高考数学二轮复习解析几何
高考数学第二轮专题复习----解析几何专题

《曲线的方程和性质》专题一、《考试大纲》要求⒈直线和圆的方程(1)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式.掌握直线方 程的点斜式、两点式、一般式,并能根据条件熟练地求出直线方程.(2)掌握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式.能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系. (3)了解二元一次不等式表示平面区域. (4)了解线性规划的意义,并会简单的应用. (5)了解解析几何的基本思想,了解坐标法.(6)掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程. ⒉圆锥曲线方程(1)掌握椭圆的定义、标准方程和椭圆的简单几何性质,理解椭圆的参数方程. (2)掌握双曲线的定义、标准方程和双曲线的简单几何性质. (3)掌握抛物线的定义、标准方程和抛物线的简单几何性质. (4)了解圆锥曲线的初步应用.二、高考试题回放1.(福建)已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,过F 1且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆于A 、B两点,若△ABF 2是正三角形,则这个椭圆的离心率是 ( )A .33 B .32 C .22 D .232.(福建)直线x +2y=0被曲线x 2+y 2-6x -2y -15=0所截得的弦长等于 . 3.(福建)如图,P 是抛物线C :y=21x 2上一点,直线l 过点P 且与抛物线C 交于另一点Q.(Ⅰ)若直线l 与过点P 的切线垂直,求线段PQ 中点M 的轨迹方程; (Ⅱ)若直线l 不过原点且与x 轴交于点S ,与y 轴交于点T ,试求||||||||SQ ST SP ST +的取值范围. 4.(湖北)已知点M (6,2)和M 2(1,7).直线y=mx —7与线段M 1M 2的交点M 分有向线段M 1M 2的比为3:2,则m 的值为 ( )A .23-B .32-C .41D .45.(湖北)两个圆0124:0222:222221=+--+=-+++y x y x C y x y x C 与的公切线有且仅有( )A .1条B .2条C .3条D .4条6.(湖北)直线12:1:22=-+=y x C kx y l 与双曲线的右支交于不同的两点A 、B. (Ⅰ)求实数k 的取值范围;(Ⅱ)是否存在实数k ,使得以线段AB 为直径的圆经过双曲线C 的右焦点F ?若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由.7.(湖南)如果双曲线1121322=-y x 上一点P 到右焦点的距离为13, 那么点P 到右准线的距离是 ( )A .513B .13C .5D .135 8.(湖南)F 1,F 2是椭圆C :14822=+x x 的焦点,在C 上满足PF 1⊥PF 2的点P 的个数为__________.9.(湖南)如图,过抛物线x 2=4y 的对称轴上任一点P (0,m )(m>0)作直线与抛物线交于A,B 两点,点Q 是点P 关于原点的对称点。
高三数学二轮复习建议专题四解析几何

解析几何是数学发展史中的一个里程碑,是高考的重点 、热点和难点.通过以圆锥曲线为主要载体,与平面向量、 导数、数列、不等式、平面几何等知识进行综合,结合数学 思想方法,考查学生的数学思维能力及创新能力,其设问形 式新颖、综合性强.基于解析何在高考中重要地位,这一板 块知识一直以来都是学生在高三复习中一块“难啃的骨头” 。当然要想在高考中得高分,就必须要做好这道题。
高三数学二轮复习建议专题四解析几何
专题四 解析几何
在高考新课标全国卷Ⅰ中的地位和近五年高考试题统计分析
高考考试说明对解析几何的考核目标与要求
解
二轮复习的重点、难点和热点
析
几
二轮复习建议和复习方案
何
本专题解答题的典型试题及解题方法、策略
复习案例介绍
一、高考新课标全国卷Ⅰ中的地位和高考试题统计分析
2、强化学生的应用意识、创新意识和运算求解能力。
背景新颖、综合性强、对探索能力的考查比较突出,是近年高考考题 的一大特点。学生们需要学会在数形结合、分类讨论等数学思想的指导下, 准确的等价转化已知条件和目标,达到解题破题的目的。这也是二轮复习 的难点和热点。
四、解析几何二轮复习建议及方案
(一)进一步强化概念 提高学生应用定义解题的意识. 定义是对数学对象本质属性的 概括,只有深刻理解、充分认知才能挖掘题目中的隐性条件。 (二)加强基本方法,典型问题的训练 设而不求、整体代换、点差法这些基本方法必须熟练掌握,直线 与曲线位置关系、定点、定值、范围等问题必须熟练解题套路. (三)强化数形结合与等价转化,提高学生解决问题的能力 解析几何的研究对象是曲线的方程和方程的曲线,核心是通 过坐标系将曲线和方程联系起来,实现二者的双向转化.实现 化繁为简,化生为熟。
高三数学二轮复习专题突破课件:解析几何

A.[1,+∞) B.[-1,- )
3
C.( ,1]
4
4
D.(-∞,-1]
答案:B
解析:∵y=kx+4+2k=k(x+2)+4,所以直线过定点(-2,4),曲线y=
4 − x 2 变形为x2+y2=4(y≥0),表示圆的上半部分,当直线与半圆相切时直线斜
3
率为k=- ,当直线过点(2,0)时斜率为-1,结合图象可知实数k的取值范围是
a=2
所以 ሺ2 − 3 − ሻ2 + 2 = 2 ,解得 b = 1 .
r=2
2 + ሺ1 − ሻ2 = 2
所以圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=4.
4.[2023·广东深圳二模]过点(1,1)且被圆x2 +y2 -4x-4y+4=0所
x+y-2=0
截得的弦长为2 2的直线的方程为___________.
-2)的距离为 2 − 0 2 + 0 + 2 2 =2 2,由于圆心
α
2
5
=
2 2 2 2
α
αபைடு நூலகம்
α = 2sin cos =
2
2
与点(0,-2)的连线平分角α,所以sin =
10
α
6
, 所 以 cos = , 所 以 sin
4
2
4
10
6
15
2×
× = .故选B.
4
4
4
r
=
(2)[2023·河南郑州二模]若圆C1:x2+y2=1与圆C2:(x-a)2+(y-b)2
解析:圆x2+y2-4x-4y+4=0,即(x-2)2+(y-2)2=4,
圆心为(2,2),半径r=2,
高考二轮数学考点突破复习:解析几何

(3)椭圆、双曲线、抛物线的定义、标准方程及其几何性质和椭圆的参数方程.
“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼,从最初的门馆、私塾到晚清的学堂,“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书,最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。《孟子》中的“先生何为出此言也?”;《论语》中的“有酒食,先生馔”;《国策》中的“先生坐,何至于此?”等等,均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实《国策》中本身就有“先生长者,有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意,倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来,“先生”之本源含义在于礼貌和尊称,并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载,首见于《礼记?曲礼》,有“从于先生,不越礼而与人言”,其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”,与教师、老师之意基本一致。
(5)函数方程思想、数形结合思想、分类讨论思想在解析几何中的应用.
死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。
(4)圆锥曲线的初步应用,即以直线与圆锥曲线位置关系为载体,考查轨迹问题,圆锥曲线与平面向量、不等式、参数范围、探索型等综合问题.
