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文檔簡介
1、 關(guān)聯(lián)性教育首倡者學(xué)思堂解析幾何復(fù)習(xí)講義姓名: 時(shí)間: 課時(shí)效果: 一、直線與圓【考題回放】1已知兩條直線y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,則a等于( D )A2B1C0D2如果實(shí)數(shù)x、y滿足條件 那么2x-y的最大值為( B ) A B C D3圓x2+y2-4x-4y-10=0上的點(diǎn)到直線x+y-14=0的最大距離與最小距離的差是(C)A36 B 18 C D 4若直線ykx2與圓(x2)2(y3)21有兩個(gè)不同的交點(diǎn),則k 的取值范圍 . kÎ(0,)5若半徑為1的圓分別與軸的正半軸和射線相切,則這個(gè)圓的方程為【熱點(diǎn)透析】直線與圓在高考中主要考查三類問題:一、基本概念
2、題和求在不同條件下的直線方程,基本概念重點(diǎn)考查:(1)與直線方程特征值(主要指斜率、截距)有關(guān)的問題;(2)直線的平行和垂直的條件;(3)與距離有關(guān)的問題等。此類題大都屬于中、低檔題,以選擇題和填空題形式出現(xiàn);二、直線與圓的位置關(guān)系綜合性試題,此類題難度較大,一般以解答題形式出現(xiàn);三、線性規(guī)劃問題,在高考中涉及,但難度不會(huì)大突破重難點(diǎn)【例1】過點(diǎn)M(2,4)作兩條互相垂直的直線,分別交x、y的正半軸于A、B,若四邊形OAMB的面積被直線AB平分,求直線AB方程。解:設(shè)AB的方程為(a>0,b>0)、。 a>0 0<b<5 AB方程的一般式為bx+ay-ab=0M到
3、AB的距離的面積而的面積,直線AB平分四邊形的面積, 可得故所求AB方程為和?!军c(diǎn)晴】若命題中的直線與兩坐標(biāo)軸均有交點(diǎn),應(yīng)先考慮選用截距式方程是否有利?!纠?】設(shè)圓滿足:截y軸所得弦長為2;被x軸分成兩段圓弧,其弧長的比為3:1;圓心到直線l:x-2y=0的距離為。求該圓的方程。解:設(shè)圓的圓心為P(a,b),半徑為r,則點(diǎn)P到x軸,y軸距離分別為|b|,|a|由題設(shè)知圓P截x軸所得劣弧對(duì)的圓心角為900,知圓P截x軸所得的弦長為,故r2=2b2又圓P截y軸所得的弦長為2,所以有r2=a2+1從而得2b2-a2=1又點(diǎn)P(a,b)到直線x-2y=0的距離為,所以即有a-2b=±1,由此
4、有解方程組得于是r2=2b2知所求圓的方程是(x-1)2+(y-1)2=2或(x+1)2+(y+1)2=2【例3】已知?jiǎng)訄A過定點(diǎn)P(1,0),且與定直線l:x=1相切,點(diǎn)C在l上.()求動(dòng)圓圓心的軌跡M的方程;()設(shè)過點(diǎn)P,且斜率為的直線與曲線M相交于A、B兩點(diǎn).(i)問:ABC能否為正三角形?若能,求點(diǎn)C的坐標(biāo);若不能,說明理由;(ii)當(dāng)ABC為鈍角三角形時(shí),求這種點(diǎn)C的縱坐標(biāo)的取值范圍.()法1 依題意,曲線M是以點(diǎn)P為焦點(diǎn),直線l為準(zhǔn)線的拋物線,所以曲線M的方程為y2=4x.法2 設(shè)M(x,y),依題意有|MP|=|MN|,所以|x+1|=.化簡得:y2=4x.()(i)由題意得,直線
5、AB的方程為y=(x1).由消y得3x210x+3=0,解得x1=,x2=3.所以A點(diǎn)坐標(biāo)為(),B點(diǎn)坐標(biāo)為(3,2),|AB|=x1+x2+2=.假設(shè)存在點(diǎn)C(1,y),使ABC為正三角形,則|BC|=|AB|且|AC|=|AB|,即由得42+(y+2)2=()2+(y)2,解得y=. 但y=不符合,所以由,組成的方程組無解.因此,直線l上不存在點(diǎn)C,使得ABC是正三角形.(ii)法1:設(shè)C(1,y)使ABC成鈍角三角形,由得y=2,即當(dāng)點(diǎn)C(1,2)時(shí),A、B、C三點(diǎn)共線,故y2.又|AC|2=(1)2+(y)2=+y2,|BC|2=(3+1)2+(y+2)2=28+4y+y2,|AB|2
