特级教师高考理数圆锥曲线题型全方位归纳总结。
第。一、知识储备:
1. 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。
倾斜角与斜率。
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。
2、圆锥曲线方程及性质。
1)、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:
2)、双曲线的方程的形式有两种。
标准方程:
距离式方程:
3)、三种圆锥曲线的通径你记得吗?
4)、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。
5)、焦点三角形面积公式:
其中)6)、记住焦半径公式:(1),可简记为“左加右减,上加下减”。
6)、椭圆和双曲线的基本量三角形你清楚吗?
第。二、方法储备。
1、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两个式子,然后-,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(2,0)则有。
两式作差有 (1)
f(2,0)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。
由①式得。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,**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:
代入(1),化简得3)
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。
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