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文檔簡介
高考數(shù)學圓錐曲線經(jīng)典例題及總結(jié)教案 圓錐曲線1.圓錐曲線的兩定義:第一定義中要重視“括號”內(nèi)的限制條件:橢圓中,與兩個定點F ,F(xiàn) 的距離的和等于常數(shù) ,且此常數(shù) 一定要大于 ,當常數(shù)等于 時,軌跡是線段F F ,當常數(shù)小于 時,無軌跡;雙曲線中,與兩定點F ,F(xiàn) 的距離的差的絕對值等于常數(shù) ,且此常數(shù) 一定要小于|F F |,定義中的“絕對值”與 |F F |不可忽視。若 |F F |,則軌跡是以F ,F(xiàn) 為端點的兩條射線,若 |F F |,則軌跡不存在。若去掉定義中的絕對值則軌跡僅表示雙曲線的一支。2.圓錐曲線的標準方程(標準方程是指中心(頂點)在原點,坐標軸為對稱軸時的標準位置的方程):(1)橢圓:焦點在 軸上時 ( ),焦點在 軸上時 1( )。方程 表示橢圓的充要條件是什么?(ABC0,且A,B,C同號,AB)。(2)雙曲線:焦點在 軸上: =1,焦點在 軸上: 1( )。方程 表示雙曲線的充要條件是什么?(ABC0,且A,B異號)。(3)拋物線:開口向右時 ,開口向左時 ,開口向上時 ,開口向下時 。3.圓錐曲線焦點位置的判斷(首先化成標準方程,然后再判斷):(1)橢圓:由 , 分母的大小決定,焦點在分母大的坐標軸上。(2)雙曲線:由 , 項系數(shù)的正負決定,焦點在系數(shù)為正的坐標軸上;(3)拋物線:焦點在一次項的坐標軸上,一次項的符號決定開口方向。提醒:在橢圓中, 最大, ,在雙曲線中, 最大, 。4.圓錐曲線的幾何性質(zhì):(1)橢圓(以 ( )為例):范圍: ;焦點:兩個焦點 ;對稱性:兩條對稱軸 ,一個對稱中心(0,0),四個頂點 ,其中長軸長為2 ,短軸長為2 ;準線:兩條準線 ; 離心率: ,橢圓 , 越小,橢圓越圓; 越大,橢圓越扁。(2)雙曲線(以 ( )為例):范圍: 或 ;焦點:兩個焦點 ;對稱性:兩條對稱軸 ,一個對稱中心(0,0),兩個頂點 ,其中實軸長為2 ,虛軸長為2 ,特別地,當實軸和虛軸的長相等時,稱為等軸雙曲線,其方程可設為 ;準線:兩條準線 ; 離心率: ,雙曲線 ,等軸雙曲線 , 越小,開口越小, 越大,開口越大;兩條漸近線: 。(3)拋物線(以 為例):范圍: ;焦點:一個焦點 ,其中 的幾何意義是:焦點到準線的距離;對稱性:一條對稱軸 ,沒有對稱中心,只有一個頂點(0,0);準線:一條準線 ; 離心率: ,拋物線 。5、點 和橢圓 ( )的關系:(1)點 在橢圓外 ;(2)點 在橢圓上 1;(3)點 在橢圓內(nèi) 6直線與圓錐曲線的位置關系:(1)相交: 直線與橢圓相交; 直線與雙曲線相交,但直線與雙曲線相交不一定有 ,當直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交且只有一個交點,故 是直線與雙曲線相交的充分條件,但不是必要條件; 直線與拋物線相交,但直線與拋物線相交不一定有 ,當直線與拋物線的對稱軸平行時,直線與拋物線相交且只有一個交點,故 也僅是直線與拋物線相交的充分條件,但不是必要條件。(2)相切: 直線與橢圓相切; 直線與雙曲線相切; 直線與拋物線相切;(3)相離: 直線與橢圓相離; 直線與雙曲線相離; 直線與拋物線相離。提醒:(1)直線與雙曲線、拋物線只有一個公共點時的位置關系有兩種情形:相切和相交。如果直線與雙曲線的漸近線平行時,直線與雙曲線相交,但只有一個交點;如果直線與拋物線的軸平行時,直線與拋物線相交,也只有一個交點;(2)過雙曲線 1外一點 的直線與雙曲線只有一個公共點的情況如下:P點在兩條漸近線之間且不含雙曲線的區(qū)域內(nèi)時,有兩條與漸近線平行的直線和分別與雙曲線兩支相切的兩條切線,共四條;P點在兩條漸近線之間且包含雙曲線的區(qū)域內(nèi)時,有兩條與漸近線平行的直線和只與雙曲線一支相切的兩條切線,共四條;P在兩條漸近線上但非原點,只有兩條:一條是與另一漸近線平行的直線,一條是切線;P為原點時不存在這樣的直線;(3)過拋物線外一點總有三條直線和拋物線有且只有一個公共點:兩條切線和一條平行于對稱軸的直線。