高考数学解析几何的解法
高考数学:解析几何常考题型及解题方法汇总(含详解),

相信很多同学都知道,解析几何其实并不难,解题思路也相对简单,但是它却折磨着大多数的考生们!
为什么?因为它的计算量实在是太大了,想找个简单快捷的方法去做都是很不容易的一件事。
在高考数学中,解析几何属于必考题,而且其所占的分值和函数也相差不大,都是在3 0分左右,但是它并没有像函数压轴题一样,让人看了就想放弃。
但是只要找对方法,你会发现其实解析几何也没有想象中的那么折磨人,而且出乎意料的简单。
今天,学长就为同学们整理了高考数学中解析几何的热点常考题和解题方法的汇总,希望同学们好好把握,在高考中取得一个更好的成绩!
需要电子打印版的同学可以私信发送,解析几何,就可以打印出来了!用起来超方便!!!。
147分学霸分享丨解析几何的解题方法

147分学霸分享丨解析几何的解题方法数学学习有困难的同学,对解析几何有抵触情绪的同学,想要在拉分最明显的题型中拿到高分的同学。
具体经验解析几何是高中数学的重要部分,一般来说,解析几何会在选择填空中出现一到两题,并且会在必做大题中作为压轴题出现。
分值很大,重要性不言而喻,而且难度比较大,想要学好这方面的知识,不是很容易,因此,掌握一定的技巧与方法很重要。
针对高三学生,在学习解析几何的相关内容上,我有一些心得与体会,希望能与大家分享。
大家都知道高考数学卷中解析几何和导数是最不容易的两道大题,最近几年的数学卷趋向基础,只要细心多数同学可以拿到百分之七八十的分数,而想要在数学上力争顶尖的同学就要把握好这两道大题带来的机会。
然而相对于导数需要较强的技巧和想法来讲,解析几何更重要考察的是心里素质。
为什么这样说:第一因为解析几何的题型是有规律可循的,只要接触过类似的题型,拿到其他题的时候一定不会完全没有思路,但要想了解各个题型是需要不怕难题的勇气的。
第二是因为解析几何要求大量的计算,我高三学习解析几何的时候常常一道题写好几张草稿纸,要想完美的完成一道题需要静下心来,需要耐心。
第三是因为这个题型作为压轴题位于试卷的末尾,我在做高考卷的时候也习惯于先做选做题,再回来做导数和解析几何,在考试的最后,时间往往剩下的不多,这往往考察每个同学的定力,能不能不紧张,细心认真的做完自己所有会的步骤。
毋庸置疑,解析几何很花费时间,因此在复习的过程中不能“吝啬”,要肯花精力与时间,数学是对分析能力要求比较高的学科,复习时着重锻炼自己的分析能力,尽量选择整块的时间解决数学问题,否则思路被打断,效率会比较低。
解析几何作为高考的重点,考查项目不仅要求分析,还要求计算能力,大多数人都会觉得解析几何大题中的式子很长,就可能出现心烦意乱,懒得算下去的现象,但其实平时就是一个积累经验与树立信心的过程,越是在平日里认真地、一步步地算,才越有可能在考场上快速地,准确地算出结果。
高考数学考点归纳之 解析几何计算处理技巧

高考数学考点归纳之 解析几何计算处理技巧中学解析几何是将几何图形置于直角坐标系中,用方程的观点来研究曲线,体现了用代数的方法解决几何问题的优越性,但有时运算量过大,或需繁杂的讨论,这些都会影响解题的速度,甚至会中止解题的过程,达到“望题兴叹”的地步.特别是高考过程中,在规定的时间内,保质保量完成解题的任务,计算能力是一个重要的方面.为此,从以下几个方面探索减轻运算量的方法和技巧,合理简化解题过程,优化思维过程.考点一 回归定义,以逸待劳回归定义的实质是重新审视概念,并用相应的概念解决问题,是一种朴素而又重要的策略和思想方法.圆锥曲线的定义既是有关圆锥曲线问题的出发点,又是新知识、新思维的生长点.对于相关的圆锥曲线中的数学问题,若能根据已知条件,巧妙灵活应用定义,往往能达到化难为易、化繁为简、事半功倍的效果.[典例] 如图,F 1,F 2是椭圆C 1:x 24+y 2=1与双曲线C 2的公共焦点,A ,B 分别是C 1,C 2在第二、四象限的公共点.若四边形AF 1BF 2为矩形,则C 2的离心率是( )A.2B.3C.32D.62[解题观摩] 由已知,得F 1(-3,0),F 2(3,0), 设双曲线C 2的实半轴长为a , 由椭圆及双曲线的定义和已知, 可得⎩⎪⎨⎪⎧|AF 1|+|AF 2|=4,|AF 2|-|AF 1|=2a ,|AF 1|2+|AF 2|2=12,解得a 2=2,故a = 2.所以双曲线C 2的离心率e =32=62. [答案] D [关键点拨]本题巧妙运用椭圆和双曲线的定义建立|AF 1|,|AF 2|的等量关系,从而快速求出双曲线实半轴长a 的值,进而求出双曲线的离心率,大大降低了运算量.[对点训练]1.如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( )A.|BF |-1|AF |-1 B.|BF |2-1|AF |2-1 C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1 解析:选A 由题意可得S △BCF S △ACF =|BC ||AC |=x Bx A=|BF |-p2|AF |-p 2=|BF |-1|AF |-1.2.抛物线y 2=4mx (m >0)的焦点为F ,点P 为该抛物线上的动点,若点A (-m,0),则|PF ||P A |的最小值为________.解析:设点P 的坐标为(x P ,y P ),由抛物线的定义,知|PF |=x P +m ,又|P A |2=(x P +m )2+y 2P =(x P +m )2+4mx P,则⎝⎛⎭⎫|PF ||P A |2=(x P +m )2(x P +m )2+4mx P =11+4mx P (x P +m )2≥11+4mx P (2x P ·m )2=12(当且仅当x P =m 时取等号),所以|PF ||P A |≥22,所以|PF ||P A |的最小值为22.答案:22考点二 设而不求,金蝉脱壳设而不求是解析几何解题的基本手段,是比较特殊的一种思想方法,其实质是整体结构意义上的变式和整体思想的应用.设而不求的灵魂是通过科学的手段使运算量最大限度地减少,通过设出相应的参数,利用题设条件加以巧妙转化,以参数为过渡,设而不求.[典例] 已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交E 于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的标准方程为( )A.x 245+y 236=1 B.x 236+y 227=1 C.x 227+y 218=1 D.x 218+y 29=1 [解题观摩] 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=2,y 1+y 2=-2,⎩⎨⎧x 21a 2+y 21b2=1,x 22a 2+y22b 2=1,①②①-②得(x 1+x 2)(x 1-x 2)a 2+(y 1+y 2)(y 1-y 2)b 2=0,所以k AB =y 1-y 2x 1-x 2=-b 2(x 1+x 2)a 2(y 1+y 2)=b 2a 2.又k AB =0+13-1=12,所以b 2a 2=12.又9=c 2=a 2-b 2, 解得b 2=9,a 2=18,所以椭圆E 的方程为x 218+y 29=1.[答案] D [关键点拨](1)本题设出A ,B 两点的坐标,却不求出A ,B 两点的坐标,巧妙地表达出直线AB 的斜率,通过将直线AB 的斜率“算两次”建立几何量之间的关系,从而快速解决问题.(2)在运用圆锥曲线问题中的设而不求方法技巧时,需要做到:①凡是不必直接计算就能更简洁地解决问题的,都尽可能实施“设而不求”;①“设而不求”不可避免地要设参、消参,而设参的原则是宜少不宜多.[对点训练]1.已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点,A ,B 分别为C 的左、右顶点.P 为C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E ,若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为( )A.13B.12C.23D.34解析:选A 设OE 的中点为G ,由题意设直线l 的方程为y =k (x +a ), 分别令x =-c 与x =0得|FM |=k (a -c ),|OE |=ka , 由△OBG ∽△FBM ,得|OG ||FM |=|OB ||FB |,即12ka k (a -c )=a a +c, 整理得c a =13,所以椭圆C 的离心率e =13.2.过点M (1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于________.解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎨⎧x 21a 2+y 21b 2=1,x 22a 2+y22b 2=1,∴(x 1-x 2)(x 1+x 2)a 2+(y 1-y 2)(y 1+y 2)b 2=0,∴y 1-y 2x 1-x 2=-b 2a 2·x 1+x 2y 1+y 2.∵y 1-y 2x 1-x 2=-12,x 1+x 2=2,y 1+y 2=2,∴-b 2a 2=-12,∴a 2=2b 2.