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圆锥曲线的第二定义与第一定义是等价关系. 可以做数学推理的起点. 但是,在以第二定义为题材高考题的标准答案中,总是避简就难,对数学学习造成了一定的困难. 运用它解题简单,用几例解题示范,希望能对数学学习有所裨益.
一、第二定义中的焦半径公式,具有很强的穿透力
例1 (2014全国卷新课标Ⅱ理科20题)设F1,F2分别是椭圆C: = 1(a > b > 0)的左右焦点,M是x上一点且 MF2与x轴垂直,直线MF1与C的另一个交点为N.
(1)若直线MN的斜率为,求C的离心率;
(2)若直线MN在y轴上的截距为2,且|MN| = 5|NF1|,求a,b.
解 (1)略. (2)设M(x1,y1),N(x2,y2),A(0,2),B(x1,0),MF2∥AO∥NB,且|F1O| = |OF2|,∴ = 2·2?圯b2 = 4a……①
又∵ = ?圯 x2 = -;|NF1| = a ex2 = a -
|AF1| = 4|NF1|,即a = 4a ?圯 3a2 = 7c2 ?圯 e2 = .
= 1 - e2 = .
由①,得a = 7,b2 = 28,b = 2.
分析 对于|MF2|、|MF1|、|NF1|,焦半径,是圆锥曲线的最基本要素之一. 用焦半径公式直接表达两个线段比,直指解题目标,宜于把技能转化成能力,解题简单,是因为合理.
二、以第二定义为推理起点,管用、简捷
例2 2013全国高考(大纲·理科 )数学卷21题. 原题. 已知双曲线C: - = 1(a > 0,b > 0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为3,直线y = 2与C的两个交点间的距离为.
(1)求a,b;
(2)设过F2的直线l与C的左、右两支分别交于A、B两点,且|AF1| = |BF1|,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
运用第二定义的简单解法如下:
解 (2)e = 3,c = 3.设A(x1,y1),B(x2,y2). 如图1.
|AF2| = -a - ex1 = -1 - 3x1.
|BF2| = ex2 a = 3x2 1. |AF2| =
|BF2| ?圯 x1 x2 = -.
y = k(x - c)b2x2 - a2y2 = a2b2x1 x2 = = = - ?圯 k2 = .
x1·x2 = = - = - .
如图1.
∵ |AF1| = a - ex1 = 1 - 3x1,|BF1| = -a ex2 = 3x2 - 1.
∴ (|AB|)2 = (|AF2| - |BF|2)2 = (2 - 3(x1 x2))2 = 16.
|AF2|·|BF2| = 3(x1 x2) - 9x1·x2 = 16. 命题成立.
在高考标准答案中,|AF1| = = = -(3x2 1),以两点间的距离为起点,对第二定义,是欲用还休,欲用还休. 这个题材,也给了暗示和引领,得到了表现个性机会. 为高考解题演义着精彩.
三、第二定义实用,应该让大众坦然享有
例3 2010辽宁高考理科20题. 设椭圆C: = 1(a > b > 0)的右焦点为F,过F的直线l与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为, = 2.
(Ⅰ)求椭圆C离心率;
(Ⅱ)如果|AB| = ,求椭圆C的方程.
解 (Ⅰ)过A(x1,y1),B(x2,y2)作准线垂线AM,BN,直线AB准线交于P,如图2.
设|BF| = t,|AF| = 2t. = e,
|BN| = ; = e,
|AM| = .
∵ BN是△PAM的中位线,|PB| = 3t,∠PBN = ,
∴ = = = ?圯 e = .
(Ⅱ)∵ = 1 - e2 ?圯 b2 = a2;
y = k(x - c)b2x2 a2y2 = a2b2 ?圯 x1 x2 = ,
|AB| = 2a - (x1 x2) = ?圯 a = 3,b2 = 5,
∴ C: = 1.
分析 对于(Ⅰ),如果经历了椭圆第二定义的探讨,以P为顶点的两个相似三角形相继而生,相應边的数量得到直接的表达. 再由直角三角形边长比的数量关系,t消而e出.
对于(Ⅱ),两个焦半径恰好是一类弦长. 通过k,a,b,c,|AB|五个要素的直接对应关系.数学解压轴题也可以善作善成.
简单的解法,是因为更好地体现了数学逻辑的内在要求. 因为考生试卷面对的是资深的阅卷的学者,考场做答应直指目标,在“兰舟催发”之际,不需外在的 “联立、化简、于是、得”等过程连接词. 只需表现自己的个性和理性功力,管用才是硬道理.
