- 2021-04-19 发布 |
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文档介绍
高考数学圆锥曲线经典例题及总结教案
高考数学圆锥曲线经典例题及总结教案 本资料为woRD文档,请点击下载地址下载全文下载地址 圆锥曲线 .圆锥曲线的两定义: 第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F,F的距离的和等于常数,且此常数一定要大于,当常数等于时,轨迹是线段FF,当常数小于时,无轨迹;双曲线中,与两定点F,F的距离的差的绝对值等于常数,且此常数一定要小于|FF|,定义中的“绝对值”与<|FF|不可忽视。若=|FF|,则轨迹是以F,F为端点的两条射线,若﹥|FF|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。 2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程): (1)椭圆:焦点在轴上时(),焦点在轴上时=1()。方程表示椭圆的充要条件是什么?(ABc≠0,且A,B,c同号,A≠B)。 (2)双曲线:焦点在轴上: =1,焦点在轴上:=1()。方程表示双曲线的充要条件是什么?(ABc≠0,且A,B异号)。 (3)抛物线:开口向右时,开口向左时,开口向上时,开口向下时。 3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): (1)椭圆:由 , 分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。 (2)双曲线:由 , 项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上; (3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。 提醒:在椭圆中,最大,,在双曲线中,最大,。 4.圆锥曲线的几何性质: (1)椭圆(以()为例):①范围:;②焦点:两个焦点;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),四个顶点,其中长轴长为2,短轴长为2;④准线:两条准线;⑤离心率:,椭圆 ,越小,椭圆越圆;越大,椭圆越扁。 (2)双曲线(以()为例):①范围:或;②焦点:两个焦点;③对称性:两条对称轴,一个对称中心(0,0),两个顶点,其中实轴长为2,虚轴长为2,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为;④准线:两条准线;⑤离心率:,双曲线 ,等轴双曲线 ,越小,开口越小,越大,开口越大;⑥两条渐近线:。 (3)抛物线(以为例):①范围:;②焦点:一个焦点,其中的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线;⑤离心率:,抛物线 。 5、点和椭圆()的关系:(1)点在椭圆外 ;(2)点在椭圆上 =1;(3)点在椭圆内 6.直线与圆锥曲线的位置关系: (1)相交: 直线与椭圆相交; 直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。 (2)相切: 直线与椭圆相切; 直线与双曲线相切; 直线与抛物线相切; (3)相离: 直线与椭圆相离; 直线与双曲线相离; 直线与抛物线相离。 提醒:(1)直线与双曲线、抛物线只有一个公共点时的位置关系有两种情形:相切和相交。如果直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交,但只有一个交点;如果直线与抛物线的轴平行时,直线与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线=1外一点的直线与双曲线只有一个公共点的情况如下:①P点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线。 7、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题: ,当即为短轴端点时,的最大值为bc;对于双曲线。如 (1)短轴长为, 8、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB为焦点弦,m为准线与x轴的交点,则∠AmF=∠BmF;(3)设AB为焦点弦,A、B在准线上的射影分别为A,B,若P为AB的中点,则PA⊥PB;(4)若Ao的延长线交准线于c,则Bc平行于x轴,反之,若过B点平行于x轴的直线交准线于c点,则A,o,c三点共线。 9、弦长公式:若直线与圆锥曲线相交于两点A、B,且分别为A、B的横坐标,则=,若分别为A、B的纵坐标,则=,若弦AB所在直线方程设为,则=。