高三总复习直线与圆的方程知识点总结及典型例题
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直线与圆的方程一、直线的方程 1、倾斜角:,范围0≤α<π,x l //轴或与x 轴重合时,α=00。
2、斜率: k=tan α α与κ的关系:α=0⇔κ=0已知L 上两点P 1(x 1,y 1) 0<α<02>⇔k πP 2(x 2,y 2) α=κπ⇔2不存在⇒k=1212x x y y -- 022<⇔<<κππ当1x =2x 时,α=900,κ不存在。
当0≥κ时,α=arctank ,κ<0时,α=π+arctank 3、截距(略)曲线过原点⇔横纵截距都为0。
几种特殊位置的直线 ①x 轴:y=0 ②y 轴:x=0 ③平行于x 轴:y=b④平行于y 轴:x=a ⑤过原点:y=kx②任何一个关于x 、y 的二元一次方程都表示一条直线。
5、直线系:(1)共点直线系方程:p 0(x 0,y 0)为定值,k 为参数y-y 0=k (x-x 0) 特别:y=kx+b ,表示过(0、b )的直线系(不含y 轴) (2)平行直线系:①y=kx+b ,k 为定值,b 为参数。
②AX+BY+入=0表示与Ax+By+C=0 平行的直线系 ③BX-AY+入=0表示与AX+BY+C 垂直的直线系(3)过L 1,L 2交点的直线系A 1x+B 1y+C 1+入(A 2X+B 2Y+C 2)=0(不含L2) 6、三点共线的判定:①AC BC AB =+,②K AB =K BC ,③写出过其中两点的方程,再验证第三点在直线上。
二、两直线的位置关系2、L 1 到L 2的角为0,则12121tan k k k k •+-=θ(121-≠k k )3、夹角:12121tan k k k k +-=θ4、点到直线距离:2200BA c By Ax d +++=(已知点(p 0(x 0,y 0),L :AX+BY+C=0)①两行平线间距离:L 1=AX+BY+C 1=0 L 2:AX+BY+C 2=0⇒2221B A c c d +-=②与AX+BY+C=0平行且距离为d 的直线方程为Ax+By+C ±022=+B Ad③与AX+BY+C 1=0和AX+BY+C 2=0平行且距离相等的直线方程是0221=+++C C BY AX 5、对称:(1)点关于点对称:p(x 1,y 1)关于M (x 0,y 0)的对称)2,2(1010Y Y X X P --' (2)点关于线的对称:设p(a 、b) 一般方法:如图:(思路1)设P 点关于L 的对称点为P 0(x 0,y 0) 则 Kpp 0﹡K L =-1P, P 0中点满足L 方程解出P 0(x 0,y 0)(思路2)写出过P ⊥L 的垂线方程,先求垂足,然后用中点坐标公式求出P 0(x 0,y 0)的坐标。
___________________________________________________________________________________________ 1.若}43,1,0,2{-∈a ,方程0122222=-+++++a a ay ax y x 表示的圆的个数为_____________ 2.动点P 到点A(8,0)的距离是到点B(2,0)的距离的2倍,那么点的轨迹方程为___________ 3.已知圆的方程为08622=--+y x y x .1121,,,a a a Λ是该圆过点(3,5)的11条弦的长, 若数列1121,,,a a a Λ是等差数列,则 数列1121,,,a a a Λ的公差的最大值为 4.已知y x ,满足122=+y x ,则12--x y 的最小值为第二部分 直线与圆的位置关系一、知识点总结1.判断直线与圆的位置关系有两种方法:①几何法:通过圆心到直线的距离与半径的大小比较来判断,设圆心到直线的距离为d ,圆半径为r , 若直线与圆相离,则__________;若直线与圆相切,则__________;若直线与圆相交,则__________ ②代数法:通过直线与圆的方程联立的方程组的解的个数来判断,即通过判别式来判断, 若0>∆,则__________;若0=∆,则__________;若0<∆,__________ 2.两圆的的位置关系(1)设两圆半径分别为12,r r ,圆心距为d若两圆相外离,则__________,公切线条数为___;若两圆相外切,则__________,公切线条数为__ 若两圆相交,则__________,公切线条数为_____;若两圆内切,则__________,公切线条数为___ 若两圆内含,则__________,公切线条数为_____(2) 设两圆0:111221=++++F y E x D y x C ,0:222222=++++F y E x D y x C , 若两圆相交,则两圆的公共弦所在的直线方程是0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D 3. 相切问题的解法:①利用圆心到切线的距离等于半径列方程求解 ②利用圆心、切点连线的斜率与切线的斜率的乘积为-1③利用直线与圆的方程联立的方程组的解只有一个,即0=∆来求解。
高考复习直线和圆的方程知识点归纳及相关历年高考考题目汇总2022届高三冲刺数学:精彩十五天第七章直线和圆的方程一、考试内容:1.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.2.两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.3.用二元一次不等式表示平面区域.简单的线性规划问题.4.曲线与方程的概念.由已知条件列出曲线方程.5.圆的标准方程和一般方程.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.三、知识要点及重要思想方法:(一)直线方程.1.