1
解析几何总结
一、高考考点、考频
解析几何可能不是高中最难的题目,但是绝对是高考中最令人害怕的题目,因为
他考察的重点不是思维,而是计算,虽然说有些题目可以通过一些方法减少计算
量,但是一般情况还是如此的。在高考中的占比也很高,一道填空与一道解答题,
选择题一般在第七第八题的样子,难度不是很高,但是解答题一般都是19,20 题
的位置,非常有难度的。
二、高考真题
1.(2018 新课标.8)(5 分)设抛物线C:y2=4x 的焦点为F,过点(﹣2,0)且斜率
为
的直线与C 交于M,N 两点,则
•
=( )
A.5
B.6
C.7
D.8
【分析】求出抛物线的焦点坐标,直线方程,求出M、N 的坐标,然后求解向量的数量
积即可.
【解答】解:抛物线C:y2=4x 的焦点为F(1,0),过点(﹣2,0)且斜率为
的直线
为:3y=2x+4,
联立直线与抛物线C:y2=4x,消去x 可得:y2﹣6y+8=0,
解得y1=2,y2=4,不妨M(1,2),N(4,4),
,
.
则
•
=(0,2)•(3,4)=8.
故选:D.
【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,向量的数量积的应用,考查计算能力.
2.(2018 新课标2.19)(12 分)设抛物线C:y2=4x 的焦点为F,过F 且斜率为k(k>0)
的直线l 与C 交于A,B 两点,|AB|=8.
(1)求l 的方程;
(2)求过点A,B 且与C 的准线相切的圆的方程.
【分析】(1)方法一:设直线AB 的方程,代入抛物线方程,根据抛物线的焦点弦公式
即可求得k 的值,即可求得直线l 的方程;
方法二:根据抛物线的焦点弦公式|AB|=
,求得直线AB 的倾斜角,即可求得直
2
线l 的斜率,求得直线l 的方程;
(2)根据过A,B 分别向准线l 作垂线,根据抛物线的定义即可求得半径,根据中点坐
标公式,即可求得圆心,求得圆的方程.
【解答】解:(1)方法一:抛物线C:y2=4x 的焦点为F(1,0),
设直线AB 的方程为:y=k(x﹣1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
则
,整理得:k2x2﹣2(k2+2)x+k2=0,则x1+x2=
,x1x2=1,
由|AB|=x1+x2+p=
+2=8,解得:k2=1,则k=1,
∴直线l 的方程y=x﹣1;
方法二:抛物线C:y2=4x 的焦点为F(1,0),设直线AB 的倾斜角为θ,由抛物线的
弦长公式|AB|=
=
=8,解得:sin2θ=
,
∴θ=
,则直线的斜率k=1,
∴直线l 的方程y=x﹣1;
(2)由(1)可得AB 的中点坐标为D(3,2),则直线AB 的垂直平分线方程为y﹣2=
﹣(x﹣3),即y=﹣x+5,
设所求圆的圆心坐标为(x0,y0),则
,
解得:
或
,
因此,所求圆的方程为(x﹣3)2+(y﹣2)2=16 或(x﹣11)2+(y+6)2=144.
3
【点评】本题考查抛物线的性质,直线与抛物线的位置关系,抛物线的焦点弦公式,考查
圆的标准方程,考查转换思想思想,属于中档题.
三、知识点
1.直线
1)直线方程的五种形式:
点斜式:𝑦-𝑦1=k(𝑥-𝑥1),由直线上一点(𝑥1, 𝑦1)和斜率k 确定直线方程。
斜截式:y=kx+b,由直线的斜率k 和在y 轴上的截距b 确定直线方程。
两点式:
𝑦−𝑦1
𝑦2−𝑦1=
𝑥−𝑥1
𝑥2−𝑥1(𝑥1 ≠𝑥2,𝑦1 ≠𝑦2)由直线上的不同两点(𝑥1, 𝑦1), (𝑥2, 𝑦2)
确定直线方程。
截距式:
𝑥
𝑎+
𝑦
𝑏=1(a≠0,b ≠0)由直线在x,y 轴上的截距a,b 确定方程。
一般式:Ax+By+C=0(𝐴2+𝐵2 ≠0)
2)直线的位置关系
平行:斜率相等,截距不等
垂直:斜率之积等于-1.