7、焦點三角形(橢圓或雙曲線上的一點與兩焦點所構(gòu)成的三角形)問題: ,當 即 為短軸端點時, 的最大值為bc;對于雙曲線 。 如 (1)短軸長為 ,8、拋物線中與焦點弦有關的一些幾何圖形的性質(zhì):(1)以過焦點的弦為直徑的圓和準線相切;(2)設AB為焦點弦, M為準線與x軸的交點,則AMFBMF;(3)設AB為焦點弦,A、B在準線上的射影分別為A ,B ,若P為A B 的中點,則PAPB;(4)若AO的延長線交準線于C,則BC平行于x軸,反之,若過B點平行于x軸的直線交準線于C點,則A,O,C三點共線。 9、弦長公式:若直線 與圓錐曲線相交于兩點A、B,且 分別為A、B的橫坐標,則 ,若 分別為A、B的縱坐標,則 ,若弦AB所在直線方程設為 ,則 。特別地,焦點弦(過焦點的弦):焦點弦的弦長的計算,一般不用弦長公式計算,而是將焦點弦轉(zhuǎn)化為兩條焦半徑之和后,利用第二定義求解。拋物線: 在雙曲線 中,以 為中點的弦所在直線的斜率k= ;在拋物線 中,以 為中點的弦所在直線的斜率k= 。提醒:因為 是直線與圓錐曲線相交于兩點的必要條件,故在求解有關弦長、對稱問題時,務必別忘了檢驗 ! 11了解下列結(jié)論(1)雙曲線 的漸近線方程為 ;(2)以 為漸近線(即與雙曲線 共漸近線)的雙曲線方程為 為參數(shù), 0)。(3)中心在原點,坐標軸為對稱軸的橢圓、雙曲線方程可設為 ;(4)橢圓、雙曲線的通徑(過焦點且垂直于對稱軸的弦)為 ,焦準距(焦點到相應準線的距離)為 ,拋物線的通徑為 ,焦準距為 ; (5)通徑是所有焦點弦(過焦點的弦)中最短的弦;(6)若拋物線 的焦點弦為AB, ,則 ; (7)若OA、OB是過拋物線 頂點O的兩條互相垂直的弦,則直線AB恒經(jīng)過定點 12、解析幾何與向量綜合時可能出現(xiàn)的向量內(nèi)容:(1) 給出直線的方向向量 或 ;(2)給出 與 相交,等于已知 過 的中點;(3)給出 ,等于已知 是 的中點;(4)給出 ,等于已知 與 的中點三點共線;(5) 給出以下情形之一: ;存在實數(shù) ;若存在實數(shù) ,等于已知 三點共線.(6) 給出 ,等于已知 ,即 是直角,給出 ,等于已知 是鈍角, 給出 ,等于已知 是銳角,(8)給出 ,等于已知 是 的平分線/(9)在平行四邊形 中,給出 ,等于已知 是菱形;(10) 在平行四邊形 中,給出 ,等于已知 是矩形;(11)在 中,給出 ,等于已知 是 的外心(三角形外接圓的圓心,三角形的外心是三角形三邊垂直平分線的交點);(12) 在 中,給出 ,等于已知 是 的重心(三角形的重心是三角形三條中線的交點);(13)在 中,給出 ,等于已知 是 的垂心(三角形的垂心是三角形三條高的交點);(14)在 中,給出 等于已知 通過 的內(nèi)心;(15)在 中,給出 等于已知 是 的內(nèi)心(三角形內(nèi)切圓的圓心,三角形的內(nèi)心是三角形三條角平分線的交點); (16) 在 中,給出 ,等于已知 是 中 邊的中線; (3)已知A,B為拋物線x2=2py(p 0)上異于原點的兩點, ,點C坐標為(0,2p)(1)求證:A,B,C三點共線; (2)若 ( )且 試求點M的軌跡方程。(1)證明:設 ,由 得,又 , ,即A,B,C三點共線。(2)由(1)知直線AB過定點C,又由 及 ( )知OM AB,垂足為M,所以點M的軌跡為以OC為直徑的圓,除去坐標原點。即點M的軌跡方程為x2+(y-p)2=p2(x 0,y 0)。13.