4、統(tǒng)計
(1)三種抽樣方法
、俸唵坞S機(jī)抽樣
簡單隨機(jī)抽樣是一種最簡單、最基本的抽樣方法.抽樣中選取個體的方法有兩種:放回和不放回.我們在抽樣調(diào)查中用的是不放回抽取.
簡單隨機(jī)抽樣的特點:被抽取樣本的總體個數(shù)有限.從總體中逐個進(jìn)行抽取,使抽樣便于在實踐中操作.它是不放回抽取,這使其具有廣泛應(yīng)用性.每一次抽樣時,每個個體等可能的被抽到,保證了抽樣方法的公平性.
實施抽樣的方法:抽簽法:方法簡單,易于理解.隨機(jī)數(shù)表法:要理解好隨機(jī)數(shù)表,即表中每個位置上等可能出現(xiàn)0,1,2,…,9這十個數(shù)字的數(shù)表.隨機(jī)數(shù)表中各個位置上出現(xiàn)各個數(shù)字的等可能性,決定了利用隨機(jī)數(shù)表進(jìn)行抽樣時抽取到總體中各個個體序號的等可能性.
、谙到y(tǒng)抽樣
系統(tǒng)抽樣適用于總體中的個體數(shù)較多的情況.
系統(tǒng)抽樣與簡單隨機(jī)抽樣之間存在著密切聯(lián)系,即在將總體中的個體均分后的每一段中進(jìn)行抽樣時,采用的是簡單隨機(jī)抽樣.
系統(tǒng)抽樣的操作步驟:第一步,利用隨機(jī)的方式將總體中的個體編號;第二步,將總體的編號分段,要確定分段間隔,當(dāng)(N為總體中的個體數(shù),n為樣本容量)是整數(shù)時,;當(dāng)不是整數(shù)時,通過從總體中剔除一些個體使剩下的個體個數(shù)N能被n整除,這時;第三步,在第一段用簡單隨機(jī)抽樣確定起始個體編號,再按事先確定的規(guī)則抽取樣本.通常是將加上間隔k得到第2個編號,將加上k,得到第3個編號,這樣繼續(xù)下去,直到獲取整個樣本.
、鄯謱映闃
當(dāng)總體由明顯差別的幾部分組成時,為了使抽樣更好地反映總體情況,將總體中各個個體按某種特征分成若干個互不重疊的部分,每一部分叫層;在各層中按層在總體中所占比例進(jìn)行簡單隨機(jī)抽樣.
分層抽樣的過程可分為四步:第一步,確定樣本容量與總體個數(shù)的比;第二步,計算出各層需抽取的個體數(shù);第三步,采用簡單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣在各層中抽取個體;第四步,將各層中抽取的個體合在一起,就是所要抽取的樣本.
(2)用樣本估計總體
樣本分布反映了樣本在各個范圍內(nèi)取值的概率,我們常常使用頻率分布直方圖來表示相應(yīng)樣本的頻率分布,有時也利用莖葉圖來描述其分布,然后用樣本的頻率分布去估計總體分布,總體一定時,樣本容量越大,這種估計也就越精確.
、儆脴颖绢l率分布估計總體頻率分布時,通常要對給定一組數(shù)據(jù)進(jìn)行列表、作圖處理.作頻率分布表與頻率分布直方圖時要注意方法步驟.畫樣本頻率分布直方圖的步驟:求全距→決定組距與組數(shù)→分組→列頻率分布表→畫頻率分布直方圖.
、谇o葉圖刻畫數(shù)據(jù)有兩個優(yōu)點:一是所有的信息都可以從圖中得到;二是莖葉圖便于記錄和表示,但數(shù)據(jù)位數(shù)較多時不夠方便.
③平均數(shù)反映了樣本數(shù)據(jù)的平均水平,而標(biāo)準(zhǔn)差反映了樣本數(shù)據(jù)相對平均數(shù)的波動程度,其計算公式為. 有時也用標(biāo)準(zhǔn)差的平方---方差來代替標(biāo)準(zhǔn)差,兩者實質(zhì)上是一樣的.
