平面解析几何PPT课件.ppt
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1、第八章 平面解析几何第一节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程第二节 两直线的位置关系第三节 圆 的 方 程第四节 直线与圆、圆与圆的位置关系第五节 椭圆第六节 双曲线第七节 抛物线第八节 曲线与方程第九节 圆锥曲线的综合问题,目 录,第八章 平面解析几何,知识能否忆起 一、直线的倾斜角与斜率动漫演示更形象见课间光盘 1直线的倾斜角 (1)定义:x轴 与直线 方向之间所成的角叫做这条直线的倾斜角当直线与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为 . (2)倾斜角的范围为 ,正向,向上,0,),0,超链接,2直线的斜率 (1)定义:一条直线的倾斜角的 叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,即k ,倾斜
2、角是90的直线没有斜率 (2)过两点的直线的斜率公式: 经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1x2)的直线的斜率公式为.,正切值,tan ,二、直线方程的形式及适用条件,yy0k(xx0),ykxb,垂直于x轴,垂直于x轴,垂直于坐,标轴,AxByC0(A,B不全为0),垂直于坐,标轴,过原点,小题能否全取,答案:C,A30B60C150 D120,答案:A,A3x4y140 B3x4y140C4x3y140 D4x3y140,3过点M(2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为()A1 B4C1或3 D1或4,答案:A,4(2012长春模拟)若点A(4,3),B(5,
3、a),C(6,5)三点共线,则a的值为_,答案:4,5若直线l过点(1,2)且与直线2x3y40垂直,则直 线l的方程为_,答案:3x2y10,1.求直线方程时要注意判断直线斜率是否存在,每条直线都有倾斜角,但不一定每条直线都存在斜率 2由斜率求倾斜角,一是要注意倾斜角的范围;二是要考虑正切函数的单调性 3用截距式写方程时,应先判断截距是否为0,若不确定,则需要分类讨论,直线的倾斜角与斜率,A1B3C0 D2,1求倾斜角的取值范围的一般步骤:(1)求出斜率ktan 的取值范围;(2)利用三角函数的单调性,借助图象或单位圆数形结合,确定倾斜角的取值范围2求倾斜角时要注意斜率是否存在,A45 B6
4、0C120 D135,答案:D,(2)(2012金华模拟)已知点A(1,3),B(2,1)若直线l:yk(x2)1与线段AB相交,则k的取值范围是 (),答案:D,直 线 方 程,(2)(2012东城模拟)若点P(1,1)为圆(x3)2y29的弦MN的中点,则弦MN所在直线的方程为_,答案(1)3x4y80或3x4y80(2)2xy10,求直线方程的方法主要有以下两种:(1)直接法:根据已知条件,选择适当的直线方程形式,直接写出直线方程;(2)待定系数法:先设出直线方程,再根据已知条件求出待定系数,最后代入求出直线方程,2(2012龙岩调研)已知ABC中,A(1,4),B(6,6),C(2,0
5、)求:(1)ABC中平行于BC边的中位线所在直线的一般式方程和截距式方程;(2)BC边的中线所在直线的一般式方程,并化为截距式方程,例3 (2012开封模拟)过点P(3,0)作一直线,使它夹在两直线l1:2xy20与l2:xy30之间的线段AB恰被点P平分,求此直线的方程,直线方程的综合应用,解决直线方程的综合问题时,除灵活选择方程的形式外,还要注意题目中的隐含条件,若与最值或范围相关的问题可考虑构建目标函数进行转化求最值,3(2012东北三校联考)已知直线l过点M(2,1),且分别与x轴,y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点(1)当AOB面积最小时,求直线l的方程;(2)当|MA|MB|取得
6、最小值时,求直线l的方程,典例(2012西安模拟)设直线l的方程为(a1)xy2a0(aR)(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求l的方程;(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围,1.与截距有关的直线方程求解时易忽视截距为零的情形.如本例中的截距相等,当直线在x轴与y轴上的截距为零时也满足.2.常见的与截距问题有关的易误点有:“截距互为相反数”;“一截距是另一截距的几倍”等,解决此类问题时,要先考虑零截距情形.注意分类讨论思想的运用.,过点M(3,4)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为_,1(2012郑州模拟)已知直线l1的方向向量为a(1,3),直线l2的方向向量为b(1,k)若
