《湖南省長(zhǎng)沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí) 直線與圓錐曲線問(wèn)題的處理方法(1)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《湖南省長(zhǎng)沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí) 直線與圓錐曲線問(wèn)題的處理方法(1)(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、湖南省長(zhǎng)沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí):直線與圓錐曲線問(wèn)題的處理方法(1)
高考要求
直線與圓錐曲線聯(lián)系在一起的綜合題在高考中多以高檔題、壓軸題出現(xiàn),主要涉及位置關(guān)系的判定,弦長(zhǎng)問(wèn)題、最值問(wèn)題、對(duì)稱問(wèn)題、軌跡問(wèn)題等 突出考查了數(shù)形結(jié)合、分類討論、函數(shù)與方程、等價(jià)轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法,要求考生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、計(jì)算能力較高,起到了拉開考生“檔次”,有利于選拔的功能
重難點(diǎn)歸納
1 直線與圓錐曲線有無(wú)公共點(diǎn)或有幾個(gè)公共點(diǎn)的問(wèn)題,實(shí)際上是研究它們的方程組成的方程是否有實(shí)數(shù)解成實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)問(wèn)題,此時(shí)要注意用好分類討論和數(shù)形結(jié)合的思想方法
2 當(dāng)直線與
2、圓錐曲線相交時(shí) 涉及弦長(zhǎng)問(wèn)題,常用“韋達(dá)定理法”設(shè)而不求計(jì)算弦長(zhǎng)(即應(yīng)用弦長(zhǎng)公式);涉及弦長(zhǎng)的中點(diǎn)問(wèn)題,常用“點(diǎn)差法”設(shè)而不求,將弦所在直線的斜率、弦的中點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)系起來(lái),相互轉(zhuǎn)化 同時(shí)還應(yīng)充分挖掘題目的隱含條件,尋找量與量間的關(guān)系靈活轉(zhuǎn)化,往往就能事半功倍
典型題例示范講解
例1如圖所示,拋物線y2=4x的頂點(diǎn)為O,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(5,0),傾斜角為的直線l與線段OA相交(不經(jīng)過(guò)點(diǎn)O或點(diǎn)A)且交拋物線于M、N兩點(diǎn),求△AMN面積最大時(shí)直線l的方程,并求△AMN的最大面積
命題意圖 直線與圓錐曲線相交,一個(gè)重要的問(wèn)題就是有關(guān)弦長(zhǎng)的問(wèn)題 本題考查處理直線與圓錐曲線相交問(wèn)題的第
3、一種方法——“韋達(dá)定理法”
知識(shí)依托 弦長(zhǎng)公式、三角形的面積公式、不等式法求最值、函數(shù)與方程的思想
錯(cuò)解分析 將直線方程代入拋物線方程后,沒(méi)有確定m的取值范圍 不等式法求最值忽略了適用的條件
技巧與方法 涉及弦長(zhǎng)問(wèn)題,應(yīng)熟練地利用韋達(dá)定理設(shè)而不求計(jì)算弦長(zhǎng),涉及垂直關(guān)系往往也是利用韋達(dá)定理,設(shè)而不求簡(jiǎn)化運(yùn)算
解法一 由題意,可設(shè)l的方程為y=x+m,其中-5<m<0
由方程組,消去y,得x2+(2m-4)x+m2=0 ①∵直線l與拋物線有兩個(gè)不同交點(diǎn)M、N,∴方程①的判別式Δ=(2m-4)2-4m2=16(1-m)>0,解得m<1,又-5<m<0
4、,∴m的范圍為(-5,0)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)則x1+x2=4-2m,x1·x2=m2,∴|MN|=4
點(diǎn)A到直線l的距離為d= ∴S△=2(5+m),從而S△2=4(1-m)(5+m)2
=2(2-2m)·(5+m)(5+m)≤2()3=128
∴S△≤8,當(dāng)且僅當(dāng)2-2m=5+m,即m=-1時(shí)取等號(hào)
故直線l的方程為y=x-1,△AMN的最大面積為8
解法二 由題意,可設(shè)l與x軸相交于B(m,0),
l的方程為x = y +m,其中0<m<5
由方程組,消去x,得y 2-4 y -4m=0 ①
∵直線l與拋物線有兩個(gè)不同交點(diǎn)M
5、、N,
∴方程①的判別式Δ=(-4)2+16m=16(1+m)>0必成立,
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)則y 1+ y 2=4,y 1·y 2=-4m,
∴S△=
=4=4
∴S△≤8,當(dāng)且僅當(dāng)即m=1時(shí)取等號(hào)
故直線l的方程為y=x-1,△AMN的最大面積為8
例2已知雙曲線C 2x2-y2=2與點(diǎn)P(1,2)
(1)求過(guò)P(1,2)點(diǎn)的直線l的斜率取值范圍,使l與C分別有一個(gè)交點(diǎn),兩個(gè)交點(diǎn),沒(méi)有交點(diǎn)
(2)若Q(1,1),試判斷以Q為中點(diǎn)的弦是否存在
命題意圖 第一問(wèn)考查直線與雙曲線交點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題,歸結(jié)為方程組解的問(wèn)題 第二問(wèn)考
6、查處理直線與圓錐曲線問(wèn)題的第二種方法——“點(diǎn)差法”
