
1、揣摩例題。課本上和老師講解的例題,一般都具有一定的典型性和代表性。要認(rèn)真研究,深刻理解,要透過(guò)“樣板”,學(xué)會(huì)通過(guò)邏輯思維,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,特別是要學(xué)習(xí)分析問(wèn)題的思路、解決問(wèn)題的方法,并能總結(jié)出解題的規(guī)律。 2、精練習(xí)題。復(fù)習(xí)時(shí)不要搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,應(yīng)在老師的指導(dǎo)下,選一些源于課本的變式題,或體現(xiàn)基本概念、基本方法的基本題,通過(guò)解題來(lái)提高思維能力和解題技巧,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解。在解題時(shí),要獨(dú)立思考,一題多思,一題多解,反復(fù)玩味,悟出道理。 3、加強(qiáng)審題的規(guī)范性。每每大考過(guò)后,總有同學(xué)抱怨沒(méi)考好,糾其原因是考試時(shí)沒(méi)有注意審題。審題決定了成功與否,不解決這個(gè)問(wèn)題勢(shì)必影響到高考的成敗。那么怎么審題呢? 應(yīng)找出題目中的已知條件 ;善于挖掘題目中的隱含條件 ;認(rèn)真分析條件與目標(biāo)的聯(lián)系,確定解題思路 。 4、重視錯(cuò)題?!板e(cuò)誤是最好的老師”,但更重要的是尋找錯(cuò)因,及時(shí)進(jìn)行總結(jié),三五個(gè)字,一兩句話都行,言簡(jiǎn)意賅,切中要害,以利于吸取教訓(xùn),力求相同的錯(cuò)誤不犯第二次。
培優(yōu)點(diǎn)10 阿波羅尼斯圓與蒙日?qǐng)A
在近幾年全國(guó)各地的解析幾何試題中可以發(fā)現(xiàn)許多試題涉及隱圓、蒙日?qǐng)A,這些問(wèn)題聚焦了軌跡方程、定值、定點(diǎn)、弦長(zhǎng)、面積等解析幾何的核心問(wèn)題,難度為中高檔.
例1 (1)古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯的著作《圓錐曲線論》是古代世界光輝的科學(xué)成果.他證明過(guò)這樣一個(gè)命題:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)距離的比為常數(shù)k(k>0且k≠1)的點(diǎn)的軌跡是圓,后人將之稱為阿波羅尼斯圓.現(xiàn)有橢圓T: =1(a>b>0),A,B為橢圓T長(zhǎng)軸的端點(diǎn),C,D為橢圓T短軸的端點(diǎn),E,F(xiàn)分別為橢圓T的左、右焦點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)M滿足 =2,△MAB面積的最大值為 ,△MCD面積的最小值為 ,則橢圓T的離心率為
設(shè)M(x,y),E(-c,0),F(xiàn)(c,0),
(2)已知點(diǎn)P是圓(x-4)2+(y-4)2=8上的動(dòng)點(diǎn),A(6,-1),O為坐標(biāo)原點(diǎn),則|PO|+2|PA|的最小值為_(kāi)_____.
假設(shè)A′(m,n),使得|PO|=2|PA′|,
從而可得3x2-8mx+4m2+3y2-8ny+4n2=0,
由題意得圓3x2-8mx+4m2+3y2-8ny+4n2=0與圓(x-4)2+(y-4)2=8是同一個(gè)圓,
所以|PO|+2|PA|=2(|PA′|+|PA|)≥2|A′A|
即|PO|+2|PA|的最小值為10.
