本專題內容主要包含直線的方程、圓的方程,直線與直線、直線與圓、圓與圓的位置關系,橢圓、雙曲線和拋物線的定義、標準方程及其幾何性質的應用,曲線與方程等知識,是高考考查的重點內容. 平面解析幾何知識在歷年高考試題中都占有較大的比重,一般選擇題、填空題有2題左右,解答題1題,分值大約20分. 選擇題、填空題主要考查直線與直線、直線與圓、圓與圓的位置關系,圓錐曲線(橢圓、雙曲線和拋物線)的定義、方程和其簡單幾何性質的應用等重要知識,關注基礎知識的應用、運算能力和數形結合思想的滲透.解答題大多數以圓錐曲線(主要是橢圓和拋物線)為載體,綜合直線、圓、向量、不等式等知識,并與數學思想方法緊密結合,對坐標法思想、方程思想、數形結合思想、等價轉化思想、設而不求思想等進行較為深入的考查,體現了能力立意的命題原則.
1. 考綱解讀:
(1)在平面直角坐標系中,結合具體圖形,探索確定直線位置的幾何要素(兩個點、一點和方向).
(2)理解直線的傾斜角和斜率的概念,經歷用代數方法刻畫直線斜率的過程,掌握過兩點的直線斜率的計算公式;了解直線的傾斜角的范圍;理解直線的斜率和傾斜角之間的關系,能根據直線的傾斜角求出直線的斜率.
(3)根據斜率判定兩條直線平行或垂直,根據兩條直線平行或垂直的位置關系求直線方程中參數的值.
(4)根據確定直線位置的幾何要素,探索并掌握直線方程的幾種形式(點斜式、兩點式及一般式)的特點和適用范圍;根據問題的具體條件選擇恰當的形式求直線的方程;體會斜截式與一次函數的關系.
(5)了解二元一次方程組的解與兩直線交點坐標之間的關系,體會數形結合思想;能用解方程組的方法求兩直線的交點坐標.
(6)探索并掌握兩點間的距離公式、點到直線的距離公式;會求兩條平行直線間的距離.
2. 考場對接:
通過2012年的考點統計可以看出,在高考題中,本節內容主要以選擇題、填空題為主要題型,考查兩直線的位置關系,屬于基礎題,難度不大.對直線與方程的考查,還滲透在平面解析幾何的解答題中,與其他知識(圓與圓錐曲線)結合出題.
3. 經典例題:
(2012浙江)設a∈R,則“a=1”是“直線l1:ax+2y-1=0與直線l2:x+(a+1)y+4=0平行”的( )
A. 充分不必要條件
B. 必要不充分條件
C. 充分必要條件
D. 既不充分也不必要條件
失分警示 本題屬于基礎題,解題時注意判斷充分必要條件的步驟,即先驗證充分性,再驗證必要性,最后綜合起來下結論. 在表述的時候要弄清順序關系,以防發生概念錯誤.
方法突破 在研究充分和必要條件時,可先求一者的等價條件,再和另一者作比較.
完美答案 當a=1時,直線l1:x+2y-1=0與直線l2:x+2y+4=0顯然平行;若直線l1與直線l2平行,則有■=■,解得a=1或a=-2. 故選A.
4. 命題趨勢:
直線的方程、兩直線的位置關系、距離問題一直是高考考查的熱點問題,單純考查直線的知識一般在選擇題、填空題中出現;直線和其他知識的交匯問題一般出現在解答題中,有一定的難度.
1. 考綱解讀:
(1)回顧確定圓的幾何要素(圓心、半徑,不在同一直線上的三個點等),在平面直角坐標系中,探索并掌握圓的標準方程與一般方程;根據問題的條件,選擇恰當的形式求圓的方程;理解圓的一般方程和標準方程之間的關系,會進行互化.
(2)根據給定直線和圓的方程,判斷直線與圓的位置關系(相交、相切、相離);根據圓的方程判斷圓與圓的位置關系(外離、外切、相交、內切、內含).
(3)用直線和圓的方程解決一些簡單的問題.
(4)在平面解析幾何初步的學習過程中,體會用代數方法處理幾何問題的思想,感受“數”與“形”的對立和統一;初步掌握數形結合的思想方法在研究數學問題中的應用.
(5)通過具體情境,感受建立空間直角坐標系的必要性,了解空間直角坐標系,會用空間直角坐標系刻畫點的位置;掌握空間兩點間的距離公式及其應用.
