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高考数学圆锥曲线知识点、题型、易误点、技巧总结

高考数学圆锥曲线知识点、题型、易误点、技巧总结
高考数学圆锥曲线知识点、题型、易误点、技巧总结

高考数学圆锥曲线概念方法题型易误点技巧总结

一.圆锥曲线的两个定义:

(1)第一定义中要重视“括号”内的限制条件:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a ,且此常数2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视。若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在。若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。

(2)第二定义中要注意定点和定直线是相应的焦点和准线,且“点点距为分子、点线距为分母”,其商即是离心率e 。圆锥曲线的第二定义,给出了圆锥曲线上的点到焦点距离与此点到相应准线距离间的关系,要善于运用第二定义对它们进行相互转化。 练习:

1.已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是(答:C ); A .421=+PF PF B .621=+PF PF C .10

21=+PF PF D .122

2

2

1=+PF PF

2.方程8=表示的曲线是_____(答:双曲线的左支)

3.已知点)0,22(Q 及抛物线4

x y =上一动点P (x ,y ),则y+|PQ|的最小值是_____(答:2)

二.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):

(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+b y a x (0a b >>)?

{

cos sin x a y b ??==(参数方程,其中?为参数),焦点在y 轴上时2222b

x a y +=1(0a b >>)。方程22

Ax By C +=表示椭圆的充要条件是什么?(ABC

≠0,且A ,B ,C 同号,A ≠B )。

(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:22

22b x a y -=1(0,0a b >>)。方程

22Ax By C +=表示双曲线的充要条件是什么?(ABC ≠0,且A ,B 异号)。

(3)抛物线:开口向右时2

2(0)y px p =>,开口向左时2

2(0)y px p =->,开口向上时

22(0)x py p =>,开口向下时22(0)x py p =->。

练习:

1.已知方程1232

2=-++k y k x 表示椭圆,则k 的取值范围为____(答:11

(3,)

(,2)22

---);

2.若R y x ∈,,且62322=+y x ,则y x +的最大值是____,2

2y x +的最小值是___2)

3.双曲线的离心率等于25

,且与椭圆14

922=+y x 有公共焦点,则该双曲线的方程_______

4.设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,离心率2=e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C 的

方程为_______(答:226x y -=)

5.已知方程1212

2=-+-m

y m x 表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是__

三.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): (1)椭圆:由x

2

,y 2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。

(2)双曲线:由x

2

,y 2项系数的正负决定,焦点在系数为正的坐标轴上;

(3)抛物线:焦点在一次项的坐标轴上,一次项的符号决定开口方向。

特别提醒:(1)在求解椭圆、双曲线问题时,首先要判断焦点位置,焦点F 1,F 2的位置,是椭圆、双曲线的定位条件,它决定椭圆、双曲线标准方程的类型,而方程中的两个参数,a b ,确定椭圆、双曲线的形状和大小,是椭圆、双曲线的定形条件;在求解抛物线问题时,首先要判断开口方向;(2)在椭圆中,a 最大,2

2

2

a b c =+,在双曲线中,c 最大,2

2

2

c a b =+。

四.圆锥曲线的几何性质:

(1)椭圆(以122

22=+b

y a x (0a b >>)为例):①范围:,a x a b y b -≤≤-≤≤;②焦点:两个

焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),四个顶点(,0),(0,)a b ±±,其

中长轴长为2a ,短轴长为2b ;④准线:两条准线2a x c =±; ⑤离心率:c

e a =,椭圆?01e <<,

e 越小,椭圆越圆;e 越大,椭圆越扁。

(2)双曲线(以22

22

1x y a b -=(0,0a b >>)为例):①范围:x a ≤-或,x a y R ≥∈;②焦点:两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),两个顶点(,0)a ±,其中实轴长为2a ,虚轴长为2b ,特别地,当实轴和虚轴的长相等时,称为等轴双曲线,其方程可设为

22,0x y k k -=≠;④准线:两条准线2

a x c =±; ⑤离心率:c

e a

=,双曲线?1e >,等轴双曲线

?e =e 越小,开口越小,e 越大,开口越大;⑥两条渐近线:b

y x a

=±。

(3)抛物线(以2

2(0)y px p =>为例):①范围:0,x y R ≥∈;②焦点:一个焦点(

,0)2

p

,其中p 的几何意义是:焦点到准线的距离;③对称性:一条对称轴0y =,没有对称中心,只有一个顶点(0,0);④准线:一条准线2p x =-; ⑤离心率:c

e a

=,抛物线?1e =。 练习:

1.若椭圆1522=+m y x 的离心率510

=

e ,则m 的值是__(答:3或3

25); 2.以椭圆上一点和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为1时,则椭圆长轴的最小值为__

3.双曲线的渐近线方程是023=±y x ,则该双曲线的离心率等于______);

