高考专题 平面解析几何(解析版)全国名校高考数学复习优质学案学案专题(2019年真题分类汇编附经典解析)
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【高中数学】高考数学《平面解析几何》解析一、选择题1.已知曲线C 的方程为22121x y m m+=-,现给出下列两个命题:p :102m <<是曲线C 为双曲线的充要条件,q :12m > 是曲线C 为椭圆的充要条件,则下列命题中真命题的是( )A .()()p q ⌝∧⌝B .()p q ⌝∧C .()p q ∧⌝D .p q ∧【答案】C 【解析】 【分析】根据充分必要条件及双曲线和椭圆定义,分别判定命题p 与命题q 的真假,进而判断出复合命题的真假. 【详解】若曲线C 为双曲线,则()210m m -< ,可解得102m << 若102m <<,则()210m m -<,所以命题p 为真命题 若曲线C 为椭圆,则12m >且m≠1,所以命题q 为假命题 因而()p q ∧⌝为真命题 所以选C 【点睛】本题考查了椭圆与双曲线的标准方程,充分必要条件的判定,属于基础题.2.已知一条抛物线恰好经过等腰梯形ABCD 的四个顶点,其中4AB =,2BC CD AD ===,则该抛物线的焦点到其准线的距离是( )A B C D .【答案】B 【解析】 【分析】不妨设抛物线标准方程22(0)x py p =>,将条件转化为坐标,代入解出p ,即得结果. 【详解】不妨设抛物线标准方程22(0)x py p =>,可设(1,),(2,C m B m ,则123242(pmpp m=⎧⎪∴==⎨=+⎪⎩B.【点睛】本题考查抛物线方程及其性质,考查基本分析求解能力,属基本题.3.已知直线:2l y x b=+被抛物线2:2(0)C y px p=>截得的弦长为5,直线l经过2:2(0)C y px p=>的焦点,M为C上的一个动点,若点N的坐标为()4,0,则MN的最小值为()A.BC.2D.【答案】A【解析】【分析】联立直线与抛物线方程利用弦长公式列方程,结合直线过抛物线的焦点,解方程可得2p=,再利用两点的距离公式,结合二次函数配方法即可得结果.【详解】由22224(42)02y x bx b p x by px=+⎧⇒+-+=⎨=⎩,121222,24b p bx x x x+=-=-,因为直线:2l y x b=+被抛物线2:2(0)C y px p=>截得的弦长为5,125x=-,所以()22222512424b p b⎡⎤-⎛⎫=+-⨯⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦(1)又直线l经过C的焦点,则,22b pb p-=∴=-(2)由(1)(2)解得2p=,故抛物线方程为24y x=.设()20000,,4M x y y x∴=.则()()()2222200000||444212MN x y x x x=-+=-+=-+,故当02x=时,min||MN=故选:A.【点睛】本题主要考查直线与抛物线的位置关系,考查了弦长公式以及配方法的应用,意在考查综合应用所学知识解答问题的能力,属于中档题.4.设抛物线E :26y x =的弦AB 过焦点F ,||3||AF BF =,过A ,B 分别作E 的准线的垂线,垂足分别是A ',B ',则四边形AA B B ''的面积等于( ) A.B.C.D.【答案】C 【解析】 【分析】由抛物线的方程可得焦点坐标及准线方程,设直线AB 的方程,与抛物线联立求出两根之和及两根之积,进而求出弦长AB ,由抛物线的性质可得梯形的上下底之和求出,求出A ,B 的纵坐标之差的绝对值,代入梯形的面积公式即可求出梯形的面积. 【详解】解:由抛物线的方程 可得焦点3(2F ,0),准线方程:32x =-,由题意可得直线AB 的斜率存在且不为0,设直线AB 的方程为:32x my =+,1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,联立直线与抛物线的方程:2326x my y x⎧=+⎪⎨⎪=⎩,整理可得:2690y my --=,所以126y y m +=,129y y =-,21212()363x x m y y m +=++=+,因为||3||AF BF =,所以3AF FB =uu u r uu r,即13(2x -,123)3(2y x -=-,2)y ,可得:123y y =-, 所以可得:2222639y m y -=⎧⎨-=-⎩即213m =, 由抛物线的性质可得: 21233166668223AA BB AB x x m ''+==+++=+=+=g ,12||y y -===由题意可知,四边形AA B B ''为直角梯形,所以1211()||822AA B B S AA BB y y ''''=+-=gg g , 故选:C .【点睛】本题考查抛物线的性质及直线与抛物线的相交弦长,梯形的面积公式,属于中档题.5.抛物线y 2=8x 的焦点为F ,设A ,B 是抛物线上的两个动点, 233AF BF +=, 则∠AFB 的最大值为( ) A .3π B .34π C .56π D .23π 【答案】D 【解析】 【分析】设|AF |=m ,|BF |=n ,再利用基本不等式求解mn 的取值范围,再利用余弦定理求解即可. 【详解】设|AF |=m ,|BF |=n , ∵233AF BF +=, 2323AB mn ≥∴213mn AB ≤,在△AFB 中,由余弦定理得22222()2cos 22m n ABm n mn ABAFB mnmn+-+--∠==212213222AB mnmn mn mn mn --=≥=-∴∠AFB 的最大值为23π. 故选:D 【点睛】本题主要考查了抛物线的焦半径运用,同时也考查了解三角形与基本不等式的混合运用,属于中等题型.6.已知O 为平面直角坐标系的原点,2F 为双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点,E 为2OF 的中点,过双曲线左顶点A 作两渐近线的平行线分别与y 轴交于C ,D 两点,B 为双曲线的右顶点,若四边形ACBD 的内切圆经过点E ,则双曲线的离心率为( )A .2 BCD.3【答案】B 【解析】 【分析】由对称性可得四边形ACBD 为菱形,其内切圆圆心为坐标原点O ,求出圆心O 到BC 的距离d ,由四边形ACBD 的内切圆经过点E ,可得212d OF =,化简得出双曲线的离心率. 【详解】由已知可设()0A a -,,()0B a ,,AC bk a=, 有直线点斜式方程可得直线AC 方程为()by x a a=+, 令0x =,可得()0C b ,, 由直线的截距式方程可得直线BC 方程为1x ya b+=,即0bx ay ab +-=, 由对称性可得四边形ACBD 为菱形,其内切圆圆心为坐标原点O ,设内切圆的半径为r , 圆心O 到BC的距离为abd r c===, 又∵四边形ACBD 的内切圆经过点E , ∴2122ab cOF r c ===, ∴22ab c =, ∴()22244aca c -=,同除以4a 得,42440e e -+=,∴()2220e -=,∴22e =,∴e =(舍),∴e =故选:B. 【点睛】本题考查求双曲线离心率的问题,通过对称的性质得出相关的等量关系,考查运算求解能力和推理论证能力,是中档题.7.在矩形ABCD 中,已知3AB =,4=AD ,E 是边BC 上的点,1EC =,EF CD ∥,将平面EFDC 绕EF 旋转90︒后记为平面α,直线AB 绕AE 旋转一周,则旋转过程中直线AB 与平面α相交形成的点的轨迹是( )A .圆B .双曲线C .椭圆D .抛物线【答案】D 【解析】 【分析】利用圆锥被平面截的轨迹特点求解 【详解】由题将平面EFDC 绕EF 旋转90︒后记为平面α,则平面α⊥平面ABEF ,,又直线AB 绕AE 旋转一周,则AB 直线轨迹为以AE 为轴的圆锥,且轴截面为等腰直角三角形,且面AEF 始终与面EFDC 垂直,即圆锥母线AF ⊥平面EFDC 则 则与平面α相交形成的点的轨迹是抛物线 故选:D【点睛】本题考查立体轨迹,考查圆锥的几何特征,考查空间想象能力,是难题8.已知直线()0y kx k =≠与双曲线()222210,0x y a b a b-=>>交于,A B 两点,以AB 为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F ,若ABF ∆的面积为24a ,则双曲线的离心率为 A 2 B 3C .2D 5【答案】D【解析】 【分析】通过双曲线和圆的对称性,将ABF ∆的面积转化为FBF ∆'的面积;利用焦点三角形面积公式可以建立a 与b 的关系,从而推导出离心率. 