《【創(chuàng)新方案】2020年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九篇 解析幾何 專題五 高考解析幾何命題動向教案 理 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【創(chuàng)新方案】2020年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九篇 解析幾何 專題五 高考解析幾何命題動向教案 理 新人教版(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題五 高考解析幾何命題動向
高考命題分析
解析幾何是高中數(shù)學(xué)的又一重要內(nèi)容,其核心內(nèi)容是直線和圓以及圓錐曲線.由于平面向量可以用坐標(biāo)表示,因此可以以坐標(biāo)為橋梁,使向量的有關(guān)運(yùn)算與解析幾何中的坐標(biāo)運(yùn)算產(chǎn)生聯(lián)系.用向量方法研究解析幾何問題,主要是利用向量的平行(共線)、垂直關(guān)系及所成角研究解析幾何中直線的平行、垂直關(guān)系及所成角.平面向量的引入為高考中解析幾何試題的命制開拓了新的思路,為實(shí)現(xiàn)在知識網(wǎng)絡(luò)交匯處設(shè)計試題提供了良好的素材,這類問題涉及面廣、綜合性強(qiáng)、背景新穎、靈活多樣,求解此類問題對能力要求較高.在考基礎(chǔ)、考能力、考素質(zhì)、考潛能的考試目標(biāo)指導(dǎo)下,每年的高考對解析幾何的考查都占有較大的
2、比例,且??汲P拢?
高考命題特點(diǎn)
(1)直線與圓的方程,圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)等是支撐解析幾何的基石,也是高考命題的基本元素.高考十分注重對這些基礎(chǔ)知識的考查,有的是求圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;有的是直接考查圓錐曲線的離心率,有的是對直線與圓錐曲線的位置關(guān)系進(jìn)行考查等.
(2)試題在考查相應(yīng)基礎(chǔ)知識的同時,著重考查基本數(shù)學(xué)思想和方法,如分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想.除此之外,許多試卷都非常重視對考生思維能力和思維品質(zhì)的考查.
(3)解析幾何是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,它的特點(diǎn)是用代數(shù)的方法研究解決幾何問題,重點(diǎn)是用“數(shù)形結(jié)合”的思想把幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,這類試題涉及面廣、綜合性強(qiáng)、題
3、目新穎、靈活多樣,解題對能力要求較高.
高考動向透視
直線與圓的方程
對于直線方程,要理解直線的傾斜角和斜率的概念,掌握點(diǎn)到直線的距離公式等,特別是求直線方程的三種形式.而對于圓的方程,要熟練運(yùn)用與圓相關(guān)的基本問題的求解方法.如求解圓的方程的待定系數(shù)法、求圓的圓心與半徑的配方法、求圓的弦心距的構(gòu)造直角三角形法、判斷直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系的代數(shù)法與幾何法、求圓的切線的基本方法等.這些方法是解決與圓有關(guān)問題的常用方法,必須認(rèn)真領(lǐng)會,熟練運(yùn)用.
【示例1】?(2020·杭州模擬)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),曲線x2+y2+2x-6y+1=0上有兩點(diǎn)P,Q滿足關(guān)于直線x+my+4=0對稱,又滿足·=0
4、.
(1)求m的值;
(2)求直線PQ的方程.
解 (1)曲線方程為(x+1)2+(y-3)2=9,
表示圓心為(-1,3),半徑為3的圓.
∵點(diǎn)P,Q在圓上且關(guān)于直線x+my+4=0對稱,
∴圓心(-1,3)在直線x+my+4=0上,代入得m=-1.
(2)∵直線PQ與直線y=x+4垂直.
∴可設(shè)直線PQ的方程為y=-x+b.
將直線y=-x+b代入圓的方程,得
2x2+2(4-b)x+b2-6b+1=0.
由Δ=4(4-b)2-4×2×(b2-6b+1)>0,
得2-3<b<2+3.
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),
由根與系數(shù)的關(guān)系得x1+x2=-(4-
5、b),
x1x2=.
∴y1y2=b2-b(x1+x2)+x1x2=+4b.
∵·=0,
∴x1x2+y1y2=0,即b2-2b+1=0,
解得b=1∈(2-3,2+3).
∴所求的直線方程為x+y-1=0.
