圓錐曲線部分是高中數(shù)學(xué)的重要部分,在高考中占有重要的位置.圓錐曲線部分的特點是思維容量大、運算量大,所以作為解答題,一般會出現(xiàn)在第21、22題的位置,屬于中高檔題;作為選擇填空題,通??疾閳A錐曲線的幾何性質(zhì),屬于中低檔題.
那么,如何復(fù)習(xí)備考圓錐曲線部分呢?我認(rèn)為應(yīng)注意以下幾點.
一、重視圓錐曲線的基本概念和幾何性質(zhì)
圓錐曲線的定義本身就是解題的重要方法,要注意定義的運用.比如橢圓的定義:平面內(nèi)到兩定點F、F的距離之和等于常數(shù)2a(大于|FF|)的點的軌跡是橢圓.對于它的定義我們要從兩個方面來理解:一是如果有一個點P滿足|PF|+|PF|=2a(大于|FF|),則點P的軌跡是橢圓;二是如果點P是橢圓上的一點,則它到兩焦點的距離等于2a.舉例如下.
例1:一動圓與已知圓O:(x+3)+y=1外切,與圓O:(x—3)+y=81內(nèi)切,試求動圓圓心的軌跡方程.
解:兩定圓的圓心和半徑分別為O(—3,0),r=1;
O(3,0),r=9.設(shè)動圓圓心為M(x,y),半徑為R,
則由題設(shè)條件可得|MO|=1+R,|MO|=9—R.∴|MO|+|MO|=10.
由橢圓的定義知:M在以O(shè)、O為焦點的橢圓上,且a=5,c=3.
∴b=a—c=25—9=16,故動圓圓心的軌跡方程為+=1.
?。c評:通過分析兩圓的位置關(guān)系,得到|MO|+|MO|=10(大于|OO|),滿足橢圓的定義,所以點M的軌跡是以O(shè)、O為焦點的橢圓.)
例2:已知△ABC的頂點B、C在橢圓+y=1上,頂點A是橢圓的一個焦點,且橢圓的另外一個焦點在BC邊上,則△ABC的周長是(C)
A.2 B.6 C.4 D.12
?。c評:因為點B、C在橢圓上,A是橢圓的一個焦點,設(shè)另一個焦點為D,則|BD|+|BA|=2a=2,|CD|+|CA|=2,所以△ABC的周長是4.)
二、注意基本公式與基本方法的熟練應(yīng)用
在圓錐曲線的考查中,直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是考查的重點,將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立整理得關(guān)于x(y)的一元二次方程,以及韋達(dá)定理、弦長公式、點差法等是需要掌握的基本方法.現(xiàn)舉例如下.
例3:已知雙曲線C:—=1(0<λ<1)的右焦點為B,過點B作直線交雙曲線C的右支于M、N兩點,試確定λ的范圍,使·=0,其中點O為坐標(biāo)原點.
解:設(shè)M(x,y),N(x,y),由已知易求B(1,0),
?、佼?dāng)MN垂直于x軸時,MN的方程為x=1,
設(shè)M(1,y),N(1,—y),(y>0),由·=0,得y=1,
∴M(1,1),N(1,—1).
又M(1,1),N(1,—1)在雙曲線上,
∴—=1?λ+λ—1=0?λ=,
因為0<λ<1,所以λ=.
?、诋?dāng)MN不垂直于x軸時,設(shè)MN的方程為y=k(x—1).
由
—=1
y=k(x—1),得[λ—(1—λ)k]x+2(1—λ)kx—(1—λ)(k+λ)=0,
由題意知:λ—(1—λ)k≠0,所以x+x=,xx=,
于是yy=k(x—1)(x—1)=,
因為·=0,且M、N在雙曲線右支上,
所以
x
x
+y
y=0
x
+x>0
x
x>0?
k
=
k
>?
>
λ+λ—1>0?<λ<.
由①②,知≤λ<.
?。c評:直線和圓錐曲線相交時,將兩方程聯(lián)立,要注意交點的位置,以及Δ的應(yīng)用,以確定式中量的取值范圍,再就是直線的斜率問題,要注意題中條件是否應(yīng)加以討論.)
三、注意近年來高考題目中對圓錐曲線問題考查的題型的一些新變化
高考對于圓錐曲線的考查主要是從四個方面,即:定點、定值問題,最值極值問題,參數(shù)的取值范圍問題,以及開放性問題即是否存在的問題的考查.解決這類問題的關(guān)鍵是對題目中條件的轉(zhuǎn)化.現(xiàn)舉例如下.
例4:如圖所示,傾斜角為α的直線經(jīng)過拋物線y=8x的焦點F,且與拋物線交于A、B兩點.
?。?)求拋物線焦點F的坐標(biāo)及準(zhǔn)線l的方程;
?。?)若α為銳角,作線段AB的垂直平分線m交x軸于點P,證明|FP|—
|FP|cos2α為定值,并求此定值.
