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解析几何是高中数学的重要内容,包括直线和圆,
圆锥曲线两部分.直线和圆常以小题的形式出现,单独
命制为解答题较少,只有极个别的省市高考中出现过,
而圆锥曲线是解析几何的核心内容,每年在全国及各
省市的高考中均有出现,是考查解析几何知识的主要
载体,也是一个必考点.本文对解析几何的相关知识点
及相互的联系、高考命题规律作重点的讲解与分析.
一、透析直线与圆的方程
直线的方程主要有五种形式,应用时要注意各自
的适用条件;圆的方程主要分为标准式与一般式两种,
解题时要根据题设中的具体条件选用圆的方程,这部
分知识除客观题外,还贯穿于解答题中,特别是直线方
程及其相关知识,如两条直线相交、平行、垂直的条件等.
二、透析直线与圆的位置关系
直线与圆有相离、相切、相交三种位置关系,在高
考选择题、填空题和解答题中都有可能涉及.由于圆的
特殊性,处理直线与圆的位置关系、弦长、弦的中点及
轨迹等问题时,一般不使用判别式和韦达定理,只需使
用点到直线的距离公式建立方程或不等式即可解决,且
运算量小、过程简捷.
三、透析曲线与方程的关系
根据曲线与方程的关系,在求曲线(或点的轨迹)
方程时要注意以下两点:(1)曲线上的所有点都符合条
件而毫无例外,它刻画了轨迹的纯粹性;(2)适合条件
的点都在曲线上而毫无遗漏,它刻画了轨迹的完整性.
这两种关系必须同时满足,缺一不可.因此,在求曲线
(或点的轨迹)方程时,所求出的方程和题设条件中所
描述的曲线(或图形)是否等价,需从两个方面着手:
(1)验证曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)验
证以这个方程的解为坐标的点都在曲线上.在求轨迹
方程时,如果忽略隐蔽条件或在方程化简过程中不等
价,所求的方程就会出现多点与少点的情况,因此解这
类题目时,一定要认真分析题意,做到等价变形.
四、透析圆锥曲线的几何性质
圆锥曲线的几何性质是圆锥曲线内在的、固有的
性质,不因为位置的改变而改变,高考主要考查方程中
变量的范围
!
焦点、顶点
!
离心率、准线、渐近线等.在
解答过程中常常利用圆锥曲线的几何性质建立关系求
圆锥曲线的离心率
!
最值
!
参数范围等.
五、透析直线与圆锥曲线的位置关系
对直线与圆锥曲线位置关系的考查主要有两种题
型:一是判断已知直线与已知曲线的位置关系;二是根
据直线与圆锥曲线的某种位置关系,考查直线与曲线
相交的弦长、中点、最值、定值、点的轨迹、参数问题及
相关的不等式与等式的证明等.在解答此类问题时,要
注意函数与方程、分类与整合、化归与转化、数形结合
四大数学思想的应用,同时注意待定系数法、不等式
法、构造法、换元法等数学方法与技巧的运用.
六、透析解答解析几何问题的常见方法与技巧
1.回归定义:凡涉及到圆锥曲线焦点、准线、离心
率的有关问题,可借助圆锥曲线的定义来转化.
2.数形结合:解析几何以数量关系研究几何形状,
在解析几何中所涉及的曲线具有“数”与“形”的双重
性,离开具体的图形解题无疑是纸上谈兵,数形结合是
解析几何的基本思想方法.借助直观图形能使直线与
圆锥曲线的位置关系直观显现,迅速获得解答.
3.利用向量:向量与平面解析几何都具有数与形
相结合的特性,向量具有多种工具作用,在平面解析几
何中有关长度、角度的计算及有关平行(三点共线)、垂
直等位置关系问题可以利用向量知识解决,向量可以
使许多解析几何问题的解决得到简化.
4.平面几何的渗透:解析几何的题型多,涉及的知
识面宽,变量多,综合性强,解答多以字母运算为主,量
大且繁琐.若能充分挖掘题设中所给的几何性质,巧妙
地运用平面几何的知识,则可避免冗长的推导和运算,
大大降低难度,使解题过程简捷明了.
5.设而不求:用解析法处理几何问题,设点的坐标
最为常见,但求点的坐标并不多见.根据点在曲线上,
坐标是方程解的代数特征,灵活运用方程理论,是设而
不求的实质.如果涉及到曲线交点的问题,可不求出交
点的坐标,而是转化为利用韦达定理或“点差法”的形
式,可快速作出正确的解答.
6.引入参数:引入适当参数,对于深入研究直线与
圆锥曲线的关系非常重要.选择适当的参数,如点参
数、角参数、直线斜率、截距等,配之以相应的代数变
形,往往可简化运算,达到事半功倍的效果.
7.应用根与系数的关系:如果直线与二次曲线相
交,由直线方程Ax+By+C=0和二次曲线方程f(x,y)
=0联立消去x或y得到关于y或x的一个一元二次方
程ax2+bx+c=0或ay2+by+c=0,则直线与曲线
的两个交点(x1,y1),(x2,y2)的横坐标x1,x2或纵坐标
y1,y2恰好分别是上述两个方程的根.因此,与一元二
次方程紧密联系的根与系数的关系在解决直线与曲线
的位置关系中有着重要作用.
题型一、直线、圆的方程
例1(2019北京)