一、第二定义中的焦半径公式,具有很强的穿透力
例1 (2014全国卷新课标Ⅱ理科20题)设F1,F2分别是椭圆C: = 1(a > b > 0)的左右焦点,M是x上一点且 MF2与x轴垂直,直线MF1与C的另一个交点为N.
(1)若直线MN的斜率为,求C的离心率;
(2)若直线MN在y轴上的截距为2,且|MN| = 5|NF1|,求a,b.
解 (1)略. (2)设M(x1,y1),N(x2,y2),A(0,2),B(x1,0),MF2∥AO∥NB,且|F1O| = |OF2|,∴ = 2·2?圯b2 = 4a……①
又∵ = ?圯 x2 = -;|NF1| = a ex2 = a -
|AF1| = 4|NF1|,即a = 4a ?圯 3a2 = 7c2 ?圯 e2 = .
= 1 - e2 = .
由①,得a = 7,b2 = 28,b = 2.
分析 对于|MF2|、|MF1|、|NF1|,焦半径,是圆锥曲线的最基本要素之一. 用焦半径公式直接表达两个线段比,直指解题目标,宜于把技能转化成能力,解题简单,是因为合理.
二、以第二定义为推理起点,管用、简捷
例2 2013全国高考(大纲·理科 )数学卷21题. 原题. 已知双曲线C: - = 1(a > 0,b > 0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为3,直线y = 2与C的两个交点间的距离为.
(1)求a,b;
(2)设过F2的直线l与C的左、右两支分别交于A、B两点,且|AF1| = |BF1|,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
运用第二定义的简单解法如下:
解 (2)e = 3,c = 3.设A(x1,y1),B(x2,y2). 如图1.
|AF2| = -a - ex1 = -1 - 3x1.
|BF2| = ex2 a = 3x2 1. |AF2| =
|BF2| ?圯 x1 x2 = -.
y = k(x - c)b2x2 - a2y2 = a2b2x1 x2 = = = - ?圯 k2 = .
x1·x2 = = - = - .
如图1.
∵ |AF1| = a - ex1 = 1 - 3x1,|BF1| = -a ex2 = 3x2 - 1.
∴ (|AB|)2 = (|AF2| - |BF|2)2 = (2 - 3(x1 x2))2 = 16.
|AF2|·|BF2| = 3(x1 x2) - 9x1·x2 = 16. 命题成立.
在高考标准答案中,|AF1| = = = -(3x2 1),以两点间的距离为起点,对第二定义,是欲用还休,欲用还休. 这个题材,也给了暗示和引领,得到了表现个性机会. 为高考解题演义着精彩.
三、第二定义实用,应该让大众坦然享有
例3 2010辽宁高考理科20题. 设椭圆C: = 1(a > b > 0)的右焦点为F,过F的直线l与椭圆C相交于A,B两点,直线l的倾斜角为, = 2.
(Ⅰ)求椭圆C离心率;
(Ⅱ)如果|AB| = ,求椭圆C的方程.
解 (Ⅰ)过A(x1,y1),B(x2,y2)作准线垂线AM,BN,直线AB准线交于P,如图2.
设|BF| = t,|AF| = 2t. = e,
|BN| = ; = e,
|AM| = .
∵ BN是△PAM的中位线,|PB| = 3t,∠PBN = ,
∴ = = = ?圯 e = .
(Ⅱ)∵ = 1 - e2 ?圯 b2 = a2;
y = k(x - c)b2x2 a2y2 = a2b2 ?圯 x1 x2 = ,
|AB| = 2a - (x1 x2) = ?圯 a = 3,b2 = 5,
∴ C: = 1.
分析 对于(Ⅰ),如果经历了椭圆第二定义的探讨,以P为顶点的两个相似三角形相继而生,相應边的数量得到直接的表达. 再由直角三角形边长比的数量关系,t消而e出.
对于(Ⅱ),两个焦半径恰好是一类弦长. 通过k,a,b,c,|AB|五个要素的直接对应关系.数学解压轴题也可以善作善成.
简单的解法,是因为更好地体现了数学逻辑的内在要求. 因为考生试卷面对的是资深的阅卷的学者,考场做答应直指目标,在“兰舟催发”之际,不需外在的 “联立、化简、于是、得”等过程连接词. 只需表现自己的个性和理性功力,管用才是硬道理.