高考数学专题(二)解析几何综合题解题思路案例分析 联系客服

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高考数学专题(二)

解析几何综合题解题思路案例分析

解析几何综合题是高考命题的热点内容之一. 这类试题往往以解析几何知识为载体,综合函数、不等式、三角、数列等知识,所涉及到的知识点较多,对解题能力考查的层次要求较高,考生在解答时,常常表现为无从下手,或者半途而废。据此笔者认为:解决这一类问题的关键在于:通观全局,局部入手,整体思维. 即在掌握通性通法的同时,不应只形成一个一个的解题套路,解题时不加分析,跟着感觉走,做到那儿算那儿. 而应当从宏观上去把握,从微观上去突破,在审题和解题思路的整体设计上下功夫,不断克服解题征途中的道道运算难关.

1 判别式----解题时时显神功

y2x2??1,案例1 已知双曲线C:直线l过点A2,0,斜率为k,当0?k?1时,22??双曲线的上支上有且仅有一点B到直线l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l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:

l:y?k(x?2)

?0?k?1? 2

直线l’在l的上方且到直线l的距离为

l':y?kx?2k2?2?2k

把直线l’的方程代入双曲线方程,消去y,令判别式??0

解得k的值 解题过程略.

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l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 kx?2?x2?2k关于x的方程k?12?2?0?k?1?有唯一解 转化为一元二次方程根的问题 求解 当前第 1 页共7页

简解:设点M(x,2?x2)为双曲线C上支上任一点,则点M到直线l的距离为:

kx?2?x2?2k

k?122?2 ?0?k?1? ???

于是,问题即可转化为如上关于x的方程. 由于0?k?1,所以2?x?x?kx,从而有

kx?2?x2?2k??kx?2?x2?2k.

于是关于x的方程??? ??kx?2?x2?2k?2(k2?1)

?2?x22?(2(k2?1)?2k?kx)2,? ??

2??2(k?1)?2k?kx?0?k2?1x2?2k2(k2?1)?2kx?? ??2??2(k?1)?2k?kx?0. 由0?k?1可知: 方程k?1x?2k???????2(k2?1)?2k?2?0,?2

?2?2?2(k?2?1)?2kx???2(k2?1)?2k?2?0的二根同正,

?22故2(k?1)?2k?kx?0恒成立,于是???等价于

?k

2?1x?2k2(k?1)??222k?x??2(k2?1)?2k??2?0.

2由如上关于x的方程有唯一解,得其判别式??0,就可解得 k?25. 5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.

2 判别式与韦达定理-----二者联用显奇效

案例2 已知椭圆C:x?2y?8和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、B两点,

22在线段AB上取点Q,使

APAQ??,求动点Q的轨迹所在曲线的方程. PBQB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.

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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;另一方面就是运用题目条件:

APAQ4(xA?xB)?2xAxB??来转化.由A、B、P、Q四点共线,不难得到x?,要建PBQB8?(xA?xB)立x与k的关系,只需将直线AB的方程代入椭圆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,但对于如何解决本题,已经做到心中有数.

APAQ

?? PBQB

4(xA?xB)?2xAxB

x?8?(xA?xB)

将直线方程代入椭圆方程,消去y,利用韦达定理

x?f?k?

利用点Q满足直线AB的方程:y = k (x—4)+1,消去参数k 点Q的轨迹方程

在得到x?f?k?之后,如果能够从整体上把握,认识到:所谓消参,目的不过是得到

关于x,y的方程(不含k),则可由y?k(x?4)?1解得k?可得到轨迹方程。从而简化消去参的过程。

简解:设A?x1,y1?,B(x2,y2),Q(x,y),则由

y?1,直接代入x?f?k?即x?44?x1x?x1APAQ??可得:, ?PBQBx2?4x2?x解之得:x?4(x1?x2)?2x1x2 (1)

8?(x1?x2)设直线AB的方程为:y?k(x?4)?1,代入椭圆C的方程,消去y得出关于 x的一元二次方程:

?2k2?1x2?4k(1?4k)x?2(1?4k)2?8?0 (2)

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4k(4k?1)?x?x?,122??2k?1∴ ? 2?xx?2(1?4k)?8.12?2k2?1?代入(1),化简得:x?4k?3. (3) k?2与y?k(x?4)?1联立,消去k得:?2x?y?4?(x?4)?0.

在(2)中,由???64k?64k?24?0,解得

22?102?10,结合(3)?k?44可求得

16?21016?210?x?. 9916?21016?210). ?x?99故知点Q的轨迹方程为:2x?y?4?0 (

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.

3 求根公式-----呼之欲出亦显灵

APx2y2??1顺次交于A、B两点,试求案例3 设直线l过点P(0,3),和椭圆的

PB94取值范围.

分析:本题中,绝大多数同学不难得到:

APx=?A,但从此后却一筹莫展, 问题的PBxB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,

APx=?A已经是一个关系式,但由于有两个变量PBxBxA,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的表达式,到此为止,将直线方程代入椭圆方程,消去y得出关于x的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.

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