解析几何圆锥曲线

发布 2022-10-10 22:58:28 阅读 3312

圆锥曲线是高考命题的热点,也是难点。纵观近几年的高考试题,对圆锥曲线的定义、几何性质等的考查多以选择填空题的形式出现,而圆锥曲线的标准方程以及圆锥曲线与平面向量、三角形、直线等结合时,多以综合解答题的形式考查,属于中高档题。

考试要求 ⑴了解圆锥曲线的实际背景;⑵掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质;⑶了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道其简单几何性质;⑷了解抛物线的定义、几何图形、标准方程,知道其简单几何性质;⑸了解圆锥曲线的简单应用;⑹掌握数形结合、等价转化的思想方法。

题型一圆锥曲线的定义及应用。

例⑴已知点为椭圆的左焦点,是此椭圆上的动点,是一定点,则的最大值和最小值分别为。

⑵已知双曲线的虚轴长为,离心率为,、分别是它的左、右焦点,若过的直线与双曲线的左支交于、两点,且是与的等差中项,则。

易错点:在本例的两个小题中,⑴正确应用相应曲线的定义至关重要,否则求解思路受阻;⑵忽视双曲线定义中的两焦半径的大小关系容易出现解题错误;⑶由、、三点共线求出的最值也是值得注意的问题。

变式与引申。

1.已知为抛物线上任一动点,记点到轴的距离为,对于给定的点,的最小值为( )

abcd.

2.设、分别是椭圆:的左、右焦点,过的直线与相交于、两点,且是与的等差中项,则。

题型二圆锥曲线的标准方程。

例2 已知抛物线:经过椭圆:的两个焦点。

⑴求椭圆的离心率;

⑵设,又,为与不在轴上的两个交点,若的重心在抛物线上,求和的方程。

易错点:忘记用第⑴小问的答案;记错重心坐标公式;联立、的方程后,计算错、坐标。

变式与引申。

3.求经过两点和的椭圆的标准方程。

4.已知椭圆与直线相交于、两点,是的中点,若,的斜率为,求椭圆的方程。

题型三圆锥曲线的几何性质。

例如图,已知为椭圆的左焦点,过点作斜率为(为半焦距)的直线交椭圆于点、两点。

⑴若直线的倾斜角为,求证: (为椭圆的离心率);

⑵若,且,求椭圆的离心率的取值范围。

易错点:问题⑴中忽视斜率的正负,会导致的符号出错;问题⑵中不适时联想平几性质,解题思路将受阻。

变式与引申。

5.给定抛物线:,过点斜率为的直线与交于,两点。

(ⅰ)设线段的中点在直线上,求的值;

(ⅱ)设, ,求的取值范围。

题型四以圆锥曲线为载体的探索性问题。

例已知椭圆:的离心率为,过右焦点的直线与相交于、两点。当的斜率为时,坐标原点到的距离为。

⑴求、的值;

⑵上是否存在点,使得当绕转到某一位置时,有成立?若存在,求出所有的点的坐标与的方程。若不存在,说明理由。

在、之间),为坐标原点。

⑴若, ,求的面积;

⑵对于任意的动直线,是否存在常数,总有?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由。

本节主要考查:

⑴知识点有圆锥曲线的定义、标准方程、简单几何性质(焦点、离心率、焦点三角形,焦半径等)以及这些知识的综合应用;

⑵以平面向量、三角形、导数为背景的圆锥曲线的方程问题、参数范围问题、最值问题、定值问题等相关的综合问题;

⑶圆锥曲线定义法、待定系数法、相关点法、点差法、设而不求的整体思想以及坐标法和“几何问题代数化” 等解析几何的基本方法;

⑷数形结合思想、方程思想、等价转化思想的应用以及逻辑推理能力、运算求解能力等基本数学能力。

点评:⑴圆锥曲线是解析几何的重点,也是高中数学的重点内容,同时又是高考的热点和压轴点之一,主要考查圆锥曲线的定义(如例)与性质(如例)、求圆锥曲线方程(如例)、直线与圆锥曲线的位置关系、以圆锥曲线为载体的探索性问题(如例)等。

⑵圆锥曲线的定义,揭示了圆锥曲线存在的条件性质、几何特征与焦点、离心率相关的问题,恰当利用圆锥曲线定义和数形结合思想解题,可避免繁琐的推理与运算。

⑶求圆锥曲线的标准方程:①定型——确定是椭圆、抛物线、或双曲线;②定位——判断焦点的位置;③定量——建立基本量、、的关系式,并求其值;④定式——据、、的值写出圆锥曲线方程。

