1 試題呈現
例1 已知 A(0,3) 和 為橢圓 C
上兩點.
(1)求橢圓 C 的離心率;
(2)若過 P 的直線 ξl 交 C 于另一點 B ,且△ABP的面積為9,求 ξl 的方程.
分析本題第(1)問考查的是橢圓基本量的運算,屬于基礎題.第(2)問考查的是直線與橢圓的位置關系,屬于中難題.本文對第(2)問進行探究.
2 教學過程
2.1 探究基本方法
問題1處理解析幾何問題的基本思路:設直線、設點.本題能否用設直線的方法來求解呢?
教師引導學生設直線求解時,需要對直線斜率是否存在進行討論,得到解法1.
解法1(設直線) ① 當直線 ξl 斜率不存在時,直
線 l:x=3. 此時 (204號
,,不合題意.② 當直線 ξl 斜率存在時,設直線 l:y=k(x-3)+
(20聯立方程
得: (4k2+3)x2-(24k2-12k)x+36k2-36k-27 =0 ,根據韋達定理得:
即
由弦長公式得
設 A 到直線 ξl 的距離為 d ,即
則
,得到
或
求
所以直線 ξl 的方程為:
2.2 發現問題
學生表示解法1計算量大,容易出錯.
問題2 解法1從哪步開始計算變難了?
學生反映直線方程與橢圓方程聯立比較容易出錯.
追問 針對本題,能否轉化直線,從而在解題過程中減少計算量?
學生發現點 A 橫坐標為0,過點 A 的直線方程簡單,通過表示 AB 直線方程來解決本題,計算量會減小.
解法2(設直線)由于直線 AB 的斜率一定不為0,設直線 AB:x=t(y-3) , B(x1,y1) ,
直線 AB 與橢圓 C 聯立得 (3t2+4)y2-18t2y+ 27t2-36=0 ,
根據韋達定理得: H
代人直線 AB 得
此時|AB|=
設 P 到 AB 的距離為 d ,即
得 t=0 或 中
當 t=0 時, B(0,-3) ,
當 時,
所以直線 ξl 的方程為: 2x-3或y
2.3 深入研究
解法2與解法1的解題思路相似,解法2的運算量有所減少.筆者引導學生思考是否有計算量更小的方法.經過思考,個別學生想通過平移橢圓的方法來解決本題,得到解法3.
解法3(平移橢圓) 橢圓 c ,將點
P ,點 A ,點 B 向左平移3個單位、向下平移 個單
位后得到橢圓 C′
① 當直線 P′B′ 斜率不存在時,直線 P′B′:x=0
此時 B′(0,-3) , ∣P′B′∣=3 此時S△A'B'P' 不合題意.② 當直線 P′B′ 斜率存在時,設直線 P′B′:y=
kx ,與橢圓 C′ 聯立方程得 (4k2+3)x2+(12k+
18)x=0 , (204號根據韋達定理得中易得
此時|P'B'|=
設點 A′ 到 P′B′ 的距離為 d ,即
得到 或
A
即直線 或
直線 ξl 的方程為: 或
2.4 另尋他法
問題3 我們是否可以嘗試設點的方法來解決問題?學生發現通過設點 B 能夠解決本題,并且運算量小,得到解法4.
解法4(設點法) 直線 PA:x+2y-6=0 ,(20 ,設 B 到 PA 的距離為 d ,
即
,設 B(x0,y0) ,則
則 x?0+2y?0+6=0 或 x?0+2y?0-18=0( 點 B 不在橢圓上,舍).發現 x+2y+6=0 與直線 PA 關于(0,0)對稱.直線PA與橢圓 c 的交點為 A(0,3) 和
則點 B(0,-3) 或
所以直線 ξl 的方程為:
或
由于點 B 為橢圓上一點,可以利用三角換元得到點 B 的坐標來求直線 ξl 的方程,可以減少運算量,此種方法類比解法4,這里不再贅述.
3結語
學生在解決圓錐曲線問題中,經常會遇到過程太復雜、計算量大,無法完成的情況,本節課充分尊重學生的解法,適當點撥,帶領學生完成解題,并引導學生對解法進行優化.教師采用一題多解的教學模式,以學生為主體,循循善誘,拓寬了學生視野,
參考文獻:
[1]項海圓,黃永明.巧用齊次化方法解圓錐曲線問題[J].中學數學教學參考(上旬),2021(3):40-42.