一道解析几何题多种解法一道解析几何题多种解法论文
优化解题过程,提升计算能力——以一道解析几何证明题为例
数学教学通讯投稿由0 箱:**********>试题研究优化解题过程，提升计算能力—以一道解析几何证明题为例孙世林北京市第八十中学100102［摘 要］历年高考解析几何解答题，综合性强，能力要求高，考生普遍失分较多.文章以一道解析几何问题为例，谈谈如何回归解析几何知识本质，如何优化解题过程，如何从多角度探究问题，从而提升计算 能力.［关键词］解析几何;解题思路;运算求解解析几何综合题是考查学生能力 的主要内容之一,在高考中占有重要地 位，试题呈现出综合性强，难度大，灵 活多变的特点，对能力要求高,普遍存 在解题思路不清、方法选择不当、计算 不过关等现象,下面就谈谈如何优化解 题过程，提升计算能力.问题:如图1,已知椭圆C ：手+£=1 (识>0)的离心率为*，杪椭圆C 的右焦 点,4(-a,0), |4F|=3.(D )设0为原点,F 为椭圆上一点(点 P 不是椭圆的长轴端点),AP 的中点为胚 直线OM 与宜线”=4交于点P ,过0且平行 于APtt 宜线与直线*4交于点E,求证：,ODF=,OEF 思路1：本题的第一问比较简单，第 二问是证明两个角相等.要想证明这两 个角相等，我们先看这两个角是怎样形 成的？ P 为椭圆上一点的中点M 与原 点0连接并延长,与直线*4相交，形成了 点。
，点E 是过0且平行于4阳直线与直 线*4相交形成的，这样才出现了线段DF^EF,从而有了厶ODF 与Z OEF,可见 这两个角与点P 有紧密的联系，所以可 以从直线4P 的方程或点P 的坐标入手.解法4：( I )椭圆C 的方程是手+彳= 1.(n )由(I )得A (-2,0).设直线AP 的方程为：y=A:(«+2)(^00),将其代入椭圆方程，整理得(4Q+ 3)x 2+16fc 2x+16fc 2-12=0,显然，其A>0，设AP 的中点M(x 0,y 所5工.1 42+3所以％=飞"丄=話5"必="(“。
几何问题的解析几何解法
几何问题的解析几何解法几何问题是数学中一类常见的问题类型，而解析几何则是解决这类问题的一种有效方法。
解析几何通过运用代数和几何的相互联系，以坐标系为基础，利用代数符号和方程式来研究几何图形的性质和变换。
本文将介绍几何问题的解析几何解法，并提供一些实例来加深理解。
一、直线的解析几何解法直线是几何中最基本的元素之一，通过坐标系的引入，我们可以用解析几何的方法来研究直线的性质和特点。
对于已知两点A(x₁, y₁)和B(x₂, y₂)，要确定这两点之间的直线方程，可以使用以下公式：\[\frac{{y-y₁}}{{x-x₁}} = \frac{{y₂-y₁}}{{x₂-x₁}}\]这个公式称为点斜式，其中斜率为 \(\frac{{y₂-y₁}}{{x₂-x₁}}\)。
通过这个方程，我们可以得到直线的斜率、截距等重要信息，从而进一步理解和分析直线的特性。
二、圆的解析几何解法圆是另一类常见的几何图形，在解析几何中也有相应的解法。
已知圆心为C(a, b)，半径为r的圆，其方程可以表示为：\[(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2\]在解析几何中，我们可以根据圆心和半径的信息，推导出关于圆的性质和变换的一系列公式。
例如，通过对圆心的平移、旋转和缩放等操作，我们可以得到新的圆的方程和特征。
这些解析几何的方法在实际问题中具有广泛的应用，例如在计算机图形学和物理学领域。
三、多边形的解析几何解法多边形是由多条线段组成的几何图形，其解析几何解法也是基于坐标系的引入和运用。
对于一个n边形，我们可以通过提取顶点的坐标，组成一个由点组成的集合。
通过连接这些顶点，我们可以得到多边形的边界。
进一步，我们可以运用向量加法、平移以及旋转等解析几何的方法来研究多边形的性质和变换。
除了以上提到的几何图形，解析几何还可以用于研究曲线、立体图形等问题。
通过引入坐标系，用代数的方法来解决几何问题，解析几何在数学领域扮演着重要的角色。
解析几何的出现极大地促进了几何学和代数学的发展。
高考中解析几何的解法论文：关于高考中解析几何的解法
高考中解析几何的解法论文：关于高考中解析几何的解法摘要：向量的工具作用近年逐渐成为高考中的重要角色，很多时候向量与解析几何在一起，成为解析几何的一部分。
关键词：向量解析几何但纵观向量与解析几何的交汇问题，一类是以向量问题为背景，或直接用向量知识去解决，或转化为平面几何问题，然后用平面几何的知识和方法解决问题；还有一类是平面几何背景问题，但是我们转化为向量问题，借助向量来解决平面几何问题。
在处理向量与解析几何问题时，常用方法是：1. 不作任何变换，直接从题目条件出发，由向量概念向点的坐标转化；2. 将向量语言转换为平面几何语言，用纯解析知识来解决；3. 把平面几何语言转化为向量语言，然后用向量知识来解决。