圓錐曲線中線段的最值問題:例1、(1)拋物線C:y2 =4x上一點P到點A(3,4 )與到準線的距離和最小,則點 P的坐標為_(2)拋物線C: y2 =4x上一點Q到點B(4,1)與到焦點F的距離和最小,則點Q的坐標為 。分析:(1)A在拋物線外,如圖,連PF,則 ,因而易發(fā)現(xiàn),當A、P、F三點共線時,距離和最小。(2)B在拋物線內(nèi),如圖,作QRl交于R,則當B、Q、R三點共線時,距離和最小。 解:(1)(2, )(2)( )1、已知橢圓C1的方程為 ,雙曲線C2的左、右焦點分別為C1的左、右頂點,而C2的左、右頂點分別是C1的左、右焦點。 (1) 求雙曲線C2的方程; (2) 若直線l: 與橢圓C1及雙曲線C2恒有兩個不同的交點,且l與C2的兩個交點A和B滿足 (其中O為原點),求k的取值范圍。解:()設雙曲線C2的方程為 ,則 故C2的方程為 (II)將 由直線l與橢圓C1恒有兩個不同的交點得即 .由直線l與雙曲線C2恒有兩個不同的交點A,B得 解此不等式得 由、得 故k的取值范圍為 在平面直角坐標系xOy中,已知點A(0,-1),B點在直線y = -3上,M點滿足MB/OA, MA AB = MB BA,M點的軌跡為曲線C。()求C的方程;()P為C上的動點,l為C在P點處得切線,求O點到l距離的最小值。()設M(x,y),由已知得B(x,-3),A(0,-1).所以 =(-x,-1-y), =(0,-3-y), =(x,-2).再由愿意得知( + ) =0,即(-x,-4-2y) (x,-2)=0.所以曲線C的方程式為y= x -2. ()設P(x ,y )為曲線C:y= x -2上一點,因為y = x,所以 的斜率為 x 因此直線 的方程為 ,即 。則O點到 的距離 .又 ,所以 當 =0時取等號,所以O點到 距離的最小值為2.設雙曲線 (a0,b0)的漸近線與拋物線y=x2 +1相切,則該雙曲線的離心率等于( )設雙曲線 的一條漸近線,則雙曲線的離心率為( ). 過橢圓 ( )的左焦點 作 軸的垂線交橢圓于點 , 為右焦點,若 ,則橢圓的離心率為已知雙曲線 的左、右焦點分別是 、 ,其一條漸近線方程為 ,點 在雙曲線上.則 ( )0已知直線 與拋物線 相交于 兩點, 為 的焦點,若 ,則 ( )已知直線 和直線 ,拋物線 上一動點 到直線 和直線 的距離之和的最小值是( )設已知拋物線C的頂點在坐標原點,焦點為F(1,0),直線l與拋物線C相交于A,B兩點。若AB的中點為(2,2),則直線l的方程為_.橢圓 的焦點為 ,點P在橢圓上,若 ,則 ; 的大小為 .過拋物線 的焦點F作傾斜角為 的直線交拋物線于A、B兩點,若線段AB的長為8,則 _ 【解析】設切點 ,則切線的斜率為 .由題意有 又 解得: 雙曲線 的一條漸近線為 ,由方程組 ,消去y,得 有唯一解,所以= ,所以 , 由漸近線方程為 知雙曲線是等軸雙曲線,雙曲線方程是 ,于是兩焦點坐標分別是(2,0)和(2,0),且 或 .不妨去 ,則 , . 【解析】設拋物線 的準線為 直線 恒過定點P .如圖過 分 別作 于 , 于 , 由 ,則 ,點B為AP的中點.連結(jié) ,則 , 點 的橫坐標為 , 故點 的坐標為, 故選D 1.點P處的切線PT平分PF1F2在點P處的外角.2.PT平分PF1F2在點P處的外角,則焦點在直線PT上的射影H點的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個端點.3.以焦點弦PQ為直徑的圓必與對應準線相離.4.以焦點半徑PF1為直徑的圓必與以長軸為直徑的圓內(nèi)切.5.若 在橢圓 上,則過 的橢圓的切線方程是 .6.若 在橢圓 外 ,則過Po作橢圓的兩條切線切點為P1、P2,則切點弦P1P2的直線方程是 .7.橢圓 (ab0)的左右焦點分別為F1,F(xiàn) 2,點P為橢圓上任意一點 ,則橢圓的焦點角形的面積為 .8.橢圓 (ab0)的焦半徑公式:, ( , ).9.