(3)兩個變量之間的關(guān)系
變量與變量之間的關(guān)系,除了確定性的函數(shù)關(guān)系外,還存在大量因變量的取值帶有一定隨機(jī)性的相關(guān)關(guān)系.在本章中,我們學(xué)習(xí)了一元線性相關(guān)關(guān)系,通過建立回歸直線方程就可以根據(jù)其部分觀測值,獲得對這兩個變量之間的整體關(guān)系的了解.分析兩個變量的相關(guān)關(guān)系時,我們可根據(jù)樣本數(shù)據(jù)散點圖確定兩個變量之間是否存在相關(guān)關(guān)系,還可利用最小二乘估計求出回歸直線方程.通常我們使用散點圖,首先把樣本數(shù)據(jù)表示的點在直角坐標(biāo)系中作出,形成散點圖.然后從散點圖上,我們可以分析出兩個變量是否存在相關(guān)關(guān)系:如果這些點大致分布在通過散點圖中心的一條直線附近,那么就說這兩個變量之間具有線性相關(guān)關(guān)系,這條直線叫做回歸直線,其對應(yīng)的方程叫做回歸直線方程.在本節(jié)要經(jīng)常與數(shù)據(jù)打交道,計算量大,因此同學(xué)們要學(xué)會應(yīng)用科學(xué)計算器.
(4)求回歸直線方程的步驟:
第一步:先把數(shù)據(jù)制成表,從表中計算出;
第二步:計算回歸系數(shù)的a,b,公式為
第三步:寫出回歸直線方程.
(4)獨立性檢驗
①列聯(lián)表:列出的兩個分類變量和,它們的取值分別為和的樣本頻數(shù)表稱為列聯(lián)表1
分類 |
1 |
2 |
總計 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
總計 |
|
|
|
構(gòu)造隨機(jī)變量(其中)
得到的觀察值常與以下幾個臨界值加以比較:
如果 ,就有的把握因為兩分類變量和是有關(guān)系;
如果 就有的把握因為兩分類變量和是有關(guān)系;
如果 就有的把握因為兩分類變量和是有關(guān)系;
如果低于,就認(rèn)為沒有充分的證據(jù)說明變量和是有關(guān)系.
②三維柱形圖:如果列聯(lián)表1的三維柱形圖如下圖
由各小柱形表示的頻數(shù)可見,對角線上的頻數(shù)的積的差的絕對值
較大,說明兩分類變量和是有關(guān)的,否則的話是無關(guān)的.
重點:一方面考察對角線頻數(shù)之差,更重要的一方面是提供了構(gòu)造隨機(jī)變量進(jìn)行獨立性檢驗的思路方法。
、鄱S條形圖(相應(yīng)于上面的三維柱形圖而畫)
由深、淺染色的高可見兩種情況下所占比例,由數(shù)據(jù)可知要比小得多,由于差距較大,因此,說明兩分類變量和有關(guān)系的可能性較大,兩個比值相差越大兩分類變量和有關(guān)的可能性也越的.否則是無關(guān)系的.
重點:通過圖形以及所占比例直觀地粗略地觀察是否有關(guān),更重要的一方面是提供了構(gòu)造隨機(jī)變量進(jìn)行獨立性檢驗的思想方法。
④等高條形圖(相應(yīng)于上面的條形圖而畫)
由深、淺染色的高可見兩種情況下的百分比;另一方面,數(shù)據(jù)
要比小得多,因此,說明兩分類變量和有關(guān)系的可能性較大,
否則是無關(guān)系的.
重點:直觀地看出在兩類分類變量頻數(shù)相等的情況下,各部分所占的比例情況,是在圖2的基礎(chǔ)上換一個角度來理解。
3.概率
(1)事件與基本事件:
基本事件:試驗中不能再分的最簡單的“單位”隨機(jī)事件;一次試驗等可能的產(chǎn)生一個基本事件;任意兩個基本事件都是互斥的;試驗中的任意事件都可以用基本事件或其和的形式來表示.
