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2021年高考“圓錐曲線與方程”專題解題分析

2021-03-23 10:40:38孫紅波周遠(yuǎn)方裴偉

孫紅波 周遠(yuǎn)方 裴偉

摘? 要:2021年高考數(shù)學(xué)試卷中有關(guān)圓錐曲線與方程的試題,聚焦圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)等考查重點(diǎn),強(qiáng)化“四基”、考查“四能”,突出主干知識(shí),重視解析幾何的本質(zhì),全面考查解析幾何的基本思想和方法,有效甄別學(xué)生的運(yùn)算求解能力和幾何直觀素養(yǎng). 通過(guò)對(duì)典型試題的解法分析,總結(jié)試題的解題規(guī)律,領(lǐng)悟數(shù)形結(jié)合思想方法的靈活運(yùn)用,為今后的高考復(fù)習(xí)備考提出針對(duì)性和有效性建議.

關(guān)鍵詞:圓錐曲線與方程;幾何性質(zhì);解題分析;復(fù)習(xí)建議

圓錐曲線與方程是解析幾何的重要組成部分,是解析幾何核心內(nèi)容的體現(xiàn),一直是高考考查的重點(diǎn)與熱點(diǎn). 綜觀2021年高考數(shù)學(xué)10份試卷,關(guān)于圓錐曲線與方程的試題難度適中,考查內(nèi)容全面,圓錐曲線的核心知識(shí)考點(diǎn)全覆蓋,同時(shí)兼顧與其他知識(shí)的綜合. 試題平凡但不平淡,簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)本質(zhì),突出通性、通法,考查解析幾何基本思想與基本方法,重視對(duì)學(xué)生邏輯推理、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算等核心素養(yǎng)的考查,考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,充分發(fā)揮了對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的導(dǎo)向作用.

一、典例剖析

1. 根植教材,考查圓錐曲線的基本概念與標(biāo)準(zhǔn)方程

圓錐曲線的基本概念包括圓錐曲線的定義、軸長(zhǎng)、焦距、焦點(diǎn)坐標(biāo)、頂點(diǎn)坐標(biāo)、準(zhǔn)線方程. 這類試題一般出現(xiàn)在客觀題或解答題的第(1)小題,考查學(xué)生對(duì)圓錐曲線概念的理解,屬于容易題或中檔題的范疇.

(1)圓錐曲線的定義.

例1 (北京卷·12)已知拋物線[y2=4x]的焦點(diǎn)為[F,] 點(diǎn)[M]在拋物線上,[MN]垂直[x]軸于點(diǎn)[N]. 若[MF=6,] 則點(diǎn)[M]的橫坐標(biāo)為? ? ? ?;[△MNF]的面積為? ? ?.

解:根據(jù)拋物線定義及[FM=6,] 可知點(diǎn)[M]到拋物線準(zhǔn)線的距離為6.

因?yàn)閽佄锞€的準(zhǔn)線方程為[x=-1,]

所以[xM+1=6.]

解得[xM=5,] 即點(diǎn)[M]的橫坐標(biāo)為[5].

于是[yM2=20,]

則[yM=25.]

所以點(diǎn)[M]到[x]軸的距離為[25.]

因?yàn)閇△MNF]的底為[5-1=4,]

所以[△MNF]的面積為[12×25×4=45.]

【評(píng)析】此題主要考查拋物線的定義及準(zhǔn)線方程,屬于容易題,解題的關(guān)鍵在于將拋物線的焦半徑轉(zhuǎn)化為點(diǎn)的坐標(biāo)的關(guān)系. 在求解[△MNF]的面積時(shí),需要將“點(diǎn)在曲線上”代數(shù)化.

例2 (全國(guó)新高考Ⅰ卷·5)已知[F1,F(xiàn)2]是橢圓[C:][x29+y24=1]的兩個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)[M]在[C]上,則[MF1MF2]的最大值為(? ? ).

(A)13 (B)12 (C)9 (D)6

解:根據(jù)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,可知橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為[2a=6.]

結(jié)合橢圓的第一定義,可知[MF1+MF2=6.]

由均值不等式,得

[MF1MF2≤MF1+MF222=9,]

當(dāng)且僅當(dāng)[MF1=MF2=3]時(shí),等號(hào)成立.

故答案選C.

【評(píng)析】此題涉及橢圓中的基本量及均值不等式,解題的關(guān)鍵在于能根據(jù)“積”聯(lián)想到“和為定值”,進(jìn)而利用橢圓的第一定義得出答案,屬于容易題.

(2)圓錐曲線的基本量.

例3 (全國(guó)新高考Ⅱ卷?3)若拋物線[y2=2px p>0]的焦點(diǎn)到直線[y=x+1]的距離為[2,] 則[p]的值為(? ? ).

(A)[1]? ?(B)[2]? ?(C)[22]? ?(D)[4]

解:拋物線[y2=2px p>0]焦點(diǎn)為[p2,0,]

則[p2,0]到[x-y+1=0]的距離[d=p2+12=2.]

解得[p=2.]

故答案選B.

【評(píng)析】此題主要考查拋物線中基本量[p]的求解,只要準(zhǔn)確寫出焦點(diǎn)坐標(biāo),以及點(diǎn)到直線的距離公式,就可以得出正確答案.

例4 (全國(guó)乙卷·理13)已知雙曲線[C: x2m-][y2=1 m>0]的一條漸近線為[3x+my=0,] 則C的焦距為? ? ? ?.

解:由漸近線方程[3x+my=0,] 化簡(jiǎn)得[y=-3mx,]

即[ba=3m,] 則[b2a2=3m2.]

因?yàn)樵陔p曲線中[a2=m,b2=1,]

所以[3m2=1m.]

解得[m=3].

所以[c2=a2+b2=3+1=4.]

解得[c=2.]

所以焦距[2c=4.]

故答案為4.

【評(píng)析】此題為容易題,考查由漸近線求解雙曲線的基本量——焦距,正確計(jì)算并聯(lián)立關(guān)系式求解是關(guān)鍵.

(3)圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.

例5 (北京卷·5)雙曲線[x2a2-y2b2=1]的離心率為2,且過(guò)點(diǎn)[2, 3,] 則雙曲線的方程為(? ? ).

