许少华
2019年的高考正在向我们缓缓走来,解析几何复习的情况如何?你知道近年高考在解析几何部分的命题特点吗?就全国1卷(理)来说,2018年的第8、11、19题分别考查抛物线、双曲线与椭圆;2017年的第10、15、20题分别考查抛物线、双曲线与椭圆;2016年的第5、10、20题分别考查双曲线、抛物线与椭圆;从近三年的情况可以看出:三大曲线齐上阵且解答题以椭圆为背景,这是曾经的规律也是过往的事实. 2019年呢?根据本知识块的特点及命题趋势,我们预测如下:
1. 客观性试题仍以基础与技能为主
客观性试题两道,其中一道较基础、另一道突出技能.对于较基础的这道题,基本上都可顺利拿分,较难试题能否拿下,直接决定了解几“三基”复习的成败.这道可能出在何处?又以什么“容颜”视人呢?
1. 1可能与圆有关
例1 已知直线x+y-k=0(k>0)与圆x2+y2=4交于不同的两点A,B,O是坐标原点,且有,那么k的取值范围是( )
解析 当时,A,B,O三点为等腰三角形的三个顶点,其中OA=OB,∠AOB=120°,从而圆心O到直线x+y-k=0(k>0)的距离为1,此时,k=当k>,又直线与圆x2+y2=4存在两交点,故k<2,综上,k的取值范围为[).
点评 本题是圆与平面向量的交汇性试题,求解时除了平面向量的基本运算之外还要抓住直线与圆的位置关系,但难度不大,只要细心,不会出现问题.
例2 设m,n∈R,若直线(m+1)x+(n+1)y-2=0与圆(x-1)2+(y-1)2=1相切,则m+n的取值范围是( )
解析 ∵直线(m+1)x+(n+1)y-2=0与圆(x-1)2+(y-1)2=1相切,
∴圆心(1,1)到直线的距离为d==1,
点评 本题求解既要用到基本不等式又要用到解一元二次不次不等式,是一道易出错之题.
例3 点P(2,2),圆C ∶ x2+y2-8y=0,过点P的动直线l与圆C交于A,B两点,线段AB的中点为M,O为坐标原点.若|OP|= |OM|,则?驻POM的面积为( )
解析 圆C ∶ x2+y2-8y=0的圆心为C(0,4),半径为4.
设M(x,y),则
于是(x,y-4)·(x-2,y-2)=0,即N ∶ (x-1)2+(y-3)2=2此为点M的轨迹方程.
由于|OP|=|OM|,故O在线段PM的垂直平分线上.又P在圆N上,从而ON⊥PM. 因为ON的斜率为3,所以l的斜率为 -,故l的方程为y=-.
又|OP|=|OM|=2O到l的距离为|PM|=,
所以?驻POM的面积为.
点评 本题结合轨迹方程、结合直线与圆的位置关系及点到直线的距离等,是一道小的综合题,无论思维还是运算都较为独特,此类试题是我们应该关注的.
1. 2可能与圆锥曲线有关
例4 已知椭圆=1(a>b>0),A(0,4)为长轴的一个端点,弦BC过椭圆的中心O,且=0,||=2||,则其焦距为 .
解析 由题意,可知|且a=4,
又所以
又,故?驻OAC为等腰直角三角形,
不妨设点C在第一象限,则点C的坐标为(2,2),
点评 本题主要考查椭圆方程的应用,考查椭圆的几何性质,同时考查考生的基本运算能力.它的特别之处在于有较多的向量式子,理不清的话,出错是必然的.
例5 已知椭圆C ∶ +y2=1,如图直线l与椭圆C有且仅有一个公共点,作F1M⊥l,F2N⊥l分别交直线l于M,N两点,求四边形F1MNF2面积S的最大值.
解析 将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程+y2=1中,
得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0.
则(4km)2-4(2k2+1)(2m2-2)=0?圯m2=2k2+1.
