圆锥曲线(女生版).pdf
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1、编者:孙斌编者:孙斌策划编辑:孙斌策划编辑:孙斌封面设计:孙斌封面设计:孙斌-1 1-前言前言编者编写本书的初衷是以学生为中心,实用性优先,没有花里胡哨的冗杂编者编写本书的初衷是以学生为中心,实用性优先,没有花里胡哨的冗杂结论。本书筛选了结论。本书筛选了 2010-20182010-2018 年的各地高考圆锥曲线大题并适当归类讲解,删年的各地高考圆锥曲线大题并适当归类讲解,删去了思维跨度大,计算量极高的题,总计一百余题。考虑到高中生学习繁忙,去了思维跨度大,计算量极高的题,总计一百余题。考虑到高中生学习繁忙,编者尽可能的将本书压缩到了一百余页,并结合丰富的举例,偏向于去教学生编者尽可能的将本书
2、压缩到了一百余页,并结合丰富的举例,偏向于去教学生怎么思考,往哪个方向思考,怎么去分析思路,并予以启发。怎么思考,往哪个方向思考,怎么去分析思路,并予以启发。不建议基础知识不牢且计算功底弱的学生看这本书,否则效果适得其反。不建议基础知识不牢且计算功底弱的学生看这本书,否则效果适得其反。如果连一些基本算理都搞不清的话,则是开卷无益。如果连一些基本算理都搞不清的话,则是开卷无益。本书前半部分的讲解足以解决后半部分的习题,所以后半部分则以题目为本书前半部分的讲解足以解决后半部分的习题,所以后半部分则以题目为主,部分内容借鉴了网上公开的免费视频与免费文档,对其分享的思路表示非主,部分内容借鉴了网上公开
3、的免费视频与免费文档,对其分享的思路表示非常感谢!另外,编者对于圆锥曲线的第二第三定义及其衍生的结论并没有去细常感谢!另外,编者对于圆锥曲线的第二第三定义及其衍生的结论并没有去细致讲解,请同学们依据课本自行完善。致讲解,请同学们依据课本自行完善。由于本书是编者一人收集整理完成,如有疏漏与错误,还请包涵与指正。由于本书是编者一人收集整理完成,如有疏漏与错误,还请包涵与指正。-2 2-目录目录第一章第一章 题目信息转化为坐标表达题目信息转化为坐标表达/4/41.1 距离公式与弦长公式/51.2 题目核心条件转化为坐标/101.3 转化为坐标后,怎么处理/16第二章第二章 获得点的坐标解决问题获得点
4、的坐标解决问题/23/232.1 通过表示点的坐标解决问题/242.2 怎么获取点的坐标/262.3 设点与设直线结合起来/37第三章第三章 定点定值定点定值/41/413.1 什么样的直线过定点/423.2 怎么解决直线过定点/433.3 圆过定点与定值举例/48第四章优化计算第四章优化计算/50/504.1 反设直线/514.2 简化运算的技巧/53第五章第五章 面积与最值面积与最值/56/565.1 三角形的面积表达/575.2 求最值之变量化一/635.3 求最值之均值不等式/645.4 求最值之借助导数/68第六章第六章 切线切线/70/70-3 3-第七章第七章 轨迹方程轨迹方程/
5、77/77第八章第八章 借助几何分析解决问题借助几何分析解决问题/82/82第九章第九章 探索类问题探索类问题/98/98第十章第十章 对称问题对称问题/104/104第十一章第十一章 弦中点与点差法弦中点与点差法/109/109-4 4-第一章第一章 题目信息转化为坐标表达题目信息转化为坐标表达总思路:总思路:题目中核题目中核心信息心信息可使用韦可使用韦达定理的达定理的形式形式坐标表达坐标表达式式联立直线联立直线与曲线与曲线例:例:过定点求证且交于与直线抛物线AB,42OBOABAlxy).,(),(,2211yxByxAmkxyAB为:设直线OBOA 044212221yyyy02121y
6、yxx1621yy044422mykyxymkxy联立)0,4()4(4416421直线过代入到直线方程xkkkxykmkmyy首先说一说为什么有些题要使用韦达定理解决:首先说一说为什么有些题要使用韦达定理解决:0)(2)(1222222222222bmaxkmaxkabmkxybyax联立得拿椭圆来说:-5 5-22222221222221)(,2kabbmaxxkabkmaxx而韦达定理可以观察到:第一,可以看出韦达定理右侧的式子跟椭圆与直线中的mkba,22这些参数有关。而我们题目中往往会要求我们求这些参数或者参数的范围。第二,题目中核心条件往往可以转化为与2121,yyxx有关的坐标形
