第7章 技惊四座!这解法太完美了[1/2页]
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讲台上,秦风手执半截白色粉笔,静静地伫立在巨大的黑板前。
nbsp阳光透过窗棂,在他清瘦却挺拔的身影上投下一片斑驳的光晕,空气中,细小的粉笔尘埃在光柱中飞舞,如同无数微缩的星辰。
nbsp整个高三(七)班,此刻陷入了一种近乎凝固的死寂。
nbsp所有人的目光,都如同被磁石吸引的铁屑,牢牢地钉在秦风的身上,以及他面前那道堪称“地狱级”难度的椭圆综合大题上。
nbsp先前那些幸灾乐祸的窃笑、轻蔑的议论、以及看好戏的眼神,此刻都已悄然隐去,取而代之的,是一种混杂着难以置信、强烈好奇以及一丝丝莫名称之为“期待”的复杂情绪。
nbsp他们实在无法理解,这个平日里连及格线都摸不到的“着名学渣”,究竟是哪里来的勇气,敢在数学老师高远的盛怒与全班同学的注视下,如此从容不迫地走上讲台,去挑战一道连班级顶尖学霸都望而生畏的题目?
nbsp难道他真的疯了?还是说,他隐藏了什么不为人知的秘密?
nbsp高远双手环抱在胸前,斜倚在讲台边缘,嘴角噙着一抹冰冷的讥诮。他倒要看看,这个不知天高地厚的秦风,究竟能在这道题目面前撑多久!他甚至已经想好了,等秦风在黑板前抓耳挠腮、丑态百出之后,自己该如何用最尖酸刻薄的语言,将他那可笑的“自信”彻底碾碎,让他明白什么叫做真正的绝望!
nbsp秦风没有理会周遭的一切。
nbsp他的心神,已经完全沉浸在了眼前的这道题目之中。
nbsp脑海中,“学神黑科技系统”的辅助功能已悄然启动。
nbsp【叮!检测到宿主面临高难度学术挑战,系统辅助模块已激活。】
nbsp【“初级数学思维(碎片)”效果增强,逻辑推演速度提升50%,复杂信息处理能力提升30%!】
nbsp【正在对当前题目进行多维度解析……解析完毕!已为宿主筛选出最优解题路径三条,请宿主自行选择。】
nbsp冰冷而机械的系统提示音,如同最精准的导航,在秦风的意识深处响起。
nbsp刹那间,那道原本在他眼中依旧显得有些盘根错节、迷雾重重的椭圆大题,仿佛被一只无形的大手拨开了层层迷雾,露出了其内在清晰的逻辑脉络。
nbsp各种相关的定义、定理、公式、辅助线作法、以及不同解题思路的优劣,如同潮水般涌入他的脑海,并被迅速整合、分析、优化。
nbsp“原来如此……”秦风的眼眸深处,闪过一丝了然的精光。
nbsp他深吸一口气,感受着大脑前所未有的清明与活跃,以及那股源于“初级数学思维”碎片的、对数学问题本质的敏锐洞察力。
nbsp然后,他动了。
nbsp手中的粉笔,在所有人的注视下,稳稳地落在了黑板的左上角。
nbsp“唰——”
nbsp清脆的摩擦声响起,打破了教室内的死寂。
nbsp解:
nbsp一个清晰而有力的“解”字,如同点睛之笔,瞬间吸引了所有人的目光。
nbsp紧接着,秦风的笔尖开始在黑板上飞舞起来。
nbsp(1)由题意知,e=ca=22enbsp=nbsp\frac{c}{a}nbsp=nbsp\frac{\sqrt{2}}{2}e=ac=22,则nbspa2=2c2a2nbsp=nbsp2c2a2=2c2