(2)頻率與概率:隨機(jī)事件的頻率是指此事件發(fā)生的次數(shù)與試驗總次數(shù)的比值.頻率往往在概率附近擺動,且隨著試驗次數(shù)的不斷增加而變化,擺動幅度會越來越。S機(jī)事件的概率是一個常數(shù),不隨具體的實驗次數(shù)的變化而變化.
(3)互斥事件與對立事件:
事件 |
定義 |
集合角度理解 |
關(guān)系 |
互斥事件 |
事件與不可能同時發(fā)生 |
兩事件交集為空 |
事件與對立,則與必為互斥事件; 事件與互斥,但不一是對立事件 |
對立事件 |
事件與不可能同時發(fā)生,且必有一個發(fā)生 |
兩事件互補(bǔ) |
(4)古典概型與幾何概型:
古典概型:具有“等可能發(fā)生的有限個基本事件”的概率模型.
幾何概型:每個事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成事件區(qū)域的長度(面積或體積)成比例.
兩種概型中每個基本事件出現(xiàn)的可能性都是相等的,但古典概型問題中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個,而幾何概型問題中所有可能出現(xiàn)的基本事件有無限個.
(5)古典概型與幾何概型的概率計算公式:
古典概型的概率計算公式:.
幾何概型的概率計算公式:.
兩種概型概率的求法都是“求比例”,但具體公式中的分子、分母不同.
(6)概率基本性質(zhì)與公式
①事件的概率的范圍為:.
②互斥事件與的概率加法公式:.
③對立事件與的概率加法公式:.
(7) 如果事件A在一次試驗中發(fā)生的概率是p,則它在n次獨立重復(fù)試驗中恰好發(fā)生k次的概率是pn(k) = Cpk(1―p)n―k. 實際上,它就是二項式[(1―p)+p]n的展開式的第k+1項.
(8)獨立重復(fù)試驗與二項分布
①.一般地,在相同條件下重復(fù)做的n次試驗稱為n次獨立重復(fù)試驗.注意這里強(qiáng)調(diào)了三點:(1)相同條件;(2)多次重復(fù);(3)各次之間相互獨立;
②.二項分布的概念:一般地,在n次獨立重復(fù)試驗中,設(shè)事件A發(fā)生的次數(shù)為X,在每次試驗中事件A發(fā)生的概率為p,那么在n次獨立重復(fù)試驗中,事件A恰好發(fā)生k次的概率為.此時稱隨機(jī)變量服從二項分布,記作,并稱為成功概率.
2.二項式定理
⑴ 二項式定理
(a +b)n =Can +Can-1b+…+Can-rbr +…+Cbn,其中各項系數(shù)就是組合數(shù)C,展開式共有n+1項,第r+1項是Tr+1 =Can-rbr.
⑵ 二項展開式的通項公式
二項展開式的第r+1項Tr+1=Can-rbr(r=0,1,…n)叫做二項展開式的通項公式。
⑶ 二項式系數(shù)的性質(zhì)
①在二項式展開式中,與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數(shù)相等,
即C= C (r=0,1,2,…,n).
②若n是偶數(shù),則中間項(第項)的二項公式系數(shù)最大,其值為C;若n是奇數(shù),則中間兩項(第項和第項)的二項式系數(shù)相等,并且最大,其值為C= C.
③所有二項式系數(shù)和等于2n,即C+C+C+…+C=2n.
④奇數(shù)項的二項式系數(shù)和等于偶數(shù)項的二項式系數(shù)和,
即C+C+…=C+C+…=2n―1.
1.排列與組合
⑴ 分類計數(shù)原理與分步計數(shù)原理是關(guān)于計數(shù)的兩個基本原理,兩者的區(qū)別在于分步計數(shù)原理和分步有關(guān),分類計數(shù)原理與分類有關(guān).
⑵ 排列與組合主要研究從一些不同元素中,任取部分或全部元素進(jìn)行排列或組合,求共有多少種方法的問題.區(qū)別排列問題與組合問題要看是否與順序有關(guān),與順序有關(guān)的屬于排列問題,與順序無關(guān)的屬于組合問題.
