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文檔簡介
1、 圓錐曲線1.圓錐曲線的兩定義:第一定義中要重視“括號”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FF,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|FF|,定義中的“絕對值”與|FF|不可忽視。若|FF|,則軌跡是以F,F(xiàn)為端點的兩條射線,若|FF|,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?(ABC
2、0,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):圍:;焦點:兩個焦點;對稱性:兩條對稱軸,一個對稱中心(0,
3、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):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(shè)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):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(guān)系:
4、(1)點在橢圓外;(2)點在橢圓上1;(3)點在橢圓6直線與圓錐曲線的位置關(guān)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
5、的位置關(guān)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
6、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(guān)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(shè)AB為焦點弦, M為準線與x軸的交點,則AMFBMF;(3)設(shè)AB為焦點弦,A、B在準線上的射影分別為A,B,若P為AB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
7、,若分別為A、B的縱坐標,則,若弦AB所在直線方程設(shè)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(guān)弦長、對稱問題時,務(wù)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(shè)為;(4)橢圓、雙曲線的通徑(過焦點且垂直于對稱軸的弦)為,
8、焦準距(焦點到相應(yīng)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
9、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心;(15)在中,給出等于已知是的心(三角形切圓的圓心,三角形的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:
10、A,B,C三點共線; (2)若()且試求點M的軌跡方程。(1)證明:設(shè),由得,又,即A,B,C三點共線。(2) 由(1)知直線AB過定點C,又由與()知OMAB,垂足為M,所以點M的軌跡為以O(shè)C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(x¹0,y¹0)。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
11、時,距離和最小。(2) B在拋物線,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與雙曲線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的取值圍。解:()設(shè)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的取值圍為在平面直角坐標系xOy中,已知
12、點A(0,-1),B點在直線y = -3上,M點滿足MB/OA, MAAB = MBBA,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(shè)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(shè)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(shè)點到距離的最小值為2.設(shè)
13、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(shè)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(shè)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
14、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(shè)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(shè)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一、橢 圓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
15、長軸的兩個端點.3. 以焦點弦PQ為直徑的圓必與對應(yīng)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(shè)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(yīng)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、
16、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,則被Po所平分的中點弦的方程是.13. 若在橢圓,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處的角.2. PT平分PF1F2在點P處的角,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(yīng)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.(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
17、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(shè)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(yīng)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,
18、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),則被Po所平分的中點弦的方程是.13. 若在雙曲線(a0,b0),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(shè)橢圓(ab0)的
19、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(yīng)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
20、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(shè)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(shè)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(yīng)交點與相應(yīng)焦點的連線必與切線垂直.15. 過橢圓焦半
21、徑的端點作橢圓的切線交相應(yīng)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,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、外角平分線與長軸交點分別稱為、外點.)17. 橢圓焦三角形中,心將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、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.
