新课标高考以平面几何为依托的四类解析几何题赏析
以平面几何为依托的解析几何综合题在新课标高考中频频出现,这类综合题题意新颖、构思精巧,极富思考性和挑战性,充分体现了变知识立意为能力立意,在知识的网络交汇点设计试题的新课标高考命题的指导思想,具有较好的区分度和选拔功能。下面笔者精选四道2009年高考试题予以分类解析,旨在探索题型规律,掌握解题方法。
一、以直线为依托的解几综合题
解:(I)设
,直线
,由坐标原点
到
的距离为
,
则
,解得
,又
。
(II)由(I)知椭圆的方程为
。设
、
,
由题意知
的斜率为一定不为0,故不妨设
代入椭圆的方程中整理得
,显然
。
由韦达定理有:
........①
.假设存在点P,使
成立,则其充要条件为:
点
,点P在椭圆上,即
。
整理得
。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
又
在椭圆上,即
。
故
................................②
将
及①代入②解得
,
=
,即
.
当
;
当
.
评析:直线与圆锥曲线的位置关系,高考中常以压轴题形式出现,重点考查推理论证及运算能力,常用“设而不求法”将向量条件转化为坐标表示,再利用一元二次方程根与系数的关系解决。
二、以三角形为依托的解几综合题
例2、(09年,湖北理20题)过抛物线
的对称轴上一点
的直线与抛物线相交 于M、N两点,自M、N向直线
作垂线,垂足分别为
、
。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅰ)当
时,求证:
⊥
;
(Ⅱ)记
、
、
的面积分别为
、
、
,是否存在
,使得对任意的
,都有
成立。若存在,求出
的值;若不存在,说明理由。
解:依题意,可设直线MN的方程为
,则有
由
消去x可得
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
从而有
①
于是
②
又由
,
可得
③
(1)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅱ)存在
,使得对任意的
,都有
成立,证明如下:
记直线
与x轴的交点为
,则
。于是有
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
将①、②、③代入上式化简可得
=
。
上式恒成立,即对任意
成立w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
评析:本题主要考查抛物线的定义和几何性质等平面解析几何的基础知识,考查综合运用数学知识进行推理运算的能力。有关三角形与圆锥曲线的结合,要注重三角形相关性质及面积公式的运用。
三、以四边形为依托的解几综合题
例3、(09年,湖南文20题) 已知椭圆C的中心在原点,焦点在
轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的四边形是一个面积为8的正方形(记为Q)
(1)求椭圆C的方程:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
![]()
(2)设点P是椭圆C的左准线与
轴的交点,过点P的直线L与椭圆C相交于M、N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线L的斜率的取值范围。
解: (1) 依题意,设椭圆C的方程为
焦距为
,由题设条件知,
所以
故椭圆C的方程式为
。
(2)椭圆C的左准线方程为
所以点P的坐标
,显然直线
的斜率
存在,所以直线
的方程为
。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
![]()
如图,设点M、N的坐标分别为
线段MN的中点为G
,
……①
由
解得
……②
因为
是方程①的两根,所以
,于是
=
,
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
![]()
因为
0,所以点G不可能在
轴的右边,又直线
、
方程分
别为
所以点
在正方形
内(包括边界)的充要条件为
即
亦即
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
![]()
解得
,此时②也成立
故直线
斜率的取值范围是
。
评析:本题主要考查椭圆的几何性质,第(2)问关键在于寻找线段MN中点在正方形内的充要条件,转化为直线与椭圆的位置关系,应用一元二次方程根与系数的关系来求解。
四、以圆形为依托的解几综合题
例4、(09年,江西文22题)如图,已知圆
是椭圆
的内接△
的内切圆,其中
为椭圆的左顶点。
(1)求圆
的半径
;
(2)过点
作圆
的两条切线交椭圆于
两点,
证明:直线
与圆
相切.
解: (1)设
,过圆心
作
于
,
交长轴于
,由
得
,
即
(1)
而点
在椭圆上,
(2)
由(1)、 (2)式得
,解得
或
(舍去)
(2) 设过点
与圆
相切的直线方程为:
(3)
则
,即
(4)
解得
,
将(3)代入
得
,则异于零的解为
,
设
,
,则
,
则直线
的斜率为:
,
于是直线
的方程为:
,
即
,则圆心
到直线
的距离
,故结论成立。
评析:本题主要考查利用解析几何知识求解与圆有关综合问题的能力。圆切线性质的应用与圆切线的证明是解决本题的关键。证明直线与圆相切既可用几何法也可用代数法。
此文发表在《考试·高考数学》2010年7-8月刊