⑶ 排列與組合的主要公式
①排列數(shù)公式: (m≤n)
A=n! =n(n―1)(n―2) ·…·2·1.
②組合數(shù)公式: (m≤n).
③組合數(shù)性質(zhì):①(m≤n). ②
③
3.在第一輪復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上,再通過縱向深入,橫向聯(lián)系,進(jìn)一步掌握解決直線與圓錐曲線問題的思想和方法,提高我們分析問題和解決問題的能力。
2.由于直線與圓錐曲線是高考考查的重點內(nèi)容,選擇、填空題靈活多變,思維能力要求較高,解答題背景新穎、綜合性強(qiáng),代數(shù)推理能力要求高,因此有必要對直線與圓錐曲線的重點內(nèi)容、高考的 熱點問題作深入的研究。
1.加強(qiáng)直線和圓錐曲線的基礎(chǔ)知識,初步掌握了解決直線與圓錐曲線有關(guān)問題的基本技能和基本方法。
(二)2009年高考預(yù)測
1.求曲線(軌跡)方程的常用方法(定義法、待定系數(shù)法、動點轉(zhuǎn)移法、參數(shù)法等)。
2.掌握綜合運用直線的基礎(chǔ)知識和圓的性質(zhì),解答直線與圓的位置關(guān)系的思想方法。
3.直線與圓錐曲線是解析幾何的重要內(nèi)容,因而成為高考考查的重點。綜觀近幾年的全國和部分省高考數(shù)學(xué)試題,本專題列出高考考查的熱點內(nèi)容有:
(1)直線方程、圓方程;
(2)圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(3)圓錐曲線的幾何性質(zhì);
(4)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系;
(5)求曲線(軌跡)方程。特別是求曲線(軌跡)方程和直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題是高考解析幾何問題的熱中之熱。
(一)方法總結(jié)
1.求曲線方程常利用待定系數(shù)法,求出相應(yīng)的a,b,p等.要充分認(rèn)識橢圓中參數(shù)a,b,c,e的意義及相互關(guān)系,在求標(biāo)準(zhǔn)方程時,已知條件常與這些參數(shù)有關(guān).
2.涉及橢圓、雙曲線上的點到兩個焦點的距離問題,常常要注意運用定義.
3.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題,利用數(shù)形結(jié)合法或?qū)⑺鼈兊姆匠探M成的方程組轉(zhuǎn)化為一元二次方程,利用判別式、韋達(dá)定理來求解或證明.
4.對于軌跡問題,要根據(jù)已知條件求出軌跡方程,再由方程說明軌跡的位置、形狀、大小等特征.求軌跡的常用方法有直接法、定義法、參數(shù)法、代入法、交軌法等.
5.與圓錐曲線有關(guān)的對稱問題,利用中心對稱以及軸對稱的概念和性質(zhì)來求解或證明.
考點一 點、直線、圓的位置關(guān)系問題
[內(nèi)容解讀]點與直線的位置關(guān)系有:點在直線上、直線外兩種位置關(guān)系,點在直線外時,經(jīng)?疾辄c到直線的距離問題;點與圓的位置關(guān)系有:點在圓外、圓上、圓外三種;直線與圓的位置關(guān)系有:直線與圓相離、相切、相交三點,經(jīng)常用圓心到直線之間的距離與圓的半徑比較來確定位置位置關(guān)系;圓與圓的位置關(guān)系有:兩圓外離、外切、相交、內(nèi)切、內(nèi)含五種,一般用兩點之間的距離公式求兩圓之間的距離,再與兩圓的半徑之和或差比較。
[命題規(guī)律]本節(jié)內(nèi)容一般以選擇題或填空題為主,難度不大,屬容易題。
例1、(2008全國Ⅱ卷文)原點到直線的距離為( )
A.1 B. C.2 D.
解:原點為(0,0),由公式,得:,故選(D)。
點評:本題直接應(yīng)用點到直線的公式可求解,屬容易題。
例2、(2007湖南理)圓心為且與直線相切的圓的方程是 .
