2021届高考数学(全国统考版)二轮复习梳理纠错预测学案:专题七 解析几何(理) WORD版含解析.docx
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1、专题7解析几何命题趋势1直线与圆的考查也是高考的热点内容,多以选择题和填空题的形式出现,有时还会作为条件结合圆锥曲线进行考查;2圆锥曲线的定义、方程、与性质是每年的必考热点,多以选择题和填空题的形式出现,主要考查圆锥曲线的几何性质与标准方程的求法;3解析几何还会考一道解答题,通常难度较大,主要考直线与圆锥曲线的位置关系及最值范围,定点、定值问题等,综合性比较强考点清单1直线方程与圆的方程(1)直线方程的五种形式名称方程形式适用条件点斜式y-y0=k(x-x0)不能表示斜率不存在的直线斜截式y=kx+b两点式不能表示平行于坐标轴的直线截距式不能表示平行于坐标轴的直线和过原点的直线一般式Ax+By
2、+C=0(A,B不同时为零)可以表示所有类型的直线(2)两条直线平行与垂直的判定两条直线平行:对于两条不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2,则有l1/l2k1=k2;当直线l1,l2不重合且斜率都不存在时,l1/l2两条直线垂直:如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1l2k1k2=-1;当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1l2(3)两条直线的交点的求法直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,则l1与l2的交点坐标就是方程组的解(4)三种距离公式P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点之间的距离:|P1P2|=(
3、x2-x1)2+(y2-y1)2点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离:平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间距离:(5)圆的定义及方程定义平面内与定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2(r0)圆心:(a,b),半径:r一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,(D2+E2-4F0)圆心:,半径:(6)点与圆的位置关系点M(x0,y0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系:若M(x0,y0)在圆外,则(x0-a)2+(y0-b)2r2若M(x0,y0)在圆上,则(x0-a)2+(y0-b)2=r2若M(x0,y0)在圆内
4、,则(x0-a)2+(y0-b)2r22直线、圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系(半径为r,圆心到直线的距离为d)相离相切相交图形量化方程观点0几何观点drd=rdr),则位置关系外离外切相交内切内含公共点个数01210d,R,r的关系dR+rd=R+rR-rdR+rd=R-rdR-r公切线条数432103圆锥曲线及其性质(1)椭圆的标准方程及几何性质焦点在x轴上焦点在y轴上标准方程图形焦点坐标F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)顶点坐标,A2(a,0),B2(0,b),A20,a,B2(b,0)长轴长轴A1A2=2a,a是长半轴的长短轴短轴B1B2=2b,b是短
5、半轴的长焦距焦距F1F2=2c,c是半焦距范围|x|a,|y|b|x|b,|y|a离心率,越接近1,椭圆越扁;e越接近0,椭圆越圆(2)双曲线的标准方程及几何性质标准方程图形一般方程mx2+ny2=1(mn0)y2=-2px(p0)x2=2py(p0)x2=-2py(p0)p的几何意义:焦点F到准线l的距离图形顶点O(0,0)对称轴y=0(x轴)x=0(y轴)焦点离心率e=1准线方程范围x0,yRx0,yRy0,xRy0,xR焦半径(其中P(x0,y0)4圆锥曲线的综合问题(1)直线与圆锥曲线的位置关系判断直线l与圆锥曲线C的位置关系时,通常将直线l的方程Ax+By+C=0 (A,B不同时为0