22、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(shè)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(yīng)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
23、、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(shè)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(shè)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
24、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(yīng)交點與相應(yīng)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(yīng)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、外角平分線與長軸交點分別稱為、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、外點到雙曲線中心
25、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(guān)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(shè)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(yīng)用是三角換元:;8、為直徑端點的圓方程切線長:過圓(
26、)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,弦長一半與圓的半徑所構(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(guān)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(guān)的重要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(guān)系
27、=-1 2、圓錐曲線方程與性質(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(shè)、,為橢圓的弦中點則有,;兩式相減得
28、=2、聯(lián)立消元法:你會解直線與圓錐曲線的位置關(guān)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(shè)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,以與根與系數(shù)的關(guān)系,代入弦長公式,設(shè)曲線上的兩點,將這兩點代入曲線方程得到兩個式子,然后-,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(guān)系,則尋找坐標之間的關(guān)系,根與系數(shù)的關(guān)系結(jié)合消元處理。一旦設(shè)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,
29、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”,利用點差法與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)立消元法與交軌法求出點D的軌跡方程;解:(1)設(shè)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(shè)直線BC方程為,得, 代入(2)式得,解得或直線過定點(0,設(shè)D(x,
30、y),則,即所以所求點D的軌跡方程是。4、設(shè)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(shè)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(shè)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、
31、D關(guān)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(shè)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(shè)得,解得 所以雙曲線的離心率的取值圍為分析: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(shè)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(shè)得,解得 所以雙曲線的離心率的取值圍為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,試求的值與此時點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
32、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(shè)計如下解題思路:把直線l的方程代入雙曲線方程,消去y,令判別式直線l在l的上方且到直線l的距離為解題過程略.分析2:如果從代數(shù)推理的角度去思考,就應(yīng)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(shè)計出如下解題思路:轉(zhuǎn)化為一元二次方程根的問題求解問題關(guān)于x的方程有唯一解簡解:設(shè)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
33、如上關(guān)于的方程.由于,所以,從而有于是關(guān)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(guān)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(yīng)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(shè)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
34、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(guān)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). 將直線方程代入橢圓方程,消去y,利用韋達定理利用點Q滿足直線AB的方程:y = k (x4)+1,消去參數(shù)k點Q的軌跡方程在得到之后,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(guān)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(shè),則由可得:
35、,解之得: (1)設(shè)直線AB的方程為:,代入橢圓C的方程,消去得出關(guān)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(guān)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(yīng)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(shè)直線過點P(0,3),和橢圓順次交于A、B兩點,試求的取值圍.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
36、題目的整體把握不夠. 事實上,所謂求取值圍,不外乎兩條路:其一是構(gòu)造所求變量關(guān)于某個(或某幾個)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式(或方程),這只需利用對應(yīng)的思想實施;其二則是構(gòu)造關(guān)于所求量的一個不等關(guān)系.分析1:從第一條想法入手,=已經(jīng)是一個關(guān)系式,但由于有兩個變量,同時這兩個變量的圍不好控制,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(guān)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(guān)于的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.所求量的取值范圍把直線l的方程y = kx+3代入橢圓方程,消去y得到關(guān)于x的一元二次方程xA= f(k),xB = g(k)得到所求量關(guān)于k的函數(shù)關(guān)
37、系式求根公式AP/PB = (xA / xB)由判別式得出k的取值范圍簡解1:當直線垂直于x軸時,可求得;當與x軸不垂直時,設(shè),直線的方程為:,代入橢圓方程,消去得解之得 因為橢圓關(guān)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(guān)于所求量的不等式,則應(yīng)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(yīng)用韋達定理,原因在于不是關(guān)于的對稱關(guān)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(guān)于
38、的對稱關(guān)系式.把直線l的方程y = kx+3代入橢圓方程,消去y得到關(guān)于x的一元二次方程xA+ xB = f(k),xA xB = g(k)構(gòu)造所求量與k的關(guān)系式關(guān)于所求量的不等式韋達定理AP/PB = (xA / xB)由判別式得出k的取值范圍簡解2:設(shè)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:圍問題不等關(guān)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
39、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(guān)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
40、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:寫出橢圓方程由,()由F為的重心()兩根之和,兩根之積得出關(guān)于m的方程解出m消元 解題過程:()如圖建系,設(shè)橢圓方程為,則又即 ,故橢圓方程為()假設(shè)存在直線交橢圓于兩點,且恰為的垂心,則設(shè),故,于是設(shè)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,當切圓的面積最大時,求心的坐標;由橢圓經(jīng)過A、B、C三點設(shè)方程為得到的方程組解出思維流程:() 由內(nèi)切圓面積最大轉(zhuǎn)化為面積最大轉(zhuǎn)化為點的縱坐標的絕對值最大最大為橢圓短軸端點面積最大值為() 得出點坐標為解題過程: ()設(shè)橢圓方程為,將、代入橢圓E的方程,得解得.橢圓的方程
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