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老左的网课究竟要讲些什么(连载五)

 左勤高考数学 2020-07-08
我的网课——“圆锥曲线要你命”课程的第五部分,叫引入变量.

设点还是设线?引入坐标还是引入斜率?

这是一个问题.

可能有童鞋会说,不是上来就设k的吗?

哈哈,还有可能设点啊,设截距啊......只是平时做题,斜率设的最多.

1
设点还是设线的本质:条件的不同表达对运算的影响
这是2016年北京高考理科数学卷的圆锥曲线综合题.
思路1:设AP斜率(单变量),写AP方程,与y轴联立求点M,与椭圆联立求点P,写BP方程,求点N.计算AN×BM.
思路2:设P点坐标(双变量),写AP方程求M坐标,写BP方程求N点坐标.计算AN×BM,用点P满足椭圆方程化简最终结果.
比较而言,思路2省去了直线与椭圆联立的过程,略胜一筹.
本质上,设点和设线是对同一条件的不同表达.
同样是P在椭圆上,思路1的表达是:斜率+联立;思路2的表达是:点坐标+点满足椭圆方程.
因为不同的表达形式,进而对代数运算的难度产生影响.正如我昨天《老左的网课究竟要讲些什么(连载四)》所写,形式即内容,形式就是影响运算的最大因素.
2
设线有讲究:多条线设哪条?


这是2014年天津高考理科卷的圆锥曲线综合题.

本题的核心是求出点P的坐标.

可是过P的直线有两条,是设PB呢,还是设PF1呢?

童鞋们的一般反应就是设PB,因为过顶点啊,好算啊.可是这里需要引入新变量——就是PB的斜率.

换个角度思考,因为PF1与BF1垂直,而BF1的斜率容易求得是1,所以PF1的斜率为-1.

这样一来,PF1的直线方程就是已知了,再和椭圆联立,则水到渠成.

你看,选直线是不是也有讲究?
3
设点:不同曲线的点变量设法

当然,设点也会遇到类似的问题:在一个图形中,有多个点,设哪个点合适呢?

还是要看设哪个点,能够方便地表示其它点,能够方便地表示所求的目标,能够运算量小一些.
此外,椭圆、双曲线上的动点通常设双变量.因为x,y的关系比较隐晦,要硬解的话,坐标就很难看(都是根号).
而抛物线通常只引入一个变量.
比如点P在抛物线y2=2px(p>0)上,通常设P(t^2/2p,t).
为了形式更好看一些,通常设P(2pt^2,2pt).
好了,更多关于变量选取的内容尽在我的网课中.
本部分目录如下.根据实际情况,可能略有调整.

第五部分:引入变量

设点还是设线?
引入坐标还是引入斜率?
075
设点和设线:独立条件的个数和条件的等价性
076
变量选取的原则1:处于核心地位,且易于表示其他量
077
变量选取的原则2:盯住目标,我们求的是什么?
078
变量选取的原则3:形式简单,运算量小
079
设点:本题有好几个点,设哪一个点?
080
设线:本题有好几条线,设哪一条线?
081
抛物线中的变量选择:点变量居多
082
点变量的经典使用场景:对称点的出现
083
设点利用曲线整体代换:点在曲线上不要忘
084
点差法进阶版:定比点差法

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