4.双曲线22

1ax by -=:a b =

(答:4或

14

); 5.设双曲线122

22=-b

y a x (a>0,b>0)中,离心率e ∈[2,2],则两条渐近线夹角θ的取值范围是________

(答:[

,]32

ππ

); 6.设R a a ∈≠,0,则抛物线2

4ax y =的焦点坐标为________(答:)161

,

0(a

); 五、点00(,)P x y 和椭圆122

22=+b

y a x (0a b >>)的关系:(1)点00(,)P x y 在椭圆外?2200221x y a b +>;

(2)点00(,)P x y 在椭圆上?220220b

y a x +=1;(3)点00(,)P x y 在椭圆内?22

00

221x y a b +<

六.直线与圆锥曲线的位置关系:

(1)相交:0?>?直线与椭圆相交; 0?>?直线与双曲线相交,但直线与双曲线相交不一定有0?>,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交且只有一个交点,故0?>是直线与双曲线相交的充分条件,但不是必要条件;0?>?直线与抛物线相交,但直线与抛物线相交不一定有0?>,当直线与抛物线的对称轴平行时,直线与抛物线相交且只有一个交点,故0?>也仅是直线与抛物线相交的充分条件,但不是必要条件。如

(2)相切:0?=?直线与椭圆相切;0?=?直线与双曲线相切;0?=?直线与抛物线相切; (3)相离:0?

与抛物线相交,也只有一个交点;(2)过双曲线22

22b

y a x -=1外一点00(,)P x y 的直线与双曲线只有一个公

共点的情况如下:①P 点在两条渐近线之间且不含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和分别与双曲线两支相切的两条切线,共四条;②P 点在两条渐近线之间且包含双曲线的区域内时,有两条与渐近线平行的直线和只与双曲线一支相切的两条切线,共四条;③P 在两条渐近线上但非原点,只有两条:一条是与另一渐近线平行的直线,一条是切线;④P 为原点时不存在这样的直线;(3)过抛物线外一点总有三条直线和抛物线有且只有一个公共点:两条切线和一条平行于对称轴的直线. 练习:

1.若直线y=kx+2与双曲线x 2

-y 2

=6的右支有两个不同的交点,则k 的取值范围是_______

2.直线y ―kx ―1=0与椭圆

22

15x y m

+=恒有公共点,则m 的取值范围是_______ 3.过双曲线12

12

2=-y x 的右焦点直线交双曲线于A 、B 两点,若│AB ︱=4,则这样的直线有_____条 4.过点)4,2(作直线与抛物线x y 82

=只有一个公共点,这样的直线有______(答:2);

5.过点(0,2)与双曲线116

92

2=-y x 有且仅有一个公共点的直线的斜率的取值范围为______

6.过双曲线12

2

2

=-y x 的右焦点作直线l 交双曲线于A 、B 两点,若=AB 4,则满足条件的直线l 有____

7.对于抛物线C :x y 42=,我们称满足02

04x y <的点),(00y x M 在抛物线的内部,若点),(00y x M 在抛物线的内部,则直线l :)(200x x y y +=与抛物线C 的位置关系是_______(答:相离);

8.过抛物线x y 42

=的焦点F 作一直线交抛物线于P 、Q 两点,若线段PF 与FQ 的长分别是p 、q ,则

=+q

p 1

1_______(答:1)

; 9.设双曲线19

162

2=-y x 的右焦点为F ,右准线为l ,设某直线m 交其左支、右支和右准线分别于R Q P ,,,则PFR ∠和QFR ∠的大小关系为___________(填大于、小于或等于) (答:等于);

10.求椭圆284722=+y x 上的点到直线01623=--y x ; 11.直线1+=ax y 与双曲线132

2

=-y x 交于A 、B 两点。①当a 为何值时,A 、B 分别在双曲线的两支

上?②当a 为何值时,以AB 为直径的圆过坐标原点?(答:①(;②1a =±);

七、焦半径(圆锥曲线上的点P 到焦点F 的距离)的计算方法:利用圆锥曲线的第二定义,转化到

相应准线的距离,即焦半径r ed =,其中d 表示P 到与F 所对应的准线的距离。 练习:

1.已知椭圆116252

2=+y x 上一点P 到椭圆左焦点的距离为3,则点P 到右准线的距离为____(答:

353

);2.已知抛物线方程为x y 82

=,若抛物线上一点到y 轴的距离等于5,则它到抛物线的焦点的距离等于____; 3.若该抛物线上的点M 到焦点的距离是4,则点M 的坐标为_____(答:7,(2,4)±);

