专题直线与圆

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专题11直线与圆★★★ 高考在考什么【考题回放】4. 若直线y = kx+ 2与圆(X- 2)2+ (y — 3)2= 1有两个不同的交点,则k 的取值范围是文档收集自网络,仅用于个人学习J o5.若半径为1的圆分别与y 轴的正半轴和射线y ux (x'0)相切,则这个圆的方程为 ___________ . (x-1)2+(y -s/3)2=16.制定投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且要考虑可能出现的亏损 .某投资人打算投资甲、乙两个项目.根据预测,甲、乙项目可能的最大盈利率分别为 100%和50%,可能的最大亏损率分别为 30 %和10% .投资人计划投资金额不超过 10万元,要求确保可能的资金亏损不超过 1.8万元.问投资人对甲、 乙两个项目各投资多少万元,才能使可能的盈利最大? 文档收集自网络,仅用于个人学习【专家解答】设投资人分别用 x 万元、y 万元投资甲、乙两个项目.X +y <10,丄口士亠"0.3X +0.1y <1.8, 由题意知{ 目标函数z=x+0.5y.X >0, y >0.上述不等式组表示的平面区域如图所示,阴影部分(含边界)即可行域 作直线l 0 : X + 0.5y=0 , 并作平行于直线丨0的一组直线X + 0.5y = Z, Z 亡R, 与可行域相交,其中有一条直线经过可行域上的 M 点,且与直线x+0.5y=0的距离最大,这里M点是直线X + y =10和0.3x +0.1y =1.8的交点.、 f x + y =10, 解方程组{ 得x=4, y=6 此时Z = 1咒4中0.5^ 6 = 7 (万元).l 0.3x + 0.1y =1.8, 7 > 0 「•当x=4, y=6时Z 取得最大值.答:投资人用4万元投资甲项目、6万元投资乙项目,才能使可能的盈利最大.★★★高考要考什么【考点透视】1. 理解直线的斜率的概念,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. 了解二兀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。

1.已知两条直线 y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,则 a 等于(D ) A. 22.如果实数 X 、y 满足条件*C . 0x-y +1 >0,y +1 >0, X +y +1 <0B . 1 那么2x-y 的最大值为(B )A. 2 3.圆 x 2+y 2-4x-4y-10=0 上的点到直线 x+y-14=0 A. 36 B . 18 C . 6运 C. -2 D. _3的最大距离与最小距离的差是(C ) D. 5^2工申A 护y5.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。

文档收集自网络,仅用于个【热点透析】直线与圆在高考中主要考查三类问题:一、 基本概念题和求在不同条件下的直线方程,基本概念重点考查:(1) 与直线方程特征值(主要指斜率、截距)有关的问题; (2) 直线的平行和垂直的条件; (3 )与距离有关的问题等。

此类题大都属于中、低档题,以选择题和填空题形式出现;二、 直线与圆的位置关系综合性试题,此类题难度较大,一般以解答题形式出现; 三、 线性规划问题,在高考中极有可能涉及,但难度不会大★★★突破重难点【范例1】已知P 是直线3x+4y+8=0上的动点,PA 、PB 是圆x 2+ y 2— 2x — 2y+ 1 = 0的两条切线, B 是切点,C是圆心,求四边形 PACB 面积的最小值.文档收集自网络,仅用于个人学习解法一:•••点 P 在直线3x+4y+8=0上.如图1.3•••设 P (X, — 2 — — X), C 点坐标为(1, 1),4S 四边形 PACB =2SAPAC = 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|PC|2 =( 1 — X)2 +( 1 + 2 -- x)4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), •• |P C|=I^^81=3,5S PACD =2文档收集自网络,仅用于个人学习【点晴】 求角、距离、面积等几何量问题的关键在于分析几何问题的特殊性,寻找快捷简便的方法。