nbsp又因为nbspa2=b2+c2a2nbsp=nbspb2nbsp+nbspc2a2=b2+c2,所以nbsp2c2nbsp=nbspb2nbsp+nbspc2......直线PF2的斜率,直线PF?的斜率nbsp,直线PF2的斜率k_{PF_2}nbsp=nbsp\frac{y}{xc}。由k_{PF_1}nbsp\cdotnbspk_{PF_2}nbsp=nbsp\frac{1}{2},得,得nbsp,得\frac{y2}{(x+c)(xc)}nbsp=nbsp\frac{1}{2},即\frac{y2}{x2c2}nbsp=nbsp\frac{1}{2}。因为点P(x,y)在椭圆上,所以。因为点P(x,nbspy)在椭圆上,所以nbsp。因为点P(x,y)在椭圆上,所以\frac{x2}{a2}nbsp+nbsp\frac{y2}{b2}nbsp=nbsp1,即,即nbsp,即y2nbsp=nbspb2(1\frac{x2}{a2})。代入上式,并结合。
nbsp代入上式,并结合nbsp。代入上式,并结合b2=c2及及及a2=2c2得:\frac{c2(1\frac{x2}{2c2})}{x2c2}nbsp=nbsp\frac{1}{2}nbsp\frac{c2nbspnbsp\frac{x2}{2}}{x2c2}nbsp=nbsp\frac{1}{2}nbsp2(c2nbspnbsp\frac{x2}{2})nbsp=nbsp(x2c2)nbsp2c2nbspnbspx2nbsp=nbspx2nbsp+nbspc2nbsp2c2nbsp=nbspc2nbsp
nbsp“嗯?”秦风写到这里,眉头微微一蹙。这个结果显然是错误的。
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nbsp台下,高远嘴角的讥诮更浓了:“怎么?这就卡住了?看来‘大数学家的水平也不过如此嘛!”
nbsp一些同学也忍不住发出了低低的嗤笑声。
nbsp秦风却恍若未闻,他的大脑在飞速运转。系统虽然给出了最优路径,但具体的推导和计算,依然需要他自己完成。刚才的推导过程中,显然有一个细节被他忽略了,或者说,系统给出的“斜率之积”这个条件,可能有更简洁的应用方式。
nbsp“点P在椭圆上,斜率之积……椭圆的第二定义?
nbsp不对……等等,y2=?12(x2?c2)y2nbsp=nbsp\frac{1}{2}(x2c2)y2=?21(x2?c2),这个形式……”
nbsp秦风的目光再次扫过题目条件,脑海中灵光一闪!
nbsp“我明白了!”
nbsp他迅速擦掉了刚才推导错误的部分,粉笔尖再次点向黑板。
nbsp由nbspkPF1kPF2=?b2a2k_{PF_1}nbsp\cdotnbspk_{PF_2}nbsp=nbsp\frac{b2}{a2}kPF1?kPF2=?a2b2nbsp是椭圆的一个固有性质(当焦点在x轴上时,对于非顶点P,其与两焦点连线斜率之积为常数?b2a2\frac{b2}{a2}?a2b2)。
nbsp因此,?b2a2=?12\frac{b2}{a2}nbsp=nbsp\frac{1}{2}?a2b2=?21,即nbspa2=2b2a2nbsp=nbsp2b2a2=2b2。
nbsp......
nbsp所以,椭圆C的标准方程为:x22+y2=1\frac{x2}{2}nbsp+nbspy2nbsp=nbsp12x2+y2=1
nbsp行云流水!
nbsp当秦风写下椭圆标准方程的那一刻,台下那些原本准备看笑话的同学,脸上的表情都微微一僵。
nbsp虽然第一问相对简单,但秦风刚才那短暂的停顿、迅速的纠错、以及最后那句“椭圆的固有性质”,都显示出他对椭圆知识点的掌握,似乎……并没有他们想象中那么不堪?
nbsp尤其是那句“固有性质”,很多同学甚至都没听说过,或者只是在某些参考书的角落里见过,根本没当回事!
nbsp高远也是微微一怔,他没想到秦风竟然知道这个相对冷僻的性质。不过,他很快便恢复了镇定,心中冷笑:“哼,歪打正着罢了!第一问算你蒙混过关,我看你第二问、第三问怎么办!”
