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2011年江苏高考数学卷第18题是一道关于椭圆的解析几何题,对于第(3)问,许多考生虽有解题的思路,但是对于求解B点的坐标,具有较高的运算能力。因为需要通过解含有变量 的一元二次方程确定点B的坐标,使得很多学生到此是“戛然而止”!笔者利用圆锥曲线中的弦的一个性质,将求解点B的坐标转化为直线的交点与中点坐标问题,这样显得更易于求解。
性质1:椭圆
的弦的中点与椭圆中心的连线的斜率与此弦斜率之积(两斜率均存在)等于
证明:如图,设弦AB的中点 ,
则
两式相减得:
即
题目:(2011江苏高考题18题)
如图,在平面直角坐标系
中,
分别是椭圆
的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于
两点,其中点
在第一象限,过
作
轴的垂线,垂足为
,连接
,并延长交椭圆于点
.设直线
的斜率为
.
(1)当直线
平分线段
,求
的值;
(2)当
时,求点
到直线
的距离
;
(3)对任意
,求证:
.
解:(1)(2)解答略
(3)将直线PA的方程
代入
,解得
则
故直线AB的斜率为
,设线段AB的中点为D
由上述的定理知: ,则直线OD的方程为
直线AB的方程为
由 得D
又由
,
故点B的坐标为
所以:
所以
,即
通過弦的性质来处理问题,可以简化数学的运算,使人感受到数学的清新与简洁之美。同时,在双曲线与抛物线中也发现有同样的性质。
性质2:双曲线
的弦的中点与双曲线中心的连线的斜率与此弦斜率(两斜率均存在)之积等于
性质3:抛物线
的弦的中点与抛物线顶点的连线的斜率与此弦的斜率之积(两斜率均存在)等于
(其中
是弦的中点的横坐标)
作者单位:江苏省连云港市杨集中学
性质1:椭圆
的弦的中点与椭圆中心的连线的斜率与此弦斜率之积(两斜率均存在)等于
证明:如图,设弦AB的中点 ,
则
两式相减得:
即
题目:(2011江苏高考题18题)
如图,在平面直角坐标系
中,
分别是椭圆
的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于
两点,其中点
在第一象限,过
作
轴的垂线,垂足为
,连接
,并延长交椭圆于点
.设直线
的斜率为
.
(1)当直线
平分线段
,求
的值;
(2)当
时,求点
到直线
的距离
;
(3)对任意
,求证:
.
解:(1)(2)解答略
(3)将直线PA的方程
代入
,解得
则
故直线AB的斜率为
,设线段AB的中点为D
由上述的定理知: ,则直线OD的方程为
直线AB的方程为
由 得D
又由
,
故点B的坐标为
所以:
所以
,即
通過弦的性质来处理问题,可以简化数学的运算,使人感受到数学的清新与简洁之美。同时,在双曲线与抛物线中也发现有同样的性质。
性质2:双曲线
的弦的中点与双曲线中心的连线的斜率与此弦斜率(两斜率均存在)之积等于
性质3:抛物线
的弦的中点与抛物线顶点的连线的斜率与此弦的斜率之积(两斜率均存在)等于
(其中
是弦的中点的横坐标)
作者单位:江苏省连云港市杨集中学