6、=()2=.當(dāng)CAB為鈍角時(shí),cosA=<0.即|BC|2 >|AC|2+|AB|2,即,即y>時(shí),CAB為鈍角.當(dāng)|AC|2>|BC|2+|AB|2,即,即y<時(shí),CBA為鈍角.又|AB|2>|AC|2+|BC|2,即,即.該不等式無解,所以ACB不可能為鈍角.因此,當(dāng)ABC為鈍角三角形時(shí),點(diǎn)C的縱坐標(biāo)y的取值范圍是.法2:以AB為直徑的圓的方程為(x)2+(y+)2=()2.圓心()到直線l:x=1的距離為,所以,以AB為直徑的圓與直線l相切于點(diǎn)G(1,).當(dāng)直線l上的C點(diǎn)與G重合時(shí),ACB為直角,當(dāng)C與G點(diǎn)不重合,且A、B、C三點(diǎn)不共線時(shí),ACB為銳角
7、,即ABC中,ACB不可能是鈍角.因此,要使ABC為鈍角三角形,只可能是CAB或CBA為鈍角.過點(diǎn)A且與AB垂直的直線方程為.令x=1得y=.過點(diǎn)B且與AB垂直的直線方程為y+2( x3).令x=1得y=.又由解得y=2,所以,當(dāng)點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2)時(shí),A、B、C三點(diǎn)共線,不構(gòu)成三角形.因此,當(dāng)ABC為鈍角三角形時(shí),點(diǎn)C的縱坐標(biāo)y的取值范圍是y<或y>(y2).【點(diǎn)晴】該題全面綜合了解析幾何、平面幾何、代數(shù)的相關(guān)知識(shí),充分體現(xiàn)了“注重學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系”.題目的設(shè)計(jì)新穎脫俗,能較好地考查考生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力.比較深刻地考查了解析法的原理和應(yīng)用,以及分類討論的思想、方
8、程的思想.該題對(duì)思維的目的性、邏輯性、周密性、靈活性都進(jìn)行了不同程度的考查.對(duì)運(yùn)算、化簡能力要求也較高,有較好的區(qū)分度.自我提升1將直線l沿x軸正方向平移兩個(gè)單位,再沿y軸負(fù)方向平移3個(gè)單位,又回到了原來的位置,則l的斜率為( B ) A B C D2若,且分別是直線l1:ax+(b-a)y-a=0,l2:ax+4by+b=0的方向向量,則a,b的值分別可以是(A)A2,1B1,2C-1,2D-2,13過點(diǎn)P(1,2)作一直線,使此直線與點(diǎn)M(2,3)和點(diǎn)N(4,5)的距離相等,則此直線方程為_4x+y-6=0或3x+2y-7=04已知直線axbyc0與圓O:x2y21相交于A、B兩點(diǎn),且|A
9、B|,則 . 5關(guān)于曲線C:x2+y4=1的下列說法:(1)關(guān)于點(diǎn)(0,0)對(duì)稱;(2)關(guān)于直線x軸對(duì)稱;(3)關(guān)于直線y=x對(duì)稱;(4)是封閉圖形,面積小于p;(5)是封閉圖形,面積大于p;(6)不是封閉圖形,無面積可言.其中正確的序號(hào)是_(1)(2)(4) 6.曲線x2+y2+x-6y+3=0上兩點(diǎn)P、Q滿足:關(guān)于直線kx-y+4=0對(duì)稱;OPOQ.求直線PQ的方程.解:由圓上兩點(diǎn)P、Q關(guān)于直線kx-y+4=0對(duì)稱知直線kx-y+4=0經(jīng)過圓心即有設(shè)直線PQ方程為.化簡得yCxPBA 7. 已知ABC的三邊長分別為3、4、5,點(diǎn)P是它的內(nèi)切圓上一點(diǎn),求分別以PA、PB、PC為直徑的三個(gè)圓面
10、積之和的最大值和最小值。解:ABC為直角三角形,如圖建立直角坐標(biāo)系,則A(0,0)、B(4,0)、C(0,3),設(shè)內(nèi)切圓半徑為r,則r=1/2(|OC|+|OB|-|BC|)=1,故內(nèi)切圓方程為(x-1)2+(y-1)2=1,可設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)(1+cos,1+sin)則以PA、PB、PC為直徑的三個(gè)圓面積之和S=(10-cos)當(dāng)cos=-1時(shí),Smax=5.5, 當(dāng)cos=1時(shí), Smin=4.5.二、圓錐曲線的定義、性質(zhì)和方程【考題回放】1已知ABC的頂點(diǎn)B、C在橢圓y21上,頂點(diǎn)A是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),且橢圓的另外一個(gè)焦點(diǎn)在BC邊上,則ABC的周長是(C )(A)2 (B)6 (C)4 (D)1