(A)[2x2-y2=1] (B)[x2-y23=1]

(C)[5x2-3y2=1] (D) [x22-y26=1]

解:因?yàn)殡p曲線離心率[e=ca=2,]

所以[c=2a,b=3a.]

將點(diǎn)[2, 3]代入雙曲線方程,得

[2a2-33a2=1a2=1.]

故[a2=1,b2=3.]

所以雙曲線方程為[x2-y23=1].

故答案選B.

【評(píng)析】此題主要考查利用待定系數(shù)法求曲線方程,只需要找到[a,b,c]三者之間的關(guān)系,將幾何條件“點(diǎn)在曲線上”代數(shù)化即可.

2. 強(qiáng)化基礎(chǔ),考查圓錐曲線的幾何性質(zhì)

對(duì)圓錐曲線幾何性質(zhì)的考查,一般出現(xiàn)在客觀題中,屬于中檔題. 在解題過(guò)程中,如果善于發(fā)現(xiàn)其中的隱含條件,將會(huì)極大地簡(jiǎn)化運(yùn)算,收到事半功倍的效果,其中常常會(huì)用到數(shù)形結(jié)合的思想.

(1)對(duì)稱性問(wèn)題.

橢圓、雙曲線、拋物線都是軸對(duì)稱圖形,橢圓、雙曲線還是中心對(duì)稱圖形,如果能結(jié)合圖形和題中的幾何關(guān)系,發(fā)現(xiàn)其蘊(yùn)含的對(duì)稱關(guān)系,將會(huì)極大地簡(jiǎn)化運(yùn)算.

例6 (全國(guó)甲卷·文16 / 理15)已知[F1,F(xiàn)2]為橢圓[C: x216+y24=1]的兩個(gè)焦點(diǎn),P,Q為C上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),且[PQ=F1F2,] 則四邊形[PF1QF2]的面積為? ? ? ? ?.

解:因?yàn)閇P,Q]為[C]上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),且[PQ=F1F2,]

所以四邊形[PF1QF2]為矩形.

由橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,得

橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)為[8, F1F2=43.]

設(shè)[PF1=m, PF2=n,]

根據(jù)橢圓定義,知[m+n=8.]

由勾股定理,得[m2+n2=F1F22=48.]

所以[64=m+n2=48+2mn.]

解得[mn=8.]

故四邊形[PF1QF2]的面積等于[8].

故答案為[8].

【評(píng)析】此題主要考查橢圓焦點(diǎn)三角形的性質(zhì),通過(guò)圖形的對(duì)稱性發(fā)現(xiàn)四邊形[PF1QF2]為矩形是解題的關(guān)鍵,進(jìn)而將四邊形問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直角三角形問(wèn)題.

(2)離心率問(wèn)題.

離心率是圓錐曲線的一個(gè)重要特性,是刻畫圓錐曲線形態(tài)特征的重要幾何量,它揭示了基本量[a,b,c]三者之間的關(guān)系,是高考客觀題的考查重點(diǎn). 求解離心率的方法一般有兩種:一是直接借助圖形特征求出[a,c,] 進(jìn)而解出離心率[e];二是構(gòu)造關(guān)于[a,c]的齊次式,進(jìn)而求出離心率[e.]

例7 (浙江卷·16)已知橢圓[x2a2+y2b2=1 a>b>0,]焦點(diǎn)[F1-c,0,F(xiàn)2c,0 c>0.] 若過(guò)點(diǎn)[F1]的直線和圓[x-12c2+y2=c2]相切,與橢圓在第一象限交于點(diǎn)P,且[PF2⊥Ox,] 則該直線的斜率是? ? ? ?,橢圓的離心率是? ? ? ?.

解:如圖1,不妨假設(shè)[c=2],設(shè)切點(diǎn)為[B],

則[sin∠PF1F2=sin∠BF1A=ABF1A=23,]

[tan∠PF1F2=232-22=255.]

所以[k=255.]

由[k=PF2F1F2, F1F2=2c=4,] 得

[PF1=1255, PF2=855.]

所以[2a=PF1+PF2=45,]

即[a=25.]

所以[e=ca=225=55.]

故答案為[255; 55.]

【評(píng)析】此題主要考查離心率的求解,由于題中[c]的值已知,只需要求出[a]的值即可,借助直角三角形中的三角函數(shù),以及橢圓的定義可以快速求解.

例8 (全國(guó)乙卷·理11)設(shè)[B]是橢圓[C: x2a2+][y2b2=1 a>b>0]的上頂點(diǎn),若[C]上的任意一點(diǎn)[P]都滿足[PB≤2b,] 則[C]的離心率的取值范圍是(? ? ).

(A)[22,1] (B)[12,1]

(C)[0, 22] (D)[0, 12]

解:設(shè)[Px,y,]

則[PB2=x2+y-b2][=-c2b2y2-2by+a2+b2.]

記[fy=-c2b2y2-2by+a2+b2,y∈-b,b,]

則對(duì)稱軸[y=-b3c2.]

當(dāng)[-b3c2≤-b,] 即[0

[fymax=f-b=-c2+a2+3b2=4b2,] 符合題意.

當(dāng)[-b3c2>-b,] 即[22

[b2

因?yàn)閇b4c2+a2+b2-4b2=b4-2b2c2+c4c2>0,]

所以函數(shù)[fy]的最大值大于[4b2,] 不符合題意.

所以[e∈0, 22.]

故答案選C.

【評(píng)析】此題是一道關(guān)于離心率取值范圍的試題. 只需根據(jù)題設(shè)條件,建立離心率和其他變量的函數(shù)關(guān)系,將取值范圍問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值問(wèn)題進(jìn)行處理,借助函數(shù)的單調(diào)性即可解決.

(3)漸近線問(wèn)題.

漸近線是雙曲線所特有的性質(zhì),一般在客觀題中以條件出現(xiàn),或者要求學(xué)生根據(jù)給定條件和要求求出雙曲線的漸近線方程.

例9 (全國(guó)新高考Ⅱ卷·13)已知雙曲線[C : x2a2-][y2b2=1 a>0,b>0]的離心率[e=2,] 則雙曲線[C]的漸近線方程為? ? ? ? ? ?.

解:因?yàn)殡p曲線的離心率為[2,]

所以[1+b2a2=2.]

