向量法在解析几何中的应用_平行向量论文

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一、用向量法求角

例1 离心率等于黄金比的椭圆称为“优美椭圆”.若(x[2]/a[2])+(y[2]/b[2])=1(a>b>0)是“优美椭圆”,F、A分别是它的左焦点和右顶点,B是它的短轴的一个端点,则∠ABF=_______.

解析 ∵A(a,0),F(-c,0),则有

二、用向量法求取值范围

例2 设A、B是椭圆(x[2]/a[2])+(y[2]/b[2])=1(a>b>0)上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点P(x[,0],0),证明:-((a[2]-b[2])/a)<x[,0]<((a[2]-b[2])/a).

证明 设A(x[,1],y[,1]),B(x[,2],y[,2]),则点M(((x[,1]+x[,2])/2),((y[,1]+y[,2]/2)))是AB的中点.

三、用向量法证明三点共线或平行

例2 设抛物线y[2]=2px(p>0)的焦点为F,经过F直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明:直线AC经过原点O.

证明 由题意有F((p/2),0),设A(y[2][,1])/(2p)),y[,1]),B(((y[2][,2]/(2p)),y[,2]),C(-(p/2),y[,2]),则

∴AO与AC都过点A.

∵A、O、C三点共线,即直线AC经过原点O.

四、用向量法求轨迹方程

例4 已知点F(a,0)(a>0),点P在y轴上运动,点M在x轴上,点N为动点,且

(Ⅰ)求点N的轨迹C的方程;

(Ⅱ)过点F的直线l(不与x轴垂直)与曲线C交于A、B两点,设点K(-a,0)的夹角为α.求证:0<α<(π/2).

解析 (Ⅰ)设N(x,y),P(0,y[,1]),M(x[,2],0)则

∴ax[,2]+y[,1][2]=0且y-2y[,1]=0,代入①式得轨迹C的方程是y[2]=4ax(a>0).

(Ⅱ)设A(x[,3],y[,3]),B(x[,4],y[,4]),直线l的方程为y=k(x-a).

五、用向量法解答综合题

例5 如下图所示,R(0,3),

(Ⅰ)点P在x轴上移动时,求动点M的轨迹C;

(Ⅱ)倾斜角(π/4)的直线l[,0]的方程;

(Ⅲ)l[,0]与y轴交于点C,过点C的直线l与C交于A、B两点,点D(0,1)满足∠ADB为钝角,求直线l倾斜角α的范围.

解析 (Ⅰ)设M(x,y),P(x[,1],0),Q(0,y[,2]),则

化简得x[2]=4y(x≠0),即轨迹C是顶点在原点、开口向上的抛物线除去顶点后的部分.

(Ⅱ)设l[,0]与C切点于(x[,0],y[,0]).

∵y′=(1/2)x,∴l[,0]的斜率k[,0]=(1/2)x[,0]=1,

∴x[,0]=2,y[,0]=1,即切点为(2,1).

故l[,0]的方程为y=x-1.

(Ⅲ)由题意可知G(0,-1),设l的斜率为k,其方程为y=kx-1,代入抛物线方程得x[2]-4kx+4=0.

由题意可知有两交点,则△=16k[2]-16>0,即k[2]>1.

设A(x[,3],y[,3]),b(x[,4],x[,4]),则x[,3]+x[,4]=4k且x[,3]·x[,4]=4.①

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