下面就通过一些高考题体会向量与解析几何之间的联系与相互转化。
一、不作任何变换，直接从题目条件出发，由向量概念向点的坐标转化，利用向量基本运算求解；1．（2006年全国卷ii）已知抛物线x2＝4y的焦点为f，a、b是抛物线上的两动点，且af→＝λfb→（λ＞0）．过a、b两点分别作抛物线的切线，设其交点为ｍ．（ⅰ）证明fm→ab→为定值；解：(ⅰ)由已知条件，得f(0，1)，λ＞0．设a(x1，y1)，b(x2，y2)．由af→＝λfb→，即得(－x1，1－y)＝λ(x2，y2－1)，－x1＝λx2 ①1－y1＝λ(y2－1)②将①式两边平方并把y1＝14x12，y2＝14x22代入得y1＝λ2y2 ③解②、③式得y1＝λ，y2＝1λ，且有x1x2＝－λx22＝－4λy2＝－4，抛物线方程为y＝14x2，求导得y′＝12x．所以过抛物线上a、b两点的切线方程分别是y＝12x1(x－x1)＋y1，y＝12x2(x－x2)＋y2，即y＝12x1x－14x12，y＝12x2x－14x22．解出两条切线的交点m的坐标为(x1＋x22，x1x24)＝(x1＋x22，－1)．所以fm→ab→＝(x1＋x22，－2)(x2－x1，y2－y1)＝12(x22－x12)－2(14x22－14x12)＝0所以fm→ab→为定值，其值为0．解题反思：（1）在引入向量的坐标表示后，可以使向量运算代数化，这样就可以将“形”和“数”紧密地结合在一起。
例谈一题多解在解析几何中的应用
例谈一题多解在解析几何中的应用于庆丽(江苏省宿迁市泗洪姜堰高级中学㊀２２３９００)摘㊀要:解析几何在高考中不仅考查学生的思维能力而且也考查学生的运算能力.在做解几题目时学生有畏难情绪ꎬ可以引导学生从多角度来思考解几的解题方法ꎬ运算技巧ꎬ进而对各种解法进行比较分析ꎬ寻求最优解.通过一题多解培养学生的发散思维能力和运算能力.关键词:思维能力ꎻ运算能力ꎻ一题多解ꎻ最优解中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２０)３１－００７４－０２收稿日期:２０２０－０８－０５作者简介:于庆丽(１９８４.１１－)ꎬ女ꎬ江苏人ꎬ中小学一级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀新课程视野下高考命题秉持素养立意ꎬ多以策略性知识为背景ꎬ考查学生必备知识㊁关键能力㊁学科素养和核心价值ꎬ就数学而言最核心的价值就是发展学生的数学素养和提高解决问题的能力.数学名家说过ꎬ问题是数学的心脏ꎬ思维是数学的灵魂ꎬ而方法则是数学的行为ꎬ从一个经典的ꎬ简明的数学问题出发ꎬ把数学冰冷的美丽转化成数学火热的思考.通过多角度ꎬ全方位的观察㊁感知㊁分析㊁尝试㊁提炼㊁综合ꎬ使得数学的思考从联系㊁到联通ꎬ再到思维的有效对接ꎬ能够很好地优化解题思路ꎬ提升分析问题解决问题的能力.近几年解析几何在高考中对计算能力的考查逐年加大ꎬ而好的解法能够简化运算ꎬ所以在平时教学中要注重一题多解在解析几何中的应用ꎬ可以从不同的角度去思考和分析问题ꎬ在多种解法中去寻求通解和优解.例１㊀已知椭圆Ｃ:ｘ２ａ２＋ｙ２ｂ２＝１(ａ>ｂ>０)的左㊁右顶点分别为Ａ㊁Ｂꎬ离心率为１２ꎬ点Ｐ１ꎬ３２æèçöø÷为椭圆上一点.(１)求椭圆Ｃ的标准方程ꎻ㊀(２)如图ꎬ过点Ｃ(０ꎬ１)且斜率大于１的直线ｌ与椭圆交于ＭꎬＮ两点ꎬ记直线ＡＭ的斜率为ｋ１ꎬ直线ＢＮ的斜率为ｋ２ꎬ若ｋ１＝２ｋ２ꎬ求直线ｌ斜率的值.分析㊀(１)根据已知条件ꎬ建立方程组ꎬ求出ａꎬｂꎬ即可得到椭圆的标准方程.(２)设出直线ｌ方程为ｙ＝ｋｘ＋１ꎬＭ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬ将直线ｌ方程与椭圆方程联立ꎬ求出ｘ１＋ｘ２和ｘ１ｘ２ꎬ根据条件求出ｋ１和ｋ２ꎬ代入ｋ１＝２ｋ２化简计算ꎬ得到关于ｋ的方程ꎬ解方程求出ｋ的值.解析㊀(１)因为椭圆的离心率为１２ꎬ所以ａ＝２ｃ.又因为ａ２＝ｂ２＋ｃ２ꎬ所以ｂ＝３ｃ.所以椭圆的标准方程为ｘ２４ｃ２＋ｙ２３ｃ２＝１.又因为点Ｐ１ꎬ３２æèçöø÷为椭圆上一点ꎬ所以１４ｃ２＋９４３ｃ２＝１ꎬ解得ｃ＝１.所以椭圆的标准方程为ｘ２４＋ｙ２３＝１.(２)解法一㊀(通过两边平方转化成韦达定理形式)由椭圆的对称性可知直线ｌ的斜率一定存在ꎬ设其方程为ｙ＝ｋｘ＋１.设Ｍ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２).联立直线ｌ与椭圆的方程组ｙ＝ｋｘ＋１ꎬｘ２４＋ｙ２３＝１ꎬ{消去ｙ可得(３＋４ｋ２)ｘ２＋８ｋｘ－８＝０.所以由根与系数关系可知ｘ１＋ｘ２＝－８ｋ３＋４ｋ２ꎬｘ１ｘ２＝－８３＋４ｋ２.