资源简介 高考专题:解析几何常规题型及方法一、高考风向分析:高考解析几何试题一般共有3--4题(1--2个选择题,0--1个填空题,1个解答题),共计20多分,考查的知识点约为20个左右,其命题一般紧扣课本,突出重点,全面考查。选择题和填空题考查直线,圆,圆锥曲线中的基础知识,大多概念性较强,小巧灵活,思维多于计算;而解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点及其综合运用,重在考察直线与圆锥曲线的位置关系、轨迹方程,以向量为载体,立意新颖,要求学生综合运用所学代数、三角、几何的知识分析问题,解决问题。二、本章节处理方法建议:纵观历年全国各省市文、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(x1,y1),(x2,y2),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。12y2典型例题给定双曲线x 1。过A(2,1)的直线与双曲线交于两点P1及P2,2求线段P1P2的中点P的轨迹方程。y2y2分析:设P1(x1,y1),P2(x2,y)x2代入方程得 1 12,x 2212 1。22两式相减得1(x1 x2)(x1 x2) (y1 y2)(y1 y2) 0。2又设中点P(x,y),将x1 x2 2x,y1 y2 2y代入,当x1 x2时得2yy y2x ·12 0。2x1 x2y1 y2y 1又k ,x1 x2x 222代入得2x y 4x y 0。当弦P1P2斜率不存在时,其中点P(2,0)的坐标也满足上述方程。22因此所求轨迹方程是2x y 4x y 0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。变式练习:给定双曲线2x2-y2=2,过点B(1,1)能否作直线L,使L与所给双曲线交于两点Q1、Q2两点,且点B是线段Q1Q2的中点?如果直线L存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.(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。x2y2典型例题设P(x,y)为椭圆 1上任一点,F1( c,0),F2(c,0)为焦点,a2b2 PF1F2 , PF2F1 。sin( )(1)求证离心率e ;sin sin 33(2)求|PF1| PF2|的最值。rr2c分析:(1)设|PF| r,|PF r,由正弦定理得1 21122 。sin sin sin( )2r1 r22c得 ,sin sin sin( )csin( )e asin sin (a ex)3(2) (a ex)3 2a3 6ae2x2。3当x 0时,最小值是2a;当x a时,最大值是2a3 6e2a3。变式练习:x2y2设F1、F2分别是双曲线 1(a>0,b>0)的左、右两个焦点,P是双曲线上的a2b22 一点,若∠P=θ,求证:S△=bcot2(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y2 p(x 1)(p 0),直线x y t与x轴的交点在抛物线准线的右边。(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。p(1)证明:抛物线的准线为1:x 1 4p由直线x+y=t与x轴的交点(t,0)在准线右边,得t 1 ,而4t p 4 04 x y t由2 消去y得x (2t p)x (t2 p) 0y2 p(x 1) (2t p)2 4(t2 p) p(4t p 4) 0故直线与抛物线总有两个交点。(2)解:设点A(x1,y1),点B(x2,y2) x1 x2 2t p,x1x2 t2 p OA OB, kOA kOB 1则x1x2 y1y2 0又y1y2 (t x1)(t x2)3 x21x2 y1y2 t (t 2)p 0t2 p f(t) t 2又p 0,4t p 4 0得函数f(t)的定义域是( 2,0) (0, )变式练习:22直线y=ax+1与双曲线3x-y=1交于两点A、B两点(1)若A、B都位于双曲线的左支上,求a的取值范围(2)当a为何值时,以AB为直径的圆经过坐标原点?