第3章 培优点 定点、定值、探索性问题(课件+学案,共2份)苏教版(2019)选择性必修第一册

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第3章 培优点 定点、定值、探索性问题(课件+学案,共2份)苏教版(2019)选择性必修第一册

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培优点 定点、定值、探索性问题
1.定点问题
圆锥曲线中的定点问题是高考命题的一个热点,也是圆锥曲线问题中的一个难点.解决这个难点没有常规的方法,但解决这个难点的基本思想是明确的,定点问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,那么就可以用变量表示问题中的直线方程、数量积、比例关系等,而这些直线方程、数量积、比例关系中不受变量影响的某个点,就是要求的定点.求解这类难点问题的关键就是引进变化的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.
2.定值问题
圆锥曲线中的定值问题是高考命题的又一热点,也是圆锥曲线问题中的一个难点.解决这个难点的基本思想是函数思想,可以用变量表示问题中的直线方程、数量积、比例关系等,这些直线方程、数量积、比例关系中不受变量影响的某个值,就是要求的定值.具体地说,就是将要证明或要求解的量表示为某个合适变量的函数,化简消去变量即得定值.
类型一 定点问题
例1 在平面直角坐标系中,点P(x,y)为动点.已知点A(,0),B(-,0),直线PA与PB的斜率之积为-.
(1)求动点P的轨迹E的方程;
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
(2)过点F(1,0)的直线l交曲线E于M,N两点,设点N关于x轴的对称点为Q(M,Q不重合),求证:直线MQ过定点.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.
(2)特殊到一般法,根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
类型二 定值问题
例2 已知椭圆的中心为坐标原点O,焦点在x轴上,斜率为1且过椭圆右焦点的直线交椭圆于A,B两点,+与a=(3,-1)共线.设M为椭圆上任意一点,且=λ+μ(λ,μ∈R),求证:λ2+μ2为定值.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
(1)证明代数式为定值.依题设条件得出与代数式参数有关的等式,代入所求代数式,化简得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的表达式,再利用题设条件化简、变形.
(3)求某线段长度为定值.利用两点间距离公式得出表达式,再依据题设条件对其进行化简、变形即可.
类型三 探索性问题
例3 已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点在x轴的正半轴上,直线x+y-1=0与抛物线交于A,B两点,且AB=.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)在x轴上是否存在一点C,使△ABC为正三角形?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 此类问题一般分为探究条件、探究结论两种.若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在;若探究结论,则应先求出结论的表达式,再针对其表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.
培优点 定点、定值、探索性问题
例1 (1)解 由题意知·=-,
化简得+y2=1(y≠0).
故动点P的轨迹E的方程为+y2=1(y≠0).
(2)证明 法一 设M(x1,y1),N(x2,y2),Q(x2,-y2),
l:x=my+1(m≠0),
将x=my+1代入+y2=1(y≠0),
整理得(m2+2)y2+2my-1=0,则
y1+y2=,y1y2=.
又MQ的方程为y-y1=(x-x1),
令y=0,得x=x1+=my1+1+=+1=2,所以直线MQ过定点(2,0).
法二 设M(x1,y1),N(x2,y2),Q(x2,-y2),
l:y=k(x-1)(k≠0),
将y=k(x-1)代入+y2=1(y≠0),
整理得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,
则x1+x2=,x1x2=.
又MQ的方程为y-y1=(x-x1),
令y=0,得x=x1+=x1+
==2,
所以直线MQ过定点(2,0).
例2 证明 ∵M是椭圆上任意一点,若M与A(或B)重合,
则=(或),此时λ=1,μ=0(或λ=0,μ=1),
∴λ2+μ2=1,即需要证明λ2+μ2为定值1.
