辽宁省大连23中2009年高考数学第二轮复习秘笈6:
几何题
高考解析几何试题一般共有4题(2个选择题, 1个填空题, 1个解答题), 共计30分左右, 考查的知识点约为20个左右. 其命题一般紧扣课本, 突出重点, 全面考查. 选择题和填空题考查直线, 圆, 圆锥曲线, 参数方程和极坐标系中的基础知识. 解答题重点考查圆锥曲线中的重要知识点, 通过知识的重组与链接, 使知识形成网络, 着重考查直线与圆锥曲线的位置关系, 求解有时还要用到平几的基本知识, 这点值得考生在复课时强化.
例1 已知点T是半圆O的直径AB上一点,AB=2、OT=t (0<t<1),以AB为直腰作直角梯形
,使
垂直且等于AT,使
垂直且等于BT,
交半圆于P、Q两点,建立如图所示的直角坐标系.
(1)写出直线
的方程;
(2)计算出点P、Q的坐标;
(3)证明:由点P发出的光线,经AB反射后,反射光线通过点Q.
讲解: 通过读图, 看出
点的坐标.
(1 ) 显然
,
于是 直线
的方程为
;
(2)由方程组
解出
、
;
(3)
,
.
由直线PT的斜率和直线QT的斜率互为相反数知,由点P发出的光线经点T反射,反射光线通过点Q.
需要注意的是, Q点的坐标本质上是三角中的万能公式, 有趣吗?
例2 已知直线l与椭圆
有且仅有一个交点Q,且与x轴、y轴分别交于R、S,求以线段SR为对角线的矩形ORPS的一个顶点P的轨迹方程.
讲解:从直线
所处的位置, 设出直线
的方程,
由已知,直线l不过椭圆的四个顶点,所以设直线l的方程为
代入椭圆方程
得

化简后,得关于
的一元二次方程

于是其判别式
由已知,得△=0.即
①
在直线方程
中,分别令y=0,x=0,求得
令顶点P的坐标为(x,y),
由已知,得
代入①式并整理,得
, 即为所求顶点P的轨迹方程.
方程
形似椭圆的标准方程, 你能画出它的图形吗?
例3已知双曲线
的离心率
,过
的直线到原点的距离是
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线
交双曲线于不同的点C,D且C,D都在以B为圆心的圆上,求k的值.
讲解:∵(1)
原点到直线AB:
的距离
.
故所求双曲线方程为 
(2)把
中消去y,整理得
.
设
的中点是
,则


即
故所求k=±
.
为了求出
的值, 需要通过消元, 想法设法建构
的方程.
例4 已知椭圆C的中心在原点,焦点F1、F2在x轴上,点P为椭圆上的一个动点,且∠F1PF2的最大值为90°,直线l过左焦点F1与椭圆交于A、B两点,△ABF2的面积最大值为12.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)求椭圆C的方程.
讲解:(1)设
, 对
由余弦定理, 得

,
解出

(2)考虑直线
的斜率的存在性,可分两种情况:
i) 当k存在时,设l的方程为
………………①
椭圆方程为
由
得
.
于是椭圆方程可转化为
………………②
将①代入②,消去
得
,
整理为
的一元二次方程,得
.
则x1、x2是上述方程的两根.且
,
也可这样求解: 
 AB边上的高

