【文档说明】(新高考)高考数学二轮专项复习(八)《解析几何减少运算量的常见技巧》(含详解).doc,共(5)页,106.000 KB,由MTyang资料小铺上传
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解析几何减少运算量的常见技巧技巧一巧用平面几何性质已知O为坐标原点,F是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点.P为C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()A.13B.12C.23D.34【解析】设OE的中点为N,如图,因为MF∥OE,所以有ONMF=aa+c,MFOE=a-ca.又因为OE=2ON,所以有12=aa+c·a-ca,解得e=ca=13,故选A.【答案
】A此题也可以用解析法解决,但有一定的计算量,巧用三角形的相似比可简化计算.技巧二设而不求,整体代换对于直线与圆锥曲线相交所产生的中点弦问题,涉及求中点弦所在直线的方程,或弦的中点的轨迹方程的问题时,常常可以用“点差法”求解.已知椭圆
E:x2a2+y2b2=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的中点坐标为M(1,-1),则E的标准方程为()A.x245+y236=1B.x236+y227=1C.x227
+y218=1D.x218+y29=1【解析】通解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2,y1+y2=-2,x21a2+y21b2=1,①x22a2+y22b2=1,②①-②得(x1+x2)(x1-x2)a2+(y1+y2)(y1-y2)b2=0,所以kAB=y
1-y2x1-x2=-b2(x1+x2)a2(y1+y2)=b2a2.又kAB=0+13-1=12,所以b2a2=12.又9=c2=a2-b2,解得b2=9,a2=18,所以椭圆E的标准方程为x218+y29=1.优解:由kAB·kOM=-b2a2得,-1-01-3×-
11=-b2a2得,a2=2b2,又a2-b2=9,所以a2=18,b2=9,所以椭圆E的标准方程为x218+y29=1.【答案】D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.技巧三巧用“根与系数的关系”,化繁为简某些涉及线段长度关系的问题可以通过解方程、求坐标,用距离公式计算长度的方法来解;但也可以利用一元二次方程,使相关的点的同名坐标为方程的根,由根与系数的关系求出两根间的关系或有关线段长度间的关系.后者往往计算
量小,解题过程简捷.已知椭圆x24+y2=1的左顶点为A,过A作两条互相垂直的弦AM,AN交椭圆M,N两点.(1)当直线AM的斜率为1时,求点M的坐标;(2)当直线AM的斜率变化时,直线MN是否过x轴上的一定
点?若过定点,请给出证明,并求出该定点;若不过定点,请说明理由.【解】(1)直线AM的斜率为1时,直线AM的方程为y=x+2,代入椭圆方程并化简得5x2+16x+12=0.解得x1=-2,x2=-65,所以M-65,45.(2)设直线A
M的斜率为k,直线AM的方程为y=k(x+2),联立方程y=k(x+2),x24+y2=1,化简得(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0.则xA+xM=-16k21+4k2,又xA=-2,则xM=-xA-16k
21+4k2=2-16k21+4k2=2-8k21+4k2.同理,可得xN=2k2-8k2+4.由(1)知若存在定点,则此点必为P-65,0.证明如下:因为kMP=yMxM+65=k2-8k21+4k2+22-8k21+4k2+
65=5k4-4k2,同理可计算得kPN=5k4-4k2.所以直线MN过x轴上的一定点P-65,0.本例在第(2)问中可应用根与系数的关系求出xM=2-8k21+4k2,这体现了整体思想.这是解决解析几何问题时常用的方法,简单易懂,通过设而不求,大大降低了运算量.技巧四巧妙“换元”
减少运算量变量换元的关键是构造元和设元,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而将非标准型问题转化为标准型问题,将复杂问题简单化.变量换元法常用于求解复合函数的值域、三角函数的化简或求值等问题.如图,已知椭圆C的离心率为32,
点A,B,F分别为椭圆的右顶点、上顶点和右焦点,且S△ABF=1-32.(1)求椭圆C的方程;(2)已知直线l:y=kx+m与圆O:x2+y2=1相切,若直线l与椭圆C交于M,N两点,求△OMN面积的最大值.【解】(1)由已知椭圆的焦点在x轴上,设其方程为x2a2+y2b2=1(a
>b>0),则A(a,0),B(0,b),F(c,0)(c=a2-b2).由已知可得e2=a2-b2a2=34,所以a2=4b2,即a=2b,可得c=3b①.S△AFB=12×|AF|×|OB|=12(a-c)b=1-32②.将①代入
②,得12(2b-3b)b=1-32,解得b=1,故a=2,c=3.所以椭圆C的方程为x24+y2=1.(2)圆O的圆心为坐标原点,半径r=1,由直线l:y=kx+m与圆O:x2+y2=1相切,得|m|1+k2=1,故有m2=1+k2③.由x24+y2=1,y=kx+m,消去y,得
14+k2x2+2kmx+m2-1=0.由题可知k≠0,即(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,所以Δ=16(4k2-m2+1)=48k2>0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1.所以|x1-x2
|2=(x1+x2)2-4x1x2=-8km4k2+12-4×4m2-44k2+1=16(4k2-m2+1)(4k2+1)2④.将③代入④中,得|x1-x2|2=48k2(4k2+1)2,故|x1-x2|=43|k|
4k2+1.所以|MN|=1+k2|x1-x2|=1+k2×43|k|4k2+1=43k2(k2+1)4k2+1.故△OMN的面积S=12|MN|×1=12×43k2(k2+1)4k2+1×1=23k2(k2+1)4k2+1
.令t=4k2+1,则t≥1,k2=t-14,代入上式,得S=23×t-14t-14+1t2=32(t-1)(t+3)t2=32t2+2t-3t2=32-3t2+2t+1=32-1t2+23t+13=32-1t-132+
49,所以当t=3,即4k2+1=3,解得k=±22时,S取得最大值,且最大值为32×49=1.破解此类题的关键:一是利用已知条件,建立关于参数的方程,解方程,求出参数的值,二是通过变量换元法将所给函数转化为值域容易确定的另一函数,求得其值域,从而求得原函数的值域,
形如y=ax+b±cx+d(a,b,c,d均为常数,且ac≠0)的函数常用此法求解,但在换元时一定要注意新元的取值范围,以保证等价转化,这样目标函数的值域才不会发生变化.