椭圆中减少运算量的主要方法,人教版(通用)

椭圆中减少运算量的主要方法 张钟谊 椭圆中减少运算量提高计算速度有多种方法,以下的四种主要方法比较常用,能够有效地减少运算量,希望同学们切实掌握。

一、追根溯源,回归定义 椭圆中许多性质都是由定义派生出来的,如果能够从其定义出发,挖掘它的性质,把定量的计算和定性的分析有机地结合起来,则可以大大地减少运算量。

例1. (全国高中数学联赛)给定A(-2,2),已知B是椭圆上的动点,F是左焦点,当取得最小值时,求B点坐标。

分析如果设点B的坐标,再求则计算量相当大,而如果利用椭圆的第二定义,把转化为B点到左准线的距离就简单的多。

解由已知椭圆方程得,左准线为。如图1,过B点作左准线的垂线,垂足为N。过A点作此准线的垂线,垂足为M。根据椭圆的第二定义得 则(为定值) 当且仅当B点是线段AM与椭圆的交点时等号成立。

可解得B点的坐标是 二、充分运用平面几何性质 结合平面几何的知识解决椭圆中的有关问题,也是避免繁杂运算的有效途径之一。

例2. 椭圆的焦点为,点P为其上的动点。当为钝角时,点P的横坐标的取值范围是____________。

分析用为钝角的充要条件和焦半径公式以及余弦定理解题,最后因计算量过大均可能造成繁解或错解。而充分运用平面几何性质则会得以简解。

解依题意 以原点为圆心,为半径作圆,则是圆的直径。

若P点在圆外,则为锐角;
若P点在圆上,则为直角;
若P点在圆内,则为钝角。

联立 消去得 故即为所求。

三、利用图形的性质化繁为简 细观题意,察看图形特征,从中找出解题突破口,也可以避免大量的运算。

例3. (四川高中数学竞赛)已知P点在圆上移动,Q点在椭圆上移动,求的最大值。

分析如图2,本题如能从图形出发,看到的最大值,等于的最大值与圆的半径之和,则可避免大量的运算。

图2 解设,则,即 的最大值为 四、利用“点差法”,设而不求 与弦中点的有关问题,主要有三种题型求平行弦的中点轨迹;
求过定点的弦中点的轨迹;
求被定点平分的弦所在直线的方程,都可用“点差法”减少运算量。

例4. 椭圆中,过点P(1,1)的弦AB恰被点P平分,求弦AB所在的直线方程。

解设,则 由-得 则直线AB的斜率为 故弦AB所在直线的方程为 即 利用韦达定理、曲线系方程、建立恰当的坐标系、整体代换、三角换元等方法也能起到减少运算量、提高计算速度的作用,在此就不再赘述了。