【详解】由题意可得图像如下图所示:F '为双曲线的左焦点AB Q 为圆的直径 90AFB ∴∠=o根据双曲线、圆的对称性可知:四边形AFBF '为矩形12ABF AFBF FBF S S S ''∆∆∴== 又2224tan 45FBF b S b a ∆'===o,可得:225c a = 25e ∴= 5e ⇒=本题正确选项:D 【点睛】本题考查双曲线的离心率求解,离心率问题的求解关键在于构造出关于,a c 的齐次方程,从而配凑出离心率的形式.9.若双曲线223mx my -=3的一个焦点是()0,2,则m 的值是 A .-1 B .1C .10D 10 【答案】A 【解析】双曲线223mx my -=3的标准方程为22113x y m m-=, ∵焦点在y 轴上,∴134m m+=,且0m <, ∴ 1.m =- 故选A .10.如图,12,F F 是双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左、右焦点,过2F 的直线与双曲线C 交于,A B 两点.若11::3:4:5AB BF AF =,则双曲线的渐近线方程为( )A .23y x =±B .2y x =±C .3y x =D .2y x =±【答案】A 【解析】 【分析】设1123,4,5,AB BF AF AF x ====,利用双曲线的定义求出3x =和a 的值,再利用勾股定理求c ,由by x a=±得到双曲线的渐近线方程. 【详解】设1123,4,5,AB BF AF AF x ====,由双曲线的定义得:345x x +-=-,解得:3x =, 所以2212||46413F F =+=13c ⇒=因为2521a x a =-=⇒=,所以23b = 所以双曲线的渐近线方程为23by x x a=±=±. 【点睛】本题考查双曲线的定义、渐近线方程,解题时要注意如果题干出现焦半径,一般会用到双曲线的定义,考查运算求解能力.11.已知12,F F 分别双曲线22233(0)x y a a -=>的左右焦点,是P 抛物线28y ax =与双曲线的一个交点,若1212PF PF += ,则抛物线的准线方程为( ) A .4x =- B .3x =-C .2x =-D .1x =-【答案】C 【解析】由题得双曲线的方程为222213x y a a-=,所以222234,2c a a a c a =+=∴=.所以双曲线的右焦点和抛物线的焦点重合.由题得1221212,62PF PF PF a PF PF a ⎧+=⎪∴=-⎨+=⎪⎩. 联立双曲线的方程和抛物线的方程得223830,(33ax ax a x x a --=∴=-=舍)或. 由抛物线的定义得6-a=3a-(-2a),所以a=1,所以抛物线的准线方程为x=-2,故选C.点睛:本题的难点在于如何找到关于a 的方程,本题利用的就是抛物线的定义得到6-a=3a-(-2a).在解析几何里,看到曲线上的点到焦点的距离,要联想到圆锥曲线的定义解题,这个技巧大家要理解掌握并做到灵活运用.12.若圆1C :2224100x y mx ny +---=(m ,0n >)始终平分圆2C :()()22112x y +++=的周长,则12m n+的最小值为( ) A .92B .9C .6D .3【答案】D 【解析】 【分析】把两圆的方程相减,得到两圆的公共弦所在的直线l 的方程,由题意知圆2C 的圆心在直线l 上,可得()123,213m n m n +=∴+=,再利用基本不等式可求最小值. 【详解】把圆2C :()()22112x y +++=化为一般式,得22220x y x y +++=,又圆1C :2224100x y mx ny +---=(m ,0n >),两圆的方程相减,可得两圆的公共弦所在的直线l 的方程:()()12150m x n y ++++=.Q 圆1C 始终平分圆2C 的周长,∴圆心()21,1C --在直线l 上,()()12150m n ∴-+-++=,即()123,213m n m n +=∴+=. ()112225331212121n m m n m n m n m n m n ⎛⎫⎛⎫∴+=+⨯=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫+=++ ⎪⎝⎝⎭⎭()115522333⎛≥+=+⨯= ⎝.当且仅当2322m n n m mn +=⎧⎪⎨=⎪⎩即1m n ==时,等号成立.12m n ∴+的最小值为3. 故选:D . 【点睛】本题考查两圆的位置关系,考查基本不等式,属于中档题.13.若A ,B 分别是直线20x y --=与x 轴,y 轴的交点,圆C :()()22448x y -++=上有任意一点M ,则AMB ∆的面积的最大值是( )A .6B .8C .10D .12【答案】C 【解析】 【分析】先求出AB ,再求出M 到直线的最大距离为点M 到直线20x y --=加上半径,进而可得面积最大值. 【详解】由已知()2,0A ,()0,2B -则AB ==,又点M=所以最大面积为1102⨯=. 故选:C. 【点睛】本题考查圆上一点到直线的最大距离问题,是基础题.14.过点(11)M , 的直线与椭圆22143x y += 交于A ,B 两点,且点M 平分AB ,则直线AB 的方程为( ) A .3470x y +-= B .3410x y -+= C .4370x y +-= D .4310x y --=【答案】A 【解析】设1122(,),(,)A x y B x y ,代入椭圆的方程可得222211221,14343x y x y +=+=,两式相减可得12121212()()()()044x x x x y y y y +-+-+=,又121212122,2,y y x x y y k x x -+=+==-, 即为12123()34()4x x k y y +=-=-+,则直线AB 的方程为:31(1)4y x -=--,化为3470x y +-=,故选A . 点睛:本题考查了直线与椭圆的位置关系,注意运用“点差法”的应用,考查了学生的推理与计算能力,试题比较基础,属于基础题,解答此类问题的关键在于把握弦的中点,恰当的选择“点差法”是解答的关键.15.已知点1F ,2F 分别是椭圆1C 和双曲线2C 的公共焦点,1e ,2e 分别是1C 和2C 的离心率,点P 为1C 和2C 的一个公共点,且1223F PF π∠=,若22e =,则1e 的值是( ) ABC.7D【答案】D 【解析】 【分析】利用椭圆和双曲线的定义以及余弦定理可得到方程2221243c a a =+,由此得到关于离心率的方程求得结果. 【详解】设椭圆长半轴长为1a ,双曲线实半轴长为2a ,焦点坐标为()1,0F c -,()2,0F c , 不妨设P 为第一象限内的点,则1212+=PF PF a ,1222-=PF PF a , 则221212PF PF a a =-,由余弦定理得:2222212121212242cos3c PF PF PF PF PF PF PF PF π=+-=++, ()22222211212443c a a a a a ∴=--=+,2212314e e ∴+=,又22e =,2145e ∴=,15e ∴=. 故选:D . 【点睛】本题考查共焦点的椭圆与双曲线问题的求解,关键是能够熟练应用椭圆和双曲线的定义,利用余弦定理构造等量关系,配凑出关于椭圆和双曲线离心率的方程.16.已知1F ,2F 是双曲线22221x ya b-=(0a >,0b >)的左、右焦点,点A 是双曲线上第二象限内一点,且直线1AF 与双曲线的一条渐近线by x a=平行,12AF F ∆的周长为9a ,则该双曲线的离心率为( )A .2 BC .3D.【答案】A 【解析】 【分析】根据双曲线的定义,结合三角形的周长可以求出1AF 和2AF 的表达式,根据线线平行,斜率的关系,结合余弦定理进行求解即可. 【详解】由题意知212AF AF a -=,2192AF AF a c +=-, 解得21122a c AF -=,1722a cAF -=, 直线1AF 与by x a =平行,则12tan b AF F a ∠=,得12cos a AF F c∠=, 222121214cos 22AF c AF a AF F c AF c+-∠==⋅, 化简得22280c ac a +-=,即2280e e +-=,解得2e =. 