4.点P 在椭圆19

252

2=+y x 上,它到左焦点的距离是它到右焦点距离的两倍,则点P 的横坐标为_______

5.抛物线x y 22

=上的两点A 、B 到焦点的距离和是5,则线段AB 的中点到y 轴的距离为______

6.椭圆13

42

2=+y x 内有一点)1,1(-P ,F 为右焦点,在椭圆上有一点M ,使MF MP 2+ 之值最小,则

点M 的坐标为_______(答:)1,3

6

2(

-)

; 八、焦点三角形(椭圆或双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形)问题:常利用第一定义和正弦、余弦定理求解。设椭圆或双曲线上的一点00(,)P x y 到两焦点12,F F 的距离分别为12,r r ,焦点12F PF ?的

面积为S ,则在椭圆12222=+b y a x 中, ①θ=)12arccos(212

-r r b ,且当12r r =即P 为短轴端点时,θ最大

为θm ax =2

22arccos a c b -;②2

0tan ||2S b c y θ==,当0||y b =即P 为短轴端点时,m ax S 的最大值为

bc ;对于双曲线22

221x y a b -=的焦点三角形有:①???

? ?

?-=21221arccos r r b θ;②2cot sin 212

21θθb r r S ==。 练习:

1.短轴长为5,离心率3

2

=

e 的椭圆的两焦点为1F 、2F ,过1F 作直线交椭圆于A 、B 两点,则2ABF ?的周长为________(答:6);

2.设P 是等轴双曲线)0(222>=-a a y x 右支上一点,F 1、F 2是左右焦点,若0212=?F F PF ,|PF 1|=6,则该双曲线的方程为 (答:224x y -=);

3.椭圆22194

x y +=的焦点为F 1、F 2,点P 为椭圆上的动点,当PF 2→ ·PF 1→

<0时,点P 的横坐标的取值范围是

(答:()55

-

);

4.双曲线的虚轴长为4,离心率e =

2

6

,F 1、F 2是它的左右焦点,若过F 1的直线与双曲线的左支交于A 、B 两点,且AB 是2AF 与2BF 等差中项,则AB =__________

(答:;

5.已知双曲线的离心率为2,F 1、F 2是左右焦点,P 为双曲线上一点,且

6021=∠PF F ,31221=?F PF S .

求该双曲线的标准方程(答:22

1412

x y -=); 九、抛物线中与焦点弦有关的一些几何图形的性质:(1)以过焦点的弦为直径的圆和准线相切;(2)设AB 为焦点弦, M 为准线与x 轴的交点,则∠AMF =∠BMF ;(3)设AB 为焦点弦,A 、B 在准线上的射影分别为A 1,B 1,若P 为A 1B 1的中点,则PA ⊥PB ;(4)若AO 的延长线交准线于C ,则BC 平行于x 轴,反

之,若过B 点平行于x 轴的直线交准线于C 点,则A ,O ,C 三点共线。

十、弦长公式:若直线y kx b =+与圆锥曲线相交于两点A 、B ,且12,x x 分别为A 、B 的横坐标,则AB

12x -,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =2121

1y y k

-+

,若弦AB 所在直线方程设为x ky b =+,则AB

12y y -。特别地,焦点弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的

计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解。 练习:

1.过抛物线y 2=4x 的焦点作直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,若x 1+x 2=6,那么|AB|等于_______

2.过抛物线x y 22

=焦点的直线交抛物线于A 、B 两点,已知|AB|=10,O 为坐标原点,则ΔABC 重心的

横坐标为_______(答:3);

十一、圆锥曲线的中点弦问题:遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。在椭圆

1222

2=+b y a x 中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=-0202y a x b ;在双曲线22

221x y a b -=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0

20

2y a x b ;在抛物线22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦

所在直线的斜率k=0

p y 。 练习:

1.如果椭圆

22

1369

x y +=弦被点A (4,2)平分,那么这条弦所在的直线方程是 (答:280x y +-=); 2.已知直线y=-x+1与椭圆22

221(0)x y a b a b

+=>>相交于A 、B 两点,且线段AB 的中点在直线L :x -

2y=0上,则此椭圆的离心率为_______(答:

2

); 特别提醒:因为0?>是直线与圆锥曲线相交于两点的必要条件,故在求解有关弦长、对称问题时,务必别忘了检验0?>!

十二.你了解下列结论吗?

