高中概率與統(tǒng)計(jì)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-242012屆高三數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計(jì)總復(fù)習(xí)。
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?下面是小編為大家整理的“2012屆高三數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計(jì)總復(fù)習(xí)”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
高三特長班數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)概率統(tǒng)計(jì)(一)
一、知識(shí)梳理
1.三種抽樣方法的聯(lián)系與區(qū)別:
類別共同點(diǎn)不同點(diǎn)相互聯(lián)系適用范圍
簡單隨機(jī)抽樣都是等概率抽樣從總體中逐個(gè)抽取總體中個(gè)體比較少
系統(tǒng)抽樣將總體均勻分成若干部分;按事先確定的規(guī)則在各部分抽取在起始部分采用簡單隨機(jī)抽樣總體中個(gè)體比較多
分層抽樣將總體分成若干層,按個(gè)體個(gè)數(shù)的比例抽取在各層抽樣時(shí)采用簡單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣總體中個(gè)體有明顯差異
(1)從含有N個(gè)個(gè)體的總體中抽取n個(gè)個(gè)體的樣本,每個(gè)個(gè)體被抽到的概率為
(2)系統(tǒng)抽樣的步驟:①將總體中的個(gè)體隨機(jī)編號(hào);②將編號(hào)分段;③在第1段中用簡單隨機(jī)抽樣確定起始的個(gè)體編號(hào);④按照事先研究的規(guī)則抽取樣本.
(3)分層抽樣的步驟:①分層;②按比例確定每層抽取個(gè)體的個(gè)數(shù);③各層抽樣;④匯合成樣本.
(4)要懂得從圖表中提取有用信息
如:在頻率分布直方圖中①小矩形的面積=組距=頻率②眾數(shù)是最高矩形的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)③中位數(shù)的左邊與右邊的直方圖的面積相等,可以由此估計(jì)中位數(shù)的值
2.方差和標(biāo)準(zhǔn)差都是刻畫數(shù)據(jù)波動(dòng)大小的數(shù)字特征,一般地,設(shè)一組樣本數(shù)據(jù),,…,,其平均數(shù)為則方差,標(biāo)準(zhǔn)差
3.古典概型的概率公式:如果一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果有個(gè),而且所有結(jié)果都是等可能的,如果事件包含個(gè)結(jié)果,那么事件的概率P=
特別提醒:古典概型的兩個(gè)共同特點(diǎn):
○1,即試中有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè),即樣本空間Ω中的元素個(gè)數(shù)是有限的;
○2,即每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性相等。
4.幾何概型的概率公式:P(A)=
特別提醒:幾何概型的特點(diǎn):試驗(yàn)的結(jié)果是無限不可數(shù)的;○2每個(gè)結(jié)果出現(xiàn)的可能性相等。
二、夯實(shí)基礎(chǔ)
(1)某單位有職工160名,其中業(yè)務(wù)人員120名,管理人員16名,后勤人員24名.為了解職工的某種情況,要從中抽取一個(gè)容量為20的樣本.若用分層抽樣的方法,抽取的業(yè)務(wù)人員、管理人員、后勤人員的人數(shù)應(yīng)分別為____________.
(2)某賽季,甲、乙兩名籃球運(yùn)動(dòng)員都參加了
11場(chǎng)比賽,他們所有比賽得分的情況用如圖2所示的莖葉圖表示,
則甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員得分的中位數(shù)分別為()
A.19、13B.13、19C.20、18D.18、20
(3)統(tǒng)計(jì)某校1000名學(xué)生的數(shù)學(xué)會(huì)考成績,
得到樣本頻率分布直方圖如右圖示,規(guī)定不低于60分為
及格,不低于80分為優(yōu)秀,則及格人數(shù)是;
優(yōu)秀率為。
(4)在一次歌手大獎(jiǎng)賽上,七位評(píng)委為歌手打出的分?jǐn)?shù)如下:
9.48.49.49.99.69.49.7
去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后,所剩數(shù)據(jù)的平均值
和方差分別為()
A.9.4,0.484B.9.4,0.016C.9.5,0.04D.9.5,0.016
(5)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),則以第一次向上點(diǎn)數(shù)為橫坐標(biāo)x,第二次向上的點(diǎn)數(shù)為縱坐標(biāo)y的點(diǎn)(x,y)在圓x2+y2=27的內(nèi)部的概率________.
(6)在長為12cm的線段AB上任取一點(diǎn)M,并且以線段AM為邊的正方形,則這正方形的面積介于36cm2與81cm2之間的概率為()
三、高考鏈接
07、某班50名學(xué)生在一次百米測(cè)試中,成績?nèi)拷橛?3秒與19秒之間,將測(cè)試結(jié)果按如下方式分成六組:第一組,成績大于等于13秒且小于14秒;第二組,成績大于等于14秒且小于15秒
;第六組,成績大于等于18秒且小于等于19秒.右圖
是按上述分組方法得到的頻率分布直方圖.設(shè)成績小于17秒
的學(xué)生人數(shù)占全班總?cè)藬?shù)的百分比為,成績大于等于15秒
且小于17秒的學(xué)生人數(shù)為,則從頻率分布直方圖中可分析
出和分別為()
08、從某項(xiàng)綜合能力測(cè)試中抽取100人的成績,統(tǒng)計(jì)如表,則這100人成績的標(biāo)準(zhǔn)差為()
分?jǐn)?shù)54321
人數(shù)2010303010
09、在區(qū)間上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,的值介于0到之間的概率為().
08、現(xiàn)有8名奧運(yùn)會(huì)志愿者,其中志愿者通曉日語,通曉俄語,通曉韓語.從中選出通曉日語、俄語和韓語的志愿者各1名,組成一個(gè)小組.
(Ⅰ)求被選中的概率;(Ⅱ)求和不全被選中的概率.
JAb88.COm
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2012屆高三特長班數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)總復(fù)習(xí)
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?小編收集并整理了“2012屆高三特長班數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)總復(fù)習(xí)”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
高三特長班數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)——復(fù)數(shù)
一、知識(shí)梳理:
1、復(fù)數(shù)定義:,其中i滿足。
2、復(fù)數(shù)a+bi(a,b∈R)與復(fù)平面內(nèi)的點(diǎn)P一一對(duì)應(yīng),記向量是一一對(duì)應(yīng)的.與虛軸上的點(diǎn)對(duì)應(yīng),與實(shí)軸上的點(diǎn)對(duì)應(yīng),復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離叫做。
3、復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的共軛復(fù)數(shù):
4、熟練記憶掌握運(yùn)用以下結(jié)論:
(1)復(fù)數(shù)相等的充要條件:a+bi=c+di等價(jià)于。
(2)復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)是實(shí)數(shù)的充要條件:,是純虛數(shù)的充要條件:,是虛數(shù)的充要條件:,是零的充要條件:。
(3)復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的模記作。
5、復(fù)數(shù)運(yùn)算:(1)復(fù)數(shù)加法:(a+bi)+(c+di)=
(2)復(fù)數(shù)減法:(a+bi)-(c+di)=
(3)乘法:(a+bi)(c+di)=
(a+bi)(a-bi)=(a+bi)2=(a-bi)2=
(4)除法:
牛刀小試:(6-5i)+(3+2i)(6-5i)-(3+2i)(6-5i)(3+2i)
二、高考鏈接
1、復(fù)數(shù)的實(shí)部是()A.-2B.2C.3D.4
2、設(shè)的共軛復(fù)數(shù)是,若,,則等于()
A.B.C.D.
3、復(fù)數(shù)等于()..
A.B.C.D.
4、已知(a,b∈R),其中i為虛數(shù)單位,則a+b=()
(A)-1(B)1(C)2(D)3
三、搶分演練:
1、下列n的取值中,使=1(i是虛數(shù)單位)的是()
A.n=2B.n=3C.n=4D.n=5
2、在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于()
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限.
3.若i為虛數(shù)單位,圖中復(fù)平面內(nèi)點(diǎn)Z表示復(fù)數(shù)Z,則表示復(fù)數(shù)的點(diǎn)是()
A.EB.FC.GD.H
4、若復(fù)數(shù)為純虛數(shù),則實(shí)數(shù)的值為
A.B.C.D.或.
5、設(shè)(是虛數(shù)單位),則()
A.B.C.D.
6、i是虛數(shù)單位,i(1+i)等于()
A.1+iB.-1-iC.1-iD.-1+i
7、復(fù)數(shù)()
A.2B.-2C.D.
8、已知復(fù)數(shù),那么=()
(A)(B)(C)(D)
9、是虛數(shù)單位,()
A、B、C、D、
10、已知是實(shí)數(shù),是純虛數(shù),則=()
(A)1(B)-1(C)(D)-
11、i是虛數(shù)單位,若,則乘積的值是()()
(A)-15(B)-3(C)3(D)15
12、復(fù)數(shù)的實(shí)部是。
13、若復(fù)數(shù)z滿足z(1+i)=1-i(I是虛數(shù)單位),則其共軛復(fù)數(shù)=__________________.
