2009屆高三數(shù)學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)系列(7)-- 直線與圓的方程

一、大綱解讀

解析幾何的主要內(nèi)容是高二中的直線與方程,圓與方程,圓錐曲線與方程考查的重點(diǎn):直線的傾斜角與斜率、點(diǎn)到直線的距離、兩條直線平行與垂直關(guān)系的判定、直線和圓的方程、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系;圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系、曲線與方程、圓錐曲線的簡(jiǎn)單應(yīng)用等,其中以直線與圓錐曲線的位置關(guān)系最為重要。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m        

解析幾何是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,各地區(qū)在這一部分的出題情況較為相似,一般兩道小題一道大題,分值約占15%,即22分左右.具體分配為:直線和圓以及圓錐曲線的基礎(chǔ)知識(shí)兩個(gè)容易或中檔小題,機(jī)動(dòng)靈活,考查雙基;解答題難度設(shè)置在中等或以上,一般都有較高的區(qū)分度,主要考查解析幾何的本質(zhì)――“幾何圖形代數(shù)化與代數(shù)結(jié)果幾何化”以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力.

試題詳情

三、 重點(diǎn)剖析

1.直線的基本問(wèn)題:直線的方程幾種形式、直線的斜率、兩條直線平行與垂直的條件、兩直線交點(diǎn)、點(diǎn)到直線的距離。

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例  1   已知,若兩直線平行,則的值為

試題詳情

解析:

點(diǎn)評(píng):解決兩直線平行問(wèn)題時(shí)要記住看看是不是重合.

易錯(cuò)指導(dǎo):不知道兩直線平行的條件、不注意檢驗(yàn)兩直線是否重合是本題容易出錯(cuò)的地方。

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例2 (08年高考廣東卷文6理11)經(jīng)過(guò)圓的圓心,且與直線垂直的直線方程是           

試題詳情

解析:圓心坐標(biāo)是,所求直線的斜率是,故所求的直線方程是,即

點(diǎn)評(píng):本題考查解析幾何初步的基本知識(shí),涉及到求一般方程下的圓心坐標(biāo),兩直線垂直的條件,直線的點(diǎn)斜式方程,題目簡(jiǎn)單,但交匯性很強(qiáng),非常符合在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的交匯處設(shè)計(jì)試題的命題原則,一個(gè)小題就把解析幾何初步中直線和圓的基本知識(shí)考查的淋漓盡致。

易錯(cuò)指導(dǎo):基礎(chǔ)知識(shí)不牢固,如把圓心坐標(biāo)求錯(cuò),不知道兩直線垂直的條件,或是運(yùn)算變形不細(xì)心,都可能導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的結(jié)果。

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2.圓的基本問(wèn)題:圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和一般方程、兩圓位置關(guān)系.

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例3 (08高考山東卷理11)已知圓的方程為.設(shè)該圓過(guò)點(diǎn)的最長(zhǎng)弦和最短弦分別為,則四邊形的面積為(    )

試題詳情

A.       B.       C.       D.

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解析:圓心坐標(biāo)是,半徑是,圓心到點(diǎn)的距離為,根據(jù)題意最短弦和最長(zhǎng)弦(即圓的直徑)垂直,故最短弦的長(zhǎng)為,所以四邊形的面積為。

點(diǎn)評(píng):本題考查圓、平面圖形的面積等基礎(chǔ)知識(shí),考查邏輯推理、運(yùn)算求解等能力。解題的關(guān)鍵有二,一是通過(guò)推理知道兩條弦互相垂直并且有一條為圓的直徑,二是能根據(jù)根據(jù)面積分割的道理,推出這個(gè)四邊形的面積就是兩條對(duì)角線之積的一半。本題是一道以分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力立意設(shè)計(jì)的試題。

易錯(cuò)指導(dǎo):邏輯思維能力欠缺,不能找到解題的關(guān)鍵點(diǎn),或是運(yùn)算能力欠缺,運(yùn)算失誤,是本題不能解答或解答錯(cuò)誤的主要原因。

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3.圓錐曲線的基本問(wèn)題:橢圓、雙曲線、拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程及其性質(zhì),求簡(jiǎn)單的曲線方程.

例4(08年高考海南寧夏卷理11)已知點(diǎn)P在拋物線y2 = 4x上,那么點(diǎn)P到點(diǎn)Q(2,-1)的距離與點(diǎn)P到拋物線焦點(diǎn)距離之和取得最小值時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(    )

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A. (,-1)          B. (,1)        C. (1,2)         D. (1,-2)

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解析:定點(diǎn)在拋物線內(nèi)部,由拋物線的定義,動(dòng)點(diǎn)到拋物線焦點(diǎn)的距離等于它到準(zhǔn)線的距離,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為當(dāng)點(diǎn)到點(diǎn)和拋物線的準(zhǔn)線距離之和最小時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo),顯然點(diǎn)是直線和拋物線的交點(diǎn),解得這個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)是。

點(diǎn)評(píng):本題考查拋物線的定義和數(shù)形結(jié)合解決問(wèn)題的思想方法。類似的題目在過(guò)去的高考中比較常見(jiàn)。

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易錯(cuò)指導(dǎo):不能通過(guò)草圖和簡(jiǎn)單的計(jì)算確定點(diǎn)和拋物線的位置關(guān)系,不能將拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為其到準(zhǔn)線的距離,是解錯(cuò)本題或不能解答本題的原因。