故选:A 【点睛】本题考查求双曲线的离心率,考查了双曲线的定义的应用,考查了余弦定理的应用,考查了数学运算能力.17.过双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点F ,作渐近线b y x a =的垂线与双曲线左右两支都相交,则双曲线离心率e 的取值范围为( ) A .()1,2 B.(C.)+∞D .()2,+∞【答案】C 【解析】 【分析】设过双曲线的右焦点F 与渐近线by x a=垂直的直线为AF ,根据垂线与双曲线左右两支都相交,得AF 的斜率要小于双曲线另一条渐近线的斜率 ,由此建立关于,a b 的不等式,解之可得22b a >,从而可得双曲线的离心率e 的取值范围 . 【详解】过双曲线的右焦点F 作渐近线by x a=垂线,设垂足为A , Q 直线为AF 与双曲线左右两支都相交,∴直线AF 与渐近线by x a=-必定有交点B , 因此,直线by x a=-的斜率要小于直线AF 的斜率, Q 渐近线b y x a =的斜率为b a, ∴直线AF 的斜率a k b =-,可得b aa b-<-, 即22,b a b a a b>>,可得222c a >, 两边都除以2a ,得22e >,解得2e >双曲线离心率e 的取值范围为)2,+∞,故选C.【点睛】本题主要考查利用双曲线的简单性质求双曲线的离心率,属于中档题.求解与双曲线性质有关的问题时要结合图形进行分析,既使不画出图形,思考时也要联想到图形,当涉及顶点、焦点、实轴、虚轴、渐近线等双曲线的基本量时,要理清它们之间的关系,挖掘出它们之间的内在联系.求离心率范围问题应先将 e 用有关的一些量表示出来,再利用其中的一些关系构造出关于e 的不等式,从而求出e 的范围.18.如图所示,在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D -中,E 是棱1DD 的中点,F 是侧面11CDD C 上的动点,且1//B F 面1A BE ,则F 在侧面11CDD C 上的轨迹的长度是( )A .aB .2a C .2aD .22a 【答案】D 【解析】 【分析】设H ,I 分别为1CC 、11C D 边上的中点,由面面平行的性质可得F 落在线段HI 上,再求HI 的长度即可. 【详解】解:设G ,H ,I 分别为CD 、1CC 、11C D 边上的中点, 则ABEG 四点共面, 且平面1//A BGE 平面1B HI , 又1//B F Q 面1A BE ,F ∴落在线段HI 上,Q 正方体1111ABCD A B C D -中的棱长为a ,1122HI CD a ∴==,即F 在侧面11CDD C 上的轨迹的长度是22a . 故选D .【点睛】本题考查了面面平行的性质及动点的轨迹问题,属中档题.19.已知F 是抛物线24x y =的焦点,P 为抛物线上的动点,且A 的坐标为()0,1-,则PF PA的最小值是( )A .14B .12C D 【答案】C 【解析】由题意可得,抛物线24x y =的焦点(0,1)F ,准线方程为1y =-.过点P 作PM 垂直于准线,M 为垂足,则由抛物线的定义可得PF PM =,则sin PF PM PAM PAPA==∠,PAM ∠为锐角.∴当PAM ∠最小时,PF PA 最小,则当PA 和抛物线相切时,PFPA最小.设切点)P a ,由214y x =的导数为12y x '=,则PA 的斜率为12⋅==. ∴1a =,则(2,1)P .∴2PM =,PA =∴sin 2PM PAM PA∠==故选C .点睛:本题主要考查抛物线的定义和几何性质,与焦点、准线有关的问题一般情况下都与拋物线的定义有关,解决这类问题一定要注意点到焦点的距离与点到准线的距离的转化, 这样可利用三角形相似,直角三角形中的锐角三角函数或是平行线段比例关系可求得距离弦长以及相关的最值等问题.20.如图,设椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>的右顶点为A ,右焦点为F ,B 为椭圆在第二象限上的点,直线BO 交椭圆E 于点C ,若直线BF 平分线段AC 于M ,则椭圆E 的离心率是( ) A .12B .23C .13D .14【答案】C 【解析】如图,设AC 中点为M ,连接OM ,则OM 为△ABC 的中位线, 于是△OFM ∽△AFB ,且OF OM 1FAAB2==, 即c c a -=12可得e=c a =13. 故答案为13. 点睛:解决椭圆和双曲线的离心率的求值及范围问题其关键就是确立一个关于a ,b ,c 的方程或不等式,再根据a ,b ,c 的关系消掉b 得到a ,c 的关系式,建立关于a ,b ,c 的方程或不等式,要充分利用椭圆和双曲线的几何性质、点的坐标的范围等.。
第九章平面解析几何【高考研究·备考导航】【三年考情】角度考查内容课程标准高考真题平面解析几何直线与圆1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式.3.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式.4.能根据斜率公式判定两条直线平行或垂直.5.能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.6.掌握平面上两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行线间的距离.7.回顾确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程.8.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与2023年:新高考Ⅰ卷·T62023年:新高考Ⅱ卷·T152022年:新高考Ⅰ卷·T142022年:新高考Ⅱ卷·T152021年:新高考Ⅰ卷·T112021年:新高考Ⅱ卷·T11圆、圆与圆的位置关系.9.能用直线和圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题.圆锥曲线与方程1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.2.经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义、标准方程及简单几何性质.3.了解抛物线与双曲线的定义、几何图形和标准方程,以及它们的简单几何性质.4.通过对圆锥曲线与方程的学习,进一步体会数形结合的思想.5.了解椭圆、抛物线的简单应用.2023年:新高考Ⅰ卷·T5,T16,T222023年:新高考Ⅱ卷·T5,T10,T212022年:新高考Ⅰ卷·T11,T16,T212022年:新高考Ⅱ卷·T10,T16,T212021年:新高考Ⅰ卷·T5,T14,T212021年:新高考Ⅱ卷·T3,T13,T20命题趋势1.题型设置:各种题型均有涉及.2.内容考查:主要考查直线和圆的位置关系及圆锥曲线的方程与性质.3.能力考查:注重运算求解能力与逻辑推理能力的考查.【备考策略】根据近三年新高考卷命题特点和规律,复习本章时,要注意以下几个方面:1.全面系统复习,深刻理解知识本质(1)概念:直线的倾斜角、斜率,直线、圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义,两直线、直线与圆、圆与圆、直线与圆锥曲线的位置关系.(2)公式或方程:斜率公式,直线方程,两直线平行、垂直满足的条件,距离公式(两点、点到直线、两条平行线),圆、椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.(3)性质:圆锥曲线的几何性质.(4)轨迹:依据已知条件探究点的轨迹,会求轨迹方程.2.熟练掌握解决以下问题的方法(1)由两个独立的条件确定一条直线方程.(2)由三个独立的条件确定圆的方程.(3)直线与直线、直线与圆、圆与圆的位置关系及判断方法.(4)求动点的轨迹方程.(5)求圆锥曲线(椭圆、双曲线、抛物线)的标准方程,利用圆锥曲线的定义、几何性质求解未知量及未知量的范围.(6)直线与椭圆、抛物线的位置关系.(7)利用直线与圆锥曲线的知识探究定值、定点、最值问题.3.重视数学思想方法的应用(1)解析法:用代数方法研究几何问题是本章的基本方法,一是依据条件求曲线的方程;二是由曲线的方程,研究曲线的几何性质.(2)数形结合思想:在解决与直线的倾斜角、斜率有关的最值问题、对称问题,与参数有关的问题,与弦的中点有关问题时,往往用到数形结合思想.(3)函数与方程思想:在求解直线、圆、椭圆、抛物线等的方程,解决参数问题、最值问题时,经常利用函数与方程思想.(4)分类与整合思想:在解决与参数有关的问题时,往往依据解析式特点、函数取最值的条件,或题设条件对参数进行分类讨论.(5)转化与化归思想:通过构造函数,将直线与圆的位置关系转化为圆心到直线的距离问题或方程(组)解的问题,将直线与圆锥曲线的位置关系转化为方程(组)解的问题,将定点、定值问题转化为方程问题,将最值(范围)问题转化为不等式问题或函数的值域问题.。
