平面解析几何中的易错点剖析

来源 :中学课程辅导·高考版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yingluoyuchen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  平面解析几何研究的内容是求曲线方程,再通过方程的特征研究曲线的几何性质,是数与形结合的典范,体现了用代数的方法研究曲线的思想方法.高考中重点考查直线、圆以及圆锥曲线的定义、方程、几何性质,直线与圆和圆锥曲线的位置关系,对同学们的思维能力、运算求解能力及数学思想方法的灵活运用要求较高.复习这部分内容时要理清概念,掌握基本方法,特别要注意理清概念的内涵与外延,对一些常见概念及公式的易错点要了如指掌.本文从解析几何的典型易错知识与方法加以剖析,以提高大家的辨别能力,提高解题速度与正确率.
  易错剖析一:基本概念理解偏差致错
  例1设双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的虚轴长为2,焦距为23,则双曲线的渐近线方程为.
  错解:由题意,b=2,c=23,故a=22,所以双曲线的渐近线方程为y=±22x.
  错因分析:虽然结果正确,但是解决问题过程中概念不清晰,双曲线的虚轴长为2b,焦距为2c.
  正解:因为2b=2,所以b=1,因为2c=23,所以c=3,所以a=c2-b2=2,所以双曲线的渐近线方程为y=±bax=±22x.
  例2已知方程x2m2 n-y23m2-n=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是.
  错解:方程x2m2 n-y23m2-n=1表示双曲线,所以m2 n>0,3m2-n>0,所以-m2  ∴焦距2c=2×2|m|=4,解得|m|=1,∴-1  错因分析:方程x2m2 n-y23m2-n=1表示双曲线,不一定是m2 n>0,3m2-n>0,应正确转化为(m2 n)·(3m2-n)>0,解得-m2  正解:∵方程x2m2 n-y23m2-n=1表示双曲线,∴(m2 n)·(3m2-n)>0,解得-m2  由双曲线性质,知c2=(m2 n) (3m2-n)=4m2(其中c是半焦距),∴焦距2c=2×2|m|=4,解得|m|=1,∴-1  评注:对于圆锥曲线的概念和性质要准确把握,其中双曲线的实轴长、虚轴长,椭圆的长轴长、短轴长及焦距分别对应是哪些量是易错点,再有,椭圆、双曲线及抛物线的方程要先确定焦点位置,再确定基本量.
  易错剖析二:知识交汇处转化不准确致错
  例3直线xsinα y 2=0的倾斜角的取值范围是.
  错解:设直线的倾斜角為θ,则有tanθ=-sinα.因为sinα∈[-1,1],所以-1≤tanθ≤1,所以-π4≤θ≤π4.
  错因分析:上述错解中不理解直线倾斜角的概念,其范围应该是θ∈[0,π),再有要善于用正切函数的图像解题.
  正解:设直线的倾斜角为θ,则有tanθ=-sinα.因为sinα∈[-1,1],所以-1≤tanθ≤1,又θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π.
  评注:根据斜率求倾斜角,一是要注意倾斜角的范围;二是要考虑正切函数的单调性.
  易错剖析三:选用直线方程时没有考虑其适用条件致错
  例4经过点P(-5,-4),且与两坐标轴围成的三角形的面积为5的直线方程是.
  错解:由题意,设所求方程为y 4=k(x 5),即kx-y 5k-4=0.
  由12·(5k-4)·(4k-5)=5得,k=85,故所求直线方程为8x-5y 20=0.
  错因分析:截距概念模糊不清,误将直线在x轴和y轴上的截距作距离使用而掉入“陷阱”.事实上,直线与两坐标轴所围成的三角形面积为12·|5k-4|·|4k-5|,而不是12·(5k-4)·(4k-5).
  正解:由题意设所求方程为y 4=k(x 5),即kx-y 5k-4=0.
  由12·|5k-4|·|4k-5|=5得,k=85或k=25.
  故所求直线方程为8x-5y 20=0或2x-5y-10=0.
  点评:“距离”与“截距”、两直线夹角与到角等基本概念,看似基础,实则涉及到一类问题的本质,易致错.
  例5过点(3,3)且横、纵截距相等的直线方程.
  错解:设所求方程为xa ya=1,将(3,3)代入得a=6,得直线方程为x y-6=0.
  错因分析:上述错解所设方程为xa ya=1,其中不含横、纵截距为0的特殊情形,事实上,横、纵截距为0且过点(3,3)的直线y=x也符合条件,主要审题不严致错.
  正解:x y-6=0或x-y=0.
  例6过点P(2,4)引圆(x-1)2 (y-1)2=1的切线,则切线方程为.