6、)代入圆锥曲线C的方程F(x,y)=0,消去y (也可以消去x)得到一个关于变量x (或变量y)的一元方程即联立,消去y,得ax2+bx+c=0当a0时,设一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式为,则0直线与圆锥曲线C相交;=0直线与圆锥曲线C相切;0,整理得t2-n2+90,设Px1,y1、Qx2,y2,则,因为,所以,整理得4ty1y2+5(n-3)y1-(n+3)y2=0,4ty1y2+5(n-3)y1+y2=(6n-12)y2,将,代入整理得t(n-2)(n-3)=(2-n)t2+9y2,要使上式恒成立,只需n=2,此时满足t2-n2+90,因此,直线l恒过定点2,0【点评】(1)待
7、定系数法可以求二次曲线的标准方程;(2)设而不求是一种在解析几何中常见的解题方法,可以解决直线与二次曲线相交的问题;(3)证明直线过定点,通常有两类:直线方程整理为斜截式,过定点;直线方程整理为点斜式,过定点13已知椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,短轴长为23,点P在椭圆上,PF1x轴,且(1)求椭圆C的标准方程;(2)将椭圆C按照坐标变换得到曲线C1,若直线l与曲线C1相切且与椭圆C相交于M,N两点,求MN的取值范围【答案】(1);(2)【解析】(1)由已知可得,2b=23b=3,则椭圆C的标准方程为(2)由,则曲线C1:x2+y2=1,当直线l斜率存在且为k时,设l:y=kx+m,由直线
8、l与圆C1相切,则,由,设Mx1,y1,Nx2,y2,则,且0恒成立,由,由m2=k2+1,则,令t=3+4k2,则4k2=t-3,令,则y=-s2+2s+3,则,;当直线l斜率不存在时,l:x=1,综上:【点评】本题考查了椭圆的标准方程、弦长公式、坐标变换,解题的关键是根据直线与曲线C1相切求出切线方程中参数的关系,化简后借助二次函数性质求出弦长范围14椭圆的左焦点为-2,0,且椭圆C经过点P0,1,直线y=kx+2k-1 (k0)与C交于A,B两点(异于点P)(1)求椭圆C的方程;(2)证明:直线PA与直线PB的斜率之和为定值,并求出这个定值【答案】(1);(2)证明见解析,定值为1【解析
9、】(1)由题意得:c=2,b=1,则a2=b2+c2=3,椭圆方程为(2)解法一(常规方法):设,联立,化简可得3k2+1x2+6k2k-1x+12kk-1=0,直线y=kx+2k-1(k0)与椭圆C交于A、B两点,0,即123k2+1-2k-12=-48kk-10,解得0k0)有相同的焦点F,抛物线C的准线交椭圆于A,B两点,且AB=1(1)求椭圆与抛物线C的方程;(2)O为坐标原点,若P为椭圆上任意一点,以P为圆心,OP为半径的圆P与椭圆的焦点F为圆心,以5为半径的圆F交于M,N两点,求证:MN为定值【答案】(1)椭圆的方程为,抛物线C的方程为;(2)证明见解析【解析】(1)椭圆可得焦点0
10、,a2-1,抛物线C:x2=2py(p0)的焦点为,所以,由,可得,解得,所以,由可得:a2=4,p=23,所以椭圆的方程为,抛物线C的方程为(2)设P(m,n),则,圆P的方程为(x-m)2+(y-n)2=m2+n2,圆F的方程为:x2+(y-3)2=5,所以直线MN的方程为:mx+(n-3)y-1=0,设点F到直线MN的距离为d,则,|MN|=25-d2=2,所以MN为定值【点评】圆的弦长的求法:(1)几何法,设圆的半径为r,弦心距为d,弦长为L,则;(2)代数法,设直线与圆相交于Ax1,y1,Bx2,y2,联立直线与圆的方程,消去y得到一个关于x的一元二次方程,从而可求出x1+x2,x1