热点探究课(五) 平面解析几何中的高考热点问题(对应学生用书第128页)[命题解读] 圆锥曲线是平面解析几何的核心内容,每年高考必考一道解答题,常以求圆锥曲线的标准方程、位置关系、定点、定值、最值、范围、探索性问题为主.这些试题的命制有一个共同的特点,就是起点低,但在第(2)问或第(3)问中一般都伴有较为复杂的运算,对考生解决问题的能力要求较高,通常作为压轴题的形式出现.热点1 圆锥曲线的标准方程与性质圆锥曲线的标准方程在高考中占有十分重要的地位.一般地,求圆锥曲线的标准方程是作为解答题中考查“直线与圆锥曲线”的第一小题,最常用的方法是定义法与待定系数法.离心率是高考对圆锥曲线考查的另一重点,涉及a ,b ,c 三者之间的关系.另外抛物线的准线,双曲线的渐近线也是命题的热点.(2018·太原模拟)如图1,椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.图1(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程; (2)若|PF 1|=|PQ |,求椭圆的离心率e . [解] (1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2=+22+-22=2 3. 3分即c =3,从而b =a 2-c 2=1, 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.5分(2)连接F 1Q ,如图,由椭圆的定义知|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a ,又|PF 1|=|PQ |=|PF 2|+|QF 2|=(2a -|PF 1|)+(2a -|QF 1|), 可得|QF 1|=4a -2|PF 1|. ① 又因为PF 1⊥PQ 且|PF 1|=|PQ |, 所以|QF 1|=2|PF 1|. ② 8分由①②可得|PF 1|=(4-22)a , 从而|PF 2|=2a -|PF 1|=(22-2)A . 由PF 1⊥PF 2,知|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2, 即(4-22)2a 2+(22-2)2a 2=4c 2,10分可得(9-62)a 2=c 2,即c 2a2=9-62,因此e =c a=9-62=6- 3.12分[规律方法] 1.用定义法求圆锥曲线的标准方程是常用的方法,同时应注意数形结合思想的应用.2.圆锥曲线的离心率刻画曲线的扁平程度,只需明确a ,b ,c 中任意两量的关系都可求出离心率,但一定注意不同曲线离心率取值范围的限制. [对点训练1] 已知椭圆中心在坐标原点,焦点在x 轴上,离心率为22,它的一个顶点为抛物线x 2=4y 的焦点. (1)求椭圆的标准方程;(2)若直线y =x -1与抛物线相切于点A ,求以A 为圆心且与抛物线的准线相切的圆的方程.【导学号:00090306】[解] (1)椭圆中心在原点,焦点在x 轴上.设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),因为抛物线x 2=4y 的焦点为(0,1), 所以b =1.2分由离心率e =c a =22,a 2=b 2+c 2=1+c 2,从而得a =2,所以椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.5分(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,y =x -1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =1,所以点A (2,1). 8分因为抛物线的准线方程为y =-1, 所以圆的半径r =1-(-1)=2, 所以圆的方程为(x -2)2+(y -1)2=4.12分热点2 圆锥曲线中的定点、定值问题定点、定值问题一般涉及曲线过定点、与曲线上的动点有关的定值问题以及与圆锥曲线有关的弦长、面积、横(纵)坐标等的定值问题. 角度1 圆锥曲线的定值问题(2017·全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2+mx -2与x 轴交于A ,B 两点,点C 的坐标为(0,1).当m 变化时,解答下列问题: (1)能否出现AC ⊥BC 的情况?说明理由;(2)证明过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值. 【导学号:00090307】 [解] (1)不能出现AC ⊥BC 的情况.理由如下: 设A (x 1,0),B (x 2,0),则x 1,x 2满足x 2+mx -2=0, 所以x 1x 2=-2.2分又点C 的坐标为(0,1),故AC 的斜率与BC 的斜率之积为-1x 1·-1x 2=-12,所以不能出现AC ⊥BC 的情况.4分(2)证明:BC 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22,12,可得BC 的中垂线方程为y -12=x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 22.5分由(1)可得x 1+x 2=-m , 所以AB 的中垂线方程为x =-m2.6分联立⎩⎪⎨⎪⎧x =-m 2,y -12=x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 22又x 22+mx 2-2=0,可得⎩⎪⎨⎪⎧x =-m 2,y =-12.8分所以过A ,B ,C 三点的圆的圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-m 2,-12,半径r =m 2+92.10分故圆在y 轴上截得的弦长为2r 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫m 22=3,即过A ,B ,C 三点的圆在y 轴上截得的弦长为定值. 12分[规律方法] 1.求定值问题的常用方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.2.定值问题就是在运动变化中寻找不变量的问题,基本思路是使用参数表示要解决的问题,证明要解决的问题与参数无关.在这类问题中选择消元的方向是非常关键的. 角度2 圆锥曲线中的定点问题设椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为e =22,且过点⎝⎛⎭⎪⎫-1,-62.(1)求椭圆E 的方程;(2)设椭圆E 的左顶点是A ,若直线l :x -my -t =0与椭圆E 相交于不同的两点M ,N (M ,N 与A 均不重合),若以MN 为直径的圆过点A ,试判定直线l 是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标.[解] (1)由e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=12,可得a 2=2b 2,2分椭圆方程为x 22b 2+y 2b2=1,代入点⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-62可得b 2=2,a 2=4, 故椭圆E 的方程为x 24+y 22=1.5分(2)由x -my -t =0得x =my +t ,把它代入E 的方程得(m 2+2)y 2+2mty +t 2-4=0, 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则 y 1+y 2=-2mt m 2+2,y 1y 2=t 2-4m 2+2,x 1+x 2=m (y 1+y 2)+2t =4tm 2+2,x 1x 2=(my 1+t )(my 2+t )=m 2y 1y 2+tm (y 1+y 2)+t 2=2t 2-4m2m 2+2.8分因为以MN 为直径的圆过点A ,所以AM ⊥AN ,所以AM →·AN →=(x 1+2,y 1)·(x 2+2,y 2) =x 1x 2+2(x 1+x 2)+4+y 1y 2 =2t 2-4m 2m 2+2+2×4t m 2+2+4+t 2-4m 2+2=3t 2+8t +4m 2+2=t +t +m 2+2=0. 