 ii) 当k不存在时,把直线 代入椭圆方程得
由①②知S的最大值为 由题意得 =12 所以  故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:
 下面给出本题的另一解法,请读者比较二者的优劣: 设过左焦点的直线方程为: …………① (这样设直线方程的好处是什么?还请读者进一步反思反思.) 椭圆的方程为: 由 得: 于是椭圆方程可化为: ……② 把①代入②并整理得: 于是 是上述方程的两根.   ,
AB边上的高 , 从而  当且仅当m=0取等号,即
由题意知 , 于是 .
故当△ABF2面积最大时椭圆的方程为:  例5 已知直线 与椭圆 相交于A、B两点,且线段AB的中点在直线 上. (1)求此椭圆的离心率; (2 )若椭圆的右焦点关于直线 的对称点的在圆 上,求此椭圆的方程. 讲解:(1)设A、B两点的坐标分别为 得  ,
根据韦达定理,得  ∴线段AB的中点坐标为( ). 由已知得 故椭圆的离心率为 . (2)由(1)知 从而椭圆的右焦点坐标为 设 关于直线 的对称点为 解得 由已知得
 故所求的椭圆方程为 . 例6 已知⊙M: 轴上的动点,QA,QB分别切⊙M于A,B两点, (1)如果 ,求直线MQ的方程; (2)求动弦AB的中点P的轨迹方程. 讲解:(1)由 ,可得 由射影定理,得 在Rt△MOQ中,
, 故 , 所以直线AB方程是 
(2)连接MB,MQ,设 由 点M,P,Q在一直线上,得 由射影定理得
即 把(*)及(**)消去a,并注意到 ,可得 
适时应用平面几何知识,这是快速解答本题的要害所在,还请读者反思其中的奥妙. 例7 如图,在Rt△ABC中,∠CBA=90°,AB=2,AC= 。DO⊥AB于O点,OA=OB,DO=2,曲线E过C点,动点P在E上运动,且保持| PA |+| PB |的值不变. (1)建立适当的坐标系,求曲线E的方程; (2)过D点的直线L与曲线E相交于不同的两点M、N且M在D、N之间,设 ,
试确定实数 的取值范围. 讲解: (1)建立平面直角坐标系, 如图所示 .
∵|
PA |+| PB |=| CA |+| CB | y
C
A O
B ∵
∴曲线E的方程是 . (2)设直线L的方程为 , 代入曲线E的方程 ,得  设M1( , 则
① ② ③ i) L与y轴重合时,
ii) L与y轴不重合时, 由①得  又∵ , ∵ 或  ∴0< <1 ,
∴ .
∵ 而 ∴ ∴ ∴ , , 
∴ 的取值范围是 . 值得读者注意的是,直线L与y轴重合的情况易于遗漏,应当引起警惕.
例8 直线 过抛物线 的焦点,且与抛物线相交于A 两点. (1)求证: ; (2)求证:对于抛物线的任意给定的一条弦CD,直线l不是CD的垂直平分线.
讲解: (1)易求得抛物线的焦点 . 若l⊥x轴,则l的方程为 . 若l不垂直于x轴,可设 ,代入抛物线方程整理得
. 综上可知 . (2)设 ,则CD的垂直平分线 的方程为 假设 过F,则 整理得 , .
这时 的方程为y=0,从而 与抛物线 只相交于原点. 而l与抛物线有两个不同的交点,因此 与l不重合,l不是CD的垂直平分线. 此题是课本题的深化,你能够找到它的原形吗?知识在记忆中积累,能力在联想中提升. 课本是高考试题的生长点,复课切忌忘掉课本! 例9 某工程要将直线公路l一侧的土石,通过公路上的两个道口A和B,沿着道路AP、BP运往公路另一侧的P处,PA=100m,PB=150m,∠APB=60°,试说明怎样运土石最省工? 讲解: 以直线l为x轴,线段AB的中点为原点对立直角坐标系,则在l一侧必存在经A到P和经B到P路程相等的点,设这样的点为M,则
|MA|+|AP|=|MB|+|BP|, 即
|MA|-|MB|=|BP|-|AP|=50,  ,
∴M在双曲线 的右支上. 故曲线右侧的土石层经道口B沿BP运往P处,曲线左侧的土石层经道口A沿AP运往P处,按这种方法运土石最省工. 相关解析几何的实际应用性试题在高考中似乎还未涉及,其实在课本中还可找到典型的范例,你知道吗? 解析几何解答题在历年的高考中常考常新, 体现在重视能力立意, 强调思维空间, 是用活题考死知识的典范. 考题求解时考查了等价转化, 数形结合,
分类讨论, 函数与方程等数学思想, 以及定义法, 配方法, 待定系数法, 参数法, 判别式法等数学通法.
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