当k≠0时,设直线l的倾斜角为?兹,则d1=|F1M|=,d2=|F2N|=
由|d1-d2|=|MN|·|tan?兹|?圯|MN|=.
得S=··(d1+d2)·===.
∵m2=2k2+1,∴当k≠0时,|m|>1,则|m|+>2即S<2.
②当k=0时,四边形F1MNF2是矩形,此时S=2.
∴四边形F1MNF2面积S的最大值为2.
点评 本题主要考查直线与椭圆的位置关系、考查圆锥曲线的基本运算能力,涉及的基本平面图形的面积及基本不等式的应用,思路很常规,但能沿着这个思路走下去不易,既容易出错又容易因运算量大而前功尽弃.
例6 设双曲线C ∶ =1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,以F1F2为直径的圆与双曲线左支的一个交点为P. 若以OF1(O为坐标原点)为直徑的圆与PF2相切,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析 如图,在圆O中,F1F2为直径,P是圆O上一点,所以PF1⊥PF2,设以OF1为直径的圆的圆心为M,且圆M与直线PF2相切于点Q,则M(,0),MQ⊥PF2,所以PF1∥MQ.
从而?圯?圯|PF1|=?圯|PF2|=+2a,
又|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,
即()2+(+2a)2=4c2?圯7e2-6e-9=0?圯e=或e=(舍去). 故选D.
点评 本题的最大特点是图形复杂,不排除有些考生“望图生畏”,只要沉下去,细分析、多联想,也还是可以产生结论的.
例7 过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F且倾斜角?兹为60°的直线l与抛物线在第一、四象限分别交于A,B两点,则的值等于( ).
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
解析1 设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=x1+x2+p=得x1+x2=
又x1x2=,从而x1=,x2=.
那===3,故选C.
解析2 由|AF|+|BF|=,+=?圯|AF|+|BF|=,+=?圯
|AF|=2p,|BF|=?圯=3.
解析3 设直线l的方程为y=(x-),
由y=(x-),y2=2px?圯12x2-20px+3p2=0?圯(2x-3p)(6x-p)=0.
从而x1=,x2=结合解析1即可.
点评 本题依据抛物线焦点弦的性质进行设计,其实,抛物线焦点弦的性质是设计一些基本问题的重要沃土,请看:①|AB|=x1+x2+p=(θ为AB的倾斜角);②y1y2=-p2;x1x2=. ③S△AOB=(θ为AB的倾斜角). ④+=.⑤以AB为直径的圆与准线相切.⑥以AF或BF为直径的圆与y轴相切.⑦∠MFN=90°.⑧过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上.围绕这些结论可以轻松设计试题.
客观性试题的最大特点是:忽略过程、重视结论.当我们面对这些问题时,快与准是关键,因此对一些常用结论、常用性质及特殊图形最好都能熟记于心.
2. 主观性试题重在考查运算能力
从2016年至今连续三年全国Ⅰ卷主观性试题都出在椭圆上,同样都设置两问,第一问都考查求方程,几乎百分之八十的考生都能顺利完成求解.第二问分别考查了定点、定值问题,范围与最值及基本性质的论证.这一问是拉开距离、将考生划分三六九等的.但从总体上看,试题的难度都属于中档偏上,也是大部分考生的重要得分之题.涉及的能力主要有两种:字母运算能力与方程的处理能力. 2019年呢?
2. 1可能与定点、定值有关
例8 在直角坐标系xOy中,曲线C1上的点均在曲线C2 ∶ x2+y2-4y+3=0外,且对C1上任意一点P,P到直线y=-1的距离等于该点与曲线C2上点的距离的最小值.
(1)求动点P的轨迹C1的方程;
(2)过点A(0,-2)的直线与曲线C1交于不同的两点M、N,过点M的直线与曲线C1交于另一点Q,且直线MQ过点B(2,2),求证:直线NQ过定点.
解析 (1)由已知得曲线C2是以C2(0,2)为圆心,1为半径的圆.