高三數(shù)學(xué)教案:《概率統(tǒng)計(jì)復(fù)習(xí)》教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說,磨刀不誤砍柴工。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么如何寫好我們的高中教案呢?以下是小編為大家收集的“高三數(shù)學(xué)教案:《概率統(tǒng)計(jì)復(fù)習(xí)》教學(xué)設(shè)計(jì)”希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
本文題目:高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教案:概率統(tǒng)計(jì)復(fù)習(xí)
一、 知識(shí)梳理
1.三種抽樣方法的聯(lián)系與區(qū)別:
類別 共同點(diǎn) 不同點(diǎn) 相互聯(lián)系 適用范圍
簡單隨機(jī)抽樣 都是等概率抽樣 從總體中逐個(gè)抽取 總體中個(gè)體比較少
系統(tǒng)抽樣 將總體均勻分成若干部分;按事先確定的規(guī)則在各部分抽取 在起始部分采用簡單隨機(jī)抽樣 總體中個(gè)體比較多
分層抽樣 將總體分成若干層,按個(gè)體個(gè)數(shù)的比例抽取 在各層抽樣時(shí)采用簡單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣 總體中個(gè)體有明顯差異
(1)從含有N個(gè)個(gè)體的總體中抽取n個(gè)個(gè)體的樣本,每個(gè)個(gè)體被抽到的概率為
(2)系統(tǒng)抽樣的步驟: ①將總體中的個(gè)體隨機(jī)編號(hào);②將編號(hào)分段;③在第1段中用簡單隨機(jī)抽樣確定起始的個(gè)體編號(hào);④按照事先研究的規(guī)則抽取樣本.
(3)分層抽樣的步驟:①分層;②按比例確定每層抽取個(gè)體的個(gè)數(shù);③各層抽樣;④匯合成樣本.
(4) 要懂得從圖表中提取有用信息
如:在頻率分布直方圖中①小矩形的面積=組距 =頻率②眾數(shù)是最高矩形的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)③中位數(shù)的左邊與右邊的直方圖的面積相等,可以由此估計(jì)中位數(shù)的值
2.方差和標(biāo)準(zhǔn)差都是刻畫數(shù)據(jù)波動(dòng)大小的數(shù)字特征,一般地,設(shè)一組樣本數(shù)據(jù) , ,…, ,其平均數(shù)為 則方差 ,標(biāo)準(zhǔn)差
3.古典概型的概率公式:如果一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果有 個(gè),而且所有結(jié)果都是等可能的,如果事件 包含 個(gè)結(jié)果,那么事件 的概率P=
特別提醒:古典概型的兩個(gè)共同特點(diǎn):
○1 ,即試中有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè),即樣本空間Ω中的元素個(gè)數(shù)是有限的;
○2 ,即每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性相等。
4. 幾何概型的概率公式: P(A)=
特別提醒:幾何概型的特點(diǎn):試驗(yàn)的結(jié)果是無限不可數(shù)的;○2每個(gè)結(jié)果出現(xiàn)的可能性相等。
二、夯實(shí)基礎(chǔ)
(1)某單位有職工160名,其中業(yè)務(wù)人員120名,管理人員16名,后勤人員24名.為了解職工的某種情況,要從中抽取一個(gè)容量為20的樣本.若用分層抽樣的方法,抽取的業(yè)務(wù)人員、管理人員、后勤人員的人數(shù)應(yīng)分別為____________.
(2)某賽季,甲、乙兩名籃球運(yùn)動(dòng)員都參加了
11場(chǎng)比賽,他們所有比賽得分的情況用如圖2所示的莖葉圖表示,
則甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員得分的中位數(shù)分別為( )
A.19、13 B.13、19 C.20、18 D.18、20
(3)統(tǒng)計(jì)某校1000名學(xué)生的數(shù)學(xué)會(huì)考成績,
得到樣本頻率分布直方圖如右圖示,規(guī)定不低于60分為
及格,不低于80分為優(yōu)秀,則及格人數(shù)是 ;
優(yōu)秀率為 。
(4)在一次歌手大獎(jiǎng)賽上,七位評(píng)委為歌手打出的分?jǐn)?shù)如下:
9.4 8.4 9.4 9.9 9.6 9.4 9.7
去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后,所剩數(shù)據(jù)的平均值
和方差分別為( )
A.9.4, 0.484 B.9.4, 0.016 C.9.5, 0.04 D.9.5, 0.016
(5)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),則以第一次向上點(diǎn)數(shù)為橫坐標(biāo)x,第二次向上的點(diǎn)數(shù)為縱坐標(biāo)y的點(diǎn)(x,y)在圓x2+y2=27的內(nèi)部的概率________.
(6)在長為12cm的線段AB上任取一點(diǎn)M,并且以線段AM為邊的正方形,則這正方形的面積介于36cm2與81cm2之間的概率為( )
三、高考鏈接
07、某班50名學(xué)生在一次百米測(cè)試中,成績?nèi)拷橛?3秒與19秒之間,將測(cè)試結(jié)果按如下方式分成六組:第一組,成績大于等于13秒且小于14秒;第二組,成績大于等于14秒且小于15秒
; 第六組,成績大于等于18秒且小于等于19秒.右圖
是按上述分組方法得到的頻率分布直方圖.設(shè)成績小于17秒
的學(xué)生人數(shù)占全班總?cè)藬?shù)的百分比為 ,成績大于等于15秒
且小于17秒的學(xué)生人數(shù)為 ,則從頻率分布直方圖中可分析
出 和 分別為( )
08、從某項(xiàng)綜合能力測(cè)試中抽取100人的成績,統(tǒng)計(jì)如表,則這100人成績的標(biāo)準(zhǔn)差為( )
分?jǐn)?shù) 5 4 3 2 1
人數(shù) 20 10 30 30 10
09、在區(qū)間 上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x, 的值介于0到 之間的概率為( ).
08、現(xiàn)有8名奧運(yùn)會(huì)志愿者,其中志愿者 通曉日語, 通曉俄語, 通曉韓語.從中選出通曉日語、俄語和韓語的志愿者各1名,組成一個(gè)小組.
(Ⅰ)求 被選中的概率;(Ⅱ)求 和 不全被選中的概率.
2012屆高三理科數(shù)學(xué)圓錐曲線與方程總復(fù)習(xí)
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便,下面是小編整理的“2012屆高三理科數(shù)學(xué)圓錐曲線與方程總復(fù)習(xí)”,僅供參考,大家一起來看看吧。
第九章圓錐曲線與方程
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.了解圓錐曲線的實(shí)際背景,了解圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問題中的作用;
2.掌握橢圓、拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡單性質(zhì);
3.了解雙曲線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,知道它的簡單幾何性質(zhì);
4.了解圓錐曲線的簡單應(yīng)用;
5.理解數(shù)形結(jié)合的思想;
6.了解方程的曲線與曲線的方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系.本章重點(diǎn):1.橢圓、雙曲線、拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡單性質(zhì);2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題;3.求曲線的方程或曲線的軌跡;4.數(shù)形結(jié)合的思想,方程的思想,函數(shù)的思想,坐標(biāo)法.
本章難點(diǎn):1.對(duì)圓錐曲線的定義及性質(zhì)的理解和應(yīng)用;2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題;3.曲線與方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系.圓錐曲線與函數(shù)、方程、不等式、三角形、平面向量等知識(shí)結(jié)合是高考常考題型.極有可能以一小一大的形式出現(xiàn),小題主要考查圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法運(yùn)用;解答題常作為數(shù)學(xué)高考的把關(guān)題或壓軸題,綜合考查學(xué)生在數(shù)形結(jié)合、等價(jià)轉(zhuǎn)換、分類討論、邏輯推理等方面的能力.
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9.1橢圓
典例精析
題型一求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
【例1】已知點(diǎn)P在以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的橢圓上,點(diǎn)P到兩焦點(diǎn)的距離分別為453和
253,過P作長軸的垂線恰好過橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),求橢圓的方程.
【解析】由橢圓的定義知,2a=453+253=25,故a=5,
由勾股定理得,(453)2-(253)2=4c2,所以c2=53,b2=a2-c2=103,
故所求方程為x25+3y210=1或3x210+y25=1.
【點(diǎn)撥】(1)在求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),常用待定系數(shù)法,但是當(dāng)焦點(diǎn)所在坐標(biāo)軸不確定時(shí),需要考慮兩種情形,有時(shí)也可設(shè)橢圓的統(tǒng)一方程形式:mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n);
(2)在求橢圓中的a、b、c時(shí),經(jīng)常用到橢圓的定義及解三角形的知識(shí).
【變式訓(xùn)練1】已知橢圓C1的中心在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在x軸上,拋物線C2的頂點(diǎn)在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在x軸上.小明從曲線C1,C2上各取若干個(gè)點(diǎn)(每條曲線上至少取兩個(gè)點(diǎn)),并記錄其坐標(biāo)(x,y).由于記錄失誤,使得其中恰有一個(gè)點(diǎn)既不在橢圓C1上,也不在拋物線C2上.小明的記錄如下:
據(jù)此,可推斷橢圓C1的方程為.
【解析】方法一:先將題目中的點(diǎn)描出來,如圖,A(-2,2),B(-2,0),C(0,6),D(2,-22),E(22,2),F(xiàn)(3,-23).
通過觀察可知道點(diǎn)F,O,D可能是拋物線上的點(diǎn).而A,C,E是橢圓上的點(diǎn),這時(shí)正好點(diǎn)B既不在橢圓上,也不在拋物線上.
顯然半焦距b=6,則不妨設(shè)橢圓的方程是x2m+y26=1,則將點(diǎn)
A(-2,2)代入可得m=12,故該橢圓的方程是x212+y26=1.
方法二:欲求橢圓的解析式,我們應(yīng)先求出拋物線的解析式,因?yàn)閽佄锞€的解析式形式比橢圓簡單一些.
不妨設(shè)有兩點(diǎn)y21=2px1,①y22=2px2,②y21y22=x1x2,
則可知B(-2,0),C(0,6)不是拋物線上的點(diǎn).
而D(2,-22),F(xiàn)(3,-23)正好符合.
又因?yàn)闄E圓的交點(diǎn)在x軸上,故B(-2,0),C(0,6)不可能同時(shí)出現(xiàn).故選用A(-2,2),E(22,2)這兩個(gè)點(diǎn)代入,可得橢圓的方程是x212+y26=1.
題型二橢圓的幾何性質(zhì)的運(yùn)用
【例2】已知F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),∠F1PF2=60°.
