高二数学竞赛讲义

发布 2022-07-03 22:37:28 阅读 9291

---参数方程与曲线系。

班级学号姓名。

一、知识点。

1.几种常见的参数方程的形式如下:

1)直线的参数方程。

2)圆的参数方程

3)椭圆参数方程

4)双曲线参数方程。

5)抛物线的参数方程为。

参数或参数方程在求轨迹方程,求极值,求变量取值范围,简化计算或证明方面具有突出的作用.

2.常用的直线系方程:

1)过定点(x0,y0)的直线系为:

2)与直线ax+by+c=0平行的直线系为:

(3)与直线ax+by+c=0垂直的直线系为:

4)当直线l1与l2的一般式分别为f1(x,y)=0,f2(x,y)=0时,曲线系。

1f1(x,y)+λ2f2(x,y)=0,其中λ1、λ2为参数。

当l1与l2相交时表示通过l1与l2交点的所有直线;

当l1∥l2时,表示与l1平行的一组平行直线.

5)在两坐标轴上截距和为a的直线系为:

6)与原点距离等于r(r>0)的直线系为:

3.曲线系与圆系:

1)方程f1(x,y)+f2(x,y)=0表示的曲线一定经过两条曲线f1(x,y)=0与f2(x,y)=0的交点.(反过来,经过它们交点的曲线不一定能用此方程表示).

当需要解决“求过两条曲线的交点作的一条曲线”时,常用此曲线系来解题,可以避免解方程组求交点而直接得出结果.

2)圆系:圆系是求圆的方程的一个重要的方法,同时也是证明四点共圆的简捷途径.

对于不同圆心的两个圆。

ci=x2+y2+dix+eiy+fi=0(i=1,2),则 c1+λc2=0,(λ为参数)表示共轴圆系.

当λ≠-1时,表示圆;

当λ=-1时,退化为一条直线(d1-d2)x+(e1-e2)y+(f1-f2)=0,此直线叫两圆的根轴.

对于已知圆c1及圆上一点(m,n),则。

c1+λ[x-m)2+(y-n)2]=0,(λ为参数)

表示与c1相切于点(m,n)的圆系.

4.二次曲线系:一般二次曲线的方程由6个参数确定:

ax2+bxy+cy2+dx+ey+f=0(a2+b2+c2≠0).

但只要5个独立参数即可确定唯一的二次曲线.

给定5个点,如果其中有三点共线,另两点不在此直线上,则经过此5点的二次曲线是唯一的,是二条直线(退化二次曲线);

给定5个点,无三点共线,则经过此5点的二次曲线是唯一的.

若有两个二次曲线——c1:f1(x,y)=0;c2:f2(x,y)=0,且c1与c2交于不共线4点.则λf1(x,y)+μf2(x,y)=0表示所有经过此4个交点的二次曲线.

5.用直线方程构成二次曲线系:

如果两条直线li:li(x,y)=aix+biy+ci=0(i=1,2)与一条二次曲线:f(x,y)=0有交点,那么,曲线系λf+μl1·l2=0经过这些交点,若它们有四个不共线的交点,则此曲线系包含所有的过此四点的二次曲线.

若有不共线4点pi(i=1,2,3,4),记直线pipi+1(p5=p1)为li(x,y).则曲线系λl1·l3+μl2·l4=0包括了所有过此4点的二次曲线系.

若有不共线3点pi(i=1,2,3),记直线pipi+1(p4=p1)为li(x,y).则曲线系λl1·l2+μl2·l3+ηl3·l1=0包括了所有过此3点的二次曲线系.

与两条直线li(x,y)=aix+biy+ci=0(i=1,2)交于两点m1、m2的二次曲线系为λl1·l2+μl32=0.(其中l3为经过m1、m2的直线方程).

6.部分常用的二次曲线系:

1)共焦二次曲线系:+=1;

2)共顶点二次曲线系:+=1;

3)共离心率二次曲线系:+=0);

4)共渐近线的双曲线系:-=

7.极线方程:从二次曲线外一点引二次曲线的切线,过两个切点的直线.

利用曲线系解题实质上是取曲线方程中的特征量(如直线方程中的斜率k、截距b,圆的半径r,二次曲线中的a、b等)作为变量,得到曲线系,根据所给的已知量,采用待定系数法,达到解决问题的目的.常常体现的是参数变换的数学观点和整体处理的解题策略.通常的题型有求点的坐标,求曲线的方程,求图形的性质等等.

二、应用。例1.椭圆+=1有两点p、q.o是原点,若op、oq斜率之积为-.

求证:|op|2+|oq|2为定值.

例2.抛物线y2=2px(p>0)的内接δaob的垂心为抛物线的焦点f,o为原点,求点a、b的坐标.

例3.斜率为的动直线l和两抛物线y=x2,y=2x2-3x+3交于四个不同的点,设这四个点顺次为a、b、c、d(如图). 求证:|ab|与|cd|之差为定值.

例4.设直线ax+by+c=0与抛物线y2=4px相交于a、b两点,f是抛物线的焦点,直线af、bf交抛物线(异于a、b两点)于c、d两点(异于a、b两点).求直线cd的方程.

例5.给定曲线族2(2sinθ-cosθ+3)x2-(8sinθ+cosθ+1)y=0,θ为参数,求该曲线在直线y=2x上所截得的弦长的最大值.

例6.自点p1向椭圆引两条切线,切点为q1、r1,又自点p2向这椭圆引两条切线,切点为q2、r2.证明:p1、q1、r1、p2、q2、r2六点在一条二次曲线上.

例7.已知椭圆e:+=1(a>b>0),动圆γ:x2+y2=r2,其中b<r<a,若a是椭圆上的点,b是动圆γ上的点,且使直线ab与椭圆和动圆γ均相切,求a、b两点距离|ab|的最大值.

三、练习。1.设p是抛物线y2=2x上的点,q是圆(x-5)2+y2=1上的点,则|pq|的最小值是。

2.已知:双曲线的两条渐近线的方程为x+y=0和x-y=0,两顶点间的距离为2,试求此双曲线方程.

3.当s和t取遍所有实数时,则(s+5-3|cost|)2+(s-2|sint|)2所能达到的最小值为。

4.设ab、cd是椭圆+=1的两条弦,若它们的倾斜角互补,求证:a、b、c、d四点共圆.

5.已知二次曲线c:ax2+bxy+cy2+dx+ey+f=0与两条直线l1x+m1y+n1=0,l2x+m2y+n2=0有4个不同的交点.

求证:ax2+bxy+cy2+dx+ey+f+λ(l1x+m1y+n1)(l2x+m2y+n2)=0 (*

是过四个交点的曲线系.

6.过不在圆锥圆锥上的一定点一定点p引已知圆锥曲线的任意相互垂直的两弦ab与cd.

求证:+是定值.

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