解析几何专题复习.
解析几何单元易错题练习
一.考试内容:
椭圆及其标准方程.椭圆的简单几何性质.椭圆的参数方程. 双曲线及其标准方程.双曲线的简单几何性质. 抛物线及其标准方程.抛物线的简单几何性质. 二.考试要求:
掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质,了解椭圆的参数方程. 掌握双曲线的定义、标准方程和双曲线的简单几何性质. 掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质. 了解圆锥曲线的初步应用.
【注意】圆锥曲线是解析几何的重点,也是高中数学的重点内容,高考中主要出现三种类型的试题:①考查圆锥曲线的概念与性质;②求曲线方程和轨迹;③关于直线与圆锥曲线的位置关系的问题. 三.基础知识: 椭圆及其标准方程
椭圆的定义:椭圆的定义中,平面内动点与两定点1F 、2F 的距离的和大于|1F 2F |这个条件不可忽视.若这个距离之和小于|1F 2F |,则这样的点不存在;若距离之和等于|1F 2F |,则动点的轨迹是线段1F 2F .
2.椭圆的标准方程:12222=+b y a x (a >b >0),122
2
2=+b x a y (a >b >0).
3.椭圆的标准方程判别方法:判别焦点在哪个轴只要看分母的大小:如果2
x 项的分母大于2
y 项的分母,
则椭圆的焦点在x 轴上,反之,焦点在y 轴上.
4.求椭圆的标准方程的方法:⑴ 正确判断焦点的位置;⑵ 设出标准方程后,运用待定系数法求解. 椭圆的简单几何性质
椭圆的几何性质:设椭圆方程为122
2
2=+b y a x (a >b >0).
⑴ 范围: -a ≤x ≤a ,-b ≤x ≤b ,所以椭圆位于直线x=a ±和y=b ±所围成的矩形里. ⑵ 对称性:分别关于x 轴、y 轴成轴对称,关于原点中心对称.椭圆的对称中心叫做椭圆的中心. ⑶ 顶点:有四个1A (-a ,0)、2A (a ,0)1B (0,-b )、2B (0,b ).
线段1A 2A 、1B 2B 分别叫做椭圆的长轴和短轴.它们的长分别等于2a 和2b ,a 和b 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长. 所以椭圆和它的对称轴有四个交点,称为椭圆的顶点.
⑷ 离心率:椭圆的焦距与长轴长的比
a c
e =
叫做椭圆的离心率.它的值表示椭圆的扁平程度.0<e <1.e 越接
近于1时,椭圆越扁;反之,e 越接近于0时,椭圆就越接近于圆. 2.椭圆的第二定义
⑴ 定义:平面内动点M 与一个顶点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数
a c
e =
(e <1=时,这个
动点的轨迹是椭圆.
⑵ 准线:根据椭圆的对称性,1222
2=+b y a x (a >b >0)的准线有两条,它们的方程为c a x 2
±=.对于椭圆1222
2=+b x a y (a >b >0)的准线方程,只要把x 换成y 就可以了,即
c a y 2
±=. 3.椭圆的焦半径:由椭圆上任意一点与其焦点所连的线段叫做这点的焦半径.
设1F (-c ,0),2F (c ,0)分别为椭圆122
22=+b y a x (a >b >0)的左、右两焦点,M (x ,y )是椭圆
上任一点,则两条焦半径长分别为
ex
a MF +=1,
ex
a MF -=2.
椭圆中涉及焦半径时运用焦半径知识解题往往比较简便.
椭圆的四个主要元素a 、b 、c 、e 中有2
a =2
b +2
c 、a c
e =
两个关系,因此确定椭圆的标准方程只需两个
独立条件.
4.椭圆的参数方程
椭圆122
22=+b y a x (a >b >0)的参数方程为cos sin x a y b θθ=??=?
(θ为参数). 说明 ⑴ 这里参数θ叫做椭圆的离心角.椭圆上点P 的离心角θ与直线OP 的倾斜角α不同:
θαtan tan a b
=
;
⑵ 椭圆的参数方程可以由方程122
22=+b y a x 与三角恒等式1sin cos 22=+θθ相比较而得到,所以椭圆的
参数方程的实质是三角代换. 92.椭圆22
221(0)x y a b a b +=>>的参数方程是cos sin x a y b θθ=??=?
. 5.椭圆的的内外部
(1)点00(,)P x y 在椭圆22
221(0)x y a b a b +=>>的内部22
00221x y a b ?+<. (2)点00(,)P x y 在椭圆22
221(0)x y a b a b +=>>的外部22
00221x y a b ?+>.
6. 椭圆的切线方程
椭圆22221(0)x y a b a b +=>>上一点00(,)P x y 处的切线方程是00221x x y y
a b +=.
(2)过椭圆22221(0)x y a b a b +=>>外一点00(,)P x y 所引两条切线的切点弦方程是00221x x y y
a b +=.
(3)椭圆22
221(0)x y a b a b +=>>与直线0Ax By C ++=相切的条件是22222A a B b c +=
双曲线及其标准方程
双曲线的定义:平面内与两个定点1F 、2F 的距离的差的绝对值等于常数2a (小于|1F 2F |)的动点M 的轨迹叫做双曲线.在这个定义中,要注意条件2a <|1F 2F |,这一条件可以用“三角形的两边之差小于第三边”加以理解.若2a=|1F 2F |,则动点的轨迹是两条射线;若2a >|1F 2F |,则无轨迹. 若
1
MF <
2
MF 时,动点M 的轨迹仅为双曲线的一个分支,又若
1
MF >
2
MF 时,轨迹为双曲线的另一
支.而双曲线是由两个分支组成的,故在定义中应为“差的绝对值”.
双曲线的标准方程:12222=-b y a x 和122
22=-b x a y (a >0,b >0).这里222a c b -=,其中|1F 2F |=2c.要
注意这里的a 、b 、c 及它们之间的关系与椭圆中的异同.
3.双曲线的标准方程判别方法是:如果2
x 项的系数是正数,则焦点在x 轴上;如果2
y 项的系数是正数,
则焦点在y 轴上.对于双曲线,a 不一定大于b ,因此不能像椭圆那样,通过比较分母的大小来判断焦点在哪一条坐标轴上.
4.求双曲线的标准方程,应注意两个问题:⑴ 正确判断焦点的位置;⑵ 设出标准方程后,运用待定系数法求解.
双曲线的简单几何性质
双曲线1222
2=-b y a x 的实轴长为2a ,虚轴长为2b ,离心率a c e =>1,离心率e 越大,双曲线的开口越大. 双曲线1222
2=-b y a x 的渐近线方程为x a b
y ±=或表示为02222=-b y a x .若已知双曲线的渐近线方程是
x n m
y ±
=,即0=±ny mx ,那么双曲线的方程具有以下形式:k y n x m =-2
222,其中k 是一个不为
零的常数.
