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解析几何计算处理技巧

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解析几何计算处理技巧

中学解析几何是将几何图形置于直角坐标系中,用方程的观点来研究曲线,体现了用代数的方法解决几何问题的优越性,但有时运算量过大,或需繁杂的讨论,这些都会影响解题的速度,甚至会中止解题的过程,达到“望题兴叹”的地步.特别是高考过程中,在规定的时间内,保质保量完成解题的任务,计算能力是一个重要的方面.为此,从以下几个方面探索减轻运算量的方法和技巧,合理简化解题过程,优化思维过程.

考点一 回归定义,以逸待劳

回归定义的实质是重新审视概念,并用相应的概念解决问题,是一种朴素而又重要的策略和思想方法.圆锥曲线的定义既是有关圆锥曲线问题的出发点,又是新知识、新思维的生长点.对于相关的圆锥曲线中的数学问题,若能根据已知条件,巧妙灵活应用定义,往往能达到化难为易、化繁为简、事半功倍的效果.

x22

[典例] 如图,F1,F2是椭圆C1:+y=1与双曲线C2的公共焦点,A,B分别是C1,C2在第二、四象

4限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则C2的离心率是( )

A.2

36

B.3C. D.

22

[解题观摩] 由已知,得F1(-3,0),F2(3,0),设双曲线C2的实半轴长为a, |AF1|+|AF2|=4,??

由椭圆及双曲线的定义和已知,可得?|AF2|-|AF1|=2a,

??|AF1|2+|AF2|2=12,所以双曲线C2的离心率e=[答案] D [关键点拨]

本题巧妙运用椭圆和双曲线的定义建立|AF1|,|AF2|的等量关系,从而快速求出双曲线实半轴长a的值,进而求出双曲线的离心率,大大降低了运算量.

[对点训练]

1.如图,设抛物线y2=4x的焦点为F,不经过焦点的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在抛物线上,点C在y轴上,则△BCF与△ACF的面积之比是( )

|BF|-1|BF|2-1|BF|+1|BF|2+1

A. B.C. D. |AF|-1|AF|2-1|AF|+1|AF|2+1

p

2|BF|-1S△BCF|BC|xB解析:选A 由题意可得====. p|AF|-1S△ACF|AC|xA

|AF|-

2

|BF|-

|PF|

2.抛物线y2=4mx(m>0)的焦点为F,点P为该抛物线上的动点,若点A(-m,0),则的最小值为________.

|PA|

2

解析:设点P的坐标为(xP,yP),由抛物线的定义,知|PF|=xP+m,又|PA|2=(xP+m)2+y2P=(xP+m)+4mxP,

解得a2=2,故a=2.36

=. 22

则(2|PF|2)=?xP+m?=|PA|?xP+m?2+4mxP

111|PF|2

≥=(当且仅当xP=m时取等号),所以≥,4mxP4mxP2|PA|21+1+22

?xP+m??2xP·m?

|PF|2

所以的最小值为.

|PA|2

答案:

2

2

考点二 设而不求,金蝉脱壳

设而不求是解析几何解题的基本手段,是比较特殊的一种思想方法,其实质是整体结构意义上的变式和整体思想的应用.设而不求的灵魂是通过科学的手段使运算量最大限度地减少,通过设出相应的参数,利用题设条件加以巧妙转化,以参数为过渡,设而不求.

x2y2

[典例] 已知椭圆E:2+2=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F的直线交E于A,B两点.若AB的

ab中点坐标为(1,-1),则E的标准方程为( )

x2y2x2y2x2y2x2y2

A.+=1 B.+=1 C.+=1 D.+=1 453636272718189[解题观摩] 设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2,y1+y2=-2,

??xy

?a+b=1,

222222x2y2112+2=1,ab

2

?x1+x2??x1-x2??y1+y2??y1-y2?

①-②得+=0, 22ab②

y1-y2b2?x1+x2?b20+11b21

所以kAB==-2=2.又kAB==,所以2=.又9=c2=a2-b2,

a2x1-x2a?y1+y2?a3-12x2y2

解得b=9,a=18,所以椭圆E的方程为+=1.

