2012屆高考數(shù)學(xué)第二輪考點(diǎn)解析幾何問題的題型與方法專題復(fù)習(xí)教案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第17-20課時(shí): 解析幾何問題的題型與方法

一.復(fù)習(xí)目標(biāo):
1.能正確導(dǎo)出由一點(diǎn)和斜率確定的直線的點(diǎn)斜式方程;從直線的點(diǎn)斜式方程出發(fā)推導(dǎo)出直線方程的其他形式,斜截式、兩點(diǎn)式、截距式;能根據(jù)已知條件,熟練地選擇恰當(dāng)?shù)姆匠绦问綄懗鲋本的方程,熟練地進(jìn)行直線方程的不同形式之間的轉(zhuǎn)化,能利用直線的方程來研究與直線有關(guān)的問題了.
2.能正確畫出二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域,知道線性規(guī)劃的意義,知道線性約束條件、線性目標(biāo)函數(shù)、可行解、可行域、最優(yōu)解等基本概念,能正確地利用圖解法解決線性規(guī)劃問題,并用之解決簡單的實(shí)際問題,了解線性規(guī)劃方法在數(shù)學(xué)方面的應(yīng)用;會用線性規(guī)劃方法解決一些實(shí)際問題.
3.理解“曲線的方程”、“方程的曲線”的意義,了解解析幾何的基本思想,掌握求曲線的方程的方法.
4.掌握圓的標(biāo)準(zhǔn)方程: (r>0),明確方程中各字母的幾何意義,能根據(jù)圓心坐標(biāo)、半徑熟練地寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,能從圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中熟練地求出圓心坐標(biāo)和半徑,掌握圓的一般方程: ,知道該方程表示圓的充要條件并正確地進(jìn)行一般方程和標(biāo)準(zhǔn)方程的互化,能根據(jù)條件,用待定系數(shù)法求出圓的方程,理解圓的參數(shù)方程 (θ為參數(shù)),明確各字母的意義,掌握直線與圓的位置關(guān)系的判定方法.
5.正確理解橢圓、雙曲線和拋物線的定義,明確焦點(diǎn)、焦距的概念;能根據(jù)橢圓、雙曲線和拋物線的定義推導(dǎo)它們的標(biāo)準(zhǔn)方程;記住橢圓、雙曲線和拋物線的各種標(biāo)準(zhǔn)方程;能根據(jù)條件,求出橢圓、雙曲線和拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;掌握橢圓、雙曲線和拋物線的幾何性質(zhì):范圍、對稱性、頂點(diǎn)、離心率、準(zhǔn)線(雙曲線的漸近線)等,從而能迅速、正確地畫出橢圓、雙曲線和拋物線;掌握a、b、c、p、e之間的關(guān)系及相應(yīng)的幾何意義;利用橢圓、雙曲線和拋物線的幾何性質(zhì),確定橢圓、雙曲線和拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,并解決簡單問題;理解橢圓、雙曲線和拋物線的參數(shù)方程,并掌握它的應(yīng)用;掌握直線與橢圓、雙曲線和拋物線位置關(guān)系的判定方法.
二.考試要求:
(一)直線和圓的方程
1.理解直線的斜率的概念,掌握過兩點(diǎn)的直線的斜率公式,掌握直線方程的點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式、一般式,并能根據(jù)條件熟練地求出直線方程。
2.掌握兩條直線平行與垂直的條件,兩條直線所成的角和點(diǎn)到直線的距離公式,能夠根據(jù)直線的方程判斷兩條直線的位置關(guān)系。
3.了解二元一次不等式表示平面區(qū)域。
4.了解線性規(guī)劃的意義,并會簡單的應(yīng)用。
5.了解解析幾何的基本思想,了解坐標(biāo)法。
6.掌握圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和一般方程,了解參數(shù)方程的概念,理解圓的參數(shù)方程。
(二)圓錐曲線方程
1.掌握橢圓的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和橢圓的簡單幾何性質(zhì)。
2.掌握雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和雙曲線的簡單幾何性質(zhì)。
3.掌握拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和拋物線的簡單幾何性質(zhì)。
4.了解圓錐曲線的初步應(yīng)用。
三.過程:
(Ⅰ)基礎(chǔ)知識詳析
高考解析幾何試題一般共有4題(2個(gè)選擇題, 1個(gè)填空題, 1個(gè)解答題),共計(jì)30分左右,考查的知識點(diǎn)約為20個(gè)左右。 其命題一般緊扣課本,突出重點(diǎn),全面考查。選擇題和填空題考查直線、圓、圓錐曲線、參數(shù)方程和極坐標(biāo)系中的基礎(chǔ)知識。解答題重點(diǎn)考查圓錐曲線中的重要知識點(diǎn),通過知識的重組與鏈接,使知識形成網(wǎng)絡(luò),著重考查直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,求解有時(shí)還要用到平幾的基本知識和向量的基本方法,這一點(diǎn)值得強(qiáng)化。
(一)直線的方程
1.點(diǎn)斜式: ;2. 截距式: ;
3.兩點(diǎn)式: ;4. 截距式: ;
5.一般式: ,其中A、B不同時(shí)為0.
(二)兩條直線的位置關(guān)系
兩條直線 , 有三種位置關(guān)系:平行(沒有公共點(diǎn));相交(有且只有一個(gè)公共點(diǎn));重合(有無數(shù)個(gè)公共點(diǎn)).在這三種位置關(guān)系中,我們重點(diǎn)研究平行與相交.
設(shè)直線 : = + ,直線 : = + ,則
∥ 的充要條件是 = ,且 = ; ⊥ 的充要條件是 =-1.
(三)線性規(guī)劃問題
1.線性規(guī)劃問題涉及如下概念:
⑴存在一定的限制條件,這些約束條件如果由x、y的一次不等式(或方程)組成的不等式組來表示,稱為線性約束條件.
⑵都有一個(gè)目標(biāo)要求,就是要求依賴于x、y的某個(gè)函數(shù)(稱為目標(biāo)函數(shù))達(dá)到最大值或最小值.特殊地,若此函數(shù)是x、y的一次解析式,就稱為線性目標(biāo)函數(shù).
⑶求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的最大值或最小值問題,統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題.
⑷滿足線性約束條件的解(x,y)叫做可行解.
⑸所有可行解組成的集合,叫做可行域.
⑹使目標(biāo)函數(shù)取得最大值或最小值的可行解,叫做這個(gè)問題的最優(yōu)解.
2.線性規(guī)劃問題有以下基本定理:
⑴ 一個(gè)線性規(guī)劃問題,若有可行解,則可行域一定是一個(gè)凸多邊形.
⑵ 凸多邊形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)是有限的.
⑶ 對于不是求最優(yōu)整數(shù)解的線性規(guī)劃問題,最優(yōu)解一定在凸多邊形的頂點(diǎn)中找到.
3.線性規(guī)劃問題一般用圖解法.
(四)圓的有關(guān)問題
1.圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
(r>0),稱為圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,其圓心坐標(biāo)為(a,b),半徑為r.
特別地,當(dāng)圓心在原點(diǎn)(0,0),半徑為r時(shí),圓的方程為 .
2.圓的一般方程
( >0)稱為圓的一般方程,
其圓心坐標(biāo)為( , ),半徑為 .
當(dāng) =0時(shí),方程表示一個(gè)點(diǎn)( , );
當(dāng) <0時(shí),方程不表示任何圖形.
3.圓的參數(shù)方程
圓的普通方程與參數(shù)方程之間有如下關(guān)系:
(θ為參數(shù))
(θ為參數(shù))
(五)橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程
