求解解析几何中参数范围的一种基本思路
解析几何中求参数取值范围的5种常用方法
解析几何中求参数取值范围的5种常用方法解析几何中求参数取值范围的5种常用方法及经典例题详细解析:一、利用曲线方程中变量的范围构造不等式曲线上的点的坐标往往有一定的变化范围,如椭圆 x2a2 + y2b2 = 1上的点P(x,y)满足-a≤x≤a,-b≤y≤b,因而可利用这些范围来构造不等式求解,另外,也常出现题中有多个变量,变量之间有一定的关系,往往需要将要求的参数去表示已知的变量或建立起适当的不等式,再来求解.这是解决变量取值范围常见的策略和方法.例1 已知椭圆 x2a2 + y2b2 = 1 (a>b>0),A,B是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0)求证:-a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a分析:先求线段AB的垂直平分线方程,求出x0与A,B横坐标的关系,再利用椭圆上的点A,B满足的范围求解.(x1≠x2)代入椭圆方程,作差得: y2-y1x2-x1 解: 设A,B坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),=-b2a2 •x2+x1 y2+y1又∵线段AB的垂直平分线方程为y- y1+y22 =- x2-x1 y2-y1 (x-x1+x22 )令y=0得 x0=x1+x22 •a2-b2a2又∵A,B是椭圆x2a2 + y2b2 = 1 上的点∴-a≤x1≤a,-a≤x2≤a,x1≠x2 以及-a≤x1+x22 ≤a∴ -a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a例2 如图,已知△OFQ的面积为S,且OF•FQ=1,若 12 < S <2 ,求向量OF与FQ的夹角θ的取值范围.分析:须通过题中条件建立夹角θ与变量S的关系,利用S的范围解题.解: 依题意有∴tanθ=2S∵12 < S <2 ∴1< tanθ<4又∵0≤θ≤π∴π4 <θ< p>例3对于抛物线y2=4x上任一点Q,点P(a,0)都满足|PQ|≥|a|,则a的取值范围是()A a<0B a≤2C 0≤a≤2D 0<2< p>分析:直接设Q点坐标,利用题中不等式|PQ|≥|a| 求解.解: 设Q( y024 ,y0)由|PQ| ≥a得y02+( y024 -a)2≥a2 即y02(y02+16-8a)≥0∵y02≥0 ∴(y02+16-8a)≥0即a≤2+ y028 恒成立又∵ y02≥0而 2+ y028 最小值为2 ∴a≤2 选( B )二、利用判别式构造不等式在解析几何中,直线与曲线之间的位置关系,可以转化为一元二次方程的解的问题,因此可利用判别式来构造不等式求解.例4设抛物线y2 = 8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线L与抛物线有公共点,则直线L的斜率取值范围是()A [-12 ,12 ]B [-2,2]C [-1,1]D [-4,4]分析:由于直线l与抛物线有公共点,等价于一元二次方程有解,则判别式△≥0解:依题意知Q坐标为(-2,0),则直线L的方程为y = k(x+2)由得 k2x2+(4k2-8)x+4k2 = 0∵直线L与抛物线有公共点∴△≥0 即k2≤1 解得-1≤k≤1 故选(C)例5 直线L: y = kx+1与双曲线C: 2x2-y2 = 1的右支交于不同的两点A、B,求实数k的取值范围.分析:利用直线方程和双曲线方程得到x的一元二次方程,由于直线与右支交于不同两点,则△>0,同时,还需考虑右支上点的横坐标的取值范围来建立关于k的不等式.解:由得(k2-2)x2 +2kx+2 = 0∵直线与双曲线的右支交于不同两点,则解得 -2<-2< p>三、利用点与圆锥曲线的位置关系构造不等式曲线把坐标平面分成三个区域,若点P(x0,y0)与曲线方程f(x,y)=0关系:若P 在曲线上,则f(x0,y0)=0;若P在曲线内,则f(x0,y0)<0;若P在曲线外,则f(x0,y0)>0;可见,平面内曲线与点均满足一定的关系。
浅谈解析几何中最值和参数范围问题的求解策略
浅谈解析几何中最值和参数范围问题的求解策略作者:陆爱莲来源:《教育教学科研》2013年第03期作者简介:陆爱莲,2002年毕业于广西师范大学数学教育专业,大学本科学历,理学学士,同年9月至今任教于马山中学,2008年12月获得中学一级教师资格。
积极参加教研教改活动,所撰写的论文多次在省、国家级论文评选中获二、三等奖。
【摘要】:解析几何中的最值和参数范围问题是高中数学的重要内容.其主要特点是综合性强,在解题中几乎处处涉及函数与方程、不等式、三角等内容.因此,在教学中应重视对数学思想、方法进行归纳提炼,如方程思想、函数思想、参数思想、数形结合的思想、对称思想、整体思想等思想方法,达到优化解题思维、简化解题过程的目的.本文通过对一些典型例题的分析和解答,归纳了解析几何中常见的解决最值和参数范围问题的思想方法,总结了解答典型例题的具体规律,并提供了一些常用的解题方法、技能与技巧。
【关键词】:解析几何最值问题参数范围求解策略解析几何中涉及最值和参数范围问题常有求面积、距离最值、参数范围问或与之相关的一些问题;求直线与圆锥曲线中几何元素的最值或与之相关的一些问题。
我们可以从两个方面来研究圆锥曲线的最值和参数范围问题,一方面用代数的方法研究几何,题中涉及较多数字计算与字母运算,对运算及变形的能力要求较高,用代数的方法解决几何;另一方面要善于从曲线的定义、性质等几何的角度思考,利用数形结合的思想解决问题。
一、代数法:借助代数函数求最值和参数取值范围的方法。
运用代数法时,先要建立“目标函数”,然后根据“目标函数”的特点灵活运用求最值。
常用的方法有: 1.配方法。
由于二次曲线的特点,所求“目标函数”的表达式常常和二次函数在某一个闭区间上的最值联系紧密,这时可对二次函数进行配方,并根据顶点的横坐标结合区间的端点确定所求函数的最值。
1、已知菱形ABCD的顶点A,C在椭圆x2+3y2=4上,对角线BD所在直线的斜率为1。
求参数的取值范围(解析几何)
03求参数的取值范围一、基础知识:求参数的取值范围宏观上有两种思路:一个是通过解不等式求解,一个是利用函数,通过解函数的值域求得参数范围1、解不等式:通过题目条件建立关于参数的不等式,从而通过解不等式进行求解。
常见的不等关系如下:(1)圆锥曲线上的点坐标的取值范围① 椭圆(以()222210x y a b a b+=>>为例),则[],x a a ∈-,[],y b b ∈-② 双曲线:(以()22221,0x y a b a b-=>为例),则(],x a ∈-∞-(左支)[),a +∞(右支)y R ∈③ 抛物线:(以()220y px p =>为例,则[)0,x ∈+∞(2)直线与圆锥曲线位置关系:若直线与圆锥曲线有两个公共点,则联立消元后的一元二次方程0∆>(3)点与椭圆(以()222210x y a b a b+=>>为例)位置关系:若点()00,x y 在椭圆内,则2200221x y a b +< (4)题目条件中的不等关系,有时是解决参数取值范围的关键条件2、利用函数关系求得值域:题目中除了所求变量,还存在一个(或两个)辅助变量,通过条件可建立起变量间的等式,进而可将等式变形为所求变量关于辅助变量的函数,确定辅助变量的范围后,则可求解函数的值域,即为参数取值范围(1)一元函数:建立所求变量与某个辅助变量的函数关系,进而将问题转化为求一元函数的值域,常见的函数有:① 二次函数;②“对勾函数”()0ay x a x=+>;③ 反比例函数;④分式函数。
若出现非常规函数,则可考虑通过换元“化归”为常规函数,或者利用导数进行解决。
(2)二元函数:若题目中涉及变量较多,通过代换消元最后得到所求参数与两个变量的表达式,则可通过均值不等式,放缩消元或数形结合进行解决。
