考点7 直线与圆的方程
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专题07 直线和圆的方程(填空题)一、填空题1.已知直线10x ay +-=和直线420ax y ++=互相平行,则a 的值为__________. 2.过点()2,2M -的直线与x 轴、y 轴分别交于P 、Q 两点,若M 恰为线段PQ 的中点,则直线PQ 的方程为__________.3.点()5,7P -到直线12510x y +-=的距离为__________.4.一束光线从点()2,1A-出发经x 轴反射到圆22:(2)(2)1C x y -+-=上,光线的最短路程是__________.5.直线413=-y x 的单位法向量是__________. 6.若(1,3n =-是直线l 的一个法向量,则l 的倾斜角大小为__________.7.平面直角坐标系中点(1,2)到直线210x y ++=的距离为__________.8.已知直线1l :340x y ++=与直线2l :0x my +=垂直,则m 的值为__________. 9.如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,则a 的值为__________.10.设()00,P x y 为直线1x y +=与圆223x y +=的交点,则00=x y __________. 11.过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=r 2的切线有且只有一条,则该切线的方程为__________. 12.过圆225x y +=上一点(2,1)M -作圆的切线, 则该切线的方程为__________. 13.已知直线1l :230ax y +-=和直线2l :(1)10a x y --+=.若12l l ,则1l 与2l 的距离为__________. 14.已知直线l 的倾斜角α满足方程1cos 1sin 2αα-=,则直线l 的斜率为__________. 15.已知实数,x y 满足方程()2221x y -+=,则y x 的取值范围是__________. 16.已知()2,1A -、()1,2B ,点C 为直线13y x =上的一动点,则AC BC +的最小值为__________.17.对任意实数k ,圆C :2268120x y x y +--+=与直线l :430kx y k --+=的位置关系是__________.18.函数()f x =__________.19.在ABC 中,(4,1)A 、(7,5)B 、(4,7)C -,则A ∠的平分线所在直线的一般式方程是__________.20.已知直线(3a +2)x +(1-4a)y +8=0与(5a -2)x +(a +4)y -7=0垂直,则实数a =__________.21.点()2,3-关于直线0x y -=对称的点的坐标为__________.22.经过两条直线220x y ++=和3420x y +-=的交点,且垂直于直线3240x y -+=的直线的一般式方程为__________.23.当点(3,2)P 到直线120mx y m -+-=的距离最大值时,m 的值为__________. 24.已知,,a b c 是两两不等的实数,点(),P b b c +,点(),Q a c a +,则直线PQ 的倾斜角为__________.25.在平面直角坐标系中,直线30x +-=的倾斜角是__________.26.两条平行直线433x y ++=0与869x y +-=0的距离是__________.27.直线x ﹣4y +k =0在两坐轴上截距之和为5,则k =__________.28.已知直线l 的斜率为16且和坐标轴围成的三角形的面积为3,则直线l 的方程为__________.29.直线2mx +y –m –1=0恒过定点__________.30.两条平行直线34120x y +-=与8110ax y ++=间的距离是___________. 31.已知直线1:3l y ax =+与2l 关于直线y x =对称,2l 与3:210l x y +-=垂直,则a =__________.32.若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线230x y --=的距离为__________. 33.已知圆C :x 2+y 2﹣2x ﹣2y ﹣6=0.直线l 过点(0,3),且与圆C 交于A 、B 两点,|AB |=4,则直线l 的方程__________.34.若直线3x =与圆2220x y x a +--=相切,则a =__________.35.若直线l 过(0,5)A ,且被圆C :22412240x y x y ++-+=截得的弦长为线l 方程为__________.36.圆心在直线270x y -+=上的圆C 与x 轴交于两点(2,0),(4,0)A B --,则圆C 的方程为__________.37.两圆222220x y x y +-+-=和2245x y x ++=的公共弦长为__________. 38.过点()0,2P 的直线l 与圆O :229x y +=相交于M ,N 两点,且圆上一点Q 到l 的距离的最大值为4,则直线MN 的方程为__________.39.已知过点()2,2P 的直线与圆()2215x y -+=相切,且与直线10ax y -+=垂直,则a =__________.40.若圆C 经过坐标原点和点(4,0),且与直线y =1相切,则圆C 的方程是___________. 41.已知直线l :()20kx y k R +-=∈是圆C :226260x y x y +-++=的一条对称轴,过点()0,A k 作圆C 的一条切线,切点为B ,则线段AB 的长度为__________.42.设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的动直线30mx y m --+=交于点(,)P x y ,则PA PB ⋅的最大值是__________.43.已知α,R β∈,直线1sin sin sin cos x y αβαβ+=++与1cos sin cos cos x y αβαβ+=++的交点在直线y x =-上,则sin cos sin cos ααββ+++=__________.44.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线后人称之为三角形的欧拉线,已知ABC 的顶点()2,0A ,()0,4B ,若其欧拉线方程为20x y -+=,则顶点C 的坐标__________.45.已知等腰三角形的底边所在直线过点()2,1P ,两腰所在的直线为20x y +-=与740x y -+=,则底边所在的直线方程是__________.46.已知三条直线1:440l x y +-=,2:0l mx y +=,3:2340l x my --=不能围成三角形,则m =__________.47.过点()10,10-且在x 轴上的截距是在y 轴上截距的4倍的直线的方程为__________.48.直线xcosθy +2=0的倾斜角的范围是__________.49.已知点()()2,3,3,2P Q -,直线20ax y ++=与线段PQ 相交,则实数a 的取值范围是__________.50.一条光线从点()2,3-射出,经x 轴反射,其反射光线所在直线与圆()2231x y -+=相切,则反射光线所在的直线方程为__________.51.已知实数925m ≠,原点到动直线(31)(43)9250m x m y m ++-+-=的距离的取值范围为__________.52.m R ∈,动直线1:10l x my +-=过定点A ,动直线2:230l mx y m --+=过定点B ,若直线1l 与2l 相交于点P (异于点,A B ),则PAB ∆周长的最大值为__________. 53.直线l 过点()1,0,且被两平行直线360x y +-=和330x y ++=所截得的线段长为9,则直线l 的一般式方程是__________.54.过点()2020,2020P 且在两坐标轴上截距相等的直线的一般式方程为__________. 55.已知直线1l :420mx y +-=与2l :250x y n -+=互相垂直,其垂足为()1,p ,则m n p +-的值为__________.56.点P (-1,1)为圆 ()22125x y -+=的弦AB 的中点,则直线AB 的方程为__________. 57.已知l 1的斜率是2,l 2过点A(-1,-2),B(x ,6),且l 1∥l 2,则19log x =__________. 58.已知圆22:(2)1M x y +-=,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点,则动弦AB 的中点P 的轨迹方程为__________.59.已知直线l 过点(2,3),且在x 轴上的截距是在y 轴上截距的两倍,则直线l 的方程为__________.60.如图是一公路隧道截面图,下方ABCD 是矩形,且4m AB =,8m BC =,隧道顶APD 是一圆弧,拱高2m OP =,隧道有两车道EF 和FG ,每车道宽3.5m ,车道两边留有0.5m 人行道BE 和GC ,为了行驶安全,车顶与隧道顶端至少有0.6m 的间隙,则此隧道允许通行车辆的限高是__________m (精确到0.01m 7.141=)61.已知直线:210l x y --=和圆22:210C x y y +--=相交于A 、B 两点,则弦长AB =__________.62.在边长为1的正方形ABCD 中,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上,若AP AB AD λμ=+,则λμ+的最大值为__________.63.已知直线l 经过点P(-4,-3),且被圆(x +1)2+(y +2)2=25截得的弦长为8,则直线l 的方程是__________.64.已知点P 在圆22:(4)4C x y -+=上,点(6,0)A ,M 为AP 的中点,O 为坐标原点,则tan MOA ∠的最大值为__________.65.圆上的点()2,1关于直线0x y +=的对称点仍在圆上,且圆与直线10x y -+=相交所,则圆的方程为__________.66.已知P 是直线3x +4y -10=0上的动点,P A ,PB 是圆x 2+y 2-2x +4y +4=0的两条切线,A ,B 是切点,C 是圆心,那么四边形P ACB 面积的最小值为__________.67.等腰直角三角形ABC ,2AB AC ==,90BAC ∠=︒.E ,F 分别为边AB ,AC 上的动点,设AE mAB =,AF nAC =,其中,(0,1)m n ∈,且满足221+=m n ,M ,N 分别是EF ,BC 的中点,则||MN 的最小值为__________.68.如图放置的等腰直角ABC 薄片(90ACB ∠=︒,2AC =)沿x 轴滚动,点A 的运动轨迹曲线与x 轴有交点,则在两个相邻交点间点A 的轨迹曲线与x 轴围成图形面积为__________.69.若曲线1:2C y =与曲线2:(2)()0C y y kx k --+=有四个不同的交点,则实数k 的取值范围是__________.70.在平面直角坐标系中,给定两点(1,2),(3,4)M N ,点P 在x 轴的正半轴上移动,当MPN ∠取最大值时,点P 的横坐标为__________.71.圆222410x y x y ++-+= 关于直线()220,ax by a b R -+=∈对称,则ab 的取值范围是__________.72.圆心在x 轴上,且与直线1:l y x =和2:2l y x =-都相切的圆的方程为__________. 73.对任意的实数k ,直线2(1)20k x ky +--=被圆222240x y x y +---=截得的最短弦长为__________.74.已知动点()P m n ,在圆22:1O x y +=上,若点1,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,点()1,1B ,则2PA PB +的最小值为__________.75.圆(x +2)2+y 2=4与圆(x -2)2+(y -1)2=9的位置关系为__________.76.已知直线:0l mx y m ++=交圆22:(1)1C x y -+=于()11,A x y ,()22,B x y 两点,则112244x y x y -++-+的取值范围为__________.77.点(3,1)P -在动直线(1)(1)0m x n y -+-=上的投影为点M ,若点()3,3N ,那么MN 的最小值为__________.78.已知实数x 、y 满足()2221x y +-=,则ω=的取值范围__________.79.已知点A(-1,0),B(1,0),C(0,1),直线y=ax+b(a>0)将△ABC 分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是__________.80.过点()P 0,3作直线l :()()m n x 2n 4m y 6n 0++--=的垂线,垂足为点Q ,则点Q 到直线x 2y 80--=的距离的最小值为__________.二、双空题81.已知点P (1,1)为圆2260x y x +-=的弦AB 的中点,则弦AB 所在的直线方程为__________,AB =__________.82.已知圆C 的圆心在直线230x y -+=,半径为r ,且与直线:40l x y -+=切于点()2,2P -,则圆C 的圆心坐标为__________;半径r =__________.83.直线142x y +=与x 轴、y 轴分别交于点A ,B ,则AB =__________;以线段AB 为直径的圆的方程为__________.84.已知直线1l 的方程为3420x y --=,直线2l 的方程为6810x y --=,则直线1l 的斜率为__________,直线1l 与2l 的距离为__________.85.直线:1l x =的倾斜角为__________;点()2,5P 到直线l 的距离为__________. 86.已知()2,0A -,()0,2B -,动点P 在圆C :22240x y x y +--=上,若直线//l AB 且与圆C 相切,则直线l 的方程为__________;当PA PB ⋅取得最大值时,直线PC 方程为__________.87.已知A ,(2,1)B ,直线l 过点(0,1)P -,若直线l 与线段AB 总有公共点,则直线l 的斜率取值范围是__________,倾斜角α的取值范围是__________.88.已知a 为实数,直线1:660l ax y +-=,直线2:2350l x y ++=,若12l l //,则a =__________;若12l l ⊥,则a =__________.89.已知点A (0,1),直线l 1:x -y -1=0,直线l 2:x -2y +2=0,则点A 关于直线l 1的对称点B 的坐标为__________,直线l 2关于直线l 1的对称直线方程是__________.90.直线l 10y ++=的倾斜角的大小是__________;直线m :10x ky -+=与直线l 垂直,则实数k =__________.91.经过两点A (2,3),B (1,4)的直线的斜率为__________,倾斜角为__________. 92.如图,过1,0A ,10,2B ⎛⎫ ⎪⎝⎭两点的直线与单位圆221x y +=在第二象限的交点为C ,则弦AC 的长为__________;9sin 4AOC π⎛⎫∠-= ⎪⎝⎭__________.93.已知点()2,3A ,()3,2B ,12,2C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,若直线l 过点()1,1P 与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围是__________;若直线l 过点()1,1P 与线段BC 相交,则直线l 的斜率k的取值范围是__________.94.圆224240x y x y ++-+=上的点到直线1y x =-的最近距离为__________,最远距离为__________.95.已知点(3,1)A -,(5,2)B -,点P 在直线0x y +=上,当点P 的坐标为__________时,能使PA PB +取得最小值__________.96.直线l 过点()4,1且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A 、B 两点,O 为坐标原点,则AOB 面积的最小值为__________,当AOB 面积取最小值时直线l 的一般式方程是__________.97.设圆()()()222:,,0C x a y b r a b r -+-=>与x 轴相切,且与过点()2,0的直线相切于点48,55⎛⎫ ⎪⎝⎭,则圆心坐标为__________,半径r =__________. 98.已知实数x ,y 满足方程22410x y x +-+=,则22x y +的最大值和最小值分别为__________、__________.99.过20x y --=上一点()00,P x y 作直线与221x y +=相切于A ,B 两点.当03x =时,切线长PA 为__________;当PO AB ⋅最小时,0x 的值为__________.。