双曲线的第二定义:平面内到定点(焦点)与到定直线(准线)距离的比是一个大于1的常数(离心率)
的点的轨迹叫做双曲线.对于双曲线122
2
2=-b y a x ,它的焦点坐标是(-c ,0)和(c ,0),与它们对应的准线方程分别是c a x 2
-=和c a x 2=.双曲线222
21(0,0)x y a b a b -=>>的焦半径公式 21|()|a PF e x c =+,2
2|()|
a PF e x c =-.
双曲线的内外部
点00(,)P x y 在双曲线22
221(0,0)x y a b a b -=>>的内部2200221x y a b ?->. 点00(,)P x y 在双曲线22
221(0,0)x y a b a b -=>>的外部22
00221x y a b ?-<.
双曲线的方程与渐近线方程的关系
(1)若双曲线方程为12
222=-b y a x ?渐近线方程:22220x y a b -=?x a b y ±=. 若渐近线方程为x a b
y ±=?0=±b y a x ?双曲线可设为λ=-222
2b y a x .
若双曲线与12222=-b y a x 有公共渐近线,可设为λ=-22
22b y a x (0>λ,焦点在x 轴上,0<λ,焦点在y
轴上).
双曲线的切线方程
双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>上一点00(,)P x y 处的切线方程是00221x x y y a b -=.
(2)过双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>外一点00(,)P x y 所引两条切线的切点弦方程是00221x x y y
a b -=. (3)双曲线22
221(0,0)x y a b a b -=>>与直线0Ax By C ++=相切的条件是22222A a B b c -=.
抛物线的标准方程和几何性质
1.抛物线的定义:平面内到一定点(F )和一条定直线(l )的距离相等的点的轨迹叫抛物线。这个定点F 叫抛物线的焦点,这条定直线l 叫抛物线的准线。
需强调的是,点F 不在直线l 上,否则轨迹是过点F 且与l 垂直的直线,而不是抛物线。 2.抛物线的方程有四种类型:
px y 22=、px y 22-=、py x 22=、py x 22-=.
对于以上四种方程:应注意掌握它们的规律:曲线的对称轴是哪个轴,方程中的该项即为一次项;一次项前面是正号则曲线的开口方向向x 轴或y 轴的正方向;一次项前面是负号则曲线的开口方向向x 轴或y 轴的负方向。
3.抛物线的几何性质,以标准方程y2=2px 为例 (1)范围:x ≥0;
(2)对称轴:对称轴为y=0,由方程和图像均可以看出; (3)顶点:O (0,0),注:抛物线亦叫无心圆锥曲线(因为无中心);
(4)离心率:e=1,由于e 是常数,所以抛物线的形状变化是由方程中的p 决定的;
(5)准线方程
2p x =-
;
(6)焦半径公式:抛物线上一点P (x1,y1),F 为抛物线的焦点,对于四种抛物线的焦半径公式分别为
(p >0):
221122112:;2:222:;2:22p
p y px PF
x y px PF x p
p
x py PF y x py PF y ==+
=-=-+==+=-=-+
(7)焦点弦长公式:对于过抛物线焦点的弦长,可以用焦半径公式推导出弦长公式。设过抛物线y2=2px (p >O )的焦点F 的弦为AB ,A (x1,y1),B (x2,y2),AB 的倾斜角为α,则有①|AB|=x 1+x 2+p
以上两公式只适合过焦点的弦长的求法,对于其它的弦,只能用“弦长公式”来求。
(8)直线与抛物线的关系:直线与抛物线方程联立之后得到一元二次方程:x 2
+bx+c=0,当a ≠0时,两者的位置关系的判定和椭圆、双曲线相同,用判别式法即可;但如果a=0,则直线是抛物线的对称轴或是和对称轴平行的直线,此时,直线和抛物线相交,但只有一个公共点。
4.抛物线px y 22
=上的动点可设为P ),2(2
y p y 或或)2,2(2pt pt P P (,)x y ,其中 22y px =.
5.二次函数2
2
24()24b ac b y ax bx c a x a a -=++=++
(0)a ≠的图象是抛物线:(1)顶点坐标为
24(,)24b ac b a a --;(2)焦点的坐标为241(,)24b ac b a a -+-;(3)准线方程是241
4ac b y a --=.
6.抛物线的内外部 点00(,)P x y 在抛物线22(0)y px p =>的内部2
2(0)y px p ?<>. 点00(,)P x y 在抛物线22(0)y px p =>的外部22(0)y px p ?>>. 点00(,)P x y 在抛物线22(0)y px p =->的内部22(0)y px p ?<->. 点00(,)P x y 在抛物线22(0)y px p =->的外部22(0)y px p ?>->. 点00(,)P x y 在抛物线22(0)x py p =>的内部22(0)x py p ?<>. 点00(,)P x y 在抛物线22(0)x py p =>的外部22(0)x py p ?>>. 点00(,)P x y 在抛物线22(0)x py p =>的内部
22(0)x py p ?<>. 点
00(,)
P x y 在抛物线22(0)x py p =->的外部2
2(0)x py p ?>->.
7. 抛物线的切线方程
抛物线
px y 22
=上一点00(,)P x y 处的切线方程是00()y y p x x =+. (2)过抛物线
px y 22
=外一点00(,)P x y 所引两条切线的切点弦方程是00()y y p x x =+.(3)抛物线
22(0)y px p =>与直线0Ax By C ++=相切的条件是22pB AC =.
(六).两个常见的曲线系方程 过曲线
1(,)0f x y =,
2(,)0
f x y =的交点的曲线系方程是
12(,)(,)0f x y f x y λ+=(λ为参数).
共焦点的有心圆锥曲线系方程22
221x y a k b k +=--,其中22max{,}k a b <.当
22min{,}k a b >时,表示椭圆; 当
2222
min{,}max{,}a b k a b <<时,表示双曲线. 直线与圆锥曲线相交的弦长公式
AB =
1212|||AB x x y y ==-=-A ),(),,(2211y x B y x ,
由方程?
?
?=+=0)y ,x (F b
kx y 消去y 得到02=++c bx ax ,0?>,α为直线AB 的倾斜角,k 为直线的斜率).
(八).圆锥曲线的两类对称问题 (1)曲线(,)0F x y =关于点
00(,)
P x y 成中心对称的曲线是
00(2-,2)0
F x x y y -=.
(2)曲线(,)0F x y =关于直线0Ax By C ++=成轴对称的曲线是
22222()2()
(,)0
A Ax By C
B Ax By
C F x y A B A B ++++-
-=++.
