從近幾年的江蘇新課標高考命題來看,解析幾何主要考查直線方程、圓方程和圓錐曲線方程、直線與圓的位置關系、直線與圓錐曲線的位置關系以及圓錐曲線的有關性質,考題以兩小一大形式出現(xiàn),即兩個填空題,一個解答題,小題主要考查解析幾何的基礎知識,解答題以解析幾何綜合題的形式出現(xiàn),考查同學們綜合應用解析幾何知識解決問題的能力.那么在解析幾何高考命題中,哪些是??疾凰サ目键c呢?
考點一、直線方程
直線方程一直是高考考查的重點,且具有以下特點:(1)一般不單獨命題,考查形式多與其他知識結合,以填空題為主;(2)主要是涉及直線方程和斜率,難度偏易或中等.
例1 (1)已知直線l過點P(1,0),且與以A(2,1),B(0,3)為端點的線段有公共點,則直線l的斜率的取值范圍是 .
(2)已知直線l過點M(2,1),且分別與x軸的正半軸、y軸的正半軸交于A,B兩點,O為坐標原點,當△AOB面積最小時,直線l的方程為 .
考點四、圓錐曲線的方程
此考點要求同學們能用待定系數(shù)法求出圓錐曲線的標準方程,一般以選擇題與填空題為主,同時也出現(xiàn)在解答題中,難度中等.
例4 (1)與圓C1:(x+3)2+y2=1外切,且與圓C2:(x-3)2+y2=81內切的動圓圓心P的軌跡方程為 .
(2)焦點在x軸上,焦距為10,且與雙曲線y24-x2=1有相同漸近線的雙曲線的標準方程是 .
解析:(1)設動圓的半徑為r,圓心為P(x,y),則有|PC1|=r+1,|PC2|=9-r.所以|PC1|+|PC2|=10>|C1C2|=6,即P在以C1(-3,0),C2(3,0)為焦點,長軸長為10的橢圓上,所以點P的軌跡方程為x225+y216=1.
(2)設所求雙曲線的標準方程為y24-x2=-λ(λ>0),即x2λ-y24λ=1,則有4λ+λ=25,解得λ=5,所以所求雙曲線的標準方程為x25-y220=1.
點評:求圓錐曲線方程有兩種方法:定義法與待定系數(shù)法.利用待定系數(shù)法求圓錐曲線方程步驟如下:(1)作判斷:根據(jù)條件判斷橢圓的焦點在x軸上,還是在y軸上,還是都有可能;(2)設方程:根據(jù)上述判斷設出標準方程;(3)找關系:根據(jù)已知條件,建立關于a、b、c的方程組;(4)得方程:解方程組,將解代入所設方程,即為所求.
考點五、圓錐曲線的性質
本考點主要考查圓錐曲線幾何性質的應用,如圓錐曲線的焦點,對稱軸等,尤其是橢圓與雙曲線的離心率問題,雙曲線的漸近線問題,更是命題的重點,一般出現(xiàn)在選擇題或填空題中,難度中等或中等偏上.
例5 (1)已知點F是雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦點,點E是該雙曲線的右頂點,過F作垂直于x軸的直線與雙曲線交于A,B兩點,若△ABE是銳角三角形,則該雙曲線的離心率e的取值范圍是 .
(2)設雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦點為F,直線4x-3y+20=0過點F且與雙曲線C在第二象限的交點為P,O為原點,|OP|=|OF|,則雙曲線C的離心率為 .
當且僅當2k=1k,即k=22時,取“=”.
所以△PAQ的面積的最大值為82.
點評:圓錐曲線中的范圍問題既是高考的熱點問題,也是難點問題.解決這類問題的基本思想是建立目標函數(shù)和不等關系,但根據(jù)目標函數(shù)和不等式求范圍正是求解這類問題的難點.建立目標函數(shù)的關鍵是選用一個合適變量,其原則是這個變量能夠表達要解決的問題.建立不等關系的關鍵是運用圓錐曲線的幾何特性、判別式法或基本不等式等靈活處理.
2.與圓錐曲線有關的定值(定點)問題
例7 已知圓C方程為x2+y2-8mx-(6m+2)y+6m+1=0(m∈R,m≠0),橢圓中心在原點,焦點在x軸上.
(1)證明圓C恒過一定點M,并求此定點M的坐標;
(2)判斷直線4x+3y-3=0與圓C的位置關系,并證明你的結論;
(3)當m=2時,圓C與橢圓的左準線相切,且橢圓過(1)中的點M,求此時橢圓方程;在x軸上是否存在兩定點A,B,使得對橢圓上任意一點Q(異于長軸端點),直線QA,QB的斜率之積為定值?若存在,求出A,B坐標;若不存在,請說明理由.
解析:(1)圓C的方程可化為:
(x2+y2-2y+1)-m(8x+6y-6)=0,
由x2+y2-2y+1=0,8x+6y-6=0,解得x=0,y=1,
所以圓C過定點M(0,1).
(2)圓C的方程可化為:
(x-4m)2+[y-(3m+1)]2=25m2,
圓心到直線l的距離為
d=|4·4m+3·(3m+1)-3|42+32=25|m|5
=5|m|=r,
所以直線與圓C相切.
(3)當m=2時,圓的方程為:
(x-8)2+(y-7)2=100,
圓心為(8,7),半徑為10,與直線x=-2相切,所以橢圓的左準線為x=-2,
又橢圓過點M(0,1),則b=1,
所以a2c=2,b=1,a=2,b=1,
所以橢圓方程為x22+y2=1.
在橢圓上任取一點Q(x,y)(y≠0),設定點A(s,0),B(t,0),
則kQA·kQB=yx-s·yx-t=1-x22(x-s)(x-t)=k對x∈(-2,2)恒成立,
所以-12x2+1=kx2-k(s+t)x+kst對x∈(-2,2)恒成立,
所以k=-12,k(s+t)=0,kst=1,k=-12,s=2,t=-2,或k=-12,s=-2,t=2.
所以存在A、B兩定點滿足條件,A(-2,0),B(2,0)或者A(2,0),B(-2,0).
點評:定點和定值問題的證明方法有兩種:一是研究一般情況,通過邏輯推理與計算得到定點或定值,這種方法難度大,運算量大,且思路不好尋找;另外一種方法就是先利用特殊情況確定定點或定值,然后驗證,這樣在整理式子或求值時就有了明確的方向.在探求定點定值時,一般需用到方程思想.
(作者:陶琦,江蘇省太倉市明德高級中學)