要练说,得练听。听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
高考数学二轮复习专题七 解析几何

高考数学二轮复习专题七解析几何【重点知识回顾】解析几何是高中数学的重要内容之一,各地区在这一部分的出题情况较为相似,一般两道小题一道大题,分值约占15%,即22分左右.具体分配为:直线和圆以及圆锥曲线的基础知识两个容易或中档小题,机动灵活,考查双基;解答题难度设置在中等或以上,一般都有较高的区分度,主要考查解析几何的本质——“几何图形代数化与代数结果几何化”以及分析问题解决问题的能力.解析几何的主要内容是高二中的直线与方程,圆与方程,圆锥曲线与方程考查的重点:直线的倾斜角与斜率、点到直线的距离、两条直线平行与垂直关系的判定、直线和圆的方程、直线与圆、圆与圆的位置关系;圆锥曲线的定义、标准方程、简单的几何性质、直线与圆锥曲线的位置关系、曲线与方程、圆锥曲线的简单应用等,其中以直线与圆锥曲线的位置关系最为重要。
圆锥曲线方程这章扩展开的内容比较多,比较繁杂,对学生来说不一定要把所有的结论一一记住,关键是掌握圆锥曲线的概念实质以及直线和圆锥曲线的关系.因此,在复习过程中要注意下述几个问题:(1)在解答有关圆锥曲线问题时,首先要考虑圆锥曲线焦点的位置,对于抛物线还应同时注意开口方向,这是减少或避免错误的一个关键,同时勿忘用定义解题.(2)在考查直线和圆锥曲线的位置关系或两圆锥曲线的位置关系时,可以利用方程组消元后得到二次方程,用判别式进行判.但对直线与抛物线的对称轴平行时,直线与双曲线的渐近线平行时,不能使用判别式,为避免繁琐运算并准确判断特殊情况,此时要注意用好分类讨论和数形结合的思想方法.画出方程所表示的曲线,通过图形求解.当直线与圆锥曲线相交时:涉及弦长问题,常用“韦达定理法”设而不求计算弦长(即应用弦长公式);涉及弦长的中点问题,常用“差分法”设而不求,将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来,相互转化.同时还应充分挖掘题目的隐含条件,寻找量与量间的关系灵活转化,往往就能事半功倍.(3)求圆锥曲线方程通常使用待定系数法,若能据条件发现符合圆锥曲线定义时,则用定义求圆锥曲线方程非常简捷.在处理与圆锥曲线的焦点、准线有关问题,也可反用圆锥曲线定义简化运算或证明过程. 一般求已知曲线类型的曲线方程问题,可采用“先定形,后定式,再定量”的步骤.定形——指的是二次曲线的焦点位置与对称轴的位置;定式——根据“形”设方程的形式,注意曲线系方程的应用,如当椭圆的焦点不确定在哪个坐标轴上时,可设方程为mx2+ny2=1(m >0,n >0);定量——由题设中的条件找到“式”中特定系数的等量关系,通过解方程得到量的大小.(4)在解与焦点三角形(椭圆、双曲线上任一点与两焦点构成的三角形称为焦点三角形)有关的命题时,一般需使用正余弦定理、和分比定理及圆锥曲线定义.(5)要熟练掌握一元二次方程根的判别式和韦达定理在求弦长、中点弦、定比分点弦、弦对定点张直角等方面的应用.(6)求动点轨迹方程是解析几何的重点内容之一,它是各种知识的综合运用,具有较大的灵活性,求动点轨迹方程的实质是将“曲线”化成“方程”,将“形”化成“数”,使我们通过对方程的研究来认识曲线的性质. 求动点轨迹方程的常用方法有:直接法、定义法、几何法、代入转移法、参数法、交轨法等.解题时,注意求轨迹的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围.【典型例题】1.直线的基本问题:直线的方程几种形式、直线的斜率、两条直线平行与垂直的条件、两直线交点、点到直线的距离。
二轮专题复习第7讲解析几何(学生版)

2023年高考数学二轮复习专题解析几何1.直线的倾斜角与斜率的关系(1)倾斜角α的取值范围: .倾斜角为α(α≠90°)的直线的斜率k = ,当倾斜角为=α90°的直线斜率 .当∈α 时,k >0且k 随倾斜角α的增大而增大.当∈α 时时,k <0且k 随倾斜角α的增大而增大.(1)两点P 1(x 1,y 1),P (x 2,y 2)间的距离:|P 1P 2|= . (2)点P (x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d = . (3)两条平行线间的距离:两条平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0间的距离d = . 二.圆的方程 1.圆的方程形式:(1)标准方程: ,圆心坐标为 ,半径为 .(2)一般方程: ( ),圆心坐标为 ,半径r = . 2.点与圆的位置关系(1)几何法:利用点到圆心的距离d 与半径r 的关系判断:d >r ⇔点在圆外,d =r ⇔点在圆上;d <r ⇔点在圆内.(2)代数法:将点的坐标代入圆的标准(或一般)方程的左边,将所得值与r 2(或0)作比较,大于r2(或0)时,点在圆外;等于r2(或0)时,点在圆上;小于r2(或0)时,点在圆内.3.直线与圆的位置关系直线l :Ax+By +C=0(A2+B2≠0)与圆:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)的位置关系如下表.位置关系几何法:根据d=与r的大小关系代数法:联立消元得一元二次方程,根据判别式Δ的符号相交d<r Δ>0相切d=r Δ=0相离d>r Δ<0 4.圆与圆的位置关系表现形式位置关系几何表现:圆心距d与r1、r2的关系代数表现:两圆方程联立组成的方程组的解的情况相离d>无解外切d=一组实数解相交<d<两组不同实数解内切d=(r1≠r2)一组实数解内含≤d<(r1≠r2)无解三.椭圆、双曲线、抛物线的定义及几何性质椭圆双曲线抛物线定义在平面内与两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫.||P F1|+|P F2|=2a(2a>|F1F2|=2c)在平面内动点P与两个定点F1、F2(|F1F2|=2c>0)的距离之差的绝对值为常数2a(0<2a<2c),则点P的轨迹叫.||P F1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|)在平面内定点F和定直线l,(点F直线l上),P到l距离为d,|PF|=d标准方程焦点在x轴上焦点在x轴上焦点在x轴正半轴上图象几何性质范围|x|≤,|y|≤|x|≥,y∈R x≥,y∈R 顶点,对称性关于、和对称关于对称例1:(1)经过两点A (4,2y +1),B (2,-3)的直线的倾斜角为3π4,则y =(2)直线x sin α-y +1=0的倾斜角的变化范围是 (3)经过点P (3,2)且在两坐标轴上的截距相等;(4)经过点A (-1,-3),倾斜角等于直线y =3x 的倾斜角的2倍.【变式训练1】(1)若直线l 的斜率为k ,倾斜角为α,且α∈⎣⎡⎭⎫π6,π4∪⎣⎡⎭⎫2π3,π,则k 的取值范围是________.(2)直线l 过点M (-1,2)且与以点P (-2,-3)、Q (4,0)为端点的线段恒相交,则l 的斜率范围是(3)△ABC 的三个顶点为A (-3,0),B (2,1),C (-2,3),求: ①BC 所在直线的方程;②BC 边上中线AD 所在直线的方程;③BC 边的垂直平分线DE 所在直线的方程.考向2:两条直线的位置关系及距离公式例2:(1)若直线l 1:mx -y -2=0与直线l 2:(2-m )x -y +1=0互相平行,则实数m 的值为(2)已知直线l 1:2ax +(a +1)y +1=0,l 2:(a +1)x +(a -1)y =0,若l 1⊥l 2,则a = (3)已知点P (4,a )到直线4x -3y -1=0的距离不大于3,则a 的取值范围是________.(4)若两平行直线3x -2y -1=0,6x +ay +c =0之间的距离为21313,则c 的值是________.【变式训练2】 (1)“a =-1”是“直线ax +3y +3=0和直线x +(a -2)y +1=0平行”的 条件。
高考理科数学大二轮复习课件专题六解析几何
双曲线中参数范围求解
参数范围求解方法
在解决与双曲线相关的问题时,经常需要求 解参数的范围。可以通过分析双曲线的性质 、结合题目给出的条件,列出关于参数的不 等式或方程,进而求解参数的范围。
注意事项
在求解参数范围时,需要注意参数的取值范 围是否符合双曲线的定义和性质,以及是否 满足题目的要求。同时,还需要注意参数的 实际意义和应用背景,避免求解出不符合实 际情况的参数范围。
焦点弦和准线应用
焦点弦定义
过抛物线焦点的直线与抛物线相交于两点,这两 点之间的线段称为焦点弦。
焦点弦性质
对于同一抛物线,所有焦点弦的中点都在抛物线 的准线上。
准线应用
利用准线和焦点弦的性质,可以解决与抛物线相 关的距离、角度等问题。
抛物线中参数范围求解
参数方程
抛物线的参数方程为 $left{begin{array}{l}x=2pt^2y=2pt end{array}right.$($t$为参数),表 示抛物线上任意一点的坐标。
直线解,即判别式$Delta > 0$。
直线与圆相切
直线方程与圆方程联立后,有唯一实数解,即判别式 $Delta = 0$。
直线与圆相离
直线方程与圆方程联立后,无实数解,即判别式$Delta < 0$。
注意
以上内容仅供参考,具体解析几何的知识点和解题方法可 能因教材和考试要求而有所不同。在复习过程中,请务必 以教材和考试要求为准。
点的坐标
在平面直角坐标系中,任意一点P都可以用一对有序实数(x,y)来表示,这一对有序实数称 为点P的坐标。
坐标平面内的点与有序实数对的一一对应关系
在平面直角坐标系中,每一个点都有唯一的一个坐标与之对应;反过来,对于任意一个坐 标(x,y),在坐标平面内都有唯一的一个点与之对应。