直线的倾斜角:一条直线向上的方向与轴正方向所成的最小正角叫做这条直线的倾斜角,其中直线与某轴平行或重合时,其倾斜角为0,故直线倾斜角的范围是0180(0).注:①当90或某2某1时,直线l垂直于某轴,它的斜率不存在.②每一条直线都存在惟一的倾斜角,除与某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(a,0),(0,b),即直线在某轴,y轴上的截距分别为a,b(a0,b0)时,直线方程是:某ayb1.23注:若yy2323某2是一直线的方程,则这条直线的方程是y某2,但若某2(某0)则不是这条线.附:直线系:对于直线的斜截式方程yk某b,当k,b均为确定的数值时,它表示一条确定的直线,如果k,b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:l1∥l2k1k2两条直线平行的条件是:①l1和l2是两条不重合的直线.②在l1和l2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l1,l2,它们在y轴上的纵截距是b1,b2,则l1∥l2k1k2,且b1b2或l1,l2的斜率均不存在,即A1B2B1A2是平行的必要不充分条件,且C1C2)推论:如果两条直线l1,l2的倾斜角为1,2则l1∥l212.⑵两条直线垂直:两条直线垂直的条件:①设两条直线l1和l2的斜率分别为k1和k2,则有l1l2k1k21这里的前提是l1,l2的斜率都存在.②l1l2k10,且l2的斜率不存在或k20,且l1的斜率不存在.(即A1B2A2B10是垂直的充要条件)4.直线的交角:⑴直线l1到l2的角(方向角);直线l1到l2的角,是指直线l1绕交点依逆时针方向旋转到与l2重合时所转动的角,它的范围是(0,),当90时tank2k11k1k2.⑵两条相交直线l1与l2的夹角:两条相交直线l1与l2的夹角,是指由l1与l2相交所成的四个角中最小的正角,又称为l1和l2所成的角,它的取值范围是0,2,当90,则有tank2k11k1k2.5.过两直线l1:A1某B1yC10l2:A2某B2yC20的交点的直线系方程A1某B1yC1(A2某B2yC2)0(为参数,A2某B2yC20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P(某0,y0),直线l:A某则有d注:1.两点P1(某1,y1)、P2(某2,y2)的距离公式:|P1P2特例:点P(某,y)到原点O的距离:|OP||A某0By0CAB22ByC0,P到l的距离为d,.(某2某1)(y2y1)22.22某y2.定比分点坐标分式。
高三数学复习——直线与圆的方程一、知识梳理(一)直线的方程1、直线的倾斜角与斜率: 直线的倾斜角α与斜率k 的关系:当α090≠时, k 与α的关系___________;α=________时,直线斜率不存在;经过两点P 1(x 1,y 1)P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的斜率公式是___________,三点C B A ,,共线的充要条件是_____________2.直线方程的五种形式: 点斜式方程是:______________________斜截式方程为:________________________截距式方程为:____________________________一般式方程为:___________________________,斜率K=_______________3、两条直线的位置关系:平行与垂直已知直线111:b x k y l +=,222:b x k y l +=若1l //2l ,则_________,若21l l ⊥,则___________4、几个公式:①已知两点),(),,(222111y x P y x P ,则 =||21P P ____________________②设点),(00y x A ,直线,0:=++C By Ax l 点A 到直线l 的距离为=d _________________[例1 ]. 11.过点P (1,2)的直线 与两点A (2,3)、B (4,-5)的距离相等,则直线 的方程为( )A .4x+y-6=0B .x+4y-6=0C .3x+2y=7或4x+y=6D .2x+3y=7或x+4y=6[例2] 已知直线1l :3mx+8y+3m-10=0 和 2l : x+6my-4=0 问 m 为何值时 (1)1l 与2l 相交(2)1l 与2l 平行(3)1l 与2l 垂直;(二)圆的标准方程与一般方程1、①圆的标准方程为_____________________,其中圆心为_____________,半径为_______; ②圆的一般方程为____________________,圆心坐标_________,半径为___________。
直线与圆的方程综合题、典型题、高考题1、已知m ∈R ,直线l :2(1)4mx m y m -+=和圆C :2284160x y x y +-++=.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么? 解析:(1)直线l 的方程可化为22411m m y x m m =-++,直线l 的斜率21mk m =+,因为21(1)2m m +≤,所以2112m k m =+≤,当且仅当1m =时等号成立.所以,斜率k 的取值范围是1122⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,.(2)不能.由(1)知l 的方程为(4)y k x =-,其中12k ≤. 圆C 的圆心为(42)C -,,半径2r =.圆心C 到直线l的距离d =.由12k ≤,得1d >,即2r d >.从而,若l 与圆C 相交,则圆C 截直线l 所得的弦所对的圆心角小于23π.所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为12的两段弧. 2、已知圆C :044222=-+-+y x y x ,是否存在斜率为1的直线l ,使l 被圆C 截得的弦AB 为直径的圆过原点,若存在求出直线l 的方程,若不存在说明理由。