⑷圆锥曲线的性质如范围、对称性、顶点、焦点、离心率、焦半径、焦点三角形、通径等都是高考的重点热点。此类问题,它源于课本,又有拓宽引申、高于课本,是高考试题的题源之一,应引起重视,注意掌握好这一类问题的求解方法与策略。如对于求离心率的大小或范围问题,只需列出关于基本量、、的一个方程(求大小)或找到关于基本量、、间的不等关系(求范围)即可。

⑸求参数取值范围是圆锥曲线中的一种常见问题,主要有两种求解方法:一是根据题给条件建立含参数的等式后,再分离参数求其值域;另一是正确列出含参数的不等式,进而求之。其列不等式的思路有:

①运用判别式或;②点在圆锥曲线内部(一侧)或外部(另一侧);③利用圆锥曲线的几何意义(如椭圆中等);④根据三角形两边之和大于第三边(注意三点共线的情况).

⑹解有关圆锥曲线与向量结合的问题时,通性通法是向量坐标化,将一几何问题变成纯代数问题。

⑺探索性问题是将数学知识有机结合并赋予新的情境创设而成的,它要求学生具有观察分析问题的能力、具有创造性地运用所学知识和方法解决问题的能力以及探索精神。解题思路往往是先假设满足题意,即从承认结论、变结论为条件出发,然后通过归纳,逐步探索待求结论。

习题6-2已知椭圆中心在原点,左、右焦点、在轴上,、是椭圆的长、短轴端点,是椭圆上一点,且轴, ,则此椭圆的离心率是( )

abcd.

2.过抛物线的焦点f作直线,交抛物线于a、b两点,交其准线于c点,若,则直线的斜率为。

已知定点, ,定直线:,不在轴上的动点与点的距离是它到直线的距离的倍。设点的轨迹为,过点的直线交于、两点,直线、分别交于点、.

⑴求的方程;

⑵试判断以线段为直径的圆是否过点,并说明理由。

如图,已知直线:与抛物线:交于、两点,为坐标原点,.

⑴求直线和抛物线的方程;

⑵若抛物线上一动点从到运动时,求面积的最大值。

第二节【答案】

变式与引申。

1. c提示:如图6-2-1,点到轴的距离比到准线的距离(即)少,∴

而点在抛物线外,∴的最小值为。

2.提示:由椭圆定义知,又,∴,

3. 解法一:①当焦点在轴上时,设椭圆的标准方程为,依题意有,解得。

②当焦点在轴上时,同理解得, ,舍去。椭圆的方程为。解法二:

设所求椭圆方程为。依题意有,解得。

故所求椭圆的方程为。

4. 解法一:设, ,代入椭圆方程得, ,相减得。

∵, 由,得。∴,又,.将代入,解得,∴.故椭圆方程为。

解法二:由,得。设, ,则,∴,

设,则, ,代入①,得,.

故椭圆方程为。

5. 解:(ⅰ过点斜率为的直线为, 将代入方程,得。 ①设, ,则有,.

线段的中点在直线上,∴,即,得(此时①式的判别式大于零).

ⅱ)由,得,即。 由②,得。

由①、③得,易知,∴,又,∴,即,得,解得或,故的取值范围是。

6. 解:⑴由题意,直线的方程为。设点, ,由,得。

则, ,设点,则。由、、三点共线得。由得点到轴距。

离与到直线:距离相等,即,∴,把,代入,得,即,∴,解得。故存在常数,总有。

习题6-2 b. 提示:设椭圆的方程为,则, ,由。

轴, ,得,∴,即,解得,故椭圆的离心率。选b.

2.提示:过点b向准线作垂线,垂足为m,可知,所以直线的斜率为。

解:⑴设,则,化简得。

⑵①当直线与轴不垂直时,设的方程为,与双曲线联立消去。

得。由题意知且。设, ,则,.,的方程为,∴点的坐标为, ,同理可得,因此。

②当直线与轴垂直时,其方程为,则, ,的方程为,∴点的。

坐标为, ,同理可得,因此。

综上,即,故以线段为直径的圆经过点。

解:⑴由,得。设, ,则,∵,解得,故直线的方程为,抛物线的方程。

解法一:由,得,∴

设,∵为定值,∴当点到直线的距离最大时,

的面积最大。而,又,∴当时,∴当点坐标为时,面积的最大值为。

解法二:设,依题意,抛物线在点处的切线与平行时,的面积最大。∵,此时点到直线的距离。

由,得,∴,故面积的最大值为。

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