四.基本方法和数学思想
椭圆焦半径公式:设P (x0,y0)为椭圆122
22=+b y a x (a>b>0)上任一点,焦点为F1(-c,0),F2(c,0),则
201,ex a PF ex a PF -=+=(e 为离心率);
双曲线焦半径公式:设P (x0,y0)为双曲线122
22=-b y a x (a>0,b>0)上任一点,焦点为F1(-c,0),F2(c,0),则:
(1)当P 点在右支上时,0201,ex a PF ex a PF +-=+=;
(2)当P 点在左支上时,
201,ex a PF ex a PF -=--=;(e 为离心率);
另:双曲线12222=-b y a x (a>0,b>0)的渐进线方程为022
22=-b y a x ;
抛物线焦半径公式:设P (x0,y0)为抛物线y2=2px(p>0)上任意一点,F 为焦点,则
20p
x PF +
=;y2=2px(p
<0)上任意一点,F 为焦点,
20p x PF +
-=;
涉及圆锥曲线的问题勿忘用定义解题;
共渐进线x a b y ±=的双曲线标准方程为λλ(22
22=-b y a x 为参数,λ≠0);
计算焦点弦长可利用上面的焦半径公式,
一般地,若斜率为k 的直线被圆锥曲线所截得的弦为AB , A 、B 两点分别为A(x1,y1)、B(x2,y2),则弦长
]4))[(1(1212212122x x x x k x x k AB -++=-?+=
]4)[()1
1(1
1212212122
y y y y k y y k -+?+
=-?+
=,这里体现了解析几何“设而不求”的解题思想;
椭圆、双曲线的通径(最短弦)为a b 2
2,焦准距为p=c b 2
,抛物线的通径为2p ,焦准距为p; 双曲线
122
22=-b y a x (a>0,b>0)的焦点到渐进线的距离为b;
中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆,双曲线方程可设为Ax2+Bx2=1;
抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦(过焦点的弦)为AB ,A (x1,y1)、B(x2,y2),则有如下结论:(1)AB
=x1+x2+p;
(2)y1y2=-p2,x1x2=42p ;
过椭圆122
22=+b y a x (a>b>0)左焦点的焦点弦为AB ,则)(221x x e a AB ++=,过右焦点的弦
)
(221x x e a AB +-=;
对于y2=2px(p ≠0)抛物线上的点的坐标可设为(p y 22
,y0),以简化计算;
处理椭圆、双曲线、抛物线的弦中点问题常用代点相减法,设A(x1,y1)、B(x2,y2)为椭圆122
22=+b y a x (a>b>0)上不同的两点,M(x0,y0)是AB 的中点,则KABKOM=2
2
a b -;对于双曲线12222=-b y a x (a>0,b>0),类似
可得:KAB.KOM=22
a b ;对于y2=2px(p ≠0)抛物线有KAB =21
2y y p +
求轨迹的常用方法:
(1)直接法:直接通过建立x 、y 之间的关系,构成F(x,y)=0,是求轨迹的最基本的方法;
(2)待定系数法:所求曲线是所学过的曲线:如直线,圆锥曲线等,可先根据条件列出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数,代回所列的方程即可; (3)代入法(相关点法或转移法):若动点P(x,y)依赖于另一动点Q(x1,y1)的变化而变化,并且Q(x1,y1)
又在某已知曲线上,则可先用x 、y 的代数式表示x1、y1,再将x1、y1带入已知曲线得要求的轨迹方程; (4)定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某已知曲线的定义,则可由曲线的定义直接写出方程;
(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。
例题1 求过点(2,1)且与两坐标所围成的三角形面积为4的直线方程。
错解:设所求直线方程为1
=+b y a x 。
∵(2,1)在直线上,∴11
2=+b a , ①
又4ab 21
=,即ab = 8 , ②
由①、②得a = 4,b = 2。故所求直线方程为x + 2 y = 4 。
剖析:本题的“陷阱”是直线与两坐标轴所围成的三角形面积的表示。上述解法中,由于对截距概念模糊不清,误将直线在x 轴和y 轴上的截距作距离使用而掉入“陷阱”。
事实上,直线与两坐标轴所围成的三角形面积为21b
a ,而不是21
ab 。
故所求直线方程应为:
x + 2 y = 4,或(2+1)x - 2(2-1)y – 4 = 0,或(2- 1)x - 2(2+1)y +4 = 0。 例题2 求过点A (-4,2)且与x 轴的交点到(1,0)的距离是5的直线方程。
错解:设直线斜率为k ,其方程为y – 2 = k (x + 4),则与x 轴的交点为(-4-k 2,0),
∴
5
124=--
-k ,解得k = -51。故所求直线的方程为x + 5y – 6 = 0 。
剖析:题中仅考虑了斜率存在的情况,忽视了斜率不存在的情况,即经过A 且垂直于x 轴的直线,落入“陷
阱”。其实x = - 4也符合题意。
例题3 求过点(1,1)且横、纵截距相等的直线方程。
错解:设所求方程为1
=+a y a x ,将(1,1)代入得a = 2,
从而得所求直线方程为x + y – 2 = 0。
剖析:上述错解所设方程为1=+a y
a x ,其中不含横、纵截距为0的特殊情形,事实上,横、纵截距为0
且过点(1,1)的直线y = x 也符合条件。
例题4 已知圆的方程为x2 + y2 + ax + 2y + a2 = 0 ,一定点为A (1,2),要使过A 点作圆的切线有两条,求a 的取值范围。
错解:将圆的方程配方得: ( x + 2a
)2 + ( y + 1 )2 =
4342a -。
∵其圆心坐标为C (-2a
,-1),半径r =4342a -。
当点A 在圆外时,过点A 可作圆的两条切线,则
AC
> r 。
即2
2)
12()21(+++a >4342a -。即a2 + a + 9 > 0,解得a ∈R 。
剖析:本题的“陷阱”是方程x2 + y2 + ax + 2y + a 2= 0表示圆的充要条件,上述解法仅由条件得出AC
>
r ,即a2 + a + 9 > 0,却忽视了a 的另一制约条件4 – 3 a2 > 0。
事实上,由a2 + a + 9 > 0及4 – 3 a2 > 0可得a 的取值范围是(332
,332-
)。
例题5 已知直线L :y = x + b 与曲线C :y =2
1x -有两个公共点,求实线b 的取值范围。
错解:由?????2
1,
x y b x y -=+=消去x 得:2y2 - 2by + b2 – 1 = 0。 ( * )
∵ L 与曲线C 有两个公共点, ∴ ?= 4b2 – 8 ( b2 -1 ) > 0,解得-2<b <2
剖析:上述解法忽视了方程y =2
1x -中y ≥ 0 ,- 1 ≤ x ≤ 1这一限制条件,得出了错误的结论。
事实上,曲线C 和直线L 有两个公共点等价于方程(*)有两个不等的非负实根。
?????????
≥-=>=+>=?0
21022b --y y 0 1)-8(b -4b 2
212
221b y y 解得1≤ b ≤2。
例题6 等腰三角形顶点是A (4,2),底边的一个端点是B (3,5),求另一个端点C 的轨迹方程。 错解:设另一个端点的坐标为( x ,y ),依题意有:
AC
=
AB
,即:22)2()4(-+-y x =2
2)52()34(-+-
∴ (x - 4)2 + (y - 2) 2 = 10即为C 点的轨迹方程。
这是以A (4,2)为圆心、以为半径的圆。
剖析:因为A 、B 、C 三点为三角形三个顶点,所以A 、B 、C 三点不共线,即B 、C 不能重合,且不能为圆A 一直径的两个端点,这正是解题后没有对轨迹进行检验,出现增解,造成的解题错误。
事实上,C 点的坐标须满足??
