高中數(shù)學(xué)直線與圓的方程知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
高中數(shù)學(xué)之直線與圓的方程
一、概念理解:
1、傾斜角:①找α:直線向上方向、x軸正方向;②平行:α=0°;
③范圍:0°≤α<180°。2、斜率:①找k:k=tanα(α≠90°);②垂直:斜率k不存在;③范圍:斜率k∈R。3、斜率與坐標(biāo):ktany1y2y2y1x1x2x2x1①構(gòu)造直角三角形(數(shù)形結(jié)合);②斜率k值于兩點(diǎn)先后順序無(wú)關(guān);③注意下標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)。
4、直線與直線的位置關(guān)系:l1:yk1xb1,l2:yk2xb2①相交:斜率k1k2(前提是斜率都存在)
特例----垂直時(shí):l1x軸,即k1不存在,則k20;斜率都存在時(shí):k1k21。②平行:斜率都存在時(shí):k1k2,b1b2;斜率都不存在時(shí):兩直線都與x軸垂直。③重合:斜率都存在時(shí):k1k2,b1b2;二、方程與公式:1、直線的五個(gè)方程:
①點(diǎn)斜式:yy0k(xx0)將已知點(diǎn)(x0,y0)與斜率k直接帶入即可;②斜截式:ykxb將已知截距(0,b)與斜率k直接帶入即可;
③兩點(diǎn)式:帶入即可;
yy1xx1,(其中x1x2,y1y2)將已知兩點(diǎn)(x1,y1),(x2,y2)直接
y2y1x2x1xy1將已知截距坐標(biāo)(a,0),(0,b)直接帶入即可;ab④截距式:
⑤一般式:AxByC0,其中A、B不同時(shí)為0用得比較多的是點(diǎn)斜式、斜截式與一般式。
2、求兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo):直接將兩直線方程聯(lián)立,解方程組即可
3、距離公式:
(x1x2)(y1y2)①兩點(diǎn)間距離:P1P2②點(diǎn)到直線距離:d22Ax0By0CAB22
③平行直線間距離:dC1C2AB22
4、中點(diǎn)、三分點(diǎn)坐標(biāo)公式:已知兩點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2)
x1x2y1y2,)222xx22y1y2,)靠近A的三分點(diǎn)坐標(biāo)②AB三分點(diǎn)(s1,t1),(s2,t2):(133x2x2y12y2,)靠近B的三分點(diǎn)坐標(biāo)(133①AB中點(diǎn)(x0,y0):(中點(diǎn)坐標(biāo)公式,在求對(duì)稱(chēng)點(diǎn)、第四章圓與方程中,經(jīng)常用到。
三分點(diǎn)坐標(biāo)公式,用得較少,多見(jiàn)于大題難題。5.直線的對(duì)稱(chēng)性問(wèn)題
已知點(diǎn)關(guān)于已知直線的對(duì)稱(chēng):設(shè)這個(gè)點(diǎn)為P(x0,y0),對(duì)稱(chēng)后的點(diǎn)坐標(biāo)為P’(x,y),則pp’的斜率與已知直線的斜率垂直,且pp’的中點(diǎn)坐標(biāo)在已知直線上。三、解題指導(dǎo)與易錯(cuò)辨析:1、解析法(坐標(biāo)法):
①建立適當(dāng)直角坐標(biāo)系,依據(jù)幾何性質(zhì)關(guān)系,設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo);②依據(jù)代數(shù)關(guān)系(點(diǎn)在直線或曲線上),進(jìn)行有關(guān)代數(shù)運(yùn)算,并得出相關(guān)結(jié)果;③將代數(shù)運(yùn)算結(jié)果,翻譯成幾何中“所求或所要證明”。
y2、動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)A、B的距離“最值問(wèn)題”:①PAPB的最小值:找對(duì)稱(chēng)點(diǎn)再連直線,如右圖所示:②PAPB的最大值:三角形思想“兩邊之差小于第三邊”;
22ox③PAPB的最值:函數(shù)思想“轉(zhuǎn)換成一元二次函數(shù),找對(duì)稱(chēng)軸”。
3、直線必過(guò)點(diǎn):①含有一個(gè)參數(shù)----y=(a-1)x+2a+1=>y=(a-1)(x+2)+3
令:x+2=0=>必過(guò)點(diǎn)(-2,3)
②含有兩個(gè)參數(shù)----(3m-n)x+(m+2n)y-n=0=>m(3x+y)+n(2y-x-1)=0令:3x+y=0、2y-x-1=0聯(lián)立方程組求解=>必過(guò)點(diǎn)(-1/7,3/7)4、易錯(cuò)辨析:
①討論斜率的存在性:
解題過(guò)程中用到斜率,一定要分類(lèi)討論:斜率不存在時(shí),是否滿足題意;斜率存在時(shí),斜率會(huì)有怎樣關(guān)系。②注意“截距”可正可負(fù),不能“錯(cuò)認(rèn)為”截距就是距離,會(huì)丟解;(求解直線與坐標(biāo)軸圍成面積時(shí),較為常見(jiàn)。)
③直線到兩定點(diǎn)距離相等,有兩種情況:直線與兩定點(diǎn)所在直線平行;直線過(guò)兩定點(diǎn)的中點(diǎn)。
圓的方程
1.定義:一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)以定長(zhǎng)繞一周所形成的圖形叫做圓,其中定點(diǎn)稱(chēng)為圓的圓心,定長(zhǎng)為圓的半徑.2.圓的方程表示方法:
DE第一種:圓的一般方程xyDxEyF0其中圓心C,,
22D2E24F半徑r.