3、两种方法的选择与决策:通常与题目所给的条件相关,主要体现在以下几点:(1)若题目中含有某个变量的范围,则可以优先考虑函数的方向,将该变量视为自变量,建立所求变量与自变量的函数关系,进而求得值域 (2)若题目中含有某个表达式的范围(或不等式),一方面可以考虑将表达式视为整体,看能否转为(1)的问题进行处理,或者将该表达式中的项用所求变量进行表示,从而建立起关于该变量的不等式,解不等式即可 二、典型例题:例1:已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>,1F 、2F ()3,1.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若12,A A 分别是椭圆长轴的左右端点,Q 为椭圆上动点,设直线1A Q 斜率为,且11,23k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,求直线2A Q 斜率的取值范围;解:(1)c e a ==::a b c ∴= ∴椭圆方程为:222213x y b b+=代入()3,1可得:24b =22312a b ∴== ∴椭圆方程为:221124x y +=(2)由(1)可得:()()12,A A - 设(),Q x y ,则k =2A Q k22212A Q y k k x ∴⋅==- Q 在椭圆上 ()222211121243x y y x ∴+=⇒=-2221123A Q y k k x ∴⋅==--213A Q k k ∴=- 11,23k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭12,133k ⎛⎫∴-∈ ⎪⎝⎭即22,13A Q k ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭例2:已知椭圆()2222:10xy C a b a b+=>>,其左,右焦点分别是12,F F ,过点1F 的直线l 交椭圆C 于,E G 两点,且2EGF 的周长为 (1)求椭圆C 的方程(2)若过点()2,0M 的直线与椭圆C 相交于两点,A B ,设P 为椭圆上一点,且满足OA OB tOP +=(O 为坐标原点),当25PA PB -<时,求实数t 的取值范围 解:(1)c e a ==::a b c ∴2EGF 的周长4C a a ===1b ∴=,椭圆方程为:2212x y +=(2)设直线AB 的方程为()2y k x =-,()()1122,,,A x y B x y ,(),P x y OA OB tOP += 1212x x txy y ty +=⎧∴⎨+=⎩联立直线与椭圆方程:()()222222212882021y k x k x k x k x y ⎧=-⎪⇒+-+-=⎨+=⎪⎩()()()22228412820k k k ∴∆=-+->,解得:212k <()23121212222884,44212121k k kx x y y k x x k k k k k +=+=+-=-=-+++ ()()222821421k x t k k y t k ⎧=⎪+⎪∴⎨⎪=-⎪+⎩,代入2212x y +=可得:()()2222284222121k k t k t k ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪+-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭2221612k t k∴=+,由条件25PA PB -<可得:25AB <12AB x ∴-<()()22121220149k x x x x ⎡⎤∴++-<⎣⎦,代入22121222882,2121k k x x x x k k -+==++可得: ()()()222222228822014411413021219k k k k k k k ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥+-⋅<⇒-+> ⎪++⎢⎥⎝⎭⎣⎦214k ∴> 211,42k ⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭,22221618=16,411232k t k k⎛⎫∴=⋅∈ ⎪+⎝⎭+262,,2t ⎛⎛⎫∴∈- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭例3:在平面直角坐标系中,已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为2,且在所有(1)求椭圆方程(2)若过点()0,2B 的直线l与椭圆交于不同的两点,E F (E 在,B F 之间),求三角形OBE与三角形OBF 面积比值的范围解:(1)c e a == ::a b c ∴由椭圆性质可得,焦点弦的最小值为22b a=1,b a ∴==∴椭圆方程为2212x y +=(2)设:2l y kx =+,()()1122,,,E x y F x y112211,22OBEOBFSOB x x S OB x x ∴=⋅⋅==⋅⋅= 1122OBE OBF x S xS x x ∴== 联立直线与椭圆方程:()222221286022y kx k x kx x y =+⎧⇒+++=⎨+=⎩ ()()22238241202k k k ∴∆=-+>⇒>12122286,01212k x x x x k k +=-=>++ 12,x x ∴同号 ()()22221212212212832122631212k x x x x k k x x x x k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭∴===++++232k > ()22232321164,1333122k k k ⎛⎫∴=⋅∈ ⎪+⎝⎭+,122116423x x x x <++< 设120x t x =>,所解不等式为:124111612333t t tt t t ⎧++>⇒≠⎪⎪⎨⎪++<⇒<<⎪⎩()121,11,33x x ⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭,即()1,11,33OBE OBF S S ⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭例4:已知椭圆()22122:10x y C a b a b+=>>,直线:2l y x =+与以原点为圆心,椭圆1C 的短半轴长为半径的圆相切(1)求椭圆1C 的方程(2)设椭圆1C 的左焦点为1F ,右焦点为2F ,直线1l 过点1F 且垂直于椭圆的长轴,动直线2l 垂直于直线1l ,垂足为点P ,线段2PF 的垂直平分线交2l 于点M ,求点M 的轨迹2C 的方程 (3)设2C 与x 轴交于点Q ,不同的两点,R S 在2C上,且满足0QR RS ⋅=,求QS 的取值范围解:(1)c e a a==⇒= :2l y x =+与圆222x y b +=相切,O l d b -∴==b ∴=3a c =,22222b a c c ∴=-=即21c =,解得1c =a ∴,221:132x y C ∴+=(2)由(1)可得1:1l x =- 线段2PF 的垂直平分线交2l 于点2PM MF ∴=,即12M l d MF -=M ∴的轨迹为以2F 为焦点,1l 为准线的抛物线,设为()220y px p =>()21,0F 2p ∴= 22:4C y x ∴=(3)思路:由已知可得()0,0Q ,设221212,,,44y y R y S y ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则所求QS 为关于2y 的函数,只需确定2y 的范围即可,因为0QR RS ⋅=,所以有可能对2y 的取值有影响,可利用此条件得到2y 关于1y 的函数,从而求得2y 范围。
解析几何中参数取值范围问题(精)
解析⼏何中参数取值范围问题(精)解析⼏何中参数取值范围问题⼀.学习⽬标:1、掌握求参数取值范围的基本思路与⽅法,会解决⼀些简单的求参数取值问题;2、了解双参数问题的求解思路。
⼆.思想⽅法技巧1.利⽤数形结合思想求解:挖掘参数的⼏何意义,转化为直线斜率、距离等问题求解; 2.通过建⽴参数的不等式求解:(1)利⽤题设中已有的不等关系建⽴不等式;(2)利⽤判别式建⽴不等式(3)利⽤图形特征建⽴不等式 3.双参数问题求解策略:建⽴参数的不等式、⽅程的混合组,通过消元转化为⼀元不等式,或转化为求函数值域问题求解。
4、分类讨论思想的运⽤三.基础训练1.已知两点A (-3,4).B (3,2),过点P (2,-1)的直线l 与线段AB 有公共点,则直线l 的斜率k 的取值范围是()A .[1,3]-B .(1,3)-C .(,1][3,)-∞-?+∞D .(,1)(3,)-∞-?+∞2.直线y kx =与双曲线221169x y -=不相交,则k 的取值范围是 3.已知直线l 过点),(02-,当直线l 与圆x y x 222=+有两个交点时,其斜率k 的取值范围是()(A )),(2222-(B )),(22-(C )),(4242-(D )),(8181-⼆.典型例题1.若直线y=x+b 与曲线21y x -=恰有⼀个公共点,则有b 的取值范围是。
