第九节直线与圆锥曲线的位置关系。
一、复习目标:掌握直线与圆锥曲线的位置关系的判断方法及弦长公式;掌握弦中点轨迹的求法;能利用方程求圆锥曲线的有关范围与最值;掌握对称问题的求法。
二、重难点:重点:掌握直线与圆锥曲线的位置关系的判断方法及弦长公式;掌握弦中点轨迹的求法;能利用方程求圆锥曲线的有关范围与最值。难点:圆锥曲线的有关范围与最值问题。
三、教学方法:讲练结合,探析归纳。
四、教学过程。
一)、谈最新考纲要求及新课标高考命题考查情况,促使积极参与。
学生阅读复资p126页教师讲解,增强目标意识及参与意识。
二)、知识梳理,方法定位(学生完成复资p126页填空题,教师准对问题讲评)
1、直线与圆锥曲线c的位置关系。
将直线的方程代入曲线c的方程,消去y或者消去x,得到一个关于x(或y)的方程ax2+bx+c=0.
1)交点个数。
当 a=0或a≠0,⊿=0 时,曲线和直线只有一个交点;
当 a≠0,⊿>0时,曲线和直线有两个交点;
当⊿<0 时,曲线和直线没有交点;
2) 弦长公式:
利用这个公式求弦长时,要注意结合韦达定理.
当弦过圆锥曲线的焦点时,可用焦半径进行运算.
2、中点弦问题:
设a(x1,y1),b(x2,y2)是椭圆上不同的两点,且x1≠x2,x1+x2≠0,m(x0,y0)为ab的中点,则两式相减可得。
即。对于双曲线、抛物线,可得类似的结论.
3、对称问题:
曲线上存在两点关于已知直线对称的条件:①曲线上两点所在的直线与已知直线垂直(得出斜率)②曲线上两点所在的直线与曲线有两个公共点(⊿>0)③曲线上两点的中点在对称直线上。
4、重难点问题探析:综合运用方程、函数、不等式、轨迹等方面的知识解决相关问题。
1.体会“设而不求”在解题中的简化运算功能。
求弦长时用韦达定理设而不求。
弦中点问题用“点差法”设而不求。
2.体会数学思想方法(以方程思想、转化思想、数形结合思想为主)在解题中运用。
例1 直线与双曲线的右支交于不同的两点、.
i)求实数的取值范围;(ii)是否存在实数,使得以线段为直径的圆恰好过双曲线的右焦点?若存在,求出的值;若不存在,说明理由。
解:(i)由方程组消去得。
设由题意,直线与双曲线的右支交于不同两点,
ii)假设存在实数,使得以线段为直径的圆恰好过,则,,,即,整理得。将及,代入并化简可得。解得或(舍去). 故存在满足题意。
例2 设经过点且倾斜角为的直线与椭圆交于不同的两点、,为坐标原点。(i)若,求的值;(ii)当的面积最大时,求的值。
解:(i)直线的方程为,由得。
由题意,, 设则有①,②由可得,③.
由①②③联解可得,且满足。故的值为。
ii)结合图形可知的面积。
易知当时,取得最大值,此时的值为。 (注:求的表达式时,题解中用的是图形的割补思想,若用点到直线的距离及弦长来处理,可得到同样的结果。)
二、点差法。
将圆锥曲线上的两点、的坐标代入圆锥曲线的方程,然后将两式作差并进行变形,可得到弦的斜率与弦中点的坐标之间的关系式。此关系式可用于解决如下问题:(1)以定点为中点的弦的方程;(2)平行弦中点的轨迹;(3)过定点的弦的中点的轨迹;(4)对称问题。
例3 已知椭圆。(i)求斜率为2的平行弦中点的轨迹方程;(ii)过的直线与椭圆相交,求被截得的弦的中点轨迹方程;(iii)求过点且被点平分的弦所在直线的方程。
解:设弦的两端点为,中点为,则有。
由,两式作差得:,.即。①
i)设弦中点为,由①式,, 故所求的轨迹方程为(在已知椭圆的内部).
