高中数学解析几何解题方法

发布 2019-08-23 18:45:20 阅读 6183

高考专题:解析几何常规题型及方法。

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。

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。

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。

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oa⊥ob,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)

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。

<1>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。

<2>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(p>0),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(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s△nab=,即△nab面积的最大值为2。

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(k≠0),c:y2=2px(p>0)

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.

2.曲线的形状未知---求轨迹方程。

典型例题。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=,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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 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。

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。

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