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例5(08年高考山東卷文13)已知圓.以圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別作為雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)和頂點(diǎn),則適合上述條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為          

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解析:  圓軸的交點(diǎn)是,和軸沒(méi)有交點(diǎn)。故只能是點(diǎn)為雙曲線的一個(gè)頂點(diǎn),即;點(diǎn)為雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn),即,所以所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為

點(diǎn)評(píng):本題考查圓和雙曲線的基礎(chǔ)知識(shí),考查數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想。解題的關(guān)鍵是確定所求雙曲線的焦點(diǎn)和頂點(diǎn)坐標(biāo)。

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易錯(cuò)指導(dǎo):數(shù)形結(jié)合的思想意識(shí)薄弱,求錯(cuò)圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo),用錯(cuò)雙曲線中的關(guān)系等,是不同出錯(cuò)的主要問(wèn)題。

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4.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系

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例6(08年高考山東卷文11)若圓的半徑為1,圓心在第一象限,且與直線軸相切,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(    )

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A.    B.

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C.          D.

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解析:設(shè)圓心坐標(biāo)為,則.又,故,由(圓心在第一象限、舍去)或,故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是。

點(diǎn)評(píng):本題考查直線和圓的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),考查坐標(biāo)法的思想,考查運(yùn)算能力。解題的關(guān)鍵是圓心坐標(biāo)。

易錯(cuò)指導(dǎo):不能把直線與圓相切的幾何條件通過(guò)坐標(biāo)的思想轉(zhuǎn)化為代數(shù)條件,或是運(yùn)算求解失誤等。

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例7 (2008年海南寧夏卷理14)過(guò)雙曲線的右頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F。過(guò)點(diǎn)F平行雙曲線的一條漸近線的直線與雙曲線交于點(diǎn)B,則△AFB的面積為_(kāi)_____________

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解析:雙曲線右頂點(diǎn),右焦點(diǎn),雙曲線一條漸近線的斜率是,直線的方程是,與雙曲線方程聯(lián)立解得點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,故△AFB的面積為。

點(diǎn)評(píng):本題考查雙曲線的基礎(chǔ)知識(shí)和運(yùn)算能力。

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易錯(cuò)指導(dǎo):過(guò)右焦點(diǎn)和漸近線平行的直線和雙曲線只有一個(gè)交點(diǎn),如果寫(xiě)錯(cuò)漸近線的方程,就會(huì)解出兩個(gè)交點(diǎn),不但增加了運(yùn)算量,還使結(jié)果錯(cuò)誤。

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例8 (08年高考江蘇12) 在平面直角坐標(biāo)系中,橢圓的焦距為,以為圓心,為半徑的圓做圓,若過(guò)點(diǎn),所作圓的兩切線互相垂直,則該橢圓的離心率為     ▲    

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解析:過(guò)點(diǎn)作圓的兩切線互相垂直,如圖,這說(shuō)明四邊形是一個(gè)正方形,即圓心到點(diǎn)的距離等于圓的半徑的倍,即,故。

試題詳情

點(diǎn)評(píng):本題把橢圓方程、圓和圓的切線結(jié)合起來(lái),考查橢圓的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì),體現(xiàn)了“在知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)交匯處設(shè)計(jì)試題”的原則,較全面地考查了解析幾何的基本知識(shí)。解題的突破口是將圓的兩條切線互相垂直轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)量上的關(guān)系。

易錯(cuò)指導(dǎo):陷入圓的兩條切線互相垂直,不能通過(guò)數(shù)形結(jié)合的方法找到解題途徑等,是考生解錯(cuò)本題的主要原因。

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例9(08年高考廣東卷理18文20)設(shè),橢圓方程為,

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拋物線方程為.如圖4所示,過(guò)點(diǎn)軸的平行線,

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與拋物線在第一象限的交點(diǎn)為,已知拋物線在點(diǎn)的切線經(jīng)過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)

(1)求滿足條件的橢圓方程和拋物線方程;

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(2)設(shè)分別是橢圓長(zhǎng)軸的左、右端點(diǎn),試探究在拋物線上是否存在點(diǎn),使得為直角三角形?若存在,請(qǐng)指出共有幾個(gè)這樣的點(diǎn)?并說(shuō)明理由(不必具體求出這些點(diǎn)的坐標(biāo)).

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解析:(1)由,

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當(dāng)G點(diǎn)的坐標(biāo)為,,,

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過(guò)點(diǎn)G的切線方程為,

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,點(diǎn)的坐標(biāo)為,由橢圓方程得點(diǎn)的坐標(biāo)為,

試題詳情

,

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即橢圓和拋物線的方程分別為;

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(2)過(guò)軸的垂線與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),為直角的只有一個(gè),同理為直角的只有一個(gè)。

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若以為直角,設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,

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兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,

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。

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關(guān)于的二次方程有一大于零的解,有兩解,即以為直角的有兩個(gè),因此拋物線上存在四個(gè)點(diǎn)使得為直角三角形。

點(diǎn)評(píng):本題考查橢圓和拋物線方程的求法、拋物線的切線方程的求法、存在性問(wèn)題的解決方法、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,是一道幾乎網(wǎng)羅了平面解析幾何的所有知識(shí)點(diǎn)并且和導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用交匯在一起的綜合性試題,是一道“在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的交匯處”設(shè)計(jì)的典型試題。

易錯(cuò)指導(dǎo):本題把拋物線和橢圓結(jié)合在一起,題目的條件里還有兩條直線,考生在心理上畏懼,可能出現(xiàn)的問(wèn)題是思維混亂,理不清題目中錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,找不到正確的解題思路;在解決第二問(wèn)時(shí)缺乏分類討論的思想意識(shí)產(chǎn)生漏解等

四 掃雷先鋒

易錯(cuò)點(diǎn)一、考慮不全面

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例1 過(guò)(0,2)作直線,使與拋物線僅有一個(gè)公共點(diǎn),這樣的直線有幾條?