?≠≠53
y x ,且?????≠+≠+225423y x ,
故端点C 的轨迹方程应为(x - 4)2 + ( y-2 )2 = 10 ( x ≠3,y ≠5;x ≠5,y ≠-1)。
它表示以(4,2)为圆心,以10为半径的圆,除去(3,5)(5,-1)两点。
例题7 求z = 3 x + 5 y 的最大值和最小值,使式中的x ,y 满足约束条件: ???
??≤-+≤≤+3
51y 15
3y 5x y x x
错解:作出可行域如图1所示,过原点作直线L0:3 x + 5 y = 0 。 由于经过B 点且与L0平行的直线与原点的距离最近,
故z = 3 x + 5 y 在B 点取得最小值。解方程组
??
??
?=+=-153535y x y x ,得B 点坐标为(3,0),∴ z 最小=3?3+
5?0=9。
由于经过A 点且与L0平行的直线与原点的距离最大, 故z = 3x + 5y 在A 点取得最大值。
解方程组??
?=++=15351y x x y ,得A 点坐标为(23,25)
。 ∴ z 最大=3?23+5?25
= 17 。
剖析:上述解法中,受课本例题的影响,误认为在对过原点的直线L0的平行移动中,与原点距离最大的直线所经过的可行域上的点,即为目标函数Z 取得最大值的点。反之,即为Z 取得最小值的点,并把这一认识移到不同情况中加以应用,由此造成了解题失误。
事实上,过原点作直线L0:3x + 5y = 0,由于使z = 3x + 5y > 0的区域为直线L0的
右上方,而使z = 3x + 5y < 0的区域为L0的
左下方。由图知:z = 3x + 5y 应在A 点取得最大值,
在C 点取得最小值。
解方程组??
?=-+=351y x x y ,得C (-2,-1)
。
∴ z 最小=3?(-2)+5?(-1)= -11。
例题8 已知正方形ABCD 对角线AC 所在直线方程为x y = .抛物线
c bx x x f ++=2
)(过B ,D 两点 (1)若正方形中心M 为(2,2)时,求点N(b,c)的轨迹方程。 (2)求证方程x x f =)(的两实根1x ,2x 满足2||21>-x x 解答:(1)设(2,2),(2,2),0B s s D s s s +--+≠
因为 B,D 在抛物线上 所以
222(2)(2)2(2)(2)s S b S c
S S b S c ?+=-+-+?-=++++?两式相减得
282s s sb =-- 则5b =-代入(1)
得2
244105s s s s c +=-+-++ 2
88c s ∴=-< 故点(,)N b c 的方程5(8)x y =-<是一条射线。 (2)设(,),(,)0B t s t s D t s t s s +--+≠
同上
22()()(1)
()()(2)t s t s b t s c t s t s b t s c ?+=-+-+?-=++++?
(1)-(2)得
12
b t +=-
(3)
(1)+(2)得
22(1)0(4)s b t t c +-++=
(3)代入(4)消去t 得22
2
1(1)0
24b b s c -+=-->
得2(1)44b c --> 又()f x x =即2
(1)0x b x c +-+=的两根12,x x 满足 121x x b +=- 12x x c ?=
222121212||()4(1)44
x x x x x x b c ∴-=+-=-->
故
12||2
x x ->。
易错原因:审题不清,忽略所求轨迹方程的范围。
例题9 已知双曲线两焦点12,F F ,其中1
F 为2
1(1)14y x =-++的焦点,两点A (-3,2) B (1,2)都在双曲
线上,(1)求点
1
F 的坐标;(2)求点
2
F 的轨迹方程,并画出轨迹的草图;(3)若直线y x t =+与
2
F 的轨
迹方程有且只有一个公共点,求实数 t 的取值范围。
解答:(1)由21
(1)14y x =-++得:
2
(1)4(1)x y +=--,故1(1,0)F - (2)设点2(,)
F x y ,则又双曲线的定义得
1212||||||||||||0
AF AF BF BF -=-≠
又
21||||AF AF ==
22||||
AF BF ∴=
或
2211||||||||F A F B AF BF +=+= ∴ 点
2
F 的轨迹是以,A B 为焦点的椭圆
∴10x += 除去点(1,0),(1,4)--或22
(1)(2)1
84x y +-+=除去点
(1,0),(1,4)-- 图略。
(3)联列:2(1)(2)
184y x t x y =+??
?+-+=??消去y 得
22(1)2(2)8x x t +++-= 整理得:
22
3(46)2810x t x t t +-+-+= 当0=时
得3t =±
从图可知:(,3(3)t ∈-∞-?++∞,
又因为轨迹除去点(1,0),(1,4)-- 所以当直线过点(1,0),(1,4)--时也只有一个交点,即1t =或5
(,3(3){1,5}t ∴∈-∞-?++∞?
易错原因:(1)非标准方程求焦点坐标时计算易错;(2)求点2
F 的轨迹时易少一种情况;(3)对有且仅
有一个交点误认为方程只有一解。
例题10 已知圆1:221=+y x O ,圆
:2O 09102
2=+-+x y x 都内切于动圆,试求动圆圆心的轨迹方程。
错解:圆O2:09102
2=+-+x y x ,即为16)5(2
2
=+-y x
所以圆O2的圆心为)0,5(2O ,半径42=r ,
而圆
1:2
21=+y x O 的圆心为)0,0(1O ,半径11=r , 设所求动圆圆心M 的坐标为(x,y),半径为r
则1||1+=M O r 且4||2+=M O r ,所以3||||21=-M O M O
即3)5(2222=+--+y x y x ,化简得
0649801622=+--y x x 即1449)25(2
2=--y x 为所求动圆圆心的轨迹方程。
剖析:上述解法将||||21M O M O -=3看成3||||||21=-M O M O ,误认为动圆圆心的轨迹为双曲线,这是双曲线的概念不清所致。
事实上,|3|||21=-M O M O 表示动点M 到定点1O 及2O 的距离差为一常数3。
且35||21>=O O ,点M 的轨迹为双曲线右支,方程为)4(1449)25
(2
2≥=--x y x
例题11 点P 与定点F (2,0)的距离和它到直线x=8的距离比是1:3,求动点P 与定点
)
3,45(1P 距离的最值。
错解:设动点P(x,y)到直线x=8的距离为d ,则
,31
||=d PF 即
31
|8|)2(22=
-+-x y x 两边平方、整理得
29)49()45
(2
22y x +-=1 (1) 由此式可得:
2
22)49()921()45(?-=-y x 因为221)3()45(||-+-=y x PP 2
22)3()49
()921(-+?-=y y
161377
)24(812+
+-=y
所以|
|1PP 15343
161377max ==
剖析 由上述解题过程知,动点P(x,y)在一椭圆上,由椭圆性质知,椭圆上点的横纵坐标都是有限制的,上
述错解在于忽视了2
23
223≤≤-
y 这一取值范围,由以上解题过程知,||1P P 的最值可由二次函数在
区间上的单调性给予解决
即:当
223-
=y 时,223
3||max 1+=PP
例题12 已知双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 的离心率e=332
, 过点A (b -,0)和B(a,0)的直线与原点的距离为23
,直线y=kx+m )0,0(≠≠m k 与该双曲线交于不同两点C 、D ,且C 、D 两点都在以A 为圆
心的同一圆上,求m 的取值范围。
错解
由已知,有2
2413b e a ???=+=? ?