  错解:当直线的斜率存在时,设直线方程为y-4=k(x-2),即kx-y 4-2k=0,∵直线与圆相切,∴圆心到直线的距离等于半径,
  即d=|k-1 4-2k|k2 (-1)2=|3-k|k2 1=1,
  解得k=43,
  ∴所求切线方程为43x-y 4-2×43=0,
  即4x-3y 4=0.
  综上,切线方程为4x-3y 4=0.
  错因分析:选用直线的点斜式方程时没有考虑斜率不存在的情形.
  正解:在上述解的基础上,再讨论当直线的斜率不存在时,直线方程为x=2,此时,圆心到直线的距离等于半径,直线与圆相切,符合题意;综上,切线方程为x=2或4x-3y 4=0.
  点评:直线方程的五种形式中,每种形式都有其适用条件,忽视斜率不存在或零截距的情况,是很多学生经常犯的错误.当含参数的直线方程为一般式时,若要表示出直线的斜率,不仅要考虑到斜率存在的一般情况,也要考虑到斜率不存在的特殊情况,同时还要注意x,y的系数不能同时为零这一隐含条件.如本题中,要关注过圆上一点作圆的切线有且只有一条;过圆外一点作圆的切线有且只有两条,若仅求得一条,除了考虑运算过程是否正确外,还要考虑斜率不存在的情况,以防漏解.   易错剖析四:使用公式时没有考虑公式适用的大前提
  例7直线x y 2=0与2x 2y 1=0之间的距离是.
  错解:用公式d=|2-1|2=22.
  错因分析:本题的“陷阱”是两平行直线的距离公式使用的大前提是两直线方程中x,y对应项的系数要相等.
  正解:先将2x 2y 1=0化為x y 12=0,
  则两平行线间的距离为d=|2-12|2=324.
  例8直线l过点P(-1,2)且到点A(2,3)和点B(-4,5)的距离相等,则直线l的方程为.
  错解:思路一:设直线l的方程为y-2=k(x 1),即kx-y k 2=0.
  由题意知|2k-3 k 2|k2 1=|-4k-5 k 2|k2 1,
  即|3k-1|=|-3k-3|,∴k=-13.
  ∴直线l的方程为y-2=-13(x 1),
  即x 3y-5=0.
  思路二:由题意可知AB∥l时,有k=kAB=-13,直线l的方程为y-2=-13(x 1),即x 3y-5=0.
  错因分析:思路一没有考虑斜率不存在的情形,思路二从形出发只考虑了一种情形.
  正解:思路一:当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y-2=k(x 1),即kx-y k 2=0.
  由题意知|2k-3 k 2|k2 1=|-4k-5 k 2|k2 1,
  即|3k-1|=|-3k-3|,∴k=-13.
  ∴直线l的方程为y-2=-13(x 1),
  即x 3y-5=0.
  当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=-1,也符合题意.
  思路二:当AB∥l时,有k=kAB=-13,直线l的方程为y-2=-13(x 1),即x 3y-5=0.
  当l过AB中点时,AB的中点为(-1,4).
  ∴直线l的方程为x=-1.
  故所求直线l的方程为x 3y-5=0或x=-1.
  评注:利用距离公式应注意:①点P(x0,y0)到直线x=a的距离d=|x0-a|,到直线y=b的距离d=|y0-b|;②两平行线间的距离公式要把两直线方程中x,y的系数分别化为对应相等.
  例9过直线2x y 4=0和圆(x 1)2 (y-2)2=4的交点,并且面积最小的圆的方程为.
  错解:设所求圆的方程为(x 1)2 (y-2)2-4 k(2x y 4)=0,
  即x2 y2 2(k 1)x (k-4)y 1 4k=0,
  所求圆的半径
  r=(k 1)2 14(k-4)2-(1 4k)
  =125k2-16k 16.
  显然,当k=--1610,即k=85时,5k2-16k 16有最小值165,此时,圆的半径最小,从而面积最小.故所求的圆的方程为x2 y2 265x-125y 375=0.
  错因分析:本题的“陷阱”是方程x2 y2 2(k 1)x (k-4)y 1 4k=0表示圆的充要条件,上述解法忽视了k的限制条件(k 1)2 14(k-4)2-(1 4k)>0.
  正解:设所求圆的方程为(x 1)2 (y-2)2-4 k(2x y 4)=0,
  即x2 y2 2(k 1)x (k-4)y 1 4k=0,
  化为圆的标准方程得[x (k 1)]2 [y 12(k-4)]2=(k 1)2 14(k-4)2-(4k 1),
  由(k 1)2 14(k-4)2-(1 4k)>0,得5k2-16k 16>0,
  此时,所求圆的半径
  r=(k 1)2 14(k-4)2-(1 4k)
  =125k2-16k 16.
