解析几何综合题解题思路案例分析

解析几何综合题解题思路案例分析解析几何综合题是高考命题的热点内容之一.这类试题往往以解析几何知识为载体，综合函数、不等式、三角、数列等知识，所涉及到的知识点较多，对解题能力考查的层次要求较高，考生在解答时，常常表现为无从下手，或者半途而废。据此笔者认为：解决这一类问题的关键在于：通观全局，局部入手，整体思维.即在掌握通性通法的同时，不应只形成一个一个的解题套路，解题时不加分析，跟着感觉走，做到那儿算那儿.而应当从宏观上去把握，从微观上去突破，在审题和解题思路的整体设计上下功夫，不断克服解题征途中的道道运算难关.1判别式----解题时时显神功案例1已知双曲线122:22xyC，直线l过点0,2A，斜率为k，当10k时，双曲线的上支上有且仅有一点B到直线l的距离为2，试求k的值及此时点B的坐标。分析1：解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科，因此，数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段.从“有且仅有”这个微观入手，对照草图，不难想到：过点B作与l平行的直线，必与双曲线C相切.而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式0.由此出发，可设计如下解题思路：10)2(:kxkylkkkxyl2222:'的值解得k解题过程略.分析2：如果从代数推理的角度去思考，就应当把距离用代数式表达，即所谓“有且仅有一点B到直线l的距离为2”，相当于化归的方程有唯一解.据此设计出如下解题思路：把直线l’的方程代入双曲线方程，消去y，令判别式0直线l’在l的上方且到直线l的距离为2转化为一元二次方程根的问题求解问题关于x的方程10212222kkkxkx有唯一解简解：设点)2,(2xxM为双曲线C上支上任一点，则点M到直线l的距离为：212222kkxkx10k于是，问题即可转化为如上关于x的方程.由于10k，所以kxxx22，从而有.222222kxkxkxkx于是关于x的方程)1(22222kkxkx02)1(2,)2)1(2(222222kxkkkxkkx.02)1(2,022)1(22)1(221222222kxkkkkxkkkxk由10k可知：方程022)1(22)1(22122222kkxkkkxk的二根同正，故02)1(22kxkk恒成立，于是等价于022)1(22)1(22122222kkxkkkxk.由如上关于x的方程有唯一解，得其判别式0，就可解得552k.点评：上述解法紧扣解题目标，不断进行问题转换，充分体现了全局观念与整体思维的优越性.2判别式与韦达定理-----二者联用显奇效案例2已知椭圆C:xy2228和点P（4，1），过P作直线交椭圆于A、B两点，在线段AB上取点Q，使APPBAQQB，求动点Q的轨迹所在曲线的方程.分析：这是一个轨迹问题，解题困难在于多动点的困扰，学生往往不知从何入手。其实，应该想到轨迹问题可以通过参数法求解.因此，首先是选定参数，然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达，最后通过消参可达到解题的目的.由于点),(yxQ的变化是由直线AB的变化引起的，自然可选择直线AB的斜率k作为参数，如何将yx,与k联系起来？一方面利用点Q在直线AB上；另一方面就是运用题目条件：APPBAQQB来转化.由A、B、P、Q四点共线，不难得到)(82)(4BABABAxxxxxxx，要建立x与k的关系，只需将直线AB的方程代入椭圆C的方程，利用韦达定理即可.通过这样的分析，可以看出，虽然我们还没有开始解题，但对于如何解决本题，已经做到心中有数.在得到kfx之后，如果能够从整体上把握，认识到：所谓消参，目的不过是得到关于yx,的方程（不含k），则可由1)4(xky解得41xyk，直接代入kfx即可得到轨迹方程。从而简化消去参的过程。