阿波羅尼斯圓的逆用當(dāng)題目給了一個(gè)圓的方程和一個(gè)定點(diǎn),我們可以假設(shè)另一個(gè)定點(diǎn),構(gòu)造相同的阿氏圓,利用兩圓是同一個(gè)圓,便可以求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
跟蹤訓(xùn)練1 (1)阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,與歐幾里得、阿基米德并稱為亞歷山大時(shí)期數(shù)學(xué)三巨匠,他對(duì)圓錐曲線有深刻而系統(tǒng)的研究,阿波羅尼斯圓就是他的研究成果之一,指的是:已知?jiǎng)狱c(diǎn)M與兩個(gè)定點(diǎn)A,B的距離之比為λ(λ>0,且λ≠1),那么點(diǎn)M的軌跡就是阿波羅尼斯圓.若平面內(nèi)兩定點(diǎn)A,B間的距離為2,動(dòng)點(diǎn)P滿足 ,則|PA|2+|PB|2的最大值為
由題意,設(shè)A(-1,0),B(1,0),P(x,y),
即(x-2)2+y2=3,
因?yàn)閨PA|2+|PB|2=(x+1)2+y2+(x-1)2+y2=2(x2+y2+1),其中x2+y2可看作圓(x-2)2+y2=3上的點(diǎn)(x,y)到原點(diǎn)(0,0)的距離的平方,
(2)在平面直角坐標(biāo)系Oxy中,M,N是x軸上兩定點(diǎn),點(diǎn)P是圓O:x2+y2=1上任意一點(diǎn),且滿足|PM|=2|PN|,則|MN|=_____.
如圖所示,設(shè)M(m,0),N(n,0),P(x,y),∵|PM|=2|PN|,∴|PM|2=4|PN|2,∴(x-m)2+y2=4[(x-n)2+y2],即x2-2mx+m2+y2=4x2-8nx+4n2+4y2,即3x2+(2m-8n)x+3y2+4n2-m2=0,
在橢圓 =1(a>b>0)上,任意兩條相互垂直的切線的交點(diǎn)都在同一個(gè)圓上,它的圓心是橢圓的中心,半徑等于橢圓長(zhǎng)半軸與短半軸平方和的算術(shù)平方根,這個(gè)圓叫蒙日?qǐng)A.設(shè)P為蒙日?qǐng)A上任一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作橢圓的兩條切線,交橢圓于點(diǎn)A,B,O為原點(diǎn).性質(zhì)1 PA⊥PB.
性質(zhì)4 PO平分橢圓的切點(diǎn)弦AB.性質(zhì)5 延長(zhǎng)PA,PB交蒙日?qǐng)AO于兩點(diǎn)C,D,則CD∥AB.
例2 (1)(2023·撫松模擬)蒙日?qǐng)A涉及的是幾何學(xué)中的一個(gè)著名定理,該定理的內(nèi)容為:橢圓上兩條互相垂直的切線的交點(diǎn)必在一個(gè)與橢圓同心的圓上,該圓稱為原橢圓的蒙日?qǐng)A,若橢圓C: =1(a>0)的蒙日?qǐng)A的方程為x2+y2=4,則a等于A.1 B.2 C.3 D.4
(2)(2023·合肥模擬)已知A是圓x2+y2=4上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A作兩條直線l1,l2,它們與橢圓 +y2=1都只有一個(gè)公共點(diǎn),且分別交圓于點(diǎn)M,N.①求證:對(duì)于圓上的任意點(diǎn)A,都有l(wèi)1⊥l2成立;
當(dāng)直線l1,l2有一條斜率不存在時(shí),不妨設(shè)l1的斜率不存在,∵l1與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn),
∴l(xiāng)2的方程為y=1或y=-1,故l1⊥l2成立,
當(dāng)直線l1,l2的斜率都存在時(shí),設(shè)點(diǎn)A(m,n)且m2+n2=4,
設(shè)過(guò)點(diǎn)A的直線方程為y=k(x-m)+n,代入橢圓方程,可得(1+3k2)x2+6k(n-km)x+3(n-km)2-3=0,由Δ=0化簡(jiǎn)整理得(3-m2)k2+2mnk+1-n2=0,∵m2+n2=4,∴(3-m2)k2+2mnk+m2-3=0,設(shè)l1,l2的斜率分別為k1,k2,∴k1k2=-1,∴l(xiāng)1⊥l2成立,綜上,對(duì)于圓上的任意點(diǎn)A,都有l(wèi)1⊥l2成立.
②求△AMN面積的取值范圍.
記原點(diǎn)到直線l1,l2的距離分別為d1,d2,∵M(jìn)A⊥NA,∴MN是圓的直徑,
蒙日?qǐng)A在雙曲線、拋物線中的推廣雙曲線 =1(a>b>0)的兩條互相垂直的切線PA,PB交點(diǎn)P的軌跡是蒙日?qǐng)A:x2+y2=a2-b2(只有當(dāng)a>b時(shí)才有蒙日?qǐng)A).
