高三数学第一轮总复习教案-解析几何部分
高三数学一轮复习解析几何(解析版)
数 学H 单元 解析几何H1 直线的倾斜角与斜率、直线的方程 6.,,[2014·福建卷] 已知直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心,且与直线x +y +1=0垂直,则l 的方程是( )A .x +y -2=0B .x -y =2=0C .x +y -3=0D .x -y +3=06.D [解析] 由直线l 与直线x +y +1=0垂直,可设直线l 的方程为x -y +m =0. 又直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心(0,3),则m =3,所以直线l 的方程为x -y +3=0,故选D.20.、、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 已知点P (2,2),圆C :x 2+y 2-8y =0,过点P 的动直线l 与圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点.(1)求M 的轨迹方程;(2)当|OP |=|OM |时,求l 的方程及△POM 的面积. 20.解:(1)圆C 的方程可化为x 2+(y -4)2=16, 所以圆心为C (0,4),半径为4.设M (x ,y ),则CM =(x ,y -4),MP =(2-x ,2-y ). 由题设知CM ·MP =0,故x (2-x )+(y -4)(2-y )=0,即(x -1)2+(y -3)2=2. 由于点P 在圆C 的内部,所以M 的轨迹方程是(x -1)2+(y -3)2=2.(2)由(1)可知M 的轨迹是以点N (1,3)为圆心,2为半径的圆.由于|OP |=|OM |,故O 在线段PM 的垂直平分线上,又P 在圆N 上,从而ON ⊥PM . 因为ON 的斜率为3,所以直线l 的斜率为-13,故l 的方程为y =-13x +83.又|OM |=|OP |=2 2,O 到直线l 的距离为4105,故|PM |=4105,所以△POM 的面积为165.21.、、、[2014·重庆卷] 如图1-5,设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点D 在椭圆上,DF 1⊥F 1F 2,|F 1F 2||DF 1|=22,△DF 1F 2的面积为22.(1)求该椭圆的标准方程.(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由.21.解:(1)设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c 2=a 2-b 2.由|F 1F 2||DF 1|=2 2得|DF 1|=|F 1F 2|2 2=22c .从而S △DF 1F 2=12|DF 1||F 1F 2|=22c 2=22,故c =1.从而|DF 1|=22.由DF 1⊥F 1F 2得|DF 2|2=|DF 1|2+|F 1F 2|2=92,因此|DF 2|=3 22,所以2a =|DF 1|+|DF 2|=2 2,故a =2,b 2=a 2-c 2=1.因此,所求椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)如图所示,设圆心在y 轴上的圆C 与椭圆x 22+y 2=1相交,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是两个交点,y 1>0,y 2>0,F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2.由圆和椭圆的对称性,易知,x 2=-x 1,y 1=y 2.由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1P 1=(x 1+1,y 1),F 2P 2→=(-x 1-1,y 1).再由F 1P 1⊥F 2P 2得-(x 1+1)2+y 21=0.由椭圆方程得1-x 212=(x 1+1)2,即3x 21+4x 1=0,解得x 1=-43或x 1=0. 当x 1=0时,P 1,P 2重合,题设要求的圆不存在.当x 1=-43时,过P 1,P 2分别与F 1P 1,F 2P 2垂直的直线的交点即为圆心C .设C (0,y 0),由CP 1⊥F 1P 1,得y 1-y 0x 1·y 1x 1+1=-1.而y 1=|x 1+1|=13,故y 0=53.圆C 的半径|CP 1|=⎝⎛⎭⎫-432+⎝⎛⎭⎫13-532=4 23.综上,存在满足题设条件的圆,其方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -532=329.H2 两直线的位置关系与点到直线的距离 6.,,[2014·福建卷] 已知直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心,且与直线x +y +1=0垂直,则l 的方程是( )A .x +y -2=0B .x -y =2=0C .x +y -3=0D .x -y +3=06.D [解析] 由直线l 与直线x +y +1=0垂直,可设直线l 的方程为x -y +m =0. 又直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心(0,3),则m =3,所以直线l 的方程为x -y +3=0,故选D.18.、、、[2014·江苏卷] 如图1-6所示,为保护河上古桥OA ,规划建一座新桥BC ,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC 与河岸AB 垂直;保护区的边界为圆心M 在线段OA 上并与BC 相切的圆,且古桥两端O 和A 到该圆上任意一点的距离均不少于80 m .经测量,点A 位于点O 正北方向60 m 处,点C 位于点O 正东方向170 m 处(OC 为河岸),tan ∠BCO =43.(1)求新桥BC 的长.(2)当OM 多长时,圆形保护区的面积最大?图1-618.解: 方法一:(1)如图所示, 以O 为坐标原点, OC 所在直线为 x 轴, 建立平面直角坐标系xOy .由条件知A (0, 60), C (170,0),直线 BC 的斜率k BC =-tan ∠BCO =-43.又因为 AB ⊥BC, 所以直线AB 的斜率k AB =34.设点 B 的坐标为(a ,b ),则k BC =b -0a -170=-43, k AB =b -60a -0=34,解得a =80, b =120,所以BC =(170-80)2+(0-120)2=150.因此新桥BC 的长是150 m.(2)设保护区的边界圆M 的半径为r m, OM =d m (0≤d ≤60). 由条件知, 直线BC 的方程为y =-43(x -170),即4x +3y -680=0.由于圆M 与直线BC 相切, 故点 M (0, d )到直线BC 的距离是r ,即r =|3d - 680|42+32=680-3d 5.因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,即⎩⎨⎧680-3d5-d ≥80,680 - 3d5-(60-d )≥80,解得10≤d ≤35.故当d =10时, r =680 - 3d5最大, 即圆面积最大,所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 方法二:(1)如图所示, 延长 OA, CB 交于点F .因为 tan ∠FCO =43,所以sin ∠FCO =45, cos ∠FCO =35.因为OA =60,OC =170,所以OF =OC tan ∠FCO =6803, CF =OC cos ∠FCO =8503, 从而AF =OF -OA =5003.因为OA ⊥OC, 所以cos ∠AFB =sin ∠FCO =45.又因为 AB ⊥BC ,所以BF =AF cos ∠AFB =4003, 从而BC =CF -BF =150.因此新桥BC 的长是150 m.(2)设保护区的边界圆 M 与BC 的切点为D ,连接 MD ,则MD ⊥BC ,且MD 是圆M 的半径,并设MD =r m ,OM =d m (0≤d ≤60).因为OA ⊥OC, 所以sin ∠CFO =cos ∠FCO .故由(1)知sin ∠CFO =MD MF =MD OF -OM =r 6803-d =35, 所以r =680-3d 5.因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,即⎩⎨⎧680-3d5-d ≥80,680-3d5-(60-d )≥80,解得10≤d ≤35.故当d =10时, r =680 - 3d5最大,即圆面积最大,所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 22.、、[2014·全国卷] 已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,直线y =4与 y 轴的交点为P ,与C 的交点为Q ,且|QF |=54|PQ |.(1)求C 的方程;(2)过F 的直线l 与C 相交于A ,B 两点,若AB 的垂直平分线l ′与C 相交于M ,N 两点,且A ,M ,B ,N 四点在同一圆上,求l 的方程.22.解:(1)设Q (x 0,4),代入y 2=2px ,得x 0=8p ,所以|PQ |=8p ,|QF |=p 2+x 0=p 2+8p.由题设得p 2+8p =54×8p,解得p =-2(舍去)或p =2,所以C 的方程为y 2=4x .(2)依题意知l 与坐标轴不垂直,故可设l 的方程为x =my +1(m ≠0). 代入y 2=4x ,得y 2-4my -4=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4. 故线段AB 的中点为D (2m 2+1,2m ), |AB |=m 2+1|y 1-y 2|=4(m 2+1).又直线l ′的斜率为-m ,所以l ′的方程为x =-1m y +2m 2+3.将上式代入y 2=4x ,并整理得y 2+4m y -4(2m 2+3)=0.设M (x 3,y 3),N (x 4,y 4),则y 3+y 4=-4m ,y 3y 4=-4(2m 2+3).故线段MN 的中点为E ⎝⎛⎭⎫2m 2+2m 2+3,-2m , |MN |=1+1m 2|y 3-y 4|=4(m 2+1)2m 2+1m 2. 由于线段MN 垂直平分线段AB ,故A ,M ,B ,N 四点在同一圆上等价于|AE |=|BE |=12|MN |,从而14|AB |2+|DE |2=14|MN |2,即 4(m 2+1)2+⎝⎛⎭⎫2m +2m 2+⎝⎛⎭⎫2m 2+22=4(m 2+1)2(2m 2+1)m 4,化简得m 2-1=0,解得m =1或m =-1.所求直线l 的方程为x -y -1=0或x +y -1=0.21.、、、[2014·重庆卷] 如图1-5,设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点D 在椭圆上,DF 1⊥F 1F 2,|F 1F 2||DF 1|=22,△DF 1F 2的面积为22.(1)求该椭圆的标准方程.(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由.21.解:(1)设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c 2=a 2-b 2. 由|F 1F 2||DF 1|=2 2得|DF 1|=|F 1F 2|2 2=22c . 从而S △DF 1F 2=12|DF 1||F 1F 2|=22c 2=22,故c =1.从而|DF 1|=22.由DF 1⊥F 1F 2得|DF 2|2=|DF 1|2+|F 1F 2|2=92,因此|DF 2|=3 22,所以2a =|DF 1|+|DF 2|=2 2,故a =2,b 2=a 2-c 2=1.因此,所求椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)如图所示,设圆心在y 轴上的圆C 与椭圆x 22+y 2=1相交,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是两个交点,y 1>0,y 2>0,F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2.由圆和椭圆的对称性,易知,x 2=-x 1,y 1=y 2.由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1P 1=(x 1+1,y 1),F 2P 2→=(-x 1-1,y 1).再由F 1P 1⊥F 2P 2得-(x 1+1)2+y 21=0.由椭圆方程得1-x 212=(x 1+1)2,即3x 21+4x 1=0,解得x 1=-43或x 1=0. 当x 1=0时,P 1,P 2重合,题设要求的圆不存在.当x 1=-43时,过P 1,P 2分别与F 1P 1,F 2P 2垂直的直线的交点即为圆心C .设C (0,y 0),由CP 1⊥F 1P 1,得y 1-y 0x 1·y 1x 1+1=-1.而y 1=|x 1+1|=13,故y 0=53.圆C 的半径|CP 1|=⎝⎛⎭⎫-432+⎝⎛⎭⎫13-532=4 23.综上,存在满足题设条件的圆,其方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -532=329.H3 圆的方程 6.,,[2014·福建卷] 已知直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心,且与直线x +y +1=0垂直,则l 的方程是( )A .x +y -2=0B .x -y =2=0C .x +y -3=0D .x -y +3=06.D [解析] 由直线l 与直线x +y +1=0垂直,可设直线l 的方程为x -y +m =0. 又直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心(0,3),则m =3,所以直线l 的方程为x -y +3=0,故选D.17.[2014·湖北卷] 已知圆O :x 2+y 2=1和点A (-2,0),若定点B (b ,0)(b ≠-2)和常数λ满足:对圆O 上任意一点M ,都有|MB |=λ|MA |,则(1)b =________; (2)λ=________.17.(1)-12 (2)12[解析] 设点M (cos θ,sin θ),则由|MB |=λ|MA |得(cos θ-b )2+sin 2θ=λ2[](cos θ+2)2+sin 2θ,即-2b cos θ+b 2+1=4λ2cos θ+5λ2对任意的θ都成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧-2b =4λ2,b 2+1=5λ2.又由|MB |=λ|MA |,得λ>0,且b ≠-2,解得⎩⎨⎧b =-12,λ=12. 18.、、、[2014·江苏卷] 如图1-6所示,为保护河上古桥OA ,规划建一座新桥BC ,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC 与河岸AB 垂直;保护区的边界为圆心M 在线段OA 上并与BC 相切的圆,且古桥两端O 和A 到该圆上任意一点的距离均不少于80 m .经测量,点A 位于点O 正北方向60 m 处,点C 位于点O 正东方向170 m 处(OC 为河岸),tan∠BCO =43.(1)求新桥BC 的长.(2)当OM 多长时,圆形保护区的面积最大?图1-618.解: 方法一:(1)如图所示, 以O 为坐标原点, OC 所在直线为 x 轴, 建立平面直角坐标系xOy .由条件知A (0, 60), C (170,0),直线 BC 的斜率k BC =-tan ∠BCO =-43.又因为 AB ⊥BC, 所以直线AB 的斜率k AB =34.设点 B 的坐标为(a ,b ),则k BC =b -0a -170=-43, k AB =b -60a -0=34,解得a =80, b =120,所以BC =(170-80)2+(0-120)2=150.因此新桥BC 的长是150 m.(2)设保护区的边界圆M 的半径为r m, OM =d m (0≤d ≤60). 由条件知, 直线BC 的方程为y =-43(x -170),即4x +3y -680=0.由于圆M 与直线BC 相切, 故点 M (0, d )到直线BC 的距离是r ,即r =|3d - 680|42+32=680-3d 5.因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,即⎩⎨⎧680-3d5-d ≥80,680 - 3d5-(60-d )≥80,解得10≤d ≤35.故当d =10时, r =680 - 3d5最大, 即圆面积最大,所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 方法二:(1)如图所示, 延长 OA, CB 交于点F .因为 tan ∠FCO =43,所以sin ∠FCO =45, cos ∠FCO =35.因为OA =60,OC =170,所以OF =OC tan ∠FCO =6803, CF =OC cos ∠FCO =8503, 从而AF =OF -OA =5003.因为OA ⊥OC, 所以cos ∠AFB =sin ∠FCO =45.又因为 AB ⊥BC ,所以BF =AF cos ∠AFB =4003, 从而BC =CF -BF =150.因此新桥BC 的长是150 m.(2)设保护区的边界圆 M 与BC 的切点为D ,连接 MD ,则MD ⊥BC ,且MD 是圆M 的半径,并设MD =r m ,OM =d m (0≤d ≤60).