解析:圆C 化成标准方程为2223)2()1(=++-y x 假设存在以AB 为直径的圆M ,圆心M 的坐标为(a由于CM ⊥l ,∴k CM ⋅k l = -1 ∴k CM =112-=-+a b , 即a +b +1=0,得b = -a -1 ① 直线l 的方程为y -b =x -a , 即x -y +b -a =0CM=23+-a b∵以AB 为直径的圆M 过原点,∴OM MB MA ==2)3(92222+--=-=a b CMCB MB ,222b a OM += ∴2222)3(9b a a b +=+-- ②把①代入②得 0322=--a a ,∴123-==a a 或 当25,23-==b a 时此时直线l 的方程为x -y -4=0; 当0,1=-=b a 时此时直线l 的方程为x -y +1=0故这样的直线l 是存在的,方程为x -y -4=0 或x -y +1=0评析:此题用0OA OB =,联立方程组,根与系数关系代入得到关于b 的方程比较简单3、已知点A(-2,-1)和B(2,3),圆C :x 2+y 2= m 2,当圆C 与线段..AB 没有公共点时,求m 的取值范围.解:∵过点A 、B 的直线方程为在l :x -y +1 = 0, 作OP 垂直AB 于点P ,连结OB.由图象得:|m|<OP 或|m|>OB 时,线段AB 与圆x 2+y 2= m 2无交点.(I )当|m|<OP 时,由点到直线的距离公式得:22|m |2|1||m |<⇒<,即22m 22<<-. (II )当m >OB 时,||||m m 即 13m 13m >-<或. ∴当22m 22<<-和0m 13m 13m ≠>-<且与时,圆x 2+y 2= m 2与线段AB 无交点.4、.已知动圆Q 与x 轴相切,且过点()0,2A .⑴求动圆圆心Q 的轨迹M 方程;⑵设B 、C 为曲线M 上两点,()2,2P ,PB BC ⊥,求点C 横坐标的取值范围. 解: ⑴设(),P x y 为轨迹上任一点,则0y =≠ (4分)化简得:2114y x =+ 为求。
直线与圆的方程复习专题直线与圆的方程复专题一、斜率与过定点问题1.已知点A(1,3)、B(2,6)、C(5,m)在同一条直线上,求实数m的值。
直线的斜率为:(6-3)/(2-1)=3,因为三点在同一条直线上,所以AC的斜率也为3,即(m-3)/(5-1)=3,解得m=9.2.已知m≠0,过点(1,-1)的直线ax+3my+2a=0的斜率为:-a/3m,因为过点(1,-1),所以1a+3(-1)m+2a=0,解得a=3m,代入斜率公式得-k=3m/3m,即k=-1.3.已知线段PQ两端点的坐标分别为(-1,1)、(2,2),若直线l:mx+y-m=0与线段PQ有交点,求m的范围。
设交点为R,则PR的斜率为(2-1)/(2-(-1))=1/3,QR的斜率为(2-1)/(2-(-1))=1/3,因为l与PQ有交点,所以l的斜率也为1/3,即m=1/3+(-1)/3=2/3.二、截距问题:4.若三点A(2,2)、B(a,0)、C(0,b)(ab≠0)共线,则(2-0)/(2-0)=(0-b)/(a-0),解得a=4b/3,所以11/ab=11/4.5.已知ab0,b0时,直线在第二象限;当a<0,b<0时,直线在第一象限。
6.(1)过点A(1,2)且在x轴、y轴上截距相等的直线方程为y=x+1;(2)过点A(1,2)且在x轴、y轴截距互为相反数的直线方程为y=-x+3.三、平行垂直:7.已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与直线2x+y-1=0平行,则两条直线的斜率相等,即(m-4)/(-2-m)=1,解得m=-1.8.若直线.9.过点P(-1,3)且垂直于直线x-2y+3=0的直线方程为2x+y-5=0.10.已知直线l1:(m+3)x+4y=5-3m,.五、交点问题:11.过直线.12.若直线l:y=kx-1与直线x+y-1=0的交点位于第一象限,求实数k的取值范围。
直线l与x+y-1=0的交点为(1,k-1),因为在第一象限,所以1+k-1>0,即k>0;又因为直线l与x+y-1=0的斜率相等,即k=1,所以k=1.六、距离问题:13.已知点(3,m)到直线x+3y-4=0的距离等于1,则|3+3m-4|/√(1^2+3^2)=1,解得m=-2或m=2/3.14.已知直线3x+2y-3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离为|3(-6)+2(m)-3|/√(3^2+2^2)=|18-2m|/√13.15.(1)平行于直线3x+4y-12=0且与它的距离是7的直线的方程为3x+4y-47=0;(2)垂直于直线x+3y-5=0且与点P(-1,0)的距离是5的直线方程为3x-y-4=0.16.过点A(1,2)且与原点距离最大的直线方程是 y = -2x + 4.七:圆的方程例1、若方程x+y-2x+4y+1+a=0表示的曲线是一个圆,则a的取值范围是 -4<a<6.圆心坐标是(1,-2),半径是√10.例2、求过点A(1,4)、B(3,2)且圆心在直线y=-x上的圆的标准方程,并判断点P(2,4)与圆的关系。
