本
章
整
合
专题一
专题二
专题三
专题一
轨迹问题
求轨迹方程是解析几何中的重点内容,也是难点之一
.
在高考试题中,往往处在综合题目的第一步,是解答其他步骤的基础,对整个题目的正确解决往往起到举足轻重的作用
.
由于求轨迹方程时所给的条件多种多样,所以求轨迹方程的方法是灵活的,常用的方法如下:
1
.
直接法
当动点直接与已知条件发生联系时,在设曲线上动点的坐标为(
x
,
y
)后,可根据题设条件将自然语言运用基本公式(如两点间距离公式、点到直线距离公式、斜率公式、面积公式等)变换成表示动点坐标
x
,
y
间的关系式(等式)的数学语言,从而得到轨迹方程
.
这种求轨迹方程的方法称为直接法
.
直接法求轨迹方程经常要联系平面图形的性质
.
专题一
专题二
专题三
2
.
定义法
若动点的轨迹的条件符合某种已知曲线的定义,如椭圆、双曲线、抛物线的定义等,则可先设出其标准方程,然后用待定系数法求解,这种求轨迹方程的方法叫定义法
.
利用定义法求轨迹方程时要善于分析元素的几何特征,并与常见曲线的定义相联系
.
3
.
代入法
若轨迹上的点
P
(
x
,
y
)依赖于另一动点
Q
(
x'
,
y'
),而点
Q
(
x'
,
y'
)又在某已知曲线上,则可列出关于
x
,
y
,
x'
,
y'
的方程组,利用
x
,
y
表示出
x'
,
y'
,把
x'
,
y'
代入已知曲线的方程便得到动点
P
的轨迹方程,此法称为代入法,也叫转移法或相关点法
.
4
.
代换法
求弦中点的轨迹方程,常常运用“设而不求”的技巧,通过中点坐标及斜率的代换,达到求出轨迹方程的目的,这种求轨迹方程的方法叫代换法,也有人称之为“点差法”或“设而不求法”
.
专题一
专题二
专题三
应用
1
已知
A
(0,7),
B
(0,
-
7),
C
(12,2),
以
C
为一个焦点作过
A
,
B
的椭圆
,
求椭圆的另一个焦点
F
的轨迹方程
.
提示
:
先根据椭圆的定义
,
列出关系式
,
再将其坐标化即可
.
解
:
∵
|AC|=
13,
|BC|=
15,
|AB|=
14,
又
|AF|+|AC|=|BF|+|BC|
,
∴
|AF|-|BF|=|BC|-|AC|=
2,
故点
F
的轨迹是以
A
,
B
为焦点
,
实轴长为
2
的双曲线的一支
.
又
c=
7,
a=
1,
b
2
=
48,
专题一
专题二
专题三
应用
2
已知两圆
C
1
:(
x-
4)
2
+y
2
=
169,
C
2
:(
x+
4)
2
+y
2
=
9,
动圆在圆
C
1
内部且和圆
C
1
内切
,
和圆
C
2
外切
,
求动圆圆心的轨迹方程
.
提示
:
先利用两圆内切和外切求得圆心距
,
再利用椭圆的定义求解
.
解
:
设动圆圆心为
P
(
x
,
y
),
半径为
r
,
连接
PC
1
,
PC
2
(
如图
)
.
则
|PC
1
|=
13
-r
,
|PC
2
|=
3
+r
,
所以
|PC
1
|+|PC
2
|=
16
.
由椭圆的定义知
:
点
P
的轨迹是以点
C
1
,
C
2
为焦点的椭圆
,
其中
2
c=
8,2
a=
16,
所以
b
2
=a
2
-c
2
=
48,
专题一
专题二
专题三
应用
3
过双曲线
x
2
-y
2
=
1
上一点
Q
引直线
x+y=
2
的垂线
,
垂足为
N.
求线段
QN
的中点
P
的轨迹方程
.
提示
:
先找到点
P
和点
Q
坐标之间的关系
,
再利用点
Q
坐标满足双曲线方程
,
间接求得点
P
的轨迹方程
.