???
?
?=?? 解之得:
1,322==b a 所以双曲线方程为1
322
=-y x
把直线 y=kx+m 代入双曲线方程,并整理得:
0336)31(2
22=----m kmx x k 所以0312
2>-+=?k m (1)
设CD 中点为
)
,(00y x P ,则AP ⊥CD ,且易知:
20
2031,313k m
y k km x -=-=
所以
k
k km k m
k AP
1
31313122-
=-+-= 1432
+=?m k (2)
将(2)式代入(1)式得042
>-m m 解得m>4或0 剖析 上述错解,在于在减元过程中,忽视了元素之间的制约关系, 将 31 42+= m k 代入(1) 式时,m 受k 的制约。 因为02 >k 所以 41- >m 故所求m 的范围应为m>4或0 41 <<-m 例题13 椭圆中心是坐标原点,长轴在x 轴上,离心率23= e ,已知点P (23 , 0)到椭圆上的点最远距离 是7,求这个椭圆的方程。 错解 设所求椭圆方程为)0(122 2 2>>=+b a b y a x 因为222a c a a b -=2112 = -=e ,所以a=2b 于是椭圆方程为1422 2 2=+b y b x 设椭圆上点M (x,y )到点P ) 23,0( 的距离为d, 则:22 2 )23(-+=y x d 493)1(42222 +-+-=y y b y b 3 4)21(322+++-=b y 所以当 21 - =y 时,有1,7342 max 2==+=b b d 所以所求椭圆方程为1 422 =+y x 剖析 由椭圆方程)0(122 22>>=+b a b y a x 得b y b ≤≤- 由(1)式知2 d 是y 的二次函数,其对称轴为 21 - =y 上述错解在于没有就对称轴在区间],[b b -内或外进行分类, 其正解应对f(y)=3 4)21 (322+++-b y 的最值情况进行讨论: (1)当 21- ≤-b ,即21≥b 时 3 4)21(2 max 2 +=-=b f d =71=?b ,方程为1422=+y x (2)当b -<- 21, 即 21< b 时, 7)(max 2 =-=b f d ?7 =b 2123>- ,与21 综上所述,所求椭圆方程为1 422 =+y x 例题15 已知双曲线1 22 2 =-y x ,问过点A (1,1)能否作直线l ,使l 与双曲线交于P 、Q 两点,并且A 为线段PQ 的中点?若存在,求出直线l 的方程,若不存在,说明理由。 错解 设符合题意的直线l 存在,并设),(21x x P 、),(22y x Q 则???????=-=- )2(12)1(122 2222 121y x y x (1))2(-得) )((2121x x x x +-)3())((21 2121y y y y +-= 因为A (1,1)为线段PQ 的中点,所以?? ?=+=+) 5(2) 4(22121y y x x 将(4)、(5)代入(3)得 )(21 2121y y x x -= - 若21x x ≠,则直线l 的斜率 2 2 12 1=--= x x y y k 所以符合题设条件的直线l 存在。其方程为012=--y x 剖析 在(3)式成立的前提下,由(4)、(5)两式可推出(6)式,但由(6)式不能推出(4)(5)两式,故应对所求直线进行检验,上述错解没有做到这一点,故是错误的。 应在上述解题的基础上,再由??? ??=--=12122 2y x x y 得03422=+-x x 根据08<-=?,说明所求直线不存在。 例题15 已知椭圆1 34)1(:2 2=+-y x C ,F 为它的右焦点,直线l 过原点交椭圆C 于A 、B 两点。求 ||||FB FA ?是否存在最大值或最小值?若不存在,说明理由。 错解 设A 、B 两点坐标分别为),(A A y x 、),(B B y x 因为3,422==b a , 所以12 2=-=b a c ,4,212 ===c a a c e 又椭圆中心为(1,0),右准线方程为x=5, 所以2 1 5||=-A x FA 即 )5(21||A x FA -= ,同理)5(21||B x FB -= 所以||||FB FA ?) 1(])(525[41 B A B A x x x x ++-= 设直线l 的方程为y=kx ,代入椭圆方程得096)43(2 2=--+x x k 所以=+B A x x 22 439 ,436k x x k B A +-=+ 代入(1)式得| |||FB FA ?)433925(412k +-= 所以 425 ||||3< ?≤FB FA ,所以FB FA ?|||有最小值3,无最大值。 剖析 上述错解过程忽视了过原点斜率不存在的直线,当l 的斜率不存在时, 有| |||FB FA ?4252525=?= 所以FB FA ?||有最小值为 3,最大值为25/4 课后练习题 1、圆x2 + 2x + y2 + 4y –3 = 0上到直线x + y + 1 = 0的距离等于2的点共有( ) A 、1个 B 、 2个 C 、 3个 D 、 4个 分析:这里直线和圆相交,很多同学受思维定势的影响,错误地认为圆在此直线的两侧各有两点到直线的距离为2,导致错选( D )。 事实上,已知圆的方程为: (x +1)2 + (y+2) 2 = 8,这是一个 以(-1,-2)为圆心,以22为 半径的圆,圆的圆心到直线 x + y + 1 = 0的距离 为d= 2 1 21+--=2, 这样只需画出(x +1)和直线x + y + 1 = 0以及和如图2所示,图中三个点A 、B 、C 为所求,故应选(C )。 2、过定点(1,2)作两直线与圆2 2 2 2150x y kx y k ++++-=相切,则k 的取值范围是 A k>2 B -3 易错原因:忽略题中方程必须是圆的方程,有些学生不考虑2 2 40D E F +-> 3、设双曲线 22 22 1(0) x y a b a b - =>> 的半焦距为C,直线L过 (,0),(0,) a b两点,已知原点到直线L的距离为 3 C ,则双曲线的离心率为 A 2 B 2或 23 3 C 2 D 2 3 3 解答:D 易错原因:忽略条件0 a b >>对离心率范围的限制。 4、已知二面角 β α- -l的平面角为θ,PAα ⊥,PBβ ⊥,A,B为垂足,且PA=4,PB=5,设A、B到二面角的棱l的距离为别为y x,,当θ变化时,点) , (y x的轨迹是下列图形中的 A B C D 解答:D 易错原因:只注意寻找 ,x y的关系式,而未考虑实际问题中,x y的范围。 5、若曲线 24 y x =-(2) y k x =-+3有两个不同的公共点,则实数k 的取值范围是 A 01 k ≤≤ B 3 4 k ≤≤ C 3 1 4 k -<≤ D10 k -<≤ 解答:C 易错原因:将曲线 24 y x =-224 x y -=时不考虑纵坐标的范围;另外没有看清过点(2,-3)且与渐近线 y x =平行的直线与双曲线的位置关系。 6、已知圆 ()3-x2 +y2=4 和直线y=mx的交点分别为P、Q两点,O为坐标原点, 则︱OP︱·︱OQ︱=( ) A 1+m2 B 2 1 5 m + C 5 D 10 正确答案:C 错因:学生不能结合初中学过的切割线定︱OP︱·︱OQ︱等于切线长的平方来解题。 7、双曲线9 2 x -4 2 y =1中,被点P(2,1)平分的弦所在直线方程是() A 8x-9y=7 B 8x+9y=25 C 4x-9y=16 D 不存在 正确答案:D 错因:学生用“点差法”求出直线方程没有用“△”验证直线的存在性。 