因为OA ⊥OC, 所以sin ∠CFO =cos ∠FCO .故由(1)知sin ∠CFO =MD MF =MD OF -OM =r 6803-d =35, 所以r =680-3d 5.因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,即⎩⎨⎧680-3d5-d ≥80,680-3d5-(60-d )≥80,解得10≤d ≤35.故当d =10时, r =680 - 3d5最大,即圆面积最大,所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 20.、、[2014·辽宁卷] 圆x 2+y 2=4的切线与x 轴正半轴、y 轴正半轴围成一个三角形,当该三角形面积最小时,切点为P (如图1-5所示).(1)求点P 的坐标;(2)焦点在x 轴上的椭圆C 过点P ,且与直线l :y =x +3交于A ,B 两点,若△P AB 的面积为2,求C 的标准方程.20.解:(1)设切点坐标为(x 0,y 0)(x 0>0,y 0>0),则切线斜率为-x 0y 0,切线方程为y -y 0=-x 0y 0(x -x 0),即x 0x +y 0y =4,此时,两个坐标轴的正半轴与切线的交点分别为⎝⎛⎭⎫4x 0,0,⎝⎛⎭⎫0,4y 0,其围成的三角形的面积S =12·4x 0·4y 0=8x 0y 0.由x 20+y 20=4≥2x 0y 0知当且仅当x 0=y 0=2时x 0y 0有最大值,即S 有最小值,因此点P 的坐标为(2,2).(2)设C 的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由点P 在C 上知2a2+2b2=1,并由⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2+y 2b 2=1,y =x +3,得b 2x 2+43x +6-2b 2=0. 又x 1,x 2是方程的根,所以⎩⎨⎧x 1+x 2=-43b2,x 1x 2=6-2b 2b2.由y 1=x 1+3,y 2=x 2+3,得|AB |=4 63|x 1-x 2|=2·48-24b 2+8b 4b 2.由点P 到直线l 的距离为32及S △P AB =12×32|AB |=2,得|AB |=4 63,即b 4-9b 2+18=0,解得b 2=6或3,因此b 2=6,a 2=3(舍)或b 2=3,a 2=6,从而所求C 的方程为x 26+y 23=1.20.、、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 已知点P (2,2),圆C :x 2+y 2-8y =0,过点P 的动直线l 与圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点.(1)求M 的轨迹方程;(2)当|OP |=|OM |时,求l 的方程及△POM 的面积. 20.解:(1)圆C 的方程可化为x 2+(y -4)2=16, 所以圆心为C (0,4),半径为4.设M (x ,y ),则CM =(x ,y -4),MP =(2-x ,2-y ). 由题设知CM ·MP =0,故x (2-x )+(y -4)(2-y )=0,即(x -1)2+(y -3)2=2. 由于点P 在圆C 的内部,所以M 的轨迹方程是(x -1)2+(y -3)2=2.(2)由(1)可知M 的轨迹是以点N (1,3)为圆心,2为半径的圆.由于|OP |=|OM |,故O 在线段PM 的垂直平分线上,又P 在圆N 上,从而ON ⊥PM . 因为ON 的斜率为3,所以直线l 的斜率为-13,故l 的方程为y =-13x +83.又|OM |=|OP |=2 2,O 到直线l 的距离为4105,故|PM |=4105,所以△POM 的面积为165.H4 直线与圆、圆与圆的位置关系 5.[2014·浙江卷] 已知圆x 2+y 2+2x -2y +a =0截直线x +y +2=0所得弦的长度为4,则实数a 的值是( )A .-2B .-4C .-6D .-85.B [解析] 圆的标准方程为(x +1)2+(y -1)2=2-a ,r 2=2-a ,则圆心(-1,1)到直线x +y +2=0的距离为|-1+1+2|2= 2.由22+(2)2=2-a ,得a =-4, 故选B.6.[2014·安徽卷] 过点P (-3,-1)的直线l 与圆x 2+y 2=1有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤0,π6B.⎝⎛⎦⎤0,π3C.⎣⎡⎦⎤0,π6D.⎣⎡⎦⎤0,π36.D [解析] 易知直线l 的斜率存在,所以可设l :y +1=k (x +3),即kx -y +3k -1=0.因为直线l 圆x 2+y 2=1有公共点,所以圆心(0,0)到直线l 的距离|3k -1|1+k 2≤1,即k 2-3k ≤0,解得0≤k ≤3,故直线l 的倾斜角的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,π3.7.[2014·北京卷] 已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=1和两点A (-m ,0),B (m ,0)(m >0).若圆C 上存在点P ,使得∠APB =90°,则m 的最大值为( )A .7B .6C .5D .47.B [解析] 由图可知,圆C 上存在点P 使∠APB =90°,即圆C 与以AB 为直径的圆有公共点,所以32+42-1≤m ≤32+42+1,即4≤m ≤6.11.,[2014·福建卷] 已知圆C :(x -a )2+(y -b )2=1,平面区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0.若圆心C ∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则a 2+b 2的最大值为( )A .5B .29C .37D .4911.C [解析] 作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0表示的平面区域Ω(如下图阴影部分所示,含边界),圆C :(x -a )2+(y -b )2=1的圆心坐标为(a ,b ),半径为1.由圆C 与x 轴相切,得b =1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7=0,y =1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =6,y =1,即直线x +y -7=0与直线y =1的交点坐标为(6,1),设此点为P .又点C ∈Ω,则当点C 与P 重合时,a 取得最大值, 所以,a 2+b 2的最大值为62+12=37,故选C.21.[2014·福建卷] 已知曲线Γ上的点到点F (0,1)的距离比它到直线y =-3的距离小2.(1)求曲线Γ的方程.(2)曲线Γ在点P 处的切线l 与x 轴交于点A ,直线y =3分别与直线l 及y 轴交于点M ,N .以MN 为直径作圆C ,过点A 作圆C 的切线,切点为B .试探究:当点P 在曲线Γ上运动(点P 与原点不重合)时,线段AB 的长度是否发生变化?证明你的结论.21.解:方法一:(1)设S (x ,y )为曲线Γ上任意一点.依题意,点S 到点F (0,1)的距离与它到直线y =-1的距离相等, 所以曲线Γ是以点F (0,1)为焦点,直线y =-1为准线的抛物线, 所以曲线Γ的方程为x 2=4y .(2)当点P 在曲线Γ上运动时,线段AB 的长度不变.证明如下:由(1)知抛物线Γ的方程为y =14x 2.设P (x 0,y 0)(x 0≠0),则y 0=14x 20,由y ′=12x ,得切线l 的斜率k =y ′|x =x 0=12x 0,所以切线l 的方程为y -y 0=12x 0(x -x 0),即y =12x 0x -14x 20.由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =0,得A ⎝⎛⎭⎫12x 0,0. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =3,得M ⎝⎛⎭⎫12x 0+6x 0,3. 又N (0,3),所以圆心C ⎝⎛⎭⎫14x 0+3x 0,3, 半径r =12|MN |=⎪⎪⎪⎪14x 0+3x 0, |AB |=|AC |2-r 2 =⎣⎡⎦⎤12x 0-⎝⎛⎭⎫14x 0+3x 02+32-⎝⎛⎭⎫14x 0+3x 02= 6.所以点P 在曲线Γ上运动时,线段AB 的长度不变. 方法二:(1)设S (x ,y )为曲线Γ上任意一点,则|y -(-3)|-(x -0)2+(y -1)2=2.依题意,点S (x ,y )只能在直线y =-3的上方,所以y >-3,所以(x -0)2+(y -1)2=y +1, 化简得,曲线Γ的方程为x 2=4y . (2)同方法一. 6.[2014·湖南卷] 若圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2-6x -8y +m =0外切,则m =( ) A .21 B .19 C .9 D .-11 6.C [解析] 依题意可得C 1(0,0),C 2(3,4),则|C 1C 2|=33+42=5.又r 1=1,r 2=25-m ,由r 1+r 2=25-m +1=5,解得m =9.9.[2014·江苏卷] 在平面直角坐标系xOy 中,直线x +2y -3=0被圆(x -2)2+(y +1)2=4截得的弦长为________.9.25 55 [解析] 由题意可得,圆心为(2,-1),r =2,圆心到直线的距离d =|2-2-3|12+22=355,所以弦长为2r 2-d 2=2 4-95=2555 .18.、、、[2014·江苏卷] 如图1-6所示,为保护河上古桥OA ,规划建一座新桥BC ,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC 与河岸AB 垂直;保护区的边界为圆心M 在线段OA 上并与BC 相切的圆,且古桥两端O 和A 到该圆上任意一点的距离均不少于80 m .经测量,点A 位于点O 正北方向60 m 处,点C 位于点O 正东方向170 m 处(OC 为河岸),tan ∠BCO =43.(1)求新桥BC 的长.(2)当OM 多长时,圆形保护区的面积最大?图1-618.解: 方法一:(1)如图所示, 以O 为坐标原点, OC 所在直线为 x 轴, 建立平面直角坐标系xOy .由条件知A (0, 60), C (170,0),直线 BC 的斜率k BC =-tan ∠BCO =-43.又因为 AB ⊥BC, 所以直线AB 的斜率k AB =34.设点 B 的坐标为(a ,b ),则k BC =b -0a -170=-43, k AB =b -60a -0=34,解得a =80, b =120,所以BC =(170-80)2+(0-120)2=150.因此新桥BC 的长是150 m.(2)设保护区的边界圆M 的半径为r m, OM =d m (0≤d ≤60). 由条件知, 直线BC 的方程为y =-43(x -170),即4x +3y -680=0.由于圆M 与直线BC 相切, 故点 M (0, d )到直线BC 的距离是r ,即r =|3d - 680|42+32=680-3d 5.因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,即⎩⎨5680 - 3d5-(60-d )≥80,解得10≤d ≤35.故当d =10时, r =680 - 3d5最大, 即圆面积最大,所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 方法二:(1)如图所示, 延长 OA, CB 交于点F .因为 tan ∠FCO =43,所以sin ∠FCO =45, cos ∠FCO =35.因为OA =60,OC =170,所以OF =OC tan ∠FCO =6803, CF =OC cos ∠FCO =8503, 从而AF =OF -OA =5003.因为OA ⊥OC, 所以cos ∠AFB =sin ∠FCO =45.又因为 AB ⊥BC ,所以BF =AF cos ∠AFB =4003, 从而BC =CF -BF =150.因此新桥BC 的长是150 m.(2)设保护区的边界圆 M 与BC 的切点为D ,连接 MD ,则MD ⊥BC ,且MD 是圆M 的半径,并设MD =r m ,OM =d m (0≤d ≤60).因为OA ⊥OC, 所以sin ∠CFO =cos ∠FCO .故由(1)知sin ∠CFO =MD MF =MD OF -OM =r 6803-d =35, 所以r =680-3d 5.因为O 和A 到圆M 上任意一点的距离均不少于80 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧r -d ≥80,r -(60-d )≥80,即⎩⎨5680-3d5-(60-d )≥80,解得10≤d ≤35.故当d =10时, r =680 - 3d5最大,即圆面积最大,所以当OM =10 m 时, 圆形保护区的面积最大. 16.、[2014·全国卷] 直线l 1和l 2是圆x 2+y 2=2的两条切线.若l 1与l 2的交点为(1,3),则l 1与l 2的夹角的正切值等于________.16.43 [解析] 如图所示,根据题意知,OA ⊥P A ,OA =2,OP =10,所以P A =OP 2-OA 2=2 2,所以tan ∠OP A =OA P A =22 2=12,故tan ∠APB =2tan ∠OP A 1-tan 2∠OP A =43,即l 1与l 2的夹角的正切值等于43.12.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 设点M (x 0,1),若在圆O :x 2+y 2=1上存在点N ,使得∠OMN =45°,则x 0的取值范围是( )A. [-1,1]B. ⎣⎡⎦⎤-12,12C. [-2,2]D. ⎣⎡⎦⎤-22,22 12.A [解析] 点M (x 0,1)在直线y =1上,而直线y =1与圆x 2+y 2=1相切.据题意可设点N (0,1),如图,则只需∠OMN ≥45°即可,此时有tan ∠OMN =|ON ||MN |≥tan 45°,得0<|MN |≤|ON |=1,即0<|x 0|≤1,当M 位于点(0,1)时,显然在圆上存在点N 满足要求,综上可知-1≤x 0≤1.20.、、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 已知点P (2,2),圆C :x 2+y 2-8y =0,过点P 的动直线l 与圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点.(1)求M 的轨迹方程;(2)当|OP |=|OM |时,求l 的方程及△POM 的面积. 20.解:(1)圆C 的方程可化为x 2+(y -4)2=16, 所以圆心为C (0,4),半径为4.设M (x ,y ),则CM =(x ,y -4),MP =(2-x ,2-y ). 由题设知CM ·MP =0,故x (2-x )+(y -4)(2-y )=0,即(x -1)2+(y -3)2=2. 由于点P 在圆C 的内部,所以M 的轨迹方程是(x -1)2+(y -3)2=2.(2)由(1)可知M 的轨迹是以点N (1,3)为圆心,2为半径的圆.由于|OP |=|OM |,故O 在线段PM 的垂直平分线上,又P 在圆N 上,从而ON ⊥PM . 因为ON 的斜率为3,所以直线l 的斜率为-13,故l 的方程为y =-13x +83.又|OM |=|OP |=2 2,O 到直线l 的距离为4105,故|PM |=4105,所以△POM 的面积为165.14.[2014·山东卷] 圆心在直线x -2y =0上的圆C 与y 轴的正半轴相切,圆C 截x 轴所得弦的长为23,则圆C 的标准方程为________.14.(x -2)2+(y -1)2=4 [解析] 因为圆心在直线x -2y =0上,所以可设圆心坐标为(2b ,b ).又圆C 与y 轴的正半轴相切,所以b >0,圆的半径是2b .由勾股定理可得b 2+(3)2=4b 2,解得b =±1.又因为b >0,所以b =1,所以圆C 的圆心坐标为(2,1),半径是2,所以圆C 的标准方程是(x -2)2+(y -1)2=4.14.[2014·重庆卷] 已知直线x -y +a =0与圆心为C 的圆x 2+y 2+2x -4y -4=0相交于A ,B 两点,且AC ⊥BC ,则实数a 的值为________.14.0或6 [解析] ∵圆C 的标准方程为(x +1)2+(y -2)2=9,∴圆心为C (-1,2),半径为 3.∵AC ⊥BC ,∴|AB |=3 2.∵圆心到直线的距离d =|-1-2+a |2=|a -3|2,∴|AB |=2r 2-d 2=29-⎝ ⎛⎭⎪⎫|a -3|22=3 2,即(a -3)2=9,∴a =0或a =6. 9.、[2014·四川卷] 设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则|P A |+|PB |的取值范围是( )A .[5,2 5 ]B .[10,2 5 ]C .[10,4 5 ]D .[25,4 5 ]9.B [解析] 由题意可知,定点A (0,0),B (1,3),且两条直线互相垂直, 则其交点P (x ,y )落在以AB 为直径的圆周上,所以|P A |2+|PB |2=|AB |2=10,即|P A |+|PB |≥|AB |=10. 又|P A |+|PB |=(|P A |+|PB |)2= |P A |2+2|P A ||PB |+|PB |2≤ 2(|P A |2+|PB |2)=2 5,所以|P A |+|PB |∈[10,2 5],故选B.21.