春季高考二轮复习--《解析几何》讲义
第八章《解析几何》例1(1)、已知两点A(-3,3),B(3,-1),则直线AB 的倾斜角等于( )A. π3B. 2π3C. π6D. 56π (2)、如图中的直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则( )A. k 1<k 2<k 3B. k 3<k 1<k 2C. k 3<k 2<k 1D. k 1<k 3<k 2(3)、已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是( )A. 1B. -1C. -2或-1D. -2或1(4)、已知直线的倾斜角为120°,在y 轴上的截距为-2,则此直线的方程为( )A. y =3x +2B. y =-3x +2C. y =-3x -2D. y =3x -2(5)过点M(1,-2)的直线与x 轴、y 轴分别交于P 、Q 两点,若M 恰为线段PQ 的中点,则直线PQ 的方程为( )A. 2x +y =0B. 2x -y -4=0C. x +2y +3=0D. x -2y -5=0变式训练:1、直线l 过点(-1,2)且与直线2x -3y +4=0垂直,则l 的方程是( )A. 3x +2y -1=0B. 3x +2y +7=0C. 2x -3y +5=0D. 2x -3y +8=02、已知点A(1,-2),B(5,6),直线l 经过AB 的中点M ,且在两坐标轴上的截距相等,则直线l 的方程是________.3、过点(5,2),且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍的直线方程是( )A. 2x +y -12=0B. 2x +y -12=0或2x -5y =0C. x -2y -1=0D. x +2y -9=0或2x -5y =04、已知点A(-2,3),B(3,2),过点P(0,-2)的直线l 与线段AB 没有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是__.例2、(1)点(1,-1)到直线x -y +1=0的距离是( )A. 12 B. 32 C. 322 D. 22(2)若经过点(3,a)、(-2,0)的直线与经过点(3,-4)且斜率为12的直线垂直,则a 的值为( )A. 52 B. 25C. 10D. -10 (3)已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与直线2x +y -1=0平行,则m 的值为( )A. 0B. -8C. 2D. 10(4)直线Ax +3y +C =0与直线2x -3y +4=0的交点在y 轴上,则C 的值为________.(5)直线x -2y +1=0关于x =3对称的直线方程为________.变式训练:1、已知两直线l 1:mx +8y +n =0和l 2:2x +my -1=0,试确定m 、n 的值,使(1)l 1与l 2相交于点P(m ,-1);(2)l 1∥l 2;(3)l 1⊥l 2,且l 1在y 轴上的截距为-1.2、P 点在直线3x +y -5=0上,且点P 到直线x -y -1=0的距离为2,则P 点坐标为( )A. (1,2)B. (2,1)C. (1,2)或(2,-1)D. (2,1)或(-1,2)3、过点P(0,1),且与点A(3,3)和B(5,-1)的距离相等的直线方程是( )A. y =1B. 2x +y -1=0C. y =1或2x +y -1=0D. 2x +y -1=0或2x +y +1=0例3、(1)、已知圆的方程为x 2+y 2-2x =0,则圆心坐标为( )A. (0,1)B. (0,-1)C. (1,0)D. (-1,0)(2)已知方程x 2+y 2+2kx +4y +3k +8=0表示一个圆,则实数k 的取值范围是( )A. -1<k<4B. -4<k<1C. k<-4或k>1D. k<-1或k>4(3)圆心在曲线y =14x 2(x<0)上,并且与直线y =-1及y 轴都相切的圆的方程是( ) A. (x +2)2+(y -2)2=2 B. (x -1)2+(y -2)2=4 C. (x -2)2+(y -1)2=4 D. (x +2)2+(y -1)2=4(4)点P(4,-2)与圆x 2+y 2=4上任一点连线的中点的轨迹方程是( )A. (x -2)2+(y +1)2=1B. (x -2)2+(y +1)2=4C. (x +4)2+(y -2)2=4D. (x +2)2+(y -1)2=1(5)直线y =x -1上的点到圆x 2+y 2+4x -2y +4=0的最近距离为( )A. 2 2 B. 2-1 C. 22-1 D. 1 变式训练:1. 根据下列条件求圆的方程:(1)经过A(5,2),B(3,2),圆心在直线2x -y -3=0上;(2)半径为5且与x 轴交于A(2,0),B(10,0)两点;(3)圆心在原点,且圆周被直线3x +4y +15=0分成1∶2两部分.2、已知点P(x ,y)是圆(x +2)2+y 2=1上任意一点.(1)求x -2y 的最大值和最小值;(2)求y -2x -1的最大值和最小值;(3)求(x -2)2+(y -3)2的最大值和最小值. 例4、(1)、圆x 2+y 2-4x =0在点P(1,3)处的切线方程为( )A. x +3y -2=0B. x +3y -4=0C. x -2y +4=0D. x -3y +2=0(2)、对任意的实数k ,直线y =kx +1与圆x 2+y 2=2的位置关系一定是( )A. 相离B. 相切C. 相交但直线不过圆心D. 相交且直线过圆心(3)、圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+(y -3)2=1的内公切线有且仅有( )A. 1条B. 2条C. 3条D. 4条(4)、直线x +3y -2=0与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,则弦AB 的长度等于( ) A. 2 5 B. 2 3 C. 3 D. 1(5)、圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2-2x -2y +1=0的公共弦所在直线被圆C 3:(x -1)2+(y -1)2=254所截得的弦长为________.变式训练:1、直线ax -y +2a =0与圆x 2+y 2=9的位置关系是( )A. 相离B. 相切C. 相交D. 不确定2、若直线x -y +1=0与圆(x -a)2+y 2=2有公共点,则实数a 的取值范围是( )A. [-3,-1]B. [-1,3]C. [-3,1]D. (-∞,-3]∪[1,+∞)3、求过点P(1,2),且与圆x 2+y 2=1相切的直线方程。
二轮复习解析几何第1讲 直线与圆
解析几何第1讲直线与圆一、单项选择题1.直线l经过两条直线x-y+1=0和2x+3y+2=0的交点,且平行于直线x-2y+4=0,则直线l的方程为()A.x-2y-1=0 B.x-2y+1=0C.2x-y+2=0 D.2x+y-2=02.(2022·福州)已知A(-3,0),B(3,0),C(0,3),则△ABC外接圆的方程为() A.(x-1)2+y2=2B.(x-1)2+y2=4C.x2+(y-1)2=2D.x2+(y-1)2=43.(2022·新高考全国Ⅱ)图1是中国古代建筑中的举架结构,AA′,BB′,CC′,DD′是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举,图2是某古代建筑屋顶截面的示意图,其中DD1,CC1,BB1,AA1是举,OD1,DC1,CB1,BA1是相等的步,相邻桁的举步之比分别为DD1OD1=0.5,CC1DC1=k1,BB1CB1=k2,AA1BA1=k3.已知k1,k2,k3成公差为0.1的等差数列,且直线OA的斜率为0.725,则k3等于()A.0.75 B.0.8C.0.85 D.0.94.过圆C:(x-1)2+y2=1外一点P作圆C的两条切线P A,PB,切点分别为A,B,若P A⊥PB,则点P到直线l:x+y-5=0的距离的最小值为()A.1 B. 2C.2 2 D.3 25.与直线x-y-4=0和圆(x+1)2+(y-1)2=2都相切的半径最小的圆的方程是() A.(x+1)2+(y+1)2=2B.(x+1)2+(y+1)2=4C.(x-1)2+(y+1)2=2D .(x -1)2+(y +1)2=46.已知圆O :x 2+y 2=94,圆M :(x -a )2+(y -1)2=1,若圆M 上存在点P ,过点P 作圆O 的两条切线,切点分别为A ,B ,使得∠APB =π3,则实数a 的取值范围是( ) A .[-15,15]B .[-3,3]C .[3,15]D .[-15,-3]∪[3,15]7.已知圆C 1:(x +6)2+(y -5)2=4,圆C 2:(x -2)2+(y -1)2=1,M ,N 分别为圆C 1和C 2上的动点,P 为x 轴上的动点,则|PM |+|PN |的取值范围是( )A .[6,+∞)B .[7,+∞)C .[10,+∞)D .[15,+∞)8.(2022·菏泽质检)瑞士著名数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中作△ABC ,|AB |=|AC |,点B (-1,1),点C (3,5),过其“欧拉线”上一点Р作圆O :x 2+y 2=4的两条切线,切点分别为M ,N ,则|MN |的最小值为( ) A. 2B .2 2 C. 3D .2 3二、多项选择题9.