■許小如(指導教師:徐 揚)
作者單位:浙江省天臺中學2018級(14)班
由圓錐曲線上一個主動點而產生的相關問題的解決,都回避不了主動點的假設,如何設立這個主動點,這正是許多讀者感到困難的一點。
例題已知直線x-2y+2=0經過橢圓C:(a>b>0)的左頂點A和上頂點D,橢圓C的右頂點為B,S是橢圓C上位于x軸上方的動點,直線AS,BS與直線l:分別交于M,N兩點。
(Ⅰ)求橢圓C的方程。
(Ⅱ)求線段MN的長度的最小值。
解:(Ⅰ)橢圓C的方程為。
(Ⅱ)總體視角。若S點確定,則直線AS,BS,點M,N都也跟著確定。這需先找一個主動變量t,變化范圍是清楚的,使得(變量)表示為主變量t的函數,然后求的最小值。
視角1:參數設置法——換元法。由于圓錐曲線既有普通方程,又有參數方程,所以設定坐標時可以只含有一個參數,參數設置法應該是首選的方法。
解法1:設點S的坐標為(2cosθ,sinθ)(θ∈(0,π)),則直線AS的方程為y=,得M,所以。設即3tsinθ+6cosθ=10,由題意得10,即。
所以線段MN的長度的最小值為,對應的點S為。
視角2:一般坐標(x,y)設置法——直接設置法。圓錐曲線的普通方程有其“普通性”,則其應用一定有“廣泛性”。直接設置法的特點是設置(x,y)時簡單,應要充分注意這個主動點所在曲線的性質——x與y的制約關系。
解法2:設點S(x0,y0),,,且yM>0,yN<0,則。故,所以有,即。
視角3:在能決定點S的相近關系中設置方法——間接設置法。如果直線AS確定了,那么點S也就定了,這樣,有時也對產生點S的“源頭”進行設定。間接設置法的特點是運算量大,但思路自然,操作簡單。不過,有時在“源頭”中有多個“頭”,這樣就要選擇一個適當、合理、清晰的條件設置。但有時這些“頭”的地位是并列的,此時就要選其中的一個進行設置。
解法3:因為直線AS的斜率k顯然存在,且k>0,所以可設直線AS的方程為y=k(x+2),得。由得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0,它的一個根為-2。
設S(x1,y1),則得。又B(2,0),得kBS=。
總結:這里我們共同探索了常用的三種方法,其中解法3的思路最優,解法2的思路最巧,解法1的思路最自然。