2當(dāng)D2E24F0時(shí),方程表示一個(gè)圓,
22當(dāng)D2E24F0時(shí),方程表示一個(gè)點(diǎn)當(dāng)D2E24F0時(shí),方程無(wú)圖形.
DE,.22第二種:圓的標(biāo)準(zhǔn)方程(xa)2(yb)2r2.其中點(diǎn)C(a,b)為圓心,r為半徑的圓
第三種:圓的參數(shù)方程圓的參數(shù)方程:xarcos(為參數(shù))
ybrsin注:圓的直徑方程:已知A(x1,y1)B(x2,y2)(xx1)(xx2)(yy1)(yy2)03.點(diǎn)和圓的位置關(guān)系:給定點(diǎn)M(x0,y0)及圓C:(xa)2(yb)2r2.
①M(fèi)在圓C內(nèi)(x0a)2(y0b)2r2②M在圓C上(x0a)2(y0b)2r2③M在圓C外(x0a)2(y0b)2r24.直線和圓的位置關(guān)系:
設(shè)圓圓C:(xa)2(yb)2r2(r0);直線l:AxByC0(A2B20);圓心C(a,b)到直線l的距離d①dr時(shí),l與C相切;
②dr時(shí),l與C相交;,③dr時(shí),l與C相離.
5、圓的切線方程:
2①一般方程若點(diǎn)(x0,y0)在圓上,則(xa)(x0a)+(yb)(y0b)=R.特別地,過(guò)圓x2y2r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程為x0xy0yr2.(注:該點(diǎn)在圓上,則切線方程只有一條)
AaBbCAB22.
y1y0k(x1x0)by1k(ax1),②若點(diǎn)(x0,y0)不在圓上,圓心為(a,b)則聯(lián)立求出k切線方程.(注:RR21過(guò)圓外的點(diǎn)引切線必定有兩條,若聯(lián)立的方程只有一個(gè)解,那么另外一條切線必定是垂直于
X軸的直線。)6.圓系方程:
過(guò)兩圓的交點(diǎn)的圓方程:假設(shè)兩圓方程為:C1:x+y+D1x+E1y+F1=0C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0則過(guò)兩圓的交點(diǎn)圓方程可設(shè)為:x2+y2+D1x+E1y+F1+λ
22(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0
過(guò)兩圓的交點(diǎn)的直線方程:x+y+D1x+E1y+F1-x+y+D2x+E2y+F2=0(兩圓的方程相減得到的方
程就是直線方程)
7.與圓有關(guān)的計(jì)算:
22弦長(zhǎng)的計(jì)算:AB=2*√R-d其中R是圓的半徑,d等于圓心到直線的距離
2AB=(√1+k)*X1-X2其中k是直線的斜率,X1與X2是直線與圓的方程聯(lián)立之后得到的兩個(gè)根
過(guò)圓內(nèi)的一點(diǎn)的最短弦長(zhǎng)是垂直于過(guò)圓心的直線圓內(nèi)的最長(zhǎng)弦是直徑8.圓的一些最值問(wèn)題
①圓上的點(diǎn)到直線的最短距離=圓心到直線的距離減去半徑②圓上的點(diǎn)到直線的最長(zhǎng)距離=圓心到直線的距離加上半徑
③假設(shè)P(x,y)是在某個(gè)圓上的動(dòng)點(diǎn),則(x-a)/(y-b)的最值可以轉(zhuǎn)化為圓上的點(diǎn)與
該點(diǎn)(a,b)的斜率問(wèn)題,即先求過(guò)該定點(diǎn)的切線,得到的斜率便是該分式的最值。
④假設(shè)P(x,y)是在某個(gè)圓上的動(dòng)點(diǎn),則求x+y或x-y的最值可以轉(zhuǎn)化為:設(shè)T=x+y或T=x-y,
在圓上找到點(diǎn)(X,Y)使得以y=x+T或y=x-T在Y軸上的截距最值化。
9.圓的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題
①已知圓關(guān)于已知的直線對(duì)稱(chēng),則對(duì)稱(chēng)后的圓半徑與已知圓半徑是相等的,只需求出已知圓的圓心關(guān)于該直線對(duì)稱(chēng)后得到的圓心坐標(biāo)即可。②若某條直線無(wú)論其如何移動(dòng)都能平分一個(gè)圓,則這個(gè)直線必過(guò)某定點(diǎn),且該定點(diǎn)是圓的圓心坐標(biāo)
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高中數(shù)學(xué)第七章-直線和圓的方程