因为ｋ１＝ｙ１ｘ１＋２ꎬｋ２＝ｙ２ｘ２－２ꎬ且ｋ１＝２ｋ２ꎬ所以ｙ１ｘ１＋２＝４７２ｙ２ｘ２－２.即ｙ２１ｘ１＋２()２＝４ｙ２２ｘ２－２()２①.又因为Ｍ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２)在椭圆上ꎬ所以ｙ２１＝３４(４－ｘ２１)ꎬｙ２２＝３４(４－ｘ２２)②.将②代入①可得:２－ｘ１２＋ｘ１＝４２＋ｘ２()２－ｘ２ꎬ即３ｘ１ｘ２＋１０(ｘ１＋ｘ２)＋１２＝０.所以３－８３＋４ｋ２æèçöø÷＋１０－８ｋ３＋４ｋ２æèçöø÷＋１２＝０ꎬ即１２ｋ２－２０ｋ＋３＝０.解得ｋ＝１６或ｋ＝３２ꎬ又因为ｋ>１ꎬ所以ｋ＝３２.解法二㊀(通解)由椭圆的对称性可知直线ｌ的斜率一定存在ꎬ设其方程为ｙ＝ｋｘ＋１.设Ｍ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＮ(ｘ２ꎬｙ２).联立直线ｌ与椭圆的方程组ｙ＝ｋｘ＋１ｘ２４＋ｙ２３＝１{ꎬ消去ｙ可得(３＋４ｋ２)ｘ２＋８ｋｘ－８＝０.所以由根与系数关系可知ｘ１＋ｘ２＝－８ｋ３＋４ｋ２ꎬｘ１ｘ２＝－８３＋４ｋ２.因为ｋ１＝ｙ１ｘ１＋２ꎬｋ２＝ｙ２ｘ２－２ꎬ且ｋ１＝２ｋ２ꎬ所以ｙ１ｘ１＋２＝２ｙ２ｘ２－２ꎬ得(ｋｘ１＋１)(ｘ２－２)＝２(ｋｘ２＋１)(ｘ１＋２)ꎬｋｘ１ｘ２＋(２ｋ＋２)(ｘ１＋ｘ２)＋(２ｋ－３)ｘ２＋６＝０ꎬ(２ｋ－３)ｘ２＝－２(２ｋ－３)２４ｋ２＋３.①当２ｋ－３ʂ０ꎬｘ２＝６－４ｋ４ｋ２＋３ꎬｘ１＝－８ｋ４ｋ２＋３－６－４ｋ４ｋ２＋３＝－４ｋ－６４ｋ２＋３ꎬｘ１ｘ２＝６－４ｋ４ｋ２＋３ －４ｋ－６４ｋ２＋３＝－８４ｋ２＋３ꎬ解得ｋ＝ʃ１２.ȵｋ>１不满足题意ꎬ舍去.②当２ｋ－３＝０时ꎬｋ＝３２ꎬ－８ｋ３＋４ｋ２＋(２ｋ＋２)(－８ｋ)３＋４ｋ２＋６＝２(２ｋ－３)２３＋４ｋ２＝０ꎬʑｋ＝３２满足题意.解法三㊀(椭圆第三定义转化ｋＭＡｋＭＢ＝－ｂ２ａ２)由ｋ２ ｋＡＮ＝ｙ２ｘ２＋２ｙ２ｘ２－２＝－３４ꎬｋ＝２ｋ２ꎬʑｋ１ ｋＡＮ＝－３２.ｙ１ｘ１＋２ ｙ２ｘ２＋２＝－３２ꎬ２(ｋｘ１＋１)(ｋｘ２＋１)＝－３(ｘ１＋２)(ｘ２＋２)ꎬ(２ｋ２＋３)ｘ１ｘ２＋(２ｋ＋６)(ｘ１＋ｘ２)＋１４＝０.将ｘ１＋ｘ２＝－８ｋ３＋４ｋ２ꎬｘ１ｘ２＝－８３＋４ｋ２代入得４ｋ２－８ｋ＋３＝０ꎬ解得ｋ＝３２或ｋ＝１２.ȵｋ>１ꎬʑｋ＝３２.解法四㊀(将直线ＡＭ与椭圆方程联立ꎬ解出Ｍ㊁Ｎ)㊀设直线ＡＭ方程为ｙ＝ｋ１(ｘ＋２)ꎬ与椭圆ｘ２４＋ｙ２３＝１ꎬ联立消ｙ得(３＋４ｋ２１)ｘ２＋１６ｋ２１ｘ＋１６ｋ２１－１２＝０ꎬ得Ｍ(６－８ｋ２１３＋４ｋ２１ꎬ１２ｋ１３＋４ｋ２１).同理ꎬ解得Ｎ(８ｋ２２－６３＋４ｋ２２ꎬ－１２ｋ２３＋４ｋ２２).ʑｋＭＮ＝１２ｋ１３＋４ｋ２１＋１２ｋ２３＋４ｋ２２６－８ｋ２１３＋４ｋ２１－８ｋ２２－６３＋４ｋ２２＝９ｋ２３－８ｋ２２ꎬ直线ｌ方程为ｙ＝９ｋ２３－８ｋ２２(ｘ－８ｋ２２－６３＋４ｋ２２)－１２ｋ２３＋４ｋ２２.直线ｌ过(０ꎬ１)点ꎬ将(０ꎬ１)代入上式ꎬ化得８ｋ２２＝３－６ｋ２代入ｋＭＮ得ｋＭＮ＝９ｋ２６ｋ２＝３２.㊀㊀参考文献:[１]陈小波.挖掘例题的育人价值ꎬ发展学生的核心素养[Ｊ].中学数学教学参考ꎬ２０１９(４):６９.[２]猿辅导高中数学教研组.解析几何满分之路[Ｍ].天津:天津人民出版社ꎬ２０１９.[责任编辑:李㊀璟]５７。
一道解析几何题的多种解法
Ｉ
数
一道解析几何题的
■佛 山市 南海 区石 门 中学
Ｌ————————————一
学
有
数
在高中数学教学 中，习题具有很高 的教学 价值 ， 尤其是题 中蕴含的数学方法 具有典型性和深 刻性． 要
引导 同学们充分挖掘习题 内涵 ，从不同的角度来审视 和探求 出不 同的解 决方案 ，它对于 开阔 同学们 的视 野 ，提高同学们分析问题 、解决问题的能力是十分有
效的．
一
与 已知直线平行 ，且与椭 圆相切的切线位置问题 ，此 时最小距 离为两直线间的距离．
网 设椭圆的 切线方程为ｘ２ ｃＯ 与椭圆方 ＋ ＋＝， ｙ
程竿＋ ｌ 立， 去 得１２ ２ ＋（ ４ ０ 因 芋＝ 联 消 ６＋ ｃ ３２ ） ， ｙ１ｙ ｃ ＝ －
为 Ａ＝ ４ ｃ １２ ４＝ ，解 得 ｃ ± ． １４ ２ ９ （ ＿ ）０ ｃ ＝４
（ ≤ ２ ，则点 Ｑ与 直线 ｚ ０ ＜ 仃） 的距离 可以表示 为 ｄ ＝
—
豳 将 圆 程 ＋＝ 形 椭 方 孚孚ｌ 为 ＝ 变
ｙ 、 ｌ ＝ ／２ 率 为一１ ，得 ｙ １ － ３ ｘ
，
，
由图像特征知 ，满 足条件的切点应在第一象限 ，则取
又 直线 ｆ 的斜
，
一 ，得 ±则 争解 １ ，
，得切点
６。 Ｑ（÷） ０，点 １ ． ，
｛ 一般地，在遇到与圆、椭圆、双曲线等有 点评ｌ
