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圆锥曲线的易错类型题剖析

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圆锥曲线是高中数学的重点内容,也是高考命题的一个热点.圆锥曲线题目涉及的知识面广,综合性强,在解题过程中稍有疏忽就会出现错误.下面以双曲线为例将最常见的错误解法举例说明,并进行错因剖析.

一、在涉及直线与圆锥曲线位置关系时,忽略联立后所得方程的判别式的情况.

1.中点弦问题使用“点差法”不注意直线存在的条件.

例1:已知双曲线x-=1,问过点A(1,1)是否存在直线l,使l与双曲线交于P,Q两点,并且A为线段PQ的中点?若存在求出直线l的方程,若不存在请说明理由.

错解:设符合题意的直线l存在,并设P(x,y),Q(x,y),

x-=1x-=1?圯(x-x)(x+x)=(y-y)(y+y).

由A(1,1)为PQ的中点,x+x=2,y+y=2,直线l的斜率k==2,

符合条件的l直线存在,其方程为:2x-y-1=0.

错解分析:以上解法中忽略了直线的存在性,故必须结合题意进行验证.

正解:在上述解题的基础上,由y=2x-1x-=1得2x-4x+3=0,再由Δ=-8

点评:在运用“点差法”处理圆锥曲线中点弦的问题时,虽然这一方法简单快捷,却无法证明这条直线一定会与曲线相交,故必须进行验证.

2.直线与圆锥曲线交点问题(或弦长问题)不注意直线的斜率存在与否和的存在与否.

例2:已知双曲线C:x-=1,过点P(1,1)作直线l,使得l与C有且仅有一个公共点,则满足上述条件的直线l共有( )

A.1条 B.2条 C.3条 D.4条

错解:设直线l的方程为y-1=k(x-1),即y=kx-k+1,与x-=1联立消去y,得

(4-k)x+(2k-2k)x-k+2k-5=0.

要直线l与C有且仅有一个公共点,必须=(2k-2k)-4(4-k)(-k+2k-5)=0,解得k=. 故满足条件的直线l只有一条,选A.

错解分析:以上解法有三个问题,一是双曲线与直线只有一个交点,除了利用=0得出相切的一条外,还有与渐近线平行的直线也与双曲线只有一个交点;二是利用=0时,必须以一元二次方程的二次项系数不为零为前提;三是设直线点斜式时,还要考虑斜率不存在的情况.

正解:(1)若直线l的斜率不存在,即l:x=1,它与双曲线的右支相切于顶点(1,0),故l:x=1满足条件.

(2)若直线l的斜率存在,设直线l的方程为y-1=k(x-1),即y=kx-k+1,与x-=1联立消去y,得(4-k)x+(2k-2k)x-k+2k-5=0.

①当4-k=0,即k=±2时,直线l平行于渐近线,与双曲线也只有一个交点,故l:y=2x-1和y=-2x+3也满足条件;

②当4-k≠0,即k≠±2时,由=0得k=,故l:y=x-也满足条件.

综上所述,满足条件的直线l共有四条,故应选D.

点评:在解题过程中,根据题型特征,优先考虑问题的某些方面,可以有效地防止错解和漏解,分类讨论是解决这个问题的关键.

二、求参数范围时忽略一些隐含条件:诸如曲线上的点的坐标范围、直线的斜率范围、代数式本身的范围等.

例3:已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率e=,过点A(0,-b)和B(a,0)的直线与原点的距离为,直线y=kx+m(k≠0,m≠0)与该双曲线交于不同两点C、D,且C、D两点都在以A为圆心的同一圆上,求m的取值范围.

错解:由已知,有e=1+==

解之得:a=3,b=1

所以双曲线方程为-y=1.

把直线y=kx+m代入双曲线方程,并整理得:(1-3k)x-6kmx-3m-3=0

由题意得=m+1-3k>0(1)

设CD中点为P(x,y),则APCD,且易知:

x=,y=

所以k==-

?圯3k=4m+1(2)

将(2)式代入(1)式得m-4m>0,

解得m>4或m

故所求m的范围是m∈(-∞,0)∪(4,+∞).

错解分析:上述错解,在于在减元过程中,忽视了元素之间的制约关系,将k=代入(1)式时,m受k的制约.

正解:因为k>0所以m>-,故所求m的范围应为m>4或-