本题的关键在于 S 四边形PACB = 2S A PAC ,然而转化为|PC|的最值问题。

文档收集自网络,仅用于个人学习【文】已知等腰心ABC 的底边AB 所在的直线方程为 j 3x -y +2 = 0,顶点C 的坐标是(2, 2), 顶角为1200,求两腰所在的直线方程及 M BC 的面积.文档收集自网络,仅用于个人学习解:设腰所在直线的斜率为 k ,寫顶角为1200,二两底角为300,人学习PACB 的面积最小.2=25x 2 16 +討10 =(討D 图19•••I PCI min = 3 •••四边形PACB 面积的最小值为 2近.=tan 300 = ,二k =,3S,=id |AB|=*|2b+4a -ab^b2-8b+20S2 Myab =5b—b2,•••直线 AB 平分四边形 OAMB 的面积,••• S^ = S2,k-V31 中J3k故一腰所在直线方程为y-2=^( X-2)即卩x-A/3y + 2j3-2 =0,3另一腰垂直于x轴,方程为x=2 .S途Bc=3j3【范例2】过点M(2,4)作两条互相垂直的直线,分别交X、y的正半轴于积被直线AB平分,求直线 AB方程。

文档收集自网络,仅用于个人学习解:设AB的方程为△+ 2=1 (a>0,b>0)a b••• A(a,0)、B(0,b)。

••• MA 丄MB /. (a-2) (—2) + (-4)"(b-4)••• AB方程的一般式为 bx+ay-ab=0 •• M到AB的距离A、B,若四边形OAMB的面•/ a>0 0<b<5 =0= a =10 -2b | 2b +4a — ab |J a2卄2•••也MAB的面积而总OAB的面积a 2+1所以当a^l 时,P 点的轨迹是以( ———c , a 2-1,当a=1时,P 点的轨迹为y 轴.可得;bl a 【点晴】 4h 5=4或 J b =2 故所求 AB 方程为 x+2y -5 =0 和 2x + y-4=0。

=2 [a =5 若命题中的直线与两坐标轴均有交点,应先考虑选用截距式方程是否有利。

【文】已知点P 到两个定点M (— 1 , 0)、N (1, 0)距离的比为 ,点N 到直线PM 的距离为1.求直线PN 的方程文档收集自网络,仅用于个人学习 解:设点P 的坐标为(x ,y),由题设有1^也[=, _IP N|即 J (x +1)2 +y 2 = dj (x -1)2 + y2.整理得 x 2+y 2 —6x+1=0. 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 43 直线PM 的方程为y=±=? (x+ 1).② 3将②式代入①式整理得 x 2— 4x + 1 = 0•解得x= 2+J 3,x= 2 — 代入②式得点P 的坐标为(2+ J 3, 1 + #3)或(2 — J 3, — 1 + J 3); (2 + J 3, — 1-寸3 )或(2 — V 3,1 - #3). 直线PN 的方程为y=x — 1或y= — x+1 .【范例3】 已知气象台A 处向西300km 处,有个台风中心,已知台风以每小时 向移动,距台风中心 250km 以内的地方都处在台风圈内,问:从现在起,大约多长时间后,气象台 入台风圈?气象台 A 处在台风圈内的时间大约多长? 文档收集自网络,仅用于个人学习 解:如图建立直角坐标系, B 为台风中心,处在台 风圈内的界线为以 B 为圆心,半径为250的圈内,若 小时后,台风中心到达 B 1点, 贝y B 1(-300+40tC0S450,40tsin45°), 则以B 1为圆心,250为半径的圆的方程为 (X + 300 -20d 2t $ + (y -20履「=2502那么台风圈内的点就应满足 (X + 300 — 2072t ) + (y -20(5 ) < 2502。

x 40 km 的速度向东北方 A 处进 若气象台A 处进入台风圈,那么 A 点的坐标就应满足上述关系式,把 A 点的坐标(0,0)代入上面不等式, 得(300 -20J 2t 2 +(20j 2t 2< 2502,解得 15忑-5"兰〔g+b V 7,即为 1.99"兰 8.61 ; 4 4 所以气象台A 处约在2小时后进入台风圈,处在台风圈内的时间大约 6小时37分。