10分因为M ,N 与A 均不重合,所以t ≠-2,所以t =-23,直线l 的方程是x =my -23,直线l 过定点T ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0,由于点T 在椭圆内部,故满足判别式大于0,所以直线l 过定点T ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0.12分[规律方法] 1.假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点.2.从特殊位置入手,找出定点,再证明该点适合题意.热点3 圆锥曲线中的最值、范围问题圆锥曲线中的最值问题大致可分为两类:一是涉及距离、面积的最值以及与之相关的一些问题;二是求直线或圆锥曲线中几何元素的最值以及这些元素存在最值时求解与之有关的一些问题.已知椭圆x 22+y 2=1上两个不同的点A ,B 关于直线y =mx +12对称.图2(1)求实数m 的取值范围;(2)求△AOB 面积的最大值(O 为坐标原点). [解] (1)由题意知m ≠0, 可设直线AB 的方程为y =-1mx +B .由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =-1m x +b ,消去y ,得⎝ ⎛⎭⎪⎫12+1m 2x 2-2b m x +b 2-1=0.2分因为直线y =-1m x +b 与椭圆x 22+y 2=1有两个不同的交点,所以Δ=-2b 2+2+4m2>0.将线段AB 中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2mbm 2+2,m 2b m 2+2代入直线方程y =mx +12,解得b =-m 2+22m 2.②由①②得m <-63或m >63. 故m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-63∪⎝ ⎛⎭⎪⎫63,+∞. 5分(2)令t =1m ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-62,0∪⎝⎛⎭⎪⎫0,62,则|AB |=t 2+1·-2t 4+2t 2+32t 2+12,且O 到直线AB 的距离为d =t 2+12t 2+1. 7分设△AOB 的面积为S (t ), 所以S (t )=12|AB |·d =12-2⎝⎛⎭⎪⎫t 2-122+2≤22, 当且仅当t 2=12,即m =±2时,等号成立. 故△AOB 面积的最大值为22. 12分[规律方法] 范围(最值)问题的主要求解方法:(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解决.(2)代数法,若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立起目标函数或等量关系,利用判别式、基本不等式、函数的性质、导数法进行求解.[对点训练2] 已知椭圆C :y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距为4,且过点(2,-2).(1)求椭圆C 的方程;(2)过椭圆焦点的直线l 与椭圆C 分别交于点E ,F ,求OE →·OF →的取值范围.[解] (1)由椭圆C :y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的焦距为4.得曲线C 的焦点F 1(0,-2),F 2(0,2). 2分又点(2,-2)在椭圆C 上, 2a =2+0+2++2=42,所以a =22,b =2, 即椭圆C 的方程是y 28+x 24=1.5分(2)若直线l 垂直于x 轴,①则点E (0,22),F (0,-22),OE →·OF →=-8. ②若直线l 不垂直于x 轴,设l 的方程为y =kx +2,点E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),将直线l 的方程代入椭圆C 的方程得到:(2+k 2)x 2+4kx -4=0, 则x 1+x 2=-4k 2+k 2,x 1x 2=-42+k 2,8分所以OE →·OF →=x 1x 2+y 1y 2 =(1+k 2)x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4 =-4-4k 22+k 2+-8k 22+k 2+4=202+k 2-8.10分因为0<202+k 2≤10,所以-8<OE →·OF →≤2.综上可知,OE →·OF →的取值范围是(-8,2]. 12分热点4 圆锥曲线中的探索性问题(答题模板)圆锥曲线中的探索性问题主要体现在以下几个方面:(1)探索点是否存在;(2)探索曲线是否存在;(3)探索命题是否成立.涉及这类命题的求解主要是研究直线与圆锥曲线的位置关系问题.(本小题满分12分)(2015·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线C :y =x 24与直线l :y =kx +a (a >0)交于M ,N 两点.(1)当k =0时,分别求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.【导学号:00090308】[规范解答] (1)由题设可得M (2a ,a ),N (-2a ,a ),或M (-2a ,a ),N (2a ,a ).1分又y ′=x 2,故y =x 24在x =2a 处的导数值为a ,C 在点(2a ,a )处的切线方程为y -a=a (x -2a ), 即ax -y -a =0.3分y =x 24在x =-2a 处的导数值为-a ,C 在点(-2a ,a )处的切线方程为y -a =-a (x+2a ), 即ax +y +a =0.5分 故所求切线方程为ax -y -a =0或ax +y +a =0. 6分(2)存在符合题意的点.证明如下:设P (0,b )为符合题意的点,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),直线PM ,PN 的斜率分别为k 1,k 2. 将y =kx +a 代入C 的方程,得x 2-4kx -4a =0. 故x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4A . 8分从而k 1+k 2=y 1-b x 1+y 2-bx 2=2kx 1x 2+a -b x 1+x 2x 1x 2=k a +ba.10分当b =-a 时,有k 1+k 2=0,则直线PM 的倾斜角与直线PN 的倾斜角互补, 故∠OPM =∠OPN ,所以点P (0,-a )符合题意.12分[答题模板] 第一步:分别求出曲线y =x 24在M 点,N 点处的导数.第二步:利用点斜式分别写出在M 点、N 点的切线方程.第三步:联立直线y =kx +a 与抛物线y =x 24,并写出根与系数的关系式.第四步:由k PM +k PN =0,结合根与系数的关系式,探索点P 的坐标. 第五步:检验反思,查关键点,规范步骤.[温馨提示] 1.(1)在第(2)问中,不能把条件∠OPM =∠OPN 适当转化为k 1+k 2=0,找不到解题的思路和方法,而不能得分.(2)运算能力差或运算不细心,导致运算结果错误而扣分或者不得分.2.数学阅卷时,主要看关键步骤、关键点,有则得分,无则扣分,所以解题时要写全关键步骤.(1)本题的关键点一是利用导数的几何意义求切线方程,二是把条件中转化为只需直线PM ,PN 的斜率之和为0.(2)解析几何对运算能力要求较高,解题时一定要细心准确,否则可能是思路正确,但是运算结果错误,而不得分.