本專題內(nèi)容主要包含直線的方程、圓的方程,直線與直線、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,橢圓、雙曲線和拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程及其幾何性質(zhì)的應(yīng)用,曲線與方程等知識(shí),是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容. 平面解析幾何知識(shí)在歷年高考試題中都占有較大的比重,一般選擇題、填空題有2題左右,解答題1題,分值大約20分. 選擇題、填空題主要考查直線與直線、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,圓錐曲線(橢圓、雙曲線和拋物線)的定義、方程和其簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)的應(yīng)用等重要知識(shí),關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用、運(yùn)算能力和數(shù)形結(jié)合思想的滲透.解答題大多數(shù)以圓錐曲線(主要是橢圓和拋物線)為載體,綜合直線、圓、向量、不等式等知識(shí),并與數(shù)學(xué)思想方法緊密結(jié)合,對(duì)坐標(biāo)法思想、方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、等價(jià)轉(zhuǎn)化思想、設(shè)而不求思想等進(jìn)行較為深入的考查,體現(xiàn)了能力立意的命題原則.
1. 考綱解讀:
(1)在平面直角坐標(biāo)系中,結(jié)合具體圖形,探索確定直線位置的幾何要素(兩個(gè)點(diǎn)、一點(diǎn)和方向).
(2)理解直線的傾斜角和斜率的概念,經(jīng)歷用代數(shù)方法刻畫直線斜率的過程,掌握過兩點(diǎn)的直線斜率的計(jì)算公式;了解直線的傾斜角的范圍;理解直線的斜率和傾斜角之間的關(guān)系,能根據(jù)直線的傾斜角求出直線的斜率.
(3)根據(jù)斜率判定兩條直線平行或垂直,根據(jù)兩條直線平行或垂直的位置關(guān)系求直線方程中參數(shù)的值.
(4)根據(jù)確定直線位置的幾何要素,探索并掌握直線方程的幾種形式(點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式及一般式)的特點(diǎn)和適用范圍;根據(jù)問題的具體條件選擇恰當(dāng)?shù)男问角笾本€的方程;體會(huì)斜截式與一次函數(shù)的關(guān)系.
(5)了解二元一次方程組的解與兩直線交點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系,體會(huì)數(shù)形結(jié)合思想;能用解方程組的方法求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo).
(6)探索并掌握兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式;會(huì)求兩條平行直線間的距離.
2. 考場(chǎng)對(duì)接:
通過2012年的考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)可以看出,在高考題中,本節(jié)內(nèi)容主要以選擇題、填空題為主要題型,考查兩直線的位置關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題,難度不大.對(duì)直線與方程的考查,還滲透在平面解析幾何的解答題中,與其他知識(shí)(圓與圓錐曲線)結(jié)合出題.
3. 經(jīng)典例題:
(2012浙江)設(shè)a∈R,則“a=1”是“直線l1:ax+2y-1=0與直線l2:x+(a+1)y+4=0平行”的( )
A. 充分不必要條件
B. 必要不充分條件
C. 充分必要條件
D. 既不充分也不必要條件
失分警示 本題屬于基礎(chǔ)題,解題時(shí)注意判斷充分必要條件的步驟,即先驗(yàn)證充分性,再驗(yàn)證必要性,最后綜合起來下結(jié)論. 在表述的時(shí)候要弄清順序關(guān)系,以防發(fā)生概念錯(cuò)誤.
方法突破 在研究充分和必要條件時(shí),可先求一者的等價(jià)條件,再和另一者作比較.
完美答案 當(dāng)a=1時(shí),直線l1:x+2y-1=0與直線l2:x+2y+4=0顯然平行;若直線l1與直線l2平行,則有■=■,解得a=1或a=-2. 故選A.
4. 命題趨勢(shì):
直線的方程、兩直線的位置關(guān)系、距離問題一直是高考考查的熱點(diǎn)問題,單純考查直線的知識(shí)一般在選擇題、填空題中出現(xiàn);直線和其他知識(shí)的交匯問題一般出現(xiàn)在解答題中,有一定的難度.