11、x2,根据弦长公式AB=1+k2x1+x22-4x1x2,即可得出结果16已知椭圆过点(0,2),其长轴长焦距和短轴长三者的平方依次成等差数列,直线l与x轴的正半轴和y轴分别交于点Q、P,与椭圆相交于两点M、N,各点互不重合,且满足,(1)求椭圆的标准方程;(2)若直线l的方程为y=-x+1,求的值;(3)若,试证明直线l恒过定点,并求此定点的坐标【答案】(1);(2);(3)证明见解析,(2,0)【解析】(1)由题意,因为椭圆过点(0,2),可得b=2,设焦距为,又由长轴长焦距和短轴长三者的平方依次成等差数列,可得(2a)2+(2b)2=2(2c)2,即a2+b2=2c2,又因为a2=b2+
12、c2,解得a2=12,所以椭圆的标准方程为(2)由直线l的方程为y=-x+1,可得而P(0,1),Q(1,0),设M(x1,y1),N(x2,y2),因为,可得(x1,y1-1)=1(1-x1,-y1),(x2,y2-1)=2(1-x2,-y2),从而x1=1(1-x1),x2=2(1-x2),于是,所以,由,整理得4x2-6x-9=0,可得,所以(3)显然直线l的斜率k存在且不为零,设直线l的方程为y=kx-mm0,M(x1,y1),N(x2,y2),可得P(0,-km),Q(m,0),由,可得(x1,y1+km)=1(m-x1,-y1),所以x1=1m-x1,从而,同理,又,x1x2-2m
13、(x1+x2)+3m2=0,联立,得(1+3k2)x2-6k2mx+3k2m2-12=0,则=36k4m2-4(1+3k2)(3k2m2-12)=1212k2+4-k2m20,且,代入得,m=2,(满足)故直线l的方程为y=kx-2,所以直线l恒过定点(2,0)【点评】解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略:1、参数法:参数解决定点问题的思路:引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中核心变量(通常为变量k);利用条件找到k过定点的曲线F(x,y)=0之间的关系,得到关于k与x,y的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,
14、常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关高频易错题一、选择题1已知P是曲线C:x+2y-y2=0上的点,Q是直线x-y-1=0上的一点,则的最小值为()ABCD【答案】D【解析】由x+2y-y2=0,得x2+y-12=1(x0),曲线C是圆心为,半径r=1的左半圆,曲线C上的点到直线x-y-1=0的最小距离为原点到直线的距离,所以的最小值为,故选D【点评】本题主要考查了直线与圆的位置关系,属于基础题二、解答题2已知椭圆的长轴长是焦距的2倍,且过点(2,2)(1)求椭圆C的标准方程;(2)点P是圆心在原点O,半径为a2+b2的圆O上的一个动点,过点P作椭圆的两条切线,且分别
15、交其圆O于点EF,求动弦EF长的取值范围【答案】(1);(2)43【解析】(1)由2a=22c,得a=2c,把点(2,2)代入椭圆方程得,又a2=b2+c2,所以a2=8,b2=4,椭圆的标准方程为(2)设过点P作椭圆的两条切线分别为l1,l2当l1,l2中有一条斜率不存在时,不妨设l1斜率不存在,因为l1与椭圆只有一个公共点,则其方程为x=22或x=-22,当l1方程为x=22时,此时l1与圆O交于点(22,2)和(22,-2),此时经过点(22,2),(22,-2)且与椭圆只有一个公共点的直线是y=2或y=-2,即l2为y=2或y=-2,l1l2,由题目知,圆O的方程为x2+y2=12,线
16、段EF应为圆O的直径,|EF|=43;当l1,l2斜率都存在时,设点Px0,y0,其中x02+y02=12,且x028,y024,设经过点Px0,y0与椭圆只有一个公共点的直线为y=tx-x0+y0,则,消去y得到1+2t2x2+4ty0-tx0x+2y0-tx02-8=0,=64-8x02t2+16x0y0t+32-8y02=0,所以t1t2=-1,满足条件的两直线l1,l2垂直线段EF应为圆O的直径,|EF|=43,综合知:因为l1,l2经过点Px0,y0,又分别交圆于点E,F,且l1,l2垂直,所以线段EF为圆x02+y02=12的直径,|EF|=43为定值故EF的取值范围43【点评】在
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