解析几何试题解题方法技巧探究

2014-08-27 23:05王安园
考试周刊 2014年50期
关键词:定值斜率椭圆

王安园

近几年新教材高考对解析几何内容的考查主要集中在如下几个类型:一是求曲线方程(类型确定、类型未定);二是直线与圆锥曲线的交点问题(含切线问题);三是与曲线有关的最(极)值问题;四是与曲线有关的几何证明(对称性或求对称曲线、平行、垂直);五是探求曲线方程中几何量及参数间的数量特征;六是突出能力立意,重视知识联系,强化数学思想和方法.如2011年理科第20题将平面向量,基本不等式,以及解析几何知识巧妙结合,融为一体,有很强的综合性.

依据高考解析几何的命题趋势,在高考复习教学中,笔者做了解题方法和技巧的尝试与研究,现从四个方面谈谈体会,与同行共勉.

一、正确描述转化语言,建立数量关系,形成解答问题的方法

例1:设双曲线 - =1(a>b>0)的半焦距为c,直线L过(a,0),(0,b)两点,已知原点到直线L的距离为 c,则双曲线的离心率为( )

A.2 B.2或 C. D

解:易错选B.原因:忽略条件a>b>0对离心率范围的限制.

二、形式优化,运算从简

例2:已知椭圆 + =1与射线y= x(x≥0),交于点A,过A作倾斜角互补的两条直线,它们与椭圆的另一个交点分别为点B和点C,求证:直线BC的斜率为定值,并求这个定值.

解:由题意得A(1, ),设AB的斜率为k,则AC的斜率为-k,

所以y- =k(x-1)2x +y =4

由直线方程y=k(x-1)+ 代入2x +y =4得

2x +[k(x-1)+ ] =4,化简过程为:

2x +k (x-1) +2 k(x-1)+2=4

2x +k x -2k x+k +2 kx-2 -2=0

整理后,得:(2+k )x +2k( -k)x+( -k) -4=0

事实上,若把直线方程写成优化的形式kx+( -k)代入2x +y =4得:

2x +[kx+( -k)] =4,化简后,得(2+k )x +2k( -k)x+( -k) -4=0

x +x =

又∵x =1

∴x =

同理用-k替换上式中的k,得:x =

K = = = 为定值

由此可见,优化的形式y=kx+( -k)与y=k(x-1)+ 比较,运算量大大减少.

三、设而不算、类比可得

例3:已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线y= x 的焦点,离心率等于 .(1)求椭圆C的方程;(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若 =λ , =λ ,求证:λ +λ 为定值.

解:(1)设椭圆C的方程为 + =1(a>b>0),则由题意知b=1,

∴ = ,即 = ,∴a =5.

∴椭圆C的方程为 +y =1.

(2)常规方法:设A、B、M点的坐标分别为A(x ,y ),B(x ,y ),M(0,y )又已知F点的坐标为(2,0).显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是y=k(x-2).将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得(1+5k )x -20k x+20k -5=0,∴x +x = ,x x = .

又∵ =λ , =λ ,将各点坐标代入得λ = ,λ = ,

∴λ +λ = + = =…=-10.

类比方法:设A、B、M点的坐标分别为A(x ,y ),B(x ,y ),M(0,y ).

易知F(2,0),∵ =λ ,∴(x ,y -y )=λ (2-x ,-y ),

∴x = ,y = .

将A点坐标代入到椭圆方程中,得 ( ) +( )=1.

去分母整理得λ +10λ +5-5y =0.

同理,由 =λ 可得:λ +10λ +5-5y =0,

∴λ ,λ 是方程x +10x+5-5y =0的两个根,

∴λ +λ =-10.

