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解析几何重难点题型解析

2019-04-24福建陈荣桂

教学考试(高考数学) 2019年1期
关键词:双曲线斜率定点

福建 陈荣桂

解析几何是高中数学的重要内容,在历年的高考中占据了重要的位置.几年来,无论是选择题、填空题还是解答题的考查,都有一定的难度,综合考查了学生的抽象概括能力、运算求解能力、数据处理能力等数学能力,体现了数学抽象、逻辑推理、数学运算、数据处理等数学核心素养,具有较好的区分度.

一、圆锥曲线定义的考查

( )

A.0个 B.1个

C.2个 D.4个

【解析】设双曲线的右焦点为F1,|PF|+|PA|=2a+|PF1|+|PA|≥2a+|AF|=4+5=9.

【例3】(2009·四川卷理·9)已知直线l1:4x-3y+6=0和直线l2:x=-1,抛物线y2=4x上一动点P到直线l1和直线l2的距离之和的最小值是

( )

A.2 B.3

【评注】在解析几何问题中,利用定义解题可以简化运算,通过化归与转化、数形结合等思想方法的运用,简单快速地解决问题.

二、圆锥曲线的几何性质

( )

A.(0,2) B.(1,3]

C.[2,3) D.[3,+∞)

【解析】由定义知|PF1|-|PF2|=2a,所以|PF1|=2a+|PF2|,

因为|PF2|≥c-a,所以c-a≤2a,即c≤3a,e≤3.

又双曲线的离心率e>1,所以e∈(1,3],故选B.

( )

【评注】在解析几何问题中,椭圆、双曲线、抛物线的几何性质的合理运用,可将问题转化为几何问题,常可直接利用几何意义求解.

三、直线与圆锥曲线的位置关系

(Ⅰ)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;

(Ⅱ)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB.

【解析】(Ⅰ)由已知得F(1,0),当l与x轴垂直时l的方程为x=1.

(Ⅱ)当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°;

当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,所以∠OMA=∠OMB;

当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),

从而kMA+kMB=0,故直线MA,MB的倾斜角互补,所以∠OMA=∠OMB.

综上,∠OMA=∠OMB.

(Ⅰ)求双曲线的离心率;

(Ⅱ)设AB被双曲线所截得的线段长为4,求双曲线的方程.

【解析】(Ⅰ)设|OA|=m-d,|AB|=m,|OB|=m+d,

【评注】直线与圆锥曲线的位置关系是高考解析几何考查的永恒的主题,学习中必须掌握位置关系的判断及相关问题(如弦长、中点弦等)的常见题型的解法,切实提高运算的准确性.

四、平面向量在圆锥曲线问题中的应用

(Ⅰ)证明:线段AB的中点为定点,并求出该定点坐标;

【评注】利用平面向量知识解决圆锥曲线问题,可以减少部分运算量,使问题更容易解决.常见的题型有利用向量求角度问题、定比分点问题、证明垂直平行问题等.

五、圆锥曲线的最值(取值范围)问题

(Ⅰ)求椭圆C1的方程;

(Ⅱ)求△EPM面积的最大值.

(Ⅱ)由题意得直线PE,ME的斜率存在且不为0,PE⊥EM,不妨设直线PE的斜率为k(k>0),则直线PE的方程为y=kx-1,

【评注】求最值或求范围问题,常见的解法有三种:

(1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解决;

(2)函数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值.

(3)不等式法:若题目的条件有不等关系,可构造不等式(组)求解.

六、圆锥曲线的定值问题

(Ⅰ)求曲线E的方程;

消元得(3+4k2)x2-4k(2k-3)x+(4k2-12k-3)=0,

【评注】求定值问题常见的方法有两种:

(1)从特殊情况入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.

(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.

七、定点的探索问题

(Ⅰ)求C的方程;

(Ⅱ)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点,若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:l过定点.

【解析】(Ⅰ)根据椭圆对称性知椭圆C必过P3,P4,又P4横坐标为1,椭圆C必不过P1,所以椭圆C过P2,P3,P4三点.

(Ⅱ)证明:①当直线l斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,-yA),

得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.

②当直线l斜率存在时,设l∶y=kx+m(m≠1),

A(x1,y1),B(x2,y2),

则m=-2k-1,此时Δ=-64k,存在k使得Δ>0成立.

所以直线l的方程为y=kx-2k-1,

当x=2时,y=-1,所以l过定点(2,-1).

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

【解析】(Ⅰ)由题意知c=1.

当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2).

因为x1=ty1+1,x2=ty2+1,

【评注】解决定点的探索与证明问题,一般有以下两种方法:

(1)探索直线过定点时,可设出直线方程为y=kx+m,然后利用条件建立k,m的等量关系进行消元,借助于直线系的思想找出定点.

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