知識(shí)依托 二次方程根的個(gè)數(shù)的判定、兩點(diǎn)連線的斜率公式、中點(diǎn)坐標(biāo)公式
錯(cuò)解分析 第一問(wèn),求二次方程根的個(gè)數(shù),忽略了二次項(xiàng)系數(shù)的討論 第二問(wèn),算得以Q為中點(diǎn)弦的斜率為2,就認(rèn)為所求直線存在了
技巧與方法 涉及弦長(zhǎng)的中點(diǎn)問(wèn)題,常用“點(diǎn)差法”設(shè)而不求,將弦所在直線的斜率,弦的中點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)系起來(lái),相互轉(zhuǎn)化
解 (1)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),l的方程為x=1,與曲線C有一個(gè)交點(diǎn) 當(dāng)l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y-2=k(x-1),代入C的方程,并整理得
(2-k2)x2+2(k2-2k)x-k2+4k-6=0
7、 (*)
(ⅰ)當(dāng)2-k2=0,即k=±時(shí),方程(*)有一個(gè)根,l與C有一個(gè)交點(diǎn)
(ⅱ)當(dāng)2-k2≠0,即k≠±時(shí)
Δ=[2(k2-2k)]2-4(2-k2)(-k2+4k-6)=16(3-2k)
①當(dāng)Δ=0,即3-2k=0,k=時(shí),方程(*)有一個(gè)實(shí)根,l與C有一個(gè)交點(diǎn)
②當(dāng)Δ>0,即k<,又k≠±,故當(dāng)k<-或-<k<或<k<時(shí),方程(*)有兩不等實(shí)根,l與C有兩個(gè)交點(diǎn)
③當(dāng)Δ<0,即k>時(shí),方程(*)無(wú)解,l與C無(wú)交點(diǎn)
綜上知 當(dāng)k=±,或k=,或k不存在時(shí),l與C只有一個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)<k<,或-<k<,或k<-時(shí),l與C有兩個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)k>時(shí),l與C沒(méi)有
8、交點(diǎn)
(2)假設(shè)以Q為中點(diǎn)的弦存在,設(shè)為AB,且A(x1,y1),B(x2,y2),則2x12-y12=2,2x22-y22=2兩式相減得 2(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2)又∵x1+x2=2,y1+y2=2∴2(x1-x2)=y1-y1
即kAB==2但漸近線斜率為±,結(jié)合圖形知直線AB與C無(wú)交點(diǎn),所以假設(shè)不正確,即以Q為中點(diǎn)的弦不存在
例3已知橢圓的中心在坐標(biāo)原點(diǎn)O,焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,直線y=x+1與橢圓交于P和Q,且OP⊥OQ,|PQ|=,求橢圓方程
解 設(shè)橢圓方程為mx2+ny2=1(m>0,n>0), P(x1,y1),Q(x2,y2)
9、由 得(m+n)x2+2nx+n-1=0,Δ=4n2-4(m+n)(n-1)>0,即m+n-mn>0,由OP⊥OQ,所以x1x2+y1y2=0,即2x1x2+(x1+x2)+1=0,∴+1=0,∴m+n=2 ①
又22,將m+n=2,代入得m·n= ②
由①、②式得m=,n=或m=,n=故橢圓方程為+y2=1或x2+y2=1
學(xué)生鞏固練習(xí)
1 斜率為1的直線l與橢圓+y2=1相交于A、B兩點(diǎn),則|AB|的最大值為( )
A 2 B C D
2 拋物線y=ax2與直線y=kx+b(k≠0)交于A、B兩點(diǎn),
10、且此兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1,x2,直線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)是x3,則恒有( )
A x3=x1+x2 B x1x2=x1x3+x2x3 C x1+x2+x3=0 D x1x2+x2x3+x3x1=0
3 正方形ABCD的邊AB在直線y=x+4上,C、D兩點(diǎn)在拋物線y2=x上,則正方形ABCD的面積為_________
4 已知拋物線y2=2px(p>0),過(guò)動(dòng)點(diǎn)M(a,0)且斜率為1的直線l與該拋物線交于不同的兩點(diǎn)A、B,且|AB|≤2p
(1)求a的取值范圍
(2)若線段AB的垂直平分線交x軸于點(diǎn)N,求△NAB面積的最大值
參考答案:
11、1 解析 弦長(zhǎng)|AB|=≤ 答案 C
2 解析 解方程組,得ax2-kx-b=0,可知x1+x2=,x1x2=-,x3=-,代入驗(yàn)證即可 答案 B
3 解析 設(shè)C、D所在直線方程為y=x+b,代入y2=x,利用弦長(zhǎng)公式可求出|CD|的長(zhǎng),利用|CD|的長(zhǎng)等于兩平行直線y=x+4與y=x+b間的距離,求出b的值,再代入求出|CD|的長(zhǎng)
答案 18或50
4 解 (1)設(shè)直線l的方程為 y=x-a,代入拋物線方程得(x-a)2=2px,即x2-2(a+p)x+a2=0
∴|AB|=≤2p ∴4ap+2p2≤p2,即4ap≤-p2又∵p>0,∴a≤-
(2)設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),AB的中點(diǎn) C(x,y),由(1)知,y1=x1-a,y2=x2-a,x1+x2=2a+2p,
則有x==p
∴線段AB的垂直平分線的方程為y-p=-(x-a-p),從而N點(diǎn)坐標(biāo)為(a+2p,0)
點(diǎn)N到AB的距離為
從而S△NAB=
當(dāng)a有最大值-時(shí),S有最大值為p2