1.橢圓的定義:橢圓的定義中,平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)與兩定點(diǎn) 、 的距離的和大于 這個(gè)條件不可忽視.若這個(gè)距離之和小于 ,則這樣的點(diǎn)不存在;若距離之和等于 ,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡是線段 .
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程: ( > >0), ( > >0).
3.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程判別方法:判別焦點(diǎn)在哪個(gè)軸只要看分母的大。喝绻 項(xiàng)的分母大于 項(xiàng)的分母,則橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,反之,焦點(diǎn)在y軸上.
4.求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法:⑴ 正確判斷焦點(diǎn)的位置;⑵ 設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程后,運(yùn)用待定系數(shù)法求解.
(六)橢圓的簡單幾何性質(zhì)
1.橢圓的幾何性質(zhì):設(shè)橢圓方程為 ( > >0).
⑴ 范圍: -a≤x≤a,-b≤x≤b,所以橢圓位于直線x= 和y= 所圍成的矩形里.
⑵ 對稱性:分別關(guān)于x軸、y軸成軸對稱,關(guān)于原點(diǎn)中心對稱.橢圓的對稱中心叫做橢圓的中心.
⑶ 頂點(diǎn):有四個(gè) (-a,0)、 (a,0) (0,-b)、 (0,b).
線段 、 分別叫做橢圓的長軸和短軸.它們的長分別等于2a和2b,a和b分別叫做橢圓的長半軸長和短半軸長. 所以橢圓和它的對稱軸有四個(gè)交點(diǎn),稱為橢圓的頂點(diǎn).
⑷ 離心率:橢圓的焦距與長軸長的比 叫做橢圓的離心率.它的值表示橢圓的扁平程度.0<e<1.e越接近于1時(shí),橢圓越扁;反之,e越接近于0時(shí),橢圓就越接近于圓.
2.橢圓的第二定義
⑴ 定義:平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)M與一個(gè)頂點(diǎn)的距離和它到一條定直線的距離的比是常數(shù) (e<1=時(shí),這個(gè)動(dòng)點(diǎn)的軌跡是橢圓.
⑵ 準(zhǔn)線:根據(jù)橢圓的對稱性, ( > >0)的準(zhǔn)線有兩條,它們的方程為 .對于橢圓 ( > >0)的準(zhǔn)線方程,只要把x換成y就可以了,即 .
3.橢圓的焦半徑:由橢圓上任意一點(diǎn)與其焦點(diǎn)所連的線段叫做這點(diǎn)的焦半徑.
設(shè) (-c,0), (c,0)分別為橢圓 ( > >0)的左、右兩焦點(diǎn),M(x,y)是橢圓上任一點(diǎn),則兩條焦半徑長分別為 , .
橢圓中涉及焦半徑時(shí)運(yùn)用焦半徑知識解題往往比較簡便.
橢圓的四個(gè)主要元素a、b、c、e中有 = + 、 兩個(gè)關(guān)系,因此確定橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程只需兩個(gè)獨(dú)立條件.
(七)橢圓的參數(shù)方程
橢圓 ( > >0)的參數(shù)方程為 (θ為參數(shù)).
說明 ⑴ 這里參數(shù)θ叫做橢圓的離心角.橢圓上點(diǎn)P的離心角θ與直線OP的傾斜角α不同: ;
⑵ 橢圓的參數(shù)方程可以由方程 與三角恒等式 相比較而得到,所以橢圓的參數(shù)方程的實(shí)質(zhì)是三角代換.
(八)雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
1.雙曲線的定義:平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn) 、 的距離的差的絕對值等于常數(shù)2a(小于 )的動(dòng)點(diǎn) 的軌跡叫做雙曲線.在這個(gè)定義中,要注意條件2a< ,這一條件可以用“三角形的兩邊之差小于第三邊”加以理解.若2a= ,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡是兩條射線;若2a> ,則無軌跡.
若 < 時(shí),動(dòng)點(diǎn) 的軌跡僅為雙曲線的一個(gè)分支,又若 > 時(shí),軌跡為雙曲線的另一支.而雙曲線是由兩個(gè)分支組成的,故在定義中應(yīng)為“差的絕對值”.
2.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程: 和 (a>0,b>0).這里 ,其中 =2c.要注意這里的a、b、c及它們之間的關(guān)系與橢圓中的異同.
3.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程判別方法是:如果 項(xiàng)的系數(shù)是正數(shù),則焦點(diǎn)在x軸上;如果 項(xiàng)的系數(shù)是正數(shù),則焦點(diǎn)在y軸上.對于雙曲線,a不一定大于b,因此不能像橢圓那樣,通過比較分母的大小來判斷焦點(diǎn)在哪一條坐標(biāo)軸上.
4.求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,應(yīng)注意兩個(gè)問題:⑴ 正確判斷焦點(diǎn)的位置;⑵ 設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程后,運(yùn)用待定系數(shù)法求解.
(九)雙曲線的簡單幾何性質(zhì)
1.雙曲線 的實(shí)軸長為2a,虛軸長為2b,離心率 >1,離心率e越大,雙曲線的開口越大.
2. 雙曲線 的漸近線方程為 或表示為 .若已知雙曲線的漸近線方程是 ,即 ,那么雙曲線的方程具有以下形式:
,其中k是一個(gè)不為零的常數(shù).
3.雙曲線的第二定義:平面內(nèi)到定點(diǎn)(焦點(diǎn))與到定直線(準(zhǔn)線)距離的比是一個(gè)大于1的常數(shù)(離心率)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線.對于雙曲線 ,它的焦點(diǎn)坐標(biāo)是(-c,0)和(c,0),與它們對應(yīng)的準(zhǔn)線方程分別是 和 .
在雙曲線中,a、b、c、e四個(gè)元素間有 與 的關(guān)系,與橢圓一樣確定雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程只要兩個(gè)獨(dú)立的條件.
(十)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)
1.拋物線的定義:平面內(nèi)到一定點(diǎn)(F)和一條定直線(l)的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫拋物線。這個(gè)定點(diǎn)F叫拋物線的焦點(diǎn),這條定直線l叫拋物線的準(zhǔn)線。
需強(qiáng)調(diào)的是,點(diǎn)F不在直線l上,否則軌跡是過點(diǎn)F且與l垂直的直線,而不是拋物線。
2.拋物線的方程有四種類型:
、 、 、 .
對于以上四種方程:應(yīng)注意掌握它們的規(guī)律:曲線的對稱軸是哪個(gè)軸,方程中的該項(xiàng)即為一次項(xiàng);一次項(xiàng)前面是正號則曲線的開口方向向x軸或y軸的正方向;一次項(xiàng)前面是負(fù)號則曲線的開口方向向x軸或y軸的負(fù)方向。
3.拋物線的幾何性質(zhì),以標(biāo)準(zhǔn)方程y2=2px為例
(1)范圍:x≥0;
(2)對稱軸:對稱軸為y=0,由方程和圖像均可以看出;
(3)頂點(diǎn):O(0,0),注:拋物線亦叫無心圓錐曲線(因?yàn)闊o中心);
(4)離心率:e=1,由于e是常數(shù),所以拋物線的形狀變化是由方程中的p決定的;
(5)準(zhǔn)線方程 ;
(6)焦半徑公式:拋物線上一點(diǎn)P(x1,y1),F(xiàn)為拋物線的焦點(diǎn),對于四種拋物線的焦半徑公式分別為(p>0):