1. 考綱解讀:
(1)回顧確定圓的幾何要素(圓心、半徑,不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)等),在平面直角坐標(biāo)系中,探索并掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程與一般方程;根據(jù)問題的條件,選擇恰當(dāng)?shù)男问角髨A的方程;理解圓的一般方程和標(biāo)準(zhǔn)方程之間的關(guān)系,會(huì)進(jìn)行互化.
(2)根據(jù)給定直線和圓的方程,判斷直線與圓的位置關(guān)系(相交、相切、相離);根據(jù)圓的方程判斷圓與圓的位置關(guān)系(外離、外切、相交、內(nèi)切、內(nèi)含).
(3)用直線和圓的方程解決一些簡(jiǎn)單的問題.
(4)在平面解析幾何初步的學(xué)習(xí)過程中,體會(huì)用代數(shù)方法處理幾何問題的思想,感受“數(shù)”與“形”的對(duì)立和統(tǒng)一;初步掌握數(shù)形結(jié)合的思想方法在研究數(shù)學(xué)問題中的應(yīng)用.
(5)通過具體情境,感受建立空間直角坐標(biāo)系的必要性,了解空間直角坐標(biāo)系,會(huì)用空間直角坐標(biāo)系刻畫點(diǎn)的位置;掌握空間兩點(diǎn)間的距離公式及其應(yīng)用.
2. 考場(chǎng)對(duì)接:
圓的方程,直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系是高考考查的重點(diǎn),在2012年高考試題中,主要在選擇題、填空題中考查直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,尤其是含參數(shù)的問題,考題基本上屬于中低檔難度的題.
3. 經(jīng)典例題:
(2012天津)設(shè)m,n∈R,若直線(m+1)x+(n+1)y-2=0與圓(x-1)2+(y-1)2=1相切,則m+n的取值范圍為( )
失分警示 本題屬于中檔題,考查直線與圓的位置關(guān)系,不等式的性質(zhì). 注意不要忽略了m,n∈R這個(gè)條件,在運(yùn)用基本不等式時(shí)注意其成立的條件,求取值范圍時(shí)注意不要擴(kuò)大或縮小范圍.
方法突破 由直線與圓相切的條件可以得到一個(gè)關(guān)于m,n的等式,觀察等式的性質(zhì),利用基本不等式的形式消除差異,化為關(guān)于m+n的不等式,解出其取值范圍即可.
完美答案 因?yàn)橹本€(m+1)x+(n+1)y-2=0與圓(x-1)2+(y-1)2=1相切,所以■=1,化簡(jiǎn)得mn=m+n+1. 又當(dāng)m,n∈R有不等式mn≤■■成立,所以mn=m+n+1≤■,即(m+n)2-4(m+n)-4≥0,解得m+n≤2-2■或m+n≥2+2■. 故選D.
■ (2012江蘇)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的方程為x2+y2-8x+15=0,若直線y=kx-2上至少存在一點(diǎn),使得以該點(diǎn)為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點(diǎn),則k的最大值是_________.
失分警示 本題屬于中檔偏難題,解答本題時(shí)不要被題中的表面意思所迷惑,要透過現(xiàn)象看本質(zhì),認(rèn)真審清題意,將題意中的關(guān)系進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)化.
方法突破 數(shù)形結(jié)合理解題意,將兩圓的位置關(guān)系化為圓C的圓心到直線y=kx-2的距離的取值范圍問題去處理.
完美答案 圓C的方程可化為(x-4)2+y2=1,若直線y=kx-2上至少存在一點(diǎn),使得以該點(diǎn)為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點(diǎn),則圓C上的點(diǎn)到直線上的點(diǎn)的距離的最小值小于或等于1,則圓心C(4,0)到直線y=kx-2的距離小于等或等于2. 所以■≤2,解得0≤k≤■,故k的最大值是■.
4. 命題趨勢(shì):
預(yù)計(jì)2013年高考仍將在選擇題、填空題中考查圓方程的求解,直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系的判斷,特別是含參數(shù)的位置關(guān)系問題仍將是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn). 而在解答題中,則有可能考查以圓為背景的綜合試題,特別是圓與圓錐曲線的整合問題.