(1)求橢圓離心率的范圍;
(2)求證:△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長有關(guān).
【解析】(1)設(shè)橢圓的方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0),|PF1|=m,|PF2|=n,在△F1PF2中,
由余弦定理可知4c2=m2+n2-2mncos60°,
因?yàn)閙+n=2a,所以m2+n2=(m+n)2-2mn=4a2-2mn,
所以4c2=4a2-3mn,即3mn=4a2-4c2.
又mn≤(m+n2)2=a2(當(dāng)且僅當(dāng)m=n時(shí)取等號(hào)),
所以4a2-4c2≤3a2,所以c2a2≥14,
即e≥12,所以e的取值范圍是[12,1).
(2)由(1)知mn=43b2,所以=12mnsin60°=33b2,
即△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長有關(guān).
【點(diǎn)撥】橢圓中△F1PF2往往稱為焦點(diǎn)三角形,求解有關(guān)問題時(shí),要注意正、余弦定理,面積公式的使用;求范圍時(shí),要特別注意橢圓定義(或性質(zhì))與不等式的聯(lián)合使用,如|PF1||PF2|≤(|PF1|+|PF2|2)2,|PF1|≥a-c.
【變式訓(xùn)練2】已知P是橢圓x225+y29=1上的一點(diǎn),Q,R分別是圓(x+4)2+y2=14和圓
(x-4)2+y2=14上的點(diǎn),則|PQ|+|PR|的最小值是.
【解析】設(shè)F1,F(xiàn)2為橢圓左、右焦點(diǎn),則F1,F(xiàn)2分別為兩已知圓的圓心,
則|PQ|+|PR|≥(|PF1|-12)+(|PF2|-12)=|PF1|+|PF2|-1=9.
所以|PQ|+|PR|的最小值為9.
題型三有關(guān)橢圓的綜合問題
【例3】(2010全國新課標(biāo))設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),過F1斜率為1的直線l與E相交于A,B兩點(diǎn),且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差數(shù)列.
(1)求E的離心率;
(2)設(shè)點(diǎn)P(0,-1)滿足|PA|=|PB|,求E的方程.
【解析】(1)由橢圓定義知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,
又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=43a.
l的方程為y=x+c,其中c=a2-b2.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)滿足方程組
化簡得(a2+b2)x2+2a2cx+a2(c2-b2)=0,
則x1+x2=-2a2ca2+b2,x1x2=a2(c2-b2)a2+b2.
因?yàn)橹本€AB斜率為1,所以|AB|=2|x2-x1|=2[(x1+x2)2-4x1x2],
即43a=4ab2a2+b2,故a2=2b2,
所以E的離心率e=ca=a2-b2a=22.
(2)設(shè)AB的中點(diǎn)為N(x0,y0),由(1)知x0=x1+x22=-a2ca2+b2=-23c,y0=x0+c=c3.
由|PA|=|PB|kPN=-1,即y0+1x0=-1c=3.
從而a=32,b=3,故E的方程為x218+y29=1.
【變式訓(xùn)練3】已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為e,兩焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,拋物線以F1為頂點(diǎn),F(xiàn)2為焦點(diǎn),P為兩曲線的一個(gè)交點(diǎn),若|PF1||PF2|=e,則e的值是()
A.32B.33C.22D.63
【解析】設(shè)F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),P(x0,y0),則橢圓左準(zhǔn)線x=-a2c,拋物線準(zhǔn)線為x=
-3c,x0-(-a2c)=x0-(-3c)c2a2=13e=33.故選B.
總結(jié)提高
1.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種形式,其結(jié)構(gòu)簡單,形式對(duì)稱且系數(shù)的幾何意義明確,在解題時(shí)要防止遺漏.確定橢圓需要三個(gè)條件,要確定焦點(diǎn)在哪條坐標(biāo)軸上(即定位),還要確定a、b的值(即定量),若定位條件不足應(yīng)分類討論,或設(shè)方程為mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)求解.
2.充分利用定義解題,一方面,會(huì)根據(jù)定義判定動(dòng)點(diǎn)的軌跡是橢圓,另一方面,會(huì)利用橢圓上的點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離和為常數(shù)進(jìn)行計(jì)算推理.
3.焦點(diǎn)三角形包含著很多關(guān)系,解題時(shí)要多從橢圓定義和三角形的幾何條件入手,且不可顧此失彼,另外一定要注意橢圓離心率的范圍.
9.2雙曲線
典例精析
題型一雙曲線的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
【例1】已知?jiǎng)訄AE與圓A:(x+4)2+y2=2外切,與圓B:(x-4)2+y2=2內(nèi)切,求動(dòng)圓圓心E的軌跡方程.
【解析】設(shè)動(dòng)圓E的半徑為r,則由已知|AE|=r+2,|BE|=r-2,
所以|AE|-|BE|=22,又A(-4,0),B(4,0),所以|AB|=8,22<|AB|.
根據(jù)雙曲線定義知,點(diǎn)E的軌跡是以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線的右支.
因?yàn)閍=2,c=4,所以b2=c2-a2=14,
故點(diǎn)E的軌跡方程是x22-y214=1(x≥2).
【點(diǎn)撥】利用兩圓內(nèi)、外切圓心距與兩圓半徑的關(guān)系找出E點(diǎn)滿足的幾何條件,結(jié)合雙曲線定義求解,要特別注意軌跡是否為雙曲線的兩支.
【變式訓(xùn)練1】P為雙曲線x29-y216=1的右支上一點(diǎn),M,N分別是圓(x+5)2+y2=4和
(x-5)2+y2=1上的點(diǎn),則|PM|-|PN|的最大值為()
A.6B.7C.8D.9
【解析】選D.
題型二雙曲線幾何性質(zhì)的運(yùn)用
【例2】雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右頂點(diǎn)為A,x軸上有一點(diǎn)Q(2a,0),若C上存在一點(diǎn)P,使=0,求此雙曲線離心率的取值范圍.
【解析】設(shè)P(x,y),則由=0,得AP⊥PQ,則P在以AQ為直徑的圓上,
即(x-3a2)2+y2=(a2)2,①
又P在雙曲線上,得x2a2-y2b2=1,②
由①②消去y,得(a2+b2)x2-3a3x+2a4-a2b2=0,
即[(a2+b2)x-(2a3-ab2)](x-a)=0,
當(dāng)x=a時(shí),P與A重合,不符合題意,舍去;
當(dāng)x=2a3-ab2a2+b2時(shí),滿足題意的點(diǎn)P存在,需x=2a3-ab2a2+b2>a,
化簡得a2>2b2,即3a2>2c2,ca<62,
所以離心率的取值范圍是(1,62).
【點(diǎn)撥】根據(jù)雙曲線上的點(diǎn)的范圍或者焦半徑的最小值建立不等式,是求離心率的取值范圍的常用方法.
【變式訓(xùn)練2】設(shè)離心率為e的雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,直線l過焦點(diǎn)F,且斜率為k,則直線l與雙曲線C的左、右兩支都相交的充要條件是()
A.k2-e2>1B.k2-e2<1
C.e2-k2>1D.e2-k2<1
【解析】由雙曲線的圖象和漸近線的幾何意義,可知直線的斜率k只需滿足-ba<k<ba,即k2<b2a2=c2-a2a2=e2-1,故選C.
題型三有關(guān)雙曲線的綜合問題
【例3】(2010廣東)已知雙曲線x22-y2=1的左、右頂點(diǎn)分別為A1、A2,點(diǎn)P(x1,y1),Q(x1,-y1)是雙曲線上不同的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線A1P與A2Q交點(diǎn)的軌跡E的方程;
(2)若過點(diǎn)H(0,h)(h>1)的兩條直線l1和l2與軌跡E都只有一個(gè)交點(diǎn),且l1⊥l2,求h的值.
【解析】(1)由題意知|x1|>2,A1(-2,0),A2(2,0),則有
直線A1P的方程為y=y(tǒng)1x1+2(x+2),①
直線A2Q的方程為y=-y1x1-2(x-2).②
方法一:聯(lián)立①②解得交點(diǎn)坐標(biāo)為x=2x1,y=2y1x1,即x1=2x,y1=2yx,③
則x≠0,|x|<2.
而點(diǎn)P(x1,y1)在雙曲線x22-y2=1上,所以x212-y21=1.
將③代入上式,整理得所求軌跡E的方程為x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
方法二:設(shè)點(diǎn)M(x,y)是A1P與A2Q的交點(diǎn),①×②得y2=-y21x21-2(x2-2).③
又點(diǎn)P(x1,y1)在雙曲線上,因此x212-y21=1,即y21=x212-1.
代入③式整理得x22+y2=1.
因?yàn)辄c(diǎn)P,Q是雙曲線上的不同兩點(diǎn),所以它們與點(diǎn)A1,A2均不重合.故點(diǎn)A1和A2均不在軌跡E上.過點(diǎn)(0,1)及A2(2,0)的直線l的方程為x+2y-2=0.
解方程組得x=2,y=0.所以直線l與雙曲線只有唯一交點(diǎn)A2.
故軌跡E不過點(diǎn)(0,1).同理軌跡E也不過點(diǎn)(0,-1).
綜上分析,軌跡E的方程為x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
(2)設(shè)過點(diǎn)H(0,h)的直線為y=kx+h(h>1),
聯(lián)立x22+y2=1得(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0.
令Δ=16k2h2-4(1+2k2)(2h2-2)=0,得h2-1-2k2=0,
解得k1=h2-12,k2=-h(huán)2-12.
由于l1⊥l2,則k1k2=-h(huán)2-12=-1,故h=3.
過點(diǎn)A1,A2分別引直線l1,l2通過y軸上的點(diǎn)H(0,h),且使l1⊥l2,因此A1H⊥A2H,由h2×(-h(huán)2)=-1,得h=2.
