即
即
故存在k=±1,使对任意m>0,总有(2)
成立。
由即
注:探索性问题主要考查学生探索解题途径,解决非传统完备问题的能力,是命题者根据学科特点,将数学知识有机结合并赋予新的情境创设而成的,要求学生自己观察、分析、创造性地运用所学知识和方法解决问题,它能很好地考查数学思维能力以及科学的探索精神。因此越来越受到高考命题者的青睐。
(1)本题第(1)问是一是否存在性问题,实质上是探索结论的开放性问题。相对于其他的开放性问题来说,由于这类问题的结论较少(只有存在、不存在两个结论有时候需讨论),因此,思考途径较为单一,难度易于控制,受到各类考试命题者的青睐。解答这一类问题,往往从承认结论、变结论为条件出发,然后通过特例归纳,或由演绎推理证明其合理性。探索过程要充分挖掘已知条件,注意条件的完备性,不要忽略任何可能的因素。
(2)第(2)问是参数范围的问题,内容涉及代数和几何的多个方面,综合考查学生应用数学知识解决问题的能力。在历年高考中占有较稳定的比重。
三、双曲线
(一)双曲线的定义与标准方程 ※相关链接※
1.在运用双曲线的定义时,应特别注意定义中的条件“差的绝对值”,弄清是指整条双曲线,还是双曲线的哪一支。
2.求双曲线标准方程的方法
(1)定义法,根据题目的条件,若满足定义,求出相应a、b、c即可求得方程; (2)待定系数法,其步骤是
①定位:确定双曲线的焦点在哪个坐标轴上; ②设方程:根据焦点的位置设出相应的双曲线方程; ③定值:根据题目条件确定相关的系数。
注:若不能明确双曲线的焦点在哪条坐标轴上,可设双曲线方程为:
mx2?ny2?1(mn?0)。
※例题解析※
〖例〗已知动圆M与圆C1:(x?4)2?y2?2外切,与圆C2:(x?4)2?y2?2内切,求动圆圆心M的轨迹方程。
思路解析:利用两圆心、外切圆心距与两圆半径的关系找出M点满足的几何条件,结合双曲线定义求解。
解
答
:
设
动
圆
M
的
半
径
为
r
则
由
已
知
|MC1|?r?2,|MC2|?r?2,?|MC1|?|MC2|?22。
又C1(-4,0),C2(4,0),∴|C1C2|=8,∴22<|C1C2|。
根据双曲线定义知,点M的轨迹是以C1(-4,0)、C2(4,0)为焦点的双曲线的右支。
?a?2,c?4,?b2?c2?a2?14 x2y2?点M的轨迹方程是??1(x?2)214(二)双曲线的几何性质 ※相关链接※
1.双曲线的几何性质的实质是围绕双曲线中的“六点”(两个焦点、两个顶点、两个虚轴的端点),“四线”(两条对称轴、两条渐近线),“两形”(中心、焦点以及虚轴端点构成的三角形、双曲线上一点和两焦点构成的三角形)研究它们之间的相互联系。
2.在双曲线的几何性质中,应充分利用双曲线的渐近线方程,简化解题过程。同时要熟练掌握以下三方面内容:
(1)已知双曲线方程,求它的渐近线;
(2)求已知渐近线的双曲线的方程; (3)渐近线的斜率与离心率的关系。
如
注:(1)已知渐近线方程为
则双曲线的标准方程为
的形式,根据其他条件确定?的正负。若?>0,焦点在x轴
上;若?<0,焦点在y轴上。
x2y2x2y2(2)与双曲线2?2?1共渐近的双曲线方程为2?2??(??0);
ababx2y2x2y2?2?1(?b2???a2)。 与双曲线2?2?1共焦点的圆锥曲线方程为2a??b??ab※例题解析※
〖例〗中心在原点,焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F1,F2,且
|F1F2|?213,椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比为3:7。
(1)求这两曲线方程;
(2)若P为这两曲线的一个交点,求cos?F1PF2的值。
x2y2思路解析:设椭圆方程为2?2?1(a?b?0),双曲线方程为
abx2y2??1(m?0,n?0)→分别求a,b,m,n的值→利用椭圆与双曲线定义及余弦定理求得m2n2cos?F1PF2。
解答:(1)由已知:c?13,设椭圆长、短半轴长分别为a、b,双曲线实半轴、虚半轴长分别为m、n,则
?a?m?4??1313,
?3??7?m?a解得a=7,m=3. ∴b=6,n=2.
x2y2x2y2??1,双曲线方程为??1。 ∴椭圆方程为
493694(2)不妨设F1,F2分别为左右焦点,P是第一象限的一个交点,则
所以
又
|F1F2|?213,
∴cos?F1PF2=
(三)直线与双曲线的位置关系
y2?1截得的弦长; 〖例〗(1)求直线y?x?1被双曲线x?42y2?1截得的弦中点轨迹方程 (2)求过定点(0,1)的直线被双曲线x?42?2y2?1?x?4?22?y?x?14x?(x?1)?4?0得3x2?2x?5?0(*) ?解析:由得
25x1?x2?,x1x2??33 得, 设方程(*)的解为x1,x2,则有
d?2|x1?x2|?2(x1?x2)2?4x1x2?24208??2933 (2)方法一:若该直线的斜率不存在时与双曲线无交点,则设直线的方程为y?kx?1,它被双曲线截得的弦为AB对应的中点为P(x,y),
?y?kx?1??2y2?122?x?(4?k)x?2kx?5?0(*) ?4由得
22x,x??4k?20(4?k)?0, 设方程(*)的解为12,则
∴16k?80,|k|?5,
2且
x1?x2?2k5,xx??124?k24?k2,
x?∴
1k114(x1?x2)?,y?(y?y)?(x?x)?1?121224?k2224?k2,
k?x???4?k2??y?4?4?k2 ?224x?y?y?0(y??4或y?0)。 得
方法二:设弦的两个端点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点为P(x,y),则
22??4x1?y1?4?22??4x2?y2?4得:4(x1?x2)(x1?x2)?(y1?y2)(y1?y2),
y1?y24(x1?x2)y4x??22x?xy?y4x?y?y?0(图象的一部分)xy?11212∴, 即, 即
注:圆锥曲线中参数的范围及最值问题,由于其能很好地考查学生对数学知识的迁移、组合、融会的能力,有利于提高学生综合运用所学知识分析、解决问题的能力,所以成为高考的热点。
在圆锥曲线中经常遇到求范围问题,这类问题在题目中往往没有给出不等关系,需要我们去寻找。对于圆锥曲线的参数的取值范围问题或最值问题,解法通常有两种:当题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义时,可考虑利用数形结合法求解或构造参数满足的不等式(如双曲线的范围,直线与圆锥曲线相交时⊿>0等),通过解不等式(组)求得参数的取值范围;当题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系时,则可先建立目标函数,进而转化为求解函数的值域。
四、抛物线
(一)抛物线的定义及应用 ※相关链接※
1.抛物线的离心率e=1,体现了抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离,因此,涉及抛物线的焦半径、焦点弦问题,可优先考虑利用抛物线的定义转化为点到准线之间的距