2.双曲线1422=+ky x 的离⼼率为e ,且e ∈(1,2)则k 的范围是________。
3.若直线y x b =+与曲线224(0)x y y +=≥有公共点,则b 的取值范围是()A . [2,2]-B . [0,2]C .D . [-4.直线y=kx -2与焦点在x 轴上的椭圆1522=+my x 恒有公共点,求m 的取值范围5.已知椭圆C :2214x y += 和直线:2l y x m =+,椭圆C 上存在两个不同的点A 、B 关于直线l 对称,求m 的取值范围三.巩固练习1.若平⾯上两点A (-4,1),B (3,-1),直线2+=kx y 与线段AB 恒有公共点,则k 的取值范围是。
解析几何中求参数取值范围的方法(精)
解析几何中求参数取值范围的方法近几年来,与解析几何有关的参数取值范围的问题经常出现在高考考试中,这类问题不仅涉及知识面广,综合性大,应用性强,而且情景新颖,能很好地考查学生的创新能力和潜在的数学素质,是历年来高考命题的热点和重点。
学生在处理这类问题时,往往抓不住问题关键,无法有效地解答,这类问题求解的关键在于根据题意,构造相关的不等式,然后求出不等式的解。
那么,如何构造不等式呢?本文介绍几种常见的方法:一、利用曲线方程中变量的范围构造不等式曲线上的点的坐标往往有一定的变化范围,如椭圆 x2a2 + y2b2 = 1上的点P(x,y)满足-a≤x≤a,-b≤y≤b,因而可利用这些范围来构造不等式求解,另外,也常出现题中有多个变量,变量之间有一定的关系,往往需要将要求的参数去表示已知的变量或建立起适当的不等式,再来求解.这是解决变量取值范围常见的策略和方法.例1 已知椭圆 x2a2 + y2b2 = 1 (a>b>0), A,B是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0 , 0)求证:-a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a分析:先求线段AB的垂直平分线方程,求出x0与A,B横坐标的关系,再利用椭圆上的点A,B满足的范围求解.解: 设A,B坐标分别为(x1,y1) ,(x2,y2),(x1≠x2)代入椭圆方程,作差得: y2-y1x2-x 1 =-b2a2 •x2+x1 y2+y1又∵线段AB的垂直平分线方程为y- y1+y22 =- x2-x1 y2-y1 (x-x1+x22 )令y=0得x0=x1+x22 •a2-b2a2又∵A,B是椭圆x2a2 + y2b2 = 1 上的点∴-a≤x1≤a, -a≤x2≤a, x1≠x2 以及-a≤x1+x22 ≤a∴ -a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a例2 如图,已知△OFQ的面积为S,且OF•FQ=1,若 12 < S <2 ,求向量OF与FQ的夹角θ的取值范围.分析:须通过题中条件建立夹角θ与变量S的关系,利用S的范围解题.解: 依题意有∴tanθ=2S∵12 < S <2 ∴1< tanθ<4又∵0≤θ≤π∴π4 <θ<ARCTAN4< p>例3对于抛物线y2=4x上任一点Q,点P(a,0)都满足|PQ|≥|a|,则a的取值范围是 ( )A a<0B a≤2C 0≤a≤2D 0<A<2< p>分析:直接设Q点坐标,利用题中不等式|PQ|≥|a| 求解.解: 设Q( y024 ,y0) 由|PQ| ≥a得y02+( y024 -a)2≥a2 即y02(y02+16-8a) ≥0∵y02≥0 ∴(y02+16-8a) ≥0即a≤2+ y028 恒成立又∵ y02≥0而 2+ y028 最小值为2 ∴a≤2 选( B )二、利用判别式构造不等式在解析几何中,直线与曲线之间的位置关系,可以转化为一元二次方程的解的问题,因此可利用判别式来构造不等式求解.例4设抛物线y2 = 8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线L与抛物线有公共点,则直线L的斜率取值范围是 ( )A [-12 ,12 ]B [-2,2]C [-1,1]D [-4,4]分析:由于直线l与抛物线有公共点,等价于一元二次方程有解,则判别式△≥0解:依题意知Q坐标为(-2,0) , 则直线L的方程为y = k(x+2)由得 k2x2+(4k2-8)x+4k2 = 0∵直线L与抛物线有公共点∴△≥0 即k2≤1 解得-1≤k≤1 故选 (C)例5 直线L: y = kx+1与双曲线C: 2x2-y2 = 1的右支交于不同的两点A、B,求实数k的取值范围.分析:利用直线方程和双曲线方程得到x的一元二次方程,由于直线与右支交于不同两点,则△>0,同时,还需考虑右支上点的横坐标的取值范围来建立关于k的不等式.解:由得 (k2-2)x2 +2kx+2 = 0∵直线与双曲线的右支交于不同两点,则解得 -2<K<-2< p>三、利用点与圆锥曲线的位置关系构造不等式曲线把坐标平面分成三个区域,若点P(x0,y0)与曲线方程f(x,y)=0关系:若P在曲线上,则f(x0,y0)=0;若P在曲线内,则f(x0,y0)<0;若P在曲线外,则f(x0,y0)>0;可见,平面内曲线与点均满足一定的关系。
解析几何中的取值范围问题
解析几何中的取值范围问题
在解析几何中,取值范围问题是非常重要的一个部分。
一般来说,我们需要根据题意来确定自变量的取值范围,进而求解函数的值域或图像。
下面是一些常见的取值范围问题的解决方法:
1. 明确函数的定义域:在求解函数值域时,我们需要明确函数的定义域。
通常情况下,函数的定义域是求解域的子集,但也可能会出现定义域不包含求解域的情况。
2. 分析函数的导数:在求解函数值域时,我们可以利用函数的导数来确定其值域。
一般情况下,函数的导数在区间端点处取值为零,但在一些特殊情况下,导数可能不为零。
3. 利用不等式来确定取值范围:在解析几何中,我们经常利用不等式来确定自变量的取值范围。
例如,利用均值不等式、柯西不等式、排序不等式等。
4. 利用几何图形来确定取值范围:在解析几何中,几何图形是非常重要的一部分。
我们可以通过几何图形来直观理解自变量的取值范围,进而求解函数的值域或图像。
在实际应用中,取值范围问题是非常常见的。
因此,我们需要熟练掌握各种取值范围问题的解决方法,并能够灵活运用这些方法来解决实际的问题。
拓展:
在解析几何中,还有一种非常重要的取值范围问题,那就是参数方程的取值范围问题。
一般来说,参数方程的取值范围取决于参数的取值。
我们需要根据题意来确定参数的取值范围,进而求解参数方程的值域或图像。
在求解参数方程的值域或图像时,我们可以利用参数方程的导数和不等式等方法来确定其取值范围。
解析几何中参数范围问题的求解策略
解析几何中参数范围问题的求解策略解析几何中确定参数的取值范围是一类转为常见的探索性问题,历年高考试题中也常出现此类问题。
很多同学在处理这类问题时无从下手,不知道确定参数范围的函数关系或不等关系从何而来,下面我通过一些实例介绍这类问题形成的几个背景及相应的解法,希望同学们能有所收获。
背景之一:题目所给的条件利用题设条件能沟通所求参数与曲线上点的坐标或曲线的特征参数之间的联系,建立不等式或不等式组求解。
这是求范围问题最显然的一个背景。
例1、椭圆),0(12222为半焦距c b c a by a x >>>=+的焦点为F 1、F 2,点P (x , y )为其上的动点,当∠F 1PF 2为钝角时,点P 的横坐标的取值范围是___。
例2、已知梯形ABCD 中,AB =2CD ,点E 分有向线段AC 所成的比为λ,双曲线过点C 、D 、E 三点,且以A 、B 为焦点。
当4332≤≤λ时,求双曲线离心率e 的取值范围。
背景之二:曲线自身的范围圆、椭圆、双曲线及抛物线都有自身的范围,如椭圆a by a x (12222=+>b >0)中,x ,10],,[],,[<<-∈-∈e b b y a a ,利用这些范围是确定参数范围的途径之一。
例3、设点P 到点M (-1,0)、N (1,0)距离之差为2m ,到x 轴、y 轴距离之比为2,求m 的取值范围。
例4、设椭圆1122=++y m x 的两个焦点是F 1(-c , 0)与F 2(c , 0) (c > 0),且椭圆上存在一点P ,使得直线PF 1与PF 2垂直。
(1)求实数m 的取值范围;(2)设l 相应于焦点F 2的准线,直线PF 2与l 相交于Q ,若32||2-=PF QF ,求直线PF 2的方程。
背景之三:二次方程有解的条件直线和圆锥曲线的关系,是解析几何中最常见的关系,它们联立消元后所得的判别式非负是直线和圆锥曲线有公共点的充要条件;若有限制条件,则还应考虑根的分布情况等,这是确定参数取值范围的一个常见背景。