此時(shí),l1,l2的方程分別為y=x+2與y=-x+2,
它們與軌跡E分別僅有一個(gè)交點(diǎn)(-23,223)與(23,223).
所以,符合條件的h的值為3或2.
【變式訓(xùn)練3】雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為e,過F2的直線與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),若△F1AB是以A為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形,則e2等于()
A.1+22B.3+22
C.4-22D.5-22
【解析】本題考查雙曲線定義的應(yīng)用及基本量的求解.
據(jù)題意設(shè)|AF1|=x,則|AB|=x,|BF1|=2x.
由雙曲線定義有|AF1|-|AF2|=2a,|BF1|-|BF2|=2a
(|AF1|+|BF1|)-(|AF2|+|BF2|)=(2+1)x-x=4a,即x=22a=|AF1|.
故在Rt△AF1F2中可求得|AF2|=|F1F2|2-|AF1|2=4c2-8a2.
又由定義可得|AF2|=|AF1|-2a=22a-2a,即4c2-8a2=22-2a,
兩邊平方整理得c2=a2(5-22)c2a2=e2=5-22,故選D.
總結(jié)提高
1.要與橢圓類比來理解、掌握雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),但應(yīng)特別注意不同點(diǎn),如a,b,c的關(guān)系、漸近線等.
2.要深刻理解雙曲線的定義,注意其中的隱含條件.當(dāng)||PF1|-|PF2||=2a<|F1F2|時(shí),P的軌跡是雙曲線;當(dāng)||PF1|-|PF2||=2a=|F1F2|時(shí),P的軌跡是以F1或F2為端點(diǎn)的射線;當(dāng)
||PF1|-|PF2||=2a>|F1F2|時(shí),P無軌跡.
3.雙曲線是具有漸近線的曲線,畫雙曲線草圖時(shí),一般先畫出漸近線,要掌握以下兩個(gè)問題:
(1)已知雙曲線方程,求它的漸近線;
(2)求已知漸近線的雙曲線的方程.如已知雙曲線漸近線y=±bax,可將雙曲線方程設(shè)為x2a2-y2b2=λ(λ≠0),再利用其他條件確定λ的值,求法的實(shí)質(zhì)是待定系數(shù)法.
9.3拋物線
典例精析
題型一拋物線定義的運(yùn)用
【例1】根據(jù)下列條件,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(1)拋物線過點(diǎn)P(2,-4);
(2)拋物線焦點(diǎn)F在x軸上,直線y=-3與拋物線交于點(diǎn)A,|AF|=5.
【解析】(1)設(shè)方程為y2=mx或x2=ny.
將點(diǎn)P坐標(biāo)代入得y2=8x或x2=-y.
(2)設(shè)A(m,-3),所求焦點(diǎn)在x軸上的拋物線為y2=2px(p≠0),
由定義得5=|AF|=|m+p2|,又(-3)2=2pm,所以p=±1或±9,
所求方程為y2=±2x或y2=±18x.
【變式訓(xùn)練1】已知P是拋物線y2=2x上的一點(diǎn),另一點(diǎn)A(a,0)(a>0)滿足|PA|=d,試求d的最小值.
【解析】設(shè)P(x0,y0)(x0≥0),則y20=2x0,
所以d=|PA|=(x0-a)2+y20=(x0-a)2+2x0=[x0+(1-a)]2+2a-1.
因?yàn)閍>0,x0≥0,
所以當(dāng)0<a<1時(shí),此時(shí)有x0=0,dmin=(1-a)2+2a-1=a;
當(dāng)a≥1時(shí),此時(shí)有x0=a-1,dmin=2a-1.
題型二直線與拋物線位置討論
【例2】(2010湖北)已知一條曲線C在y軸右側(cè),C上每一點(diǎn)到點(diǎn)F(1,0)的距離減去它到y(tǒng)軸距離的差都是1.
(1)求曲線C的方程;
(2)是否存在正數(shù)m,對(duì)于過點(diǎn)M(m,0)且與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B的任一直線,都有<0?若存在,求出m的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】(1)設(shè)P(x,y)是曲線C上任意一點(diǎn),那么點(diǎn)P(x,y)滿足:
(x-1)2+y2-x=1(x>0).
化簡得y2=4x(x>0).
(2)設(shè)過點(diǎn)M(m,0)(m>0)的直線l與曲線C的交點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2).
設(shè)l的方程為x=ty+m,由得y2-4ty-4m=0,
Δ=16(t2+m)>0,于是①
又=(x1-1,y1),=(x2-1,y2).
<0(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2<0.②
又x=y(tǒng)24,于是不等式②等價(jià)于y214y224+y1y2-(y214+y224)+1<0
(y1y2)216+y1y2-14[(y1+y2)2-2y1y2]+1<0.③
由①式,不等式③等價(jià)于m2-6m+1<4t2.④
對(duì)任意實(shí)數(shù)t,4t2的最小值為0,所以不等式④對(duì)于一切t成立等價(jià)于m2-6m+1<0,即3-22<m<3+22.
由此可知,存在正數(shù)m,對(duì)于過點(diǎn)M(m,0)且與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B的任一直線,都有<0,且m的取值范圍是(3-22,3+22).
【變式訓(xùn)練2】已知拋物線y2=4x的一條弦AB,A(x1,y1),B(x2,y2),AB所在直線與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2),則1y1+1y2=.
【解析】y2-4my+8m=0,
所以1y1+1y2=y(tǒng)1+y2y1y2=12.
題型三有關(guān)拋物線的綜合問題
【例3】已知拋物線C:y=2x2,直線y=kx+2交C于A,B兩點(diǎn),M是線段AB的中點(diǎn),過M作x軸的垂線交C于點(diǎn)N.
(1)求證:拋物線C在點(diǎn)N處的切線與AB平行;
(2)是否存在實(shí)數(shù)k使=0?若存在,求k的值;若不存在,說明理由.
【解析】(1)證明:如圖,設(shè)A(x1,2x21),B(x2,2x22),
把y=kx+2代入y=2x2,得2x2-kx-2=0,
由韋達(dá)定理得x1+x2=k2,x1x2=-1,
所以xN=xM=x1+x22=k4,所以點(diǎn)N的坐標(biāo)為(k4,k28).
設(shè)拋物線在點(diǎn)N處的切線l的方程為y-k28=m(x-k4),
將y=2x2代入上式,得2x2-mx+mk4-k28=0,
因?yàn)橹本€l與拋物線C相切,
所以Δ=m2-8(mk4-k28)=m2-2mk+k2=(m-k)2=0,
所以m=k,即l∥AB.
(2)假設(shè)存在實(shí)數(shù)k,使=0,則NA⊥NB,
又因?yàn)镸是AB的中點(diǎn),所以|MN|=|AB|.
由(1)知yM=12(y1+y2)=12(kx1+2+kx2+2)=12[k(x1+x2)+4]=12(k22+4)=k24+2.
因?yàn)镸N⊥x軸,所以|MN|=|yM-yN|=k24+2-k28=k2+168.
又|AB|=1+k2|x1-x2|=1+k2(x1+x2)2-4x1x2
=1+k2(k2)2-4×(-1)=12k2+1k2+16.
所以k2+168=14k2+1k2+16,解得k=±2.
即存在k=±2,使=0.
【點(diǎn)撥】直線與拋物線的位置關(guān)系,一般要用到根與系數(shù)的關(guān)系;有關(guān)拋物線的弦長問題,要注意弦是否過焦點(diǎn),若過拋物線的焦點(diǎn),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不過焦點(diǎn),則必須使用一般弦長公式.
【變式訓(xùn)練3】已知P是拋物線y2=2x上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作圓(x-3)2+y2=1的切線,切點(diǎn)分別為M、N,則|MN|的最小值是.
【解析】455.
總結(jié)提高
1.在拋物線定義中,焦點(diǎn)F不在準(zhǔn)線l上,這是一個(gè)重要的隱含條件,若F在l上,則拋物線退化為一條直線.
2.掌握拋物線本身固有的一些性質(zhì):(1)頂點(diǎn)、焦點(diǎn)在對(duì)稱軸上;(2)準(zhǔn)線垂直于對(duì)稱軸;(3)焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為p;(4)過焦點(diǎn)垂直于對(duì)稱軸的弦(通徑)長為2p.
3.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種形式,要掌握拋物線的方程與圖形的對(duì)應(yīng)關(guān)系.求拋物線方程時(shí),若由已知條件可知曲線的類型,可采用待定系數(shù)法.
4.拋物線的幾何性質(zhì),只要與橢圓、雙曲線加以對(duì)照,很容易把握.但由于拋物線的離心率為1,所以拋物線的焦點(diǎn)有很多重要性質(zhì),而且應(yīng)用廣泛,例如:已知過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有下列性質(zhì):|AB|=x1+x2+p或|AB|=2psin2α(α為AB的傾斜角),y1y2=-p2,x1x2=p24等.
9.4直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
典例精析
題型一直線與圓錐曲線交點(diǎn)問題
【例1】若曲線y2=ax與直線y=(a+1)x-1恰有一個(gè)公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的值.
【解析】聯(lián)立方程組
(1)當(dāng)a=0時(shí),方程組恰有一組解為
(2)當(dāng)a≠0時(shí),消去x得a+1ay2-y-1=0,
①若a+1a=0,即a=-1,方程變?yōu)橐辉淮畏匠蹋瓂-1=0,
方程組恰有一組解
②若a+1a≠0,即a≠-1,令Δ=0,即1+4(a+1)a=0,解得a=-45,這時(shí)直線與曲線相切,只有一個(gè)公共點(diǎn).
綜上所述,a=0或a=-1或a=-45.
