◇ 廣東 黃 惠
2020年高考剛剛結(jié)束,今年全國(guó)卷Ⅰ解析幾何大題中第(2)小題考查的主要內(nèi)容是直線與橢圓的位置關(guān)系中的直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題.直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題,同時(shí)也是常規(guī)問(wèn)題,具有一定的綜合性,主要考查考生在“動(dòng)”中找“靜”的能力,需要考生具有較強(qiáng)的邏輯推理、數(shù)形結(jié)合、化歸與轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)處理等能力.
直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題的主要求解思路:要證明直線恒過(guò)定點(diǎn),只需證明直線的方程是直線系的形式(含參數(shù)).根據(jù)題設(shè),這個(gè)參數(shù)可以是動(dòng)點(diǎn)的橫坐標(biāo),也可以是直線的斜率,所以?xún)煞N方法本質(zhì)上是一樣的,不同的是選擇直線方程的哪種形式問(wèn)題.
例(2020全國(guó)卷Ⅰ理科20題)已知A,B分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),G為E的上 頂 點(diǎn)為直線x=6上的動(dòng)點(diǎn),PA與E的另一交點(diǎn)為C,PB與E的另一交點(diǎn)為D.
(1)求E的方程;
(2)證明:直線CD過(guò)定點(diǎn).
(2)思路1我們會(huì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)P是主動(dòng)點(diǎn),C,D是點(diǎn)P的從動(dòng)點(diǎn),那么C,D的坐標(biāo)可以用點(diǎn)P的坐標(biāo)表示出來(lái).根據(jù)題意,點(diǎn)C,D分別是直線PA,PB與E的交點(diǎn),故聯(lián)立直線與曲線方程即可,這樣點(diǎn)C,D的坐標(biāo)就都跟某個(gè)參數(shù)有關(guān),即直線CD的點(diǎn)斜式方程只含一個(gè)參數(shù)(注意要考慮參數(shù)的值是否會(huì)使斜率不存在的情況出現(xiàn)),這樣就可以找出定點(diǎn).
解法1由(1)知A(-3,0),B(3,0),設(shè)P(6,t),C(x1,y1),D(x2,y2),則直線PA的方程為y=聯(lián)立方程得
思路2要想證明直線CD恒過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題,只需確定直線CD的直線系方程,為了減少參數(shù)個(gè)數(shù),可設(shè)直線CD的方程為y=kx+m(斜率不存在時(shí),單獨(dú)證明),通過(guò)題目已知條件找出k與m的關(guān)系.要找出k與m的關(guān)系就必須列出關(guān)于k,m的等式,通過(guò)分析可知等式來(lái)源于直線AC,BD相交于點(diǎn)P.
解法2當(dāng)直線CD斜率不存在時(shí),設(shè)直線CD:x=n,則由(1)知A(-3,0),B(3,0),設(shè)P(6,t),由kAC=kAP得