直线和圆一.直线1.斜率与倾斜角:tan k θ=,[0,)θπ∈(1)[0,2πθ∈时,0k ≥;(2)2πθ=时,k 不存在;(3)(,)2πθπ∈时,0k <(4)当倾斜角从0︒增加到90︒时,斜率从0增加到+∞;当倾斜角从90︒增加到180︒时,斜率从-∞增加到02.直线方程(1)点斜式:)(00x x k y y -=-(2)斜截式:y kx b =+(3)两点式:121121x x x x y y y y --=--(4)截距式:1x y a b +=(5)一般式:0C =++By Ax 3.距离公式(1)点111(,)P x y ,222(,)P x y 之间的距离:12PP =(2)点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离:d =(3)平行线间的距离:10Ax By C ++=与20Ax By C ++=的距离:d =4.位置关系(1)截距式:y kx b =+形式重合:1212k k b b ==相交:12k k ≠平行:1212 k k b b =≠垂直:121k k ⋅=-(2)一般式:0Ax By C ++=形式重合:1221A B A B =且1221A C A C =且1212B C C B =平行:1221A B A B =且1221A C A C ≠且1212B C C B ≠垂直:12120A AB B +=相交:1221A B A B ≠5.直线系1112220A x B y C A x B y C λ++++=+()表示过两直线1111:0l A x B y C ++=和2222:0l A x B y C ++=交点的所有直线方程(不含2l )二.圆1.圆的方程(1)标准形式:222()()x a y b R -+-=(0R >)(2)一般式:220x y Dx Ey F ++++=(2240D E F +->)(3)参数方程:00cos sin x x r y y r θθ=+⎧⎨=+⎩(θ是参数)【注】题目中出现动点求量时,通常可采取参数方程转化为三角函数问题去解决.(4)以11(,)A x y ,22(,)B x y 为直径的圆的方程是:()()()()0A B A B x x x x y y y y --+--=2.位置关系(1)点00(,)P x y 和圆222()()x a y b R -+-=的位置关系:当22200()()x a y b R -+-<时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=内部当22200()()x a y b R -+-=时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=上当22200()()x a y b R -+->时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=外(2)直线0Ax By C ++=和圆222()()x a y b R -+-=的位置关系:判断圆心(,)O a b 到直线0Ax By C ++=的距离d =R 的大小关系当d R <时,直线和圆相交(有两个交点);当d R =时,直线和圆相切(有且仅有一个交点);当d R <时,直线和圆相离(无交点);判断直线与圆的位置关系常见的方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d 和圆半径r 的大小关系.(2)代数法:联立直线与圆的方程消元后利用Δ判断.(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内可判断直线与圆相交.3.圆和圆的位置关系判断圆心距12d O O =与两圆半径之和12R R +,半径之差12R R -(12R R >)的大小关系当12d R R >+时,两圆相离,有4条公切线;当12d R R =+时,两圆外切,有3条公切线;当1212R R d R R -<<+时,两圆相交,有2条公切线;当12d R R =-时,两圆内切,有1条公切线;当120d R R ≤<-时,两圆内含,没有公切线;4.当两圆相交时,两圆相交直线方程等于两圆方程相减5.弦长公式:l =例题:例1若圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点,则实数k 的取值范围是________.例2已知两圆C 1:x 2+y 2-2x +10y -24=0,C 2:x 2+y 2+2x +2y -8=0,则两圆公共弦所在的直线方程是____________.例3设直线x -my -1=0与圆(x -1)2+(y -2)2=4相交于A 、B 两点,且弦AB 的长为23,则实数m 的值是________.例4若a ,b ,c 是直角三角形ABC 三边的长(c 为斜边),则圆C :x 2+y 2=4被直线l :ax +by +c =0所截得的弦长为________.例5已知⊙M :x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点.(1)若|AB |=423,求|MQ |及直线MQ 的方程;(2)求证:直线AB 恒过定点.例6过点(-1,-2)的直线l 被圆x 2+y 2-2x -2y +1=0截得的弦长为2,则直线l 的斜率为________.例7圆x 2-2x +y 2-3=0的圆心到直线x +3y -3=0的距离为________.例8圆心在原点且与直线x +y -2=0相切的圆的方程为____________________.例9已知圆C 经过A (5,1),B (1,3)两点,圆心在x 轴上,则圆C 的方程为________________.例10(1)与曲线C :x 2+y 2+2x +2y =0相内切,同时又与直线l :y =2-x 相切的半径最小的圆的半径是________.(2)已知实数x ,y 满足(x -2)2+(y +1)2=1则2x -y 的最大值为________,最小值为________.例11已知x ,y 满足x 2+y 2=1,则y -2x -1的最小值为________.