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抛物线蝴蝶定理:高考压轴题三步秒杀术!
——综述——
2019年新课标III卷的压轴题曾让无数考生“抓狂”:已知抛物线上的动点作切线,如何证明切点连线恒过定点?看似复杂的几何问题,背后竟隐藏着一个神奇的几何工具——阿基米德三角形!这一概念虽未被课本单独列出,却在近年高考中频频“闪现”,成为破解抛物线难题的“万能钥匙”。
阿基米德三角形,简单来说,是由抛物线的弦及其两切线的交点构成的三角形。它不仅能快速定位定点、简化运算,更与抛物线的焦点、准线紧密关联,暗藏垂直关系与面积公式等“大招”。掌握它,你可以在解析几何中“降维打击”,轻松化解看似复杂的动态问题。
本文将通过一道经典高考题,带你抽丝剥茧,揭开阿基米德三角形的神秘面纱,并教你如何用它秒杀切线、定点、面积等高频考点!
——名题精讲——
例题:【2019?新课标III】已知曲线C:y=x22,D为直线y=?
证明:直线AB过定点;
若以E(0,52)为圆心的圆与直线AB相切,且切点为线段AB的中点,求四边形ADBE
【详解】
如图(1)所示,对y=x22求导可得y′=x,设切点为Ax1,y1,B(x2,y2),则有y1=x
则有
?12=x
因而说明直线AB的方程为一12=x
如图(2)所示,由(1)得直线AB的方程为y=tx+12.?联立y=tx+12y=
则有
AB=
设d1,d2分别为点D,E到直线AB的距离,则d1=t2+1,d2=2t2+1.
由于EM⊥AB,EM=t,
当t=0时,S=3;当t=±1时,S=42.综上,四边形ADBE的面积为3或4
注:摘自铭师道《新定义下的高中数学四维一体总复习》P661
——衍生拓展:阿基米德三角形与同构应用细则——
阿基米德三角形及其基本性质:
已知抛物线Γ:x2=2py(p0)的焦点为F,弦AB过焦点F,过A,B作抛物线Γ的切线,设两切线的交点为P
性质i点P在抛物线Γ的准线上且P
性质ii
性质iiiS
性质证明:如图所示,我们主要探究最后一条性质.显然yA+
由铅垂线面积法知
S
从而最后一个结论亦得证.综上,所有命题得证.
抛物线的切线方程若点Px0,y0在曲线C:y2=2px上,利用极点极线或求导可得抛物线在(x0,y0)处的切线方程为yy0=px+
注:摘自铭师道《新定义下的高中数学四维一体总复习》P660
——实战演练——
1.【2021·甲卷】抛物线C的顶点为坐标原点O,焦点在x轴上,直线l:x=1交C于P,Q两点,且OP⊥OQ.已知点M(2,0),且⊙M与l相切.
求C,⊙M的方程;
设A1,A2,A3是C上的三个点,直线A
【2018?浙江】如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在
设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
若P是半椭圆x2+y24