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主题:解题思路论文写作 时间:2024-01-19

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在处理解几问题时,若多从运动的角度来思考,不仅可以拓宽思维,而且还由于揭示了问题的本质,从而达到事半功倍的效果,下面仅以几个例子来说明.

例1在椭圆中,F1,F2为椭圆的两焦点,P为椭圆上一点,若∠F1PF2等于60°,则椭圆的离心率的取值范围为 .

解法1在焦点三角形△PF1F2中,由余弦定理可得F1F22等于PF21+PF22- F1·PF2cos∠F1PF2,则F1F22等于(PF1+PF2)2- F1·PF2,即4c2等于4a2- F1·PF2,所以PF1·PF2等于4(a2-c2)3.又因为PF1+PF2等于2a,所以PF1·PF2等于4(a2-c2)3≤(PF1+PF22)2等于a2,即a2≤4c2,所以e2≥14,则12≤e<1.

解法2由于在椭圆中,点P在椭圆周上运动时,焦点三角形的顶角∠F1PF2也在不断变化,而且变化时先增大然后减小,当点P为短轴顶点时最大.因为∠F1PF2等于60°,所以∠F1BF2≥60°,则∠F1BO≥30°,即sin∠F1BO等于ca≥12,故12≤e<1.

点拨解法1运用了余弦定理结合了基本不等式来建立关于e的不等式,从而求出离心率的取值范围;解法2巧妙地利用了焦点三角形中顶角的变化规律,这样就大大简化了解题过程.

类题(2009年福建理科第18题改编)如图,在三角形△MNP中,MP等于5,∠NMP等于120°,求MN+NP的最小值.

解析由于MN长和∠NMP确定,从运动的观点看,顶点N应在以MN为弦且圆周角为120°的圆弧MP上运动,则由圆的几何性质可知,当顶点N位于MP的中点N′时,MN+NP最小,此时,MN等于PN等于533,则MN+NP的最小值为1033.

例2(2009年江苏第18题改编)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1∶(x+3)2+(y-1)等于4和圆C2∶(x-4)2+(y-5)2等于4,设P为平面上的点,满足:存在过点P的无穷多对互相垂直的直线l1和l2,它们分别和圆C1和圆C2相交,且直线l1被圆C1截得的弦长和直线l2被圆C2截得的弦长相等,试求所有满足条件的点P的坐标.

解析由于直线l1和l2绕点P旋转,而且两圆全等,则点P一定在线段C1C2的垂直平分线上,当l1和l2分别经过两圆圆心C1,C2时,△PC1C2为等腰直角三角形,利用几何关系计算可得点P坐标为(-32,132)或(52,-12).

点拨充分利用圆的几何性质,有意识地在解析几何中运用平面几何的知识,体现数形结合的思想,往往起到事半功倍的效果.

例3(2008年江苏第14题)满足条件AB等于2,AC等于2BC的三角形ABC的面积的最大值 .

解析实际上顶点C运动时是有规律的.(若一动点到两个定点的距离之比为常数(不等于1),则这个动点的轨迹是圆,这个圆称之为“阿波罗尼斯圆”,这个结论称之为“阿波罗尼斯轨迹”),因此可利用顶点C运动的轨迹寻求三角形的高的变化规律.

解以直线AB为x轴,边AB中点O为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系,由题设可设A(-1,0),B(1,0),设C(x,y),则由AC等于2BC可得,(x+1)2+y2等于2[(x-1)2+y2],整理得顶点C所在圆方程为(x-3)2+y2等于8,可知AB边上高的最大值为22,故S△ABC的最大值为22.

例4(2009年南通)已知椭圆C∶y2a2+x2b2等于1(a>b>0)的离心率为63,过右顶点A的直线l和椭圆C相交于A、B两点,且B(-1,-3).

(1)求椭圆C和直线l的方程;

(2)记曲线C在直线l下方的部分和线段AB所围成的平面区域(含边界)为D.若曲线x2-2mx+y2+4y+m2-4等于0和D有公共点,试求实数m的最小值.

解析(1)所求椭圆方程为y212+x24等于1,直线l的方程为y等于x-2.(过程略)

(2)曲线x2-2mx+y2+4y+m2-4等于0可整理为圆(x-m)2+(y+2)2等于8,其圆心坐标为G(m,-2),半径r等于22,表示圆心在直线y等于-2上,半径为22的动圆.

由于要求实数m的最小值,由图可知,只须考虑m<0的情形.

设⊙G和直线l相切于点T,则由|a+2-2|2等于22,得m等于±4.当m等于-4时,过点G(-4,-2)和直线l垂直的直线l′的方程为x+y+6等于0,解方程组x+y+6等于0,

x-y-2等于0,得T(-2,-4).

因为区域D内的点的横坐标的最小值和最大值分别为-1,2,所以切点TD,由图可知当⊙G过点B时,m取得最小值,即(-1-m)2+(-3+2)2等于8,解得mmin等于-7-1.

点拨本题第(2)问难点在于平面区域D内点的特点不易把握,如果转化为线性规划问题,则运算量较大,如能抓住动圆运动的特点,利用数形结合的思想便能灵活解题.

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