南通VS南京,解析几何同宗同源

南通VS南京,解析几何同宗同源,命题人说好的吗?

且看南京18题,蕴含南通18题的对称
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南通18题蕴含南京18题的的平行四边形

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模拟真题 2026年南通三模18题
椭圆 $C: \frac{x^2}{4} + y^2 = 1$,即 $x^2 + 4y^2 = 4$。 $A(x_0, y_0), B(-x_0, y_0)$ 在椭圆上,关于 $y$ 轴对称。 $P(x_1, y_1)$ 是椭圆上任意一点。 直线 $PA$ 与 $y$ 轴交于 $M(0, m)$,直线 $PB$ 与 $y$ 轴交于 $N(0, n)$。 (1)证明:$|OM| \cdot |ON| = 1$。 (2) $AM\perp AN$。求 $\triangle PAB$ 面积的最大值。
第一小题解答
解法一:设点用三角,减少变量且可叠加三角变换 $ A(2\cos\alpha,\sin\alpha),\quad B(-2\cos\alpha,\sin\alpha),\quad P(2\cos\beta,\sin\beta). $

直线 $PA$ 与 $y$ 轴交点 $M$: $ y_M=\frac{\sin\alpha\cos\beta-\cos\alpha\sin\beta}{\cos\beta-\cos\alpha} =\frac{\sin(\alpha-\beta)}{-2\sin\frac{\alpha+\beta}{2}\sin\frac{\beta-\alpha}{2}} =\frac{\cos\frac{\alpha-\beta}{2}}{\sin\frac{\alpha+\beta}{2}}. $

直线 $PB$ 与 $y$ 轴交点 $N$: $ y_N=\frac{\sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta}{\cos\beta+\cos\alpha} =\frac{\sin(\alpha+\beta)}{2\cos\frac{\alpha+\beta}{2}\cos\frac{\alpha-\beta}{2}} =\frac{\sin\frac{\alpha+\beta}{2}}{\cos\frac{\alpha-\beta}{2}}. $

乘起来就“秒杀”了: $ |OM|\cdot|ON|=|y_M y_N|=1. $

若是一般椭圆 $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$,参数设为 $(a\cos\theta,b\sin\theta)$,同理可得乘积恒为 $b^2$。

解法二:从结构上构造同解方程。

设直线 $PA$ 的方程为 $y = k_1 x + m$,则 $M(0, m)$。 设直线 $PB$ 的方程为 $y = k_2 x + n$,则 $N(0, n)$。

分别与椭圆联立 联立 $PA$ 与椭圆: $ \begin{cases} y = k_1 x + m \\ x^2 + 4y^2 = 4 \end{cases} $

消去 $x$整理得: $ (1 + 4k_1^2) y^2 - 2m y + (m^2 - 4k_1^2) = 0 \quad \text{①} $

同理,联立 $PB$ 与椭圆: $ \begin{cases} y = k_2 x + n \\ x^2 + 4y^2 = 4 \end{cases} $ 消去 $x$ 得 $ (1 + 4k_2^2) y^2 - 2n y + (n^2 - 4k_2^2) = 0 \quad \text{②} $

直线 $PA$ 与椭圆交于 $P$ 和 $A$,因此方程①的两根恰为 $y_P$ 和 $y_A$。 直线 $PB$ 与椭圆交于 $P$ 和 $B$,因此方程②的两根恰为 $y_P$ 和 $y_B$。 因此,方程①与②等价

所以$ y_P + y_0 = \frac{2m}{1 + 4k_1^2}= \frac{2n}{1 + 4k_2^2} \quad \text{(I)}$ $ \qquad y_P y_0 = \frac{m^2 - 4k_1^2}{1 + 4k_1^2}= \frac{n^2 - 4k_2^2}{1 + 4k_2^2} \quad \text{(II)} $

对(II)两边同时加1: $ \frac{m^2 - 4k_1^2}{1 + 4k_1^2} + 1 = \frac{n^2 - 4k_2^2}{1 + 4k_2^2} + 1 $ $ \frac{m^2 + 1}{1 + 4k_1^2} = \frac{n^2 + 1}{1 + 4k_2^2} \quad \text{(III)} $

