高中數學大題解題步驟復雜,要求對題目中的已知條件進行梳理,精準運用所學數學課程知識,得出正確的解題答案[1-2].本文講解一道典型的圓錐曲線題目,展示解題的整個過程.對該題目進行一題多解,用不同的方法進行解題探索,對圓錐曲線相關習題的解答具有一定的參考價值.
例題 已知動點 M 與兩個定點 O(0,0) ,A(3,0)的距離的比為 ,動點M的軌跡為曲線C.
(1)求解 c 的軌跡方程,并說明其形狀;
(2)若過直線 x=3 上的動點 P(3,p)(p≠0) 分別作 c 的兩條切線 PQ,PR(Q,R 為切點), N 為弦 QR 的中點,直線 3x+4y=6 分別與 x 軸 ??y 軸交于點 E,F ,求解 ΔNEF 的面積 s 的取值范圍.
解(1)設 M(x,y) ,由 得
(2 中化簡有 x2+y2+2x-3=0 0即 (x+1)2+y2=4. 因此,曲線 c 是以 (-1,0) 為圓心,半徑為2的圓.(2)求 Q,R 均滿足的同一直線方程即切點弦方程,設 D(-1,0),Q(x1,y1),R(x2,y2). 結合 DQ⊥PQ ,得出 Q 處的切線上任一點T(x,y) 滿足
(如圖1),
得出切線 PQ 方程是:(x-x1)(x1+1)+(y-y1)(y1-0)=0.
整理,有 (x1+1)x+y1y-x12-y12-x1=0. 結合 x12+y12+2x1-3=0 ,得 (x1+1)x+y1y+x1-3=0. 同理,得 R 處的切線 PR 方程:(x2+1)x+y2y+x2-3=0. 同時 P(3,P) 既在切線 PQ 上,又在切線
PR 上,因此,得出: 整理即:
可見 Q(x1,y1),R(x2,y2) 均滿足直線 4x+
py=0 的方程.而兩點確定一條直線,因此切點弦 QR 所在直
線的方程為 4x+py=0 得出QR恒過坐標原點 O(0,0) ·結合 消去 x 整理得 (16+p2)y2-8py-48=0 又 Q(x1,y1),R(x2,y2) ,
所以點N的縱坐標y=y+y2
1因為 ?≠0 ,顯然 yN≠0 ,得出點 N 與點 D(-1,0),O(0,0) 均不重合.(或者結合對稱性可知, QR 的中點 N 點在 x 軸上,當且僅當點 P 在 x 軸上,因為 ?≠0 ,點 P 不在x 軸上,則點 N 也不在 x 軸上,所以點 N 與 D,O 均不重合.)
結合 N 為弦 QR 的中點,同時 D(-1,0) 為圓心.
并結合圓的性質,得出DN」 QR ,即DN ⊥ ON ,如圖2.
因此點 N 在以 OD 為直徑的圓上,圓心為 ,半徑
得出直線 3x+4y=6 分別與 x 軸、 .y 軸交于點E,F ,
因此,有 E(2,0) ?
圓心 到直線 3x+4y-6=0 距離
設 ΔNEF 的邊 EF 上的高為 h ,則點 N 到直線 3x+4y=6 的距離 h 的最小值為
點 N 到直線 3x+4y=6 的距離 h 的最大值為 (如圖3).
則S的最小值Smin 0
最大值 :
因此, ΔNEF 的面積 s 的取值范圍是
結語
通過以上步驟,解答出了這道圓錐曲線的大題,復習了橢圓的基本性質與相關計算方法.以上解題過程有助于學生加深對圓錐曲線概念的理解,提高解決實際問題的能力.因此,在高中數學解題過程中,應把握題干中的相關要求,理順解題思路,提升解題效率[3].
參考文獻:
[1]周祝光.深度體驗視域下高中數學探究式課堂教學評價維度探析[J].中國教育學刊 ?2021(S2):77-82
[2]張友明,羅超良.高中數學課程思政教學效果評價指標體系構建[J].中國教育技術裝備 ,2024(9):70-72+78
[3]李現勇.在數學知識的應用中提升學生的數學建模素養—以“生活中的三角函數”數學建模課為例[J.數學建模及其應用,2022,11(4):101—106.