周雪穎
摘 要:直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判斷是歷年來高考考察的重難點,長以解答題的形式進(jìn)行考查,以直線與圓錐曲線方程為基礎(chǔ),結(jié)合有關(guān)概念及計算,將位置關(guān)系轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的方程或方程組進(jìn)行求解,由于涉及的知識點范圍廣、運算十分繁冗復(fù)雜,需要學(xué)生具備較強(qiáng)的運算能力和數(shù)學(xué)邏輯思維,導(dǎo)致很多高中生對該部分內(nèi)容學(xué)習(xí)望而生畏,為此,本文對直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判斷方法進(jìn)行重點討論,并在學(xué)習(xí)過程中總結(jié)了一些學(xué)習(xí)心得體會,以期能夠為同學(xué)們的學(xué)習(xí)提供一定參考。
關(guān)鍵詞:直線;圓錐曲線;位置關(guān)系;判斷方法;學(xué)習(xí)重難點
直線與圓錐位置關(guān)系問題是高考解析幾何重點考查內(nèi)容,由于這部分知識不僅需要運用豐富的數(shù)學(xué)思想方法,而且涉及面廣、運算量大、計算復(fù)雜,很多同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺比較困難,為此,我們有必要對直線與圓錐曲線關(guān)系問題進(jìn)行深入的研究,掌握一些常用的判斷方法,理清問題求解思路,提高學(xué)習(xí)效率,從而為高考奠定良好的基礎(chǔ)。
一、直線與圓錐曲線位置關(guān)系判斷常用方法
在初中數(shù)學(xué)中我們學(xué)過,探討直線與圓的位置關(guān)系,主要通過圓心到直線的距離d和半徑r的大小關(guān)系進(jìn)行判斷,當(dāng)d>r時,直線與圓相離;當(dāng)d=r時,直線與圓相切;當(dāng)d 直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,從幾何的角度來分析,可以看做是直線與圓錐曲線有無公共點的問題,而從代數(shù)的角度來分析,可以聯(lián)立直線l與橢圓曲線C的方程,將直線l的方程Ax+By+C=0帶入曲線方程F(x,y)=0中,即: 消去變量y(或x)得到關(guān)于變量x(或y)的一元二次方程: 這樣通過判斷一元二次根的情況,討論直線與圓錐曲線交點個數(shù)情況,進(jìn)而根據(jù)交點個數(shù)來判斷直線與圓錐曲線的位置關(guān)系。值得注意的是,當(dāng)題目中沒有給出直線l的方程時,我們在進(jìn)行分類討論時不要忽略直線斜率不存在的情況。 (1)當(dāng)a=0,b=0時,直線l與圓錐曲線C沒有公共點; 當(dāng)a=0,b≠0時,直線l與圓錐曲線C有且僅有一個公共點; 其中,值得注意的是,當(dāng)直線l和圓錐曲線C僅有一個公共點時,兩者不一定相切。 (2)當(dāng)a≠0,Δ>0時,直線l與圓錐曲線C相交,且有兩個交點; 當(dāng)a≠0,Δ=0時,直線l與圓錐曲線C相切,有一個交點; 當(dāng)a≠0,Δ<0時,直線l與圓錐曲線C相離,沒有交點。 二、直線與圓錐曲線位置關(guān)系相關(guān)問題總結(jié)分析 在學(xué)習(xí)直線與圓錐曲線位置關(guān)系這部分內(nèi)容時,我們首先需要牢牢把握兩者位置關(guān)系判斷一些比較常用的方法,并在此基礎(chǔ)上將直線與圓錐曲線位置關(guān)系題目中涉及的知識點進(jìn)行合理的分類,認(rèn)真做好學(xué)習(xí)筆記和錯題記錄,并學(xué)會分析題目中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法,積累一些常用的化簡、變形的技巧和方法,進(jìn)而提高自己的解題效率和正確率。 (一)直線與圓錐曲線有一個交點的問題 1.直線與橢圓曲線相切時,判斷參數(shù)取值范圍 例1:已知直線y=kx-1與橢圓 相切,則k,a之間的關(guān)系式? 解:由 ,得 。 因為直線與橢圓相切,所以: ,即 2.直線與拋物線對稱軸平行時,直線與拋物線只有一個交點;直線與雙曲線漸近線平行時,直線與雙曲線只有一個交點。 (二)直線與圓錐曲線有兩個交點的問題 1、弦長問題 直線與圓錐曲線相交,一個重要的問題就是求弦長的問題,我們在解題過程中的一般思路是利用韋達(dá)定理法,將直線方程l帶入圓錐曲線方程,消去y或x后,得到x或y的一元二次方程 ,再根據(jù)弦長公式 。其中, 可以直接利用公式 進(jìn)行計算。而當(dāng)斜率不存在時,可以求出交點坐標(biāo),直接利用軸上兩點間距離公式進(jìn)行計算。 2、中點弦問題 涉及弦的中點及直線的斜率問題時,假設(shè)直線與圓錐曲線相交于兩點A(x1,y1)和B(x2,y2),弦AB的中點為P(x0,y0),然后可以考慮點差法,構(gòu)造出x1+x2,y1+y2和斜率 ,運用整體帶入的方法,求中點或斜率,從而體現(xiàn)設(shè)而不求的思想。重視中點坐標(biāo)公式和韋達(dá)定理。 三、結(jié)語 綜上所述,在判斷直線與圓錐曲線位置關(guān)系時,我們首先考慮是的將其轉(zhuǎn)化為直線與圓錐曲線方程組的交點個數(shù)的問題,然后對一元二次方程的根的情況進(jìn)行判定,進(jìn)而判斷兩者的位置關(guān)系。靈活的運用判別式和韋達(dá)定理,可以幫助我們快速的求解參數(shù)范圍、幾何極值、弦長等相關(guān)問題,同時還要巧妙的運用分類討論、數(shù)形結(jié)合、方程思想、類比等數(shù)學(xué)思想,這樣就可以有效的克服學(xué)習(xí)該內(nèi)容的障礙,有利于提高解題效率和正確率。 參考文獻(xiàn): [1]施貴軍.直線與橢圓位置關(guān)系的三角判斷法及應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)學(xué),2016(15):4-5.