相交:斜率不等。
3)距离公式
点到直线的距离公式(点(𝑥1, 𝑦1)到直线Ax+By+C=0 的距离)d=
|𝐴𝑥1+𝐵𝑦1+𝐶|
√𝐴2+𝐵2
两平行直线(Ax+By+C1=0 和Ax+By+C2=0)之间的距离:d=
|𝐶1−𝐶2|
√𝐴2+𝐵2
4
4)关于直线的对称问题
点关于直线的对称:
主要运用两个对称点之间的连线的垂直平分线就是已知直线。由于垂直可得其斜
率之积等于-1.由于平分,所以两对称点的中点坐标符合直线方程。
直线关于直线的对称
(1)若l1∥l2,则可以由距离公式确定𝑙′.也可以有l1上两点关于l2对称的两点在
直线𝑙′上确定方程。
(2)若l1∩l2=A,则可由直线l1上点B 关于l2的对称点𝐵′与A 点确定直线方程。
2.圆
1)圆的方程
圆的标准方程:以C(a,b)为圆心,r 为半径的圆的方程:(𝑥−𝑎)2+(𝑦−𝑏)2=𝑟2.
圆的一般方程:𝑥2+𝑦2+D𝑥+E𝑦+F=0,(𝐷2 + 𝐸2 −4𝐹> 0)( 𝑥2和𝑦2项的系数相等且
不能为零;没有xy 这样的二次项;表示以(−
𝐷
2,−
𝐸
2)为圆心,以√𝐷2 + 𝐸2 −4𝐹
为半径的圆)。/
2)点与圆的位置关系
(1)判断方法:点到圆心的距离
与半径的大小关系
点在圆内;
点在圆上;
点在圆外
(1)涉及最值:
①圆外一点
,圆上一动点
,讨论
的最值
min
max
PB
NB
BC
r
PB
MB
BC
r
,
②圆内一点
,圆上一动点
,讨论
的最值
d
r
d
r
d
r
d
r
B
P
PB
min
PB
BN
BC
r
max
PB
BM
BC
r
A
P
PA
5
、
思考:过此
点作最短的弦?(此弦垂直
)
3)直线与圆的位置关系
有相离,相切,相交三种情况,判断方法如下:
设直线
,圆
,圆心
到直线l 的距
离为
,将直线方程代入圆的方程得到一元二次方程,设它的判别式
为△,则有
这一知识点可以出题:告诉直线与圆相交,
让求有关参数的范围。
4)直线与圆相切
常见题型——求过定点的切线方程
①切线条数:点在圆外——2 条;点在圆上——1 条;点在圆内——无
②求切线方程的方法及注意点
...
i)点在圆外
如定点
0
0
,
P x
y
,圆:
2
2
2
x
a
y
b
r
,[
2
2
2
0
0
x
a
y
b
r
]
第一步:设切线l 方程
0
0
y
y
k x
x
第二步:通过d
r
k
,从而得到切线方程
ii)点在圆上
①若点
0
0
x
y
,
在圆
2
2
2
x
y
r
上,则切线方程为
2
0
0
x x
y y
r
(会在选择题及填
空题中运用,但一定要看清题目.)
②若点
0
0
x
y
,
在圆
2
2
2
x
a
y
b
r
上,则切线方程为:
2
0
0
x
a
x
a
y
b
y
b
r
(碰到一般方程则可先将一般方程标准化,然
后运用上述结果.)
min
PA
AN
r
AC
max
PA
AM
r
AC
A
AC
0
:
C
By
Ax
l
2
2
2
:
r
b
y
a
x
C
b
a
C
,
2
2
B
A
C
Bb
Aa
d
位置关系 相切
相交
相离
几何特征 d
r
d
r
d
r
代数特征
0
△
0
△
0
△
6
5)求弦长及弦长的应用问题:垂径定理
....及勾股定理
6)同时
2
0
0
x
a
x
a
y
b
y
b
r
也可以表示:在圆外的一点
0
0
x
y
,
,
过此点一定有两条直线与圆
2
2
2
x
a
y
b
r
相切,过两个切点的直线方程
就是
2
0
0
x
a
x
a
y
b
y
b
r
。
3.椭圆
1)定义: 到两定点距离之和为一常数的点的轨迹,两定点称为焦点,两焦点之
间的距离2c 称为焦距,常数2a 称为长轴长.
2)焦点在x 轴上的椭圆方程为
𝑥2
𝑎2 +
𝑦2
𝑏2 = 1,焦点在y 轴上的椭圆方程为
𝑥2
𝑏2 +
𝑦2
𝑎2 =
1. 其中b 满足𝑏2 = 𝑎2 −𝑐2, 2b 称为短轴长.
3)离心率e=
𝑐
𝑎= √1 −
𝑐2
𝑎2 = √
1
1+𝑏2
𝑐2
4)椭圆的第二定义:到定点和定直线距离之比为一常数的点的轨迹,该常数小
于1 时,为椭圆,该常数是椭圆的离心率.其中定点称为焦点,定直线称为准线.
椭圆
𝑥2
𝑎2 +
𝑦2
𝑏2 = 1,左焦点为(−c,0),左准线为x=−
𝑎2
𝑐 ,右焦点为(c,0),右准线为x=
𝑎2
𝑐
.
