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探索抛物线方程af=p-1-cosα的奥秘与趣味

以下是2022年高考数学全国乙卷第5题的详细解析,这道关于抛物线的选择题虽然看似基础,但考察的解题技巧十分关键。题目设置在选择题的前位是为了考察考生对基础知识的掌握程度,因此采用高效的解题方法尤为重要。下面将介绍三种不同的解题思路供参考。

题目设定:给定抛物线C:y^2=4x,其焦点为F(1,0),点A位于抛物线上,点B坐标为(3,0)。已知|AF|=|BF|,求|AB|的值。

选项如下:

A. 2; B. 2√2; C. 3; D. 3√2

解法一:首先明确抛物线的基本参数,焦点F的坐标为(1,0)。设点A的坐标为(a^2/4,a),根据抛物线方程可得。

由|AF|=|BF|=2,建立距离公式:(a^2/4-1)^2+a^2=4。这个方程看似复杂,实则可以转化为关于a^2的二次方程。

展开并整理得:(a^4/16)+a^2/2-3=0,即a^4+8a^2-48=0。解得a^2=4(负值舍去),因此A点坐标为(1,2)或(1,-2)。

应用两点距离公式计算|AB|:√[(3-1)^2+(0-2)^2]=2√2。此方法虽然步骤较多,但逻辑清晰,适合基础扎实的学生。

解法二:根据抛物线的几何性质,点A可以看作是以F为圆心、|BF|为半径的圆与抛物线的交点。

已知|BF|=2,圆的标准方程为:(x-1)^2+y^2=4。联立抛物线方程y^2=4x,消去y得:(x-1)^2+4x=4。

化简为x^2+2x-3=0,解得x=1(负值舍去)。代入抛物线方程得y=±2,故A点坐标同样为(1,2)或(1,-2)。

最终计算|AB|:√[(3-1)^2+(0-2)^2]=2√2。该方法稍显复杂,但利用了几何性质,对空间想象能力有一定要求。

解法三:引入抛物线的”通径”概念。通径是过焦点且垂直于对称轴的直线与抛物线交点间的距离,其长度公式为2p,其中p为抛物线方程y^2=2px中的参数。

对于本题的抛物线y^2=4x,p=2,通径长度为4。根据抛物线的对称性,AB即为等腰直角三角形ABF的斜边。

因此|AB|=√2×|BF|=2√2。此方法最为简洁,关键在于掌握通径这一核心概念。

总结:三种方法各有优劣,方法一最直观但计算量较大,方法二结合了几何性质,方法三最为高效。这也印证了平时积累的重要性——知识储备越丰富,在考试中就能灵活选择最优解法。

对于此类基础题,掌握多种解题方法不仅能提高解题效率,还能增强应对复杂问题的能力。希望以上分析能对备考有所帮助。