189

2

[答案] D [关键点拨]

(1)本题设出A,B两点的坐标,却不求出A,B两点的坐标,巧妙地表达出直线AB的斜率,通过将直线AB的斜率“算两次”建立几何量之间的关系,从而快速解决问题.

(2)在运用圆锥曲线问题中的设而不求方法技巧时,需要做到:①凡是不必直接计算就能更简洁地解决问题的,都尽可能实施“设而不求”;②“设而不求”不可避免地要设参、消参,而设参的原则是宜少不宜多.

[对点训练]

x2y2

1.已知O为坐标原点,F是椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左、右顶点.P为C

ab上一点,且PF⊥x轴.过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E,若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )

1123A. B. C. D. 3234解析:选A 设OE的中点为G,由题意设直线l的方程为y=k(x+a),

|OG||OB|分别令x=-c与x=0得|FM|=k(a-c),|OE|=ka,由△OBG∽△FBM,得=,

|FM||FB|

1ka2ac11即=,整理得=,所以椭圆C的离心率e=.

a33k?a-c?a+c

1x2y2

2.过点M(1,1)作斜率为-的直线与椭圆C:2+2=1(a>b>0)相交于A,B两点,若M是线段AB的中

2ab点,则椭圆C的离心率等于________.

?

解析:设A(x,y),B(x,y),则?xy

?a+b=1,

1

1

2

2

222222x2y2112+2=1,ab

?x1-x2??x1+x2??y1-y2??y1+y2?

∴+=0,

a2b2y1-y2b2x1+x2y1-y21

∴=-2·.∵=-,x1+x2=2,y1+y2=2,

ay1+y2x1-x22x1-x2

b21c2

∴-2=-,∴a2=2b2.又∵b2=a2-c2,∴a2=2(a2-c2),∴a2=2c2,∴=. a2a2即椭圆C的离心率e=答案:

2

2

2. 2

考点三 巧设参数,变换主元

换元引参是一种重要的数学方法,特别是解析几何中的最值问题、不等式问题等,利用换元引参使一些关系能够相互联系起来,激活了解题的方法,往往能化难为易,达到事半功倍.

常见的参数可以选择点的坐标、直线的斜率、直线的倾斜角等.在换元过程中,还要注意代换的等价性,防止扩大或缩小原来变量的取值范围或改变原题条件.

x2y2

[典例] 设椭圆2+2=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A,B,点P在椭圆上且异于A,B两点,O为坐标

ab原点.若|AP|=|OA|,证明直线OP的斜率k满足|k|>3.

y=kx0,??0

[解题观摩] 法一:依题意,直线OP的方程为y=kx,设点P的坐标为(x0,y0).由条件得?x2 y200

+=1,22??ab消去y0并整理,得

a2b22

x0=222.①由|AP|=|OA|,A(-a,0)及

ka+b

y0=kx0,

-2a222

得(x0+a)2+k2x2, 0=a,整理得(1+k)x0+2ax0=0.而x0≠0,于是x0=1+k2a2(代入①,整理得(1+k)=4kb)+4.又a>b>0,故(1+k2)2>4k2+4,即k2+1>4,因此k2>3,所以|k|

22

2

>3.

法二:依题意,直线OP的方程为y=kx,可设点P的坐标为(x0,kx0).

2

x2k2x0x2k2x20002

由点P在椭圆上,得2+2=1.因为a>b>0,kx0≠0,所以2+2<1,即(1+k2)x20<a.② abaa

-2a222由|AP|=|OA|及A(-a,0),得(x0+a)2+k2x2=a,整理得(1+k)x+2ax=0,于是x=, 0000

1+k2

解析几何计算处理技巧

解析几何计算处理技巧中学解析几何是将几何图形置于直角坐标系中,用方程的观点来研究曲线,体现了用代数的方法解决几何问题的优越性,但有时运算量过大,或需繁杂的讨论,这些都会影响解题的速度,甚至会中止解题的过程,达到“望题兴叹”的地步.特别是高考过程中,在规定的时间内,保质保量完成解题的任务,计算能力是一个重要的方面.为此,从以下几个方面探索减轻运算量的方法和技巧,合理简化解题过程
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