4、統(tǒng)計(jì)
(1)三種抽樣方法
、俸(jiǎn)單隨機(jī)抽樣
簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣是一種最簡(jiǎn)單、最基本的抽樣方法.抽樣中選取個(gè)體的方法有兩種:放回和不放回.我們?cè)诔闃诱{(diào)查中用的是不放回抽。
簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的特點(diǎn):被抽取樣本的總體個(gè)數(shù)有限.從總體中逐個(gè)進(jìn)行抽取,使抽樣便于在實(shí)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(shí),每個(gè)個(gè)體等可能的被抽到,保證了抽樣方法的公平性.
實(shí)施抽樣的方法:抽簽法:方法簡(jiǎn)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(gè)位置上等可能出現(xiàn)0,1,2,…,9這十個(gè)數(shù)字的數(shù)表.隨機(jī)數(shù)表中各個(gè)位置上出現(xiàn)各個(gè)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(shí)抽取到總體中各個(gè)個(gè)體序號(hào)的等可能性.
、谙到y(tǒng)抽樣
系統(tǒng)抽樣適用于總體中的個(gè)體數(shù)較多的情況.
系統(tǒng)抽樣與簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣之間存在著密切聯(lián)系,即在將總體中的個(gè)體均分后的每一段中進(jìn)行抽樣時(shí),采用的是簡(jiǎn)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(gè)體編號(hào);第二步,將總體的編號(hào)分段,要確定分段間隔
,當(dāng)
(N為總體中的個(gè)體數(shù),n為樣本容量)是整數(shù)時(shí),
;當(dāng)
不是整數(shù)時(shí),通過(guò)從總體中剔除一些個(gè)體使剩下的個(gè)體個(gè)數(shù)N能被n整除,這時(shí)
;第三步,在第一段用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣確定起始個(gè)體編號(hào)
,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(gè)編號(hào)
,將
加上k,得到第3個(gè)編號(hào)
,這樣繼續(xù)下去,直到獲取整個(gè)樣本.
、鄯謱映闃
當(dāng)總體由明顯差別的幾部分組成時(shí),為了使抽樣更好地反映總體情況,將總體中各個(gè)個(gè)體按某種特征分成若干個(gè)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(jiǎn)單隨機(jī)抽樣.
分層抽樣的過(guò)程可分為四步:第一步,確定樣本容量與總體個(gè)數(shù)的比;第二步,計(jì)算出各層需抽取的個(gè)體數(shù);第三步,采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣在各層中抽取個(gè)體;第四步,將各層中抽取的個(gè)體合在一起,就是所要抽取的樣本.
(2)用樣本估計(jì)總體
樣本分布反映了樣本在各個(gè)范圍內(nèi)取值的概率,我們常常使用頻率分布直方圖來(lái)表示相應(yīng)樣本的頻率分布,有時(shí)也利用莖葉圖來(lái)描述其分布,然后用樣本的頻率分布去估計(jì)總體分布,總體一定時(shí),樣本容量越大,這種估計(jì)也就越精確.
、儆脴颖绢l率分布估計(jì)總體頻率分布時(shí),通常要對(duì)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(shí)要注意方法步驟.畫(huà)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(huà)頻率分布直方圖.
②莖葉圖刻畫(huà)數(shù)據(jù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):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(shí)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(duì)平均數(shù)的波動(dòng)程度,其計(jì)算公式為
. 有時(shí)也用標(biāo)準(zhǔn)差的平方---方差來(lái)代替標(biāo)準(zhǔn)差,兩者實(shí)質(zhì)上是一樣的.
