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圆锥曲线备考方略
——观考点,析考题,明考向

2018-11-17江苏省如皋市搬经中学

中学数学杂志 2018年21期
关键词:抛物线椭圆飞船

☉江苏省如皋市搬经中学 沈 俊

圆锥曲线是每年高考的重点,大约占总分的13%.大多数情况下每年有两道题,一道填空题,一道解答题.圆锥曲线的内容虽然比较多,涉及的知识面也比较广,但它的基本题型还是有“迹”可循的,考查的角度主要涉及以下几个方面:圆锥曲线的定义;圆锥曲线的方程及基本量;直线与圆锥曲线的位置关系;圆锥曲线的实际应用问题等.

一、圆锥曲线的定义

圆锥曲线的定义尽管简单,但意义很重要,是推导标准方程和研究几何性质的基础和根源,高考常常涉及,在近年各省高考试题中都有体现.回归定义和有意识地利用定义是同学们需要加强的一个认识和环节.把握圆锥曲线的定义可以从两个方面入手,即定义表达式和限制条件.

例1 已知F1,F2是椭圆椭圆上任意一点,且∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为______.

解:如图1所示,设|PF1|=m,|PF2|=n.

根据椭圆定义有m+n=20.

在△F1PF2中,由余弦定理,得|F1F2|2=m2+n2-2m·n·cos60°.

又因为a=10,b=8,

所以|F1F2|=2c=12.故m2+n2-m·n=144,

则(m+n)2-3m·n=144,得202-3m·n=144.

图1

点评:定义是解决一切数学问题的重要理论依据.椭圆、双曲线、抛物线其本质是“一个动点到定点和定直线的距离之比是一个常数的轨迹”.在熟练掌握定义本质的基础上,深入把握其内涵与外延,才能有效快速地运用定义进行解题.

二、曲线的方程和基本量

圆锥曲线方程和几何性质是圆锥曲线部分考查的核心,探究几何性质往往与定义、标准方程相联系.圆锥曲线的离心率、焦点是考查的热点,深刻理解并灵活掌握几何性质是解题的关键.

分析:先寻求问题涉及的基本量,将其化为曲线方程的范围问题,再利用所求的范围来探求离心率e的范围.

解:设Q(x,y),A(-a,0),B(a,0).

因为y≠0(当y=0时,点Q与A或B重合),

点评:掌握圆锥曲线各量的几何意义,充分利用它们的几何位置关系,是解决这类题目的关键.对于求圆锥曲线离心率的范围问题,充分利用圆锥曲线自身的范围是解决问题的方法之一,要根据圆锥曲线自身的范围建立相应的不等式,从而求出参数的取值范围.在没有限制条件下,椭圆的离心率满足01,抛物线的离心率e=1.

三、直线与圆锥曲线的位置关系

题中常涉及线段的垂直、中点、弦长等,在分析和解决问题时,要将韦达定理、弦长公式、数形结合、设而不求等思想方法综合考虑.因此,要注意归纳与提炼数学思想方法,以快速达到优化解题的成效.

例3 已知直线y=(a+1)x-1与曲线y2=ax有且仅有一个公共点,那么实数a的值为______.

分析:判断曲线y2=ax是否是抛物线,当a=0时,是直线y=0;当a≠0时,联立直线与抛物线组成的方程组进行求解.

点评:在解题中,一方面学生常忽视a=0的情况,误以为y2=ax就是抛物线;另一方面不讨论二次项系数

四、实际应用型问题

实际应用题是高考必考内容,且常考常新,其对学生创新意识和能力的培养具有重要作用.在解答圆锥曲线应用题时一般分为四个步骤:

步骤1:审题;

步骤2:建模;

步骤3:数学问题求解;

步骤4:回答实际问题.

例4“神舟”五号载人飞船进入的预设轨道是以地球的中心F2为一个焦点的椭圆.如图2,椭圆的中心在原点.设近地点为A,远地点为B,地球半径为R.

(1)从数学角度分析,仅知道近地点A的高度m,能否确定飞船飞行的椭圆轨道的方程?如还知道远地点B的高度n呢?

(2)已知m与n,求飞船飞行的椭圆轨道的方程.

(3)若m=200公里,n=350公里,已知地球半径R=6371公里,求飞船飞行的椭圆轨道的方程.

分析:在熟悉了科学背景与一些常用名词后,熟练运用椭圆的相关知识进行求解即可.

解:(1)如仅知道近地点A的高度,不能确定飞船飞行的椭圆轨道的方程;如还知道远地点B的高度,则可以确定飞船飞行的椭圆轨道的方程.

图2

(3)因为m=200公里,n=350公里,R=6371公里,将其代入(2)中的方程,解得飞船飞行的椭圆轨道的方程为

点评:圆锥曲线与实际生活有着千丝万缕的联系,如人造地球卫星的轨道是椭圆,双曲线时差定位法在国防、军事、航天、救灾抢险等方面有着重要的运用,抛物线也是航天中发射与回收抛物体的运动轨迹.

在圆锥曲线的学习中要注意领会培养、强化提高解析几何内容渗透出的数学思想和方法.比如分类讨论、函数与方程、等价转化、数形结合等数学思想,以及坐标法、定义法、整体处理法、配方法、换元法、待定系数法、参数法等数学方法.注意训练通法,养成良好的思考问题的习惯,以及注重解题途径和方向的选择.这不但能使问题快速得解,而且能活跃同学们的数学思维.H

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