本題考查了圓的方程和直線與圓的位置關(guān)系,對于直線與圓的位置關(guān)系,可聯(lián)立方程,轉(zhuǎn)化為交點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合條件,求出參數(shù)值.
【訓(xùn)練】 (2020·福建)如圖,
直線l:y=x+b與拋物線C:x2=4y相切于點(diǎn)A.
(1)求實(shí)數(shù)b的值;
(2)求以點(diǎn)A為圓心,且與拋物線C的準(zhǔn)線相切的圓的方程.
解 (1)由得
x2-4x-4b=0,(*)
因?yàn)橹本€l與拋物
6、線C相切,
所以Δ=(-4)2-4×(-4b)=0,解得b=-1.
(2)由(1)可知b=-1,故方程(*)為x2-4x+4=0.
解得x=2,代入x2=4y,得y=1,故點(diǎn)A(2,1).
因?yàn)閳AA與拋物線C的準(zhǔn)線相切,
所以圓A的半徑r就等于圓心A到拋物線的準(zhǔn)線y=-1的距離,即r=|1-(-1)|=2,
所以圓A的方程為(x-2)2+(y-1)2=4.
圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程
(1)圓錐曲線的定義是高考考查的重點(diǎn)之一.對于圓錐曲線定義的考查,一般涉及焦點(diǎn)、長軸、短軸、焦距之間的關(guān)系,屬于基礎(chǔ)知識、基本運(yùn)算的考查,解題時要注意恒等變形,進(jìn)行合理轉(zhuǎn)化與化歸.
(2)圓錐曲線
7、的標(biāo)準(zhǔn)方程在新課標(biāo)高考中占有十分重要的地位.一般地,求圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是作為解答題中考查“直線與圓錐曲線”的第一小問的,這一問至關(guān)重要,因?yàn)橹挥星蟪隽饲€方程,才能進(jìn)行下一步的運(yùn)算.求曲線方程的方法很多,其中“待定系數(shù)法”最為常見.
【示例2】?(2020·山東)已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的兩條漸近線均和圓C:x2+y2-6x+5=0相切,且雙曲線的右焦點(diǎn)為圓C的圓心,則該雙曲線的方程為( ).
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析 圓心的坐標(biāo)是(3,0),圓的半徑是2,雙曲線的漸近線方程是bx±ay=0,根據(jù)
8、已知得=2,即=2,解得b=2,則a2=5,故所求的雙曲線方程是-=1,故選A.
答案 A
本小題考查雙曲線的幾何性質(zhì)(漸近線方程、焦點(diǎn)坐標(biāo))以及對直線與圓位置關(guān)系的理解與應(yīng)用,求解本題時應(yīng)注意將直線與圓相切轉(zhuǎn)化為圓心到直線的距離等于圓的半徑列式求解,本題難度適中.
圓錐曲線的離心率
離心率是高考對圓錐曲線考查的又一個重點(diǎn).求離心率取值范圍問題是解析幾何中常見的問題,求解時,可根據(jù)題意列出關(guān)于a、b、c的相應(yīng)等式,并把等式中的a、b、c轉(zhuǎn)化為只含有a、c的齊次式,再轉(zhuǎn)化為含e的等式,最后求出e.該類題型較為基礎(chǔ)、簡單,一般以填空題、選擇題或解答題的第一問的形式出現(xiàn),是送分題,只要我們
9、熟練掌握圓錐曲線的幾何性質(zhì),就可以順利解題.
【示例3】?(2020·新課標(biāo)全國)設(shè)直線l過雙曲線C的一個焦點(diǎn),且與雙曲線C的一條對稱軸垂直,l與C交于A,B兩點(diǎn),|AB|為C的實(shí)軸長的2倍,則C的離心率為
( ).
A. B. C.2 D.3
解析 設(shè)雙曲線C的方程為-=1(a>0,b>0),焦點(diǎn)F(-c,0),將x=-c代入-=1可得y2=,所以|AB|=2×=2×2a,∴b2=2a2,c2=a2+b2=3a2,∴e==.
答案 B
本小題考查對雙曲線的幾何性質(zhì)的理解與應(yīng)用,考查運(yùn)算求解能力及邏輯思維能力.