7、式。总之,韦达定理是一个桥梁,它连接了题干中的条件与方程中的参数。所以我们第一章的所有题的总思路,都是先把题目信息坐标化,然后联立直线与曲线,最后使用韦达定理。1.11.1 距离公式与弦长公式距离公式与弦长公式一,距离公式一,距离公式假设假设),(),(BBAAyxByxA,则,则BA,之间的距离:之间的距离:BAABBAABBABAyykxxkyyxxAB2222111)()(,1.1.距离公式源于两点间距离公式,任何时候都能用,不距离公式源于两点间距离公式,任何时候都能用,不是非得与曲线联立才能用,只要找横(纵)坐标和斜率是非得与曲线联立才能用,只要找横(纵)坐标和斜率共计三个量即可表示距
8、离。共计三个量即可表示距离。2.2.如果如果 A A 与与 B B 是曲线上的两个点,那么上述式子称之为是曲线上的两个点,那么上述式子称之为弦长公式。弦长公式。3.3.弦长公式是万用的弦长公式是万用的,只要是直线与曲线有两个交点只要是直线与曲线有两个交点 A,B.A,B.都可以用上述式子计算弦长。都可以用上述式子计算弦长。我们看下面两个例子:,21522两点与该椭圆相交于的直线且过点,斜率为的右焦点为例:椭圆BAlFFyxFBFA求息坐标化:解析:第一步:题目信),F(yxByx02),(),(A2211因为设-6 6-2211122xxxkFAFAFA所以2211222xxxkFBFBFB所
9、以4)(25225212121xxxxxxFBFA得与椭圆第二步:联立所得直线152222yxxy.2140,75211501540-2121212xxxxxx其中第三步:使用韦达定理4)(222121xxxxFBFA学会使用方法,答案略。的距离公式?使用关于的距离公式,我们能否于思考:解答使用的是关yxBFBABAFAAByyykFByyykFA211,21122答:2122yyyyFBFABA所以.0.,.,0:化,使得距离公式大幅简坐标为可以留心有没有纵这给我们的经验就是:保留去联立时只需要消得非常简洁距离公式的话,结果变的使用关于点的纵坐标是由于这里我们观察到yxyF的垂两点,与椭圆交
10、于的直线过右焦点江苏】知椭圆【ABBAlyx,F,12201522kABPCP,CABx,求已知于点和直平分线交2,2),1(),2,2(),(),(A21212211xkyAByyxxCAByxByx为设直线的中点为思路:设kkABPCPC1,所以因为22)1(122)1(112122122xxkxxkxxkPCCPPC-7 7-2122122111xxkxxkxxkABBA程了使用韦达定理代换的过与接下来的任务就是联立),1(1222xkyyx1k答案:对距离公式的理解:对距离公式的理解:不需要求解不需要求解 P P 点的纵坐标来算距离,只需要两个横坐标以点的纵坐标来算距离,只需要两个横坐
11、标以及斜率即可。及斜率即可。二二.抛物线中的弦长公式抛物线中的弦长公式两点,的直线与抛物线交于过焦点已知抛物线BAFppxy,),0(22,那么设),(),(2211yxByxA2 221pxBFpxAFpxxBFAFAB21两点,的直线与抛物线交于过焦点已知抛物线BAFppyx,),0(22,那么设),(),(2211yxByxApyyAB21同理:注意:注意:1.1.如果直线过焦点如果直线过焦点 F F,则不必使用弦长公式,而是使用,则不必使用弦长公式,而是使用更快捷的焦半径公式。更快捷的焦半径公式。2.2.不要盲目使用不要盲目使用,直线不过焦点的话直线不过焦点的话,我们还是得乖乖我们还是
12、得乖乖的使用万能的弦长公式。的使用万能的弦长公式。ABBAxylM,求其中直线的斜率为两点交于与抛物线作直线例:过1,4)0,2(2ABBAxylM求其中直线的斜率为两点交于与抛物线作直线例:过点,1,4)0,1(2.,)0,1(4:2两点交于的直线与曲线,已知过点例:已知曲线BACxyC.111BFAF求证:-8 8-)0(1:4:20152222221babxayCFyxC也是椭圆的焦点湖南文】已知抛物线【2121,62CBAClFCC两点,与相交于与的直线过点的公共弦长为与的一个焦点,.,同向与两点,且相交于BDACDC;)1(2的方程求C.,)2(的斜率求直线若lBDAC).(等量加等