总之,在解析几何练习教学中,教师要教会学生准确把握直线、圆和圆锥曲线的概念、标准方程和几何性质,合理应用数形结合的数学思想,将试题中的文字语言描述转化为图形语言,建立数量关系,形成解答问题的方法,逐步提高运算求解的能力.只要深入研究解题方法,不断归纳总结解题经验,就定能在高考中取得优异的成绩.endprint

近几年新教材高考对解析几何内容的考查主要集中在如下几个类型:一是求曲线方程(类型确定、类型未定);二是直线与圆锥曲线的交点问题(含切线问题);三是与曲线有关的最(极)值问题;四是与曲线有关的几何证明(对称性或求对称曲线、平行、垂直);五是探求曲线方程中几何量及参数间的数量特征;六是突出能力立意,重视知识联系,强化数学思想和方法.如2011年理科第20题将平面向量,基本不等式,以及解析几何知识巧妙结合,融为一体,有很强的综合性.

依据高考解析几何的命题趋势,在高考复习教学中,笔者做了解题方法和技巧的尝试与研究,现从四个方面谈谈体会,与同行共勉.

一、正确描述转化语言,建立数量关系,形成解答问题的方法

例1:设双曲线 - =1(a>b>0)的半焦距为c,直线L过(a,0),(0,b)两点,已知原点到直线L的距离为 c,则双曲线的离心率为( )

A.2 B.2或 C. D

解:易错选B.原因:忽略条件a>b>0对离心率范围的限制.

二、形式优化,运算从简

例2:已知椭圆 + =1与射线y= x(x≥0),交于点A,过A作倾斜角互补的两条直线,它们与椭圆的另一个交点分别为点B和点C,求证:直线BC的斜率为定值,并求这个定值.

解:由题意得A(1, ),设AB的斜率为k,则AC的斜率为-k,

所以y- =k(x-1)2x +y =4

由直线方程y=k(x-1)+ 代入2x +y =4得

2x +[k(x-1)+ ] =4,化简过程为:

2x +k (x-1) +2 k(x-1)+2=4

2x +k x -2k x+k +2 kx-2 -2=0

整理后,得:(2+k )x +2k( -k)x+( -k) -4=0

事实上,若把直线方程写成优化的形式kx+( -k)代入2x +y =4得:

2x +[kx+( -k)] =4,化简后,得(2+k )x +2k( -k)x+( -k) -4=0

x +x =

又∵x =1

∴x =

同理用-k替换上式中的k,得:x =

K = = = 为定值

由此可见,优化的形式y=kx+( -k)与y=k(x-1)+ 比较,运算量大大减少.

三、设而不算、类比可得

例3:已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线y= x 的焦点,离心率等于 .(1)求椭圆C的方程;(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若 =λ , =λ ,求证:λ +λ 为定值.

解:(1)设椭圆C的方程为 + =1(a>b>0),则由题意知b=1,

∴ = ,即 = ,∴a =5.

∴椭圆C的方程为 +y =1.

(2)常规方法:设A、B、M点的坐标分别为A(x ,y ),B(x ,y ),M(0,y )又已知F点的坐标为(2,0).显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是y=k(x-2).将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得(1+5k )x -20k x+20k -5=0,∴x +x = ,x x = .

又∵ =λ , =λ ,将各点坐标代入得λ = ,λ = ,

∴λ +λ = + = =…=-10.

类比方法:设A、B、M点的坐标分别为A(x ,y ),B(x ,y ),M(0,y ).

易知F(2,0),∵ =λ ,∴(x ,y -y )=λ (2-x ,-y ),

∴x = ,y = .

将A点坐标代入到椭圆方程中,得 ( ) +( )=1.

去分母整理得λ +10λ +5-5y =0.

同理,由 =λ 可得:λ +10λ +5-5y =0,

∴λ ,λ 是方程x +10x+5-5y =0的两个根,

∴λ +λ =-10.

总之,在解析几何练习教学中,教师要教会学生准确把握直线、圆和圆锥曲线的概念、标准方程和几何性质,合理应用数形结合的数学思想,将试题中的文字语言描述转化为图形语言,建立数量关系,形成解答问题的方法,逐步提高运算求解的能力.只要深入研究解题方法,不断归纳总结解题经验,就定能在高考中取得优异的成绩.endprint

近几年新教材高考对解析几何内容的考查主要集中在如下几个类型:一是求曲线方程(类型确定、类型未定);二是直线与圆锥曲线的交点问题(含切线问题);三是与曲线有关的最(极)值问题;四是与曲线有关的几何证明(对称性或求对称曲线、平行、垂直);五是探求曲线方程中几何量及参数间的数量特征;六是突出能力立意,重视知识联系,强化数学思想和方法.如2011年理科第20题将平面向量,基本不等式,以及解析几何知识巧妙结合,融为一体,有很强的综合性.