設過橢圓焦點F作直線與橢圓相交 P、Q兩點,A為橢圓長軸上一個頂點,連結(jié)AP 和AQ分別交相應于焦點F的橢圓準線于M、N兩點,則MFNF.10.過橢圓一個焦點F的直線與橢圓交于兩點P、Q, A1、A2為橢圓長軸上的頂點,A1P和A2Q交于點M,A2P和A1Q交于點N,則MFNF.11.AB是橢圓 的不平行于對稱軸的弦,M 為AB的中點,則 ,即 。12.若 在橢圓 內(nèi),則被Po所平分的中點弦的方程是 .13.若 在橢圓 內(nèi),則過Po的弦中點的軌跡方程是 .二、雙曲線1.點P處的切線PT平分PF1F2在點P處的內(nèi)角.2.PT平分PF1F2在點P處的內(nèi)角,則焦點在直線PT上的射影H點的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個端點.3.以焦點弦PQ為直徑的圓必與對應準線相交.4.以焦點半徑PF1為直徑的圓必與以實軸為直徑的圓相切.(內(nèi)切:P在右支;外切:P在左支)5.若 在雙曲線 (a0,b0)上,則過 的雙曲線的切線方程是 .6.若 在雙曲線 (a0,b0)外 ,則過Po作雙曲線的兩條切線切點為P1、P2,則切點弦P1P2的直線方程是 .7.雙曲線 (a0,bo)的左右焦點分別為F1,F(xiàn) 2,點P為雙曲線上任意一點 ,則雙曲線的焦點角形的面積為 .8.雙曲線 (a0,bo)的焦半徑公式:( , 當 在右支上時, , .當 在左支上時, , 9.設過雙曲線焦點F作直線與雙曲線相交 P、Q兩點,A為雙曲線長軸上一個頂點,連結(jié)AP 和AQ分別交相應于焦點F的雙曲線準線于M、N兩點,則MFNF.10.過雙曲線一個焦點F的直線與雙曲線交于兩點P、Q, A1、A2為雙曲線實軸上的頂點,A1P和A2Q交于點M,A2P和A1Q交于點N,則MFNF.11.AB是雙曲線 (a0,b0)的不平行于對稱軸的弦,M 為AB的中點,則 ,即 。12.若 在雙曲線 (a0,b0)內(nèi),則被Po所平分的中點弦的方程是 .13.若 在雙曲線 (a0,b0)內(nèi),則過Po的弦中點的軌跡方程是 .橢圓與雙曲線的對偶性質(zhì)-(會推導的經(jīng)典結(jié)論)橢 圓1.橢圓 (abo)的兩個頂點為 , ,與y軸平行的直線交橢圓于P1、P2時A1P1與A2P2交點的軌跡方程是 .2.過橢圓 (a0, b0)上任一點 任意作兩條傾斜角互補的直線交橢圓于B,C兩點,則直線BC有定向且 (常數(shù)).3.若P為橢圓 (ab0)上異于長軸端點的任一點,F1, F 2是焦點, , ,則 .4.設橢圓 (ab0)的兩個焦點為F1、F2,P(異于長軸端點)為橢圓上任意一點,在PF1F2中,記 , , ,則有 .5.若橢圓 (ab0)的左、右焦點分別為F1、F2,左準線為L,則當0e 時,可在橢圓上求一點P,使得PF1是P到對應準線距離d與PF2的比例中項.6.P為橢圓 (ab0)上任一點,F1,F2為二焦點,A為橢圓內(nèi)一定點,則 ,當且僅當 三點共線時,等號成立.7.橢圓 與直線 有公共點的充要條件是 .8.已知橢圓 (ab0),O為坐標原點,P、Q為橢圓上兩動點,且 .(1) ;(2)|OP|2+|OQ|2的最大值為 ;(3) 的最小值是 .9.過橢圓 (ab0)的右焦點F作直線交該橢圓右支于M,N兩點,弦MN的垂直平分線交x軸于P,則 .10.已知橢圓 ( ab0),A、B、是橢圓上的兩點,線段AB的垂直平分線與x軸相交于點 , 則 .11.設P點是橢圓 ( ab0)上異于長軸端點的任一點,F1、F2為其焦點記 ,則(1) .(2) .12.設A、B是橢圓 ( ab0)的長軸兩端點,P是橢圓上的一點, , , ,c、e分別是橢圓的半焦距離心率,則有(1) .(2) .(3) .13.已知橢圓 ( ab0)的右準線 與x軸相交于點 ,過橢圓右焦點 的直線與橢圓相交于A、B兩點,點 在右準線 上,且 軸,則直線AC經(jīng)過線段EF 的中點.14.