、、、[2014·重庆卷] 如图1-5,设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点D 在椭圆上,DF 1⊥F 1F 2,|F 1F 2||DF 1|=22,△DF 1F 2的面积为22.(1)求该椭圆的标准方程.(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由.21.解:(1)设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c 2=a 2-b 2. 由|F 1F 2||DF 1|=2 2得|DF 1|=|F 1F 2|2 2=22c . 从而S △DF 1F 2=12|DF 1||F 1F 2|=22c 2=22,故c =1.从而|DF 1|=22.由DF 1⊥F 1F 2得|DF 2|2=|DF 1|2+|F 1F 2|2=92,因此|DF 2|=3 22,所以2a =|DF 1|+|DF 2|=2 2,故a =2,b 2=a 2-c 2=1.因此,所求椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)如图所示,设圆心在y 轴上的圆C 与椭圆x 22+y 2=1相交,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是两个交点,y 1>0,y 2>0,F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2.由圆和椭圆的对称性,易知,x 2=-x 1,y 1=y 2.由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1P 1=(x 1+1,y 1),F 2P 2→=(-x 1-1,y 1).再由F 1P 1⊥F 2P 2得-(x 1+1)2+y 21=0.由椭圆方程得1-x 212=(x 1+1)2,即3x 21+4x 1=0,解得x 1=-43或x 1=0. 当x 1=0时,P 1,P 2重合,题设要求的圆不存在.当x 1=-43时,过P 1,P 2分别与F 1P 1,F 2P 2垂直的直线的交点即为圆心C .设C (0,y 0),由CP 1⊥F 1P 1,得y 1-y 0x 1·y 1x 1+1=-1.而y 1=|x 1+1|=13,故y 0=53.圆C 的半径|CP 1|=⎝⎛⎭⎫-432+⎝⎛⎭⎫13-532=4 23.综上,存在满足题设条件的圆,其方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -532=329.H5 椭圆及其几何性质21.、、、[2014·重庆卷] 如图1-5,设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点D 在椭圆上,DF 1⊥F 1F 2,|F 1F 2||DF 1|=22,△DF 1F 2的面积为22.(1)求该椭圆的标准方程.(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由.21.解:(1)设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),其中c 2=a 2-b 2. 由|F 1F 2||DF 1|=2 2得|DF 1|=|F 1F 2|2 2=22c . 从而S △DF 1F 2=12|DF 1||F 1F 2|=22c 2=22,故c =1.从而|DF 1|=22.由DF 1⊥F 1F 2得|DF 2|2=|DF 1|2+|F 1F 2|2=92,因此|DF 2|=3 22,所以2a =|DF 1|+|DF 2|=2 2,故a =2,b 2=a 2-c 2=1.因此,所求椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)如图所示,设圆心在y 轴上的圆C 与椭圆x 22+y 2=1相交,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是两个交点,y 1>0,y 2>0,F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2.由圆和椭圆的对称性,易知,x 2=-x 1,y 1=y 2.由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1P 1=(x 1+1,y 1),F 2P 2→=(-x 1-1,y 1).再由F 1P 1⊥F 2P 2得-(x 1+1)2+y 21=0.由椭圆方程得1-x 212=(x 1+1)2,即3x 21+4x 1=0,解得x 1=-43或x 1=0. 当x 1=0时,P 1,P 2重合,题设要求的圆不存在.当x 1=-43时,过P 1,P 2分别与F 1P 1,F 2P 2垂直的直线的交点即为圆心C .设C (0,y 0),由CP 1⊥F 1P 1,得y 1-y 0x 1·y 1x 1+1=-1.而y 1=|x 1+1|=13,故y 0=53.圆C 的半径|CP 1|=⎝⎛⎭⎫-432+⎝⎛⎭⎫13-532=4 23.综上,存在满足题设条件的圆,其方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -532=329.20.、[2014·安徽卷] 设函数f (x )=1+(1+a )x -x 2-x 3,其中a >0. (1)讨论f (x )在其定义域上的单调性;(2)当x ∈[0,1]时,求f (x )取得最大值和最小值时的x 的值. 20.解: (1)f (x )的定义域为(-∞,+∞), f ′(x )=1+a -2x -3x 2.令f ′(x )=0,得x 1=-1-4+3a3,x 2=-1+4+3a 3,且x 1<x 2,所以f ′(x )=-3(x -x 1)(x -x 2). 当x <x 1或x >x 2时,f ′(x )<0; 当x 1<x <x 2时,f ′(x )>0.故f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-1-4+3a 3和 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+4+3a 3,+∞内单调递减,在⎝⎛⎭⎪⎫-1-4+3a 3,-1+4+3a 3内单调递增.(2)因为a >0,所以x 1<0,x 2>0,①当a ≥4时,x 2≥1,由(1)知,f (x )在[0,1]上单调递增,所以f (x )在x =0和x =1处分别取得最小值和最大值.②当0<a <4时,x 2<1,由(1)知,f (x )在[0,x 2]上单调递增,在[x 2,1]上单调递减,因此f (x )在x =x 2=-1+4+3a3处取得最大值.又f (0)=1,f (1)=a ,所以当0<a <1时,f (x )在x =1处取得最小值;当a =1时,f (x )在x =0和x =1处同时取得最小值; 当1<a <4时,f (x )在x =0处取得最小值. 19.[2014·北京卷] 已知椭圆C :x 2+2y 2=4. (1)求椭圆C 的离心率;(2)设O 为原点,若点A 在直线y =2上,点B 在椭圆C 上,且OA ⊥OB ,求线段AB 长度的最小值.19.解:(1)由题意,椭圆C 的标准方程为x 24+y 22=1.所以a 2=4,b 2=2,从而c 2=a 2-b 2=2. 因此a =2,c = 2.故椭圆C 的离心率e =c a =22.(2)设点A ,B 的坐标分别为(t ,2),(x 0,y 0), 其中x 0≠0.因为OA ⊥OB ,所以OA →·OB →=0, 即tx 0+2y 0=0,解得t =-2y 0x 0.又x 20+2y 20=4,所以 |AB |2=(x 0-t )2+(y 0-2)2=⎝⎛⎭⎫x 0+2y 0x 02+(y 0-2)2 =x 20+y 20+4y 20x 20+4=x 20+4-x 202+2(4-x 20)x 2+4 =x 202+8x 20+4 (0<x 20≤4). 因为x 202+8x 20≥4(0<x 20≤4),当x 20=4时等号成立,所以|AB |2≥8. 故线段AB 长度的最小值为2 2.20.、[2014·广东卷] 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点为(5,0),离心率为53.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动点P (x 0,y 0)为椭圆C 外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P 的轨迹方程.20.、、[2014·湖南卷] 如图1-5所示,O 为坐标原点,双曲线C 1:x 2a 21-y 2b 21=1(a 1>0,b 1>0)和椭圆C 2:y 2a 22+x 2b 22=1(a 2>b 2>0)均过点P ⎝⎛⎭⎫233,1,且以C 1的两个顶点和C 2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形.(1)求C 1,C 2的方程.(2)是否存在直线l ,使得l 与C 1交于A ,B 两点,与C 2只有一个公共点,且|OA →+OB →|=|AB | ?证明你的结论.20.解: (1)设C 2的焦距为2c 2,由题意知,2c 2=2,2a 1=2,从而a 1=1,c 2=1.因为点P ⎝⎛⎭⎫233,1在双曲线x 2-y 2b 21=1上,所以⎝⎛⎭⎫2332-1b 21=1,故b 21=3. 由椭圆的定义知2a 2=⎝⎛⎭⎫2332+(1-1)2+⎝⎛⎭⎫2332+(1+1)2=2 3.于是a 2=3,b 22=a 22-c 22=2.故C 1,C 2的方程分别为x 2-y 23=1,y 23+x 22=1.(2)不存在符合题设条件的直线.(i)若直线l 垂直于x 轴,因为l 与C 2只有一个公共点,所以直线l 的方程为x =2或x =- 2.当x =2时,易知A (2,3),B (2,-3),所以 |OA →+OB →|=22,|AB →|=2 3.此时,|OA →+OB →|≠|AB →|.当 x =-2时,同理可知,|OA →+OB →|≠|AB →|.(ii)若直线l 不垂直于x 轴,设l 的方程为y =kx +m ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2-y 23=1得(3-k 2)x 2-2kmx -m 2-3=0. 当l 与C 1相交于A ,B 两点时,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1,x 2是上述方程的两个实根,从而x 1+x 2=2km3-k 2,x 1x 2=m 2+3k 2-3.于是y 1y 2=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=3k 2-3m 2k 2-3.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,y 23+x 22=1得(2k 2+3)x 2+4kmx +2m 2-6=0. 因为直线l 与C 2只有一个公共点,所以上述方程的判别式Δ=16k 2m 2-8(2k 2+3)(m 2-3)=0.化简,得2k 2=m 2-3.因此OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=m 2+3k 2-3+3k 2-3m 2k 2-3=-k 2-3k 2-3≠0,于是OA →2+OB →2+2OA →·OB →≠OA →2+OB →2-2OA →·OB →,即|OA →+OB →|2≠|OA →-OB →|2. 故|OA →+OB →|≠|AB →|.综合(i),(ii)可知,不存在符合题设条件的直线.17.、[2014·江苏卷] 如图1-5所示,在平面直角坐标系xOy 中,F 1,F 2分别是椭圆x 2a2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,顶点B 的坐标为(0,b ),连接BF 2并延长交椭圆于点A ,过点A 作x 轴的垂线交椭圆于另一点C ,连接F 1C .(1)若点C 的坐标为⎝⎛⎭⎫43,13,且BF 2=2,求椭圆的方程; (2)若F 1C ⊥AB ,求椭圆离心率e 的值.图1-517.解: 设椭圆的焦距为2c, 则 F 1(-c, 0), F 2(c, 0).(1)因为B (0, b ), 所以BF 2=b 2+c 2=a .又BF 2=2, 故a = 2. 因为点C ⎝⎛⎭⎫43,13在椭圆上,所以169a 2+19b 2=1,解得b 2=1. 故所求椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)因为B (0, b ), F 2(c, 0)在直线 AB 上,所以直线 AB 的方程为 x c +yb=1.解方程组⎩⎨⎧x c +yb=1,x 2a 2+y 2b 2=1,得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=2a 2c a 2+c2,y 1=b (c 2-a 2)a 2+c2,⎩⎪⎨⎪⎧x 2=0,y 2=b ,所以点 A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 2c a 2+c 2,b (c 2-a 2)a 2+c 2.又AC 垂直于x 轴, 由椭圆的对称性,可得点 C 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 2c a 2+c 2,b (a 2-c 2)a 2+c 2.因为直线 F 1C 的斜率为b (a 2-c 2)a 2+c 2-02a 2c a 2+c 2-(-c )=b (a 2-c 2)3a 2c +c3,直线AB 的斜率为-bc ,且F 1C ⊥AB ,所以b (a 2-c 2)3a 2c +c3·⎝⎛⎭⎫-b c =-1.又b 2=a 2-c 2,整理得a 2=5c 2,故e 2=15, 因此e =55. 14.[2014·江西卷] 设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左右焦点分别为F 1,F 2,过F 2作x轴的垂线与C 相交于A ,B 两点,F 1B 与y 轴相交于点D .若AD ⊥F 1B ,则椭圆C 的离心率等于________.14.33[解析] 由题意A ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,B ⎝⎛⎭⎫c ,-b 2a ,F 1(-c ,0),则直线F 1B 的方程为y -0=-b 2a 2c(x +c ). 令x =0,得y =-b 22a,即D ⎝⎛⎭⎫0,-b 22a ,则向量DA =⎝⎛⎭⎫c ,3b 22a ,F 1B →=⎝⎛⎭⎫2c ,-b 2a .因为AD ⊥F 1B ,所以DA →·F 1B →=2c 2-3b 42a2=0,即2ac =3b 2=3(a 2-c 2),整理得(3e -1)(e +3)=0,所以e =33(e >0).故椭圆C 的离心率为33.20.、、[2014·辽宁卷] 圆x 2+y 2=4的切线与x 轴正半轴、y 轴正半轴围成一个三角形,当该三角形面积最小时,切点为P (如图1-5所示).(1)求点P 的坐标;(2)焦点在x 轴上的椭圆C 过点P ,且与直线l :y =x +3交于A ,B 两点,若△P AB 的面积为2,求C 的标准方程.20.解:(1)设切点坐标为(x 0,y 0)(x 0>0,y 0>0),则切线斜率为-x 0y 0,切线方程为y -y 0=-x 0y 0(x -x 0),即x 0x +y 0y =4,此时,两个坐标轴的正半轴与切线的交点分别为⎝⎛⎭⎫4x 0,0,⎝⎛⎭⎫0,4y 0,其围成的三角形的面积S =12·4x 0·4y 0=8x 0y 0.由x 20+y 20=4≥2x 0y 0知当且仅当x 0=y 0=2时x 0y 0有最大值,即S 有最小值,因此点P 的坐标为(2,2).(2)设C 的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由点P 在C 上知2a2+2b2=1,并由⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2+y 2b 2=1,y =x +3,得b 2x 2+43x +6-2b 2=0. 又x 1,x 2是方程的根,所以⎩⎨⎧x 1+x 2=-43b2,x 1x 2=6-2b 2b2.由y 1=x 1+3,y 2=x 2+3,得|AB |=4 63|x 1-x 2|=2·48-24b 2+8b 4b 2.由点P 到直线l 的距离为32及S △P AB =12×32|AB |=2,得|AB |=4 63,即b 4-9b 2+18=0,解得b 2=6或3,因此b 2=6,a 2=3(舍)或b 2=3,a 2=6,从而所求C 的方程为x 26+y 23=1.9.[2014·全国卷] 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点为F 1,F 2,离心率为33,过F 2的直线l 交C 于A ,B 两点.若△AF 1B 的周长为4 3,则C 的方程为( )A.x 23+y 22=1B.x 23+y 2=1 C.x 212+y 28=1 D.x 212+y 24=1 9.A [解析] 根据题意,因为△AF 1B 的周长为43,所以|AF 1|+|AB |+|BF 1|=|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=4a =43,所以a = 3.又因为椭圆的离心率e =c a =33,所以c =1,b 2=a 2-c 2=3-1=2,所以椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.20.