7、直线l2经过点(0,5)且l1l2,则直线l2的方程为()Ax3y50 Bx3y150Cx3y50 Dx3y150,教师备选题(给有能力的学生加餐),答案:B,2(2012吴忠调研)若过点P(1a,1a)与Q(3,2a)的直线的倾斜角为钝角,则实数a的取值范围是_,答案:(2,1),3.已知直线l过点P(3,2),且与x轴,y 轴的正半轴分别交于A,B两点如 图,求ABO的面积的最小值及 此时直线l的方程,知识能否忆起,一、两条直线的位置关系,k1k2,k1k21,A1B2A2B1,A1A2B1B2,k1k2,b1b2,k1k2,b1b2,A1B2A2B1,B2C1B1C2,A1B2A2B1,
8、A1C2A2C1,二、两条直线的交点,相交,交点坐标,无解,平行,三、几种距离 1两点间的距离 平面上的两点A(x1,y1),B(x2,y2)间的距离公式:d(A,B)|AB| .,2点到直线的距离 点P(x1,y1)到直线l:AxByC0的距离d .,3两条平行线间的距离 两条平行线AxByC10与AxByC20间的距离d .,小题能否全取1(教材习题改编)已知l1的倾斜角为45,l2经过点P(2,1),Q(3,m)若l1l2,则实数m为 ()A6B6C5 D5,答案:B,2(教材习题改编)点(0,1)到直线x2y3的距离为(),答案:B,3点(a,b)关于直线xy10的对称点是 ()A(a
9、1,b1) B(b1,a1)C(a,b) D(b,a),答案:B,4l1:xy0与l2:2x3y10的交点在直线mx3y50上,则m的值为 ()A3 B5C5 D8,答案:D,5与直线4x3y50平行,并且到它的距离等于3的直线方程是_,答案:4x3y100或4x3y200,1.在判断两条直线的位置关系时,首先应分析直线的斜率是否存在,两条直线都有斜率时,可根据斜率的关系作出判断,无斜率时,要单独考虑2在使用点到直线的距离公式或两平行线间的距离公式时,直线方程必须先化为AxByC0的形式,否则会出错,例1 (2012浙江高考)设aR,则“a1”是“直线l1:ax2y10与直线l2:x(a1)y
10、40平行”的()A充分不必要条件B必要不充分条件C充分必要条件 D既不充分也不必要条件自主解答由a1,可得l1l2;反之,由l1l2,可得a1或a2.答案A,两直线的平行与垂直,在本例中若l1l2,试求a.,1充分掌握两直线平行与垂直的条件是解决本题的关键,对于斜率都存在且不重合的两条直线l1和l2,l1l2k1k2,l1l2k1k21.若有一条直线的斜率不存在,那么另一条直线的斜率是多少一定要特别注意2(1)若直线l1和l2有斜截式方程l1:yk1xb1,l2:yk2xb2,则直线l1l2的充要条件是k1k21.(2)设l1:A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20.则l1l2A1A2B
11、1B20.,1(2012大同模拟)设a,b,c分别是ABC中角A,B,C所对的边,则直线xsin Aayc0与bxysin Bsin C0的位置关系是() A平行 B重合 C垂直 D相交但不垂直,答案:C,例2(2012浙江高考)定义:曲线C上的点到直线l的距离的最小值称为曲线C到直线l的距离已知曲线C1:yx2a到直线l:yx的距离等于曲线C2:x2(y4)22到直线l:yx的距离,则实数a_.,两直线的交点与距离问题,1点到直线的距离问题可直接代入距离公式去求注意直线方程为一般式 2点到与坐标轴垂直的直线的距离,可用距离公式求解也可用如下方法去求解: (1)点P(x0,y0)到与y轴垂直的
12、直线ya的距离d|y0a|. (2)点P(x0,y0)到与x轴垂直的直线xb的距离d|x0b|.,答案:2或6,对 称 问 题,例3(2012成都模拟)在直角坐标系中,A(4,0),B(0,4),从点P(2,0)射出的光线经直线AB反射后,再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到P点,则光线所经过的路程是 ( ),答案A,对称问题主要包括中心对称和轴对称(1)中心对称,直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决,(2)轴对称,直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决,3(2012南京调研)与直线3x4y50关于x轴对称的直线方程为 ()A3x4y50 B3x4y50C3x