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錯(cuò)解:設(shè)直線的方程為y=kx+2,與聯(lián)立,整理得

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因?yàn)?sub>與拋物線僅有一個(gè)公共點(diǎn),所以,解得

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此時(shí)的方程為   所以這樣的直線有一條。

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剖析:(1)問(wèn)題之一,錯(cuò)解忽視了對(duì)斜率不存在這一情況的考慮,事實(shí)上,直線方程為x=0時(shí),是符合條件的。(2)問(wèn)題之二,得到方程后,方程不一定是一元二次方程。如果不是一元二次方程,當(dāng)然就沒(méi)有什么判別式了,故需按k=0及兩種情況考慮。

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正解:當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為y=kx+2,與聯(lián)立,整理得

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(1)k=0時(shí),方程只有一個(gè)解y=2,故為直線y=2時(shí)與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn),滿足條件;

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(2)時(shí),因?yàn)?sub>與拋物線僅有一個(gè)公共點(diǎn),所以,解得解得

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此時(shí)的方程為

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當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線x=0與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn),滿足條件。

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綜上,符合條件的直線有三條:x=0,y=2,

點(diǎn)評(píng):忽視含參數(shù)系數(shù)的討論,以及設(shè)直線方程(為點(diǎn)斜式、斜截式、截距式等時(shí),忽視對(duì)引入的參數(shù)(如斜率、截距等)的特殊情況的考慮是同學(xué)們?cè)谧鲱}中的常見(jiàn)錯(cuò)誤,一定要注意。

易錯(cuò)點(diǎn)二:變形不等價(jià)

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例2 直線與曲線有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),則的取值范圍是   (  )

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A.          B.   C.   D.

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錯(cuò)解:聯(lián)立方程組,消去,因?yàn)橹本與曲線有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),所以方程只有一解,所以,解得,所以選A.

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剖析:本題中曲線并不是一個(gè)完整的圓而是半個(gè)圓(右半圓),而時(shí),直線與曲線有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),并不能保證直線與右半圓也只有一個(gè)公共點(diǎn)。

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正解:作出曲線的圖形,如圖所示:

 

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由圖形可得,當(dāng)直線之間變化時(shí),滿足題意,同時(shí),當(dāng)直線在的位置時(shí)也同時(shí)滿足題意,所以應(yīng)選(B)。

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點(diǎn)評(píng):曲線的表達(dá)式本身限制了的取值只是非負(fù)值,所以曲線只是圓的右半部分。若用代數(shù)方法處理,應(yīng)是方程組化為關(guān)于的方程后只有一個(gè)非負(fù)解,相比之下數(shù)形結(jié)合更簡(jiǎn)捷明快。

五 規(guī)律總結(jié)

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1.兩直線的位置關(guān)系注意用斜率,平行或垂直關(guān)系可以用(要討論斜率不存在、斜率為0的情況)或用(其中O是坐標(biāo)原點(diǎn),).

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2.直線與圓錐曲線位置關(guān)系:用聯(lián)立法,聯(lián)立直線和圓錐曲線的方程,消去 y (或x),得到方程(或),然后用判別式,判定直線與圓錐曲線相交(若是雙曲線或拋物線,要討論的系數(shù)為0的情況,此時(shí)直線與雙曲線或拋物線也是相交,只有一個(gè)交點(diǎn)),用判定直線與圓錐曲線相切,用判定直線與圓錐曲線相離;

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3.弦長(zhǎng)問(wèn)題的處理:設(shè)出弦所在的直線方程,用聯(lián)立法,聯(lián)立弦所在直線方程與圓錐曲線方程,消去 y (或x),得到一個(gè)一元二次方程(或),根據(jù)需要,用判別式,設(shè)弦端點(diǎn)為,則弦長(zhǎng)(或)(其中k為弦所在直線的斜率).

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4.過(guò)圓錐曲線焦點(diǎn)的弦長(zhǎng)問(wèn)題注意用圓錐曲線的定義做題.如拋物線,過(guò)焦點(diǎn)弦端點(diǎn)為,則由拋物線定義,知

5.點(diǎn)差法.涉及弦中點(diǎn),弦所在直線的斜率問(wèn)題,用點(diǎn)差法.一旦涉及弦長(zhǎng)問(wèn)題,仍是用聯(lián)立法簡(jiǎn)單些.

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6.涉及直線與圓錐曲線交點(diǎn)的坐標(biāo)運(yùn)算問(wèn)題,在聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程后,得到一個(gè)一元二次方程(若是雙曲線或拋物線,要討論的系數(shù)為0的情況),設(shè)出交點(diǎn)坐標(biāo),把坐標(biāo)運(yùn)算配湊成,利用韋達(dá)定理,整體運(yùn)算,運(yùn)算中注意設(shè)而不求思想運(yùn)用,設(shè)出的點(diǎn)的坐標(biāo),只是起到過(guò)渡作用,并不具體求出,而是整體運(yùn)算,直指目標(biāo).