【点晴】做应用题的关键是寻求有效信息,建立数量之间的关系。

【文】设A (— C ,0), 值a (a>0),求P 点的轨迹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 •文档收集自网络,仅用于个人学习 / 、出 |PA| J (x + c)2 + y2P (x ,y ),由 Wi =a (a >0)得?(ZW =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 Ml 时,得 x 2+ 2c(1x+c 2+y 2=0.整理得(x — 1 2 a c) 2+y 2=( ^^ac )2当 a=1 时,化简得 x=0.-1a -1解:设动点P 的坐标为1 - a 2文档收集自网络,仅用于个人学习 2 2x+c +y =0.整理得(x —2a0)为圆心,r 22a^i 为半径的圆;a -1【点睛】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 【范例4】已知动圆过定点 P( 1, 0),且与定直线I: x= — 1相切,点C 在I 上. (I)求动圆圆心的轨迹 M 的方程; (n)设过点P,且斜率为— J 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.(I)法1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 法 2 设 M (X, y),依题意有 |MP|=|MN|,所以 |x+1|= J (x-“2+ y 2.化简得:(n)( i)由题意得,直线 AB 的方程为y= — J 3 (X — 1). 由[y --%G(X-1),消 y 得 3X 2— 10x+3=0,解得 xj , X 2=3.[y 2=4x.3 1 2 ”所以A 点坐标为(一, ------- ),B 点坐标为(3,— 2 J 3 ),3 3 16|AB|=X 1+X 2+2=亍.M 的方程为y 2=4x.y 2=4x./A假设存在点 C(— 1,y),使^ ABC 为正三角形,则|BC|=AB|且|AC|=|AB|, _—(3+1)2+(y +273)2珂普)2,3 16 2y)2. 3 即{&1)2"为 2= (4)2所以由①,②组成的方程组无解 .因此,直线 由①一②得42+ (y+2 J 3 ) Q5(3,-273)N2j3 3图 7—12迅)2,解得y=—施.但y=—不符合①, 3 9^9l 上不存在点C,使得△ ABC 是正三角形.「y = 一 J 3(x — 1) (ii )法1:设C (—1, 丫)使^ ABC 成钝角三角形,由 「 ' 丿,l X = -1.得y=2 J 3,即当点C (—1, 2屈 )时,A 、B 、C 三点共线,故yM 223.22J 3、2 28 4占y 2+ (y — -----) = — - ------ +y , 393|BC |2= (3+1) 2+ (y+2J 3) 2=28+4 A /3 y+y 2, AB|2= ( 1— ) 2=—56.39当/CAB 为钝角时,COS A=|AB|^|AC|^|BC|2 <0. 又 AC |2= (— 1 —-) 3即BC|2 >|AC |2+|AB|2,即卩 28+473y + y2当 |AC|2>|BC|2+|AB|2,即卩 93(y — 2| ABP| AC Iy ^ 256,即 2 J 3 时,/ CAB 为钝角. 9 39 92 + 256,即 y<— ® J3 时,/ CBA 为钝角. 9328 43 y + y 2>28 + 4J3y + y 空A 28 迢+ y 2+28 + 473y+y 2,9 3又 |AB|2>|AC|2+|BC|2, 即 卩9即y 2+4j 3y +4 vo,(y +岸)2c O.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WU 3響“).法2 :以AB 为直径的圆的方程为(X — 5) 3 5 2 圆心(一,-一J 3)到直线I: x= — 1的距离为 3 32+ (y+^/3 ) 2=( 8)338 3(—1,—空). 3当直线I 上的C 点与G 重合时,/ ACB 为直角,当C 与G 点不重合, 为锐角,即△ ABC 中,/ ACB 不可能是钝角.文档收集自网络,仅用于个人学习 因此,要使△ ABC 为钝角三角形, 所以,以AB 为直径的圆与直线I 相切于点G 且A 、B 、C 三点不共线时,/ ACB过点A 且与AB 垂直的直线方程为过点B 且与AB 垂直的直线方程为 只可能是/ y+2CAB 或/ CBA 为钝角.耳 1\人口 2晶= ---- (X -一).令 x= —1 得 y= ----33 9 A /310 r- ——(X —3).令 x=—1 得 y=——V3 .33又由! “"(X -1),解得y=2j 石, I X = -1.所以,当点C 的坐标为(—1 , 2j 3 )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< — 1°总3【点晴】 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 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 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、 竺(y-23 ).9注重学科知识的内在 •比较深刻地考查了解析 周密性、灵活性都进 或y>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 .文档收集自网络,仅用于个人学习 【文】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;③圆心到直线 45 I: X-2y=0的距离为 ——。