11、22如圖,F(xiàn)為雙曲線C:的右焦點(diǎn)。P為雙曲線C右支上一點(diǎn),且位于x軸上方,M為左準(zhǔn)線上一點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn)。已知四邊形OFPM為平行四邊形,|PF|=l|OF|。()寫出雙曲線C的離心率e與l的關(guān)系式;OFxyPMH()當(dāng)l=1時(shí),經(jīng)過焦點(diǎn)F且平行于OP的直線交雙曲線于A、B點(diǎn),若|AB|=12,求此時(shí)的雙曲線方程。【解】四邊形是,作雙曲線的右準(zhǔn)線交PM于H,則,又,。()當(dāng)時(shí),雙曲線為四邊形是菱形,所以直線OP的斜率為,則直線AB的方程為,代入到雙曲線方程得:,又,由得:,解得,則,所以為所求?!緹狳c(diǎn)透析】主要題型:(1)定義及簡單幾何性質(zhì)的靈活運(yùn)用;(2)求曲線方程(含指定圓錐曲線方程及軌跡方
12、程)。題型一般為二小一大,小題基礎(chǔ)靈活,解答題一般在中等難度以上,一般具有較高的區(qū)分度。突破重難點(diǎn)【例1】過橢圓左焦點(diǎn)F,傾斜角為60°的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn),若|FA|=2|FB|,則橢圓的離心率為( B )(A) (B) (C) (D)解:設(shè)點(diǎn)A、B到橢圓左準(zhǔn)線的距離分別為d1,d2,F(xiàn)A=r1,F(xiàn)B=r2,則=e,即d1=,同理d2=,兩式相減得.因?yàn)橹本€AB的傾斜角為60°, 2|d1-d2|=|AB|=3r2,e=【點(diǎn)晴】本題的關(guān)鍵在于利用橢圓的第二定義將60°傾斜角、|FA|=2|FB|這兩個(gè)條件與橢圓的離心率建立聯(lián)系?!揪毩?xí)】若F1、F2為雙曲線的
13、左、右焦點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P在雙曲線的左支上,點(diǎn)M在雙曲線的右準(zhǔn)線上,且滿足:,則該雙曲線的離心率為( )ABCD3解:由知四邊形F1OMP是平行四邊形,又知OP平分F1OM,即F1OMP是菱形,設(shè)|OF1|=c,則|PF1|=c. 又|PF2|-|PF1|=2a, |PF2|=2a+c,由雙曲線的第二定義知,且e>1,e=2,故選C.【例2】定長為3的線段AB的兩個(gè)端點(diǎn)在y=x2上移動(dòng),AB中點(diǎn)為M,求點(diǎn)M到x軸的最短距離。分析:(1)可直接利用拋物線設(shè)點(diǎn),如設(shè)A(x1,x12),B(x2,x22),又設(shè)AB中點(diǎn)為M(x0,y0)用弦長公式及中點(diǎn)公式得出y0關(guān)于x0的函數(shù)表達(dá)式,用函
14、數(shù)思想求出最短距離。(2)M到x軸的距離是一種“點(diǎn)線距離”,可先考慮M到準(zhǔn)線的距離,想到用定義。解法一:設(shè)A(x1,x12),B(x2,x22),AB中點(diǎn)M(x0,y0)則由得(x1-x2)21+(x1+x2)2=9, 即(x1+x2)2-4x1x2·1+(x1+x2)2=9 由、得2x1x2=(2x0)2-2y0=4x02-2y0 代入得(2x0)2-(8x02-4y0)·1+(2x0)2=9, 當(dāng)4x02+1=3 即 時(shí),此時(shí)法2:如圖, 即, 當(dāng)AB經(jīng)過焦點(diǎn)F時(shí)取得最小值。M到x軸的最短距離為【點(diǎn)晴】解法一是列出方程組,利用整體消元思想消x1,x2,從而形成y0關(guān)于x