解(1)由已知得2p=8,∴=2,∴拋物線的焦點坐標(biāo)為F(2,0),準(zhǔn)線方程為x=—2.
?。?)設(shè)A(x,y),B(x,y),直線AB的斜率為k=tanα,則直線方程為y=k(x—2),
將此式代入y=8x,得kx—4(k+2)x+4k=0,
故x+x=,
記直線m與AB的交點為E(x,y),則
x==,y=k(x—2)=,
故直線m的方程為y—=—
x—,令y=0,得點P的橫坐標(biāo)x=+4,
故|FP|=x—2==,
∴|FP|—|FP|cos2α=(1—cos2α)==8,為定值.
?。c評:該題第二問為定值問題,轉(zhuǎn)化的思路為表示出點P的橫坐標(biāo),然后表示出|FP|,以及二倍角的余弦公式把2α化為α的三角函數(shù).)
例5:已知中心在原點的雙曲線C的一個焦點是F(—3,0),一條漸近線的方程是x—2y=0.(1)求雙曲線C的方程;(2)若以k(k≠0)為斜率的直線l與雙曲線C相交于兩個不同的點M,N且線段MN的垂直平分線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為,求k的取值范圍.
解(1)設(shè)雙曲線C的方程為—=1(a>0,b>0).
由題設(shè)得
a
+b=9
=,解得
a=4
b=5.所以雙曲線C的方程為—=1.
?。?)設(shè)直線l的方程為y=kx+m(k≠0).點M(x,y),N(x,y)的坐標(biāo)滿足方程組
y=kx+m ①
—=1 ②將①式代入②式,得—=1,整理得
(5—4k)x—8kmx—4m—20=0.
此方程有兩個不等實根,于是5—4k≠0,且Δ=(—8km)+4(5—4k)(4m+20)>0,
整理得m+5—4k>0.③
由根與系數(shù)的關(guān)系可知線段MN的中點坐標(biāo)(x,y)滿足x==,y=kx+m=.
從而線段MN的垂直平分線的方程為y—=—
x—.
此直線與x軸、y軸的交點坐標(biāo)分別為
,0,0
,.
由題設(shè)可得
·
=.整理得m=,k≠0.
將上式代入③式得+5—4k>0,整理得(4k—5)(4k—|k|—5)>0,k≠0.
解得0<|k|<或|k|>.
所以k的取值范圍是(—∞,—)∪(—,0)∪(0,)∪(,+∞).
?。ㄔ擃}第二問為求參數(shù)的取值范圍問題,題中既不知直線斜率又不知直線過的點,可通過設(shè)出直線方程為y=kx+m,利用題中條件找到k與m的關(guān)系,再根據(jù)題中條件求出k的取值范圍.)
例5:已知定點C(—1,0)及橢圓x+3y=5,過點C的動直線與橢圓相交于A,B兩點.(1)若線段AB中點的橫坐標(biāo)是—,求直線AB的方程;
?。?)在x軸上是否存在點M,使·為常數(shù)?若存在,求出點M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
解(1)依題意,直線AB的斜率存在,設(shè)直線AB的方程為y=k(x+1),
將y=k(x+1)代入x+3y=5,消去y整理得(3k+1)x+6kx+3k—5=0.
設(shè)A(x,y),B(x,y),
則Δ
=36k—4(
3k+1)(
3k—5)>0, ①
x
+x
=— ②
由線段AB中點的橫坐標(biāo)是—,得=—=—,解得k=±,適合①.
所以直線AB的方程為x—y+1=0,或x+y+1=0.
?。?)假設(shè)在x軸上存在點M(m,0),使·為常數(shù).
?。á。┊?dāng)直線AB與x軸不垂直時,由(1)知x+x=—,xx=. ③
所以·=(x—m)(x—m)+yy=(x—m)(x—m)+k(x+1)(x+1)
=(k+1)xx+(k—m)(x+x)+k+m.將③代入,整理得
·=+m=+m=m+2m——.
注意到·是與k無關(guān)的常數(shù),從而有6m+14=0,m=—,此時·=.
?。áⅲ┊?dāng)直線AB與x軸垂直時,此時點A,B的坐標(biāo)分別為—1
,,—1,
—,
當(dāng)m=—時,亦有·=.
綜上,在x軸上存在定點M
—,0,使·為常數(shù).
?。c評:題中第二問為開放性問題,即是否存在的問題,該類問題的基本思路是假設(shè)存在,然后按存在求解.如果求出的值在題中條件所給的范圍內(nèi),則存在;如果無解或求出的結(jié)果不在所給范圍內(nèi),則不存在.要注意題中條件的應(yīng)用.)
圓錐曲線部分的另一個特點是運算量比較大,需要細(xì)心運算,還要有耐心,只要思路正確,再加上細(xì)心運算,圓錐曲線部分就不再是難點,而是一個非常重要的得分