设P(x,y),则P到直线y=-1的距离等于|y+1|,又P到圆C2上的点的距离的最小值为|PC2|-1=-1.
(2)设点M(t,t2),N(t1,t12),Q(t2,t22),易得直线MQ,NQ的斜率均存在,从而直线MN的斜率k==(t1+t2),
所以直线MN的方程是y-t2=(t1+t2)(x-t),即(t+t1)x-8y-tt1=0,
同理直线MQ的方程为(t+t2)x-8y-tt2=0,
直线NQ的方程为(t1+t2)x-8y-t1t2=0,
点(0,-2)在直线MN上,所以tt1=16,即t=,点B(2,2)在直线MQ上,2(t+t2)-16-tt2=0,即2(+t2)-16-=0,化简得t1t2=8(t1+t2)-16,
代入直线NQ的方程得(t1+t2)x-8y-8(t1+t2)+16=0,
即(t1+t2)(x-8)-8(y-2)=0,∴直线NQ过定点(8,2).
点评 本题以圆有关基础为入手点,以抛物线为主题展开,在求解过程中充分利用运算的规律性及整体代换,有效的化解了复杂推理与演算,使结论顺利而轻松产生.
2. 2可能与推理、论证有关
例9 已知椭圆C ∶=1(a>b>0)的离心率为,过右焦点F且斜率为1的直线交椭圆C于A,B两点,N为弦AB的中点,O为坐标原点.
(1)求直线ON的斜率kON;
(2)求证:对于椭圆C上的任意一点M,都存在?兹∈[0,2π),使得.
解析 (1)设椭圆的焦距为2c,因,故有a2=3b2.
从而椭圆C的方程可化为:x2+3y2=3b2,得右焦点F的坐标为,0),据题意有AB所在的直线方程为:y=x-
由y=x,x2+3y2=3b2?圯4x2-6+3b2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB的中点N(x0,y0),由韦达定理有:
x0
所以kON即为所求.
(2)显然作为平面向量的一组基底,由平面向量基本定理,对于这一平面内的向有且只有一对实数?姿,?滋,使得等
设M(x,y),由(1)中各点的坐标有:(x,y)=?姿(x1,y2)+?滋(x1,y2),故x=?姿x1+?滋x2,y=?姿y1+?滋y2.
又因為点M在椭圆C上,所以有(?姿x1+?滋x2)2+3(?姿y1+?滋y2)2=3b2整理可得:
?姿2(x12+3y12)+?滋2(x22+3y22)+2?姿?滋(x1x2+3y1y2)=3b2………(※).
由于x1+x2=
所以x1x2+3y1y2=x1x2+3(x1x1+x2)+6b2=3b2-9b2+6b2=0.
又点A,B在椭圆C上,故有(x12+3y12)=3b2,(x22+3y22)=3b2代入(※)式. 可得:?姿2+?滋2=1.
所以,对于椭圆上的每一个点M,总存在一对实数,使等成立,且?姿2+?滋2=1.
所以存在?兹∈[0,2π),使得?姿=cos?兹,?滋=sin?兹.也就是:对于椭圆C上任意一点M,总存在?兹∈[0,2π),使得等式成立.
点评 本题的第二问是推理论证问题,由平面向量的基本定理与直线、椭圆的位置关系展开,有运算量,但只要是运算合理,可以有效避免.此类题联系广泛、运用的常规技能较多,是值得我们关注的问题.
2. 3可能与范围或最值有关
例10 已知椭圆C ∶ 1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上,有|PF1|+|PF2|=4,椭圆的离心率为e
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知N(4,0),过点N作直线l与椭圆交于A,B不同两点,线段AB的中垂线为l′,线段AB的中点为Q点,记l′与y轴的交点为M,求|MQ|的取值范围.
解析 (1)因为|PF1|+|PF2|=4,所以2a=4,所以a=2,因为e=所以c=1,
所以b2=a2-c2=4-1=3,得椭圆C的标准方程为.