直线与圆的方程必考的几种题型ʏ河北省三河市第二中学 杨 勇从高考命题的角度看,直线㊁圆的方程及位置关系问题是必考的内容,题型大多以选择题或填空题的形式呈现,此类试题难度中等㊂鉴于以上高考命题特点,建议同学们必须掌握以下几种必考题型㊂一㊁求直线方程例1 已知直线l 1:(m +2)x +m y -8=0与直线l 2:m x +y -4=0,m ɪR ㊂(1)若l 1ʊl 2,求m 的值;(2)若点P (1,m )在直线l 2上,直线l 过点P ,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线l 的方程㊂分析:(1)由题意可知m ʂ0,所以可得m +2m =m 1ʂ-8-4,从而可求出m 的值㊂(2)将点P (1,m )的坐标代入直线l 2的方程,求出m 的值,从而可得点P 的坐标,然后设出直线l 的方程,利用两坐标轴上的截距之和为0,列方程求解㊂解:(1)因为l 1ʊl 2,所以m ʂ0,且m +2m=m 1ʂ-8-4㊂由m +2m =m1,得m 2-m -2=0,解得m =-1或m =2(舍去),故m =-1㊂(2)因为点P (1,m )在直线l 2上,所以m +m -4=0,解得m =2,点P 的坐标为(1,2)㊂设直线l 的方程为y -2=k (x -1)(k ʂ0)㊂令x =0,则y =2-k ;令y =0,则x =1-2k㊂因为直线l 在两坐标轴上的截距之和为0,所以1-2k +2-k =0,解得k =1或k =2㊂因此,直线l 的方程为x -y +1=0或2x -y =0㊂点评:解决直线方程问题时应注意以下几点㊂(1)求解两条直线平行的问题时,在利用A 1B 2-A 2B 1=0建立方程求出参数的值后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性㊂(2)要注意直线方程每种形式的局限性,应用点斜式㊁两点式㊁斜截式时,要求直线不能与x 轴垂直㊂而截距式方程不能表示过原点的直线,也不能表示垂直于坐标轴的直线㊂(3)讨论两条直线的位置关系时,要讨论直线的斜率是否存在㊂(4)直线与圆相切时,利用 切线与过切点的半径垂直,圆心到切线的距离等于半径 建立关于切线斜率的等式,一般求切线方程时多选择点斜式㊂二㊁求圆的方程例2 (1)已知圆心为C 的圆经过点A (1,1)和B (2,-2),且圆心C 在直线l :x +y +5=0上,则圆C 的方程为㊂(2)经过点(0,0),(0,4),(3,3)的圆的方程为㊂分析:(1)由圆的性质可得,A B 的垂直平分线与直线l :x +y +5=0联立求得圆心为(-3,-2),用两点之间距离公式求得r =|C A |=(-3-1)2+(-2-1)2=5,即可求出圆的标准方程㊂(2)设圆的一般方程为x 2+y 2+D x +E y +F =0,代入三个点的坐标,求出待定系数即可㊂解:因为A (1,1),B (2,-2),所以线段A B 的中点坐标为32,-12,直线A B 的斜率k A B =-2-12-1=-3㊂因此线段A B 的垂直平分线方程是y +12=13x -32,即x -3y -3=0㊂圆心C 的坐标是方程组x -3y -3=0,x +y+5=0的解㊂解此方程组得x =-3,y =-2㊂所以圆心C 的坐标是(-3,-2)㊂因此,圆C 的半径r =|C A |=(-3-1)2+(-2-1)2=5㊂所以圆C 的标准方程是(x +3)2+(y +2)2=25㊂(2)设圆的方程为x 2+y 2+D x +E y +F =0,代入点(0,0),(0,4),(3,3)可得:F =0,16+4E +F =0,18+3D +3E +F =0,解得F =0,D =-2,E =-4㊂故圆的方程为x 2+y 2-2x -4y =0㊂点评:求圆的方程一般有两种方法㊂(1)几何法,通过研究圆的性质㊁直线与圆㊁圆与圆的位置关系,进而求得圆的基本量和方程㊂(2)代数法,即用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各个系数㊂三㊁与直线或圆有关的距离问题例3 (1)已知点P 1(1,1),P 2(5,4)到直线l 的距离都等于2,则直线l 的方程为㊂(2)已知圆:x 2+y 2=16上恰有3个点到直线l :y =3x +b (b >0)的距离等于2,则b 的值为㊂分析:(1)直线l 与直线P 1P 2平行,直线l 过线段P 1P 2的中点或斜率不存在,进行分类讨论㊂(2)根据圆上3个点到直线l 的距离等于2,可得圆心到直线l 的距离为4-2=2,利用点到直线的距离公式解出b 即可㊂解:(1)①当l ʊP 1P 2时,因为直线P 1P 2的方程为3x -4y +1=0,所以可设直线l 的方程为3x -4y +m =0㊂由d =|m -1|5=2⇒m =11或m =-9,即直线l 的方程为3x -4y +11=0或3x -4y -9=0㊂②当l 过线段P 1P 2的中点M 3,52时,设l 的方程为y -52=k (x -3),即k x -y +52-3k =0㊂点P 1到l 的距离d =32-2k k 2+1=2⇒k =-724,即y -52=-724(x -3)⇒7x +24y -81=0㊂③当l ʅx 轴时,斜率不存在,此时x =3也符合题意㊂(2)因为圆的方程为x 2+y 2=16,所以圆心为(0,0),半径为4㊂因为圆x 2+y 2=16上恰有3个点到直线l 的距离都等于2,所以只需要圆心到直线l :y =3x +b (b >0)的距离为2即可㊂直线方程为y =3x +b (b >0),所以圆心到直线的距离为b2=2,且b >0,故b 的值为4㊂点评:(1)求点到直线的距离时,应先将直线方程化为一般式㊂(2)求两平行线之间的距离时,应先将两直线方程化为一般式且x ,y 的系数对应相等㊂(3)求曲线上任意一点到已知直线的最小距离,要利用数形结合和转化与化归思想解题㊂四㊁直线与圆㊁圆与圆的位置关系判断例4 (1)(多选)已知直线l :(1+a )x +y +2a =0(a ɪR )与圆C :x 2+(y -2)2=4,则( )㊂A.直线l 必过定点B .当a =1时,l 被圆C 截得的弦长为455C .直线l 与圆C 可能相切D .直线l 与圆C 不可能相离(2)已知圆C 1的圆心在直线x +2y -1=0上,点(3,0)与(1,-2)都在圆C 1上,圆C 2:(x -3)2+(y +1)2=1,则圆C 1与圆C 2的位置关系是㊂分析:(1)将直线l 变形为x +y +a (x +2)=0,求定点坐标,即可判断A 项;根据弦长公式求弦长,判断B 项;根据直线l 所过定点与圆C 的关系,结合直线方程的形式,即可判断C ㊁D 项㊂(2)利用待定系数法求得圆C 1的标准方程,求出圆心距|C 1C 2|,与两圆的半径和㊁差比较即可得出结论㊂解:(1)因为联立x +y =0,x +2=0,得x =-2,y =2,所以直线过点(-2,2),故A 正确㊂当a =1时,l :2x +y +2=0,圆心(0,2)到直线l 的距离d =422+12=45,弦长=2r 2-d 2=455,故B 正确㊂直线l 所过定点(-2,2)在圆上,过点(-2,2)与圆C 相切的直线是x =-2,但直线l :(1+a )x +y +2a =0(a ɪR )表示斜率存在的直线,表示不了直线x =-2,故不存在直线l 与圆C 相切,故C 错误㊂直线所过定点(-2,2)在圆上,所以直线l 与圆C 总有公共点,不可能相离,故D 正确㊂故选A B D ㊂(2)设圆C 1的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 21㊂因为圆心C 1在直线x +2y -1=0上,且该圆经过(3,0)与(1,-2)两点,列方程组a +2b -1=0,(3-a )2+(0-b )2=r 21,(1-a )2+(-2-b )2=r 21,解得a =1,b =0,r 1=2㊂圆C 1的标准方程为(x -1)2+y 2=4,圆心C 1(1,0),半径r 1=2㊂圆C 2:(x -3)2+(y +1)2=1,圆心C 2(3,-1),半径r 2=1㊂则|C 1C 2|=(3-1)2+12=5㊂又r 1+r 2=3,r 1-r 2=1,而1<5<3,故圆C 1与圆C 2的位置关系是相交㊂点评:(1)直线与圆的位置关系有相交㊁相切和相离三种情况,判断直线与圆的位置关系,主要通过比较圆心到直线的距离与半径的大小㊂(2)圆与圆的位置关系有五种,即内含㊁内切㊁相交㊁外切㊁外离㊂两个圆的位置关系的判断依据是两个圆的圆心距与两个圆的半径差的绝对值或半径和的大小关系㊂(3)过圆外一点求解切线段长的问题,可先求出圆心到圆外点的距离,再结合半径利用勾股定理计算㊂五㊁直线与圆㊁圆与圆弦长问题例5 已知圆C 1:(x -a )2+y 2=4与C 2:x 2+(y -b )2=1(a ,b ɪR )交于A ,B 两点㊂若存在a ,使得|A B |=2,则b 的取值范围为㊂分析:根据圆与圆相交弦所在直线方程性质求得直线A B 的方程,利用直线与圆相交弦长公式,求得a ,b 满足的等式关系,根据方程有解,即可得b 的取值范围㊂解:圆C 1:(x -a )2+y 2=4的圆心C 1(a ,0),半径r 1=2㊂圆C 2:x 2+(y -b )2=1的圆心C 2(0,b ),半径r 2=1㊂若两圆相交,则|r 1-r 2|<|C 1C 2|<r 1+r 2,即1<a 2+b 2<3,则1<a 2+b 2<9㊂又两圆相交弦A B 所在直线方程为(x -a )2+y 2-x 2-(y -b )2=4-1,即2a x -2b y -a 2+b 2+3=0㊂所以圆心C 1(a ,0)到直线A B 的距离d 1=|2a 2-0-a 2+b 2+3|4a 2+4b2,圆心C 2(0,b )到直线A B 的距离d 2=|0-2b 2-a 2+b 2+3|4a 2+4b2,则弦长|A B |=2r 21-d 21=2r 22-d 22=2㊂所以d 1=3,d 2=0,则|a 2+b 2+3|4a 2+4b 2=3,|a 2+b 2-3|4a 2+4b 2=0㊂因此,a 2+b 2=3㊂若存在a ,使得|A B |=2,则b 2ɤ3,即-3ɤb ɤ3,所以b 的取值范围为[-3,3]㊂点评:求解圆的弦长的方法有三种㊂(1)几何法,根据半径㊁弦心距㊁弦长构成的直角三角形,构成三者间的关系r 2=d 2+l 24(其中l 为弦长,r 为圆的半径,d 为圆心到弦的距离)㊂(2)公式法,根据公式l =1+k 2|x 1-x 2|求解(其中l 为弦长,x 1,x 2为直线与圆相交所得两个交点的横坐标,k 为直线的斜率)㊂(3)距离法,联立直线与圆的方程,解方程组先求出两个交点坐标,再利用两点间的距离公式求解㊂六㊁隐圆问题例6 (1)已知A (-2,0),B (2,0),点P 满足|P A |2+|P B |2=16,直线l :(m +1)㊃x -y +1-3m =0(m ɪR ),当点P 到直线l 的距离最大时,m 的值为( )㊂A.43 B .13 C .-74 D .-34(2)已知O 为坐标原点,A ,B 在直线x -y -4=0上,|A B |=22,动点M 满足|M A |=2|M B |,则|O M |的最小值为㊂分析:(1)由|P A |2+|P B |2=16可求出点P 的轨迹方程为x 2+y 2=4,结合图形可知,当O M ʅl 时,点P 到直线l 的距离最大,计算k O M ㊃k l =-1可求得m 的值㊂(2)设M (x ,y ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由|A B |=22,|M A |2=4|M B |2,得到(x -x 1)2+(y -y 1)2=4(x -x 2)2+4(y -y 2)2,整理得M 点在以D4x 2-x 13,4y 2-y 13为圆心,半径为423的圆上,且圆心D 在直线x -y -4=0上,过O 作l 的垂线,当垂足为圆心D 时,|O M |长度最小,求出|O D |长度即可㊂解:(1)已知A (-2,0),B (2,0),设P (x ,y ),则|P A |2+|P B |2=(x +2)2+y 2+(x -2)2+y 2=2x 2+2y 2+8㊂因为|P A |2+|P B |2=16,所以2x 2+2y 2+8=16,化简得x 2+y 2=4㊂故点P 的轨迹方程为x 2+y 2=4,其圆心为(0,0),半径为2㊂直线l :(m +1)x -y +1-3m =0(m ɪR ),化简得m (x -3)+x -y +1=0㊂由x -3=0,x -y +1=0,解得x =3,y =4㊂即直线l 恒过定点(3,4)㊂图1设定点为M (3,4),如图1,当O M ʅl 时,点P 到直线l 的距离最大㊂此时k O M ㊃k l =-1,k O M =4-03-0=43,k l=m +1,故43(m +1)=-1,m =-74㊂选C㊂(2)设M (x ,y ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)㊂因为|A B |=22,所以|A B |2=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=8㊂因为|M A ||M B |=2,所以|M A |2=4|M B |2,即(x -x 1)2+(y -y 1)2=4(x -x 2)2+4(y -y 2)2㊂整理得x -4x 2-x 132+y -4y 2-y 132=4(y 1-y 1)2+4(x 1-x 2)29=329,可得M 点在以D 4x 2-x 13,4y 2-y 13为圆心,半径为423的圆上㊂M A ң=(x 1-x ,y 1-y ),B M ң=(x -x 2,y -y 2),当B M ң=-14M A ң时,可得x -x 2=-14(x 1-x ),y -y 2=-14(y 1-y ),即x =4x 2-x 13,y =4y 2-y 13㊂图2易知圆心D4x 2-x 13,4y 2-y 13在直线x -y -4=0上㊂如图2,过O 作x -y -4=0的垂线,当垂足为圆心D 时,|O D |长度最小,|O M |的长度也最小㊂|O D |长度的最小值为|0-0-4|2=22,此时|O M |的最小值为22-423=223㊂点评:(1)利用圆的定义或圆的几何性质确定隐圆㊂(2)在平面上给定相异的两点A ,B ,设点P 与点A ,B 在同一平面上,且满足|P A |=λ|P B |,当λ>0且λʂ1时,点P 的轨迹是一个圆,这个圆我们称为阿波罗尼斯圆㊂(3)两定点A ,B 与动点P 满足P A ң㊃P B ң=λ,点P 的轨迹是隐圆㊂(4)两定点A ,B 与动点P 满足|P A |2+|P B |2是定值,点P 的轨迹是隐圆㊂(责任编辑 徐利杰)。
高三数学第二轮专题复习系列(7)--直线与圆的方程一、重点知识结构本章以直线和圆为载体,揭示了解析几何的基本概念和方法。
直线的倾斜角、斜率的概念与公式、直线方程的五种形式是本章的重点之一,而点斜式又是其它形式的基础;两条直线平行和垂直的充要条件、直线l1到l2的角以与两直线的夹角、点到直线的距离公式也是重点内容;用不等式(组)表示平面区域和线性规划作为新增内容,需要引起一定的注意;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,是解决解析几何两个基本问题的依据;圆的方程、直线(圆)与圆的位置关系、圆的切线问题和弦长问题等,因其易与平面几何知识结合,题目解法灵活,因而是一个不可忽视的要点。
二、高考要求1、掌握两条直线平行和垂直的条件,掌握两条直线所成的角和点到直线的距离公式,能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系;3、会用二元一次不等式表示平面区域;4、了解简单的线性规划问题,了解线性规划的意义,并会简单的应用;5、了解解析几何的基本思想,了解用坐标法研究几何问题的方法;6、掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程的概念。
三、热点分析在近几年的高考试题中,两点间的距离公式,中点坐标公式,直线方程的点斜式、斜率公式与两条直线的位置关系是考查的热点。
但由于知识的相互渗透,综合考查直线与圆锥曲线的关系一直是高考命题的大热门,应当引起特别注意,本章的线性规划内容是新教材中增加的新内容,在高考中极有可能涉与,但难度不会大。
四、复习建议本章的复习首先要注重基础,对基本知识、基本题型要掌握好;求直线的方程主要用待定系数法,复习时应注意直线方程各种形式的适用条件;研究两条直线的位置关系时,应特别注意斜率存在和不存在的两种情形;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,随着高考对知识形成过程的考查逐步加强,对坐标法的要求也进一步加强,因此必须透彻理解。
既要掌握求曲线方程的常用方法和基本步骤,又能根据方程讨论曲线的性质;圆的方程、直线与圆的位置关系,圆的切线问题与弦长问题都是高考中的热点问题;求圆的方程或找圆心坐标和半径的常用方法是待定系数法与配方法,应熟练掌握,还应注意恰当运用平面几何知识以简化计算。
直线系和圆系方程定义:如果两条曲线方程是f 1(x ,y)=0和f 2(x ,y)=0,它们的交点是P (x 0,y 0),方程f 1(x ,y)+λf 2(x ,y )=0的曲线也经过点P (λ是任意常数)。
由此结论可得出:经过两曲线f 1(x ,y)=0和f 2(x ,y )=0交点的曲线系方程为:f 1(x ,y )+λf 2(x ,y )=0。
利用此结论可得出相关曲线系方程。
一.直线系概念:具有某种共同属性的一类直线的集合,称为直线系。
它的方程称直线系方程。
几种常见的直线系方程:(1)过已知点P (x 0,y 0)的直线系方程y -y 0=k (x -x 0)(k 为参数)(2)斜率为k 的直线系方程y =kx +b (b 是参数)(3)与已知直线Ax +By +C =0平行的直线系方程Ax +By +λ=0(λ为参数)(4)与已知直线Ax +By +C =0垂直的直线系方程Bx -Ay +λ=0(λ为参数)(5)过直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的交点的直线系方程:A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0(λ为参数)例1:已知直线l 1:x +y +2=0与l 2:2x -3y -3=0,求经过的交点且与已知直线3x +y -1=0平行的直线分析:不论m 为何实数时,直线恒过定点,因此,这个定点就一定是直线系中任意两直线的交点。
解:由原方程得m(x +2y -1)-(x +y -5)=0,①即⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧=-+=-+4y 9x 05y x 01y 2x 解得,∴直线过定点P (9,-4)例3:求过直线:210x y ++=与直线:210x y -+=的交点且在两坐标轴上截距相等的直线方程.概念:具有某种共同属性的圆的集合,称为圆系。
几种常见的圆系方程:(1)同心圆系:(x -x 0)2+(y -y 0)2=r 2,x 0、y 0为常数,r 为参数。
壹高考数学专题七解析几何之直线与圆的方程一、直线 ●1.直线的方程(1)直线l 的倾斜角α的取值范围是0απ≤<;平面内的任意一条直线都有唯一确定的倾斜角。
(2)直线l 的斜率tan (0,k ααπ=≤<且2πα≠)。
变化情况如下:斜率的计算公式:若斜率为k 的直线过点111(,)P x y 与222(,)P x y ,则211221()k x x x x =≠-。
(3)直线方程的五种形式贰●2.两条直线位置关系(1)设两条直线111:l y k x b =+和222:l y k x b =+,则有下列结论:1212//l l k k ⇔=且12b b ≠; 12121l l k k ⊥⇔⋅=-。
(2)设两条直线111111:0(,l A x B y C A B ++=不全为0)和2222:0l A x B y C ++=22(,A B ,不全为0),则有下列结论:12//l l ⇔12210A B A B -=且12210BC B C -≠或12210A B A B -=且12210AC A C -≠; 12l l ⊥⇔12120A A B B +=。
(3)求两条直线交点的坐标:解两条直线方程所组成的二元一次方程组而得解。
(4)与直线0Ax By C ++=平行的直线一般可设为0Ax By m ++=;与直线0Ax By C ++=垂直的直线一般可设为0Bx Ay n -+=。
(5)过两条已知直线1112220,0A x B y C A x B y C ++=++=交点的直线系:111222222()0(0)A x B y C A x B y C A x B y C λ+++++=++=其中不包括直线●3.中点公式:平面内两点111(,)P x y 、222(,)P x y ,则12,P P 两点的中点(,)P x y 为1212,22y y x x x y ++==。