[对点训练3] 如图3,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率是22,点P (0,1)在短轴CD 上,且PC →·PD →=-1.图3(1)求椭圆E 的方程;(2)设O 为坐标原点,过点P 的动直线与椭圆交于A ,B 两点.是否存在常数λ,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由. [解] (1)由已知,点C ,D 的坐标分别为(0,-b ),(0,b ). 又点P 的坐标为(0,1),且PC →·PD →=-1,于是⎩⎪⎨⎪⎧1-b 2=-1,c a =22,a 2-b 2=c 2,解得a =2,b = 2.4分 所以椭圆E 的方程为x 24+y 22=1.5分(2)当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y =kx +1,A ,B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2).联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 22=1,y =kx +1,得(2k 2+1)x 2+4kx -2=0.8分其判别式Δ=(4k )2+8(2k 2+1)>0,所以x 1+x 2=-4k 2k 2+1,x 1x 2=-22k 2+1.从而,OA →·OB →+λPA →·PB →=x 1x 2+y 1y 2+λ[x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)] =(1+λ)(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1 =-2λ-k 2+-2λ-2k 2+1=-λ-12k 2+1-λ-2.所以,当λ=1时,-λ-12k 2+1-λ-2=-3. 10分此时,OA →·OB →+λPA →·PB →=-3为定值. 当直线AB 斜率不存在时,直线AB 即为直线CD .此时,OA →·OB →+λPA →·PB →=OC →·OD →+PC →·PD →=-2-1=-3. 故存在常数λ=1,使得OA →·OB →+λPA →·PB →为定值-3.12分。
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第7讲抛物线板块一知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 抛物线的定义平面内与一个定点F和一条定直线l(l不过F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F 叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.其数学表达式:|MF|=d(其中d为点M到准线的距离).考点2 抛物线的标准方程与几何性质[必会结论]抛物线焦点弦的几个常用结论设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则:(1)x1x2=错误!,y1y2=-p2.(2)弦长|AB|=x1+x2+p=错误!(α为弦AB的倾斜角).(3)以弦AB为直径的圆与准线相切.(4)通径:过焦点垂直于对称轴的弦长等于2p.[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√",错误的打“×”)(1)平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.()(2)若直线与抛物线只有一个交点,则直线与抛物线一定相切.()(3)方程y=ax2(a≠0)表示的曲线是焦点在x轴上的抛物线,且其焦点坐标是错误!,准线方程是x=-错误!。
()(4)抛物线既是中心对称图形,又是轴对称图形.()(5)AB为抛物线y2=2px(p>0)的过焦点F错误!的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),则x1x2=错误!,y 1y2=-p2,弦长|AB|=x1+x2+p.( )答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2.[2018·江西八校联考]已知抛物线y=ax2(a〉0)的焦点到准线的距离为2,则a=()A.4 B.2 C.错误! D.错误!答案C解析化为标准方程x2=错误!y,据题意错误!=2×2,∴a=错误!.3.[课本改编]设抛物线y2=8x上一点P到y轴的距离是4,则点P到该抛物线焦点的距离是( )A.4 B.6 C.8 D.12答案B解析抛物线准线方程x=-2,∴点P到准线的距离为6,∴P到焦点的距离也为6,选B.4.[课本改编]已知抛物线C与双曲线x2-y2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C 的方程是( )A.y2=±2错误!x B.y2=±2xC.y2=±4x D.y2=±42x答案D解析由已知知双曲线的焦点为(-2,0),(2,0).设抛物线方程为y2=±2px(p>0),则错误!=错误!,所以p=2错误!,所以抛物线方程为y2=±4错误!x。
五 平面解析几何中的高考热点问题圆锥曲线是平面解析几何的核心内容,每年高考必考一道解答题,常以求曲线的标准方程、位置关系、定点、定值、最值、范围、探索性问题为主.这些试题的命制有一圆锥曲线中的几何证明一般包括两大方面:一是位置关系的证明,如证明相切、垂直、++--1)代入x22+y 2=1得4=的斜率之积为y1x1·y2x2++(4,-2),因此圆锥曲线中的最值与取值范围问题是高考中的常考题型,以解答题为主,难度一般较大,-,+y23=1,+.·····························4k2+3过点B(1,0)+-⎭⎪⎫6m +42-4×-93m2+圆锥曲线中的探索性问题具有开放性和发散性,此类问题的条件和结论不完备,需要结-3,=-+.=2×-+,解得≠3,i=1,2,所以当直线+-1,4x,得y2+4ky+-,则|y1-y2|=1 2 |-++⎝y2+-⎭⎪⎫+t -32(x 2-1)+(x 1+=+>+x2=-4k 1+2k2,-+++x1+x2-,+2k2)x2-8k-x1-1+-x2-1=++-++12kx1x2-3k(x1+x+-+8-16k21+2k2·1+k2,+=2k2+1∈(1,2),,即k=±。
2019版高考数学一轮复习第一部分基础与考点过关第九章平面解析几何学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019版高考数学一轮复习第一部分基础与考点过关第九章平面解析几何学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第九章平面解析几何1。
(原创)设m为常数,则过点A(2,-1),B(2,m)的直线的倾斜角是W。
答案:90°解析:因为过点A(2,-1),B(2,m)的直线x=2垂直于x轴,故其倾斜角为90°。
2。
(必修2P80练习1改编)若过点M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为W.答案:1解析:由1=错误!,得m+2=4-m,解得m=1.3。
(原创)若直线l的斜率k的变化范围是[-1,错误!],则它的倾斜角的变化范围是W。
答案:错误!∪错误!解析:由-1≤k≤3,即-1≤tan α≤3,∴α∈错误!∪错误!。
4。
(必修2P80练习6改编)已知两点A(4,0),B(0,3),点C(8,a)在直线AB上,则a=W.答案:-3解析:由k AB=k BC得错误!=错误!,解得a=-3。
5。
(必修2P80练习4改编)若直线l沿x轴的负方向平移2个单位,再沿y轴的正方向平移3个单位后,又回到原来的位置,则直线l的斜率为W.答案:-错误!解析:设直线上任一点为(x,y),平移后的点为(x-2,y+3),利用斜率公式得直线l的斜率为-错误!.1。
直线倾斜角的定义在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,如果把x轴所在的直线绕着交点按逆时针方向旋转至和直线重合时所转的最小正角记为α,那么α就叫做直线的倾斜角,并规定:与x轴平行或重合的直线的倾斜角为0°;直线的倾斜角α的取值范围是[0,π)W。
