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高考數學圓的方程解題技巧

教育 更新时间:2025-04-27 23:39:03

這是一道高考數學真題,與抛物線、圓與及圓的切線有關,題目還是比較燒腦的,既需要解題技巧,也要有挑戰複雜運算的精神。題目是這樣的:

抛物線C的頂點為坐标原點O,焦點在x軸上,直線l: x=1交C于P, Q兩點,且OP垂直于OQ,已知點M(2,0),且圓M與l相切.

(1)求C,圓M的方程;【第一小題都是送分題】

(2)設A1,A2,A3是C上的三個點,直線A1A2,A1A3均與圓M相切。判斷直線A2A3與圓M的位置關系,并說明理由。

解:(1)【有圖有真相,可以畫出草圖,幫助理解】

高考數學圓的方程解題技巧(證明這條直線與圓相切)1

依題意,圓M的半徑:r=2-1=1,圓M的方程為:(x-2)^2 y^2=1.

可設抛物線C的方程為:y^2=2px, 不妨設P(1, 根号(2p)), Q(1, -根号(2p)), 則

PQ=2根号(2p)=2,解得p=1/2, 所以抛物線的方程C為:y^2=x.

(2)【可以猜想,直線A2A3與圓M相切的,然後往相切去證明,結果不成立,則必有距離之間的大小關系,再判斷其它位置關系。】

設A1(y1^2,y1), A2(y2^2,y2), A2(y3^2,y3), 則 直線的解析式分别為:

x/(y1 y2)-y y1y2/(y1 y2)=0, x/(y1 y3)-y y1y3/(y1 y3)=0, x/(y2 y3)-y y2y3/(y2 y3)=0.

【看到這麼複雜的三個解析式,可能很多人就開始敲退堂鼓了。不過千萬不要放棄,繼續解下去,會有意外的驚喜的。判斷直線與圓的位置關系,無非判斷圓心到直線的距離與半徑的關系。首先由已知的相切關系,可知,】

點M到A1A2,以及A1A3的距離分别為:

|2 y1y2|/根号(1 (y1 y2)^2)=1, |2 y1y3|/根号(1 (y1 y3)^2)=1, 【對它們進行化簡,兩邊乘以分母後,再兩邊同時平方,去掉根号和絕對值符号】

化得:(y1^2-1)y2^2 2y1y2 3-y1^2=0, (y1^2-1)y3^2 2y1y3 3-y1^2=0,

【兩個等式非常相似,如果用y表示一式中的y2,和二式中的y3,就可以發現y2,y3是關于y的二次方程的兩個根。這一步非常巧妙。】

即(y1^2-1)y^2 2y1y 3-y1^2=0有兩個根y2和y3,

點M到A2A3的距離為:

|2 y2y3|/根号(1 (y2 y3)^2)=|2 (3-y12)/(y1^2-1)|/根号(1 (2y1/(y1^-1))^2)=1

所以A2A3也與圓M相切。

高考數學圓的方程解題技巧(證明這條直線與圓相切)2

通過複雜運算,得到簡單的結果,能不能給你帶來一種解壓的感覺呢?

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