专题曲线与方程
解答数学题的“思维导图”:
逛公园顺道看景,好风光驻足留影.
把条件翻成图式,关键处深挖搞清.
综合法由因导果,分析法执果索因.
两方法嫁接联姻,让难题无以遁形.
这里把解题比作逛公园,沿路而行,顺道看景,既有活跃气氛,又有借景喻理之意,即理解题意后把已知条件“翻译”出来,如果能得到结论那是最好,如果不行就要转化,即从已知条件入手推出中间结论(可知),当中间结论能直接证明最终结论时,则解题成功.当中间结论不能直接证明最终结论时,可把最终结论等价转化为“需知”,再用中间结论证明“需知”从而达到解题目的.有时还要挖掘题目的隐含条件.从某种意义上说,解题就是“找关系”----找出已知与未知的联系,不断缩小以至消除二者之间的差距,从而达到解题目的.
这个思维导图不仅是用来解答压轴题,其实,每个层次的学生都有相应的难题。中等以下水平的学生高考基本不用做压轴题的,但他们做中档题会有困难,思维导图一样适用。
专题1曲线的方程
本专题思维导图
一个问题两方面
几何直观是曲线
代数运算很精准
读题画图思路现
曲线与方程是解析几何的最基础问题,高考中除了部分直接考求轨迹方程的解答题,
还有不少试题作为第(1)题要求曲线的方程,或者在知道曲线类型的情况下,求其他基本量(a、b、c、e、p)或其他特定的量.解题过程中要注意基本量思想的运用,即根据条件设出几个变量(基本量),相应地就要根据条件列出几个方程,解出相关变量,达到解题目的.
曲线形象直观,方程精准深刻,二者从不同的角度、以不同的形式反映同一个问题。因此解题过程需要画出图形以利思考。
思路点拨
如图所示,过点A作渐近线的垂线AP,由MAN=60°可得PAN=30°,
因为,,所以,,
.
又,所以,解得,所以.
思路点拨
根据抛物线定义,,所以.
因为所以,
所以,,所以渐近线方程为.
思路点拨
以线段为直径的圆是,直线与圆相切,所以圆心到直线的距离,整理为,即,即,,故选A.
思路点拨
(1)由椭圆的离心率为可得,又圆的半径为,,解出a,.
(2)若,为上下或左右顶点,则直线,与圆相切。一般情形设直线的方程为,代入椭圆方程可得.
再设,,,利用及韦达定理求出m和k的关系,然后计算圆心到直线的距离,并比较此距离与半径的大小.
本题思维导图:
满分解答
由题意知,。
设圆的半径为,则,即,解得,所以,所以,椭圆的方程为.
(2)因为M,N关于原点对称,O为原点,由知.
设,,,,当直线的斜率存在时,设直线的方程为.
代入椭圆方程整理得。
由于,,,,且,所以
,于是。
又圆的圆心到直线的距离为,所以直线与圆相切.
当直线的斜率不存在时,依题意得,,,.由得,所以,结合得,所以直线到原点的距离都是,即直线与圆也相切.
同理可得,直线与圆也相切.
综合上述,直线、与圆相切
思路点拨
第(1)题列出关于a,c的方程,解出a,c即可.第(2)题需要表示出B、D的坐标,可以用椭圆的参数方程设出B的坐标,也可以设PA的方程为x=my+1,再与椭圆方程联立求出B的坐标,再求直线BQ的方程,从而求出D的坐标.
满分解答
(1)设的坐标为.依题意,,,,解得,,,于是.
故椭圆的方程为,抛物线的方程为.(2)解1如图,考虑到图形的对称性,先计算点纵坐标为正实数的情形.设,.
因为,所以,解得,于是,于是
,所以直线BQ的方程为.
令,得,即.
所以的面积,即
,与联立解得,.
由此可得,所以直线的方程为.根据图形的对称性,可得直线的方程为或.
解2设直线的方程为,与直线的方程联立,可得点,故.
把与联立,消去,整理得,解得,或.
由点异于点,可得点.
由,可得直线的方程为.
令,解得,故,.
又因为的面积为,故,整理得,解得,所以.
所以,直线的方程为或.
思路点拨
第(2)题利用中点坐标公式,只要证明,需要设出M、N的坐标,利用第(1)中所得方程,可以设成普通坐标,也可以根据抛物线的参数方程设出其坐标.
满分解答
(1)把代入得,于是抛物线的方程为,焦点坐标为,准线方程为.
(2)设:,,,则,.
直线的方程为,直线的方程为.
由题知,,联立方程组
得:,
所以,.
,
由,,上式得,故为线段的中点.