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,M 是C 上一点且MF 2与x 轴垂直.直线MF 1与C 的另一个交点为N .(1)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率;(2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且|MN |=5|F 1N |,求a ,b .20.解:(1)根据c =a 2-b 2及题设知M ⎝⎛⎭⎫c ,b2a ,2b 2=3ac . 将b 2=a 2-c 2代入2b 2=3ac , 解得c a =12,ca =-2(舍去).故C 的离心率为12.(2)由题意知,原点O 为F 1F 2的中点,MF 2∥y 轴,所以直线MF 1与y 轴的交点D (0,2)是线段MF 1的中点,故b 2a=4,即b 2=4a .①由|MN |=5|F 1N |得|DF 1|=2|F 1N |. 设N (x 1,y 1),由题意知y 1<0,则⎩⎪⎨⎪⎧2(-c -x 1)=c ,-2y 1=2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-32c ,y 1=-1. 代入C 的方程,得9c 24a 2+1b2=1.②将①及c =a 2-b 2代入②得9(a 2-4a )4a 2+14a=1,解得a =7,b 2=4a =28,故a =7,b =27.21.,,[2014·山东卷] 在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,直线y =x 被椭圆C 截得的线段长为4105. (1)求椭圆C 的方程.(2)过原点的直线与椭圆C 交于A ,B 两点(A ,B 不是椭圆C 的顶点).点D 在椭圆C 上,且AD ⊥AB ,直线BD 与x 轴、y 轴分别交于M ,N 两点.(i)设直线BD ,AM 的斜率分别为k 1,k 2,证明存在常数λ使得k 1=λk 2,并求出λ的值;(ii)求△OMN 面积的最大值.21.解:(1)由题意知,a 2-b 2a =32,可得a 2=4b 2.椭圆C 的方程可简化为x 2+4y 2=a 2. 将y =x 代入可得x =±5a 5. 因此2×25a 5=4105,即a =2,所以b =1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)(i)设A (x 1,y 1)(x 1y 1≠0),D (x 2,y 2),则B (-x 1,-y 1). 因为直线AB 的斜率k AB =y 1x 1,且AB ⊥AD ,所以直线AD 的斜率k =-x 1y 1.设直线AD 的方程为y =kx +m , 由题意知k ≠0,m ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(1+4k 2)x 2+8mkx +4m 2-4=0, 所以x 1+x 2=-8mk 1+4k 2,因此y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =2m1+4k 2. 由题意知x 1≠-x 2, 所以k 1=y 1+y 2x 1+x 2=-14k =y 14x 1.所以直线BD 的方程为y +y 1=y 14x 1(x +x 1). 令y =0,得x =3x 1,即M (3x 1,0). 可得k 2=-y 12x 1.所以k 1=-12k 2,即λ=-12.因此,存在常数λ=-12使得结论成立.(ii)直线BD 的方程y +y 1=y 14x 1(x +x 1),令x =0,得y =-34y 1,即N ⎝⎛⎭⎫0,-34y 1. 由(i)知M (3x 1,0),所以△OMN 的面积S =12×3|x 1|×34|y 1|=98|x 1||y 1|. 因为|x 1||y 1|≤x 214+y 21=1,当且仅当|x 1|2=|y 1|=22时,等号成立, 此时S 取得最大值98,所以△OMN 面积的最大值为98.20.、[2014·陕西卷] 已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(0,3),离心率为12,左、右焦点分别为F 1(-c ,0),F 2(c ,0).(1)求椭圆的方程;(2)若直线l :y =-12x +m 与椭圆交于A ,B 两点,与以F 1F 2为直径的圆交于C ,D 两点,且满足|AB ||CD |=534,求直线l 的方程.图1-520.解: (1)由题设知⎩⎪⎨⎪⎧b =3,c a =12,b 2=a 2-c 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =3,c =1,∴椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)由题设,以F 1F 2为直径的圆的方程为x 2+y 2=1,∴圆心(0,0)到直线l 的距离d =2|m |5.由d <1,得|m |<52,(*) ∴|CD |=21-d 2=21-45m 2=255-4m 2. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =-12x +m ,x 24+y 23=1得x 2-mx +m 2-3=0,由根与系数的关系得x 1+x 2=m ,x 1x 2=m 2-3, ∴|AB |=⎣⎡⎦⎤1+⎝⎛⎭⎫-122[]m 2-4(m 2-3)=1524-m 2.由|AB ||CD |=534,得4-m 25-4m 2=1,解得m =±33,满足(*).∴直线l 的方程为y =-12x +33或y =-12x -33.20.、[2014·四川卷] 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F (-2,0),离心率为63. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设O 为坐标原点,T 为直线x =-3上一点,过F 作TF 的垂线交椭圆于P ,Q .当四边形OPTQ 是平行四边形时,求四边形OPTQ 的面积.20.解:(1)由已知可得,c a =63,c =2,所以a = 6.又由a 2=b 2+c 2,解得b =2,所以椭圆C 的标准方程是x 26+y 22=1.(2)设T 点的坐标为(-3,m ),则直线TF 的斜率k TF =m -0-3-(-2)=-m .当m ≠0时,直线PQ 的斜率k PQ =1m,直线PQ 的方程是x =my -2.当m =0时,直线PQ 的方程是x =-2,也符合x =my -2的形式.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),将直线PQ 的方程与椭圆C 的方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧x =my -2,x 26+y 22=1,消去x ,得(m 2+3)y 2-4my -2=0, 其判别式Δ=16m 2+8(m 2+3)>0.所以y 1+y 2=4mm 2+3,y 1y 2=-2m 2+3,x 1+x 2=m (y 1+y 2)-4=-12m 2+3.因为四边形OPTQ 是平行四边形,所以OP →=QT →,即(x 1,y 1)=(-3-x 2,m -y 2).所以⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-12m 2+3=-3,y 1+y 2=4mm 2+3=m .解得m =±1.此时,四边形OPTQ 的面积S 四边形OPTQ =2S △OPQ =2×12·|OF |·|y 1-y 2|=2 ⎝⎛⎭⎫4m m 2+32-4·-2m 2+3=2 3. 18.、[2014·天津卷] 设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,右顶点为A ,上顶点为B .已知|AB |=32|F 1F 2|.(1)求椭圆的离心率;(2)设P 为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB 为直径的圆经过点F 1,经过点F 2的直线l 与该圆相切于点M ,|MF 2|=22,求椭圆的方程.18.解:(1)设椭圆右焦点F 2的坐标为(c ,0).由|AB |=32|F 1F 2|,可得a 2+b 2=3c 2.又b 2=a 2-c 2,则c 2a 2=12,所以椭圆的离心率e =22.(2)由(1)知a 2=2c 2,b 2=c 2,。
高考数学一轮复习 第九章 解析几何 第二节 两条直线的位置关系教案 理(含解析)苏教版-苏教版高三全
第二节两条直线的位置关系1.两条直线平行与垂直的判定 (1)两条直线平行:①对于两条不重合的直线l 1,l 2,若其斜率分别为k 1,k 2,则有l 1∥l 2⇔k 1=k 2. ②当直线l 1,l 2不重合且斜率都不存在时,l 1∥l 2. (2)两条直线垂直:①如果两条直线l 1,l 2的斜率存在,设为k 1,k 2,则有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1. ②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l 1⊥l 2. 2.两条直线的交点的求法直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1与l 2的交点坐标就是方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0的解.3.三种距离公式P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点之间的距离|P 1P 2|=x 2-x 12+y 2-y 12点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离 d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0间距离d =|C 1-C 2|A 2+B2[小题体验]1.已知过点A (-2,m )和B (m,4)的直线与直线2x +y -1=0平行,则实数m 的值为________.解析:由k AB =4-mm +2=-2,得m =-8.答案:-82.已知点(a,2)(a >0)到直线l :x -y +3=0的距离为1,则a =________. 解析:由题意知|a -2+3|2=1,所以|a +1|=2,又a >0,所以a =2-1. 答案:2-13.若直线ax +2y -1=0与直线2x -3y -1=0垂直,则a 的值为________.解析:直线ax +2y -1=0的斜率k 1=-a 2,直线2x -3y -1=0的斜率k 2=23,因为两直线垂直,所以-a 2×23=-1,即a =3.答案:31.在判断两条直线的位置关系时,易忽视斜率是否存在,两条直线都有斜率可根据条件进行判断,若无斜率,要单独考虑.2.运用两平行直线间的距离公式时易忽视两方程中的x ,y 的系数分别相等这一条件盲目套用公式导致出错.[小题纠偏]1.已知直线l 1:(t +2)x +(1-t )y =1与l 2:(t -1)x +(2t +3)y +2=0互相垂直,则t 的值为________.解析:①若l 1的斜率不存在,此时t =1,l 1的方程为x =13,l 2的方程为y =-25,显然l 1⊥l 2,符合条件;若l 2的斜率不存在,此时t =-32,易知l 1与l 2不垂直.②当l 1,l 2的斜率都存在时,直线l 1的斜率k 1=-t +21-t ,直线l 2的斜率k 2=-t -12t +3,因为l 1⊥l 2,所以k 1·k 2=-1,即⎝ ⎛⎭⎪⎫-t +21-t ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-t -12t +3=-1,所以t =-1.综上可知t =-1或t =1. 答案:-1或12.已知直线3x +4y -3=0与直线6x +my +14=0平行,则它们之间的距离是________. 解析:因为63=m 4≠14-3,所以m =8,直线6x +my +14=0可化为3x +4y +7=0,两平行线之间的距离d =|-3-7|32+42=2. 答案:2考点一 两条直线的位置关系 (基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2019·沭阳月考)若直线y =mx +1与直线y =4x -8垂直,则m =________. 解析:由直线y =mx +1与直线y =4x -8垂直, 得m ×4=-1,解得m =-14.答案:-142.(2018·某某模拟)过点(1,0)且与直线x -2y -2=0平行的直线方程是________. 解析:依题意,设所求的直线方程为x -2y +a =0,由于点(1,0)在所求直线上,则1+a =0,即a =-1,则所求的直线方程为x -2y -1=0.答案:x -2y -1=03.(2019·启东调研)已知直线l 1:(a -1)x +y +b =0,l 2:ax +by -4=0,求满足下列条件的a ,b 的值.(1)l 1⊥l 2,且l 1过点(1,1);(2)l 1∥l 2,且l 2在第一象限内与两坐标轴围成的三角形的面积为2. 解:(1)因为l 1⊥l 2,所以a (a -1)+b =0.① 又l 1过点(1,1),所以a +b =0.②由①②,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b =0或⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2.当a =0,b =0时不合题意,舍去. 所以a =2,b =-2.(2)因为l 1∥l 2,所以a -b (a -1)=0,③由题意,知a >0,b >0,直线l 2与两坐标轴的交点坐标分别为⎝ ⎛⎭⎪⎫4a,0,⎝⎛⎭⎪⎫0,4b .则12×4a ×4b=2,得ab =4,④ 由③④,得a =2,b =2.[谨记通法]1.已知两直线的斜率存在,判断两直线平行垂直的方法 (1)两直线平行⇔两直线的斜率相等且在坐标轴上的截距不等;(2)两直线垂直⇔两直线的斜率之积等于-1.[提醒] 当直线斜率不确定时,要注意斜率不存在的情况. 2.由一般式确定两直线位置关系的方法直线方程l 1:A 1x +B 1y +C 1=0(A 21+B 21≠0)l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(A 22+B 22≠0)l 1与l 2垂直的充要条件 A 1A 2+B 1B 2=0 l 1与l 2平行的充分条件 A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2(A 2B 2C 2≠0) l 1与l 2相交的充分条件 A 1A 2≠B 1B 2(A 2B 2≠0) l 1与l 2重合的充分条件A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2(A 2B 2C 2≠0) [提醒] 在判断两直线位置关系时,比例式A 1A 2与B 1B 2,C 1C 2的关系容易记住,在解答填空题时,建议多用比例式来解答.考点二 距离问题重点保分型考点——师生共研[典例引领]已知A (4,-3),B (2,-1)和直线l :4x +3y -2=0,在坐标平面内求一点P ,使PA =PB ,且点P 到直线l 的距离为2.解:设点P 的坐标为(a ,b ). 因为A (4,-3),B (2,-1),所以线段AB 的中点M 的坐标为(3,-2). 而AB 的斜率k AB =-3+14-2=-1,所以线段AB 的垂直平分线方程为y +2=x -3,即x -y -5=0. 因为点P (a ,b )在直线x -y -5=0上, 所以a -b -5=0.①又点P (a ,b )到直线l :4x +3y -2=0的距离为2, 所以|4a +3b -2|5=2,即4a +3b -2=±10,②由①②联立可得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-4或⎩⎪⎨⎪⎧a =277,b =-87.所以所求点P 的坐标为(1,-4)或⎝⎛⎭⎪⎫277,-87.[由题悟法]距离问题的常见题型及解题策略(1)求两点间的距离.关键是确定两点的坐标,然后代入公式即可,一般用来判断三角形的形状等.(2)解决与点到直线的距离有关的问题.应熟记点到直线的距离公式,若已知点到直线的距离求直线方程,一般考虑待定斜率法,此时必须讨论斜率是否存在.(3)求两条平行线间的距离.要先将直线方程中x ,y 的对应项系数转化成相等的形式,再利用距离公式求解.也可以转化成点到直线的距离问题.[即时应用]1.(2019·阜宁中学检测)在坐标轴上,与点A (1,5),B (2,4)等距离的点的坐标是________.解析:线段AB 的垂直平分线方程为y -92=-1-25-4·⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32,令x =0,可得y =3;令y=0,可得x =-3,∴在坐标轴上,与点A (1,5),B (2,4)等距离的点的坐标是(0,3)或(-3,0). 答案:(0,3)或(-3,0)2.(2018·某某中学测试)已知点M 是直线x +3y =2上的一个动点,且点P (3,-1),则PM 的最小值为________.解析:PM 的最小值即为点P (3,-1)到直线x +3y =2的距离, 又d =|3-3-2|1+3=1,故PM 的最小值为1.答案:13.已知直线l 1与l 2:x +y -1=0平行,且l 1与l 2的距离是2,则直线l 1的方程为______________________.解析:因为l 1与l 2:x +y -1=0平行, 所以可设l 1的方程为x +y +b =0(b ≠-1).又因为l 1与l 2的距离是2, 所以|b +1|12+12=2,解得b =1或b =-3,即l 1的方程为x +y +1=0或x +y -3=0. 