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平面向量与解析几何的综合

http://www.newdu.com 2018-11-16 互联网 佚名 参加讨论

    一. 教学内容:平面向量与解析几何的综合
    二. 教学重、难点:
    1. 重点:
    平面向量的基本知识,圆锥曲线的基本知识。
    2. 难点:
    平面向量与解析几何的内在联系和知识综合,向量作为解决问题的一种工具的应用意识。
    【典型例题
    [例1] 如图,已知梯形ABCD中, ,点E分有向线段 所成的比为< > ,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点,求双曲线的离心率.
    
    解:如图,以AB的垂直平分线为 轴,直线AB为 轴,建立直角坐标系 轴,因为双曲线经过点C、D且以AB为焦点,由对称性知C、D关于 轴对称
    设A( )B( 为梯形的高
    
    设双曲线为
    由(1): (3)
    将(3)代入(2):
    [例2] 如图,已知梯形ABCD中, ,点E满足 时,求离心率 的取值范围。
    
    解:以AB的垂直平分线为 轴,直线AB为 轴,建立直角坐标系 轴。
    因为双曲线经过点C、D,且以A、B为焦点,由双曲线的对称性,知C、D关于 轴对称。
    依题意,记A( )、E( 是梯形的高。
    
    
    设双曲线的方程为 ,则离心率由点C、E在双曲线上,将点C、E的坐标和由(1)式,得 (3)
    将(3)式代入(2)式,整理,得 ,得解得所以,双曲线的离心率的取值范围为
    

    [例3] 在以O为原点的直角坐标系中,点A( )为 的直角顶点,已知 ,且点B的纵坐标大于零,(1)求 * 关于直线OB对称的圆的方程。(3)是否存在实数 ,使抛物线 的取值范围。
    解:
    (1)设 ,则由 ,即 ,得
    因为
    所以 ,故
    (2)由 ,得B(10,5),于是直线OB方程:由条件可知圆的标准方程为:得圆心(
    设圆心( )则
    故所求圆的方程为(3)设P( )为抛物线上关于直线OB对称的两点,则
    
     于是由故当 时,抛物线(3)方法二:设P( ),PQ的中点M((1)-(2): 代入∴ 直线PQ的方程为
    ∴ 
    [例4] 已知常数 经过原点O以 为方向向量的直线与经过定点A( 方向向量的直线相交于点P,其中 ,试问:是否存在两个定点E、F使 为定值,若存在,求出E、F的坐标,不存在,说明理由。(2003天津)
    解:根据题设条件,首先求出点P坐标满足的方程,据此再判断是否存在两定点,使得点P到两定点距离的和为定值。
    
    因此,直线OP和AB的方程分别为 消去参数 ,得点P( ,整理,得
     ① 因为(1)当(2)当 时,方程①表示椭圆,焦点E 和F 为合乎题意的两个定点;
    (3)当 时,方程①也表示椭圆,焦点E 和F( )为合乎题意的两个定点。
    [例5] 给定抛物线C: 夹角的大小,(2)设 轴上截距的变化范围
    解:
    (1)C的焦点F(1,0),直线 的斜率为1,所以 的方程为 代入方程 )、B(则有
    
    
    
    所以
    (2)设A( )由题设
     ,由(2)得
    
    依题意有 )或B(又F(1,0),得直线 方程为
     ,可知
    直线 轴上截距的变化范围为
    [例6] 抛物线C的方程为 )( 的两条直线分别交抛物线C于A( )两点(P、A、B三点互不相同)且满足 (1)求抛物线C的焦点坐标和准线方程
    (2)设直线AB上一点M,满足 ,证明线段PM的中点在 轴上
    (3)当 ),求解:(1)由抛物线C的方程 ),准线方程为
    (2)证明:设直线PA的方程为
    点P( )的坐标是方程组 的解
    将(2)式代入(1)式得
    于是 ,故 (3)
    又点P( )的坐标是方程组 的解
    将(5)式代入(4)式得 ,故
    由已知得, ,则设点M的坐标为( ),由 。则
    将(3)式和(6)式代入上式得
    (3)解:因为点P( ,抛物线方程为由(3)式知 ,代入
     因此,直线PA、PB分别与抛物线C的交点A、B的坐标为
    
    于是,
    
    
    又点A的纵坐标 满足 ;当 时,所以,
    [例7] 已知椭圆 和点M( 的取值范围;如要你认为不能,请加以证明。
    解: 不可能为钝角,证明如下:如图所示,设A( ),直线 的方程为
    由 ,若 为钝角,则 *
    即 ,即
    
    
    ∴
    【模拟试题】(答题时间:60分钟)
    1. 已知椭圆 ,定点A(0,3),过点A的直线自上而下依次交椭圆于M、N两个不同点,且 ,求实数 的取值范围。
    2. 设抛物线 轴,证明:直线AC经过原点。
    3. 如图,设点A、B为抛物线 ,求点M的轨迹方程,并说明它表示什么曲线。
    
    4. 平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点A(3,1),B( )若C满足 ,其中 ,求点C的轨迹方程。
    5. 椭圆的中心是原点O,它的短轴长为 ,相应于焦点F( )的准线 轴相交于点A, ,过点A的直线与椭圆相交于P、Q两点。
    (1)求椭圆的方程;
    (2)设 ,过点P且平行于准线 的直线与椭圆相交于另一点M,证明
    (3)若 ,求直线PQ的方程。
    
    【试题答案】
    1. 解:因为 ,且A、M、N三点共线,所以 ,且 ,得N点坐标为
    因为N点在椭圆上,所以所以
    由
    解得2. 证明:设A( )、B( )( ),则C点坐标为(
    因为A、F、B三点共线,所以 ,即
    化简得
    由
    所以
    即A、O、C三点共线,直线AC经过原点
    3. 解:设
    
    ∵
    即
    即 (2) ∵ A、M、B三点共线
    ∴
    即
    化简得
    将①②两式代入③式,化简整理,得
    ∵ A、B是异于原点的点 ∴ 故点M的轨迹方程是 )为圆心,以4. 方法一:设C(
    由 ,且
    ∴ 又 ∵
    ∴ 方法二:∵ ∴ 点C在直线AB上 ∴ C点轨迹为直线AB
    ∵ A(3,1)B( ) ∴ 5. 解:(1) ;(2)A(3,0),
    由已知得 注意解得 ,因F(2,0),M( )故
    
    (3)设PQ方程为 ,由
    得依题意
    ∴ ①及
    由①②③④得 ,从而所以直线PQ方程为
     (责任编辑:admin)
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