(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 4(a p) 4a2 0 交点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则 x1 x2 2(a p),又y1=x1-a,y2=x2-a, 2 x1x2 a |AB| (x1 x2)2 (y21 y2) 2[(x1 x2)2 4x1x2] 8p(p 2a) 0 |AB| 2p,8p(p 2a) 0, 0 8p(p 2a) 2p,pp解得: a .24(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:x1 x2y1 y2(x1 a) (x2 a)x3 a p,y3 p.222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|=2P,所以4122S△NAB=|AB| |QN| p |AB| p 2p 2p2,即△NAB面积的最大值为2222P2。变式练习:x2y2双曲线 1(a>0,b>0)的两条准线间的距离为3,右焦点到直线x+y-1=0的距a2b22离为2(1)求双曲线的方程(2)设直线y=kx+m(k 0且m 0)与双曲线交于两个不同的点C、D,若A(0,-1)且AC=AD,求实数m的取值范围(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:k2 12k16k8(k2 1)A/(, ),B(,)。因为A、B均在抛物线上,代入,消去k2 1k2 1k2 1k2 11 525p,得:k2-k-1=0.解得:k=,p=.251 545所以直线L的方程为:y=x,抛物线C的方程为y2=x.25变式练习:1在面积为1的△PMN中,tanM=,tanN=-2,建立适当的坐标系,求出以M、N为焦点且2过点P的椭圆方程。2.曲线的形状未知-----求轨迹方程典型例题M已知直角坐标平面上点Q(2,0)和圆C:x2+y2=1,N5OQ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。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)-4 2x+(1+4 2)=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。变式练习:2过抛物线y=4x的焦点F作斜率为k的弦AB,且AB≤8,此外,直线AB和椭圆223x+2y=2交于不同的两点。(1)求直线AB的斜率k的取值范围(2)设直线AB与椭圆相交于C、D两点,求CD中点M的轨迹方程(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)x2y2典型例题已知椭圆C的方程 1,试确定m的取值范围,使得对于直线43y 4x m,椭圆C上有不同两点关于直线对称。分析:椭圆上两点(x1,y1),(x2,y2),代入方程,相减得3(x1 x2)(x1 x2) 4(y1 y2)(y1 y2) 0。x1 x2y1 y2y1 y21又x ,y ,k ,代入得y 3x。22x1 x24 y 3x又由 解得交点( m, 3m)。 y 4x m( m)2( 3m)2213213交点在椭圆内,则有 1,得 m 。431313变式练习:2为了使抛物线(y 1) x 1上存在两点关于直线y mx对称,求m的取值范围。(7)两线段垂直问题y·y圆锥曲线两焦半径互相垂直问题,常用k·k 1212 1来处理或用向量的坐标运x1·x2算来处理。6典型例题已知直线l的斜率为k,且过点P( 2,0),抛物线C:y2 4(x 1),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。y分析:(1)直线y k(x 2)代入抛物线方程得Bk2x2 (4k2 4)x 4k2 4 0,AP由 0,得 1 k 1(k 0)。(-2,0)Ox4k2 4(2)由上面方程得x1x2 ,k22y1y2 k(x1 2)(x2 2) 4,焦点为O(0,0)。