向量具有代数和几何的双重身份,融数形于一体。而解析几何是将数与形结合在一起,故向量与解析几何有着密切的联系。而解析几何用常规解法往往运算比较繁琐,运用向量作为工具可起到化难为易,化繁为简的效果,使学生开拓思路,减轻负担。下面就几个方面看看向量在解析几何中的应用。
一、向量和差运算与线段中点的结合
例1.设A,B是抛物线y2=2x+8上两点,O为坐标原点,且 = ,点P的坐标为(0,1),求直线AB的斜率。
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),∴x1= ,∴x2= ,
∵ = ,∴P是AB的中点,∴y1+y2=2
kAB= = = =1
∴直线AB的斜率为1。
二、向量的数乘与垂直的结合
例2.已知M(x0,y0)是圆x2+y2=r2上的一点,求过点M的圆的切线方程。
解:设切线上除点M外另一点P(x,y)
则OP⊥MP,∴ · =0
=(x,y), =(x-x0,y-y0)
∴x(x-x0)+y(y-y0)=0,整理得xx0+yy0=r2
故所求切线方程为xx0+yy0=r2。
此方法避免了讨论切线斜率是否存在的情况,使求解过程大大简化。
三、向量的数乘与夹角的结合
例3.已知直线l1∶y=- +1,l2∶x-y+2=0,求l1与l2的夹角。
解:l1的方向向量 =(1,- ),l2的方向向量 =(1,1)
· =1- , · =2
cos , = =
∴l1与l2的夹角为θ=arccos 。
例4.双曲线 - =1(a>0,b>0)的离心率e= ,点A与点F分别是双曲线的左顶点和右焦点,B(0,b),求∠ABF的大小。
解:A(-a,0),F(c,0) =(-a,-b), =(c,-b)
e= = ?圯c=
· =-ac+b2=-ac+c2-a2=a2(e2-e-1)
=a2 2- -1=0
∴ ⊥ ,故BA⊥BF,∴∠ABF=90°.
四、向量的数乘与坐标取值范围的结合
例5.椭圆 + =1的焦点为F1,F2,点P为其上的动点,当∠F1PF2为钝角时,求点P横坐标的取值范围。
解:F1(- ,0),F2( ,0),设P(3cosθ,2sinθ)
=(- -3cosθ,-2sinθ), =( -3cosθ,-2sinθ)
· =9cos2θ-5+4sin2θ=5cos2θ-1<0
∴- <cosθ< ∴P点横坐标的取值范围为(- , )。
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本文标题:向量在解析几何中的几点应用
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