大家好!本文和大家分享一道1983年高考数学真题。这是当年高考理科数学试卷的第七道大题(共九道大题),分值16分,考查的是椭圆的标准方程、椭圆的简单几何性质以及直线与椭圆的位置关系等。不少学生看了题目都感觉头疼,找不到解题思路,本文和大家分享3种常见的解法。
先求出椭圆的标准方程,在用弦长公式求出|MN|的值。
以椭圆的中心即A1A2的中点为原点,以F1F2所在直线为x轴建立平面直角坐标系,设椭圆的标准方程为:(x/a)^2+(y/b)^2=1。由|A1A2|=6可得,a=3;由|F1F2|=4√2可得:c=2√2,所以b=1,即椭圆的标准方程为x^2/9+y^2=1,短轴长为2。
接下来用弦长公式求|MN|的值。需要注意的是要讨论直线MN的斜率是否存在。
当α=π/2即直线斜率不存在时,|MN|就是椭圆的通径,所以|MN|=2/3≠2。
当α≠π/2即直线斜率存在时,可设直线MN的方程为:y=k(x+2√2),其中k=tanα。然后联立椭圆方程和直线方程,消去y得到关于x的一元二次方程,然后用弦长公式和韦达定理求解即可。
按照解法一建立平面直角坐标系并求出椭圆的方程和短轴长,然后设直线MN的参数方程为x=-2√2+tcosα,y=tsinα,其中t为参数。将直线MN的参数方程代入椭圆方程,整理就可以得到一个关于t的一元二次方程。
如果t1、t2为方程的两个根,那么根据直线参数方程中参数的几何意义可知:|F1M|=t1,|F2M|=-t2,所以|MN|=|t1-t2|,然后用韦达定理求解。具体过程见下图。
另外,用α的三角函数表示出|MN|后,除了上面的方法,还可以用齐次式求解。即在分子上乘以(sinx)^2+(cosx)^2,这样分子分母都成了二次,然后分子分母同时除以(cosx)^2,就可以得到|MN|=[6+6(tanα)^2]/[1+9(tanα)^2]=2,解出tanα,再求出α的值即可。
设|F1M|=a,则|F2M|=6-a。在△MF1F2中,由余弦定理得:(6-a)^2=a^2+(4√2)^2-8√2cosα,从而得到|F1M|=1/(3-2√2cosα)。同理,在△NF1F2中,可以得到|F1N|=1/(3+2√2cosα),所以|MN|=|F1M|+|F1N|=6/[9-8(cosα)^2]=2。先解出cosα的值,再求出α的值。
这道题实际上难度并不算太大,但是计算量却不小。你学会了吗?