(3)兩個(gè)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(guò)建立回歸直線方程就可以根據(jù)其部分觀測(cè)值,獲得對(duì)這兩個(gè)變量之間的整體關(guān)系的了解.分析兩個(gè)變量的相關(guān)關(guān)系時(shí),我們可根據(jù)樣本數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖確定兩個(gè)變量之間是否存在相關(guān)關(guān)系,還可利用最小二乘估計(jì)求出回歸直線方程.通常我們使用散點(diǎn)圖,首先把樣本數(shù)據(jù)表示的點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中作出,形成散點(diǎn)圖.然后從散點(diǎn)圖上,我們可以分析出兩個(gè)變量是否存在相關(guān)關(guān)系:如果這些點(diǎn)大致分布在通過(guò)散點(diǎn)圖中心的一條直線附近,那么就說(shuō)這兩個(gè)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(duì)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(jì)算量大,因此同學(xué)們要學(xué)會(huì)應(yīng)用科學(xué)計(jì)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(jì)算出
;
第二步:計(jì)算回歸系數(shù)的a,b,公式為
第三步:寫(xiě)出回歸直線方程
.
(4)獨(dú)立性檢驗(yàn)
①
列聯(lián)表:列出的兩個(gè)分類(lèi)變量
和
,它們的取值分別為
和
的樣本頻數(shù)表稱(chēng)為
列聯(lián)表1
|
分類(lèi) |
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總計(jì) |
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總計(jì) |
|
|
|
構(gòu)造隨機(jī)變量
(其中
)
得到
的觀察值
常與以下幾個(gè)臨界值加以比較:
如果
,就有
的把握因?yàn)閮煞诸?lèi)變量
和
是有關(guān)系;
如果
就有
的把握因?yàn)閮煞诸?lèi)變量
和
是有關(guān)系;
如果
就有
的把握因?yàn)閮煞诸?lèi)變量
和
是有關(guān)系;
如果低于
,就認(rèn)為沒(méi)有充分的證據(jù)說(shuō)明變量
和
是有關(guān)系.
、谌S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(jiàn),對(duì)角線上的頻數(shù)的積的差的絕對(duì)值
較大,說(shuō)明兩分類(lèi)變量
和
是有關(guān)的,否則的話(huà)是無(wú)關(guān)的.
重點(diǎn):一方面考察對(duì)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(dú)立性檢驗(yàn)的思路方法。
③二維條形圖(相應(yīng)于上面的三維柱形圖而畫(huà))
由深、淺染色的高可見(jiàn)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(shuō)明兩分類(lèi)變量
和
有關(guān)系的可能性較大,兩個(gè)比值相差越大兩分類(lèi)變量
和
有關(guān)的可能性也越的.否則是無(wú)關(guān)系的.
重點(diǎn):通過(guò)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(dú)立性檢驗(yàn)的思想方法。
④等高條形圖(相應(yīng)于上面的條形圖而畫(huà))
由深、淺染色的高可見(jiàn)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(shuō)明兩分類(lèi)變量
和
有關(guān)系的可能性較大,
否則是無(wú)關(guān)系的.
重點(diǎn):直觀地看出在兩類(lèi)分類(lèi)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(gè)角度來(lái)理解。
3.概率
(1)事件與基本事件:
![]()
基本事件:試驗(yàn)中不能再分的最簡(jiǎn)單的“單位”隨機(jī)事件;一次試驗(yàn)等可能的產(chǎn)生一個(gè)基本事件;任意兩個(gè)基本事件都是互斥的;試驗(yàn)中的任意事件都可以用基本事件或其和的形式來(lái)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(yàn)總次數(shù)的比值.頻率往往在概率附近擺動(dòng),且隨著試驗(yàn)次數(shù)的不斷增加而變化,擺動(dòng)幅度會(huì)越來(lái)越小.隨機(jī)事件的概率是一個(gè)常數(shù),不隨具體的實(shí)驗(yàn)次數(shù)的變化而變化.
(3)互斥事件與對(duì)立事件:
|
事件 |
定義 |
集合角度理解 |
關(guān)系 |
|
互斥事件 |
事件 |
兩事件交集為空 |
事件 事件 |
|
對(duì)立事件 |
事件 |
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(gè)基本事件”的概率模型.