例12已知两点A (-2,0),B (0,2),点C 是圆x 2+y 2-2x =0上任意一点,则△ABC 面积的最小值是________.例13平面直角坐标系xoy 中,直线10x y -+=截以原点O (1)求圆O 的方程;(2)若直线l 与圆O 切于第一象限,且与坐标轴交于D ,E ,当DE 长最小时,求直线l 的方程;(3)设M ,P 是圆O 上任意两点,点M 关于x 轴的对称点为N ,若直线MP 、NP 分别交于x 轴于点(m ,0)和(n ,0),问mn 是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.例14圆x 2+y 2=8内一点P (-1,2),过点P 的直线l 的倾斜角为α,直线l 交圆于A 、B 两点.(1)当α=43π时,求AB 的长;(2)当弦AB 被点P 平分时,求直线l 的方程.例15已知半径为5的动圆C 的圆心在直线l :x -y +10=0上.(1)若动圆C 过点(-5,0),求圆C 的方程;(2)是否存在正实数r ,使得动圆C 中满足与圆O :x 2+y 2=r 2相外切的圆有且仅有一个,若存在,请求出来;若不存在,请说明理由.。
圆的方程、直线和圆的位置关系【知识要点】 一、圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆 (一) 圆的标准方程(x a)2 (y b)2『这个方程叫做圆的标准方程。
-____ 2 2 2说明:1、若圆心在坐标原点上,这时 a b 0,则圆的方程就是 x y r 。
2、圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径;圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了 圆,所以,只要a ,b ,r 三个量确定了且r > 0,圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件-确定a ,b ,r ,可以根据条件,利用待定系数法来解决。
(二) 圆的一般方程2 2 2 2 2 2 2 2将圆的标准方程(x a) (y b) r ,展开可得x y 2ax 2by a b r。
可见,任何一个2圆的方程都可以写成 :X2y Dx Ey F 02 2问题:形如xy DxEy F 0的方程的曲线是不是圆?2 2FD 2E 2 J D ‘ E 4F将方程X y Dx Ey左边配方得:2)2) 2D E0表示以 22为圆2 2(1)当 D E 4F >° 时,方程(1 )与标准方程比较,方程xyDx Ey FD 2E 2 4F心,以2为半径的圆。
DE DE⑵当DmE —4F=Q 时,方fc a +y a +Dx+Ey+F = OR 有实数解汁亍 厂亍 所以表示一个点(亍-計2 2(3)当D 2E 24F v 0时,方程x y Dx Ey F °没有实数解,因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义:2 2当D 2 E 2 4F >°时,方程x y Dx Ey F °称为圆的一般方程. 圆的一般方程的特点:22(1) X 和y 的系数相同,不等于零;(2) 没有xy 这样的二次项。
(三) 直线与圆的位置关系 1、 直线与圆位置关系的种类 (1)相离---求距离; ⑵相切---求切线; (3)相交---求焦点弦长。
2016届高考数学复习——直线与圆的方程【考试要求】(1)直线与方程①在平面直角坐标系中, 结合具体图形, 确定直线位置的几何要素.②理解直线的倾斜角和斜率的概念, 掌握过两点的直线斜率的计算公式.③能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.④掌握确定直线位置的几何要素, 掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式), 了解斜截式与一次函数的关系.⑤能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.⑥掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式, 会求两条平行直线间的距离. (2)圆与方程①掌握确定圆的几何要素, 掌握圆的标准方程与一般方程.②能根据给定直线、圆的方程, 判断直线与圆的位置关系;能根据给定两个圆的方程, 判断两圆的位置关系.③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.【知识及公式回顾】1.点到直线距离: __________________________(已知点(p0(x0,y0)与直线L: AX+BY+C=0)2.推论: 两行平线间距离: L1=AX+BY+C1=0 L2: AX+BY+C2=0 d=_________________对称问题: (1)点关于点对称:点P(x1,y1)关于M(x0,y0)的对称点(, )2)点关于线的对称: 设点P(a,b),则其关于直线l的对称点的坐标?一般方法:P3.圆的方程①标准方程, ______________为圆心, _______________为半径。
②一般方程:,圆心______________, 半径=Cr__________________当时, 表示一个点。
当时, 不表示任何图形。
4.点与圆的位置关系:考察点到圆心距离d, 然后与半径r比较大小。
