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高中数学:解析几何中的非常规解法

1、逆向思维

1、过点A-15),B-42)的直线交直线l

于点M,求AMMB

分析:通常是先写出直线AB的方程,再求ABl的交点M的坐标,从而求出比值。若运用逆向思维,先设AMMB=λ,用λ表示点M的坐标,由点M在直线l上,即可求出λ值。

解:设AMMB=λ,则得

因为

所以

解得

AMMB2

 

2、双曲线

的任一切线交x轴于点A,交y轴于点BO为原点,求证:△AOB的面积为定值。

分析:通常是先写出双曲线的任一切线的方程,求出AB的坐标,再证得结论,当然可以,但过程较繁。若运用逆向思维,先设AB的坐标,写出AB的方程。由AB与双曲线相切证得结论,则较为简便。

证明:设Am0),B0n),则直线AB的方程为:

因为直线AB是双曲线

的切线,故

的判别式△=0

所以

因为

所以

为定值。

 

3、若椭圆

与连结A12),B34)两点的线段没有公共点,求a的范围。

分析:通常是分两种情况考虑:

1AB两点都在椭圆外;

2AB两点都在椭圆内。

若从反面考虑则可避免分情况讨论,计算简洁。

解:先求椭圆和线段AB有公共点时的取值范围。易得线段AB的方程为:

由方程组

a2[13]内递增,且x13时的值分别为

因为a>0,所以

故当椭圆与线段AB无公共点时

 

2、极限思想

4、求已知离心率

,过(10)点且与直线l
相切于点
,长轴平行于y轴的椭圆方程。

分析:通常是设椭圆中心为(x0y0),可得椭圆方程,并列出过已知点P的切线方程,联立消参可求得椭圆方程。若按极限思想,将点圆、点椭圆视为圆、椭圆的极限情况,则可简化运算过程。

解:由

,知

将点

看作长轴平行于y轴且离心率
的椭圆系
,当
时的极限情形(点椭圆),则与直线l
相切于该点的椭圆系即为过直线l与“点椭圆”有公共点的椭圆系方程

又因为所求的椭圆过点(10),代入上式得

故所求椭圆方程为

 

5、过抛物线

的焦点F作一直线交抛物线于PQ两点,若线段PFFQ的长度分别是pq,求
的值。

分析:通常是先列出PQ的直线方程,求出直线PQ与抛物线的交点坐标,再根据两点间的距离公式求出pq

若按极限思想,使直线PQ的斜率不存在,则直线就是抛物线的对称轴,此时P为顶点,Q在无穷远处,用极限的观点得

所以

 

3、利用平面几何的有关知识

6、过点P-12)作直线l,使点A-34)和点B1-2)到l的距离相等,求l的方程。

分析:通常是先设l的方程为

,再利用已知条件求出斜率
,故l的方程为
。这样解,不仅计算量较大,而且漏掉了一解。

若通过思维变式,由平面几何知识可知:l过线段AB的中点Q-11)或l//AB,从而较简便地求得l的方程。

引用直线的斜率解题时,应注意斜率不存在,即直线垂直于x轴的情形,以免漏解或导致其它错误。

解:因为点ABl的距离相等,所以l或过线段AB的中点Q-11)或l//AB,于是l的方程为

 

 

7、直线l

交圆C
AB两点,求线段AB的垂直平分线的方程。

分析:通常是先求出lC的交点AB的坐标,再写出线段AB的垂直平分线方程。

若应用平面几何知识,则可知:过圆心O且垂直于l的直线就是线段AB的垂直平分线,由此易求出其方程。

解:过圆心O0-2)且垂直于l的直线就是线段AB的垂直平分线,故l的方程为


8、以原点O为顶点的定角

在坐标平面内绕点O旋转,角的两边分别交定直线lx3于点AB,求△OAB的外心M的轨迹。

分析:通常是设A点坐标,求B点坐标,再写出两边的垂直平分线的方程,从而求出外心M的轨迹,显然过程较繁,计算量较大。

若通过思维变式,充分利用平面几何知识则易得解。

解:设△AOB的外心为Mxy),AB的中点为D,因为∠AOB=θ

所以∠AMB2θ

于是∠AMD=θ

因为

所以点M在直线l的左侧,即x<>

RtAMD

 

故△OAB的外心M的轨迹是这条双曲线的左支。

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