富,主要考查直线与圆锥曲线的位置关系,考查学生的运算求解能力、推理论证能力,考查函数与方程思想、转化与化归思想等.

评注:研究直线与圆锥曲线的位置关系,基本的途径就是将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去y(或x),得到关于x(或y)的方程,运用判别式等作进一步讨论.

以下,我们将上述题目引申为更一般的情形.

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