答案:x +y +1=0或x +y -3=0考点三 对称问题题点多变型考点——多角探明 [锁定考向]对称问题是高考常考内容之一,也是考查学生转化能力的一种常见题型. 常见的命题角度有: (1)点关于点对称; (2)点关于线对称;(3)线关于线对称.[题点全练]角度一:点关于点对称1.(2019·丹阳高级中学检测)点A (2,3)关于点P (0,5)对称的点的坐标为________. 解析:设A (2,3)关于点P (0,5)对称的点的坐标为(x 0,y 0),由中点坐标公式,得2+x 02=0,3+y 02=5,则x 0=-2,y 0=7.∴点A (2,3)关于点P (0,5)对称的点的坐标为(-2,7).答案:(-2,7)角度二:点关于线对称2.(2018·某某模拟)已知△ABC 的两个顶点A (-1,5)和B (0,-1),若∠C 的平分线所在的直线方程为2x -3y +6=0,则BC 边所在的直线方程为______________.解析:设点A 关于直线2x -3y +6=0的对称点为A ′(x ′,y ′),则⎩⎪⎨⎪⎧2×x ′-12-3×y ′+52+6=0,y ′-5x ′+1=-32,即⎩⎪⎨⎪⎧2x ′-3y ′-5=0,3x ′+2y ′-7=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3113,y ′=-113,即A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫3113,-113,由题意知,点A ′在直线BC 上.所以直线BC 的方程为y =-113--13113-0x -1,整理得12x -31y -31=0. 答案:12x -31y -31=0 角度三:线关于线对称3.直线2x -y +3=0关于直线x -y +2=0对称的直线方程是________.解析:设所求直线上任意一点P (x ,y ),则P 关于x -y +2=0的对称点为P ′(x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧x +x 02-y +y 02+2=0,x -x 0=-y -y 0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=y -2,y 0=x +2,由点P ′(x 0,y 0)在直线2x -y +3=0上, 所以2(y -2)-(x +2)+3=0, 即x -2y +3=0. 答案:x -2y +3=0[通法在握]1.中心对称问题的2个类型及求解方法 (1)点关于点对称:若点M (x 1,y 1)及N (x ,y )关于P (a ,b )对称,则由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧x =2a -x 1,y =2b -y 1进而求解.(2)直线关于点的对称,主要求解方法是:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程. 2.轴对称问题的2个类型及求解方法 (1)点关于直线的对称:若两点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)关于直线l :Ax +By +C =0对称,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22+B ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+y 22+C =0,y 2-y 1x 2-x 1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-A B =-1,可得到点P 1关于l 对称的点P 2的坐标(x 2,y 2)(其中B ≠0,x 1≠x 2). (2)直线关于直线的对称:一般转化为点关于直线的对称来解决,有两种情况:一是已知直线与对称轴相交;二是已知直线与对称轴平行.[演练冲关]1.(2019·沭阳期中)已知点A (1,-2)关于直线x +ay -2=0的对称点为B (m,2),则实数a 的值为________.解析:由对称的特点可知,AB 的中点在对称轴上,直线AB 垂直于对称轴,则1+m 2+-2+22a -2=0,2--2m -1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-1,解得m =3,a =2.答案:22.(2018·启东期末)已知直线l 1:2x -y -2=0和直线l 2:x +2y -1=0关于直线l 对称,则直线l 的斜率为________.解析:设P (a ,b )是直线l 上任意一点,则点P 到直线l 1:2x -y -2=0和直线l 2:x +2y -1=0的距离相等, 即|2a -b -2|5=|a +2b -1|5,整理得a -3b -1=0或3a +b -3=0, ∴直线l 的斜率为13或-3.答案:13或-33.已知入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),则反射光线所在直线的方程为________.解析:设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ), 则反射光线所在直线过点M ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a --3·1=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得a =1,b =0.又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0=x -12-1,即6x -y -6=0. 答案:6x -y -6=0一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2019·某某调研)已知点A (1,3)关于直线l 的对称点为B (-5,1),则直线l 的方程为________.解析:∵已知点A (1,3)关于直线l 的对称点为B (-5,1),故直线l 为线段AB 的中垂线.求得AB 的中点为(-2,2),AB 的斜率为1-3-5-1=13,故直线l 的斜率为-3,故直线l 的方程为 y -2=-3(x +2),即3x +y +4=0.答案:3x +y +4=02.(2018·宿迁模拟)过点(1,0)且与直线x -2y -2=0垂直的直线方程是________. 解析:因为直线x -2y -2=0的斜率为12,所以所求直线的斜率ky -0=-2(x -1),即2x +y -2=0.答案:2x +y -2=03.直线y =3x +3关于直线l :x -y -2=0对称的直线方程为________. 解析:取直线y =3x +3上一点A (0,3),设A 关于直线l :x -y -2=0对称的点为A ′(a ,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧b -3a -0·1=-1,a +02-b +32-2=0,解得a =5,b =-2.∴A ′(5,-2).联立⎩⎪⎨⎪⎧y =3x +3,x -y -2=0,解得x =-52,y =-92.令M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,-92,∵直线y =3x +3关于直线l 对称的直线过A ′,M 两点,∴所求直线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-92-2-⎝ ⎛⎭⎪⎫-92=x -⎝ ⎛⎭⎪⎫-525-⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,即x -3y -11=0.答案:x -3y -11=04.(2018·启东中学测试)已知直线l 1的斜率为2,l 1∥l 2,直线l 2过点(-1,1)且与y 轴交于点P ,则点P 的坐标为________.解析:因为l 1∥l 2,且l 1的斜率为2,则直线l 2l 2过点(-1,1),所以直线l 2的方程为y -1=2(x +1),整理得y =2xx =0,得y =3,所以点P 的坐标为(0,3).答案:(0,3)5.若直线2x -y =-10,y =x +1,y =ax -2交于一点,则a 的值为________.解析:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y =-10,y =x +1,可得⎩⎪⎨⎪⎧x =-9,y =-8,所以直线2x -y =-10与y =x +1的交点坐标为(-9,-8), 代入y =ax -2,得-8=a ·(-9)-2, 所以a =23.答案:236.(2019·某某检测)已知直线l 1:mx +2y +4=0与直线l 2:x +(m +1)y -2=0平行,则l 1与l 2间的距离为________.解析:∵直线l 1:mx +2y +4=0与直线l 2:x +(m +1)y -2=0平行,当m =-1时,显然不合题意;当m ≠-1时,有m 1=2m +1≠4-2,解得m =1,∴l 1与l 2间的距离d =|-2-4|1+4=655.答案:655二保高考,全练题型做到高考达标1.已知直线l 1:(m +1)x +2y +2m -2=0,l 2:2x +(m -2)y +2=0,若直线l 1∥l 2,则m =________.解析:由题意知,当m =2时,l 1:3x +2y +2=0,l 2:x +1=0,不合题意;当m ≠2时,若直线l 1∥l 2,则m +12=2m -2≠2m -22,解得m =-2或m =3(舍去). 答案:-22.若直线l 1:x +ay +6=0与l 2:(a -2)x +3y +2a =0平行,则l 1与l 2之间的距离为________.解析:因为l 1∥l 2,所以1a -2=a 3≠62a ,解得a =-1, 所以l 1与l 2的方程分别为l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23=0, 所以l 1与l 2的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪6-232=823.答案:823 3.(2019·X 家港模拟)过点P (1,2)作一直线l ,使直线l 与点M (2,3)和点N (4,-5)的距离相等,则直线l 的方程为________________.解析:易知直线l 的斜率存在,∵直线l 过点P (1,2),∴设l 的方程为y -2=k (x -1),即kx -y -k +2=0.又直线l 与点M (2,3)和点N (4,-5)的距离相等, ∴|2k -3-k +2|k 2+1=|4k +5-k +2|k 2+1, 解得k =-4或k =-32, ∴l 的方程为4x +y -6=0或3x +2y -7=0.答案:4x +y -6=0或3x +2y -7=04.若直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,则直线l 2恒过定点________. 解析:由于直线l 1:y =k (x -4)恒过定点(4,0),其关于点(2,1)对称的点为(0,2),又由于直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,所以直线l 2恒过定点(0,2).答案:(0,2)5.已知点P (0,-1),点Q 在直线x -y +1=0上,若直线P Q 垂直于直线x +2y -5=0,则点Q 的坐标是________.解析:设Q(x 0,y 0),因为点Q 在直线x -y +1=0上,所以x 0-y 0+1=0.①又直线x +2y -5=0的斜率k =-12,直线P Q 的斜率k P Q =y 0+1x 0, 所以由直线P Q 垂直于直线x +2y -5=0,得y 0+1x 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1.② 由①②解得x 0=2,y 0=3,即点Q 的坐标是(2,3).答案:(2,3)6.(2019·某某一模)设m ,n ∈R ,若直线l :mx +ny -1=0与x 轴相交于点A ,与y 轴相交于点B ,且坐标原点O 到直线l 的距离为3,则△AOB 的面积S 的最小值为________.解析:由坐标原点O 到直线l 的距离为3,可得|-1|m 2+n 2=3,化简得m 2+n 2=13. 对直线l :mx +ny -1=0,令x =0,可得y =1n ;令y =0,可得x =1m, 故△AOB 的面积S =12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪1m ·1n =12|mn |≥1m 2+n2=3, 当且仅当|m |=|n |=66时,取等号. 故△AOB 的面积S 的最小值为3.答案:37.设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则PA ·PB 的最大值是________.解析:易求定点A (0,0),B (1,3).当P 与A 和B 均不重合时,因为P 为直线x +my =0与mx -y -m +3=0的交点,且易知两直线垂直,则PA ⊥PB ,所以PA 2+PB 2=AB 2=10,所以PA ·PB ≤PA 2+PB 22=5(当且仅当PA =PB =5时,等号成立),当P 与A 或B 重合时,PA ·PB=0,故PA ·PB 的最大值是5.答案:58.将一X 画有直角坐标系的图纸折叠一次,使得点A (0,2)与点B (4,0)重合.若此时点C (7,3)与点D (m ,n )也重合,则m +n 的值是________.解析:由题意知,折痕既是A ,B 的对称轴,也是 C ,D 的对称轴.因为AB 的斜率k AB =0-24-0=-12,AB 的中点为(2,1), 所以图纸的折痕所在的直线方程为y -1=2(x -2),所以k CD =n -3m -7=-12, ① 因为CD 的中点为⎝⎛⎭⎪⎫m +72,n +32, 所以n +32-1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫m +72-2. ② 由①②解得m =35,n =315,所以m +n =345. 答案:3459.已知直线l 1:ax +2y +6=0和直线l 2:x +(a -1)y +a 2-1=0.(1)当l 1∥l 2时,求a 的值;(2)当l 1⊥l 2时,求a 的值.解:(1)法一:当a =1时,l 1:x +2y +6=0, l 2:x =0,l 1不平行于l 2;当a =0时,l 1:y =-3,l 2:x -y -1=0,l 1不平行于l 2;当a ≠1且a ≠0时,两直线方程可化为l 1:y =-a 2x -3,l 2:y =11-ax -(a +1), 由l 1∥l 2可得⎩⎪⎨⎪⎧ -a 2=11-a,-3≠-a +1,解得a =-1. 综上可知,a =-1.法二:由l 1∥l 2知⎩⎪⎨⎪⎧ A 1B 2-A 2B 1=0,A 1C 2-A 2C 1≠0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ a a -1-1×2=0,a a 2-1-1×6≠0⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-a -2=0,a a 2-1≠6⇒a =-1.(2)法一:当a =1时,l 1:x +2y +6=0,l 2:x =0,l 1与l 2不垂直,故a =1不符合;当a ≠1时,l 1:y =-a 2x -3,l 2:y =11-ax -(a +1),由l 1⊥l 2,得⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2·11-a=-1⇒a =23. 法二:因为l 1⊥l 2,所以A 1A 2+B 1B 2=0,即a +2(a -1)=0,得a =23. 10.已知△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0,AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0,求直线BC 的方程.解:依题意知:k AC =-2,A (5,1),所以l AC 的方程为2x +y -11=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -11=0,2x -y -5=0,得C (4,3).设B (x 0,y 0),则AB 的中点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+52,y 0+12, 代入2x -y -5=0,得2x 0-y 0-1=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧ 2x 0-y 0-1=0,x 0-2y 0-5=0,得B (-1,-3),所以k BC =65, 所以直线BC 的方程为y -3=65(x -4), 即6x -5y -9=0.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2019·江阴检测)直线l 经过点P (2,1),且与两坐标轴围成的三角形的面积为S ,如果符合条件的直线l 能作且只能作三条,则S =________.解析:由已知可得直线l 的斜率一定存在且不为零,设直线l 的方程为y -1=k (x -2),则直线l 与坐标轴的交点为(0,1-2k ),⎝ ⎛⎭⎪⎫2-1k ,0, 则S =12|1-2k |·⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-1k =⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-12k -2k . 如果符合条件的直线l 能作且只能作三条,则关于k 的方程⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-12k -2k =S 只有三个解,即4k 2+2(S -2)k +1=0与4k 2-2(S +2)k +1=0,一个有一解,一个有两解,解得S =4.答案:42.(2018·锡山高级中学检测)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,则直线x sin A +ay +c =0与直线bx -y sin B +sin C =0的位置关系是________.解析:在△ABC 中,由正弦定理a sin A =b sin B ,得b sin B ·sin A ax sin A +ay +c =0的斜率k 1=-sin A a ,bx -y sin B +sin C =0的斜率k 2=b sin B ,因此k 1·k 2=b sin B ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-sin A a =-1,所以两条直线垂直.答案:垂直3.已知直线l 经过直线l 1:2x +y -5=0与l 2:x -2y =0的交点.(1)若点A (5,0)到l 的距离为3,求l 的方程;(2)求点A (5,0)到l 的距离的最大值,并求此时l 的方程.解:(1)经过两已知直线交点的直线系方程为(2x +y -5)+λ(x -2y )=0, 即(2+λ)x +(1-2λ)y -5=0,因为点A (5,0)到l 的距离为3,所以|10+5λ-5|2+λ2+1-2λ2=3,即2λ2-5λ+2=0,所以λ=2或λ=12, 所以直线l 的方程为x =2或4x -3y -5=0.(2)如图,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -5=0,x -2y =0,解得交点P (2,1),过P 作任一直线l ,设d 为点A 到l的距离,则d ≤PA (当l ⊥PA 时等号成立).所以d max =PA =5-22+0-12=10.因为k PA =-13,l ⊥PA ,所以k l =3, 所以直线l 的方程为y -1=3(x -2),即3x -y -5=0.。