5.直线和圆的位置关系:相交、相切、相离判定: 利用圆心c (a、b) 到直线Ax+By+C=0的距离d来确定:d<r⇔_________、d=r⇔_________、d>r⇔___________(直线与圆相交, 注意半径、弦心距、半弦长所组成的kt△)6.圆与圆的位置关系由两圆心间距离与其半径进行判断、相交、相离(外离、内含)、相切(外切、内切)【典型考题】类型一: 圆的方程例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0 y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与 圆的关系.例2 求半径为4, 与圆 相切, 且和直线 相切的圆的方程.例3【2015湖南】若直线 与圆 相交于A,B 两点, 且 (O 为坐标原点), 则 =_____.类型二: 直线与圆的位置关系例4 【2015安徽】直线3x+4y=b 与圆 相切, 则b=( )(A )-2或12 (B )2或-12 (C )-2或-12 (D )2或12例5 求直线063:=--y x l 被圆042:22=--+y x y x C 截得的弦AB 的长.例6 已知直线 和圆 , 判断此直线与已知圆的位置关系.例7 【2015全国卷1】 已知过点 且斜率为k 的直线l 与圆C: 交于M, N 两点. (I )求k 的取值范围;(II ) , 其中O 为坐标原点, 求 .类型三: 轨迹问题例8 已知点 与两个定点 , 的距离的比为 , 求点 的轨迹方程.例9 已知线段的端点的坐标是(4, 3), 端点在圆上运动, 求线段的中点的轨迹方程.。
直线与圆的方程一、直线的方程 1、倾斜角:,范围0≤α<π,x l //轴或与x 轴重合时,α=00。
2、斜率: k=tan α α与κ的关系:α=0⇔κ=0已知L 上两点P 1(x 1,y 1) 0<α<02>⇔k πP 2(x 2,y 2) α=κπ⇔2不存在`⇒k=1212x x y y -- 022<⇔<<κππ当1x =2x 时,α=900,κ不存在。
当0≥κ时,α=arctank ,κ<0时,α=π+arctank 3、截距(略)曲线过原点⇔横纵截距都为0。
几种特殊位置的直线 ①x 轴:y=0 ②y 轴:x=0 ③平行于x 轴:y=b!④平行于y 轴:x=a ⑤过原点:y=kx两个重要结论:①平面内任何一条直线的方程都是关于x 、y 的二元一次方程。
②任何一个关于x 、y 的二元一次方程都表示一条直线。
5、直线系:(1)共点直线系方程:p 0(x 0,y 0)为定值,k 为参数y-y 0=k (x-x 0) '特别:y=kx+b ,表示过(0、b )的直线系(不含y 轴)(2)平行直线系:①y=kx+b ,k 为定值,b 为参数。
②AX+BY+入=0表示与Ax+By+C=0 平行的直线系 ③BX-AY+入=0表示与AX+BY+C 垂直的直线系(3)过L 1,L 2交点的直线系A 1x+B 1y+C 1+入(A 2X+B 2Y+C 2)=0(不含L2) 6、三点共线的判定:①AC BC AB =+,②K AB =K BC ,③写出过其中两点的方程,再验证第三点在直线上。
二、两直线的位置关系(说明:当直线平行于坐标轴时,要单独考虑) 2、L 1 到L 2的角为0,则12121tan k k k k •+-=θ(121-≠k k )3、夹角:12121tan kk k k +-=θ4、点到直线距离:2200BA c By Ax d +++=(已知点(p 0(x 0,y 0),L :AX+BY+C=0)①两行平线间距离:L 1=AX+BY+C 1=0 L 2:AX+BY+C 2=0⇒2221B A c c d +-=②与AX+BY+C=0平行且距离为d 的直线方程为Ax+By+C ±022=+B A d③与AX+BY+C 1=0和AX+BY+C 2=0平行且距离相等的直线方程是0221=+++C C BY AX 5、对称:(1)点关于点对称:p(x 1,y 1)关于M (x 0,y 0)的对称)2,2(1010Y Y X X P --':(2)点关于线的对称:设p(a 、b)一般方法:如图:(思路1)设P 点关于L 的对称点为P 0(x 0,y 0) 则Kpp 0﹡K L =-1P , P 0中点满足L 方程:解出P 0(x 0,y 0)(思路2)写出过P ⊥L 的垂线方程,先求垂足,然后用中点坐标公式求出P 0(x 0,y 0)的坐标。
P(3)直线关于点对称 ^L :AX+BY+C=0关于点P (X 0、Y 0)的对称直线l ':A (2X 0-X )+B (2Y 0-Y )+C=0 (4)直线关于直线对称①几种特殊位置的对称:已知曲线f(x 、y)=0关于x 轴对称曲线是f(x 、-y)=0 关于y=x 对称曲线是f(y 、x)=0 关于y 轴对称曲线是f(-x 、y)=0 关于y= -x 对称曲线是f(-y 、-x)=0 关于原点对称曲线是f(-x 、-y)=0 关于x=a 对称曲线是f(2a-x 、y)=0关于y=b 对称曲线是f(x 、2b-y)=0一般位置的对称、结合平几知识找出相关特征,逐步求解。
三、简单的线性规划 !不等式表示的区域 XAX+BY+C=0约束条件、线性约束条件、目标函数、线性目标函数、线性规划,可行解,最优解。
要点:①作图必须准确(建议稍画大一点)。
②线性约束条件必须考虑完整。
③先找可行域再找最优解。
四、圆的方程1、圆的方程:①标准方程 ()22)(r b y a x =-+-,c (a 、b )为圆心,r 为半径。
{②一般方程:022=++++F EY DX y x ,⎪⎭⎫⎝⎛--2,2E D C ,2422FE D r -+=当0422=-+F E D 时,表示一个点。
当0422<-+F E D 时,不表示任何图形。
③参数方程: θcos r a x +=θsin r b y += θ为参数以A (X 1,Y 1),B (X 2,Y 2)为直径的两端点的圆的方程是 (X-X 1)(X-X 2)+(Y-Y 1)(Y-Y 2)=02、点与圆的位置关系:考察点到圆心距离d ,然后与r 比较大小。