特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。 抛物线: 在双曲线中,以为中点的弦所在直线的斜率k=;在抛物线中,以为中点的弦所在直线的斜率k=。 提醒:因为是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验! 11.了解下列结论 (1)双曲线的渐近线方程为; (2)以为渐近线(即与双曲线共渐近线)的双曲线方程为为参数,≠0)。 (3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为; (4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为,焦准距(焦点到相应准线的距离)为,抛物线的通径为,焦准距为; (5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦; (6)若抛物线的焦点弦为AB,,则①;② (7)若oA、oB是过抛物线顶点o的两条互相垂直的弦,则直线AB恒经过定点 12、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容: (1)给出直线的方向向量或; (2)给出与相交,等于已知过的中点; (3)给出,等于已知是的中点; (4)给出,等于已知与的中点三点共线; (5)给出以下情形之一:①;②存在实数;③若存在实数,等于已知三点共线. (6)给出,等于已知,即是直角,给出,等于已知是钝角,给出,等于已知是锐角, (8)给出,等于已知是的平分线/ (9)在平行四边形中,给出,等于已知是菱形; (10)在平行四边形中,给出,等于已知是矩形; (11)在中,给出,等于已知是的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点); (12)在中,给出,等于已知是的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点); (13)在中,给出,等于已知是的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点); (14)在中,给出 等于已知通过的内心; (15)在中,给出等于已知是的内心(三角形内切圆的圆心,三角形的内心是三角形三条角平分线的交点); (16)在中,给出,等于已知是中边的中线; (3)已知A,B为抛物线x2=2py上异于原点的两点,,点c坐标为(0,2p) (1)求证:A,B,c三点共线; (2)若=()且试求点m的轨迹方程。 (1)证明:设,由得 ,又 ,,即A,B,c三点共线。 (2)由(1)知直线AB过定点c,又由及=()知omAB,垂足为m,所以点m的轨迹为以oc为直径的圆,除去坐标原点。即点m的轨迹方程为x2+2=p2。 13.圆锥曲线中线段的最值问题: 例1、抛物线c:y2¬=4x上一点P到点A与到准线的距离和最小,则点P的坐标为______________ 抛物线c:y2¬=4x上一点Q到点B与到焦点F的距离和最小,则点Q的坐标为 。 分析:(1)A在抛物线外,如图,连PF,则,因而易发现,当A、P、F三点共线时,距离和最小。 (2)B在抛物线内,如图,作QR⊥l交于R,则当B、Q、R三点共线时,距离和最小。解:(1)(2,)(2)() 、已知椭圆c1的方程为,双曲线c2的左、右焦点分别为c1的左、右顶点,而c2的左、右顶点分别是c1的左、右焦点。 求双曲线c2的方程; 若直线l:与椭圆c1及双曲线c2恒有两个不同的交点,且l与c2的两个交点A和B满足,求k的取值范围。 解:(Ⅰ)设双曲线c2的方程为,则 故c2的方程为(II)将 由直线l与椭圆c1恒有两个不同的交点得 即 ① .由直线l与双曲线c2恒有两个不同的交点A,B得 解此不等式得 ③ 由①、②、③得 故k的取值范围为 在平面直角坐标系xoy中,已知点A,B点在直线y=-3上,m点满足mB//oA,mA•AB=mB•BA,m点的轨迹为曲线c。 (Ⅰ)求c的方程;(Ⅱ)P为c上的动点,l为c在P点处得切线,求o点到l距离的最小值。 设m,由已知得B,A.所以=(-x,-1-y), =, =.再由愿意得知(+)• =0,即(-x,-4-2y)•=0. 所以曲线c的方程式为y=x-2.设P为曲线c:y=x-2上一点,因为y=x,所以的斜率为x因此直线的方程为,即。 则o点到的距离.又,所以 当=0时取等号,所以o点到距离的最小值为2. 设双曲线(a>0,b>0)的渐近线与抛物线y=x2+1相切,则该双曲线的离心率等于 设双曲线的一条渐近线,则双曲线的离心率为. 过椭圆的左焦点作轴的垂线交椭圆于点,为右焦点,若,则椭圆的离心率为 已知双曲线的左、右焦点分别是、,其一条渐近线方程为,点在双曲线上.