关的问题 时，经常利用曲线 的参数 方程 ，将二元变量
切点的横坐标为 ＝ ，代 入 ， 、 ｌ ， ＝ ／
纵坐标 ｙ ＝ ３
椭 上 直 距 最 的 为（ ） 圆到 线 离 短点 １ ， ， 手
2023年全国卷解析几何解答题解法荟萃
2023年全国卷解析几何解答题解法荟萃上两点，0FM FN ⋅=，求2102y px −+==可得，，因为0FM FN ⋅=，所以)()(★方法2：焦半径表示面积设直线()11:,,MN x my n M x y =+,()22,N x y ,则1||2MFN S FM FN ∆=‖ ()()121112x x =++()()121112my n my n =++++()2212121(1)(1)2m y y m n y y n ⎡⎤=+++++⎣⎦2(1).n =− ，因为0FM FN ⋅=，所以)()(★方法2.斜率转化与齐次化.如图，设线段AB 垂直于x 轴，D 为AB 中点，P 为线外任意一点，则有：PD PB PA k k k 2=+.设直线PQ 的方程为(2)1m x ny ++=.因为直线PQ 过点(2,3)−.,代入得13n =.因为点,P Q 在椭圆22:9436C x y +=上，变形得229[(2)2]436x y +−+=，整理可得：229(2)36(2)40x x y +−++=.齐次化得229(2)36(2)[(2)]40, x x m x ny y +−++++=化简得22436(2)(936)(2)0.y ny x m x −++−+=等式两边同除以2(2)x +，构造斜率式得 24369360,22y y n m x x ⎛⎫−⋅+−= ⎪++⎝⎭把13n =代入得 24129360,22y y m x x ⎛⎫−⋅+−= ⎪++⎝⎭由根与系数的关系得32AQ AP AE k k k +==，其中E 为椭圆上顶点，故所以线段MN 的中点是定点()0,3. ★方法3.同构双割线设直线AP 方程为(2)y k x =+,联立22194(2)y x y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得:()2222491616360k x k x k +++−=，当0∆>时,由22163649A P k x x k −⋅=+及2A x =−得2281849P k x k −+=+ 所以22281836,4949k k P k k ⎛⎫−+ ⎪++⎝⎭，设直线PQ 为:(2)3y m x =++,代入点P 化简 得:2123636270k k m −++=同理，设直线AQ 的斜率为k '，同理得到2123636270k k m −'++=k 和k '是二次方程2123636270x x m −++=的两个根,所以3k k +'=.直线,AP AQ 的方程分别为(2),(2)y k x y k x =+='+，当0x =时,2,2M N y k y k =='，即有32M Ny y k k +=+'=，综上,MN 的中点为定点(0,3).则1,0AB BC k k a b ⋅=−+<<同理令0BC k b c n =+=>，且设矩形周长为C ,由对称性不妨设1依题意可设21,4A a a ⎛⎫+ ⎪⎝⎭，易知直线的斜率分别为k 和1k −，由对称性，不妨设则联立2214()y x y k x a a ⎧=+⎪⎪⎨⎪=−++⎪⎩直线1MA 的方程为(112y y x x =+与直线2NA 的方程可得：22x x +−★方法4.消y 留x 之后的非对称处理记过点(4,0)−的直线为l .当l 与x 轴垂直时,易知点(4,(4,M N −−−,(1,P −−.当直线l 与x 轴不垂直时,设点(1M x ,)()()12200,,,,y N x y P x y ,直线:(4)l y k x =+.将(4)y k x =+代人221416x y −=,得)()2222(4816160k x k x k −−−+=.依题意,得()221212221618,. 44k k x x x x k k −++==−−设1212()x x x x λμ=++，即()22221618. 44k k k kλμ−++=−−即12x x =()12542x x −+−①. 直线1MA 的方程为()1122y y x x =++，直线2NA 的方程为()2222yy x x =−−，联立直线1MA 与直线2NA 的方程可得：()()()()()()12120021212422,2242y x x x x x y x x x −+−−==++++即01212012122248. 2428x x x x x x x x x x −−+−=++++将①代入式得0022x x −=+()1212338338x x x x −−+=−−+,即1x =−，据此可得点P 在定直线=1x −上运动.