利用曲线参数方程简化解几运算过程

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   对于高考中的解析几何问题,不少考生由于运算方法不当,致使运算过程复杂、繁琐,解答烦琐费力,一些考生只好望题兴叹.而借助曲线的参数方程,通过借水行舟的方法往往可优化解题过程,有效地简化运算,下面通过几例,以示说明.
  
  例1 (2013年高考数学北京卷)已知A、B、C是椭圆
  
  w:x2 4+y2=1上的三个点,O是坐标原点.
  
  (1)当点B是w的右顶点,且四边形OABC为菱形时,求此菱形的面积;
  
  (2)当点B不是w的顶点时,判断四边形OABC是否可能为菱形,并说明理由.
  
  解析:(1)(略)
  
   (2)假设四边形OABC是菱形,设OB与AC相交于点P(m,n),则B(2m,2n).
  
  设直线AC的参数方程为x=m+tcosα,
  y=n+tsinα
  (t为参数,α为倾斜角),将之代入方程
  w:x2 4+y2=1得
  
  (4sin2α+cos2α)t2+(2mcosα+8nsinα)t+m2+4n2-4=0.因为A、C两点关于点P(m,n)对称,故上述关于t的方程两根分别为
  t0,-t0.
  
  所以
  t0+(-t0)=-2mcosα+8nsinα
  
  4sin2α+cos2α,
  t0•(-t0)=
  m2+4n2-4 4sin2α+cos2α.
  
  因为B(2m,2n)在椭圆上,所以m2+4n2-4=0,因此
  t0=0.这说明A、C两点重合与已知条件矛盾,故假设不成立,所以四边形OABC不可能为菱形.
  
  评论:本题巧妙运用直线的参数方程,充分考虑A、C两点的对应参数互为相反数的特征,避免了复杂的运算,很快地解决问题.
  
  例2 (2013年高考数学山东卷)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C的中心在原点O,焦点在x轴上,短轴长为2,离心率为2 2.
  
  (1)求椭圆C的方程;
  
  (2)A、B为椭圆C上满足△AOB的面积为
  6 4的任意两点,E为线段AB的中点,射线OE交椭圆C于点P,设
  
  OP=tOE,求实数t的值.
  
  解析:(1)易求椭圆C的方程为
  x2 2+y2=1.
  
  (2)设A(x1,y1),B(x2,y2),设R(x,y)是直线OA上任意一点,则
  OR=(x,y)
  .又
  
  OA=
  
  (x1,y1),因O、P、R三点共线,所以
  
  OR∥OP,所以
  y1x-x1y=0,此即为直线OA的方程.点B(x2,y2)到直线OA的距离为
  d=
  |x1y2-y1x2|
  
  x21+y21,又
  
  |OA|=x21+y21,故
  S△AOB=1 2|OA|d=
  1 2|x1y2-y1x2|=6 4,即|x1y2-y1x2|=6 2.
  
  又因为点A、B在椭圆上,故可设
  x1=2cosα,
  y1=sinα,
  
  
  x2=2cosβ,
  y2=sinβ,
   将之代入
  
  |x1y2-y1x2|=6 2
   得
  |2cosαsinβ-
  
  2sinαcosβ|=
  
  2|sin(α-β)|
  =6 2,
  
  所以
  |sin(α-β)|=3 2
  .
  
  因为E为线段AB的中点,所以
  
  OE=
  
  
  (2(cosα+cosβ) 2,
  sinα+sinβ 2),又
  
  OP=tOE,所以
  
  xP=2t(cosα+cosβ) 2,
  yP=t(sinα+sinβ) 2.又点P在椭圆上,所以有
  
  t2(cosα+cosβ)2+t2(sinα+sinβ)2=4即
  
  t2[1+cos(α-β)]=2.由
  
  |sin(α-β)|=3 2得
  
  cos(α-β)=±1 2,代入上式得
  
  t=2或
  
  t=23 3.
  
  评论:本题巧妙借助椭圆的参数方程设点,将椭圆方程化整为零,最后只要进行三角函数的化简、运算即可,从而避免了繁琐的运算.
  
  例3 (2013年高考数学陕西卷)已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.
  
  (1)求动圆圆心的轨迹C的方程;
  
  (2)已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线l与轨迹C交于不同的两点P、Q,若x轴为∠PBQ的角平分线,证明直线l过定点.
  
  解析:(1)易求得轨迹C的方程为y2=8x.
  
   (2)不妨设P(8t21,8t1)、Q(
  8t22,8t2),由x轴为∠PBQ的角平分线得
  
  kPB+kQB=0,即
  
  8t1
  
  8t21+1+
  
  8t2 8t22+1=0,即
  
  8t1(8t22+1)+8t2(8t21+1)=0.整理得8(8t1t2+1)(t1+t2)=0.由
  
  l不垂直于x轴可得
  
  t1+t2≠0,所以
  
  8t1t2=-1.而直线l的方程为
  
  y=8t1-8t2 8t21-8t22(x-8t21
  
  )+8t1,整理得
  
  y=1 t1+t2(x+8t1t2),故直线l过定点(1,0).
  
  评注:本题借助抛物线的参数方程来设点,避免了方程联点,充分利用t1t2的意义,简化了运算.
  
  
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