yyk2由k12OA·kOB 1,得x21x2k 1222k , arctan或 arctan222变式练习:(x 3)2y2经过坐标原点的直线l与椭圆 1相交于A、B两点,若以AB为直径的62圆恰好通过椭圆左焦点F,求直线l的倾斜角。B:解题的技巧方面在教学中,学生普遍觉得解析几何问题的计算量较大。事实上,如果我们能够充分利用几何图形、韦达定理、曲线系方程,以及运用“设而不求”的策略,往往能够减少计算量。下面举例说明:(1)充分利用几何图形解析几何的研究对象就是几何图形及其性质,所以在处理解析几何问题时,除了运用代数方程外,充分挖掘几何条件,并结合平面几何知识,这往往能减少计算量。3x 4y m 0x22典型例题设直线与圆 y x 2y 0相交于P、Q两点,O为坐标原点,若OP OQ,求m的值。22解: 圆x y x 2y 0过原点,并且OP OQ,1 PQ是圆的直径,圆心的坐标为M( ,1)21又M( ,1)在直线3x 4y m 0上,2715 3 ( ) 4 1 m 0, m 即为所求。22评注:此题若不充分利用一系列几何条件:该圆过原点并且OP OQ,PQ是圆的直径,圆心在直线3x 4y m 0上,而是设P(x1,y1)、Q(x2,y2)再由OP OQ和韦达定理求m,将会增大运算量。变式练习:22已知点P(5,0)和圆O:x y 16,过P作直线l与圆O交于A、B两点,求弦AB中点M的轨迹方程。评注:此题若不能挖掘利用几何条件 OMP 90 ,点M是在以OP为直径的圆周上,而利用参数方程等方法,计算量将很大,并且比较麻烦。二.充分利用韦达定理及“设而不求”的策略我们经常设出弦的端点坐标而不求它,而是结合韦达定理求解,这种方法在有关斜率、中点等问题中常常用到。典型例题已知中心在原点O,焦点在y轴上的椭圆与直线y x 1相交于P、Q两点,10且OP OQ,|PQ| ,求此椭圆方程。222解:设椭圆方程为ax by 1(a b 0),直线y x 1与椭圆相交于P(x1,y1)、Q(x2,y2)两点。 y x 1由方程组 消去y后得ax2 by2 1(a b)x2 2bx b 1 02bb 1 x1 x2 ,x1x2 a ba b由kOP kOQ 1,得y1y2 x1x2(1)又P、Q在直线y x 1上, y1 x1 1,(2) y2 x2 1,(3) y1y2 (x1 1)(x2 1) x1x2 (x1 x2) 1把(1)代入,得2x1x2 (x1 x2) 1 0,2(b 1)2b即 1 0a ba b化简后,得a b 2(4)8105由|PQ| ,得(x1 x2)2 (y21 y2) 2255 (x1 x22) ,(x21 x2) 4x1x2 ,442b24(b 1)5() a ba b4213把(2)代入,得4b 8b 3 0,解得b 或b 2231代入(4)后,解得a 或a 2231由a b 0,得a ,b 。223x2y2 所求椭圆方程为 122评注:此题充分利用了韦达定理及“设而不求”的策略,简化了计算。变式练习:x2y2若双曲线方程为 1,AB为不平行于对称轴且不过原点的弦,M为AB中点,a2b2b2设AB、OM的斜率分别为kAB、kOM,则kAB kOM a2三.充分利用曲线系方程利用曲线系方程可以避免求曲线的交点,因此也可以减少计算。2222典型例题求经过两已知圆C1:x y 4x 2y 0和C2:x y 2y 4 0的交点,且圆心在直线l:2x 4y 1 0上的圆的方程。解:设所求圆的方程为:x2 y2 4x 2y (x2 y2 2y 4) 0即(1 )x2 (1 )y2 4x 2(1 )y 4 0,2 1其圆心为C(,)1 12 11又C在直线l上, 2 4 1 0,解得 ,代入所设圆的方程得1 13x2 y2 3x y 1 0为所求。评注:此题因利用曲线系方程而避免求曲线的交点,故简化了计算。变式练习:某直线l过直线L1:4x-3y-12=0和L2:7x-y+28=0的交点,且倾斜角为直线L1的倾斜角的一半,求此直线l的方程9四、充分利用椭圆的参数方程椭圆的参数方程涉及到正、余弦,利用正、余弦的有界性,可以解决相关的求最值的问题.这也是我们常说的三角代换法。x2y2典型例题P为椭圆 1上一动点,A为长轴的右端点,B为短轴的上端点,求四a2b2边形OAPB面积的最大值及此时点P的坐标。变式练习:已知P(x,y)是椭圆x2+4y2=1上任一点,试求P到直线x+y–2=0的最小值及此时P的坐标。