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高考数学圆锥曲线解题技巧研究

2022-04-28姬彩生

数理化解题研究·高中版 2022年4期
关键词:高考数学几何圆锥曲线

摘 要:圆锥曲线是高考数学的必考知识点,相关习题难度较大.学生解题时如未掌握相关技巧,不仅计算量繁琐,而且容易出错.教学中为提高学生解答圆锥曲线习题的效率,应做好常见解题技巧的总结,并结合具体例题为学生展示解题技巧的相关应用,启发学生更好地解题.

关键词:高考数学;圆锥曲线;解题技巧;几何

中图分类号:G632   文献标识码:A   文章编号:1008-0333(2022)10-0018-03

收稿日期:2022-01-05

作者简介:姬彩生(1986.9-),女,江苏省徐州人,硕士,中学一级教师,从事高中数学教学研究.[FQ)]

众所周知,高考中时间紧迫,要想取得理想成绩,提高圆锥曲线解题效率尤为关键.为避免学生在解题中少走弯路,教学中既要启发学生认真审题,又要做好相关解题技巧的灌输,使学生真正消化吸收,在解题中灵活应用.

1 借助相关结论解题

解答圆锥曲线习题时利用相关的结论既能保证解题的正确性,又能节省解题时间,因此,教学中应注重为学生讲解有关圆锥曲线的相关结论,要求学生根据所学进行推导.同时,为学生展示结论在解题中的应用,给其留下深刻的印象,提高其利用相关结论的解题意识.

结论 过原点的直线和椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)交于A,B两点,P为椭圆上一动点,直线PA,PB的斜率kPA,kPB均存在,则可得出kPA·kPB=-b2a2=e2-1.

该结论可要求学生自己进行证明.

例1 已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右顶点分别为A,B,直线l过点B且垂直于x轴,点P是椭圆C上异于A,B的动点,直线AP和直线l交于点M,若OM⊥PB(O为坐标原点),则椭圆的离心率为(  ).

A.12  B.22  C.33  D.53

解析 根据题意,设直线AP的斜率为k1,因为A(-a,0),则其方程为y=k1(x+a).

令x=a,则y=2k1a.

则点M的坐标为(a,2k1a).

則kOM=2k1aa=2k1.

因为OM⊥PB,所以kPB=-12k1.

根据结论可得k1·(-12k1)=e2-1.

所以e2=12.

解得e=22,故选B项.

2 借助几何知识解题

解答部分圆锥曲线习题时运用几何知识可简化解题过程,因此,教学中与学生一起总结与圆锥曲线相关的几何知识,如线段的平行、垂直,三角形的相似等,并为学生展示几何知识的应用,使其体会借助几何知识解题的便利,为其更好地运用于解题中做好铺垫.

例2 如图1,已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点为F,点P在椭圆上,且线段PF和圆(x-c3)2+y2=b29相切于点Q,且PQ=2QF,则椭圆C的离心率为(  ).

A.53  B.23  C.22  D.12

解析 根据题意可知圆的圆心坐标M为(c3,0),设椭圆的左焦点为F1,

则MF1=c+c3=4c3.

则FM=2c-4c3=2c3.

则|FM||FF1|=13.

而PQ=2QF,则|QF||FP|=13.

连接PF1,QM,则PF1∥QM.

由圆的方程可知圆的半径r=b3.

所以PF1=b.

由椭圆定义可知PF=2a-b.

又因为点Q为直线PF和圆的切点,

则QM⊥PF.

所以∠F1PF=90°.

即PF2+PF21=FF21.

即(2a-b)2+b2=4c2.

又因为c2=a2-b2,不难得出

c2=5a29,即e2=59.

则e=53,故选A.

3 借助坐标运算解题

坐标运算是解答圆锥曲线习题的重要思路之一.教学中为使学生掌握运用坐标运算解题的技巧,应做好相关例题的优选与精讲,以更好地拓展学生的解题思维,使其具体情况具体分析,选择最优的解题方法.

例3

平行四边形ABCD的四个顶点均在双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上,直线AB,AD的斜率分别为12,1,则该双曲线的渐近线方程为(  ).

A.x±2y=0   B.2x±y=0

C.x±y=0D.x±3y=0

解析 因为双曲线方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的图象中心对称,因此,平行四边形ABCD的顶点B,D关于原点对称.

设A(x0,y0),B(x1,y1),

则D(-x1,-y1).

又因为平行四边形ABCD的四个顶点均在该双曲线上,所以

x20a2-y20b2=1,①

x21a2-y21b2=1.②

①-②,得

(x0-x1)(x0+x1)a2-(y0-y1)(y0+y1)b2=0.

整理,得b2a2=(y0-y1)(y0+y1)(x0-x1)(x0+x1).

又因为AB,AD的斜率分别为12,1,

即b2a2-kAB·kAD=0.

则b2a2=12.

所以ba=22.

所以双曲线渐近线方程为x±2y=0.

故选A.

4 借助参数方程解题

使用参数方程解答圆锥曲线习题可很好地提高解题效率.教学中应为学生讲解直线以及圆锥曲线参数方程,使其明确不同参数表示的含义,更好地把握参数方程本质,尤其为学生示范参数方程在解题中的应用,使其把握相关的应用细节.

例4 过抛物线方程y2=2px(p>0)的焦点F作倾斜角为π6的直线交抛物线于A,B两点,若1|AF|-1|BF|=1,则实数p的值为(  ).

A.12   B.1   C.3   D.2

解析 根据题意可设直线的参数方程为x=p2+32t,y=12t(t为参数).

将其和抛物线方程联立整理,得

t2-43pt-4p2=0.

設A,B对应的参数为t1,t2,

则t1+t2=43p,t1t2=-4p2<0.

所以1|AF|-1|BF|=1t1-1t2

=|t2|-|t1||t1t2|=

|t1+t2||t1t2|

=43p4p2

=3p=1.

所以p=3,故选C.

高考中圆锥曲线习题类型灵活多变,解题思路也不尽相同.为提高学生解答不同题型的能力,在传授解题技巧的同时,认真讲解解题技巧的具体应用,使学生深入理解,把握相关解题技巧的细节,使其遇到相关题型,能够快速、高效、正确求解.

参考文献:

[1]

王素荣.论高中数学圆锥曲线解题技巧[J].数理化解题研究,2020(34):35-36.

[2] 张蓓媛.高中数学圆锥曲线解题技巧之我见[J].数学大世界,2020(08):80.

[3] 汤凤.高中数学圆锥曲线教学方法及解题技巧探究[J].考试周刊,2020(37):75-76.

[4] 张兴力.高中数学圆锥曲线解题技巧研究[J].数学学习与研究,2020(05):140.

[5] 赵淑贤.高中数学圆锥曲线解题思考与探究[J].数学学习与研究,2019(15):136.

[责任编辑:李 璟]

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