已知直线l 过点(3,4),点A (-2,2),B (4,-2)到l 的距离相等,则l 的方程可能是( )A .x -2y +2=0B .2x -y -2=0C .2x +3y -18=0D .2x -3y +6=010.在平面直角坐标系中,圆C 的方程为x 2+y 2-4x =0.若直线y =k (x +1)上存在一点P ,使过点P 所作的圆的两条切线相互垂直,则实数k 的可能取值是( )A .1B .2C .3D .411.(2022·南通)已知P 是圆O :x 2+y 2=4上的动点,直线l 1:x cos θ+y sin θ=4与l 2:x sin θ-y cos θ=1交于点Q ,则( )A .l 1⊥l 2B .直线l 1与圆O 相切C .直线l 2与圆O 截得弦长为2 3D .|PQ |长的最大值为17+212.(2022·龙岩质检)已知点P (x 0,y 0)是直线l :x +y =4上的一点,过点P 作圆O :x 2+y 2=2的两条切线,切点分别为A ,B ,连接OA ,OB ,则( )A .当四边形OAPB 为正方形时,点P 的坐标为(2,2)B .|P A |的取值范围为[6,+∞)C .当△P AB 为等边三角形时,点P 的坐标为(1,3)D .直线AB 过定点⎝⎛⎭⎫12,12三、填空题13.与直线2x -y +1=0关于x 轴对称的直线的方程为__________________.14.过点P (2,2)的直线l 与圆(x -1)2+y 2=1相切,则直线l 的方程为____________________.15.(2022·杭州模拟)在平面直角坐标系中,已知第一象限内的点A 在直线l :y =2x 上,B (5,0),以AB 为直径的圆C 与直线l 的另一个交点为D .若AB ⊥CD ,则圆C 的半径等于________.16.若抛物线y =x 2+ax +b 与坐标轴分别交于三个不同的点A ,B ,C ,则△ABC 的外接圆恒过的定点坐标为________.。
高考数学学科二轮备考关键问题指导系列一(解析几何存在问题及应对策略)
福建省2024届高中毕业班数学学科二轮备考关键问题指导系列一解析几何存在问题及应对策略(福建省高三毕业班复习教学指导组余小萍执笔整理)新高考的背景下,解析几何知识板块试题分值高,在全卷中占比高,但整体得分低,得分率最低,对全卷影响重大,新高考解析几何如何提分,值得研究.解析几何高考试题以核心素养为导向,突出了学科素养、关键能力的考查,有以下特点:1.突显解析思想,考查全面解析思想解题主要包含两个方面.其一,在坐标系下,每个几何对象均可被数(坐标、方程等)所完全表达,并通过代数(或向量)方法来解决;其二,特定的代数语言有了几何解释,从而使代数语言有了直观意义,人们能从中得到启发,进而解决问题或提出新的结论.解析几何问题考查模式可以用下图的框架体现:2.突出直观想象,强调算理解析法是通过坐标系实现“点与坐标互化”、“曲线与方程互化”、“几何关系代数化”,从而达到用代数方法解决几何问题,其思维模式可以用下图的框架体现:这是平面解析几何复习教学可以遵循的思维模式,通过它,帮助厘清知识,构建方法体系,回到基础,落实对知识与方法的深刻理解,让解析法升华为一种认识论与方法论.3.突破题型套路,鼓励创新新高考试卷持续推进题型和结构的创新,在解析几何试题的设计上,最大的变化就是突破题型套路,有多选题、多空题和条件开放或结论开放试题,在难度层次上也有所变化,从情境选择、设问方式到解题方法,鼓励创新求解的意识,培养学生探究能力.下面就具体的平面解析几何复习教学的相关问题探讨如下.一、存在的问题及原因分析(一)作图意识薄弱,以形助思待提高规范作图是认识问题、研究问题的基础,将图形特征转化、合理代数化的过程是问题条件的理解与解题思路的探究过程.【例1】过点(0,2)-与圆22410x y x +--=相切的两条直线的夹角为α,则sin α=( )A. 1B.4C.4D. 4【解析】圆22410x y x +--=化简,得22(2)5x y -+=,故圆心(2,0)B,记(0,2)A -,设切点为M ,.N AB =BM =,故AM sinsin MAB 24BM ABα=∠==,coscos M B 2A AM ABα=∠==,sin 2sincos22ααα==B. 【评析】本题考查直线与圆的位置关系、二倍角公式,属于基础题.利用切线构造直角三角形,由三角函数定义求出sin2α,cos2α,再利用二倍角正弦公式即可求解.本题中切线的运用很多学生能想到,但学生不易想到角度关系MAB 2α=∠,究其原因在于作图意识薄弱,对题中的几何关系挖掘不够,缺乏对图形中几何特征与数量关系的细致分析,难以借助图形分析思考问题.【例2】已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左右焦点分别为12,F F ,点A 在C 上,点B 在y轴上,11F A F B ⊥,222=3F A F B -,则C 的离心率为__________.【解析】依题意222=3F A F B -,设22||2,||3(0)F A t F B t t ==>,||5.AB t ∴=由对称性知21|||| 3.F B F B t ==又11F A F B ⊥,故1||4F A t =,4cos .5A = 由双曲线的定义知,12||||2F A F A a -=,故.t a =在12F AF 中,22216444cos 2425a a c A a a +-==⋅⋅,解得:29()5c a =,故C 的离心率为5【评析】本题考查双曲线的定义及性质、余弦定理、向量共线的充要条件等,属于中档题. 根据向量的关系设参数t ,得到||AB ,2||F B ,1||F B 的关系,勾股定理得到1||4F A t =.由双曲线的定义得到t a =,在1Rt F AB △和12F AF △中通过对cos A 算两次得到a 与c 的关系.学生若作图潦草,难以发现关键的几何特征信息,导致对图中几何关系的提取错误或者不完整,思路受阻.本题中222=3F A F B -,不仅有数量特征,还具有位置关系.【建议】课堂教学中教师能使用尺规规范作图,起到示范指导,并要求学生当堂作图练习.布置不给图形的解几练习,要求学生通过审题自己作图.教师对图形中几何特征与数量关系进行细致分析,结合图形从整体角度理解题意、寻找解题思路.(二)概念思维淡漠,核心观点需增强定义是数学问题研究的起点.曲线方程的概念蕴含了丰富的内涵,对我们的问题的理解与思考有深刻的意义.【例3】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,C 的上顶点为A ,两个焦点为1F ,2F ,离心率为12,过1F 且垂直于2AF 的直线与C 交于D ,E 两点,||6DE =,则ADE △的周长是__________.【解析】由椭圆离心率为12,可得2a c =,则b ==则椭圆C :2222143x y c c +=,)A ,1(,0)F c -,2(,0)F c ,易得ED l :()3y x c =+,由2211||||||2AF AF F F c ===,故过1F 且垂直于2AF 的直线DE 垂直平分2AF ,即2||||EA EF =,2||||DA DF =,又2222143)x y c c y x c =⎧+=⎪⎨+⎪⎪⎪⎩,得22138320x cx c +-=,故28133213D E D Ec x x x c x =⎧+=-⎪⎪⎨-⎪⎪⎩, 213||||6()4278D E D E D E DE x x x x x x c ∴=-=⇒+-=⇒=,所以ADE △的周长2211||||||||||||||4813DA EA DE DF EF DF EF a c ++=+++===.【评析】本题主要考查了直线与椭圆的位置关系的应用、椭圆的定义以及椭圆中的弦长问题,考查了运算求解能力,属于中档题.部分学生不能从离心率、椭圆定义角度去分析几何特征解决问题,而是先求点M 坐标,再求点D 、E 的坐标,利用两点间的距离公式,绕了一大圈才得出周长,没能活用定义轻松得到解题的突破口.究其原因在于没有养成优先站在“定义”的角度探究问题和解决问题意识,未能从圆锥曲线的定义审视几何关系,选择简便的方法实现几何条件代数化.【建议】复习教学中凡涉及圆锥曲线的最值问题,均需先回顾梳理各种方法,结合问题背景比较、优化方法;强调要在大问题(圆锥曲线的定义与几何图形中的位置关系与数量关系)下研究几何性质;加强逻辑严密的课堂推演与条理清晰试题剖析. (三)欠缺条件思辨,代数方法要选择解析几何就是用代数的方法研究几何问题.那么,对题目所给的几何条件如何代数化(坐标化)很值得研究,我们追求的是既要准确转化,又要简便、减少运算量的转化.【例4】写出与圆221x y +=和圆22(3)(4)16x y -+-=都相切的一条直线的方程__________. 【解法一】显然直线的斜率不为0,不妨设直线方程为0x by c ++=,1=化简得221c b =+①,4.=化简得,|34||4|b c c ++=,故344b c c ++=或344b c c ++=-,再结合①解得01b c =⎧⎨=⎩或247257b c ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩或4353b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,所以直线方程有三条,分别为10x +=,724250x y --=,3450.