2. 考場對接:
圓的方程,直線與圓、圓與圓的位置關系是高考考查的重點,在2012年高考試題中,主要在選擇題、填空題中考查直線與圓、圓與圓的位置關系,尤其是含參數的問題,考題基本上屬于中低檔難度的題.
3. 經典例題:
(2012天津)設m,n∈R,若直線(m+1)x+(n+1)y-2=0與圓(x-1)2+(y-1)2=1相切,則m+n的取值范圍為( )
失分警示 本題屬于中檔題,考查直線與圓的位置關系,不等式的性質. 注意不要忽略了m,n∈R這個條件,在運用基本不等式時注意其成立的條件,求取值范圍時注意不要擴大或縮小范圍.
方法突破 由直線與圓相切的條件可以得到一個關于m,n的等式,觀察等式的性質,利用基本不等式的形式消除差異,化為關于m+n的不等式,解出其取值范圍即可.
完美答案 因為直線(m+1)x+(n+1)y-2=0與圓(x-1)2+(y-1)2=1相切,所以■=1,化簡得mn=m+n+1. 又當m,n∈R有不等式mn≤■■成立,所以mn=m+n+1≤■,即(m+n)2-4(m+n)-4≥0,解得m+n≤2-2■或m+n≥2+2■. 故選D.
■ (2012江蘇)在平面直角坐標系xOy中,圓C的方程為x2+y2-8x+15=0,若直線y=kx-2上至少存在一點,使得以該點為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點,則k的最大值是_________.
失分警示 本題屬于中檔偏難題,解答本題時不要被題中的表面意思所迷惑,要透過現象看本質,認真審清題意,將題意中的關系進行合理的轉化.
方法突破 數形結合理解題意,將兩圓的位置關系化為圓C的圓心到直線y=kx-2的距離的取值范圍問題去處理.
完美答案 圓C的方程可化為(x-4)2+y2=1,若直線y=kx-2上至少存在一點,使得以該點為圓心,1為半徑的圓與圓C有公共點,則圓C上的點到直線上的點的距離的最小值小于或等于1,則圓心C(4,0)到直線y=kx-2的距離小于等或等于2. 所以■≤2,解得0≤k≤■,故k的最大值是■.
4. 命題趨勢:
預計2013年高考仍將在選擇題、填空題中考查圓方程的求解,直線與圓、圓與圓的位置關系的判斷,特別是含參數的位置關系問題仍將是考查的重點和熱點. 而在解答題中,則有可能考查以圓為背景的綜合試題,特別是圓與圓錐曲線的整合問題.
1. 考綱解讀:
(1)了解圓錐曲線的實際背景,了解圓錐曲線在刻畫現實世界和解決實際問題中的作用.
(2)掌握橢圓的定義和幾何圖形及標準方程,會求橢圓的標準方程;掌握橢圓的簡單幾何性質,能運用橢圓的標準方程和幾何性質處理一些簡單的實際問題.
2. 考場對接:
縱觀2012年高考數學試題可以看出,選擇題、填空題主要考查橢圓的定義、標準方程和幾何性質的理解與應用,橢圓的離心率等相關知識,難度中等;解答題主要考查橢圓的標準方程、幾何性質的應用,特別地,直線與橢圓的位置關系問題是考查的熱點問題,且有一定的難度.
3. 經典例題:
失分警示 結合圖形,審清題意,注意三角形哪個角是底角,細心運算,避免發生運算失誤.
方法突破 求解圓錐曲線的離心率(或其范圍)的關鍵是根據已知條件尋求一個關于a,b,c的等式(或不等)關系,再結合a,b,c的固有關系消去b,最后得到a,c的等式(或不等)關系,從而求得離心率(或其范圍).
4. 命題趨勢:
橢圓是命題的熱點內容,預計2013年的高考仍將在選擇題、填空題中考查橢圓的標準方程、離心率的求解等知識,難度中等;將在解答題中重點考查直線與橢圓的位置關系問題,可能還會出現一些創新題型,如新定義題型、探索性問題、定點定值問題等,此類問題難度較大.同時,會加強橢圓與圓,橢圓與雙曲線,橢圓與拋物線等知識的交匯問題的考查力度.
1. 考綱解讀:
了解雙曲線的定義、圖形和標準方程,會求雙曲線的標準方程;會用雙曲線的標準方程處理一些簡單的實際問題;了解雙曲線的簡單幾何性質.
2. 考場對接:
分析2012年高考試題可以看出,雙曲線的考題基本上以選擇題、填空題為主,主要考查雙曲線的定義、方程和簡單幾何性質的應用,且出現了雙曲線和圓、橢圓、拋物線等的整合問題,總體難度中等.
