安徽省阜陽市第三中學(xué) (236000) 凡勝富安徽省阜陽市潁泉小學(xué) (236000)
蔣 娟
多維剖析“探”思路,多重深挖“究”拓展
——對一道2017年圓錐曲線高考題的探究與拓展
安徽省阜陽市第三中學(xué) (236000) 凡勝富安徽省阜陽市潁泉小學(xué) (236000)
蔣 娟
(2017年全國新課標Ⅰ卷理10)已知F為拋物線C:y2=4x的交點,過F作兩條互相垂直的直線l1,l2,直線l1與C交于A、B兩點,直線l2與C交于D,E兩點,則|AB|+|DE|的最小值為( ).
A.16B.14C.12D.10
此題屬解析幾何中經(jīng)??疾榈臒狳c題型(最值問題),其解題的方法體現(xiàn)了解析幾何解決問題的通性通法,主要考查拋物線的定義,焦點弦以及基本不等式的應(yīng)用,意在考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及運算求解能力.
評注:考查最值問題時易想到用函數(shù)方法和基本不等式進行解決.故設(shè)出直線方程,聯(lián)立方程組,借助韋達定理來表示出弦長,使用基本不等式即可求出最小值.
圖1
評注:對于拋物線過焦點的弦長問題,應(yīng)聯(lián)想拋物線的定義,把到焦點的距離轉(zhuǎn)化到準線的距離,利用幾何圖形的特征進行求解.
評注:由于直線AB過焦點,所以可設(shè)AB參數(shù)式方程,為表示AB長度帶來簡便,把最值問題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)問題,再利用三角函數(shù)的有界性易求出最值.
進一步研究,筆者發(fā)現(xiàn)上述結(jié)論可以推導(dǎo)到圓錐曲線中:
由于雙曲線不封閉有兩條漸近線,所以直線與其有兩交點,對斜率有一定要求,所以這個結(jié)論有所不同,篇幅有限,這里不再證明.
由于圖形中AB⊥CD這一幾何特征,可繼續(xù)研究四邊形ACBD的面積.不難發(fā)現(xiàn):
上述結(jié)論也可以推導(dǎo)到圓錐曲線中去:
推論2 過拋物線E:y2=2px焦點F作兩條互相垂直的直線l1,l2,直線l1與E交于A,B兩點,直線l2與E交于C,D兩點,則四邊形ACBD面積的最小值為8p2,無最大值.
同樣,這個結(jié)論也可以繼續(xù)推導(dǎo)得出以下結(jié)果:
當(b2-a2k2)(b2k2-a2)<0時,則
圓錐曲線中有著許多完美的性質(zhì),當今一些高考題往往也以此為背景命制試題來考查學(xué)生的思維、運算能力,這就需要我們在平時的學(xué)習中,對問題多思考一點,對結(jié)論多探究和延伸一點,就會發(fā)現(xiàn)題目背后隱藏的知識本源,既培養(yǎng)了思維能力,又提升了解題效率,何樂而不為呢.
[1]吳海飛.橢圓中正交焦點弦相關(guān)性質(zhì)在高考中的應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊,2013(3).
[2]胡云浩.2015年全國新課標Ⅰ卷理科第20題的深度探究[J].中學(xué)數(shù)學(xué)(上),2015(10).
[3]徐永強.對一道圓錐曲線問題的探究與拓展[J].中學(xué)數(shù)學(xué),2016(9).