解:圓與直線相切,圓心到直線的距離為半徑,所以,R==,所以,所求方程為:
點評:直線與圓的位置關(guān)系問題是經(jīng)常考查的內(nèi)容,對于相切問題,經(jīng)常采用點到直線的距離公式求解。
例3、 (2008重慶理)圓O1:x2+y2-2x=0和圓O2:x2+y2-4y=0的位置關(guān)系是 ( )
(A)相離 (B)相交 (C)外切 (D)內(nèi)切
解:配方,得:圓O1:(x-1)2+y2=1和圓O2:x2+(y-2)2=4,
圓心為(1,0),(0,2),半徑為r=1,R=2,
圓心之間距離為:=,因為2-1<<2+1,
所以,兩圓相交.選(B).
點評:兩圓的位置關(guān)系有五種,通常是求兩圓心之間的距離,再與兩圓的半徑之和或之差來比較,確定位置關(guān)系.
考點二 直線、圓的方程問題
[內(nèi)容解讀]直線方程的解析式有點斜式、斜截式、兩點式、.截距式、一般式五種形式,各有特點,根據(jù)具體問題,選擇不同的解析式來方便求解。圓的方程有標(biāo)準(zhǔn)式一般式兩種;直線與圓的方程問題,經(jīng)常與其它知識相結(jié)合,如直線與圓相切,直線與直線平行、垂直等問題。
[命題規(guī)律]直線與圓的方程問題多以選擇題與填空題形式出現(xiàn),屬容易題。
例4、(2008廣東文)經(jīng)過圓的圓心C,且與直線x+y=0垂直的直線方程是( )
A. B. C. D.
解:易知點C為,而直線與垂直,我們設(shè)待求的直線的方程為,將點C的坐標(biāo)代入馬上就能求出參數(shù)的值為,故待求的直線的方程為,因此,選(A.)。
點評:兩直線垂直,斜率之積為-1,利用待定系數(shù)法求直線方程,簡單、方便。
例5、(2008山東文)若圓的半徑為1,圓心在第一象限,且與直線和軸相切,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是( )
A. B.
C. D.
解:設(shè)圓心為由已知得故選B.
點評:圓與x軸相切,則圓心的縱坐標(biāo)與半徑的值相等,注意用數(shù)形結(jié)合,畫出草圖來幫助理解。
考點三 曲線(軌跡)方程的求法
[內(nèi)容解讀]軌跡問題是高中數(shù)學(xué)的一個難點,常見的求軌跡方程的方法:
(1)單動點的軌跡問題--直接法+ 待定系數(shù)法;
(2)雙動點的軌跡問題--代入法;
(3)多動點的軌跡問題--參數(shù)法 + 交軌法。
[命題規(guī)律]軌跡問題在高考中多以解答題出現(xiàn),屬中檔題。
例6、(2008深圳福田模擬)已知動圓過定點,且與直線相切.
(1) 求動圓的圓心軌跡的方程;
(2) 是否存在直線,使過點(0,1),并與軌跡交于兩點,且滿足?若存在,求出直線的方程;若不存在,說明理由.
解:(1)如圖,設(shè)為動圓圓心, ,過點作直線的垂線,垂足為,由題意知:
即動點到定點與到定直線的距離相等,
由拋物線的定義知,點的軌跡為拋物線,其中為焦點,
為準(zhǔn)線,
∴動圓圓心的軌跡方程為
(2)由題可設(shè)直線的方程為
由得
△,
設(shè),,則,
由,即 ,,于是,
即,,
,解得或(舍去),
又, ∴ 直線存在,其方程為
點評:本題的軌跡問題采用拋物線的定義來求解,用圓錐曲線的定義求軌跡問題是經(jīng)常采用的方法,要求充分掌握圓錐曲線的定義,靈活應(yīng)用。
例7、(2008廣州模擬)已知曲線上任意一點到兩個定點和的距離之和為4.
(1)求曲線的方程;
(2)設(shè)過的直線與曲線交于、兩點,且(為坐標(biāo)原點),求直線的方程.
