导读:由于向量具有几何形式和代数形式的“双重身份”,使向量与解析几何之间有着密切联系,而新课程高考则突出了对向量与解析几何结合考查,这就要求我们在平时的解析几何教学与复习中,应抓住时机,有效地渗透向量有关知识,树立应用向量的意识。应充分挖掘课本素材,在教学中从推导有关公式、定理,例题讲解入手,让学生去品位、去领悟,在公式、定理的探索、形成中逐渐体会向量的工具性,逐渐形成应用向量的意识,在教学中还应注重引导学生善于运用一些问题的结论,加以引申,使之成为解题方法,体会向量解题的优越性,在教学中还应注重引导学生善于运用向量方法解题,逐步树立运用向量知识解题的意识。
1、(2023年全国高考题)椭圆的焦点为ff,点p为其上的动点,当∠fp f为钝角时,点p横坐标的取值范围是___
解:f1(-,0)f2(,0),设p(3cos,2sin)为钝角。
=9cos2-5+4sin2=5 cos2-1<0
解得: ∴点p横坐标的取值范围是()
点评:解决与角有关的一类问题,总可以从数量积入手。本题中把条件中的角为钝角转化为向量的数量积为负值,通过坐标运算列出不等式,简洁明了。
2、已知定点a(-1,0)和b(1,0),p是圆(x-3)2+(y-4)2=4上的一动点,求的最大值和最小值。
分析:因为o为ab的中点,所以故可利用向量把问题转化为求向量的最值。
解:设已知圆的圆心为c,由已知可得:
又由中点公式得。
所以。又因为点p在圆(x-3)2+(y-4)2=4上。
所以且 所以。
即故。所以的最大值为100,最小值为20。
点评:有些解几问题虽然没有直接用向量作为已知条件出现,但如果运用向量知识来解决,也会显得自然、简便,而且易入手。
3.(本小题满分12分)已知椭圆的左、右焦点分别为,其中也是抛物线的焦点,点为与在第一象限的交点,且。(1) 求的方程;
2)平面上的点满足,直线,且与交于两点,若,求直线的方程。
解:(i)由知。
设,,解得,在上,且椭圆的半焦距,于是,消去并整理得, 解得(不合题意,舍去)。
故椭圆的方程为6分。
ii)由知四边形是平行四边形,其中心为坐标原点,因为,所以与的斜率相同,故的斜率。
设。由。设,所以
因为,所以,解得。
故所求直线的方程为或14分。
4.本小题满分12分
设点为坐标原点,曲线上有两点、关于直线对称,又满足
1) 求的值;
2) 求直线的方程。
解:ⅰ)由题知,曲线e为圆,圆心,半径为3,由在l上,得。……4分。
ⅱ)(法一)如图,设直线pq的方程为。
直线pq与圆c有二个交点,故
6分。将直线方程代入圆c方程得:
设9分。10分。
∴ ∴经检验符合题意11分。
故直线pq的方程为12分。
法二)如图,设pq的中点为d6分。
又∵ …8分。
10分。解之得: ∴12分。
5.(本题满分12分)已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率,a为右顶点,k为右准线与x轴的交点,且。
i)求椭圆的标准方程;
ii )设椭圆的上顶点为b,问是否存在直线l,使直线l交椭圆于c,d两点,且椭圆的左焦点巧恰为δbcd的垂心?若存在,求出l的方程r若不存在,请说明理由。
解:(ⅰ设焦点坐标为f1(-c,0),f2(c,0),由,得. ①
由题知 a(a,0),k(,0),∴c-a,0),=a,0),由得 ②
由①、②解得,c=1,从而b2=a2-c2=1,即b=1.
椭圆方程为4分。
ⅱ)假设存在直线l满足题意,b(0,1),f1(-1,0),于是直线f1b的斜率为.
由于bf1⊥cd,令l:y=-x+m,代入x2+2y2=2整理,得。
3x2-4mx+2m2-2=0.
令c(x1,y1),d(x2,y2),则。
又=(x1+1,y1)·(x2,y2-1)=x1x2+x2+y1y2-y1=x1x2+x2+(m-x1)(m-x2)-(m-x1)
2x1x2+m2-m(x1+x2)-m+(x1+x2)=2x1x2 +(1-m)(x1+x2) +m2-m,由,代入x1+x2,x1x2得,整理得3m2+m-4=0,解得m=1或10分。
当m=1时,直线l恰过b点,于是b、c、d不构成三角形,故m=1舍去.
当的,满足δ=8(3-m2)>0.
故所求的直线l为:,即3x+3y+4=012分。
6.(本小题满分12分)直线与椭圆交于,两点,已知, ,若且椭圆的离心率,又椭圆经过点,为坐标原点.
ⅰ)求椭圆的方程;
ⅱ)若直线过椭圆的焦点(为半焦距),求直线的斜率的值;
ⅲ)试问:的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由。
解析:2分。
椭圆的方程为3分。
(ⅱ)依题意,设的方程为。由 显然。
5分。由已知得:
解得6分。7.(本小题满分12分)
已知椭圆上的任意一点到它两个焦点的距离之和为,且它的焦距为2.
ⅰ)求椭圆的方程;
ⅱ)已知直线与椭圆交于不同两点,且线段的中点不在圆内,求实数的取值范围。
解:(ⅰ由题,椭圆中,…2分。
而1分。故椭圆的方程为………2分。
8.(本小题满分12分)
已知双曲线与圆相切,过的一个焦点且斜率为的直线也与圆相切.
ⅰ)求双曲线的方程;
ⅱ)是圆上在第一象限的点,过且与圆相切的直线与的右支交于、两点,的面积为,求直线的方程.
解:(ⅰ双曲线与圆相切2分。
过的一个焦点且斜率为的直线也与圆相切,得,既而。
故双曲线的方程为5分。
ⅱ)设直线:,,
圆心到直线的距离,由得………6分。
由得 则8分。
又的面积,∴…10分。
由, 解得,直线的方程为12分。
9.(本小题满分10分)已知是曲线:的两条切线,其中是切点,i)求证:三点的横坐标成等差数列;
ii)若直线过曲线的焦点,求面积的最小值;
1)证明:,设、;
直线的方程为 ① 直线的方程为 ②
-②得:点的横坐标,所以点的横坐标成等差数列;…4分。
2)焦点的坐标为(0,1),显然直线的斜率是存在的;
设直线的方程为。
将直线的方程代入得: (恒成立)
且又由①②得:
从而点到直线的距离, …8分。
当且仅当时取等号;
故面积的最小值为10分。
10.(本题满分12分)如图,在平面直坐标系中,已知椭圆,经过点,其中e为椭圆的离心率.且椭圆与直线有且只有一个交点。
ⅰ)求椭圆的方程;
ⅱ)设不经过原点的直线与椭圆相交与a,b两点,第一象限内的点在椭圆上,直线平分线段,求:当的面积取得最大值时直线的方程。
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暑期数学 解析几何
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