(1)双曲线12222=-b y a x 的渐近线方程为02

222

=-b y a x ;

(2)以x a b y ±=为渐近线(即与双曲线12222=-b y a x 共渐近线)的双曲线方程为λλ(2222

=-b

y a x 为参数,λ≠0)。

(3)中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆、双曲线方程可设为2

2

1mx ny +=;

(4)椭圆、双曲线的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)为2

2b a ,焦准距(焦点到相应准线的距离)

为2b c

,抛物线的通径为2p ,焦准距为p ;

(5)通径是所有焦点弦(过焦点的弦)中最短的弦;

(6)若抛物线2

2(0)y px p =>的焦点弦为AB ,1122(,),(,)A x y B x y ,则①12||AB x x p =++;

②2

21212,4

p x x y y p ==- (7)若OA 、OB 是过抛物线2

2(0)y px p =>顶点O 的两条互相垂直的弦,则直线AB 恒经过定点

(2,0)p 13.动点轨迹方程:

(1)求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围; (2)求轨迹方程的常用方法:

①直接法:直接利用条件建立,x y 之间的关系(,)0F x y =;如已知动点P 到定点F(1,0)和直线3=x 的距离之和

等于4,求P 的轨迹方程.(答:

212(4)(34)y x x =--≤≤或24(03)y x x =≤<);

②待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程――先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数。如线段AB 过x 轴正半轴上一点M (m ,0))0(>m

,端点A 、B 到x 轴距离之积为2m ,以x 轴为对称轴,过A 、O 、

B 三点作抛物线,则此抛物线方程为

(答:

22y x =);

③定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;如(1)由动点P 向圆2

21x y +=作两条切线PA 、PB ,切点分别为A 、B ,∠APB=600

,则动点P 的轨迹方程为

(答:2

24x

y +=);(2)点M 与点F(4,0)的距离比它到直线05=+x l :的距离小于1,则点M 的轨迹方程是_______

(答:216y x =);(3) 一动圆与两圆⊙M :122=+y x 和⊙N :012822=+-+x y x 都外切,则动圆圆心的轨

迹为

(答:双曲线的一支);

④代入转移法:动点(,)P x y 依赖于另一动点00(,)Q x y 的变化而变化,并且00(,)Q x y 又在某已知曲线上,则可先用,x y 的代数式表示00,x y ,再将00,x y 代入已知曲线得要求的轨迹方程;如动点P 是抛物线122+=x y 上任一点,

定点为

)1,0(-A ,点M 分?→

?PA 所成的比为2,则M 的轨迹方程为__________(答:3

1

62-=x y );

⑤参数法:当动点(,)P x y 坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将,x y 均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程)。如(1)AB 是圆O 的直径,且|AB|=2a ,M 为圆上一动点,作MN ⊥AB ,垂足为N ,在OM 上取点P ,使||||OP MN =,求点P 的轨迹。(答:2

2||x

y a y +=);(2)若点),(11y x P 在圆

122=+y x 上运动,则点),(1111y x y x Q +的轨迹方程是____(答:2121(||)2

y x x =+≤);(3)过抛物线y

x 42

=的焦点F 作直线l 交抛物线于A 、B 两点,则弦AB 的中点M 的轨迹方程是________(答:2

22x

y =-);

注意:①如果问题中涉及到平面向量知识,那么应从已知向量的特点出发,考虑选择向量的几何形式进行“摘帽子或脱靴子”转化,还是选择向量的代数形式进行“摘帽子或脱靴子”转化。如

已知椭圆

)0(122

22>>=+b a b

y a x 的左、右焦点分别是F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),Q 是椭圆外

的动点,满足.2||1a F =点P 是线段F 1Q 与该椭圆的交点,点T 在线段

F 2Q 上,并

且满足

.0||,022≠=?TF TF (1)设x

为点P 的横坐标,证明

x a

c a P F +

=||1;(2)求点T 的轨迹C 的方程;(3)试问:在点T 的轨迹C 上,是否存在点M ,使△F 1MF 2的面积S=.2

b 若存在,求∠F 1MF 2的正切值;若不存在,请说明理由. (答:(1)略;(2)2

2

2

x y a +=;(3)当2

b a

c >时不存在;当2

b a c

≤时存在,此时∠F 1MF 2=2) ②曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,寻求轨迹或轨迹方程时应注意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.

③在与圆锥曲线相关的综合题中,常借助于“平面几何性质”数形结合(如角平分线的双重身份――对称性、利用到角公式)、“方程与函数性质”化解析几何问题为代数问题、“分类讨论思想”化整为零分化处理、“求值构造等式、求变量范围构造不等关系”等等.

④如果在一条直线上出现“三个或三个以上的点”,那么可选择应用“斜率或向量”为桥梁转化. 14、解析几何与向量综合时可能出现的向量内容: (1) 给出直线的方向向量()k u ,1=

或()n m u ,=

(2)给出+与AB 相交,等于已知+过AB 的中点;

(3)给出0

=+,等于已知P 是MN 的中点;

(4)给出()

+=+

λ,等于已知Q P ,与AB 的中点三点共线;

(5) 给出以下情形之一:①

//;②存在实数

,AB AC

λλ=使;③若存在实数

,,1,OC OA OB αβαβαβ+==+且使,等于已知C B A ,,三点共线.