(x y +-=填一条即可) 【解法二】设圆221x y +=的圆心(0,0)O ,半径为11r =, 圆22(3)(4)16x y -+-=的圆心(3,4)C ,半径24r =, 则12||5OC r r ==+,因此两圆外切,由图像可知,共有三条直线符合条件,显然10x +=符合题意; 又由方程22(3)(4)16x y -+-=和221x y +=相减可得方程3450x y +-=,即为过两圆公共切点的切线方程;又易知两圆圆心所在直线OC 的方程为430x y -=,直线OC 与直线10x +=的交点为4(1,)3--,设过该点的直线为4(1)3y k x +=+1=,解得724k =,从而该切线的方程为724250x y --=; 所以直线方程有三条,分别为10x +=,724250x y --=,3450.(x y +-=填一条即可)【评析】本题是一道开放题,代数法设切线方程通过解方程组能解决问题,也可以利用几何特征快速写出公切线10x +=,发现题中两圆的位置关系是快速破题的关键.本题若改为写出所有公切线方程学生失分率将更高,两种方法计算量也相差无几,代数法中方程组的求解是学生的失分点,其中直线方程的设法涉及简便、减少运算量,几何法通过先求直线OC 与直线10x +=的交点,再求过该点且与圆221x y +=相切的直线即可得到公切线724250x y --=也是利用几何特征简便、减少运算量.【例5】已知直线l 与椭圆22163x y +=在第一象限交于A ,B 两点,l 与x 轴y 轴分别相交于M ,N 两点,且||||MA NB =,||MN =l 的方程为__________.【解析】取AB 的中点为E ,因为||||MA NB =,所以||||ME NE =,设11(,)A x y ,22(,)B x y 可得1212121212y y y y x x x x +-⨯=-+-,即1.2OE AB k k =-⋅ 设直线:AB y kx m =+,0k <,0m >,则(0,)M m ,(,0)mN k-, 所以(,)22m m E k -,所以212m k k m k⨯=-=--,k =又||MN =22212m m +=,故2m =,所以直线:22AB y x =-+,即0.x -= 【评析】本题考查椭圆的中点弦问题,属于偏难题.条件 ||||MA NB = 的转化应用是解本题快速与否的关键,取AB 的中点为E ,将中点E 纵横坐标比转化为中点与原点连线的斜率,利用点差法及点坐标就能快速找到一个,k m 的关系式.学生若能依题构图,结合图形联想第三定义推论,就能将条件 ||||MA NB = 转化为简洁的代数形式,从而达到解决问题的目的.【建议】复习教学中重视引导学生依题构图,结合圆锥曲线的性质从题意与图形中抽象出关键的几何特征,并以简洁的代数形式加以呈现,从而转化为待求目标关系式进行变形演算.(四)缺乏算法算理,运算求解须考究解析几何问题常常都有计算量大的特点,如何进行有效运算、简便运算,寻找化简方向是我们必须重视的环节,包括如何设元、如何设方程,回归定义,以简驭繁;设而不求,整体运算;充分运用图形几何性质,简化计算;利用根与系数关系化繁为简;选用方程适当形式,减少运算量等,这些方法一定要结合具体问题进行训练.【例6】已知O 为坐标原点,抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥.若||6FQ =,则C 的准线方程为 .【解法一】解直角三角形法:如图,依题意得,2p P p ⎛⎫ ⎪⎝⎭且OPF PQF ∠=∠,所以tan tan OPF PQF ∠=∠,所以2,6pOF PF p PF FQ p =∴=,解得3p =,所以C 的准线方程为32x =-.【解法二】射影定理应用法依题意得,2p P p ⎛⎫⎪⎝⎭,所以2,PF OF FQ =⋅262p p ∴=⨯,解得3p =或0p =(舍去),所以C 的准线方程为32x =-.【解法三】由题意,不妨设P 在第一象限,则(2p P ,)p ,所以直线OP 的斜率22OP pk p ==,因为PQ OP ⊥,所以12PQ k =-,所以PQ 的方程为1()22p y p x -=--,即524px y =-+.令0y =时,52p x =,因为||6FQ =,所以5622p p -=,解得3p =,所以C 的准线方程为32x =-. 【解法四】由题意,不妨设P 在第一象限,则(2p P ,)p ,(6,0)2pQ +,所以(6,)PQ p =-, 因为PQ OP ⊥,所以0PQ OP ⋅=,所以602pPQ p p =⨯-⨯=,所以()30p p -=,因为0p >,所以3p =,所以C 的准线方程为32x =-.【评析】破解本题的关键是对PQ OP ⊥进行转化,可以从解直角三角形的角度,也可以从斜率角度,还可以从向量的角度,甚至可以利用射影定理的角度去进行转化,显见不同的思路其解题的长度不一样.因此,需强化的解题训练形成套路化、模式化,就能根据问题特点灵活处理.【例7】在平面直角坐标系xOy中,已知点1(F,2F ,12||||2MF MF -=,点M 的轨迹为C .(1)求C 的方程; (2)设点T 在直线12x =上,过T 两条直线分别交C 于A ,B 两点和P ,Q 两点,且TA TB TP TQ ⋅=⋅,求直线AB 的斜率与直线PQ 的斜率之和.【解析】(1)因为12122MF MF F F -=<=C 是以点1F 、2F 为左、右焦点的双曲线的右支,设轨迹C 的方程为()222210,0x y a b a b-=>>,则22a =,可得1a =,4b ==,所以,轨迹C 的方程为()221116y x x -=≥. (2)设点1,2T t ⎛⎫⎪⎝⎭,若过点T 的直线的斜率不存在,此时该直线与曲线C 无公共点,不妨直线AB 的方程为112y t k x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即1112y k x t k =+-,联立1122121616y k x t k x y ⎧=+-⎪⎨⎪-=⎩,消去y 并整理可得()()222111111621602k x k t k x t k ⎛⎫-+-+-+= ⎪⎝⎭,设点()11,A x y 、()22,B x y ,则112x >且212x >.由韦达定理可得2111221216k k t x x k -+=-,211221116216t k x x k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=-, 所以,()()()()22122121121122112111111222416t k x x TA TB k x x k x x k +++⎛⎫⋅=+⋅-⋅-=+⋅-+=⎪-⎝⎭, 设直线PQ 的斜率为2k ,同理可得()()2222212116tk TP TQ k ++⋅=-,因为TA TB TP TQ ⋅=⋅,即()()()()22221222121211211616tk t k k k ++++=--,整理可得2212k k =,即()()12120k k k k -+=,显然120k k -≠,故120k k +=. 因此,直线AB 与直线PQ 的斜率之和为0.【评析】TA TB ⋅与TP TQ ⋅从弦长公式到韦达定理代入化简是破解本题的关键,从设直线方程到联立消元再到弦长公式的应用,有明晰的解题方向,形成套路化、模式化的解题训练有助于学生根据问题特点灵活处理.【建议】课堂教学时不能只是谈思路方法,应合理利用几何特征设参,分析算式结构,合理消参、降次,通过课堂师生共同演算的体验,增加实践经验,进行算法算理的指导.在涉及求有关过一点的两条斜率不同的直线的交点坐标或弦长问题时,往往只需计算其中的一类交点坐标或弦长,另一类只需等价代换的结果中的参数即可.(五)只求题型模仿,解析思想欠领悟高中解析几何既是一种重要的数学思想,也是一种重要的数学方法,其核心是“数形结合”的思想方法.由于解析几何内容的综合性,在解决问题的过程中,充满着探究性、创新性,对能力有较高的要求.解题中必然要用到思想方法引领,如函数与方程、特殊与一般、分类与整合的思想,以及待定系数法、换元法等等.【例8】已知点和抛物线,过的焦点且斜率为的直线与交于,点.若,则________.【解析】设弦AB 的中点为P ,综合题目的几何特征,直观猜测,PM 平行于x 轴,故由点差法可得124=2k y y =+,快速地给出答案为2. 【评析】本题是典型的直线与抛物线的位置关系问题,常规的解法是设方程、联立方程、用韦达定理求解套路,这势必费力费时且会算错.由于问题的特殊性,焦点弦张角为直角,借助数形结合,动中求不变解析思考,斜率为k 的平行弦的不变性,以及焦点弦张角的不变性,就能抓住问题的本质,既解决了问题,又提升了对抛物线的认识.【例9】已知A 、B 分别为椭圆E :2221x y a+=(a >1)左、右顶点,G 为E 的上顶点,8AG GB ⋅=,P 为直线x =6上的动点,PA 与E 的另一交点为C ,PB 与E 的另一交点为D .(1)求E 方程;(2)证明:直线CD 过定点.【解析】(1)依据题意作出如下图象:由椭圆方程222:1(1)x E y a a+=>可得:(),0A a -, (),0B a ,()0,1G ,∴(),1AG a =,(),1GB a =-, ∴218AG GB a ⋅=-=,∴29a =,∴椭圆方程为:2219x y +=.()11M -,24C y x =:C k C A B 90AMB =︒∠k =的的(2)证明:设()06,P y , 则直线AP 的方程为:()()00363y y x -=+--,即:()039y y x =+,联立直线AP 的方程与椭圆方程可得:()2201939x y y y x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,整理得:()2222000969810y x y x y +++-=,解得:3x =-或20203279y x y -+=+,将20203279y x y -+=+代入直线()039y y x =+可得:02069y y y =+, 所以点C 的坐标为20022003276,99y y y y ⎛⎫-+ ⎪++⎝⎭. 