15、0的函數(shù),這是一種“設(shè)而不求”的方法。而解法二充分利用了拋物線的定義,巧妙地將中點(diǎn)M到x軸的距離轉(zhuǎn)化為它到準(zhǔn)線的距離,再利用梯形的中位線,轉(zhuǎn)化為A、B到準(zhǔn)線的距離和,結(jié)合定義與三角形中兩邊之和大于第三邊(當(dāng)三角形“壓扁”時(shí),兩邊之和等于第三邊)的屬性,簡捷地求解出結(jié)果的,但此解法中有缺點(diǎn),即沒有驗(yàn)證AB是否能經(jīng)過焦點(diǎn)F,而且點(diǎn)M的坐標(biāo)也不能直接得出。請(qǐng)思考:當(dāng)|AB|在什么范圍內(nèi)取值時(shí)不能用解法二?【練習(xí)】(北京卷)橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)F1、F2,點(diǎn)P在橢圓C上,且PF1PF2,| PF1|=,| PF2|=.(I)求橢圓C的方程;(II)若直線l過圓x2+y2+4x-2y=0的圓心M交橢圓于A、B
16、兩點(diǎn),且A、B關(guān)于點(diǎn)M對(duì)稱,求直線l的方程。解法一:()因?yàn)辄c(diǎn)P在橢圓C上,所以,a=3.在RtPF1F2中,故橢圓的半焦距c=,從而b2=a2c2=4, 所以橢圓C的方程為1.()設(shè)A,B的坐標(biāo)分別為(x1,y1)、(x2,y2). 由圓的方程為(x+2)2+(y1)2=5,所以圓心M的坐標(biāo)為(2,1). 從而可設(shè)直線l的方程為y=k(x+2)+1, 代入橢圓C的方程得 (4+9k2)x2+(36k2+18k)x+36k2+36k27=0.因?yàn)锳,B關(guān)于點(diǎn)M對(duì)稱. 所以 解得,所以直線l的方程為 即8x-9y+25=0. (經(jīng)檢驗(yàn),符合題意)解法二:()同解法一.()已知圓的方程為(x+2)
17、2+(y1)2=5,所以圓心M的坐標(biāo)為(2,1). 設(shè)A,B的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2).由題意x1x2且 由得 因?yàn)锳、B關(guān)于點(diǎn)M對(duì)稱,所以x1+ x2=4, y1+ y2=2,代入得,即直線l的斜率為,所以直線l的方程為y1(x+2),即8x9y+25=0.(經(jīng)檢驗(yàn),所求直線方程符合題意.)圖1【例3】如圖1,已知A、B、C是長軸為4的橢圓上三點(diǎn),點(diǎn)A是長軸的一個(gè)頂點(diǎn),BC過橢圓中心O,且,。(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求橢圓方程;(2)如果橢圓上兩點(diǎn)P、Q使直線CP、CQ與x軸圍成底邊在x軸上的等腰三角形,是否總存在實(shí)數(shù)l使?請(qǐng)給出證明。解:(1)以O(shè)為原點(diǎn),OA所在的直線為x
18、軸建立如圖直角坐標(biāo)系,則A(2,0),橢圓方程可設(shè)為。而O為橢圓中心,由對(duì)稱性知|OC|=|OB|又,所以ACBC又,所以|OC|AC|,所以AOC為等腰直角三角形,所以點(diǎn)C坐標(biāo)為(1,1)。將(1,1)代入橢圓方程得,則橢圓方程為。(2)由直線CP、CQ與x軸圍成底邊在x軸上的等腰三角形,設(shè)直線CP的斜率為k,則直線CQ的斜率為k,直線CP的方程為y=k(x-1),直線CQ的方程為y=-k(x-1)。由橢圓方程與直線CP的方程聯(lián)立,消去y得 (1+3k2)x2-6k(k-1)x+3k2-6k-1=0因?yàn)镃(1,1)在橢圓上,所以x1是方程的一個(gè)根,于是 同理這樣, 又B(1,1),所以,即k
19、AB=kPQ。所以PQAB,存在實(shí)數(shù)l使?!军c(diǎn)晴】利用斜率互為相反數(shù)關(guān)系,整體替換,可簡化解題過程。 自我提升1. 雙曲線的虛軸長為4,離心率,F(xiàn)1、F2分別是它的左,右焦點(diǎn),若過F1的直線與雙曲線的左支交于A、B兩點(diǎn),且|AB|是|AF2|與|BF2|的等差中項(xiàng),則|AB|為(A).A、 B、 C、 D、82. F1、F2為橢圓兩個(gè)焦點(diǎn),Q為橢圓上任一點(diǎn),以任一焦點(diǎn)作F1QF2的外角平分線的垂線,垂足為P,則P點(diǎn)軌跡為(A).A、圓 B、橢圓 C、雙曲線 D、拋物線3. 已知點(diǎn)F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0), 又P(x,y)是曲線上的點(diǎn), 則 (C)A. |PF1|+|PF2|=10 B.