(完整word版)解析几何的解题思路、方法与策略
解析几何的解题思路、方法与策略高三数学复习的目的, 一方面是回顾已学过的数学知识, 进一步巩固基础知识, 另一方面, 随着学生学习能力的不断提高, 学生不会仅仅满足于对数学知识的简单重复, 而是有对所学知识进一步理解的需求, 如数学知识蕴涵的思想方法、 数学知识之间本质联系等等, 所以高三数学复习既要“温故” , 更要“知新” , 既能引起学生的兴趣, 启发学生的思维, 又能促使学生不断提出问题, 有新的发现和创造, 进而培养学生问题研究的能力.以“圆锥曲线与方程"内容为主的解题思想思路、方法与策略是高中平面解析几何的核心内容, 也是高考考查的重点.每年的高考卷中,一般有两道选择或填空题以及一道解答题, 主要考查圆锥曲线的标准方程及其几何性质等基础知识、基本技能及基本方法的灵活运用, 而解答题注重对数学思想方法和数学能力的考查,重视对圆锥曲线定义的应用, 求轨迹及直线与圆锥曲线的位置关系的考查.解析几何在高考数学中占有十分重要的地位,是高考的重点、热点和难点.通过以圆锥曲线为主要载体,与平面向量、导数、数列、不等式、平面几何等知识进行综合,结合数学思想方法,并与高等数学基础知识融为一体,考查学生的数学思维能力及创新能力,其设问形式新颖、有趣、综合性很强.基于解析几何在高考中重要地位,这一板块知识一直以来都是学生在高三复习中一块“难啃的骨头" .所以研究解析几何的解题思路,方法与策略,重视一题多解,一题多变,多题一解这样三位一体的拓展型变式教学,是老师和同学们在高三复习一起攻坚的主题之一.本文尝试以笔者在实际高三复习教学中,在教辅教参和各类考试中遇到的几道题目来谈谈解析几何解题思路和方法策略.一、一道直线方程与面积最值问题的求解和变式例1 已知直线l 过点(2,1)M - ,若直线l 交x 轴负半轴于A ,交y 轴正半轴于B ,O 为坐标原点. (1)设AOB ∆的面积为S ,求S 的最小值并求此时直线l 的方程; (2)求OA OB +最小值; (3)求M MA B ⋅最小值.解:方法一:∵直线l 交x 轴负半轴,y 轴正半轴,设直线l 的方程为(2)1(0)y k x k =++>,∴)(0,12k k A -- )12,0(+k B , (1)∴422122)12(2≥++=+=k k k k S , ∴当1)22=k (时,即412=k ,即 21=k 时取等号,∴此时直线l 的方程为221+=x y 。
求参数的取值范围的两种思路
伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍伍方法集锦求参数的取值范围问题比较常见,常出现在函数、不等式、三角函数、解析几何、解三角形等试题中.解答这类问题的常用技巧有:分离参数和分类讨论.下面主要谈一谈如何运用这两种技巧来求参数的取值范围.一、分离参数分离参数是求参数的取值范围的常用技巧.运用该技巧解题,需先根据题意建立含有参数的关系式;然后对含有参数的关系式进行合理的变形,使参数位于等号或不等号的一侧;最后利用函数的性质、基本不等式、导数法等求得关系式另一侧式子的最值,即可求出参数的取值范围.例1.如果函数f ()x =x 3-b 2x 2+bx +c 在区间[-2,1]上为增函数,求实数b 的取值.解:因为函数f ()x =x 3-b 2x 2+bx +c 在[-2,1]上为增函数,所以对于∀x ∈[-2,1],都有f ′()x =3x 2-bx +b ≥0,当x =1时,3x 2-bx +b ≥0,当x ∈[-2,1)时,要使3x 2-bx +b ≥0,就需使b ≥3x 2x -1,即b ≥(3x 2x -1)max ,又因为(3x 2x -1)max =0,所以b ≥0,即实数b 的取值范围为[0,+∞).当遇到含参不等式问题时,运用分离参数法求解比较有效,只需将不等式中的参数与变量分离,把含参不等式变成形如a ≥h ()x 或a ≤h ()x 的式子,即可将问题转化为函数最值问题来求解.二、分类讨论由于问题中含有参数,所以往往需要运用分类讨论思想对参数进行分类讨论,以逐步确定参数的取值范围.在运用分类讨论法求参数的取值范围时,要先根据题意确定分类讨论的对象和标准,如根据抛物线的开口方向对二次函数的二次项的系数进行讨论,根据函数的单调性对指数函数的底数进行分类讨论;然后逐层逐级进行讨论;最后综合所得的结果.例2.已知函数f ()x =ln ()x +1-x x +1,若当x ≥0时,f ()x ≤ax 2恒成立,求实数a 的取值范围.解:要使当x ≥0时,ln ()x +1-x x +1≤ax 2恒成立,需使当x ≥0时,ln ()x +1-x x +1-ax 2≤0恒成立,令g ()x =ln ()x +1-x x +1-ax 2,x ≥0,可得g ′()x =x [1-2a (x +1)2](x +1)2.(i )当a ≤0时,1-2a (x +1)2>0,则g ′()x ≥0,则g ()x 在区间[0,+∞)上单调递增,所以当x >0时,g ()x >g ()0=0,与题意不相符.(ii )当a ≥12时,2a ≥1,可得(x +1)2≥1,则1-2a (x +1)2≤0,所以g ′()x ≤0,则g ()x 在区间[0,+∞)上单调递减,所以g ()x ≤g ()0=0,满足题意.(iii )当0<a <12时,1-2a (x +1)2>0,当x ∈(0,12a-1)时,g ′()x >0,所以g ()x 在区间(01)上单调递增,可得g ()x >g ()0=0,与题意不相符合.故实数a 的取值范围为[12,+∞).因为分离参数后的式子较为复杂,所以本题需采用分类讨论法求解.由于参数a 对函数的单调性和最值影响较大,于是将a 分为a ≤0、a ≥12、0<a <12三种情况,并在每一种情况下讨论函数的单调性;然后根据导函数与函数单调性之间的关系,判断出函数的单调性,求得其最值,就能确定不等式恒成立时a 的取值范围.相比较而言,分类讨论法的适用范围较广,而分离参数法的适用范围较窄,但较为简单.所以在解题时,要首先尝试将参数分离,运用分离参数法求解,若行不通,再考虑运用分类讨论法.(作者单位:江苏省如东县马塘中学)43。
解析几何中有关参数范围问题的求解策略
( 求 抛 物 线 c 的 I) 方程 ; ( 若 直线 z ’一1 Ⅱ) :,
=
y =6一b 2y 2 2 ; } 2 =6一b
,
。
k 一1 ( ≠0 垂 直 平 ( )k )
图2
从 而 由 一n l 0 一0 2 , ≤ ≤ , ≤ ≤Ⅱ 可得
< < 二 。 。
.
・
. .
m :2
+1 。
由
f 一 + , =)1 到 于 的 于 点 J( O,), 明 :一旦 + n 1≥ , 关 一 () , 得 PX 0 证 【 y=
,
元二次方程 , 由其判别式等于 0求得 m=6 , 。 综上所得 , —2 ≤m<1 4 或 m=6 1 +2 3 。 二、 构造含参不等式探求参数范 围 例 2 已知抛 物线 C 的顶 点 在 原 点 , 双 曲线 以 \ /
I ,
一
分 析 : 证 X满 足 关 于 参 数 。 b的 不 等 式 , 欲 0 、 须 从 题 中找 出 不 等 关 系 。 由 椭 圆 的 性 质 可 知 , 圆 上 椭 的 点 的 坐 标 满 足 如 下 条件 : ≤ ≤ , 一o a 因此 问 题 转 化 为 寻 求 X与 的关 系 。 o 简解 : 由题 设 知 , P在 线 段 A 的 垂 直 平 分 线 点 B
图1
1 y≥ 1 为 半 条 曲 ( )
线, 若利用方程观点研究这类问题 , 则需将之转化成 根 的分 布 问题 , 样 做 较 麻 烦 且 易 出 错 。若 用 数 形 这 结合 的思想 来研 究 , 则直 观 易解 。如 图 1 z、2 f ,1 z、3 是 直 线 系 , 一 +m 中 的三 条 直 线 , 三 条 直 线 是 , = 这 直 线 系 中的 直 线 与 半 椭 圆 交 点 个 数 的 “ 线 ” 在 Z 界 , 与 f之 间 的直 线 ( z, 含 z 及 1都 是 与 半 椭 圆 2 含 1不 2 ) 只有 一 个 公 共 点 的 直线 , m 是 这 些 直 线 在 y轴 上 而 的截 距 , 由此 可 求 m 的范 围 。 简 解 :I ( 2 3,) Z过 一 4 1 ,
浅议解析几何中求参数范围的几种策略
【 点评】 此题解 法中得 到 S关于 6的表达 式应该较为直接 自
然 ,由此应用基本 不等 式也就水到渠 成. 六、利用方程与函数思想求参数范 围
例 6 已 知 A( , 1 ,B 2 ) 0 ) ( ,3 ,抛 物 线 Y= +僦 +2 ,若
拿 +r _≤ 1 解得 4≤m< . , 5
围.