【點(diǎn)撥】本題設(shè)計(jì)了一個(gè)思維“陷阱”,即審題中誤認(rèn)為a≠0,解答過程中的失誤就是不討論二次項(xiàng)系數(shù)=0,即a=-1的可能性,從而漏掉兩解.本題用代數(shù)方法解完后,應(yīng)從幾何上驗(yàn)證一下:①當(dāng)a=0時(shí),曲線y2=ax,即直線y=0,此時(shí)與已知直線y=x-1恰有交點(diǎn)(1,0);②當(dāng)a=-1時(shí),直線y=-1與拋物線的對(duì)稱軸平行,恰有一個(gè)交點(diǎn)(代數(shù)特征是消元后得到的一元二次方程中二次項(xiàng)系數(shù)為零);③當(dāng)a=-45時(shí)直線與拋物線相切.
【變式訓(xùn)練1】若直線y=kx-1與雙曲線x2-y2=4有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍為()
A.{1,-1,52,-52}B.(-∞,-52]∪[52,+∞)
C.(-∞,-1]∪[1,+∞)D.(-∞,-1)∪[52,+∞)
【解析】由(1-k2)x2-2kx-5=0,
k=±52,結(jié)合直線過定點(diǎn)(0,-1),且漸近線斜率為±1,可知答案為A.
題型二直線與圓錐曲線的相交弦問題
【例2】(2010遼寧)設(shè)橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F,過F的直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),直線l的傾斜角為60°,=2.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)如果|AB|=154,求橢圓C的方程.
【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知y1<0,y2>0.
(1)直線l的方程為y=3(x-c),其中c=a2-b2.
聯(lián)立
得(3a2+b2)y2+23b2cy-3b4=0.
解得y1=-3b2(c+2a)3a2+b2,y2=-3b2(c-2a)3a2+b2.
因?yàn)椋?,所以-y1=2y2,即3b2(c+2a)3a2+b2=2-3b2(c-2a)3a2+b2.
解得離心率e=ca=23.
(2)因?yàn)閨AB|=1+13|y2-y1|,所以2343ab23a2+b2=154.
由ca=23得b=53a,所以54a=154,即a=3,b=5.
所以橢圓的方程為x29+y25=1.
【點(diǎn)撥】本題考查直線與圓錐曲線相交及相交弦的弦長問題,以及用待定系數(shù)法求橢圓方程.
【變式訓(xùn)練2】橢圓ax2+by2=1與直線y=1-x交于A,B兩點(diǎn),過原點(diǎn)與線段AB中點(diǎn)的直線的斜率為32,則ab的值為.
【解析】設(shè)直線與橢圓交于A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),弦中點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0),代入橢圓方程兩式相減得a(x1-x2)(x1+x2)+b(y1-y2)(y1+y2)=0
2ax0+2by0y1-y2x1-x2=0ax0-by0=0.
故ab=y(tǒng)0x0=32.
題型三對(duì)稱問題
【例3】在拋物線y2=4x上存在兩個(gè)不同的點(diǎn)關(guān)于直線l:y=kx+3對(duì)稱,求k的取值范圍.
【解析】設(shè)A(x1,y1)、B(x2、y2)是拋物線上關(guān)于直線l對(duì)稱的兩點(diǎn),由題意知k≠0.
設(shè)直線AB的方程為y=-1kx+b,
聯(lián)立消去x,得14ky2+y-b=0,
由題意有Δ=12+414kb>0,即bk+1>0.(*)
且y1+y2=-4k.又y1+y22=-1kx1+x22+b.所以x1+x22=k(2k+b).
故AB的中點(diǎn)為E(k(2k+b),-2k).
因?yàn)閘過E,所以-2k=k2(2k+b)+3,即b=-2k-3k2-2k.
代入(*)式,得-2k-3k3-2+1>0k3+2k+3k3<0
k(k+1)(k2-k+3)<0-1<k<0,故k的取值范圍為(-1,0).
【點(diǎn)撥】(1)本題的關(guān)鍵是對(duì)稱條件的轉(zhuǎn)化.A(x1,y1)、B(x2,y2)關(guān)于直線l對(duì)稱,則滿足直線l與AB垂直,且線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)滿足l的方程;
(2)對(duì)于圓錐曲線上存在兩點(diǎn)關(guān)于某一直線對(duì)稱,求有關(guān)參數(shù)的范圍問題,利用對(duì)稱條件求出過這兩點(diǎn)的直線方程,利用判別式大于零建立不等式求解;或者用參數(shù)表示弦中點(diǎn)的坐標(biāo),利用中點(diǎn)在曲線內(nèi)部的條件建立不等式求參數(shù)的取值范圍.
【變式訓(xùn)練3】已知拋物線y=-x2+3上存在關(guān)于x+y=0對(duì)稱的兩點(diǎn)A,B,則|AB|等于()
A.3B.4C.32D.42
【解析】設(shè)AB方程:y=x+b,代入y=-x2+3,得x2+x+b-3=0,
所以xA+xB=-1,故AB中點(diǎn)為(-12,-12+b).
它又在x+y=0上,所以b=1,所以|AB|=32,故選C.
總結(jié)提高
1.本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是研究直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判別式方法及弦中點(diǎn)問題的處理方法.
2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的研究可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)方程組的解的討論,即聯(lián)立方程組
通過消去y(也可以消去x)得到x的方程ax2+bx+c=0進(jìn)行討論.這時(shí)要注意考慮a=0和a≠0兩種情況,對(duì)雙曲線和拋物線而言,一個(gè)公共點(diǎn)的情況除a≠0,Δ=0外,直線與雙曲線的漸近線平行或直線與拋物線的對(duì)稱軸平行時(shí),都只有一個(gè)交點(diǎn)(此時(shí)直線與雙曲線、拋物線屬相交情況).由此可見,直線與圓錐曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),并不是直線與圓錐曲線相切的充要條件.
3.弦中點(diǎn)問題的處理既可以用判別式法,也可以用點(diǎn)差法;使用點(diǎn)差法時(shí),要特別注意驗(yàn)證“相交”的情形.
9.5圓錐曲線綜合問題
典例精析
題型一求軌跡方程
【例1】已知拋物線的方程為x2=2y,F(xiàn)是拋物線的焦點(diǎn),過點(diǎn)F的直線l與拋物線交于A、B兩點(diǎn),分別過點(diǎn)A、B作拋物線的兩條切線l1和l2,記l1和l2交于點(diǎn)M.
(1)求證:l1⊥l2;
(2)求點(diǎn)M的軌跡方程.
【解析】(1)依題意,直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=kx+12.
聯(lián)立消去y整理得x2-2kx-1=0.設(shè)A的坐標(biāo)為(x1,y1),B的坐標(biāo)為(x2,y2),則有x1x2=-1,將拋物線方程改寫為y=12x2,求導(dǎo)得y′=x.
所以過點(diǎn)A的切線l1的斜率是k1=x1,過點(diǎn)B的切線l2的斜率是k2=x2.
因?yàn)閗1k2=x1x2=-1,所以l1⊥l2.
(2)直線l1的方程為y-y1=k1(x-x1),即y-x212=x1(x-x1).
同理直線l2的方程為y-x222=x2(x-x2).
聯(lián)立這兩個(gè)方程消去y得x212-x222=x2(x-x2)-x1(x-x1),
整理得(x1-x2)(x-x1+x22)=0,
注意到x1≠x2,所以x=x1+x22.
此時(shí)y=x212+x1(x-x1)=x212+x1(x1+x22-x1)=x1x22=-12.
由(1)知x1+x2=2k,所以x=x1+x22=k∈R.
所以點(diǎn)M的軌跡方程是y=-12.
【點(diǎn)撥】直接法是求軌跡方程最重要的方法之一,本題用的就是直接法.要注意“求軌跡方程”和“求軌跡”是兩個(gè)不同概念,“求軌跡”除了首先要求我們求出方程,還要說明方程軌跡的形狀,這就需要我們對(duì)各種基本曲線方程和它的形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系了如指掌.
【變式訓(xùn)練1】已知△ABC的頂點(diǎn)為A(-5,0),B(5,0),△ABC的內(nèi)切圓圓心在直線x=3上,則頂點(diǎn)C的軌跡方程是()
A.x29-y216=1B.x216-y29=1
C.x29-y216=1(x>3)D.x216-y29=1(x>4)
【解析】如圖,|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,
所以|CA|-|CB|=8-2=6,
根據(jù)雙曲線定義,所求軌跡是以A、B為焦點(diǎn),實(shí)軸長為6的雙曲線的右支,方程為x29-y216=1(x>3),故選C.
題型二圓錐曲線的有關(guān)最值
【例2】已知菱形ABCD的頂點(diǎn)A、C在橢圓x2+3y2=4上,對(duì)角線BD所在直線的斜率為1.當(dāng)∠ABC=60°時(shí),求菱形ABCD面積的最大值.
【解析】因?yàn)樗倪呅蜛BCD為菱形,所以AC⊥BD.
于是可設(shè)直線AC的方程為y=-x+n.
由得4x2-6nx+3n2-4=0.
因?yàn)锳,C在橢圓上,所以Δ=-12n2+64>0,解得-433<n<433.
設(shè)A,C兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則x1+x2=3n2,x1x2=3n2-44,
y1=-x1+n,y2=-x2+n.所以y1+y2=n2.
因?yàn)樗倪呅蜛BCD為菱形,且∠ABC=60°,所以|AB|=|BC|=|CA|.
所以菱形ABCD的面積S=32|AC|2.
又|AC|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=-3n2+162,所以S=34(-3n2+16)(-433<n<433).
所以當(dāng)n=0時(shí),菱形ABCD的面積取得最大值43.
【點(diǎn)撥】建立“目標(biāo)函數(shù)”,借助代數(shù)方法求最值,要特別注意自變量的取值范圍.在考試中很多考生沒有利用判別式求出n的取值范圍,雖然也能得出答案,但是得分損失不少.