●4.两点间的距离公式:平面内两点111(,)P x y ,222(,)P x y ,则12,PP两点间的距离为:12PP 。
直线与圆的方程一、概念理解:1、倾斜角:①找α:直线向上方向、x 轴正方向; ②平行:α=0°;③范围:0°≤α<180° 。
2、斜率:①找k :k=tan α (α≠90°); ②垂直:斜率k 不存在; ③范围: 斜率 k ∈ R 。
3、斜率与坐标:12122121tan x x y y x x y y k --=--==α①构造直角三角形(数形结合); ②斜率k 值于两点先后顺序无关; ③注意下标的位置对应。
4、直线与直线的位置关系:222111:,:b x k y l b x k y l +=+= ①相交:斜率21k k ≠(前提是斜率都存在)特例----垂直时:<1> 0211=⊥k k x l 不存在,则轴,即; <2> 斜率都存在时:121-=•k k 。
②平行:<1> 斜率都存在时:2121,b b k k ≠=; <2> 斜率都不存在时:两直线都与x 轴垂直。
③重合: 斜率都存在时:2121,b b k k ==; 二、方程与公式: 1、直线的五个方程:①点斜式:)(00x x k y y -=- 将已知点k y x 与斜率),(00直接带入即可; ②斜截式:b kx y += 将已知截距k b 与斜率),0(直接带入即可;③两点式:),(2121121121y y x x x x x x y y y y ≠≠--=--其中, 将已知两点),(),,(2211y x y x 直接带入即可;④截距式:1=+bya x 将已知截距坐标),0(),0,(b a 直接带入即可; ⑤一般式:0=++C By Ax ,其中A 、B 不同时为0 用得比较多的是点斜式、斜截式与一般式。
2、求两条直线的交点坐标:直接将两直线方程联立,解方程组即可3、距离公式:①两点间距离:22122121)()(y y x x P P -+-= ②点到直线距离:2200BA C By Ax d +++=③平行直线间距离:2221BA C C d +-=4、中点、三分点坐标公式:已知两点),(),,(2211y x B y x A①AB 中点),(00y x :)2,2(2121y y x x ++ ②AB 三分点),(),,(2211t s t s :)32,32(2121y y x x ++ 靠近A 的三分点坐标 )32,32(2121y y x x ++ 靠近B 的三分点坐标 中点坐标公式,在求对称点、第四章圆与方程中,经常用到。
数学基础知识与典型例题直线和圆的方程直线和圆的方程知识关系直线的方程一、直线的倾斜角和斜率1.直线的倾斜角:一条直线向上的方向与x轴正方向所成的最小正角叫做这条直线的倾斜角,其中直线与x轴平行或重合时,其倾斜角为0,故直线倾斜角α的范围是0180α<≤.2.直线的斜率:倾斜角不是90的直线其倾斜角α的正切叫这条直线的斜率k,即tankα=.注:①每一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率.②当90=α时,直线l垂直于x轴,它的斜率k不存在.③过两点111(,)P x y、222(,)P x y12()x x≠的直线斜率公式2121tany ykx xα-==-二、直线方程的五种形式及适用条件名称方程说明适用条件斜截式y=kx+bk—斜率b—纵截距倾斜角为90°的直线不能用此式点斜式y-y0=k(x-x0)(x0,y0)—直线上已知点,k ──斜率倾斜角为90°的直线不能用此式两点式121y yy y--=121x xx x--(x1,y1),(x2,y2)是直线上两个已知点与两坐标轴平行的直线不能用此式截距式xa+yb=1a—直线的横截距b—直线的纵截距过(0,0)及与两坐标轴平行的直线不能用此式一般式A x+B y+C=0(A、B不全为零)A、B不能同时为零例8. 与直线:23x y +(1,4)A -的'的方__________例9. 已知二直线8:1+y mx l 和2:2+my x l ,若21l l ⊥,m =_____,n =____.两直线的位置关系⑵两条相交直线1l与2l的夹角:两条相交直线1l与2l的夹角,是指由1l与2l相交所成的四个角中最小的正角θ,又称为1l和2l所成的角,它的取值范围是0,2π⎛⎤⎥⎦⎝,当两直线的斜率k1,k2都存在且k1·k2≠-1时,则有2112tan1k kk kθ-=+.4.距离公式。
⑴已知一点P(x0,y0)及一条直线l:A x+B y+C=0,则点P到直线l的距离d=0022||Ax By CA B+++;⑵两平行直线l1:A x+B y+C1=0,l2:A x+B y+C2=0之间的距离d=1222||C CA B-+。
196 坐标法之父----笛卡儿(1)笛卡儿,(1596-1650)法国哲学家,数学家,物理学家,解析几何学奠基人之一。
他认为数学是其他一切科学的理论和模型,提出了数学为基础,以演绎为核心的方法论,对后世的哲学。
数学和自然科学发展起到了巨大的作用。
笛卡儿分析了几何学和代数学的优缺点,表示要寻求一种包含这两门科学的优点而没有它们的缺点的方法,这种方法就是用代数方法,来研究几何问题--解析几何。
197 坐标法之父----笛卡儿(2)《几何学》确定了笛卡儿在数学史上的地位,《几何学》提出了解析几何学的主要思想和方法,标志着解析几何学的诞生,思格斯把它称为数学的转折点,以后人类进入变量数学阶段。
笛卡儿还改进了韦达的符号记法,他用a、b、c……等表示已知数,用x、y、z……等表示未知数,创造了“=”,“”等符号,延用至今。
笛卡儿在物理学,生理学和天文学方面也有许多独到之处。
198 拓扑与折纸(1)一个正方形变形为一个盒子。
一个正方形变形为一只鸟。
一个正方形变形为一条蛇。
一个正方形变形为一头象。
……除非你有先见之明,否则你准会以为我们将要谈些有关拓扑(注:拓扑学是一种特殊类型的几何,它研究物体在伸张或收缩的变形中保持不变的性质。
不同于欧几里得几何,拓扑学不与大小、形状以及刚性图形打交道。
这就是为什么拓扑学被说成是橡皮膜上的几何的原因。
想象物体存在于一个能够伸张和收缩的橡皮膜上,在这样变形的过程中,人们研究那些保持不变的性质)或魔术表演之类的话题了。
199 拓扑与折纸(2)折纸是一种艺术形式,其历史可追溯到公元583年。
当佛教的和尚从中国经过朝鲜东渡去日本时,带去了许多纸。
由于当时纸张是很昂贵的,所以人们用时格外小心,而折纸就成了一些礼仪的完整的一部分。
折纸的艺术就是从那时起一代代传了下来。
动物、花、船和人都是折纸的创作题材。
(折纸一词是源于“折的”“游戏”。
)几个世纪来,人们对折纸的热情有增无减。
事实上,今天在英国、比利时、法国、意大利、日本、荷兰、新西兰、秘鲁、西班牙等国家内都有国际折纸协会的区域机构。
第七章 直线和圆的方程●考点阐释解析几何是用代数方法来研究几何问题的一门数学学科.在建立坐标系后,平面上的点与有序实数对之间建立起对应关系,从而使平面上某些曲线与某些方程之间建立对应关系;使平面图形的某些性质(形状、位置、大小)可以用相应的数、式表示出来;使平面上某些几何问题可以转化为相应的代数问题来研究.学习解析几何,要特别重视以下几方面:(1)熟练掌握图形、图形性质与方程、数式的相互转化和利用; (2)与代数、三角、平面几何密切联系和灵活运用. ●试题类编 一、选择题1.(2003北京春文12,理10)已知直线ax +by +c =0(abc ≠0)与圆x 2+y 2=1相切,则三条边长分别为|a |,|b |,|c |的三角形( )A.是锐角三角形B.是直角三角形C.是钝角三角形D.不存在2.(2003北京春理,12)在直角坐标系xOy 中,已知△AOB 三边所在直线的方程分别为x =0,y =0,2x +3y =30,则△AOB 内部和边上整点(即横、纵坐标均为整数的点)的总数是( )A.95B.91C.88D.75 3.(2002京皖春文,8)到两坐标轴距离相等的点的轨迹方程是( ) A.x -y =0 B.x +y =0 C.|x |-y =0 D.|x |-|y |=04.(2002京皖春理,8)圆2x 2+2y 2=1与直线x sin θ+y -1=0(θ∈R ,θ≠2π+k π,k ∈Z )的位置关系是( )A.相交B.相切C.相离D.不确定的5.(2002全国文)若直线(1+a )x +y +1=0与圆x 2+y 2-2x =0相切,则a 的值为( ) A.1,-1 B.2,-2 C.1 D.-16.(2002全国理)圆(x -1)2+y 2=1的圆心到直线y =33x 的距离是( ) A.21 B.23 C.1D.37.(2002北京,2)在平面直角坐标系中,已知两点A (co s 80°,sin80°),B (co s 20°,sin20°),则|AB |的值是( )A.21B.22 C.23 D.18.(2002北京文,6)若直线l :y =kx 3-与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )A.)3,6[ππB.)2,6(ππ C.)2,3(ππD.]2,6[ππ 9.(2002北京理,6)给定四条曲线:①x 2+y 2=25,②4922yx +=1,③x 2+42y =1,④42x +y 2=1.其中与直线x +y -5=0仅有一个交点的曲线是( )A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④ 10.(2001全国文,2)过点A (1,-1)、B (-1,1)且圆心在直线x +y -2=0上的圆的方程是( )A.(x -3)2+(y +1)2=4B.(x +3)2+(y -1)2=4C.(x -1)2+(y -1)2=4D.(x +1)2+(y +1)2=4 11.(2001上海春,14)若直线x =1的倾斜角为α,则α( )A.等于0B.等于4π C.等于2π D.不存在12.(2001天津理,6)设A 、B 是x 轴上的两点,点P 的横坐标为2且|P A |=|PB |,若直线P A 的方程为x -y +1=0,则直线PB 的方程是( )A.x +y -5=0B.2x -y -1=0C.2y -x -4=0D.2x +y -7=013.(2001京皖春,6)设动点P 在直线x =1上,O 为坐标原点.以OP 为直角边,点O 为直角顶点作等腰Rt △OP Q ,则动点Q 的轨迹是( )A.圆B.两条平行直线C.抛物线D.双曲线14.(2000京皖春,4)下列方程的曲线关于x =y 对称的是( ) A.x 2-x +y 2=1 B.x 2y +xy 2=1 C.x -y =1 D.x 2-y 2=115.(2000京皖春,6)直线(23-)x +y =3和直线x +(32-)y =2的位置关系是( )A.相交不垂直B.垂直C.平行D.重合16.(2000全国,10)过原点的直线与圆x 2+y 2+4x +3=0相切,若切点在第三象限,则该直线的方程是( )A.y =3x B.y =-3x C.y =33x D.y =-33x17.(2000全国文,8)已知两条直线l 1:y =x ,l 2:ax -y =0,其中a 为实数,当这两条直线的夹角在(0,12π)内变动时,a 的取值范围是( ) A.(0,1)B.(3,33) C.(33,1)∪(1,3) D.(1,3)18.(1999全国文,6)曲线x 2+y 2+22x -22y =0关于( )A.直线x =2轴对称B.直线y =-x 轴对称C.点(-2,2)中心对称D.点(-2,0)中心对称19.(1999上海,13)直线y =33x 绕原点按逆时针方向旋转30°后所得直线与圆 (x -2)2+y 2=3的位置关系是( )A.直线过圆心B.直线与圆相交,但不过圆心C.直线与圆相切D.直线与圆没有公共点20.(1999全国,9)直线3x +y -23=0截圆x 2+y 2=4得的劣弧所对的圆心角为( ) A.6π B.4π C .3π D.2π21.(1998全国,4)两条直线A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0垂直的充要条件是( )A.A 1A 2+B 1B 2=0B.A 1A 2-B 1B 2=0C.12121-=B B A A D.2121A A B B =1 22.(1998上海)设a 、b 、c 分别是△ABC 中∠A 、∠B 、∠C 所对边的边长,则直线sin A ·x +ay +c =0与bx -sin B ·y +sin C =0的位置关系是( )A.平行B.重合C.垂直D.相交但不垂直23.(1998全国文,3)已知直线x =a (a >0)和圆(x -1)2+y 2=4相切,那么a 的值是( )A.5B.4C.3D.2 24.(1997全国,2)如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,那么系数a 等于( )A.-3B.-6C.-23D.3225.(1997全国文,9)如果直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y =0平分,且不通过第四象限,那么直线l 的斜率的取值范围是( )A.[0,2]B.[0,1]C.[0,21] D.[0,21) 26.(1995上海,8)下列四个命题中的真命题是( )A.经过定点P 0(x 0,y 0)的直线都可以用方程y -y 0=k (x -x 0)表示B.经过任意两个不同的点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程(y -y 1)·(x 2-x 1)=(x -x 1)(y 2-y 1)表示C.不经过原点的直线都可以用方程1=+bya x 表示 D.经过定点A (0,b )的直线都可以用方程y =kx +b 表示27.(1995全国文,8)圆x 2+y 2-2x =0和x 2+y 2+4y =0的位置关系是( ) A.相离 B.外切 C.相交 D.内切 28.(1995全国,5)图7—1中的直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则( )A.k 1<k 2<k 3B.k 3<k 1<k 2C.k 3<k 2<k 1D.k 1<k 3<k 2 29.(1994全国文,3)点(0,5)到直线y =2x 的距离是( )A.25B.5 C.23D.25 二、填空题30.(2003上海春,2)直线y =1与直线y =3x +3的夹角为_____.31.(2003上海春,7)若经过两点A (-1,0)、B (0,2)的直线l 与圆(x -1)2+ (y -a )2=1相切,则a =_____.32.(2002北京文,16)圆x 2+y 2-2x -2y +1=0上的动点Q 到直线3x +4y +8=0距离的最小值为 .33.(2002北京理,16)已知P 是直线3x +4y +8=0上的动点,P A ,PB 是圆x 2+y 2-2x -2y +1=0的两条切线,A 、B 是切点,C 是圆心,那么四边形P ACB 面积的最小值为 .34.(2002上海文,6)已知圆x 2+(y -1)2=1的圆外一点P (-2,0),过点P 作圆的切线,则两条切线夹角的正切值是 .35.(2002上海理,6)已知圆(x +1)2+y 2=1和圆外一点P (0,2),过点P 作圆的切线,则两条切线夹角的正切值是 .36.(2002上海春,8)设曲线C 1和C 2的方程分别为F 1(x ,y )=0和F 2(x ,y )=0,则点P (a ,b )∉C 1∩C 2的一个充分条件为 .37.(2001上海,11)已知两个圆:x 2+y 2=1①与x 2+(y -3)2=1②,则由①式减去②式可得上述两圆的对称轴方程.将上述命题在曲线仍为圆的情况下加以推广,即要求得到图7—1一个更一般的命题,而已知命题应成为所推广命题的一个特例.推广的命题为:38.(2001上海春,6)圆心在直线y =x 上且与x 轴相切于点(1,0)的圆的方程为 . 39.(2000上海春,11)集合A ={(x ,y )|x 2+y 2=4},B ={(x ,y )|(x -3)2+(y -4)2=r 2},其中r >0,若A ∩B 中有且仅有一个元素,则r 的值是_____.40.(1997上海)设圆x 2+y 2-4x -5=0的弦AB 的中点为P (3,1),则直线AB 的方程是 .41.(1994上海)以点C (-2,3)为圆心且与y 轴相切的圆的方程是 . 三、解答题42.(2003京春文,20)设A (-c ,0),B (c ,0)(c >0)为两定点,动点P 到A 点的距离与到B 点的距离的比为定值a (a >0),求P 点的轨迹.43.(2003京春理,22)已知动圆过定点P (1,0),且与定直线l :x =-1相切,点C 在l 上.(Ⅰ)求动圆圆心的轨迹M 的方程;(Ⅱ)设过点P ,且斜率为-3的直线与曲线M 相交于A 、B 两点.(i )问:△ABC 能否为正三角形?若能,求点C 的坐标;若不能,说明理由; (ii )当△ABC 为钝角三角形时,求这种点C 的纵坐标的取值范围.44.(2002全国文,21)已知点P 到两个定点M (-1,0)、N (1,0)距离的比为2,点N 到直线PM 的距离为1.求直线PN 的方程.45.(1997全国文,25)已知圆满足:①截y 轴所得弦长为2;②被x 轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1;③圆心到直线l :x -2y =0的距离为55,求该圆的方程. 46.(1997全国理,25)设圆满足: (1)截y 轴所得弦长为2;(2)被x 轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1. 在满足条件(1)、(2)的所有圆中,求圆心到直线l :x -2y =0的距离最小的圆的方程. 47.(1997全国文,24)已知过原点O 的一条直线与函数y =lo g 8x 的图象交于A 、B 两点,分别过点A 、B 作y 轴的平行线与函数y =lo g 2x 的图象交于C 、D 两点.(1)证明点C 、D 和原点O 在同一条直线上. (2)当BC 平行于x 轴时,求点A 的坐标. 48.(1994上海,25)在直角坐标系中,设矩形OPQR 的顶点按逆时针顺序依次为O (0,0),P (1,t ),Q (1-2t ,2+t ),R (-2t ,2),其中t ∈(0,+∞).(1)求矩形OPQR 在第一象限部分的面积S (t ). (2)确定函数S (t )的单调区间,并加以证明.49.(1994全国文,24)已知直角坐标平面上点Q (2,0)和圆C :x 2+y 2=1,动点M 到圆C 的切线长与|MQ |的比等于常数λ(λ>0).求动点M 的轨迹方程,说明它表示什么曲线.答案解析1.答案:B解析:圆心坐标为(0,0),半径为 1.因为直线和圆相切.利用点到直线距离公式得:d =22||b a c +=1,即a 2+b 2=c 2.所以,以|a |,|b |,|c |为边的三角形是直角三角形.评述:要求利用直线与圆的基本知识,迅速找到a 、b 、c 之间的关系,以确定三角形形状.2.