高考专题:解析几何常规题型及方法 本章节处理方法建议: 纵观2011年全国各省市18套文、理高考试卷,普遍有一个规律:占解几分值接近一 半的填空、选择题难度不大,中等及偏上的学生能将对应分数收入囊中;而占解几分值一 半偏上的解答题得分很不理想,其原因主要体现在以下几个方面:(1)解析几何是代数与 几何的完美结合,解析几何的问题可以涉及函数、方程、不等式、三角、几何、数列、向 量等知识,形成了轨迹、最值、对称、范围、参系数等多种问题,因而成为高中数学综合 能力要求最高的内容之一(2)解析几何的计算量相对偏大(3)在大家的“拿可拿之分” 的理念下,大题的前三道成了兵家必争之地,而排放位置比较尴尬的第21题或22题(有 时20题)就成了很多人遗忘的角落,加之时间的限制,此题留白的现象比较普遍。
~ 鉴于解几的特点,建议在复习中做好以下几个方面.1.由于高考中解几内容弹性很
大。有容易题,有中难题。因此在复习中基调为狠抓基础。不能因为高考中的解几解答题 较难,就拼命地去搞难题,套新题,这样往往得不偿失;端正心态:不指望将所有的题攻 下,将时间用在巩固基础、对付“跳一跳便可够得到”的常规题上,这样复习,高考时就 能保证首先将选择、填空题拿下,然后对于大题的第一个小问争取得分,第二小题能拿几 分算几分。 三、高考核心考点
1、准确理解基本概念(如直线的倾斜角、斜率、距离、截距等) 2、熟练掌握基本公式(如两点间距离公式、点到直线的距离公式、斜率公式、定比分点的坐标公式、到角公式、夹角公式等) 3、熟练掌握求直线方程的方法(如根据条件灵活选用各种形式、讨论斜率存在和不存在的各种情况、截距是否为0等等)
, 4、在解决直线与圆的位置关系问题中,要善于运用圆的几何性质以减少运算
5、了解线性规划的意义及简单应用 6、熟悉圆锥曲线中基本量的计算 7、掌握与圆锥曲线有关的轨迹方程的求解方法(如:定义法、直接法、相关点法、参数法、交轨法、几何法、待定系数法等) 8、掌握直线与圆锥曲线的位置关系的常见判定方法,能应用直线与圆锥曲线的位置关系解决一些常见问题 四、常规题型及解题的技巧方法
A:常规题型方面 (1)中点弦问题 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(,)xy11,(,)xy22,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xy2221。过A(2,1)的直线与双曲线交于两点P1 及P2,求线段P1P2的中点P的轨迹方程。 — 分析:设Pxy111(,),Pxy222(,)代入方程得xy121221,xy222221。
两式相减得 ()()()()xxxxyyyy12121212120。 又设中点P(x,y),将xxx122,yyy122代入,当xx12时得 22201212xyyyxx·。
又kyyxxyx121212, 代入得24022xyxy。 当弦PP12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24022xyxy 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。 ] (2)焦点三角形问题 椭圆或双曲线上一点P,与两个焦点F1、F2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xayb22221上任一点,Fc10(,),Fc20(,)为焦点,PFF12,PFF21。 (1)求证离心率sinsin)sin(e; (2)求|||PFPF1323的最值。 分析:(1)设||PFr11,|PFr22,由正弦定理得rrc122sinsinsin()。
得 rrc122sinsinsin(), sinsin)sin(ac
e
(2)()()aexaexaaex3332226。
当x0时,最小值是23a;
当ax时,最大值是26323aea。
(3)直线与圆锥曲线位置关系问题 直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法是解方程组,进而转化为一元二次方程后利用判别式,应特别注意数形结合的办法
典型例题 抛物线方程,直线与轴的交点在抛物线准线的右边。ypxpxytx210()() (1)求证:直线与抛物线总有两个不同交点 (2)设直线与抛物线的交点为A、B,且OA⊥OB,求p关于t的函数f(t)的表达式。
(1)证明:抛物线的准线为114:xp
由直线x+y=t与x轴的交点(t,0)在准线右边,得 tptp14440,而 # 由消去得xytypxy
21()xtpxtp2220()()
()()2422tptpptp()440
故直线与抛物线总有两个交点。 (2)解:设点A(x1,y1),点B(x2,y2)
xxtpxxtp121222,