解得[ba=3.]

所以雙曲線[C]的漸近線方程為[y=±3x.]

故答案為[3x-y=0],[3x+y=0].

【評(píng)析】此題考查雙曲線的漸近線方程與離心率的關(guān)系,屬于簡(jiǎn)單題.

3. 重視本質(zhì),考查直線與圓錐曲線綜合的問(wèn)題

(1)距離問(wèn)題.

距離是解析幾何研究的重要問(wèn)題之一,在圓錐曲線中主要以考查長(zhǎng)度、面積和比例等形式出現(xiàn),掌握兩點(diǎn)間的距離公式和圓錐曲線的弦長(zhǎng)公式是解題的關(guān)鍵.

例10 (全國(guó)甲卷·文5)點(diǎn)[3,0]到雙曲線[x216-][y29=1]的一條漸近線的距離為(? ? ).

(A)[95] (B)[85] ? ?(C)[65] ? (D)[45]

解:由題意,可知雙曲線的漸近線方程為[x216-y29=0,]

即[3x±4y=0.]

結(jié)合對(duì)稱性,不妨考慮點(diǎn)[3,0]到漸近線[3x+][4y=0]的距離,則[d=9+09+16=95.]

故答案選A.

【評(píng)析】此題主要考查雙曲線漸近線的概念,以及點(diǎn)到直線的距離公式,屬于容易題.

(2)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)題.

位置關(guān)系是解析幾何中的另一個(gè)基本問(wèn)題. 在解決直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)題時(shí),通常只需要將位置關(guān)系作為條件代數(shù)化.

例11 (上海卷·11)已知拋物線:[y2=2px p>0,]其焦點(diǎn)為[F,] 若第一象限的[A,B]兩點(diǎn)在拋物線上,[AF=][2, BF=4, AB=3,] 則直線[AB]的斜率為? ? ? ? .

解:設(shè)[Ax1,y1,Bx2,y2,]

則[AF=x1+p2=2, BF=x2+p2=4.]

所以[x1-x2=2.]

設(shè)直線[AB]的斜率為[k],

則[AB=1+k2x1-x2=3,] 且[k>0,]

解得[k=52.]

故答案為[52.]

【評(píng)析】此題以拋物線為載體,主要考查直線的斜率,以及直線與拋物線相交時(shí)焦半徑與弦長(zhǎng)公式的求解,只需要利用拋物線的定義將焦半徑用坐標(biāo)表示出來(lái),利用弦長(zhǎng)公式即可求解.

(3)定點(diǎn)與定值問(wèn)題.

定點(diǎn)與定值問(wèn)題的核心在于發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的不變性. 求解定點(diǎn)、定值問(wèn)題可以從兩個(gè)角度著手:一是從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無(wú)關(guān);二是直接法,在計(jì)算推理的過(guò)程中消去變量,從而得到定值.

例12 (全國(guó)新高考Ⅰ卷·21)在平面直角坐標(biāo)系[xOy]中,已知點(diǎn)[F1-17,0,F(xiàn)217,0,] 點(diǎn)[M]滿足[MF1-MF2=2.] 記點(diǎn)[M]的軌跡為[C.]

(1)求[C]的方程;

(2)設(shè)點(diǎn)[T]在直線[x=12]上,過(guò)點(diǎn)[T]的兩條直線分別交[C]于[A,B]兩點(diǎn)和[P,Q]兩點(diǎn),且[TA ? TB=TP ?][TQ,] 求直線[AB]的斜率與直線[PQ]的斜率之和.

解:(1)因?yàn)閇MF1-MF2=2

所以軌跡[C]是以點(diǎn)[F1,F(xiàn)2]為左、右焦點(diǎn)的雙曲線的右支.

設(shè)[C]的方程為[x2a2-y2b2=1 a>0,b>0,]

則[a=1.]

于是[b=17-a2=4.]

所以軌跡[C]的方程為[x2-y216=1 x≥1.]

(2)設(shè)點(diǎn)[T12,m,]

若過(guò)點(diǎn)[T]的直線的斜率不存在,此時(shí)該直線與曲線[C]無(wú)公共點(diǎn),

所以斜率存在.

不妨設(shè)直線[AB]的方程為[y-m=k1x-12,]

即[y=k1x+m-12k1.]

聯(lián)立[y=k1x+m-12k1,16x2-y2=16,] 消去[y]并整理,可得

[k21-16x2+k12m-k1x+m-12k12+16=0.]

設(shè)點(diǎn)[Ax1,y1,Bx2,y2,]

則[x1>12,x2>12.]

由根與系數(shù)的關(guān)系,可得

[x1+x2=k21-2k1mk21-16,x1x2=m-12k12+16k21-16.]

所以[TATB=m2+121+k21k21-16.]

設(shè)直線[PQ]的斜率為[k2,]

同理,可得[TPTQ=m2+121+k22k22-16.]

于是由[TATB=TPTQ,] 可得

[1+k21k21-16=1+k22k22-16.]

整理,得[k21=k22,]

即[k1-k2k1+k2=0.]

顯然[k1-k2≠0,]

故[k1+k2=0.]

所以直線[AB]與直線[PQ]的斜率之和為[0.]

【評(píng)析】此題以雙曲線為載體,考查弦長(zhǎng)的計(jì)算,關(guān)鍵在于借助根與系數(shù)的關(guān)系將弦長(zhǎng)用斜率表示出來(lái),進(jìn)而得到定值.

(4)范圍與最值問(wèn)題.

圓錐曲線有關(guān)幾何量的最值與取值范圍問(wèn)題,既是解析幾何中的一類經(jīng)典問(wèn)題,也是每年高考數(shù)學(xué)中的一個(gè)高頻考點(diǎn),通常需要結(jié)合圓錐曲線上的點(diǎn)的范圍,借助轉(zhuǎn)化與化歸思想,利用二次函數(shù)、基本不等式和導(dǎo)數(shù)等知識(shí)方法求解.

例13 (全國(guó)乙卷·文11)設(shè)[B]是橢圓[C: x25+][y2=1]的上頂點(diǎn),點(diǎn)[P]在[C]上,則[PB]的最大值為(? ? ).

