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1、精选优质文档-倾情为你奉上高考专题: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
2、: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
3、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
4、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,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
5、曲线。过A(2,1)的直线与双曲线交于两点 及,求线段的中点P的轨迹方程。 分析:设,代入方程得,。 两式相减得 。 又设中点P(x,y),将,代入,当时得 。 又, 代入得。当弦斜率不存在时,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 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、构成的三角形问题,常用正、余
6、弦定理搭桥。 典型例题 设P(x,y)为椭圆上任一点,为焦点,。 (1)求证离心率; (2)求的最值。 分析:(1)设,由正弦定理得。 得 , (2)。 当时,最小值是; 当时,最大值是。变式练习:设、分别是双曲线(a0,b0)的左、右两个焦点,P是双曲线上的一点,若P=,求证:S=bcot (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 (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OAOB,求p关于t的函数f(t)的表达式。(1)证明:抛物线的准线为 由直
7、线x+y=t与x轴的交点(t,0)在准线右边,得 故直线与抛物线总有两个交点。 (2)解:设点A(x1,y1),点B(x2,y2) 变式练习:直线y=ax+1与双曲线3x2y2=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。 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。 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(p0
8、),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
9、(x2,y2),则,又y1=x1-a,y2=x2-a, 解得:(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:, 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|=,所以SNAB=,即NAB面积的最大值为2。变式练习:双曲线(a0,b0)的两条准线间的距离为3,右焦点到直线x+y-1=0的距离为 (1)求双曲线的方程(2)设直线y=kx+m(k且m)与双曲线交于两个不同的点C、D,若A(0,-1)且=,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
10、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(k0),C:y2=2px(p0)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/(),B()。因为A、B均在抛物线上,代入,消去p,得:k2-k-1=0.解得:k=,p=.所以直线L的方程为:y=x,抛物线C的方程为y2=x.变式练习:在面积为1的PMN中,tanM=,tanN=-2,建立适当的坐标系,求出以M、N为焦点且过点P的椭圆方程。2曲线的形状未
11、知-求轨迹方程典型例题MNQO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。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。变式练习:过抛物线y=4x的焦点F作斜率为k的弦AB,且8,此外,直线AB和椭圆3x+2y=2交于不同的两点。(1)求直线AB的斜率k
12、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)典型例题 已知椭圆C的方程,试确定m的取值范围,使得对于直线,椭圆C上有不同两点关于直线对称。 分析:椭圆上两点,代入方程,相减得。 又,代入得。 又由解得交点。 交点在椭圆内,则有,得。变式练习:为了使抛物线上存在两点关于直线对称,求m的取值范围。(7)两线段垂直问题 圆锥曲线两焦半径互相垂直问题,常用来处理或用向量的坐标运算来
13、处理。典型例题 已知直线的斜率为,且过点,抛物线,直线与抛物线C有两个不同的交点(如图)。 (1)求的取值范围;(2)直线的倾斜角为何值时,A、B与抛物线C的焦点连线互相垂直。分析:(1)直线代入抛物线方程得, 由,得。 (2)由上面方程得, ,焦点为。由,得,或变式练习:经过坐标原点的直线与椭圆相交于A、B两点,若以AB为直径的圆恰好通过椭圆左焦点F,求直线的倾斜角。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
14、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。 典型例题 设直线与圆相交于P、Q两点,O为坐标原点,若,求的值。 解: 圆过原点,并且, 是圆的直径,圆心的坐标为 又在直线上, 即为所求。 评注:此题若不充分利用一系列几何条件:该圆过原点并且,PQ是圆的直径,圆心在直线上,而是设再由和韦达定理求,将会增大运算量。变式练习:已知点P(5,0)和圆O:,过P作直线与圆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,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
15、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,焦点在轴上的椭圆与直线相交于P、Q两点,且,求此椭圆方程。 解:设椭圆方程为,直线与椭圆相交于P、两点。 由方程组消去后得 由,得 (1) 又P、Q在直线上, 把(1)代入,得, 即 化简后,得 (4) 由,得 把(2)代入,得,解得或 代入(4)后,解得或 由,得。 所求椭圆方程为 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:若双曲线方程为,AB为不平行于对称轴且不过原点的弦,M为AB中点
16、,设AB、OM的斜率分别为,则 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。典型例题 求经过两已知圆和0的交点,且圆心在直线:上的圆的方程。解:设所求圆的方程为: 即, 其圆心为C() 又C在直线上,解得,代入所设圆的方程得为所求。 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:x-y-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。典型例题
17、 P为椭圆上一动点,A为长轴的右端点,B为短轴的上端点,求四边形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x24y2=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 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:把直线方程代入圆锥曲线方程中,得到型如的方程,方程的两根设为,判别式为,则,若直接用结论,能减少配方、开方等运算过程。 例 求直线被椭圆所截得的线段AB的长。 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
18、义,可回避复杂运算。 例 、是椭圆的两个焦点,AB是经过的弦,若,求值 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 例 点A(3,2)为定点,点F是抛物线的焦点,点P在抛物线上移动,若取得最小值,求点P的坐标。五、高考试题选编1. 过抛物线的焦点F,作弦轴于A、B两点,则弦长等于( ) A. 6 B. 18 C. D. 362. 若直线与焦点在x轴上的椭圆总有公共点,则实数m的取值范围是( ) A. (0,5) B. (1,5) C. D. 3. 直线被椭圆所截得的弦的中点坐标是( ) A. B. C. D. 4. 过点A引抛物线的一条弦,使该弦被A点平分,则该弦所在直线方程为( )
19、 A. B. C. D. 5. 设且,则的最大值与最小值分别是( ) A. B. C. 4,3 D. 8,66. P是抛物线上的点,F是抛物线的焦点,则点P到F与P到A的距离之和的最小值是( ) A. 3 B. C. 4 D. 7.已知圆的弦长为时,则a=( )A B C D8(03全国)已知双曲线中心在原点且一个焦点M、N两点,MN中点的横坐标为则此双曲线的方程是( )A BC D9(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
20、射角).设P4的坐标为(x4,0).若1 x42,则tan的取值范围是( )A B C D10(03广东)(双曲线虚轴的一个端点为M,两个焦点为,则双曲线的离心率为( ) A. B. C. D. 11. 直线与抛物线只有一个公共点,则k的值为_。12. 曲线C:关于直线对称的曲线的方程_。13(03年上海) 给出问题:是双曲线的焦点,点P在双曲线上。若点P到焦点F1的距离等于9,求点P到焦点F2的距离。某学生的解答如下:双曲线的实轴长为8,由,即,得或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,点为的直角顶点,已知,且点B的纵坐标大于零。(1)求向量的坐标。(2)求圆关于直线OB对称的圆的方程。(3)是否存在实数,使抛物线上总有关于直线OB对称的两个点?若不存在,说明理由;若存在,求的取值范围。 15. 已知抛物线C: (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。专心-专注-专业