幾何概型:每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成事件區(qū)域的長(zhǎng)度(面積或體積)成比例.
兩種概型中每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性都是相等的,但古典概型問(wèn)題中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè),而幾何概型問(wèn)題中所有可能出現(xiàn)的基本事件有無(wú)限個(gè).
(5)古典概型與幾何概型的概率計(jì)算公式:
古典概型的概率計(jì)算公式:
.
幾何概型的概率計(jì)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(duì)立事件
與
的概率加法公式:
.
(7) 如果事件A在一次試驗(yàn)中發(fā)生的概率是p,則它在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中恰好發(fā)生k次的概率是pn(k) = C
pk(1―p)n―k. 實(shí)際上,它就是二項(xiàng)式[(1―p)+p]n的展開(kāi)式的第k+1項(xiàng).
(8)獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布
、伲话愕,在相同條件下重復(fù)做的n次試驗(yàn)稱(chēng)為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn).注意這里強(qiáng)調(diào)了三點(diǎn):(1)相同條件;(2)多次重復(fù);(3)各次之間相互獨(dú)立;
、冢(xiàng)分布的概念:一般地,在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,設(shè)事件A發(fā)生的次數(shù)為X,在每次試驗(yàn)中事件A發(fā)生的概率為p,那么在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件A恰好發(fā)生k次的概率為
.此時(shí)稱(chēng)隨機(jī)變量
服從二項(xiàng)分布,記作
,并稱(chēng)
為成功概率.
2.二項(xiàng)式定理
⑴ 二項(xiàng)式定理
(a +b)n =C
an +C
an-1b+…+C
an-rbr +…+C
bn,其中各項(xiàng)系數(shù)就是組合數(shù)C
,展開(kāi)式共有n+1項(xiàng),第r+1項(xiàng)是Tr+1 =C
an-rbr.
⑵ 二項(xiàng)展開(kāi)式的通項(xiàng)公式
二項(xiàng)展開(kāi)式的第r+1項(xiàng)Tr+1=C
an-rbr(r=0,1,…n)叫做二項(xiàng)展開(kāi)式的通項(xiàng)公式。
⑶ 二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)
①在二項(xiàng)式展開(kāi)式中,與首末兩端“等距離”的兩個(gè)二項(xiàng)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(xiàng)(第
項(xiàng))的二項(xiàng)公式系數(shù)最大,其值為C
;若n是奇數(shù),則中間兩項(xiàng)(第
項(xiàng)和第
項(xiàng))的二項(xiàng)式系數(shù)相等,并且最大,其值為C
= C
.
③所有二項(xiàng)式系數(shù)和等于2n,即C
+C
+C
+…+C
=2n.
④奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)和等于偶數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)和,
即C
+C
+…=C
+C
+…=2n―1.
1.排列與組合
⑴ 分類(lèi)計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理是關(guān)于計(jì)數(shù)的兩個(gè)基本原理,兩者的區(qū)別在于分步計(jì)數(shù)原理和分步有關(guān),分類(lèi)計(jì)數(shù)原理與分類(lèi)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(wèn)題.區(qū)別排列問(wèn)題與組合問(wèn)題要看是否與順序有關(guān),與順序有關(guān)的屬于排列問(wèn)題,與順序無(wú)關(guān)的屬于組合問(wèn)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(guò)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(wèn)題的思想和方法,提高我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2.由于直線與圓錐曲線是高考考查的重點(diǎn)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(duì)直線與圓錐曲線的重點(diǎn)內(nèi)容、高考的 熱點(diǎn)問(wèn)題作深入的研究。
1.加強(qiáng)直線和圓錐曲線的基礎(chǔ)知識(shí),初步掌握了解決直線與圓錐曲線有關(guān)問(wèn)題的基本技能和基本方法。
(二)2009年高考預(yù)測(cè)
1.求曲線(軌跡)方程的常用方法(定義法、待定系數(shù)法、動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)移法、參數(shù)法等)。
2.掌握綜合運(yùn)用直線的基礎(chǔ)知識(shí)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(diǎn)。綜觀近幾年的全國(guó)和部分省高考數(shù)學(xué)試題,本專(zhuān)題列出高考考查的熱點(diǎn)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(wèn)題是高考解析幾何問(wèn)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(shí)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(shí),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(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離問(wèn)題,常常要注意運(yùn)用定義.