3、直线和圆的位置关系:相交、相切、相离 |判定:①联立方程组,消去一个未知量,得到一个一元二次方程:△>0⇔相交、△=0⇔相切、△<0⇔相离②利用圆心c (a 、b)到直线AX+BY+C=0的距离d 来确定: d <r ⇔相交、d =r ⇔相切d >r ⇔相离(直线与圆相交,注意半径、弦心距、半弦长所组成的kt △) 4、圆的切线:(1)过圆上一点的切线方程与圆222r y x =+相切于点(x 1、y 1)的切线方程是211r y y x x =+ 与圆222)()(r b y a x =-+-相切于点(x 1、y 1)的切成方程 为:211))(())((r b y b y a x a x =--+--与圆022=++++F EY DX y x 相切于点(x 1、y 1)的切线是0)2()2(1111=++++++F y y E x x D y y x x …(2)过圆外一点切线方程的求法:已知:p 0(x 0,y 0)是圆222)()(r b y a x =-+- 外一点22121)()(r b y a x =-+-①设切点是p 1(x 1、y 1)解方程组221010))(())((r b y b y a x a x =--+--先求出p 1的坐标,再写切线的方程②设切线是)(00x x k y y -=-即000=+--y kx y kx 再由r k y kx b ka =++--120,求出k ,再写出方程。
(当k 值唯一时,应结合图形、考察是否有垂直于x 轴的切线)③已知斜率的切线方程:设b kx y +=(b 待定),利用圆心到L 距离为r ,确定b 。
5、圆与圆的位置关系~由圆心距进行判断、相交、相离(外离、内含)、相切(外切、内切) 6、圆系①同心圆系:222)()(r b y a x =-+-,(a 、b 为常数,r 为参数) 或:022=++++F EY DX y x (D 、E 为常数,F 为参数) ②圆心在x 轴:222)(r y a x =+- ③圆心在y 轴:222)(r b y x =-+④过原点的圆系方程2222)()(b a b y a x +=-+- ⑤过两圆0:111221=++++F Y E X D y x C 和0:222222=++++F Y E X D y x C 的交点的圆系方程为0(2222211122=+++++++++F Y E X D y x F Y E X D y x 入(不含C 2),其中入为参数 |若C 1与C 2相交,则两方程相减所得一次方程就是公共弦所在直线方程。
类型一:圆的方程例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系.分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内.解法一:(待定系数法)设圆的标准方程为222)()(r b y a x =-+-. ∵圆心在0=y 上,故0=b .∴圆的方程为222)(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点.{∴⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-22224)3(16)1(ra r a解之得:1-=a ,202=r .所以所求圆的方程为20)1(22=++y x . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径)因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为13124-=--=AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x .又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(22=++==AC r .故所求圆的方程为20)1(22=++y x . 又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为r PC d >=++==254)12(22.(∴点P 在圆外.说明:本题利用两种方法求解了圆的方程,都围绕着求圆的圆心和半径这两个关键的量,然后根据圆心与定点之间的距离和半径的大小关系来判定点与圆的位置关系,若将点换成直线又该如何来判定直线与圆的位置关系呢例2 求半径为4,与圆042422=---+y x y x 相切,且和直线0=y 相切的圆的方程.分析:根据问题的特征,宜用圆的标准方程求解.解:则题意,设所求圆的方程为圆222)()(r b y a x C =-+-:. 圆C 与直线0=y 相切,且半径为4,则圆心C 的坐标为)4,(1a C 或)4,(2-a C . 又已知圆042422=---+y x y x 的圆心A 的坐标为)1,2(,半径为3.若两圆相切,则734=+=CA 或134=-=CA .(1)当)4,(1a C 时,2227)14()2(=-+-a ,或2221)14()2(=-+-a (无解),故可得1022±=a .%∴所求圆方程为2224)4()1022(=-+--y x ,或2224)4()1022(=-++-y x .(2)当)4,(2-a C 时,2227)14()2(=--+-a ,或2221)14()2(=--+-a (无解),故622±=a .∴所求圆的方程为2224)4()622(=++--y x ,或2224)4()622(=+++-y x .说明:对本题,易发生以下误解:由题意,所求圆与直线0=y 相切且半径为4,则圆心坐标为)4,(a C ,且方程形如2224)4()(=-+-y a x .又圆042422=---+y x y x ,即2223)1()2(=-+-y x ,其圆心为)1,2(A ,半径为3.若两圆相切,则34+=CA .故2227)14()2(=-+-a ,解之得1022±=a .