(7)焦點(diǎn)弦長公式:對于過拋物線焦點(diǎn)的弦長,可以用焦半徑公式推導(dǎo)出弦長公式。設(shè)過拋物線y2=2px(p>O)的焦點(diǎn)F的弦為AB,A(x1,y1),B(x2,y2),AB的傾斜角為α,則有①AB=x +x +p

以上兩公式只適合過焦點(diǎn)的弦長的求法,對于其它的弦,只能用“弦長公式”來求。
(8)直線與拋物線的關(guān)系:直線與拋物線方程聯(lián)立之后得到一元二次方程:x +bx+c=0,當(dāng)a≠0時(shí),兩者的位置關(guān)系的判定和橢圓、雙曲線相同,用判別式法即可;但如果a=0,則直線是拋物線的對稱軸或是和對稱軸平行的直線,此時(shí),直線和拋物線相交,但只有一個(gè)公共點(diǎn)。
(十一)軌跡方程
⑴ 曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是這個(gè)方程的解;
⑵ 以這個(gè)方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都是曲線上的點(diǎn).
那么,這個(gè)方程叫做曲線的方程;這條曲線叫做方程的曲線(圖形或軌跡).

(十二)注意事項(xiàng)
1. ⑴ 直線的斜率是一個(gè)非常重要的概念,斜率k反映了直線相對于x軸的傾斜程度.當(dāng)斜率k存在時(shí),直線方程通常用點(diǎn)斜式或斜截式表示,當(dāng)斜率不存在時(shí),直線方程為x=a(a∈R).因此,利用直線的點(diǎn)斜式或斜截式方程解題時(shí),斜率k存在與否,要分別考慮.
⑵ 直線的截距式是兩點(diǎn)式的特例,a、b分別是直線在x軸、y軸上的截距,因?yàn)閍≠0,b≠0,所以當(dāng)直線平行于x軸、平行于y軸或直線經(jīng)過原點(diǎn),不能用截距式求出它的方程,而應(yīng)選擇其它形式求解.
⑶求解直線方程的最后結(jié)果,如無特別強(qiáng)調(diào),都應(yīng)寫成一般式.
⑷當(dāng)直線 或 的斜率不存在時(shí),可以通過畫圖容易判定兩條直線是否平行與垂直
⑸在處理有關(guān)圓的問題,除了合理選擇圓的方程,還要注意圓的對稱性等幾何性質(zhì)的運(yùn)用,這樣可以簡化計(jì)算.
2. ⑴用待定系數(shù)法求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),要分清焦點(diǎn)在x軸上還是y軸上,還是兩種都存在.
⑵注意橢圓定義、性質(zhì)的運(yùn)用,熟練地進(jìn)行a、b、c、e間的互求,并能根據(jù)所給的方程畫出橢圓.
⑶求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程 應(yīng)注意兩個(gè)問題:⑴ 正確判斷焦點(diǎn)的位置;⑵ 設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程后,運(yùn)用待定系數(shù)法求解.
⑷雙曲線 的漸近線方程為 或表示為 .若已知雙曲線的漸近線方程是 ,即 ,那么雙曲線的方程具有以下形式:
,其中k是一個(gè)不為零的常數(shù).
⑸雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩個(gè) 和 (a>0,b>0).這里 ,其中 =2c.要注意這里的a、b、c及它們之間的關(guān)系與橢圓中的異同.
⑹求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,要線根據(jù)題設(shè)判斷拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的類型,再求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,要線根據(jù)題設(shè)判斷拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的類型,再由條件確定參數(shù)p的值.同時(shí),應(yīng)明確拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、焦點(diǎn)坐標(biāo)、準(zhǔn)線方程三者相依并存,知道其中拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、焦點(diǎn)坐標(biāo)、準(zhǔn)線方程三者相依并存,知道其中一個(gè),就可以求出其他兩個(gè).
(Ⅱ)范例分析
例1、求與直線3x+4y+12=0平行,且與坐標(biāo)軸構(gòu)成的三角形面積是24的直線l的方程。
分析:滿足兩個(gè)條件才能確定一條直線。一般地,求直線方程有兩個(gè)解法,即用其中一個(gè)條件列出含待定系數(shù)的方程,再用另一個(gè)條件求出此參數(shù)。
解法一:先用“平行”這個(gè)條件設(shè)出l 的方程為3x+4y+m=0①再用“面積”條件去求m,∵直線l交x軸于 ,交y軸于 由 ,得 ,代入①得所求直線的方程為:
解法二:先用面積這個(gè)條件列出l的方程,設(shè)l在x軸上截距離a,在y軸上截距b,則有 ,因?yàn)閘的傾角為鈍角,所以a、b同號,ab=ab,l的截距式為 ,即48x+a2y-48a=0②又該直線與3x+4y+2=0平行,∴ ,∴ 代入②得所求直線l 的方程為
說明:與直線Ax+By+C=0平行的直線可寫成Ax+By+C1=0的形式;與Ax+By+C=0垂直的直線的方程可表示為Bx-Ay+C2=0的形式。