已知B A ,分别为椭圆1:222=+y ax E )1(>a 的左右顶点，G 为E 的上顶点，8=⋅→→GB AG ，点P 为直线6=x 上的动点，PA 与E 的另一个交点为C ，PB 与E 的另一个交点为D . （1）求E 的方程；（2）证明：直线CD 过定点.解析：（1）E 的方程为1922=+y x . （2）假设),(),,(),,6(2211y x D y x C t P .则由P C A ,,及P D B ,,三点共线可得：33;392211−=+=x y t x y t 将上面两式相除，再平方可得：91)3()3(21222221=+−⋅x x y y ....① 由于),(),,(2211y x D y x C 均在椭圆E 上，故满足：91;9122222121x y x y −=−=...② 将②代入①可得：91)3)(3()3)(3(2121=++−−x x x x ，整理可得：0364)(152121=−−+x x x x ...③假设直线CD 的方程为m kx y +=代入椭圆方程1922=+y x 可得： 09918)19(222=−+++m kmx x k将1999,19182221221+−=+−=+k m x x k km x x 代入③中，可得：023=+m k ，于是，直线CD 的方程为k kx y 23−=，故其过定点)0,23(.解法2.设()06,P y ，则直线AP 的方程为：()()00363y y x −=+−−，即：()039y y x =+联立直线AP 的方程与椭圆方程可得：()2201939x y y y x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩，整理得：()2222000969810y x y x y +++−=，解得：3x =−或20203279y x y −+=+，将20203279y x y −+=+代入直线()039y y x =+可得：02069y y y =+，所以点C 的坐标为20022003276,99y y y y ⎛⎫−+ ⎪++⎝⎭. 同理可得：点D 的坐标为2002200332,11y y y y ⎛⎫−− ⎪++⎝⎭∴直线CD 的方程为：0022********2000022006291233327331191y y y y y y y x y y y y y y ⎛⎫−− ⎪++⎛⎫⎛⎫−−⎝⎭−=−⎪ ⎪−+−++⎝⎭⎝⎭−++， 整理可得：()()()2220000002224200000832338331116963y y y y y y y x x y y y y y +⎛⎫⎛⎫−−+=−=− ⎪ ⎪+++−−⎝⎭⎝⎭整理得：()()0002220004243323333y y y y x x y y y ⎛⎫=+=− ⎪−−−⎝⎭，故直线CD 过定点3,02⎛⎫ ⎪⎝⎭解法3.不禁思考，为何此题使用三点共线就可成功地实现了设而不求，整体代入的思想呢？关键在于对椭圆方程的理解，即所谓的第三定义：))(()1(222222x a x a ab a x b y +−=−=这样的话，在遇到与椭圆左右顶点有关的三点共线结构时，我们就可以通过斜率关系再利用点在椭圆上将))(()1(222222x a x a ab a x b y +−=−=代入斜率式，从而构造出含21x x +与21x x 的方程，整体代入完成求解.而上面这个问题有着明显的极点极线背景：从直线t x =上任意一点P 向椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左右顶点引两条割线21,PA PA 与椭圆交于N M ,两点，则直线MN 恒过定点)0,(2ta .2024届九省联考解析几何的深度探究的交点，求GMN面积的最小值．，由直线AB与直线1、x m=S=GMNS=MNG例2.过椭圆22221x y a b+=的长轴上任意一点(,0)()S s a s a −<<作两条互相垂直的弦,AB CD ，若弦,AB CD 的中点分别为,M N ，那么直线MN 恒过定点222,0a s a b ⎛⎫⎪+⎝⎭．证明：如图，设AB 的直线方程为x my s =+，则CD 的直线方程为1x y s m=−+ 联立方程组22221x my s x y ab =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，整理得()()2222222220m b a y b msy b s a +++−=则()()22222222221212222222240,,b s a msb a b m b a s y y y y m b a m b a−−∆=+−>+=⋅=++ 由中点坐标公式得22222222,a s msb M m b a m b a ⎛⎫− ⎪++⎝⎭ 将m 用1m −代换得到222222222,a sm msb N m a b m a b ⎛⎫ ⎪++⎝⎭所以MN 的直线方程为()()2222222222221a b m b sm a s y x b m a b m a a m +⎛⎫+=− ⎪++−⎝⎭令0y =，得222a sx a b =+．