答案:B 解析一:由y =10-32x (0≤x ≤15,x ∈N )转化为求满足不等式y ≤10-32x (0≤x ≤15,x ∈N )所有整数y 的值.然后再求其总数.令x =0,y 有11个整数,x =1,y 有10个,x =2或x =3时,y 分别有9个,x =4时,y 有8个,x =5或6时,y 分别有7个,类推:x =13时y 有2个,x =14或15时,y 分别有1个,共91个整点.故选B.解析二:将x =0,y =0和2x +3y =30所围成的三角形补成一个矩形.如图7—2所示.对角线上共有6个整点,矩形中(包括边界)共有16×11=176.因此所求△AOB 内部和边上的整点共有26176+=91(个) 评述:本题较好地考查了考生的数学素质,尤其是考查了思维的敏捷性与清晰的头脑,通过不等式解等知识探索解题途径.3.答案:D解析:设到坐标轴距离相等的点为(x ,y ) ∴|x |=|y | ∴|x |-|y |=0 4.答案:C解析:圆2x 2+2y 2=1的圆心为原点(0,0)半径r 为22,圆心到直线x sin θ+y -1图7—2=0的距离为:1sin 11sin |1|22+=+=θθd∵θ∈R ,θ≠2π+k π,k ∈Z∴0≤sin 2θ<1 ∴d >22∴d >r ∴圆2x 2+2y 2=1与直线x sin θ+y -1=0(θ∈R ,θ≠2π+k π,k ∈Z )的位置关系是相离.5.答案:D解析:将圆x 2+y 2-2x =0的方程化为标准式:(x -1)2+y 2=1 ∴其圆心为(1,0),半径为1,若直线(1+a )x +y +1=0与该圆相切,则圆心到直线的距离d 等于圆的半径r∴11)1(|11|2=++++a a ∴a =-16.答案:A解析:先解得圆心的坐标(1,0),再依据点到直线距离的公式求得A 答案. 7.答案:D解析:如图7—3所示,∠AOB =60°,又|OA |=|OB |=1 ∴|AB |=1 8.答案:B方法一:求出交点坐标,再由交点在第一象限求得倾斜角的范围⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=++=⇒⎩⎨⎧=-+-=k k y kx y x kx y 3232632)32(306323 ∵交点在第一象限,∴⎩⎨⎧>>00y x∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+->++032326032)32(3kk k∴k ∈(33,+∞)∴倾斜角范围为(2,6ππ)方法二:如图7—4,直线2x +3y -6=0过点A (3,0),B (0,2),直线l 必过点(0,-3),当直线过A 点时,两直线的交点在x 轴,当直线l 绕C 点逆时针旋转时,交点进入第一象限,从而得出结果.图7—3评述:解法一利用曲线与方程的思想,利用点在象限的特征求得,而解法二利用数形结合的思想,结合平面几何中角的求法,可迅速、准确求得结果.9.答案:D解析:联立方程组,依次考查判别式,确定D. 10.答案:C解析一:由圆心在直线x +y -2=0上可以得到A 、C 满足条件,再把A 点坐标(1,-1)代入圆方程.A 不满足条件.∴选C.解析二:设圆心C 的坐标为(a ,b ),半径为r ,因为圆心C 在直线x +y -2=0上,∴b =2-a . 由|CA |=|CB |,得(a -1)2+(b +1)2=(a +1)2+(b -1)2,解得a =1,b =1 因此所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=4评述:本题考查圆的方程的概念,解法一在解选择题中有广泛的应用,应引起重视. 11.答案:C解析:直线x =1垂直于x 轴,其倾斜角为90°. 12.答案:A解析:由已知得点A (-1,0)、P (2,3)、B (5,0),可得直线PB 的方程是x +y -5=0. 评述:本题考查直线方程的概念及直线的几何特征. 13.答案:B解析一:设P =1+bi ,则Q =P (±i ), ∴Q =(1+bi )(±i )=±b i ,∴y =±1 解析二:设P 、Q 点坐标分别为(1,t ),(x ,y ),∵OP ⊥OQ ,∴1t·xy=-1,得x +ty =0 ①∵|OP |=|OQ |,∴2221y x t +=+,得x 2+y 2=t 2+1②由①得t =-yx ,将其代入②,得x 2+y 2=22y x +1,(x 2+y 2)(1-21y )=0.∵x 2+y 2≠0,∴1-21y=0,得y =±1. ∴动点Q 的轨迹为y =±1,为两条平行线. 评述:本题考查动点轨迹的基本求法. 14.答案:B解析:∵点(x ,y )关于x =y 对称的点为(y ,x ),可知x 2y +xy 2=1的曲线关于x =y 对称. 15.答案:B 解析:直线(23-)x +y =3的斜率k 1=32-,直线x +(32-)y =2的斜率k 2=23+,∴k 1·k 2=)23)(32(+-=-1.16.答案:C解析一:圆x 2+y 2+4x +3=0化为标准式(x +2)2+y 2=1,圆心C (-2,0).设过原点的直线方程为y =kx ,即kx -y =0.由1|2|2+-k k =1,解得k =±33,∵切点在第三象限, ∴k >0,所求直线方程为y =33x . 解析二:设T 为切点,因为圆心C (-2,0),因此CT =1,OC =2,△OCT 为Rt △.如图7—5,∴∠CO T=30°,∴直线OT 的方程为y =33x . 评述:本题考查直线与圆的位置关系,解法二利用数与形的完美结合,可迅速、准确得到结果.17.答案:C解析:直线l 1的倾斜角为4π,依题意l 2的倾斜角的取值范围为(4π-12π,4π)∪(4π,4π+12π)即:(6π,4π)∪(4π,3π),从而l 2的斜率k 2的取值范围为:(33,1)∪(1,3). 评述:本题考查直线的斜率和倾斜角,两直线的夹角的概念,以及分析问题、解决问题的能力.18.答案:B解析:由方程(x +2)2+(y -2)2=4如图7—6所示,故圆关于y =-x 对称 故选B.评述:本题考查了圆方程,以及数形结合思想.应注意任何一条直径都是圆的对称轴.19.答案:C解析:直线y =33x 绕原点逆时针旋转30°所得的直线方程为:y =3x .已知圆的圆心(2,0)到y =3x 的距离d =3,又因圆的半径r =3,故直线y =3x 与已知圆相切.评述:本题考查直线的斜率和倾斜角以及直线与圆的位置关系. 20.答案:C解析:如图7—7所示,由⎪⎩⎪⎨⎧=+=-+4032322y x y x消y 得:x 2-3x +2=0 ∴x 1=2,x 2=1 ∴A (2,0),B (1,3)图7—5图7—6图7—7∴|AB |=22)30()12(-+-=2又|OB |=|OA |=2∴△AOB 是等边三角形,∴∠AOB =3π,故选C.评述:本题考查直线与圆相交的基本知识,及正三角形的性质以及逻辑思维能力和数形结合思想,同时也体现了数形结合思想的简捷性.如果注意到直线AB 的倾斜角为120°.则等腰△OAB 的底角为60°.因此∠AOB =60°.更加体现出平面几何的意义.21.答案:A解法一:当两直线的斜率都存在时,-11B A ·(22B A -)=-1,A 1A 2+B 1B 2=0. 当一直线的斜率不存在,一直线的斜率为0时,⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==0001221B A B A 或,同样适合A 1A 2+B 1B 2=0,故选A. 解法二:取特例验证排除.如直线x +y =0与x -y =0垂直,A 1A 2=1,B 1B 2=-1,可排除B 、D. 直线x =1与y =1垂直,A 1A 2=0,B 1B 2=0,可排除C ,故选A.评述:本题重点考查两直线垂直的判定、直线方程的一般式等基本知识点,重点考查分类讨论的思想及逻辑思维能力.22.答案:C解析:由题意知a ≠0,s i n B ≠0,两直线的斜率分别是k 1=-a A sin ,k 2=Bbsin . 由正弦定理知k 1·k 2=-a A sin ·Bbsin =-1,故两直线垂直. 评述:本题考查两直线垂直的条件及正弦定理.23.答案:C解析:方程(x -1)2+y 2=4表示以点(1,0)为圆心,2为半径的圆,x =a 表示与x 轴垂直且与圆相切的直线,而此时的切线方程分别为x =-1和x =3,由于a >0,取a =3.故选C.评述:本题考查圆的方程、圆的切线方程及图象.利用数形结合较快完成此题. 24.答案:B解析一:若两直线平行,则22123-≠-=a , 解得a =-6,故选B.解析二:利用代入法检验,也可判断B 正确.评述:本题重点考查两条直线平行的条件,考查计算能力. 25.答案:A解析:圆的标准方程为:(x -1)2+(y -2)2=5.圆过坐标原点.直线l 将圆平分,也就是直线l 过圆心C (1,2),从图7—8看到:当直线过圆心与x 轴平行时,或者直线同时过圆心与坐标原点时都不通过第四象限,并且当直线l 在这两条直线之间变化时都不通过第四象限.当直线l 过圆心与x 轴平行时,k =0, 当直线l 过圆心与原点时,k =2. ∴当k ∈[0,2]时,满足题意.评述:本题考查圆的方程,直线的斜率以及逻辑推理能力,数形结合的思想方法. 26.答案:B解析:A 中过点P 0(x 0,y 0)与x 轴垂直的直线x =x 0不能用y -y 0=k (x -x 0)表示,因为其斜率k 不存在;C 中不过原点但在x 轴或y 轴无截距的直线y =b (b ≠0)或x =a (a ≠0)不能用方程bya x +=1表示;D 中过A (0,b )的直线x =0不能用方程y =kx +b 表示. 评述:本题考查直线方程的知识,应熟练掌握直线方程的各种形式的适用范围. 27.答案:C解析:将两圆方程分别配方得(x -1)2+y 2=1和x 2+(y -2)2=4,两圆圆心分别为O 1(1,0),O 2(0,2),r 1=1,r 2=2,|O 1O 2|=52122=+,又1=r 2-r 1<5<r 1+r 2=3,故两圆相交,所以应选C.评述:本题考查了圆的一般方程、标准方程及圆的关系以及配方法. 28.答案:D解析:直线l 1的倾斜角α1是钝角,故k 1<0,直线l 2与l 3的倾斜角α2、α3均为锐角,且α2>α3,所以k 2>k 3>0,因此k 2>k 3>k 1,故应选D.评述:本题重点考查直线的倾斜角、斜率的关系,考查数形结合的能力. 29.答案:B解析:直线方程可化为2x -y =0,d =55|5|=-. 评述:本题重点考查直线方程的一般式及点到直线的距离公式等基本知识点,考查运算能力.30.答案:60°解析:因为直线y =3x +3的倾斜角为60°,而y =1与x 轴平行,所以y =1与y =3x +3的夹角为60°.评述:考查直线方程的基本知识及几何知识,考查数形结合的数学思想.31.答案:a =4±5解析:因过A (-1,0)、B (0,2)的直线方程为:2x -y +2=0.圆的圆心坐标为C (1,a ),半径r =1.又圆和直线相切,因此,有:d =5|22|+-a =1,解得a =4±5. 评述:本题考查直线方程、直线和圆的位置关系及点到直线的距离公式等知识. 32.答案:2解析:圆心到直线的距离d =5|843|++=3∴动点Q 到直线距离的最小值为d -r =3-1=2 33.答案:22解法一:∵点P 在直线3x +4y +8=0上.如图7—9. ∴设P (x ,432-- x ),C 点坐标为(1,1), S 四边形P ACB =2S △P AC =2·21·|AP |·|AC |=|AP |·|AC |=|AP | ∵|AP |2=|PC |2-|AC |2=|PC |2-1∴当|PC |最小时,|AP |最小,四边形P ACB 的面积最小. ∴|PC |2=(1-x )2+(1+2+43x )2=9)145(1025162522++=++x x x ∴|PC |min =3 ∴四边形P ACB 面积的最小值为22.解法二:由法一知需求|PC |最小值,即求C 到直线3x +4y +8=0的距离,∵C (1,1),∴|PC |=5|843|++=3,S P ACD =22. 34.答案:34 解法一:圆的圆心为(0,1)设切线的方程为y =k (x +2).如图7—10. ∴kx +2k -y =0 ∴圆心到直线的距离为1|12|2+-k k =1∴解得k =34或k =0, ∴两切线交角的正切值为34. 解法二:设两切线的交角为α∵tan212=α,∴tan α=3441112tan 12tan22=-=-αα. 图7—9图7—1035.答案:34 解析:圆的圆心为(-1,0),如图7—11. 当斜率存在时,设切线方程为y =kx +2 ∴kx -y +2=0 ∴圆心到切线的距离为1|2|2++-k k =1 ∴k =43, 即tan α=43 当斜率不存在时,直线x =0是圆的切线 又∵两切线的夹角为∠α的余角∴两切线夹角的正切值为3436.答案:F 1(a ,b )≠0,或F 2(a ,b )≠0,或F 1(a ,b )≠0且F 2(a ,b )≠0或C 1∩C 2=∅或P ∉C 1等解析:点P (a ,b )∉C 1∩C 2,则 可能点P 不在曲线C 1上; 可能点P 不在曲线C 2上;可能点P 既不在曲线C 1上也不在曲线C 2上; 可能曲线C 1与曲线C 2不存在交点.37.答案:可得两圆对称轴的方程2(c -a )x +2(d -b )y +a 2+b 2-c 2-d 2=0 解析:设圆方程(x -a )2+(y -b )2=r 2 ① (x -c )2+(y -d )2=r 2 ② (a ≠c 或b ≠d ),则由①-②,得两圆的对称轴方程为: (x -a )2-(x -c )2+(y -b )2-(y -d )2=0, 即2(c -a )x +2(d -b )y +a 2+b 2-c 2-d 2=0.评述:本题考查圆的方程、圆的公共弦方程的概念,考查抽象思维能力和推广数学命题的能力.38.答案:(x -1)2+(y -1)2=1 解析一:设所求圆心为(a ,b ),半径为r . 由已知,得a =b ,r =|b |=|a |.∴所求方程为(x -a )2+(y -a )2=a 2又知点(1,0)在所求圆上,∴有(1-a )2+a 2=a 2,∴a =b =r =1. 故所求圆的方程为:(x -1)2+(y -1)2=1. 解析二:因为直线y =x 与x 轴夹角为45°. 又圆与x 轴切于(1,0),因此圆心横坐标为1,纵坐标为1,r =1.评述:本题考查圆的方程等基础知识,要注意利用几何图形的性质,迅速得到结果. 39.答案:3或7解析:当两圆外切时,r =3,两圆内切时r =7,所以r 的值是3或7.评述:本题考查集合的知识和两圆的位置关系,要特别注意集合代表元素的意义.40.答案:x +y -4=0解析一:已知圆的方程为(x -2)2+y 2=9,可知圆心C 的坐标是(2,0),又知AB 弦的中点是P (3,1),所以k CP =2301--=1,而AB 垂直CP ,所以k AB =-1.故直线AB 的方程是x +y -4=0.解析二:设所求直线方程为y -1=k (x -3).代入圆的方程,得关于x 的二次方程:(1+k 2)x 2-(6k 2-2k +4)x +9k 2-6k -4=0,由韦达定理:x 1+x 2=221426kk k ++-=6,解得k =1.A 、B 两点,其坐标分别为A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则有⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-9)2(9)2(22222121y x y x②-①得(x 2+x 1-4)(x 2-x 1)+(y 2-y 1)(y 2+y 1)=0 又AB 的中点坐标为(3,1),∴x 1+x 2=6,y 1+y 2=2. ∴1212x x y y --=-1,即AB 的斜率为-1,故所求方程为x +y -4=0.评述:本题考查直线的方程与圆的有关知识.要特别注意圆所特有的几何性质. 41.答案:(x +2)2+(y -3)2=4 解析:因为圆心为(-2,3),且圆与y 轴相切,所以圆的半径为2.故所求圆的方程为(x +2)2+(y -3)2=4.42.解:设动点P 的坐标为P (x ,y )由||||PB PA =a (a >0),得2222)()(yc x y c x +-++=a ,化简,得:(1-a 2)x 2+2c (1+a 2)x +c 2(1-a 2)+(1-a 2)y 2=0.当a ≠1时,得x 2+221)1(2aa c -+x +c 2+y 2=0.整理, 得:(x -1122-+a a c )2+y 2=(122-a ac )2当a =1时,化简得x =0.所以当a ≠1时,P 点的轨迹是以(1122-+a a c ,0)为圆心,|122-a ac |为半径的圆;当a =1时,P 点的轨迹为y 轴.评述:本题考查直线、圆、曲线和方程等基本知识,考查运用解析几何的方法解决问题的能力.43.(Ⅰ)解法一,依题意,曲线M 是以点P 为焦点,直线l 为准线的抛物线,所以曲线M 的方程为y 2=4x .解法二:设M (x ,y ),依题意有|MP |=|MN |, 所以|x +1|=22)1(y x +-.化简得:y 2=4x .(Ⅱ)(i )由题意得,直线AB 的方程为y =-3(x -1).由⎪⎩⎪⎨⎧=--=.4),1(32x y x y 消y 得3x 2-10x +3=0,解得x 1=31,x 2=3. 所以A 点坐标为(332,31),B 点坐标为(3,-23), |AB |=x 1+x 2+2=316.假设存在点C (-1,y ),使△ABC 为正三角形,则|BC |=|AB |且|AC |=|AB |,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-++=+++.)316()32()131()316()32()13(222222y y 由①-②得42+(y +23)2=(34)2+(y -332)2, 解得y =-9314. 但y =-9314不符合①, 所以由①,②组成的方程组无解.因此,直线l 上不存在点C ,使得△ABC 是正三角形. (ii )解法一:设C (-1,y )使△ABC 成钝角三角形,由⎩⎨⎧-=--=.1),1(3x x y 得y =23,即当点C 的坐标为(-1,23)时,A 、B 、C 三点共线,故y ≠23.又|AC |2=(-1-31)2+(y -332)2=334928y -+y 2, |BC |2=(3+1)2+(y +23)2=28+43y +y 2,图7—12① ②|AB |2=(316)2=9256.当∠CAB 为钝角时,co sA =||||2||||||222AC AB BC AC AB ⋅-+<0.即|BC |2 >|AC |2+|AB |2,即9256334928342822++->++y y y y ,即 y >392时,∠CAB 为钝角. 当|AC |2>|BC |2+|AB |2,即9256342833492822+++>+-y y y y ,即y <-3310时,∠CBA 为钝角. 又|AB |2>|AC |2+|BC |2,即2234283349289256y y y y++++->, 即0)32(,03433422<+<++y y y. 该不等式无解,所以∠ACB 不可能为钝角.