又∵b 2=a 2-c 2,∴a 2=2(a 2-c 2),∴a 2=2c 2,∴c a =22.即椭圆C 的离心率e =22. 答案:22考点三 巧设参数,变换主元换元引参是一种重要的数学方法,特别是解析几何中的最值问题、不等式问题等,利用换元引参使一些关系能够相互联系起来,激活了解题的方法,往往能化难为易,达到事半功倍.常见的参数可以选择点的坐标、直线的斜率、直线的倾斜角等.在换元过程中,还要注意代换的等价性,防止扩大或缩小原来变量的取值范围或改变原题条件.[典例] 设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右顶点分别为A ,B ,点P 在椭圆上且异于A ,B 两点,O 为坐标原点.若|AP |=|OA |,证明直线OP 的斜率k 满足|k |> 3.[解题观摩] 法一:依题意,直线OP 的方程为y =kx ,设点P 的坐标为(x 0,y 0). 由条件得⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0,x 20a 2+y 20b 2=1, 消去y 0并整理,得x 20=a 2b 2k 2a 2+b2.①由|AP |=|OA |,A (-a,0)及y 0=kx 0,得(x 0+a )2+k 2x 20=a 2,整理得(1+k 2)x 20+2ax 0=0. 而x 0≠0,于是x 0=-2a 1+k 2,代入①,整理得(1+k 2)2=4k 2⎝⎛⎭⎫a b 2+4. 又a >b >0,故(1+k 2)2>4k 2+4, 即k 2+1>4,因此k 2>3,所以|k |> 3. 法二:依题意,直线OP 的方程为y =kx , 可设点P 的坐标为(x 0,kx 0).由点P 在椭圆上,得x 20a 2+k 2x 20b2=1.因为a >b >0,kx 0≠0,所以x 20a 2+k 2x 20a 2<1,即(1+k 2)x 20<a 2.②由|AP |=|OA |及A (-a,0),得(x 0+a )2+k 2x 20=a 2,整理得(1+k 2)x 20+2ax 0=0,于是x 0=-2a 1+k 2, 代入②,得(1+k 2)·4a 2(1+k 2)2<a 2,解得k 2>3,所以|k |> 3.法三:设P (a cos θ,b sin θ)(0≤θ<2π), 则线段OP 的中点Q 的坐标为⎝⎛⎭⎫a 2cos θ,b2sin θ. |AP |=|OA |⇔A Q ⊥OP ⇔k A Q ×k =-1. 又A (-a,0),所以k A Q =b sin θ2a +a cos θ,即b sin θ-ak A Q cos θ=2ak A Q . 从而可得|2ak A Q |≤ b 2+a 2k 2A Q <a1+k 2A Q ,解得|k A Q |<33,故|k |=1|k A Q |> 3. [关键点拨]求解本题利用椭圆的参数方程,可快速建立各点之间的联系,降低运算量. [对点训练]设直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点,与圆C :(x -5)2+y 2=r 2(r >0)相切于点M ,且M 为线段AB 的中点,若这样的直线l 恰有4条,求r 的取值范围.解:当斜率不存在时,有两条,当斜率存在时,不妨设直线l 的方程为x =ty +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),代入抛物线y 2=4x 并整理得y 2-4ty -4m =0, 则有Δ=16t 2+16m >0,y 1+y 2=4t ,y 1y 2=-4m , 那么x 1+x 2=(ty 1+m )+(ty 2+m )=4t 2+2m , 可得线段AB 的中点M (2t 2+m,2t ), 而由题意可得直线AB 与直线MC 垂直, 即k MC ·k AB =-1,可得2t -02t 2+m -5·1t =-1,整理得m =3-2t 2(当t ≠0时),把m =3-2t 2代入Δ=16t 2+16m >0, 可得3-t 2>0,即0<t 2<3, 又由于圆心到直线的距离等于半径, 即d =|5-m |1+t 2=2+2t 21+t 2=21+t 2=r ,而由0<t 2<3可得2<r <4. 故r 的取值范围为(2,4).考点四 数形结合,偷梁换柱著名数学家华罗庚说过:“数与形本是两相倚,焉能分作两边飞.数缺形时少直观,形少数时难入微.”在圆锥曲线的一些问题中,许多对应的长度、数式等都具有一定的几何意义,挖掘题目中隐含的几何意义,采用数形结合的思想方法,可解决一些相应问题.[典例] 已知F 是双曲线C :x 2-y 28=1的右焦点,P 是C 的左支上一点,A (0,66).当△APF 周长最小时,该三角形的面积为________.[解题观摩] 设双曲线的左焦点为F 1,根据双曲线的定义可知|PF |=2a +|PF 1|, 则△APF 的周长为|P A |+|PF |+|AF |=|P A |+2a +|PF 1|+|AF |=|P A |+|PF 1|+|AF |+2a , 由于|AF |+2a 是定值,要使△APF 的周长最小, 则|P A |+|PF 1|最小,即P ,A ,F 1共线, 由于A (0,66),F 1(-3,0),则直线AF 1的方程为x -3+y 66=1,即x =y26-3,代入双曲线方程整理可得 y 2+66y -96=0,解得y =26或y =-86(舍去),所以点P 的纵坐标为26, 所以=12×6×66-12×6×26=12 6. [答案] 126 [关键点拨]要求①APF 的周长的最小值,其实就是转化为求解三角形三边长之和,根据已知条件与双曲线定义加以转化为已知边的长度问题与已知量的等价条件来分析,根据直线与双曲线的位置关系,通过数形结合确定点P 的位置,通过求解点P 的坐标进而利用三角形的面积公式来处理.[对点训练]1.椭圆x 25+y 24=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点M ,N ,当△FMN 的周长最大时,△FMN 的面积是( )A.55B.655C.855D.455解析:选C 如图所示,设椭圆的右焦点为F ′,连接MF ′,NF ′.因为|MF |+|NF |+|MF ′|+|NF ′|≥|MF |+|NF |+|MN |,所以当直线x =m 过椭圆的右焦点时,△FMN 的周长最大.此时|MN |=2b 2a =855,又c =a 2-b 2=5-4=1,所以此时△FMN 的面积S =12×2×855=855.故选C.2.设P 为双曲线x 2-y 215=1右支上一点,M ,N 分别是圆C 1:(x +4)2+y 2=4和圆C 2:(x -4)2+y 2=1上的点,设|PM |-|PN |的最大值和最小值分别为m ,n ,则|m -n |=( )A .4 B.5 C .6D .7解析:选C 由题意得,圆C 1:(x +4)2+y 2=4的圆心为(-4,0),半径为r 1=2;圆C 2:(x -4)2+y 2=1的圆心为(4,0),半径为r 2=1.设双曲线x 2-y 215=1的左、右焦点分别为F 1(-4,0),F 2(4,0).如图所示,连接PF 1,PF 2,F 1M ,F 2N ,则|PF 1|-|PF 2|=2.又|PM |max =|PF 1|+r 1,|PN |min =|PF 2|-r 2,所以|PM |-|PN |的最大值m =|PF 1|-|PF 2|+r 1+r 2=5.又|PM |min =|PF 1|-r 1,|PN |max =|PF 2|+r 2,所以|PM |-|PN |的最小值n =|PF 1|-|PF 2|-r 1-r 2=-1,所以|m -n |=6.故选C.考点五 妙借向量,无中生有平面向量是衔接代数与几何的纽带,沟通“数”与“形”,融数、形于一体,是数形结合的典范,具有几何形式与代数形式的双重身份,是数学知识的一个交汇点和联系多项知识的媒介.妙借向量,可以有效提升圆锥曲线的解题方向与运算效率,达到良好效果.[典例] 如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b>0)的右焦点,直线y =b2与椭圆交于B ,C 两点,且∠BFC =90°,则该椭圆的离心率是________.[解题观摩] 把y =b 2代入椭圆x 2a 2+y 2b 2=1,可得x =±32a ,则B ⎝⎛⎭⎫-32a ,b 2,C ⎝⎛⎭⎫32a ,b 2, 而F (c,0), 则FB =⎝⎛⎭⎫-32a -c ,b 2,FC =⎝⎛⎭⎫32a -c ,b 2,又∠BFC =90°, 故有FB ·FC =⎝⎛⎭⎫-32a -c ,b 2·⎝⎛⎭⎫32a -c ,b 2=c 2-34a 2+14b 2=c 2-34a 2+14(a 2-c 2)=34c 2-12a 2=0,则有3c 2=2a 2,所以该椭圆的离心率e =c a =63.[答案]63[关键点拨]本题通过相关向量坐标的确定,结合∠BFC =90°,巧妙借助平面向量的坐标运算来转化圆锥曲线中的相关问题,从形入手转化为相应数的形式,简化运算.[对点训练] 设直线l 是圆O :x 2+y 2=2上动点P (x 0,y 0)(x 0y 0≠0)处的切线,l 与双曲线x 2-y 22=1交于不同的两点A ,B ,则∠AOB 为( )A .90° B.60° C .45°D .30°解析:选A ∵点P (x 0,y 0)(x 0y 0≠0)在圆O :x 2+y 2=2上,∴x 20+y 20=2,圆在点P (x 0,y 0)处的切线方程为x 0x +y 0y =2.