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九头鸟解评——
湖北卷理科数学(10)
【前言】 解析几何年年都有一个大题出现,今年是椭圆,看起来是一道常规题,但对运算
能力的要求非常高,尤其是第(Ⅱ)问,可用多种方法来解它,无论解法如何,恐怕都难逃准确计算这一关.
x2y2
【考题20】 设A、B分别为椭圆221(a,b0)的左、右顶点,椭圆长半轴的长等...
ab
于焦距,且x=4为它的右准线.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设P为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线AP、BP分别与椭圆相交于异于A、B的点M、N,证明点B在以MN为直径的圆内. (此题不要求在答题卡上画图)
【分析1】 题目虽然不要求画图,但我们在做题时, 是要做到心中有图的,不妨把它画出来.如图(1).
【解答1】 (Ⅰ)依题意得
a2c,
a2,2
解得从而b3, a4,c1.c
故椭圆方程为
xy1. 43
22
图(1)
【分析2】 由平面几何知识,直径所对的圆周角为90°,
如图(2),即∠MQ1N=90°,那么圆内的点Q与直径的连线 所组成的角∠MQN>90°,而圆外的点Q2与直径MN的连线 所成的角MQ2N所成的∠MQ2N<90°.
【解答2】 (Ⅱ)由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0).设M(x0,y0). ∵M点在椭圆上, ∴y0
2
32(4x0). ① 4
又M点异于顶点A、B,∴-20<2. 由P、A、M三点共线可得P(4,
图(2)
6y0
).
x02
从而BM=(x0-2,y0),BP(2,
6y0
). x02
26y022
BP2x04(x043y0) ② ∴BM·
x02x02
BP将①式代入②式化简得BM·
5
(2x0). 2
∵2-x0>0,∴BM·BP>0.于是∠MBP为锐角,从而∠MBN为钝角,故点B在以MN为直径的圆内.
【分析3】 在解答2的思想方法启发下,不用向量工具,情况如何呢?
【解答3】由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0). 设P(4,λ)(λ≠0),M(x1,y1),N(x2,y2). 则直线AP的方程为y=
(x+2),直线BP的方程为y=(x-2). 62
∵点M、N分别在直线AP、BP上,
2
∴y1=(x1+2),y2=(x2-2),从而y1y2=(x1+2)(x2+2) ③
6212
y(x2),6联立 消去y得(27+λ2)x2+4λ2x+4(λ2-27)=0.
22
xy1.34
∵x1,-2是方程的两根,∴(-2)·x1=
4(227)27
2
,即x1
2(272)27
2
④
又BM··(x2-2,y2)=(x1-2)(x2-2)+y1y2 ⑤ BN=(x1-2,y1)于是由③、④式代入⑤式化简可得BM·BN∵N点在椭圆上,且异于顶点A、B, ∴x2-2<0,又∵λ≠0,∴
5227
2
(x2-2).
5227
2
>0,从而BM·BN<0
故∠MBN为钝角,即点B在以MN为直径的圆内.
【分析4】 设而不求是解析几何常用的方法,本题也不例外,运用“点到圆心的距离小于半径,则点在圆内”判断.
【解答4】由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0).设M(x1,y1),N (x2,y2). 则-21<2,-22<2.
xx2y1y2
又MN的中点Q的坐标为1,,
2
2
11xx2yy222
2,1∴|BQ|2-|MN|2=1(x1x2)(y1y2).
4422
化简得|BQ|2-2
2
1
|MN|2=(x1-2)(x2-2)+y1y2 ⑥ 4
直线AP的方程为y=
y1y2
(x2),直线BP的方程为y=(x2). x12x22
∵点P在准线x=4上, ∴
6y12y23(x22)y1
⑦ ,即y2
x12x22x12
22
x1y1322
又∵M点在椭圆上,∴1,即y1(4x1) ⑧
434
于是将⑦、⑧式代入化简可得|BQ|2-
15
|MN|2=(2-x1)(x2-2)<0. 44
从而B在以MN为直径的圆内.
【点评】 本题的考点常规,但所用的思想方法不一定常见. 第(Ⅰ)问一般考生都能得分,可第(Ⅱ)问就是有区分度了.解法1用的是向量的方法,简单易懂,但不容易想到;解法2与解法1是一样的思想,只是少了向量这一工具,计算复杂了一些;解法3可能是大众考生的想法,用此法,对计算能力的要求很高.
作为“压轴题”的第20题,设计上应该有这样的梯度,否则就难以得到相应的区分度.
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