7.涉及圓錐曲線焦點(diǎn)問(wèn)題,應(yīng)首先考慮用圓錐曲線的定義解題.

8.求軌跡方程的主要方法有:直接法、定義法、坐標(biāo)代入法、變量代換法、交軌法等.

六 能力突破

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例1    設(shè)橢圓的離心率為,右焦點(diǎn)為,方程的兩個(gè)實(shí)根分別為,則點(diǎn)( )

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A.必在圓內(nèi)         B.必在圓

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C.必在圓外         D.以上三種情形都有可能

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分析:從與2的關(guān)系入手,用含有a、b的式子表示進(jìn)而與已知條件聯(lián)系上

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解:

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,所以必在圓內(nèi),選A.

反思:本題綜合了橢圓,一元二次方程,圓等知識(shí),體現(xiàn)了在知識(shí)交匯處命題的思想,結(jié)合點(diǎn)新穎,題目給人清新微風(fēng)撲面之感.解題的關(guān)鍵是用分析法,從結(jié)論出發(fā),以點(diǎn)與圓位置關(guān)系判定方法,想到配湊韋達(dá)定理,巧妙利用一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系,由a、b、c 的幾何意義,繞回到橢圓離心率上,使點(diǎn)與圓的位置關(guān)系、一元二次方程的根、橢圓性質(zhì)等聯(lián)系在一起.

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例2  如圖,直線與橢圓交于兩點(diǎn),記的面積為

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(Ⅰ)求在,的條件下,的最大值;

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(Ⅱ)當(dāng)時(shí),求直線的方程.

分析:由三角形面積公式,分析出要求的量,然后聯(lián)立直線和橢圓的方程,設(shè)而不求,盡量整體運(yùn)算,分別運(yùn)用均值不等式,叛別式法、韋達(dá)定理、弦長(zhǎng)公式、點(diǎn)到直線的距離公式綜合解題.

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解:(Ⅰ)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,

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,解得,      

試題詳情

所以.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取最大值

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(Ⅱ)由,,

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.   ②

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設(shè)的距離為,則,

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又因?yàn)?sub>,所以,代入②式并整理,得,

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解得,,代入①式檢驗(yàn),,故直線的方程是

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,或

反思:本題考查知識(shí)的同時(shí),也考查了解析幾何的基本思想方法和綜合解題能力.其中模塊化運(yùn)算要認(rèn)真學(xué)習(xí)借鑒,如聯(lián)立直線和橢圓方程――得到一個(gè)一元二次方程――運(yùn)用判別式判定方程解的個(gè)數(shù)――弦長(zhǎng)公式結(jié)合韋達(dá)定理,設(shè)而不求,整體運(yùn)算求解.

 

試題詳情

例3    已知圓O:x2+y2=4,直線m:,(1)求證直線m與圓O有兩個(gè)相異交點(diǎn);(2)設(shè)直線m與圓O的兩個(gè)交點(diǎn)為A、B,求△AOB面積S△AOB的最大值.

試題詳情

 

 

 

 

 

 

試題詳情

分析:第一問(wèn)只需判斷直線過(guò)定點(diǎn)(0,1),且這個(gè)定點(diǎn)在圓內(nèi),第二問(wèn)要用向量方法判斷的取值范圍,以S△AOB=求出三角形面積的最大值.

解:(1)直線m:y=kx+1恒過(guò)點(diǎn)(0,1),而(0,1)在圓x2+y2=4內(nèi)部,所以直線m與圓O恒有兩個(gè)不同交點(diǎn).

試題詳情

(2),解得,設(shè),

試題詳情

所以,

試題詳情

,

試題詳情

所以,當(dāng)k=0時(shí),最大值為,所以,

試題詳情

,

試題詳情

所以,

試題詳情

所以S△AOB=,

試題詳情

所以△AOB面積S△AOB的最大值為

反思:第一問(wèn)考查過(guò)定點(diǎn)的直線系及點(diǎn)在圓內(nèi)的判斷方法,第二問(wèn)考查以向量為工具,解決三角形面積問(wèn)題,在運(yùn)算方面仍然考查設(shè)而不求,運(yùn)用用韋達(dá)定理整體運(yùn)算.

試題詳情

 ①直線方程中含有參數(shù)時(shí),要先考慮直線是否過(guò)定點(diǎn),或是否是平行直線系.②直線和圓的題目要盡量使用數(shù)形結(jié)合思想解題,以簡(jiǎn)化運(yùn)算.本題第(2)問(wèn)也可以不用向量的方法,運(yùn)用三角形余弦定理,得到(圓O半徑為r=4),當(dāng)AB垂直于y軸時(shí),弦長(zhǎng)|AB|取最小值;當(dāng)AB是圓的直徑時(shí), |AB|取最大值.所以,所以,以下同上解法.

七 高考風(fēng)向標(biāo)

考查方向一:填空選擇題由過(guò)去的單一考查概念與定義、基本元素與基本關(guān)系逐漸轉(zhuǎn)向突出考查數(shù)學(xué)思想方法,在“知識(shí)網(wǎng)絡(luò)交匯點(diǎn)”命題.解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)知識(shí)掌握的基礎(chǔ)性、全面性和熟練性.