(A)[52]? ?(B)[6]? ?(C)[5]? ?(D)2

解:設(shè)點(diǎn)[Px0,y0,]

因?yàn)閇B0,1, x205+y20=1,]

所以[PB2=-4y0+142+254.]

因?yàn)閇-1≤y0≤1,]

所以當(dāng)[y0=-14]時(shí),[PB]取最大值,最大值為[52.]

故答案選A.

【評(píng)析】此題主要考查有關(guān)距離的最值問(wèn)題,關(guān)鍵在于將[PB]轉(zhuǎn)化為關(guān)于點(diǎn)[P]縱坐標(biāo)的二次函數(shù)關(guān)系,利用二次函數(shù)的最值求解.

例14 (浙江卷·21)如圖2,已知F是拋物線[y2=2px p>0]的焦點(diǎn),M是拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn),且[MF=2.]

(1)求拋物線的方程;

(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)F的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),若斜率為2的直線l與直線[MA,MB,AB,] x軸依次交于點(diǎn)P,Q,R,N,且滿足[RN2=PNQN,] 求直線l在x軸上截距的范圍.

解:(1)因?yàn)閇MF=2,] 所以[p=2.]

故拋物線的方程為[y2=4x.]

(2)設(shè)直線[AB]的方程為[x=ty+1,] 點(diǎn)A,B,N的坐標(biāo)分別為[Ax1,y1,Bx2,y2,Nn,0,]

所以直線[l:x=y2+n.]

由題設(shè),可得[n≠1,] 且[t≠12.]

由[x=ty+1,y2=4x,] 可得[y2-4ty-4=0.]

故[y1y2=-4,y1+y2=4t.]

因?yàn)閇RN2=PN ? QN,]

所以[1+14yR2=1+14yP ? 1+14yQ,]

即[y2R=yP ? yQ.]

又直線[MA]的方程為[y=y1x1+1x+1,]

由[y=y1x1+1x+1,x=y2+n,] 可得[yP=2n+1y12x1+2-y1.]

同理,[yQ=2n+1y22x2+2-y2.]

由[x=ty+1,x=y2+n,] 可得[yR=2n-12t-1.]

所以[2n-12t-12=2n+1y22x2+2-y2 · 2n+1y12x1+2-y1.]

整理,得[n-1n+12=2t-123+4t2.]

所以[n+1n-12=3+4t22t-12.]

令[s=2t-1,] 則[t=s+12,] 且[s≠0.]

因?yàn)閇3+4t22t-12=41s+142+34≥34.]

所以[n+1n-12≥34,n≠1,]

即[n2+14n+1≥0,n≠1.]

解得[n≤-7-43]或[-7+43≤n<1]或[n>1.]

由此可以確定直線[l]在[x]軸上的截距的范圍為[-∞,-7-43?-7+43,1?1,+∞.]

【評(píng)析】此題主要考查直線與拋物線位置關(guān)系中的最值問(wèn)題,只需要根據(jù)問(wèn)題的特征合理假設(shè)直線方程的形式,將幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)計(jì)算,構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系式,然后利用換元法等把復(fù)雜函數(shù)的范圍問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常見函數(shù)的范圍問(wèn)題,即可求得截距范圍.

4. 關(guān)注融合,考查圓錐曲線與其他知識(shí)的結(jié)合

(1)與解三角形知識(shí)結(jié)合.

例15 (全國(guó)甲卷·理5)已知[F1,F(xiàn)2]是雙曲線C的兩個(gè)焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),且[∠F1PF2=60°, PF1=][3PF2,] 則C的離心率為(? ? ).

(A)[72] ? (B)[132]? (C)[7]? (D)[13]

解:因?yàn)閇PF1=3PF2,]

由雙曲線的定義,得[PF1-PF2=2PF2=2a.]

所以[PF2=a, PF1=3a.]

因?yàn)閇∠F1PF2=60°,]

所以由余弦定理,得[4c2=9a2+a2-6a2cos60°.]

整理,得[4c2=7a2.]

所以[e2=c2a2=74,]

即[e=72.]

故答案選A.

【評(píng)析】此題考查雙曲線離心率的計(jì)算,關(guān)鍵在于借助雙曲線的定義,找到焦點(diǎn)三角形的邊角關(guān)系,然后利用余弦定理建立[a,c]間的等量關(guān)系,進(jìn)而求解.

(2)與數(shù)列知識(shí)結(jié)合.

例16 (浙江卷·9)已知[a,b∈R,ab>0,] 函數(shù)[fx=ax2+bx∈R.] 若[fs-t,fs,fs+t]成等比數(shù)列,則平面上點(diǎn)[s,t]的軌跡是(? ? ).

(A)直線和圓 (B)直線和橢圓

(C)直線和雙曲線 (D)直線和拋物線

解:由題意,得[fs-tfs+t=fs2,]

即[as-t2+bas+t2+b=as2+b2.]

對(duì)其進(jìn)行整理、變形,得

[as2+at2+b-2astas2+at2+b+2ast=as2+b2,]

即[as2+b+at22-2ast2-as2+b2=0.]

則[2as2+2b+at2at2-4a2s2t2=0.]

所以[a2t2-2a2s2+2abt2=0.]

所以[at2-2as2+2b=0]或[t=0.]

其中,[as2b-at22b=1]為雙曲線,[t=0]為直線.

故答案選C.

【評(píng)析】此題以數(shù)列為載體,考查點(diǎn)的軌跡的求解,關(guān)鍵在于將條件中的等比數(shù)列轉(zhuǎn)化出來(lái),進(jìn)而建立關(guān)于[s,t]的方程,求出點(diǎn)的軌跡.

(3)與平面向量知識(shí)結(jié)合.

例17 (上海卷·20)如圖3,已知橢圓[Γ: x22+][y2=1,] [F1,F(xiàn)2]是其左、右焦點(diǎn),直線l過(guò)點(diǎn)[Pm,0][m<-2]交橢圓[Γ]于A,B兩點(diǎn),且A,B在x軸上方,點(diǎn)A在線段BP上.

(1)若B是上頂點(diǎn),[BF1=PF1,] 求m的值;

(2)若[F1A ? F2A=13,] 且原點(diǎn)O到直線l的距離為[41515,] 求直線l的方程;

(3)求證:對(duì)于任意[m<-2,] 使得[F1A∥F2B]的直線有且僅有一條.