高三数学第一轮总复习教案方锦昌----解析几何部分(全部)
二、典例剖析:★【例题1】、设函数ƒ(x )=asinx-bcosx 图象的一条对称轴方程为x=π4,则直线ax-by+c=0的倾斜角为( )Aπ4 B 3π4 C π3 D 2π3★【例题2】已知集合A={(x,y)|x=cos θ且y=sin θ,θ∈[0,π]},B={(x,y)|y=kx+k+1},若A ∩B 有两个元素,则k 的取值范围是_____★【例题3】已知直线过点P (-1,2),且与以点A (-2,-3)、B (3,0)为端点线段相交,则直线L 的斜率的取值范围是__ ★【题1】已知两条直线2y ax =-和(2)1y a x =++互相垂直,则a 等于(A )2 (B )1 (C )0 (D )1-★【题2】已知过点()2A m -,和()4B m ,的直线与直线210x y +-=平行,则的值为 ( ) A 0 B 8- C 2 D 10 ★【题3】 “21=m ”是“直线03)2()2(013)2(=-++-=+++y m x m my x m 与直线相互垂直”的( B )A .充分必要条件 B .充分而不必要条件 C .必要而不充分条件 D .既不充分也不必要条件 ★【题4】 若三点 A (2,2),B (a ,0),C (0,b )(0 ,b )(ab ≠0)共线,则,11a b+的值等于________1/2 ★【题5】已知两条直线12:330,:4610.l ax y l x y +-=+-=若12//l l ,则a =____.★【题6】已知圆2x -4x -4+2y =0的圆心是点P ,则点P 到直线x -y -1=0的距离是 .★【题7】过点(1,2)的直线l 将圆(x -2)2+y 2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l 的斜率 ★【题8】直线1x y +=与圆2220(0)x y ay a +-=>没有公共点,则a 的取值范围是A .(0,21)-B .(21,21)-+C .(21,21)--+D .(0,21)+ ★【题9】. 若圆0104422=---+y x y x 上至少有三个不同的点到直线0:=+by ax l 的 距离为22,则直线l 的倾斜角的取值范围是:A . ]412[ππ, B .]12512[ππ, C .]36[ππ, D .]20[π,★【题10】7.圆0104422=---+y x y x 上的点到直线014=-+y x 的最大距离与最小距离的差是A .36B . 18 C. 26 D . 25 ★【题11】设直线过点(0,a),其斜率为1, 且与圆x 2+y 2=2相切,则a 的值为( ) A .±2 B .±2 B .±2 2 D .±4★【题12】如图,l 1、l 2、l 3是同一平面内的三条平行直线,l 1与l 2间的距离是1, l 2与l 3间的距离是2,正三角形ABC 的三顶点分别在l 1、l 2、l 3上, 则△ABC 的边长是():(A )32(B )364(C )4173(D )3212 yxOM D A C-1 -2 12★【题13】如图,三定点A(2,1),B(0,-1),C(-2,1); 三动点D ,E ,M 满足AD →=tAB →, BE → = t BC →, DM →=t DE →, t ∈[0,1]. (Ⅰ) 求动直线DE 斜率的变化范围; (Ⅱ)求动点M 的轨迹方程..※★【题14】已知圆M :(x +cos θ)2+(y -sin θ)2=1,直线l :y =kx ,下面四个命题:(A ) 对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 相切; (B )对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 有公共点; (C ) 对任意实数θ,必存在实数k ,使得直线l 与和圆M 相切;(D )对任意实数k ,必存在实数θ,使得直线l 与和圆M 相切;其中真命题的代号是______________(写出所有真命题的代号) ※★【题15】在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的长为2,宽为1,AB 、AD 边分别在x 轴、y 轴的正半轴上,A 点与坐标原点重合(如图5所示).将矩形折叠,使A 点落在线段DC 上.(Ⅰ)若折痕所在直线的斜率为k ,试写出折痕所在直线的方程;(Ⅱ)求折痕的长的最大值.高三数学第一轮总复习讲义 讲义32 简单的线性规划★【题1】、在平面直角坐标系中,不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-+2,02,02x y x y x 表示的平面区域的面积是( )(A)24 (B)4 (C) 22 (D)2★【题2】、已知平面区域D 由以(1,3),(5,2),(3,1)A B C 为顶点的三角形内部以及边界组成。
高三数学第一轮复习教学设计
高三数学第一轮复习教学设计一、教学任务及对象1、教学任务本教学设计针对的是高三数学第一轮复习,旨在帮助学生全面回顾和巩固高中数学课程内容,为高考做好充分的准备。
教学内容主要包括:函数与极限、导数与微分、积分、立体几何、解析几何、数列、概率与统计等模块。
通过本轮复习,使学生能够熟练掌握各模块的基本概念、原理和方法,形成完整的知识体系,提高解题能力和数学思维能力。
2、教学对象本教学设计的教学对象为高三学生,他们已经完成了高中数学课程的学习,具有一定的数学基础和解决问题的能力。
但由于学生的个体差异,他们在知识掌握程度、学习方法和兴趣上存在一定差异。
因此,在教学过程中,需要关注每个学生的学习情况,因材施教,提高复习效果。
在教学过程中,教师将充分调动学生的积极性,引导他们主动参与课堂讨论和练习,培养良好的学习习惯和团队合作精神。
同时,针对学生的薄弱环节,进行有针对性的辅导和训练,提高他们的数学素养和应试能力。
二、教学目标1、知识与技能(1)熟练掌握高中数学各模块的基本概念、原理和方法,形成完整的知识体系。
(2)提高数学解题能力,特别是综合应用能力的提升,能够灵活运用所学知识解决实际问题。
(3)培养数学思维能力,包括逻辑推理、空间想象、数据分析等,提高学生的数学素养。
(4)掌握一定的数学研究方法,能够对数学问题进行深入探讨和拓展。
2、过程与方法(1)通过课堂讲解、讨论、练习等多种教学活动,让学生在复习过程中主动参与,提高学习积极性。
(2)采用问题驱动的教学方法,引导学生发现问题、分析问题、解决问题,培养学生的探究精神。
(3)运用案例教学,将数学知识与实际应用相结合,提高学生的应用意识。
(4)鼓励学生进行合作学习,发挥团队协作精神,共同解决问题,提高沟通与协作能力。
3、情感,态度与价值观(1)培养学生对数学的兴趣和热情,使他们认识到数学在生活中的重要作用,增强学习数学的自信心。
(2)引导学生树立正确的价值观,将数学学习与个人发展、国家利益和社会进步相结合,激发学生的社会责任感。
2012年高三数学第一轮复习教案(新人教A)解析几何的综合问题
§6.3 解析几何的综合问题考点核心整合解析几何考查的重点是圆锥曲线,在历年的高考中,占解析几何总分值的四分之三以上.解析几何的综合问题也主要以圆锥曲线为载体,通常从以下几个方面进行考查:位置问题.直线与圆锥曲线的位置关系问题,是解析几何研究的重点内容.常涉及直线与曲线交点的判断、弦长、面积、对称、共线等问题.其解法是充分利用方程思想以及韦达定理. 最值问题.最值问题是从动态角度去研究解析几何中的数学问题的主要内容.其解法是设变量、建立目标函数、转化为求函数的最值.范围问题.范围问题主要是根据条件,建立含有参变量的函数关系式或不等式,然后确定参数的取值范围.其解法主要有运用圆锥曲线上点的坐标的取值范围,运用求函数的值域、最值以及二次方程实根的分布等知识.以上这些问题由于综合性较强,所以备受命题者的青睐.常用来综合考查学生在数形结合、等价转化、分类讨论、逻辑推理等多方面的能力.考题名师诠释【例1】(浙江高考,5理)若双曲线m x 2-y 2=1上的点到左准线的距离是到左焦点距离的31,则m=( ) A.21 B.23 C.81 D.89 解析:∵到准线的距离是到左焦点距离的31,∴e=3,即mm 1 =3,∴m=81. 答案:C 【例2】已知双曲线22a x -22by =1(a >0,b >0)的左、右两个焦点分别为F 1、F 2,P 为双曲线左支上的一点,P 到左准线的距离为d.(1)若双曲线的一条渐近线是y=3x,问是否存在点P 使d,|PF 1|,|PF 2|成等比数列?若存在,求出P 点坐标,若不存在,说明理由;(2)在已知双曲线的左支上使d,|PF 1|,|PF 2|成等比数列的点P 存在时,求离心率e 的取值范围.解:(1)法一:由y=3x 是渐近线,得ab =3,c 2=a 2+b 2=4a 2,∴e=2,设P 点的坐标为(x 0,y 0),由双曲线的第二定义,得|PF 1|=ed=2d,|PF 2|=e(c a 2-x 0),d=-ca 2-x 0, ∴e 2d 2=d ·e(c a 2-x 0),化简得2(-2a -x 0)=2a -x 0 解得x 0=-23a <-a,∴点P 存在. 法二:同解法一得,|PF 1|=ed=2d,∴|PF 2|=2a+|PF 1|=2a+2d,又∵|PF 1|2=d ·|PF 2|,∴有4d 2=d ·(2a+2d)解得d=a,又∵d min =-c a 2-(-a)=a-c a 2=a-a a 22=2a ,d=a >2a , ∴存在点P ,使d,|PF 1|,|PF 2|成等比数列.(2)法一:由(1)得d=-c a 2-x 0,|PF 1|2=d ·|PF 2|∴有e 2d 2=d ·e(c a 2-x 0),∴ed=ca 2-x 0 即e(-c a 2-x 0)=(ca 2-x 0), 解得x 0=)1()1(e e e a -+≤-a,∴1<e ≤1+2. 法二:由||||12PF PF =d PF ||1=e,可得|PF 2|=e |PF 1|, 又|PF 2|-|PF 1|=2a,∴|PF 1|=12-e a ,|PF 2|=12-e ae . ∵|PF 1|+|PF 2|≥|F 1F 2|,而|F 1F 2|=2c=2ea, ∴1212-+-e ae e a ≥2ea, 又∵a >0,e >1,∴e 2-2e-1≤0,解得1<e ≤1+2.法三:由(1)得e 2d 2=d(2a+ed).解得d=ee a -22≥d min =-c a 2+a, ∴有e 2-2e-1≤0,解得1<e ≤1+2.点评:确定某几何量的值域或取值范围,一般需要建立起方程或不等式,因此,要树立用方程和不等式的解题思路.与圆锥曲线有关的参数范围问题的讨论常用的两种方法:①不等式(组)求解法;②函数值域求解法.本题要注意双曲线的离心率e >1,否则所得答案就不完整.【例3】(湖北黄冈、荆州高三联考)已知动点P 与双曲线22x -32y =1的两个焦点F 1、F 2的距离之和为定值2a(a >5),且cos ∠F 1PF 2的最小值为-91. (1)求动点P 的轨迹方程;(2)若已知D(0,3),M 、N 在动点P 的轨迹上,且DM =λDN ,求实数λ的取值范围.解:(1)由题意知c 2=5, 设|PF 1|+|PF 2|=2a(a >5),由余弦定理得cos ∠F 1PF 2 =||||102||||2||||||212212212221PF PF a PF PF F F PF PF -=-+-1. 又|PF 1|·|PF 2|≤(2||||21PF PF +)2=a 2, 当且仅当|PF 1|=|PF 2|时,|PF 1|·|PF 2|取最大值,此时cos ∠F 1PF 2取最小值22102a a --1, 令22102aa --1=-91⇒a 2=9. ∵c=5,∴b 2=4.故所求点P 的轨迹方程为92x +42y =1. (2)设N(s,t)、M(x,y),则由DM =λDN ,可得(x,y-3)=λ(s,t-3),故x=λs,y=3+λ(t-3),∴M 、N 在动点P 的轨迹上.故4922t s +=1且4)33(9)(22λλλ-++t s =1. 消去s 得4)33(222t t λλλ--+=1-λ2, 解得t=λλ6513-.又|t|≤2, ∴|λλ6513-|≤2.解得51≤λ≤5. 故λ的取值范围是[51,5]. 评述:本题考查了解析几何的基本方法以及解析几何与三角、不等式、向量的联系,是在知识的交汇点处命题的充分体现,体现了高考命题的方向.【例4】(2004上海高考,22)设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),…,P n (x n ,y n )(n ≥3,n ∈N )是二次曲线C 上的点,且a 1=|OP 1|2,a 2=|OP 2|2,…,a n =|OP n |2构成了一个公差为d(d ≠0)的等差数列,其中O 是坐标原点,记S n =a 1+a 2+…+a n .(1)若C 的方程为2510022y x +=1,n=3,点P 1(10,0)且S 3=255,求点P 3的坐标;(只需写出一个) (2)若C 的方程为22a x +22by =1(a >b >0),点P 1(a,0),对于给定的自然数n ,当公差d 变化时,求S n 的最小值.(1)解:a 1=|OP 1|2=100,由S 3=23(a 1+a 3)=255,得 a 3=|OP 3|2=70.由⎪⎩⎪⎨⎧=+=+,70,12510023232323y x y x 解得⎪⎩⎪⎨⎧==.10,602323y x ∴点P 3的坐标为(215,10).(2)解法一:原点O 到二次曲线C:22a x +22by =1(a >b >0)上各点的最小距离为b ,最大距离为a. ∵a 1=|OP 1|2=a 2,∴d <0,且a n =|OP n |2=a 2+(n-1)d ≥b 2. ∴122--n a b ≤d <0. ∵n ≥3,2)1(-n n >0, ∴S n =na 2+2)1(-n n d 在[122--n a b ,0]上递增. 故S n 的最小值为na 2+2)1(-n n ×122--n a b =2)(22b a n +. 解法二:对每个自然数k(2≤k ≤n),由⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=+,1,)1(2222222b y ax d k a y x k k k k 解得y k 2=222)1(b a d k b ---. ∵0<y k 2≤b 2,得122--k a b ≤d <0,∴122--n a b ≤d <0. 以下与解法一相同.评述:本题主要考查了解析几何、数列、函数、不等式等基本知识,具有一定的综合性,是考查学生良好的数学思维和分析问题、解决问题能力的一道好题.链接·拓展请选定一条除椭圆外的二次曲线C 及C 上一点P 1,对于给定的自然数n,写出符合条件的点P 1,P 2,…,P n 存在的充要条件,并说明理由.解法一:若双曲线C:22a x -22by =1,点P 1(a,0),则对于给定的n ,点P 1,P 2,…,P n 存在的充要条件是d >0.∵原点O 到双曲线C 上各点的距离h ∈[|a|,+∞),且|OP 1|2=a 2,∴点P 1,P 2,…,P n 存在当且仅当|OP n |2>|OP 1|2,即d >0存在.解法二:若抛物线C:y 2=2px,点P 1(0,0),则对于给定的n ,点P 1,P 2,…,P n 存在的充要条件是d >0.理由同上.解法三:若圆C:(x-a)2+y 2=a 2(a ≠0),点P 1(0,0),则对于给定的n,点P 1,P 2,…,P n 存在的充要条件是0<d ≤142-n a .。
北师版高考总复习一轮理科数精品课件 第9章 解析几何 第2节 点与直线、两条直线的位置关系
解析:(1)当直线 x+y=0 平移到与曲线
9
y=x+ 相切位置时,
切点 P 到直线 x+y=0 的距离最小.