8、已知α是三角形的一个内角,且sin α+cos α=51 则方程x 2sin α-y 2 cos α=1表示( ) A 焦点在x 轴上的双曲线 B 焦点在y 轴上的双曲线 C 焦点在x 轴上的椭圆 D 焦点在y 轴上的椭圆 正确答案:D 错因:学生不能由sin α+cos α=51 判断角α为钝角。 9、过抛物线的焦点F 作互相垂直的两条直线,分别交准线于P 、Q 两点,又过P 、Q 分别作抛物线对称轴OF 的平行线交抛物线于M ﹑N 两点,则M ﹑N ﹑F 三点 A 共圆 B 共线 C 在另一条抛物线上 D 分布无规律 正确答案:B 错因:学生不能结合图形灵活应用圆锥曲线的第二定义分析问题。 10、已知实数x ,y 满足3x2+2y2=6x ,则x2+y2的最大值是( ) A 、29 B 、4 C 、5 D 、2 正确答案:B 错误原因:忽视了条件中x 的取值范围而导致出错。 11、过点(0,1)作直线,使它与抛物线x y 42 =仅有一个公共点,这样的直线有( ) A.1条 B.2条 C. 3条 D. 0条 正确答案:C 错解:设直线的方程为1+=kx y ,联立???+==142kx y x y ,得 ()x kx 412=+, 即:01)42(2 2=+-+x k x k ,再由Δ=0,得k=1,得答案A. 剖析:本题的解法有两个问题,一是将斜率不存在的情况考虑漏掉了,另外又将斜率k=0的情形丢掉了,故本题应有三解,即直线有三条。 12、已知动点P (x,y )满足 |3411|x y =+-,则P 点的轨迹是 ( ) A 、直线 B 、抛物线 C 、双曲线 D 、椭圆 正确答案:A 错因:利用圆锥曲线的定义解题,忽视了(1,2)点就在直线3x+4y-11=0上。 13、在直角坐标系中,方程()( ) 02312=--+-+y x x y x 所表示的曲线为( ) A .一条直线和一个圆 B .一条线段和一个圆 C .一条直线和半个圆 D .一条线段和半个圆 正确答案:D 错因:忽视定义取值。 14、设1F 和2F 为双曲线1422 =-y x 的两个焦点,点在双曲线上且满足 9021=∠PF F ,则 21PF F ?的面积是( )。 A.1 B.25 C. 2 D.5 正解:A 1 422 =-y x 5,2==C a 4||||||21=-∴PF PF 16||||||2||222121=+-?PF PF PF PF ① 又 9021=∠PF F ∴22221)52(||||=+PF PF ② 联立①②解得2||||21=∴ PF PF ∴121=?PF F S 误解:未将4||||||21=-∴ PF PF 两边平方,再与②联立,直接求出||||21PF PF 。 15、已知对称轴为坐标轴的双曲线的渐近线方程为)0,0(,>>± =b a x a b y ,若双曲线上有一点M ( 0,y x ),使 | |||00x b y a >,那双曲线的交点( )。 在x 轴上 B.在y 轴上 C.当b a >时在x 轴上 D.当b a <时在y 轴上 正解:B 。 由 00 a y b x >得 00y b x a >,可设 000,0 x y >>,此时OM 的斜率大于渐近线的斜率,由图像 的性质,可知焦点在y 轴上。所以选B 。 误解:设双曲线方程为22 22x y a b λ-=,化简得: 222222b x a y a b λ-=, 代入 00(,) x y ,22222222 000b x a b a y b x λ-=>,0λ∴>,∴焦点在x 轴上。这个方法没错,但λ确定有误, 应0λ<,∴焦点在y 轴上。 误解:选B ,没有分组。 16、与圆 3)5(22=++y x 相切,且纵截距和横截距相等的直线共有( ) A 、2条 B 、3条 C 、4条 D 、6条 答案:C 错解:A 错因:忽略过原点的圆C 的两条切线 17、若双曲线12 2 =-y x 的右支上一点P (a,b )直线y=x 的距离为2,则a+b 的值是( ) A 、21- B 、21 C 、21 ± D 、2± 答案:B 专题四 解析几何专题 【命题趋向】解析几何是高中数学的一个重要内容,其核心内容是直线和圆以及圆锥曲线.由于平面向量可以用坐标表示,因此以坐标为桥梁,可以使向量的有关运算与解析几何中的坐标运算产生联系,平面向量的引入为高考中解析几何试题的命制开拓了新的思路,为实现在知识网络交汇处设计试题提供了良好的素材.解析几何问题着重考查解析几何的基本思想,利用代数的方法研究几何问题的基本特点和性质.解析几何试题对运算求解能力有较高的要求.解析几何试题的基本特点是淡化对图形性质的技巧性处理,关注解题方向的选择及计算方法的合理性,适当关注与向量、解三角形、函数等知识的交汇,关注对数形结合、函数与方程、化归与转化、特殊与一般思想的考查,关注对整体处理问题的策略以及待定系数法、换元法等的考查.在高考试卷中该部分一般有1至2道小题有针对性地考查直线与圆、圆锥曲线中的重要知识和方法;一道综合解答题,以圆或圆锥曲线为依托,综合平面向量、解三角形、函数等综合考查解析几何的基础知识、基本方法和基本的数学思想方法在解题中的应用,这道解答题往往是试卷的把关题之一. 【考点透析】解析几何的主要考点是:(1)直线与方程,重点是直线的斜率、直线方程的各种形式、两直线的交点坐标、两点间的距离公式、点到直线的距离公式等;(2)圆与方程,重点是确定圆的几何要素、圆的标准方程与一般方程、直线与圆和圆与圆的位置关系,以及坐标法思想的初步应用;(3)圆锥曲线与方程,重点是椭圆、双曲线、抛物线的定义、标准方程和简单几何性质,圆锥曲线的简单应用,曲线与方程的关系,以及数形结合的思想方法等. 【例题解析】 题型1 直线与方程 例1 (2008高考安徽理8)若过点(4,0)A 的直线l 与曲线22(2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为( ) A .[ B .( C .[33 D .(33 - 分析:利用圆心到直线的距离不大于其半径布列关于直线的斜率k 的不等式,通过解不等式解决. 解析:C 设直线方程为(4)y k x =-,即40kx y k --=,直线l 与曲线22(2)1 x y -+= 有公共点,圆心到直线的距离小于等于半径 1d =≤,得222141,3 k k k ≤+≤,选择C 点评:本题利用直线和圆的位置关系考查运算能力和数形结合的思想意识.高考试卷中一般不单独考查直线与方程,而是把直线与方程与圆、圆锥曲线或其他知识交汇考查. 例2.(2009江苏泰州期末第10题)已知04,k <<直线1:2280l kx y k --+=和直线 21.(本小题满分12分)[2017皖南八校]如图,点()2,0A -,()2,0B 分别为椭圆 ()22 22:10x y C a b a b +=>>的左右顶点,,,P M N 为椭圆C 上非顶点的三点,直线 ,AP BP 的斜率分别为12,k k ,且121 4 k k =- ,AP OM ∥,BP ON ∥. (1)求椭圆C 的方程; (2)判断OMN △的面积是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由. 【答案】(1)2 2:14 x C y +=;(2)定值1. 【解析】(1)22 1,1144 2,AP BP b k k b a a ?=?=-??=??=? ,椭圆22:14x C y +=. (2)设直线MN 的方程为y kx t =+,()11,M x y ,()22,N x y , ()222 22 , 4184401,4 y kx t k x ktx t x y =+???+++-=?