  显然,当k=--1610,即k=85时,5k2-16k 16有最小值165,此时,圆的半径最小,从而面积最小.故所求的圆的方程为x2 y2 265x-125y 375=0.
  评注:审题的关键环节是挖掘方程表示圆的充要条件,理清条件间错综复杂的关系.审题不清,是解析几何解题的大忌.
  易错剖析五:忽视定义中的限制条件致错
  例10已知定圆C1:(x 3)2 y2=1,圆C2:(x-3)2 y2=9,动圆M同时与定圆C1,C2都外切,求动圆圆心M的轨迹方程.
  错解:由C1:(x 3)2 y2=1,C2:(x-3)2 y2=9,
  设圆M半径为r,则MC1=1 r,MC2=3 r,
  故MC2-MC1=2<|C1C2|=6,知M的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线,
  且2a=2,a=1,c=3;b2=c2-a2=8,
  故M的轨迹方程为:x2-y28=1.
  错因分析:上述解法将MC2-MC1=2看成|MC1-MC2|=2,误认为动圆圆心的轨迹为双曲线,这是双曲线的概念不清所致.
  正解:在上述解法中添加:由于MC2-MC1=2,知MC2>MC1,点M的轨迹是双曲线的左支,故M的轨迹方程为:x2-y28=1(x<0).
  评注:直线与圆、圆锥曲线的定义,看似基础,实则涉及到一类问题的本质,如果不注意一些限制条件,容易致错.
  易错剖析六:题设转化时不等价致错
  例11已知圆(x-a)2 y2=1与圆x2 y2=25没有公共点,则正数a的取值范围是.
  错解:由题意可知,两圆相离,所以圆心距a2>1 5,又a>0,所以a>6.
  错因分析:两圆没有公共点,除了两圆相离,还可以是两圆内含.   正解:由题意可知,两圆相离或内含,所以a2>1 5或a2<5-1,所以06.
  评注:在研究两圆位置关系时,要关注题设条件的等价转化,如两圆没有公共点,两圆可以是外离或内含;再如两圆相切,可以是外切也可以是内切.
  易错剖析七:偏重技巧忽视本质致错
  例12已知椭圆C:x2a2 y2b2=1(a>b>0)上的任意一点到它的两个焦点(-c,0),(c,0)的距离之和为22,且它的焦距为2.
  (1)求椭圆C的方程;
  (2)已知直线x-y m=0与椭圆C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点不在圆x2 y2=59內,求m的取值范围.
  错解:(1)依题意可知2a=22,2c=2.
  又b2=a2-c2,解得a=2,b=1.
  则椭圆C的方程为x22 y2=1.
  (2)联立方程x22 y2=1,x-y m=0,消去y整理得3x2 4mx 2m2-2=0.
  设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1 x2=-4m3,y1 y2=x1 x2 2m=-4m3 2m=2m3,
  即AB的中点为(-2m3,m3).
  又∵AB的中点不在圆x2 y2=59内,
  ∴4m29 m29=5m29≥59,
  解得m≤-1或m≥1.
  错因分析:本题第(2)问中忽视了大前提:必需两根都存在,要用判别式去检验,即Δ=16m2-12(2m2-2)=8(-m2 3)>0,是致错的根本原因.
  正解:(2)联立方程x22 y2=1,x-y m=0,消去y整理得3x2 4mx 2m2-2=0.
  则Δ=16m2-12(2m2-2)=8(-m2 3)>0,
  解得-3  设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1 x2=-4m3,
  y1 y2=x1 x2 2m=-4m3 2m=2m3,
  即AB的中点为(-2m3,m3).
  又∵AB的中点不在圆x2 y2=59内,
  ∴4m29 m29=5m29≥59,
  解得m≤-1或m≥1.②
  由①②得,-3  故m的取值范围为(-3,-1]∪[1,3).
  评注:在研究直线与圆锥曲线的位置关系时,通过联立方程组,用判别式来判别解的情况是前提.一些技巧性的解法,虽简化了过程,但忽视了本质,易致错.
  同学们,在解决解析几何问题时,首先要理解直线、圆和椭圆的定义,要理解其方程的结构特征,掌握其几何性质,要充分理解概念,掌握基本方法.高三一轮复习是一个见微知渐的过程,希望通过错误的剖析引导同学辨析正误.在解析几何的复习中,狠抓三基,不断对相应题型作出归纳总结,定能取得很好的效果.