由
9
y'=1- 2 =-1,得
3 2
9 2
x= (负值舍去),y= ,即切点
2
2
3 2 9 2
+ |
2
2
12 +12
|
则切点 P 到直线 x+y=0 的距离为
=6.
P
3 2 9 2
,
2
2
联立
解得
= 1.
- + 2 = 0,
x-2y+3=0.
2+ 4+
,
3
3
,
∴△ABC的外心为(-1,1).则(m+1)2+(n-1)2=32+12=10,
整理得m2+n2+2m-2n=8,②
联立①②,得m=-4,n=0或m=0,n=4.
当m=0,n=4时,点B,C重合,舍去.
∴顶点C的坐标是(-4,0).故选A.
(3)过两条已知直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方
程:A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R,这个直线系不包括直线l2,解题时,
注意检验l2是否满足题意,以防漏解).
3.对称问题
(1)点P(a,b)关于x轴的对称点的坐标为(a,-b);关于y轴的对称点的坐标为(-a,
对点训练1(1)(2021安徽合肥六中模拟)“直线ax+2y+4=0与直线x+(a-1)y
高三数学一轮复习教案
高三数学一轮复习教案高三数学一轮复习教案一、教学目标:1.熟练掌握高三数学的重点知识点和难点;2.提高学生数学解题的能力和应试技巧;3.巩固和加深学生对数学知识的理解和运用。
二、教学内容:1.数列与数列极限;2.函数分析与函数的极限;3.导数与导数的应用;4.不等式与方程;5.平面解析几何。
三、教学方法:1.讲授法:通过讲解掌握知识点和解题技巧;2.练习法:通过大量的练习巩固知识点和训练解题能力;3.课堂讨论:引导学生进行课堂讨论,培养学生的思辨能力和解决问题的能力。
四、教学过程:第一课时:数列与数列极限1.复习:回顾数列的概念、性质和分类;回顾数列极限的定义和判定方法。
2.讲解:介绍数列的极限存在性和唯一性;介绍数列极限的计算方法和性质;讲解数列极限的应用。
第二课时:函数分析与函数的极限1.复习:回顾函数的定义和性质;回顾函数的奇偶性和周期性。
2.讲解:介绍函数的极限定义和计算方法;讲解函数极限的性质和应用;解析函数的单调性和零点问题。
第三课时:导数与导数的应用1.复习:回顾导数的定义和性质;回顾导数的四则运算和复合函数求导法则。
2.讲解:介绍导数的应用:切线与曲线的位置关系、极值与最值问题;讲解导数的几何意义和物理应用。
第四课时:不等式与方程1.复习:回顾不等式的性质和解法;回顾方程的性质和解法。
2.讲解:介绍一元一次不等式和方程的解法;讲解一元二次不等式和方程的解法;介绍含有绝对值的不等式和方程的解法。
第五课时:平面解析几何1.复习:回顾平面解析几何的基本概念和性质;回顾直线和曲线的方程和性质。
2.讲解:讲解直线与圆的位置关系和相交特点;讲解直线与抛物线的位置关系和相交特点;介绍直线与椭圆、双曲线的位置关系和相交特点。
五、教学反思:通过一轮复习教案的设计和讲授,学生能够系统地复习高三数学的重点知识点和难点,提高了数学解题的能力和应试技巧。
同时,注重课堂讨论和问题引导,培养了学生的思辨能力和解决问题的能力。
高三数学一轮复习教案(精品)
高三数学一轮复习教案(精品)一、教学目标- 加深学生对高中数学知识的理解和掌握程度- 通过复巩固基础知识,为高考做好准备- 提高学生解决实际问题的数学能力和思维能力二、教学内容1. 数列与数列求和2. 集合与映射3. 几何运动与解析几何4. 排列与组合5. 数与函数6. 三角函数7. 概率与统计三、教学策略1. 温故知新:复前几年的数学知识,巩固基础,扩宽思路2. 理论联系实际:通过解决实际问题,让学生理解数学在现实生活中的应用3. 深入浅出:通过简单直观的解释和例子,帮助学生理解抽象的数学概念4. 合作研究:鼓励学生在组内合作研究中互相交流、讨论,共同解决问题5. 引导思考:提出问题,引导学生思考和探索,培养他们的独立思考能力四、教学步骤1. 复与导入:通过简单的例子回顾前几年的数学知识,引出本节课的内容2. 知识讲解与示范:对每个知识点进行详细讲解,并举例说明3. 学生练:让学生进行相关练,加深对知识点的理解和掌握4. 错题讲解:对学生练中出现的错误进行解析和讲解,帮助他们纠正错误5. 拓展练:对部分学生进行拓展练,提升他们的数学能力6. 总结与展望:对本节课的内容进行总结,并展望下节课的研究内容五、教学评价1. 听课笔记:学生根据课堂内容进行听课笔记,评价学生对知识的理解和把握程度2. 课堂练成绩:对学生在课堂练中的表现进行评价,衡量他们对知识掌握的程度3. 作业完成情况:检查学生完成作业的质量和准确性,评价他们对知识的掌握程度以上是高三数学一轮复习教案的大致内容和安排,通过系统的复习和讲解,帮助学生巩固和提高数学知识,为高考做好准备。
同时,通过实际问题的解决和思考,培养学生的数学思维能力和应用能力。
希望这份精品教案能让学生在高考中取得优异成绩。
高三数学重点知识解析 解析几何题型与分析教案
高三数学重点知识解析 解析几何题型与分析教案一.复习目标:1. 能正确导出由一点和斜率确定的直线的点斜式方程;从直线的点斜式方程出发推导 出直线方程的其他形式,斜截式、两点式、截距式;能根据已知条件,熟练地选择恰当的方程形式写出直线的方程,熟练地进行直线方程的不同形式之间的转化,能利用直线的方程来研究与直线有关的问题了.2.能正确画出二元一次不等式(组)表示的平面区域,知道线性规划的意义,知道线性约束条件、线性目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念,能正确地利用图解法解决线性规划问题,并用之解决简单的实际问题,了解线性规划方法在数学方面的应用;会用线性规划方法解决一些实际问题.3. 理解“曲线的方程”、“方程的曲线”的意义,了解解析几何的基本思想,掌握求曲线的方程的方法.4.掌握圆的标准方程:222)()(r b y a x =-+-(r >0),明确方程中各字母的几何意义,能根据圆心坐标、半径熟练地写出圆的标准方程,能从圆的标准方程中熟练地求出圆心坐标和半径,掌握圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x ,知道该方程表示圆的充要条件并正确地进行一般方程和标准方程的互化,能根据条件,用待定系数法求出圆的方程,理解圆的参数方程cos sin x r y r θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),明确各字母的意义,掌握直线与圆的位置关系的判定方法.5.正确理解椭圆、双曲线和抛物线的定义,明确焦点、焦距的概念;能根据椭圆、双曲线和抛物线的定义推导它们的标准方程;记住椭圆、双曲线和抛物线的各种标准方程;能根据条件,求出椭圆、双曲线和抛物线的标准方程;掌握椭圆、双曲线和抛物线的几何性质:范围、对称性、顶点、离心率、准线(双曲线的渐近线)等,从而能迅速、正确地画出椭圆、双曲线和抛物线;掌握a 、b 、c 、p 、e 之间的关系及相应的几何意义;利用椭圆、双曲线和抛物线的几何性质,确定椭圆、双曲线和抛物线的标准方程,并解决简单问题;理解椭圆、双曲线和抛物线的参数方程,并掌握它的应用;掌握直线与椭圆、双曲线和抛物线位置关系的判定方法. 二.考试要求:(一)直线和圆的方程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。
数学一轮复习第九章解析几何9.6双曲线学案理
9。
6双曲线必备知识预案自诊知识梳理1.双曲线的定义平面内与两个定点F1,F2的等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫作双曲线。
这两个定点叫作,两焦点间的距离叫作.集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a〉0,c>0,且a,c为常数.(1)若a c,则点M的轨迹是双曲线;(2)若a c,则点M的轨迹是两条射线;(3)若a c,则点M不存在.2.标准方程(1)中心在坐标原点,焦点在x轴上的双曲线的标准方程为x2 x2−x2x2=1(a>0,b〉0);(2)中心在坐标原点,焦点在y轴上的双曲线的标准方程为x2 x2−x2x2=1(a>0,b>0)。
3。
双曲线的性质标准方程x2a2−y2b2=1(a〉0,b〉0)y2a2−x2b2=1(a〉0,b〉0)图形续表标准方程x2a2−y2b2=1(a>0,b〉0)y2a2−x2b2=1(a>0,b〉0)性质范围x≥a或x≤-a,y∈Ry≤—a或y≥a,x∈R 对称性对称轴:,对称中心:顶点A1,A2A1,A2渐近线y=±xxx y=±xxx离心率e=xx,e∈(1,+∞)a,b,c的关系c2=实虚轴线段A1A2叫作双曲线的实轴,它的长|A1A2|=;线段B1B2叫作双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=;a叫作双曲线的实半轴长,b叫作双曲线的虚半轴长1.过双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b〉0)上一点M(x0,y0)的切线方程为x0xa2−y0yb2=1.2.双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b〉0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P(x0,y0)为双曲线上任意一点,且不与点F1,F2共线,∠F1PF2=θ,则△F1PF2的面积为b2xxxθ2。
3。
若点P(x0,y0)在双曲线x2a2−y2b2=1(a〉0,b〉0)内,则被点P所平分的中点弦的方程为x0xa2−y0yb2=x02a2−y02b2。
高考数学一轮复习 解析几何单元讲评教案 文 新人教版
单元讲评教案八解析几何一、试卷分析:本试卷主要考查了直线与直线的位置关系,直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系,圆锥曲线的定义与性质,及直线与圆锥曲线位置关系问题,数形结合思想始终贯彻其中.二、教学目标:1.能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.2.掌握确定直线位置关系的几何要素,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.3.掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程与一般方程.4.能根据给定直线、圆的方程判断直线与圆的位置关系;能根据两个圆的方程,判断两圆的位置关系.5.掌握椭圆及抛物线的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质.6.了解双曲线、抛物线的定义、几何图形和标准方程,知道它们的简单几何性质.三、教学重点和难点:1.重点:直线与圆的位置关系,直线与圆锥曲线的位置关系.2.难点:直线与圆锥曲线位置关系问题.四、教学过程:课题引入:复习回顾本章的要点知识1.据两条直线的斜率如何判断两条直线平行、垂直?2.直线方程的五种形式各是什么?对比各种形式有何局限性?3.两直线平行与垂直的判定是什么?4.直线与圆的位置关系有几种?如何判定?5.圆与圆的位置关系有几种?如何判定?6.回想椭圆、双曲线、抛物线的定义,几何图形、标准方程及简单几何性质.五、典题讲解:类型一直线与圆的位置关系——弦长问题例题1(以本卷中第2题为例)反思:解决本题简单方法为几何法,计算量小;即运用弦心距、弦长的一半及半径构成直角三角形计算.圆的弦长的求法有两种:(1)几何法;(2)代数法:设直线与圆相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,解方程组消y后得关于x的一元二次方程,从而求得x1+x2,x1x2,则弦长为|AB|=(k为直线斜率且存在).“代数法”侧重于“数”,更多倾向于“坐标”与“方程”,而“几何法”则侧重于“形”,利用了图形的性质,解题时应根据具体条件选取合适的方法.涉及直线与圆的题目有第9,18题中直线与圆以及加入向量进行综合考查,备考过程中加强训练.类型二直线与抛物线问题例题2(以本卷中第5题为例)反思:本题中通过条件可以先求得过焦点的直线方程,进而通过公式|AB|=x1+x2+p得出结论.所以在学习过程中应首先熟悉抛物线弦长公式.已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点的直线交抛物线于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),则有以下结论:(1)|AB|=x1+x2+p或|AB|=(α为AB所在直线的倾斜角);(2)x1x2=;(3)y1y2=-p2;(4)过抛物线焦点且与对称轴垂直的弦称为抛物线的通径,抛物线的通径长为2p.注意上述结论只适用于y2=2px(p>0)类的抛物线.若抛物线焦点位于y轴上,则结论应相应改变.直线与抛物线结合题目有本卷第16题.类型三圆锥曲线中的存在性问题例题3(以本卷中第21(2)题为例)反思:解决存在性问题的方法及注意事项:(1)方法:存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.(2)注意:当条件和结论不唯一时要分类讨论.在本题中△FPM为等腰三角形,不能确定哪两者为腰,所以在假设存在点P的前提下进行分类讨论.存在性问题的解题步骤:(1)先假设存在,引入参变量,根据题目条件列出关于参数的方程或不等式(组);(2)解此方程或不等式(组),若有解即存在,若无解则不存在.在本卷中第22(2)题也有涉及存在性问题,在平常练习中应大胆假设,多加训练.类型四圆锥曲线的标准方程与几何性质应用例题4(以本卷中第9题为例)反思:本题求双曲线的离心率关键是找出双曲线中a,c的关系.圆锥曲线的几何性质主要围绕焦点三角形、渐近线和离心率等问题进行考查,重点把条件转化为a,b,c的关系式.因此掌握圆锥曲线的几何性质是基础,深刻理解定义是前提.小结:1.根据已知条件求直线方程主要用待定系数法,特别注意斜率不存在的情况.2.两直线位置关系主要研究两条直线平行、垂直、交点距离等问题,在解题过程中要注意数形结合和转化思想的应用.3.直线与圆的位置关系是高考热点,判断方法有代数法和几何法两种.4.熟练掌握圆锥曲线的定义及几何性质在解题中能起到事半功倍的效果.5.直线与圆锥曲线问题,常常涉及到圆锥曲线的性质,最值的求法,定值问题,弦的中点、弦长、垂直,存在性问题等,另外,椭圆与平面向量相结合,大多与共线、垂直、夹角和求值有关,若能转化为向量的坐标运算往往更容易解题,所以要格外重视.。