例2 已知椭圆c :莩 + = 和直线h Y 2 + , 1 = x m 椭圆
问题谈谈几种求解 这类 问题 的策 略.
一
解 析 : 由 已知 得 直 线 AB上Z ,
、
利用题设中的不等 关系
.,B x,Y)
抛物线与线段 A B相交于两点 ,求 m 的取值范围.
分 析 :线 段 AB的 方 程 为 Y= +1( ≤ 2 ,抛 物 线 与 0≤ )
线段
日 交于两I 量,可转化为方程组l = x y
:
+ +
2
对 于一些特殊曲线 ,它们 自身都包 含了一些不等关系.如椭 有 两组 解.通过 消元 Y又 可 转化 为 关 于 的一 元 二 次 方程 厂 = ( 0 ) 圆长轴长大于短轴长 ,也大于焦距长 ,双 曲线 的实轴长 、虚轴 在 [ ,2 上有两个不等实根. O ] 长小于焦距长. 于圆与椭圆 ,当点位于其 内部或外部 时 ,都满 对 解 :线 段 A 的方 程 为 ' +10≤ ≤ 2 . B , = ( ) 足一定 的不等关系.当然有些情 况下 ,不等关系 比较隐蔽 ,只有 认真地分析题设中的条件与结论 ,才能找到所需的含参不等式.
若题设条件中有不等关系 ,可直接利用该条件求参数的范围. 例 1 双 曲线 一
矿 0—
=1。>1 ( ,b>0 的焦距为 2 ,直线 ) c
解析几何中有关参数范围问题的求解策略
解析几何中有关参数范围问题的求解策略曾庆宝解析几何中的参数范围问题是平时考试和高考中的重要考查内容,但这一类题综合性强、变量多、涉及知识面广,是难点问题。
解答这类问题往往运用函数思想、方程思想、数形结合思想等,将问题转化为求函数的值域划最值等来解决。
一. 运用数形结合探求参数范围例1. m 为何值时,直线y x m =-+与半椭圆()()xy y 22201511+-=≥只有一个公共点?分析:因为椭圆()()xy y 22201511+-=≥为半条曲线,若利用方程观点研究这类问题,则需转化成根的分布问题,较麻烦且易出错。
若用数形结合的思想来研究则直观易解。
如图,l l l 123、、是直线系y x m =-+中的三条直线,这三条直线是直线系中的直线与半椭圆交点个数的“界线”,在l 1与l 2之间的直线(含l 1,不含l 2)及l 3都是与半椭圆只有一个公共点的直线,而m 是这些直线在y 轴上的截距,由此可求m 的范围。
解:l 1过()-251,,则125251=+=-+m m ,l 2过()251,,则125251=-+=+m m ,由()()y x mx y y =-++-=≥⎧⎨⎪⎩⎪22201511得到关于x 的一元二次方程。
利用△=0得m =6综上所得,125125-≤<+m 或m =6二. 构建函数关系探求参数范围例2. P 、Q 、M 、N 四点都在椭圆x y 2221+=上,F 为椭圆在y 轴正半轴上的焦点。
已知PF →与FQ →共线,MF →与FN →共线,且PF MF →→=·0。
求四边形PMQN 的面积的最小值和最大值。
分析:显然,我们只要把面积表示为一个变量的函数,然后求函数的最值即可。
解:如图,由条件知MN 和PQ 是椭圆的两条弦,相交于焦点F (0,1),且PQ ⊥MN ,直线PQ 、MN 中至少有一条存在斜率,不妨设PQ 的斜率为k ,又PQ 过点F (0,1),故PQ 方程为y kx =+1。
解析几何中参数范围的求法
i F l+ l F l 2 1 OI l ) 2 5 + P P = ( P + Ol < ( F
性 可 知 A C 为等 腰 梯 形 , C D关 于 轴 对 称 , BD 故 、 依 题 意设 : ~c o , ( ,)c , )E ,) A( ,)B C o , ( ^ , (
V
\ /
A。 /
・
。
。 E分
所 成 的 比为
仁 ( 2 A 一 + 2 1 ) C ’
黪 囊 绔
高 考 数 学
双 曲线方程 ~告 =1 a ,> 0 , ( >0 6 ) 则离 n D—
C n
C、 在 双 曲 线 上 , E
个 例 子 谈 谈 这 类 问 题 的 常 用 解决 方 法 .
一
、
建 立 函 数 关 系求 函数 值 域
利 用 这 种 方 法 求 范 围 时 , 键 是 寻 找 变 量 间 关 的等 量 关 系 , 以确 立 函数 解 析 式 、 义 域 , 而 求 定 进 值域.
4 8 倍 数外学习》08 6 20年 月号中 旬刊
( 第 3 期) 总 15
+ 一 0对 称 的 不 同两 点 , 实 数 a的 取 值 范 围 . 求
【 析 】 方 法 ( ) 设 两 点 为 P、 则 直 线 分 一 P, P 方程可设为 y P的 —z+6且 P 抛 物 线 有 两 , P与
【 1 已知 梯 形 AB D 中 ,ABl DI 例 】 C I 一2 l C ,
点 E分 有 向线 段
’
所 成 的 比为 , 曲线 过 点 c、 双
o 0
0
D、 且 以 A、 为 焦 点. 图 , ÷ ≤ o时 , E, B 如 当 ≤ 求 其离心率 e 的取 值 范 围 . 【 】 如 图建 系 , C / B及 双 曲线 的 对 称 解 由 D/A
解析几何中求参数取值范围的5种常用方法
解析几何中求参数取值范围的5种常用方法及经典例题详细解析:一、利用曲线方程中变量的范围构造不等式曲线上的点的坐标往往有一定的变化范围,如椭圆x2a2 + y2b2 = 1上的点P(x,y)满足-a≤x≤a,-b≤y≤b,因而可利用这些范围来构造不等式求解,另外,也常出现题中有多个变量,变量之间有一定的关系,往往需要将要求的参数去表示已知的变量或建立起适当的不等式,再来求解.这是解决变量取值范围常见的策略和方法.例1 已知椭圆x2a2 + y2b2 = 1 (a>b>0),A,B是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0)求证:-a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a分析:先求线段AB的垂直平分线方程,求出x0与A,B横坐标的关系,再利用椭圆上的点A,B满足的范围求解.解: 设A,B坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),(x1≠x2)代入椭圆方程,作差得: y2-y1x2-x1 =-b2a2 •x2+x1 y2+y1又∵线段AB的垂直平分线方程为y- y1+y22 =- x2-x1 y2-y1 (x-x1+x22 )令y=0得x0=x1+x22 •a2-b2a2又∵A,B是椭圆x2a2 + y2b2 = 1 上的点∴-a≤x1≤a,-a≤x2≤a,x1≠x2 以及-a≤x1+x22 ≤a∴ -a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a例2 如图,已知△OFQ的面积为S,且OF•FQ=1,若12 < S <2 ,求向量OF与FQ的夹角θ的取值范围.分析:须通过题中条件建立夹角θ与变量S的关系,利用S的范围解题.解: 依题意有∴tanθ=2S∵12 < S <2 ∴1< tanθ<4又∵0≤θ≤π∴π4 <θ< p>例3对于抛物线y2=4x上任一点Q,点P(a,0)都满足|PQ|≥|a|,则a的取值范围是()A a<0B a≤2C 0≤a≤2D 0<2< p>分析:直接设Q点坐标,利用题中不等式|PQ|≥|a| 求解.解: 设Q(y024 ,y0)由|PQ| ≥a得y02+(y024 -a)2≥a2 即y02(y02+16-8a)≥0∵y02≥0 ∴(y02+16-8a)≥0即a≤2+ y028 恒成立又∵ y02≥0而2+ y028 最小值为2 ∴a≤2 选(B )二、利用判别式构造不等式在解析几何中,直线与曲线之间的位置关系,可以转化为一元二次方程的解的问题,因此可利用判别式来构造不等式求解.例4设抛物线y2 = 8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线L与抛物线有公共点,则直线L的斜率取值范围是()A [-12 ,12 ]B [-2,2]C [-1,1]D [-4,4]分析:由于直线l与抛物线有公共点,等价于一元二次方程有解,则判别式△≥0解:依题意知Q坐标为(-2,0),则直线L的方程为y = k(x+2)由得k2x2+(4k2-8)x+4k2 = 0∵直线L与抛物线有公共点∴△≥0 即k2≤1 解得-1≤k≤1 故选(C)例5 直线L: y = kx+1与双曲线C: 2x2-y2 = 1的右支交于不同的两点A、B,求实数k 的取值范围.分析:利用直线方程和双曲线方程得到x的一元二次方程,由于直线与右支交于不同两点,则△>0,同时,还需考虑右支上点的横坐标的取值范围来建立关于k的不等式.解:由得(k2-2)x2 +2kx+2 = 0∵直线与双曲线的右支交于不同两点,则解得-2<-2< p>三、利用点与圆锥曲线的位置关系构造不等式曲线把坐标平面分成三个区域,若点P(x0,y0)与曲线方程f(x,y)=0关系:若P 在曲线上,则f(x0,y0)=0;若P在曲线内,则f(x0,y0)<0;若P在曲线外,则f(x0,y0)>0;可见,平面内曲线与点均满足一定的关系。