3. 經典例題:
(2012浙江)如圖1,F1,F2分別是雙曲線C:■-■=1(a,b>0)的左、右焦點,B是虛軸的端點,直線F1B與C的兩條漸近線分別交于P,Q兩點,線段PQ的垂直平分線與x軸交于點M. 若MF2=F1F2,則C的離心率是( )
失分警示 本題的解題思路并不難得出,但運算量較大,在認真審題的前提下避免發生運算錯誤,同時注意雙曲線的離心率的取值范圍,謹防增根.
方法突破 本題考查雙曲線的幾何性質的應用,離心率的求解,突破的關鍵是正確求出P,Q兩點的坐標(用a,b,c表示),再求出PQ的垂直平分線的方程,進而用a,b,c表示出M的坐標,由MF2=F1F2列出等式,最終化為a,c的關系.
4. 命題趨勢:
預計2013年高考仍將在選擇題、填空題中考查雙曲線的標準方程的求法、定義和幾何性質的應用,其中離心率的求解和漸近線問題是考查的熱點. 此外,仍會加強將雙曲線和其他知識(如圓、橢圓、拋物線)進行交匯出題,題目難度中等偏低.
1. 考綱解讀:
(1)掌握拋物線的定義、圖形和標準方程,會求拋物線的標準方程;掌握拋物線的簡單性質,會用拋物線的標準方程和幾何性質處理一些簡單的實際問題.
(2)了解方程的曲線與曲線的方程的對應關系;了解求曲線方程的一般步驟,能求一些簡單曲線的方程;掌握求直線和圓錐曲線的交點坐標的方法;進一步體會數形結合思想.
2. 考場對接:
透過2012年高考數學試題可以看出,拋物線是考查的熱點問題,考題既在選擇題、填空題中出現,也在解答題中出現.選擇題、填空題重點考查拋物線的標準方程的求法,拋物線的定義和性質的應用,以及拋物線在實際問題中的應用,同時還出現了拋物線與雙曲線的交匯問題,難度中等. 解答題重點考查直線與拋物線的位置關系,拋物線與其他知識(如圓、不等式等)的整合問題,且出現了探索性問題,難度較大.而曲線與方程的考查則滲透在以上各大知識板塊之中.
3. 經典例題:
(2012安徽)過拋物線y2=4x的焦點F的直線交拋物線于A,B兩點,點O是原點,若AF=3,則△AOB的面積為( )
失分警示 本題屬于中檔題,有一定的思維量,認真審題,找準關系,運算準確,避免發生思維受阻和運算錯誤.
方法突破 顯然AB是拋物線的焦點弦,且已知AF=3,若結合拋物線的定義,則可以求點A的坐標,從而直線AB的方程便可以得到解決,具體見如下的解法一. 本題也可以設角度(見如下的解法二),通過三角關系來表示線段的長度,從而求出三角形的兩邊及其夾角的正弦值,再求面積.
(1)求拋物線C的方程;
(2)是否存在點M,使得直線MQ與拋物線C相切于點M?若存在,求出點M的坐標;若不存在,說明理由;
(3)若點M的橫坐標為■,直線l:y=kx+■與拋物線C有兩個不同的交點A,B,l與圓Q有兩個不同的交點D,E,求當■≤k≤2時,AB2+DE2的最小值.
失分警示 本題難度較大,綜合性強,涉及的知識點多,屬于直線、圓和拋物線的綜合問題,解答時要注意數形結合思想的使用,審清題意. 解答第(1)小題難度不算大,但第(2)小題是一個探索性問題,有較大的運算量,需要扎實的運算功底,第(3)小題將直線、圓和圓錐曲線綜合起來,難度較大,需要較強的分析問題和解決問題的能力.
方法突破 第(1)小題結合拋物線的定義以及圓的相關性質可以列出一個關于p的方程,求解即可;第(2)小題可先假設存在點M,利用拋物線的切線斜率和直線MQ的斜率相等列等式求解;第(3)小題的解題目標是將AB2+DE2表示為關于k的函數,從而化為求函數的最值問題去處理,但求兩線段的長度需要用到直線與圓錐曲線相交弦長公式AB=■,以及直線與圓的相交弦長公式DE=2■等.
完美答案 (1)x2=2y.
4. 命題趨勢:
預計2013年高考中,拋物線仍是考查的一大重點,拋物線的標準方程的求法,拋物線的定義和性質的應用,拋物線與其他知識的交匯問題仍將是命題的熱點.此外,定值定點問題、探索性問題、軌跡方程問題、最值問題仍將是試題創新的一個方向.