减少解析几何运算量的若干方法
在解决有些解析几何问题时,如果方法选择不当,往往导致计算量过大,如果不具备较高的解几运算能力,就不易得到正确的运算结果。那么如何正确地选择方法,减少解析几何题的计算量呢?下面介绍几种减少计算量的常用方法。
一、回归定义,以简驭繁圆锥曲线的许多性质是由定义派生出来的。解题时,应善于运用圆锥曲线的定义,以数形结合的思想为指导,把定量的分析有机结合起来,则可使解题计算量大为简化,使解题构筑在较高的水平上。
例1、在面积为1的ΔPMN中,tg∠PMN1tg∠MNP2建立适当的坐标系,求2
以M、N为焦点且过点P的椭圆方程93年高考题分析:在该题的题设条件中,其实是给出了ΔPMN的两内角的大小及它的面积。因此我们
应考虑如何应用平几知识和椭圆定义将问题解决。
解:建立如图1所示的坐标系,设所求的椭圆方程为x2y21,则由椭圆定义有a2b2
2aPMPN,2cMN,过点P向x轴作垂线,垂足为A,
tg∠MNP2,tg∠PNA2。由平面几何知识有
PA
MA
12
PA
2
AN
12
MN
PA
1
AM
AN
MN
PA2MN
333
PM
2
153
AM
433
AN
33
PN
153
2aPMPN15a15a215,2cMN3,c3,
2
4
2
b2a2c23。
所求的椭圆方程为4x2y21153
说明:在上述解题过程中,PNPM是所求椭圆的长轴长,它是减轻本题运算量的关键。
例2、长度为a的线段AB的两端点在抛物线x22pya≥2p0上运动,以AB的中点C为
圆心作圆和抛物线的准线相切,求圆的最小半径(85年湖北省六市高考预选题)。分析这里其实就是要求定长弦AB的中点C到准线的最小距离。由于AB中点到准线的距
离等于AB两端点到准线的距离的算术平均值,所以问题就进一步转化为求A、B两点到准线距
1
f离之和的最小值。由抛物线的定义知:A、B两点到准线的距离分别等于它们到焦点的距离,所
以当线段A、B过焦点时,A、B两点到焦点的距离之和取得最小值a,这时A、B两点到准线
的距离之和也取得最小值a,所以点C到准线的距离取得最小值a。2
解:如图2,过弦AB的两端分别作准线的垂线,垂足为G、H又设圆C与抛物线的准线切于D设抛物线的焦点F连
CD、AF、BF。由抛物线的定义,AGAF,且BHBF
CD1AGBH1AFBF≥1AB1a。上
2
2
2
2
式中的r