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对一道高考圆锥曲线试题的推广及证明论文

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2023-07-29 10:27:27    来源:    作者:liuhong

摘要:本文从2020年全国Ⅰ卷理科21题的一道圆锥曲线试题出发,透过题目具体数量关系探究其内在联系,经过深入分析论证,形成具有普遍意义的结论,并尝试加以证明.

  摘要:本文从2020年全国Ⅰ卷理科21题的一道圆锥曲线试题出发,透过题目具体数量关系探究其内在联系,经过深入分析论证,形成具有普遍意义的结论,并尝试加以证明.

  关键词:圆锥曲线;定点;定直线

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  1问题的提出

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  (1)求E的方程;

  (2)证明:直线CD过定点.

  笔者在对该题探究中发现,问题可推广到圆锥曲线的椭圆与双曲线的一般情形,有如下结论:

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  2结论的证明

  2.1结论1的证明

  证明依题意有A(-a,0),B(a,0).
  如图1,设直线x=ka与x轴交于点M.

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  注(1)圆锥曲线中的椭圆为封闭曲线,直线PA,PB与椭圆一定存在两个交点,结合图象可知,当0<k<1时,直线CD不可能垂直于x轴;当k>1时,存在条件(k2-1)m2 b2=1,使得直线CD垂直于x轴;

  (2)根据椭圆具有的对称性质,该结论在k<0且k≠-1时仍然成立,故将结论1可推广到k≠0,k≠±1的任意常数结论都成立;

  (3)上述2020年全国Ⅰ卷理科21题为结论1在a=3,b=1,k=2的特殊情形.

  2.2结论2的证明

  证明依题意有A(-a,0),B(a,0).
  如图2,设直线x=ka与x轴交于点M.

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  (2)根据双曲线具有的对称性质,该结论在k<0且k≠-1时,仍然成立,故亦可将结论2推广到k≠0,k≠±1的任意常数结论都成立.

  3结论的拓展

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  结论3,4与结论1,2的条件与结论对调,易于证明结论3,4,本文不再赘述.


  参考文献:

  [1]邓启龙.2020年全国Ⅰ卷理科数学第20题的探究与推广[J].理科考试研究,2021,28(03):2-6.

  [2]杨伟达.2020年全国Ⅰ卷理科解析几何第20题的剖析与探究[J].数理化解题研究,2021(31):33-34.