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抛物线蝴蝶定理:高考压轴题三步秒杀术!
——综述——
抛物线,作为高中数学的重难点之一,每年高考都占据重要分值。从焦点的性质到直线与抛物线的动态关系,从倾斜角的计算到复杂几何定理的应用,这类题目往往令考生望而生畏。然而,掌握关键解题思路与技巧,抛物线难题也能迎刃而解!
你是否遇到过这样的困扰:已知焦点和动点,却不知如何利用几何关系快速求解方程?或在涉及多条直线交点的题目中,被复杂的代数运算绕得晕头转向?别担心!本文将以经典高考真题为例,手把手拆解抛物线的核心考点,揭秘“三点共线横截距”“抛物线等比性”“抛物线蝴蝶定理”等高效工具的应用,助你突破思维瓶颈。
——名题精讲——
例题:【2022·甲卷】设抛物线C:y2=2pxp0的焦点为F,点Dp,0,过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,
求C的方程;
设直线MD,ND与C的另一个交点分别为A,B,记直线MN,AB的倾斜角分别为α,β.当α?β取得最大值时,求直线AB的方程.
【详解】
由题意可知,当x=p时,y2=2p2,得yM=2p,可知MD=2p,FD
如图所示,欲使α?β取得最大值,则直线AB的斜率必存在且为正.设直线AB与x轴交于E点,因A,B,E三点共线,可得
x
进而可得yAyB=?2px
k
于是可得kABkMN
tan
取等条件为kAB=22.继续由前述逻辑可得yA
——衍生拓展:蝴蝶定理应用细则——
三点共线横截距式若A、B、T(t,0)三点共线且yA
t=
结论证明:因为A、B、T三点共线,则有
x
进而有
y
证毕.
抛物线中的等比性过T(t,0)的直线与抛物线y2=2px
t=?
结论证明:显然yA
t=
结论得证.
抛物线中的蝴蝶定理如图所示,四边形ABCD的四顶点皆在抛物线Γ:y2
k
——实战演练——
【2018·北京】已知抛物线C:y2=2px经过点P1,2,过点Q0,1的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB
求直线l的斜率的取值范围;
设O为原点,QM=λQO,QN=μ
【2013?陕西】已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得的弦MN的长为8.
求动圆圆心的轨迹C的方程;
已知点B?1,0,设不垂直于x轴的直线与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