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浅谈解析几何中的定比分点
解析几何是我们高中阶段的重要内容,很多同学怕解析几何,说到底是怕解析几何中的计算,特别是方法用得好不好会直接影响到计算的繁简,而定比分点是我们解析几何中十分重要的一块内容,无论是课本还是平时的练习题,定比分点内容都占一定的比重,定比分点用得好会简化较多的计算。
定比分点用法较多,大体分为:直接与间接。直接用法有三种:
1、定义直接用: (采用向量来解决)
例如 在OAB中,,OD是AB边上的高,若,则实数等于 ( )
A B C D
本题直接采用向量来解答:
2、直接用公式 ;
3、直接用向量相等 。
直接用定义做的题比较少,因为直接用定义,不能较好训练学生的思维,采用间接的题型比较多,大致有以下几种:
一、 将线段比转化为定比分点
例如:已知 ,,且 ,求适合条件的点P坐标。
分析:这你种题较简单,解题过程不赘述,这是典型的将线段转化为定比分点来解决。
二、将定比分点转化为线段的比,从而用几何法解题。
例如:设椭圆E: 的两个焦点是与 (),且椭圆上存在一点P,使得直线PF1与直线PF2垂直,(1) 求实数m的取值范围;(2)设是相应焦点的准线,直线PF2与相交于点Q,若,求直线PF2方程。
解:(1) ;(2)设 点P在椭圆上得……㈠
因为直线PF1与直线PF2垂直
所以 ()……㈡
由㈠ ㈡ 得
由知
(1) 时 无解。
(2) 时, 得 m=2 。此时
所以直线PF2方程为 。
本题把 转化为相似比来解决,从而使问题化难为易。
三、求某些值或者某些最值时,可转化为定比分点,从而使问题清晰化,解题思路明确。
例如 (2006南通九校联考)已知椭圆E的方程为 (),双曲线H:的两条渐近线为, ,过椭圆E的右焦点F的直线,又与交于点P,设与椭圆E的两个交点由上至下依次为A,B。
(1) 当, 与夹角为60o,且时,求椭圆E的方程。(2)求的最大值。
看见这道题很容易想到用第二定义去做,结果发现比值依赖的范围,而的范围需要解方程组,从而使问题复杂化,若使用定比分点则问题变得简洁。
解:(1) 略。(2)不妨设: :
即P()
设A分的比为,则A() 代入,并整理
而 所以 即 的最大值为。
四、定比分点与整体代换思想联系在一起。
例如 双曲线 H: 的离心率 e=2,(1) 求双曲线的渐近线方程;(2) 若A、B分别为,上的动点,且,求线段AB中点M的轨迹方程。
略解:(1) 渐近线方程:。
(2) 设 , A,B 中点M
所以 中点M的轨迹方程 。
五、直接求定比分点中的的值
像这种求的题,我们可以直接通过定比分点定义计算得到 ,也可以用几何办法解决。
例如 (2004.5月黄冈市、荆州市联考)已知动点P到双曲线的两个焦点 F1 ,F2的距离之和为定值2a(),且的最小值为。 (1)求动点P的轨迹方程;
(2) 若已知点D(0,3),M、N在动点P的轨迹上,且,求实数的取值范围。
解:(1)点P的轨迹方程为
(2) 解法一: 设, ,
所以
而 所以 。
上面的解法,属于纯解析几何解法,其实,我们可以用几何办法很快解决。
如图:图一,是最大的时候,
图二 是最小的时候,
六、根据定比分点中的范围求最值或值域。
例如 已知 O、A、B三点的坐标分别为O(0,0)、A(3,0)、B(0,3),点P在线段 AB上,且 ,则的最大值为 ( )
A 3 B 6 C 9 D 12
解:设,
,所以答案选 C 。
这种题显然是利用的取值范围来求值简单。
七、比而不求,转化为向量平行来解决。
我们看这样一道题目,看似定比分点,仔细审题,这道题其实可以比而不求,转化为向量平行来解决。
例如 已知椭圆的弦PB过其中心O,点A是椭圆的右顶点,满足
。 (1) 求点P坐标;(2)若椭圆上有两点C、D(异于A、B) 且,问是否存在实数,使得?说明理由
这道题,很容易想到用定比分点把求出来,从而证明存在,仔细一看,题目并没有要我们求,因而我们可以智取,只需求证与共线即可。
解:(1)点P坐标(1,1)。
(2) 假设存在,使得,由 知,的平分线垂直于OA,则,。不妨设点P坐标(1,1),设直线PC为 y-1= k (x-1) 联立方程组
解得C
又直线PD为 y-1= -k (x-1) ,易得D为
所以 ,而 所以 CD∥AB
所以 存在,使得
当然,与定比分点的题型解法,多种多样,这里只简单提几种情况,有待进一步发掘和学习。
参考资料 1、《试吧 大考卷》辽宁大学出版社
2、《2006年全国各省市高考试卷汇编及详解》 中国少年儿童出版社
3、《全国著名重点中学高考调研模拟试卷(数学)》 吉林文史出版社
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