考試內(nèi)容:
直線的傾斜角和斜率,直線方程的點(diǎn)斜式和兩點(diǎn)式.直線方程的一般式.兩條直線平行與垂直的條件.兩條直線的交角.點(diǎn)到直線的距離.用二元一次不等式表示平面區(qū)域.簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問(wèn)題.曲線與方程的概念.由已知條件列出曲線方程.圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和一般方程.圓的參數(shù)方程.考試要求:
(1)理解直線的傾斜角和斜率的概念,掌握過(guò)兩點(diǎn)的直線的斜率公式,掌握直線方程的點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式、一般式,并能根據(jù)條件熟練地求出直線方程.
(2)掌握兩條直線平行與垂直的條件,兩條直線所成的角和點(diǎn)到直線的距離公式能夠根據(jù)直線的方程判斷兩條直線的位置關(guān)系.(3)了解二元一次不等式表示平面區(qū)域.(4)了解線性規(guī)劃的意義,并會(huì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用.(5)了解解析幾何的基本思想,了解坐標(biāo)法.
(6)掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程和一般方程,了解參數(shù)方程的概念。理解圓的參數(shù)方程.
07.直線和圓的方程知識(shí)要點(diǎn)
一、直線方程.
1.直線的傾斜角:一條直線向上的方向與x軸正方向所成的最小正角叫做這條直線的傾斜角,其中直線與
x軸平行或重合時(shí),其傾斜角為0,故直線傾斜角的范圍是
0180(0).
注:①當(dāng)90或x2x1時(shí),直線l垂直于x軸,它的斜率不存在.
②每一條直線都存在惟一的傾斜角,除與x軸垂直的直線不存在斜率外,其余每一條直線都有惟一的斜率,并且當(dāng)直線的斜率一定時(shí),其傾斜角也對(duì)應(yīng)確定.
2.直線方程的幾種形式:點(diǎn)斜式、截距式、兩點(diǎn)式、斜切式.特別地,當(dāng)直線經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)(a,0),(0,b),即直線在x軸,y軸上的截距分別為a,b(a0,b0)時(shí),直線方程是:注:若
y23yxa23yb1.
x2是一直線的方程,則這條直線的方程是
y23x2,但若
x2(x0)則不是這條線.
附:直線系:對(duì)于直線的斜截式方程ykxb,當(dāng)k,b均為確定的數(shù)值時(shí),它表示一條確定的直線,如果k,b變化時(shí),對(duì)應(yīng)的直線也會(huì)變化.①當(dāng)b為定植,k變化時(shí),它們表示過(guò)定點(diǎn)(0,b)的直線束.②當(dāng)k為定值,b變化時(shí),它們表示一組平行直線.
3.⑴兩條直線平行:
l1∥l2k1k2兩條直線平行的條件是:①l1和l2是兩條不重合的直線.②在l1和l2的斜率都存在的前提下得到的.因此,應(yīng)特別注意,抽掉或忽視其中任一個(gè)“前提”都會(huì)導(dǎo)致結(jié)論的錯(cuò)誤.
(一般的結(jié)論是:對(duì)于兩條直線l1,l2,它們?cè)趛軸上的縱截距是b1,b2,則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條件,且C1C2)推論:如果兩條直線l1,l2的傾斜角為1,2則l1∥l212.⑵兩條直線垂直:
兩條直線垂直的條件:①設(shè)兩條直線l1和l2的斜率分別為k1和k2,則有l(wèi)1l2k1k21這里的前提是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是垂直的充要條件)
4.直線的交角:
⑴直線l1到l2的角(方向角);直線l1到l2的角,是指直線l1繞交點(diǎn)依逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到與l2重合時(shí)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角,它的范圍是(0,),當(dāng)90時(shí)tank2k11k1k2.
