圆锥曲线解题方法技巧归纳.docx
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圆锥曲线解题方法技巧归纳
圆锥曲线解题方法技巧归纳
第一、知识储备:
1.直线方程的形式
(1)直线方程的形式有五件:
点斜式、两点式、斜截式、截距式、一般式。
(2)与直线相关的重要内容
tan
1kzki
(3)弦长公式
x1x2
直线ykxb上两点A(x1,y-i),B(x2,y2)间的距离:
ABy1k
J(1k2)[(x~X2)24x1X2]或ABJi*|yiy2
(4)两条直线的位置关系
①l1l2k1k2=-1②l1//l2k1k2且b1b2
2、圆锥曲线方程及性质
(1)、椭圆的方程的形式有几种?
(三种形式)
标准方程:
22
——1(m0,n0且mn)
mn
距离式方程:
(xc)2y2.(xc)2y22a
参数方程:
xacos,ybsin
(2)、双曲线的方程的形式有两种
22
标准方程:
—y1(mn0)
mn
距离式方程:
|(xc)y2、..(xc)2y212a
(3)、三种圆锥曲线的通径你记得吗?
(4)、圆锥曲线的定义你记清楚了吗?
22
如:
已知F1、F2是椭圆-»1的两个焦点,平面内一个动点M满足
43
(6)、记住焦半径公式:
(1)
椭圆焦点在x轴上时为aex0;焦点在y轴上时为aey°
,可简记为“左加右减,上加下减”。
(2)双曲线焦点在x轴上时为e|x°|a
(3)抛物线焦点在x轴上时为lx,卫,焦点在y轴上时为|%|卫
22
(6)、椭圆和双曲线的基本量三角形你清楚吗?
_
第二、方法储备
1、点差法(中点弦问题)
22
设Ax1,y1、BX2,y2,Ma,b为椭圆—'1的弦AB中点则有
43
2、联立消元法:
你会解直线与圆锥曲线的位置关系一类的问题吗?
经典
套路是什么?
如果有两个参数怎么办?
设直线的方程,并且与曲线的方程联立,消去一个未知数,得到一个二次方程,使用判别式0,以及根与系数的关系,代入弦长公
式,设曲线上的两点A(Xi,yJ,B(X2,y2),将这两点代入曲线方程得到①
②两个式子,然后①-②,整体消元,若有两个字母未
知数,贝S要找到它们的联系,消去一个,比如直线过焦点,则可以利用三点A、B、F共线解决之。
若有向量的关系,则寻找坐标之间的关系,根与系数的关系结合消元处理。
一旦设直线为ykxb,就
意味着k存在。
例1、已知三角形ABC的三个顶点均在椭圆4x25y280上,且点A是椭圆短轴的一个端点(点A在y轴正半轴上).
(1)若三角形ABC的重心是椭圆的右焦点,试求直线BC的方程;
(2)若角A为900,AD垂直BC于D,试求点D的轨迹方程.
分析:
第一问抓住“重心”,利用点差法及重心坐标公式可求出中点弦
BC的斜率,从而写出直线BC的方程。
第二问抓住角A为90°可得出AB丄AC,从而得X1X2y』214(yi祠160,然后利用联立消元法及交轨法求出点D的轨迹方程;
解:
(1)设B(xi,yi),C(X2,y2),BC中点为(冷皿)尺2,0则有
两式作差有(XiX2)(X1X2)(yiy2)(yiy?
)0xoyok
工2016~5~4~
yo2,代入
(1)得k
5
直线BC的方程为6x5y280
2)由AB丄AC得x1x2y1y214(y1y2)160
(2)
设直线BC方程为ykxb,代入4x5y280,得
222
(45k)x10bkx5b800
4
直线过定点(0,
y—
1,建立目标函数f(a,b,c,)0,整理
22
XeL,yEL,再代入X2耸
ab
f(e,)0,此运算量可见是难上加难•我们对h可采取设而不求的解题策
建立目标函数f(a,b,c,)0,整理f(e,)0,化繁为简.
解法一:
如图,以AB为垂直平分线为y轴,直线AB为x轴,建立
点,由双曲线的对称性知C、D关于y轴对称
h2
故
1231
由题设2
3
解得
3233
彳得,12
43e224
、7e,10
所以双曲线的离心率的取值范围为,7,d0分析:
考虑AE,AC为焦半径,可用焦半径公式,|AE,AC用E,C的横坐标表示,回避h的计算,达到设而不求的解题策略.
cc-
2
2C又|AE
,代入整理
Xe
,丿又1
1
2
1|AC
1
2
3刁曰-得,
2
1232
3
4
3
e224
解得
曲e尿
解法二:
建系同解法一,AE
aexE,ACaexC,
1亠,由题设
e1
所以双曲线的离心率的取值范围为.7,-10
4、判别式法
例3已知双曲线C•匸兰1,直线I过点A.2,0,斜率为k,当0k122
时,双曲线的上支上有且仅有一点B到直线I的距离为.2,试求k的值及此时点B的坐标
分析1:
解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科,因此,
数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段.从“有且仅有”这个微观入手,对照草图,不难想到:
过点B作与I平行的直线,必与双曲线C相切.而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式0.由此出发,可设
计如下解题思路:
I:
yk(x.2)0k1
直线I'在I的上方且到直线I的距离为』2
分析2:
如果从代数推理的角度去思考,就应当把距离用代数式表
达,即所谓“有且仅有一点B到直线I的距离为2”,相当于化归的方程有唯一解.据此设计出如下解题思路:
问题
于是关于x的方程
1可知:
20.
k21x22k.2(k21).2kx,2(k21)2k
由如上关于x的方程有唯一解,判别式0,就可解得
点评:
上述解法紧扣解题目标,不断进行问题转换,充分体现了全局观念与整体思维的优越性.