解:(1)易得焦點(diǎn)坐標(biāo)分別是[F1-1,0,F(xiàn)21,0,][B0,1.]

因?yàn)閇BF1=PF1=2,]

所以[m=-1-2.]

(2)設(shè)點(diǎn)[A2cosθ,sinθ,]

則[F1A ? F2A=2cosθ+12cosθ-1+sin2θ=13.]

從而[cos2θ=13,]

解得[cosθ=-33.](依題意,點(diǎn)A在點(diǎn)[P,B]的中間.)

所以[A-63, 63.]

設(shè)過(guò)點(diǎn)[A]的直線方程為[y=kx+63k+63 k>0,]

則原點(diǎn)[O]到直線[l]的距離[d=41515.]

化簡(jiǎn),得[3k2-10k+3=0.]

解得[k=3]或[k=13.]

故直線[l]的方程為[y=3x+463](舍去,因?yàn)閇x]上截距不滿足)或[y=13x+469.]

(3)(方法1,聯(lián)立消[y])設(shè)直線[l]的方程為[y=][kx-m,] 點(diǎn)[A,B]的坐標(biāo)分別為[Ax1,y1,B(x2,y2),]

則[F1A=x1+1,y1, F2B=x2+1,y2.]

因?yàn)閇F1A∥F2B,]

所以[x1+1y2=x2-1y1.]

消去[y,] 得[kx2-mx1+1=kx1-mx2-1.]

化簡(jiǎn),得[x1+x2+mx2-x1-2m=0.]

聯(lián)立[y=kx-m,x2+2y2=2,] 得

[1+2k2x2-4mk2x+2k2m2-2=0.]

所以[x1+x2=4mk21+2k2,x1x2=2k2m2-21+2k2.]

所以[4mk21+2k2+mx2-x1-2m=0.]

解得[x2-x1=21+2k2.]

因?yàn)閇x2-x12=x2+x12-4x1x2=16k2-8k2m2+81+2k22,]

所以[4k2-2k2m2+1=0.]

解得[k2=12m2-4.]

所以對(duì)于任意[m<-2,] 都有唯一的[k=12m2-4,]即直線有且僅有一條.

(方法2,聯(lián)立消[x])設(shè)[Ax1,y1,Bx2,y2,] 直線[l]的方程為[x=ty+m.]

因?yàn)閇F1A∥F2B,]

所以[y2y1=m-1m+1.]

所以[y2=m-1m+1y1.]

聯(lián)立[x=ty+m,x22+y2=1,] 得

[t2+2y2+2mty+m2-2=0.]

所以[y1+y2=-2tmt2+2,y1y2=m2-2t2+2.]

所以[1+m-1m+1y1=-2tmt2+2, m-1m+1y21=m2-2t2+2.]

所以[m-1m+1 · t2m+12t2+22=m2-2t2+2.]

化簡(jiǎn),得[m2-1t2=m2-2t2+2,]

即[m2t2-t2=m2t2-2t2+2m2-4.]

解得[t2=2m2-4.]

因?yàn)閇t>0,]

所以[t=2m2-4,]

即[k=12m2-4.]

所以對(duì)于任意[m<-2,] 都有唯一的[k=12m2-4,]即直線有且僅有一條.

【評(píng)析】此題是一道與向量結(jié)合的直線與橢圓的綜合題. 此類問(wèn)題是高考圓錐曲線與方程部分的重點(diǎn)考查內(nèi)容之一,主要考查圓錐曲線的相關(guān)知識(shí)和平面向量知識(shí)等. 解決此類問(wèn)題的一般思路是從代數(shù)角度尋找關(guān)于長(zhǎng)度或者利用向量的坐標(biāo)反映向量的位置關(guān)系求解.

二、解法賞析

1. 典型通性、通法例析

(1)直譯法.

直譯法就是在解決圓錐曲線問(wèn)題的過(guò)程中,將幾何條件代數(shù)化,建立關(guān)系式,利用數(shù)學(xué)運(yùn)算求解獲得結(jié)果. 直譯法強(qiáng)調(diào)的是對(duì)條件的逐個(gè)使用、翻譯,以及運(yùn)算程序的實(shí)施.

例18 (天津卷·18)已知橢圓[x2a2+y2b2=1 a>b>0]的右焦點(diǎn)為[F,] 上頂點(diǎn)為[B,] 離心率為[255,] 且 [BF=5.]

(1)求橢圓[C]的方程;

(2)直線[l]與橢圓有唯一的公共點(diǎn)[M,] 與[y]軸的正半軸交于點(diǎn)[N.] 過(guò)點(diǎn)[N]與[BF]垂直的直線交[x]軸于點(diǎn)[P.] 若[MP∥BF,] 求直線[l]的方程.

解:(1)橢圓[C]的方程為[x25+y2=1.](解答過(guò)程略.)

(2)由題意,設(shè)[l:y=kx+n,n>1,]

聯(lián)立[l]與[C]的方程,消去[y,] 整理并化簡(jiǎn),得

[x2+5kx+n2-5=0,]

即[1+5k2x2+10knx+5n2-1=0.]

因?yàn)閇l]與[C]相切,

所以[Δ=0.] 解得[n=5k2+1.]

設(shè)[MxM,yM,]

則有[xM=-5nk1+5k2.]

所以[yM=kxM+n=n1+5k2.]

因?yàn)閇NP⊥FB,] 而直線[FB]斜率為[-12,]

所以直線[NP]斜率為2.

從而點(diǎn)[P]坐標(biāo)為[-n2,0.]

因?yàn)閇MP∥BF,]

所以[-12=yM-0xM--n2=n1+5k2-5nk1+5k2+n2.]

解得[k=1.]

所以[n=5k2+1=6.]

所以直線[l]的方程為[y=x+6.]

【評(píng)析】此題主要考查直線與橢圓的位置關(guān)系,解題的關(guān)鍵在于將題中的幾何條件分別代數(shù)化,利用平行關(guān)系構(gòu)建等式,進(jìn)而直接解出直線方程中的參數(shù).

(2)設(shè)而不求法.