20、 |PF1|+|PF2|<10 C. |PF1|+|PF2|£10 D. |PF1|+|PF2|³104. F1、F2是橢圓(a>b>0)的兩焦點(diǎn),過F1的弦AB與F2組成等腰直角三角形ABF2,其中BAF2=900,則橢圓的離心率是_5已知橢圓E的離心率為e,左、右焦點(diǎn)為F1、F2,拋物線C以F2為焦點(diǎn),F(xiàn)1為其頂點(diǎn),若P為兩曲線的公共點(diǎn),且e|PF2|=|PF1|,則e_。6已知橢圓過其左焦點(diǎn)且斜率為1的直線與橢圓及準(zhǔn)線從左到右依次變于A、B、C、D,設(shè)f(m)=|AB|-|CD|,(1)求f(m),(2)求f(m)的最值。解:(1)橢圓中,a2=m,
21、b2=m-1,c2=1,左焦點(diǎn)F1(-1,0)則BC:y=x+1,代入橢圓方程即(m-1)x2+my2-m(m-1)=0得(m-1)x2+m(x+1)2-m2+m=0(2m-1)x2+2mx+2m-m2=0設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),則x1+x2=- (2)當(dāng)m=5時(shí), 當(dāng)m=2時(shí),7如圖,A為橢圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),弦AB、AC分別過焦點(diǎn)F1、F2當(dāng)AC垂直于x軸 時(shí),恰好|AF1|:|AF2=3:1(I)求該橢圓的離心率;xyABCOF1F2(II)設(shè),試判斷l(xiāng)1+l2是否為定值?若是,則求出該定值;若不是,請(qǐng)說明理由解:(I)當(dāng)C垂直于x軸時(shí),由,得,在Rt中,解得 =(II)由=,
22、則,焦點(diǎn)坐標(biāo)為,則橢圓方程為,化簡有設(shè),若直線AC的斜率存在,則直線AC方程為代入橢圓方程有由韋達(dá)定理得:, 所以,同理可得故l1+l2= 若直線軸, l1+l26 綜上所述:l1+l2是定值6三、向量與圓錐曲線【考題回放】1設(shè)過點(diǎn)P(x,y)的直線分別與x軸的正半軸和y軸的正半軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)Q與點(diǎn)P關(guān)于y軸對(duì)稱,O為坐標(biāo)原點(diǎn),若且,則點(diǎn)P的軌跡方程是( D )A BC D2已知兩定點(diǎn),滿足條件的點(diǎn)P的軌跡是曲線E,直線y=kx-1與曲線E交于A,B兩點(diǎn)。如果,且曲線E上存在點(diǎn)C,使,求m的值和DABC的面積S?!窘狻坑呻p曲線的定義可知,曲線是以為焦點(diǎn)的雙曲線的左支,且,易知, 故曲線的
23、方程為設(shè),由方程組 消去,得又已知直線與雙曲線左支交于兩點(diǎn),有 解得又 依題意得 整理后得 或 但 故直線的方程為設(shè),由已知,得,又,點(diǎn),將點(diǎn)的坐標(biāo)代入曲線的方程,得 得,但當(dāng)時(shí),所得的點(diǎn)在雙曲線的右支上,不合題意,點(diǎn)的坐標(biāo)為,到的距離為 的面積.【熱點(diǎn)透析】向量具有代數(shù)與幾何形式的雙重身份,故它是聯(lián)系多項(xiàng)知識(shí)的媒介,成為中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的一個(gè)交匯點(diǎn),數(shù)學(xué)高考重視能力立意,在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的交匯點(diǎn)上設(shè)計(jì)試題,因此,解析幾何與平面向量的融合交匯是今后高考命題改革的發(fā)展方向和創(chuàng)新的必然趨勢。 要注意以平面向量作為工具,綜合處理有關(guān)長度、角度、共線、平行、垂直、射影等問題以及圓錐曲線中的軌跡、范圍、最值、定值
24、、對(duì)稱等典型問題。突破重難點(diǎn)【例1】設(shè)雙曲線上兩點(diǎn)A、B,AB中點(diǎn)M(1,2)(1)求直線AB方程;(2)如果線段AB的垂直平分線與雙曲線交于C、D兩點(diǎn),那么A、B、C、D是否共圓,為什么?解析:(1)法一:顯然AB斜率存在。 設(shè)AB:y-2=k(x-1) 由得(2-k2)x2-2k(2-k)x-k2+4k-6=0 當(dāng)>0時(shí),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則 k=1,滿足>0 直線AB:y=x+1 法二:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), 則 兩式相減得(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2) x1x2 AB:y=x+1 代入得>0.(2)設(shè)A、