(6) 给出λ

λ++=

1,等于已知P 是AB 的定比分点,λ为定比,即λ=

(7) 给出0=?MB MA ,等于已知MB MA ⊥,即AMB ∠是直角,给出0<=?m MB MA ,等于已知AMB

∠是钝角, 给出0>=?m ,等于已知AMB ∠是锐角,

(8)

给出MP =?

? ?+λ,等于已知MP 是AMB ∠的平分线/

(9)在平行四边形

ABCD 中,给出0)()(=-?+AD AB AD AB ,等于已知ABCD 是菱形; (10) 在平行四边形

ABCD 中,给出||||AB AD AB AD +=-,等于已知ABCD 是矩形;

(11)在ABC ?中,给出2

2

2

==,等于已知O 是ABC ?的外心(三角形外接圆的圆心,三角形的

外心是三角形三边垂直平分线的交点); (12) 在ABC ?中,给出0=++OC OB OA ,等于已知O 是ABC ?的重心(三角形的重心是三角形三条中

线的交点);

(13)在ABC ?中,给出OA OC OC OB OB OA ?=?=?,等于已知O 是ABC ?的垂心(三角形的垂心是三

角形三条高的交点);

(14)在ABC ?中,给出+=OA OP

(

)||||

AB AC

AB AC λ+)(+∈R λ等于已知AP 通过ABC ?的内心;

(15)在ABC ?中,给出,0=?+?+?OC c OB b OA a 等于已知O 是ABC ?的内心(三角形内切圆的圆心,

三角形的内心是三角形三条角平分线的交点);

(16) 在ABC ?中,给出

()1

2

AD AB AC =

+,等于已知AD 是ABC ?中BC 边的中线;

求解圆锥曲线问题的几种措施

圆锥曲线中的知识综合性较强,因而解题时就需要运用多种基础知识、采用多种数学手段来处理问题。熟记各种定义、基本公式、法则固然重要,但要做到迅速、准确解题,还须掌握一些方法和技巧。 一. 紧扣定义,灵活解题

灵活运用定义,方法往往直接又明了。

例1. 已知点A (3,2),F (2,0),双曲线x y 2

2

3

1-=,P 为双曲线上一点。 求||||PA PF +1

2

的最小值。

解析:如图所示,

双曲线离心率为2,F 为右焦点,由第二定律知1

2

||PF 即点P 到准线距离。 ∴+

=+≥=||||||||PA PF PA PE AM 1252

二. 引入参数,简捷明快

参数的引入,尤如化学中的催化剂,能简化和加快问题的解决。 例2. 求共焦点F 、共准线l 的椭圆短轴端点的轨迹方程。

解:取如图所示的坐标系,设点F 到准线l 的距离为p (定值),椭圆中心坐标为M (t ,0)(t 为参数)

p b

c =

2

,而c t = ∴==b pc pt 2

再设椭圆短轴端点坐标为P (x ,y ),则

x c t

y b pt

====?????

消去t ,得轨迹方程y px 2

=

三. 数形结合,直观显示

将“数”与“形”两者结合起来,充分发挥“数”的严密性和“形”的直观性,以数促形,用形助数,结合使用,能使复杂问题简单化,抽象问题形象化。熟练的使用它,常能巧妙地解决许多貌似困难和麻烦的问题。 例3. 已知x y

R ,∈,且满足方程x y y 2230+=≥(),又m y x =

++3

3

,求m 范围。 解析: m y x =

++33

的几何意义为,曲线x y y 22

30+=≥()上的点与点(-3,-3)连线的斜率,如图所示

k m k PA PB ≤≤

-≤≤+33235

2

m

四. 应用平几,一目了然

用代数研究几何问题是解析几何的本质特征,因此,很多“解几”题中的一些图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解。

例4. 已知圆()x

y -+=3422和直线y mx =的交点为P 、Q ,则||||OP OQ ?的值为________。

解: ??OMP OQN ~ ||||||||OP OQ OM ON ?=?=5

五. 应用平面向量,简化解题

向量的坐标形式与解析几何有机融为一体,因此,平面向量成为解决解析几何知识的有力工具。

例5. 已知椭圆:

x y 2224161+=,直线l :x y 128

1+=,P 是l 上一点,射线OP 交椭圆于一点R ,点Q 在OP 上且满足|||

|||OQ OP OR ?=2,当点P 在l 上移动时,求点Q 的轨迹方程。

分析:考生见到此题基本上用的都是解析几何法,给解题带来了很大的难度,而如果用向量共线的条件便可简便地解出。

解:如图,OQ OR OP →→→,,共线,设OR OQ →=→λ,OP OQ →=→μ,OQ x y →=(),,则OR x y →

=()λλ,,OP x y →

=()μμ,

||||||OQ OP OR →?→=→2

∴→=→μλ||||OQ OQ 22

2

∴=μλ2

点R 在椭圆上,P 点在直线l 上

∴+=λλ222224161x y ,μμx y

1281+= 即

x y x y 222416128

+=+ 化简整理得点Q 的轨迹方程为:

