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活用三角妙解解析几何题

日期:2007-04-13 09:55     点击:

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三角作为解决数学问题的一种工具,解析几何中椭圆 的参数方程 (其中 为参数)就是以角为参数,借助三角这一桥梁建立关系的,可以用来解决某些综合问题,比如利用三角关系消参求定值或求相关点的轨迹、借助三角中的有界性求最值或确定某参数的取值范围等。

1.活用三角求定值

例1.(2005年全国卷Ⅰ)已知椭圆的中心为坐标原点O,焦点在 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F的直线交椭圆于A、B两点, 与 共线。

(Ⅰ)求椭圆的离心率;

(Ⅱ)设M为椭圆上任意一点,且 ,证明 为定值。

解:(Ⅰ)设椭圆方程为: ,右焦点 , 。

设A 、B , , ,

而过椭圆右焦点F的直线AB的斜率为1,

则 (点OAB不共线);且 ①,

于是 ②,

即 ③。

又由 与 共线得

④,

即 , ⑤。于是由③⑤得

,即 , ,则 。

(Ⅱ)由①④得 , ,

平方相加并化简得 ⑥。

此时椭圆方程为: , 则A 、B ,

可设 ,由

得 ,

平方相加得 ⑦。

由⑥⑦得 。故 为定值,定值为1。

2.活用三角求轨迹和最值

例2.(2004年高考辽宁卷)设椭圆方程为 ,过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B,O是坐标原点,点P满足 ,点N的坐标为 ,当l绕点M旋转时,求:(Ⅰ)动点P的轨迹方程;(Ⅱ) 的最小值与最大值.

解:(Ⅰ)设点P ,A ,B , ,

(1)若 , 时, ,

由 得 ,则 ,

即 ,则 ①;

而过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B, ,

,则 ,即 ,

于是 ,

则 ②;

由①②消参 得 ③;

(2)若 , 时,通过验证可知此时点P的坐标也满足方程③。

故由(1)、(2)可知所求动点P的轨迹方程为 ,即 。

(Ⅱ)点P为轨迹 上的任一点,可设点P ,



,由 知

当 时, 取得最大值,最大值为 ;

当 时, 取得最小值,最小值为 。

3.活用三角确定参数取值

例3.已知平面上的一定点 和一定直线 ,点P为该平面上一动点,作 。

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