同理可得:点D 的坐标为2002200332,11y y y y ⎛⎫-- ⎪++⎝⎭, ∴直线CD 的方程为:0022200002222000022006291233327331191y y y y y y y x y y y y y y ⎛⎫-- ⎪++⎛⎫⎛⎫--⎝⎭-=-⎪ ⎪-+-++⎝⎭⎝⎭-++, 整理可得:()()()2220000002224200000832338331116963y y y y y y y x x y y y y y +⎛⎫⎛⎫--+=-=- ⎪ ⎪+++--⎝⎭⎝⎭, 整理得:()()0002220004243323333y y y y x x y y y ⎛⎫=+=- ⎪---⎝⎭,故直线CD 过定点3,02⎛⎫⎪⎝⎭. 【评析】解决本题的关键是借助数形结合,由椭圆的对称性可知定点应在x 轴上,明晰计算化简的方向.【建议】教学中要让学生意识到变化是理解解析几何问题的切入点,不变是解决解析几何问题的落脚点,对于它的探究过程主要集中在数学观察、联想、类比、猜测、抽象、概括等思维过程.解决解几具体问题时常常需要用到“数形结合”的思想方法.在解决问题的过程中,针对具体问题具体分析,跳出套路,数形结合找到解题方向.二、解决问题的思考与对策(一)回归基础,揭示本质,返璞归真解析几何思想的数学结构是由核心概念、基本方法、数学原理3个层次构成.核心概念是曲线与方程,基本方法是几何问题代数化和代数问题几何化,数学原理是映射原理(或化归原则),其中几何问题代数化的途径是坐标法,是笛卡尔“方法论”的观念表现.【例10】若正方形一条对角线所在直线的斜率为2,则该正方形的两条邻边所在直线的斜率分别为______,_____.【解析】正方形OABC 中,对角线OB 所在直线的斜率为2,建立如图直角坐标系, 设对角线OB 所在直线的倾斜角为θ,则tan 2θ=,由正方形性质可知,直线OA 的倾斜角为45θ-︒,直线OB 的倾斜角为45θ+︒,故()tan tan 45211tan 451tan tan 45123OA k θθθ-︒-=-︒===+︒+,()tan tan 4521tan 4531tan tan 4512OB k θθθ+︒+=+︒===--︒-.故答案为:13;3-.【评析】本题以简单的多空形式呈现,以正方形、直线与直线的位置关系为载体,考查坐标法的基本 应用.考点虽然稍冷,却有着浓浓的解析味.解决问题的关键在于,合理建立坐标系,恰当地表征几何对象,如倾斜角的引进,以及与斜率的互化,体现了基础性、综合性和应用性.【例11】已知曲线22:1C mx ny +=.( ) A. 若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上B. 若m =n >0,则CC. 若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为y =D. 若m =0,n >0,则C 是两条直线 【解析】ACD【评析】曲线方程的特征及区别是求解的关键,是解析几何的基本工具,一定要熟知.【例12】已知椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b +=>>,右焦点为F .(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是椭圆C 上的两点,直线MN 与曲线222(0)x y b x +=>相切.证明:M ,N ,F 三点共线的充要条件是||MN =【解析】(1)由题意,椭圆半焦距c =3c e a ==,所以a = 又2221b a c =-=,所以椭圆方程为2213xy +=;(2)由(1)得,曲线为221(0)x y x +=>, 当直线MN 的斜率不存在时,直线:1MN x =,不合题意; 当直线MN 的斜率存在时,设()()1122,,,M x y N x y ,必要性:若M ,N ,F三点共线,可设直线(:MN y k x =即0kx y --=, 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>相切可得1=,解得1k =±,联立(2213y x x y ⎧=±⎪⎨⎪+=⎩可得2430x -+=,所以1212,324x x x x +=⋅=,所以MN ==所以必要性成立;充分性:设直线():,0MN y kx t kt =+<即0kx y t -+=, 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>相切可得1=,所以221t k =+,联立2213y kx t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222136330k x ktx t +++-=, 所以2121222633,1313kt t x x x x k k-+=-⋅=++,所以MN ==213k=+= 化简得()22310k -=,所以1k =±,所以1k b =⎧⎪⎨=⎪⎩1k b =-⎧⎪⎨=⎪⎩:MN y x=y x =-,所以直线MN 过点F ,M ,N ,F 三点共线,充分性成立; 所以M ,N,F 三点共线的充要条件是||MN =【评析】问题归结——利用椭圆焦距的定义和椭圆离心率的定义;策略突破——利用椭圆焦距的定义和椭圆离心率的定义,构建方程,转化为求2,2a c 的值或齐次方程,从而求椭圆的方程.【建议】教学中要回归基础,即是回到知识的联系、回到思想方法、回到定义和基本性质中去.对于圆锥曲线而言,即是回到定义、方程、性质去,也是解决问题的认知基础.归纳:1.定义是事物本质属性的概括和反映,圆锥曲线许多性质都是由定义派生出来的.对某些圆锥曲线问题,采用“回归定义”的策略,把定量的计算和定性的分析有机地结合起来,则往往能获得题目所固有的本质属性,达到准确判断、合理运算、灵活解题的目的.2.求圆锥曲线方程常用的方法有直接法、定义法、待定系数法、参数法等.用待定系数法求圆锥曲线的标准方程时,要“先定型,后计算”.所谓“定型”,是指确定类型,也就是确定椭圆、双曲线的焦点所在的坐标轴是x 轴还是y 轴,抛物线的焦点是在x 轴的正半轴、负半轴,还是y 轴的正半轴、负半轴,从而设出相应的标准方程的形式;“计算”就是指运用方程思想、利用待定系数法求出方程中的a 2、b 2、p 的值(基本量法),最后代入椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.3.求椭圆或双曲线的离心率时,应该寻求三角形中的边角之间的关系,从而建立a 、c 的齐次方程(求值)或者齐次不等式(求范围).4.证明充要条件的问题,不要只证明充分性,或只证明必要性,需注意:既要证明其充分性,又要证明其必要性.(二)弄清几何问题,选择代数方法,合理转化解析几何就是用代数方法来研究几何问题,即:几何问题→代数问题→代数结论→几何结论.所以,它的两大任务是:(1)把几何问题转化为代数问题,(2)研究代数问题,得出代数结论.【例13】设椭圆:C 2212+=x y 的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于A ,B 两点,点M 的坐标为(2,0).(1) 当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2) 设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠.【解析】(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为1x =.由已知可得,点A 的坐标为(1,2或(1,2-.所以AM 的方程为2y x =-+2y x = (2)本题目标要研究的几何对象为角,这需要在图形中挖掘这两个角的几何特征或这个角的等价几何关系.特例情况当l 与x 轴重合时.①0OMA OMB ∠=∠=︒;②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,将OMA OMB ∠=∠代数化,即角相等的证明可以有两个思路,即从 数量关系或几何关系来思考.为此,不妨设1221(,),(,)A y x y x B .思路1:从图形中直线的倾斜角直接切入,由位置特征,可以将问题转化为0MA MB k k +=; 思路2:从数量关系角度看,通过向量运算去获取,淡化几何特征,直接采取坐标运算,即证;思路3:从几何角度看,问题可以转化为运用角平分线定理,现坐标化,即证11AF y AM BFy BM==;思路4:从几何角度看,在坐标几何中,构造直角三角形相似来证. 思路5:从几何角度看,视为角平分线,用点到两边的距离进行代数化. 思路6:角平分线具有对称性,故可证明点A 关于x 轴的对称点在直线BM 上. 这么多的思路,如何代数化,要不要求坐标?程序化(算术化):即设直线方程,遵循不断求出的思路进行运算,求出点A ,B 坐标,后再计算; 结构化(关系化):即设直线方程,找出A ,B 坐标关系(这里的策略就是通常所说的“设而不求”, 再对要证的结构关系进行推演.事实上,程序化和结构化的代数思维没有特别的优劣,它都是代数思维的重要特征,它是一个不断螺旋上升的过程,只是大家目前都喜欢用结构化的思维,忽视程序化的思维,这是不对的,对结构化思维的形成与培养也不利.另外,即便用结构化思维进行推演,在设方程上也有此许的差别,如设l 的方程为(1)y k x =-或设x my t =+,还是有讲究的.【评析】解析法的过程,充满着概念与思辩,需要大家细细品味!绝不是机械模仿能达到的. 【建议】课堂中怎样将几何问题转化为代数问题?