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数形结合效率高:2014年数学全国卷B题20(文理同题)

数形结合效率高:2014年数学全国卷B题20(文理同题)

作者: 易水樵 | 来源:发表于2021-08-29 22:02 被阅读0次

    椭圆:2014年数学全国卷B题20(文理同题)

    (20)(本小题满分12分)

    F_1,F_2 分别是椭圆C: \dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1 (a \gt b \gt 0),的左、右焦点,MC 上一点且 MF_2x 轴垂直. 直线 MF_1C 的另一个交点为 N.

    (I)若直线 MN 的斜率为\dfrac{3}{4} ,求 C 的离心率;

    (Ⅱ)若直线 MNy 轴上的截距为 2,且 |MN|=5|F_1N| ,求 a,b.


    【解答问题I】

    MF_2 \perp F_1F_2M F_2 : F_1 F_2=3 : 4

    M F_2 : F_1 F_2 : MF_1 =3 : 4 : 5

    2a : 2c = 8:4

    e=\dfrac{c}{a}=\dfrac{1}{2}.


    【解答问题Ⅱ】

    MF_2x 轴垂直, F_2 是右焦点,∴ 点 M 的坐标为 (c,\dfrac{b^2}{a}).

    ∵ 直线 MNy 轴上的截距为 2,∴ \dfrac{b^2}{a}=4

    ND \perp x 轴,D 点为垂足. 显然,\triangle F_1DN \sim \triangle F_1F_2M

    |MN|=5|F_1N|, ∴ |MF_1|=4|F_1N|, ∴ |MF_2|=4 |ND|.

    ∴ 点 N 的坐标为 (-\dfrac{3}{2}c, -1)

    代入椭圆方程可得:\dfrac{9}{4}b^2c^2+a^2-a^2b^2=0

    又∵ c^2=a^2-b^2, a \gt b \gt 0, b^2=4a,

    a=7,b^2=4a=28, b=2\sqrt{7}

    椭圆的方程为:\dfrac{x^2}{49} + \dfrac{y^2}{28} = 1


    【提炼与提高】

    『数形结合,几何开路』

    概括地说,解析几何就是用代数方法研究几何。数形结合是解析几何最基本最常用的思路方法。

    在目前的教学实践中,往往对方程的训练强调较多,而对几何分析强调不够。本题有助于纠正这种不良倾向。

    『椭圆相关的几个特殊点』

    椭圆C: \dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1 (a \gt b \gt 0) 有一些关联的特殊点,熟悉这些特殊点可以提高解题效率。

    左右焦点:(\pm c,0)

    左右顶点:(\pm a,0)

    上下顶点:(0,\pm b)

    横坐标与焦点相同的4个点:(\pm c, \pm \dfrac{b^2}{a})


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