3.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)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(lái)求解或證明.
4.對(duì)于軌跡問(wèn)題,要根據(jù)已知條件求出軌跡方程,再由方程說(shuō)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(duì)稱(chēng)問(wèn)題,利用中心對(duì)稱(chēng)以及軸對(duì)稱(chēng)的概念和性質(zhì)來(lái)求解或證明.
考點(diǎn)一 點(diǎn)、直線、圓的位置關(guān)系問(wèn)題
[內(nèi)容解讀]點(diǎn)與直線的位置關(guān)系有:點(diǎn)在直線上、直線外兩種位置關(guān)系,點(diǎn)在直線外時(shí),經(jīng)?疾辄c(diǎn)到直線的距離問(wèn)題;點(diǎn)與圓的位置關(guān)系有:點(diǎn)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(diǎn),經(jīng)常用圓心到直線之間的距離與圓的半徑比較來(lái)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(diǎn)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(guó)Ⅱ卷文)原點(diǎn)到直線
的距離為( )
A.1 B.
C.2 D.![]()
解:原點(diǎn)為(0,0),由公式,得:
,故選(D)。
點(diǎn)評(píng):本題直接應(yīng)用點(diǎn)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(diǎn)評(píng):直線與圓的位置關(guān)系問(wèn)題是經(jīng)?疾榈膬(nèi)容,對(duì)于相切問(wèn)題,經(jīng)常采用點(diǎn)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?yàn)?-1<
<2+1,
所以,兩圓相交.選(B).
點(diǎn)評(píng):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(lái)比較,確定位置關(guān)系.
考點(diǎn)二 直線、圓的方程問(wèn)題
[內(nèi)容解讀]直線方程的解析式有點(diǎn)斜式、斜截式、兩點(diǎn)式、.截距式、一般式五種形式,各有特點(diǎn),根據(jù)具體問(wèn)題,選擇不同的解析式來(lái)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(wèn)題,經(jīng)常與其它知識(shí)相結(jié)合,如直線與圓相切,直線與直線平行、垂直等問(wèn)題。
[命題規(guī)律]直線與圓的方程問(wèn)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(guò)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(diǎn)C為
,而直線與
垂直,我們?cè)O(shè)待求的直線的方程為
,將點(diǎn)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(diǎn)評(píng):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(jiǎn)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(diǎn)評(píng):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(huà)出草圖來(lái)幫助理解。
考點(diǎn)三 曲線(軌跡)方程的求法
[內(nèi)容解讀]軌跡問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)的一個(gè)難點(diǎn),常見(jiàn)的求軌跡方程的方法:
(1)單動(dòng)點(diǎn)的軌跡問(wèn)題--直接法+ 待定系數(shù)法;
(2)雙動(dòng)點(diǎn)的軌跡問(wèn)題--代入法;
(3)多動(dòng)點(diǎn)的軌跡問(wèn)題--參數(shù)法 + 交軌法。
[命題規(guī)律]軌跡問(wèn)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?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn)
,且與直線
相切.
(1) 求動(dòng)圓的圓心軌跡
的方程;
(2) 是否存在直線
,使
過(guò)點(diǎn)(0,1),并與軌跡
交于
兩點(diǎn),且滿(mǎn)足
?若存在,求出直線
的方程;若不存在,說(shuō)明理由.
