用曲线巧妙地定义和解决问题综述_圆锥曲线论文

巧用圆锥曲线定义解题综述,本文主要内容关键词为:圆锥曲线论文,巧用论文,定义论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

圆锥曲线定义揭示了它的最本质的属性,利用圆锥曲线定义解题,是最基本和必须掌握的方法.圆锥曲线中的许多问题,是直接由定义延伸或深化而来的,旨在考查学生对重要概念的深层次理解以及灵活运用的能力,巧用定义并通过数形结合解题,有利于洞察数量关系和结构关系,是一种减缩的思维形式,常常可收到事半功倍的效果.

1.探索圆锥曲线的统一性质

统一性是数学结构美的重要标志,是数学本质的反映,利用圆锥曲线的统一定义可以从统一性的观点认识问题、提出问题并解决问题,探索圆锥曲线的统一性质.此类问题常带有综合性,运用定义解决,叙述简明、清晰,具有较高的思维考查价值.

例1 经过圆锥曲线Γ(椭圆、双曲线、抛物线)的焦点F的一条直线与它交于两点A、B,点C在相应于F的准线上,该准线交对称轴于点E,则BC∥x轴的充要条件是,AC经过EF的中点(抛物线、椭圆的情形为2001年高考试题).

证明 如图,设圆锥曲线Γ的离心率为e,A、F、B在Γ的准线上的射影分别为D、E、C,连结AC交EF于G.则有

与高考题的多种证法相比较,显然这是一种标新立异、简捷明快的创新性证法,它不仅揭示了问题条件和结论之间的必然联系,还展示了三种圆锥曲线的和谐统一.

2.研究曲线的位置关系

由于圆锥曲线是用“距离之比”统一定义的,所以便于运用比例的性质来建立数量关系,常结合相关几何背景,利用定比将线段转移,并经过比例运算,从而确定相关几何量的位置.

本题结合几何特征,利用统一定义与比例的性质建立了圆心到准线的距离、半径与离心率的深刻联系,从而揭示出圆与准线L的位置随离心率的变化而变化的规律.

3.确定几何量的最值

利用统一定义中“距离之比为一常数”,可对相关线段实施转移,便于实现已知与未知的关系.常通过数形结合与简单的几何不等式,以运动的观点审视问题,可求得一些相关量的最值.

4.确定参数的取值范围

由于利用定义常常容易沟通“已知”与“未知”建立等量关系,所以可以运用这些关系去确定参数的取值.此类问题常以某些几何图形为背景,以函数、不等式等为工具,把握知识的整体意义,交互渗透,在知识网络的交汇点上设计问题,常具有较强的综合性与灵活性.

例4 如图,ABCD为等腰梯形,|AB|=2|CD|,点E分有向线段AC所成的比为λ,双曲线过C、D、E三点,并以A、B为焦点.

本题解答建立坐标系、设出方程,得到点的坐标、准线方程是基础,而利用定义搭起了沟通“已知”与“未知”的桥梁,建立了定比λ与离心率e的函数关系,是准确快捷解答问题的关键.

5.研究相关几何量的性质

由于椭圆、双曲线、抛物线各自的定义本身,就反映了曲线上的点与焦点或准线的关系,所以,灵活运用这种关系及题设条件,可以探索、发现相关几何量的一些性质.

本题把平面几何中的线段比例关系迁移到圆锥曲线中来,并与圆锥曲线的定义有机结合,着重从数量关系和几何形体的变化中研究问题,推得了相关几何量的性质.

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