则•=0 已知直线与抛物线相交于两点,为的焦点,若,则 已知直线和直线,抛物线上一动点到直线和直线的距离之和的最小值是( ) 设已知抛物线c的顶点在坐标原点,焦点为F,直线l与抛物线c相交于A,B两点。若AB的中点为(2,2),则直线l的方程为_____________. 椭圆的焦点为,点P在椭圆上,若,则 ;的大小为 . 过抛物线的焦点F作倾斜角为的直线交抛物线于A、B两点,若线段AB的长为8,则________________ 【解析】设切点,则切线的斜率为.由题意有又解得: 双曲线的一条渐近线为,由方程组,消去y,得有唯一解,所以△=,所以, 由渐近线方程为知双曲线是等轴双曲线,∴双曲线方程是,于是两焦点坐标分别是(-2,0)和(2,0),且或.不妨去,则,. ∴•= 【解析】设抛物线的准线为直线 恒过定点P .如图过分别作于,于,由,则,点B为AP的中点.连结,则, 点的横坐标为,故点的坐标为 ,故选D . 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角. 2. PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离. 4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切. 5. 若在椭圆上,则过的椭圆的切线方程是. 6. 若在椭圆外,则过Po作椭圆的两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2的直线方程是. 7. 椭圆 的左右焦点分别为F1,F2,点P为椭圆上任意一点,则椭圆的焦点角形的面积为. 8. 椭圆(a>b>0)的焦半径公式: ,. 9. 设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP和AQ分别交相应于焦点F的椭圆准线于m、N两点,则mF⊥NF. 0. 过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q,A1、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P和A2Q交于点m,A2P和A1Q交于点N,则mF⊥NF. 1. AB是椭圆的不平行于对称轴的弦,m为AB的中点,则, 即。 2. 若在椭圆内,则被Po所平分的中点弦的方程是. 3. 若在椭圆内,则过Po的弦中点的轨迹方程是. 二、双曲线 . 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的内角. 2. PT平分△PF1F2在点P处的内角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点. 3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交. 4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P在右支;外切:P在左支) 5. 若在双曲线(a>0,b>0)上,则过的双曲线的切线方程是. 6. 若在双曲线(a>0,b>0)外,则过Po作双曲线的两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2的直线方程是. 7. 双曲线(a>0,b>o)的左右焦点分别为F1,F2,点P为双曲线上任意一点,则双曲线的焦点角形的面积为. 8. 双曲线(a>0,b>o)的焦半径公式:上任一点任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,c两点,则直线Bc有定向且(常数). 3. 若P为椭圆(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1,F2是焦点, , ,则. 4. 设椭圆(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有. 5. 若椭圆(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0<e≤时,可在椭圆上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项. 6. P为椭圆(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,则,当且仅当三点共线时,等号成立. 7. 椭圆与直线有公共点的充要条件是. 8. 已知椭圆(a>b>0),o为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且.(1);(2)|oP|2+|oQ|2的最大值为;(3)的最小值是. 9. 