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2-y 22=1,x 0x +y 0y =2及x 20+y 20=2得(3x 20-4)x 2-4x 0x +8-2x 20=0.∵切线l 与双曲线交于不同的两点A ,B ,且0<x 20<2,∴3x 20-4≠0,且Δ=16x 20-4(3x 20-4)·(8-2x 20)>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4x 03x 20-4,x 1x 2=8-2x 203x 20-4.∵OA ·OB =x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+1y 20(2-x 0x 1)(2-x 0x 2)=x 1x 2+12-x 20[4-2x 0(x 1+x 2)+x 20x 1x 2]=8-2x 203x 20-4+12-x 20⎣⎢⎡⎦⎥⎤4-8x 203x 20-4+x 20(8-2x 20)3x 20-4=0,∴∠AOB =90°. 考点六 巧用“根与系数的关系”某些涉及线段长度关系的问题可以通过解方程、求坐标,用距离公式计算长度的方法来解;但也可以利用一元二次方程,使相关的点的同名坐标为方程的根,由根与系数的关系求出两根间的关系或有关线段长度间的关系.后者往往计算量小,解题过程简捷.[典例] 已知椭圆x 24+y 2=1的左顶点为A ,过A 作两条互相垂直的弦AM ,AN 交椭圆于M ,N 两点.(1)当直线AM 的斜率为1时,求点M 的坐标;(2)当直线AM 的斜率变化时,直线MN 是否过x 轴上的一定点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若不过定点,请说明理由.[解题观摩] (1)直线AM 的斜率为1时,直线AM 的方程为y =x +2,代入椭圆方程并化简得5x 2+16x +12=0.解得x 1=-2,x 2=-65,所以M ⎝⎛⎭⎫-65,45. (2)设直线AM 的斜率为k ,直线AM 的方程为y =k (x +2), 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +2),x 24+y 2=1,化简得(1+4k 2)x 2+16k 2x +16k 2-4=0. 则x A +x M =-16k 21+4k 2,x M =-x A -16k 21+4k 2=2-16k 21+4k 2=2-8k 21+4k 2.同理,可得x N =2k 2-8k 2+4.由(1)知若存在定点,则此点必为P ⎝⎛⎭⎫-65,0. 证明如下:因为k MP =y M x M +65=k ⎝⎛⎭⎪⎫2-8k 21+4k 2+22-8k 21+4k 2+65=5k4-4k 2, 同理可得k PN =5k4-4k 2. 所以直线MN 过x 轴上的一定点P ⎝⎛⎭⎫-65,0. [关键点拨]本例在第(2)问中可应用根与系数的关系求出x M =2-8k 21+4k 2,这体现了整体思想.这是解决解析几何问题时常用的方法,简单易懂,通过设而不求,大大降低了运算量.[对点训练]已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为12,且经过点P ⎝⎛⎭⎫1,32,左、右焦点分别为F 1,F 2.(1)求椭圆C 的方程;(2)过F 1的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,若△AF 2B 的内切圆半径为327,求以F 2为圆心且与直线l 相切的圆的方程.解:(1)由c a =12,得a =2c ,所以a 2=4c 2,b 2=3c 2,将点P ⎝⎛⎭⎫1,32的坐标代入椭圆方程得c 2=1, 故所求椭圆方程为x 24+y 23=1.(2)由(1)可知F 1(-1,0),设直线l 的方程为x =ty -1, 代入椭圆方程,整理得(4+3t 2)y 2-6ty -9=0, 显然判别式大于0恒成立,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),△AF 2B 的内切圆半径为r 0, 则有y 1+y 2=6t 4+3t 2,y 1y 2=-94+3t 2,r 0=327,=12r 0(|AF 1|+|BF 1|+|BF 2|+|AF 2|) =12r 0·4a =12×8×327=1227, 所以12t 2+14+3t 2=1227,解得t 2=1, 因为所求圆与直线l 相切,所以半径r =2t 2+1=2, 所以所求圆的方程为(x -1)2+y 2=2.[课时跟踪检测]1.在平面直角坐标系xOy 中,设直线y =-x +2与圆x 2+y 2=r 2(r >0)交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若圆上一点C 满足OC ―→=54OA ―→+34OB ―→,则r =( )A .210 B.10 C .25D.5解析:选B 已知OC ―→=54OA ―→+34OB ―→,两边平方化简得OA ―→·OB ―→=-35r 2,所以cos ∠AOB =-35,所以cos ∠AOB 2=55,又圆心O (0,0)到直线的距离为|2|2=2, 所以2r =55,解得r =10. 2.设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线y 2=2px (p >0)上任意一点,M 是线段PF 上的点,且|PM |=2|MF |,则直线OM 的斜率的最大值为( )A.33B.23C.22D .1解析:选C 如图所示,设P (x 0,y 0)(y 0>0), 则y 20=2px 0,即x 0=y 202p.设M (x ′,y ′),由PM ―→=2MF ―→,得⎩⎪⎨⎪⎧x ′-x 0=2⎝⎛⎭⎫p 2-x ′,y ′-y 0=2(0-y ′),化简可得⎩⎨⎧x ′=p +x 03,y ′=y3.∴直线OM 的斜率k =y 03p +x 03=y 0p +y 202p =2p2p 2y 0+y 0≤2p 22p 2=22(当且仅当y 0=2p 时取等号).故直线OM 的斜率的最大值为22. 3.(2019·惠州调研)设m ,n ∈R ,若直线l :mx +ny -1=0与x 轴相交于点A ,与y 轴相交于点B ,且直线l 与圆x 2+y 2=4相交所得的弦长为2,O 为坐标原点,则△AOB 面积的最小值为( )A .5 B.4 C .3D .2解析:选C 由直线与圆相交所得的弦长为2,得圆心到直线的距离d =1m 2+n 2=3,所以m 2+n 2=13≥2|mn |,当且仅当m =n 时等号成立.所以|mn |≤16,又A ⎝⎛⎭⎫1m ,0,B ⎝⎛⎭⎫0,1n ,所以△AOB 的面积S =12|mn |≥3,故△AOB 面积的最小值为3.4.(2019·兰州模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 为双曲线右支上一点,若|PF 1|2=8a |PF 2|,则双曲线C 的离心率的取值范围为( )A .(1,3] B.[3,+∞) C .(0,3)D .(0,3]解析:选A 根据双曲线的定义及点P 在双曲线的右支上,得|PF 1|-|PF 2|=2a ,设|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则m -n =2a ,m 2=8an ,∴m 2-4mn +4n 2=0,∴m =2n ,则n =2a ,m =4a ,依题得|F 1F 2|≤|PF 1|+|PF 2|,∴2c ≤4a +2a ,∴e =ca ≤3,又e >1,∴1<e ≤3,即双曲线C的离心率的取值范围为(1,3].5.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F ,斜率为43的直线交抛物线于A ,B 两点,若AF ―→=λFB ―→(λ>1),则λ的值为( )A .5 B.4 C.43D.52解析:选B 根据题意设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由AF ―→=λFB ―→,得⎝⎛⎭⎫p 2-x 1,-y 1=λ⎝⎛⎭⎫x 2-p 2,y 2, 故-y 1=λy 2,即λ=-y 1y 2.设直线AB 的方程为y =43⎝⎛⎭⎫x -p 2, 联立直线与抛物线方程,消去x ,得y 2-32py -p 2=0.故y 1+y 2=32p ,y 1y 2=-p 2,则(y 1+y 2)2y 1y 2=y 1y 2+y 2y 1+2=-94,即-λ-1λ+2=-94.又λ>1,解得λ=4.6.已知椭圆C :x 24+y 2=1,过椭圆上一点A (0,1)作直线l 交椭圆于另一点B ,P 为线段AB 的中点,若直线AB ,OP 的斜率存在且不为零,则k AB k OP =________.