過橢圓焦半徑的端點作橢圓的切線,與以長軸為直徑的圓相交,則相應交點與相應焦點的連線必與切線垂直.15.過橢圓焦半徑的端點作橢圓的切線交相應準線于一點,則該點與焦點的連線必與焦半徑互相垂直.16.橢圓焦三角形中,內(nèi)點到一焦點的距離與以該焦點為端點的焦半徑之比為常數(shù)e(離心率). (注:在橢圓焦三角形中,非焦頂點的內(nèi)、外角平分線與長軸交點分別稱為內(nèi)、外點.)17.橢圓焦三角形中,內(nèi)心將內(nèi)點與非焦頂點連線段分成定比e.18.橢圓焦三角形中,半焦距必為內(nèi)、外點到橢圓中心的比例中項.雙曲線1.雙曲線 (a0,b0)的兩個頂點為 , ,與y軸平行的直線交雙曲線于P1、P2時A1P1與A2P2交點的軌跡方程是 .2.過雙曲線 (a0,bo)上任一點 任意作兩條傾斜角互補的直線交雙曲線于B,C兩點,則直線BC有定向且 (常數(shù)).3.若P為雙曲線 (a0,b0)右(或左)支上除頂點外的任一點,F1, F 2是焦點, , ,則 (或 ).4.設雙曲線 (a0,b0)的兩個焦點為F1、F2,P(異于長軸端點)為雙曲線上任意一點,在PF1F2中,記 , , ,則有 .5.若雙曲線 (a0,b0)的左、右焦點分別為F1、F2,左準線為L,則當1e 時,可在雙曲線上求一點P,使得PF1是P到對應準線距離d與PF2的比例中項.6.P為雙曲線 (a0,b0)上任一點,F1,F2為二焦點,A為雙曲線內(nèi)一定點,則 ,當且僅當 三點共線且 和 在y軸同側(cè)時,等號成立.7.雙曲線 (a0,b0)與直線 有公共點的充要條件是 .8.已知雙曲線 (ba 0),O為坐標原點,P、Q為雙曲線上兩動點,且 .(1) ;(2)|OP|2+|OQ|2的最小值為 ;(3) 的最小值是 .9.過雙曲線 (a0,b0)的右焦點F作直線交該雙曲線的右支于M,N兩點,弦MN的垂直平分線交x軸于P,則 .10.已知雙曲線 (a0,b0),A、B是雙曲線上的兩點,線段AB的垂直平分線與x軸相交于點 , 則 或 .11.設P點是雙曲線 (a0,b0)上異于實軸端點的任一點,F1、F2為其焦點記 ,則(1) .(2) .12.設A、B是雙曲線 (a0,b0)的長軸兩端點,P是雙曲線上的一點, , , ,c、e分別是雙曲線的半焦距離心率,則有(1) .(2) .(3) .13.已知雙曲線 (a0,b0)的右準線 與x軸相交于點 ,過雙曲線右焦點 的直線與雙曲線相交于A、B兩點,點 在右準線 上,且 軸,則直線AC經(jīng)過線段EF 的中點.14.過雙曲線焦半徑的端點作雙曲線的切線,與以長軸為直徑的圓相交,則相應交點與相應焦點的連線必與切線垂直.15.過雙曲線焦半徑的端點作雙曲線的切線交相應準線于一點,則該點與焦點的連線必與焦半徑互相垂直.16.雙曲線焦三角形中,外點到一焦點的距離與以該焦點為端點的焦半徑之比為常數(shù)e(離心率).(注:在雙曲線焦三角形中,非焦頂點的內(nèi)、外角平分線與長軸交點分別稱為內(nèi)、外點).17.雙曲線焦三角形中,其焦點所對的旁心將外點與非焦頂點連線段分成定比e.18.雙曲線焦三角形中,半焦距必為內(nèi)、外點到雙曲線中心的比例中項.其他常用公式:1、連結(jié)圓錐曲線上兩個點的線段稱為圓錐曲線的弦,利用方程的根與系數(shù)關系來計算弦長,常用的弦長公式: 2、直線的一般式方程:任何直線均可寫成 (A,B不同時為0)的形式。3、知直線橫截距 ,常設其方程為 (它不適用于斜率為0的直線)與直線 垂直的直線可表示為 。4、兩平行線 間的距離為 。5、若直線 與直線 平行則 (斜率)且 (在 軸上截距) (充要條件)6、圓的一般方程: ,特別提醒:只有當 時,方程 才表示圓心為 ,半徑為 的圓。二元二次方程 表示圓的充要條件是 且 且 。