⑵兩條相交直線l1與l2的夾角:兩條相交直線l1與l2的夾角,是指由l1與l2相交所成的四個(gè)角中最小的正角,又稱(chēng)為l1和l2所成的角,它的取值范圍是0,2,當(dāng)90,則有
tank2k11k1k2.
5.過(guò)兩直線l1:A1xB1yC10l2:A2xB2yC20的交點(diǎn)的直線系方程A1xB1yC1(A2xB2yC2)0(為參數(shù),A2xB2yC20不包括在內(nèi))
6.點(diǎn)到直線的距離:
⑴點(diǎn)到直線的距離公式:設(shè)點(diǎn)P(x0,y0),直線l:AxByC0,P到l的距離為d,則有
dAx0By0CAB22.
注:
1.兩點(diǎn)P1(x1,y1)、P2(x2,y2)的距離公式:|P1P2|(x2x1)2(y2y1)2.
特例:點(diǎn)P(x,y)到原點(diǎn)O的距離:|OP|22xy2.定比分點(diǎn)坐標(biāo)分式。若點(diǎn)P(x,y)分有向線段
P1(x1,y1),P2(x2,y2).則xx1x21,yy1y21P1P2所成的比為即P1PPP2,其中
特例,中點(diǎn)坐標(biāo)公式;重要結(jié)論,三角形重心坐標(biāo)公式。
3.直線的傾斜角(0°≤<180°)、斜率:ktan4.過(guò)兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直線的斜率公式:ky2y1x2x1.
(x1x2)
當(dāng)x1x2,y1y2(即直線和x軸垂直)時(shí),直線的傾斜角=90,沒(méi)有斜率王新敞
⑵兩條平行線間的距離公式:設(shè)兩條平行直線l1:AxByC10,l2:AxByC20(C1C2),它們之間的距離為d,則有dC1C222.
AB注;直線系方程
1.與直線:Ax+By+C=0平行的直線系方程是:Ax+By+m=0.(mR,C≠m).2.與直線:Ax+By+C=0垂直的直線系方程是:Bx-Ay+m=0.(mR)3.過(guò)定點(diǎn)(x1,y1)的直線系方程是:A(x-x1)+B(y-y1)=0(A,B不全為0)
4.過(guò)直線l1、l2交點(diǎn)的直線系方程:(A1x+B1y+C1)+λ(A2x+B2y+C2)=0(λR)注:該直線系不含l2.
7.關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)和關(guān)于某直線對(duì)稱(chēng):
⑴關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩條直線一定是平行直線,且這個(gè)點(diǎn)到兩直線的距離相等.
⑵關(guān)于某直線對(duì)稱(chēng)的兩條直線性質(zhì):若兩條直線平行,則對(duì)稱(chēng)直線也平行,且兩直線到對(duì)稱(chēng)直線距離相等.
若兩條直線不平行,則對(duì)稱(chēng)直線必過(guò)兩條直線的交點(diǎn),且對(duì)稱(chēng)直線為兩直線夾角的角平分線.⑶點(diǎn)關(guān)于某一條直線對(duì)稱(chēng),用中點(diǎn)表示兩對(duì)稱(chēng)點(diǎn),則中點(diǎn)在對(duì)稱(chēng)直線上(方程①),過(guò)兩對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的直線方程與對(duì)稱(chēng)直線方程垂直(方程②)①②可解得所求對(duì)稱(chēng)點(diǎn).
注:①曲線、直線關(guān)于一直線(yxb)對(duì)稱(chēng)的解法:y換x,x換y.例:曲線f(x,y)=0關(guān)于直線y=x2對(duì)稱(chēng)曲線方程是f(y+2,x2)=0.
②曲線C:f(x,y)=0關(guān)于點(diǎn)(a,b)的對(duì)稱(chēng)曲線方程是f(ax,2by)=0.二、圓的方程.
1.⑴曲線與方程:在直角坐標(biāo)系中,如果某曲線C上的與一個(gè)二元方程f(x,y)0的實(shí)數(shù)建立了如下關(guān)系:
①曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是這個(gè)方程的解.
②以這個(gè)方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都是曲線上的點(diǎn).
那么這個(gè)方程叫做曲線方程;這條曲線叫做方程的曲線(圖形).
⑵曲線和方程的關(guān)系,實(shí)質(zhì)上是曲線上任一點(diǎn)M(x,y)其坐標(biāo)與方程f(x,y)0的一種關(guān)系,曲線上任一點(diǎn)(x,y)是方程f(x,y)0的解;反過(guò)來(lái),滿足方程f(x,y)0的解所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是曲線上的點(diǎn).