所以欲求圆的方程为2224)4()1022(=-+--y x ,或2224)4()1022(=-++-y x .上述误解只考虑了圆心在直线0=y 上方的情形,而疏漏了圆心在直线0=y 下方的情形.另外,误解中没有考虑两圆内切的情况.也是不全面的.例3 求经过点)5,0(A ,且与直线02=-y x 和02=+y x 都相切的圆的方程.分析:欲确定圆的方程.需确定圆心坐标与半径,由于所求圆过定点A ,故只需确定圆心坐标.又圆与两已知直线相切,故圆心必在它们的交角的平分线上.解:∵圆和直线02=-y x 与02=+y x 相切,!∴圆心C 在这两条直线的交角平分线上,又圆心到两直线02=-y x 和02=+y x 的距离相等.∴5252y x y x +=-.∴两直线交角的平分线方程是03=+y x 或03=-y x .又∵圆过点)5,0(A ,∴圆心C 只能在直线03=-y x 上. 设圆心)3,(t t C∵C 到直线02=+y x 的距离等于AC ,∴22)53(532-+=+t t t t .化简整理得0562=+-t t .>解得:1=t 或5=t∴圆心是)3,1(,半径为5或圆心是)15,5(,半径为55. ∴所求圆的方程为5)3()1(22=-+-y x 或125)15()5(22=-+-y x .说明:本题解决的关键是分析得到圆心在已知两直线的交角平分线上,从而确定圆心坐标得到圆的方程,这是过定点且与两已知直线相切的圆的方程的常规求法.例4、 设圆满足:(1)截y 轴所得弦长为2;(2)被x 轴分成两段弧,其弧长的比为1:3,在满足条件(1)(2)的所有圆中,求圆心到直线02=-y x l :的距离最小的圆的方程. 分析:要求圆的方程,只须利用条件求出圆心坐标和半径,便可求得圆的标准方程.满足两个条件的圆有无数个,其圆心的集合可看作动点的轨迹,若能求出这轨迹的方程,便可利用点到直线的距离公式,通过求最小值的方法找到符合题意的圆的圆心坐标,进而确定圆的半径,求出圆的方程.解法一:设圆心为),(b a P ,半径为r . 则P 到x 轴、y 轴的距离分别为b 和a .由题设知:圆截x 轴所得劣弧所对的圆心角为︒90,故圆截x 轴所得弦长为r 2.}∴222br =又圆截y 轴所得弦长为2. ∴122+=a r .又∵),(b a P 到直线02=-y x 的距离为52b a d -=∴2225b a d -=ab b a 4422-+= )(242222b a b a +-+≥ 1222=-=a b当且仅当b a =时取“=”号,此时55min =d . @这时有⎩⎨⎧=-=1222a b b a∴⎩⎨⎧==11b a 或⎩⎨⎧-=-=11b a又2222==b r故所求圆的方程为2)1()1(22=-+-y x 或2)1()1(22=+++y x 解法二:同解法一,得52b a d -=.∴d b a 52±=-.∴2225544d bd b a +±=. 将1222-=b a 代入上式得:01554222=++±d bd b .;上述方程有实根,故0)15(82≥-=∆d ,∴55≥d .将55=d 代入方程得1±=b . 又1222+=a b ∴1±=a . 由12=-b a 知a 、b 同号.故所求圆的方程为2)1()1(22=-+-y x 或2)1()1(22=+++y x . 说明:本题是求点到直线距离最小时的圆的方程,若变换为求面积最小呢类型二:切线方程、切点弦方程、公共弦方程 《例5 已知圆422=+y x O :,求过点()42,P 与圆O 相切的切线. 解:∵点()42,P 不在圆O 上, ∴切线PT 的直线方程可设为()42+-=x k y 根据r d = ∴ 21422=++-kk解得 43=k 所以 ()4243+-=x y即 01043=+-y x因为过圆外一点作圆得切线应该有两条,可见另一条直线的斜率不存在.易求另一条切线为2=x .说明:上述解题过程容易漏解斜率不存在的情况,要注意补回漏掉的解.本题还有其他解法,例如把所设的切线方程代入圆方程,用判别式等于0解决(也要注意漏解).还可以运用200r y y x x =+,求出切点坐标0x 、0y 的值来解决,此时没有漏解.…例 6 两圆0111221=++++F y E x D y x C :与0222222=++++F y E x D y x C :相交于A 、B 两点,求它们的公共弦AB 所在直线的方程.分析:首先求A 、B 两点的坐标,再用两点式求直线AB 的方程,但是求两圆交点坐标的过程太繁.为了避免求交点,可以采用“设而不求”的技巧.解:设两圆1C 、2C 的任一交点坐标为),(00y x ,则有:0101012020=++++F y E x D y x ① 0202022020=++++F y E x D y x ②①-②得:0)()(21021021=-+-+-F F y E E x D D .∵A 、B 的坐标满足方程0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D . ∴方程0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D 是过A 、B 两点的直线方程. 又过A 、B 两点的直线是唯一的.∴两圆1C 、2C 的公共弦AB 所在直线的方程为0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D .、说明:上述解法中,巧妙地避开了求A 、B 两点的坐标,虽然设出了它们的坐标,但并没有去求它,而是利用曲线与方程的概念达到了目标.从解题的角度上说,这是一种“设而不求”的技巧,从知识内容的角度上说,还体现了对曲线与方程的关系的深刻理解以及对直线方程是一次方程的本质认识.它的应用很广泛.例7、过圆122=+y x 外一点)3,2(M ,作这个圆的两条切线MA 、MB ,切点分别是A 、B ,求直线AB 的方程。