所以直线MN 恒过定点222,0a s a b ⎛⎫ ⎪+⎝⎭． 二．对点训练的斜率均存在，求FMN面积的最大值解析：（1）由题意得1c =，2c a =（2）证明：①当直线AB ，CD 有一条斜率不存在时，直线2,03P ⎛⎫⎪⎝⎭. 12FMNFPMFPNSSS=+=⨯S=FMN[2,∞+S取得最大值FMN。
开展“一题多解”,探究“一题多变”——一道解析几何题的破解
２０２３年９月上半月㊀试题研究㊀㊀㊀㊀开展 一题多解 ,探究 一题多变一道解析几何题的破解◉江苏省海安高级中学㊀朱函颍㊀㊀摘要: 一题多解 ,可以开阔解题思路㊁发散学生思维; 一题多变 ,可以拓展数学知识㊁聚合学生思维．合理解题探究与变式拓展可以很好提升解题效益,避免题海战术．结合一道抛物线问题实例,通过 一题多解 与 一题多变 ,在研究中寻找通法,在探究中升华能力,促使学生形成良好的数学品质．关键词:抛物线;准线;直线;斜率;变式㊀㊀根据现代思维的科学研究,问题是展开思维与应用的起点, 疑 是根本, 解疑 是目标,最容易引起定向探究反射与问题的深入思考．而在数学教学与数学学习过程中,更要合理培养与形成探究意识,从问题的内涵㊁问题的解法㊁问题的深入与问题的探究等多方面入手,合理拓展思维的深度与广度,进行必要合理创新应用,从而形成良好的数学品质．１问题呈现问题㊀ 燕博园２０２３届高三年级综合能力测试(C A T)数学(新高考Ⅰ卷)试卷 已知抛物线y２＝a x 的焦点为F,准线l交x轴于点Q,过点F的直线交抛物线于M,N两点,则直线Q M与直线Q N的斜率之和为．该题以抛物线为问题场景,对直线与抛物线的位置关系加以合理创设．借助过焦点的动直线的变化,以 动 态创设场景,利用两直线的斜率之和为常数,以 静 态形式设问,巧妙融合解析几何与平面几何中的相关知识,难度中等．利用圆锥曲线这一主干知识,抓住直线与圆锥曲线位置关系这一热点问题,合理创设,巧妙 动 与 静 变化, 数 与 形 融合,构建一幅完美的画卷．实际破解问题时,抓住问题内涵与实质,从问题根本入手,可以借助解析几何思维㊁平面几何思维与特殊情况思维等来展开,从不同的技巧方法视角来切入,实现问题的巧妙转化与应用．２问题破解２．１通性通法方法１:解析几何思维法．解析:依题知,焦点F(a４,０),准线方程为x＝－a４,Q(－a４,０)．设过焦点F的直线方程为x＝m y＋a４,M(x１,y１),N(x２,y２)．联立x＝m y＋a４,y２＝a x,{消去参数x,整理可得y２－a m y－a２４＝０,则y１＋y２＝a m,y１y２＝－a２４．于是有㊀k Q M＋k Q N＝y１x１＋a４＋y２x２＋a４＝x１y２＋x２y１＋a４(y１＋y２)(x１＋a４)(x２＋a４)＝(my１＋a４)y２＋(m y２＋a４)y１＋a４(y１＋y２)(x１＋a４)(x２＋a４)＝２my１y２＋a２(y１＋y２)(x１＋a４)(x２＋a４)＝２mˑ(－a２４)＋a２ˑa m(x１＋a４)(x２＋a４)＝０．所以直线Q M与直线Q N的斜率之和为０．故填答案:０．解后反思:在解决直线与圆锥曲线的位置关系问题中,最基本的 通性通法 就是解析几何思维法．通过设置相关的点的坐标㊁直线的方程㊁圆锥曲线的方程等,联立直线与圆锥曲线方程,结合函数与方程思维来进一步分析与转化,进而实现问题的解决．解析几何思维法的缺点之一就是数学运算量大,它也是制约部７７Copyright©博看网. All Rights Reserved.试题研究２０２３年９月上半月㊀㊀㊀分学生深入分析与应用的一个重要因素．２．２数形结合法方法２:平面几何思维法．图１解析:不失一般性,如图１所示,过M ,N 两点分别作准线l 的垂线,垂足分别为A ,B ,由于M A ʊF Q ʊN B ,因此可得|M F ||N F |＝|A Q ||B Q |．根据抛物线的定义,可得|M A |＝|M F |,且|N B |＝|N F |,则|M A ||N B |＝|A Q ||B Q |,可得әM A Q ʐәN B Q ,于是øM Q A ＝øN Q B ,所以øM Q F ＝øN Q F ．所以直线Q M 与直线Q N 的倾斜角互补,即直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为０．故填答案:０．