()()x y -+-=152153

122(直线y x =-2

3上方部分)

六. 应用曲线系,事半功倍

利用曲线系解题,往往简捷明快,收到事半功倍之效。所以灵活运用曲线系是解析几何中重要的解题方法和技巧之一。 例6. 求经过两圆x

y x 2

2640++-=和x y y 226280++-=的交点,且圆心在直线x y --=40上的圆

的方程。

解:设所求圆的方程为: x y x x y y 2222646280++-+++-=λ()

()()()1166284022+++++-+=λλλλx y x y

则圆心为(

)-+-+3131λλ

λ

,,在直线x y --=40上 ∴解得λ=-7

故所求的方程为x y x y 22

7320+-+-=

七. 巧用点差,简捷易行

在圆锥曲线中求线段中点轨迹方程,往往采用点差法,此法比其它方法更简捷一些。

例7. 过点A (2,1)的直线与双曲线x y 2

2

2

1-=相交于两点P 1、P 2,求线段P 1P 2中点的轨迹方程。 解:设P x y 111(),,P x y 222(),,则

x y x y 1212

2222

211212-=<>

-=<>

?????

??

<2>-<1>得

()()()()

x x x x y y y y 211221122

-+=

-+

即y y x x x x y y 21211212

2--=++()

设P 1P 2的中点为M x y ()00,,则

k y y x x x y P P 12

21210

02=--=

又k y x AM =--001

2

,而P 1、A 、M 、P 2共线

∴=k k P P AM 12,即y x x y 000

122--=

∴P P 12中点M 的轨迹方程是2402

2x y x y --+=

解析几何题怎么解

高考解析几何试题一般共有4题(2个选择题, 1个填空题, 1个解答题), 共计30分左右, 考查的知识点约为20个左右.

其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考查. 选择题和填空题考查直线, 圆, 圆锥曲线, 参数方程和极坐标系中的基础知识. 解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点, 通过知识的重组与链接, 使知识形成网络, 着重考查直线与圆锥曲线的位置关系, 求解有时还要用到平几的基本知识,这点值得考生在复课时强化.

例1 已知点T 是半圆O 的直径AB 上一点,AB=2、OT=t (0

,B A 点的坐标.

(1 ) 显然()t A

-1,1'

, (),,‘

t B +-11 于是 直线B A ''

的方程为1+-=tx y ;

(2)由方程组???+-==+,

1,122tx y y x 解出),(10P 、),(2

2

21112t t t t Q +-+;

(3)t

t k PT 1

001-=--=

, t t t t t

t t t t k QT

11112011222

22

=--=-+-+-=)(. 由直线PT 的斜率和直线QT 的斜率互为相反数知,由点P 发出的光线经点T 反射,反射光线通过点Q.

需要注意的是, Q 点的坐标本质上是三角中的万能公式, 有趣吗?

例2 已知直线l 与椭圆)0(122

22>>=+b a b

y a x 有且仅有一个交点Q ,且与x 轴、y 轴分别交于R 、S ,求以线段SR

为对角线的矩形ORPS 的一个顶点P 的轨迹方程. 讲解:从直线l 所处的位置, 设出直线l 的方程,

由已知,直线l 不过椭圆的四个顶点,所以设直线l 的方程为).0(≠+=k m kx y 代入椭圆方程,222222b a y a x b =+ 得 .)2(22222222b a m kmx x k a x b =+++ 化简后,得关于x 的一元二次方程 .02)(222222222=-+++b a m a mx ka x b k a 于是其判别式).(4))((4)2(222222222222222m b k a b a b a m a b k a m ka -+=-+-=? 由已知,得△=0.即.2222m b k a =+ ① 在直线方程

m kx y +=中,分别令y=0,x=0,求得).,0(),0,(m S k

m R -

令顶点P 的坐标为(x ,y ), 由已知,得???

????

=-=??????

?=-=.,.,y m x y k m y k m x 解得 代入①式并整理,得 12

2

22

=+y

b x a , 即为所求顶点P 的轨迹方程.

方程12

2

22=+y

b x a 形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?

例3已知双曲线122

22=-b

y a x 的离心率332=e ,过),0(),0,(b B a A -的直线到原点的距离是

.23 (1)求双曲线的方程; (2)已知直线

)0(5≠+=k kx y 交双曲线于不同的点C ,D 且C ,D 都在以B 为圆心的圆上,求k 的值.

讲解:∵(1),332=a c 原点到直线AB :1=-b

y a x 的距离.

3,1.23

22==∴==+=a b c ab

b a ab d .

故所求双曲线方程为 .13

22

=-y x

(2)把33522=-+=y x kx y 代入中消去y ,整理得 07830)31(22=---kx x k .