五、线段长的几种简便计算方法①充分利用现成结果,减少运算过程一般地,求直线与圆锥曲线相交的弦AB长的方法是:把直线方程y kx b代入圆锥2曲线方程中,得到型如ax bx c 0的方程,方程的两根设为xA,xB,判别式为△,△则|AB| 1 k2·|xA xB| 1 k2·,若直接用结论,能减少配方、开方等运算|a|过程。例求直线x y 1 02被椭圆x 4y2 16所截得的线段AB的长。②结合图形的特殊位置关系,减少运算在求过圆锥曲线焦点的弦长时,由于圆锥曲线的定义都涉及焦点,结合图形运用圆锥曲线的定义,可回避复杂运算。x2y2例F1、F2是椭圆 1的两个焦点,AB是经过F1的弦,若|AB| 8,求值259|F2A| |F2B|③利用圆锥曲线的定义,把到焦点的距离转化为到准线的距离22例点A(3,2)为定点,点F是抛物线y 4x的焦点,点P在抛物线y 4x上移动,若|PA| |PF|取得最小值,求点P的坐标。五、高考试题选编1.过抛物线y2 6x的焦点F,作弦AB x轴于A、B两点,则弦长AB等于()A.6B.18C.62D.362x2y2.若直线y kx 1与焦点在x轴上的椭圆 1总有公共点,则实数m的取值范围5m是()A.(0,5)B.(1,5)C.[1,5)D.[1,5]103.直线22y x 1被椭圆3x 4y 12所截得的弦的中点坐标是()4341181815A.( ,)B.(,)C.( , )D.(,)777777775x24.过点A( 1,)引抛物线y 的一条弦,使该弦被A点平分,则该弦所在直线方程为24()A.4x 2y 1 0B.x 2y 4 0C.4x 2y 9 0D.x 2y 6 05.设,且3x2 4y2xy R 12,则x2 y2的最大值与最小值分别是()A.2,3B.4,23C.4,3D.8,66.P是抛物线y2 x上的点,F是抛物线的焦点,则点P到F与P到A(3, 1)的距离之和的最小值是()137A.3B.C.4D.42227.已知圆C:(x a) (x 2) 4(a 0)及直线l:x y 3 0.当直线l被C截得的弦长为23时,则a=()A.2B.2 2C.2 1D.2 18.(03全国)已知双曲线中心在原点且一个焦点F(7,0),直线y x 1与其相交于M、N2两点,MN中点的横坐标为 ,则此双曲线的方程是()3x2y2x2y2A. 1B. 13443x2y2x2y2C. 1D. 152259.(03江苏)已知长方形四个顶点A(0,0),B(2,0),C(2,1)和D(0,1),一质点从AB的中点P0沿与AB夹角为θ的方向射到BC上的点P1后,依次反射到CD、DA和AB上的点P2、P3和P4(入射角等于反射角).设P4的坐标为(x4,0).若1<x4<2,则tanθ的取值范围是()1122122A.(,1)B.(,)C.(,)D.(,)333525310.(03广东)(双曲线虚轴的一个端点为M,两个焦点为F1、F2, F1MF2 120 ,则双曲线的离心率为()663A.3B.C.D.2331111.直线y kx 1与抛物线(y 1)2 4(x 2)只有一个公共点,则k的值为________。12.曲线C:y (x 2)2关于直线x y 3 0对称的曲线C'的方程_________。x2y2F、F13.(03年上海)给出问题:12是双曲线 1的焦点,点P在双曲线上。若点1620P到焦点F1的距离等于9,求点P到焦点F2的距离PF2 ________。某学生的解答如下:双曲线的实轴长为8,由PF1 PF2 8,即9 PF2 8,得PF2 1或17。该学生的解答是否正确?若正确,请将他的解题依据填在上面空格内;若不正确,将正确结果填在上面空格内。14.(03年上海)在以O为原点的直角坐标系中,点A(4, 3)为 OAB的直角顶点,已知AB 2OA,且点B的纵坐标大于零。(1)求向量AB的坐标。22(2)求圆x 6x y 2y 0关于直线OB对称的圆的方程。2(3)是否存在实数a,使抛物线y ax 1上总有关于直线OB对称的两个点?若不存在,说明理由;若存在,求a的取值范围。15.已知抛物线C:y x2 2m2x (2m2 1)(m R)(1)求证:抛物线C与x轴交于一定点M;(2)若抛物线与x轴正半轴交于N,与y轴交于P,求证:PN的斜率是一个定值;(3)当m为何值时,三角形PMN的面积最小,并求此最小值。12 展开更多...... 收起↑ 资源预览