解析:法一:(特殊值法)取B ⎝⎛⎭⎫1,32,则P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2+34,则k AB =3-22,k OP =2+32, 故k AB ·k OP =3-22×2+32=-14. 法二:由题意,设直线l 的方程为y =kx +1, 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 24+y 2=1,消去y 得,(1+4k 2)x 2+8kx =0, 得x B =-8k 1+4k 2,即B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-8k 1+4k 2,1-4k 21+4k 2.则P ⎝⎛⎭⎪⎫-4k 1+4k 2,11+4k 2,∴k AB =k ,k OP =-14k ,∴k AB ·k OP =-14.法三:(点差法)设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),P (x 0,y 0),则⎩⎨⎧x 2A4+y 2A =1,x2B4+y 2B=1,两式相减得x 2A -x 2B 4+y 2A -y 2B =0, 化简得y A +y B x A +x B ·y A -y B x A -x B =-14,即y A -y B x A -x B ·y 0x 0=-14,∴k AB ·k OP =-14.答案:-147.已知AB 为圆x 2+y 2=1的一条直径,点P 为直线x -y +2=0上任意一点,则P A ―→·PB ―→的最小值为________.解析:由题意,设A (cos θ,sin θ),P (x ,x +2), 则B (-cos θ,-sin θ),∴P A ―→=(cos θ-x ,sin θ-x -2), PB ―→=(-cos θ-x ,-sin θ-x -2),∴P A ―→·PB ―→=(cos θ-x )(-cos θ-x )+(sin θ-x -2)·(-sin θ-x -2)=x 2+(x +2)2-cos 2θ-sin 2θ=2x 2+4x +3=2(x +1)2+1,当且仅当x =-1,即P (-1,1)时,P A ―→·PB ―→取最小值1. 答案:18.(2019·武汉调研)已知A ,B 分别为椭圆x 29+y 2b 2=1(0<b <3)的左、右顶点,P ,Q 是椭圆上关于x 轴对称的不同两点,设直线AP ,B Q 的斜率分别为m ,n ,若点A 到直线y =1-mn x 的距离为1,则该椭圆的离心率为________.解析:根据椭圆的标准方程x 29+y 2b2=1(0<b <3)知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,A (-3,0),B (3,0),设P (x 0,y 0),Q (x 0,-y 0),则x 209+y 20b 2=1,k AP =m =y 0x 0+3,k B Q =n =-y 0x 0-3,∴mn =-y 20x 20-9=b 29,∴1-mn =9-b 23,∴直线y =1-mn x =9-b 23x ,即9-b 2x -3y=0.又点A 到直线y =1-mn x 的距离为1,∴|-39-b 2|9-b 2+9=39-b 218-b 2=1,解得b2=638,∴c 2=a 2-b 2=98,∴e =c 2a 2=18=24. 答案:249.已知椭圆C :x 24+y 2=1的右顶点为A ,上顶点为B .设P 为第三象限内一点且在椭圆C 上,直线P A 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.解:由题意知,A (2,0),B (0,1),设P (x 0,y 0)(x 0<0,y 0<0),则x 20+4y 20=4,所以直线P A 的方程为y =y 0x 0-2(x -2),令x =0,得y M =-2y 0x 0-2,从而|BM |=1-y M =1+2y 0x 0-2,直线PB 的方程为y =y 0-1x 0x +1,令y =0,得x N =-x 0y 0-1,从而|AN |=2-x N =2+x 0y 0-1,所以四边形ABNM 的面积S =12|AN ||BM |=12⎝⎛⎭⎫2+x 0y 0-1⎝⎛⎭⎫1+2y 0x 0-2 =x 20+4y 20+4x 0y 0-4x 0-8y 0+42(x 0y 0-x 0-2y 0+2)=2x 0y 0-2x 0-4y 0+4x 0y 0-x 0-2y 0+2=2,从而四边形ABNM 的面积为定值.10.已知离心率为63的椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的一个焦点为F ,过F 且与x 轴垂直的直线与椭圆交于A ,B 两点,|AB |=233. (1)求此椭圆的方程;(2)已知直线y =kx +2与椭圆交于C ,D 两点,若以线段CD 为直径的圆过点E (-1,0),求k 的值.解:(1)设焦距为2c ,∵e =c a =63,a 2=b 2+c 2,∴b a =33.由题意可知b 2a =33,∴b =1,a =3, ∴椭圆的方程为x 23+y 2=1.(2)将y =kx +2代入椭圆方程,得(1+3k 2)x 2+12kx +9=0, 又直线与椭圆有两个交点,所以Δ=(12k )2-36(1+3k 2)>0,解得k 2>1. 设C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),则x 1+x 2=-12k 1+3k 2,x 1x 2=91+3k 2. 若以CD 为直径的圆过E 点, 则EC ―→·ED ―→=0,即(x 1+1)(x 2+1)+y 1y 2=0,而y 1y 2=(kx 1+2)(kx 2+2)=k 2x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4, 所以(x 1+1)(x 2+1)+y 1y 2 =(k 2+1)x 1x 2+(2k +1)(x 1+x 2)+5 =9(k 2+1)1+3k 2-12k (2k +1)1+3k 2+5=0, 解得k =76,满足k 2>1,所以k =76.。
高考数学 专题05 解析几何中的对称解法(解析版)

专题05 解析几何中的对称解法一.【学习目标】1.掌握点关于直线,直线关于直线,曲线关于点,曲线关于直线的对称2.对称思想的应用 二.【知识点】 1.中心对称(1)设平面上的点M (a ,b ),P (x ,y ),P ′(x ′,y ′),若满足:x +x ′2=a ,y +y ′2=b ,那么,我们称P ,P ′两点关于点M 对称,点M 叫做对称中心.(2)点与点对称的坐标关系:设点P (x ,y )关于M (x 0,y 0)的对称点P ′的坐标是(x ′,y ′),则⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x 0-xy ′=2y 0-y . 2.轴对称(1)设平面上有直线l :Ax +By +C =0和两点P (x ,y ),P ′(x ′,y ′),若满足下列两个条件:①__________________;②_______________________,则点P ,P ′关于直线l 对称. (2)对称轴是特殊直线的对称问题对称轴是特殊直线时可直接通过代换法得解:①关于x 轴对称(以_____代______); ②关于y 轴对称(以_______代_______); ③关于y =x 对称(_______互换);④关于x +y =0对称(以_______代_____,以_____代______); ⑤关于x =a 对称(以______代______); ⑥关于y =b 对称(以________代________). (3)对称轴为一般直线的对称问题可根据对称的意义,由垂直平分列方程,从而找到坐标之间的关系:设点P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)关于直线l :Ax +By +C =0(AB ≠0)对称,则 三.【题型】(一)点关于直线的对称 (二)光线的对称问题 (三)圆关于直线的对称 (四)利用对称求最值 (五)圆锥曲线的对称 (六)椭圆的中点弦问题 (七)双曲线的中点弦 (八)抛物线的对称问题 (九)椭圆中的对称方法 (十)对称的综合应用 四.【题型解法】(一)点关于直线的对称例1.已知坐标原点()0,0O 关于直线L 对称的点()3,3M -,则直线L 的方程是( ) A .210x y -+= B .210x y --= C .30x y -+= D .30x y --=【答案】D【解析】由(0,0)O , (3,3)M -, 可得OM 的中点坐标为33,22⎛⎫-⎪⎝⎭,又313OMk-==-, OM∴的垂直平分线的斜率为1, ∴直线L的方程为33122y x⎛⎫+=⨯-⎪⎝⎭,即30x y--=,故选D.练习1.数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,后人称为欧拉线,已知ABC∆的顶点(20)(04)A B,,,,若其欧拉线方程为20x y-+=, 则顶点C的坐标为()A.04-(,)B.4,0-()C.4,0()或4,0-()D.4,0()【答案】B【解析】设C坐标x,y(),所以重心坐标为2+4(,)33x y+,因此2+4204033x yx y+-+=∴-+=,从而顶点C的坐标可以为4,0-(),选B.