解:(1)根據(jù)橢圓的定義,可知動點的軌跡為橢圓,
其中,,則. 所以動點M的軌跡方程為.
(2)當(dāng)直線的斜率不存在時,不滿足題意.
當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)直線的方程為,設(shè),,
∵,∴. ∵,,
∴. ∴ .………… ①
由方程組得.
則,,
代入①,得.
即,解得,或.所以,直線的方程是或
點評:本題考查橢圓的定義,橢圓與向量結(jié)合的綜合題的解法。
例8、(2008廣東吳川模擬)已知點和圓C:,(1)求經(jīng)過點P被圓C截得的線段最長的直線的方程;
(2)過P點向圓C引割線,求被此圓截得的弦的中點的軌跡。
解:(1)化圓的方程為: 圓心坐標(biāo):
由題意可得直線經(jīng)過圓C的圓心,由兩點式方程得:
化簡得:直線的方程是:
(2)解:設(shè)中點
∵CM⊥PM ∴是
有:
即:
化簡得:
故中點M的軌跡是圓在圓C內(nèi)部的一段弧。
點評:合理應(yīng)用平面幾何知識,這是快速解答本題的關(guān)鍵所在。要求掌握好平面幾何的知識,如勾股定理,垂徑定理等初中學(xué)過的知識要能充分應(yīng)用。
考點四 有關(guān)圓錐曲線的定義的問題
[內(nèi)容解讀]圓、橢圓、雙曲線、拋物線的定義是經(jīng)?疾榈膬(nèi)容,除了在大題中考查軌跡時用到外,經(jīng)常在選擇題、填空題中也有出現(xiàn)。
[命題規(guī)律]填空題、選擇題中出現(xiàn),屬中等偏易題。
例9、(2008上海文)設(shè)是橢圓上的點.若是橢圓的兩個焦點,則等于( )
A.4 B.5 C.8 D.10
解:由橢圓的定義知:故選(D)。
點評:本題很簡單,直接利用橢圓的定義即可求解,屬容易題。
例10、(2008北京理)若點到直線的距離比它到點的距離小1,則點的軌跡為( )
A.圓 B.橢圓 C.雙曲線 D.拋物線
解: 把到直線向左平移一個單位,兩個距離就相等了,它就是拋物線的定義。故選(D)。
點評: 本題考查拋物線的定義,將點P到x=-1的距離,轉(zhuǎn)化為點P到x=-2的距離,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)上的轉(zhuǎn)化與化歸的思想。
例12、(2008海南、寧夏理)已知點P在拋物線y2 = 4x上,那么點P到點Q(2,-1)的距離與點P到拋物線焦點距離之和取得最小值時,點P的坐標(biāo)為( )
A. (,-1) B. (,1) C. (1,2) D. (1,-2)
解:點P到拋物線焦點距離等于點P到拋物線準(zhǔn)線距離,如圖
,故最小值在三點共線時取得,
此時的縱坐標(biāo)都是,點坐標(biāo)為,所以選A。
點評:點P到焦點的距離,利用拋物線的定義,轉(zhuǎn)化為點P到準(zhǔn)線之間的距離,體現(xiàn)數(shù)學(xué)上的轉(zhuǎn)化與化歸的思想,在數(shù)學(xué)問題中,經(jīng)?疾檫@種數(shù)學(xué)思想方法。
考點五 圓錐曲線的幾何性質(zhì)
[內(nèi)容解讀]圓錐曲線的幾何性質(zhì)包括橢圓的對稱性、頂點坐標(biāo)、離心率,雙曲線的對稱性、頂點坐標(biāo)、離心率和近近線,拋物線的對稱性、頂點坐標(biāo)、離心率和準(zhǔn)線方程等內(nèi)容,
離心率公式一樣:e=,范圍不一樣,橢圓的離心率在(0,1)之間,雙曲線的離心率在(1,+∞)之間,拋物線的離心率為1,
[命題規(guī)律]
例13、(2008海南、寧夏文)雙曲線的焦距為( )
A. 3 B. 4 C. 3 D. 4
解:因為a=,b=,所以c==2,2c=4,故選(D)。
點評:本題考查雙曲線中a、b、c之間的關(guān)系,焦距的定義,屬容易題。
例14、(2008福建文、理)雙曲線的兩個焦點為,若P為其上的一點,且,則雙曲線離心率的取值范圍為( )
A. B. C. D.
解:如圖,設(shè),,當(dāng)P在右頂點處,
∵,∴
點評:本題考查離心率的公式及其意義,另外也可用三角形的兩邊和大于第三邊,及兩邊差小于第三邊來求解,但要注意前者可以取到等號成立,因為可以三點一線.