OAOBkkOAOB,1 则xxyy12120 又yytxtx1212()() xxyyttp1212220() pfttt()22
@ 又,得函数的定义域是ptpft0440() ()()200,,
(4)圆锥曲线的有关最值(范围)问题 圆锥曲线中的有关最值(范围)问题,常用代数法和几何法解决。 <1>若命题的条件和结论具有明显的几何意义,一般可用图形性质来解决。 <2>若命题的条件和结论体现明确的函数关系式,则可建立目标函数(通常利用二次函数,三角函数,均值不等式)求最值。 典型例题 已知抛物线y2=2px(p>0),过M(a,0)且斜率为1的直线L与抛物线交于不同的两点A、B,|AB|≤2p
(1)求a的取值范围;(2)若线段AB的垂直平分线交x轴于点N,求△NAB面积的最大值。 分析:这是一道直线与圆锥曲线位置关系的问题,对于(1),可以设法得到关于a的不等式,通过解不等式求出a
的范围,即:“求范围,找不等式”。或者将a表示为另一个变量的函数,利用求函数的值域求出a的范围;对于(2)首先要把△NAB的面积表示为一个变量的函数,然后再求它的最大值,即:“最值问题,函数思想”。
解:(1)直线L的方程为:y=x-a,将y=x-a 代入抛物线方程y2=2px,得:设直线L与抛物线两交点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则221212)(204)(4axxpaxxapa,又y1=x1-a,y2=x2-a, ,2)2(80,0)2(8,2||0)2(8]4)[(2)()(||21221221221pappapppABappxxxxyyxxAB
解得:.42pap (2)设AB的垂直平分线交AB与点Q,令其坐标为(x3,y3),则由中点坐标公式得: paxxx2213, .2)()(221213paxaxyyy
所以|QM|2=(a+p-a)2+(p-0)2=2p2.又△MNQ为等腰直角三角形,所以|QM|=|QN|=P2,所以S△
NAB=22222||22||||21pppABpQNAB,即△NAB面积的最大值为P22。
(5)求曲线的方程问题 1.曲线的形状已知--------这类问题一般可用待定系数法解决。 典型例题 · 已知直线L过原点,抛物线C 的顶点在原点,焦点在x轴正半轴上。若点A(-1,0)和点B(0,8)关于L的对称点都在C上,求直线L和抛物线C的方程。 分析:曲线的形状已知,可以用待定系数法。 设出它们的方程,L:y=kx(k≠0),C:y2=2px(p>0) 设A、B关于L的对称点分别为A/、B/,则利用对称性可求得它们的坐标分别为:
A/(12,11222kkkk),B(1)1(8,116222kkkk)。因为A、B均在抛物线上,代入,消去p,得:k2-k-1=0.解得:
k=251,p=552. 所以直线L的方程为:y=251x,抛物线C的方程为y2=554x.
2.曲线的形状未知-----求轨迹方程 典型例题 已知直角坐标平面上点Q(2,0)和圆C:x2+y2=1, 动点M到圆C的切线长与|MQ|
的比等于常数(>0),求动点M的轨迹方程,并说明它是什么曲线。
; N
Q O 分析:如图,设MN切圆C于点N,则动点M组成的集合是:P={M||MN|=|MQ|},由平面几何知识可知:|MN|2=|MO|2-|ON|2=|MO|2-1,将M点坐标代入,可得:(2-1)(x2+y2)-42x+(1+42)=0. 当=1时它表示一条直线;当≠1时,它表示圆。这种方法叫做直接法。
(6) 存在两点关于直线对称问题 在曲线上两点关于某直线对称问题,可以按如下方式分三步解决:求两点所在的直线,求这两直线的交点,使这交点在圆锥曲线形内。(当然也可以利用韦达定理并结合判别式来解决)
典型例题 已知椭圆C的方程xy22431,试确定m的取值范围,使得对于直线yxm4,椭圆C上有不同两点关于直线对称。 ] 分析:椭圆上两点(,)xy11,(,)xy22,代入方程,相减得31212()()xxxx
412()yy()yy120。
又xxx122,yyy122,kyyxx121214,代入得yx3。
又由yxyxm34解得交点(,)mm3。 交点在椭圆内,则有()()mm224331,得2131321313m。 (7)两线段垂直问题 圆锥曲线两焦半径互相垂直问题,常用kkyyxx1212121···来处理或用向量的坐标运算来处理。
典型例题 已知直线l的斜率为k,且过点P(,)20,抛物线Cyx:()241,直线l与抛物线C有两个不同的交点(如图)。 (1)求k的取值范围; (2)直线l的倾斜角为何值时,A、B与抛物线C的焦点连线互相垂直。
】 分析:(1)直线ykx()2代入抛物线方程得
kxkxk222244440(),
由0,得110kk()。
(2)由上面方程得xxkk122244, yykxx12212224()(),焦点为O(,)00。
y B A P (-2,0) O x