(二)光线的对称问题例2.如图,已知A(4,0)、B(0,4),从点P(2,0)射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到P点,则光线所经过的路程是()A.5B.33C.6D.210【答案】D【解析】点P关于y轴的对称点P'坐标是()2,0-,设点P关于直线:40AB x y+-=的对称点()",P a b,由()112204022baa b-⎧⨯-=-⎪⎪-⎨++⎪+-=⎪⎩,解得42ab=⎧⎨=⎩,故光线所经过的路程()22'"242210P P=--+=,故选D.练习1.一条光线从点()2,3-射出,经x轴反射后与圆2264120x y x y+--+=相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.65或56B.45或54C.43或34D.32或23【解析】点()2,3-关于x 轴的对称点Q 的坐标为()2,3--, 圆2264120x y x y +--+=的圆心为()3,2,半径为1R =.设过()2,3--且与已知圆相切的直线的斜率为k , 则切线方程为()23y k x =+-即230kx y k -+-=, 所以圆心()3,2到切线的距离为25511k d R k-===+,解得43k =或34k =,故选C.(三)圆关于直线的对称例3..直线1l :y x =、2l :2y x =+与C e :22220x y mx ny +--= 的四个交点把C e 分成的四条弧长相等,则(m = ) A .0或1 B .0或1-C .1-D .1【答案】B【解析】直线l 1:y=x 与l 2:y=x+2之间的距离为2,⊙C :22220x y mx ny +--=的圆心为(m ,m ),半径r 2=m 2+m 2,由题意可得222222222()()22{22()()2m nm n m n m n -+=+-++=+解得 m=0或m=-1,故选B.练习1.已知圆关于对称,则的值为 A .B .1C .D .0【答案】A 【解析】化圆为.则圆心坐标为,圆关于对称,所以直线经过圆心,,得. 当时,,不合题意,.故选A .练习2.已知直线3420x y ++=与圆2240x y y ++=相交于,A B 两点,则线段AB 的垂直平分线的方程为A .4360x y --=B .4320x y --=C .4360x y ++=D .3480x y ++= 【答案】A【解析】圆2240x y y ++=的圆心坐标为()0,2C -,AB 的中垂线垂直于AB 且过C ,故可设中垂线的方程为:430x y m -+=,代入()0,2C -可得6m =-,故所求的垂直平分线的方程为4360x y --=,故选A.(四)利用对称求最值例4.已知点P ,Q 分别在直线1:20l x y ++=与直线2:10l x y +-=上,且1PQ l ⊥,点()3,3A --,31,22B ⎛⎫⎪⎝⎭,则AP PQ QB ++的最小值为().A .130B .3213+C .13D .32【答案】B【解析】因为112,P l l l Q ⊥P ,故()21322PQ --==1AA k '=,故1AA l '⊥,所以A P A Q 'P ,又322AA '=,所以AA PQ '=,故四边形AA QP '为平行四边形, 322AP PQ QB A Q QB '++=++, 因为13A Q QB A B ''+≥=,当且仅当,,A Q B '三点共线时等号成立,AP PQ QB ++的最小值为32132+,选B.(五)圆锥曲线的对称例5.已知F 是双曲线2218y C x -=:的右焦点,P 是C 左支上一点,)66,0(A ,当APF ∆周长最小时,则点P 的纵坐标为( ) A .66 B .26C .46D .86-【答案】B【解析】如图:由双曲线C 的方程可知:a 2=1,b 2=8,∴c 2=a 2+b 2=1+8=9,∴c=3,∴左焦点E (-3,0),右焦点F (3,0), ∵|AF|=223(66)15+=,所以当三角形APF 的周长最小时,|PA|+|PF|最小. 由双曲线的性质得|PF|-|PE|=2a=2,∴|PF|=|PE|+2,又|PE|+|PA|≥|AE|=|AF|=15,当且仅当A ,P ,E 三点共线时,等号成立. ∴三角形APF 的周长:|AF|+|AP|+|PF|=15+|PE|+|AP|+2≥15+15+2=32.此时,直线AE 的方程为y=2666x +,将其代入到双曲线方程得:x 2+9x+14=0, 解得x=-7(舍)或x=-2, 由x=-2得6(负值已舍) 故选:B .练习1.椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点为F ,若F 关于直线0x y +=的对称点A 是椭圆C 上的点,则椭圆的离心率为( ) ABC1 D1【答案】A【解析】∵点()0F c -,关于直线0x y +=的对称点A 为()0,A c ,且A 在椭圆上, 即22b c =,∴c b =,∴椭圆C的离心率2e ===.故选A .(六)椭圆的中点弦问题例1.如果椭圆22193x y +=的弦被点(1,1)M 平分,则这条弦所在的直线方程是( )A .340x y +-=B .320x y -+=C .320x y --=D .340x y +-=【答案】A【解析】设直线与椭圆交点为()11,A x y ,()22,B x y22112222193193x y x y ⎧+=⎪⎪∴⎨⎪+=⎪⎩,两式作差得:1212121213ABy y x x k x x y y -+==-⋅-+ 又M 为AB 中点 122x x ∴+=,122y y += 13AB k ∴=-∴直线方程为:()1113y x -=--,即:340x y +-= 本题正确选项:A练习1.已知椭圆()222210x y a b a b+=>>,点F 为左焦点,点P 为下顶点,平行于FP 的直线l 交椭圆于,A B两点,且AB 的中点为11,2M ⎛⎫⎪⎝⎭,则椭圆的离心率为()A.22B.12C.14D.32【答案】A【解析】设A(1x,1y),B(2x,2y),又AB的中点为11,2M⎛⎫⎪⎝⎭,则121221x x y y+=+=,,又因为A、B在椭圆上所以22221122222211x y x ya b a b+=+=,两式相减,得:2121221212y y y y bx x x x a-+⋅=--+∵12121212b1c2AB FP OMy y y yk k kx x x x,-+===-==-+,∴22b2cba=,,∴22a bc=,平方可得()42224a a c c=-, ∴22ca=12,c2a2=,故选A.练习2.已知椭圆22142x y+=,则以点(1,1)为中点的弦的长度为()A.2B.3C30D36【答案】C【解析】设直线方程为y=k(x﹣1)+1,代入椭圆方程,消去y得:(1+2k2)x2﹣(4k2﹣4k)x+2k2﹣4k﹣2=0,设交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2,解得k=﹣12,∴x1x2=13,∴221212301()43k x x x x++-=.故选C.练习3.已知椭圆C :()2222100x y a b a b +=>,>的离心率为2,直线l 与椭圆C 交于A B ,两点,且线段AB 的中点为()21M -,,则直线l 的斜率为( )A.13B.23C.12D.1【答案】C【解析】由c e a ==,得2222234c a b a a -==, ∴224a b =,则椭圆方程为22244x y b +=,设()()1122A x y B x y ,,,,则121242x x y y ,+=-+=,把A ,B 的坐标代入椭圆方程得:22211222224444x y b x y b ⎧+=⎨+=⎩①②, ①-②得:()()()()121212124x x x x y y y y -+=--+,∴()12121212414422y y x x x x y y -+-=-=-=-+⨯.∴直线l 的斜率为12. 故选:C .(七)双曲线的中点弦例7.直线l 与双曲线2212y x -=交于A ,B 两点,以AB 为直径的圆C 的方程为22240x y x y m ++++=,则m =( )A.-3B.3C.5-D.【答案】A【解析】设11(,)A x y ,22(,)B x y由根据圆的方程可知(1,2)C --,C 为AB 的中点根据双曲线中点差法的结论202021112ABx b k a y -=⨯=⨯=- 由点斜式可得直线AB 的方程为1y x =-将直线AB 方程与双曲线方程联立22121y x y x ⎧-=⎪⎨⎪=-⎩解得34x y =-⎧⎨=-⎩或10x y =⎧⎨=⎩,所以AB =由圆的直径AB ===3m =-故选A.练习1.