解后反思:回归曲线的本质,结合平面几何图形的基本性质与特征,数形结合,逻辑推理,这是解决解析几何综合应用问题比较常用的一种技巧与方法,也是平面几何思维法处理的关键．２．３巧技妙法方法３:特殊情况法．解析:当过点F 的直线垂直于x 轴时,根据抛物线y ２＝a x 关于x 轴对称,可知点M ,N 关于x 轴对称,则知直线Q M 与直线Q N 的倾斜角互补．所以直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为０．故填答案:０．解后反思:结合矛盾的普遍性寓于特殊性之中,通过填空题这一特殊形式的设置,借助 动 直线在运动变化过程中的某一特殊情况,以特殊代替一般,又从特殊回归到一般,实现解决问题的 巧技妙法 ．特殊思维法在解决解析几何 运动 问题中经常用到,借助点㊁直线㊁角或相关元素的运动变化情况,以特殊代替一般,实现问题的普遍性与特殊性的辩证转化．３变式拓展３．１类比拓展圆锥曲线中的不同曲线之间具有一定的相似性与可类比性,在以上抛物线背景下,改变圆锥曲线的类型以及对应曲线的场景,借助其焦点与相应准线的位置关系,也有类似的变式问题．变式１㊀已知椭圆C :x ２a ２＋y ２b ２＝１(a ＞b ＞０)的右焦点为F ,右准线l :x ＝a ２c交x 轴于点Q ,过点F 的直线交椭圆C 于M ,N 两点,则直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为．(答案:０．)变式２㊀已知双曲线C :x ２a ２－y ２b ２＝１(a ＞０,b ＞０)的右焦点为F ,右准线l :x ＝a ２c交x 轴于点Q ,过点F 的直线交双曲线C 于M ,N 两点,则直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为．(答案:０．)以上两个变式问题的解析过程,可以参照原问题的方法１㊁方法３来展开,这里不多加赘述．当然,也可以将问题转化为探求两直线倾斜角的关系问题(两直线的倾斜角互补)进行探究．３．２逆向拓展在解题研究中,逆向思维也是变式拓展的一种基本思维方式．借助问题题设条件与结论之间的关系,通过数学思维的逆向操作与应用,合理加以探究与拓展,经常会有不错的收获．变式３㊀已知抛物线y ２＝a x 的焦点为F ,过点F 的直线交抛物线于M ,N 两点,在x 轴上存在异于点F 的定点Q ,使得直线MN 变化时,直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为０,则定点Q 的坐标为．变式４㊀已知椭圆C :x ２a ２＋y ２b２＝１(a ＞b ＞０)的右焦点为F ,过点F 的直线交椭圆C 于M ,N 两点,在x 轴上存在异于点F 的定点Q ,使得直线MN 变化时,直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为０,则定点Q 的坐标为．变式５㊀已知双曲线C :x ２a ２－y２b２＝１(a ＞０,b ＞０)的右焦点为F ,过点F 的直线交双曲线C 于M ,N 两点,在x 轴上存在异于点F 的定点Q ,使得直线MN 变化时,直线Q M 与直线Q N 的斜率之和为０,则定点Q 的坐标为．变式３~５的答案为:(－a ４,０),(a ２c ,０),(a２c,０)．以上三个变式问题的解析过程也可以参照原问题的方法１．４教学启示在解决一些典型的数学综合应用问题时,要合理引导学生深入挖掘,适当探究拓展,充分掌握问题的本质与内涵,剖析对应的数学基础知识与数学基本能力,从而实现 一题多解 一题多研 一题多变 ,不断提升与拓展破解数学问题的基本技能与策略,提高数学思维品质的变通性,真正达成 一题多练 一题多得 ．同时,有效调动学生数学解题的积极主动性与参与性,合理辨析概念㊁公式等的异同,深刻反思并有效拓展,努力培养发现问题的能力与深入质疑问题的探究精神．Z８７Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
从一道解析几何题的几种解法思考解题教学
从一道解析几何题的几种解法思考解题教学【摘要】在这篇文章中，将针对一道解析几何题进行多种解法思考，以便更好地指导解题教学。
在导言部分，将引出解析几何题的重要性和解题技巧。
接着在思路拆解部分，将详细介绍解题的基本步骤和方法。
然后通过图形分析，会展示如何通过图形来理解和解决问题。
在代数解法中，将运用代数知识对问题进行求解。
几何解法部分将重点讨论如何利用几何知识来解题。
最后在综合比较中，将比较各种解法的优缺点，提供一个综合的分析。
最终在总结部分，将对不同解法进行总结，并对解析几何题的解题方法进行概括。
通过本文的阅读，读者将更深入地理解解析几何题的解题思路和方法，从而提高解题能力。