例2、若直線mx+y+2=0與線段AB有交點(diǎn),其中A(-2, 3),B(3,2),求實(shí)數(shù)m的取值范圍。
解:直線mx+y+2=0過一定點(diǎn)C(0, -2),直線mx+y+2=0實(shí)際上表示的是過定點(diǎn)(0, -2)的直線系,因?yàn)橹本與線段AB有交點(diǎn),則直線只能落在∠ABC的內(nèi)部,設(shè)BC、CA這兩條直線的斜率分別為k1、k2,則由斜率的定義可知,直線mx+y+2=0的斜率k應(yīng)滿足k≥k1或k≤k2, ∵A(-2, 3) B(3, 2)

∴-m≥ 或-m≤ 即m≤ 或m≥
說明:此例是典型的運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想來解題的問題,這里要清楚直線mx+y+2=0的斜率-m應(yīng)為傾角的正切,而當(dāng)傾角在(0°,90°)或(90°,180°)內(nèi),角的正切函數(shù)都是單調(diào)遞增的,因此當(dāng)直線在∠ACB內(nèi)部變化時(shí),k應(yīng)大于或等于kBC,或者k小于或等于kAC,當(dāng)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)變化時(shí),也要能求出m的范圍。

例3、已知x、y滿足約束條件
x≥1,
x-3y≤-4,
3x+5y≤30,
求目標(biāo)函數(shù)z=2x-y的最大值和最小值.
解:根據(jù)x、y滿足的約束條件作出可行域,即如圖所示的陰影部分(包括邊界).
作直線 :2x-y=0,再作一組平行于 的直線 :2x-y=t,t∈R.
可知,當(dāng) 在 的右下方時(shí),直線 上的點(diǎn)(x,y)滿足2x-y>0,即t>0,而且直線 往右平移時(shí),t隨之增大.當(dāng)直線 平移至 的位置時(shí),直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)B,此時(shí)所對應(yīng)的t最大;當(dāng) 在 的左上方時(shí),直線 上的點(diǎn)(x,y)滿足2x-y<0,即t<0,而且直線 往左平移時(shí),t隨之減小.當(dāng)直線 平移至 的位置時(shí),直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)C,此時(shí)所對應(yīng)的t最小.
x-3y+4=0,
由 解得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(5,3);
3x+5y-30=0,
x=1,
由 解得點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1, ).
3x+5y-30=0,
所以, =2×5-3=7; =2×1- = .

例4、某運(yùn)輸公司有10輛載重量為6噸的A型卡車與載重量為8噸的B型卡車,有11名駕駛員.在建筑某段高速公路中,該公司承包了每天至少搬運(yùn)480噸瀝青的任務(wù).已知每輛卡車每天往返的次數(shù)為A型卡車8次,B型卡車7次;每輛卡車每天的成本費(fèi)A型車350元,B型車400元.問每天派出A型車與B型車各多少輛,公司所花的成本費(fèi)最低,最低為多少?
解:設(shè)每天派出A型車與B型車各x、y輛,并設(shè)公司每天的成本為z元.由題意,得
x≤10,
y≤5,
x+y≤11,
48x+56y≥60,
x,y∈N,
且z=350x+400y.
x≤10,
y≤5,
即 x+y≤11,
6x+7y≥55,
x,y∈N,
作出可行域,作直線 :350x+400y=0,即7x+8y=0.
作出一組平行直線:7x+8y=t中(t為參數(shù))經(jīng)過可行域內(nèi)的點(diǎn)和原點(diǎn)距離最近的直線,此直線經(jīng)過6x+7y=60和y=5的交點(diǎn)A( ,5),由于點(diǎn)A的坐標(biāo)不都是整數(shù),而x,y∈N,所以可行域內(nèi)的點(diǎn)A( ,5)不是最優(yōu)解.
為求出最優(yōu)解,必須進(jìn)行定量分析.
因?yàn)椋?× +8×5≈69.2,所以經(jīng)過可行域內(nèi)的整點(diǎn)(橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都是整數(shù)的點(diǎn))且與原點(diǎn)最小的直線是7x+8y=10,在可行域內(nèi)滿足該方程的整數(shù)解只有x=10,y=0,所以(10,0)是最優(yōu)解,即當(dāng) 通過B點(diǎn)時(shí),z=350×10+400×0=3500元為最小.
答:每天派出A型車10輛不派B型車,公司所化的成本費(fèi)最低為3500元.

例5、已知點(diǎn)T是半圓O的直徑AB上一點(diǎn),AB=2、OT=t (0(1)寫出直線 的方程;
(2)計(jì)算出點(diǎn)P、Q的坐標(biāo);
(3)證明:由點(diǎn)P發(fā)出的光線,經(jīng)AB反射后,反射光線通過點(diǎn)Q.
解: (1 ) 顯然 , 于是 直線 的方程為 ;
(2)由方程組 解出 、 ;
(3) , .
由直線PT的斜率和直線QT的斜率互為相反數(shù)知,由點(diǎn)P發(fā)出的光線經(jīng)點(diǎn)T反射,反射光線通過點(diǎn)Q.
說明:需要注意的是, Q點(diǎn)的坐標(biāo)本質(zhì)上是三角中的萬能公式, 有趣嗎?

例6、設(shè)P是圓M:(x-5)2+(y-5)2=1上的動(dòng)點(diǎn),它關(guān)于A(9, 0)的對稱點(diǎn)為Q,把P繞原點(diǎn)依逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°到點(diǎn)S,求SQ的最值。
解:設(shè)P(x, y),則Q(18-x, -y),記P點(diǎn)對應(yīng)的復(fù)數(shù)為x+yi,則S點(diǎn)對應(yīng)的復(fù)數(shù)為:
(x+yi)?i=-y+xi,即S(-y, x)


其中 可以看作是點(diǎn)P到定點(diǎn)B(9, -9)的距離,共最大值為 最小值為 ,則
SQ的最大值為 ,SQ的最小值為

例7、 已知⊙M: 軸上的動(dòng)點(diǎn),QA,QB分別切⊙M于A,B兩點(diǎn),(1)如果 ,求直線MQ的方程;
(2)求動(dòng)弦AB的中點(diǎn)P的軌跡方程.
解:(1)由 ,可得 由射影定理,得 在Rt△MOQ中,
,
故 ,
所以直線AB方程是

(2)連接MB,MQ,設(shè) 由
點(diǎn)M,P,Q在一直線上,得
由射影定理得
即 把(*)及(**)消去a,
并注意到 ,可得
說明:適時(shí)應(yīng)用平面幾何知識,這是快速解答本題的要害所在。

例8、直線 過拋物線 的焦點(diǎn),且與拋物線相交于A 兩點(diǎn).(1)求證: ;
(2)求證:對于拋物線的任意給定的一條弦CD,直線l不是CD的垂直平分線.