【變式訓(xùn)練2】已知拋物線y=x2-1上有一定點(diǎn)B(-1,0)和兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)P、Q,若BP⊥PQ,則點(diǎn)Q橫坐標(biāo)的取值范圍是.
【解析】如圖,B(-1,0),設(shè)P(xP,x2P-1),Q(xQ,x2Q-1),
由kBPkPQ=-1,得x2P-1xP+1x2Q-x2PxQ-xP=-1.
所以xQ=-xP-1xP-1=-(xP-1)-1xP-1-1.
因?yàn)閨xP-1+1xP-1|≥2,所以xQ≥1或xQ≤-3.
題型三求參數(shù)的取值范圍及最值的綜合題
【例3】(2010浙江)已知m>1,直線l:x-my-m22=0,橢圓C:x2m2+y2=1,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓C的左、右焦點(diǎn).
(1)當(dāng)直線l過右焦點(diǎn)F2時(shí),求直線l的方程;
(2)設(shè)直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),△AF1F2,△BF1F2的重心分別為G,H.若原點(diǎn)O在以線段GH為直徑的圓內(nèi),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)橹本€l:x-my-m22=0經(jīng)過F2(m2-1,0),
所以m2-1=m22,解得m2=2,
又因?yàn)閙>1,所以m=2.
故直線l的方程為x-2y-1=0.
(2)A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x得2y2+my+m24-1=0,
則由Δ=m2-8(m24-1)=-m2+8>0知m2<8,
且有y1+y2=-m2,y1y2=m28-12.
由于F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),故O為F1F2的中點(diǎn),
由=2,=2,得G(x13,y13),H(x23,y23),
|GH|2=(x1-x2)29+(y1-y2)29.
設(shè)M是GH的中點(diǎn),則M(x1+x26,y1+y26),
由題意可知,2|MO|<|GH|,即4[(x1+x26)2+(y1+y26)2]<(x1-x2)29+(y1-y2)29,
即x1x2+y1y2<0.
而x1x2+y1y2=(my1+m22)(my2+m22)+y1y2=(m2+1)(m28-12).
所以m28-12<0,即m2<4.
又因?yàn)閙>1且Δ>0,所以1<m<2.
所以m的取值范圍是(1,2).
【點(diǎn)撥】本題主要考查橢圓的幾何性質(zhì),直線與橢圓、點(diǎn)與圓的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查解析幾何的基本思想方法和綜合解題能力.
【變式訓(xùn)練3】若雙曲線x2-ay2=1的右支上存在三點(diǎn)A、B、C使△ABC為正三角形,其中一個(gè)頂點(diǎn)A與雙曲線右頂點(diǎn)重合,則a的取值范圍為.
【解析】設(shè)B(m,m2-1a),則C(m,-m2-1a)(m>1),
又A(1,0),由AB=BC得(m-1)2+m2-1a=(2m2-1a)2,
所以a=3m+1m-1=3(1+2m-1)>3,即a的取值范圍為(3,+∞).
總結(jié)提高
1.求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個(gè)基本問題之一.求符合某種條件的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,其實(shí)質(zhì)就是利用題設(shè)中的幾何條件,用“坐標(biāo)法”將其轉(zhuǎn)化為尋求變量間的關(guān)系.這類問題除了考查學(xué)生對(duì)圓錐曲線的定義、性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,還充分考查了各種數(shù)學(xué)思想方法及一定的推理能力和運(yùn)算能力,因此這類問題成為高考命題的熱點(diǎn),也是同學(xué)們的一大難點(diǎn).求曲線的軌跡方程常采用的方法有直接法、定義法、代入法、參數(shù)法、待定系數(shù)法.
2.最值問題的代數(shù)解法,是從動(dòng)態(tài)角度去研究解析幾何中的數(shù)學(xué)問題的主要內(nèi)容,其解法是設(shè)變量、建立目標(biāo)函數(shù)、轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值.其中,自變量的取值范圍由直線和圓錐曲線的位置關(guān)系(即判別式與0的關(guān)系)確定.
3.范圍問題,主要是根據(jù)條件,建立含有參變量的函數(shù)關(guān)系式或不等式,然后確定參數(shù)的取值范圍.其解法主要有運(yùn)用圓錐曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)的取值范圍,運(yùn)用求函數(shù)的值域、最值以及二次方程實(shí)根的分布等知識(shí).
2012屆高考文科數(shù)學(xué)第二輪概率統(tǒng)計(jì)復(fù)習(xí)教案
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編精心為您整理的“2012屆高考文科數(shù)學(xué)第二輪概率統(tǒng)計(jì)復(fù)習(xí)教案”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
2012屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)
專題八概率統(tǒng)計(jì)
【重點(diǎn)知識(shí)回顧】
二、重點(diǎn)知識(shí)回顧
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)越來越?。S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
互斥事件事件與不可能同時(shí)發(fā)生兩事件交集為空事件與對(duì)立,則與必為互斥事件;
事件與互斥,但不一是對(duì)立事件
對(duì)立事件事件與不可能同時(shí)發(fā)生,且必有一個(gè)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(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),而幾何概型問題中所有可能出現(xiàn)的基本事件有無限個(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)=Cpk(1―p)n―k.實(shí)際上,它就是二項(xiàng)式[(1―p)+p]n的展開式的第k+1項(xiàng).
(8)獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布
①.一般地,在相同條件下重復(fù)做的n次試驗(yàn)稱為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;
②.二項(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)稱隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布,記作,并稱為成功概率.
統(tǒng)計(jì)
(1)三種抽樣方法
①簡單隨機(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(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?。?br>
簡單隨機(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.
②系統(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.
③分層抽樣
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(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表示相應(yīng)樣本的頻率分布,有時(shí)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(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.
①用樣本頻率分布估計(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.
②莖葉圖刻畫數(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)大致分布在通過散點(diǎn)圖中心的一條直線附近,那么就說這兩個(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(jì)
1
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)閮煞诸愖兞亢褪怯嘘P(guān)系;
如果就有的把握因?yàn)閮煞诸愖兞亢褪怯嘘P(guān)系;
如果就有的把握因?yàn)閮煞诸愖兞亢褪怯嘘P(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(duì)角線上的頻數(shù)的積的差的絕對(duì)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(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)
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(gè)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(diǎn):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(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)
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(diǎn):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(gè)角度來理解。
【典型例題】
考點(diǎn):概率
【內(nèi)容解讀】概率試題主要考查基本概念和基本公式,對(duì)等可能性事件的概率、互斥事件的概率、獨(dú)立事件的概率、事件在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中恰發(fā)生k次的概率、離散型隨機(jī)變量分布列和數(shù)學(xué)期望等內(nèi)容都進(jìn)行了考查。掌握古典概型和幾何概型的概率求法。
【命題規(guī)律】(1)概率統(tǒng)計(jì)試題的題量大致為2道,約占全卷總分的6%-10%,試題的難度為中等或中等偏易。
(2)概率統(tǒng)計(jì)試題通常是通過對(duì)課本原題進(jìn)行改編,通過對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的重新組合、變式和拓展,從而加工為立意高、情境新、設(shè)問巧、并賦予時(shí)代氣息、貼近學(xué)生實(shí)際的問題。這樣的試題體現(xiàn)了數(shù)學(xué)試卷新的設(shè)計(jì)理念,尊重不同考生群體思維的差異,貼近考生的實(shí)際,體現(xiàn)了人文教育的精神。
例1、在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè)D是橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的絕對(duì)值均不大于2的點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域,E是到原點(diǎn)的距離不大于1的點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域,向D中隨意投一點(diǎn),則落入E中的概率為。
解:如圖:區(qū)域D表示邊長為4的正方形ABCD的內(nèi)部(含邊界),區(qū)域E表示單位圓及其內(nèi)部,因此。
答案
點(diǎn)評(píng):本題考查幾何概型,利用面積相比求概率。
例2某公交公司對(duì)某線路客源情況統(tǒng)計(jì)顯示,公交車從每個(gè)停靠點(diǎn)出發(fā)后,車上的乘客人數(shù)及頻率如下表:
人數(shù)0~67~1213~1819~2425~3031人以上
頻率0.10.150.250.200.200.1
(I)從每個(gè)??奎c(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)不超過24人的概率約是多少?
(II)全線途經(jīng)10個(gè)??奎c(diǎn),若有2個(gè)以上(含2個(gè))??奎c(diǎn)出發(fā)后,車上乘客人數(shù)超過18人的概率大于0.9,公交公司就要考慮在該線路增加一個(gè)班次,請(qǐng)問該線路需要增加班次嗎?