过椭圆(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于m,N两点,弦mN的垂直平分线交x轴于P,则. 0. 已知椭圆(a>b>0) ,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点,则. 1. 设P点是椭圆(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记,则. . 2. 设A、B是椭圆(a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,, ,,c、e分别是椭圆的半焦距离心率,则有. . . 3. 已知椭圆(a>b>0)的右准线与x轴相交于点,过椭圆右焦点的直线与椭圆相交于A、B两点,点在右准线上,且轴,则直线Ac经过线段EF的中点. 4. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 5. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 6. 椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e. (注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.) 7. 椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e. 8. 椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项. 双曲线 . 双曲线(a>0,b>0)的两个顶点为,,与y轴平行的直线交双曲线于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是. 2. 过双曲线(a>0,b>o)上任一点任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,c两点,则直线Bc有定向且(常数). 3. 若P为双曲线(a>0,b>0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F1,F2是焦点, , ,则(或). 4. 设双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有. 5. 若双曲线(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当1<e≤时,可在双曲线上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项. 6. P为双曲线(a>0,b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为双曲线内一定点,则,当且仅当三点共线且和在y轴同侧时,等号成立. 7. 双曲线(a>0,b>0)与直线有公共点的充要条件是. 8. 已知双曲线(b>a>0),o为坐标原点,P、Q为双曲线上两动点,且. (1);(2)|oP|2+|oQ|2的最小值为;(3)的最小值是. 9. 过双曲线(a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于m,N两点,弦mN的垂直平分线交x轴于P,则. 0. 已知双曲线(a>0,b>0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点,则或. 1. 设P点是双曲线(a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记,则. . 2. 设A、B是双曲线(a>0,b>0)的长轴两端点,P是双曲线上的一点,, ,,c、e分别是双曲线的半焦距离心率,则有. . . 3. 已知双曲线(a>0,b>0)的右准线与x轴相交于点,过双曲线右焦点的直线与双曲线相交于A、B两点,点在右准线上,且轴,则直线Ac经过线段EF的中点. 4. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 5. 过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 6. 双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e. . 7. 双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e. 8. 双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项. 其他常用公式: 、连结圆锥曲线上两个点的线段称为圆锥曲线的弦,利用方程的根与系数关系来计算弦长,常用的弦长公式: 2、直线的一般式方程:任何直线均可写成的形式。 