因此,当△ABC 为钝角三角形时,点C 的纵坐标y 的取值范围是)32(9323310≠>-<y y y 或. 解法二:以AB 为直径的圆的方程为(x -35)2+(y +332)2=(38)2. 圆心(332,35-)到直线l :x =-1的距离为38,所以,以AB 为直径的圆与直线l 相切于点G (-1,-332). 当直线l 上的C 点与G 重合时,∠ACB 为直角,当C 与G 点不重合,且A 、B 、C 三点不共线时,∠ACB 为锐角,即△ABC 中,∠ACB 不可能是钝角.因此,要使△ABC 为钝角三角形,只可能是∠CAB 或∠CBA 为钝角.过点A 且与AB 垂直的直线方程为)31(33332-=-x y .令x =-1得y =932. 过点B 且与AB 垂直的直线方程为y +2333=(x -3). 令x =-1得y =-3310. 又由⎩⎨⎧-=--=.1),1(3x x y 解得y =23,所以,当点C 的坐标为(-1,23)时,A 、B 、C 三点共线,不构成三角形.因此,当△ABC 为钝角三角形时,点C 的纵坐标y 的取值范围是y <-3310或y >932(y ≠23).评述:该题全面综合了解析几何、平面几何、代数的相关知识,充分体现了“注重学科知识的内在联系”.题目的设计新颖脱俗,能较好地考查考生综合运用数学知识解决问题的能力.比较深刻地考查了解析法的原理和应用,以及分类讨论的思想、方程的思想.该题对思维的目的性、逻辑性、周密性、灵活性都进行了不同程度的考查.对运算、化简能力要求也较高,有较好的区分度.44.解:设点P 的坐标为(x ,y ),由题设有2||||=PN PM ,即2222)1(2)1(y x y x +-⋅=++.整理得 x 2+y 2-6x +1=0. ①因为点N 到PM 的距离为1,|M N|=2, 所以∠PMN =30°,直线PM 的斜率为±33, 直线PM 的方程为y =±33(x +1).② 将②式代入①式整理得x 2-4x +1=0. 解得x =2+3,x =2-3.代入②式得点P 的坐标为(2+3,1+3)或(2-3,-1+3);(2+3,-1-3)或(2-3,1-3).直线PN 的方程为y =x -1或y =-x +1.45.解:设圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2. 令x =0,得y 2-2by +b 2+a 2-r 2=0. |y 1-y 2|=222122124)(a r y y y y -=-+=2,得r 2=a 2+1①令y =0,得x 2-2ax +a 2+b 2-r 2=0, |x 1-x 2|=r b r x x x x 224)(2221221=-=-+,得r 2=2b 2②由①、②,得2b 2-a 2=1又因为P (a ,b )到直线x -2y =0的距离为55, 得d =555|2|=-b a ,即a -2b =±1. 综上可得⎩⎨⎧=-=-;12,1222b a a b 或⎩⎨⎧-=-=-121222b a a b 解得⎩⎨⎧-=-=11b a 或⎩⎨⎧==11b a于是r 2=2b 2=2.所求圆的方程为(x +1)2+(y +1)2=2或(x -1)2+(y -1)2=2. 46.解:设所求圆的圆心为P (a ,b ),半径为r ,则P 到x 轴、y 轴的距离分别为|b |、|a |. 由题设圆P 截x 轴所得劣弧所对圆心角为90°,圆P 截x 轴所得弦长为2r ,故r 2=2b 2,又圆P 截y 轴所得弦长为2,所以有r 2=a 2+1, 从而有2b 2-a 2=1又点P (a ,b )到直线x -2y =0距离为d =5|2|b a -, 所以5d 2=|a -2b |2=a 2+4b 2-4ab ≥a 2+4b 2-2(a 2+b 2)=2b 2-a 2=1 当且仅当a =b 时上式等号成立,此时5d 2=1,从而d 取得最小值,由此有⎩⎨⎧=-=1222a b b a 解方程得⎩⎨⎧==11b a 或⎩⎨⎧-=-=11b a 由于r 2=2b 2,知r =2,于是所求圆的方程为(x -1)2+(y -1)2=2或(x +1)2+(y +1)2=2评述:本题考查了圆的方程,函数与方程,求最小值问题,进一步考查了待定系数法、函数与方程思想.题中求圆的方程给出的三个条件比较新颖脱俗,灵活运用几何知识和代数知识将条件恰当转化,推演,即合乎逻辑、说理充分、陈述严谨.47.(1)证明:设A 、B 的横坐标分别为x 1,x 2,由题设知x 1>1,x 2>1,点A (x 1,lo g 8x 1),B (x 2,lo g 8x 2).因为A 、B 在过点O 的直线上,所以228118log log x x x x =,又点C 、D 的坐标分别为(x 1,lo g 2x 1),(x 2,lo g 2x 2) 由于lo g 2x 1=2log log 818x =3lo g 8x 1,lo g 2x 2=2log log 828x =3lo g 8x 2,所以OC 的斜率和OD 的斜率分别为228222118112log 3log ,log 3log x x x x k x x x x k OD OC====. 由此得k OC =k OD ,即O 、C 、D 在同一条直线上.(2)解:由BC 平行于x 轴,有lo g 2x 1=lo g 8x 2,解得 x 2=x 13 将其代入228118log log x x x x =,得x 13lo g 8x 1=3x 1lo g 8x 1. 由于x 1>1,知lo g 8x 1≠0,故x 13=3x 1,x 1=3,于是点A 的坐标为(3,lo g 83).评述:本小题主要考查对数函数图象、对数换底公式、对数方程、指数方程等基础知识,考查运算能力和分析问题的能力.48.解:(1)当1-2t >0即0<t <21时,如图7—13,点Q 在第一象限时,此时S (t )为四边形OPQK 的面积,直线QR 的方程为y -2= t (x +2t ).令x =0,得y =2t 2+2,点K 的坐标为(P ,2t 2+2).t t t S S S OKR OPQR OPQK 2)22(21)1(2222⋅+-+=-=)1(232t t t -+-=当-2t +1≤0,即t ≥21时,如图7—14,点Q 在y 轴上或第二象限,S (t )为△OP L的面积,直线PQ 的方程为y -t =-t1(x -1),令x =0得y =t +t 1,点L 的坐标为(0,t +t 1),S △OPL =1)1(21⋅+tt)1(21tt +=所以S (t )=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+<<-+-21 )1(21210 )1(232t t t t t t t图7—13图7—14(2)当0<t <21时,对于任何0<t 1<t 2<21,有S (t 1)-S (t 2)=2(t 2-t 1)[1-(t 1+t 2)+(t 12+t 1t 2+t 22)]>0,即S (t 1)> S (t 2),所以S (t )在区间(0,21)内是减函数. 当t ≥21时,对于任何21≤t 1≤t 2,有S (t 1)-S (t 2)=21(t 1-t 2)(1-211t t ), 所以若21≤t 1≤t 2≤1时,S (t 1)>S (t 2);若1≤t 1≤t 2时,S (t 1)<S (t 2),所以S (t )在区间[21,1]上是减函数,在区间[1,+∞)内是增函数,由2[121+(21)2-(21)3]=45=S (21)以及上面的证明过程可得,对于任何0<t 1<21≤t 2<1,S (t 2)<45≤S (t 1),于是S (t )的单调区间分别为(0,1]及[1,+∞),且S (t )在(0,1]内是减函数,在[1,+∞)内是增函数.49.解:如图7—15,设直线MN 切圆于N ,则动点M 组成的集合是:P ={M ||MN |=λ|MQ |},(λ>0为常数)因为圆的半径|ON |=1,所以|MN |2=|MO |2-|ON |2=|MO |2-1.设点M 的坐标为(x ,y ),则2222)2(1y x y x +-=-+λ整理得(λ2-1)(x 2+y 2)-4λ2x +(1+4λ2)=0当λ=1时,方程化为x =45,它表示一条直线,该直线与x 轴垂直,交x 轴于点(45,0); 当λ≠1时,方程化为(x -1222-λλ)2+y 2=)1(3122-+λλ它表示圆心在(1222-λλ,0),半径为|1|3122-+λλ的圆. 评述:本题考查曲线与方程的关系、轨迹的概念等解析几何的基本思想以及综合运用知识的能力.图7—15。
第七章直线和圆的方程【考试要求】(1)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式,掌握直线方程的点斜式、两点式、一般式,并能根据条件熟练地求出直线方程.(2)掌握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式,能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系.(3)了解二元一次不等式表示平面区域.(4)了解线性规划的意义,并会简单的应用.(6)掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念。
理解圆的参数方程.(7)会判断直线、圆的位置关系。
【考题】1、(安徽卷文4)过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是()A.x-2y-1=0 B.x-2y+1=0C.2x+y-2=0 D.x+2y-1=02、(重庆卷理4)设变量x,y满足约束条件1030yx yx y≥⎧⎪-+≥⎨⎪+-≤⎩,则z=2x+y的最大值为()A.-2 B.4 C.6 D.83、(北京卷理7)设不等式组110330530x yx yx y9+-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-+≤⎩表示的平面区域为D,若指数函数y=x a的图像上存在区域D上的点,则a 的取值范围是()A.(1,3] B.[2,3] C.(1,2] D.[ 3,+∞]4、(浙江卷理7)若实数x,y满足不等式组330,230,10,x yx yx my+-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩且x y+的最大值为9,则实数m=()A.2-B.1-C.1 D.25、(四川卷理7文8)某加工厂用某原料由车间加工出A产品,由乙车间加工出B产品.甲车间加工一箱原料需耗费工时10小时可加工出7千克A产品,每千克A产品获利40元.乙车间加工一箱原料需耗费工时6小时可加工出4千克B产品,每千克B产品获利50元.甲、乙两车间每天功能完成至多70多箱原料的加工,每天甲、乙车间耗费工时总和不得超过480小时,甲、乙两车间每天获利最大的生产计划为()A.甲车间加工原料10箱,乙车间加工原料60箱B.甲车间加工原料15箱,乙车间加工原料55箱C .甲车间加工原料18箱,乙车间加工原料50箱D .甲车间加工原料40箱,乙车间加工原料30箱6、 (福建卷理8)设不等式组1230x x y y x ≥⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩所表示的平面区域是1Ω,平面区域2Ω与1Ω关于直线3490x y --=对称。
高二直线和圆的方程知识点归纳直线和圆是数学中常见的几何图形,它们的方程是我们学习的重点内容。
在高二阶段,我们对直线和圆的方程有了更深入的学习和理解。
下面是对高二直线和圆的方程知识点的归纳总结。
1. 直线的方程直线的方程可以分为两种形式:一般式和点斜式。
一般式方程为Ax+By+C=0,其中A、B、C为常数,且A和B不同时为0。
点斜式方程为y-y₁=m(x-x₁),其中m为直线的斜率,(x₁,y₁)为直线上的一点。
2. 直线的斜率和倾斜角直线的斜率m定义为y轴上的增量与x轴上的增量的比值。
直线的倾斜角θ是它与x轴正方向的夹角。
两者满足关系式m=tanθ。
3. 直线的截距直线与x轴的截距为点(0,b),与y轴的截距为点(a,0)。
直线的一般式方程中的常数C即为与y轴的截距。
4. 圆的方程圆的方程有两种形式:标准式和一般式。
标准式方程为(x-a)²+(y-b)²=r²,其中(a,b)为圆心的坐标,r为半径。
一般式方程为x²+y²+Dx+Ey+F=0,其中D、E、F为常数。
5. 直线和圆的关系直线和圆的关系可以分为三种情况:相离、相切和相交。
判断方法是将直线的方程代入圆的方程,观察判别式的值。
6. 切线和法线在圆上的一点处,过该点的直线与圆相切,该直线称为切线。
切线与半径的夹角为直角,称为法线。
7. 直线和圆的位置关系直线和圆的位置关系有两种情况:相离和相交。
判断方法是将直线的方程代入圆的方程,观察判别式的值。
如果判别式大于0,则直线和圆相交;如果判别式小于0,则直线和圆相离;如果判别式等于0,则直线与圆相切。
8. 直线和圆的交点坐标如果直线与圆相交,交点坐标可通过解方程组得到。
将直线的方程和圆的方程联立,解得x和y的值,即为交点的坐标。
综上所述,高二直线和圆的方程知识点主要包括直线的方程、直线的斜率和倾斜角、直线的截距、圆的方程、直线和圆的关系、切线和法线、直线和圆的位置关系以及直线和圆的交点坐标。
高中数学直线与圆的方程知识点总结公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-高中数学之直线与圆的方程一、概念理解:1、倾斜角:①找α:直线向上方向、x 轴正方向; ②平行:α=0°;③范围:0°≤α<180° 。
2、斜率:①找k :k=tan α (α≠90°); ②垂直:斜率k 不存在; ③范围: 斜率 k ∈ R 。
3、斜率与坐标:12122121tan x x y y x x y y k --=--==α ①构造直角三角形(数形结合); ②斜率k 值于两点先后顺序无关; ③注意下标的位置对应。
4、直线与直线的位置关系:222111:,:b x k y l b x k y l +=+=①相交:斜率21k k ≠(前提是斜率都存在) 特例----垂直时:<1>0211=⊥k k x l 不存在,则轴,即;<2> 斜率都存在时:121-=•k k 。
②平行:<1> 斜率都存在时:2121,b b k k ≠=;<2> 斜率都不存在时:两直线都与x 轴垂直。
③重合: 斜率都存在时:2121,b b k k ==; 二、方程与公式:1、直线的五个方程:①点斜式:)(00x x k y y -=- 将已知点k y x 与斜率),(00直接带入即可;②斜截式:b kx y += 将已知截距k b 与斜率),0(直接带入即可;③两点式:),(2121121121y y x x x x x x y y y y ≠≠--=--其中, 将已知两点),(),,(2211y x y x 直接带入即可;④截距式:1=+bya x 将已知截距坐标),0(),0,(b a 直接带入即可;⑤一般式:0=++C By Ax ,其中A 、B 不同时为0 用得比较多的是点斜式、斜截式与一般式。
2、求两条直线的交点坐标:直接将两直线方程联立,解方程组即可3、距离公式:①两点间距离:22122121)()(y y x x P P -+-=②点到直线距离:2200BA C By Ax d +++=③平行直线间距离:2221BA C C d +-=4、中点、三分点坐标公式:已知两点),(),,(2211y x B y x A①AB 中点),(00y x :)2,2(2121y y x x ++ ②AB 三分点),(),,(2211t s t s :)32,32(2121yy x x ++ 靠近A 的三分点坐标)32,32(2121y y x x ++ 靠近B 的三分点坐标中点坐标公式,在求对称点、第四章圆与方程中,经常用到。
课题:直线的方程一. 复习目标:1. 深化理解倾斜角、斜率的概念,熟练掌握斜率公式;2. 掌握直线方程的点斜式、斜截式、两点式、截距式和一般式,并能熟练 写出直线方程. 二. 知识要点:1. 过两点P(X 1,y 1)、P 2(X 2, y 2)(X 1 H X 2)的直线斜率公式: _______2. ______________________________________ 直线方程的几种形式:点斜式: ________________________________________ ;斜截式:_ 两点式: _____________ ;截距式: _____________ ; 一般式:_ 三. 课 _ 1 •设0忘(壬'兀),则直线XCOS 9 + y Sin 0 +1=0的倾斜角a 为2(A) 8——22. 已知a,b 亡N (A) 13. 已知M BC 的顶点A(_1,2) , B(3, 6),重心G(0, 2),则AC 边所在直线方程 为 ______________ ;经过点A(—2, 2)且与X 轴、y 轴围成的三角形面积是1的 直线方程是 _________________ ;过点(2,1),且它的倾斜角等于已知直线y =3x +2的倾斜角的一半的直线l 的方程是■44. ______________________________________________________ 若直线I 的方向向量是a =(g 1),则直线I 的倾斜角是 __________________________ ;若点 M (2,-3), N (-3, -2),直线I 过点P(11)且与线段M N 相交,则直线I 的斜率 k的取值范围为—— 四.例题分析:例1 .已知直线l i 的方程为y =2x ,过点A(2, -1)作直线12,交y 轴于点C ,1交1i 于点B ,且|BC|=—|AB|,求12的方程.2例2.⑴已知P(1,3) P 2(7, 2),试求P T W 被直线2x-5y+7=0所分成的比入; ⑵已知P(X 1,y 1),P 2 (X 2, y 2),若直线Ax + By +C =0与直线P P 2相交于点P ,—鼻A x +B y +CC 兀(C) 9 + —2,则过不同三点(a,0),(0, b),(1,3)的直线的条数为((B) 2(C) 3(D)多于 3-0(D)兀 (B) £P不与P2重合,求证:点P分P1P2的比- 1 By1 C .A X2+ By2+c例3.过点P(1,4)引一条直线I ,使它在两条坐标轴上的截距都是正数, 且它们的和最小,求直线I 的方程.例4 .虫ABC 的一个顶点A(2, 3),两条高所在直线方程为X —2y+3=0和X + y -4=0,求三边所在直线方程.五.课后作业:1 11. 若ab c 。