7、圓的參數(shù)方程: ( 為參數(shù)),其中圓心為 ,半徑為 。圓的參數(shù)方程的主要應用是三角換元: ; 8、 為直徑端點的圓方程 切線長:過圓 ( )外一點 所引圓的切線的長為 ( )9、弦長問題:圓的弦長的計算:常用弦心距 ,弦長一半 及圓的半徑 所構(gòu)成的直角三角形來解: ;過兩圓 、 交點的圓(公共弦)系為 ,當 時,方程 為兩圓公共弦所在直線方程.。攻克圓錐曲線解答題的策略摘要:為幫助高三學生學好圓錐曲線解答題,提高成績,戰(zhàn)勝高考,可從四個方面著手:知識儲備、方法儲備、思維訓練、強化訓練。關鍵詞:知識儲備 方法儲備 思維訓練 強化訓練第一、知識儲備:1. 直線方程的形式(1)直線方程的形式有五件:點斜式、兩點式、斜截式、截距式、一般式。(2)與直線相關的重要內(nèi)容傾斜角與斜率 點到直線的距離 夾角公式: (3)弦長公式直線 上兩點 間的距離: 或 (4)兩條直線的位置關系 =-1 2、圓錐曲線方程及性質(zhì)(1)、橢圓的方程的形式有幾種?(三種形式) 標準方程: 距離式方程: 參數(shù)方程: (2)、雙曲線的方程的形式有兩種 標準方程: 距離式方程: (3)、三種圓錐曲線的通徑你記得嗎? (4)、圓錐曲線的定義你記清楚了嗎?如:已知 是橢圓 的兩個焦點,平面內(nèi)一個動點M滿足 則動點M的軌跡是( )A、雙曲線;B、雙曲線的一支;C、兩條射線;D、一條射線(5)、焦點三角形面積公式: (其中 )(6)、記住焦半徑公式:(1) ,可簡記為“左加右減,上加下減”。 (2) (3) (6)、橢圓和雙曲線的基本量三角形你清楚嗎? 第二、方法儲備1、點差法(中點弦問題)設 、 , 為橢圓 的弦 中點則有, ;兩式相減得 = 2、聯(lián)立消元法:你會解直線與圓錐曲線的位置關系一類的問題嗎?經(jīng)典套路是什么?如果有兩個參數(shù)怎么辦? 設直線的方程,并且與曲線的方程聯(lián)立,消去一個未知數(shù),得到一個二次方程,使用判別式 ,以及根與系數(shù)的關系,代入弦長公式,設曲線上的兩點 ,將這兩點代入曲線方程得到12兩個式子,然后1-2,整體消元 ,若有兩個字母未知數(shù),則要找到它們的聯(lián)系,消去一個,比如直線過焦點,則可以利用三點A、B、F共線解決之。若有向量的關系,則尋找坐標之間的關系,根與系數(shù)的關系結(jié)合消元處理。一旦設直線為 ,就意味著k存在。例1、已知三角形ABC的三個頂點均在橢圓 上,且點A是橢圓短軸的一個端點(點A在y軸正半軸上).(1)若三角形ABC的重心是橢圓的右焦點,試求直線BC的方程;(2)若角A為 ,AD垂直BC于D,試求點D的軌跡方程.分析:第一問抓住“重心”,利用點差法及重心坐標公式可求出中點弦BC的斜率,從而寫出直線BC的方程。第二問抓住角A為 可得出ABAC,從而得 ,然后利用聯(lián)立消元法及交軌法求出點D的軌跡方程;解:(1)設B( , ),C( , ),BC中點為( ),F(2,0)則有 兩式作差有 (1)F(2,0)為三角形重心,所以由 ,得 ,由 得 ,代入(1)得 直線BC的方程為 2)由ABAC得 (2)設直線BC方程為 ,得 , 代入(2)式得,解得 或 直線過定點(0, ,設D(x,y),則 ,即 所以所求點D的軌跡方程是 。4、設而不求法例2、如圖,已知梯形ABCD中 ,點E分有向線段 所成的比為 ,雙曲線過C、D、E三點,且以A、B為焦點當 時,求雙曲線離心率 的取值范圍。分析:本小題主要考查坐標法、定比分點坐標公式、雙曲線的概念和性質(zhì),推理、運算能力和綜合運用數(shù)學知識解決問題的能力。建立直角坐標系 ,如圖,若設C ,代入 ,求得 ,進而求得 再代入 ,建立目標函數(shù) ,整理 ,此運算量可見是難上加難.我們對 可采取設而不求的解題策略,建立目標函數(shù) ,整理 ,化繁為簡. 