1. 考綱解讀:
(1)了解圓錐曲線的實(shí)際背景,了解圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問題中的作用.
(2)掌握橢圓的定義和幾何圖形及標(biāo)準(zhǔn)方程,會(huì)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;掌握橢圓的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì),能運(yùn)用橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)處理一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.
2. 考場(chǎng)對(duì)接:
縱觀2012年高考數(shù)學(xué)試題可以看出,選擇題、填空題主要考查橢圓的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)的理解與應(yīng)用,橢圓的離心率等相關(guān)知識(shí),難度中等;解答題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)的應(yīng)用,特別地,直線與橢圓的位置關(guān)系問題是考查的熱點(diǎn)問題,且有一定的難度.
3. 經(jīng)典例題:
失分警示 結(jié)合圖形,審清題意,注意三角形哪個(gè)角是底角,細(xì)心運(yùn)算,避免發(fā)生運(yùn)算失誤.
方法突破 求解圓錐曲線的離心率(或其范圍)的關(guān)鍵是根據(jù)已知條件尋求一個(gè)關(guān)于a,b,c的等式(或不等)關(guān)系,再結(jié)合a,b,c的固有關(guān)系消去b,最后得到a,c的等式(或不等)關(guān)系,從而求得離心率(或其范圍).
4. 命題趨勢(shì):
橢圓是命題的熱點(diǎn)內(nèi)容,預(yù)計(jì)2013年的高考仍將在選擇題、填空題中考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、離心率的求解等知識(shí),難度中等;將在解答題中重點(diǎn)考查直線與橢圓的位置關(guān)系問題,可能還會(huì)出現(xiàn)一些創(chuàng)新題型,如新定義題型、探索性問題、定點(diǎn)定值問題等,此類問題難度較大.同時(shí),會(huì)加強(qiáng)橢圓與圓,橢圓與雙曲線,橢圓與拋物線等知識(shí)的交匯問題的考查力度.
1. 考綱解讀:
了解雙曲線的定義、圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,會(huì)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;會(huì)用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程處理一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題;了解雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì).
2. 考場(chǎng)對(duì)接:
分析2012年高考試題可以看出,雙曲線的考題基本上以選擇題、填空題為主,主要考查雙曲線的定義、方程和簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)的應(yīng)用,且出現(xiàn)了雙曲線和圓、橢圓、拋物線等的整合問題,總體難度中等.
3. 經(jīng)典例題:
(2012浙江)如圖1,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別是雙曲線C:■-■=1(a,b>0)的左、右焦點(diǎn),B是虛軸的端點(diǎn),直線F1B與C的兩條漸近線分別交于P,Q兩點(diǎn),線段PQ的垂直平分線與x軸交于點(diǎn)M. 若MF2=F1F2,則C的離心率是( )
失分警示 本題的解題思路并不難得出,但運(yùn)算量較大,在認(rèn)真審題的前提下避免發(fā)生運(yùn)算錯(cuò)誤,同時(shí)注意雙曲線的離心率的取值范圍,謹(jǐn)防增根.
方法突破 本題考查雙曲線的幾何性質(zhì)的應(yīng)用,離心率的求解,突破的關(guān)鍵是正確求出P,Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)(用a,b,c表示),再求出PQ的垂直平分線的方程,進(jìn)而用a,b,c表示出M的坐標(biāo),由MF2=F1F2列出等式,最終化為a,c的關(guān)系.
4. 命題趨勢(shì):
預(yù)計(jì)2013年高考仍將在選擇題、填空題中考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的求法、定義和幾何性質(zhì)的應(yīng)用,其中離心率的求解和漸近線問題是考查的熱點(diǎn). 此外,仍會(huì)加強(qiáng)將雙曲線和其他知識(shí)(如圓、橢圓、拋物線)進(jìn)行交匯出題,題目難度中等偏低.
1. 考綱解讀:
(1)掌握拋物線的定義、圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,會(huì)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;掌握拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì),會(huì)用拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)處理一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.
