高考解析几何的命题一般紧扣课本, 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。

解析几何解答题在历年的高考中常考常新, 体现在重视能力立意, 强调思维空间, 是用活题考死知识的典范. 考题求解时考查了等价转化, 数形结合, 分类讨论, 函数与方程等数学思想, 以及定义法, 配方法, 待定系数法, 参数法, 判别式法等数学通法.

 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,使垂直且等于AT,使垂直且等于BT,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.         

 解:  通过读图,  看出点的坐标.

(1 ) 显然,  于是 直线

的方程为

  (2)由方程组

解出  ;       

  (3),

     .

  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.

  解:从直线所处的位置, 设出直线的方程,

  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

代入椭圆方程

     

化简后,得关于的一元二次方程

      

于是其判别式

由已知,得△=0.即  ①

在直线方程中,分别令y=0,x=0,求得

 令顶点P的坐标为(x,y),  由已知,得

 代入①式并整理,得 ,  即为所求顶点P的轨迹方程.

    方程形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?

  例3已知双曲线的离心率,过的直线到原点的距离是(1)求双曲线的方程;(2)已知直线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.

解:∵(1)原点到直线AB的距离.

   故所求双曲线方程为

(2)把中消去y,整理得 .

   设的中点是,则

  

   

故所求k=±.

为了求出的值, 需要通过消元, 想法设法建构的方程.

  例4 已知椭圆C的中心在原点,焦点F1、F2x轴上,点P为椭圆上的一个动点,且∠F1PF2的最大值为90°,直线l过左焦点F1与椭圆交于A、B两点,△ABF2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.

  解:(1)设, 对 由余弦定理, 得

  ,解出 

 (2)考虑直线的斜率的存在性,可分两种情况:

  i) 当k存在时,设l的方程为………………①

 椭圆方程为

 由  得  .

于是椭圆方程可转化为  ………………②

将①代入②,消去得    ,

整理为的一元二次方程,得    .

x1x2是上述方程的两根.且

也可这样求解:

 
 
AB边上的高

 

ii) 当k不存在时,把直线代入椭圆方程得

 

由①②知S的最大值为  由题意得=12  所以  

 故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:

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:…………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:

得:于是椭圆方程可化为:……②

把①代入②并整理得:

于是是上述方程的两根.

 ,

AB边上的高,

从而

   

当且仅当m=0取等号,即

   由题意知,  于是  .

   故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:

    例5  已知直线与椭圆相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线上.

(1)求此椭圆的离心率;

(2 )若椭圆的右焦点关于直线的对称点的在圆上,求此椭圆的方程.

    解:(1)设A、B两点的坐标分别为

,  

根据韦达定理,得      

 ∴线段AB的中点坐标为(). 

 由已知得

  故椭圆的离心率为 .

 (2)由(1)知从而椭圆的右焦点坐标为关于直线的对称点为

解得   

由已知得

故所求的椭圆方程为 .

    例6  已知⊙M:轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点,

    (1)如果,求直线MQ的方程;

    (2)求动弦AB的中点P的轨迹方程.

    解:(1)由,可得由射影定理,得   在Rt△MOQ中,

   

   故

   所以直线AB方程是

   (2)连接MB,MQ,设

点M,P,Q在一直线上,得

由射影定理得

把(*)及(**)消去a,并注意到,可得

    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=。DO⊥AB于O点,OA=OB,DO=2,曲线E过C点,动点P在E上运动,且保持| PA |+| PB |的值不变.

(1)建立适当的坐标系,求曲线E的方程;

(2)过D点的直线L与曲线E相交于不同的两点M、N且M在D、N之间,设

      试确定实数的取值范围.

解: (1)建立平面直角坐标系, 如图所示 .      

 ∵| PA |+| PB |=| CA |+| CB |                     

    =

∴动点P的轨迹是椭圆                          

                                          

∴曲线E的方程是  .

  (2)设直线L的方程为 , 代入曲线E的方程,得

    

设M1(,  则


 

 

 
                 

i)  L与y轴重合时,              

ii)  L与y轴不重合时,

  由①得 

  又∵,

  或 

∴0<<1 ,                        

.          

  ∴

              

,  ,

   ∴的取值范围是 .  

   值得读者注意的是,直线L与y轴重合的情况易于遗漏,应当引起警惕.

   例8  直线过抛物线的焦点,且与抛物线相交于A两点.

  (1)求证:;

  (2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD,直线l不是CD的垂直平分线.

  解: (1)易求得抛物线的焦点.

 若lx轴,则l的方程为.

l不垂直于x轴,可设,代入抛物线方程整理得 .

综上可知  .

(2)设,则CD的垂直平分线的方程为

假设过F,则整理得

    

.

这时的方程为y=0,从而与抛物线只相交于原点. 而l与抛物线有两个不同的交点,因此l不重合,l不是CD的垂直平分线.

    此题是课本题的深化,你能够找到它的原形吗?知识在记忆中积累,能力在联想中提升. 课本是高考试题的生长点,复习忌忘掉课本!

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