解2由(1)可设,则直线MN的斜率为,,即.
此时,若为线段的中点,则,即,这显然成立.
故为线段的中点.
思路点拨
第(1)题根据已知可得关于a、c的二次齐次式,从而求出e.第(2)题把四边形的面积转化为,因此要求出的坐标.根据条件需要设出直线的方程为.
满分解答
(1)设椭圆的离心率为e.由已知,可得.
又由,可得,即.又因为,解得.
所以,椭圆的离心率为.
(2)(ⅰ)依题意,设直线的方程为,则直线的斜率为.
由(1)知,可得直线的方程为,即,与直线
的方程联立,可解得,,即点的坐标为.
由已知,有,整理得
,所以,即直线的斜率为.
(ii)由,可得,故椭圆方程可以表示为.
由(i)得直线的方程为,与椭圆方程联立消去,整理得,解得(舍去)或.
因此点,进而可得,
所以.
由已知,线段的长即为与这两条平行直线间的距离,故直线和都垂直于直线.
因为,所以,
所以的面积为.
同理的面积等于,由四边形的面积为,得,整理得,又由,得.
所以,椭圆的方程为.
思路点拨
第(1)题根据条件求出b即可求出渐近线方程.
第(2)要求的斜率k,就需要得到关于k的方程,只要设出直线方程代入双曲线方程,再把已知条件坐标化即可.由可知计算可以稍微简单一些,也可以利用点差法求k.
满分解答
(1)由已知,解得,所以的边长为,代入,解得,所以双曲线的渐近线方程为
(2)解1设直线的方程为点
则
由得
其中
因为即
=
由于因此即解得
所以的斜率为
解2设直线的方程为点点
与的中点为则
由题可知
因此(如图)所以
整理得
以下过程同法一.
解3设直线的方程为点点与的中点为则
由于点与在双曲线上,因此
两式相减得整理得
因为所以
由题可知即
所以代入解得
所以的斜率为
思路点拨
第(1)题要证明,只需证明其斜率相等;第(2)题设AB中点E(x,y),AB与x轴交点D(m,0),可以利用A、B、D、E四点共线建立x,y之间的关系.
满分解答
(1)由条件可得,设,,则
设过A、B的直线为l,则,所以l的方程为,即
由于F在直线l上,所以.
又,,所以.
(2)设与轴的交点为,
则.
由题设可得2?,所以(舍去),.
设满足条件的的中点为.
当与轴不垂直时,由于ABDE四点共线,所以可得.
因为,所以.
当与轴垂直时,与重合.所以所求轨迹方程为.
否
能
曲线和方程问题
由定义或相关条件列方程组,解出a,b,c,e,p或圆心、半径,检验
已知方程研究曲线性质
画出满足条件的图形
根据方程所具有的性质(联立方程组)及其他条件解题
已知性质求曲线(方程)
作答
例1已知双曲线C:(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点.若∠MAN=60°,则C的离心率为________.
例在平面直角坐标系xOy中,双曲线的右支与焦点为F的抛物线交于A,B两点,若|AF|+|BF|=4|OF|,则该双曲线的渐近线方程为.
例已知椭圆C:,(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线相切,则C的离心率为
(B)(C) (D)
例4设椭圆的左右顶点为,,上下顶点为,,菱形的内切圆的半径为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设,是椭圆上关于原点对称的两点,椭圆上一点满足,试判断直线,与圆的位置关系,并证明你的结论.
例5设椭圆()的左焦点为,右顶点为,离心率为.已知是抛物线()的焦点,到抛物线的准线的距离为.
(1)求椭圆的方程和抛物线的方程;
(2)设上两点关于轴对称,直线与椭圆相交于点(异于点),直线与轴相交于点,若的面积为,求直线的方程.
6已知抛物线过点,过点作直线与抛物线交于不同的两点.过点作轴的垂线分别与直线交于点,其中为原点.
求抛物线的方程,并求其焦点坐标和准线方程;
(2)求证:为线段的中点.
例7椭圆的左焦点为,右顶点为,的坐标为的面积为.
()
()点在线段上,延长线段,点在轴,且直线与直线,四边形.
(i)求直线的斜率;
(ii)求椭圆的方程.
例8双曲线的左、右焦点分别为,直线过且与双曲线交于两点.
(1)若的倾斜角为,是等边三角形,求双曲线的渐近线方程;
(2)设,若的斜率存在,且,求的斜率.
例9已知抛物线:的焦点为,平行于轴的两条直线分别交于两点,交的准线于两点.
(1)若在线段上,是的中点,证明;
(2)若的面积是的面积的两倍,求中点的轨迹方程.
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