李昌成
(新疆乌鲁木齐市第八中学 830002)
已知点M(-1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于两点A,B.若∠AMB=90°,则k=.
圆锥曲线作为高考的重要内容,每年必考,尤其是椭圆和抛物线.二者在每年的全国高考试卷和地方试卷中必然命制一大题一小题,作为大题和小题的压轴题,考查学生的数学核心素养,特别是运算能力.小题一般有一定的技巧性,需要“精打细算”,灵活应对,2018年全国高考数学Ⅲ卷第16题就是一个典型代表.对于本题,不同的切入点,将带来不同解题效果和感受.
解法2 (从x=ty+a直线形式入手)设直线AB的方程为:x=ty+1,将其代入y2=4x得y2-4ty-4=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4t,y1y2=-4.由解法1得
取AB中点M′(x0,y0),分别过点A,B作准线x=-1的垂线,垂足分别为A′,B′.
因为M′为AB中点,所以MM′平行于x轴.
由M(-1,1)得y0=1,则y1+y2=2.所以k=2.
解得k=tanα=2.
解法7(从MF⊥AB入手)首先证明结论:如果过抛物线C:y2=2px的焦点F且斜率为k的直线与C交于两点A,B,以线段AB为直径的圆与准线相切于M,那么MF⊥AB.
点评高考题目是命题专家通过缜密思考,反复论证的精品试题.一些题看起来普普通通,但是却暗藏着丰富的数学教学资源,尤其是解题方法,通过仔细的研究才能品出其味道.本题虽然是个小题,但是把解析几何的常见技能技巧和特殊的解题方法都进行了考查,只是我们的视角不同,切入点不同,导致解题感受大相径庭.解法1是最常见的方法,却是运算量最大的,中途容易计算出错;解法2在解法1的基础上略有改进,运算量下降;解法3利用了几何位置关系,准确率有保障;解法4、5巧妙地应用了直线参数方程的概念,将参数t用活,斜率由k=tanα解出,很新颖;解法6运用了整体代换的技巧,看似繁杂,实则简捷;解法7、8是站在已有经验上解题,非常快捷,前提是要知道这些结论,作为小题,这是最佳解法,又快又准,这也提醒我们平时要注意积累;解法9的代入方式很新颖,整体代入,运算简洁.数形结合的思想在本题中得到了淋漓尽致的考查,由MM′∥x轴得出yM=yM′多次用到.必修内容和选修内容相互支撑,甚至成为解题的亮点,常规解法与创新解法形成了鲜明的对比,这也体现了高考的功能之一,选拔人才,鼓励创新.本题知识间的融合达到相当的高度,对学生核心素养的考查全面到位.
本题蕴含的知识与方法在平时也可做一些准备和训练,以提高学生的实战能力.下面我们再挖掘一些相关的题目,练习对应的方法.让教学更有针对性和实效性.
题2 (可仿照解法2解答)已知抛物线C:y2=2x,过点(2,0)的直线交C于A,B两点,圆M是以线段AB为直径的圆.证明:坐标原点O在圆M上.
题5 (可仿照解法7、8解答)设抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F且斜率为k(k>0)的直线l与C交于A,B两点,|AB|=8.则l的方程为____.(答案y=x-1).