例谈渗透在圆锥曲线中的平面向量

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  摘 要:平面向量既有大小又有方向,在平面几何学中有举足轻重的地位,可以连接不同的考查内容,利用平面向量,可以将几何图形转化为代数分析,从而进行定量分析。解决圆锥曲线与平面向量交汇题的关键是设相关点的坐标,将平面向量用坐标表示,运用相应的平面向量坐标运算法则或运算律或数量积的意义,将问题中向量间的关系(相等、垂直、平行、和差、数量积等)转化为代数关系从而解决问题。
  关键词:平面向量;圆锥曲线;椭圆;抛物线
  平面向量具有“代数与几何”的双重身份,在数学王国中多处露面,活动频繁,算得上一个善于处理问题的“外交家”,下面我们将要看到的是平面向量在圆锥曲线领域所发挥的作用,希望大家能够从二者的亲密接触中了解熟悉平面向量的功能。
  一、利用向量解决圆锥曲线的轨迹问题
  例1已知=(x,0),=(1,y),向量与向量垂直.求点P(x,y)的轨迹C的方程.
  点评:本题考查直线与抛物線的相交等知识,是一道综合性试题,重点考查利用数学知识解决问题的能力,向量在这里作为工具起到了一定的作用,使得问题处理显得非常的简单利落,体现了向量处理问题的简洁性.
  三、利用向量解决圆锥曲线中的取值范围问题
  点评:本题考查圆锥曲线中的椭圆的有关性质等基础知识,涉及到解三角形、三角函数等知识,我们巧妙的采用了向量的数量积的坐标运算来处理,体现了向量与曲线的关系,提示我们重视向量的工具性的应用.
  四、利用向量解决圆锥曲线的离心率问题
  点评:本题考查椭圆与直线等的有关知识,关键是依据试题条件寻求a、b、c的等式,求解此类问题的前提是正确理解解析几何中平行、三点共线等的关系与平面向量中的共线向量有异曲同工的作用,转化与划归数学思想蕴含其中.
  五、利用向量解决圆锥曲线中的探索性问题
  例5设 G、H分别为非等边三角形ABC的重心与外心,A(0,2),B(0,-2)且(λ∈R).
  (1)求点C(x,y)的轨迹E的方程;
  (2)过点(2,0)作直线L与曲线E交于点M、N两点,设,是否存在这样的直线L,使四边形OMPN是矩形?若存在,求出直线的方程;若不存在,试说明理由.
  分析:试题中出现了平面几何中三角形的重心、外心,解析几何中的椭圆,平面向量中向量加法的平行四边形法则等知识,首先通过G是重心及向量的共线()写出了相关点G与H的坐标,又已知H为外心,得到等式,从而得到动点C的轨迹方程.第二我们通过条件中的,知四边形OMPN是平行四边形,又已知四边形OMPN是矩形,可得向量垂直关系,结合韦达定理,求得k的值.
  解:(1)由已知得,又,∴,
  ∴直线l为:,故存在这样的直线l能够使得四边形OMPN是矩形,且直线的方程为。
  点评:本题考查平面几何、解析几何、平面向量等基础知识,是一道综合性、探索性的试题,要求比较高,必须具有多方面的知识及灵活应用这些知识的能力,向量在这里发挥了很重要的作用(向量的共线、向量的垂直等)。
  参考文献
  [1]肖慧.平面向量与圆锥曲线的结合 [J].中学生百科(高中语数外),2010,7:26-27.
  [2]李平珠.向量“搭台” 曲线“唱戏”——向量与圆锥曲线综合问题例谈[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2010,6:122-124.
  (作者单位:山西省洪洞县山焦中学)
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