高中数学解析几何专题及典型例题
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解析几何专题
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 (1)写出直线B A ''的方程; (2)计算出点P 、Q 的坐标; (3)证明:由点P 发出的光线,经AB 反射后,反射光线通过点Q. 讲解: 通过读图, 看出' ' ,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 、),(22 21112t t t t Q +-+; (3)t t k PT 1001-=--=, 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12222=-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. 3,1.2322==∴==+=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 . 11,315 5311520020 02210k x y k k kx y k k x x x BE -=+=-=+=⋅-=+= ,000=++∴k ky x 即 7,0,0315311522 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 112212||,||,||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),(),,(,1221122 22y x B y x A b y a x =+ 由.2 2=e 得 2222,2c b c a ==. 于是椭圆方程可转化为 222 220x 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 2 21221122||k k c x x ++= -, 2 2122 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 +++= . 2141224412221||12222 42 4 2422 2 22 c k k c k k k k c k k k c <++ =+++=++= 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 62122 2=+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.) 也可这样求解: