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從“用直線的參數(shù)方程處理解析幾何線段長度問題”說開去(含調(diào)和分割、極點(diǎn)極線等問題)
你的答案 阿冗 - 你的答案

(一)

下面是兩道解析幾何題目,它們都和線段的長度有關(guān),其中第一道看起來較為簡單:

命題人提供的解答是:

      這個解答顯得十分的自然,因為按照題目條件,先得到點(diǎn)A的坐標(biāo)A(-3,0),利用面積相等,得到點(diǎn)P是線段AQ的中點(diǎn),于是,只要設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo)P(x,y),利用中點(diǎn)性質(zhì)就可以表示出點(diǎn)Q的坐標(biāo)Q(2x+3,2y),于是利用 點(diǎn)P(x,y)和 點(diǎn)Q(2x+3,2y)均在圓C:x^2+y^2=4上,聯(lián)立便可解得點(diǎn)P的坐標(biāo),再代入直線l的方程就可得m的值。

      但是,還有沒有其它的方法呢?回答是肯定的!下面給出兩種另解:

另解一(直線的參數(shù)方程):

    點(diǎn)評:直線的參數(shù)方程,學(xué)生們大多在做第22題【選修 4?4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程】的時候才想得起來用,其實在解析幾何的領(lǐng)域里大有它的用武之地!

另解二(圓的割線定理):

       點(diǎn)評1:圓的題目通常可以考慮用初中的平面幾何方法來解決它!本題就是用了圓的割線定理和垂徑定理,這樣就簡潔的解決了本題!

       點(diǎn)評2:其實,從上述使用直線的參數(shù)方程的韋達(dá)定理中,也可以看出圓的割線定理的在解析幾何的表達(dá);反過來,使用直線的參數(shù)方程可以證明圓的割線定理! 從這兩種另解中,你看出了它們的聯(lián)系了嗎?

類題演練(感覺文首題目1就是下述常見題目的改編):


   點(diǎn)評:這種關(guān)于中點(diǎn)問題的題目,可以考慮表示點(diǎn)后,代入曲線方程,這種“表示點(diǎn)代入”方法在解析幾何中較為常見,請讀者仔細(xì)體會,例如:

(二)

      如果說題目1是和圓結(jié)合,顯得較為簡單的話,那么看一看下這道和拋物線結(jié)合的題目:

下面是命題人提供的參考答案:

、  點(diǎn)評:如果熟悉調(diào)和點(diǎn)列的性質(zhì)與極點(diǎn)和極線理論的同學(xué),那么這道題是較簡單的,易得點(diǎn)M的軌跡是點(diǎn)P的極線(其方程為x=1)在拋物線內(nèi)的部分,但不包括與x軸的交點(diǎn),以及不包括與拋物線的上下兩個交點(diǎn)。

      但是,將這道填空題改為解答題的話,上面的參考答案不失為一種好的方法。上面的參考答案的方法,是將與長度有關(guān)的的乘積式變?yōu)楸壤剑捎枚ū确贮c(diǎn)公式),然后將比例式轉(zhuǎn)化為與點(diǎn)A、M、B的縱坐標(biāo)有關(guān)的式子(方法是可將題目的每條線段都投影到x軸上,或者用向量坐標(biāo)亦可得到),從而解得點(diǎn)M的縱坐標(biāo)(這個點(diǎn)M的縱坐標(biāo)y與y1和y2成調(diào)和分割的形式,即y1、y、y2的倒數(shù)成等差數(shù)列,實際上這是調(diào)和點(diǎn)列的兩大等價形式之一,由此看來了解一些平面幾何知識是相當(dāng)?shù)闹匾剑∑矫鎺缀沃R的和解析幾何運(yùn)算出的結(jié)果完美匹配?。?/p>

     如果改用直線的參數(shù)方程亦可得到如下完美結(jié)果,請看解析:

值得說的是,題目的條件等價于下面的t1、t0、t2的倒數(shù)成等差數(shù)列:

類題演練

    點(diǎn)評:根據(jù)極點(diǎn)極線的理論可得點(diǎn)Q的軌跡方程為2x+y-2=0(在橢圓內(nèi)的一部分)

(三)

下面是一道拋物線試題:

命題人提供的解答是:

      點(diǎn)評:上面的倒數(shù)和等于2,即為(QO/QM)+(QO/QN)=2,亦即(1/QM)+(1/QN)=2/QO,這不是可以看成調(diào)和分割么?

下面是昵稱為“黃藥師”的網(wǎng)友的看法也印證了我的猜想:

        “這道題直接給出點(diǎn)P、Q的坐標(biāo),相當(dāng)于隱藏了QP是拋物線切線這個信息”,

       “設(shè)OP交AB于T,QO,QP都是拋物線的切線,所以AB被T,Q調(diào)和分割。PA,PB;PT,PQ是調(diào)和線束,它們與x軸的交點(diǎn)M,N;O,Q是調(diào)和點(diǎn)列,1/QM+1/QN=2/QO.”

PS:這道題的圖還真難畫,這么多線段扎堆在點(diǎn)Q處!

(四)

      無獨(dú)有偶,11年安徽又出了一道拋物線試題:

題目和解答見:https://wenku.baidu.com/view/7005ade10066f5335b8121ae.html

     注:昵稱為“黃藥師”的網(wǎng)友的作圖和點(diǎn)評如下:

       “AB直線上任選一點(diǎn)Q作平行于對稱軸的平行線交拋物線于M,交A處切線于P1,則Q分割BA的比等于M分割QP1的比。
將A,B互換,那么切線就會換成B處切線,同理有,Q分割A(yù)B的比等于M分割QP2的比”,


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