例15、(2008遼寧文) 已知雙曲線的一個頂點到它的一條漸近線的距離為,則( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解:取頂點,
一條漸近線為故選(D)。
點評:本題主要考查雙曲線的漸近線方程,點到直線的距離公式問題。
考點六 直線與圓錐曲線位置關(guān)系問題
[內(nèi)容解讀]能用坐標(biāo)法解決一些與圓錐曲線有關(guān)的簡單幾何問題和實際問題;能夠把研究直線與圓錐曲線位置關(guān)系的問題轉(zhuǎn)化為研究方程組的解的問題;會利用直線與圓錐曲線方程所組成的方程組消去一個變量后,將交點問題轉(zhuǎn)化為一元二次方程根的問題,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系及判別式解決問題;能夠利用數(shù)形結(jié)合法,迅速判斷某直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,但要注意曲線上的點的純粹性;涉及弦長問題時,利用弦長公式及韋達(dá)定理求解,涉及弦的中點及中點弦的問題,利用點差法較為簡便。
[命題規(guī)律]直線與圓錐曲線位置關(guān)系涉及函數(shù)與方程,數(shù)形結(jié)合,分類討論、化歸等數(shù)學(xué)思想方法,因此這部分經(jīng)常作為高考試題的壓軸題,命題主要意圖是考查運算能力,邏輯揄能力。
例16、(2007年重慶)已知以,為焦點的橢圓與直線有且僅有一個交點,則橢圓的長軸長為( )
(A) (B) (C) (D)
解:設(shè)橢圓方程為,聯(lián)立方程組:
消x得:-1=0,
△=192m2-4(16m-1)(3m+n)=0,整理,得:即:
,又c=2,由焦點在x軸上信,所以,
=4,聯(lián)立解得:,故長軸長為
點評:直線與圓錐曲線只有一個交點時,經(jīng)常采用聯(lián)立方程組,消去一個未知數(shù)后,變成一元二次方程,由判別式來求解,但要注意,有時要考慮二次項的系數(shù)為0的特殊情況。
例17、(2007年浙江)如圖,直線與橢圓交于兩點,記的面積為.
(I)求在,的條件下,的最大值;
(II)當(dāng),時,求直線的方程.
解:設(shè)點的坐標(biāo)為,點的坐標(biāo)為.
由,解得,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)時,取到最大值1.
(Ⅱ)解:由,得,
==+1, 、
|AB|===2、
設(shè)到的距離為,則,又因為,
所以,代入②式并整理,得,
解得,,,代入①式檢驗,.
故直線的方程是,或,
或,或.
點評:求圓錐曲線的弦長時,可利用弦長公式:|AB|==來求解。
例18、(2006上海卷)已知在平面直角坐標(biāo)系中的一個橢圓,它的中心在原點,左焦點為,右頂點為,設(shè)點.
(1)求該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若是橢圓上的動點,求線段中點的軌跡方程;
解:(1)由已知得橢圓的半長軸a=2,半焦距c=,則半短軸b=1.
又橢圓的焦點在x軸上, ∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
(2)設(shè)線段PA的中點為M(x,y) ,點P的坐標(biāo)是(x0,y0),
由,得
由,點P在橢圓上,得,
∴線段PA中點M的軌跡方程是.
點評:涉及弦的中點問題,除用上述方法外,有時也聯(lián)立方程組,轉(zhuǎn)化為一元二次方程,利用韋達(dá)定理,或運用平方差法求解,但必須是以直線與圓錐曲線相交為前提。
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