例4已知椭圆C:
x22y28和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、
B两点,在线段AB上取点Q,使詈賢,求动点Q的轨迹所在曲线的
PBQB
方程.
分析:
这是一个轨迹问题,解题困难在于多动点的困扰,学生往往不知
从何入手。
其实,应该想到轨迹问题可以通过参数法求解.因此,首先是
选定参数,然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达,最后通过消
参可达到解题的目的.
由于点Q(x,y)的变化是由直线AB的变化引起的,自然可选择直线AB的斜率k作为参数,如何将x,y与k联系起来?
一方面利用点Q在直线AB上;
线,不难得到
另一方面就是运用题目条件:
箔罟来转化.由A、B、P、Q四点共
x4(Xaxb)2xAxB,要建立x与k的关系,只需将直线AB的方~8(XAXB)~
程代入椭圆C的方程,利用韦达定理即可.
通过这样的分析,可以看出,虽然我们还没有开始解题,但对于如何解
在得到xfk之后,如果能够从整体上把握,认识到:
所谓消参,目的
yk(x4)1解得k—~1,
[将直线方程代入椭圆方程,消去y,利用韦达定理x4
直接代入xfk即可得到轨迹方程。
从而简化消去参的过程
点Q的轨迹方程
关于x的一元二次方程:
22
2k21x24k(14k)x2(1
4k(4k1)
2k1
2
2(14k)8
X1X2
k21
k2
与yk(x4)1联立,消去k得:
2xy4(x4)0.
在
(2)中,由64k264k240,解得210k210,结合(3)
44
可求得162両x162阿
99
故知点Q的轨迹方程为:
2xy40(16210x16210).
99
点评:
由方程组实施消元,产生一个标准的关于一个变量的一元二次方程,其判别式、韦达定理模块思维易于想到•这当中,难点在引出参,活点在应用参,重点在消去参•,而“引参、用参、消参”三步曲,正是解析几何综合问题求解的一条有效通道•
5、求根公式法
22
例5设直线I过点P(0,3),和椭圆-孔1顺次交于A、B两点,
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试求的取值范围.
PB
分析:
本题中,绝大多数同学不难得到:
竺二土,但从此后却一筹
PBXb
莫展,问题的根源在于对题目的整体把握不够•事实上,所谓求取值范围,不外乎两条路:
其一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式(或方程),这只需利用对应的思想实施;其二则是构造关于所求量的一个不等关系•
分析1:
从第一条想法入手,詈二子已经是一个关系式,但由于有两个变量Xa,Xb,同时这两个变量的范围不好控制,所以自然想到利用第3个
变量直线AB的斜率k.问题就转化为如何将xa,xb转化为关于k的表达
方程,其求根公式呼之欲出.
因为椭圆关于求量的轴对称,点P在y轴上,所以只需考虑k0的情形.
是产生不等的根源.由判别式值的非负性可以很快确定k的取值范围,于是问题转化为如何将所求量与k联系起来.一般来说,韦达定理总是充当这种问题的桥梁’但本题无法直接应用韦达定理’原因在于霜亍不是关于Xi,X2的对称关系式.原因找到后,解决问题的方法自然也就有了,即
我们可以构造关于Xi,X2的对称关系式.
构造所求量与k的关系式
AP1
PB5'
点评:
范围问题不等关系的建立途径多多,诸如判别式法,均值不等式法,变量的有界性法,函数的性质法,数形结合法等等.本题也可从数形结合的角度入手,给出又一优美解法•
解题犹如打仗,不能只是忙于冲锋陷阵,一时局部的胜利并不能说明问题,有时甚至会被局部所纠缠而看不清问题的实质所在,只有见微知着,树立全局观念,讲究排兵布阵,运筹帷幄,方能决胜千里.
第三、推理训练:
数学推理是由已知的数学命题得出新命题的基本思
维形式,它是数学求解的核心。
以已知的真实数学命题,即定义、公理、定理、性质等为依据,选择恰当的解题方法,达到解题目标,得出结论的一系列推理过程。
在推理过程中,必须注意所使用的命题之间的相互关系(充分性、必要性、充要性等),做到思考缜密、推理严密。
通过编写思维流程图来锤炼自己的大脑,快速提高解题能力。
例6椭圆长轴端点为A,B,O为椭圆中心,F为椭圆的右焦点,且
AFFB1,|OF]1.(I)求椭圆的标准方程;
(H)记椭圆的上顶点为M,直线I交椭圆于P,Q两点,问:
是否存在直线I,使点F恰为PQM的垂心?
若存在,求出直线I的方程;若不存在,请说明理由。
思维流程:
2
故椭圆方程为才y21
(H)假设存在直线I交椭圆于P,Q两点,且F恰为PQM的垂心,则
设P(心yJ,Q(X2,y2),TM(0,1),F(1,0),故kPQ1,
于是设直线l为y
xm,由葺X2m得,3x24mx2m220x22y22
uuruur
xm(i1,2)
「MPFQ0n(x21)y2(y,1)又V、
得x〔(x21)(x2m)(x〔m1)0即
2x〔x2(为x2)(m1)m2m0由韦达定理得
44
解得m-或m1(舍)经检验m-符合条件.
33
点石成金:
垂心的特点是垂心与顶点的连线垂直对边,然后转化为两向量乘积为零.