跟蹤訓(xùn)練2 (多選)(2023·泰州模擬)畫法幾何的創(chuàng)始人——法國(guó)數(shù)學(xué)家加斯帕爾·蒙日發(fā)現(xiàn):與橢圓相切的兩條垂直切線的交點(diǎn)的軌跡是以橢圓中心為圓心的圓.我們通常把這個(gè)圓稱為該橢圓的蒙日?qǐng)A.已知橢圓C: =1(a>b>0)的離心率為 ,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓的左、右焦點(diǎn),A,B為橢圓上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn).直線l的方程為bx+ay-a2-b2=0.下列說(shuō)法正確的是A.橢圓C的蒙日?qǐng)A的方程為x2+y2=3b2B.對(duì)直線l上任意一點(diǎn)P, >0C.記點(diǎn)A到直線l的距離為d,則d-|AF2|的最小值為D.若矩形MNGH的四條邊均與橢圓C相切,則矩形MNGH面積的最大值為6b2
對(duì)于A,過(guò)點(diǎn)Q(a,b)可作橢圓的兩條互相垂直的切線x=a,y=b,∴點(diǎn)Q(a,b)在蒙日?qǐng)A上,∴蒙日?qǐng)A方程為x2+y2=a2+b2,
∴橢圓C的蒙日?qǐng)A方程為x2+y2=3b2,A正確;對(duì)于B,由l方程知,l過(guò)點(diǎn)P(b,a),
又點(diǎn)P滿足蒙日?qǐng)A方程,∴點(diǎn)P(b,a)在圓x2+y2=3b2上,
對(duì)于C,∵點(diǎn)A在橢圓上,∴|AF1|+|AF2|=2a,∴d-|AF2|=d-(2a-|AF1|)=d+|AF1|-2a,當(dāng)F1A⊥l時(shí),d+|AF1|取得最小值,最小值為F1到直線l的距離,
由A知,a2=2b2,則c2=a2-b2=b2,即c=b,
對(duì)于D,當(dāng)矩形MNGH的四條邊均與橢圓C相切時(shí),蒙日?qǐng)A為矩形MNGH的外接圓,
∴矩形MNGH的對(duì)角線為蒙日?qǐng)A的直徑,設(shè)矩形MNGH的長(zhǎng)和寬分別為x,y,則x2+y2=12b2,
即矩形MNGH面積的最大值為6b2,D正確.
A.x2+y2=9 B.x2+y2=7C.x2+y2=5 D.x2+y2=4
所以橢圓C的蒙日?qǐng)A方程為x2+y2=7.
2.在圓(x-3)2+(y-4)2=r2(r>0)上總存在點(diǎn)P,使得過(guò)點(diǎn)P能作橢圓 ?。珁2=1的兩條互相垂直的切線,則r的取值范圍是A.(3,7) B.[3,7] C.(1,9) D.[1,9]
依題意,點(diǎn)P在圓x2+y2=4上,又點(diǎn)P在圓(x-3)2+(y-4)2=r2(r>0)上,且其圓心為(3,4),
即|2-r|≤5≤2+r,所以r∈[3,7].