(2)由题意可知直线l的斜率存在,设l ∶ y=k(x-4),A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x0,y0),联立直线与椭圆y=k(x-4),圯(4k2+3)x2-32k2x+64k2-12=0.
又?驻=(-32k2)2-4(4k2+3)(64k2-12)>0,解得:
化简得:y=令x=0,得m=,即
M(0,.
|MQ| =(16·[1]∈[0, 5).
故 |MQ| 的取值范围为[0, 5).
点评 范围与最值问题的求解往往涉及的内容较多,方程、韦达定理、弦长公式等,很多时候还会与函数结合,此类题的综合性较强,是各级各类考试“上卷率”较高的试题.
2. 4可能与探索性有关
例11 已知椭圆C ).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若不经过椭圆C的右焦点F的直线l ∶ y=kx+m(k<0, m>0)与椭圆C交于A、B两点,且与圆x2+y2=1相切. 试探究△ABF的周长是否为定值,若是,求出定值;若不是,请说明理由.
解析 (1)由题意得得椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)由直线l ∶ y=kx+m与圆x2+y2=1相切,得=1?圯m2=1+k2.
由(1)知F(,=1?圯(3k2+1)x2+6kmx+3(m2-1)=0.
?驻=(6km)2-4(3k2+1)(m2-1)=12(3k2-m2+1)=24k2≥0,
得x1+x2=,x1·x2=,
|AB| |x1-x2| ==
又m2=1+k2,得 |AB| =
因为 |AF| =x1.
同理, |BF| =x2,因此,|AF| + |BF| =2(x1+x2).
所以△ABF的周长为2为定值.
点评 探索性问题也是高考命题中的常规类型之一,求解思路:先假设存在,然后进行推理,若出现矛盾,说明不存在;否则,结论存在且可直接产生结论.
2. 5可能与创新设计有关
例12 如图,点A(-2, 0),B(2, 0)分别为椭圆C: 1(a>b>0)的左,右顶点,P, M, N为椭圆C上非顶点的三点,直线AP, BP的斜率分别为k1,k2,且k1k2=AP∥OM,BP∥ON.
(1)求椭圆C的方程;
(2)判断△OMN的面积是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
(3)点Q是橢圆上任意一点,直线QA, QB与直线x=4分别交于E, F 两点,试证:以EF 为直径的圆交x于定点,并求该定点的坐标.
解析 (1)设P(x, y),则k1k2
即椭圆C的方率存在,设直线MN的方程为y=kx+t,由y=kx+t+8ktx+4t2-4=0.
?驻=(8kt)2-4(4k2+1)(4t2-4)=16(4k2-t2+1)>0.
设M(x1 , y1),N(x2 , y2),则x1+x2=
因为AP∥OM,BP∥ON,k1k,得kOMkON=
即4(kx1+t)(kx2+t)+x1x2=0?圯(4k2+1)x1x2+4kt(x1+x2)+4t2=0.
即(4k2+1)4t2=0?圯2t2-4k2=1.
此时,?驻=16(4k2-t2+1)=8(4k2+1)>0,符合题意.
|
又点O到直线MN的距离d=1.
即△OMN的面积为定值,定值为1.
(3)由A(-2, 0),B(2, 0),设Q(x0, y0),
则直线QA的方程为yx+2),与直线x=4 的交点E的坐标为E
再设以EF为直径的圆交x于点H(m,0),则HE⊥HF,从而kHE·kHF=-1,)或().
点评 本题具有一定的创新性,首先是图形,线条较多,让人眼花缭乱.其次,将探索性与定点问题融在一题之中,不算很难,但解几的各种基础知识与基本技能考得相当全面,尚若不具有扎实的功底,还是难以征服的.
解析几何是高考的“重头戏”,从近年的考题看,难度有所下降,因此,它成了高考数学是否成功的的重要标致,2019希望是你的幸运年,解几,是你首先突破的第一道关,祝你顺利通过.