高中数学必备知识点 解析几何中求参数取值范围的5种常用方法
一、利用曲线方程中变量的范围构造不等式曲线上的点的坐标往往有一定的变化范围,如椭圆 x2a2 + y2b2 = 1上的点P(x,y)满足-a≤x≤a,-b≤y≤b,因而可利用这些范围来构造不等式求解,另外,也常出现题中有多个变量,变量之间有一定的关系,往往需要将要求的参数去表示已知的变量或建立起适当的不等式,再来求解.这是解决变量取值范围常见的策略和方法.例1 已知椭圆 x2a2 + y2b2 = 1 (a>b>0),A,B是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0)求证:-a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a分析:先求线段AB的垂直平分线方程,求出x0与A,B横坐标的关系,再利用椭圆上的点A,B满足的范围求解.解: 设A,B坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),(x1≠x2)代入椭圆方程,作差得: y2-y1x2-x1 =-b2a2 •x2+x1 y2+y1又∵线段AB的垂直平分线方程为y- y1+y22 =- x2-x1 y2-y1 (x-x1+x22 )令y=0得x0=x1+x22 •a2-b2a2又∵A,B是椭圆x2a2 + y2b2 = 1 上的点∴-a≤x1≤a,-a≤x2≤a,x1≠x2 以及-a≤x1+x22 ≤a∴ -a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a例2 如图,已知△OFQ的面积为S,且OF•FQ=1,若 12 < S <2 ,求向量OF与FQ的夹角θ的取值范围.分析:须通过题中条件建立夹角θ与变量S的关系,利用S的范围解题.解: 依题意有∴tanθ=2S∵12 < S <2 ∴1< tanθ<4又∵0≤θ≤π∴π4 <θ< p>例3对于抛物线y2=4x上任一点Q,点P(a,0)都满足|PQ|≥|a|,则a 的取值范围是()A a<0B a≤2C 0≤a≤2D 0<2< p>分析:直接设Q点坐标,利用题中不等式|PQ|≥|a| 求解.解: 设Q( y024 ,y0)由|PQ| ≥a得y02+( y024 -a)2≥a2 即y02(y02+16-8a)≥0∵y02≥0 ∴(y02+16-8a)≥0即a≤2+ y028 恒成立又∵ y02≥0而 2+ y028 最小值为2 ∴a≤2 选( B )二、利用判别式构造不等式在解析几何中,直线与曲线之间的位置关系,可以转化为一元二次方程的解的问题,因此可利用判别式来构造不等式求解.例4设抛物线y2 = 8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线L与抛物线有公共点,则直线L的斜率取值范围是()A [-12 ,12 ]B [-2,2]C [-1,1]D [-4,4]分析:由于直线l与抛物线有公共点,等价于一元二次方程有解,则判别式△≥0解:依题意知Q坐标为(-2,0),则直线L的方程为y = k(x+2)由得 k2x2+(4k2-8)x+4k2 = 0∵直线L与抛物线有公共点∴△≥0 即k2≤1 解得-1≤k≤1 故选(C)例5 直线L: y = kx+1与双曲线C: 2x2-y2 = 1的右支交于不同的两点A、B,求实数k的取值范围.分析:利用直线方程和双曲线方程得到x的一元二次方程,由于直线与右支交于不同两点,则△>0,同时,还需考虑右支上点的横坐标的取值范围来建立关于k的不等式.解:由得(k2-2)x2 +2kx+2 = 0∵直线与双曲线的右支交于不同两点,则解得 -2<-2< p>三、利用点与圆锥曲线的位置关系构造不等式曲线把坐标平面分成三个区域,若点P(x0,y0)与曲线方程f(x,y)=0关系:若P在曲线上,则f(x0,y0)=0;若P在曲线内,则f(x0,y0)<0;若P在曲线外,则f(x0,y0)>0;可见,平面内曲线与点均满足一定的关系。
解析几何中求参数取值范围的方法
解析几何中求参数取值范围的方法作者:罗奕辰来源:《环球市场信息导报》2017年第23期几何中的求解参数取值范围是高中数学学习中需要重点掌握的知识点,这不论是在平常的考试或者是高考中都占有较大的比分值。
本文从数形结合、建立不等式、几何图形的性质以及函数与方程思想四个方面对几何中求参数取值范围进行了一定的分析,以期为广大高中生提供参考。
解析几何在高中的学习知识中,涉及的范围广,且大部分具有难度性,所以学生在学习参数取值这方面的知识有一定的困难性。
这类问题考查的综合知识点强,给解题带来了很多困难。
所通过对几何中参数取值范围的解答进行归纳和总结,找出其中的方法对问题进行解决,从而激发学生的学习思维,掌握解题技巧,提高数学成绩。
数形结合求参数取值范围数与形在一定条件下是可以转化的,这也是数学中比较常见的解题方法。
以这样的方式可以使较为抽象的数学题变得更加浅显易懂,利于我们快速的掌握几何中参数取值范围。
在求解中,其基本思路就是数形的结合,重点把握点、线、面三者的性质和关系。
例如:在F(0)可以转化为3/2*sinθ+1/cosθ+2,所以将F(θ)可看为两个点,分别为A (cosθ,sin θ)和B(-2,-1),且线的斜率是3/2倍,求K的取值范围?解题分析:利用三角函数的解题思路,数形结合的即可进行解答。
首先将A(cosθ,sinθ)看做是一个单位圆,且为单位圆X2+Y2=1上的动点,B(-2,-1)为单位圆外的一点,进行作图即可得出。
如图1所示,得出当K的取值范围在[K BA1,K BA2],kBA1等于0,假设出直线方程BA2为:y+1=k(x+2),最后结果K的是4/3,且在区域为[0,2]时,K的取值范围为[0,4/3]。
对于数形这类知识点的解答,其基本思路一定要明确已知的条件,从题中的条件和结论出发,运用圆的公式和定理进行表达,画出相符合的图形,最后得出确定的答案。
建立不等式求参数取值范围几何题中出现的不等式称之为几何不等式,可以利用题中设定的不等式关系,根据相关公式运用不等式求参数的取值范围。
谈谈解答解析几何问题的三个办法