设CD y x D y x C ),,(),,(2211的中点是),(00y x E ,则 0120

00220115515,.2

1313BE

y x x k x y kx k k k x k

++==?=+===---

,000=++∴k ky x 即

7,0,031531152

2

2=∴≠=+-+-k k k k

k k k 又 故所求k=±

7.

为了求出k 的值, 需要通过消元, 想法设法建构k 的方程.

例4 已知椭圆C 的中心在原点,焦点F 1、F 2在x 轴上,点P 为椭圆上的一个动点,且∠F 1PF 2的最大值为90°,直线l 过左焦点F 1与椭圆交于A 、B 两点,△ABF 2的面积最大值为12. (1)求椭圆C 的离心率; (2)求椭圆C 的方程. 讲解:(1)设112

212||,||,||2PF r PF r F F c ===, 对,21F PF ? 由余弦定理, 得

1)2

(2441244242)(24cos 2

212

22

12221221221212221121-+-≥--=--+=-+=∠r r c a r r c a r r c r r r r r r c r r PF F 0212=-=e ,

解出 .2

2=

e (2)考虑直线l 的斜率的存在性,可分两种情况: i) 当k 存在时,设l 的方程为

)(c x k y +=………………①

椭圆方程为),(),,(,12

2112222y x B y x A b y a x =+ 由.2

2=e 得 2

222,2c b c a ==. 于是椭圆方程可转化为 222220x y c +-=………………②

将①代入②,消去

y 得

02)(22222=-++c c x k x ,

整理为x 的一元二次方程,得 0)1(24)21(22222=-+++k c x ck x k .

则x 1、x 2是上述方程的两根.且22

1221122||k k c x x ++=

-,2

21

22

21)1(22||1||k k c x x k AB ++=-+=,

AB 边上的高,1||2sin ||2

2121k k c F BF F F h +?=∠=

c k k k k c S 21||)211(2221222+++= 2

2.== ii) 当k 不存在时,把直线c x -=代入椭圆方程得2,||,2y c AB S =±

== 由①②知S 的最大值为

22c 由题意得22c =12 所以2226b c == 2122=a

故当△ABF 2面积最大时椭圆的方程为:

.12

62

1222=+y x

下面给出本题的另一解法,请读者比较二者的优劣: 设过左焦点的直线方程为:c my x

-=…………①

(这样设直线方程的好处是什么?还请读者进一步反思反思.)

椭圆的方程为:),(),,(,122112

2

22y x B y x A b y a x =+ 也可这样求解: ||||2

12121y y F F S -?=

||||21x x k c -??=

由.2

2=

e 得:,,22222c b c a ==于是椭圆方程可化为:0222

22=-+c y x ……② 把①代入②并整理得:02)2(222=---c mcy y m 于是21,y y 是上述方程的两根

.

21|||AB y y ==-2)

2(441222222

++++=

m m c c m m

2

)1(2222++=

m m c , AB 边上的高2

12m

c h +=

,

从而2222

22

)2(122122)1(2221||21++=+?++?==m m c m c m m c h AB S .

22

1

1

11

222

22

2

c m m c ≤++++=

当且仅当m=0取等号,即.22max

c S =

由题意知1222=c , 于是 212,26222===a c b . 故当△ABF 2面积最大时椭圆的方程为:

.12

62

1222=+y x

5 已知直线1+-=x y 与椭圆)0(122

22>>=+b a b

y a x 相交于

A 、

B 两点,且线段AB 的中点在直线

02:=-y x l 上.(1)求此椭圆的离心率;

(2 )若椭圆的右焦点关于直线l 的对称点的在圆422

=+y x

上,求此椭圆的方程.

讲解:(1)设A 、B 两点的坐标分别为???

??=++-=1

1).,(),,(22

222211b y a

x x y y x B y x A ,

则由 得 02)(2222222=-+-+b a a x a x b a ,

根据韦达定理,得

,22)(,22

22

212122221b a b x x y y b a a x x +=++-=++=+

∴线段AB 的中点坐标为(2

22

22

2,b a b b a a ++).

由已知得2

222222

222222)(22,02c a c a b a b a b b a a =∴-==∴=+-+,故椭圆的离心率为

22=e .

(2)由(1)知

,c b =从而椭圆的右焦点坐标为),0,(b F 设)0,(b F 关于直线02:=-y x l 的对称点为

,02221210),,(000000=?-+-=?--y b x b x y y x 且则

解得 b y b x 5

4

5300==且

由已知得

4,4)5

4()53(,42

222

2

=∴=+∴=+b b b y x ,故所求的椭圆方程为14822=+y x .

例6 已知⊙M :x Q y x

是,1)2(22

=-+轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点,

(1)如果3

24||=

AB ,求直线MQ 的方程;(2)求动弦AB 的中点P 的轨迹方

程.