解法一:如圖,以AB為垂直平分線為 軸,直線AB為 軸,建立直角坐標系 ,則CD 軸因為雙曲線經(jīng)過點C、D,且以A、B為焦點,由雙曲線的對稱性知C、D關于 軸對稱 依題意,記A ,C ,E ,其中 為雙曲線的半焦距, 是梯形的高,由定比分點坐標公式得 , 設雙曲線的方程為 ,則離心率 由點C、E在雙曲線上,將點C、E的坐標和 代入雙曲線方程得 , 由式得 , 將式代入式,整理得 ,故 由題設 得, 解得 所以雙曲線的離心率的取值范圍為 分析:考慮 為焦半徑,可用焦半徑公式, 用 的橫坐標表示,回避 的計算, 達到設而不求的解題策略 解法二:建系同解法一, ,又 ,代入整理 ,由題設 得, 解得 所以雙曲線的離心率的取值范圍為 5、判別式法例3已知雙曲線 ,直線 過點 ,斜率為 ,當 時,雙曲線的上支上有且僅有一點B到直線 的距離為 ,試求 的值及此時點B的坐標。分析1:解析幾何是用代數(shù)方法來研究幾何圖形的一門學科,因此,數(shù)形結(jié)合必然是研究解析幾何問題的重要手段. 從“有且僅有”這個微觀入手,對照草圖,不難想到:過點B作與 平行的直線,必與雙曲線C相切. 而相切的代數(shù)表現(xiàn)形式是所構(gòu)造方程的判別式 . 由此出發(fā),可設計如下解題思路: 解題過程略.分析2:如果從代數(shù)推理的角度去思考,就應當把距離用代數(shù)式表達,即所謂“有且僅有一點B到直線 的距離為 ”,相當于化歸的方程有唯一解. 據(jù)此設計出如下解題思路: 簡解:設點 為雙曲線C上支上任一點,則點M到直線 的距離為: 于是,問題即可轉(zhuǎn)化為如上關于 的方程.由于 ,所以 ,從而有于是關于 的方程 由 可知:方程 的二根同正,故 恒成立,于是 等價于.由如上關于 的方程有唯一解,得其判別式 ,就可解得 .點評:上述解法緊扣解題目標,不斷進行問題轉(zhuǎn)換,充分體現(xiàn)了全局觀念與整體思維的優(yōu)越性.例4已知橢圓C: 和點P(4,1),過P作直線交橢圓于A、B兩點,在線段AB上取點Q,使 ,求動點Q的軌跡所在曲線的方程.分析:這是一個軌跡問題,解題困難在于多動點的困擾,學生往往不知從何入手。其實,應該想到軌跡問題可以通過參數(shù)法求解. 因此,首先是選定參數(shù),然后想方設法將點Q的橫、縱坐標用參數(shù)表達,最后通過消參可達到解題的目的.由于點 的變化是由直線AB的變化引起的,自然可選擇直線AB的斜率 作為參數(shù),如何將 與 聯(lián)系起來?一方面利用點Q在直線AB上;另一方面就是運用題目條件: 來轉(zhuǎn)化.由A、B、P、Q四點共線,不難得到 ,要建立 與 的關系,只需將直線AB的方程代入橢圓C的方程,利用韋達定理即可.通過這樣的分析,可以看出,雖然我們還沒有開始解題,但對于如何解決本題,已經(jīng)做到心中有數(shù). 在得到 之后,如果能夠從整體上把握,認識到:所謂消參,目的不過是得到關于 的方程(不含k),則可由 解得 ,直接代入 即可得到軌跡方程。從而簡化消去參的過程。簡解:設 ,則由 可得: ,解之得: (1)設直線AB的方程為: ,代入橢圓C的方程,消去 得出關于 x的一元二次方程: (2) 代入(1),化簡得: (3)與 聯(lián)立,消去 得: 在(2)中,由 ,解得 ,結(jié)合(3)可求得 故知點Q的軌跡方程為: ( ).點評:由方程組實施消元,產(chǎn)生一個標準的關于一個變量的一元二次方程,其判別式、韋達定理模塊思維易于想到. 這當中,難點在引出參,活點在應用參,重點在消去參.,而“引參、用參、消參”三步曲,正是解析幾何綜合問題求解的一條有效通道.6、求根公式法例5設直線 過點P(0,3),和橢圓 順次交于A、B兩點,試求 的取值范圍.分析:本題中,絕大多數(shù)同學不難得到: = ,但從此后卻一籌莫展, 問題的根源在于對題目的整體把握不夠. 