椭圆
𝑥2
𝑏2 +
𝑦2
𝑎2 = 1,上焦点为(0,c)
𝑥2
𝑏2 +
𝑦2
𝑎2 = 1,上准线为y=
𝑎2
𝑐,下焦点为(0,−c)下准线
为y=−
𝑎2
𝑐.
4.双曲线
1)双曲线:到两定点距离之差为一常数的点的轨迹,两定点称为焦点. 两焦点之
间的距离2c 称为焦距,常数2a 称为实轴长.
2)焦点在x 轴上的双曲线方程为
𝑥2
𝑎2 −
𝑦2
𝑏2 = 1焦点在y 轴上的双曲线方程为
𝑦2
𝑎2 −
𝑥2
𝑏2 = 1.
其中b 满足𝑏2 = 𝑎2 −𝑐2, 2b 称为虚轴长.
3)离心率e=
𝑐
𝑎= √1 −
𝑐2
𝑎2 = √
1
1+𝑏2
𝑐2
4)双曲线
𝑥2
𝑎2 −
𝑦2
𝑏2 = 1的渐近线方程为
𝑥
𝑎±
𝑦
𝑏= 0.
𝑦2
𝑎2 −
𝑥2
𝑏2 = 1的渐近线方程为
𝑦
𝑎±
7
𝑥
𝑏= 0.
5)双曲线的第二定义:到定点和定直线距离之比为一常数的点的轨迹,该常数
大于111 时,为双曲线,该常数是双曲线的离心率.其中定点称为焦点,定直线称
为准线.
双曲线
𝑥2
𝑎2 −
𝑦2
𝑏2 = 1,左焦点为(−c,0),左准线为x=−
𝑎2
𝑐 ,右焦点为(c,0),右准线为
x=
𝑎2
𝑐.
双曲线
𝑦2
𝑎2 −
𝑥2
𝑏2 = 1,上焦点为(0,c)
𝑥2
𝑏2 +
𝑦2
𝑎2 = 1,上准线为y=
𝑎2
𝑐,下焦点为(0,−c)下准
线为y=−
𝑎2
𝑐.
5.抛物线
1)到定点和定直线距离相等的点的轨迹,称为抛物线.其中定点称为焦点,定直线
称为准线.
2)焦点在x 轴上,且开口向右的抛物线方程为𝑦2=2p𝑥.焦点在y 轴上,且开口向
上的抛物线方程为𝑥2=2p𝑦.其中焦点到顶点的距离
𝑝
2称为焦距.
3)抛物线𝑦2=2p𝑥的焦点坐标为(
𝑝
2,0),准线方程为𝑥=−
𝑝
2.抛物线𝑥2=2p𝑦的焦点坐标
为(0,
𝑝
2),准线方程为𝑦=−
𝑝
2.
6.弦中点问题的基本解法及技巧
1)与椭圆的弦的中点有关的问题,我们称之为椭圆的中点弦问题。
2)解椭圆的中点弦问题的一般方法是:
(1)判别式法:联立直线和椭圆的方程,借助于一元二次方程的根的判别式、
根与系数的关系、中点坐标公式求解。
(2)点差法:若设直线与椭圆的交点(弦的端点)坐标为
)
,
(
1
1 y
x
A
、
)
,
(
2
2 y
x
B
,将这两点代入椭圆的方程并对所得两式作差,得到一个与弦AB 的中
点和斜率有关的式子,可以大大减少运算量。我们称这种代点作差的方法为
“点差法”。
3)设直线的技巧:
(1)直线过定点时引入参数斜率,利用点斜式设方程,注意讨论斜率存在与不
8
存在两种情况。
(2)直线斜率一定时引入参数截距,利用斜截式设方程。
(3)已知一般直线可设直线的斜截式方程,利用条件寻找k 与b 的关系。
7.定点定值问题
1)椭圆中常见的定值结论:
结论1:经过原点的直线l 与椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
相交于
,
M N 两点,P 是椭
圆上的动点,直线
,
PM PN 的斜率都存在,则kMNkOP为定值
2
2
b
a
.
结论2:已知
,
M N 是椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
两点,P 是
,
M N 的中点,直线
,
MN OP的斜率都存在,则kMNkOP为定值
2
2
b
a
.
结论3:设, ,
A B C 是椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
上的三个不同点,,
B C 关于x 轴对
称,直线
,
AB AC 分别与x 轴交于
,
M N 两点,则OM·ON 为定值
2
a .
结论4:过椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
上一点
0
0
(
,
)
P x y
上任意作两条斜率互为相反
数的直线交椭圆于
,
M N 两点,则直线MN 的斜率为定值
2
0
2
0
b x
a y .
