解析幾何綜合題是高考命題的重點內容之一,此類試題往往以解析幾何知識為載體,綜合函數、不等式、三角、數列等內容,涉及到的知識點較多,對解題能力的考查層次要求較高??忌诮獯饡r,普遍感到困難,常常是無從下手或半途而廢。本文針對學生現狀,傳授五招必殺技,旨在幫助考生跳過解析幾何綜合題的門檻。
第一招:細心審題,多方轉化。
解析幾何綜合題一般條件較多,牽涉到的知識面廣,考生初讀題目,常感希望渺茫,找不到出路。考生需要練的第一招便是在“審”字上下功夫,這是解題的關鍵。在審題理解題意時,要先將題設中的主要條件特別是一些隱含條件挖掘出來,然后根據題目目標及不同用途再轉化成相應代數形式,這樣在解題時就不會“無從下手”,思路較易形成。
例1.如圖1,過橢圓C:+=1上一點P向圓O:x+y=4引兩條切線PA、PB,A、B為切點,若·=0,求點P的坐標.
解析:本題主要條件有:(1)點P在橢圓C上;(2)PA、PB是圓O切線;(3)·=0.設P(x,y),則由(1)可列出第一個方程+=1①.對條件(2)進一步挖掘,可發現PA⊥OA,PB⊥OB,PA=PB.再由條件(3)知PA⊥PB,則可發現四邊形OAPB是正方形,因此,|OP|=2,可列出第二個方程x+y=4②.聯立方程①②解得x=±2,故P點的坐標為(±2,0).
第二招:韋達定理,平中見奇。
當直線與圓錐曲線相交于兩點時,對由其方程組成方程組實施消元,產生一個標準的關于一個變量的一元二次方程,由韋達定理寫出相應關系式,通過其它條件或所求尋找關系進行等量代換,如此平凡的處理中常常能直奔主題,事半功倍。
例2.已知點M(-2,0),N(2,0),動點P滿足條件|PM|-|PN|=2,記動點P的軌跡為W.
?。á瘢┣骔的方程.
?。á颍┤鬉、B是W上的不同兩點,O是坐標原點,求、的最小值.
解析:(Ⅰ)易求得W的方程為-=1,x≥.
(Ⅱ)設A,B的坐標分別為(x,y),(x,y),
當AB⊥x軸時,x=x,從而y=-y,從而·=xx+yy=x-y=2.
當AB與x軸不垂直時,設直線AB的方程為y=kx+m,與W的方程聯立,消去y得:
(1-k)x-2kmx-m-2=0
故x+x=,xx=.
所以·=xx+yy=xx+(kx+m)(kx+m)
=(1+k)xx+km(x+x)+m
=++m
==2+
又因為xx>0,所以k-1>0,從而·>2.
綜上,當AB⊥x軸時,·取得最小值2.
第三招:設而不求,重在消參。
設而不求的思想在解析幾何綜合題的解答中應用最為廣泛,幾乎每題必用,通過引進參數使原問題的結構形式和解題目標發生變化,有利于從新的角度分析和認識問題,其基本動作要領為“巧選參,活用參,重消參”。選參數時必須充分考慮制約動點的各種因素,因為參數不同導致解題時的繁簡程度也不盡相同,消參時要注意參數范圍對取值的影響,以確保問題的等價性。
例3.如圖2,設拋物線C:y=x的焦點為F,動點P在直線l:x-y-2=0上運動,過P作拋物線C的兩條切線PA、PB,且與拋物線C分別相切于A、B兩點,求△ABP的重心G的軌跡方程.
解析:題目中動點較多,關系復雜,應以引起動點運動變化的變化規律為切入點,以主動點為目標,將從動點的坐標進行整體轉移或變換消參,可借所設點參而現軌跡原形。
設切點A、B的坐標分別為A(x,x),B(x,x),(x≠x),
則切線AP的方程為:2xx-y-x=0,
切線PB的方程為:2xx-y-x=0,
解得P點的坐標為x=y=xx,故△ABP的重心G的坐標為x==x,
y====,得y=-3y+4x,
又點P在直線l上運動,故重心G的軌跡方程為x-(-3y+4x)-2=0即y=(4x-x+2).
第四招:借助平幾,峰回路轉。
解析幾何和平面幾何研究的對象都是幾何問題,區別在于研究的手段不同,所以有些解析幾何問題借助平面幾何知識(如中位線定理、角分線定理、垂徑定理、勾股定理等)往往能迅速找到解題的突破口,起到事半功倍的效果。
例4.已知圓C:(x-3)+(y-4)=4,直線l過點A(1,0),且與圓相交于P、Q兩點,線段PQ的中點為M,又l與l:x+2y+2=0的交點為N.求證:AM·AN為定值.
證明:由兩點式得AC所在直線方程:=,即2x-y-2=0.
又l方程為x+2y+2=0,故AC⊥l.
如圖3,設垂足為B,再由M為弦PQ中點知CM⊥PQ,
故△AMC∽△ABN,有=,
則AM·AN=AB·AC=·=·2=6
故AM·AN為定值.
第五招:通覽全局,局部突破。
例5.橢圓的中心是原點O,它的短軸長為2,相應于焦點F(c,0)(c>0)的準線l與x軸相交于點A,|OF|=2|FA|,過點A的直線與橢圓相交于P、Q兩點.
(1)求橢圓的方程及離心率.
(2)設=λ(λ>1),過點P且平行于準線l的直線與橢圓相交于另一點M,證明=-λ.
解析:(1)易解得橢圓的方程為+=1,離心率e=.
(2)由(1)可得A(3,0),設P(x,y),Q(x,y),則=(x-3,y),=(x-3,y),由=λ得x-3=λ(x-3)①,y=λy②,
又P、Q在橢圓上,有+=1③,+=1④.
注意λ>1,由①②③④解得x=,因F(2,0),M(x,-y),
故=(x-2,-y)=(λ(x-3)+1,-y)=(,-y)=-λ(,y),
而=(x-2,y)=(,y),所以=-λ.