3、知直线横截距,常设其方程为 与直线垂直的直线可表示为。 4、两平行线间的距离为。 5、若直线与直线平行 则 (斜率)且(在轴上截距) (充要条件) 6、圆的一般方程:,特别提醒:只有当时,方程才表示圆心为,半径为的圆。二元二次方程表示圆的充要条件是且且。 7、圆的参数方程:(为参数),其中圆心为,半径为。圆的参数方程的主要应用是三角换元:; 8、为直径端点的圆方程 切线长:过圆()外一点所引圆的切线的长为() 9、弦长问题:①圆的弦长的计算:常用弦心距,弦长一半及圆的半径所构成的直角三角形来解:;②过两圆、交点的圆系为,当时,方程为两圆公共弦所在直线方程.。 攻克圆锥曲线解答题的策略 摘要:为帮助高三学生学好圆锥曲线解答题,提高成绩,战胜高考,可从四个方面着手:知识储备、方法储备、思维训练、强化训练。 关键词:知识储备 方法储备 思维训练 强化训练 第一、知识储备: .直线方程的形式 (1)直线方程的形式有五件:点斜式、两点式、斜截式、截距式、一般式。 (2)与直线相关的重要内容 ①倾斜角与斜率 ②点到直线的距离 ③夹角公式: (3)弦长公式 直线上两点间的距离: 或 (4)两条直线的位置关系 ①=-1 ② 2、圆锥曲线方程及性质 、椭圆的方程的形式有几种?(三种形式) 标准方程: 距离式方程: 参数方程: 、双曲线的方程的形式有两种 标准方程: 距离式方程: 、三种圆锥曲线的通径你记得吗? 、圆锥曲线的定义你记清楚了吗? 如:已知是椭圆的两个焦点,平面内一个动点m满足则动点m的轨迹是( ) A、双曲线;B、双曲线的一支;c、两条射线;D、一条射线 、焦点三角形面积公式: (其中) 、记住焦半径公式:(1),可简记为“左加右减,上加下减”。 (2) (3) 、椭圆和双曲线的基本量三角形你清楚吗? 第二、方法储备 、点差法(中点弦问题) 设、,为椭圆的弦中点则有 ,;两式相减得 = 2、联立消元法:你会解直线与圆锥曲线的位置关系一类的问题吗?经典套路是什么?如果有两个参数怎么办? 设直线的方程,并且与曲线的方程联立,消去一个未知数,得到一个二次方程,使用判别式,以及根与系数的关系,代入弦长公式,设曲线上的两点,将这两点代入曲线方程得到○1○2两个式子,然后○1-○2,整体消元••••••,若有两个字母未知数,则要找到它们的联系,消去一个,比如直线过焦点,则可以利用三点A、B、F共线解决之。若有向量的关系,则寻找坐标之间的关系,根与系数的关系结合消元处理。一旦设直线为,就意味着k存在。 例1、已知三角形ABc的三个顶点均在椭圆上,且点A是椭圆短轴的一个端点(点A在y轴正半轴上). (1)若三角形ABc的重心是椭圆的右焦点,试求直线Bc的方程; (2)若角A为,AD垂直Bc于D,试求点D的轨迹方程. 分析:第一问抓住“重心”,利用点差法及重心坐标公式可求出中点弦Bc的斜率,从而写出直线Bc的方程。第二问抓住角A为可得出AB⊥Ac,从而得,然后利用联立消元法及交轨法求出点D的轨迹方程; 解:(1)设B(,),c,Bc中点为,F则有 两式作差有 F为三角形重心,所以由,得,由得,代入(1)得 直线Bc的方程为 2)由AB⊥Ac得 (2) 设直线Bc方程为,得 , 代入(2)式得 ,解得或 直线过定点(0,,设D(x,y),则,即 所以所求点D的轨迹方程是。 4、设而不求法 例2、如图,已知梯形ABcD中,点E分有向线段所成的比为,双曲线过c、D、E三点,且以A、B为焦点当时,求双曲线离心率的取值范围。 分析:本小题主要考查坐标法、定比分点坐标公式、双曲线的概念和性质,推理、运算能力和综合运用数学知识解决问题的能力。建立直角坐标系,如图,若设c,代入,求得,进而求得再代入,建立目标函数,整理,此运算量可见是难上加难.我们对可采取设而不求的解题策略, 建立目标函数,整理,化繁为简. 解法一:如图,以AB为垂直平分线为轴,直线AB为轴,建立直角坐标系,则cD⊥轴因为双曲线经过点c、D,且以A、B为焦点,由双曲线的对称性知c、D关于轴对称 依题意,记A,c,E,其中为双曲线的半焦距,是梯形的高,由定比分点坐标公式得 , 设双曲线的方程为,则离心率 由点c、E在双曲线上,将点c、E的坐标和代入双曲线方程得 , ① ② 由①式得 , ③ 将③式代入②式,整理得 , 故 由题设得, 解得 所以双曲线的离心率的取值范围为 分析:考虑为焦半径,可用焦半径公式, 用的横坐标表示,回避的计算,达到设而不求的解题策略. 解法二:建系同解法一,, ,又,代入整理,由题设得, 解得 所以双曲线的离心率的取值范围为 5、判别式法 例3已知双曲线,直线过点,斜率为,当时,双曲线的上支上有且仅有一点B到直线的距离为,试求的值及此时点B的坐标。 分析1:解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科,因此,数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段.