2016年理数全国卷A题20(1):数形结合,几何开路

2016年理科数学全国卷一题20

(20)(本小题满分12分)
设圆x^2+y^2+2x-15=0 的圆心为 A,直线 l 过点B(1,0) 且与 x 轴不重合,l 交圆 AC,D 两点,过 BAC 的平行线交 AD于点 E.
(I)证明|EA|+|EB| 为定值,并写出点 E 的轨迹方程;
(Ⅱ)设点 E 的轨迹为曲线 C,直线 lCM,N 两点,过 B 且与 l 垂直的直线与圆 A 交于 P,Q 两点,求四边形 MPNQ 面积的取值范围.


【解答第1问】

将圆A的方程化为标准形:(x+1)^2 + y^2=4^2

由圆A的标准方程可知:圆心坐标为 (-1,0),半径为4.

∵ 点 C,D 在圆上,∴ |AC|=|AD|, \triangle ACD 是等腰三角形,∴ \angle ACD = \angle ACD

\because BE // AC, \quad \therefore \angle EBD = \angle ACD, \quad \therefore \angle EBD = \angle ADC, \quad \therefore |EB|=|ED|

|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|=4. 证明完毕.

\because 2a=4, c=1, \therefore a^2=4, b^2=3.

∵ 直线 lx 轴不重合,∴ y \neq 0, x \neq 2, x \neq -2

E 的轨迹方程为:\dfrac{x^2}{4}+ \dfrac{y^2}{3}=1 \quad (-2 \lt x \lt 2).

【提炼与提高】

本题第1问是一个典型的平面几何问题,涉及:圆、等腰三角形和平行线的性质。

假如在中考试卷中遇到这个问题,相信多数人都能解出。但是,在高考的解析几何大题中遇到这个问题,就有相当一部分考生犯了晕。其原因在于:大量机构性的训练给学生留下了一种刻板印象:解析几何的题,都是用方程来解决的。希望这个题能够帮助大家克服这种错误的认识。牢记这句话:『数形结合,几何开路。』

本题的第2问也很有典型性,且听下回分解。

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