专题 平面解析几何【高考导航】在对口高考中,平面解析几何主要掌握以下两种题型:一、求直线的方程、判断直线的位置关系,二、求圆锥曲线的方程,解多种圆锥曲线的综合题、直线与圆锥曲线的综合题。
求直线的方程,关键要根据已知条件,合理选用点斜式、斜截式、两点式、截距式或一般式。
使用直线方程的特殊形式时,要特别注意经过原点的直线、竖线、水平线等特例,并要求最后结果用一般式表示。
求圆锥曲线的方程,关键要紧扣圆锥曲线的定义,灵活应用圆锥曲线的性质,求圆锥曲线的方程。
解多种圆锥曲线的综合题,关键要找到不同曲线之间的位置关系,再采用待定系数法求方程。
直线与圆锥曲线的综合题,常把直线方程代入圆锥曲线方程,得到关于x(或y)的一元二次方程,再用韦达定理求解。
【真题回访】1.设有直线l 1:3x+2y+1=0,l 2:x+y+1=0, l 3:3x-5y+6=0,则过l 1与l 2与的交点,且与l 3垂直的直线的一般式方程为 。
【解】5x+3y+1=02.若抛物线y 2=2px(p>0)过点M(4,4),则点M 到准线的距离d=(A)A) 5 B) 4 C) 3 D) 23.已知双曲线经过点(4,-3) ,且焦点在x 轴上,渐近线方程是y=±21,则该双曲线的方程是(A)A) x 2-4y 2=4 B) x 2-3y 2=7 C) x 2-4y 2=-4 D) x 2-3y 2=-74.圆x 2+y 2+2x+6y+9=0的圆心到直线3x-4y=4的距离为 1 。
【仿真题型】求直线的方程、判断直线的位置关系【例1】已知直线l 与点A(3,3),B(5,2)的距离相等,且过两直线3x-y-1=0和x+y-3=0的交点,求直线l 的方程. 【解】解方程组⎩⎨⎧=-+=--03013y x y x ,得交点(1,2). 设直线l 的方程为y-2=k(x-1),(1)当直线l ∥AB 时,k=k AB =-0.5,∴直践l 的方程为:x+2y-5=0(2)当直线l 与线段AB 相交时,AB 的中点为M(4,25),又M 在直线l 上,由直线方程的两点式,求得直线方程为:x-6y+11=0【例2】一光线经过点P(2,3),射到直线l:x+y+1=0上,反射后经过点Q(1,1),(1)求入射线所在的直线的方程;(2)求这条光线从P到Q的长度。
高考平面解析几何复习教案【知识特点】1、本章内容主要包括直线与方程、圆与方程、圆锥曲线,是解析几何最基本,也是很重要的内容,是高中数学的重点内容,也是高考重点考查的内容之一;2、本章内容集中体现了用坐标法研究曲线的思想与方法,概念、公式多,内容多,具有较强的综合性;3、研究圆锥曲线的方法很类似,因此可利用类比的方法复习椭圆、双曲线、抛物线的定义与几何性质,掌握解决解析几何问题的最基本的方法。
【重点关注】1、关于直线的方程,直线的斜率、倾斜角,几种距离公式,两直线的位置关系,圆锥曲线的定义与性质等知识的试题,都属于基本题目,多以选择题、填空题形式出现,一般涉及两个以上的知识点,这些将是今后高考考查的热点;2、关于直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系的题目出现次数较多,既有选择题、填空题,也有解答题。
既考查基础知识的应用能力,又考查综合运用知识分析问题、解决问题的能力;3、直线与圆锥曲线联系在一起的综合题多以高档题出现,要求学生分析问题的能力,计算能力较高;4、注重数学思想方法的应用解析法、数形结合思想、函数与方程的思想、转化与化归的思想、分类讨论思想及待定系数法在各种题型中均有体现,应引起重视。
【地位和作用】解析几何是17世纪数学发展的重大成果之一,其本质是用代数方法研究图形的几何性质,体现了数形结合的重要数学思想。
在本模块中,学生将在平面直角坐标系中建立直线和圆的代数方程,运用代数方法研究它们的几何性质及其相互位置关系,并了解空间直角坐标系。
体会数形结合的思想,初步形成用代数方法解决几何问题的能力。
在平面解析几何初步的教学中,教师应帮助学生经历如下的过程:首先将几何问题代数化,用代数的语言描述几何要素及其关系,进而将几何问题转化为代数问题;处理代数问题;分析代数结果的几何含义,最终解决几何问题。
这种思想应贯穿平面解析几何教学的始终,帮助学生不断地体会“数形结合”的思想方法。
从新课改近两年来的高考信息统计可以看出,命题呈现出以下特点:1、各种题型均有所体现,分值大约在19-24分之间,比重较高,以低档题、中档题为主;2、主要考查直线及圆的方程,圆锥曲线的定义、性质及综合应用,符合考纲要求,这些知识属于本章的重点内容,是高考的必考内容,有时还注重在知识交汇点处命题;3、预计本章在今后的高考中仍将以直线及圆的方程,圆锥曲线的定义、性质及直线与圆锥曲线的位置关系为主命题,且难度有所降低;更加注重与其他知识交汇,充分体现以能力立意的命题方向。
专题05 平面解析几何1.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C 交于A ,B两点.若22||2||AF F B =,1||||AB BF =,则C 的方程为A .2212x y +=B .22132x y += C .22143x y +=D .22154x y += 【答案】B【解析】法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===, 由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得32n =. 22224233312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===, 由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4422cos 9n n AF F n n n BF F n ⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩, 又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得n =.22224312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .【名师点睛】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,考查数形结合思想、转化与化归的能力,很好地落实了直观想象、逻辑推理等数学素养.2.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】若抛物线y 2=2px (p >0)的焦点是椭圆2231x y pp+=的一个焦点,则p =A .2B .3C .4D .8【答案】D【解析】因为抛物线22(0)y px p =>的焦点(,0)2p 是椭圆2231x y p p +=的一个焦点,所以23()2p p p -=,解得8p =,故选D .【名师点睛】本题主要考查抛物线与椭圆的几何性质,渗透逻辑推理、运算能力素养.解答时,利用抛物线与椭圆有共同的焦点即可列出关于p 的方程,从而解出p ,或者利用检验排除的方法,如2p =时,抛物线焦点为(1,0),椭圆焦点为(±2,0),排除A ,同样可排除B ,C ,从而得到选D .3.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】设F 为双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆222x y a +=交于P ,Q 两点.若PQ OF =,则C 的离心率为A 2B 3C .2D 5【答案】A【解析】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴, 又||PQ OF c ==,||,2cPA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径,∴||2c OA =,,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a =∴==.2e ∴=A .【名师点睛】本题为圆锥曲线离心率的求解,难度适中,审题时注意半径还是直径,优先考虑几何法,避免代数法从头至尾运算繁琐,准确率大大降低,双曲线离心率问题是圆锥曲线中的重点问题,需强化练习,才能在解决此类问题时事半功倍,信手拈来.解答本题时,准确画图,由图形对称性得出P 点坐标,代入圆的方程得到c 与a 的关系,可求双曲线的离心率.4.