解析几何题怎么解
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解析几何题怎么解安振平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A T ,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 、),(2221112tt tt Q +-+;(3)ttk PT 1001-=--=,tt t ttttttk 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 ax 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 k m x 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 ka b a b a ma b ka 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 km R -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=+yb xa ,即为所求顶点P 的轨迹方程.方程12222=+yb xa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 ax 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=ac 原点到直线AB :1=-by ax 的距离.3,1.2322==∴==+=a b cab baab d .故所求双曲线方程为 .1322=-yx(2)把33522=-+=yxkx 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.11,315531152002002210k x y k kkx y k k x x x BE -=+=-=+=⋅-=+=,000=++∴k ky x即7,0,03153115222=∴≠=+-+-kk k kk kk 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cF F r PF r PF 2||,||,||212211===, 对,21F PF ∆ 由余弦定理, 得1)2(2441244242)(24cos 22122212221221221212221121-+-≥--=--+=-+=∠r r c a r r c a r r cr r r r r r cr r PF F0212=-=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 by ax =+由.22=e得 2222,2c b c a ==.于是椭圆方程可转化为 022222=-+c y x ………………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||kk c x x ++=-,2212221)1(22||1||kk c x x kAB ++=-+=,AB 边上的高,1||2sin ||22121kk c F BF F F h +⨯=∠=c kk kkc S 21||)211(2221222+++=.2141224412221||122224242422222c kkckkkkckk kc<++=+++=++=也可这样求解:||||212121y y F F S -⋅=||||21x x k c -⋅⋅=ii) 当k 不存在时,把直线c x -=代入椭圆方程得22221,2||,22cc S c AB c y ⨯==±=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=+yx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 ax =+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 mcyy m于是21,y y 是上述方程的两根.||1)()(||122221221y y my y x x AB -+=-+-=2)2(441222222++++=m m c c m m2)1(2222++=mm c ,AB 边上的高212mc h +=,从而222222)2(122122)1(2221||21++=+⨯++⨯==m mcmc 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===acb .故当△ABF 2面积最大时椭圆的方程为:.12621222=+yx例5 已知直线1+-=x y 与椭圆)0(12222>>=+b a by ax 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=+y x 上,求此椭圆的方程.讲解:(1)设A 、B 两点的坐标分别为⎪⎩⎪⎨⎧=++-=11).,(),,(22222211b yax x y y x B y x A ,则由 得2)(2222222=-+-+ba a x a xb a ,根据韦达定理,得,22)(,2222212122221ba bx x y y ba ax x +=++-=++=+∴线段AB 的中点坐标为(222222,ba bba a++).由已知得2222222222222)(22,02c ac a ba ba bba 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=⨯-+-=⋅--yb x b x y y x 且则解得 b y b x 545300==且 由已知得 4,4)54()53(,42222020=∴=+∴=+b b b y x故所求的椭圆方程为14822=+yx.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 ,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(16147(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。