解: (1)易求得拋物線的焦點(diǎn) .
若l⊥x軸,則l的方程為 .
若l不垂直于x軸,可設(shè) ,代入拋物線方程整理得 .
綜上可知 .
(2)設(shè) ,則CD的垂直平分線 的方程為
假設(shè) 過F,則 整理得

, .
這時(shí) 的方程為y=0,從而 與拋物線 只相交于原點(diǎn). 而l與拋物線有兩個(gè)不同的交點(diǎn),因此 與l不重合,l不是CD的垂直平分線.
說明:此題是課本題的深化,課本是高考試題的生長點(diǎn),復(fù)習(xí)要重視課本。

例9、已知橢圓 ,能否在此橢圓位于y軸左側(cè)的部分上找到一點(diǎn)M,使它到左準(zhǔn)線的距離為它到兩焦點(diǎn)F1、F2距離的等比中項(xiàng),若能找到,求出該點(diǎn)的坐標(biāo),若不能找到,請說明理由。
解:假設(shè)存在滿足條件的點(diǎn),設(shè)M(x1,y1)a2=4,b2=3,∴a=2, ,c=1,∴ ,
,點(diǎn)M到橢圓左準(zhǔn)線的距離
,∴ ,∴ ,∴ 或 ,這與x1∈[-2,0)相矛盾,∴滿足條件的點(diǎn)M不存在。
例10、已知橢圓中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在 軸上,焦距為4,離心率為 ,
(Ⅰ)求橢圓方程;
(Ⅱ)設(shè)橢圓在y軸正半軸上的焦點(diǎn)為M,又點(diǎn)A和點(diǎn)B在橢圓上,且M分有向線段 所成的比為2,求線段AB所在直線的方程。
解:(Ⅰ)設(shè)橢圓方程為 由2c=4得c=2 又
故a=3, ∴所求的橢圓方程為
(Ⅱ)若k 不存在,則 ,若k 存在,則設(shè)直線AB的方程為:y=kx+2
又設(shè)A
由 得
① ②
∵點(diǎn)M坐標(biāo)為M(0,2) ∴
由 ∴
∴ 代入①、②得 … ③ ④
由③、④ 得 ∴
∴線段AB所在直線的方程為: 。
說明:有向線段所成的比,線段的定比分點(diǎn)等概念,本身就是解析幾何研究的一類重要問題。向量概念的引入,使這類問題的解決顯得簡潔而流暢。求解這類問題可以用定比分點(diǎn)公式,也可以直接用有向線段的比解題。
另外,向量的長度,點(diǎn)的平移等與解析幾何都有著千絲萬縷的聯(lián)系,向量與解析幾何的結(jié)合,為解決這些問題開辟了新的解題途徑。

例11、已知直線l與橢圓 有且僅有一個(gè)交點(diǎn)Q,且與x軸、y軸分別交于R、S,求以線段SR為對角線的矩形ORPS的一個(gè)頂點(diǎn)P的軌跡方程.
解:從直線 所處的位置, 設(shè)出直線 的方程,
由已知,直線l不過橢圓的四個(gè)頂點(diǎn),所以設(shè)直線l的方程為
代入橢圓方程 得

化簡后,得關(guān)于 的一元二次方程

于是其判別式
由已知,得△=0.即 ①
在直線方程 中,分別令y=0,x=0,求得
令頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y), 由已知,得
代入①式并整理,得 , 即為所求頂點(diǎn)P的軌跡方程.
說明:方程 形似橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程, 你能畫出它的圖形嗎?
例12、已知雙曲線 的離心率 ,過 的直線到原點(diǎn)的距離是 (1)求雙曲線的方程;
(2)已知直線 交雙曲線于不同的點(diǎn)C,D且C,D都在以B為圓心的圓上,求k的值.
解:∵(1) 原點(diǎn)到直線AB: 的距離 .
故所求雙曲線方程為
(2)把 中消去y,整理得 .
設(shè) 的中點(diǎn)是 ,則



故所求k=± .
說明:為了求出 的值, 需要通過消元, 想法設(shè)法建構(gòu) 的方程.

例13、過點(diǎn) 作直線 與橢圓3x2+4y2=12相交于A、B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△OAB面積的最大值及此時(shí)直線傾斜角的正切值。
分析:若直接用點(diǎn)斜式設(shè) 的方程為 ,則要求 的斜率一定要存在,但在這里 的斜率有可能不存在,因此要討論斜率不存在的情形,為了避免討論,我們可以設(shè)直線 的方程為 ,這樣就包含了斜率不存在時(shí)的情形了,從而簡化了運(yùn)算。
解:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), :

把 代入橢圓方程得: ,即
, ,
∴ ,此時(shí)
令直線的傾角為 ,則
即△OAB面積的最大值為 ,此時(shí)直線傾斜角的正切值為 。

例14、(2003年江蘇高考題)已知常數(shù) ,向量
經(jīng)過原點(diǎn)O以 為方向向量的直線與經(jīng)過定點(diǎn)A(0,a)以 為方向向量的直線相交于點(diǎn)P,其中 試問:是否存在兩個(gè)定點(diǎn)E、F,使得PE+PF為定值.若存在,求出E、F的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
解:∵ =(1,0), =(0,a), ∴ +λ =(λ,a), -2λ =(1,-2λa).
因此,直線OP和AP的方程分別為 和 .
消去參數(shù)λ,得點(diǎn) 的坐標(biāo)滿足方程 .
整理得 ……①
因?yàn)?所以得:
(i)當(dāng) 時(shí),方程①是圓方程,故不存在合乎題意的定點(diǎn)E和F;
(ii)當(dāng) 時(shí),方程①表示橢圓,焦點(diǎn) 和 為合乎題意的兩個(gè)定點(diǎn);
(iii)當(dāng) 時(shí),方程①也表示橢圓,焦點(diǎn) 和 為合乎題意的兩個(gè)定點(diǎn).
說明:由于向量可以用一條有向線段來表示,有向線段的方向可以決定解析幾何中直線的斜率,故直線的方向向量與解析幾何中的直線有著天然的聯(lián)系。求解此類問題的關(guān)鍵是:根據(jù)直線的方向向量得出直線方程,再轉(zhuǎn)化為解析幾何問題解決。