解析几何是高中数学中的重要模块,解析几何问题的分值在高考试卷中占比较大.解析几何问题的常见命题形式有:求曲线的方程、求曲线中线段的最值、求参数的取值范围、判断点的存在性等.解析几何问题对同学们的逻辑思维和运算能力有较高的要求.下面介绍三个解答解析几何问题的技巧,以帮助同学们简化问题,提高解题的效率.一、巧用参数法有些解析几何问题较为复杂,涉及了较多的变量,为了便于解题,我们可引入合适的参数,设出相关点的坐标、直线的斜率、方程、曲线的方程等,然后将其代入题设中进行运算、推理,再通过恒等变换,消去参数或求得参数的值,便可求得问题的答案.例1.已知过椭圆C :x 29+y 2=1左焦点F 1的直线交椭圆于M ,N 两点,设∠F 2F 1M =α(0≤α≤π).当α的值为何时,|MN |为椭圆C 的半长轴、半短轴长的等差中项?解:设过F 1的直线参数方程为:{x =-22+t cos α,y =t sin α,将其代入椭圆方程中可得()1+8sin 2αt 2-()42cos αt-1=0.则t 1+t 2=,t 1t 2=-11+8sin 2α,所以||MN =||t 1-t 2=()t 1+t 22-4t 1t 2=61+8sin 2α=2,可得sin 2α=14,解得α=π6或5π6.要求得|MN |,需知晓直线的方程,于是引入参数t 、α,设出直线MN 的参数方程,然后将其与椭圆的方程联立,构建一元二次方程,根据韦达定理和弦长公式求得|MN |,再根据等差中项的性质建立关系,求得α的值.运用参数法解题,只需引入参数,根据题意建立关系式,这样能有效地降低解题的难度.二、妙用射影性质射影性质是图形经过任何射影对应(变换)都不变的性质.若遇到涉及多条共线线段或平行线段的解析几何问题,我们可以巧妙利用射影性质来解题.首先根据题意画出相应的图形,然后在x 轴或y 轴上画出各条线段的射影,如此便可将问题中线段的长度、数量问题转化为x 轴或y 轴上的点或线段问题,进而简化运算.例2.已知椭圆的方程为x 224+y 216=1,点P 是直线l :x 12+y 8=1上的任意一点,OP 的延长线交椭圆于点R ,点Q 在OP 上,且||OQ ∙||OP =|OR |2,求点Q 的轨迹方程.解:设P (x p ,y p ),Q (x ,y ),R (x R ,y R )在x 轴上的射影分别为P 0,Q 0,R 0,由||OQ ∙||OP =|OR |2可得x ∙x P =x 2R ,①当点P 不在y 轴上时,设OP :y =kx ,由ìíîïïy =kx ,x 224+y 216=1,可得x 2R =483k 2+2,②由ìíîïïy =kx ,x 12+y 8=1,可得x P =243k +2,③由①②③可得:(x -1)252+(y -1)253=1(y ≠0).当点P 在y 轴上时,Q 点的坐标为(0,2),满足上式.所以点Q 的轨迹方程为(x -1)252+(y -1)253=1(y ≠0),该方程表示的是中心为(1,1),长轴长为10,短轴长为的椭圆(去除原点).找到P 、Q 、R 在x 轴上的射影,利用射影性质得到x ∙x P =x 2R ,然后通过联立方程求得x 、x P 、x 2R ,建立关系式,即可通过消元求得点Q 的轨迹方程.巧妙利用射影性质来解题,能有效简化运算,提升解题的效率.高双云图1思路探寻47探索探索与与研研究究三、建立极坐标系对于一些与线段长度有关的问题,我们可以结合图形的特征,建立极坐标系,通过极坐标运算来求得问题的答案.一般地,可将直角坐标系的原点看作极坐标系的原点,将直角坐标系的x 轴看作极坐标系的极轴,把线段用极坐标表示出来,这样便可将问题简化.以例2为例.图2解:以原点O 为极点,以Ox 轴的正半轴为极轴,建立如图2所示的极坐标系.则椭圆的极坐标方程为:ρ2=482+sin 2θ,直线l 的极坐标方程为:ρ=242cos θ+3sin θ,设P (ρP ,θ),Q (ρ,θ),R (ρR ,θ),因为||OQ ∙||OP =|OR |2,所以ρ∙ρP =ρ2R .即24ρ2cos θ+3sin θ=482+sin 2θ,可得ρ2()2+sin 2θ=4ρcos θ+6ρsin θ,而x =ρcos θ,y =ρsin θ,可得2x 2+3y 2-4x -6y =0(其中x ,y 不同为零),所以点Q 的轨迹是中心为(1,1),长轴长为10,短轴长为的椭圆(去除原点).建立极坐标系后,分别求出椭圆的极坐标方程和直线的极坐标方程,再根据极坐标方程表示出点P 、Q 、R 的坐标,并根据几何关系||OQ ∙||OP =|OR |2建立关系式,最后将其转化为标准方程即可.运用极坐标法解题,需熟练地将极坐标方程与普通方程进行互化.可见,利用参数法、射影性质、极坐标系法,都能巧妙地简化运算,提升解题的效率.相比较而言,参数法的适用范围较广,另外两个技巧具有一定的限制.同学们在解题时,可根据解题需求,引入参数、画出射影、建立极坐标系,这样便可让解题变得更加高效.本文系江苏省教育科学“十三五”规划2020年度重点自筹课题“新课标下提升高中生数学学习力的实践研究”(课题编号:B-b/2020/02/158)阶段研究成果.(作者单位:江苏省泰兴中学)在教学中,细心的教师会发现,教材中的很多习题具有一定的代表性和探究性,且其解法非常巧妙.对于此类习题,教师可以将其作为重要的教学资源,在课堂教学中引导学生对其进行深入的探究、挖掘,以便学生掌握同一类题目的通性通法,帮助他们提升学习的效率.本文主要对人教A 版选择性必修第二册《一元函数的导数及其应用》的一道课后习题进行了探究.一、对习题及其解法的探究人教A 版选择性必修第二册第99页的第12题:利用函数的单调性,证明下列不等式,并通过函数图象直观验证:(1)e x >1+x ,x ≠0;(2)ln x <x <e x ,x >0.证明:(1)设f (x )=e x -1-x ,∴f ′(x )=e x-1,∴f ′(x )=e x -1=0,∴x =0,∵f ′(x )>0,∴x >0,f ′(x )<0,∴x <0,∴函数f (x )在(0,+∞)为单调递增,在(-∞,0)为单调递减,∴函数在x =0处取得最小值,∴f (x )>f (0)=0,∴f (x )=e x -1-x >0,即e x >1+x .事实上,这个结论经常出现在很多试题中,不少教师在教学中也将该结论列为常用结论,并要求学生加以记忆.于是,笔者引导学生对该结论的背景和几何意义进行推导和探究.引理:(泰勒公式)若函数f (x )在包含x 0的某个区间[a ,b ]上具有n 阶导数,且在开区间(a ,b )上具有n +1阶导数,则对于闭区间[a ,b ]上的任意一点x =x 0,有f (x )=f (x 0)+f '(x 0)1!(x -x 0)+f ''(x 0)2!(x -x 0)2+f '''(x 0)3!(x -x 0)3+⋯+f n (x 0)n !(x -x 0)n +R n (x ).其中,f n (x 0)表示函数f (x )在x 0处的n 阶导数,上式称为函数f (x )在x =x 0处的泰勒公式,R n (x )称为泰勒公式的余项.特别地,当x 0=0时,若f (x )在x =0处n 阶连续可导,则称f (x )=周建韩丹娜48。
解析几何中求参数取值范围的方法
解析几何中求参数取值范围的方法作者:闻豪来源:《中学生数理化·学习研究》2017年第02期一、利用曲线方程式中变量的范围构造不等式利用曲线方程式中的变量求解析几何参数的取值范围,主要是依据曲线上各点的坐标范围设定的。
比如椭圆x2a2+y2b2=1上的点(x,y),则这个坐标点必须满足-a≤x≤a,-b≤y≤b,所以可以运用这个数值范围对几何进行求解。
在利用曲线方程式求证取值范围时,还存在多个变量的问题,由于变量之间存在一定的关系,所以可以在表示参数的已知变量之间建立适当的不等式再求解。
例1已知某个椭圆方程x2a2+y2b2=1(a>b>0),在这个椭圆上存在A、B两点,将两点连成一条线段,且线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0,0),求证:-a2-ab2≤x0≤a2-ab2。
题型分析:这道题需要先求出线段AB的垂直平分线方程,然后再求出x0与端点A、B横坐标的关系,再利用椭圆上A、B所能够满足的范围求证。
解:首先设点A、B的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)(x1≠x2),然后将坐标数据代入椭圆方程中进行计算,由此可得y2-x2y1-x1=-a2b2×x2+x1y2+y1;又因为AB线段的垂直平分线的方程为y-y1+y22=y2-y1x2-x1x-x1+x22,令y=0,可得x0=x1y2-x2y1y2-y1,且点A和B处于椭圆上。
又因为-a≤x1≤a,-a≤x2≤a,x1≠x2以及-a≤x1+x22≤a,所以-a2-b2a≤x0≤a2-b2a。
二、利用判别式构造不等式在对几何参数取值范围的求解时,还可以按照直线与曲线之间的位置将求值转换成一元二次方程。
