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1、2022年高三數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題七第四講 思想方法與規(guī)范解答教案 理
思想方法
1.?dāng)?shù)形結(jié)合思想
解析幾何中數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用主要體現(xiàn)在:
(1)直線與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用;
(2)與圓有關(guān)的最值范圍問(wèn)題;
(3)與橢圓、雙曲線、拋物線定義有關(guān)的范圍、最值等問(wèn)題.
[例1] (1)(xx年高考江西卷)過(guò)直線x+y-2=0上的點(diǎn)P作圓x2+y2=1的兩條切線,若兩條切線的夾角是60°,則點(diǎn)P的坐標(biāo)是________.
(2)(xx年溫州八校聯(lián)考)設(shè)點(diǎn)P在橢圓+=1上運(yùn)動(dòng),Q、R分別在圓(x+1)2+y2=1和(x-1)2+y2=1上運(yùn)動(dòng),則|PQ|+|PR|的取值范圍為_(kāi)_____
2、__.
[解析] (1)利用數(shù)形結(jié)合求解.
直線與圓的位置關(guān)系如圖所示,設(shè)P(x,y),則∠APO=30°,且OA=1.在直角三角形APO中,OA=1,∠APO=30°,則OP=2,即x2+y2=4.又x+y-2=0,聯(lián)立解得x=y(tǒng)=,即P(,).
(2)設(shè)橢圓的左、右焦點(diǎn)分別是F1(-1,0)、F2(1,0),則兩個(gè)已知圓的圓心即為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),如圖,因此|PQ|+|PR|的最大值是|PF1|+|PF2|+2=4+2=6,最小值是|PF1|+|PF2|-2=4-2=2.
[答案] (1)(,) (2)[2,6]
跟蹤訓(xùn)練
已知等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為4,點(diǎn)P在其內(nèi)部及邊
3、界上運(yùn)動(dòng),若P到頂點(diǎn)A的距離與其到邊BC的距離相等,則△PBC面積的最大值是( )
A.2 B.16-24
C.3 D.8-12
解析:由題易知點(diǎn)P在以A為焦點(diǎn),BC邊所在直線為準(zhǔn)線的拋物線的一段(圖中曲線EF)上運(yùn)動(dòng).設(shè)線段AN為BC邊上的高,曲線EF與線段AN的交點(diǎn)為M,由圖易知,當(dāng)P位于點(diǎn)E或點(diǎn)F處時(shí),△PBC的面積最大.過(guò)點(diǎn)E作EH⊥BC,垂足為H,設(shè)AE=EH=x,則EB=4-x.在Rt△EHB中,EH=BE·sin 60°,則x=(4-x),解得x=8-12,即EH=8-12,故△PBC面積的最大值為×4×(8-12)=16-24.
答
4、案:B
2.分類討論思想
分類討論思想在解析幾何中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在:
(1)含參數(shù)的曲線方程討論曲線類型;
(2)過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線方程的設(shè)法,斜率是否存在;
(3)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的討論問(wèn)題;
(4)由參數(shù)變化引起的圓錐曲線的關(guān)系不定問(wèn)題.
[例2] (xx年高考課標(biāo)全國(guó)卷)設(shè)拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,A為C上一點(diǎn),已知以F為圓心,F(xiàn)A為半徑的圓F交l于B,D兩點(diǎn).
(1)若∠BFD=90°,△ABD的面積為4,求p的值及圓F的方程;
(2)若A,B,F(xiàn)三點(diǎn)在同一直線m上,直線n與m平行,且n與C只有一個(gè)公共點(diǎn),求坐標(biāo)原點(diǎn)到m,n距離的比值.
5、
[解析] (1)由已知可得△BFD為等腰直角三角形,|BD|=2p,圓F的半徑|FA|=p.由拋物線定義可知A到l的距離d=|FA|=p.
因?yàn)椤鰽BD的面積為4,
所以|BD|·d=4,即·2p·p=4,
解得p=-2(舍去)或p=2.
所以F(0,1),圓F的方程為x2+(y-1)2=8.
(2)因?yàn)锳,B,F(xiàn)三點(diǎn)在同一直線m上,所以AB為圓F的直徑,∠ADB=90°.
由拋物線定義知|AD|=|FA|=|AB|,
所以∠ABD=30°,m的斜率為或-.
當(dāng)m的斜率為時(shí),由已知可設(shè)n:y=x+b,代入x2=2py得x2-px-2pb=0.
由于n與C只有一個(gè)公共點(diǎn),
6、
故Δ=p2+8pb=0.
解得b=-.
因?yàn)閙的截距b1=,=3,所以坐標(biāo)原點(diǎn)到m,n距離的比值為3.
