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解析几何七种常规题型及方法

解析几何七种常规题型及方法常规题型及解题的技巧方法 A:常规题型方面一、一般弦长计算问题:例1、已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>,直线1:1x yl a b-=被椭圆C 截得的弦长为,且3e =,过椭圆C 的直线2l 被椭圆C 截的弦长AB , ⑴求椭圆的方程;⑵弦AB 的长度.思路分析:把直线2l 的方程代入椭圆方程,利用韦达定理和弦长公式求解.解析:⑴由1l 被椭圆C 截得的弦长为,得228a b +=,………①又e =,即2223c a =,所以223a b =………………………….②联立①②得226,2a b ==,所以所求的椭圆的方程为22162x y +=.⑵∴椭圆的右焦点()2,0F ,∴2l 的方程为:)2y x =-, 代入椭圆C 的方程,化简得,251860x x -+= 由韦达定理知,1212186,55x x x x +==从而125x x -==,由弦长公式,得12AB x =-==,即弦AB 点评:本题抓住1l 的特点简便地得出方程①,再根据e 得方程②,从而求得待定系数22,a b ,得出椭圆的方程,解决直线与圆锥曲线的弦长问题时,常用韦达定理与弦长公式。

二、中点弦长问题:具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法(点差法):设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式,消去四个参数。

典型例题 给定双曲线x y 2221-=。

过A (2,1)的直线与双曲线交于两点P 1 及P 2,求线段P 1P 2的中点P 的轨迹方程。

分析:设P x y 111(,),P x y 222(,)代入方程得x y 121221-=,x y 222221-=。

两式相减得()()()()x x x x y y y y 12121212120+--+-=。

又设中点P (x,y ),将x x x 122+=,y y y 122+=代入,当x x 12≠时得 22201212x yy y x x ---=·。

又k y y x x y x =--=--121212, 代入得24022x y x y --+=。

当弦P P 12斜率不存在时,其中点P (2,0)的坐标也满足上述方程。

因此所求轨迹方程是24022x y x y --+=说明:本题要注意思维的严密性,必须单独考虑斜率不存在时的情况。

例2、过点()4,1P 作抛物线28y x =的弦AB ,恰被点P 平分,求AB 的所在直线方程及弦AB 的长度。

思路分析:因为所求弦通过定点P ,所以弦AB 所在直线方程关键是求出斜率k ,有P 是弦的中点,所以可用作差或韦达定理求得,然后套用弦长公式可求解弦长. 解法1:设以P 为中点的弦AB 端点坐标为()()1122,,,A x y B x y ,则有2211228,8y x y x ==,两式相减,得()()()1212128y y y y x x -+=-又12128,2x x y y +=+= 则21214y y k x x -==-,所以所求直线AB 的方程为()144y x -=-,即4150x y --=. 解法2:设AB 所在的直线方程为()41y k x =-+由()2418y k x y x⎧=-+⎪⎨=⎪⎩,整理得283280ky y k --+=.设()()1122,,,A x y B x y ,由韦达定理得128y y k+=, 又∵P 是AB 的中点,∴1212y y +=,∴824k k=⇒= 所以所求直线AB 的方程为4150x y --=.由241508x y y x --=⎧⎨=⎩ 整理得,22300y y --=,则12122,30y y y y +==-有弦长公式得,12AB y y =-==点评:解决弦的中点有两种常用方法,一是利用韦达定理及中点坐标公式来构造条件;二是利用端点在曲线上,坐标满足方程,作差构造中点坐标和斜率的关系求解,然后可套用弦长公式求解弦长. 三、焦点弦长问题: 例3、(同例1、⑵)另解:⑵∴椭圆的右焦点()2,0F ,∴2l的方程为: )2y x =-,代入椭圆C 的方程)222162y x x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩,化简得,251860x x -+=由韦达定理知,1212186,55x x x x +== 由2l 过右焦点,有焦半径公式的弦长为()1225AB a e x x =-+=.即弦AB 的长度为5点评:在解决直线与圆锥曲线的弦长问题时,通常应用韦达定理与弦长公式,若涉及到焦点弦长问题,则可利用焦半径公式求解,可大大简化运算过程.弦长问题在高考题及模拟题中经常出现,从理论上讲,利用弦长公式a k x x k AB /1||1||2212∆+=-+=就能解决问题。

但实际中,除个别简单题(本文从略)外,直接利用弦长公式会使问题变得非常繁琐。

本文试图对此进行系统的总结,给出不同类型题目的解决策略。

一、两线段相等类型I 有相同端点的不共线线段 例1、(2204,西城区二模)已知定点)4,2(--A ,过点A 做倾斜角为︒45的直线L ,交抛物线)0(22>=p px y 于A 、B 两点,且||||||AC BC AB 、、成等比数列 (1)求抛物线方程;(2)问(1)中抛物线上是否存在D ,使得||||DC DB =成立?若存在,求出D 的坐标。