讲解:(1)由3

24||=

AB ,可得

,3

1

)322(1)2||(

||||2222=-=-=AB MA MP 由射影定理,得

,3|||,|||||2=?=MQ MQ MP MB 得 在Rt △MOQ 中,

523||||||2222=-=-=MO MQ OQ ,故55-==a a 或,

所以直线AB 方程是;0525205252=+-=-+y x y x 或

(2)连接MB ,MQ ,设),0,(),,(a Q y x P 由点M ,P ,Q 在一直线上,得

(*),2

2x

y a -=- 由射影定理得|,|||||

2MQ MP MB ?=即(**),14)2(222=+?-+a y x

把(*)及(**)消去a ,并注意到2

1

)47(22≠=-+y y x

适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙.

例7 如图,在Rt △ABC 中,∠CBA=90°,AB=2,AC=2

2

。DO ⊥AB 于O 点,OA=OB ,DO=2,曲线E 过C

点,动点P 在E 上运动,且保持| PA |+| PB |的值不变. (1)建立适当的坐标系,求曲线E 的方程;

(2)过D 点的直线L 与曲线E 相交于不同的两点M 、N 且M 在D 、N 之间,设

λ=DN

DM

,试确定实数λ的取值范围.

讲解: (1)建立平面直角坐标系, 如图所示∵| PA |+| PB |=| CA |+| CB |

y=

22)2

2

(22222=++∴动点P 的轨迹是椭圆∵2,1,1a b c ===∴曲

线E 的方程是

12

22

=+y x . (2)设直线L 的方程为

2+=kx y , 代入曲线

E 的方程

2222=+y x ,得

068)12(22=+++kx x k 设M 1(),(),

221,1y x N y x , 则

A O B

C

② ③

??

?

?

?

?

???

+=+-=+>?+-=?.126,128,06)12(4)8(2212

212k x x k k x x k k i) L 与y 轴重合时,3

1

||||==

DN DM λ

ii) L 与y 轴不重合时, 由①得

.2

3

2>k 又∵21x x x x x x DN DM N D M D =--==λ,

∵,012<>x x ∴0<λ<1 ,

∴21

2)(122121221++=++=?+λλx x x x x x x x ∵)

1

2(332)

12(664)(22

22122k

k k x x x x +=+=?+

而,232

>

k

∴.8)1

2(362<+

∴ ,316)12(33242

<

+

16214<++<λλ,

31012<+<λλ,.131,3101,

21,10<

???

?

?

?

???

<+>+<<λλλλλλ∴λ的取值范围是??

?

???1,31 . 值得读者注意的是,直线L 与y 轴重合的情况易于遗漏,应当引起警惕. 例8 直线l 过抛物线)0(22≠=p px y 的焦点,且与抛物线相交于A ),(),(2211y x B y x 和两点.

(1)求证:22

14p x x =;(2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD ,直线l 不是CD 的垂直平分线.

讲解: (1)易求得抛物线的焦点)0,2

(P F . 若l ⊥x 轴,则l 的方程为4,22

2

1P x x P x ==显然.若l 不垂直于x 轴,可设

)

2

(P x k y -=,代入抛物线方程整理得4,04)21(221222

P x x P x k P P x ==++-则. 综上可知 2214p x x =.

(2)设d c d p

d D c p

c C ≠且),2(),,2(2

2,则CD 的垂直平分线l '的方程为)4(2222p

d c x p

d c d c y +-+-=+-

假设l '过F ,则)42(2202

2p

d c p p d c d c +-+-=+-整理得 0)2)((222=+++d c p d c 0≠p

02222≠++∴d c p ,0=+∴d c . 这时l '的方程为y=0,从而l '与抛物线px y 22=只相交于原点. 而

l 与抛物线

有两个不同的交点,因此l '与l 不重合,l 不是CD 的垂直平分线.

此题是课本题的深化,你能够找到它的原形吗?知识在记忆中积累,能力在联想中提升. 课本是高考试题的生长点,复课切忌忘掉课本!

例9 某工程要将直线公路l 一侧的土石,通过公路上的两个道口A 和B ,沿着道路AP 、BP 运往公路另一侧的P 处,PA=100m ,PB=150m ,∠APB=60°,试说明怎样运土石最省工?

讲解: 以直线l 为x 轴,线段AB 的中点为原点对立直角坐标系,则在l 一侧必存在经A 到P 和经B 到P 路程相等的

点,设这样的点为M ,则|MA|+|AP|=|MB|+|BP|,即|MA|-|MB|=|BP|-|AP|=50,

750||=AB ,∴M 在双曲线16

2525

2

2

22

=?-

y x 的右支上. 故曲线右侧的土石层经道口B 沿BP 运往P 处,曲线左侧的土石层经道口A 沿AP 运往P 处,按这种方法运土石最省工.

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