遼寧省大連23中2009年高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí)秘笈6:

幾何題

    高考解析幾何試題一般共有4題(2個(gè)選擇題, 1個(gè)填空題, 1個(gè)解答題), 共計(jì)30分左右, 考查的知識(shí)點(diǎn)約為20個(gè)左右. 其命題一般緊扣課本, 突出重點(diǎn), 全面考查. 選擇題和填空題考查直線, 圓, 圓錐曲線, 參數(shù)方程和極坐標(biāo)系中的基礎(chǔ)知識(shí). 解答題重點(diǎn)考查圓錐曲線中的重要知識(shí)點(diǎn), 通過(guò)知識(shí)的重組與鏈接, 使知識(shí)形成網(wǎng)絡(luò), 著重考查直線與圓錐曲線的位置關(guān)系, 求解有時(shí)還要用到平幾的基本知識(shí),  這點(diǎn)值得考生在復(fù)課時(shí)強(qiáng)化.

 

    例1  已知點(diǎn)T是半圓O的直徑AB上一點(diǎn),AB=2、OT=t  (0<t<1),以AB為直腰作直角梯形,使垂直且等于AT,使垂直且等于BT,交半圓于P、Q兩點(diǎn),建立如圖所示的直角坐標(biāo)系.

(1)寫出直線的方程;

   (2)計(jì)算出點(diǎn)P、Q的坐標(biāo);

   (3)證明:由點(diǎn)P發(fā)出的光線,經(jīng)AB反射后,反射光線通過(guò)點(diǎn)Q.                  

 

   講解:  通過(guò)讀圖,  看出點(diǎn)的坐標(biāo).

(1 ) 顯然,  于是 直線

的方程為;

   (2)由方程組

解出  、;               

   (3),

 

        .

   由直線PT的斜率和直線QT的斜率互為相反數(shù)知,由點(diǎn)P發(fā)出的光線經(jīng)點(diǎn)T反射,反射光線通過(guò)點(diǎn)Q.

    需要注意的是, Q點(diǎn)的坐標(biāo)本質(zhì)上是三角中的萬(wàn)能公式, 有趣嗎?

例2  已知直線l與橢圓有且僅有一個(gè)交點(diǎn)Q,且與x軸、y軸分別交于R、S,求以線段SR為對(duì)角線的矩形ORPS的一個(gè)頂點(diǎn)P的軌跡方程.

   講解:從直線所處的位置, 設(shè)出直線的方程,

   由已知,直線l不過(guò)橢圓的四個(gè)頂點(diǎn),所以設(shè)直線l的方程為

代入橢圓方程

         

化簡(jiǎn)后,得關(guān)于的一元二次方程

            

于是其判別式

由已知,得△=0.即  ①

在直線方程中,分別令y=0,x=0,求得

 令頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),  由已知,得

 代入①式并整理,得 ,  即為所求頂點(diǎn)P的軌跡方程.

    方程形似橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程, 你能畫出它的圖形嗎?

   例3已知雙曲線的離心率,過(guò)的直線到原點(diǎn)的距離是

 (1)求雙曲線的方程;

 (2)已知直線交雙曲線于不同的點(diǎn)C,D且C,D都在以B為圓心的圓上,求k的值.

  講解:∵(1)原點(diǎn)到直線AB:的距離.

     故所求雙曲線方程為

(2)把中消去y,整理得 .

     設(shè)的中點(diǎn)是,則

    

  

故所求k=±.

為了求出的值, 需要通過(guò)消元, 想法設(shè)法建構(gòu)的方程.

   例4 已知橢圓C的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)F1、F2在x軸上,點(diǎn)P為橢圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且∠F1PF2的最大值為90°,直線l過(guò)左焦點(diǎn)F1與橢圓交于A、B兩點(diǎn),△ABF2的面積最大值為12.

  (1)求橢圓C的離心率;

  (2)求橢圓C的方程.

   講解:(1)設(shè), 對(duì) 由余弦定理, 得

  ,

解出  

 (2)考慮直線的斜率的存在性,可分兩種情況:

   i) 當(dāng)k存在時(shí),設(shè)l的方程為………………①

  橢圓方程為

 由   得   .

于是橢圓方程可轉(zhuǎn)化為  ………………②

將①代入②,消去得     ,

整理為的一元二次方程,得       .

則x1、x2是上述方程的兩根.且

,

也可這樣求解:

 

AB邊上的高

  

ii) 當(dāng)k不存在時(shí),把直線代入橢圓方程得

 

由①②知S的最大值為  由題意得=12  所以   

  故當(dāng)△ABF2面積最大時(shí)橢圓的方程為:

下面給出本題的另一解法,請(qǐng)讀者比較二者的優(yōu)劣:

設(shè)過(guò)左焦點(diǎn)的直線方程為:…………①

(這樣設(shè)直線方程的好處是什么?還請(qǐng)讀者進(jìn)一步反思反思.)

橢圓的方程為:

得:于是橢圓方程可化為:……②

把①代入②并整理得:

于是是上述方程的兩根.

,

AB邊上的高,

從而

     

當(dāng)且僅當(dāng)m=0取等號(hào),即

    由題意知,  于是  .