同理,由kDB=kPB得

當(dāng)直線CD斜率存在時(shí),設(shè)直線方程為y=kx+m,聯(lián)立方程

設(shè)C(x1,y1),D(x2,y2),則

直線AC的方程為把x=6代入同理,由直線BD得P(6,化簡(jiǎn)得

把③④代入⑤,得

把含有根號(hào)的放到等式的一邊,整理得

縱觀近幾年解析幾何大題,不難發(fā)現(xiàn),高考考查的知識(shí)點(diǎn)和能力點(diǎn)都沒(méi)有超出通性通法的范疇,由此引發(fā)如下三點(diǎn).
1)認(rèn)清解析幾何的本質(zhì)
要引導(dǎo)學(xué)生利用代數(shù)來(lái)研究幾何問(wèn)題,通過(guò)幾何圖形反映代數(shù)形式.要關(guān)注學(xué)生對(duì)幾何圖形的掌握情況,是否會(huì)用圖形語(yǔ)言來(lái)表達(dá)幾何問(wèn)題,同時(shí),要關(guān)注學(xué)生是否會(huì)用代數(shù)方法來(lái)研究幾何問(wèn)題.
有了總體框架之后,立足于學(xué)生是否會(huì)操作,有沒(méi)有掌握幾何問(wèn)題“解析化”的過(guò)程,從方程、數(shù)值、圖形中是否能找到幾何對(duì)象,分析其特征,找到代數(shù)的方法,通過(guò)代數(shù)結(jié)果,得出幾何結(jié)論.
2)重視基本問(wèn)題
圓錐曲線中最基本的兩個(gè)問(wèn)題,一是曲線的定義,二是曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的來(lái)源.其他問(wèn)題都是在這兩個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,所以一定要重視定義的形成過(guò)程和方程的推導(dǎo)過(guò)程,直線與圓錐曲線的位置關(guān)系中常見(jiàn)的模型主要有相交弦長(zhǎng)問(wèn)題、與弦長(zhǎng)有關(guān)的三角形和四邊形問(wèn)題、定點(diǎn)和定值問(wèn)題、與向量結(jié)合問(wèn)題等,這些都要有所積累,研究這些問(wèn)題中的共同特征,掌握基本的解決問(wèn)題的方法.
3)注重解題策略
解析幾何問(wèn)題考查難度屬于中上水平,涉及數(shù)形結(jié)合、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等能力,要得出最后結(jié)果對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)困難重重,所以平時(shí)要從這些方面入手:如何引入?yún)?shù),引入?yún)?shù)的原則是什么(盡量減少參數(shù)個(gè)數(shù),聯(lián)系所學(xué)的基本模型列出等式,簡(jiǎn)化運(yùn)算);如何設(shè)計(jì)運(yùn)算思路,即優(yōu)化解題過(guò)程,關(guān)注運(yùn)算的對(duì)象,識(shí)別題目所存在的模型有哪些(定點(diǎn)、定值、弦長(zhǎng)有關(guān)的最值、范圍問(wèn)題等);如何更接近最后的結(jié)果,代數(shù)方法的選擇(函數(shù)與方程思想、設(shè)而不求、根與系數(shù)的關(guān)系、判別式、整體消元等).雖然題目的問(wèn)法可能不同,但是掌握一定的策略之后就可以順利求解.
1)要在理解知識(shí)點(diǎn)本質(zhì)的前提下掌握有關(guān)考點(diǎn)
高考試題中,有直接考查知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單記憶的試題,但更多的是在對(duì)本質(zhì)理解的基礎(chǔ)上對(duì)知識(shí)應(yīng)用的考查.例如,“直線方程”部分,從宏觀的角度看,其本質(zhì)是兩種轉(zhuǎn)化,即“幾何問(wèn)題代數(shù)化”和“代數(shù)問(wèn)題幾何化”;從微觀角度看,直線方程的5種形式中,“點(diǎn)斜式”的本質(zhì)是“已知點(diǎn)和斜率就可以確定直線方程”和“已知直線方程的點(diǎn)斜式就可以確定直線的斜率和其經(jīng)過(guò)一點(diǎn)的坐標(biāo)”.
2)要注重“思路分析”的邏輯性
任何數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決都要注意兩點(diǎn),首先是思路的切入點(diǎn),比如本文試題中第(2)題的切入點(diǎn)非常重要;其次是在找到切入點(diǎn)后的分析過(guò)程中遇到思維受阻時(shí)如何突破的問(wèn)題.比如今年全國(guó)卷Ⅰ的導(dǎo)數(shù)應(yīng)用問(wèn)題,其切入點(diǎn)非常容易找到,即分離參數(shù),但分離后的函數(shù)求最值過(guò)程中,針對(duì)導(dǎo)函數(shù)的最值點(diǎn)判斷思維容易受阻,突破的方式就是通過(guò)不等式放縮將超越式轉(zhuǎn)化為代數(shù)式.
3)要注重“通性通法”
高考試題的解法大多數(shù)都在“通性通法”的范疇內(nèi),所以在備考中要注重“通性通法”,這樣不但可以避免“刷題”的勞累和備考的低效,還會(huì)產(chǎn)生“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的自信.
4)要關(guān)注“易錯(cuò)點(diǎn)”
高考考查的目標(biāo)中包括考查“思維的嚴(yán)謹(jǐn)性”,所以在備考中一定要關(guān)注每個(gè)知識(shí)體系或知識(shí)塊中的“易錯(cuò)點(diǎn)”.