将(I)与(III)相除: $ \frac{\frac{2m}{1 + 4k_1^2}}{\frac{m^2 + 1}{1 + 4k_1^2}} = \frac{\frac{2n}{1 + 4k_2^2}}{\frac{n^2 + 1}{1 + 4k_2^2}} $ 每个分母中的 $1 + 4k_i^2$ 恰好约掉: $ \frac{m}{m^2 + 1} = \frac{n}{n^2 + 1} $

$ mn^2 - nm^2 + m - n = 0 $ $ (m - n)(1 - mn) = 0 $ 因为 $A \neq B$,直线 $PA$ 与 $PB$ 不重合,故它们在 $y$ 轴上的截距 $m \neq n$。 因此只能 $1 - mn = 0$,即 $ mn = 1 $ 从而 $|OM| \cdot |ON| = |m| \cdot |n| = 1$,为定值。

第2小题解答不要受第一小题的干扰,重新梳理如下:
有了A,B对称点,根据MA⊥NA(这是一个迷惑性条件),实际转化为PA,PB斜率之积为1,即可根据A点求出P点。

第2小题解答
解: 由题意,椭圆 $C:\frac{x^2}{4}+y^2=1$,设 $ A(2\cos\alpha,\sin\alpha),\quad B(-2\cos\alpha,\sin\alpha),\quad P(2\cos\theta,\sin\theta). $ 由 $\overrightarrow{AM}\cdot\overrightarrow{AN}=0$ 得 $k_{PA}\cdot k_{PB}=1$,即 $ \frac{\sin\theta-\sin\alpha}{2(\cos\theta-\cos\alpha)}\cdot\frac{\sin\theta-\sin\alpha}{2(\cos\theta+\cos\alpha)}=1. $ 化简得 $ \frac{(\sin\theta-\sin\alpha)^2}{4(\cos^2\theta-\cos^2\alpha)}=1. $ 将 $\cos^2\theta=1-\sin^2\theta,\ \cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha$ 代入, $ \frac{(\sin\theta-\sin\alpha)^2}{4(\sin^2\alpha-\sin^2\theta)}=1. $ 因为 $\sin\theta\neq\sin\alpha$,约去 $\sin\theta-\sin\alpha$,得 $ \frac{\sin\theta-\sin\alpha}{-4(\sin\theta+\sin\alpha)}=1, $ 解得 $ \sin\theta=-\frac{3}{5}\sin\alpha. $ $\triangle PAB$ 的面积 $ S=\frac{1}{2}|AB|\cdot|y_P-y_A|. $ 其中 $ |AB|=|2\cos\alpha-(-2\cos\alpha)|=4|\cos\alpha|, $ $ |y_P-y_A|=|\sin\theta-\sin\alpha|=\left|-\frac{3}{5}\sin\alpha-\sin\alpha\right|=\frac{8}{5}|\sin\alpha|. $ 所以 $ S=\frac{1}{2}\cdot4|\cos\alpha|\cdot\frac{8}{5}|\sin\alpha|=\frac{16}{5}|\sin\alpha\cos\alpha|=\frac{8}{5}|\sin2\alpha|. $ 当 $A$ 点坐标用 $(s,t)$ 表示时,同理求得 $ S=\frac{16}{5}|t|\sqrt{1-t^2}. $

相比较而言,南京的18题两个问计算量差距太大,命题人到底要吧高中解析几何的运算带向何方?