直線與圓錐
10、曲線的位置關(guān)系
此類試題一般為高考的壓軸題,主要考查圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,直線與圓錐曲線的位置關(guān)系.高考經(jīng)常設(shè)計探究是否存在的問題,也經(jīng)常考查與平面向量知識的綜合運(yùn)用.處理此類問題,主要是在“算”上下工夫.即利用向量坐標(biāo)關(guān)系及方程的思想,借助根與系數(shù)的關(guān)系解決問題.解題時,也要特別注意特殊情況(如斜率不存在的情況)的處理.
【示例4】?(2020·湖南)已知平面內(nèi)一動點(diǎn)P到點(diǎn)F(1,0)的距離與點(diǎn)P到y(tǒng)軸的距離的差等于1.
(1)求動點(diǎn)P的軌跡C的方程;
(2)過點(diǎn)F作兩條斜率存在且互相垂直的直線l1,l2,設(shè)l1與軌跡C相交于點(diǎn)A,B,l2與軌跡C相交于點(diǎn)D,E,求·的最小值.
解
11、
(1)如圖,設(shè)動點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),由題意有-|x|=1.化簡得y2=2x+2|x|.
當(dāng)x≥0時,y2=4x;
當(dāng)x<0時,y=0.
所以,動點(diǎn)P的軌跡C的方程為y2=4x(x≥0)和y=0(x<0).
(2)由題意知,直線l1的斜率存在且不為0,設(shè)為k,則l1的方程為y=k(x-1).
由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1,x2是上述方程的兩個實(shí)根,于是x1+x2=2+,x1x2=1.
因?yàn)閘1⊥l2,所以l2的斜率為-.
設(shè)D(x3,y3),E(x4,y4),則同理可得
x3+x4=2+4k2,x3x4=1
12、.
故·=(+)·(+)
=·+·+·+·
=||·||+||·||
=(x1+1)(x2+1)+(x3+1)(x4+1)
=x1x2+(x1+x2)+1+x3x4+(x3+x4)+1
=1++1+1+(2+4k2)+1
=8+4≥8+4×2 =16.
當(dāng)且僅當(dāng)k2=,即k=±1時,·取最小值16.
本題綜合考查了直線與雙曲線的位置關(guān)系、雙曲線的離心率以及平面向量知識,考查了數(shù)形結(jié)合思想和化歸轉(zhuǎn)化思想.其中直線與圓錐曲線的相交問題一般聯(lián)立方程,設(shè)而不求,并借助根的判別式及根與系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化.
考查圓錐曲線的綜合性問題
高考對圓錐曲線的考查是綜合性的,這種綜合性體現(xiàn)在
13、圓錐曲線、直線、圓、平面向量、不等式等知識的相互交匯,高考對圓錐曲線的綜合考查主要是在解答題中進(jìn)行,一般以橢圓或者拋物線為依托,全面考查圓錐曲線與方程的求法、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,考查函數(shù)、方程、不等式、平面向量等在解決問題中的綜合應(yīng)用.
【示例5】?(2020·北京)已知橢圓G:+y2=1.過點(diǎn)(m,0)作圓x2+y2=1的切線l交橢圓G于A,B兩點(diǎn).
(1)求橢圓G的焦點(diǎn)坐標(biāo)和離心率;
(2)將|AB|表示為m的函數(shù),并求|AB|的最大值.
解 (1)由已知得a=2,b=1,所以c==.
所以橢圓G的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(-,0),(,0),
離心率為e==.
(2)由題意知,|m
14、|≥1.
當(dāng)m=1時,切線l的方程為x=1,點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為,,此時|AB|=.
當(dāng)m=-1時,同理可得|AB|=.
當(dāng)|m|>1時,設(shè)切線l的方程為y=k(x-m).
由得(1+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-4=0.
設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則
x1+x2=,x1x2=.
又由l與圓x2+y2=1相切,得=1,
即m2k2=k2+1.
所以|AB|=
=
==.
由于當(dāng)m=±1時,|AB|=,
所以|AB|=,m∈(-∞,-1]∪[1,+∞).
因?yàn)閨AB|==≤2,且當(dāng)m=±時,|AB|=2,所以|AB|的最大值為2.
本題考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì)、直線與橢圓的位置關(guān)系、兩點(diǎn)間距離公式、基本不等式等基礎(chǔ)知識,考查考生分析問題、解決問題的能力與運(yùn)算能力.直線與圓錐曲線的問題,一般方法是聯(lián)立方程,利用“設(shè)而不求”思想解題.