(2)了解方程的曲線與曲線的方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系;了解求曲線方程的一般步驟,能求一些簡(jiǎn)單曲線的方程;掌握求直線和圓錐曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)的方法;進(jìn)一步體會(huì)數(shù)形結(jié)合思想.
2. 考場(chǎng)對(duì)接:
透過2012年高考數(shù)學(xué)試題可以看出,拋物線是考查的熱點(diǎn)問題,考題既在選擇題、填空題中出現(xiàn),也在解答題中出現(xiàn).選擇題、填空題重點(diǎn)考查拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,拋物線的定義和性質(zhì)的應(yīng)用,以及拋物線在實(shí)際問題中的應(yīng)用,同時(shí)還出現(xiàn)了拋物線與雙曲線的交匯問題,難度中等. 解答題重點(diǎn)考查直線與拋物線的位置關(guān)系,拋物線與其他知識(shí)(如圓、不等式等)的整合問題,且出現(xiàn)了探索性問題,難度較大.而曲線與方程的考查則滲透在以上各大知識(shí)板塊之中.
3. 經(jīng)典例題:
(2012安徽)過拋物線y2=4x的焦點(diǎn)F的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)O是原點(diǎn),若AF=3,則△AOB的面積為( )
失分警示 本題屬于中檔題,有一定的思維量,認(rèn)真審題,找準(zhǔn)關(guān)系,運(yùn)算準(zhǔn)確,避免發(fā)生思維受阻和運(yùn)算錯(cuò)誤.
方法突破 顯然AB是拋物線的焦點(diǎn)弦,且已知AF=3,若結(jié)合拋物線的定義,則可以求點(diǎn)A的坐標(biāo),從而直線AB的方程便可以得到解決,具體見如下的解法一. 本題也可以設(shè)角度(見如下的解法二),通過三角關(guān)系來表示線段的長(zhǎng)度,從而求出三角形的兩邊及其夾角的正弦值,再求面積.
(1)求拋物線C的方程;
(2)是否存在點(diǎn)M,使得直線MQ與拋物線C相切于點(diǎn)M?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,說明理由;
(3)若點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為■,直線l:y=kx+■與拋物線C有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B,l與圓Q有兩個(gè)不同的交點(diǎn)D,E,求當(dāng)■≤k≤2時(shí),AB2+DE2的最小值.
失分警示 本題難度較大,綜合性強(qiáng),涉及的知識(shí)點(diǎn)多,屬于直線、圓和拋物線的綜合問題,解答時(shí)要注意數(shù)形結(jié)合思想的使用,審清題意. 解答第(1)小題難度不算大,但第(2)小題是一個(gè)探索性問題,有較大的運(yùn)算量,需要扎實(shí)的運(yùn)算功底,第(3)小題將直線、圓和圓錐曲線綜合起來,難度較大,需要較強(qiáng)的分析問題和解決問題的能力.
方法突破 第(1)小題結(jié)合拋物線的定義以及圓的相關(guān)性質(zhì)可以列出一個(gè)關(guān)于p的方程,求解即可;第(2)小題可先假設(shè)存在點(diǎn)M,利用拋物線的切線斜率和直線MQ的斜率相等列等式求解;第(3)小題的解題目標(biāo)是將AB2+DE2表示為關(guān)于k的函數(shù),從而化為求函數(shù)的最值問題去處理,但求兩線段的長(zhǎng)度需要用到直線與圓錐曲線相交弦長(zhǎng)公式AB=■,以及直線與圓的相交弦長(zhǎng)公式DE=2■等.
完美答案 (1)x2=2y.
4. 命題趨勢(shì):
預(yù)計(jì)2013年高考中,拋物線仍是考查的一大重點(diǎn),拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,拋物線的定義和性質(zhì)的應(yīng)用,拋物線與其他知識(shí)的交匯問題仍將是命題的熱點(diǎn).此外,定值定點(diǎn)問題、探索性問題、軌跡方程問題、最值問題仍將是試題創(chuàng)新的一個(gè)方向.