模拟真题 2026年南京二模18题
双曲线 $C: x^2 - y^2 = 1$(由第(1)问已得)。 直线 $l_1$ 依次交 $C$ 的左支、$x$ 轴、右支于 $P, T, Q$ 三点。 经过点 $T$ 且垂直于 $l_1$ 的直线 $l_2$ 与 $C$ 有且仅有一个公共点 $M$。 点 $N$ 与 $M$ 关于原点 $O$ 对称。 直线 $NP, NQ$ 分别交 $x$ 轴于 $A, B$ 两点。 证明: ① $M, T$ 两点的横坐标之积为定值; ② 四边形 $AMBN$ 是平行四边形。

题目的描述依然具有欺骗性,如果看第一个问,应该是由T点生成切线产生切点关联,更好的想法是由切点产生切线进而产生T点,

为了两个问保持一致性,我们改变原题的逻辑,设N点(x0,y0),开始。

第一小问解答
(1)
解答
(1) 设 $N(x_0,y_0)$,则 $M(-x_0,-y_0)$,$x_0^2-y_0^2=1$。 过 $M$ 的切线 $l_2: -x_0x + y_0y = 1$,令 $y=0$ 得 $T\left(-\dfrac1{x_0},0\right)$。 $ x_Mx_T = (-x_0)\cdot\left(-\frac1{x_0}\right)=1. $
第2小问解答
(2) 切线斜率 $k_{l_2}=\dfrac{x_0}{y_0}$,所以 $l_1\perp l_2$ 且过 $T$: $ l_1:\ y = -\frac{y_0}{x_0}\left(x+\frac1{x_0}\right) = -\frac{y_0}{x_0}x - \frac{y_0}{x_0^2}. \tag{1} $ 设直线 $NP: y-y_0 = k(x-x_0)$. 平移:令 $X=x-x_0,\ Y=y-y_0$, 得到方程组: $$ \begin{cases} Y = -\dfrac{y_0}{x_0}X - \dfrac{y_0}{x_0^2} - 2y_0 & (l_1) \\ Y = kX & (NP) \\ X^2 - Y^2 + 2x_0X - 2y_0Y = 0 & (\text{双曲线}) \end{cases} $$ $ kX = -\frac{y_0}{x_0}X - \frac{y_0+2y_0x_0^2}{x_0^2} \;\Longrightarrow\; \left(k+\frac{y_0}{x_0}\right)X = -\frac{y_0(1+2x_0^2)}{x_0^2} $ $ \Longrightarrow X = \frac{-y_0(1+2x_0^2)}{x_0(kx_0+y_0)}. \tag{2} $(2) 将 $Y=kX$ 代入双曲线方程: $ (1-k^2)X^2 + 2(x_0 - y_0k)X = 0 $ $ X = \frac{2(y_0k - x_0)}{1-k^2}. \tag{3} $(3) 由 (2)(3) 消去 $X$: $ \frac{-y_0(1+2x_0^2)}{x_0(kx_0+y_0)} = \frac{2(y_0k - x_0)}{1-k^2} \;\Longrightarrow\; \frac{y_0(1+2x_0^2)}{x_0(kx_0+y_0)} = \frac{2(x_0 - y_0k)}{1-k^2}. $ 交叉相乘,利用 $x_0^2-y_0^2=1$ 化简得 $ y_0k^2 + 2x_0k - y_0 = 0. \tag{4} $ (4) 竟然如此简单! 方程 (4) 的两根即为 $k_{NP}, k_{NQ}$,记作 $k_1,k_2$,由韦达定理: $ k_1+k_2 = -\frac{2x_0}{y_0},\qquad k_1k_2 = -1. $ $NP: y-y_0 = k_1(x-x_0)$,令 $y=0$ 得 $x_A = x_0 - \dfrac{y_0}{k_1}$; 同理 $x_B = x_0 - \dfrac{y_0}{k_2}$。 于是 $ x_A+x_B = 2x_0 - y_0\left(\frac1{k_1}+\frac1{k_2}\right) = 2x_0 - y_0\cdot\frac{k_1+k_2}{k_1k_2} $ $ = 2x_0 - y_0\cdot\frac{-\frac{2x_0}{y_0}}{-1} = 2x_0 - 2x_0 = 0. $ 因此 $A,B$ 关于原点对称。又已知 $M(-x_0,-y_0), N(x_0,y_0)$ 关于原点对称,故四边形 $AMBN$ 的对角线互相平分,$AMBN$ 是平行四边形。

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