  (作者:王小青,江苏省如皋中学)
其他文献
在高考语文试题中,语言综合运用题一直被誉为“高考试验田”,正所谓“稳中有变,守正出新”。研读2018年高考语用新题,无疑会对2019年高考具有重要的启示意义。  一、个人专业发展规划  (全国卷Ⅰ)下面是某校为教师编写个人专业发展规划而提供的流程图,请把这个图转写成一段文字介绍,要求内容完整,表述准确,语言连贯,不超过90个字。  命题剖析:从表面上来看,这是一道图文转换题,但从深层次来看,这又是
如何写出优秀的考场记叙文?我的秘诀是:把题目演绎成一个精彩的故事,用故事表达出一种深刻的思想,将思想蕴涵于生动的描写之中。这三句口诀首尾相接,便于记忆,同时也表明这三句是一个整体,各从不同的角度强调了构思行文中的要点诀窍。  [例文一]  青春万岁  搬家的时候,老爸每运完一箱衣服,就得在床沿上坐一下,一言不发地歇。老妈有远视了,细小的东西,她得拿远点,挤着眼看,小扣子,小绳头,都攒着,慢条细理地
语文Ⅰ试题  一、语言文字运用(15分)  1.在下面一段话空缺处依次填入词语,最恰当的一组是(3分)()  在《星战7》上映前,整个北美影市沉寂长达一个月的时间为其积攒能量,而此能量一旦,立马呈现出不可的巨大力量,创造了自电影工业出现以来的最高(单周)收益!《星战7》是一部的作品,它的缺陷和那些激动不已的亮点一样明显。为了讨好影史上最为庞大的粉丝群,打出一手情怀本无可厚非。  A.爆发遏止瑕瑜互
Module 1  一、重点单词  1. tolerate 2. patience 3. damage 4. run  5. keep 6. average 7. prepare 8. charge  9. suggest 10. respect 11. devote 12. experience  13. struggle 14. donate 15. exchange 16. inform  
非连续性文本,是相对于散文小说等连续性文本而言的阅读材料。它常见的表现形式有图表、对联组合、图解文字、顺序颠倒的句子等。一般而言,非连续性文本具有直观、简明、醒目、概括性强、易于比较的特点。下面,笔者将这些题目归为三大类加以分析,以帮助同学们熟悉题型,积极备考。  一、图表题  图表题貌似复杂,实则简单。不畏惧,细心观察,大胆得出结论是解答图表题的指导原则。具体的解题步骤为:第一,整体认读图表内容
一、听力  1. 预热考生在英语考试之前听10分钟左右的英语磁带。如果没有可能就读10~15分钟左右的英语课文,这叫“英语热身”。这样考试时就可迅速进入英语思维。利用试音时间,熟悉朗读者的语音语调,集中注意力,稳定情绪,尽快进入英语测试状态。  2. 读题利用听录音前的时间,迅速地捕捉每小题题干选项所提供的信息,预测短文或对话可能涉及到的内容,这样听录音材料时就会有的放矢,有所侧重,提高答题的准确
数学归纳法是用来证明与自然数有关命题的方法,基本过程是:设P(n)是关于自然数n的命题,若1.P(n0)成立(奠基);2.假设P(k)成立(k≥n0),可以推出P(k 1)成立(归纳),则P(n)对一切大于等于n0的自然数n都成立.在高考中,主要考查用数学归纳法证明恒等式、不等式、数的整除性、几何中的计算、数列的通项与求和等问题.  在应用数学归纳法证明时,一般说来,第一步验证比较简明,而第二步归
几何概型是一个重要的概率模型,由几何概型的概率公式可以知道,确定几何区域的测度是至关重要的.因此,我们要掌握几种常见测度的几何概型,举一反三,做到真正地掌握几何概型的概率求法.下面我们就介绍几种常见测度的几何概型.  一、长度型几何概型  例1已知函数f(x)=log2x,若在[1,8]上任取一个实数x0,则不等式1≤f(x0)≤2成立的概率是.  解析:区间[1,8]的长度为7,满足不等式1≤f
【摘 要】 农业科研院所是农业科研单位在长期发展过程中形成、积累、提炼而形成的一套优良作风、行为方式及价值观念,在推动院所发展中起着十分重要的作用。为进一步发掘、总结、提炼我院创新文化内涵,使之更加符合科研院所发展的要求,营造浓厚的科技创新氛围,推动建设国内一流强院建设目标的顺利完成,我们在全院开展了此项调研。  【关键词】 农业科研院所;创新文化;调研报告  中图分类号:E223
随着英语课程改革的不断深入,交际语言教学已逐步替代传统教学和曾流行一时的语法教学。所以,不少中学英语教师认为,在以功能意念为主的英语教学中,主要是培养学生的语言交际能力,从而忽略了英语语法教学,特别在日常英语教学中,相当一部分老师逐渐淡化语法教学。但在解答高考英语试卷中的一些题型时,要求我们考生系统掌握语法知识,并能灵活运用才能顺利地解题。而语法知识是我们大多数考生一提起来就头痛的内容,因此搞好语