3.阿波羅尼斯證明過(guò)這樣一個(gè)命題:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)距離的比為常數(shù)k(k>0且k≠1)的點(diǎn)的軌跡是圓,后人將這個(gè)圓稱為阿氏圓,現(xiàn)有△ABC,AC=6,sin C=2sin A,則當(dāng)△ABC的面積最大時(shí),|BC|等于
如圖所示,以AC的中點(diǎn)為原點(diǎn),AC邊所在直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,因?yàn)閨AC|=6,所以A(-3,0),C(3,0),設(shè)B(x,y),因?yàn)閟in C=2sin A,由正弦定理可得|AB|=2|BC|,所以(x+3)2+y2=4(x-3)2+4y2,化簡(jiǎn)得(x-5)2+y2=16,且x≠1,x≠9,圓的位置如圖所示,圓心為(5,0),半徑r=4,
觀察可得,在三角形底邊長(zhǎng)|AC|不變的情況下,當(dāng)B點(diǎn)位于圓心D的正上方或正下方時(shí),高最大,此時(shí)△ABC的面積最大,B點(diǎn)坐標(biāo)為(5,4)或(5,-4),
同時(shí)平方,化簡(jiǎn)得x2+y2=4,故點(diǎn)P的軌跡為圓心為(0,0),半徑為2的圓,又點(diǎn)P在直線x-y+m=0上,
故圓x2+y2=4與直線x-y+m=0必須有公共點(diǎn),
5.畫法幾何的創(chuàng)始人——法國(guó)數(shù)學(xué)家加斯帕爾·蒙日發(fā)現(xiàn):與橢圓相切的兩條垂直切線的交點(diǎn)的軌跡是以橢圓中心為圓心的圓.我們通常把這個(gè)圓稱為該橢圓的蒙日?qǐng)A.已知橢圓C: =1(a>b>0)的蒙日?qǐng)A方程為x2+y2=a2+b2,M為蒙日?qǐng)A上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作橢圓C的兩條切線,與蒙日?qǐng)A分別交于P,Q兩點(diǎn),若△MPQ面積的最大值為4b2,則橢圓C的離心率為
由已知條件可得MP⊥MQ,則PQ為圓x2+y2=a2+b2的一條直徑,則|MP|2+|MQ|2=|PQ|2=4(a2+b2),
當(dāng)且僅當(dāng)|MP|=|MQ|時(shí),等號(hào)成立.所以a2+b2=4b2,所以a2=3b2=3(a2-c2),
設(shè)點(diǎn)M(x,y),令2|MA|=|MC|,
當(dāng)點(diǎn)M位于圖中M1的位置時(shí),2|MA|-|MB|=|M1C|-|M1B|,
對(duì)于A選項(xiàng),設(shè)C(x,y).
整理得x2+y2+4x=0,即(x+2)2+y2=4,所以動(dòng)點(diǎn)C的軌跡為以N(-2,0)為圓心,2為半徑的圓,軌跡方程為(x+2)2+y2=4,故A正確;對(duì)于B選項(xiàng),因?yàn)橹本€l過(guò)定點(diǎn)M(-1,1),而點(diǎn)M(-1,1)在圓N內(nèi),所以直線l與圓N相交,故B正確;
對(duì)于D選項(xiàng),記圓心N到直線l的距離為d,
因?yàn)閨PQ|2=4(r2-d2)=8.
依題意,過(guò)橢圓Γ的上頂點(diǎn)作y軸的垂線,過(guò)橢圓Γ的右頂點(diǎn)作x軸的垂線(圖略),則這兩條垂線的交點(diǎn)在圓C上,
因?yàn)辄c(diǎn)M,P,Q都在圓C上,且∠PMQ=90°,所以PQ為圓C的直徑,
設(shè)M(x0,y0),Γ的左焦點(diǎn)為F(-c,0),
由直線PQ經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),易得點(diǎn)A,B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,設(shè)A(x1,y1),D(x2,y2),
9.(2023·贛州模擬)已知兩動(dòng)點(diǎn)A,B在橢圓C: +y2=1(a>1)上,動(dòng)點(diǎn)P在直線3x+4y-10=0上,若∠APB恒為銳角,則橢圓C的離心率的取值范圍為_(kāi)________.
根據(jù)題意可得,圓x2+y2=a2+1上任意一點(diǎn)向橢圓C所引的兩條切線互相垂直,因此當(dāng)直線 3x+4y-10=0與圓x2+y2=a2+1相離時(shí),∠APB恒為銳角,
10.希臘著名數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯與歐幾里得、阿基米德齊名.他發(fā)現(xiàn):“平面內(nèi)到兩個(gè)定點(diǎn)A,B的距離之比為定值λ(λ>0,且λ≠1)的點(diǎn)的軌跡是圓”.后來(lái),人們將這個(gè)圓以他的名字命名,稱為阿波羅尼斯圓,簡(jiǎn)稱阿氏圓.已知在平面直角坐標(biāo)系Oxy中,A(-2,1),B(-2,4),點(diǎn)P是滿足λ= 的阿氏圓上的任一點(diǎn),則該阿氏圓的方程為_(kāi)_______________;若點(diǎn)Q為拋物線E:y2=4x上的動(dòng)點(diǎn),Q在y軸上的射影為H,則|PA|+|PQ|+|QH|的最小值為_(kāi)________.
(x+2)2+y2=4
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