25、B、C、D共圓于M¢,因AB為弦,故M¢在AB垂直平分線即CD上;又CD為弦,故圓心M¢為CD中點(diǎn)。因此只需證CD中點(diǎn)M滿足|M¢A|=|M¢B|=|M¢C|=|M¢D|由得A(-1,0),B(3,4). 又CD方程:y=-x+3由得x2+6x-11=0. 設(shè)C(x3,y3),D(x4,y4),CD中點(diǎn)M¢( x0,y0) 則 M¢(-3,6) |M¢C|=|M¢D|=|CD|= 又|M¢A|=|M¢B|= |M¢A|=|M¢B|=|M¢
26、;C|=|M¢D| A、B、C、D在以CD中點(diǎn),M¢(-3,6)為圓心,為半徑的圓上【點(diǎn)晴】第(1)小題中法一為韋達(dá)定理法,法二稱為點(diǎn)差法,當(dāng)涉及到弦的中點(diǎn)時(shí),常用這兩種途徑處理。在利用點(diǎn)差法時(shí),必須檢驗(yàn)條件>0是否成立;第(2)小題此類探索性命題通??隙M足條件的結(jié)論存在,然后求出該結(jié)論,并檢驗(yàn)是否滿足所有條件,本題應(yīng)著重分析圓的幾何性質(zhì),以定圓心和定半徑這兩定為中心。充分分析平面圖形的幾何性質(zhì)可以使解題思路更清晰,在復(fù)習(xí)中必須引起足夠重視?!纠?】已知是x,y軸正方向的單位向量,設(shè)=, =,且滿足·=|.求點(diǎn)P(x,y)的軌跡. 解:法一:,化簡得,故點(diǎn)
27、P的軌跡是以(,0)為焦點(diǎn)以為準(zhǔn)線的拋物線法二:則表示在軸上的投影,即點(diǎn)到的距離,設(shè)F1 (-,0),F(xiàn)2(,0),所以點(diǎn)P到定點(diǎn)F2的距離與到定直線的距離相等,故點(diǎn)P的軌跡是以(,0)為焦點(diǎn)以為準(zhǔn)線的拋物線?!军c(diǎn)晴】將向量問題坐標(biāo)化進(jìn)而數(shù)量化(法一)和將向量問題幾何化(法二)是兩種常用轉(zhuǎn)化方法,應(yīng)熟練掌握。【例3】已知點(diǎn)A(,0),B(,0)動(dòng)點(diǎn)P滿足(1)若動(dòng)點(diǎn)P的軌跡記作曲線C1,求曲線C1的方程.(2)已知曲線C1交y軸正半軸于點(diǎn)Q,過點(diǎn)D(0,)作斜率為k的直線交曲線C1于M、N點(diǎn),求證:無論k如何變化,以MN為直徑的圓過點(diǎn)Q.解:(1)設(shè)P(x,y),則有 得 (2)由 得Q (0
28、,) 設(shè)直線C的方程為y=kx-代入x2+2y2=4得 (1+2k2) x2設(shè)M(x1,y1) N(x2,y2) 又= 點(diǎn)Q在以MN為直徑的圓上.【點(diǎn)晴】直接法求軌跡是最常見的方法,要注意運(yùn)用;向量是將幾何問題代數(shù)化的有力工具?!纠?】已知A,B為拋物線x2=2py(p>0)上異于原點(diǎn)的兩點(diǎn),點(diǎn)C坐標(biāo)為(0,2p)(1)求證:A,B,C三點(diǎn)共線; (2)若()且試求點(diǎn)M的軌跡方程。(1)證明:設(shè),由得,又,即A,B,C三點(diǎn)共線。(2)由(1)知直線AB過定點(diǎn)C,又由及()知OMAB,垂足為M,所以點(diǎn)M的軌跡為以O(shè)C為直徑的圓,除去坐標(biāo)原點(diǎn)。即點(diǎn)M的軌跡方程為x2+(y-p)2=p2(x&
29、#185;0,y¹0)。【點(diǎn)晴】兩個(gè)向量的平行(共線)與垂直的充要條件在解析幾何中有重要應(yīng)用。在解題時(shí)尤其要注意幾何位置Û向量表達(dá)式Û坐標(biāo)表示之間的轉(zhuǎn)化。自我提升1、已知是x,y軸正方向的單位向量,設(shè)=, =,且滿足|+|=4.則點(diǎn)P(x,y)的軌跡是.( C )A橢圓B雙曲線C線段D射線2已知A、B為拋物線x2=2py (p>0)上兩點(diǎn),直線AB過焦點(diǎn)F,A、B在準(zhǔn)線上的射影分別為C、D,則y軸上恒存在一點(diǎn)K,使得;存在實(shí)數(shù)l使得 ;若線段AB中點(diǎn)P在在準(zhǔn)線上的射影為T,有。中說法正確的為_3已知圓x2+y2=1,雙曲線(x-1)2-y2=1,直線l同時(shí)滿