双曲线221369x y -=的一条弦被点(4,2)P 平分,那么这条弦所在的直线方程是( )A .20x y --=B .2100x y +-=C .20x y -=D .280x y +-=【答案】C【解析】设弦的两端点1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,斜率为k ,则22111369x y -=,22221369x y -=,两式相减得12121212()()()()369x x x x y y y y -+-+=, 即121212129()98136()3642y y x x k x x y y -+⨯====-+⨯,∴弦所在的直线方程12(4)2y x -=-,即20x y -=. 故选:C练习2.已知双曲线C的焦点在坐标轴上,其渐近线方程为y =,过点P ⎫⎪⎪⎝⎭. ()1求双曲线C 的标准方程;()2是否存在被点()1,1B 平分的弦?如果存在,求出弦所在的直线方程;如果不存在,请说明理由.【答案】(1)2212y x -=(2)直线l 不存在.详见解析【解析】()1双曲线C的焦点在坐标轴上,其渐近线方程为y =,设双曲线方程为:22y x λ2-=,过点P ⎫⎪⎪⎝⎭.可得λ1=,所求双曲线方程为:22y x 12-=. ()2假设直线l 存在.设()B 1,1是弦MN 的中点,且()11M x ,y ,()22N x ,y ,则12x x 2+=,12y y 2+=.M Q ,N 在双曲线上,22112x y 122222x y 1-=⎧⎪∴-=⎨⎪⎩, ()()()()121212122x x x x y y y y 0∴+---+=,()()12124x x 2y y ∴-=-,1212y y k 2x x -∴==-,∴直线l 的方程为()y 12x 1-=-,即2x y 10--=,联立方程组222x y 22x y 10-=⎧--=⎨⎩,得22x 4x 30-+=1643280QV =-⨯⨯=-<,∴直线l 与双曲线无交点,∴直线l 不存在.练习3.已知双曲线的中心在原点,焦点为,且离心率.(1)求双曲线的方程; (2)求以点为中点的弦所在的直线方程.【答案】(1);(2).【解析】(1) 由题可得,,∴,,所以双曲线方程 .(2)设弦的两端点分别为,,则由点差法有: , 上下式相减有:又因为为中点,所以,,∴,所以由直线的点斜式可得,即直线的方程为.经检验满足题意.(八)抛物线的对称问题例8.已知抛物线2:2(0)C y px p =>,倾斜角为4π的直线交抛物线C 于A ,B 两点,且线段AB 中点的纵坐标为1,则抛物线C 的准线方程是________ 【答案】12x =-【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,则有2211222,2y px y px ==,两式相减得:()()()1212122y y y y p x x -+=-,又因为直线的斜率为1,所以12121y y x x -=-, 所以有122y y p +=,又线段AB 的中点的纵坐标为1, 即122y y +=,所以1p =,所以抛物线的准线方程为12x =-.故答案为:12x =-.练习1.如图所示,点P 为抛物线E :28y x =上的动点,点Q 为圆:M 22430x y x +-+=上的动点,则PQ的最小值为___________.【答案】1【解析】圆:M 22430x y x +-+=可化为22(2)1x y -+=, 故圆M 的圆心(2,0),半径为1.设000(,)(0)P x y x ≥为抛物线28y x =上任意一点,故有2008y x =,∴00(,)P x y 与(2,0)的距离2222200000000(2)44844(2)d x y x x x x x x =-+=-++=++=+当00x =时, 00(,)P x y 与(2,0)的距离取最小值2,PQ ∴的最小值为211-=,故答案为:1.(九)椭圆中的对称方法例9.如图,椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点为F ,过F 的直线交椭圆于,A B 两点,点C 是A 点关于原点O 的对称点,若CF AB ⊥且CF AB =,则椭圆的离心率为__________.【答案】63-【解析】作另一焦点F ',连接AF '和BF '和CF ',则四边形FAF C '为平行四边,所以AF CF AB '==,且AF AB '⊥,则三角形ABF '为等腰直角三角形, 设AF AB x '== ,则24x x x a +=,解得(422)x a =-,(222)AF a =,在三角形AFF ' 中由勾股定理得222()()(2)AF AF c '+=,所以2962,63e e =-=,故答案为63-.练习1.已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点为1F ,2F ,点P 在椭圆C 上,且12PF F ∆面积3 6.(1)求椭圆C 的方程,并求椭圆C 的离心率;(2)已知直线l :1(0)y kx k =+>与椭圆C 交于不同的两点AB ,若在x 轴上存在点(,0)M m ,使得M 与AB 中点的连线与直线l 垂直,求实数m 的取值范围【答案】(1)22143x y +=,椭圆的离心率12e =(2)3,012⎡⎫-⎪⎢⎪⎣⎭【解析】(1)由题意得2223226bc c a a b c ⎧=⎪+=⎨⎪=+⎩,解之得2a =,3b =1c =,所以椭圆C 的方程为22143x y +=,椭圆的离心率12e =; (2)由221143y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得()2243880k x kx ++-=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则122843kx x k -+=+,122643y y k +=+, 所以线段AB 中点的坐标为2243,4343k k k -⎛⎫⎪++⎝⎭, 则223143443k k k m k -+=-++,整理得213434k m k k k=-=-++, 因为0k >,所以34k k +≥=34k k =,即k =时上式取得等号,此时m取得最小值12-, 因为0k >,所以2043k m k =-<+,所以实数m的取值范围是⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭. 练习2.已知椭圆22:194x y C +=,若不与坐标轴垂直的直线l 与椭圆C 交于,M N 两点.(1)若线段MN 的中点坐标为()1,1,求直线l 的方程;(2)若直线l 过点()6,0,点()0,0P x 满足0PM PN k k +=(,PM PN k k 分别是直线,PM PN 的斜率),求0x 的值.【答案】(1)49130x y +-=(2)32【解析】(1)设()11,M x y ,()22,N x y ,由点,M N 都在椭圆22:194x y C +=上,故22112222194194x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩22222121094x x y y --⇒+=,则()()212121214499x x y y k x x y y +-==-=--+故直线l 的方程为()411491309y x x y -=--⇒+-= (2)由题可知,直线l 的斜率必存在,设直线l 的方程为()6y k x =-,()0,0P x , 则()()()()1212021010200660PM PN y y k k k x x x k x x x x x x x +=+=⇒--+--=--即()()12012026120x x x x x x -+++=①联立()()222222149108936360946x y k x k x k y k x ⎧+=⎪⇒+-+⨯-=⎨⎪=-⎩,则21222122108499363649k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪+⎨⨯-⎪=⎪+⎩将其代入①得()()2220003546964902k k x x k x --+++=⇒=故0x 的值为32(十)对称的综合应用例10.在直角坐标系xOy 中,抛物线2:4x C y =与直线:4l y kx =+ 交于M ,N 两点.(1)当0k =时,分别求抛物线C 在点M 和N 处的切线方程;(2)y 轴上是否存在点P ,使得当k 变动时,总有OPM OPN ∠=∠?说明理由.【答案】(1) 过点M 和点N 的切线方程分别为24,24y x y x =-=--.(2)存在点()0,4P -,理由见解析【解析】(1)由题意知0k =时,联立244y x y =⎧⎪⎨=⎪⎩,解得()4,4M ,()4,4N -.设过点()4,4M 的切线方程为(4)4y k x =-+,联立2444y kx kx y =+-⎧⎪⎨=⎪⎩得:2416160x kx k -+-=, 由题意:2164(1616)0k k ∆=--=,即2440k k -+=,解得2k =, 根据对称性,过点()4,4N -的切线斜率为2k =-,所以过点M 和点N 的切线方程分别为24,24y x y x =-=--. (2)存在符合题意的点,证明如下:设点P ()0,b 为符合题意的点,()11,M x y ,()22,N x y ,直线PM ,PN 的斜率分别为1k ,2k .