依据高考解析几何的命题趋势,在高考复习教学中,笔者做了解题方法和技巧的尝试与研究,现从四个方面谈谈体会,与同行共勉.

一、正确描述转化语言,建立数量关系,形成解答问题的方法

例1:设双曲线 - =1(a>b>0)的半焦距为c,直线L过(a,0),(0,b)两点,已知原点到直线L的距离为 c,则双曲线的离心率为( )

A.2 B.2或 C. D

解:易错选B.原因:忽略条件a>b>0对离心率范围的限制.

二、形式优化,运算从简

例2:已知椭圆 + =1与射线y= x(x≥0),交于点A,过A作倾斜角互补的两条直线,它们与椭圆的另一个交点分别为点B和点C,求证:直线BC的斜率为定值,并求这个定值.

解:由题意得A(1, ),设AB的斜率为k,则AC的斜率为-k,

所以y- =k(x-1)2x +y =4

由直线方程y=k(x-1)+ 代入2x +y =4得

2x +[k(x-1)+ ] =4,化简过程为:

2x +k (x-1) +2 k(x-1)+2=4

2x +k x -2k x+k +2 kx-2 -2=0

整理后,得:(2+k )x +2k( -k)x+( -k) -4=0

事实上,若把直线方程写成优化的形式kx+( -k)代入2x +y =4得:

2x +[kx+( -k)] =4,化简后,得(2+k )x +2k( -k)x+( -k) -4=0

x +x =

又∵x =1

∴x =

同理用-k替换上式中的k,得:x =

K = = = 为定值

由此可见,优化的形式y=kx+( -k)与y=k(x-1)+ 比较,运算量大大减少.

三、设而不算、类比可得

例3:已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线y= x 的焦点,离心率等于 .(1)求椭圆C的方程;(2)过椭圆C的右焦点F作直线l交椭圆C于A、B两点,交y轴于M点,若 =λ , =λ ,求证:λ +λ 为定值.

解:(1)设椭圆C的方程为 + =1(a>b>0),则由题意知b=1,

∴ = ,即 = ,∴a =5.

∴椭圆C的方程为 +y =1.

(2)常规方法:设A、B、M点的坐标分别为A(x ,y ),B(x ,y ),M(0,y )又已知F点的坐标为(2,0).显然直线l存在的斜率,设直线l的斜率为k,则直线l的方程是y=k(x-2).将直线l的方程代入到椭圆C的方程中,消去y并整理得(1+5k )x -20k x+20k -5=0,∴x +x = ,x x = .

又∵ =λ , =λ ,将各点坐标代入得λ = ,λ = ,

∴λ +λ = + = =…=-10.

类比方法:设A、B、M点的坐标分别为A(x ,y ),B(x ,y ),M(0,y ).

易知F(2,0),∵ =λ ,∴(x ,y -y )=λ (2-x ,-y ),

∴x = ,y = .

将A点坐标代入到椭圆方程中,得 ( ) +( )=1.

去分母整理得λ +10λ +5-5y =0.

同理,由 =λ 可得:λ +10λ +5-5y =0,

∴λ ,λ 是方程x +10x+5-5y =0的两个根,

∴λ +λ =-10.

总之,在解析几何练习教学中,教师要教会学生准确把握直线、圆和圆锥曲线的概念、标准方程和几何性质,合理应用数形结合的数学思想,将试题中的文字语言描述转化为图形语言,建立数量关系,形成解答问题的方法,逐步提高运算求解的能力.只要深入研究解题方法,不断归纳总结解题经验,就定能在高考中取得优异的成绩.endprint

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