注:如果曲線C的方程是f(x,y)=0,那么點(diǎn)P0(x0,y)線C上的充要條件是f(x0,y0)=02.圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:以點(diǎn)C(a,b)為圓心,r為半徑的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(xa)2(yb)2r2.特例:圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),半徑為r的圓的方程是:x2y2r2.注:特殊圓的方程:①與x軸相切的圓方程(xa)2(yb)2b2②與y軸相切的圓方程(xa)2(yb)2a2
[rb,圓心(a,b)或(a,b)]
[ra,圓心(a,b)或(a,b)]
③與x軸y軸都相切的圓方程(xa)2(ya)2a23.圓的一般方程:x2y2DxEyF0.
[ra,圓心(a,a)]ED當(dāng)DE4F0時(shí),方程表示一個(gè)圓,其中圓心C,2222,半徑rDE4F222.
當(dāng)D2E24F0時(shí),方程表示一個(gè)點(diǎn)D2,E.2當(dāng)D2E24F0時(shí),方程無(wú)圖形(稱(chēng)虛圓).注:①圓的參數(shù)方程:xarcosybrsin(為參數(shù)).
B0②方程Ax2BxyCy2DxEyF0表示圓的充要條件是:
DE4AF0.
22且
AC0且
③圓的直徑或方程:已知A(x1,y1)B(x2,y2)(xx1)(xx2)(yy1)(yy2)0(用向量可征).4.點(diǎn)和圓的位置關(guān)系:給定點(diǎn)M(x0,y0)及圓C:(xa)2(yb)2r2.
①M(fèi)在圓C內(nèi)(x0a)2(y0b)2r2②M在圓C上(x0a)2(y0b)2r2③M在圓C外(x0a)2(y0b)2r25.直線和圓的位置關(guān)系:
設(shè)圓圓C:(xa)2(yb)2r2(r0);直線l:AxByC0(A2B20);圓心C(a,b)到直線l的距離d①drAaBbCAB22.
時(shí),l與C相切;
相減為公切線方程.
22xyD1xE1yF10附:若兩圓相切,則22xyDxEyF0222②dr時(shí),l與C相交;22C1:xyD1xE1yF10附:公共弦方程:設(shè)
22C2:xyD2xE2yF20
有兩個(gè)交點(diǎn),則其公共弦方程為(D1D2)x(E1E2)y(F1F2)0.
③dr時(shí),l與C相離.
相減為圓心O1O2的連線的中與線方程.
22xyD1xE1yF10附:若兩圓相離,則22xyD2xE2yF20222(xa)(yb)r由代數(shù)特征判斷:方程組AxBxC0用代入法,得關(guān)于x(或y)的一元二次方
程,其判別式為,則:
0l與C相切;0l與C相交;0l與C相離.
注:若兩圓為同心圓則x2y2D1xE1yF10,x2y2D2xE2yF20相減,不表示直線.
6.圓的切線方程:圓x2y2r2的斜率為
xyDxEyF0
22k的切線方程是ykx1k2r過(guò)圓
上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程為:x0xy0yDxx02Eyy02F0.
①一般方程若點(diǎn)(x0,y0)在圓上,則(xa)(x0a)+(yb)(y0b)=R2.特別地,過(guò)圓x2y2r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線方程為x0xy0yr2.
y1y0k(x1x0)by1k(ax1)②若點(diǎn)(x0,y0)不在圓上,圓心為(a,b)則R2R1A,聯(lián)立求出k切線方程.BCD(a,b)7.求切點(diǎn)弦方程:方法是構(gòu)造圖,則切點(diǎn)弦方程即轉(zhuǎn)化為公共弦方程.如圖:ABCD四類(lèi)共圓.已知
O的方程x2y2DxEyF0…①又以ABCD為圓為方程為
2(xxA)(xa)(yyA)(xb)k2…②
R(xAa)(yAb)422…③,所以BC的方程即③代②,①②相切即為所求.
三、曲線和方程
1.曲線與方程:在直角坐標(biāo)系中,如果曲線C和方程f(x,y)=0的實(shí)數(shù)解建立了如下的關(guān)系:1)曲線C上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是方程f(x,y)=0的解(純粹性);
2)方程f(x,y)=0的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都在曲線C上(完備性)。則稱(chēng)方程f(x,y)=0為曲線C的方程,曲線C叫做方程f(x,y)=0的曲線。
2.求曲線方程的方法:.
1)直接法:建系設(shè)點(diǎn),列式表標(biāo),簡(jiǎn)化檢驗(yàn);2)參數(shù)法;3)定義法,4)待定系數(shù)法.
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