(1)要主动去理解几何对象的本质特征;(2)善于将几何条件、几何性质用代数的形式表达出来;(3)恰当选择代数化的形式,这点是关键:一要研究具体的几何对象具有什么样的几何特征(如果几何特征不清楚,就不可能准确将其代数化),这就要在审题上下功夫;二是选择最简洁的代数形式(方便后续的代数研究),这需要大局观;(4)注意等价转化.(三)增强几何意识,配合解析工具,巧妙转化解析几何的研究对象就是几何图形及其性质,所以在处理解析几何问题时,除了运用代数方程外,充分挖掘几何条件,结合平面几何知识,这往往能减少计算量.数学试题中很多图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解.【例14】在平面直角坐标系xOy 中,已知圆C :22(3)2x y +-=,点A 是x 轴上的一个动点,AP ,AQ 分别切圆C 于P ,Q 两点,则PQ 的取值范围为.分析:问题归结——定直线上的动点与圆上一点距离问题;策略突破——首先要明确目标PQ 垂径定理,在等腰PCQ △与Rt PCB △中,PC 形,问题溯源,选定较为直观的几何变量AC ,构建PQ 式:2PQ PB PCA ==∠==围,计算求解,又3AC ≥,所以21109AC <≤,因此PQ 的取值范围为. 【建议】直线与圆的三种位置关系:相切,相交,相离.解决直线与圆的问题时,一方面,要运用解析几何的一般方法,即代数化方法,把它转化为代数问题;另一方面,由于直线与圆和平面几何联系非常紧密,因此,准确地作出图形,挖掘几何图形中所隐含的条件,利用几何知识使问题较为简捷地得到解决.提高学生等价转化的能力——实现复杂问题简单化,陌生问题熟悉化.例如:①没有图形,不妨画个图形,以便直观思考;②“设—列—验”是求轨迹的通法;③消元转化为一元二次函数(方程),判别式,韦达定理,中点,弦长公式等要把握好;④多感悟“设—列—解”,“设”:设什么?坐标、方程、角、斜率、截距?“列”:列的前提是找等量关系,“解”:解就是转化、化简、变形,向目标靠拢;⑤紧扣题意,联系图形,数形结合;⑥一旦与自己熟悉的问题接轨立即入位.【例15】如图所示,过点(1,0)的直线与抛物线2y x =交于A 、B 线OA 和OB 分别和圆22(2)4x y -+=交于D 、E 两点,若OABODES S λ∆∆=,则λ等于A .12B .13C .14D .15【解析】设11(,)A x y 、22(,)B x y ,由2,(1)y x y k x ⎧=⎨=-⎩得222(21)0k x k x k -++=,即121x x ⋅=.又11222,y x ⎪⎨=⎪⎩所以12120x x y y ⋅+⋅=,即OA OB ⊥.设直线OA :1y k x =,直线OB :2y k x =,则121k k ⋅=-.由21,y x y k x ⎧=⎪⎨=⎪⎩得21111(,)A k k ,同理22211(,)B k k .由221(2)4,x y y k x ⎧-+=⎪⎨=⎪⎩得1221144(,)11k D k k ++,同理2222244(,)11k E k k ++. 所以OA =OB =OD =,OE . x所以221122*********(1)(1)2(1)(1)12116161642OAB ODEk k OA OBS k k k k S OD OE ∆∆++++++====≥.【建议】1.解析几何研究的对象是几何图形,善用巧用几何图形的特征,把几何特征转化为代数表示,从而缩短思维链条,简化运算过程;2.在几何图形中,利用解三角形和三角形相似等知识,转化为边角之间的关系解决解析几何问题.其中,解三角形的画图用图,体现数形结合的思想;利用角或边的关系消角(边),体现了消元的思想;用正弦、余弦定理列方程组求三角函数值,体现了方程思想.(四)重视平面解析几何中代数方法的思维训练代数的思维特征,可以概括为程序化:即有点类似于解应用题的算术思维,遵循不断求出的计算,即便引进参数,也当成假设已知,参与运算;构造性的:即有点类似于解应用题的方程思维,注重寻找关系,“设而不求”,推演求解.复习教学中,要通过恰当的事例,训练学生的代数思维,这使得解析几何的代数方法不是一招一式的技巧,而是有着行动指南的思维模式.【例16】已知抛物线2:2(0)C x py p =>的焦点为F ,且F 与圆22:(4)1M x y ++=上点的距离的最小值为4.(1)求p ;(2)若点P 在M 上,,PA PB 是C 的两条切线,,A B 是切点,求PAB △面积的最大值.【解析】(1)抛物线C 的焦点为0,2p F ⎛⎫⎪⎝⎭,42p FM =+,所以,F 与圆22:(4)1M x y ++=上点的距离的最小值为4142p+-=,解得2p =. (2)抛物线C 的方程为24x y =,即24x y =,对该函数求导得2x y '=,设点()11,A x y 、()22,B x y 、()00,P x y ,直线PA 的方程为()1112x y y x x -=-,即112x xy y =-,即11220x x y y --=,同理可知,直线PB 的方程为22220x x y y --=.由于点P 为这两条直线的公共点,则10102020220220x x y y x x y y --=⎧⎨--=⎩,所以,点A 、B 的坐标满足方程00220x x y y --=,所以,直线AB 的方程为00220x x y y --=,联立0022204x x y y x y --=⎧⎪⎨=⎪⎩,可得200240x x x y -+=. 由韦达定理可得1202x x x +=,1204x x y =,所以,AB===点P到直线AB的距离为d=,所以,()3220011422PABS AB d x y=⋅==-△,()()2222000000041441215621x y y y y y y-=-+-=---=-++,由已知可得53y-≤≤-,所以,当5y=-时,PAB△的面积取最大值321202⨯=.【评析】运算繁杂是解析几何最突出的特点.首先,解题中要指导学生克服只重视思路、轻视动手运算的缺点.运算能力差是学生普遍存在的问题,不仅在解析几何问题中要加强训练,在其它板块中也要加强训练,只有把提高学生的运算能力贯彻于教学的过程之中,才能收到较好的效果.其次,要培养学生运算的求简意识,充分发挥圆锥曲线的定义和利用平面几何知识化难为易、化繁为简的作用.【例17】过抛物线24y x=的焦点F的直线交抛物线于A、B两点,分别过A、B两点作准线的垂线,垂足分别为1A,1B两点,以线段1A1B为直径的圆C过点(2,3)-,则圆C的方程为A.22(1)(2)2x y++-=B.22(1)(1)5x y++-=C.22(1)(1)17x y+++=D.22(1)(2)26x y+++=分析一:问题归结——确定圆的方程的基本要素:过焦点的直线AB的方程及与抛物线的交点坐标()()1122,,,A x yB x y;策略突破——圆的两个关键量的代数形式:圆心和半径,确定参变量,引入关联变量——斜率的倒数t,可设直线AB:1x ty=+;;求解过程分析:联立方程组21,4,x tyy x=+⎧⎨=⎩消元得到2440y ty--=;由韦达定理得12124,4y y t y y+==-,则()1,2C t-,直径()()2221112161A B y y t=-=+;求半径()2212-3MC t=+,由22114A B MC=得方程()()()22161412-3t t+=+,则1=2t.回归圆:圆心(1,1)C-,半径的平方25MC=,答案选B.。
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本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分.考试时间120分钟.第Ⅰ卷(选择题 共60分)一、选择题 (本大题共12个小题,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.将圆O:4y x 22=+上各点的纵坐标变为原来的一半(横坐标不变),得到曲线C.设O 为坐标原点,直线l :3x my =+与C 交于A 、B 两点, N 为线段AB 的中点,延长线段ON 交C 于点E .若2OE ON =,则m= ( )A .22B .22-C .8D .22±【答案】D2.如图,直线0:1=+-b y ax l 与直线)0(,0:2≠=-+ab a y bx l 的图像应是( )【答案】A3.与直线l 1:012=--y m mx 垂直于点P (2,1)的直线l 2的方程为( )A .01=-+y xB .03=--y xC .01=--y xD .03=-+y x 【答案】D 4.已知函数y =f (x )在(0,1)内的一段图象是如图所示的一段圆弧,若0<x 1<x 2<1,则( )A .<B .=C .>D .不能确定【答案】C5.圆229x y +=和圆0118622=--++y x y x 的位置关系是( ) A .相离 B .内切 C .外切 D .相交 【答案】D 6.已知点是直线上一动点,是圆的两条切线,是切点,若四边形的最小面积是2,则的值为( ) A .3 B .C .D.2【答案】D7.下列曲线中离心率为62的是( ) A .22124x y -= B .22146x y -=C . 22142x y -=D . 221410x y -=【答案】C8.θ是第三象限角,方程x 2+y 2sin θ=cos θ表示的曲线是( )A .焦点在x 轴上的椭圆B .焦点在y 轴上的椭圆C .焦点在x 轴上的双曲线D .焦点在y 轴上的双曲线 【答案】D9.双曲线C 和椭圆2241x y +=有相同的焦点,它的一条渐近线为2y x =,则双曲线C的方程为( )A .22421x y -= B .2221x y -= C .22421x y -=- D .2221x y -=-【答案】C10.