試題詳情

例1 過(guò)橢圓的右焦點(diǎn)作一條斜率為2的直線與橢圓交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為        

試題詳情

解析:該橢圓的右焦點(diǎn)的坐標(biāo)是,該直線方程是,代入橢圓方程得.設(shè),則的面積等于

試題詳情

點(diǎn)評(píng):本題考查直線與橢圓的位置關(guān)系,考查解析幾何的基本思想方法.解題的關(guān)鍵是設(shè)而不求的整體思想.若對(duì)解析幾何中“設(shè)而不求”的整體思想認(rèn)識(shí)模糊,則會(huì)陷入復(fù)雜的運(yùn)算導(dǎo)致錯(cuò)誤.

試題詳情

例2設(shè)橢圓的離心率為,焦點(diǎn)在軸上且長(zhǎng)軸長(zhǎng)為26.若曲線上的點(diǎn)到橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)的距離的差的絕對(duì)值等于8,則曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為(    )

試題詳情

A.      B.    C.        D.

試題詳情

解析:由已知得在橢圓中,由此知道在雙曲線中的,故雙曲線中的,雙曲線方程為。

試題詳情

點(diǎn)評(píng):本題考查橢圓和雙曲線的基礎(chǔ)知識(shí),考查分析問(wèn)題的能力。注意不要把把橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)誤以為是橢圓中的,混淆橢圓和雙曲線中的的關(guān)系。

考查方向二:解答題綜合向量的有關(guān)知識(shí),與數(shù)列、函數(shù)、不等式等內(nèi)容結(jié)合求圓錐曲線的方程,考查直線與圓錐曲線的位置關(guān)系.另外,存在性和最值、定值、參數(shù)范圍問(wèn)題也是圓錐曲線的?夹问.解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用,比如數(shù)形結(jié)合、分類討論、設(shè)而不求、點(diǎn)差法等.

試題詳情

例3如圖,設(shè)拋物線方程為,為直線上任意一點(diǎn),過(guò)引拋物線的切線,切點(diǎn)分別為

試題詳情

(Ⅰ)求證:三點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列;

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(Ⅱ)已知當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),.求此時(shí)拋物線的方程;

試題詳情

(Ⅲ)是否存在點(diǎn),使得點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)在拋物線上,其中,點(diǎn)滿足為坐標(biāo)原點(diǎn)).若存在,求出所有適合題意的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

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解析:(Ⅰ)證明:由題意設(shè)

試題詳情

,得,所以,

試題詳情

因此直線的方程為,直線的方程為

試題詳情

所以,①   .②

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由①減②得,因此,即.所以三點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列.

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(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,當(dāng)時(shí),將其代入①、②并整理得:

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,,所以是方程的兩根,

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因此,,又,所以

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由弦長(zhǎng)公式得

試題詳情

,所以,因此所求拋物線方程為

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(Ⅲ)解:設(shè),由題意得,則的中點(diǎn)坐標(biāo)為,設(shè)直線的方程為,

試題詳情

由點(diǎn)在直線上,并注意到點(diǎn)也在直線上,代入得

試題詳情

在拋物線上,則,因此

試題詳情

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(1)當(dāng)時(shí),則,此時(shí),點(diǎn)適合題意.

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(2)當(dāng),對(duì)于,此時(shí),,

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,所以,即,矛盾.

試題詳情

對(duì)于,因?yàn)?sub>,此時(shí)直線平行于軸, 又,

試題詳情

所以直線與直線不垂直,與題設(shè)矛盾,所以時(shí),不存在符合題意的點(diǎn).

試題詳情

綜上所述,僅存在一點(diǎn)適合題意.

試題詳情

點(diǎn)評(píng):本題考查導(dǎo)數(shù)、拋物線、等差數(shù)列、直線被曲線所截得的線段的長(zhǎng)、平面向量的加法等基礎(chǔ)知識(shí),考查坐標(biāo)法、方程、分類討論、反證等基本思想方法,考查邏輯推理、運(yùn)算求解的能力,考查分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,是一道以最基本的知識(shí)為依托全面考察考生的綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)的能力型試題。本題的第一問(wèn)就需要考生有“設(shè)而不求”的坐標(biāo)法思想以及方程的思想才能順利解決,實(shí)際上第一問(wèn)中的是方程的兩個(gè)不等實(shí)根,如果有這個(gè)思想就為第二問(wèn)的解決打下了良好的基礎(chǔ);第二問(wèn)的關(guān)鍵點(diǎn)是如何用去表示弦長(zhǎng)公式中的,在圓錐曲線中弦所在直線的斜率都可以用它們的中點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)表達(dá),特別對(duì)拋物線,,而本題第一問(wèn)所證明的正是點(diǎn)和弦的中點(diǎn)具有相同的橫坐標(biāo),這樣就找到了解題的突破口;第三問(wèn)更是集中體現(xiàn)了方程思想和坐標(biāo)法思想在解決問(wèn)題中的作用,解決的關(guān)鍵是根據(jù)兩個(gè)點(diǎn)關(guān)于關(guān)于一條直線對(duì)稱所滿足的兩個(gè)條件(兩點(diǎn)連線和對(duì)稱軸垂直,兩點(diǎn)的中點(diǎn)在對(duì)稱軸上),進(jìn)行推理論證。

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例3已知曲線所圍成的封閉圖形的面積為,曲線的內(nèi)切圓半徑為.記為以曲線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為頂點(diǎn)的橢圓.

