一、题目回顾

2016年高考数学全国卷(I)的19题是一道颇具挑战性的题目,以下是题目的原文:

(19题)设椭圆\(\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1\)\(a > b > 0\))的左、右焦点分别为\(F_1\)\(F_2\)\(O\)为坐标原点,\(P\)为椭圆上一点,且\(\angle F_1PF_2 = 60^\circ\)。若\(|PF_1| = 4\),则\(|PF_2|\)的值为:

A. \(2\sqrt{3}\) B. \(2\sqrt{7}\) C. \(4\sqrt{3}\) D. \(4\sqrt{7}\)

二、解题思路

1. 分析题目条件

首先,我们需要分析题目给出的条件,即椭圆的方程、焦点位置、角度以及\(|PF_1|\)的长度。通过这些条件,我们可以确定解题的方向。

2. 应用椭圆的性质

由于题目涉及到椭圆的性质,我们可以利用椭圆的定义和性质来解题。椭圆的定义是:平面上所有到两个定点\(F_1\)\(F_2\)的距离之和为常数的点的集合。这个常数等于两个焦点之间的距离\(2c\)

3. 应用三角形的性质

题目中给出的\(\angle F_1PF_2 = 60^\circ\)是一个关键信息。我们可以利用三角形的性质,如正弦定理、余弦定理等,来求解\(|PF_2|\)的长度。

三、解题步骤

1. 确定椭圆的焦点

由于椭圆的方程为\(\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1\),我们可以通过比较方程系数来确定焦点\(F_1\)\(F_2\)的位置。

2. 应用椭圆的定义

根据椭圆的定义,我们有\(|PF_1| + |PF_2| = 2a\)。由于题目中给出\(|PF_1| = 4\),我们可以得到\(|PF_2| = 2a - 4\)

3. 应用三角形的性质

由于\(\angle F_1PF_2 = 60^\circ\),我们可以利用余弦定理来求解\(|PF_2|\)的长度。余弦定理公式为:

\[c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C\]

其中,\(c\)为三角形的边长,\(a\)\(b\)为另外两边长,\(C\)为夹角。

4. 代入已知条件求解

将已知条件代入余弦定理公式,我们可以得到:

\[(2a - 4)^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos 60^\circ\]

由于\(b^2 = a^2 - c^2\),我们可以将\(b^2\)\(a\)\(c\)表示,然后进一步化简上述方程。

四、答案

通过上述步骤,我们可以得到\(|PF_2|\)的值为\(4\sqrt{3}\),因此正确答案为C。

五、总结

2016年高考数学19题是一道典型的椭圆问题,解题过程中需要综合运用椭圆的定义、性质以及三角形的性质。通过分析题目条件,运用相关公式和定理,我们可以顺利求解出题目答案。这道题目对于培养考生的逻辑思维和解题能力具有重要意义。