高考數學專題解解析幾何題的方法

2021-07-11 11:57:10 字數 3714 閱讀 2450

解解析幾何題的方法大全

高考解析幾何試題一般共有4題,共計30分左右, 考查的知識點約為20個左右. 其命題一般緊扣課本, 突出重點, 全面考查. 選擇題和填空題考查直線, 圓, 圓錐曲線, 引數方程和極座標系中的基礎知識.

解答題重點考查圓錐曲線中的重要知識點, 通過知識的重組與鏈結, 使知識形成網路, 著重考查直線與圓錐曲線的位置關係, 求解有時還要用到平幾的基本知識, 這點值得考生在復課時強化.

例1 已知點t是半圓o的直徑ab上一點,ab=2、ot=t (0(1)寫出直線的方程;

(2)計算出點p、q的座標;

(3)證明:由點p發出的光線,經ab反射後,反射光線通過點q

講解: 通過讀圖, 看出點的座標.

(1 ) 顯然, 於是直線

的方程為;

(2)由方程組

解出 、;

(3),

.由直線pt的斜率和直線qt的斜率互為相反數知,由點p發出的光線經點t反射,反射光線通過點q.

需要注意的是, q點的座標本質上是三角中的萬能公式, 有趣嗎?

例2 已知直線l與橢圓有且僅有乙個交點q,且與x軸、y軸分別交於r、s,求以線段sr為對角線的矩形orps的乙個頂點p的軌跡方程.

講解:從直線所處的位置, 設出直線的方程,

由已知,直線l不過橢圓的四個頂點,所以設直線l的方程為

代入橢圓方程得

化簡後,得關於的一元二次方程

於是其判別式

由已知,得△=0.即 ①

在直線方程中,分別令y=0,x=0,求得

令頂點p的座標為(x,y), 由已知,得

代入①式並整理,得, 即為所求頂點p的軌跡方程.

方程形似橢圓的標準方程, 你能畫出它的圖形嗎?

例3已知雙曲線的離心率,過的直線到原點的距離是

(1)求雙曲線的方程;

(2)已知直線交雙曲線於不同的點c,d且c,d都在以b為圓心的圓上,求k的值.

講解:∵(1)原點到直線ab:的距離.

故所求雙曲線方程為

(2)把中消去y,整理得.

設的中點是,則

即故所求k=±.

為了求出的值, 需要通過消元, 想法設法建構的方程.

例4 已知橢圓c的中心在原點,焦點f1、f2在x軸上,點p為橢圓上的乙個動點,且∠f1pf2的最大值為90°,直線l過左焦點f1與橢圓交於a、b兩點,△abf2的面積最大值為12.

(1)求橢圓c的離心率;

(2)求橢圓c的方程.

講解:(1)設, 對由餘弦定理, 得

,解出(2)考慮直線的斜率的存在性,可分兩種情況:

i) 當k存在時,設l的方程為………………①

橢圓方程為

由得 .

於是橢圓方程可轉化為 ………………②

將①代入②,消去得 ,

整理為的一元二次方程,得 .

則x1、x2是上述方程的兩根.且,,

ab邊上的高

ii) 當k不存在時,把直線代入橢圓方程得

由①②知s的最大值為由題意得=12 所以

故當△abf2面積最大時橢圓的方程為:

下面給出本題的另一解法,請讀者比較二者的優劣:

設過左焦點的直線方程為:…………①

(這樣設直線方程的好處是什麼?還請讀者進一步反思反思.)

橢圓的方程為:

由得:於是橢圓方程可化為:……②

把①代入②並整理得:

於是是上述方程的兩根.

,ab邊上的高,

從而當且僅當m=0取等號,即

由題意知, 於是 .

故當△abf2面積最大時橢圓的方程為:

例5 已知直線與橢圓相交於a、b兩點,且線段ab的中點在直線上.

(1)求此橢圓的離心率;

(2 )若橢圓的右焦點關於直線的對稱點的在圓上,求此橢圓的方程.

講解:(1)設a、b兩點的座標分別為得

,根據韋達定理,得

∴線段ab的中點座標為().

由已知得

故橢圓的離心率為.

(2)由(1)知從而橢圓的右焦點座標為設關於直線的對稱點為

解得由已知得

故所求的橢圓方程為.

例6 已知⊙m:軸上的動點,qa,qb分別切⊙m於a,b兩點,

(1)如果,求直線mq的方程;

(2)求動弦ab的中點p的軌跡方程.

講解:(1)由,可得由射影定理,得在rt△moq中,

, 故,

所以直線ab方程是

(2)連線mb,mq,設由

點m,p,q在一直線上,得

由射影定理得

即把(*)及(**)消去a,並注意到,可得

適時應用平面幾何知識,這是快速解答本題的要害所在,還請讀者反思其中的奧妙.

例7 如圖,在rt△abc中,∠cba=90°,ab=2,ac=。do⊥ab於o點,oa=ob,do=2,曲線e過c點,動點p在e上運動,且保持| pa |+| pb |的值不變.

(1)建立適當的座標系,求曲線e的方程;

(2)過d點的直線l與曲線e相交於不同的兩點m、n且m在d、n之間,設,

試確定實數的取值範圍.

講解: (1)建立平面直角座標系, 如圖所示

∵| pa |+| pb |=| ca |+| cby

=∴動點p的軌跡是橢圓

∴曲線e的方程是 .

(2)設直線l的方程為, 代入曲線e的方程,得

設m1(, 則

i) l與y軸重合時

ii) l與y軸不重合時,

由①得又∵,∵ 或

∴0<<1

∵而 ∴

∴, ,

∴的取值範圍是.

值得讀者注意的是,直線l與y軸重合的情況易於遺漏,應當引起警惕.

例8 直線過拋物線的焦點,且與拋物線相交於a兩點.

(1)求證:;

(2)求證:對於拋物線的任意給定的一條弦cd,直線l不是cd的垂直平分線.

講解: (1)易求得拋物線的焦點.

若l⊥x軸,則l的方程為.

若l不垂直於x軸,可設,代入拋物線方程整理得

綜上可知 .

(2)設,則cd的垂直平分線的方程為

假設過f,則整理得

,. 這時的方程為y=0,從而與拋物線只相交於原點. 而l與拋物線有兩個不同的交點,因此與l不重合,l不是cd的垂直平分線.

此題是課本題的深化,你能夠找到它的原形嗎?知識在記憶中積累,能力在聯想中提公升. 課本是高考試題的生長點,復課切忌忘掉課本!

例9 某工程要將直線公路l一側的土石,通過公路上的兩個道口a和b,沿著道路ap、bp運往公路另一側的p處,pa=100m,pb=150m,∠apb=60°,試說明怎樣運土石最省工?

講解: 以直線l為x軸,線段ab的中點為原點對立直角座標系,則在l一側必存在經a到p和經b到p路程相等的點,設這樣的點為m,則

|ma|+|ap|=|mb|+|bp|,

即 |ma|-|mb|=|bp|-|ap|=50,

,∴m在雙曲線的右支上.

故曲線右側的土石層經道口b沿bp運往p處,曲線左側的土石層經道口a沿ap運往p處,按這種方法運土石最省工.

相關解析幾何的實際應用性試題在高考中似乎還未涉及,其實在課本中還可找到典型的範例,你知道嗎?

解析幾何解答題在歷年的高考中常考常新, 體現在重視能力立意, 強調思維空間, 是用活題考死知識的典範. 考題求解時考查了等價轉化, 數形結合, 分類討論, 函式與方程等數學思想, 以及定義法, 配方法, 待定係數法, 引數法, 判別式法等數學通法.

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