試題詳情

(Ⅰ)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;

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(Ⅱ)設(shè)是過(guò)橢圓中心的任意弦,是線段的垂直平分線.上異于橢圓中心的點(diǎn).

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(1)若為坐標(biāo)原點(diǎn)),當(dāng)點(diǎn)在橢圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)的軌跡方程;

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(2)若與橢圓的交點(diǎn),求的面積的最小值.

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解析:(Ⅰ)由題意得,解得,.因此所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為

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(Ⅱ)(1)假設(shè)所在的直線斜率存在且不為零,設(shè)所在直線方程為,

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解方程組,

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所以

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設(shè),由題意知,所以,即,

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因?yàn)?sub>的垂直平分線,所以直線的方程為,即,

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因此,又,所以,

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又當(dāng)或不存在時(shí),上式仍然成立.

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綜上所述,的軌跡方程為

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(2)當(dāng)存在且時(shí),由(1)得,

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解得,,

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所以,,

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解法一:由于

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,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,即時(shí)等號(hào)成立,此時(shí)面積的最小值是

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當(dāng),

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當(dāng)不存在時(shí),

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綜上所述,的面積的最小值為

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解法二:因?yàn)?sub>,

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,

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當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,即時(shí)等號(hào)成立,

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此時(shí)面積的最小值是

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當(dāng),

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當(dāng)不存在時(shí),

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綜上所述,的面積的最小值為

試題詳情

點(diǎn)評(píng):本題考查直線與圓的基礎(chǔ)知識(shí),考查待定系數(shù)法、參數(shù)法求曲線方程的方法,考查函數(shù)與方程、分類討論的思想,考查分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,是一道以解析幾何知識(shí)為依托,全面考查數(shù)學(xué)思想方法,全面考查考生的綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)的能力型試題。題目的入口是求出常數(shù)的值,這個(gè)入口就很容易把許多考生拒之門(mén)外,曲線的形狀并不是對(duì)所有考生都熟悉的;在接下來(lái)的第二問(wèn)的兩個(gè)設(shè)問(wèn)中,第一個(gè)是用參數(shù)法求曲線方程,第二個(gè)是一個(gè)最值問(wèn)題,這兩個(gè)都不是考生所能輕易解決的。

八、沙場(chǎng)點(diǎn)兵

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一、 選擇題:本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題意要求的.

1.過(guò)點(diǎn)的直線l經(jīng)過(guò)圓的圓心,則直線l的傾斜角大小為(    )

    A.150°            B.120°           C.30°             D.60°

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2.(08重慶卷3)圓O1:和圓O2: 的位置關(guān)系是(    )

A.相離      B.相交     C.外切      D.內(nèi)切 

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3.方程對(duì)應(yīng)的曲線是(    )

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4.設(shè)直線與拋物線交于A、B兩點(diǎn),則AB的中點(diǎn)到軸的距離為(     )。

A.4               B.3               C.2              D.1

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5.(文)若直線mxny=4和⊙O沒(méi)有交點(diǎn),則過(guò)(m,n)的直線與橢圓的交點(diǎn)個(gè)數(shù)(    )

  A.至多一個(gè)  B.2個(gè)  C.1個(gè)  D.0個(gè)

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5.(理)在橢圓上有一點(diǎn)P,F(xiàn)1、F2是橢圓的左右焦點(diǎn),△F1PF2為直角三角形,則這樣的點(diǎn)P有(    )

A.4個(gè)或6個(gè)或8?jìng)(gè)      。拢4個(gè)           。茫6個(gè)       。模8個(gè)

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6.已知點(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng),則代數(shù)式的最大值是( 。

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A.  B.-  C.   D.-

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7.橢圓的離心率的取值范圍是(    )

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  A.()     B.()     C.()      D.(

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8.對(duì)于拋物線上任意一點(diǎn),點(diǎn)都滿足,則實(shí)數(shù)的最大值是(    )

    A.0            B.1            C.2            D.4

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9.已知橢圓,過(guò)右焦點(diǎn)F做不垂直于軸的弦交橢圓于A、B兩點(diǎn),AB的垂直平分線交軸于N,則 (    )

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A.               B.               C.               D.

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10.已知曲線和直線(a、b為非零實(shí)數(shù)),在同一坐標(biāo)系中,它們的圖形可能是(    )                                     

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A                B              C                 D

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11.(文) 已知點(diǎn)P在拋物線上,那么點(diǎn)P到點(diǎn)的距離與點(diǎn)P到拋物線焦點(diǎn)距離之和取得最小值時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(    )

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A.      B.        C.     D.

試題詳情

11.(理) 在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn),已知兩點(diǎn),。若點(diǎn)滿足,其中,則點(diǎn)的軌跡方程為( 。

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                                     B

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                                               Dx+2y-5=0

試題詳情

12.已知雙曲線E的離心率為e,左、右兩焦點(diǎn)分別為F1、F2,拋物線C以F2為頂點(diǎn),F(xiàn)1為焦點(diǎn),點(diǎn)P為拋物線與雙曲線右支上的一個(gè)交點(diǎn),若a|PF2|+c|PF1|=8a2,則e的值為             (    )

    A.             B. 3              C.             D.

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二.填空題:本大題共4小題,每小題4分,共16分,請(qǐng)把答案直接填在題中橫線上.

13.(文科)已知拋物線的直線與拋物線相交于兩點(diǎn),,則最小值為          .

試題詳情

13.(理科)已知拋物線到拋物線的準(zhǔn)線距離為d1,到直線的距離為d2,則d1+d2的最小值是          .