當(dāng)m的斜率為-時(shí),由圖形對(duì)稱性可知,坐標(biāo)原點(diǎn)到m,n距離的比值也為3.
綜上,坐標(biāo)原點(diǎn)到m,n距離的比值為3.
跟蹤訓(xùn)練
已知橢圓+=1(a>b>0)的離心率e=,連接橢圓的四個(gè)頂點(diǎn)得到的菱形的面積為4.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線l與橢圓相交于不同的兩點(diǎn)A,B.已知點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-a,0).
(i)若|AB|=,求直線l的傾斜角;
(ii)若點(diǎn)Q(0,y0)在線段AB的垂直平分線上,且·=4.求y0的值.
解析:(1)由e==,得3a2=4c2.
再由
7、c2=a2-b2,解得a=2b.
由題意可知×2a×2b=4,即ab=2.
解方程組得a=2,b=1.
所以橢圓的方程為+y2=1.
(2)(i)由(1)可知點(diǎn)A的坐標(biāo)是(-2,0),
設(shè)點(diǎn)B的坐標(biāo)為(x1,y1),直線l的斜率為k.
則直線l的方程為y=k(x+2).
于是A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程組
消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2-4)=0.
由-2x1=,得x1=.
從而y1=.
所以|AB|==.
由|AB|=,得=.
整理得32k4-9k2-23=0,
即(k2-1)(32k2+23)=0,解得k=±1.
所以直線l的傾斜角為或
8、.
(ii)設(shè)線段AB的中點(diǎn)為M,由(i)得M的坐標(biāo)為(-,).
以下分兩種情況:
①當(dāng)k=0時(shí),點(diǎn)B的坐標(biāo)是(2,0),線段AB的垂直平分線為y軸,于是= (-2,-y0),=(2,-y0).
由?=4,得y0=±2.
②當(dāng)k≠0時(shí),線段AB的垂直平分線方程為
y-=-(x+).
令x=0,解得y0=-.
由=(-2,-y0),=(x1,y1-y0),
?=-2x1-y0(y1-y0)
=-+(+)
==4,
整理得7k2=2.故k=±.所以y0=±.
整理得7k2=2.故k=±.所以y0=±.
綜上,y0=±2或y0=±.
考情展望
近年來(lái)高考對(duì)解析幾何中的
9、考查基礎(chǔ)上是“一大一小”,即一道選擇或填空題、一道解答題,選擇、填空題多考查圓錐曲線的定義、方程與幾何性質(zhì),難度較小.解答題中圍繞直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,著重考查最值、范圍、定點(diǎn)、定值等問(wèn)題,綜合性強(qiáng),難度較大,預(yù)計(jì)xx年高考仍以此為熱點(diǎn)考查.
名師押題
【押題】 已知點(diǎn)P是直角坐標(biāo)平面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P到直線x=--1(p是正常數(shù))的距離為d1,到點(diǎn)F(,0)的距離為d2,且d1-d2=1.
(1)求動(dòng)點(diǎn)P所在的曲線C的方程;
(2)直線l過(guò)點(diǎn)F且與曲線C交于不同兩點(diǎn)A、B,分別過(guò)A、B兩點(diǎn)作直線l1:x=-的垂線,對(duì)應(yīng)的垂足分別為M、N,求證:·=0;
(3)在(2)的條件下,
10、記S1=S△FAM,S2=S△FMN,S3=S△FBN,λ=,求λ的值.
【解析】 (1)設(shè)動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),依據(jù)題意,有|x++1|- =1,化簡(jiǎn)得y2=2px.
因此動(dòng)點(diǎn)P所在的曲線C的方程是y2=2px(p>0).
(2)由題意可知,當(dāng)過(guò)點(diǎn)F的直線l的斜率為0時(shí),不合題意,
故可設(shè)直線l的方程為x=my+,
聯(lián)立方程 ,得y2-2mpy-p2=0,
記點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
由根與系數(shù)的關(guān)系得.
又AM⊥l1,BN⊥l1,
所以點(diǎn)M(-,y1),N(-,y2).
于是=(-p,y1),=(-p,y2),
所以=(-p,y1)·(-p1,y2)
=p2+y1y2=p2-p2=0.
(3)依據(jù)(2)可算出x1+x2=m(y1+y2)+p=2m2p+p,x1x2=·=,
S1S3=(x1+)·|y1|·(x2+)·|y2|
=·[x1x2+(x1+x2)+]=p4(m2+1),
S=(|y1-y2|·p)2=[(y1+y2)2-4y1y2]=p4(1+m2).
所以λ===4.