回归课本(七)直线与圆的参数方程一.考试内容:直线的倾斜角和斜率.直线方程的点斜式和两点式.直线方程的一般式. 两条直线平行与垂直的条件.两条直线的交角.点到直线的距离. 用二元一次不等式表示平面区域.简单的线性规划问题. 曲线与方程的概念.由已知条件列出曲线方程.圆的标准方程和一般方程.了解参数方程的概念.圆的参数方程.二.考试要求:(1)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式.掌握直线方程的点斜式、两点式、一般式,并能根据条件熟练地求出直线方程. (2)掌握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式.能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系. (3)了解二元一次不等式表示平面区域. (4)了解线性规划的意义,并会简单的应用. (5)了解解析几何的基本思想,了解坐标法.(6)掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程.【注意】本部分内容在高考中主要考查两个类型的问题:①基本概念和求直线方程;②直线与圆的位置关系等综合性试题. 求解有时还要用到平几的基本知......识和向量的基本方法.........三.基础知识:1.直线的五种方程(1)点斜式 11()y y k x x -=- (直线l 过点111(,)P x y ,且斜率为k ). (2)斜截式 y kx b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)两点式 112121y y x x y y x x --=--(12y y ≠)(111(,)P x y 、222(,)P x y (12x x ≠)). (4)截距式1x ya b+=(a b 、分别为直线的横、纵截距,0a b ≠、)(5)一般式 0Ax By C ++=(其中A 、B 不同时为0).2..两条直线的平行和垂直(1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+①121212||,l l k k b b ⇔=≠;②12121l l k k ⊥⇔=-.(2)若1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,且A 1、A 2、B 1、B 2都不为零,①11112222||A B C l l A B C ⇔=≠;②1212120l l A A B B ⊥⇔+=;3.夹角公式 (1)2121tan ||1k k k k α-=+.(111:l y k x b =+,222:l y k x b =+,121k k ≠-)(2)12211212tan ||A B A B A A B B α-=+. (1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,12120A A B B +≠). 直线12l l ⊥时,直线l 1与l 2的夹角是2π. 4. 1l 到2l 的角公式 (1)2121tan 1k k k k α-=+.(111:l y k x b =+,222:l y k x b =+,121k k ≠-) (2)12211212tan A B A B A A B B α-=+.(1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,12120A A B B +≠). 直线12l l ⊥时,直线l 1到l 2的角是2π.5.四种常用直线系方程(1)定点直线系方程:经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()y y k x x -=-(除直线0x x =),其中k 是待定的系数; 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()()0A x x B y y -+-=,其中,A B 是待定的系数. (2)共点直线系方程:经过两直线1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=的交点的直线系方程为111222()()0A x B y C A x B y C λ+++++=(除2l ),其中λ是待定的系数.(3)平行直线系方程:直线y kx b =+中当斜率k 一定而b 变动时,表示平行直线系方程.与直线0Ax By C ++=平行的直线系方程是0Ax By λ++=(0λ≠),λ是参变量.(4)垂直直线系方程:与直线0Ax By C ++= (A ≠0,B ≠0)垂直的直线系方程是0Bx Ay λ-+=,λ是参变量. 6.点到直线的距离d =点00(,)P x y ,直线l :0Ax By C ++=).7. 0Ax By C ++>或0<所表示的平面区域设直线:0l Ax By C ++=,则0Ax By C ++>或0<所表示的平面区域是:若0B ≠,当B 与Ax By C ++同号时,表示直线l 的上方的区域;当B 与Ax By C ++异号时,表示直线l 的下方的区域.简言之,同号在上,异号在下. 若0B =,当A 与Ax By C ++同号时,表示直线l 的右方的区域;当A 与Ax By C ++异号时,表示直线l 的左方的区域. 简言之,同号在右,异号在左. 8. 111222()()0A x B y C A x B y C ++++>或0<所表示的平面区域设曲线111222:()()0C A x B y C A x B y C ++++=(12120A A B B ≠),则111222()()0A x B y C A x B y C ++++>或0<所表示的平面区域是: 111222()()0A x B y C A x B y C ++++>所表示的平面区域上下两部分; 111222()()0A x B y C A x B y C ++++<所表示的平面区域上下两部分.9. 圆的四种方程(1)圆的标准方程 222()()x a y b r -+-=.(2)圆的一般方程 220x y Dx Ey F ++++=(224D E F +->0). (3)圆的参数方程 cos sin x a r y b r θθ=+⎧⎨=+⎩.(4)圆的直径式方程 1212()()()()0x x x x y y y y --+--=(圆的直径的端点是11(,)A x y 、22(,)B x y ).10. 圆系方程(1)过点11(,)A x y ,22(,)B x y 的圆系方程是1212112112()()()()[()()()()]0x x x x y y y y x x y y y y x x λ--+--+-----=1212()()()()()0x x x x y y y y ax by c λ⇔--+--+++=,其中0ax by c ++=是直线A B 的方程,λ是待定的系数.(2)过直线l :0Ax By C ++=与圆C :220x y Dx Ey F ++++=的交点的圆系方程是22()0x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=,λ是待定的系数. (3) 过圆1C :221110x y D x E y F ++++=与圆2C :222220x y D x E y F ++++=的交点的圆系方程是2222111222()0x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=,λ是待定的系数.11.点与圆的位置关系点00(,)P x y 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种若d =d r >⇔点P 在圆外;d r =⇔点P 在圆上;d r <⇔点P 在圆内.13.直线与圆的位置关系直线0=++C By Ax 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种:0<∆⇔⇔>相离r d ;0=∆⇔⇔=相切r d ; 0>∆⇔⇔<相交r d .其中22BA C Bb Aa d +++=.14.两圆位置关系的判定方法设两圆圆心分别为O 1,O 2,半径分别为r 1,r 2,d O O =21 条公切线外离421⇔⇔+>r r d ; 条公切线外切321⇔⇔+=r r d ;条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r ; 条公切线内切121⇔⇔-=r r d ; 无公切线内含⇔⇔-<<210r r d .15.圆的切线方程(1)已知圆220x y Dx Ey F ++++=.①若已知切点00(,)x y 在圆上,则切线只有一条,其方程是当00(,)x y 圆外时, 0000()()022D x xE y y x x y yF ++++++=表示过两个切点的切点弦方程.②过圆外一点的切线方程可设为00()y y k x x -=-,再利用相切条件求k ,这时必有两条切线,注意不要漏掉平行于y 轴的切线.③斜率为k 的切线方程可设为y kx b =+,再利用相切条件求b ,必有两条切线.(2)已知圆222x y r +=.①过圆上的000(,)P x y 点的切线方程为200x x y y r +=; ②斜率为k的圆的切线方程为y kx =±四.基本方法和数学思想1.设三角形的三个顶点是A (x 1,y 1)、B(x 2,y 2)、C (x 3,y 3),则⊿ABC 的重心G 为(3,3321321y y y x x x ++++);2.直线l 1:A 1x+B 1y+C 1=0与l 2: A 2x+B 2y+C 2=0垂直的充要条件是A 1A 2+B 1B 2=0;3.两条平行线Ax+By+C 1=0与 Ax+By+C 2=0的距离是2221BA C C d +-=;4.Ax 2+Bxy+Cy 2+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件 :A=C ≠0且B=0且D 2+E 2-4AF>0;5.过圆x 2+y 2=r 2上的点M(x 0,y 0)的切线方程为:x 0x+y 0y=r 2;6.以A(x 1,y 2)、B(x 2,y 2)为直径的圆的方程是(x -x 1)(x -x 2)+(y -y 1)(y -y 2)=0;7.求解线性规划问题的步骤是:(1)根据实际问题的约束条件列出不等式;(2)作出可行域,写出目标函数;(3)确定目标函数的最优位置,从而获得最优解;8.圆的性质的应用.初中知识回顾:五.高考题回顾一、相切问题: 1.(04年辽宁卷.13)若经过点(1,0)P -的直线与圆224230x y x y ++-+=相切,则此直线在y 轴上的截距是 .2. 北京卷)从原点向圆 x 2+y 2-12y +27=0作两条切线,则该圆夹在两条切线间的劣弧长为( )(A )π (B )2π (C )4π (D )6π3. (天津卷)将直线2x -y +λ=0,沿x 轴向左平移1个单位,所得直线与圆x 2+y 2+2x -4y=0相切,则实数λ的值为 A .-3或7 B .-2或8 C .0或10 D .1或11二、公共点问题:4.(04年北京卷.理12)曲线C :{cos 1sin x y θθ==-+(θ为参数)的普通方程是________,如果曲线C 与直线0x y a ++=有公共点,那么实数a 的取值范围是_______.5.(全国卷I)已知直线l 过点),(02-,当直线l 与圆x y x 222=+有两个交点时,其斜率k 的取值范围是( )(A )),(2222- (B )),(22- (C )),(4242-(D )),(8181- 6(04年福建卷.文理13)直线20x y +=被曲线2262150x y x y +---=所截得的弦长等于 . 三、方程问题:6.(04年上海卷.文理8)圆心在直线270x y --=上的圆C 与y 轴交于两点(0,4),(0,2)A B --, 则圆C 的方程为 .7. (湖南卷)设直线0132=++y x 和圆03222=--+x y x 相交于点A 、B ,则弦AB 的垂直平分线方程是 .四、对称问题: 8.(04年全国卷二.文理4)已知圆C 与圆22(1)1x y -+=关于直线y x =-对称,则圆C 的方程为( ).A.22(1)1x y ++=B.221x y +=C.22(1)1x y ++=D.22(1)1x y +-=9.(上海)直线y=21x 关于直线x =1对称的直线方程是x+2y-2=0 . 五、最值问题:10.(04年全国卷三. 文16)设P 为圆221x y +=上的动点,则点P 到直线34100x y --=的距离的最小值为 . 六、线性规划问题:11. (全国卷Ⅰ)在坐标平面上,不等式组⎩⎨⎧+-≤-≥131x y x y 所表示的平面区域的面积为(C ) (A )2(B )23 (C )223 (D )212. (湖北卷)某实验室需购某种化工原料106千克,现在市场上该原料有两种包装,一种是每袋35千克,价格为140元;另一种是每袋24千克,价格为120元. 在满足需要的条件下,最少要花费 元.13. (江西卷)设实数x , y 满足的最大值是则x y y y x y x ,03204202⎪⎩⎪⎨⎧≤->-+≤-- .七.与向量相结合14.(湖南卷)已知直线ax +by +c =0与圆O :x 2+y 2=1相交于A 、B 两点,且|AB|=3,则OB OA ⋅ = .六.课本中习题归纳一、 直线的方程及其位置关系1(1)直线的倾斜角α的取值范围是 。
直线与圆常考6种题型总结【考点分析】考点一:圆的定义:在平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹是圆考点二:圆的标准方程设圆心的坐标()C a b ,,半径为r ,则圆的标准方程为:()()222x a y b r -+-=考点三:圆的一般方程圆的一般方程为220x y Dx Ey F ++++=,圆心坐标:()22D E --,,半径:r =注意:①对于F E D 、、的取值要求:2240D E F +->当2240D E F +-=时,方程只有实数解22D E x y =-=-,.它表示一个点()22D E--,当2240D E F +-<时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.②二元二次方程220Ax Bxy Cy Dx Ey F +++++=,表示圆的充要条件是22040A C B D E AF =≠⎧⎪=⎨⎪+->⎩考点四:以1122()()A x y B x y ,,,为直径端点的圆的方程为1212()()()()0x x x x y y y y -⋅-+--=考点五:阿波罗尼斯圆设A B ,为平面上相异两定点,且||2(0)AB a a =>,P 为平面上异于A B ,一动点且||||PA PB λ=(0λ>且1λ≠)则P 点轨迹为圆.考点六:直线与圆的位置关系设圆心到直线的距离d ,圆的半径为r ,则直线与圆的位置关系几何意义代数意义公共点的个数①直线与圆相交r d <0>∆两个②直线与圆相切r d =0=∆一个③直线与圆相离r d >0<∆0个注:代数法:联立直线方程与圆方程,得到关于x 的一元二次方程2Ax Bx C ++=考点七:直线与圆相交的弦长问题法一:设圆心到直线的距离d ,圆的半径为r ,则弦长222d r AB -=法二:联立直线方程与圆方程,得到关于x 的一元二次方程20Ax Bx C ++=,利用韦达定理,弦长公式即可【题型目录】题型一:圆的方程题型二:直线与圆的位置关系题型三:直线与圆的弦长问题题型四:圆中的切线切线长和切点弦问题题型五:圆中最值问题题型六:圆与圆的位置关系问题【典型例题】题型一:圆的方程【例1】AOB 顶点坐标分别为()2,0A ,()0,4B ,()0,0O .则AOB 外接圆的标准方程为______.【答案】()()22125x y -+-=【解析】设圆的标准方程为()()222x a y b r -+-=,因为过点()2,0A ,()0,4B ,()0,0O 所以()()()()()()222222222200400a b r a b r a b r ⎧-+-=⎪⎪-+-=⎨⎪-+-=⎪⎩解得2125a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩则圆的标准方程为()()22125x y -+-=故答案为:()()22125x y -+-=【例2】已知圆22(1)(2)4x y +++=关于直线()200,0ax by a b ++=>>对称,则12a b+的最小值为()A .52B .92C .4D .8故选:B【例3】过点(1,1),(3,5)A B -,且圆心在直线220x y ++=上的圆的方程为_______.【例4】设甲:实数3a <;乙:方程2230x y x y a +-++=是圆,则甲是乙的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【例5】苏州有很多圆拱的悬索拱桥(如寒山桥),经测得某圆拱索桥(如图)的跨度100AB =米,拱高10OP =米,在建造圆拱桥时每隔5米需用一根支柱支撑,则与OP 相距30米的支柱MN 的高度是()米.(注意:≈3.162)A .6.48B .5.48C .4.48D .3.48【答案】A【解析】以O 为原点,以AB 所在直线为x 轴,以OP 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系.设圆心坐标为(0,a ),则P (0,10),A (-50,0).可设圆拱所在圆的方程为()222x y a r +-=,由题意可得:()()222221050a r a r ⎧-=⎪⎨-+=⎪⎩解得:2120,16900a r =-=.所以所求圆的方程为()2212016900x y ++=.将x =-30代入圆方程,得:()290012016900y ++=,因为y >0,所以12040 3.162120 6.48y =≈⨯-=.故选:A.【例6】阿波罗尼斯(约公元前262-190年)证明过这样一个命题:在平面内到两定点距离之比为常数(0,1)k k k >≠的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿氏圆.若平面内两定点A ,B 间的距离为2,动点P 满足||||PA PB =,则PAB △面积的最大值是()AB .2C.D .4【答案】C【解析】设经过点A ,B 的直线为x 轴,AB的方向为x 轴正方向,线段AB 的垂直平分线为y 轴,线段AB 的中点O 为原点,建立平面直角坐标系.则()1,0A -,()10B ,.设(),P x y,∵PA PB==两边平方并整理得22610x y x +-+=,即()2238x y -+=.要使PAB △的面积最大,只需点P到AB (x 轴)的距离最大时,此时面积为122⨯⨯故选:C.【题型专练】1.设点M 在直线210x y +-=上,点(3,0)和(0,1)均在M 上,则M 的方程为______________.2.经过三个点00()(02)()0A B C -,,,,的圆的方程为()A .(()2212x y ++=B .(()2212x y +-=C .(()2214x y ++=D .(()2214x y +-=中的三点的一个圆的方程为____________.