解析法的最大好處在于通過(guò)代數(shù)方法將幾何問(wèn)題的解決變成統(tǒng)一的模式,使得解題方法有章可循,但是在實(shí)際解題過(guò)程中,往往需要求出交點(diǎn)的坐標(biāo),這樣必定會(huì)帶來(lái)大量的運(yùn)算. 設(shè)而不求法是只設(shè)出一些未知量,而不求出其值,在實(shí)際操作過(guò)程中可以采用不同的方法,以達(dá)到簡(jiǎn)化運(yùn)算的目的.

① 合理設(shè)點(diǎn),簡(jiǎn)化運(yùn)算.

例19 (全國(guó)甲卷·文21 / 理20)拋物線C的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O,焦點(diǎn)在x軸上,直線l:[x=1]交C于P,Q兩點(diǎn),且[OP⊥OQ.] 已知點(diǎn)[M2,0,] 且圓[M]與l相切.

(1)求C,圓[M]的方程;

(2)設(shè)[A1,A2,A3]是C上的三個(gè)點(diǎn),直線[A1A2,A1A3]均與圓[M]相切. 判斷直線[A2A3]與圓[M]的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由.

解:(1)依題意,設(shè)拋物線[C:y2=2px p>0,][P1,y0,Q1,-y0.]

因?yàn)閇OP⊥OQ,]

所以[OP ? OQ=1-y20=1-2p=0.]

解得[2p=1.]

所以拋物線[C]的方程為[y2=x.]

因?yàn)閇M2,0,圓M]與[x=1]相切,

所以半徑為[1.]

所以[圓M]的方程為[x-22+y2=1.]

(2)設(shè)[A1x1,y1,A2x2,y2,A3x3,y3,]

若直線[A1A2]的斜率不存在,

則直線[A1A2]的方程為[x=1]或[x=3.]

若直線[A1A2]的方程為[x=1,] 根據(jù)對(duì)稱性,不妨設(shè)[A11,1,]

則過(guò)點(diǎn)[A1]與圓[M]相切的另一條直線方程為[y=1.]

此時(shí)該直線與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),

即不存在[A3,] 不合題意.

若直線[A1A2]的方程為[x=3,] 根據(jù)對(duì)稱性,不妨設(shè)[A13, 3,A23,-3,]

則過(guò)點(diǎn)[A1]與圓[M]相切的直線[A1A3]為[y-3=33 ·][x-3.]

因?yàn)閇kA1A3=y1-y3x1-x3=1y1+y3=13+y3=33,y3=0,]

所以[x3=0.]

所以[A30,0.]

此時(shí)直線[A1A3,A2A3]關(guān)于[x]軸對(duì)稱,

所以直線[A2A3]與圓[M]相切.

若直線[A1A2,A1A3,A2A3]的斜率均存在,

則[kA1A2=1y1+y2,kA1A3=1y1+y3,kA2A3=1y2+y3.]

所以直線[A1A2]的方程為[y-y1=1y1+y2x-x1.]

整理,得[x-y1+y2y+y1y2=0.]

同理,直線[A1A3]的方程為[x-y1+y3y+y1y3=0,]

直線[A2A3]的方程為[x-y2+y3y+y2y3=0.]

因?yàn)閇A1A2]與圓[M]相切,

所以[2+y1y21+y1+y22=1.]

整理,得[y21-1y22+2y1y2+3-y21=0.]

則[A1A3]與圓[M]相切.

同理,[y21-1y23+2y1y3+3-y21=0.]

所以[y2,y3]為方程[y21-1y2+2y1y+3-y21=0]的兩根.

所以[y2+y3=-2y1y21-1,y2y3=3-y21y21-1.]

所以點(diǎn)[M]到直線[A2A3]的距離為[2+y2y31+y2+y32=1.]

所以直線[A2A3]與圓[M]相切.

綜上,若直線[A1A2,A1A3]與圓[M]相切,則直線[A2A3]與圓[M]相切.

【評(píng)析】此題用點(diǎn)來(lái)表示切線方程,構(gòu)造同構(gòu)齊次式,達(dá)到了簡(jiǎn)化運(yùn)算的目的.

② 恰當(dāng)設(shè)線,優(yōu)化運(yùn)算.

對(duì)于上述例12的第(2)小題,除上述解法外,選擇不同的方式設(shè)直線方程,還會(huì)產(chǎn)生以下三種不同的解法.

解法1:設(shè)普通方程的斜截式,運(yùn)用雙根法簡(jiǎn)化運(yùn)算.

不妨設(shè)直線[AB]的方程為[y=k1x+b1.]

聯(lián)立[y=k1x+b1,16x2-y2=16,] 消去[y,] 得

[16-k12x2-2k1b1x-b12+16=0.] ①

設(shè)點(diǎn)[Ax1,y1,Bx2,y2,]

則[x1>12,x2>12.]

則①式的兩根為[x1,x2.]

由二次方程的雙根式,得

[16-k12x2-2k1b1x-b12+16=16-k12x-x1x-x2.]

令[x=12,] 得

[16-k1212-x112-x2=-14k1+2b12-12,]

即[x1-12x2-12=k1+2b12+124k12-16.]

于是[TATB=1+k12k1+2b12+124k12-16.]

同理,得[TPTQ=1+k22k2+2b22+124k22-16.]

由[TATB=TPTQ,] 得

[1+k12k1+2b12+124k12-16=1+k22k2+2b22+124k22-16.]

因?yàn)橹本€AB與PQ交于[T12,t,]

所以[12k1+b1=12k2+b2,]

即[k1+2b1=k2+2b2.]

所以[1+k12k12-16=1+k22k22-16.]

下同例12的解法,略.

解法2:設(shè)普通方程的點(diǎn)斜式,運(yùn)用換元法簡(jiǎn)化運(yùn)算.

設(shè)直線AB的方程為[y-m=k1x-12,] 令[t=x-12,]

則直線AB的方程可表示為[y=k1t+m.]

聯(lián)立[y=k1t+m,16t+122-y2=16,] 消去[y,] 得

[16-k12t2+16-2k1mt-m2+12=0.] ②

設(shè)點(diǎn)[At1,y1,Bt2,y2,]

則[t1>0,t2>0.]

則②式的兩根為[t1,t2.]

由根與系數(shù)關(guān)系,可知[t1t2=m2+12k12-16.]

所以[TATB=1+k12m2+12k12-16.]