从“有且仅有”这个微观入手,对照草图,不难想到:过点B作与平行的直线,必与双曲线c相切.而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式.由此出发,可设计如下解题思路: 解题过程略. 分析2:如果从代数推理的角度去思考,就应当把距离用代数式表达,即所谓“有且仅有一点B到直线的距离为”,相当于化归的方程有唯一解.据此设计出如下解题思路: 简解:设点为双曲线c上支上任一点,则点m到直线的距离为: 于是,问题即可转化为如上关于的方程. 由于,所以,从而有 于是关于的方程 由可知: 方程的二根同正,故恒成立,于是等价于 . 由如上关于的方程有唯一解,得其判别式,就可解得 . 点评:上述解法紧扣解题目标,不断进行问题转换,充分体现了全局观念与整体思维的优越性. 例4已知椭圆c:和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、B两点,在线段AB上取点Q,使,求动点Q的轨迹所在曲线的方程. 分析:这是一个轨迹问题,解题困难在于多动点的困扰,学生往往不知从何入手。其实,应该想到轨迹问题可以通过参数法求解.因此,首先是选定参数,然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达,最后通过消参可达到解题的目的. 由于点的变化是由直线AB的变化引起的,自然可选择直线AB的斜率作为参数,如何将与联系起来?一方面利用点Q在直线AB上;另一方面就是运用题目条件:来转化.由A、B、P、Q四点共线,不难得到,要建立与的关系,只需将直线AB的方程代入椭圆c的方程,利用韦达定理即可. 通过这样的分析,可以看出,虽然我们还没有开始解题,但对于如何解决本题,已经做到心中有数. 在得到之后,如果能够从整体上把握,认识到:所谓消参,目的不过是得到关于的方程(不含k),则可由解得,直接代入即可得到轨迹方程。从而简化消去参的过程。 简解:设,则由可得:, 解之得: (1) 设直线AB的方程为:,代入椭圆c的方程,消去得出关于x的一元二次方程: (2) ∴ 代入(1),化简得: 与联立,消去得: 在(2)中,由,解得 ,结合(3)可求得 故知点Q的轨迹方程为: (). 点评:由方程组实施消元,产生一个标准的关于一个变量的一元二次方程,其判别式、韦达定理模块思维易于想到.这当中,难点在引出参,活点在应用参,重点在消去参.,而“引参、用参、消参”三步曲,正是解析几何综合问题求解的一条有效通道. 6、求根公式法 例5设直线过点P(0,3),和椭圆顺次交于A、B两点,试求的取值范围. 分析:本题中,绝大多数同学不难得到:=,但从此后却一筹莫展,问题的根源在于对题目的整体把握不够.事实上,所谓求取值范围,不外乎两条路:其一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式(或方程),这只需利用对应的思想实施;其二则是构造关于所求量的一个不等关系. 分析1: 从第一条想法入手,=已经是一个关系式,但由于有两个变量,同时这两个变量的范围不好控制,所以自然想到利用第3个变量——直线AB的斜率k.问题就转化为如何将转化为关于k的表达式,到此为止,将直线方程代入椭圆方程,消去y得出关于的一元二次方程,其求根公式呼之欲出. 简解1:当直线垂直于x轴时,可求得; 当与x轴不垂直时,设,直线的方程为:,代入椭圆方程,消去得 解之得 因为椭圆关于y轴对称,点P在y轴上,所以只需考虑的情形. 当时,,, 所以 ===. 由 ,解得 , 所以 , 综上 . 分析2:如果想构造关于所求量的不等式,则应该考虑到:判别式往往是产生不等的根源.由判别式值的非负性可以很快确定的取值范围,于是问题转化为如何将所求量与联系起来.一般来说,韦达定理总是充当这种问题的桥梁,但本题无法直接应用韦达定理,原因在于不是关于的对称关系式.原因找到后,解决问题的方法自然也就有了,即我们可以构造关于的对称关系式. 简解2:设直线的方程为:,代入椭圆方程,消去得 (*) 则 令,则, 在(*)中,由判别式可得 , 从而有 ,所以 ,解得 . 结合得. 综上,. 点评:范围问题不等关系的建立途径多多,诸如判别式法,均值不等式法,变量的有界性法,函数的性质法,数形结合法等等.本题也可从数形结合的角度入手,给出又一优美解法. 解题犹如打仗,不能只是忙于冲锋陷阵,一时局部的胜利并不能说明问题,有时甚至会被局部所纠缠而看不清问题的实质所在,只有见微知著,树立全局观念,讲究排兵布阵,运筹帷幄,方能决胜千里. 第三、推理训练:数学推理是由已知的数学命题得出新命题的基本思维形式,它是数学求解的核心。以已知的真实数学命题,即定义、公理、定理、性质等为依据,选择恰当的解题方法,达到解题目标,得出结论的一系列推理过程。在推理过程中,必须注意所使用的命题之间的相互关系(充分性、必要性、充要性等),做到思考缜密、推理严密。