大家好!本文和大家分享一道2022年高考全国乙卷数学真题。这道题是2022年高考乙卷文科数学的压轴题,同时也是乙卷理科数学的第20题。这道题考查了椭圆的方程、直线与椭圆的位置关系、直线过定点等知识,整体来说难度还是不小,全班的正确率不到20%。
先看第一小问:求椭圆的方程。
求椭圆方程的最常用方法就是待定系数法,也就是先设出椭圆的标准方程,再求出参数的值即可。
但是,如果直接设椭圆的标准方程,那么需要先知道椭圆焦点所在的位置。本题中没有告诉焦点在x轴还是y轴上,所以就需要分为焦点在x轴和y轴上两种情况进行讨论。
为了避免分类讨论的麻烦,我们可以设椭圆的方程为mx^2+ny^2=1,其中m、n均为正数。然后将题干中的两个点的坐标代入,从而可以求出m、n的值,接着再转化为椭圆的标准方程即可。
这样设方程就不需要讨论焦点在x轴或者y轴上。如果m>n,则焦点在y轴上;如果m<n,则焦点在x轴上。
再看第二小问:证明直线过定点。
证明直线过定点,常用的思路有两个:
一是先通过特殊情况找出直线所过的定点,然后证明在一般情况下直线也过该定点。
二是直接表示出该直线的方程,然后通过变换证明出该直线过一个定点。
这两个思路一般都能证明出直线过定点,但是如果能快速找到特殊情况下的定点,那么优先考虑第一个思路。
比如本题中,由点A、B的坐标可以求出直线AB的方程为y=2x/3-2,而特殊情况就是直线PM斜率不存在时,即直线PM的方程为x=1。在这种情况下,很容易就可以求出点M、N、H的坐标,从而得到直线HN的方程。求出直线HN的方程后,在转化为点斜式,这样就可以证明直线HN过定点。
再看一般情况下,即直线PM斜率k存在时,先表示出直线PM的方程,再与椭圆方程联立,消去y,就可以得到一个关于x的一元二次方程。接下来就可以根据韦达定理得到x1+x2、x1x2、y1+y2、y1y2、x1y2+x2y1的表达式。接下来根据两向量的关系,就可以得到点T、H的坐标,从而表示出直线HN的方程。然后,将特殊情况下得到的定点坐标代入直线HN的方程,并将韦达定理得到的关系代入即可判断直线HN过定点。
当然,本题也可以按照第二条思路求解。根据题意,直线PM的斜率不可能为零,所以可设直线PM的方程为x=λx+2λ+1。联立直线方程和椭圆方程,可以求出点M、N的坐标,从而进一步求出点T、H的坐标,这样就可以表示出直线HN的方程。接下来再变换,找到所过的定点即可。