例15、已知橢圓 的長、短軸端點(diǎn)分別為A、B,從此橢圓上一點(diǎn)M向x軸作垂線,恰好通過橢圓的左焦點(diǎn) ,向量 與 是共線向量。
(1)求橢圓的離心率e;
(2)設(shè)Q是橢圓上任意一點(diǎn), 、 分別是左、右焦點(diǎn),求∠ 的取值范圍;
解:(1)∵ ,∴ 。
∵ 是共線向量,∴ ,∴b=c,故 。
(2)設(shè)

當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),cosθ=0,∴θ 。
說明:由于共線向量與解析幾何中平行線、三點(diǎn)共線等具有異曲同工的作用,因此,解析幾何中與平行線、三點(diǎn)共線等相關(guān)的問題均可在向量共線的新情景下設(shè)計(jì)問題。求解此類問題的關(guān)鍵是:正確理解向量共線與解析幾何中平行、三點(diǎn)共線等的關(guān)系,把有關(guān)向量的問題轉(zhuǎn)化為解析幾何問題。

例16、一條斜率為1的直線 與離心率為 的橢圓C: ( )交于P、Q,兩點(diǎn),直線 與Y軸交于點(diǎn)R,且 , ,求直線 和橢圓C的方程。
解: 橢圓離心率為 , ,
所以橢圓方程為 ,設(shè) 方程為: ,
由 消去 得

……(1) ……(2)
所以

所以
所以 ……(3)又 , , 從而 ……(4) 由(1)(2)(4)得 ……(5)
由(3)(5)解得 , 適合 ,
所以所求直線 方程為: 或 ;橢圓C的方程為
說明:向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,構(gòu)建起向量與解析幾何的密切關(guān)系,使向量與解析幾何融為一體。求此類問題的關(guān)鍵是:利用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,溝通向量與解析幾何的聯(lián)系。體現(xiàn)了向量的工具性。

例17、已知橢圓C的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)F1、F2在x軸上,點(diǎn)P為橢圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且∠F1PF2的最大值為90°,直線l過左焦點(diǎn)F1與橢圓交于A、B兩點(diǎn),△ABF2的面積最大值為12.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)求橢圓C的方程.
解法一:(1)設(shè) , 對 由余弦定理, 得

, 解出
(2)考慮直線 的斜率的存在性,可分兩種情況:
i) 當(dāng)k存在時(shí),設(shè)l的方程為 ………………①
橢圓方程為
由 得 .
于是橢圓方程可轉(zhuǎn)化為 ………………②
將①代入②,消去 得 ,
整理為 的一元二次方程,得 .
則x1、x2是上述方程的兩根.且
,
,
AB邊上的高


ii) 當(dāng)k不存在時(shí),把直線 代入橢圓方程得

由①②知S的最大值為 由題意得 =12 所以
故當(dāng)△ABF2面積最大時(shí)橢圓的方程為:
解法二:設(shè)過左焦點(diǎn)的直線方程為: …………①
橢圓的方程為:
由 得: 于是橢圓方程可化為: ……②
把①代入②并整理得:
于是 是上述方程的兩根.
,
AB邊上的高 ,
從而

當(dāng)且僅當(dāng)m=0取等號,即
由題意知 , 于是 .
故當(dāng)△ABF2面積最大時(shí)橢圓的方程為:

例18、(2002年天津高考題)已知兩點(diǎn)M(-1,0),N(1,0)且點(diǎn)P使 成公差小于零的等差數(shù)列,
(Ⅰ)點(diǎn)P的軌跡是什么曲線?
(Ⅱ)若點(diǎn)P坐標(biāo)為 , 為 的夾角,求tanθ。
解:(Ⅰ)記P(x,y),由M(-1,0)N(1,0)得

所以

于是, 是公差小于零的等差數(shù)列等價(jià)于

所以,點(diǎn)P的軌跡是以原點(diǎn)為圓心, 為半徑的右半圓。
(Ⅱ)點(diǎn)P的坐標(biāo)為 。 。
因?yàn)?0〈 , 所以
說明:在引入向量的坐標(biāo)表示后,可以使向量運(yùn)算代數(shù)化,這樣就可以將“形”和“數(shù)”緊密地結(jié)合在一起。向量的夾角問題融入解析幾何問題中,也就顯得十分自然。求解這類問題的關(guān)鍵是:先把向量用坐標(biāo)表示,再用解析幾何知識結(jié)合向量的夾角公式使問題獲解;也可以把兩向量夾角問題轉(zhuǎn)化為兩直線所成角的問題,用數(shù)形結(jié)合方法使問題獲解。

(Ⅲ)、強(qiáng)化訓(xùn)練
1、已知P是以 、 為焦點(diǎn)的橢圓 上一點(diǎn),若 ,則橢圓的離心率為 ( )
(A) (B) (C) (D)
2、已知△ABC的頂點(diǎn)A(3, -1),AB邊上的中線所在直線的方程為6x+10y-59=0,∠B的平分線所在直線的方程為:x-4y+10=0,求邊BC所在直線的方程。
3、求直線l2:7x-y+4=0到l1:x+y-2=0的角平分線的方程。
食物P食物Q食物R
維生素A(單位/kg)400600400
維生素B(單位/kg)800200400
成本(元/kg)654
4、已知三種食物P、Q、R的維生素含量與成本如下表所示.