13、量,和相等帮忙,即提示:代数不行几何来CDABBDAC462189)1(22kxy);(答案:建议记住的内容建议记住的内容(你会发现节约大量运算时间的你会发现节约大量运算时间的):两点交于与直线设椭圆BAmkxybyax,12222二次项系数二次项系数则)(41)(4122222222222222mbakkabmkabbakAB.2的系数与椭圆联立后二次项系数指的是直线x三三.圆的弦长公式。圆的弦长公式。理与勾股定理来求解:圆的弦长可借助垂径定-9 9-.,ECDABOABABOERO交于点与直径的弦,为圆其中的半径为如图,圆222,dRABdOE则.的距离公式时,需要使用点到直线计算dBAa
14、yxCyax,4)()1(02)2014(22相交于的圆与圆心为已知直线重庆_aABC为等边三角形,则实数两点,且所以圆心到直线的所以等边,且圆的半径为思路:结合图像:.2.2ABABC.3距离为12202),1(2aadyaxa的距离到直线又圆心15431222aaa,解得所以两点,交于与直线焦点为陕西文】椭圆【BAmxylFFyx21:),(13420142122.,435,21的方程求直线两点,且满足为直径的圆交于与以lCDABDCFF-1010-满足点的左右焦点分别为天津文】椭圆【),(.,)0(12011212222baPFFbabyax212FFPF;)1(求椭圆的离心率相交与圆两
15、点,若直线与椭圆相交于设直线16)3()1(,)2(2222yxPFBAPF.,85,求椭圆的方程两点,且于ABMNNM1.21.2 题目核心条件怎么转化为坐标题目核心条件怎么转化为坐标圆锥曲线题目中的条件往往与坐标无关,那么具体如何转化为坐标表达,圆锥曲线题目中的条件往往与坐标无关,那么具体如何转化为坐标表达,下面举出常见的案例(缺失部分自己请同学们自行查阅回顾下面举出常见的案例(缺失部分自己请同学们自行查阅回顾):的坐标表达式关于将下列问题换为为原点与某曲线相交,设已知直线21212211,),0,2(),(),(yyxxOMyxByxAAB怎么办?问:遇到OBOA.1答:002121yy
16、xxOBOA又答:怎么办?问:遇到MBMA.2答:怎么办?问:遇到MBAM2.3答:4.问:遇到怎么办?,MBMA 22222121)2()2(yxyx答:又答:三点共线,怎么办?问:MBA,.5-1111-222211xyxykkMBMA答:为锐角怎么办?问:遇到AMB.60MBMA答:共线,怎么办?与问:遇到MBOA.7答:BMAMABM2.8上,在直线问:答:01120112212ykyk(弦长公式)倍的面积的的面积等于2.9BOMAOM答:212 yy BMOAMO.1002202211xyxykkBMAM答:MAB的中垂线过点.1122222121)2()2(yxyxBMAM答:.1
17、000的方程等号成立代入直线,则的中点为又答:取ABMkkMABMMAB为直径的圆上在以点ABM.120MBMA答:为直径的圆内在以点ABM.130MBMA答:顶点为临边的平行四边形的是以OBOAM,.14答:TBTAyxByxAT三点共线,则),(),(),0,1(.15221121yy答:-1212-,cos,sin),(),(.1621212211xxAByyABAByxByxA,则的倾斜角为直线设ACACAIABABAIABCI的内心,则是若.1718.的垂心,则为若ABCH答:)3,3(),(),(),(.19321321332211yyyxxxABCyxCyxByxA的重心坐标则设
18、ONOQOQOMONQOQMyQxNM正切值相等轴上在点轴上在点,.20处的切线方程在),(2.21112yxApxypxpxyy11答:处的切线方程在),(2.22112yxApyx pypyxx11或答:求导数写切线方程AMBBCMBACMA求相切于点与圆相切于点与圆,.23也可尝试正切入手,半径答:,21MCsinAMBAMCAMCOAAMAMOAOMAOM中,.24BAMABMBMAMABsin,.25则中,设)(cos.26数量积与投影OBOBOAAOBOA可以看出:上述案例转化后的落脚点都是长度、垂直、平行、向量表示、三点可以看出:上述案例转化后的落脚点都是长度、垂直、平行、向量表
19、示、三点共线共线、直线方程直线方程。这是因为我们的长度有距离公式的坐标表达这是因为我们的长度有距离公式的坐标表达,像垂直像垂直、平行平行、向量都可转化为相应的坐标表达。对于角度的处理,我们往往借助三角函数,向量都可转化为相应的坐标表达。对于角度的处理,我们往往借助三角函数,可以把角度转化为长度表达可以把角度转化为长度表达.有时候还需要借助几何分析有时候还需要借助几何分析:如初中三角函数定义,如初中三角函数定义,-1313-相似三角形,圆的相关几何定理,平行四边形的性质等。相似三角形,圆的相关几何定理,平行四边形的性质等。轴正半轴的交点,若是椭圆于两点,于交椭圆例:已知直线yBNMyxl,805