ii)不妨设交椭圆于、,弦中点为。由①式,,又∵,.整理得此即所求的轨迹方程。
iii)由①式,弦所在的直线的斜率,故其方程为,即。
例4 如果抛物线上总有关于直线对称的相异两点,试求的范围。
解: 设两相异对称点为,线段的中点为。由,作差得, ,即。由直线与直线垂直,得,∴.又在上 , 故点的坐标为。
应在抛物线的内部,以原点为参考点,结合图形可知:当时,条件为,代入解得;当时,条件为,代入解得。 综上所述:的范围为。
注:此题也可用解方程组的思想解决)
总结评述:(1)“解方程组”与“点差法”都体现了“设而不求,整体代换”的解题思想与重要技巧。(2)“解方程组”是处理直线与圆锥曲线的位置关系的基本方法,它也可用来解决“中点与对称”问题,但运算较繁,“点差法”则显得简捷、灵活。
(3)在控制直线与圆锥曲线相交时,“点差法”用的条件是“中点在曲线内部”,“解方程组”用的条件“”.
例4另解: 设两相异对称点为,线段的中点为。又设直线的方程为,由方程组得。由题意,①,且。点的横坐标。
又在上 , 再代入直线得。
②. 将②代入①式得,解得。
故的范围为。
三)、基础巩固导练。
1、 已知点f(,直线,点b是l上的动点。若过b垂直于y轴的直线与线段bf的垂直平分线交于点m,则点m的轨迹是。
a.双曲线 b.椭圆 c.圆 d.抛物线。
解析]d. [mb=mf]
2、 是椭圆的左、右焦点,点在椭圆上运动,则的最大值是 .
解析]≤3、 若双曲线与圆有公共点,则实数的取值范围为。
解析] [4、(09福建卷理)过抛物线的焦点f作倾斜角为的直线交抛物线于a、b两点,若线段ab的长为8,则。
解析:由题意可知过焦点的直线方程为,联立有,又。
5、(09宁夏海南卷文)已知抛物线c的顶点坐标为原点,焦点在x轴上,直线y=x与抛物线c交于a,b两点,若为的中点,则抛物线c的方程为。
解析】设抛物线为y2=kx,与y=x联立方程组,消去y,得:x2-kx=0,=k=2×2,故。
6、(09宁夏海南卷理)设已知抛物线c的顶点在坐标原点,焦点为f(1,0),直线l与抛物线c相交于a,b两点。若ab的中点为(2,2),则直线的方程为。
解析:抛物线的方程为,答案:y=x
7、已知直线y=-x+1与椭圆相交于a、b两点,且线段ab的中点在直线l:x-2y=0上,求此椭圆的离心率。
解析]设,ab的中点为,代入椭圆方程得,两式相减,得。 ab的中点为在直线上,,,而。
四)、小结:1.判断直线与圆锥曲线的位置关系时,注意数形结合;用判别式的方法时,若所得方程二次项的系数有参数,则需考虑二次项系数为零的情况.
2.涉及中点弦的问题有两种常用方法:一是“设而不求”的方法,利用端点在曲线上,坐标满足方程,作差构造出中点坐标和斜率的关系,它能简化计算;二是利用韦达定理及中点坐标公式.对于存在性问题,还需用判别式进一步检验.
3.对称问题,要注意两点:垂直和中点.
圆锥曲线与直线
课时作业 六十八 1 已知抛物线y2 2px p 0 的焦点f与双曲线 1的一个焦点重合,直线y x 4与抛物线交于a,b两点,则 ab 等于 a 28b 32 c 20 d 40 2 已知ab为半圆的直径,p为半圆上一点,以a b为焦点且过点p作椭圆,当点p在半圆上移动时,椭圆的离心率有 a 最大...
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直线与圆锥曲线
2.5 直线与圆锥曲线。学习目标 1.清楚直线与圆锥曲线的三种位置关系 2.会用坐标法求解直线与圆锥曲线的有关问题。3.大胆质疑,积极讨论,高效学习,勇于展示自己的观点与解法,以极度的热情投入到合作与学习中,体验学习的快乐。学法指导 1.预习教材p67 p70,找出疑惑之处。2.根据学案的提示,课前...