通过编写思维流程图来锤炼自己的大脑,快速提高解题能力。 例6椭圆长轴端点为,为椭圆中心,为椭圆的右焦点,且,. (Ⅰ)求椭圆的标准方程; (Ⅱ)记椭圆的上顶点为,直线交椭圆于两点,问:是否存在直线,使点恰为的垂心?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由。 思维流程: 解题过程: (Ⅰ)如图建系,设椭圆方程为,则 又∵即 ,∴ 故椭圆方程为 (Ⅱ)假设存在直线交椭圆于两点,且恰为的垂心,则 设,∵,故, 于是设直线为 ,由得, ∵ 又 得 即 由韦达定理得 解得或(舍) 经检验符合条件. 点石成金:垂心的特点是垂心与顶点的连线垂直对边,然后转化为两向量乘积为零. 例7、已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过、、三点. (Ⅰ)求椭圆的方程: (Ⅱ)若点D为椭圆上不同于、的任意一点,,当Δ内切圆的面积最大时,求Δ内心的坐标; 思维流程: (Ⅰ) 解题过程:(Ⅰ)设椭圆方程为 ,将、、代入椭圆E的方程,得 解得.∴椭圆的方程 . (Ⅱ),设Δ边上的高为 当点在椭圆的上顶点时,最大为,所以的最大值为. 设Δ的内切圆的半径为,因为Δ的周长为定值6.所以, 所以的最大值为.所以内切圆圆心的坐标为. 点石成金: 例8、已知定点及椭圆,过点的动直线与椭圆相交于两点. (Ⅰ)若线段中点的横坐标是,求直线的方程; (Ⅱ)在轴上是否存在点,使为常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由. 思维流程: (Ⅰ)解:依题意,直线的斜率存在,设直线的方程为, 将代入,消去整理得 设 则 由线段中点的横坐标是, 得,解得,符合题意。 所以直线的方程为 ,或 . (Ⅱ)解:假设在轴上存在点,使为常数. ①当直线与轴不垂直时,由(Ⅰ)知 所以 将代入,整理得 注意到是与无关的常数,从而有,此时 ②当直线与轴垂直时,此时点的坐标分别为,当时,亦有 综上,在轴上存在定点,使为常数. 点石成金: 例9、已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点m(2,1),平行于om的直线在y轴上的截距为m(m≠0),交椭圆于A、B两个不同点。 (Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)求m的取值范围; (Ⅲ)求证直线mA、mB与x轴始终围成一个等腰三角形. 思维流程: 解:(1)设椭圆方程为 则 ∴椭圆方程为 (Ⅱ)∵直线l平行于om,且在y轴上的截距为m 又kom= 由 ∵直线l与椭圆交于A、B两个不同点, (Ⅲ)设直线mA、mB的斜率分别为k1,k2,只需证明k1+k2=0即可 设 则 故直线mA、mB与x轴始终围成一个等腰三角形. 点石成金:直线mA、mB与x轴始终围成一个等腰三角形 例10、已知双曲线的离心率,过的直线到原点的距离是 (1)求双曲线的方程; (2)已知直线交双曲线于不同的点c,D且c,D都在以B为圆心的圆上,求k的值. 思维流程: 解:∵(1)原点到直线AB:的距离. 故所求双曲线方程为 (2)把中消去y,整理得 . 设的中点是,则 即 故所求k=±. 点石成金:c,D都在以B为圆心的圆上Bc=BDBE⊥cD; 例11、已知椭圆c的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆c上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1. (Ⅰ)求椭圆c的标准方程; (II)若直线y=kx+m与椭圆c相交于A、B两点(A、B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆c的右顶点.求证:直线过定点,并求出该定点的坐标. 思维流程: 解:(Ⅰ)由题意设椭圆的标准方程为, 由已知得:, 椭圆的标准方程为. (II)设. 联立 得 ,则 又. 因为以为直径的圆过椭圆的右顶点, ,即. . . . 解得:,且均满足. 当时,的方程,直线过点,与已知矛盾; 当时,的方程为,直线过定点. 所以,直线过定点,定点坐标为. 点石成金:以AB为直径的圆过椭圆c的右顶点 cA⊥cB; 例12、已知双曲线的左右两个焦点分别为,点P在双曲线右支上. (Ⅰ)若当点P的坐标为时,,求双曲线的方程; (Ⅱ)若,求双曲线离心率的最值,并写出此时双曲线的渐进线方程. 思维流程: 解:(Ⅰ)由题意知, , , , (1分) 解得 . 由双曲线定义得: , 所求双曲线的方程为: 因,由斜率之积为,可得解. (Ⅱ)设, 设P的坐标为,由焦半径公式得,, , 的最大值为2,无最小值.此时, 此时双曲线的渐进线方程为 设,. 当时, , 此时 . 当,由余弦定理得: , ,,综上,的最大值为2,但无最小值. 查看更多