优化方程巧解题

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优化方程巧解题
纵观近年高考解析几何试题,都要求同学们具有较高的运算能力。在解析几何中,解题方法是否得当,
常常导致解题的难易、繁简程度的悬殊差异。因此在平时解题时同学们要探求优化运算的方法和技巧,降
低运算量,提高解题能力。下面介绍几种优化抛物线运算的方法。

一、设而不求的整体处理
在求抛物线方程时,常会遇到两曲线的交点及相关点的问题,若设而不求,整体处理,可简捷求解。
例1 过抛物线xy2上一点A(4,2),作倾斜角互补的两条直线AB、AC交抛物线于B、C两点,
求证:直线BC的斜率为定值。

解析:设B(11yx,),C(22yx,),则222121xyxy,,121212BCyy1xxyyk,

2y14x2yk111AB,2y14x2yk222AC


由题意,得ACABkk,2y12y121,则4yy12。
故41kBC为定值。

二、点差法
在抛物线中,直线与抛物线相交弦的中点问题是个重点,也是高考热点。其解法多种多样,点差法是简
捷而巧妙的解题方法之一。
例2 给定抛物线xy2,过点B(2,4)能否作直线l,使l与抛物线xy2交于两点21QQ、,且点
B是线段21QQ的中点?这样的直线如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由。
解析:设1Q(11yx,),2Q(22yx,),代入抛物线方程得222121xyxy,。两式相减并分解因式,
得:
212121
xx)yy)(yy(

∵B(2,4)是21QQ的中点,
2

8yy21
,代入上式得,即81kl。

若直线l存在,则方程为)2x(814y,即030y8x。
将030y8x代入抛物线方程得,030y8y2。
因为其判别式△<0,故此直线与抛物线不相交,这样的直线不存在。

三、巧用韦达定理
抛物线中涉及到弦长、弦中点、曲线与直线交点以及原点为垂足的垂直问题,运用韦达定理可避免求
交点坐标,从而简化解题过程。
例3 直线l:1kxy交抛物线2xy于A、B两点,当△AOB(O为原点)的面积为2时,求实数
k的值。

分析:因直线l与y轴的交点为M(0,1),而△AOB的面积等于△AOM和△BOM的面积之和,若
△AOM和△BOM都以OM为底边,这样△AOB面积就与A、B两点的坐标相联系。
解析:设A(11yx,),B(22yx,),则

BOMAOMAOBSSS

|xx|21|x||OM|21|x||OM|212121
即21221xx4)xx(212
把1kxy代入2xy中得,01kxx2。因此,1xxkxx2121,。代入上式得
4k2122
,解得32k。

四、常数代换,化成齐次方程

抛物线弦的两端点与原点连线的斜率问题,具有一定的难度和深度,若用常规方法解决,运算量大,
过程复杂,但化为齐次方程,过程简洁。
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例4 抛物线2xy2与过点M(0,-1)的直线l相交于A、B两点,O为坐标原点,若直线OA与
OB的斜率之和为1,求直线l的方程。
分析:用常规方法去解,相当麻烦。但若把直线方程设出来,用含有x、y的式子来表示常数项,代入
到抛物线方程中,可得一个关于x、y的齐次方程,运用韦达定理即可解决问题。
解析:设直线l的方程为1kxy,即ykx1,代换抛物线方程0xy22中的系数1,得
0x)ykx(y22,整理得关于x,y的齐次方程0xkxy2y222
。方程两边同时除以2x,得

01xyk2xy22



,显然OBOAkk、是该方程的两根。

由条件1kkOBOA可知,1k。故直线l的方程是1xy。