30、足下列兩個(gè)條件:與雙曲線交于不同兩點(diǎn);與圓相切,且切點(diǎn)是直線與雙曲線相交所得弦的中點(diǎn)。求直線l方程。分析:選擇適當(dāng)?shù)闹本€方程形式,把條件“l(fā)是圓的切線”“切點(diǎn)M是弦AB中點(diǎn)”翻譯為關(guān)于參數(shù)的方程組。法一:當(dāng)l斜率不存在時(shí),x=-1滿足;當(dāng)l斜率存在時(shí),設(shè)l:y=kx+b與O相切,設(shè)切點(diǎn)為M,則|OM|=1 b2=k2+1 由得(1-k2)x2-2(1+kb)x-b2=0當(dāng)k±1且>0時(shí),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則中點(diǎn)M(x0,y0), y0=kx0+b= M在O上 x02+y02=1 (1+kb)2+(k+b)2=(1-k2)2 由得: 或 或法二:設(shè)M(x0,y
31、0),則切線AB方程x0x+y0y=1當(dāng)y0=0時(shí),x0=±1,顯然只有x=-1滿足;當(dāng)y00時(shí), 代入(x-1)2-y2=1得:(y02-x02)x2+2(x0-y0)2x-1=0 y02+x02=1 化簡方程為 (1-2x02)x2+2(x02+x0-1)x-1=0由中點(diǎn)坐標(biāo)公式及韋達(dá)定理得: 2x03-x02-2x0+1=0 解之得:x0=±1(舍),x0= y0=。四、圓錐曲線中的最值和范圍問題【考題回放】1已知雙曲線(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,若過點(diǎn)F且傾斜角為60°的直線與雙曲線的右支有且只有一個(gè)交點(diǎn),則此雙曲線離心率的取值范圍是(C
32、)A.( 1,2) B. (1,2) C. D.(2,+)2 P是雙曲線的右支上一點(diǎn),M、N分別是圓(x5)2y24和(x5)2y21上的點(diǎn),則|PM|PN|的最大值為( B )A. 6 B.7 C.8 D.93已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,點(diǎn)P在雙曲線的右支上,且|PF1|=4|PF2|,則此雙曲線的離心率e的最大值為:(B)(A) (B) (C) (D)4設(shè)橢圓方程為,過點(diǎn)M(0,1)的直線l交橢圓于點(diǎn)A、B,O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P滿足,點(diǎn)N的坐標(biāo)為,當(dāng)l繞點(diǎn)M旋轉(zhuǎn)時(shí),求(1)動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程;(2)的最小值與最大值.【解】(1)法1:直線l過點(diǎn)M(0,1)設(shè)其斜率為k,則l的方程為
33、y=kx+1.記A(x1,y1),B(x2,y2),由題設(shè)可得點(diǎn)A、B的坐標(biāo) (x1,y1)、 (x2,y2)是方程組 的解. 將代入并化簡得(4+k2)x2+2kx-3=0,所以于是設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y), 則消去參數(shù)k得4x2+y2-y=0 當(dāng)k不存在時(shí),A、B中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0),也滿足方程,所以點(diǎn)P的軌跡方程為4x2+y2-y=0 解法二:設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),因A(x1,y1),B(x2,y2)在橢圓上,所以 得,所以當(dāng)時(shí),有 并且 將代入并整理得 4x2+y2-y=0 當(dāng)x1=x2時(shí),點(diǎn)A、B的坐標(biāo)為(0,2)、(0,2),這時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,0)也滿足,所以點(diǎn)P的軌跡
34、方程為 (2)由點(diǎn)P的軌跡方程知所以 故當(dāng),取得最小值,最小值為當(dāng)時(shí),取得最大值,最大值為【熱點(diǎn)透析】與圓錐曲線有關(guān)的最值和范圍問題的討論常用以下方法解決:(1)結(jié)合定義利用圖形中幾何量之間的大小關(guān)系;(2)不等式(組)求解法:利用題意結(jié)合圖形(如點(diǎn)在曲線內(nèi)等)列出所討論的參數(shù)適合的不等式(組),通過解不等式組得出參數(shù)的變化范圍;(3)函數(shù)值域求解法:把所討論的參數(shù)作為一個(gè)函數(shù)、一個(gè)適當(dāng)?shù)膮?shù)作為自變量來表示這個(gè)函數(shù),通過討論函數(shù)的值域來求參數(shù)的變化范圍。(4)利用代數(shù)基本不等式。代數(shù)基本不等式的應(yīng)用,往往需要?jiǎng)?chuàng)造條件,并進(jìn)行巧妙的構(gòu)思;(5)結(jié)合參數(shù)方程,利用三角函數(shù)的有界性。直線、圓或橢圓