事實上,所謂求取值范圍,不外乎兩條路:其一是構(gòu)造所求變量關于某個(或某幾個)參數(shù)的函數(shù)關系式(或方程),這只需利用對應的思想實施;其二則是構(gòu)造關于所求量的一個不等關系.分析1:從第一條想法入手, = 已經(jīng)是一個關系式,但由于有兩個變量 ,同時這兩個變量的范圍不好控制,所以自然想到利用第3個變量直線AB的斜率k. 問題就轉(zhuǎn)化為如何將 轉(zhuǎn)化為關于k的表達式,到此為止,將直線方程代入橢圓方程,消去y得出關于 的一元二次方程,其求根公式呼之欲出. 簡解1:當直線 垂直于x軸時,可求得 ;當 與x軸不垂直時,設 ,直線 的方程為: ,代入橢圓方程,消去 得 解之得 因為橢圓關于y軸對稱,點P在y軸上,所以只需考慮 的情形.當 時, , ,所以 = = = .由 , 解得 ,所以 ,綜上 .分析2: 如果想構(gòu)造關于所求量的不等式,則應該考慮到:判別式往往是產(chǎn)生不等的根源. 由判別式值的非負性可以很快確定 的取值范圍,于是問題轉(zhuǎn)化為如何將所求量與 聯(lián)系起來. 一般來說,韋達定理總是充當這種問題的橋梁,但本題無法直接應用韋達定理,原因在于 不是關于 的對稱關系式. 原因找到后,解決問題的方法自然也就有了,即我們可以構(gòu)造關于 的對稱關系式. 簡解2:設直線 的方程為: ,代入橢圓方程,消去 得 (*)則 令 ,則, 在(*)中,由判別式 可得 ,從而有 ,所以 ,解得 .結(jié)合 得 . 綜上, .點評:范圍問題不等關系的建立途徑多多,諸如判別式法,均值不等式法,變量的有界性法,函數(shù)的性質(zhì)法,數(shù)形結(jié)合法等等. 本題也可從數(shù)形結(jié)合的角度入手,給出又一優(yōu)美解法.解題猶如打仗,不能只是忙于沖鋒陷陣,一時局部的勝利并不能說明問題,有時甚至會被局部所糾纏而看不清問題的實質(zhì)所在,只有見微知著,樹立全局觀念,講究排兵布陣,運籌帷幄,方能決勝千里.第三、推理訓練:數(shù)學推理是由已知的數(shù)學命題得出新命題的基本思維形式,它是數(shù)學求解的核心。以已知的真實數(shù)學命題,即定義、公理、定理、性質(zhì)等為依據(jù),選擇恰當?shù)慕忸}方法,達到解題目標,得出結(jié)論的一系列推理過程。在推理過程中,必須注意所使用的命題之間的相互關系(充分性、必要性、充要性等),做到思考縝密、推理嚴密。通過編寫思維流程圖來錘煉自己的大腦,快速提高解題能力。例6橢圓長軸端點為 , 為橢圓中心, 為橢圓的右焦點,且 , ()求橢圓的標準方程;()記橢圓的上頂點為 ,直線 交橢圓于 兩點,問:是否存在直線 ,使點 恰為 的垂心?若存在,求出直線 的方程;若不存在,請說明理由。思維流程: 解題過程: ()如圖建系,設橢圓方程為 ,則 又 即 , 故橢圓方程為 ()假設存在直線 交橢圓于 兩點,且 恰為 的垂心,則設 , ,故 ,于是設直線 為 ,由 得, 又 得 即 由韋達定理得 解得 或 (舍) 經(jīng)檢驗 符合條件點石成金:垂心的特點是垂心與頂點的連線垂直對邊,然后轉(zhuǎn)化為兩向量乘積為零例7、已知橢圓 的中心在坐標原點,焦點在坐標軸上,且經(jīng)過 、 、 三點()求橢圓 的方程:()若點D為橢圓 上不同于 、 的任意一點, ,當 內(nèi)切圓的面積最大時,求 內(nèi)心的坐標;思維流程:() 解題過程: ()設橢圓方程為 ,將 、 、 代入橢圓E的方程,得解得 .橢圓 的方程 () ,設 邊上的高為 當點 在橢圓的上頂點時, 最大為 ,所以 的最大值為 設 的內(nèi)切圓的半徑為 ,因為 的周長為定值6所以, 所以 的最大值為 所以內(nèi)切圓圓心的坐標為 .點石成金: 例8、已知定點 及橢圓 ,過點 的動直線與橢圓相交于 兩點.()若線段
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