设椭圆方程为+=1(a>b>0),A(x1,y1),
B(x2,y2),线段AB的中点为N(x0,y0),
则有
①-②得+=0,
即=-=-.
∵kAB==1,∴y0=-x0.
∴直线ON的方向向量=.
又∵∥a,∴=,∴a2=3b2,
故椭圆方程为x2+3y2=3b2.
又过右焦点的直线AB的方程为y=x-c.
联立得4x2-6cx+3c2-3b2=0.
∴x1+x2=c,x1x2==c2.
设M(x,y),则由=λ+μ可得
代入椭圆方程整理得
λ2(x+3y)+μ2(x+3y)+2λμ(x1x2+3y1y2)=3b2.
又∵x+3y=3b2,x+3y=3b2,
x1x2+3y1y2=4x1x2-3c(x1+x2)+3c2=c2-c2+3c2=0,
∴λ2+μ2=1,故λ2+μ2为定值.
例3 解 (1)由题意,设所求抛物线的标准方程为
y2=2px(p>0),A(x1,y1),B(x2,y2).
由消去y,得x2-2(1+p)x+1=0.
则x1+x2=2(1+p),x1x2=1.
由AB==,
得121p2+242p-48=0,
解得p=或p=-(舍去),
∴抛物线的标准方程为y2=x.
(2)设AB的中点为点D,则D.
假设在x轴上存在满足条件的点C(x0,0),连接CD.
∵△ABC为正三角形,∴CD⊥AB,即·(-1)=-1,
解得x0=,∴C.
∴CD==.
又CD=AB=≠,
∴在x轴上不存在点C,使△ABC 为正三角形.(共17张PPT)
培优点 定点、定值、探索性问题
第3章 圆锥曲线与方程
1.定点问题
圆锥曲线中的定点问题是高考命题的一个热点,也是圆锥曲线问题中的一个难点.解决这个难点没有常规的方法,但解决这个难点的基本思想是明确的,定点问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,那么就可以用变量表示问题中的直线方程、数量积、比例关系等,而这些直线方程、数量积、比例关系中不受变量影响的某个点,就是要求的定点.求解这类难点问题的关键就是引进变化的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量.
2.定值问题
圆锥曲线中的定值问题是高考命题的又一热点,也是圆锥曲线问题中的一个难点.解决这个难点的基本思想是函数思想,可以用变量表示问题中的直线方程、数量积、比例关系等,这些直线方程、数量积、比例关系中不受变量影响的某个值,就是要求的定值.具体地说,就是将要证明或要求解的量表示为某个合适变量的函数,化简消去变量即得定值.
类型一 定点问题
例1
法一 设M(x1,y1),N(x2,y2),Q(x2,-y2),l:x=my+1(m≠0),
(2)过点F(1,0)的直线l交曲线E于M,N两点,设点N关于x轴的对称点为Q(M,Q不重合),求证:直线MQ过定点.
所以直线MQ过定点(2,0).
法二 设M(x1,y1),N(x2,y2),Q(x2,-y2),l:y=k(x-1)(k≠0),
所以直线MQ过定点(2,0).
思维升华
圆锥曲线中定点问题的两种解法
(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.
(2)特殊到一般法,根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.
类型二 定值问题
例2
此时λ=1,μ=0(或λ=0,μ=1),
∴λ2+μ2=1,即需要证明λ2+μ2为定值1.
B(x2,y2),线段AB的中点为N(x0,y0),
故椭圆方程为x2+3y2=3b2.
又过右焦点的直线AB的方程为y=x-c.
∴λ2+μ2=1,故λ2+μ2为定值.
思维升华
圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略
(1)证明代数式为定值.依题设条件得出与代数式参数有关的等式,代入所求代数式,化简得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的表达式,再利用题设条件化简、变形.
(3)求某线段长度为定值.利用两点间距离公式得出表达式,再依据题设条件对其进行化简、变形即可.
类型三 探索性问题
例3
由题意,设所求抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),A(x1,y1),B(x2,y2).
则x1+x2=2(1+p),x1x2=1.
(2)在x轴上是否存在一点C,使△ABC为正三角形?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
假设在x轴上存在满足条件的点C(x0,0),连接CD.
∵△ABC为正三角形,
∴在x轴上不存在点C,使△ABC 为正三角形.
思维升华
此类问题一般分为探究条件、探究结论两种.若探究条件,则可先假设条件成立,再验证结论是否成立,成立则存在,否则不存在;若探究结论,则应先求出结论的表达式,再针对其表达式进行讨论,往往涉及对参数的讨论.

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