    故當(dāng)△ABF2面積最大時(shí)橢圓的方程為:

   例5  已知直線與橢圓相交于A、B兩點(diǎn),且線段AB的中點(diǎn)在直線上.

(1)求此橢圓的離心率;

(2 )若橢圓的右焦點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)的在圓上,求此橢圓的方程.

 

   講解:(1)設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為

,   

根據(jù)韋達(dá)定理,得            

  

 ∴線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(). 

 由已知得

  故橢圓的離心率為 .

 (2)由(1)知從而橢圓的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為 設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為

解得     

由已知得

故所求的橢圓方程為 .

   例6   已知⊙M:軸上的動(dòng)點(diǎn),QA,QB分別切⊙M于A,B兩點(diǎn),

   (1)如果,求直線MQ的方程;

   (2)求動(dòng)弦AB的中點(diǎn)P的軌跡方程.

文本框:     講解:(1)由,可得由射影定理,得   在Rt△MOQ中,

  ,

    故

    所以直線AB方程是

  (2)連接MB,MQ,設(shè)

點(diǎn)M,P,Q在一直線上,得

由射影定理得

把(*)及(**)消去a,并注意到,可得

   適時(shí)應(yīng)用平面幾何知識(shí),這是快速解答本題的要害所在,還請(qǐng)讀者反思其中的奧妙.

    例7   如圖,在Rt△ABC中,∠CBA=90°,AB=2,AC=。DO⊥AB于O點(diǎn),OA=OB,DO=2,曲線E過(guò)C點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P在E上運(yùn)動(dòng),且保持| PA |+| PB |的值不變.

(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求曲線E的方程;

(2)過(guò)D點(diǎn)的直線L與曲線E相交于不同的兩點(diǎn)M、N且M在D、N之間,設(shè)

 

 

                       

   試確定實(shí)數(shù)的取值范圍.

講解: (1)建立平面直角坐標(biāo)系, 如圖所示 .                                     

    ∵| PA |+| PB |=| CA |+| CB |                                        y

 C

A     O         B

                                                                                 

∴曲線E的方程是  .

   (2)設(shè)直線L的方程為 , 代入曲線E的方程,得

       

設(shè)M1,  則

       

       

      i)  L與y軸重合時(shí),                         

      ii)  L與y軸不重合時(shí),

        由①得  

        又∵,

        或 

      ∴0<<1 ,                                           

       

      .                 

        ∴

                                 

      ,

      的取值范圍是 .   

          值得讀者注意的是,直線L與y軸重合的情況易于遺漏,應(yīng)當(dāng)引起警惕.

          例8  直線過(guò)拋物線的焦點(diǎn),且與拋物線相交于A兩點(diǎn).

         (1)求證:;

         (2)求證:對(duì)于拋物線的任意給定的一條弦CD,直線l不是CD的垂直平分線.

                      

        講解: (1)易求得拋物線的焦點(diǎn).

        若l⊥x軸,則l的方程為.

      若l不垂直于x軸,可設(shè),代入拋物線方程整理得             .

      綜上可知  .

      (2)設(shè),則CD的垂直平分線的方程為

      假設(shè)過(guò)F,則整理得

           

      .

      這時(shí)的方程為y=0,從而與拋物線只相交于原點(diǎn). 而l與拋物線有兩個(gè)不同的交點(diǎn),因此與l不重合,l不是CD的垂直平分線.

          此題是課本題的深化,你能夠找到它的原形嗎?知識(shí)在記憶中積累,能力在聯(lián)想中提升. 課本是高考試題的生長(zhǎng)點(diǎn),復(fù)課切忌忘掉課本!

       

          例9 某工程要將直線公路l一側(cè)的土石,通過(guò)公路上的兩個(gè)道口A和B,沿著道路AP、BP運(yùn)往公路另一側(cè)的P處,PA=100m,PB=150m,∠APB=60°,試說(shuō)明怎樣運(yùn)土石最省工?

          講解: 以直線l為x軸,線段AB的中點(diǎn)為原點(diǎn)對(duì)立直角坐標(biāo)系,則在l一側(cè)必存在經(jīng)A到P和經(jīng)B到P路程相等的點(diǎn),設(shè)這樣的點(diǎn)為M,則

            |MA|+|AP|=|MB|+|BP|,

      即   |MA|-|MB|=|BP|-|AP|=50,

      ,

      ∴M在雙曲線的右支上.

      故曲線右側(cè)的土石層經(jīng)道口B沿BP運(yùn)往P處,曲線左側(cè)的土石層經(jīng)道口A沿AP運(yùn)往P處,按這種方法運(yùn)土石最省工.

      相關(guān)解析幾何的實(shí)際應(yīng)用性試題在高考中似乎還未涉及,其實(shí)在課本中還可找到典型的范例,你知道嗎?

      解析幾何解答題在歷年的高考中?汲P, 體現(xiàn)在重視能力立意, 強(qiáng)調(diào)思維空間, 是用活題考死知識(shí)的典范. 考題求解時(shí)考查了等價(jià)轉(zhuǎn)化, 數(shù)形結(jié)合, 分類討論, 函數(shù)與方程等數(shù)學(xué)思想, 以及定義法, 配方法, 待定系數(shù)法, 參數(shù)法, 判別式法等數(shù)學(xué)通法.

       

       


      同步練習(xí)冊(cè)答案