解:(1)如圖,設(shè)
為動(dòng)圓圓心, ![]()
,過(guò)點(diǎn)
作直線
的垂線,垂足為
,由題意知:
即動(dòng)點(diǎn)
到定點(diǎn)
與到定直線
的距離相等,
由拋物線的定義知,點(diǎn)
的軌跡為拋物線,其中
為焦點(diǎn),
為準(zhǔn)線,
∴動(dòng)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(diǎn)評(píng):本題的軌跡問(wèn)題采用拋物線的定義來(lái)求解,用圓錐曲線的定義求軌跡問(wèn)題是經(jīng)常采用的方法,要求充分掌握?qǐng)A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(diǎn)
到兩個(gè)定點(diǎn)
和
的距離之和為4.
(1)求曲線
的方程;
(2)設(shè)過(guò)
的直線
與曲線
交于
、
兩點(diǎn),且
(
為坐標(biāo)原點(diǎn)),求直線
的方程.
解:(1)根據(jù)橢圓的定義,可知?jiǎng)狱c(diǎn)
的軌跡為橢圓,
其中
,
,則
. 所以動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程為
.
(2)當(dāng)直線
的斜率不存在時(shí),不滿(mǎn)足題意.
當(dāng)直線
的斜率存在時(shí),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(diǎn)評(píng):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(diǎn)
和圓C:
,(1)求經(jīng)過(guò)點(diǎn)P被圓C截得的線段最長(zhǎng)的直線
的方程;
(2)過(guò)P點(diǎn)向圓C引割線,求被此圓截得的弦的中點(diǎn)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(guò)圓C的圓心,由兩點(diǎn)式方程得:![]()
化簡(jiǎn)得:
直線
的方程是:
(2)解:設(shè)中點(diǎn)![]()
∵CM⊥PM ∴
是![]()
有:![]()
即: ![]()
化簡(jiǎn)得:![]()
故中點(diǎn)M的軌跡是圓
在圓C內(nèi)部的一段弧。
點(diǎn)評(píng):合理應(yīng)用平面幾何知識(shí),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(shí),如勾股定理,垂徑定理等初中學(xué)過(guò)的知識(shí)要能充分應(yīng)用。
考點(diǎn)四 有關(guān)圓錐曲線的定義的問(wèn)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(shí)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(diǎn).若
是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),則
等于( )
A.4 B.5 C.8 D.10
解:由橢圓的定義知:
故選(D)。
點(diǎn)評(píng):本題很簡(jiǎn)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(diǎn)
到直線
的距離比它到點(diǎn)
的距離小1,則點(diǎn)
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(gè)單位,兩個(gè)距離就相等了,它就是拋物線的定義。故選(D)。
點(diǎn)評(píng): 本題考查拋物線的定義,將點(diǎn)P到x=-1的距離,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)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(diǎn)P在拋物線y2 = 4x上,那么點(diǎn)P到點(diǎn)Q(2,-1)的距離與點(diǎn)P到拋物線焦點(diǎn)距離之和取得最小值時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為( )
A. (
,-1) B. (
,1) C. (1,2) D. (1,-2)
解:點(diǎn)P到拋物線焦點(diǎn)距離等于點(diǎn)P到拋物線準(zhǔn)線距離,如圖
,故最小值在
三點(diǎn)共線時(shí)取得,
此時(shí)
的縱坐標(biāo)都是
,點(diǎn)
坐標(biāo)為
,所以選A。
點(diǎn)評(píng):點(diǎn)P到焦點(diǎn)的距離,利用拋物線的定義,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)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(wèn)題中,經(jīng)?疾檫@種數(shù)學(xué)思想方法。
考點(diǎn)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(duì)稱(chēng)性、頂點(diǎn)坐標(biāo)、離心率,雙曲線的對(duì)稱(chēng)性、頂點(diǎn)坐標(biāo)、離心率和近近線,拋物線的對(duì)稱(chēng)性、頂點(diǎn)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?yàn)閍=
,b=
,所以c=
=2
,2c=4
,故選(D)。
點(diǎn)評(píng):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(gè)焦點(diǎn)為
,若P為其上的一點(diǎn),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(diǎn)處
,![]()
∵
,∴![]()
點(diǎn)評(píng):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(lái)求解,但要注意前者可以取到等號(hào)成立,因?yàn)榭梢匀c(diǎn)一線.