+=??, 122841 kt x x k +=-+,2122 44 41t x x k -=+, ()()1212121212121211 404044 y y k k y y x x kx t kx t x x x x ?=- ??=-?+=?+++=, ()()2 2121241440k x x kt x x t ++++=, ()22 22222448414402414141t kt k kt t t k k k ?? -+-+=?-= ?++?? , ()() ()( )2 2 2 2 1 2 1 2 1 2114MN k x x k x x x x ??= +-= ++-?? 解析几何练习题 一、选择题:(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的.) 1.过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是( ) A.x-2y-1=0 B.x-2y+1=0 C.2x+y-2=0 D.x+2y-1=0 2.若直线210ay -=与直线(31)10a x y -+-=平行,则实数a 等于( ) A 、12 B 、12 - C 、13 D 、13 - 3.若直线,直线与关于直线对称,则直线的斜率为 ( ) A . B . C . D . 4.在等腰三角形AOB 中,AO =AB ,点O(0,0),A(1,3),点B 在x 轴的正半轴上,则直线AB 的方程为( ) A .y -1=3(x -3) B .y -1=-3(x -3) C .y -3=3(x -1) D .y -3=-3(x -1) 5.直线对称的直线方程是 ( ) A . B . C . D . 6.若直线与直线关于点对称,则直线恒过定点( ) 32:1+=x y l 2l 1l x y -=2l 2 1 2 1-22-02032=+-=+-y x y x 关于直线032=+-y x 032=--y x 210x y ++=210x y +-=()1:4l y k x =-2l )1,2(2l A . B . C . D . 7.已知直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,且在y 轴上的截距为3 1,则m ,n 的值分别为 A.4和3 B.-4和3 C.- 4和-3 D.4和-3 8.直线x-y+1=0与圆(x+1)2+y 2=1的位置关系是( ) A 相切 B 直线过圆心 C .直线不过圆心但与圆相交 D .相离 9.圆x 2+y 2-2y -1=0关于直线x -2y -3=0对称的圆方程是( ) A.(x -2)2 +(y+3)2 =1 2 B.(x -2)2+(y+3)2=2 C.(x +2)2 +(y -3)2 =1 2 D.(x +2)2+(y -3)2=2 10.已知点在直线上移动,当取得最小值时,过点引圆的切线,则此切线段的长度为( ) A . B . C . D . 11.经过点(2,3)P -作圆22(1)25x y ++=的弦AB ,使点P 为弦AB 的中点,则 弦AB 所在直线方程为( ) A .50x y --= B .50x y -+= C .50x y ++= D .50x y +-= 0,40,22,44,2(,)P x y 23x y +=24x y +(,)P x y 22111()()242 x y -++ =2 321 22 解析几何题库 一、选择题 1.已知圆C 与直线x -y =0 及x -y -4=0都相切,圆心在直线x +y =0上,则圆C 的方程为 A.2 2(1)(1)2x y ++-= B. 22(1)(1)2x y -++= C.2 2(1) (1)2x y -+-= D. 22(1)(1)2x y +++= 【解析】圆心在x +y =0上,排除C 、D,再结合图象,或者验证A 、B 中圆心到两直线的距离等于半径2即可. 【答案】B 2.直线 1y x =+与圆221x y +=的位置关系为( ) A .相切 B .相交但直线不过圆心 C .直线过圆心 D .相离 【解析】圆心(0,0)为到直线1y x =+,即10x y -+= 的距离2d = = ,而012 < <,选B 。 【答案】B 3.圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为( ) A .2 2(2)1x y +-= B .2 2(2)1x y ++= C .2 2(1) (3)1x y -+-= D .2 2(3)1x y +-= 解法1(直接法):设圆心坐标为(0,)b 1=,解得2b =,故圆的方程为22(2)1x y +-=。 解法2(数形结合法):由作图根据点(1,2)到圆心的距离为1易知圆心为(0,2),故圆的方程为2 2(2)1x y +-= 解法3(验证法):将点(1,2)代入四个选择支,排除B ,D ,又由于圆心在y 轴上,排除C 。 【答案】A 4.点P (4,-2)与圆2 24x y +=上任一点连续的中点轨迹方程是 ( ) A.2 2(2)(1)1x y -++= B.2 2(2) (1)4x y -++= C.2 2(4) (2)4x y ++-= D.2 2(2) (1)1x y ++-= 【解析】设圆上任一点为Q (s ,t ),PQ 的中点为A (x ,y ),解得:? ??+=-=224 2y t x s ,代入圆方程,得(2x -4)2 +(2y +2)2 =4,整理,得:2 2(2) (1)1x y -++= 【答案】A 5.已知直线12:(3)(4)10,:2(3)230,l k x k y l k x y -+-+=--+=与平行,则k 得值是( ) A. 1或3 B.1或5 C.3或5 D.1或2 解析几何专题二 1、已知点P (3,-4)是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)渐近线上的一点,E ,F 是左、右两个焦点,若EP →·FP → =0, 则双曲线方程为( ) A.x 23-y 24=1 B.x 24-y 23=1 C.x 29-y 216=1 D.x 216-y 2 9 =1 2、已知焦点在x 轴上的双曲线的渐近线方程是x y 4±=,则该双曲线的离心率为( 17 ). 【解析】因为焦点在x 轴上的双曲线的渐近线方程是x y 4±=,所以17,17,42 2===e a c a b 3、设双曲线的一个焦点为F ,虚轴的一个端点为B ,如果直线FB 与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲 线的离心率为 2 5 1+ . 【解析】因为直线FB 与该双曲线的一条渐近线垂直,所以 2 1 5,1)(+=-=-?e c b a b 4、若双曲线)0(12222>>=-b a b y a x 的左右焦点分别为1F 、2F ,线段21F F 被抛物线2 2y bx = 的焦点分成5 :7的两段,则此双曲线的离心率为( C ) A . 9 8 B . 637 C . 32 4 D . 31010 【解析】因为线段21F F 被抛物线2 2y bx = 的焦点分成5:7的两段,所以 4 23,4036,436,622222====e c a c b c b 5、 已知F 是椭圆2222:1x y C a b += (0)a b >>的右焦点,点P 在椭圆C 上,线段PF 与圆22 214 x y b +=相切 于点Q ,且→ → =QF PQ ,则椭圆C 的离心率为 3 5 . 提示:设左焦点E ,连接PE ,由圆的切线可得OQ ⊥PF ,而OQ ∥PF ,故PF PE ⊥,2 2 2 4)2(c b a b =-+∴, 西南大学 数学与统计学院 2012级 一、填空题(共7题,2分/空,共20分) 1.