現(xiàn)在將xkg的食物P和ykg的食物Q及zkg的食物R混合,制成100kg的混合物.如果這100kg的混合物中至少含維生素A44 000單位與維生素B48 000單位,那么x,y,z為何值時(shí),混合物的成本最?
5、某人有樓房一幢,室內(nèi)面積共180 ,擬分隔成兩類房間作為旅游客房.大房間每間面積為18 ,可住游客5名,每名游客每天住宿費(fèi)為40元;小房間每間面積為15 ,可住游客3名,每名游客每天住宿費(fèi)為50元.裝修大房間每間需1000元,裝修小房間每間需600元.如果他只能籌款8000元用于裝修,且游客能住滿客房,他應(yīng)隔出大房間和小房間各多少間,能獲得最大收益?
6、已知△ABC三邊所在直線方程AB:x-6=0,BC:x-2y-8=0,CA:x+2y=0,求此三角形外接圓的方程。
7、已知橢圓x2+2y2=12,A是x軸正方向上的一定點(diǎn),若過點(diǎn)A,斜率為1的直線被橢圓截得的弦長為 ,求點(diǎn)A的坐標(biāo)。
8、已知橢圓 (a>b>0)上兩點(diǎn)A、B,直線 上有兩點(diǎn)C、D,且ABCD是正方形。此正方形外接圓為x2+y2-2y-8=0,求橢圓方程和直線 的方程。
9、求以直線 為準(zhǔn)線,原點(diǎn)為相應(yīng)焦點(diǎn)的動(dòng)橢圓短軸MN端點(diǎn)的軌跡方程。
10、若橢圓的對稱軸在坐標(biāo)軸上,兩焦點(diǎn)與兩短軸端點(diǎn)正好是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),又焦點(diǎn)到同側(cè)長軸端點(diǎn)的距離為 ,求橢圓的方程。
11、已知直線 與橢圓 相交于A、B兩點(diǎn),且線段AB的中點(diǎn)在直線 上.
(1)求此橢圓的離心率;
(2 )若橢圓的右焦點(diǎn)關(guān)于直線 的對稱點(diǎn)的在圓 上,求此橢圓的方程.
12、設(shè)A(x1,y1)為橢圓x2+2y2=2上任意一點(diǎn),過點(diǎn)A作一條直線 ,斜率為 ,又設(shè)d為原點(diǎn)到直線 的距離,r1、r2分別為點(diǎn)A到橢圓兩焦點(diǎn)的距離。求證: 為定值。
13、 某工程要將直線公路l一側(cè)的土石,通過公路上的兩個(gè)道口A和B,沿著道路AP、BP運(yùn)往公路另一側(cè)的P處,PA=100m,PB=150m,∠APB=60°,試說明怎樣運(yùn)土石最省工?
14、已知橢圓 (a>b>0),P為橢圓上除長軸端點(diǎn)外的任一點(diǎn),F(xiàn)1、F2為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),(1)若 , ,求證:離心率 ;(2)若 ,求證: 的面積為 。
15、在Rt△ABC中,∠CBA=90°,AB=2,AC= 。DO⊥AB于O點(diǎn),OA=OB,DO=2,曲線E過C點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P在E上運(yùn)動(dòng),且保持 PA + PB 的值不變.
(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求曲線E的方程;
(2)過D點(diǎn)的直線L與曲線E相交于不同的兩點(diǎn)M、N且M在D、N之間,設(shè) ,
試確定實(shí)數(shù) 的取值范圍.
16、 (2004年北京春季高考) 已知點(diǎn)A(2,8), 在拋物線 上, 的重心與此拋物線的焦點(diǎn)F重合(如圖)

(I)寫出該拋物線的方程和焦點(diǎn)F的坐標(biāo);
(II)求線段BC中點(diǎn)M的坐標(biāo); (III)求BC所在直線的方程。

(Ⅳ)、參考答案
1、解:設(shè)c為為橢圓半焦距,∵  ∴
又 ∴
解得: 選(D)。
說明:垂直向量的引入為解決解析幾何問題開辟了新思路。求解此類問題的關(guān)鍵是利用向量垂直的充要條件:“ ”,促使問題轉(zhuǎn)化,然后利用數(shù)形結(jié)合解決問題。
2、解:設(shè)B(a, b),B在直線BT上,∴a-4b+10=0① 又AB中點(diǎn) 在直線CM上,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)滿足方程6x+10y-59=0 ∴ ② 解①、②組成的方程組可得a=10,b=5 ∴B(10, 5),又由角平分線的定義可知,直線BC到BT的角等于直線BT到直線BA的角,又 ∴ ∴ ,∴BC所在直線的方程為 即2x+9y-65=0
3、解法一:設(shè)l2到l1角平分線l的斜率為k,∵k1=-1,k2=7
∴ ,解之得k=-3或 ,由圖形可知k<0,
∴k=-3,又由 解得l1與l2的交點(diǎn) ,
由點(diǎn)斜式得 即6x+2y-3=0
解法二:設(shè)l2到l1的角為θ,則 ,所以角θ為銳角,而 ,由二倍角公式可知 ∴ 或 為銳角,
∴ ,∴k=-3等同解法一。
解法三:設(shè)l:(x+y-2)+λ(7x-y+4)=0 即(1+7λ)x+(1-λ)y+(4λ-2)=0①
∴ ,由解法一知 ,∴ ,代入①化簡即得:6x+2y-3=0
解法四:用點(diǎn)到直線的距離公式,設(shè)l上任一點(diǎn)P(x, y),則P到l1與l2的距離相等。
∴ 整理得:6x+2y-3=0與x-3y+7=0,又l是l2到l1的角的平分線,
k<0,∴x-3y+7=0不合題意所以所求直線l的方程為6x+2y-3=0.
4、分析:由x+y+z=100,得z=100-x-y,所以上述問題可以看作只含x,y兩個(gè)變量.設(shè)混合物的成本為k元,那么k=6x+5y+4(100-x-y)=2x+y+400.于是問題就歸結(jié)為求k在已知條件下的線性規(guī)劃問題.
解:已知條件可歸結(jié)為下列不等式組:
x≥0,
y≥0,
x+y≤100,
400x+600y+400(100-x-y)≥44000,
800x+200y+400(100-x-y)≥48000.
x+y≤100,
即 y≥20, ①
2x-y≥40.
在平面直角坐標(biāo)系中,畫出不等式組①所表示的平面區(qū)域,這個(gè)區(qū)域是直線x+y=100,y=20,2x-y=40圍成的一個(gè)三角形區(qū)域EFG(包括邊界),即可行域,如圖所示的陰影部分.
設(shè)混合物的成本為k元,那么k=6x+5y+4(100-x-y)=2x+y+400.
作直線 :2x+y=0,把直線 向右上方平移至 位置時(shí),直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)E,且與原點(diǎn)的距離最小,此時(shí)2x+y的值最小,從而k的值最小.
2x-y=40, x=30,
由 得 即點(diǎn)E的坐標(biāo)是(30,20).
y=20, y=20,
所以, =2×30+20+400=480(元),此時(shí)z=100-30-20=50.
答:取x=30,y=20,z=50時(shí),混合物的成本最小,最小值是480元.

5、解:設(shè)隔出大房間x間,小房間y間時(shí)收益為z元,則x、y滿足
18x+15y≤180,
1000x+600y≤8000,
x,y∈N,
且 z=200x+150y.
所以 6x+5y≤60,
5x+3y≤40,
x,y∈N,
作出可行域及直線 :200x+150y=0,即4x+3y=0.(如圖4)
把直線 向上平移至 的位置時(shí),直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)B,且與原點(diǎn)距離最大.此時(shí),z=200x+150y取最大值.但解6x+5y=60與5x+3y=40聯(lián)立的方程組得到B( , ).由于點(diǎn)B的坐標(biāo)不是整數(shù),而x,y∈N,所以可行域內(nèi)的點(diǎn)B不是最優(yōu)解.
為求出最優(yōu)解,同樣必須進(jìn)行定量分析.
因?yàn)?× +3× = ≈37.1,但該方程的非負(fù)整數(shù)解(1,11)、(4,7)、(7,3)均不在可行域內(nèi),所以應(yīng)取4x+3y=36.同樣可以驗(yàn)證,在可行域內(nèi)滿足上述方程的整點(diǎn)為(0,12)和(3,8).此時(shí)z取最大值1800元.