同理可得[TPTQ=1+k22m2+12k22-16.]

由[TATB=TPTQ,]

得[1+k12m2+12k12-16=1+k22m2+12k22-16.]

所以[1+k12k12-16=1+k22k22-16.]

下同例12的解法,略.

解法3:設(shè)參數(shù)方程,運(yùn)用直線參數(shù)方程的幾何意義簡(jiǎn)化運(yùn)算.

設(shè)[T12,m,] 直線[AB]的傾斜角為[α,] 直線[PQ]的傾斜角為[β,]

則直線[AB]的參數(shù)方程為[x=12+tcosα,y=m+tsinα]([t]為參數(shù)).

參數(shù)[t]的幾何意義是直線[AB]上的動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)[T]的有向距離.

將直線[AB]的參數(shù)方程代入雙曲線[C:x2-y216=1][x≥1]并化簡(jiǎn),得

[16cos2α-sin2αt2+16cosα-2msinαt-m2-12=0.]

方程的兩根為[t1,t2](分別對(duì)應(yīng)點(diǎn)[A,B]到[T]的有向距離),

所以[TATB=t1t2=m2+12sin2α-16cos2α.]

同理,可得[TPTQ=m2+12sin2β-16cos2β.]

所以[m2+12sin2α-16cos2α=m2+12sin2β-16cos2β,]

即[sin2α=sin2β].

因?yàn)閇0≤α<π,0≤β<π,]

所以[sinα=sinβ.]

因?yàn)閇α≠β,]

所以[α+β=π.]

故直線[AB]與直線[PQ]斜率之和為[0.]

【評(píng)析】此題選擇直線方程的不同設(shè)法,可以通過(guò)簡(jiǎn)化運(yùn)算的不同途徑,實(shí)現(xiàn)解題過(guò)程的優(yōu)化. 解法1與例12設(shè)直線方程的點(diǎn)斜式相比,說(shuō)明選擇直線的斜截式方程反而能夠優(yōu)化運(yùn)算過(guò)程. 同時(shí),借助雙根法又可以省去復(fù)雜的根與系數(shù)關(guān)系的代入運(yùn)算. 解法2盡管還是選擇點(diǎn)斜式方程,但利用換元法則與解法3有異曲同工之妙. 解法3借助直線參數(shù)方程的幾何意義,將兩點(diǎn)間的距離直接轉(zhuǎn)化為根與系數(shù)關(guān)系中兩根積的計(jì)算,在很大程度上簡(jiǎn)化了運(yùn)算. 實(shí)際上,這些簡(jiǎn)化方法的本質(zhì)都是充分運(yùn)用方程的思想和化歸的思想實(shí)現(xiàn)的.

事實(shí)上,此題還可以運(yùn)用如下方程思想達(dá)成簡(jiǎn)化運(yùn)算的目的.

通過(guò)上述解題,發(fā)現(xiàn)利用不同解法均可以得到[TATB=1+k12m2+12k12-16],[TPTQ=1+k22m2+12k22-16].令[1+k2m2+12k2-16=λ,] 得[m2+12-λk2+m2+12+16λ=0.]

則由[TA ? TB=TP ? TQ,] 可知[k1,k2]就是關(guān)于[k]的一元二次方程的兩根. 所以由根與系數(shù)關(guān)系得[k1+k2=0.]

2. 經(jīng)典數(shù)學(xué)背景例析

(1)四點(diǎn)共圓.

仍以例12的第(2)小題說(shuō)明問(wèn)題,此小題還有以下解法.

解:分別設(shè)直線[AB,PQ]的斜率為[k1,k2,] 記點(diǎn)[T]的坐標(biāo)為[Tm,n,]

則可設(shè)直線[AB,PQ]上所有點(diǎn)所構(gòu)成的點(diǎn)集對(duì)應(yīng)的曲線方程為[C1: k1x-y+n-k1mk2x-y+n-k2m=0.]

進(jìn)一步,經(jīng)過(guò)[C1]與[C]的交點(diǎn),也即[A,B,C,D]的曲線系方程可表示為[C2: k1x-y+n-k1mk2x-y+][n-k2m+λ16x2-y2-16=0.]

因?yàn)閇TATB=TPTQ,]

所以由圓冪三定理中的相交弦定理,可知[A,B,][C,D]四點(diǎn)共圓.

所以[C2]中交叉項(xiàng)系數(shù)和為0,

即[k1+k2=0.]

故直線[AB]與[PQ]斜率之和為0.

【評(píng)析】此解法的關(guān)鍵在于發(fā)現(xiàn)條件中隱含著“四點(diǎn)共圓”,進(jìn)而借助二次曲線系方程表示圓的條件,快速得出此題的結(jié)論. 同時(shí)根據(jù)解題過(guò)程可以看出,該命題的逆命題也是正確的.

(2)阿基米德三角形.

例20 (全國(guó)乙卷·理21)已知拋物線[C:x2=][2py p>0]的焦點(diǎn)為[F,] 且[F]與圓[M:x2+y+42=1]上點(diǎn)的距離的最小值為[4.]

(1)求[p;]

(2)若點(diǎn)[P]在[M]上,[PA,PB]是[C]的兩條切線,[A,B]是切點(diǎn),求[△PAB]面積的最大值.

解:(1)由題意,可得拋物線[C]的焦點(diǎn)為[F0, p2,][FM=p2+4.]

所以[F]與圓[M:x2+y+42=1]上點(diǎn)的距離的最小值為[p2+4-1=4.]

解得[p=2.]

(2)由(1),可知拋物線[C]的方程為[y=x24.]

對(duì)該函數(shù)求導(dǎo)得[y′=x2.]

設(shè)點(diǎn)[Ax1,y1,Bx2,y2,Px0,y0,]

則直線[PA]的方程為[y-y1=x12x-x1,]

即[x1x-2y1-2y=0.]

同理,可知直線[PB]的方程為[x2x-2y2-2y=0.]

因?yàn)榻裹c(diǎn)[P]為這兩條直線的公共點(diǎn),

所以[x1x0-2y1-2y0=0,x2x0-2y2-2y0=0.]

所以點(diǎn)[A,B]的坐標(biāo)滿足方程[x0x-2y-2y0=0.]

所以直線[AB]的方程為[x0x-2y-2y0=0.]