联立方程244y kx x y =+⎧⎪⎨=⎪⎩,得24160x kx --=,故124x x k +=,1216x x =-, 从而121212y b y b k k x x --+=+=()()12121224kx x b x x x x +-+=()44k b +.当4b =-时,有120k k +=,则直线PM 与直线PN 的倾斜角互补, 故OPM OPN ∠=∠,所以点()0,4P -符合题意.练习2.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F,点(,B m 在抛物线C上,A ,且||2||BF AF =.(1)求抛物线C 的标准方程;(2)过点(1,2)P 作直线PM ,PN 分别交抛物线C 于M ,N 两点,若直线PM ,PN 的倾斜角互补,求直线MN 的斜率.【答案】(1)24y x =(2)1-【解析】(1)由题得,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,则||2p BF m =+,||AF =因为|2||BF AF =,所以2P m +=因为点B 在抛物线C 上,所以122pm =,即6pm =.②联立①②得428480p p +-=,解得2p =或2p =-(舍去),所以抛物线C 的标准方程为24y x =.(2)由题知直线PM ,PN 的斜率存在,且不为零,且两直线的斜率互为相反数 设()11,M x y ,()22,N x y ,直线:(1)2(0)PM y k x k =-+≠由2(1)24y k x y x =-+⎧⎨=⎩,得()2222244440k x k k x k k --++-+=,则()222222444(2)16(1)0k k k k k ∆=-+--=->,又点P 在抛物线C 上,所以21244k k x k -+=同理得22244k k x k++=.则212228kx xk+ +=,12288kx xk k---==,()()12121212y y k x k x⎡⎤⎡⎤-=-+---+⎣⎦⎣⎦()122k x x k=+-22282kk kk+=⋅-8k=,所以1212818MNy y kkx xk-===---即直线MN的斜率为-1.练习3.如图, 直线12y x=与抛物线2148y x=-交于,A B两点, 线段AB的垂直平分线与直线5y=-交于Q点.(1)求点Q的坐标;(2)当P为抛物线上位于线段AB下方(含,A B)的动点时, 求ΔOPQ面积的最大值.【答案】(1) ()5,5Q-;(2) 最大值30【解析】(1) 解方程组212148y xy x⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得11-4-2xy=⎧⎨=⎩或2284xy=⎧⎨=⎩即A(-4,-2),B(8,4), 从而AB的中点为M(2,1).由12ABK=,直线AB的垂直平分线方程()122y x-=--令5y=-, 得5x=, ∴()5,5Q-(2)直线OQ的方程为x+y=0, 设21,48P x x⎛⎫-⎪⎝⎭∵点P 到直线OQ 的距离2832x +-,OQ =, ∴12OPQ S ∆=OQ d =2583216x x +-. ∵P 为抛物线上位于线段AB 下方的点, 且P 不在直线OQ 上, ∴-4≤x4或4< x ≤8.∵函数2832y x x =+-在区间[]4,8-上单调递增,∴当x =8时, ΔOPQ 的面积取到最大值30。
高考数学中的平面几何解析技巧

高考数学中的平面几何解析技巧在高考数学中,平面几何是必考的一部分,而解析几何作为一种数学工具,可以在平面几何的研究中发挥重要的作用。
掌握解析几何的技巧,能够让我们在解决平面几何问题时更加轻松、准确。
本文将从解析坐标系、直线、圆等方面介绍高考数学中的平面几何解析技巧。
一、解析坐标系解析坐标系是解析几何的基础。
在平面直角坐标系中,我们可以通过选取一个原点和两个互相垂直的坐标轴,将平面上的任意点与一组有序实数对应起来。
坐标系使我们可以把平面上的点表示成有序实数对,从而使得我们可以通过代数方式来研究几何问题。
在解决平面几何问题时,我们可以首先确定合适的解析坐标系,然后写出点的坐标形式,建立方程进行分析。
例如,当我们求两点之间的距离时,我们可以使用勾股定理或者距离公式,将点的坐标带入,进行计算。
二、直线的解析方程在平面几何中,直线是较为基础的图形之一。
解析几何的直线由解析方程描述。
直线的解析方程有两种形式:一般式和截距式。
对于一般式方程$Ax+By+C=0$,A、B、C为实数,可以看作是直线的标准形式。
对于截距式$y=kx+b$,k、b为实数,可以强化我们对于直线的理解。
在使用直线方程求解平面几何问题时,我们可以根据问题所给的条件,选择合适的方程形式,运用代数方法解决问题。
三、圆的解析方程圆是几何形体中常见的图形之一。
解析几何的圆通过解析方程描述。
圆的解析方程有两种形式:标准方程和一般式方程。
对于标准方程$(x-a)^2+(y-b)^2=r^2$,a、b为圆心的坐标,r为圆的半径,可以帮助我们准确地确定圆心和半径等圆的特征。
对于一般式方程$Ax^2+Ay^2+Bx+Cy+D=0$,A、B、C、D为实数,可以看作是圆的标准形式。
在使用圆的解析方程求解平面几何问题时,我们可以根据问题所给的条件,选择合适的方程形式进行建立,运用代数方法解决问题。
四、解析几何的实际应用解析几何作为一种数学工具,在实际生活中也发挥了重要的作用。
高考解析几何题

高考解析几何题高考解析几何题的解题技巧与方法解析几何作为高中数学的重要组成部分,在高考数学试题中占有不可忽视的地位。
它主要研究图形的几何性质与代数表达式之间的联系,通过坐标系将几何问题转化为代数问题进行求解。
本文将从几个方面探讨高考解析几何题的解题技巧与方法,帮助考生在面对这类题目时能够更加得心应手。
一、掌握基本概念和公式解析几何的基本概念包括点、线、面的位置关系,以及圆、椭圆、双曲线、抛物线等圆锥曲线的性质。
熟练掌握这些概念及其相关公式是解题的基础。
例如,直线的方程有一般式、点斜式、两点式等,每种形式都有其适用的场合。
圆的标准方程、椭圆的焦点性质等,都需要考生牢记于心。
二、培养图形的直观感知能力解析几何题目往往需要考生能够在脑海中构建出题目所描述的图形,并能够对图形进行操作和变换。
因此,培养良好的图形直观感知能力对于解题至关重要。
考生可以通过多做练习题、观察生活中的几何图形等方式来提高这方面的能力。
三、运用代数方法解决问题解析几何的特点就是将几何问题转化为代数问题。
因此,考生需要掌握如何通过代数运算来求解几何问题。
例如,通过联立方程组求交点,利用向量方法求解角度和距离,或者运用坐标变换简化问题等。
这些方法都需要考生在解题时灵活运用。
四、注意解题步骤的条理性在高考中,解析几何题目往往步骤较多,需要考生条理清晰地进行解题。
首先,要仔细审题,弄清楚题目的要求和所给条件;其次,要合理规划解题步骤,避免在解题过程中出现混乱;最后,要仔细检查,确保每一步的计算都是正确的。
五、总结常见题型和解题模板高考解析几何题目虽然千变万化,但总有规律可循。
考生可以通过总结历年高考题,找出常见的题型和解题模板。
例如,直线与圆的位置关系、动点轨迹问题、最值问题等,都有其特定的解题思路和方法。
掌握这些模板,可以帮助考生在面对新题目时能够迅速找到解题的切入点。
六、提高解题速度和准确性高考是一场与时间赛跑的考试,提高解题速度和准确性是提高分数的关键。
高考专题:解析几何常规题型及方法

高考专题:解析几何常规题型及方法一、高考风向分析:高考解析几何试题一般共有3--4题(1--2个选择题, 0--1个填空题, 1个解答题), 共计20多分, 考察的知识点约为20个左右,其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考察。
选择题和填空题考察直线, 圆, 圆锥曲线中的根底知识,大多概念性较强,小巧灵活,思维多于计算;而解答题重点考察圆锥曲线中的重要知识点及其综合运用,重在考察直线与圆锥曲线的位置关系、轨迹方程,以向量为载体,立意新颖,要求学生综合运用所学代数、三角、几何的知识分析问题,解决问题。
二、本章节处理方法建议:纵观历年全国各省市文、理高考试卷,普遍有一个规律:占解几分值接近一半的填空、选择题难度不大,中等及偏上的学生能将对应分数收入囊中;而占解几分值一 半偏上的解答题得分很不理想,其原因主要表达在以下几个方面:〔1〕解析几何是代数与几何的完美结合,解析几何的问题可以涉及函数、方程、不等式、三角、几何、数列、向 量等知识,形成了轨迹、最值、对称、围、参系数等多种问题,因而成为高中数学综合 能力要求最高的容之一〔2〕解析几何的计算量相对偏大〔3〕在大家的"拿可拿之分〞 的理念下,大题的前三道成了兵家必争之地,而排放位置比拟为难的第21题或22题〔有 时20题〕就成了很多人遗忘的角落,加之时间的限制,此题留白的现象比拟普遍。
鉴于解几的特点,建议在复习中做好以下几个方面.1.由于高考中解几容弹性很 大。
有容易题,有中难题。
因此在复习中基调为狠抓根底。
不能因为高考中的解几解答题 较难,就拼命地去搞难题,套新题,这样往往得不偿失;端正心态:不指望将所有的题攻 下,将时间用在稳固根底、对付"跳一跳便可够得到〞的常规题上,这样复习,高考时就 能保证首先将选择、填空题拿下,然后对于大题的第一个小问争取得分,第二小题能拿几 分算几分。
