高考解析几何中与斜率有关的综合题

资源下载
  1. 二一教育资源

高考解析几何中与斜率有关的综合题

资源简介

高考解析几何中与斜率有关的综合题
解析几何中圆锥曲线部分是高中数学的重要内容,也是高考重点考查的知识点,其中以斜率问题为命题点、考查的解析几何题成为高考题中的“亮点”,倍受命题者青睐。这类题涉及知识丰富、方法灵活、综合性强,能有效地考查学生的推理运算能力、理性思维能力。
1。斜率是定值的证明题
例1:如图,曲线的方程为.以原点为圆心.以为半径的圆分别与曲线和轴的正半轴相交于点与点.直线与轴相交于点.
(Ⅰ)求点的横坐标与点的横坐标
的关系式;
(Ⅱ)设曲线上点的横坐标为,
求证:直线的斜率为定值。
分析:对于(Ⅰ)只要直接求解即可,对于(Ⅱ)
需要通过(Ⅰ)求得用表示的点的坐标。直接
表示出直线的斜率,通过运算即可证明此
斜率为定值。
注:本题综合考查平面解析几何相关知识,主要涉及平面直角坐标系中的两点间距离公式、直线的方程与斜率、抛物线上的点与曲线方程的关系等,通过这些知识,只要表示出、两点坐标,进而表示直线的斜率。在解题中重点考查运算能力、思维能力及综合分析问题、解决问题的能力。
解:(Ⅰ)由题意知,.因为,所以.
由于,故有. (1)
由点的坐标知, 直线的方程为.
又因点在直线上,故有,将(1)代入上式,得,
解得.
(Ⅱ)因为,所以直线的斜率为:

所以直线的斜率为定值.
2。斜率存在的探索题
例2:在平面直角坐标系中,经过点且斜率为的直线与椭圆有两个不同的交点和.
(I)求的取值范围;
(II)设椭圆与轴正半轴、轴正半轴的交点分别为,是否存在常数,使得向量与共线?如果存在,求值;如果不存在,请说明理由.
分析:对于(Ⅱ)先假设存在满足题意的,使得向量与共线,求出的值,然后判断的值是否满足(I)。
注:联立直线与圆锥曲线方程,将曲线的交点转化为方程的解,利用韦达定理,设而不求,整体思维,整体代换,避繁就简,是解决圆锥曲线问题的通性、通法。
解:(Ⅰ)由已知条件,直线的方程为,代入椭圆方程得.
整理得   ①
直线与椭圆有两个不同的交点和等价于,
解得或.即的取值范围为.
(Ⅱ)设,则,
由方程①,.   ②
又.    ③
而.
所以与共线等价于,
将②③代入上式,解得.
由(Ⅰ)知或,故没有符合题意的常数.
3。分类讨论斜率的研究题
例3:我们把由半椭圆 与半椭圆 合成的曲线称作工“果圆”,其中,,. 如图,点,,是相应椭圆的焦点, ,和,分别是“果圆”与,轴的交点.
(1)若是边长为1的等边三角形,求“果圆”的方程;
(2)当时,求的取值范围;
(3)连接“果圆”上任意两点的线段称为“果圆”的弦.
试研究:是否存在实数,使斜率为的“果圆”平行弦的
中点轨迹总是落在某个椭圆上?若存在,求出所有可能的值;若不存在,说明理由.
解:(1) ,

于是,所求“果圆”方程为,.
(2)由题意,得 ,即.
,,得.
又. .
(3)设“果圆”的方程为,.记平行弦的斜率为.
当时,直线与半椭圆的交点是:
,与半椭圆的交点是.
的中点满足 , 得 .
, .
综上所述,当时,“果圆”平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上.
当时,以为斜率过的直线与半椭圆的交点是.
由此,在直线右侧,以为斜率的平行弦的中点轨迹在直线上,即不在某一椭圆上.
当时,可类似讨论得到平行弦中点轨迹不都在某一椭圆上.
4。斜率范围(最值)的综合题
例4:设、分别是椭圆的左、右焦点.
(Ⅰ)若是该椭圆上的一个动点,求·的最大值和最小值;
(Ⅱ)设过定点的直线与椭圆交于不同的两点、,且∠为锐角(其中为坐标原点),求直线的斜率的取值范围.
分析:对于(I)只要通过坐标转化,借助椭圆方程化二元为一元,结合椭圆的有界性,即可求得。(Ⅱ)只要将直线与椭圆交于不同的两点及∠为锐角都转化为含的不等关系,就可以求得斜率的范围。
注:本题主要考察直线、椭圆、平面向量的数量积等基础知识,以及综合应用数学知识解决问题及推理计算能力。解题中要求学生能够数形结合、灵活转化。
利用判别式、基本不等式、函数方法产生不等关系,从而求得相关参数的范围,是常用的求范围(最值)方法,要求在平时学习中练好这一基本功。
解:(Ⅰ)易知,所以,设,则
因为,故当,即点为椭圆短轴端点时,有最小值
当,即点为椭圆长轴端点时,有最大值
(Ⅱ)显然直线不满足题设条件,可设直线,
联立,消去,整理得:

由得:或
又, ∴

∵,即 ∴
故由①、②得或

展开更多......

收起↑

资源预览