四点(0,0,0)O ,(1,0,0)A ,(0,1,1)B ,(0,0,1)C 组成的四面体的体积是___1 6___. 2.已知向量(1,1,1)a → =,)3,2,1(=→b ,(0,0,1)c →=,则→ →→??c b a )(=__(-2,-1,0)____. 3.点)1,0,1(到直线???=-=03z x y x 的距离是 4.点)2,0,1(到平面321x y z ++=的距离是 5.曲线C:220 1 x y z z x ?+-=?=+?对xoy 坐标面的射影柱面是___2210x x y -+-=____, 对yoz 坐标面的射影柱面是__22(1)0z y z -+-=_________,对xoz 坐标面的射影柱面是____10z x --=__________. 6.曲线C:220 x y z ?=?=?绕x 轴旋转后产生的曲面方程是__4224()x y z =+_____,曲线 C 绕y 轴旋转后产生的曲面方程是___222x z y +=_______________. 7.椭球面125 492 22=++z y x 的体积是_____40π____________. 二、计算题(共4题,第1题10分,第2题15分,第3题20分, 第4题10分,共55分) 1. 过点(,,)P a b c 作3个坐标平面的射影点,求过这3个射影点的平面方程.这里 ,,a b c 是3个非零实数. 解: 设点(,,)P a b c 在平面0z =上的射影点为1(,,0)M a b ,在平面0x =上的射影点为2(0,,)M a b ,在平面0y =上的射影点为3(,0,)M a c ,则12(,0,)M M a c =-, 13(0,,)M M b c =- 圆锥曲线大题训练1 (求范围)例1、已知过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :1)3()2(22=-+-y x 交于M 、N 两点。 (1)求k 的取值范围; (2)若12=?ON OM ,其中O 为坐标原点,求|MN | (定值问题)例2、已知椭圆C :12222=+b y a x (0>>b a )的离心率为2 2,点(2,2)在C 上。 (1)求C 的方程; (2)直线l 不过原点O 且不平行于坐标轴,l 与C 有两个交点A ,B ,线段AB 的中点为M 。证明:直线OM 的斜率与直线l 的斜率的乘积为定值。 例3、已知直线l 的方程为y = k ( x — 1 )(k >0),曲线C 的方程为 y 2 = 2x ,直线l 与曲线C 交于A 、B 两点,O 为坐标系原点。求证:OB OA ?错误!未找到引用源。是定值 例4、已知双曲线C :)0(122 22>>=-b a b y a x 的两条渐进线的夹角的正切值为724,点A (5,49)是C 上一点,直线l :)4(4 5>+-=m m x y 与曲线C 交于M 、N 两点。 (1)求双曲线C 的标准方程; (2)当m 的值变化时,求证:0=+AN AM k k 例5、已知椭圆C :)0(122 22>>=+b a b y a x 过A (2,0),B (0,1)两点 (1)求椭圆C 的方程及离心率 (2)设P 为第三象限内一点且在椭圆C 上,直线PA 与y 轴交于点M ,直线PB 与x 轴交于点N ,求证:四边形ABNM 的面积为定值。 (轨迹方程)例6、已知点P (2,2),圆C :x 2+y 2—8y=0,过点P 的动直线l 与圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点。 (1)求M 的轨迹方程; (2)当|OP|=|OM|时,求l 的方程及△POM 的面积。 例7、已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,一个顶点为B (0,-1),离心率为 36 (1)求椭圆的方程; (2)设过点A (0, 2 3)的直线l 与椭圆交于M 、N 两点,且|BM |=|BN |,求直线l 的方程。 《解析几何》期末试卷及答案 一、 填空(每题3分,共30分) 1 1=, 2=?,则摄影= 2 。 2.已知不共线三点)5,2,3(),5,1,2(),3,2,1(--C B A 则三角形ABC 的 BC 边上的高 为 8 。 3., = 时+平分,夹角。 4.自坐标原点指向平面:035632=-++z y x 的单位法矢量为 ? ?? ???32,31,92 。 5.将双曲线?????==-0 1 22 22x c z b y 绕虚轴旋转的旋转曲面方程为 1222 22=-+c z b y x 。 6.直线???=+++=+++00 22221111D z C y B x A D z C y B x A 与X 轴重合,则系数满足的条件为 ?????? ?====00,02 2 1 122 1 1 21A C A C C B C B D D 。 7.空间曲线???=+=-0042 2z x z y 的参数方程为 ?????==-=242t z t y t x 或?? ? ??=-=-=2 4 2t z t y t x 。 8.直纹曲面0222=-+z y x 的直母线族方程为 ???-=-=+) ()()(y w y x u uy z x w ,或 ? ? ?=--=+sy y x t y t z x s )() ()( 。 9.线心型二次曲线0),(=y x F 的渐近线方程为 0131211=++a y a x a 。 10.二次曲线027522=+-++y x y xy x 在原点的切线为 02 1 =+-y x 。 二、选择题(每题3分,共15分) 1. 二次曲线0126622=-++++y x y xy x 的图象为( B ) 平面解析几何精粹 一、选择题 1.(2010·崇文区)“m =-2”是“直线(m +1)x +y -2=0与直线mx +(2m +2)y +1=0相互垂直”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 [答案] A [解析] m =-2时,两直线-x +y -2=0、-2x -2y +1=0相互垂直;两直线相互垂直时,m(m +1)+2m +2=0,∴m =-1或-2,故选A. 2.(文)(2010·安徽文)过点(1,0)且与直线x -2y -2=0平行的直线方程是( ) A .x -2y -1=0 B .x -2y +1=0 C .2x +y -2=0 D .x +2y -1=0 [答案] A [解析] 解法1:所求直线斜率为12,过点(1,0),由点斜式得,y =1 2(x -1),即x -2y -1=0. 解法2:设所求直线方程为x -2y +b =0, ∵过点(1,0),∴b =-1,故选A. (理)设曲线y =ax2在点(1,a)处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a =( ) A .1 B.1 2 C .-12 D .-1 [答案] A [解析] y ′=2ax ,在(1,a)处切线的斜率为k =2a , 因为与直线2x -y -6=0平行,所以2a =2,解得a =1. 3.点(-1,1)关于直线x -y -1=0的对称点是( ) A .(-1,1) B .(1,-1) C .(-2,2) D .(2,-2) [答案] D [解析] 一般解法:设对称点为(x ,y),则高三数学解析几何专题
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