試題詳情

14.雙曲線>0,)的離心率為2,有一個(gè)焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,則的值為      

試題詳情

15.已知與拋物線,若過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則滿足條件的直線          條。

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16.如圖,把橢圓的長(zhǎng)軸分成等份,過(guò)   每個(gè)分點(diǎn)作軸的垂線交橢圓的上半部分于七個(gè)點(diǎn),是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),則       

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一、選擇題

1-5 BBAB 文B理A  6-10 ADCBC 11-12文B理D A

6.A 提示:設(shè),則表示點(diǎn)與點(diǎn)(0,0)連線的斜率.當(dāng)該直線kx-y=0與圓相切時(shí),取得最大值與最小值.圓心(2,0),由=1,解得,∴的最大值為.11.(文) B 

11.(文) A       提示:拋物線的焦點(diǎn)為F(1,0),作PA垂直于準(zhǔn)線x=-1,則

|PA|=|PF|,當(dāng)A、P、Q在同一條直線上時(shí),

|PF|+|PQ|=|PA|+|PQ|=|AQ|,

此時(shí),點(diǎn)P到Q點(diǎn)距離與拋物線焦點(diǎn)距離之和取得最小值,

P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為-1,有1=4x,x=,此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo)為(,-1),故選A。

11.(理) B提示:設(shè)

。

12.A    提示:如右圖所示,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0),由拋物線以F2為頂點(diǎn),F1為焦點(diǎn),可得其準(zhǔn)線的方

程為x=3c, 根據(jù)拋物線的定義可得|PF1|=|PR|=3c-x0,又由點(diǎn)P為雙曲線上的點(diǎn),根據(jù)雙曲線的第二定義可得=e, 即得|PF2|=ex0-a, 由已知a|PF2|+c|PF1|=8a2,可得-a2+3c2=8a2,即e2=3,由e>1可得e=, 故應(yīng)選A.

二、填空題:13-16文    3   35

 

 

 

 

 

 

九、實(shí)戰(zhàn)演習(xí)

一  選擇題

1.與圓相切,且在兩坐標(biāo)軸上截距相等的直線共有 (   )

A.2條          B.3條         C.4條        D.6條

1.C提示: 在兩坐標(biāo)軸上截距相等的直線有兩類:①直線過(guò)原點(diǎn)時(shí),有兩條與已知圓相切;②直線不過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)其方程為,也有兩條與已知圓相切.易知①、②中四條切線互不相同,故選C.

2.在中,三內(nèi)角所對(duì)的邊是成等差數(shù)列,那么直線與直線的位置關(guān)系是  (        )

A.平行        B.重合       C.垂直      D.相交但不垂直

2.B提示:成等差數(shù)列,

,

,故兩直線重合。選B。

3.已知函數(shù),集合,集合,則集合的面積是      

A.             B.            C.            D.

3.D提示: 集合即為:,集合即為: ,其面積等于半圓面積。

4.(文)已知直線m:交x軸于M,E是直線m上的點(diǎn),N(1,0),又P在線段EN的垂直平分線上,且,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是(  )

A.圓   B.橢圓   C.雙曲線    D.拋物線

4.(文)D.

4.(理)已知P在雙曲線上變動(dòng),O是坐標(biāo)原點(diǎn),F(xiàn)是雙曲線的右焦點(diǎn),則的重心G的軌跡方程是(  )

A.    B.

C.     D.

4.(理)C.提示:雙曲線焦點(diǎn)坐標(biāo)是F(6,0).設(shè)雙曲線上任一點(diǎn)P(x0,y0), 的重心G(x,y),則由重心公式,

,解得,代入,得為所求.

5.已知是三角形的一個(gè)內(nèi)角,且,則方程表示(  。

A.焦點(diǎn)在軸上的橢圓     B.焦點(diǎn)在軸上的橢圓

C.焦點(diǎn)在軸上的雙曲線    D.焦點(diǎn)在軸上的雙曲線

5.B提示:由,又是三角形的一個(gè)內(nèi)角,故,

再由,

結(jié)合解得

。

故方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓。選B。

或者結(jié)合單位圓中的三角函數(shù)線直接斷定。

6.過(guò)拋物線的焦點(diǎn)作一條直線與拋物線相交于A、B兩點(diǎn),它們的橫坐標(biāo)之和等于5,則這樣的直線                        。    )

A.有且僅有一條     B.有且僅有兩條      C.有無(wú)窮多條      D.不存在

6.B提示:該拋物線的通徑長(zhǎng)為4,而這樣的弦AB的長(zhǎng)為,故這樣的直線有且僅有兩條。選B。

或者(1)當(dāng)該直線的斜率不存在時(shí),它們的橫坐標(biāo)之和等于2;

(2)當(dāng)該直線的斜率存在時(shí),設(shè)該直線方程為,代入拋物線方程得

,由。故這樣的直線有且僅有兩條。

7.一個(gè)橢圓中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)軸上,(2,)是橢圓上一點(diǎn),且成等差數(shù)列,則橢圓方程為            (  。

A.     B.    C.     D.

7.A提示:設(shè)橢圓方程為,由成等差數(shù)列知,從而,故橢圓方程為,將P點(diǎn)的坐標(biāo)代入得,故所求的橢圓方程為。選A。

8.以A(4,3,1),B(7,1,2),C(5,2,3)為頂點(diǎn)的三角形形狀為(  )