由根與系數(shù)關(guān)系,得[x1+x2=2x0,x1x2=4y0.]

所以[AB=x20+4x20-4y0,] 點(diǎn)[P]到直線[AB]的距離為[d=x20-4y0x20+4.]

所以[S△PAB=12dAB=12x20-4y032.]

因?yàn)閇x20-4y0=-y0+62+21,]

由已知,得[-5≤y0≤-3,]

所以當(dāng)[y0=-5]時(shí),[△PAB]的面積取最大值為[12×][2032=205.]

【評(píng)析】此題的本質(zhì)是拋物線中的阿基米德三角形,主要借助導(dǎo)數(shù)的幾何意義,構(gòu)造同構(gòu)齊次式,將三角形的面積用一個(gè)變量表示出來(lái),進(jìn)而求最值.

(3)彭賽列閉合定理.

彭賽列閉合定理在圓錐曲線中的推廣:如果一個(gè)圓錐曲線[C1]的內(nèi)接三角形是圓錐曲線[C2]的外切三角形,則過(guò)[C1]上任意一點(diǎn)[A]作[C2]的切線與[C1]交于[B],[C]兩點(diǎn),則直線[BC]也為[C2]的切線. 例19的本質(zhì)就是“彭賽列閉合定理”在圓錐曲線中的推廣,題中拋物線即為曲線[C1,] [圓M]即為曲線[C2,] 點(diǎn)[A1]在[C1]上,直線[A1A2],[A1A3]均與[圓M]相切,則根據(jù)該定理可以判斷直線[A2A3]與[圓M]相切.

三、復(fù)習(xí)備考建議

2021年各份高考數(shù)學(xué)試卷中,圓錐曲線與方程試題難度適中,緊扣《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》要求,兼顧新、舊教材,考查內(nèi)容全面,三類圓錐曲線均有涉及. 突出考查學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等核心素養(yǎng),同時(shí)對(duì)學(xué)生的幾何直觀能力和運(yùn)算求解能力也提出了較高的要求. 根據(jù)上述對(duì)2021年高考圓錐曲線與方程試題的分析,現(xiàn)給出如下復(fù)習(xí)備考建議.

1. 回歸教材,夯實(shí)基礎(chǔ),強(qiáng)化運(yùn)算求解能力

高考試題的命制源于教材,又高于教材,每年各地的高考試題中都有許多熟悉的面孔,它們與教材例、習(xí)題相近. 例如,北京卷第5題與人教A版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·數(shù)學(xué)(選修2—1)》(以下統(tǒng)稱“選修2—1”)習(xí)題2.3A組第4題第(3)小題類似;全國(guó)新高考Ⅱ卷第13題與選修2—1第2.3.2節(jié)例3類似;全國(guó)甲卷理科第15題與選修2—1復(fù)習(xí)參考題B組第1題類似. 這些都是以橢圓為載體求三角形的面積問(wèn)題. 因此,在復(fù)習(xí)備考時(shí),教師應(yīng)該以本為根,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真研究教材例、習(xí)題,重視教材的核心價(jià)值. 同時(shí),圓錐曲線與方程試題考查的另一個(gè)重要目標(biāo)是學(xué)生的運(yùn)算求解能力,在高考限定時(shí)間內(nèi),找到比較優(yōu)化的計(jì)算路徑,準(zhǔn)確計(jì)算出正確結(jié)果,這對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較困難. 因此,在復(fù)習(xí)過(guò)程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇筮\(yùn)算量的練習(xí),不要認(rèn)為“我已經(jīng)懂了”就可以,有些問(wèn)題還是必須“絕知此事要躬行”,在實(shí)踐中不斷提高運(yùn)算能力.

2. 深化概念,理解本質(zhì),提升邏輯思維能力

美國(guó)教育學(xué)家布魯納曾說(shuō),掌握一門學(xué)科就是要掌握這門學(xué)科核心的、根本的概念. 在進(jìn)行概念教學(xué)時(shí),教師要轉(zhuǎn)變觀念,不能只告知學(xué)生概念是什么,還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生善于抓住概念的本質(zhì)進(jìn)行深入思考,深刻地理解概念,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性,以達(dá)到靈活運(yùn)用的目的. 全國(guó)甲卷理科第15題、全國(guó)乙卷理科第11題、全國(guó)新高考Ⅱ卷第13題均是對(duì)概念的考查. 因此,在教學(xué)中,教師要讓學(xué)生充分理解圓錐曲線的形成過(guò)程,認(rèn)真體會(huì)圓錐曲線的幾何性質(zhì)及其應(yīng)用,真正做到舉一反三,不斷提升邏輯思維能力.

3. 重視圖形,數(shù)形結(jié)合,發(fā)展直觀想象素養(yǎng)

平面解析幾何是用代數(shù)的方法研究幾何問(wèn)題,其基本思想在于代數(shù)與幾何的有機(jī)結(jié)合及相互轉(zhuǎn)化. 解析是方法,幾何才是本真. 對(duì)于圓錐曲線與方程問(wèn)題,如果學(xué)生只會(huì)將幾何問(wèn)題代數(shù)化,通過(guò)展開代數(shù)運(yùn)算來(lái)求解問(wèn)題,這樣難免會(huì)增加運(yùn)算量、加大解題難度. 如果在用代數(shù)方法、代數(shù)知識(shí)解題的同時(shí),能充分抓住問(wèn)題的幾何特征,往往能簡(jiǎn)化運(yùn)算,起到事半功倍的效果. 因此,在解題時(shí),要把數(shù)形結(jié)合、幾何分析放在首位. 例如,全國(guó)新高考Ⅰ卷第5題、上海卷第11題等.

4. 善于反思,歸納總結(jié),不斷優(yōu)化解題策略

解析幾何中的很多習(xí)題往往是圓錐曲線某一性質(zhì)的特例,教師在教學(xué)中應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生廣泛聯(lián)想,對(duì)特例進(jìn)行適當(dāng)引申、拓展探索,揭示問(wèn)題的一般規(guī)律,逐步增強(qiáng)學(xué)生從特殊到一般的抽象概括能力. 在持續(xù)的解題訓(xùn)練中,歸納出一般題型的通性、通法,不斷改進(jìn)解題策略,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn):

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