第八章 解析几何综述(3)

2019-01-12 14:22

使切线介于A和x轴间的长度等于1,即可。

设两曲线的交点为A?x0,y0?,

则抛物线在A处的切线方程为y0y?x?x0, 令y=0得切线与x轴的交点的横坐标x=-x0;

又y0?2x0,知x0>0,且由?x0???x0????y0?0??1?x0?2

22?1?5, 4 故圆心的坐标是??5?1???4,0?。 ??2例题3:过原点且互相垂直的两条直线AB、CD分别交抛物线y?4p?x?p??p?0?于A、 B、C、D,问何时:AB?CD最小。

分析与解:由题知直线的斜率存在,并设AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=kx, 带入抛物线并化简:kx?4px?4p?0, 则 ?x1?x2???x1?x2?2222216p22?4x1x2?4k?1,

k?? 那么AB??1?k??x?x?2122?4p2?2?1,同理k?1CD?4pk?1??, 22k?k??? 则AB?CD=8p?4p?k2???1??, k2? 故当且仅当k=?1时,即直线的倾斜角为

?4或3?时,AB?CD最小。 4y2x??1例题4:(81年高考题)给定双曲线, 22 (1)过点A(2,1)的直线L与所给曲线交于pp两点,求pp的中点p轨迹方程。

1212 (2)过B(1,1)能否作直线m与所给双曲线交于Q1Q2两点,且B是线段Q1Q2的中

点。这样的直线m如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由。 分析与解:(1)p1(x1,y1)p2(x2,y2)p(x,y),

y2x??1 将pp分别带入双曲线,两式子相减, 2122 则(x1+x2)(x1-x2)- ?1(y1+y2)(y1-y2)=0, 2y?y2y?12xy1?y2且 1=, ?x1?x2x1?x2x?2y22 故p轨迹方程为2x?4x?y?y?0.

(式子中假设了x1≠x2,当x1=x2时,其中点为(2,0),在我们所求曲线 中,并没有丟掉,但是一般不明确指出)

(2)设这样的直线m存在,Q1(x1,y1)Q2(x2,y2), 则x1+x2=2,y1+y2=2?x2=2-x1,y2=2-y1; 那么有?2?x1?211x12?y12?12??2?y1??1 (1) (2) 222 现在问题转化为讨论两个方程是否有解了;

(1)-(2)得y1=2x1-1带入(2)有2x1?4x1?3?0,

又??4?4?2?3?0,无解,(判定方程(组)有没有解,最好是化

2 为二次方程,用?判别式来解决。) 故这样的直线m不存在。 指出:1、“可按顺序作图 ”不是只指规尺作图,如点知道坐标;曲线知道方程均为可作图。 这样构造型命题与非构造型命题之间就没有严格的界限。比如在推出抛物线的标准 方程前,知道焦点,准线都视为不可作图,但是得到方程后,则可作图了。可见非 构造型命题一旦解决了,就是构造型命题;因而分类的实质是区分两类问题的不同 处理方法。

2、有时为了避免复杂的计算,我们把构造型命题当非构造型命题来处理。

第七节 转化策略 求解数学问题都离不开逻辑变化,而巧妙的转化策略,常常能够获得异常简捷的效果。作为一名高中生已经全面掌握了初中各学科的知识,具备了全面掌握各种转化策略的条件。

一、变换求解目标

例题1:两条直线x+y+4=0和x-y=0分别与圆x?y?2x?4y?4?0相交;求证: 所成的两个弓形(小于半圆)的面积相等。

分析与证明:直接计算面积比较复杂,但是面积相等?弦相等?弦心距相等。 由题知圆心坐标为M(1,-2), 则M到直线x+y+4=0的距离d1=

221???2??42??32, 2 M到直线x-y=0的距离d2=

1???2?232, 2 由d1=d2知两个弓形的面积相等。

例题2:已知圆x?y?2x?4y?4?0,求圆关于直线x=y对称的圆方程。

分析与解:写成标准方程,找出圆心关于直线x=y的对称点,问题就解决了。

二、图形变换

例题1:在坐标平面内,一个椭圆的两个焦点为(9,20)和(49,55)且椭圆与x轴相切。这 个椭圆长轴有多长?

分析与解:由于x轴为其切线,我们可利用切线的等角性质和图形的对称性来求解。试想: 已知A(9,20)B(49,55)试在x轴上找一点P使PA?PB最小,则可完成问题。 设椭圆切x轴于P点,容易知道F2关于x轴对称点F2(49,-55), 则PF2?PF2;

/22/ 根据椭圆切线的光学习性质我们知道F1、P、F2共线, 那么2a?PF1?PF2?PF1?PF2?F1F2=例题2:求曲线x?1?y?1?1所围成的图形的面积。

分析与解:我们知道x?y?1围成的图形是以原点为心,边长为2的正方形其面积为2. 我们要解决的问题是这个图形的中心被平移到了(1,1)点,问题不是很简单吗?

三、数形转换

例题:如图以三角形ABC的边AB为实轴的双曲线交这个三角形其它两边(或者延长线) 于E、F两点,过E、F分别作双曲线的切线相交于P点,求证:PC?AB.

///?49?9?2???55?20?2?85.

分析与解:证明PC?AB,相当于P、C两点横坐标相等(形数转换)。

?x?Sec???为参数? 设双曲线的参数方程为??y?tan? 则A(-a,b)B(a,b)且令E?aSec?,btan??,F?aSec?,btan??, 那么切线PE、PF的方程分别为:

xSec?ytan???1ab

xSec?ytan???1abxP? 由上面两个方程可得P点坐标

aSin?????2????Sin??Sin?, Cos2aCos???btan?????x?a?aCosaSec??a2; 又AE、BF的直线方程分别为?xC????btan?Cos?x?a?y?2aSec??ay? 所以xP?xC,即PC?AB。

四、借用平面几何知识

例题:求证:过双曲线上一点(非顶点)的切线和法线与虚轴交成的三角形的外接圆必通过 其焦点。

分析与解:如图,如果命题真,由几何知识知道A、B、P、F2共圆,则?AF2B? 直接三角形射影定理有OF22?2,再由

?OAOB,这样证明就简单了。

x2y2 设双曲线的方程为2?2?1,其上一点P?x0,y0?,

ab 则切线AP:, 法线BP:

y0xx0yx0y0x0y0?2?2?2, 2baab?b2??y0c2???,B?0,2? 可得它们与虚轴的交点A???, ?0,?yb0????b2y0c2?22?c?OF?AFB? 于是OAOB?,所以, 2222y0b 故三角形的外接圆必通过其焦点。

五、提练特征


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