解:(Ⅰ)每個(gè)??奎c(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)不超過24人的概率約為
0.1+0.15+0.25+0.2=0.7
0.(Ⅱ)從每個(gè)停靠點(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)超過18人的概率為0.20+0.20+0.1=0.5
1.途經(jīng)10個(gè)??奎c(diǎn),沒有一個(gè)停靠點(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)超過18人的概率為
途經(jīng)10個(gè)??奎c(diǎn),只有一個(gè)停靠點(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)超過18人的概率
所以,途經(jīng)10個(gè)??奎c(diǎn),有2個(gè)以上(含2個(gè))停靠點(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)超過18人的概率
P=1--C()(1-)9=1-=
∴該線路需要增加班次。
答:(Ⅰ)每個(gè)??奎c(diǎn)出發(fā)后,乘客人數(shù)不超過24人的概率約為0.7
(Ⅱ)該線路需要增加班次
考點(diǎn)四:統(tǒng)計(jì)
【內(nèi)容解讀】理解簡單隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣、分層抽樣的概念,了解它們各自的特點(diǎn)及步驟.會(huì)用三種抽樣方法從總體中抽取樣本.會(huì)用樣本頻率分布估計(jì)總體分布.會(huì)用樣本數(shù)字特征估計(jì)總體數(shù)字特征.會(huì)利用散點(diǎn)圖和線性回歸方程,分析變量間的相關(guān)關(guān)系;掌握獨(dú)立性檢驗(yàn)的步驟與方法。
【命題規(guī)律】(1)概率統(tǒng)計(jì)試題的題量大致為2道,約占全卷總分的6%-10%,試題的難度為中等或中等偏易。
(2)概率統(tǒng)計(jì)試題通常是通過對(duì)課本原題進(jìn)行改編,通過對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的重新組合、變式和拓展,從而加工為立意高、情境新、設(shè)問巧、并賦予時(shí)代氣息、貼近學(xué)生實(shí)際的問題。這樣的試題體現(xiàn)了數(shù)學(xué)試卷新的設(shè)計(jì)理念,尊重不同考生群體思維的差異,貼近考生的實(shí)際,體現(xiàn)了人文教育的精神。
例3(1)(2009湖南卷文)一個(gè)總體分為A,B兩層,用分層抽樣方法從總體中抽取一個(gè)容量為10的樣本.已知B層中每個(gè)個(gè)體被抽到的概率都為,則總體中的個(gè)體數(shù)為.
答案120
解析設(shè)總體中的個(gè)體數(shù)為,則
(2)(2009四川卷文)設(shè)矩形的長為,寬為,其比滿足∶=,這種矩形給人以美感,稱為黃金矩形。黃金矩形常應(yīng)用于工藝品設(shè)計(jì)中。下面是某工藝品廠隨機(jī)抽取兩個(gè)批次的初加工矩形寬度與長度的比值樣本:
甲批次:0.5980.6250.6280.5950.639
乙批次:0.6180.6130.5920.6220.620
根據(jù)上述兩個(gè)樣本來估計(jì)兩個(gè)批次的總體平均數(shù),與標(biāo)準(zhǔn)值0.618比較,正確結(jié)論是
A.甲批次的總體平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值更接近
B.乙批次的總體平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值更接近
C.兩個(gè)批次總體平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值接近程度相同
D.兩個(gè)批次總體平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值接近程度不能確定
答案A
解析甲批次的平均數(shù)為0.617,乙批次的平均數(shù)為0.613
例4下表提供了某廠節(jié)能降耗技術(shù)改造后生產(chǎn)甲產(chǎn)品過程中記錄的產(chǎn)量x(噸)與相應(yīng)的生
產(chǎn)能耗Y(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)的幾組對(duì)照數(shù)據(jù)
3456
y2.5344.5
(1)請(qǐng)畫出上表數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖;
(2)請(qǐng)根據(jù)上表提供的數(shù)據(jù),崩最小二乘法求出Y關(guān)于x的線性回歸方程Y=bx+a;
(3)已知該廠技改前100噸甲產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗為90噸標(biāo)準(zhǔn)煤.試根據(jù)(2)求出的線性回歸方程,預(yù)測(cè)生產(chǎn)100噸甲產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗比技改前降低多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤?
(參考數(shù)值:32.5+43+54+64.5=66.5)
解:(1)散點(diǎn)圖略.
(2),,,
由所提供的公式可得,故所求線性回歸方程為10分
(3)噸.
例5、為了研究某高校大學(xué)新生學(xué)生的視力情況,隨機(jī)地抽查了該校100名進(jìn)校學(xué)生的視力情況,得到頻率分布直方圖,如圖.已知前4組的頻數(shù)從左到右依次是等比數(shù)列的前四項(xiàng),后6組的頻數(shù)從左到右依次是等差數(shù)列的前六項(xiàng).
(Ⅰ)求等比數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)求等差數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅲ)若規(guī)定視力低于5.0的學(xué)生屬于近視學(xué)生,試估計(jì)該校新生的近視率的大小.
解:由題意知:,
∵數(shù)列是等比數(shù)列,∴公比
∴.
∵=13,
∴,
∵數(shù)列是等差數(shù)列,∴設(shè)數(shù)列公差為,則得,
∴=87,
,,
=,
(或=)
答:估計(jì)該校新生近視率為91%.
例6、某興趣小組欲研究晝夜溫差大小與患感冒人數(shù)多少之間的關(guān)系,他們分別到氣象局與某醫(yī)院抄錄了1至6月份每月10號(hào)的晝夜溫差情況與因患感冒而就診的人數(shù),得到如下資料:
日期1月10日2月10日3月10日4月10日5月10日6月10日
晝夜溫差x(°C)1011131286
就診人數(shù)y(個(gè))222529261612
該興趣小組確定的研究方案是:先從這六組數(shù)據(jù)中選取2組,用剩下的4組數(shù)據(jù)求線性回歸方程,再用被選取的2組數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn).
(Ⅰ)求選取的2組數(shù)據(jù)恰好是相鄰兩個(gè)月的概率;(5分)
(Ⅱ)若選取的是1月與6月的兩組數(shù)據(jù),請(qǐng)根據(jù)2至5月份的數(shù)據(jù),求出y關(guān)于x的線性回歸方程;(6分)
(Ⅲ)若由線性回歸方程得到的估計(jì)數(shù)據(jù)與所選出的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差均不超過2人,則認(rèn)為得到的線性回歸方程是理想的,試問該小組所得線性回歸方程是否理想?(3分)
(參考公式:)
解:(Ⅰ)設(shè)抽到相鄰兩個(gè)月的數(shù)據(jù)為事件A.因?yàn)閺?組數(shù)據(jù)中選
取2組數(shù)據(jù)共有15種情況,每種情況都是等可能出現(xiàn)的
其中,抽到相鄰兩個(gè)月的數(shù)據(jù)的情況有5種
所以
(Ⅱ)由數(shù)據(jù)求得
由公式求得
再由
所以關(guān)于的線性回歸方程為
(Ⅲ)當(dāng)時(shí),,;
同樣,當(dāng)時(shí),,
所以,該小組所得線性回歸方程是理想的.
模擬演練
3.已知事件“三位中國選手均進(jìn)入亞運(yùn)會(huì)體操?zèng)Q賽”,事件“三位中國選手均未進(jìn)入亞運(yùn)會(huì)體操?zèng)Q賽”,那么事件和是()
A.等可能性事件B.不互斥事件
C.互斥但不是對(duì)立事件D.對(duì)立事件
3.C提示:根據(jù)兩事件不能同時(shí)發(fā)生,且當(dāng)一個(gè)不發(fā)生時(shí)不一定發(fā)生另一個(gè),因此兩事件
是互斥但不是對(duì)立事件.
4.若對(duì)于變量與的組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的回歸模型中,相關(guān)指數(shù),又知?dú)埐钇椒胶蜑椋敲吹闹禐椋ǎ?br>
A.B.C.D.
4.A提示:根據(jù)表示總偏差平方和,得.
5.①既然拋擲硬幣出現(xiàn)正面的概率為0.5,那么連續(xù)兩次
拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣,一定是一次正面朝上,一次反面朝上;②如果某種彩票的中獎(jiǎng)概
率為,那么買1000張這種彩票一定能中獎(jiǎng);③在乒乓球、排球等比賽中,裁判通過讓運(yùn)
動(dòng)員猜上拋均勻塑料圓板著地是正面還是反面來決定哪一方先發(fā)球,這樣做不公平;④一個(gè)
骰子擲一次得到2的概率是,這說明一個(gè)骰子擲6次會(huì)出現(xiàn)一次2.其中不正確的說法是
()
A①②③④B①②④C③④D③
5.A提示:概率是一個(gè)隨即性的規(guī)律,具有不確定性,因此①②④錯(cuò)誤,而③拋擲均勻塑料
圓板出現(xiàn)正面與方面的概率相等,是公平的.因此均為不正確的說法.
6.若,則方程有實(shí)根的概率為()
A.B.C.D.
6.C提示:若方程有實(shí)根,則有.因?yàn)?,根?jù)幾何概型“有實(shí)根的”概率為.
7.(專題七文科第7題)
8.下圖是2010年渥太華冬奧會(huì)上,七位評(píng)委為某冰舞
運(yùn)動(dòng)員打出的分?jǐn)?shù)的莖葉統(tǒng)計(jì)圖,去掉一個(gè)最低分和一
個(gè)最高分后,所剩數(shù)據(jù)的平均數(shù)和方差分別為()
A.,B.,
C.,D.,
8.D提示:根據(jù)莖葉圖,所剩數(shù)據(jù)為,因此,
.
9.某高校調(diào)查詢問了56名男女大學(xué)生,在課余時(shí)間是否參加運(yùn)動(dòng),得到下表所示的數(shù)據(jù).
從表中數(shù)據(jù)分析,①有以上的把握認(rèn)為性別與是否參加運(yùn)動(dòng)有關(guān);
②在100個(gè)參加運(yùn)動(dòng)的大學(xué)生中有95個(gè)男生;
③認(rèn)為性別與是否參加運(yùn)動(dòng)有關(guān)出錯(cuò)的可能性小于;
④在100個(gè)參加運(yùn)動(dòng)的大學(xué)生中有5個(gè)女生;其中正確命題的個(gè)數(shù)為().
A.1B.2C.3D.4
9.B提示:根據(jù),因此有95%以上的把握認(rèn)為二者有關(guān)系,出錯(cuò)的可能性小于5%.①③正確.
10.((專題七文科第10題))
11.2010年3月“十一屆全國人大三次會(huì)議及十一屆全國政協(xié)三次會(huì)議”在北京隆重召開,
針對(duì)中國的中學(xué)教育現(xiàn)狀,現(xiàn)場(chǎng)的2500名人大代表對(duì)其進(jìn)行了綜合評(píng)分,得到如下“頻率
分布直方圖”(如圖),試根據(jù)頻率分布直方圖,估計(jì)平均分為().
