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1、课本一道例题的探究-----------结合2012年高考题谈斜率的一些性质438600湖北省罗田县第一中学曾尧锋【摘要】本文通过课本圆锥曲线的例题结合历年高考题谈斜率的一些性质,探求高考试题的联系,认真研究高考试题,从而强化对课本的作用的,发掘其真正内涵,探索出一般性的结论.【关键词】课本例题高考斜率性质变式题课本是教学之本,考题之源。近几年的高考命题坚持贯彻高考试题“源于课本”的命题原则,一直都很注重强化课本的作用。其中许多题目都能在课本上找到影子,是课本上题目的变形和转化,因此课本典型例题,习题值得师生关注与思考。
2、人教版教材选修2-1有这样一道例题(第41页例3)设点,的坐标分别为(-5,0),(5,0),直线,相交于点,且它们的斜率之积是,求点的轨迹方程.这是一道很具有典型性和代表性的题,是我们探究圆锥曲线斜率的一个很好的素材,同时也是近年高考命题者亲睐的内容之一。我们知道点M的轨迹为焦点在x轴上的椭圆,该题可变形为:设点,是椭圆长轴的端点,点在椭圆上,求直线,的斜率之积.在求斜率之积的过程中发现可以将其拓展到一般的椭圆:探究一若椭圆上任意一的点P(不是长轴的端点)与长轴的两个端点的连线斜率分别为与,则椭圆的离心率满足:。推广更
3、一般结论:定理一:有心圆锥曲线(圆、椭圆、双曲线都有对称中心,统称为有心圆锥曲线上任一点与任一直径两端点分别连线,其斜率之积为常数.例1设A,B是椭圆(a>b>0)上关于原点对称的两点,P为椭圆上异于A,B的点,直线PA与PB的斜率分别记为,,离心率为e,则.证明:设A(,),P(,),则B(-,-)A,P都在椭圆上,故,两式相减变形得:,而故.显然探究一为定理一的特殊情况,例一只证明了曲线为焦点在轴上的情况。利用探究的结论可以比较方便的解决这道高考题:例2(2012年湖北高考)设是单位圆上的任意一点,是过点与轴垂直的直
4、线,是直线与轴的交点,点在直线上,且满足.当点在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线.(Ⅰ)求曲线的方程,判断曲线为何种圆锥曲线,并求其焦点坐标;HyyyA(Ⅱ)过原点且斜率为的直线交曲线于,两点,其中在第一象限,它在轴上的射影为点,直线交曲线于另一点.是否存在,使得对任意的,都有?若存在,求的值;若不存在,请说明理由。MODx图1图2(01)(邮编438600)解析:(Ⅰ)略(Ⅱ)标准答案利用例一的结论可简写为:如图2,设,,则,记直线斜率分别为易知,,而由上述结论知,故,从而得到本题第一问源于教材选修2
5、-1第41页例2的背景,考察了轨迹的求法,又体现了圆与椭圆的联系,紧扣教材;同时又考察了分类讨论的思想,延续了2011年湖北解析几何题的风格。第二问突显几何味,利用斜率之间的关系及点差法极大的简化运算。由此可以看到,2012年湖北理科高考解析几何题有如下特点:一突出贴近教材,彰显数学文化本题取材于数学2-1第41页例2例3和的背景等,同时试题的表达方式与语言叙述尽可能与教材保持统一。这种做法可以为中学数学教学实施素质教育创造宽松的环境,为高考复习提供“依纲靠本”的导向;二与斜率有关的定值问题是解析几何的“几何味”体现之一
6、,也是高考命题热点,且常考常新;三本题源于2011江苏高考18题,与它有异曲同工之妙。(变式题)(2011年江苏第18题)如图,在平面直角坐标系中,M、N分别是椭圆的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P、A两点,其中P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为kO(1)(2)略(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB.解析:记直线斜率分别为,易知,故,所以⊥.实际上,这两道题本质上都是一样的,可见各省高考试题之间也有紧密的联系,并且运用上述性质能大大简化运算.高考试题是各类试题的精华
7、,它与以后的高考命题有着必然的延续性,认真研究高考试题,发掘其真正内涵,探索出一般性的结论,并用于解题中,不仅可以大大简化运算,还可以为我们备考指出明确的方向.探究二圆的很多优美性质可以类比推广到有心圆锥曲线中,如圆的“垂径定理”的逆定理:圆的平分弦(不是直径)的直径垂直于弦.类比推广到有心圆锥曲线:定理:“已知直线与曲线:交于两点,的中点为,若直线和(为坐标原点)的斜率都存在,则”,这个性质称为有心圆锥曲线的“垂径定理”.证明设相减得注意到有将上述性质的条件作改变,仍然可以得到与有关的性质:探究三:已知()是曲线:上的
8、一点,过作斜率互为相反数的两条直线,分别交曲线于两点,则直线的斜率为定值.例3己知斜率为1的直线l与双曲线C:相交于B、D两点,且BD的中点为,求C的离心率.解析:设由两式相减,并整理得中点弦关系式即故所以C的离心率若用上述结论,直接可得出,即,解得.通过对一道课本例题的探究,我们深深体会到:在近几年的高考试题中,对