【关键词】解析几何题, 解法思考, 解题教学, 导言, 思路拆解, 图形分析, 代数解法, 几何解法, 综合比较, 总结1. 引言1.1 导言在解析几何题的过程中，我们常常需要用到不同的解法来找到问题的答案。
每种解法都有其独特的思维方式和逻辑推理，通过比较这些解法的优缺点，我们可以更好地理解题目的本质和解题的技巧。
在本文中，我们将通过一道解析几何题来探讨几种解法的思考和教学方法。
从思路拆解、图形分析、代数解法、几何解法等角度出发，我们将分析每种解法的具体步骤，并进行综合比较，以期能够更好地把握解题的关键。
通过学习和掌握不同的解法，我们可以提高解题的效率和准确度，在考试中取得更好的成绩。
希望本文能够帮助读者更深入地理解解析几何题的解题思路，从而在解题过程中游刃有余，轻松应对各种挑战。
2. 正文2.1 思路拆解在解析几何题时，思路拆解是非常重要的一步。
通过将题目进行拆解，我们可以更清晰地理解问题、找出解题的关键点，并为接下来的解题过程奠定基础。
我们需要仔细阅读题目，理解题目所描述的几何问题。
在进行思路拆解时，可以将题目中给出的条件和要求分开来考虑。
确定题目中所给出的几何形状，画出相关的图形，标注已知信息。
对于较复杂的题目，可以将问题分解为更小的部分，逐步解决每个部分的问题，然后将结果组合起来得到最终答案。
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一道解析几何题的多种解法一道解析几何题的多种解法【摘要】新课程理念倡导学生自主探究,下面的题目是我的一次作业练习,在批阅之后,出现了意想不到的结果,现整理成文以飨读者。
【关键词】几何题；解法
题目已知圆c:（x-1)2+(y+2)2=9,是否存在斜率为1的直线l，使以l被曲线c截得的弦ab为直径的圆过原点？若存在，求出直线的方程；若不存在，说明理由．
一、设而不求
解设直线l的方程为y=x+b,直线l与曲线c的交点为
a(x1,y1),b(x2,y2)。
由题意知oa⊥ob，则x1x2+y1y2=0。
（*）
即x1x2+(x1+b)(x2+b)=0，2x1x2+b(x1+x2)+b2=0。
由y=x+b,
(x-1)2+(y+2)2=9，消去y，得
2x2+(2b+2)x+b2+4b-4=0。
δ=（2b+2)2-8(b2+4b-4)>0，
即b2+6b-90。
所以存在斜率为1的直线l，使以l被曲线c截得的弦ab为直径的圆过原点，它们的方程为y=x+1或y=x-4．
二、抓关键点——弦ab的中点
直接法:设直线l的方程为y=x+b,ab的中点为d,
则cd⊥ab,得kcd=-1,直线cd方程为x+y+1=0,
由x+y+1=0,
y=x+b，得d-b+12,b-12。
在rt△acd中,ac=3,cd=|3+b|2,ad=do=
b+122+b-122。
由勾股定理,ac2=cd2+ad2。
即9=b+322+b+122+b-122,解得b=1或-4。
所以存在斜率为1的直线l，直线l的方程为y=x+1或y=x-4．间接法: 设直线l的方程为y=x+b, ab的中点d(a,b)。
由cd⊥ab,得b+2a-1=-1。
(1)
在rt△acd中,ac=3,cd=(b+2)2+(a-1)2,ad=do=a2+b2。
由勾股定理,ac2=cd2+ad2,
即9=(b+2)2+(a-1)2+a2+b2。
(2)
联立(1)(2)解得a=-1
b=0或a=32,
b=-52。
当a=-1,
b=0时,直线l的方程为y=x+1;
当a=32,
b=-52时,直线l的方程为y=x-4．
三、借助曲线系
解设直线l的方程为y=x+b。
以ab为直径的圆可设为(x-1)2+(y+2)2-9+λ(x-y+b)=0,
即x2+y2+(λ-2)x+(4-λ)y-4+λb=0,圆心为2-λ2,λ-42。
由圆心在直线l上得2-λ2-λ-42+b=0。
(1)
由以ab为直径的圆过原点得-4+λb=0。
(2)
联立(1)(2)解得λ=4,
b=1或λ=-1,
b=-4。
所以存在斜率为1的直线l，直线l的方程为y=x+1或y=x-4．四、线段ab可看作两圆的公共弦
解设以ab为直径的圆为x2+y2+dx+ey+f=0。
由以ab为直径的圆过原点得f=0。
两圆方程相减可得公共弦ab所在直线方程为
(d+2)x+(e-4)y+4=0。
由圆心-d2,-e2在直线ab上得(d+2)×-d2+(e-4)×-e2+4=0。
(1)
又由于直线ab的斜率为1，可得-d+2e-4=1。
(2)
联立(1)(2)解得d=2，
e=0或d=-3，
e=5。
当d=2，
e=0时,直线l的方程为y=x+1；
当d=-3,
e=5时,直线l的方程为y=x-4．
事实上,在现行教学理念下,多给学生一些自主学习的时间,学生会给我们很多惊喜。