13、4y50 D3x4y50解析:与直线3x4y50关于x轴对称的直线方程是3x4(y)50,即3x4y50.,答案:A,典例(2012银川一中月考)求经过直线l1:3x2y10和l2:5x2y10的交点,且垂直于直线l3:3x5y60的直线l的方程,“题型技法点拨快得分”系列之(十) 妙用直线系求直线方程,运用直线系方程,有时会给解题带来方便,常见的直线系方程有:(1)与直线AxByC0平行的直线系方程是AxBym0(mR且mC);(2)与直线AxByC0垂直的直线系方程是BxAym0(mR);(3)过直线l1:A1xB1yC10与l2:A2xB2yC20的交点的直线系方程为A1xB1yC1(A
14、2xB2yC2)0(R),但不包括l2.,求与直线2x6y110平行,且与坐标轴围成的三角形面积为6的直线方程,教师备选题(给有能力的学生加餐),答案:B,2已知直线l:xy10,l1:2xy20.若直线l2与l1关于l对称,则l2的方程是()Ax2y10 Bx2y10Cxy10 Dx2y10,答案:B,3光线沿直线l1:x2y50射入,遇直线l:3x2y70后反射,求反射光线所在的直线方程,知识能否忆起,1圆的定义及方程 动漫演示更形象见配套光盘,x2y2DxEyF0,(xa)2(yb)2r2,定长,定点,(a,b),r,超链接,2点与圆的位置关系点M(x0,y0)与圆(xa)2(yb)2r
15、2的位置关系:(1)若M(x0,y0)在圆外,则 .(2)若M(x0,y0)在圆上,则 .(3)若M(x0,y0)在圆内,则 .,(x0a)2(y0b)2r2,(x0a)2(y0b)2r2,(x0a)2(y0b)2r2,小题能否全取1(教材习题改编)方程x2y24mx2y5m0表示圆的充要条件是(),答案:B,答案:A,2(教材习题改编)点(1,1)在圆(xa)2(ya)24内,则实数a的取值范围是 ()A(1,1) B(0,1)C(,1)(1,) D(1,)解析:点(1,1)在圆的内部,(1a)2(1a)24,1a1.,3圆心在y轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为()Ax2(y2)
16、21 Bx2(y2)21C(x1)2(y3)21 Dx2(y3)21,答案:A,答案:1,5(教材习题改编)圆心在原点且与直线xy20相切的圆的方程为_,答案:x2y22,1.方程Ax2BxyCy2DxEyF0表示圆的充要条件是:(1)B0;(2)AC0;(3)D2E24AF0.2求圆的方程时,要注意应用圆的几何性质简化运算(1)圆心在过切点且与切线垂直的直线上(2)圆心在任一弦的中垂线上(3)两圆内切或外切时,切点与两圆圆心三点共线,例1 (1)(2013顺义模拟)已知圆C关于y轴对称,经过点(1,0)且被x轴分成两段弧长之比为12,则圆C的方程为(),圆的方程的求法,(2)过两点A(1,4
17、)、B(3,2)且圆心在直线y0上的圆的标准方程为_,答案(1)C(2)(x1)2y220,1利用待定系数法求圆的方程关键是建立关于a,b,r或D,E,F的方程组2利用圆的几何性质求方程可直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程,体现了数形结合思想的运用,1(2012浙江五校联考)过圆x2y24外一点P(4,2)作圆的两条切线,切点分别为A,B,则ABP的外接圆的方程是()A(x4)2(y2)21Bx2(y2)24C(x2)2(y1)25 D(x2)2(y1)25,解析:易知圆心为坐标原点O,根据圆的切线的性质可知OAPA,OBPB,因此P,A,O,B四点共圆,PAB的外接圆就是以线段OP为直径的
18、圆,这个圆的方程是(x2)2(y1)25.,答案:D,例2 (1)(2012湖北高考)过点P(1,1)的直线,将圆形区域(x,y)|x2y24分为两部分,使得这两部分的面积之差最大,则该直线的方程为 ()Axy20 By10Cxy0 Dx3y40(2)P(x,y)在圆C:(x1)2(y1)21上移动,则x2y2的最小值为_,与圆有关的最值问题,自主解答(1)当圆心与P的连线和过点P的直线垂直时,符合条件圆心O与P点连线的斜率k1,直线OP垂直于xy20.,解决与圆有关的最值问题的常用方法,(2)形如taxby型的最值问题,可转化为动直线的截距的最值问题(如以题试法2(2);(3)形如(xa)2