【答案】22420x y x y +--=或22460x y x y +--=或22814033x y x y +--=或2216162055x y x y +---=(答案不唯一,填其中一个即可)【解析】设圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=若圆过(0,0),(4,0),(4,2)三点,则0164020420F D F D E F =⎧⎪++=⎨⎪+++=⎩,解得420D E F =-⎧⎪=-⎨⎪=⎩,故圆的方程为22420x y x y +--=;若圆过(0,0),(4,0),(1,1)-三点,则0164020F D F D E F =⎧⎪++=⎨⎪-++=⎩,解得460D E F =-⎧⎪=-⎨⎪=⎩,故圆的方程为22460x y x y +--=;若圆过(0,0),(1,1)-,(4,2)三点,则02020420F D E F D E F =⎧⎪-++=⎨⎪+++=⎩,解得831430D E F ⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪=⎪⎪⎩,故圆的方程为22814033x y x y +--=;若圆过(4,0),(1,1)-,(4,2)三点,则16402020420D F D E F D E F ++=⎧⎪-++=⎨⎪+++=⎩,解得1652165D E F ⎧=-⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎩,故圆的方程为2216162055x y x y +---=.4.已知“m t ≤”是“220x y m ++=”表示圆的必要不充分条件,则实数t 的取值范围是()A .()1,-+∞B .[)1,+∞C .(),1-∞D .(),1-∞-5.若两定点()1,0A ,()4,0B ,动点M 满足2MA MB =,则动点M 的轨迹围成区域的面积为().A .2πB .5πC .3πD .4π6.古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两定点A ,B 的距离之比为定值λ(λ≠1)的点的轨迹是圆,此圆被称为“阿波罗尼斯圆”.在平面直角坐标系xOy 中,A (-2,0),B (4,0),点P 满足PA PB=12.设点P 的轨迹为C ,则下列结论正确的是()A .轨迹C 的方程为(x +4)2+y 2=9B .在x 轴上存在异于A ,B 的两点D ,E 使得PD PE=12C .当A ,B ,P 三点不共线时,射线PO 是∠APB 的平分线D .在C 上存在点M ,使得2MO MA =【答案】BC【分析】根据阿波罗尼斯圆的定义,结合两点间距离公式逐一判断即可.设MA MO,则在O,A,M三点所能构成7.已知动点M与两个定点O(0,0),A(3,0)的距离满足2=的三角形中面积的最大值是()A.1B.2C.3D.4易知90MBO ∠=︒时,MOA S △取得最大值3.故选:C .题型二:直线与圆的位置关系【例1】直线:10l kx y k -+-=与圆223x y +=的位置关系是()A .相交B .相离C .相切D .无法确定【例2】(黑龙江哈尔滨市)若过点()4,3A 的直线l 与曲线()()22231x y -+-=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为()A .⎡⎣B .(C .,33⎡-⎢⎣⎦D .,33⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭【答案】C【解析】由题意知,直线的斜率存在,设直线的斜率为k ,则直线方程为()43-=-x k y ,即043=-+-k y kx ,圆心为()3,2,半径为1,所以圆心到直线得距离1211433222+≤-⇒≤+-+-=k k k kk d ,解得3333≤≤-k【例3】直线:20l kx y --=与曲线1C x -只有一个公共点,则实数k 范围是()A .(3,)(,3)+∞-∞- B .3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .4(2,4]3⎧⎫⎨⎬D .(-由图知,当24k <≤或故选:C【例4】已知直线2:0l ax by r +-=与圆222:C x y r +=,点(),A a b ,则下列说法正确的是()A .若点A 在圆C 上,则直线l 与圆C 相切B .若点A 在圆C 内,则直线l 与圆C 相交C .若点A 在圆C 外,则直线l 与圆C 相离D .若点A 在直线l 上,则直线l 与圆C 相切【答案】AD【分析】根据直线与圆的位置关系相应条件判断即可.【题型专练】1.直线():120l kx y k k R -++=∈与圆22:5C x y+=的公共点个数为()A .0个B .1个C .2个D .1个或2个【答案】D【解析】将直线l 变形为()012=+-+y x k ,令⎩⎨⎧=+-=+0102y x ,解得⎩⎨⎧=-=12y x ,所以直线过定点()1,2-P ,因为()51222=+-,所以点P 在圆上,所以直线与圆相切或者相交2.已知关于x 的方程2(3)1k x ++有两个不同的实数根,则实数k 的范围______.当直线与半圆相切时,圆心O 到直线1l 的距离d 解得:13265k -=(舍),或13265k +=当直线过点(2,0)-时,可求得直线2l 的斜率2k =则利用图像得:实数k 的范围为3261,5⎡⎫+⎪⎢⎪⎣⎭故答案为:3261,5⎡⎫+⎪⎢⎪⎣⎭3.(2022全国新高考2卷)设点A (-2,3),B (0(x +3)2+(y +2)2=1有公共点,则a 的取值范围为_______.【答案】13,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】()2,3A -关于y a =对称的点的坐标为()2,23A a '--,()0,B a 在直线y a =上,所以A B '所在直线即为直线l ,所以直线l 为32a y x a -=+-,即()3220a x y a -+-=;圆()()22:321C x y +++=,圆心()3,2C --,半径1r =,依题意圆心到直线l 的距离1d =≤,即()()2225532a a -≤-+,解得1332a ≤≤,即13,32a ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦;故答案为:13,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦题型三:直线与圆的弦长问题【例1】已知圆C :()()22210x y a a +-=>与直线l :x -y -1=0相交于A ,B 两点,若△ABC 的面积为2,则圆C 的面积为()A .πB .2πC .4πD .6π【答案】C 【解析】如图,由圆C 方程可知圆心()0,1C ,半径为a ,由点到直线的距离公式可知圆心C到直线l 的距离d =又△ABC 的面积为11222S AB d =⋅==,解得AB =2222a ⎛+= ⎝⎭,则a =2,即圆C 的半径为2.则圆C 的面积为24S a ππ==.故选:C.【例2】已知圆22:60M x y x +-=,过点()1,2的直线1l ,2l ,…,()*n l n ∈N 被该圆M 截得的弦长依次为1a ,2a ,…,n a ,若1a ,2a ,…,n a 是公差为13的等差数列,则n 的最大值是()A .10B .11C .12D .13【答案】D【分析】求出弦长的最小和最大值,根据等差数列的关系即可求出n 的最大值此时,直线DE 的解析式为:3y x =-+直线BC 的解析式为:=+1y x 圆心到弦BC 所在直线的距离:AM 连接BM ,由勾股定理得,()22=322=1AB -x y+=交于,A B两点,过,A B分别作l的垂线与x轴交于【例3】已知直线:10l mx y+--=与圆2216,C D两点,则当AB最小时,CD=()A.4B.C.8D.故选:D【例4】(多选题)若直线l 经过点0(3,1)P -,且被圆2282120x y x y +--+=截得的弦长为4,则l 的方程可能是()A .3x =B .3y =C .34130x y --=D .43150x y --=【题型专练】1.直线:l y x m =+与圆224x y +=相交于A ,B 两点,若AB ≥m 的取值范围为()A .[]22-,B .⎡⎣C .[]1,1-D .,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】B【解析】令圆224x y +=的圆心(0,0)O 到直线l 的距离为d ,而圆半径为2r =,弦AB 长满足AB ≥,则有1d =,又d =1≤,解得m -≤≤所以实数m 的取值范围为⎡⎣.故选:B2.在圆22420x y x y +-+=内,过点()1,0E 的最长弦和最短弦分别是AC 和BD ,则四边形ABCD 的面积为()A .B .C .D .【答案】D【解析】圆22420x y x y +-+=化简为22(2)(1)5x y -++=可得圆心为(2,1),r -=易知过点()1,0E 的最长弦为直径,即||AC =而最短弦为过()1,0E 与AC 垂直的弦,圆心(2,1)-到()1,0E 的距离:d ==所以弦||BD ==所以四边形ABCD 的面积:12S AC BD =⋅=故选:D.3.若直线1y kx =+与圆221x y +=相交于B A ,两点,且60AOB ∠= (其中O 为原点),则k 的值为()A .3-或3B .3C .D 4.直线l :()()2110m x m y -+-+=与圆C :2260x x y -+=相交于A ,B 两点,则AB 的最小值是()A .B .2C .D .4【答案】D【解析】分别取1,2m m ==,则1010x y -+=⎧⎨-+=⎩,得11x y =⎧⎨=⎩,即直线l 过定点(1,1)P ,将圆C 化为标准方程:22(3)9x y -+=,圆心为(3,0),半径3r =.如图,因为AB =,所以当圆心到直线距离最大时AB 最小.当CP 不垂直直线l 时,总有d CP <,故当CP l ⊥时AB 最小,因为CP =所以AB的最小值为4=.故选:D题型四:圆中的切线切线长和切点弦问题【例1】直线l 过点(2,1)且与圆22:(1)9C x y ++=相切,则直线l 的方程为______________.【例2】已知圆C :228240x y y +--+=,且圆外有一点()0,2P ,过点P 作圆C 的两条切线,且切点分别为A ,B ,则AB =______.【例3】点P 在圆C :()()22334x y -+-=上,()2,0A ,()0,1B ,则PBA ∠最大时,PB =___________.【答案】3【分析】根据题意PBA ∠最大时,直线【详解】点P 在圆C :()23x -+如图将BA 绕点B 沿逆时针方向旋转,当刚好与圆当旋转到与圆相切于点2P 时,∠【例4】过点()2,1P 作圆O :221x y +=的切线,切点分别为,A B ,则下列说法正确的是()A.PA B .四边形PAOB 的外接圆方程为222x y x y +=+C .直线AB 方程为21y x =-+D .三角形PAB 的面积为85【题型专练】1.过点(0,2)作与圆2220x y x +-=相切的直线l ,则直线l 的方程为()A .3480x y -+=B .3480x y +-=C .0x =D .1x =2.直线40x y +-=平分圆222:2250C x y bx by b +---+=的周长,过点()1,P b --作圆C 的一条切线,切点为Q ,则PQ =()A .5B .4C .3D .2【答案】B【详解】圆222:2250C x y bx by b +---+=的圆心为(,)C b b ,半径为r =因为直线40x y +-=平分圆222:2250C x y bx by b +---+=的周长,所以直线40x y +-=经过(,)C b b ,所以40b b +-=,故2b =,由已知()1,2P --,(2,2)C ,||PC ,圆的半径为3,所以4PQ =,故选:B.3.过点(2,2)P作圆224x y+=的两条切线,切点分别为A、B,则直线AB的方程为_______.题型五:圆中最值问题【例1】已知l:4y x=+,分别交x,y轴于A,B两点,P在圆C:224x y+=上运动,则PAB△面积的最大值为()A.8-B.16-C.8+D.16+【答案】C【解析】如图所示,以AB 为底边,则PAB △面积最大等价于点P 到l 距离最大,而点P 到l 距离最大值等于O 到l 的距离加半径看,O 到l 的距离d =O 的半径2r =,()4,0A -,()0,4B ,则AB =PAB △面积的最大值为()1282⨯=+故选:C【例2】已知点P 是圆()()2241625x y -+-=上的点,点Q 是直线0x y -=上的点,点R 是直线125240x y -+=上的点,则PQ QR +的最小值为()A .7B .335C .6D .295由对称性可知CQ EQ =,点E 到直线125240x y -+=的距离为的交点以及点【例3】已知直线:320l x y ++=与x 、轴的交点分别为A 、B ,且直线1:310l mx y m --+=与直线2:310l x my m +--=相交于点P ,则PAB 面积的最大值是()A .103+B .103+C D【例4】已知圆()()22:254C x y -+-=的圆心为C ,T 为直线220x y --=上的动点,过点T 作圆C 的切线,切点为M ,则TM TC ⋅的最小值为()A .10B .16C .18D .20()2TM TC TC CM TC TC CM ⋅=+⋅=+ CM TM ⊥ ,CM CT CM CT ∴⋅=⋅ 24TM TC TC ∴⋅=- ,【例5】已知复数z 满足1i 1z +-=(i 为虚数单位),则z 的最大值为()A .2B 1C 1D .1【答案】B【解析】令i z x y =+,x ,y ∈R ,则()1i 11i 1z x y +-=++-=,即()()22111x y ++-=,表示点(),x y 与点()1,1-距离为1的点集,此时,i z x y =-()()22111x y ++-=上点到原点距离,所以z 的最大值,即为圆上点到原点的距离的最大值,,且半径为1,1.故选:B .【例6】若0x =,则2yx -的取值范围为【答案】11[,]22-【解析】因为0x +=x =-所以()2210x y x +=≤如图,此方程表示的是圆心在原点,半径为1的半圆,2yx -的几何意义是点(),x y 与点()2,0连线的斜率如图,()()0,1,0,1A B -,()2,0P101022PA k -==--,101022PB k --==-所以2y x -的取值范围为11[,]22-故选:D【例】AB 为⊙C :(x -2)2+(y -4)2=25的一条弦,6AB =,若点P 为⊙C 上一动点,则PA PB ⋅的取值范围是()A .[0,100]B .[-12,48]C .[-9,64]D .[-8,72]【答案】D 【解析】【分析】取AB 中点为Q ,利用数量积的运算性质可得2||9PA PB PQ ⋅=- ,再利用圆的性质可得||PQ 取值范围,即求.【详解】取AB 中点为Q ,连接PQ2PA PB PQ ∴+= ,PA PB BA -= 221()()4PA PB PA PB PA PB ⎡⎤∴⋅=+--⎣⎦ 2214||||4PQ BA ⎡⎤=-⎣⎦ ,又||6BA = ,4CQ =2||9PA PB PQ ∴⋅=-,∵点P 为⊙C 上一动点,∴max min ||9,|5|15PQ Q P C Q Q C =+=-==PA PB ∴⋅的取值范围[-8,72].故选:D.【题型专练】1.直线20x y +-=分别与x 轴,y 轴交于,A B 两点,点P 在圆22(2)2x y ++=上,则ABP 面积的取值范围是()A .[]2,6B .[]4,8C .D .⎡⎣2.(多选题)已知点P 在圆O :224x y +=上,直线l :43120x y +-=分别与x 轴,轴交于,A B 两点,则()A .过点B 作圆O 的切线,则切线长为B .满足0PA PB ⋅=的点P 有3个C .点P 到直线l 距离的最大值为225D .PA PB +的最小值是1【答案】ACD【分析】对于A,根据勾股定理求解即可;对于B,0PA PB ⋅=即PA PB ⊥,所以点P 在以AB 为直径的圆上,设AB 的中点为M ,写出圆M 的方程,根据两个圆的交点个数即可判断正误;对于C,根据圆上一点到直线的最大PM 3.已知动点A ,B 分别在圆1C :()2221x y ++=和圆2C :()2244x y -+=上,动点P 在直线10x y -+=上,则PA PB +的最小值是_______【答案】3-##3-+如图,设点()10,2C -关于直线10x y -+=对称的点为()030,C x y ,所以,00002121022y x x y +⎧=-⎪⎪⎨-⎛⎫⎪-+= ⎪⎪⎝⎭⎩,解得003,1x y =-=,即()33,1C -,所以,3252C C =所以,32523PA B C P C r R --+=-≥,即PA PB +的最小值是523-.故答案为:523-4.过直线3450x y +-=上的一点P 向圆()()22344x y -+-=作两条切线12l l ,.设1l 与2l 的夹角为θ,则θ的最大值为______.【答案】π3##60︒【分析】由题可得圆心为()3,4C ,半径为2,设12l l ,与圆C 切于,A B ,根据圆的性质结合条件可得1sin sin22APC θ∠=≤,进而即得.【详解】由()()22344x y -+-=,可得圆心为()3,4C ,半径为2,设12l l ,与圆C 切于,A B ,则2APB APC θ=∠=∠,在Rt APC △中,2AC =,2sin sin 2CA APC CP CPθ∠===又()3,4C 到直线3450x y +-=的距离为223344534⨯+⨯-+所以4CP ≥,1sin sin22APC θ∠=≤,所以APC ∠的最大值为π6,即θ的最大值为π3.故答案为:π3.5.已知圆22:410,+--=M x y x (),P x y 是圆M 上的动点,则3t x =+的最大值为_________;22x y +的最小值为____________.6.18世纪末,挪威测量学家维塞尔首次利用坐标平面上的点来表示复数,使复数及其运算具有了几何意义,例如z OZ =,也即复数z 的模的几何意义为z 对应的点Z 到原点的距离.已知复数z 满足2z =,则34i z --的最大值为()A .3B .5C .7D .9【答案】C【解析】2z = ,z ∴对应的点(),Z x y 的轨迹为圆224x y +=;34i z -- 的几何意义为点(),Z x y 到点()3,4的距离,max 34i 27z ∴--==.故选:C.题型六:圆与圆的位置关系问题【例1】已知圆221:1C x y +=与圆222:(3)(4)4C x y -+-=,则圆1C 与2C 的位置关系是()A .内含B .相交C .外切D .相离【例2】已知点P 在圆O :224x y +=上,点()30A -,,()0,4B ,满足AP BP ⊥的点P 的个数为()A .3B .2C .1D .0【答案】B【解析】【分析】设(,)P x y ,轨迹AP BP ⊥ 可得点P 的轨迹方程,即可判断该轨迹与圆的交点个数.设点(,)P x y ,则224x y +=,且(3,)(,4)AP x y BP x y =+=- ,,由AP BP ⊥,得22(3)(4)340AP BP x x y y x y x y ⋅=++-=++-= ,即22325()(2)24x y ++-=,故点P 的轨迹为一个圆心为3(,2)2-、半径为52的圆,则两圆的圆心距为52,半径和为59222+=,半径差为51222-=,有159222<<,所以两圆相交,满足这样的点P 有2个.