35、的參數(shù)方程,它們的一個(gè)共同特點(diǎn)是均含有三角式。因此,它們的應(yīng)用價(jià)值在于: 通過參數(shù)簡明地表示曲線上點(diǎn)的坐標(biāo); 利用三角函數(shù)的有界性及其變形公式來幫助求解諸如最值、范圍等問題;(6)構(gòu)造一個(gè)二次方程,利用判別式D³0。突破重難點(diǎn)【例1】已知?jiǎng)狱c(diǎn)P與雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)F1、F2的距離之和為定值,且cosÐF1PF2的最小值為()求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程; ()若已知D(0,3),M、N在動(dòng)點(diǎn)P的軌跡上且,求實(shí)數(shù)l的取值范圍講解()由題意c2=5設(shè)|PF1|+|PF2|=2a(),由余弦定理, 得 又·, 當(dāng)且僅當(dāng)|PF1|=|PF2|時(shí),|PF1|·|PF2| 取最
36、大值,此時(shí)cosÐF1PF2取最小值,令,解得a2=9,b2=4,故所求P的軌跡方程為. ()設(shè)N(s,t),M(x,y),則由,可得(x,y-3) =l(s,t-3),故x=ls,y=3+l(t-3). M、N在動(dòng)點(diǎn)P的軌跡上,且,消去s可得,解得,又|t|£2,解得,故實(shí)數(shù)l的取值范圍是【點(diǎn)晴】為了求參數(shù)的取值范圍,只要列出關(guān)于參數(shù)的不等式,而建立不等式的方法有多種方法,諸如:判別式法、均值不等式法、有界性法等等【例2】已知P點(diǎn)在圓x2+(y-2)2=1上移動(dòng),Q點(diǎn)在橢圓上移動(dòng),試求|PQ|的最大值。解:故先讓Q點(diǎn)在橢圓上固定,顯然當(dāng)PQ通過圓心O1時(shí)|PQ|最大,因此
37、要求|PQ|的最大值,只要求|O1Q|的最大值.設(shè)Q(x,y),則|O1Q|2= x2+(y-4)2 因Q在橢圓上,則x2=9(1-y2) 將代入得|O1Q|2= 9(1-y2)+(y-4)2 因?yàn)镼在橢圓上移動(dòng),所以-1£y£1,故當(dāng)時(shí),此時(shí)【點(diǎn)晴】1.與圓有關(guān)的最值問題往往與圓心有關(guān);2.函數(shù)法是我們探求解析幾何最值問題的首選方法,其中所涉及到的函數(shù)最常見的有二次函數(shù)等,值得注意的是函數(shù)自變量取值范圍的考察不能被忽視?!纠?】設(shè)P是橢圓短軸的一個(gè)端點(diǎn),Q為橢圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求|PQ|的最大值。解: 依題意可設(shè)P(0,1), Q(x,y),則 |PQ|=,又因?yàn)镼在橢圓上
38、,所以x2=a2(1y2) , |PQ|2= a2(1y2)+y22y+1=(1a2)y22y+1+a2 =(1a2)(y )2+1+a2 .因?yàn)閨y|1,a>1, 若a, 則|1, 當(dāng)y=時(shí), |PQ|取最大值;若1<a<,則當(dāng)y=1時(shí), |PQ|取最大值2.【例4】已知OFQ的面積為,(1)設(shè),求ÐOFQ正切值的取值范圍;(2)設(shè)以O(shè)為中心,F(xiàn)為焦點(diǎn)的雙曲線經(jīng)過點(diǎn)Q(如圖), 當(dāng) 取得最小值時(shí),求此雙曲線的方程。解析:(1)設(shè)ÐOFQ =q (2)設(shè)所求的雙曲線方程為,又,當(dāng)且僅當(dāng)c=4時(shí),最小,此時(shí)Q的坐標(biāo)是或 ,所求方程為 【點(diǎn)晴】當(dāng)題中的條件和結(jié)論體現(xiàn)出一種明顯的函數(shù)關(guān)系時(shí),可通過建立目標(biāo)函數(shù),求其目標(biāo)函數(shù)的最值,求函數(shù)最值的常用方法有:一元二次函數(shù)法、基本不等式法、判別式法、定義法、函數(shù)單調(diào)性法等。自我提升1設(shè)AB是過橢圓中心的弦,橢圓的左焦點(diǎn)為F1(-c,0),則F1
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