6、解:解方程組可得A(6, -3)、B(6, -1)、C(4, 2)設(shè)方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,則:

解之得:D= ,E=4,F(xiàn)=30
所以所求的△ABC的外接圓方程為:

7、分析:若直線y=kx+b與圓錐曲線f(x,y)=0相交于兩點(diǎn)P(x1,y1)、Q(x2、y2),則弦PQ的長度的計(jì)算公式為 ,而
,因此只要把直線y=kx+b的方程代入圓錐曲線f(x,y)=0方程,消去y(或x),結(jié)合一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系即可求出弦長。
解:設(shè)A(x0,0)(x0>0),則直線 的方程為y=x-x0,設(shè)直線 與橢圓相交于P(x1,y1),
Q(x2、y2),由 y=x-x0 可得3x2-4x0x+2x02-12=0,
x2+2y2=12
, ,則

∴ ,即
∴x02=4,又x0>0,∴x0=2,∴A(2,0)。

8、解:圓方程x2+y2-2y-8=0即x2+(y-1)2=9的圓心O'(0,1),半徑r=3。
設(shè)正方形的邊長為p,則 ,∴ ,又O'是正方形ABCD的中心,∴O'到直線y=x+k的距離應(yīng)等于正方形邊長p的一半即 ,由點(diǎn)到直線的距離公式可知k=-2或k=4。
(1)設(shè)AB:y=x-2 由 y=x-2
CD:y=x+4 x2+y2-2y-8=0
得A(3,1)B(0,-2),又點(diǎn)A、B在橢圓 上,∴a2=12,b2=4,橢圓的方程為 。
(2)設(shè)AB:y=x+4,同理可得兩交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,4),(-3,1)代入橢圓方程得
,此時(shí)b2>a2(舍去)。
綜上所述,直線 方程為y=x+4,橢圓方程為 。

9、分析:已知了橢圓的焦點(diǎn)及相應(yīng)準(zhǔn)線,常常需要運(yùn)用橢圓的第二定義:橢圓上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離之比等于離心率e,而該題中短軸端點(diǎn)也是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),因此只要運(yùn)用第二定義結(jié)合a、b、c的幾何意義即可。
解:設(shè)M(x,y),過M作 于A, , ,∴ ,又過M作 軸于O',因?yàn)辄c(diǎn)M為短軸端點(diǎn),則O'必為橢圓中心,
∴ , ,∴ ,∴ 化簡得y2=2x,∴短軸端點(diǎn)的軌跡方程為y2=2x(x≠0)。

10、解:若橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,如圖,∵四邊形B1F1B2F2是正方形,且A1F1= ,由橢圓的幾何意義可知, 解之得: ,此時(shí)橢圓的方程為 ,同理焦點(diǎn)也可以在y軸上,綜上所述,橢圓的方程為 或 。
11、解:(1)設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為 得
,
根據(jù)韋達(dá)定理,得

∴線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為( ).
由已知得
故橢圓的離心率為 .
(2)由(1)知 從而橢圓的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為 設(shè) 關(guān)于直線 的對稱點(diǎn)為
解得
由已知得
故所求的橢圓方程為 .

12、分析:根據(jù)橢圓的第二定義,即到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離之比等于常數(shù)e(0<e<1)的點(diǎn)的軌跡是橢圓,橢圓 上任一點(diǎn)P(x1,y1)到左焦點(diǎn)F1的距離PF1=a+ex1,到右焦點(diǎn)F2的距離PF2=a-ex1;同理橢圓 上任一點(diǎn)P(x1,y1)到兩焦點(diǎn)的距離分別為a+ey1和a-ey1,這兩個(gè)結(jié)論我們稱之為焦半徑計(jì)算公式,它們在橢圓中有著廣泛的運(yùn)用。
解:由橢圓方程 可知a2=2,b2=1則c=1,∴離心率 ,由焦半徑公式可知, 。又直線 的方程為:
即x1x+2y1y-2=0,由點(diǎn)到直線的距離公式知, ,又點(diǎn)(x1,y1)在橢圓上,∴2y12=2=x12,
∴ ,
∴ 為定值。

13、解: 以直線l為x軸,線段AB的中點(diǎn)為原點(diǎn)對立直角坐標(biāo)系,則在l一側(cè)必存在經(jīng)A到P和經(jīng)B到P路程相等的點(diǎn),設(shè)這樣的點(diǎn)為M,則
MA+AP=MB+BP,
即 MA-MB=BP-AP=50,
,
∴M在雙曲線 的右支上.
故曲線右側(cè)的土石層經(jīng)道口B沿BP運(yùn)往P處,曲線左側(cè)的土石層經(jīng)道口A沿AP運(yùn)往P處,按這種方法運(yùn)土石最省工.
相關(guān)解析幾何的實(shí)際應(yīng)用性試題在高考中似乎還未涉及,其實(shí)在課本中還可找到典型的范例,你知道嗎?

14、分析: 的兩個(gè)頂點(diǎn)為焦點(diǎn),另一點(diǎn)是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),因此 ,F(xiàn)1F2=2c,所以我們應(yīng)以 為突破口,在該三角形中用正弦定理或余弦定理,結(jié)合橢圓的定義即可證得。
證明:(1)在 中,由正弦定理可知 ,則


(2)在 中由余弦定理可知
y

∴ 。

15、解: (1)建立平面直角坐標(biāo)系, 如圖所示 .
∵ PA + PB = CA + CB =
∴動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是橢圓 .

∴曲線E的方程是 .
(2)設(shè)直線L的方程為 , 代入曲線E的方程 ,得

設(shè)M1( , 則

i) L與y軸重合時(shí),
ii) L與y軸不重合時(shí),
由①得 又∵ ,
∵ 或
∴0< <1 , ∴ .

而 ∴ ∴
∴ , ,
∴ 的取值范圍是 。
16、分析:本小題主要考查直線、拋物線等基本知識,考查運(yùn)用解析幾何的方法分析問題和解決問題的能力。
解:(I)由點(diǎn)A(2,8)在拋物線 上,有 解得
所以拋物線方程為 ,焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為(8,0)
(II)如圖,由F(8,0)是 的重心,M是BC的中點(diǎn),所以F是線段AM的定比分點(diǎn),且 設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為 ,則
解得 所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為

(III)由于線段BC的中點(diǎn)M不在x軸上,所以BC所在的直線不垂直于x軸。
設(shè)BC所成直線的方程為
由 消x得
所以 由(II)的結(jié)論得 解得
因此BC所在直線的方程為 即 。

本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/67044.html

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