例15、(2008遼寧文) 已知雙曲線
的一個(gè)頂點(diǎn)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(diǎn)
,
一條漸近線為![]()
故選(D)。
點(diǎn)評(píng):本題主要考查雙曲線的漸近線方程,點(diǎn)到直線的距離公式問(wèn)題。
考點(diǎn)六 直線與圓錐曲線位置關(guān)系問(wèn)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(jiǎn)單幾何問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題;能夠把研究直線與圓錐曲線位置關(guān)系的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究方程組的解的問(wèn)題;會(huì)利用直線與圓錐曲線方程所組成的方程組消去一個(gè)變量后,將交點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一元二次方程根的問(wèn)題,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系及判別式解決問(wèn)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(diǎn)的純粹性;涉及弦長(zhǎng)問(wèn)題時(shí),利用弦長(zhǎng)公式及韋達(dá)定理求解,涉及弦的中點(diǎn)及中點(diǎn)弦的問(wèn)題,利用點(diǎn)差法較為簡(jiǎn)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(lèi)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(yùn)算能力,邏輯揄能力。
例16、(2007年重慶)已知以
,
為焦點(diǎn)的橢圓與直線
有且僅有一個(gè)交點(diǎn),則橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)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(diǎn)在x軸上信,所以,
=4,聯(lián)立解得:
,故長(zhǎng)軸長(zhǎng)為![]()
點(diǎn)評(píng):直線與圓錐曲線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),經(jīng)常采用聯(lián)立方程組,消去一個(gè)未知數(shù)后,變成一元二次方程,由判別式來(lái)求解,但要注意,有時(shí)要考慮二次項(xiàng)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(diǎn),記![]()
的面積為
.
(I)求在
,
的條件下,
的最大值;
(II)當(dāng)
,
時(shí),求直線
的方程.
解:設(shè)點(diǎn)
的坐標(biāo)為
,點(diǎn)
的坐標(biāo)為
.
由
,解得
,
所以
,
當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),
取到最大值1.
(Ⅱ)解:由
,得
,
=
=
+1, ①
|AB|=
=
=2、
設(shè)
到
的距離為
,則
,又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic4/img3/down2010/19/250209/1010jiajiao.files/image505.gif">,
所以
,代入②式并整理,得
,
解得,
,
,代入①式檢驗(yàn),
.
故直線
的方程是
,或
,
或
,或
.
點(diǎn)評(píng):求圓錐曲線的弦長(zhǎng)時(shí),可利用弦長(zhǎng)公式:|AB|=
=
來(lái)求解。
例18、(2006上海卷)已知在平面直角坐標(biāo)系
中的一個(gè)橢圓,它的中心在原點(diǎn),左焦點(diǎn)為
,右頂點(diǎn)為
,設(shè)點(diǎn)
.
(1)求該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若
是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),求線段
中點(diǎn)
的軌跡方程;
解:(1)由已知得橢圓的半長(zhǎng)軸a=2,半焦距c=
,則半短軸b=1.
又橢圓的焦點(diǎn)在x軸上, ∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為![]()
(2)設(shè)線段PA的中點(diǎn)為M(x,y) ,點(diǎn)P的坐標(biāo)是(x0,y0),
由
,得![]()
由,點(diǎn)P在橢圓上,得
,
∴線段PA中點(diǎn)M的軌跡方程是
.
點(diǎn)評(píng):涉及弦的中點(diǎn)問(wèn)題,除用上述方法外,有時(shí)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(yùn)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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