第二章专题讲解:
一)知识专题讲解。
专题。一、利用圆锥曲线的定义求解:
专题详解:利用圆锥曲线的定义可以解决一大类的题目,所用的公式主要有:
1)椭圆:()
2)双曲线:()
3)抛物线:(为点p到抛物线的准线的距离)。
【例1】椭圆上一点m到焦点f1的距离是2,n时mf1的中点。
求的长(o是坐标原点)。图2-3-19
解:由椭圆方程知,,因为(f2为另一个焦点坐标),又因为,所以,on是三角形mf1f2的中位线,所以。
即的长是4。
点拨:本题用到椭圆的定义和三角形的中位线的性质,解答本题的关键是求出点m到另一个焦点的距离。
【例2】双曲线的两个焦点为,点p在双曲线上,若,求点p的坐标。
解:由双曲线的方程知:,不妨设点p在第一象限,坐标为,f1为左焦点,那么:
由①得:,所以,
在直角三角形pf1f2中,,所以代入双曲线的方程得:,即点p的坐标是,再根据双曲线的对称性得点p的坐标还可以是,,。
点拨:本题除了应用双曲线的定**题,用到的数学思想方法还有(1)整体思想:不是求未知数,而是求这一个整体未知数的值;(2)利用三角形的面积公式解题。
例3】点p是抛物线上的任意一点,f是抛物线的焦点,点m的坐标。
是(2,3),求的最小值,并求出此时点p的坐标。
解:抛物线的准线方程是,那么点p到焦点f的距离等于到准线的距离,作准线,垂足为d,那么。
所以当点m,p,d三点共线时,的值最小,即用点m的横坐标减去准线方程的数值得:,所以的最小值是4。此时点p的纵坐标为3,所以横坐标是,,即点p的坐标是。
点拨:若设点p的坐标,列出两个距离的和,则是一个含有两个根号的式子,再变形求解则很困难。本题的解法就是用抛物线的定义将转化为点p到准线的距离,进而再转化为点m到准线上的任意一点的距离的最小值,即点到直线的距离。
专题1强化练习题:
1.如图2-3-19,过抛物线的焦点f的直线与抛物线交于两点a,b,若a,b在抛物线的准线上的射影分别是a1,b1,则等于( )
a. b. c. d.
解:b点拨:利用抛。
物线的定义和平。
面几何的知识解。
题。设准线与轴。
的交点为k,那么,,所以。
又因为aa1∥轴,所以,,同理可证,所以。
2.椭圆的焦点坐标是(-2和(2,过作轴,交椭圆于p,q两点,且是等边三角形,求此椭圆的标准方程。
解: 点拨:本题根据椭圆的定义和等边三角形的性质解答。由椭圆的定义得:,又因为是等边三角形,所以,即,所以,所以,所求的椭圆的标准方程是。
3.已知双曲线的方程是,点p在双曲线上,且到其中一个焦点f1的距离为10,点n是pf1的中点,求的大小(o为坐标原点)。
解:on是三角形pf1f2的中位线,所以,因为,
所以, 点拨:焦点f1的位置不确定,所以有两解:点p与焦点f1在同一支上和不同支上。
拓展:(1)若将的条件改为呢,其它条件不变,此时就只有一解了。
2)还可以求出点p的坐标,并得出点p的个数。
专题2.直线与圆锥曲线的位置关系:
详解:选修1-1只对直线与抛物线的位置关系作要求,因此重点掌握直线与抛物线的位置关系。以为例。
1)过抛物线的焦点()的直线,设直线与抛物线交于a,b两点。那么:
当斜率不存在时,直线方程是,与抛物线的交点ab,则;
当斜率存在时,设为,则直线方程是,设,,那么。
由抛物线的定义得:。
例1】设直线与抛物线交于a,b两点,已知弦长。
点c为抛物线上一点,三角形的面积为30,求点c的坐标。
解:设,解方程组得:
所以因为。所以,又因为。
所以,为点c到直线的距离,所以。
或。时,;时,
所以点c的坐标是或。
点拨:交点坐标转化为方程组的解,其中用到了根与系数的关系来表示两点间的距离公式;注意在解析几何中的三角形面积的计算方法,高可以找到点的坐标表示,也可以用点到直线的距离公式求出;底边通常是在坐标轴上找到一条边,或用弦长的公式求出来——两点间的距离公式。
例2】点a为抛物线上一点,f为焦点,,求过点f且与oa垂直的直线的方程。
解:设点a的坐标是(),所以,又因为,所以,所以或,所以或,因为,所以或2,直线的方程是,即所求直线的方程是:
或。点拨:本题的方法主要是用抛物线的定义将弦长转化为点到准线的距离。
专题2强化练习题:
1.(2004,福建,14分)如图2-3-20,p是抛物线c:上一点,直线过点p且与抛物线c交于另一点q.