结论5:分别过椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
上两点
0
0
(
,
)
P x y
,
'
'
0
0
(
,
)
Q x
y
作两条斜率
互为相反数的直线交椭圆于
,
M N 两点,则直线MN 的斜率为定值
2
'
0
0
2
'
0
0
(
)
(
)
b
x
x
a
y
y
.
2)定点问题:对圆锥曲线中定点的确定,通常设出适当的参数,求出相应曲线
系(直线系)方程,利用定点对参变量方程恒成立的特点,列出方程(组),从
而确定出定点或者也可以对参变量取特殊值确定出定点,再进行一般性证明.
3)定值问题:求证或判断某几何量是否为定值时,可引进适当的参变量,直接
求出相应几何量的值,说明或证明其为定值(与参变量无关).
9
8.直线常见问题一般解决方法
1) 直线方程的处理:若直线方程未给出,应先假设。
(1)若已知直线过点
0
0
(
,
)
x
y
,则假设方程为
0
0
(
)
y
y
k x
x
-
=
-
;
(2)若已知直线的斜率k ,则假设方程为y
kx m
=
+
;
(3)若仅仅知道是直线,则假设方程为y
kx m
=
+
注意:以上三种假设方式都要注意斜率是否存在的讨论;
(4)若已知直线恒过x 轴上一点( ,0)
t
,且水平线不满足条件(斜率为0),可
以假设直线为x
my t
=
+ 。【反斜截式,
1
m
k
=
】不含垂直于y 轴的情况(水平线)
2)弦长公式:若直线:l y
kx
m
与椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
相交于,
P Q 两点,
求弦长|
|
PQ 的步骤: 设
1
1
2
2
( ,
),
(
,
)
P x y
Q x
y
,联立方程组(将直线方程代入椭圆
方程):
2
2
2
2
2
2
,
,
y
kx
m
b x
a y
a b
消去y 整理成关于x 的一元二次方程:
2
0
Ax
Bx
C
,则
1
2
,
x x 是上式的两个根,
2
4
0
B
AC
;由韦达定理得:
1
2
,
B
x
x
A
1
2
,
C
x x
A
又
,
P Q 两点在直线l 上,故
1
1
2
2
,
y
kx
m y
kx
m
,则
2
1
2
1
(
)
y
y
k x
x
,从而
2
2
2
1
2
1
|
|
(
)
(
)
PQ
x
x
y
y
2
2
2
2
1
2
1
(
)
(
)
x
x
k
x
x
2
2
2
1
(1
)(
)
k
x
x
2
2
1
2
1 2
(1
)[(
)
4
]
k
x
x
x x
2
2
(1
)
k
A
注意:如果联立方程组消去x 整理成关于y 的一元二次方程:
2
0
Ay
By C
+
+
= ,
则
2
2
1
2
1
|
|
(1
)(
)
PQ
y
y
k
2
2
1
(1
)
k
A
9.轨迹问题的常见解决方法
1)直接法
根据已知条件及一些基本公式如两点间距离公式,点到直线的距离公式,直
线的斜率公式等,直接列出动点满足的等量关系式,从而求得轨迹方程。
10
2)定义法
通过图形的几何性质判断动点的轨迹是何种图形,再求其轨迹方程,这种方
法叫做定义法,运用定义法,求其轨迹,一要熟练掌握常用轨迹的定义,如线段
的垂直平分线,圆、椭圆、双曲线、抛物线等,二是熟练掌握平面几何的一些性
质定理。
3)点差法
圆锥曲线中与弦的中点有关的问题可用点差法,其基本方法是把弦的两端点
1
1
2
2
(
,
),
(
,
)
A x y
B x
y 的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得
1
2
x
x
,
1
2
y
y
,1
2
x
x
,
1
2
y
y
等关系式,由于弦AB 的中点
( , )
P x y 的坐标满足
1
2
2x
x
x
,
1
2
2y
y
y
且直线AB 的斜率为
2
1
2
1
y
y
x
x
,由此可求得弦AB 中点的
轨迹方程。
4)转移法
转移法求曲线方程时一般有两个动点,一个是主动的,另一个是次动的。
当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可以用转移法求其轨迹方程:
①某个动点P 在已知方程的曲线上移动;
②另一个动点M 随P 的变化而变化;
③在变化过程中P 和M 满足一定的规律。
5)参数法
求曲线的轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一,求符合某种条件的动点
的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,通过“坐标互化”将其转化为
寻求变量间的关系。在确定了轨迹方程之后,有时题目会就方程中的参数进行讨
论;参数取值的变化使方程表示不同的曲线;参数取值的不同使其与其他曲线的
位置关系不同;参数取值的变化引起另外某些变量的取值范围的变化等等。
6)交轨法
若动点是两曲线的交点,可以通过这两曲线的方程直接求出交点的方程,也
可以解方程组先求出交点的参数方程,再化为普通方程。