ABCD
11.B提示:找到每個(gè)矩形的中點(diǎn)和頻率,從而利用平均數(shù)公式求解.要注意頻率分布直方圖中每個(gè)小矩形面積表示該段的頻率.
12.(專題七文科第12題)
13.半徑為10cm的圓周上有兩只螞蟻,它們分別從兩個(gè)不同的點(diǎn)A、B出發(fā),沿劣弧相向而行,速度分別為10mm/s與8mm/s,則這兩只螞蟻在5s內(nèi)相遇的概率為.
13.提示:5s內(nèi)兩只螞蟻相遇時(shí)所行走的最大距離為mm,而兩只螞蟻初始時(shí)的最大距離為半個(gè)圓周,即mm,所以這兩只螞蟻在5s內(nèi)相遇的概率為.
14.((專題七文科第14題))
15.已知現(xiàn)有編號(hào)為①②③④⑤的5個(gè)圖形,它們分別是兩個(gè)直角邊長為3、3的直角三角形;兩個(gè)邊長為3的正方形;一個(gè)半徑為3的圓.則以這些圖形中的三個(gè)圖形為一個(gè)立體圖形的三視圖的概率為.
15.提示:①②③;②③④;③④⑤可構(gòu)成一個(gè)立體圖形的三視圖,而從這5個(gè)圖形選取3個(gè)共有個(gè)基本事件,因此概率為.
16.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電腦進(jìn)入了越來越多的家庭,為了解電腦對(duì)生活的影響,就平均每天看電腦的時(shí)間,一個(gè)社會(huì)調(diào)查機(jī)構(gòu)對(duì)某地居民調(diào)查了10000人,并根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出樣本的頻率分布直方圖(如圖),為了分析該地居民平均每天看電視的時(shí)間與年齡、學(xué)歷、職業(yè)等方面的關(guān)系,要從這10000人中再用分層柚樣方法抽出100人做進(jìn)一步調(diào)查,則在(小時(shí))時(shí)間段內(nèi)應(yīng)抽出的人數(shù)是.
16.提示:根據(jù)頻率分布直方圖可得,在之間的人數(shù)為,根據(jù)分層抽樣特點(diǎn)得在之間抽取的人數(shù)為.
17.輸血是重要的搶救生命的措施之一,但是要注意同種血型的人可以輸血,O型血可以輸給任一種血型的人,任何人的血都可以輸給AB型血的人,其他不同血型的人不能互相輸血.
黃種人群中各種血型的人所占的比如下表所示:
血型ABABO
該血型的人所占比/%2829835
2010年4月14日玉樹地震,小王不幸被建筑物壓在下面,失血過多,需要輸血,已知小王是B型血,問:
(1)任找一個(gè)人,其血可以輸給小王的概率是多少?
(2)任找一個(gè)人,其血不能輸給小王的概率是多少?
17.提示:(1)對(duì)任一人,其血型為A,B,AB,O型血的事件分別記為它們是互斥的.
由已知,有.…………3分
因?yàn)锽,O型血可以輸給B型血的人,故“可以輸給B型血的人”為事件.
根據(jù)互斥事件的加法公式,有……6分.
(2)由于A,AB型血不能輸給B型血的人,故“不能輸給B型血的人”為事件
,且.…………10分
答:任找一人,其血可以輸給小明的概率為0.64,其血不能輸給小明的概率為0.36.
………12分
18.某研究機(jī)構(gòu)為了研究人的體重與身高之間的關(guān)系,隨機(jī)抽測(cè)了20人,得到如下數(shù)據(jù):
序號(hào)12345678910
身高x(厘米)182164170176177159171166182166
體重y(公斤)76606176775862607857
序號(hào)11121314151617181920
身高x(厘米)169178167174168179165170162170
體重y(公斤)76746877637859756473
(1)若“身高大于175厘米”的為“高個(gè)”,“身高小于等于175厘米”的為“非高個(gè)”;“體重大于75(公斤)”的為“胖子”,“體重小于等于75(公斤)”的為“非胖子”.請(qǐng)根據(jù)上表數(shù)據(jù)完成下面的聯(lián)列表:
高個(gè)非高個(gè)合計(jì)
胖子
非胖子12
合計(jì)20
(2)根據(jù)題(1)中表格的數(shù)據(jù),若按99%的可靠性要求,能否認(rèn)為體重與身高之間有關(guān)系?
18.解:(1)
高個(gè)非高個(gè)合計(jì)
胖子527
非胖子11213
合計(jì)61420
………4分
(2)假設(shè)兩變量沒有關(guān)系,依題題意
………8分
由表知:認(rèn)為體重與身高之間有關(guān)的可能性為………10分
所以有理由認(rèn)為體重與身高之間有關(guān)系.………12分
19.為從甲乙兩運(yùn)動(dòng)員中選拔一人,參加2010年廣州亞運(yùn)會(huì)體操項(xiàng)目,對(duì)甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行培訓(xùn).現(xiàn)分別從他們?cè)谂嘤?xùn)期間參加的若干次預(yù)賽成績中隨機(jī)抽取6次,得出莖葉圖如下:
(1)現(xiàn)要從中選拔一人參加亞運(yùn)會(huì),從平均成績及發(fā)揮穩(wěn)定性的角度考慮,你認(rèn)為選派哪位學(xué)生參加合適?
(2)從甲運(yùn)動(dòng)員預(yù)賽成績中任取一次記為,從乙運(yùn)動(dòng)員預(yù)賽成績中任取一次記為,求
的概率.
解:根據(jù)莖葉圖,可得甲乙成績?nèi)缦拢?br>
甲817978959384
乙929580758385
…………1分
(1)派甲參賽比較合適.理由如下:…………2分
,
,…………3分
,
…………5分
∵,,∴甲的成績較穩(wěn)定,派甲參賽比較合適.…………6分
(2)記“甲運(yùn)動(dòng)員預(yù)賽成績,大于乙運(yùn)動(dòng)員預(yù)賽成績”為事件A,…………7分
列表:
甲乙929580758385
8181,9281,9581,8081,7581,8381,85
7979,9279,9579,8079,7579,8379,85
7878,9278,9578,8078,7578,8378,85
9595,9295,9595,8095,7595,8395,85
9393,9293,9593,8093,7593,8393,85
8484,9284,9584,8084,7584,8384,85
因此基本事件共有36個(gè),其中發(fā)生事件A的有17個(gè),…………9分
根據(jù)古典概型,.…………10分
答:選擇甲參加比賽更合適,的概率為.………………………………………12分
20.設(shè),在線段上任取兩點(diǎn)(端點(diǎn)除外),將線段分成了三條線段,
(1)若分成的三條線段的長度均為正整數(shù),求這三條線段可以構(gòu)成三角形的概率;
(2)若分成的三條線段的長度均為正實(shí)數(shù),求這三條線段可以構(gòu)成三角形的概率.
解:(1)若分成的三條線段的長度均為正整數(shù),則三條線段的長度的所有可能為:
共3種情況,其中只有三條線段為時(shí)能構(gòu)成三角形,則構(gòu)成三角形的概率.………6分
(2)設(shè)其中兩條線段長度分別為,則第三條線段長度為,則全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域?yàn)?
,,,
即:,,
所表示的平面區(qū)域?yàn)槿切?;……?分
若三條線段能構(gòu)成三角形,則還要滿足,即為,所表示的平面區(qū)域?yàn)槿切巍?0分
由幾何概型知,所求的概率為.………12分
21.下表抄錄了2010年1至4月份每月10號(hào)的晝夜溫差情況與因患感冒而就診的人數(shù),得到如下資料:
日期1月10日2月10日3月10日4月10日
晝夜溫差x(°C)1113128
就診人數(shù)y(個(gè))25292616
(1)已知兩變量、具有線性相關(guān)關(guān)系,求出關(guān)于的線性回歸方程;
(2)通過相關(guān)指數(shù)判斷回歸方程擬合效果.
解:(1)制表如下
1234合計(jì)
111312844
2529261696
2753773121281092
12116914464498
6258416762562398
;;
………4分
根據(jù)兩變量、具有線性相關(guān)關(guān)系
由公式求得………6分
再由
所以關(guān)于的線性回歸方程為………8分
(2)∵
………10分
∴因此擬合效果比較好.
………12分
22.為選拔學(xué)生做亞運(yùn)會(huì)志愿者,對(duì)某班50名學(xué)生進(jìn)行了一次體育測(cè)試,成績?nèi)拷橛?0與100之間,將測(cè)試結(jié)果按如下方式分成五組:每一組,第二組,……,第五組.下圖是按上述分組方法得到的頻率分布直方圖.
(I)若成績大于或等于60且小于80,認(rèn)為合格,求該班在這次數(shù)學(xué)測(cè)試中成績合格的人數(shù);
(II)從測(cè)試成績?cè)趦?nèi)的所有學(xué)生中隨機(jī)抽取兩名同學(xué),設(shè)其測(cè)試成績分別為、,求事件“”的概率.
解:(I)由直方圖知,成績?cè)趦?nèi)的人數(shù)為:
.
所以該班在這次數(shù)學(xué)測(cè)試中成績合格的有29人.………4分
(II)由直方圖知,成績?cè)诘娜藬?shù)為,設(shè)為、,
成績?cè)诘娜藬?shù)為,設(shè)為………6分
若時(shí),只有1種情況,………7分
若時(shí),有3種情況,………8分
若分別在和內(nèi)時(shí),有
xx
x
x
yy
y
y
共有6種情況.所以基本事件總數(shù)為10種,………12分
事件“”所包含的基本事件個(gè)數(shù)有6種
∴P()………14分