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- 2021-05-13 发布
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圆锥曲线 解题套路综述
高考解析几何解题套路及各步骤操作规则:
步骤一:(一表)把题目中的点、直线、曲线这三大类基础几何元素用代数形式表示出来;
口诀:见点化点、见直线化直线、见曲线化曲线。
1、见点化点:“点”用平面坐标系上的坐标表示,只要是题目中提到的点都要加以坐标化;
2、见直线化直线:“直线”用二元一次方程表示,只要是题目中提到的直线都要加以方程化;
3、见曲线化曲线:“曲线(圆、椭圆、抛物线、双曲线)”用二元二次方程表示,只要是题目中提到的曲线都要加以方程化。
步骤二:(二代)把题目中的点与直线、曲线从属关系用代数形式表示出来;如果某个点在某条直线或曲线上,那么这个点的坐标就可代入这条直线或曲线的方程。
口诀:点代入直线、点代入曲线。
1、点代入直线:如果某个点在某条直线上,将点的坐标代入这条直线的方程;
2、点代入曲线:如果某个点在某条曲线上,将点的坐标代入这条曲线的方程;
这样,每代入一次就会得到一个新的方程,方程逐一列出后,这些方程都是获得最后答案的基础,最后就是解方程组的问题了。
在方程组的求解中,我们发现一个特殊情况,即如果题目中有两个点在同一条曲线上,将它们的坐标代入曲线方程后能够直接求解的可以直接求解,如果不能直接求解的,则采用下面这套等效规则来处理可以达到同样的处理效果,并让方程组的求解更简单,具体过程:
1、点代入这两个点共同所在的直线:把这两个点共同所在直线用点斜式方程(如)表示出来,将这两个点的坐标分别代入这条直线的方程;
2、将这条直线的方程代入这条曲线的方程,获得一个一元二次方程;
3、把这个一元二次方程的二次项系数不等于零的条件列出来;
4、把这个一元二次方程的判别式列出来;
5、把这个一元二次方程的根用韦达定理来表示(这里表示出来的实际上就是这两个点的坐标之间的相互关系式)。
步骤三:(三译)图形构成特点的代数化,或者说其它附加条件的代数化。
前面两个步骤都是高度模式化的,他们构成了解决所有问题的基础。在解析几何题目里,事实上就是附加了一些特殊条件的问题,如我们可以附加两条直线垂直的条件,也可以附加一条直线与一条曲线相切的条件,等等,当然,我们不用太担心,这些条件都是与我们教材上的基本数学概念相对应的,它们分别与一个或一组固定模式的方程相对应,而且,通过少数几条通用规则就可以把所有这些方程罗列出来。而我们要做的,就是针对这些特定条件选择合适的通用规则来列方程。这个步骤涉及的主要通用规则:
1、两点的距离
2、两个点的对称点
3、条直线垂直
4、两条直线平行
5、两条直线的夹角
6、点到直线的距离
7、正余弦定理及面积公式
8、向量规则
9、直线与曲线的位置关系
把直线方程代入曲线方程,得形如的一元二次方程:
①当时,直线与曲线有一个交点;
②当时,直线与曲线相切;
③当时,直线与曲线有两个交点;
④当时,或当时,直线与曲线无交点;
这个步骤的处理关键是根据条件的特点选择适当的通用规则组合。
步骤四:(四处理)按答案的要求解方程组,把结果转化成答案要求的形式。
一般情况步骤1、2、3 完成后,会得到一组方程,而答案就是这组方程组的解。这个步骤就是方程组的求解了,解方程组实际上就是用加减乘除四则混合运算以及乘方、开方等来消除方程的参数。不过,这里我们也给出三条消参的原则:
1、把方程中的所有未知量都视为参数。比如,如果某个点的坐标为,而都是未知的,我们把它们都视为方程组的参数。
2、消参的原则是,把与答案无关的参数消去,留下与答案有关的参数。或者说在解方程组的时候,用与答案有关的参数来表示与答案无关的参数。
3、消参完成后,把结果表示成答案要求的形式。
例题1:全国卷Ⅱ理(21)年高文科(22)(本小题满分12分)
已知为坐标原点,为椭圆在轴正半轴上的焦点,过且斜率为的直线与交与两点,点满足. (I)证明:点在上;
(II)设点关于点的对称点为,证明:四点在同一圆上.
例题2:(理数北京卷)已知椭圆:,过点作圆的切线交椭圆于、两点 ⑴ 求椭圆的焦点坐标和离心率; ⑵ 将表示为的函数,并求的最大值。
例题3.(新课标卷第20题)在平面直角坐标系中,已知点,点在直线上,点满足,,点的轨迹为曲线。 ⑴ 求的方程。
⑵ 为上的动点,为在点处的切线,求点到距离的最小值
例题4、(理数四川卷)椭圆有两顶点、,过其焦点的直线与椭圆交于、两点,并与轴交于点。直线与直线交于点。⑴ 当时,求直线的方程;
⑵ 当点异于、两点时,求证:为定值。
例题5.(理数全国卷第21题)已知为坐标原点,为椭圆:在轴正半轴上的焦点,过且斜率为的直线与交与、两点,点满足
⑴ 证明:点在上;
⑵ 设点关于点的对称点为,证明:、、、四点在同一圆上。
答案例题5.理数全国卷第21题
解:由已知有
由已知有直线的方程为:
设、
∴ ……①
……②
将直线的方程代入椭圆方程,整理得
∴ ……③
……④
其中,恒成立
设
由已知
⑴ ∴在上
⑵ 由已知有
则的中垂线为:
设、的中点为
∴
∴
则的中垂线为:
则的中垂线与的中垂线的交点为
∴
到直线的距离为
∴
即
∴、、、四点在同一圆上。
例6、理数山东卷第22题
已知动直线与椭圆:交于、两不同点,且的面积,其中为坐标原点。
⑴ 证明:和均为定值。
⑵ 设线段的中点为,求的最大值;
⑶ 椭圆上是否存在三点、、,使得?若存在,判断的形状;若不存在,请说明理由。
解:设直线的方程为:
∴ ……①
……②
将直线的方程代入椭圆方程,整理得
∴ ……③
……④
其中,
到直线的距离
由已知有的面积
∴
⑴ ∴,恒为定值
,恒为定值
⑵ 由已知有线段的中点,
∴
∴
∴的最大值为
⑶ 设存在满足题意的三点、、
则由“⑴”有
……⑤
……⑥
……⑦
⑤-⑥,得
同理有,
不妨令,则
即直线垂直于轴,直线或直线平行于轴
∴为直角三角形。