简解：设),(),(,,2211yxQyxByxA，，则由QBAQPBAP可得：xxxxxx212144，解之得：)(82)(4212121xxxxxxx（1）设直线AB的方程为：1)4(xky，代入椭圆C的方程，消去y得出关于x的一元二次方程：08)41(2)41(412222kxkkxk（2）将直线方程代入椭圆方程，消去y，利用韦达定理利用点Q满足直线AB的方程：y=k(x—4)+1，消去参数k点Q的轨迹方程QBAQPBAP)(82)(4BABABAxxxxxxxkfx∴.128)41(2,12)14(42221221kkxxkkkxx代入（1），化简得：.234kkx(3)与1)4(xky联立，消去k得：.0)4(42xyx在（2）中，由02464642kk，解得41024102k，结合（3）可求得.910216910216x故知点Q的轨迹方程为：042yx（910216910216x）.点评：由方程组实施消元，产生一个标准的关于一个变量的一元二次方程，其判别式、韦达定理模块思维易于想到.这当中，难点在引出参，活点在应用参，重点在消去参.，而“引参、用参、消参”三步曲，正是解析几何综合问题求解的一条有效通道.3求根公式-----呼之欲出亦显灵案例3设直线l过点P（0，3），和椭圆xy22941顺次交于A、B两点，试求APPB的取值范围.分析：本题中，绝大多数同学不难得到：APPB=BAxx，但从此后却一筹莫展,问题的根源在于对题目的整体把握不够.事实上，所谓求取值范围，不外乎两条路：其一是构造所求变量关于某个（或某几个）参数的函数关系式（或方程），这只需利用对应的思想实施；其二则是构造关于所求量的一个不等关系.分析1:从第一条想法入手，APPB=BAxx已经是一个关系式，但由于有两个变量BAxx,，同时这两个变量的范围不好控制，所以自然想到利用第3个变量——直线AB的斜率k.问题就转化为如何将BAxx,转化为关于k的表达式，到此为止，将直线方程代入椭圆方程，消去y得出关于x的一元二次方程，其求根公式呼之欲出.简解1：当直线l垂直于x轴时，可求得51PBAP;当l与x轴不垂直时，设)(,,2211yxByxA，，直线l的方程为：3kxy，代入椭圆方程，消去y得045544922kxxk解之得.4959627222,1kkkx因为椭圆关于y轴对称，点P在y轴上，所以只需考虑0k的情形.当0k时，4959627221kkkx，4959627222kkkx，所以21xxPBAP=5929592922kkkk=59291812kkk=25929181k.由049180)54(22kk,解得952k，所以51592918112k，综上511PBAP.分析2:如果想构造关于所求量的不等式，则应该考虑到：判别式往往是产生不等的根源.由判别式值的非负性可以很快确定k的取值范围，于是问题转化为如何将所求量与k联系起来.一般来说，韦达定理总是充当这种问题的桥梁，但本题无法直接应用韦达定理，原所求量的取值范围把直线l的方程y=kx+3代入椭圆方程，消去y得到关于x的一元二次方程xA=f（k），xB=g（k）得到所求量关于k的函数关系式求根公式AP/PB=—（xA/xB）由判别式得出k的取值范围因在于21xxPBAP不是关于21,xx的对称关系式.原因找到后，解决问题的方法自然也就有了，即我们可以构造关于21,xx的对称关系式.简解2：设直线l的方程为：3kxy，代入椭圆方程，消去y得045544922kxxk（*）则.4945,4954221221kxxkkxx令21xx，则，.20453242122kk在（*）中，由判别式,0可得952k，从而有5362045324422kk，所以536214，解得551.结合10得151.综上，511PBAP.把直线l的方程y=kx+3代入椭圆方程，消去y得到关于x的一元二次方程xA+xB=f（k），xAxB=g（k）构造所求量与k的关系式关于所求量的不等式韦达定理AP/PB=—（xA/xB）由判别式得出k的取值范围点评：范围问题不等关系的建立途径多多，诸如判别式法，均值不等式法，变量的有界性法，函数的性质法，数形结合法等等.本题也可从数形结合的角度入手，给出又一优美解法.解题犹如打仗，不能只是忙于冲锋陷阵，一时局部的胜利并不能说明问题，有时甚至会被局部所纠缠而看不清问题的实质所在，只有见微知著，树立全局观念，讲究排兵布阵，运筹帷幄，方能决胜千里.