解
:
设动点
P
的坐标为
(
x
,
y
),
点
Q
的坐标为
(
x
1
,
y
1
),
则点
N
的坐标为
(2
x-x
1
,2
y-y
1
)
.
因为点
N
在直线
x+y=
2
上
,
所以
2
x-x
1
+
2
y-y
1
=
2
.
①
专题一
专题二
专题三
专题二
圆锥曲线的应用问题
椭圆、双曲线和抛物线是三种重要的二次曲线,灵活地运用圆锥曲线的定义和性质,可提高解题效率
.
专题一
专题二
专题三
解析:
如图所示
,
延长垂线
F
1
Q
交
F
2
P
的延长线于点
A
,
则
△
APF
1
是等腰三角形
,
∴
|PF
1
|=|AP|
,
从而
|AF
2
|=|AP|+|PF
2
|=|PF
1
|+|PF
2
|=
2
a.
∵
点
O
是线段
F
1
F
2
的中点
,
点
Q
是线段
AF
1
的中点
,
又当点
P
为椭圆的左、右顶点时也满足题意
,
∴
点
Q
的轨迹是以原点
O
为圆心
,
半径为
a
的圆
.
答案
:
A
专题一
专题二
专题三
专题三
与圆锥曲线有关的最值问题
与圆锥曲线有关的最值问题,大都是些综合性问题,解法灵活,技巧性强,涉及代数、三角、几何诸方面的知识,现把这类问题的求解策略与方法介绍如下:
(1)平面几何法
.
平面几何法求最值问题,主要是运用圆锥曲线的定义和平面几何知识求解
.
(2)目标函数法
.
建立目标函数解与圆锥曲线有关的最值问题,是常规方法,其关键是选取适当的变量建立目标函数
.
(3)判别式法
.
专题一
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专题三
(4)
圆锥曲线定义的应用
.
①
通常运用圆锥曲线的定义求解的题目如下
:a.
求轨迹问题
;b.
求曲线上某些特殊的点的坐标
;c.
求过焦点的弦长、焦半径
.
②
要注意不断总结和积累应用圆锥曲线的定义解题的经验
,
以提高灵活运用定义解题的能力
.
专题一
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专题三
应用
1
已知点
A
(4,
-
2),
F
为抛物线
y
2
=
8
x
的焦点
,
点
M
在抛物线上移动
,
当
|MA|+|MF|
取最小值时
,
点
M
的坐标为
(
)
专题一
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提示
:
△
ABF
1
的面积是由直线
AB
的斜率
k
确定的
,
因此可构建以
k
为自变量的目标函数
,
用代数的方法求函数的最大值
.
解
:
由题意
,
知
|F
1
F
2
|=
2
.
经分析
,
当直线
AB
的斜率不存在时
,
不满足题意
.
故设直线
AB
的方程为
y=kx+
1,
代入椭圆的方程
2
x
2
+y
2
=
2,
得
(
k
2
+
2)
x
2
+
2
kx-
1
=
0,
专题一
专题二
专题三
专题一
专题二
专题三
应用
3
设椭圆中心在坐标原点
,
A
(2,0),
B
(0,1)
是它的两个顶点
,
直线
y=kx
(
k>
0)
与直线
AB
相交于点
D
,
与椭圆相交于
E
,
F
两点
.
(2)
求四边形
AEBF
面积的最大值
.
提示
:
将四边形
AEBF
的面积视为
△
AEB
与
△
AFB
(
或
△
BEF
与
△
AEF
)
面积的和
,
求得目标函数
,
应用均值不等式可求最值
.
专题一
专题二
专题三
专题一
专题二
专题三
专题一
专题二
专题三
专题一
专题二
专题三
1
2
3
4
5
6
1.(
陕西高考
)
设抛物线的顶点在原点
,
准线方程为
x=-
2,
则抛物线的方程是
(
)
A.
y
2
=-
8
x
B.
y
2
=
8
x
C.
y
2
=-
4
x
D.
y
2
=
4
x
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
5.(
陕西高考
)下图是抛物线形拱桥,当水面在
l
时,拱顶离水面2 m,水面宽4 m
.
水位下降1 m后,水面宽
m
.
1
2
3
4
5
6