故选:B.【例3】圆221:22260O x y x y +---=与圆222:820O x y y +--=的公共弦长为()A .B .C .D .【例4】已知圆C :()()22681x y -+-=和两点(),0A m -,()(),00B m m >,若圆C 上存在点P ,使得90APB ∠=︒,则m 的最大值为()A .12B .11C .10D .9【答案】B【分析】由题意得P 点轨迹,转化为有交点问题【详解】90APB ∠=︒,记AB 中点为O ,则||OP m =,故P 点的轨迹是以原点为圆心,m 为半径的圆,又P 在圆C 上,所以两圆有交点,则|1|||1m OC m -≤≤+,而||10OC =,得911m ≤≤.故选:B【题型专练】1.写出与圆221x y +=和圆()2264x y -+=都相切的一条直线的方程______.2.(2022全国新高考1卷)写出与圆x 2+y 2=1和(x -3)2+(y -4)2=16都相切的一条直线的方程_______.【答案】3544y x =-+或7252424y x =-或1x =-【解析】【分析】先判断两圆位置关系,分情况讨论即可.【详解】圆221x y +=的圆心为()0,0O ,半径为1,圆22(3)(4)16x y -+-=的圆心1O 为(3,4),半径为4,5=,等于两圆半径之和,故两圆外切,如图,当切线为l 时,因为143OO k =,所以34l k =-,设方程为3(0)4y x t t =-+>O 到l 的距离1d ==,解得54t =,所以l 的方程为3544y x =-+,当切线为m 时,设直线方程为0kx y p ++=,其中0p >,0k <,由题意14⎧=⎪⎪=,解得7242524k p ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,7252424y x =-当切线为n 时,易知切线方程为1x =-,故答案为:3544y x =-+或7252424y x =-或1x =-.3.(多选题)圆221:20x y x O +-=和圆222:240O x y x y ++-=的交点为A ,B ,则有()A .公共弦AB 所在直线的方程为0x y -=B .公共弦AB 所在直线的方程为10x y +-=C .公共弦ABD .P 为圆1O 上一动点,则P 到直线AB 14.已知点()()2,3,5,1A B -,则满足点A 到直线l 的距离为1,点B 到直线l 距离为3的直线l 的条数有()A .1B .2C .3D .4【答案】D【解析】【分析】以A 为圆心,1为半径,B 为圆心,3为半径分别画圆,将所求转化为求圆A 与圆B 的公切线条数,判断两圆的位置关系,从而得公切线条数.【详解】以A 为圆心,1为半径,B 为圆心,3为半径分别画圆,如图所示,由题意,满足点A 到直线l 的距离为1,点B 到直线l 距离为3的直线l 的条数即为圆A 与圆B 的公切线条数,因为513AB ==>+,所以两圆外离,所以两圆的公切线有4条,即满足条件的直线l 有4条.故选:D5.已知圆()()221:111C x y -++=,圆()()222:459C x y -+-=,点M 、N 分别是圆1C 、圆2C 上的动点,点P 为x 轴上的动点,则PN PM -的最大值是()A .4B .9C .7D .2【答案】B【解析】【分析】分析可知()21max 4PN PM PC PC -=-+,设点()24,5C 关于x 轴的对称点为()24,5C '-,可得出22PC PC '=,求出21PC PC '-的最大值,即可得解.【详解】圆()()221:111C x y -++=的圆心为()11,1C -,半径为1,圆()()222:459C x y -+-=的圆心为()24,5C ,半径为3.()max min max PN PM PN PM -=- ,又2max 3PN PC =+,1min 1PMPC =-,()()()2121max 314PN PM PC PC PC PC ∴-=+--=-+.点()24,5C 关于x 轴的对称点为()24,5C '-,2121125PC PC PC PC C C ''-=-≤==,所以,()max 549PN PM -=+=,故选:B .。
直线与圆的方程怎么解详细过程在解析几何中,直线和圆是常见的几何图形。
掌握直线和圆的方程求解方法对于解决几何问题和代数问题非常重要。
下面将详细介绍直线与圆的方程解法。
直线的方程解法直线一般可以表示为y=mx+b的形式,其中m是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距。
我们可以利用不同的条件来确定直线的方程。
通过两点确定直线方程给定直线上的两个点(x1,y1)和(x2,y2),我们可以通过以下步骤确定直线的方程:1.计算直线的斜率m,公式为 $m = \\frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$2.确定直线上的一个点,可以选择其中任意一个点,例如选取(x1,y1)3.使用截距公式b=y−mx,将选取的点代入,得到b=y1−mx14.得到直线的方程为y=mx+b通过斜率和一点求解直线方程给定直线上的一个点(x1,y1),以及直线的斜率m,我们可以通过以下步骤确定直线的方程:1.使用截距公式b=y−mx,将给定的点代入,得到b=y1−mx12.得到直线的方程为y=mx+b圆的方程解法圆的方程一般表示为(x−ℎ)2+(y−k)2=r2,其中(ℎ,k)是圆心坐标,r是半径长度。
我们可以通过不同的条件来确定圆的方程。
已知圆心和半径求解圆方程给定圆心(ℎ,k)和半径r,我们可以直接确定圆的方程:圆的方程为(x−ℎ)2+(y−k)2=r2已知圆上一点和半径求解圆方程给定圆上的一个点(x1,y1)和半径r,我们可以通过以下步骤确定圆的方程:1.将圆的方程(x−ℎ)2+(y−k)2=r2中的x替换为x1,y替换为y1,得到(x1−ℎ)2+(y1−k)2=r22.对方程进行展开计算,得到x12−2x1ℎ+ℎ2+y12−2y1k+k2=r23.化简上式,得到x12+y12−2x1ℎ−2y1k+ℎ2+k2−r2=04.得到圆的方程为x2+y2−2xℎ−2yk+ℎ2+k2−r2=0总结直线与圆的方程的求解方法通过具体的条件来确定相应的方程。
掌门1对1教育 高中数学高中数学第七章-直线和圆的方程考试内容:直线的倾斜角和斜率,直线方程的点斜式和两点式.直线方程的一般式.两条直线平行与垂直的条件.两条直线的交角.点到直线的距离.用二元一次不等式表示平面区域.简单的线性规划问题.曲线与方程的概念.由已知条件列出曲线方程.圆的标准方程和一般方程.圆的参数方程.考试要求:(1)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式,掌握直线方程的点斜式、两点式、一般式,并能根据条件熟练地求出直线方程.(2)掌握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系.(3)了解二元一次不等式表示平面区域.(4)了解线性规划的意义,并会简单的应用.(5)了解解析几何的基本思想,了解坐标法.(6)掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念。
理解圆的参数方程.§07. 直线和圆的方程 知识要点一、直线方程.1. 直线的倾斜角:一条直线向上的方向与x 轴正方向所成的最小正角叫做这条直线的倾斜角,其中直线与x 轴平行或重合时,其倾斜角为0,故直线倾斜角的范围是)0(1800παα ≤≤.注:①当 90=α或12x x =时,直线l 垂直于x 轴,它的斜率不存在.②每一条直线都存在惟一的倾斜角,除与x 轴垂直的直线不存在斜率外,其余每一条直线都有惟一的斜率,并且当直线的斜率一定时,其倾斜角也对应确定.2. 直线方程的几种形式:点斜式、截距式、两点式、斜切式.特别地,当直线经过两点),0(),0,(b a ,即直线在x 轴,y 轴上的截距分别为)0,0(,≠≠b a b a 时,直线方程是:1=+by a x . 注:若232--=x y 是一直线的方程,则这条直线的方程是232--=x y ,但若)0(232≥--=x x y 则不是这条线.附:直线系:对于直线的斜截式方程b kx y +=,当b k ,均为确定的数值时,它表示一条确定的直线,如果b k ,变化时,对应的直线也会变化.①当b 为定植,k 变化时,它们表示过定点(0,b )的直线束.②当k 为定值,b 变化时,它们表示一组平行直线.3. ⑴两条直线平行:1l ∥212k k l =⇔两条直线平行的条件是:①1l 和2l 是两条不重合的直线. ②在1l 和2l 的斜率都存在的前提下得到的. 因此,应特别注意,抽掉或忽视其中任一个“前提”都会导致结论的错误. (一般的结论是:对于两条直线21,l l ,它们在y 轴上的纵截距是21,b b ,则1l ∥212k k l =⇔,且21b b ≠或21,l l 的斜率均不存在,即2121A B B A =是平行的必要不充分条件,且21C C ≠)推论:如果两条直线21,l l 的倾斜角为21,αα则1l ∥212αα=⇔l .⑵两条直线垂直:两条直线垂直的条件:①设两条直线1l 和2l 的斜率分别为1k 和2k ,则有12121-=⇔⊥k k l l 这里的前提是21,l l 的斜率都存在. ②0121=⇔⊥k l l ,且2l 的斜率不存在或02=k ,且1l 的斜率不存在. (即01221=+B A B A 是垂直的充要条件)4. 直线的交角:⑴直线1l 到2l 的角(方向角);直线1l 到2l 的角,是指直线1l 绕交点依逆时针方向旋转到与2l 重合时所转动的角θ,它的范围是),0(π,当 90≠θ时21121tan k k k k +-=θ. ⑵两条相交直线1l 与2l 的夹角:两条相交直线1l 与2l 的夹角,是指由1l 与2l 相交所成的四个角中最小的正角θ,又称为1l 和2l 所成的角,它的取值范围是 ⎝⎛⎥⎦⎤2,0π,当 90≠θ,则有21121tan k k k k +-=θ. 5. 过两直线⎩⎨⎧=++=++0:0:22221111C y B x A l C y B x A l 的交点的直线系方程λλ(0)(222111=+++++C y B x A C y B x A 为参数,0222=++C y B x A 不包括在内)6. 点到直线的距离:⑴点到直线的距离公式:设点),(00y x P ,直线P C By Ax l ,0:=++到l 的距离为d ,则有2200B A CBy Ax d +++=.注:1. 两点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)的距离公式:21221221)()(||y y x x P P -+-=.特例:点P(x,y)到原点O 的距离:22||OP x y =+2. 定比分点坐标分式。
若点P(x,y)分有向线段1212PP PP PP λλ= 所成的比为即,其中P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2).则 λλλλ++=++=1,12121y y y x x x 特例,中点坐标公式;重要结论,三角形重心坐标公式。
3. 直线的倾斜角(0°≤α<180°)、斜率:αtan =k4. 过两点1212222111),(),,(x x y y k y x P y x P --=的直线的斜率公式:. 12()x x ≠ 当2121,y y x x ≠=(即直线和x 轴垂直)时,直线的倾斜角α=︒90,没有斜率王新敞⑵两条平行线间的距离公式:设两条平行直线)(0:,0:212211C C C By Ax l C By Ax l ≠=++=++,它们之间的距离为d ,则有2221B A C C d +-=.注;直线系方程1. 与直线:A x +B y +C= 0平行的直线系方程是:A x +B y +m =0.( m ∊R, C ≠m ).2. 与直线:A x +B y +C= 0垂直的直线系方程是:B x -A y +m =0.( m ∊R)3. 过定点(x 1,y 1)的直线系方程是: A(x -x 1)+B(y -y 1)=0 (A,B 不全为0)4. 过直线l 1、l 2交点的直线系方程:(A 1x +B 1y +C 1)+λ( A 2x +B 2y +C 2)=0 (λ∊R ) 注:该直线系不含l 2.7. 关于点对称和关于某直线对称:⑴关于点对称的两条直线一定是平行直线,且这个点到两直线的距离相等.⑵关于某直线对称的两条直线性质:若两条直线平行,则对称直线也平行,且两直线到对称直线距离相等.若两条直线不平行,则对称直线必过两条直线的交点,且对称直线为两直线夹角的角平分线.⑶点关于某一条直线对称,用中点表示两对称点,则中点在对称直线上(方程①),过两对称点的直线方程与对称直线方程垂直(方程②)①②可解得所求对称点.注:①曲线、直线关于一直线(b x y +±=)对称的解法:y 换x ,x 换y. 例:曲线f (x ,y )=0关于直线y =x –2对称曲线方程是f (y +2 ,x –2)=0.②曲线C: f (x ,y )=0关于点(a ,b)的对称曲线方程是f (a – x , 2b – y )=0.二、圆的方程.1. ⑴曲线与方程:在直角坐标系中,如果某曲线C 上的 与一个二元方程0),(=y x f 的实数建立了如下关系:①曲线上的点的坐标都是这个方程的解.②以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程叫做曲线方程;这条曲线叫做方程的曲线(图形).⑵曲线和方程的关系,实质上是曲线上任一点),(y x M 其坐标与方程0),(=y x f 的一种关系,曲线上任一点),(y x 是方程0),(=y x f 的解;反过来,满足方程0),(=y x f 的解所对应的点是曲线上的点. 注:如果曲线C 的方程是f(x ,y)=0,那么点P 0(x 0 ,y)线C 上的充要条件是f(x 0 ,y 0)=02. 圆的标准方程:以点),(b a C 为圆心,r 为半径的圆的标准方程是222)()(r b y a x =-+-.特例:圆心在坐标原点,半径为r 的圆的方程是:222r y x =+.注:特殊圆的方程:①与x 轴相切的圆方程222)()(b b y a x =±+- )],(),(,[b a b a b r -=或圆心 ②与y 轴相切的圆方程222)()(a b y a x =-+± )],(),(,[b a b a a r -=或圆心③与x 轴y 轴都相切的圆方程222)()(a a y a x =±+± )],(,[a a a r ±±=圆心3. 圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x .当0422 F E D -+时,方程表示一个圆,其中圆心⎪⎭⎫ ⎝⎛--2,2E D C ,半径2422F E D r -+=. 当0422=-+F E D 时,方程表示一个点⎪⎭⎫ ⎝⎛--2,2E D . 当0422 F E D -+时,方程无图形(称虚圆).注:①圆的参数方程:⎩⎨⎧+=+=θθsin cos r b y r a x (θ为参数). ②方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的充要条件是:0=B 且0≠=C A 且0422 AF E D -+. ③圆的直径或方程:已知0))(())((),(),(21212211=--+--⇒y y y y x x x x y x B y x A (用向量可征).4. 点和圆的位置关系:给定点),(00y x M 及圆222)()(:r b y a x C =-+-.①M 在圆C 内22020)()(r b y a x -+-⇔②M 在圆C 上22020)()r b y a x =-+-⇔( ③M 在圆C 外22020)()(r b y a x -+-⇔5. 直线和圆的位置关系:设圆圆C :)0()()(222 r r b y a x =-+-; 直线l :)0(022≠+=++B A C By Ax ;圆心),(b a C 到直线l 的距离22B A CBb Aa d +++=.①r d =时,l 与C 相切;附:若两圆相切,则⇒⎪⎩⎪⎨⎧=++++=++++0022********F y E x D y x F y E x D y x 相减为公切线方程. ②r d 时,l 与C 相交;附:公共弦方程:设有两个交点,则其公共弦方程为0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D .③r d 时,l 与C 相离.附:若两圆相离,则⇒⎪⎩⎪⎨⎧=++++=++++002222211122F y E x D y x F y E x D y x 相减为圆心21O O 的连线的中与线方程. 由代数特征判断:方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=-+-0)()(222C Bx Ax r b y a x 用代入法,得关于x (或y )的一元二次方程,其判别式为∆,则:l ⇔=∆0与C 相切;l ⇔∆0 与C 相交;l ⇔∆0 与C 相离.注:若两圆为同心圆则011122=++++F y E x D y x ,022222=++++F y E x D y x 相减,不表示直线.6. 圆的切线方程:圆222r y x =+的斜率为k 的切线方程是r k kx y 21+±=过圆022=++++F Ey Dx y x 上一点),(00y x P 的切线方程为:0220000=++++++F y y E x x D y y x x . ①一般方程若点(x 0 ,y 0)在圆上,则(x – a)(x 0 – a)+(y – b)(y 0 – b)=R 2. 特别地,过圆222r y x =+上一0:0:222222111221=++++=++++F y E x D y x C F y E x D y x C AB C D (a,b )点),(00y x P 的切线方程为200r y y x x =+.②若点(x 0 ,y 0)不在圆上,圆心为(a,b)则⎪⎩⎪⎨⎧+---=-=-1)()(2110101R x a k y b R x x k y y ,联立求出⇒k 切线方程. 7. 求切点弦方程:方法是构造图,则切点弦方程即转化为公共弦方程. 如图:ABCD 四类共圆. 已知O Θ的方程022=++++F Ey Dx y x …① 又以ABCD 为圆为方程为2))(())((k b x y y a x x x A A =--+--…②4)()(222b y a x R A A -+-=…③,所以BC 的方程即③代②,①②相切即为所求.三、曲线和方程1.曲线与方程:在直角坐标系中,如果曲线C 和方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:1) 曲线C 上的点的坐标都是方程f(x,y)=0的解(纯粹性);2) 方程f(x,y)=0的解为坐标的点都在曲线C 上(完备性)。