A .直角三角形  B. 等腰三角形   C.非等腰三角形三角形   D.等邊三角形

8. B.提示:由兩點(diǎn)間距離公式,得,,故選B.

9. 若直線與雙曲線的右支交于不同的兩點(diǎn),則k的取值范圍是(。

A.   B.,     C.,   D.,

9.D提示:特別注意的題目。將直線代入雙曲線方程

若直線與雙曲線的右支交于不同的兩點(diǎn),則應(yīng)滿足

。選D。

10. (文)設(shè)離心率為e的雙曲線的右焦點(diǎn)為F,直線過(guò)點(diǎn)F且斜率為K,則直線與雙曲線C左、右支都有相交的充要條件是( 。

A.      B. 

C.      D.

10. (理)已知兩個(gè)點(diǎn)M(-5,0)和N(5,0),若直線上存在點(diǎn)P,使|PM|-|PN|=6,則稱該直線為“B型直線”。給出下列直線①。其中屬于“B型直線”的是(      )

A、①③    B、①②     C、③④     D、①④

10. (文)C  提示:由已知設(shè)漸近線的斜率為于是

,即故選C;

10. (理)B 提示:理解為以M、N為焦點(diǎn)的雙曲線,則c=5, 又|PM|-|PN|=6,則a=3,b=4,幾何意義是雙曲線的右支,所謂“B型直線”即直線與雙曲線的右支有交點(diǎn),又漸近線為:,逐一分析,只有①②與雙曲線右支有交點(diǎn),故選B;

11.已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)P在雙曲線上,且,則此雙曲線的離心率的最大值為   (   )

A、      B、     C、     D、2

11.B提示:,由    又

故選B項(xiàng)。

12.若AB過(guò)橢圓 + =1 中心的弦, F1為橢圓的焦點(diǎn), 則△F1AB面積的最大值為(    ) 

A. 6   B.12   C.24   D.48

12.B提示:設(shè)AB的方程為,代入橢圓方程得,。選B。

二  填空題

13.橢圓M:=1 (a>b>0) 的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,P為橢圓M上任一點(diǎn),且 的最大值的取值范圍是[2c2,3c2],其中. 則橢圓M的離心率e的取值范圍是         

13.

14. 1.1998年12月19日,太原衛(wèi)星發(fā)射中心為摩托羅拉公司(美國(guó))發(fā)射了兩顆“銥星”系統(tǒng)通信衛(wèi)星.衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是以地球中心為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓,近地點(diǎn)為m km,遠(yuǎn)地點(diǎn)為  n km,地球的半徑為R km,則通信衛(wèi)星運(yùn)行軌道的短軸長(zhǎng)等于         

           

14. 2提示:  c=m+R, +c=n+R,

c=,b=2=2.

15. 已知與曲線C:x2+y2-2x-2y+1=0相切的直線交x、y軸于A、B兩點(diǎn),O為原點(diǎn),|OA|=a,|OB|=b,a>2,b>2,線段AB中點(diǎn)的軌跡方程是                               。

15. 提示:滿足(a-2)(b-2)=2。設(shè)AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y), 則a=2x,b=2y, 代入①得(2x-2)(2y-2)=2, 即(x-1)(y-1)= (x>1,y>1)。

    16.以下四個(gè)關(guān)于圓錐曲線的命題中

①設(shè)A、B為兩個(gè)定點(diǎn),k為非零常數(shù),,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為雙曲線;

②過(guò)定圓C上一定點(diǎn)A作該圓的動(dòng)弦AB,O為坐標(biāo)原點(diǎn),若則動(dòng)點(diǎn)的軌跡為橢圓;③方程的兩根可分別作為橢圓和雙曲線的離心率;

④雙曲線有相同的焦點(diǎn).

其中真命題的序號(hào)為                 (寫(xiě)出所有真命題的序號(hào))

16. ③、④

三  解答題(74分)

17. (本小題滿分12分)已知,直線和圓

(1)求直線斜率的取值范圍;

(2)直線能否將圓分割成弧長(zhǎng)的比值為的兩段圓?為什么?

解析:(1)直線的方程可化為,直線的斜率,因?yàn)?sub>,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.

所以,斜率的取值范圍是

(2)不能.由(1)知的方程為,其中

的圓心為,半徑.圓心到直線的距離

,得,即.從而,若與圓相交,則圓截直線所得的弦所對(duì)的圓心角小于.所以不能將圓分割成弧長(zhǎng)的比值為的兩段。

18. (本小題滿分12分)已知A、B分別是橢圓的左右兩個(gè)焦點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P)在橢圓上,線段PB與y軸的交點(diǎn)M為線段PB的中點(diǎn)。

(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;

(2)點(diǎn)C是橢圓上異于長(zhǎng)軸端點(diǎn)的任意一點(diǎn),對(duì)于△ABC,求的值

18.解:(1)由題意知:

∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為=1.        

(2)∵點(diǎn)C在橢圓上,A、B是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),

∴AC+BC=2a=,AB=2c=2 .   

在△ABC中,由正弦定理,  ,

.       

19.(本小題滿分12分)已知橢圓的中心在原點(diǎn),離心率為,一個(gè)焦點(diǎn)是(為大于0的常數(shù)).

 (1)求橢圓的方程;

 (2)設(shè)是橢圓上一點(diǎn),且過(guò)點(diǎn)

同步練習(xí)冊(cè)答案