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高中数学—降维打击(十三、全网首个用该方式简化处理定点定值)

更新时间:作者:小小条

圆锥曲线的许多大题都是围绕定点定值问题出的,在前面《由定值定点结论迅速确立主攻方向》(点击可跳转)一文中已经讲了一种定点定值的情况,我们在《由蒙日圆的构造引申到极点极线》(点击可跳转)一文中也详细介绍了极点极线的三种情况。

实际上,许多定点定值问题可以从极点极线的视角去看待,这样,就可以先从极点极线的概念先得出结论,再从结论去反推问题,比起直接通过常规方法,难度*降低,运算时间也*压缩。

举一个很常见的例子,是一个定值问题,有很多人讲过,通常是两种方法:一是常规的联立方程,利用韦达定理化简;二是利用三点共线方程+构造对偶式。这两种方法你可以试一下,在本文最后也给出这两种方法的详细步骤,但最开始,我将用极点极线思想去解它,你也来对比一下,同时也体会一下如何更好使用极点极线思想。

高中数学—降维打击(十三、全网首个用该方式简化处理定点定值)

分析:按题意,画图所下。我们看MN,不管它怎么转动,它是过定点P的,x轴也是过P的,那么P点是不是曲线内的一点,有两条弦过它(一条弦是MN,另一条就是x轴),而这两条弦分别交曲线两个点(共四个点),所求的F点是不是这四个点两两相交形成的。那么这是《由蒙日圆的构造引申到极点极线》一文中提到的第三种情况。

很明显,点P就是极点,点F的轨迹必是极线,而且根据我们的极线方程的规律,其方程是通过极点改写曲线方程,如下。

所以,我们很快就能确定点F的轨迹是x=-1,即图中的虚线。但我们不能直接就这么答,因为这是二级结论。但我们可大胆假设,假设F的轨迹是x=-1,那么我们反过来推,如果在x=-1上任选一点,过这一点分别与双曲线的两个顶点相连,则这两条直线必与双曲线相交,在左支相交的两点是M、N,如果MN必过点P,是不是说明我们假设的F的轨迹是正确的呢?

答案是肯定的,因为我们是在x=-1上任选的一点,无论怎么选,得到的MN都过P点,反过来说,过P点的任意MN,按上述作法,交点都在x=-1上。而且这么反推肯定简单,因为大部分都是已知点,只有一个可变量,就是点F的纵坐标,比起韦达代换、非韦达代换动不动二个或四个变量,容易地多。

下面开始正式反推:

这个好办,P是公共点,只要MP与PN的斜率相同即可。

刚才用极点极线思想把这个定点定值问题快速解决了,如果我们要按常规方法怎么解决呢,下面也补充一下,供大家学*借鉴,并再次与上面的方法对比一下。

大家看完这两种作法,有什么感受。

方法一中规中矩,但运算量较大,如果在计算过程中出现一点错误,则很难再进行下去。方法二的技巧性太强,如果不是反复进行过这方面训练,很难自己凑出这个对偶式,而且过程繁多,即使做过,也很容易忘,因为它的步骤没有一个明确易懂的逻辑去指导,就像在玩一场数学变换游戏,非尖子生不建议去学,即使平时会用,在考试中高强度、时间紧的情况下,也很难完成。

而我们极点极线思想,一开始就是明牌了,是在明确思想指导下去验证,本身运算量就小,再加上结论是明确的,如果过程中发现达不到要的结论,则能肯定是中间某步计算有误,会有目的的去纠错,而不像后面二种方法,因为不敢肯定这条路一定会走通,所以不知道是不是中间过程是不是真的错了。

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