已知1F 、2F 为双曲线22:2C x y -=的左、右焦点,点P 在C 上,12||2||PF PF =,则12cos F PF ∠=( ) A .14B .35C .34D .45【答案】C11.点A 是抛物线C 1:22(0)y px p =>与双曲线C 2: 22221x y a b-=(a>0,b>0)的一条渐近线的交点,若点A 到抛物线C 1的准线的距离为p ,则双曲线C 2的离心率等于( ) A .2 B .3C .5D .6【答案】C12.设曲线220x y -=与抛物线24y x =-的准线围成的三角形区域(包含边界)为D ,),(y x P 为D 内的一个动点,则目标函数52+-=y x z 的最大值为( )A .4B .5C .8D .12【答案】C第Ⅱ卷(非选择题 共90分)二、填空题 (本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上) 13.直线l 与圆04222=+a y x y x -++ (a<3)相交于两点A ,B ,弦AB 的中点为(0,1),则直线l 的方程为 . 【答案】x-y+1=014.直线0543=-+y x 到直线01543=++y x 的距离是 【答案】4)0,0(122>>=-b a bx 的一条渐近线方程为320x y -=,则双曲线的离心【答案】31316.已知函数1y x=-的图象为双曲线,在此双曲线的两支上分别取点,P Q ,则线段PQ 长的最小值为【答案】2三、解答题 (本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.试求直线1l :20x y --=,关于直线2l :330x y -+=对称的直线l 的方程.【答案】解法一:由方程组20330x y x y --=⎧⎨-+=⎩得5292x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩∴直线1l 、2l 的交点为A (52-,92-).设所求直线l 的方程为95()22y k x +=+,即22590kx y k -+-=.由题意知:1l 到2l 与2l 到l 的角相等,则31313113k k--=+⨯+,7k =-∴. 即所求直线l 的方程为7220x y ++=. 解法二:在1l 上任取点P (1x ,1y )(2P l ∉),设点P 关于2l 的对称点为Q (x ',y ').则11113302231x x y y y y x x ++⎧-+=⎪⎪⎨+⎪=-+⎪⎩''''解得1143953495x y x x y y -+-⎧=⎪⎪⎨+-⎪=⎪⎩''''又点P 在1l 上运动,1120x y --=∴.4393432055x y x y -+-++--=∴''''.即7220x y ++='',也就是7220x y ++=.18.在平面区域内作圆,其中面积最大的圆记为⊙.(Ⅰ)试求出⊙的方程;(Ⅱ)圆与轴相交于、两点,圆内的动点使、、成等比数列,求的取值范围.【答案】(Ⅰ)解法一:由概率知识得;⊙为三角形区域的内切圆。
设⊙的方程为,则点在所给区域的内部.于是有即解得:,所求圆方程为:。
解法二:由已知条件知,⊙为三角形区域的内切圆。
设由确定的区域为(如图)。
直线与直线关于轴对称,且的倾斜角为,三角形的一个内角为。
直线与的平分线垂直,点,,为正三角形,且三角形的高为6,内切圆圆心为的重心,即,半径为,所求圆方程为:。
(Ⅱ)不妨设,,。
由即得,。
设,由、、成等比数列,得,即.由于点在圆内,故由此得.所以的取值范围为.19.已知点A(2,0),B(0,6),O 为坐标原点(1)若点C 在线段OB 上,且∠BAC=45°,求△ABC 的面积.(2)若原点O 关于直线AB 的对称点为D,延长BD 到P,且|PD|=2|BD|,求P 点的坐标。
(3)已知直线L:ax+10y+84-1083=0经过P 点,求直线L 的倾斜角. 【答案】(1)设直线AC 的斜率为k,则有直线AB 到直线AC 所成的角 为45°,即得到k=-2,所以5=∆S ABC(2)D(518,56)设点P(x ,y)由2︱BD ︱=︱PD ︱PD BD -=2有P ),(56518-CO BAy x(3)P ),(56518-代入直线方程得到斜率k=332- 20.已知抛物线2:2C x my =(0)m >和直线:l y kx m =-没有公共点(其中k 、m 为常数),动点P 是直线l 上的任意一点,过P 点引抛物线C 的两条切线,切点分别为M 、N ,且直线MN 恒过点(,1)Q k .(1)求抛物线C 的方程;(2)已知O 点为原点,连结PQ 交抛物线C 于A 、B 两点, 证明:OAP OBQ OAQ OBP S S S S ∆∆∆∆⋅=⋅. 【答案】(1)如图,设11(,)M x y ,22(,)N x y由22x y m =,得x y m '= ∴PM 的斜率为1x mPM 的方程为11x y x y m =- 同理得22:xPN y x y m=- 设00(,)P x y 代入上式得10012002x y x y m x y x y m ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,即11(,)x y ,22(,)x y 满足方程00xy x y m=- 故MN 的方程为0000()x xy x y x kx m m m =-=-- 上式可化为0()xy m x mk m-=-,过交点(,)mk m∵MN 过交点(,1)Q k , ∴mk k =,1m = ∴C 的方程为22x y = (2)要证OAP OBQOAQ OBP SSSS⋅=⋅,即证||||||||PA QA PB QB = 设33(,)A x y ,44(,)B x y 则3033403404044042()()2||||||||()()x x k x x x k x x x kx PA QA PB QB x x x k x x x k ---+++-=-=---- (1) ∵00(,)P x y ,(,1)Q k ∴PQ 直线方程为0011()y y x k x k--=--, 与22x y =联立化简2000000102x y y k x x x k x k---+=--∴003402y k x x x x k -=⋅- ① 03402(1)y x x x k-+=- ②把①②代入(Ⅰ)式中,则分子 00034034000004()2(1)2()()2()2y k x y x x k x x x kx k x kx x k x k---+++=-++--22000000042(1)()224y k y k x kx k x x x k--++--=- (2)又P 点在直线1y kx =-上,∴001y kx =-代入Ⅱ中得:∴||||||||PA QA PB QB -2222000000022*******kx k kx x x k k x k x x k--+-++-==- 故得证21.已知点F 是抛物线C :x y =2的焦点,S 是抛物线C 在第一象限内的点,且|SF|=45.(Ⅰ)求点S 的坐标;(Ⅱ)以S 为圆心的动圆与x 轴分别交于两点A 、B ,延长SA 、SB 分别交抛物线C 于M 、N 两点;①判断直线MN 的斜率是否为定值,并说明理由;②延长NM 交x 轴于点E ,若|EM|=31|NE|,求cos ∠MSN 的值.【答案】(1)设),(00y x S (0y >0),由已知得F )0,41(,则|SF|=1,454100==+x x ,∴0y =1,∴点S 的坐标是(1,1)(2)①设直线SA 的方程为),,(),0)(1(111y x M k x k y ≠-=-由⎩⎨⎧=-=-,),1(12x y x k y 得,012=-+-k y ky ∴11,1111-==+k y k y ,∴)11,)1((22--k k k M 。
由已知SA=SB ,∴直线SB 的斜率为k -,∴)11,)1((22--+k k k N ,∴21)1()1(11112222-=+--++-=k k k k k k k MN ②设E(t,0),∵|EM|=31|NE|,∴EN EM 31=,∴,)1((31)11,)1((2222t kk k t k k -+=--- )11--k ,则),11(3111--=-k k ∴2=k ∴直线SA 的方程为12-=x y ,则)0,21(A ,同理)0,23(B∴532cos cos 222=⋅-+=∠=∠SB SA AB SB SA ASB MSN22.已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的一个顶点为(2,0)A ,离心率为22.直线(1y k x =-)与椭圆C 交于不同的两点M,N. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)当△AMN 10,求k 的值.【答案】 (1)由题意得22222a ca abc =⎧⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩解得b =所以椭圆C 的方程为22142x y +=. (2)由22(1)142y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得2222(12)4240k x k x k +-+-=.设点M,N 的坐标分别为11(,)x y ,22(,)x y ,则11(1)y k x =-,22(1)y k x =-,2122412k x x k +=+,21222412k x x k-=+由因为点A(2,0)到直线(1y k x =-)的距离d =,所以△AMN的面积为1||2S MN d =⋅==解得1k =±.。