大家好!本文和大家分享一道1966年高考数学真题。这道题是当年那套数学试卷的第四题,考查了双曲线的方程、双曲线的基本性质、圆的方程、圆的弦长等知识。现在还有很多学生不会做这道题,那么接下来我们一起来看一下这道题的解法。
先看第一小问:求双曲线的焦点坐标。
将16x^2-9y^2 64x 18y-89=0进行配方,得到16(x 2)^2-9(y-2)^2=144,然后两边同时除以144,得到(x 2)^2/9-(y-1)y^2/16=1。现在不少同学看到这个方程后,发现这个双曲线的中心不在原点,所以就不会求其焦点坐标了。
其实,我们可以用平移的方法求解,即将曲线f(x,y)=0按照向量(k,h)平移后,得到曲线f(x-k,y-h)=0的图像。
所以,题目中的双曲线可以由双曲线x^2/9-y^2/16=1向左平移2个单位,再向上平移1个单位得到,那么其焦点也会按照同样的方法平移,从而求出其焦点坐标。
再看第二小问:求圆的方程。下面介绍3种解法。
解法一:
由于题目中的双曲线的两个焦点在圆上,所以所求圆的圆心一定在以焦点为端点的线段的垂直平分线上,而由(1)知,该垂直平分线的方程为x=-2,即圆心的横坐标为-2。因此可设圆的方程为(x 2)^2 (y-b)^2=r^2。
由于圆与x轴两交点间的距离为8,那么通过下图我们可以得到:r^2=b^2 4^2=b^2 16。
又因为双曲线的焦点在圆上,那么圆心到其中一个焦点的距离就等于圆的半径,即r=√[(3 2)^2 (1-b)^2]。联立上面两个关于r和b的方程,可以解得b=5,r^2=41,从而求出圆的方程。
解法二:
设圆的方程为(x-a)^2 (y-b)^2=r^2。
将双曲线两焦点坐标代入圆的方程,得到(-7-a)^2 (1-b)^2=r^2和(3-a)^2 (1-b)^2=r^2,两式相减,整理得到10(2a 4)=0,解得a=-2。
又圆与x轴两交点间的距离为8,所以由第三个图可得r^2=b^2 16。然后再代入圆的方程,最后可以解出b和r的值,从而得到圆的标准方程。
解法三:
设圆的方程为x^2 y^2 Dx Ey F=0。
由于双曲线两焦点所在直线平行于x轴,所以圆和x轴两交点的中点横坐标与双曲线两焦点的中点横坐标相等,所以圆和x轴两交点中点的横坐标为-2。由这两交点间的距离为8,所以可以得到这两交点的坐标为(-6,0),(2,0)。
又双曲线的焦点也在圆上,则选择三个点代入圆的方程,从而得到关于D、E、F的方程组,解出方程组就可以得到圆的方程。
解法三列方程组求解一般不建议用圆的标准方程,因为会出现三元二次方程组,求解难度大,很多同学解不出多元高次方程组,从而导致丢分。
,