20、422_的方程为焦点,则直线的重心恰好为椭圆的右lBMN交于与圆的直线且斜率为新课标文】已知过点【1)3()2(:)1,0(201522yxClkA.,两点NM的取值范围求k)1(MNOONOM为坐标原点,求其中若,12)2(是两点,圆于交的直线过点】已知抛物线全国【MBAClxyC,)0,2(,2:320172.为直径的圆以线段AB上;在圆证明:坐标原点MO)1(.),2,4()2(的方程与圆求直线过点设圆MlPM-1414-两点,判断点交椭圆于设直线福建理】已知椭圆【BAmyxyx,1,124201522.)0,49(为直径的圆的位置关系与以线段ABG)0(1201122222221bab
21、yaxCbbyxC:经过椭圆:物线江西文】如图,已知抛【.的两个焦点;)1(2的离心率求椭圆C121,),3()2(CQMNyCCNMbQ的重心在抛物线轴上的两个交点,若不在与为又设.21的方程和上,求CC可以使用韦达定理哟呵立后得到的二次方程也提示:抛物线与椭圆联-1515-焦点的顶点分别为陕西】如图,椭圆【,)0(1:201021212222BBAAbabyaxC.2,7,221122111121FBFBBABASSBAFF为的方程;求椭圆C)1(两点的直线,点,与椭圆相交于垂直相交于是与为过原点的直线设BAPnln,)2(成立,使得是否存在上述直线0.1OBOAlOP-1616-,)0,
22、1(,4:)2010(2AClKFxyC相交于与的直线过点的焦点为已知抛物线全国改.DxAB轴的对称点为关于两点,点上;在直线证明:点BDF)1(),(),(),(112211yxDyxByxAmkxyl则,的方程为思路:设直线11.,1122xyxykkDBFBDFFDFB即证三点共线即证明上在直线要证1.31.3 转化为坐标以后,怎么换算为可以使用韦达定理的形式转化为坐标以后,怎么换算为可以使用韦达定理的形式通过上一讲最后我们发现:题目信息如果能直接化为含有21212121,yyyyxxxx的,当然最好,直接联立代韦达定理即可。但如果转换结果为例如:的,怎么办?,2121221122212
23、13,222)1)(1(yyxxxyxyxxxx这一讲我们来解决这个问题:方向一:代换方向一:代换用直线方程代换掉式子中的21,yy再化简:mkxymkxy2211,用曲线代换掉式子中的21,yy再化简,如:22212122pxypxy我们看两个简单的例子:-1717-的方程求直线若设与抛物线交于直线例:抛物线ABkktyxAByxyxAABxyBMAM,81),1,2(M2:),(B),(,22112,)1)(1(212121212211做代换)(这里是直线提示:ABtytyyyxyxykkBMAM,16-,42处的切线斜率之积为处的切线与在抛物线在上有两个点例:BABAxy 三点共线求证:
24、MBAM,),1,0(),(),(2211yxByxA解析:反证法思路:设2222112211B4,4,11xyxyxyxykkMMA因为要证三点共线,先证14141421222121xxxxxx化简约去公因式得要证所以先证.,8,8A,84212由题意得证点的斜率为在点的斜率为在求导得对xBxxyxy很多证明题可以通过反证法入手!很多证明题可以通过反证法入手!总之总之,代换桥梁有两个代换桥梁有两个:要么用直线代换要么用直线代换,要么要么用曲线代换用曲线代换。甚至是椭圆也可以参与代换甚至是椭圆也可以参与代换,比如比如:),(),(,21,14221122yxByxAkxyyx直线与椭圆交点为直
25、线为例:椭圆.)1,0(),1,0(的取值范围,求设MANBkkNM.)1()1(1221的取值范围,解析:即求yyxx接使用韦达定理么?,代换完之后,方便直代换掉请读者动手实践用直线21,yy,),1(1式凑得该式子椭圆中可以用平方差公,这时观察到有我们尝试用椭圆来代换y-1818-那么就有代换的可能性。尝试如下:)1)(1(44414112121212121yyxyxyx可以使用韦达定理即会发现原式去代换掉21211)1)(1(4),1(xxyyy方向二:凑配方向二:凑配21221221214)()(xxxxxxxx答:怎么办?例:遇到例:怎么办?遇到2221xx答:怎么办?例:遇到21x
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