策略分析:由于D 、B 、C 三点不共线,要使得||||DC DB =成立,只需取BC 中点P ,满足BC DP ⊥。

由于这种类型题目的常见性与基础性,我们再举一个例子作为练习: 例2、(2005,二模)已知)2()2(),,1(),0,(b a b a y b x a-⊥+==(1)求点P(x,y)的轨迹方程C ;(2)若直线L :b kx y +=(0≠k )与曲线C 交与AB 两点,D(0,-1),且有||||BD AD =,试求b 的取值围。

类型II 共线线段例3、直线L 与x 轴不垂直,与抛物线22+=x y 交于AB 两点,与椭圆2222=+y x 交于CD 两点,与x 轴交于点M )0,(0x ,且||||BD AC =,求0x 的取值围。

策略分析:不妨设A ),(11y x 在B ),(22y x 下方,C ),(33y x 在D ),(44y x 下方,由于ABCD 共线,要使||||BD AC =,只需4213x x x x -=-,即4321x x x x ==+,结合韦达定理可得结果。

二、三线段相等 类型I 正三角形 例 4、(2003,春招)已知动圆过定点P(1,0)且与定直线L :x=-1相切,点C 在L 上 (1)求动圆圆心的轨迹M 的方程;(2)设过点P 且斜率为3-的直线与曲线M 相交于AB 两点①问三角形ABC 能否为正三角形?若能,求点C 坐标;若不能,说明理由;②问三角形ABC 能否为钝角三角形?若能,求点C 纵坐标的取值围;若不能,说明理由。

策略分析:对于本题涉及的正三角形问题,其突出特点是,落在直线上的两个顶点实际是已知的。

所以,只需设C (-1,y ),根据||||AB BC =和||||AB AC =分别列方程求y 值,判断两个y 值是否相等。

例5、(2005,学海大联考六)如图,在直角坐标系中,点A(-1,0)、B(1,0)、P(x,y))0(≠y ,设BP OP AP ,,,与x 轴正方向的夹角分别为αβγ,且πγβα=++ (1)求点P 的轨迹G 的方程;(2)设过点C )1,0(-的直线L 与轨迹G 交于 不同的两点MN ,问在x 轴上是否存在一点 E )0,(0x 使MNE ∆为正三角形?策略分析:设直线L :y=kx-1,由韦达定理求出MN 中点F 的坐标,再根据1-=•MN EF k k ,求出)0,34(2kkE --;利用弦长公式求出|MN |,再根据||||23EF MN =解得3±=k 。

注意代入∆验证。

类型II 共线线段 例6、(2004,高考卷)设直线λ与椭圆1162522=+y x 相交于AB 两点,λ又与双曲线122=-y x 相交于CD 两点,CD 三等分线段AB ,求λ的方程。

策略分析:实质是||||||DB CD AC ==。

当λ与x 轴垂直时,λ方程为24125±=x ;当λ与x 轴不垂直时,先由||||DB AC =,利用例3的方法,求得0=k 或0=b ,然后分类讨论求出ABCD 的横坐标,利用CD AB 3=,得出1316±=b 和2516±=k 。

三、线段成比例类型I 两个已知点一个未知点 例7、(2005,黄冈调研)已知椭圆C 的方程为)0(12222>>=+b a b x a x ,双曲线12222=-bx a x 的两条渐近线为21,L L ,过椭圆的右焦点F 做直线L ,使1L L ⊥,又L 与2L 交于点P 。

设L 与椭圆的两个交点由上到下依次为AB , (1)当21L L 与夹角为︒60,双曲线的焦距为4时,求椭圆C 的方程; (2)当AP FA λ=时,求λ的最大值。

策略分析:F 点和P 点的坐标皆可求,根据定比分点公式,求出A 点坐标,代入椭圆方程即可。

类型II 一个已知点两个未知点 例8、(2004,全国卷)设双曲线C :1222=-y ax (a>0)与直线L :1=+y x 相交于两个不同的点AB(1)求双曲线的离心率e 的取值围;(2)设直线L 与y 轴的交点为P ,且125=,求a 值。

策略分析:设A ),(11y x 、B ),(22y x 、)1,0(P ,由125=知21125x x =,于是,2211217x x x =+,2221125x x x =,前式平方除以后式消掉2x ,结合韦达定理即可求出a 。

注:更一般的,若某直线与圆锥曲线交点AB ,且PB PA λ=,其中,),(00y x P ,则)()(0201x x x x -=-λ,可以算出)()(0201x x x x -+-和))((0201x x x x --,利用例8思想求解;或者,使用以下技巧22102122102122101020201)()(22)(1x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ++-++--+=--+--=+λλ,结合韦达定理。

(2)焦点三角形问题椭圆或双曲线上一点P ,与两个焦点F 1、F 2构成的三角形问题,常用正、余弦定理搭桥。

典型例题 设P(x,y)为椭圆x a y b 22221+=上任一点,F c 10(,)-,F c 20(,)为焦点,∠=PF F 12α,∠=PF F 21β。

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