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】双曲线C :2242x y -=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若=PO PF ,则△PFO 的面积为A 32B 32C .22D .32【答案】A【解析】由222,2,6a b c a b ==+=6,P PO PF x =∴=, 又P 在C 的一条渐近线上,不妨设为在b y x a =上,则263222P P b y x a =⋅==,112224PFO P S OF y ∴=⋅==△,故选A .【名师点睛】本题考查以双曲线为载体的三角形面积的求法,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取公式法,利用数形结合、转化与化归和方程思想解题.忽视圆锥曲线方程和两点间的距离公式的联系导致求解不畅,采取列方程组的方式解出三角形的高,便可求三角形面积.5.【2019年高考北京卷理数】已知椭圆2222 1x y a b+=(a >b >0)的离心率为12,则A .a 2=2b 2B .3a 2=4b 2C .a =2bD .3a =4b【答案】B【解析】椭圆的离心率2221,2c e c a b a ===-,化简得2234a b =, 故选B.【名师点睛】本题考查椭圆的标准方程与几何性质,属于容易题,注重基础知识、基本运算能力的考查.由题意利用离心率的定义和,,a b c 的关系可得满足题意的等式.6.【2019年高考北京卷理数】数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线C :221||x y x y +=+就是其中之一(如图).给出下列三个结论:①曲线C 恰好经过6个整点(即横、纵坐标均为整数的点); ②曲线C 2; ③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中,所有正确结论的序号是 A .① B .② C .①②D .①②③【答案】C【解析】由221x y x y +=+得,221y x y x -=-,2222||3341,10,2443x x x y x ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭厔,所以x 可取的整数有0,−1,1,从而曲线22:1C x y x y +=+恰好经过(0,1),(0,−1),(1,0),(1,1), (−1,0),(−1,1),共6个整点,结论①正确.由221x y x y +=+得,222212x y x y +++…,解得222x y +≤,所以曲线C 上任意一点到原点的距离2. 结论②正确.如图所示,易知()()()()0,1,1,0,1,1,,0,1A B C D -, 四边形ABCD 的面积13111122ABCD S =⨯⨯+⨯=四边形,很明显“心形”区域的面积大于2ABCD S 四边形,即“心形”区域的面积大于3,说法③错误.故选C.【名师点睛】本题考查曲线与方程、曲线的几何性质,基本不等式及其应用,属于难题,注重基础知识、基本运算能力及分析问题、解决问题的能力考查,渗透“美育思想”.将所给方程进行等价变形确定x 的范围可得整点坐标和个数,结合均值不等式可得曲线上的点到坐标原点距离的最值和范围,利用图形的对称性和整点的坐标可确定图形面积的范围.7.【2019年高考天津卷理数】已知抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,若l 与双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的两条渐近线分别交于点A 和点B ,且||4||AB OF =(O 为原点),则双曲线的离心率为ABC .2D 【答案】D【解析】抛物线24y x =的准线l 的方程为1x =-, 双曲线的渐近线方程为by x a=±, 则有(1,),(1,)b b A B a a ---,∴2b AB a =,24ba=,2b a =, ∴225c a b e a +===故选D.【名师点睛】本题考查抛物线和双曲线的性质以及离心率的求解,解题关键是求出AB 的长度.解答时,只需把4AB OF =用,,a b c 表示出来,即可根据双曲线离心率的定义求得离心率. 8.【2019年高考浙江卷】渐近线方程为x ±y =0的双曲线的离心率是 A .22B .1C 2D .2【答案】C【解析】因为双曲线的渐近线方程为0x y ±=,所以a b =,则222c a b a =+=,所以双曲线的离心率2ce a==故选C. 【名师点睛】本题根据双曲线的渐近线方程可求得a b =,进一步可得离心率,属于容易题,注重了双曲线基础知识、基本计算能力的考查.理解概念,准确计算,是解答此类问题的基本要求.部分考生易出现理解性错误.9.【2019年高考浙江卷】已知圆C 的圆心坐标是(0,)m ,半径长是r .若直线230x y -+=与圆C 相切于点(2,1)A --,则m =___________,r =___________.【答案】2-【解析】由题意可知11:1(2)22AC k AC y x =-⇒+=-+,把(0,)m 代入直线AC 的方程得2m =-,此时||415r AC ==+=【名师点睛】本题主要考查圆的方程、直线与圆的位置关系.首先通过确定直线AC 的斜率,进一步得到其方程,将(0,)m 代入后求得m ,计算得解.解答直线与圆的位置关系问题,往往要借助于数与形的结合,特别是要注意应用圆的几何性质.10.【2019年高考浙江卷】已知椭圆22195x y +=的左焦点为F ,点P 在椭圆上且在x 轴的上方,若线段PF 的中点在以原点O 为圆心,OF 为半径的圆上,则直线PF 的斜率是___________. 15【解析】方法1:如图,设F 1为椭圆右焦点.由题意可知||=|2OF OM |=c =,由中位线定理可得12||4PF OM ==,设(,)P x y ,可得22(2)16x y -+=,与方程22195x y +=联立,可解得321,22x x =-=(舍), 又点P 在椭圆上且在x 轴的上方,求得315,22P ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,所以1521512PFk ==.方法2:(焦半径公式应用)由题意可知|2OF |=|OM |=c =,由中位线定理可得12||4PF OM ==,即342p p a ex x -=⇒=-, 从而可求得3152P ⎛- ⎝⎭,所以21512PFk ==.【名师点睛】本题主要考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质、圆的方程与性质的应用,利用数形结合思想,是解答解析几何问题的重要途径.结合图形可以发现,利用三角形中位线定理,将线段长度用圆的方程表示,与椭圆方程联立可进一步求解.也可利用焦半径及三角形中位线定理解决,则更为简洁.11.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】设12F F ,为椭圆C :22+13620x y =的两个焦点,M 为C 上一点且在第一象限.若12MF F △为等腰三角形,则M 的坐标为___________. 【答案】(15【解析】由已知可得2222236,20,16,4a b c a b c ==∴=-=∴=,11228MF F F c ∴===,∴24MF =.设点M 的坐标为()()0000,0,0x y x y >>,则121200142MF F S F F y y =⋅⋅=△, 又12220148241544152MF F S y =⨯-=∴=△015y =, 2201513620x ∴+=,解得03x =(03x =-舍去), M \的坐标为(15.【名师点睛】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,考查数形结合思想、转化与化归的能力,很好地落实了直观想象、逻辑推理等数学素养.解答本题时,根据椭圆的定义分别求出12MF MF 、,设出M 的坐标,结合三角形面积可求出M 的坐标.12.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB =,120F B F B ⋅=,则C 的离心率为____________. 【答案】2。