19、(yb)2型的最值问题,可转化为动点到定点的距离的最值问题(如例(2),2(1)(2012东北三校联考)与曲线C:x2y22x2y0相内切,同时又与直线l:y2x相切的半径最小的圆的半径是_(2)已知实数x,y满足(x2)2(y1)21则2xy的最大值为_,最小值为_,与圆有关的轨迹问题,例3(2012正定模拟)如图,已知点A(1,0)与点B(1,0),C是圆x2y21上的动点,连接BC并延长至D,使得|CD|BC|,求AC与OD的交点P的轨迹方程,求与圆有关的轨迹问题时,根据题设条件的不同常采用以下方法;(1)直接法:直接根据题目提供的条件列出方程(2)定义法:根据直线、圆、圆锥曲线等定义列
20、方程(3)几何法:利用圆与圆的几何性质列方程(4)代入法:找到要求点与已知点的关系,代入已知点满足的关系式等,3(2012郑州模拟)动点P到点A(8,0)的距离是到点B(2,0) 的距离的2倍,则动点P的轨迹方程为 (),Ax2y232 Bx2y216C(x1)2y216 Dx2(y1)216,答案:B,与圆有关的交汇问题是近几年高考命题的热点,这类问题,要特别注意圆的定义及其性质的运用同时,要根据条件,合理选择代数方法或几何方法,凡是涉及参数的问题,一定要注意参数的变化对问题的影响,以便确定是否分类讨论同时要有丰富的相关知识储备,解题时只有做到平心静气地认真研究,不断寻求解决问题的方法和技巧
21、,才能真正把握好问题,题后悟道该题是圆与集合,不等式交汇问题,解决本题的关键点有:弄清集合代表的几何意义;结合直线与圆的位置关系求得m的取值范围,若直线l:axby40(a0,b0)始终平分圆C:x2y28x2y10,则ab的最大值为 (),答案:C,教师备选题(给有能力的学生加餐),1在圆x2y22x6y0内,过点E(0,1)的最 长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形A BCD的面积为 (),答案:B,2已知两点A(2,0),B(0,2),点C是圆x2y22x0上任意一点,则ABC面积的最小值是_,3(2012抚顺调研)已知圆x2y24上一定点A(2,0),B(1,1)为圆内一点,P,Q为
22、圆上的动点(1)求线段AP中点的轨迹方程;(2)若PBQ90,求线段PQ中点的轨迹方程解:(1)设AP的中点为M(x,y),由中点坐标公式可知,P点坐标为(2x2,2y)因为P点在圆x2y24上,所以(2x2)2(2y)24.故线段AP中点的轨迹方程为(x1)2y21.,(2)设PQ的中点为N(x,y),在RtPBQ中,|PN|BN|,设O为坐标原点,连接ON,则ONPQ,所以|OP|2|ON|2|PN|2|ON|2|BN|2,所以x2y2(x1)2(y1)24.故线段PQ中点的轨迹方程为x2y2xy10.,知识能否忆起,一、直线与圆的位置关系(圆心到直线的距离为d,圆的半径为r),二、圆与圆
23、的位置关系(O1、O2半径r1、r2,d|O1O2|),dr1r2,dr1r2,|r1r2|dr1r2,d|r1r2|,d|r1r2|,小题能否全取1(教材习题改编)已知圆 (x1)2(y2)26与直线2xy50的位置关系是 ()A相切B相交但直线不过圆心C相交过圆心 D相离,答案:B,答案:A,2(2012银川质检)由直线yx1上的一点向圆x2y26x80引切线,则切线长的最小值为 (),3直线xy10与圆x2y2r2相交于A,B两点,且AB的长为2,则圆的半径为 (),答案:B,4(教材习题改编)若圆x2y21与直线ykx2没有公共点,则实数k的取值范围是_,5已知两圆C1:x2y22x1
24、0y240,C2:x2y22x2y80,则两圆公共弦所在的直线方程是_解析:两圆相减即得x2y40.答案:x2y40,1.求圆的弦长问题,注意应用圆的几何性质解题,即用圆心与弦中点连线与弦垂直的性质,可用勾股定理或斜率之积为1列方程来简化运算2对于圆的切线问题,要注意切线斜率不存在的情况,例1(2012陕西高考)已知圆C:x2y24x0,l是过点P(3,0)的直线,则() Al与C相交Bl与C相切 Cl与C相离 D以上三个选项均有可能,直线与圆的位置关系的判断,自主解答将点P(3,0)的坐标代入圆的方程,得32024391230,所以点P(3,0)在圆内故过点P的直线l定与圆C相交答案A,本例
25、中若直线l为“xy40”问题不变,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,1(2012哈师大附中月考)已知直线l过点(2,0),当直线l 与圆x2y22x有两个交点时,其斜率k的取值范围是 (),答案:C,例2 (1)(2012广东高考)在平面直角坐标系xOy中,直线3x4y50与圆x2y24相交于A、B两点,则弦AB的长等于 (),直线与圆的位置关系的综合,(2)(2012天津高考)设m,nR,若直线(m1)x(n1)y20与圆
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