■许小如(指导教师:徐 扬)
作者单位:浙江省天台中学2018级(14)班
由圆锥曲线上一个主动点而产生的相关问题的解决,都回避不了主动点的假设,如何设立这个主动点,这正是许多读者感到困难的一点。
例题已知直线x-2y+2=0经过椭圆C:(a>b>0)的左顶点A和上顶点D,椭圆C的右顶点为B,S是椭圆C上位于x轴上方的动点,直线AS,BS与直线l:分别交于M,N两点。
(Ⅰ)求椭圆C的方程。
(Ⅱ)求线段MN的长度的最小值。
解:(Ⅰ)椭圆C的方程为。
(Ⅱ)总体视角。若S点确定,则直线AS,BS,点M,N都也跟着确定。这需先找一个主动变量t,变化范围是清楚的,使得(变量)表示为主变量t的函数,然后求的最小值。
视角1:参数设置法——换元法。由于圆锥曲线既有普通方程,又有参数方程,所以设定坐标时可以只含有一个参数,参数设置法应该是首选的方法。
解法1:设点S的坐标为(2cosθ,sinθ)(θ∈(0,π)),则直线AS的方程为y=,得M,所以。设即3tsinθ+6cosθ=10,由题意得10,即。
所以线段MN的长度的最小值为,对应的点S为。
视角2:一般坐标(x,y)设置法——直接设置法。圆锥曲线的普通方程有其“普通性”,则其应用一定有“广泛性”。直接设置法的特点是设置(x,y)时简单,应要充分注意这个主动点所在曲线的性质——x与y的制约关系。
解法2:设点S(x0,y0),,,且yM>0,yN<0,则。故,所以有,即。
视角3:在能决定点S的相近关系中设置方法——间接设置法。如果直线AS确定了,那么点S也就定了,这样,有时也对产生点S的“源头”进行设定。间接设置法的特点是运算量大,但思路自然,操作简单。不过,有时在“源头”中有多个“头”,这样就要选择一个适当、合理、清晰的条件设置。但有时这些“头”的地位是并列的,此时就要选其中的一个进行设置。
解法3:因为直线AS的斜率k显然存在,且k>0,所以可设直线AS的方程为y=k(x+2),得。由得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0,它的一个根为-2。
设S(x1,y1),则得。又B(2,0),得kBS=。
总结:这里我们共同探索了常用的三种方法,其中解法3的思路最优,解法2的思路最巧,解法1的思路最自然。