1)若直线与过点p的p抛物线的切线垂直,求线段pq中点m的轨迹方程;
2)若直线不过原点且与轴交于点s,与轴交于t,试求的取值范围。
2.(2005,天津,14分)抛物线c的方程为,过抛物线c上一点作斜率为的两条直线分别交抛物线c于两点(三点p,a,b互不相同),且满足。
1)求抛物线c的焦点坐标和准线方程;
2)设直线ab上一点m,满足证明线段pm的中点在轴上;(3)当时,若点p的坐标为(1,-1),求为钝角时,点a的纵坐标的取值范围。
1.解:(1)设,,且,设切线的斜率为,则,即。
所以,此方程有两个相等的实根,所以,即,所以直线的斜率,直线的方程为,方法。
一、与抛物线方程联立,消去得:
因为m为pq的中点,所以,消去得:,所以pq的中点m的轨迹方程是:
方法。二、由,,,所以。
则所以,将上式代入直线方程得:
所以pq的中点m的轨迹方程是:
(2)设直线的方程是,则,则。分别作轴,轴,垂足分别是a,b,则:
解方程组得:
所以。方法一、
的取值范围是。
方法二、当时。
当时, 又因为方程(3)有两个相异实根,所以。
所以,即。当时,可取一切正数。
综上可知,的取值范围是。
方法。三、由p,q,t三点共线得:
即,所以,即。
所以,所以。
因为可以去一切不等于1的正数。
所以的取值范围是。
点拨:本题主要考查直线、抛物线、不等式等基础知识,求轨迹方程的方法。注意体会题中的不同解法,特别是通过观察式子,如何进行化简变形。
2.解:(1)由抛物线c的方程。
得:焦点坐标为(0,),准线方程为。
2)证明:设直线pa的方程为。
直线pb的方程为。
点和点。的坐标是方程组:
的解。将②代入①得:
所以,即 ③
又点和点的坐标是方程组: 的解。
将⑤代入④得:
所以,即。由已知得:,所以。
设店m的坐标是(),由得:,将③⑥代入得:
即,所以线段pm的中点在轴上。
(3)因为点p(1,-1)在抛物线上,所以,抛物线方程为,因为,所以,将代入⑥得:
所以,所以直线pa,pb分别与抛物线c的交点a,b的坐标为:,所以,因为为钝角且三点p,a,b互不相同,所以。
即。所以或,又点a的纵坐标满足,所以当时,;当时,所以当为钝角时,点a的纵坐标的取值范围是。
点拨:本题第一问是基本考查题,入手容易;后两问的运算量大,但是思路清楚,是训练运算能力的好题目。注意体会题中的换元法,即用一个未知数表示其它的未知数,还有一些运算技巧,例如。
二)思想方法专题讲解。
专题3.待定系数法。
专题详解:求圆锥曲线的方程是一类重要的题型,因为有了方程就可以求其它的量。所用的方法就是待定系数法,椭圆方程和双曲线方程都有两个需要确定的系数,需要两个条件就可以求出,抛物线方程只有一个待定系数,由一个条件就可以求的。
由于椭圆和双曲线的焦点的位置有两种情况,抛物线的方程有四种情形(在一题中往往有两解或多解),这时再用标准方程的形式就需要分情况讨论。下面讨论几种“巧的”设法。
1.椭圆方程可以设为。
此种设法用于已知椭圆上的点的坐标,但是焦点的位置不确定时。
2.双曲线的方程可以设为:
2)有相同的渐近线的双曲线方程可以设为:
3)与双曲线有共同的渐近线的双曲线的方程可以设为:
.有相同对称轴的抛物线的方程可以设为:
对称轴为轴:
对称轴为轴:
例1】求中心在原点,对称轴为坐标轴,且过点()和()的椭圆的方程。
解:设椭圆的方程是:
将已知点的坐标代入得:,所以,即所求的椭圆方程是:
点拨:使用这样的设法避免了分类讨论。同学们可以用第(1)中设法,比较量中设法的优劣。
例2】求与双曲线有相同的渐近线,且过点(12,-6)的双曲线的方程。
解:因为所求双曲线与已知双曲线有相同的渐近线,设所求的双曲线的方程是,将点(12,)代入得:所以,所求的双曲线的方程是:。
点拨:本题有多种解法,请同学们用其它不同的解法,求解,比作比较。
例3】求顶点在原点,对称轴是坐标轴,且过点(-2,3)的抛物线的方程。
解:设抛物线的方程是。
或,那么:或,
所求抛物线的方程是:或。
点拨:按照一般思路,要分焦点在轴的正半轴、负半轴等四种情形。本题也可以数形结合,判断出焦点位置后,再设抛物线的方程。
专题3强化练习题:
1.已知椭圆的焦距是,且经过点p,求椭圆的标准方程。
2.若双曲线的渐近线方程为,它的一个焦点是,则双曲线的方程是。
3.求顶点在原点,对称轴是轴,并且经过点(―6,―3)的抛物线的方程。
解:(1)或。
点拨:本题的三个小题,都有几种不同的设法,试用各种解法,体会各自的特点,进一步熟练待定系数法。
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