例2已知抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,如果过点Q的直线l与抛物线有公共点,那么直线l的斜率的取值范围应该是()。
A.-12,12B.\[-2,2\]C.\[-1,1\]D.\[-4,4\]题型分析:由题意可知直线l与抛物线之间存在公共点,所以可以用一元二次方程的判别式进行解析,那么由此可以判断出Δ≥0。
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求解解析几何中参数范围的一种基本思路
黄石三中 郝海滨
在解析几何教学中,求解参数范围或与参数有关的题目是一类既富有思考情趣,又融众多知识和技巧于一体且综合性强、灵活性高、难度颇大的挑战性问题,许多学生面对这些题目往往感到心中无数,甚至有些不知所措,有的学生还由此产生恐惧情绪,造成解题的心理障碍。
笔者从教学实践中感到,要克服学生的心理障碍,必须着力向学生讲清楚解决此类问题的基本的思考途径。
事实上,我们知道,学代数时,求解一个参数的范围,往往是通过建立关于这个参数的不等式或不等式组来解决,那么,解析几何中,是否也同样适用呢?本文以实例充分揭示活跃在解析几何中的参数范围的求解思路——通过建立不等式(组)来求解。
一.利用题设中已有的不等关系建立不等式
若题设中已有关于一个参数的不等关系,则只要考虑能否找到所求参数和已知参数之间的关系,从而把关于已知参数的不等关系转化为关于所求参数的不等关系即可。
例1.(2000年理科高考题)如图1,已知梯形ABCD 中CD AB 2=,点E 分有向线段AC 所成的比为λ,双曲线过C 、D 、E 三点,且以A 、B 为焦点。
当
32≤λ≤4
3
时,求双曲线离心率e 的范围。
(略解)如图1,建立直角坐标系,设双曲线方程为122
22=-b
y a x ,),2(h c C ,由定比分点公式得
)1,)1(2)2((λ
λλλ++-h c E ,由C 、E 在双曲线上, 有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅+-+-=-1
)1()1(4)2(1422
2222222
22b h a c b h a
c λλλλ 消去22
b h , 可得2312+-=e λ
代入 32≤λ≤43 ,可得32≤2312+-e ≤4
3 ⇒ [10,7∈e
二.根据圆锥曲线自身范围建立不等式
对于椭圆、双曲线它们的自身都包含了一些不等关系。
如椭圆的长轴长大于短轴长,也大于焦距长,双曲线的实轴、虚轴长小于焦距长;它们的离心率都有一定的范围;对于椭圆、抛物线,当点位于其内部或外部时,都满足一定的不等关系。
另外,圆锥曲线上的点的横坐标或纵坐标是有界的,因而也可以根据它的有界性建立不等关系。
例2.已知双曲线13
22
=-y x 的右焦点F ,右准线l ,直线3+=kx y 通过以F 、l 为对应焦点和准线的椭圆的中心,求k 的取值范围。
解:双曲线13
22
=-y x 的焦点F (2,0),准线23:=x l ,设),(y x P 为椭圆上任意一点,由定义得
)10(,2
3)2(2
2<<=-+-e e x y x ,
化简得0449)34()1(22
2
2
2
=+---+-e x e y x e ,可得椭圆中心为)0,)
1(234(22
e e O --',由直线
3+=kx y 过椭圆的中心,有03)
1(2342
2=+--⋅e e k ,求出63642
++=k k e ,而10<<e , ∴163640<++<
k k ,从而求出k 的范围为:02
3
<<-k 三.利用判别式建立不等式
若题设中给出直线(或曲线)与曲线有公共点或无公共点时,可以把直线方程(或曲线方程)与曲线方程联立起来,消去某一未知数,得到所含另一个未知数的一元二次方程,就能利用判别式建立起所含参数的不等式。
例3.(96年高考理科24题)已知1l 、2l 是过点)0,2(-P 的两条互相垂直的直线,且1l 、2l 与双曲
线122=-x y 各有两个交点,分别为1A 、1B 和2A 、2B 。
求直线1l 的斜率1k 的取值范围。
解:依题设1l 、2l 的斜率都存在,把)2(:11+=x k y l 代入122=-x y 得
01222)1(2
121221=-++-k x k x k
∴012
1≠-k 且 0)13(42
1>-=∆k …①
同理⎪⎩⎪⎨⎧=-≠+=1
)0(),2(2222x y k x k y 得 01222)1(2
222222=-++-k x k x k
∴012
2≠-k 且 0)13(42
2>-=∆k …② 又∵21l l ⊥ ∴121-=⋅k k …③
由①②③得 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠-=⋅>->-11
130
131
212221k k k k k 解得⎪⎩⎪⎨⎧≠<<1333
1
1k k
∴)3,1()1,3
3
()33,1()1,3(1⋃⋃--⋃--∈k
四.利用区间根原理建立不等式(组)
当直线方程(或曲线方程)与曲线方程联立,通过消去一个未知数,得到所含另一个未知数的一元二次方程,而这个未知数有条件限制时,必须用区间根原理来建立所求参数的不等式组。
例4.已知点A (0,2),B (4,0),抛物线C 的方程为12++-=mx x y ,若抛物线C 与线段AB 相交于两个不同的点。
求m 的取值范围。
解:线段22
1
:+-
=x y AB (0≤x ≤4),代入12++-=mx x y 得02)12(22
=++-x m x
设2)12(2)(2
++-=x m x x f (0≤x ≤4),则方程 02)12(22
=++-x m x 在区间[]4,0上有两个不等的实根,由区间根原理得:
016)12(2>-+=∆m
0≤412+
m ≤4 解得:m <23≤415
2)0(=f ≥0
2)2(432)4(++-=m f ≥0
五.利用代数基本不等式或者利用几何不等关系建立不等式
例5.如图F 为抛物线)0(,42
>=a ax y 的交点,M 点的坐标为)0,2(a ,若A 、B 、C 、D 四点都在该抛物线上,且A 、M 、C ,B 、M 、D ,A 、F 、B 分别共线。
求直线AB 与CD 夹角ϑ的取值范围。
解:(1)当AB 垂直于轴x 时,显然CD 也垂直于轴x ,则0=ϑ 。
(2)当AB 不垂直于轴x 时,设)2,(12
1at at A )2,2(22
2at t B 由A 、B 、F 三点共线,得BF AF
K K = 即
a
at at a
at at -=
-2
222
1122 ⇒ 121-=t t …①
又设C 点的坐标为)2,(32
3at at , 由A 、M 、C 三点共线, 得:
a
at at a
at at 22222
332
11-=
- ⇒ 232-=t t …②
由 ① ②得232t t = , ∴ C 点坐标为)4,4(22
2at at 同理,D 点坐标为)4,4(121at at ∵2
12
2
2
1212
22t t at at at at K AB +=
--=
,同理 211t t K CD +=
∴2
121221212121
)(211
2t t t t t t t t t t tg +++=
+++-
+=ϑ ∵21212t t t t ++与
同号 ∴2
121212122t t t t t t t t +++=+++≥22 ∴ϑtg ≤42
221
= ⎢⎢⎣
⎡⎥⎦⎤∈42,0arctg ϑ故
例6.已知双曲线)0,0(,1>>=-b a b
y
a x 的左右两个焦点分别为1F 、2F ,P 为双曲线左支上一点,
它到左准线的距离为d ,且使d 、1PF 、2PF 成等比数列,求离心率e 的取值范围。
解:由双曲线的两个定义可得:⎪⎩
⎪⎨⎧=-==a
PF PF e d PF PF PF 2121
12⇒121-=e a PF ,122-=e ae PF ∵2
1PF PF +≥ea c F F 2221==∴1
212-+-e ae e a ≥ae 2 又因为0>a ,01>-e ∴122
--e e ≤0 ∴e <1≤
1+可。
2004/8/19。