nbsp秦风没有理会台下的反应,他的注意力高度集中,粉笔毫不停歇地转向了第二问。
nbsp(2)由(1)知nbspF1(?1,0),F2(1,0)F_1(1,nbsp0),nbspF_2(1,nbsp0)F1(?1,0),F2(1,0)。设直线l的方程为nbspx=my+1xnbsp=nbspmy+1x=my+1(当直线l斜率k存在时,m=1km=\frac{1}{k}m=k1;当k不存在时,直线l为x=1x=1x=1,与椭圆交于(1,±22)(1,nbsp\pmnbsp\frac{\sqrt{2}}{2})(1,±22),此时AB中点为(1,0)(1,0)(1,0)即F?,直径∣AB∣=2|AB|=\sqrt{2}∣AB∣=2,圆心为F?,显然不过F?,故k存在且不为0)。
nbsp将nbspx=my+1xnbsp=nbspmy+1x=my+1nbsp代入椭圆方程nbspx22+y2=1\frac{x2}{2}nbsp+nbspy2nbsp=nbsp12x2+y2=1得:
nbsp......
nbsp设nbspA(xA,yA),B(xB,yB)A(x_A,nbspy_A),nbspB(x_B,nbspy_B)A(xA,yA),B(xB,yB),则nbspyA+yB=?2mm2+2y_Anbsp+nbspy_Bnbsp=nbsp\frac{2m}{m2+2}yA+yB=?m2+22m,yAyB=?1m2+2y_Anbspy_Bnbsp=nbsp\frac{1}{m2+2}yAyB=?m2+21。
nbsp因为以AB为直径的圆过点F?,所以nbspF1A??F1B?=0\vec{F_1A}nbsp\cdotnbsp\vec{F_1B}nbsp=nbsp0F1A?F1B=0.
nbsp......
nbsp代入韦达定理的表达式:
nbsp(m2+1)(?1m2+2)+2m(?2mm2+2)+4=0(m2+1)(\frac{1}{m2+2})nbsp+nbsp2m(\frac{2m}{m2+2})nbsp+nbsp4nbsp=nbsp0(m2+1)(?m2+21)+2m(?m2+22m)+4=0
nbsp......
nbsp所以nbspm=±7mnbsp=nbsp\pmnbsp\sqrt{7}m=±7
nbsp则直线l的斜率nbspk=1m=±17=±77knbsp=nbsp\frac{1}{m}nbsp=nbsp\pmnbsp\frac{1}{\sqrt{7}}nbsp=nbsp\pmnbsp\frac{\sqrt{7}}{7}k=m1=±71=±77
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nbsp“唰唰唰——”
nbsp粉笔在黑板上划过,留下一行行清晰、工整、逻辑严密的推演步骤。
nbsp秦风的动作没有丝毫的停顿,仿佛这些复杂的计算和推导,早已经在他脑海中演练了千百遍。
nbsp他的思路之清晰,步骤之简练,速度之快捷,已经让台下所有的学生都看得目瞪口呆!
nbsp那些原本还带着一丝轻蔑和怀疑的眼神,此刻已经完全被震惊所取代!
nbsp“卧槽!这……这真的是秦风在解题?”
nbsp“他的速度也太快了吧!而且每一步都好像没有经过思考一样,直接就写出来了!”
nbsp“第二问的计算量这么大,他竟然一点都没卡壳?这不科学啊!”
nbsp“你们看他的步骤,用向量法处理圆过F?的条件,思路非常清晰,比我们平时想的那些硬算要简洁多了!”
nbsp就连班级里那几个自诩为学霸的学生,此刻也是面面相觑,从彼此的眼中看到了一抹难以置信的骇然。
nbsp他们扪心自问,就算把这道题交给他们来做,也绝对不可能达到秦风这种举重若轻、行云流水般的境界!
nbsp高远脸上的讥诮早已消失得无影无踪,取而代之的,是一种见了鬼般的错愕与呆滞。
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