三、高考核心考点1、准确理解根本概念〔如直线的倾斜角、斜率、距离、截距等〕2、熟练掌握根本公式〔如两点间距离公式、点到直线的距离公式、斜率公式、定比分点的坐标公式、到角公式、夹角公式等〕3、熟练掌握求直线方程的方法〔如根据条件灵活选用各种形式、讨论斜率存在和不存在的各种情况、截距是否为0等等〕4、在解决直线与圆的位置关系问题中,要善于运用圆的几何性质以减少运算5、了解线性规划的意义及简单应用6、熟悉圆锥曲线中根本量的计算7、掌握与圆锥曲线有关的轨迹方程的求解方法〔如:定义法、直接法、相关点法、参数法、交轨法、几何法、待定系数法等〕8、掌握直线与圆锥曲线的位置关系的常见判定方法,能应用直线与圆锥曲线的位置关系解决一些常见问题四、常规题型及解题的技巧方法A:常规题型方面〔1〕中点弦问题具有斜率的弦中点问题,常用设而不求法〔点差法〕:设曲线上两点为(,)x y 11,(,)x y 22,代入方程,然后两方程相减,再应用中点关系及斜率公式,消去四个参数。
高考数学解析几何9种题型的解题技巧!

解析几何命题趋向:
1.注意考查直线的基本概念,求在不同条件下的直线方程,直线的位置关系,此类题大多都属中、低档题,以填空题的形式出现,每年必考
2.考查直线与二次曲线的普通方程,属容易题,对称问题常以填空题出现
3.考查圆锥曲线的基础知识和基本方法的题多以填空题的形式出现,有时会出现有一定灵活性和综合性较强的题,如求轨迹,与向量结合,与求最值结合,属中档题。
考点透视
一.直线和圆的方程
1.理解直线的斜率的概念,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.
二.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.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.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
解析几何题怎么解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<t<1),以AB 为直腰作直角梯形B B A A '',使A A '垂直且等于AT ,使B B '垂直且等于BT ,B A ''交半圆于P 、Q 两点,建立如图所示的直角坐标系.(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 、),(2221112t t t t Q +-+; (3)tt k PT 1001-=--=, t t t t t tt t t k QT1111201122222=--=-+-+-=)(. 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(12222>>=+b a by 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 kmR -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 12222=+y b x a , 即为所求顶点P 的轨迹方程.方程12222=+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=-by 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=-by a x 的距离.3,1.2322==∴==+=a b c abb a ab d .故所求双曲线方程为 .1322=-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012000220115515,.21313BEy x x k x y kx k k k x k++==⋅=+===--- ,000=++∴k ky x 即7,0,03153115222=∴≠=+-+-k k k kk 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 22122212221221221212221121-+-≥--=--+=-+=∠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 .22=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),(),,(,122112222y x B y x A b y a x =+ 由.22=e 得 2222,2c b c a ==.于是椭圆方程可转化为 222220x 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221221122||k k c x x ++=-,2212221)1(22||1||k k c x x k AB ++=-+=, AB 边上的高,1||2sin ||22121k k c F BF F F h +⨯=∠=c k k k k c S 21||)211(2221222+++= 22.===< 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: .12621222=+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.)椭圆的方程为:),(),,(,122112222y x B y x A by a x =+由.22=e 得:,,22222c b c a ==于是椭圆方程可化为:022222=-+c y x ……② 把①代入②并整理得:02)2(222=---c mcy y m于是21,y y 是上述方程的两根.21|||AB y y ==-2)2(441222222++++=m m c c m m2)1(2222++=m m c , AB 边上的高212mc h +=,从而222222)2(122122)1(2221||21++=+⨯++⨯==m m cmc m m c h AB S .221111222222c m m c≤++++=当且仅当m=0取等号,即.22max c S =由题意知1222=c , 于是 212,26222===a c b .也可这样求解:||||212121y y F F S -⋅=||||21x x k c -⋅⋅=故当△ABF 2面积最大时椭圆的方程为: .12621222=+y x例5 已知直线1+-=x y 与椭圆)0(12222>>=+b a by a x 相交于A 、B 两点,且线段AB 的中点在直线02:=-y x l 上.(1)求此椭圆的离心率;(2 )若椭圆的右焦点关于直线l 的对称点的在圆422=+yx 上,求此椭圆的方程.讲解:(1)设A 、B 两点的坐标分别为⎪⎩⎪⎨⎧=++-=11).,(),,(22222211b y ax x y y x B y x A ,则由 得 02)(2222222=-+-+b a a x a x b a ,根据韦达定理,得 ,22)(,2222212122221b a b x x y y b a a x x +=++-=++=+ ∴线段AB 的中点坐标为(222222,b a b b a a ++).由已知得2222222222222)(22,02c a c a b a ba b b a a =∴-==∴=+-+,故椭圆的离心率为22=e . (2)由(1)知,c b =从而椭圆的右焦点坐标为),0,(b F 设)0,(b F 关于直线02:=-y x l 的对称点为,02221210),,(000000=⨯-+-=⋅--y b x b x y y x 且则解得 b y b x 545300==且 由已知得 4,4)54()53(,422222=∴=+∴=+b b b y x ,故所求的椭圆方程为14822=+y x .例6 已知⊙M :x Q y x 是,1)2(22=-+轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点,(1)如果324||=AB ,求直线MQ 的方程;(2)求动弦AB 的中点P 的轨迹方程.讲解:(1)由324||=AB ,可得 ,31)322(1)2||(||||2222=-=-=AB MA MP 由射影定理,得① ② ③ ,3|||,|||||2=⋅=MQ MQ MP MB 得 在Rt △MOQ 中,523||||||2222=-=-=MO MQ OQ ,故55-==a a 或,所以直线AB 方程是;0525205252=+-=-+y x y x 或(2)连接MB ,MQ ,设),0,(),,(a Q y x P 由点M ,P ,Q 在一直线上,得(*),22xy a -=- 由射影定理得|,|||||2MQ MP MB ⋅=即(**),14)2(222=+⋅-+a y x 把(*)及(**)消去a ,并注意到2<y ,可得).2(161)47(22≠=-+y y x 适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙.例7 如图,在Rt △ABC 中,∠CBA=90°,AB=2,AC=22。