高三一轮复习备考教学设计《平面解析几何》
平面解析几何 核心问题
深度探 索
圆锥曲 线
轨 位弦中 焦 焦 平 最 对 定 存 圆
圆 迹 置长点 点 点 行 值 称 点 在 锥 方 关问弦 三 弦 弦 问 性 、 性 曲
程 系题问 角 问 中 题 问 定 问 线
问的 题判
题形题 点
问
的
题 值 题综
问
合
定
题
轨
题
问
迹
题
抛物 线
几何性质:焦点、顶点、 长(短)轴、焦半径、离 心率、对称性、取值范围
2017
全国1卷
√(10)
√(4)
全国2卷
√(11,20)
√(5)
全国3卷
√(11)
(2)焦点三角形问题 椭圆或双曲线上一点P,与两个焦点 F1,F2 构成的三角形问题,常用圆锥曲线 的定义联合正、余弦定理来解决。
考题重现
【2019 年高考全国 1 卷文数 12】已知椭圆 C 的焦点为 F1( 1,0),F2(1,0),过 F2 的直线与 C 交于 A,B 两点.若| AF2 | 2 | F2B | , | AB || BF1 | ,则 C 的方程为
解
掌握基本问题的通性通法是考试能否取得好成绩的关
读
键。
平 面 解 析 几 何 知 识 体 系
直线的倾斜角与斜率
直线的方程(五种)
两直线的位置关系 直线的交点坐标与距离 公式
圆的定义 标准方程、一般方程
直线与圆的位置关系 圆与圆的位置关系
用代数方法解决几何问题
椭圆的定义、标准方程
核心方法
椭
直
圆
线
初步研 究
程为y=x+7。
将
高中数学解析几何教案
高中数学解析几何教案
目标:学生掌握平面几何的基本概念,包括点、线、角等,能够运用这些概念解决相关问题。
教学重点:点、线、角的基本性质,平面几何的基本概念。
教学难点:对相关定义的理解和应用。
教学准备:
1. 教师准备相关的教学素材,包括图纸、尺子等。
2. 学生准备相关的学习用具,包括笔、纸等。
教学活动:
1. 热身:教师给学生出示一些平面几何图形,让学生观察并描述其中的点、线、角等基本
元素。
2. 导入:教师引导学生回顾点、线、角的定义,并解释它们在平面几何中的重要性。
3. 学习:
a. 点的性质:教师讲解点的定义及性质,要求学生掌握点的概念和特点。
b. 线的性质:教师讲解直线、射线、线段的定义及性质,要求学生会区分不同类型的线。
c. 角的性质:教师讲解角的定义及性质,包括顶点、边、内角和外角等概念,要求学生能
正确识别各种角。
4. 练习:教师设计一些练习题,让学生巩固所学知识,并在实践中掌握点、线、角的应用。
5. 总结:教师总结本节课的重点内容,强调点、线、角是平面几何的基本要素,学生需要
在后续学习中不断运用这些概念。
6. 作业:布置相关的作业,让学生继续巩固所学知识。
教学反馈:通过课堂练习和作业检查,及时发现并纠正学生的错误,确保他们对平面几何
的基本概念有深入理解。
新课标人教版高三数学第一轮复习全套教学案
新课标人教版高三数学第一轮复习全套教学案引言本教学案旨在帮助高三学生进行数学第一轮复,以应对新课标人教版高考数学考试。
以下是教学案的详细内容。
目标1. 复并巩固高三数学的核心知识点。
2. 提供高质量的练题和解析,以帮助学生熟悉考试形式和题型,提高解题能力。
3. 培养学生的数学思维和分析能力,以便他们能够在考试中灵活应用知识。
教学内容教学内容主要包括以下部分:1. 数系与代数- 实数与复数- 集合与命题- 数列与数列极限- 等差数列与等比数列2. 函数与方程- 函数与方程基本概念- 一次函数与二次函数- 指数与对数- 三角函数与三角方程3. 解析几何与向量- 平面与空间几何- 二次曲线与常平面- 直线与平面的位置关系- 向量与向量运算4. 概率与统计- 随机事件与概率- 离散型随机变量与连续型随机变量- 统计与抽样调查- 相关与回归分析教学方法为了最有效地进行数学复,我们将采用以下教学方法:1. 系统性研究:按照教学内容的顺序进行研究,逐步巩固知识点。
2. 理论与实践相结合:注重理论知识的讲解,并提供大量的练题和解析,以帮助学生巩固理论知识并提高解题能力。
3. 互动教学:鼓励学生积极参与课堂讨论和提问,激发学生的研究兴趣和数学思维。
4. 小组合作研究:安排学生进行小组合作研究,提倡彼此讨论和合作解题,培养学生的团队合作精神和交流能力。
教学评估为了评估学生的研究效果和掌握程度,我们将采用以下评估方法:1. 阶段性测试:安排定期的阶段性测试,检验学生对各个知识点的理解和掌握情况。
2. 作业批改:及时批改学生的作业,给予针对性的指导和建议。
3. 课堂互动评估:评估学生在课堂上的积极参与程度和表现。
4. 模拟考试:进行模拟考试,让学生体验真实考试环境,以便他们熟悉考试形式和提高应试能力。
结语通过本教学案的实施,相信学生们在第一轮数学复习中将取得良好的成绩。
希望学生们能够认真学习、勤于练习,并与老师和同学们积极合作,共同进步。
高三数学第一轮教案设计模板
一、教学目标1. 知识与技能:掌握高三数学第一轮复习的知识点,提高解题能力。
2. 过程与方法:通过小组合作、探究、总结等方法,培养学生自主学习能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生学习数学的兴趣,培养学生严谨、求实的科学态度。
二、教学内容1. 集合与函数概念2. 函数的性质3. 导数与微分4. 三角函数与解三角形5. 平面向量6. 数列7. 不等式与不等式组8. 立体几何9. 解析几何10. 概率与统计三、教学重难点1. 教学重点:掌握各章节的核心概念、性质、方法,提高解题能力。
2. 教学难点:培养学生的逻辑思维能力、抽象思维能力、空间想象能力。
四、教学过程1. 导入- 回顾高二数学知识点,引导学生思考如何衔接高三数学。
- 提出本节课的学习目标,让学生明确学习方向。
2. 集合与函数概念- 讲解集合的基本概念,如元素、集合、子集等。
- 介绍函数的定义、性质、图像等。
- 通过实例讲解函数在实际生活中的应用。
3. 函数的性质- 分析函数的单调性、奇偶性、周期性等性质。
- 通过例题讲解如何判断函数的性质。
- 引导学生掌握函数性质的应用方法。
4. 导数与微分- 讲解导数的定义、性质、运算等。
- 介绍微分的基本概念和应用。
- 通过例题讲解导数在求解极值、最值、切线斜率等方面的应用。
5. 三角函数与解三角形- 讲解三角函数的定义、性质、图像等。
- 介绍解三角形的基本方法。
- 通过例题讲解三角函数在实际问题中的应用。
6. 平面向量- 讲解向量的概念、运算、几何意义等。
- 介绍向量在解析几何中的应用。
- 通过例题讲解向量在解决实际问题中的应用。
7. 数列- 讲解数列的定义、性质、通项公式等。
- 介绍数列的求和公式、数列极限等。
- 通过例题讲解数列在实际问题中的应用。
8. 不等式与不等式组- 讲解不等式的基本概念、性质、解法等。
- 介绍不等式组的解法。
- 通过例题讲解不等式与不等式组在实际问题中的应用。
9. 立体几何- 讲解空间几何的基本概念、性质、计算方法等。
高考数学平面解析几何第一轮备考复习教案
2012届高考数学平面解析几何第一轮备考复习教案2012版高三数学一轮精品复习学案第八章平面解析几何【知识特点】 1、本章内容主要包括直线与方程、圆与方程、圆锥曲线,是解析几何最基本,也是很重要的内容,是高中数学的重点内容,也是高考重点考查的内容之一; 2、本章内容集中体现了用坐标法研究曲线的思想与方法,概念、公式多,内容多,具有较强的综合性; 3、研究圆锥曲线的方法很类似,因此可利用类比的方法复习椭圆、双曲线、抛物线的定义与几何性质,掌握解决解析几何问题的最基本的方法。
【重点关注】 1、关于直线的方程,直线的斜率、倾斜角,几种距离公式,两直线的位置关系,圆锥曲线的定义与性质等知识的试题,都属于基本题目,多以选择题、填空题形式出现,一般涉及两个以上的知识点,这些将是今后高考考查的热点; 2、关于直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系的题目出现次数较多,既有选择题、填空题,也有解答题。
既考查基础知识的应用能力,又考查综合运用知识分析问题、解决问题的能力; 3、直线与圆锥曲线联系在一起的综合题多以高档题出现,要求学生分析问题的能力,计算能力较高; 4、注重数学思想方法的应用解析法、数形结合思想、函数与方程的思想、转化与化归的思想、分类讨论思想及待定系数法在各种题型中均有体现,应引起重视。
【地位和作用】解析几何是17世纪数学发展的重大成果之一,其本质是用代数方法研究图形的几何性质,体现了数形结合的重要数学思想。
在本模块中,学生将在平面直角坐标系中建立直线和圆的代数方程,运用代数方法研究它们的几何性质及其相互位置关系,并了解空间直角坐标系。
体会数形结合的思想,初步形成用代数方法解决几何问题的能力。
在平面解析几何初步的教学中,教师应帮助学生经历如下的过程:首先将几何问题代数化,用代数的语言描述几何要素及其关系,进而将几何问题转化为代数问题;处理代数问题;分析代数结果的几何含义,最终解决几何问题。
这种思想应贯穿平面解析几何教学的始终,帮助学生不断地体会“数形结合”的思想方法。
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高三数学第一轮总复习讲义 讲义31 直线的的方程、两条直线的位置关系一、基本知识体系:1、 直线的倾斜角、斜率、方向向量:① 求直线斜率的方法:(1)、定义法:k= tan α (α≠π2);②斜率公式:k= y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2);当x 1=x 2时,斜率不存在。
③直线的方向向量:直线L 的方向向量为→m =(a,b),则该直线的斜率为k= ba23、 4、 直线L 1到直线L 2的角的公式:tan θ = k 2-k 11+k 1k 2 (k 1k 2≠-1) 直线L 1与直线L 2的夹角公式:tan θ = |k 2-k 11+k 1k 2| (k 1k 2≠-1) 5、点到直线的距离:点P (x 0,y 0)到直线Ax+By+C=0的距离为d=| Ax 0+By 0+C|A 2+B 26、两条平行的直线之间的距离:两条平行线Ax+By+C 1=0 和Ax+By+C 2=0之间的距离d= |C 1-C 2|A 2+B 27、直线系方程:①、过定点P (x 0,y 0)的直线系方程:y-y 0=k(x-x 0);②、平行的直线系方程:y=kx+b ;③、过两直线A 1x+B 1y+C 1=0 和A 2x+B 2y+C 2=0的交点的直线系方程为:A 1x+B 1y+C 1+λ(A 2x+B 2y+C 2)=0 8、对称问题:点关于点对称、点关于线对称、线关于线对称、线关于点对称: 二、典例剖析:★【例题1】、设函数ƒ(x )=asinx-bcosx 图象的一条对称轴方程为x=π4,则直线ax-by+c=0的倾斜角为(B )Aπ4 B 3π4 C π3 D 2π3★【例题2】已知集合A={(x,y)|x=cos θ且y=sin θ,θ∈[0,π]},B={(x,y)|y=kx+k+1},若A ∩B 有两个元素,则k 的取值范围是_____▲解:画图可知,直线与半圆有两个交点,则[-12,0)★【例题3】已知直线过点P (-1,2),且与以点A (-2,-3)、B (3,0)为端点线段相交,则直线L 的斜率的取值范围是__ (k ≥5,或k ≤-12)三、巩固练习:★【题1】已知两条直线2y ax =-和(2)1y a x =++互相垂直,则a 等于(A )2 (B )1 (C )0 (D )1-▲解:两条直线2y ax =-和(2)1y a x =++互相垂直,则(2)1a a +=-,∴ a=-1,选D. ★【题2】已知过点()2A m -,和()4B m ,的直线与直线210x y +-=平行,则的值为 ( ) A 0 B 8- C 2 D 10 ▲解: (m+2)×(-2)-1×(4-m)=0,m=-8, 选(B) ★【题3】 “21=m ”是“直线03)2()2(013)2(=-++-=+++y m x m my x m 与直线相互垂直”的( B )A .充分必要条件 B .充分而不必要条件 C .必要而不充分条件 D .既不充分也不必要条件▲【详解】当12m =时两直线斜率乘积为1-,从而可得两直线垂直;当2m =-时两直线一条斜率为0,一条 斜率不存在,但两直线仍然垂直;因此12m =是题目中给出的两条直线垂直的充分但不必要条件.●注意:对于两条直线垂直的充要条件①12,k k 都存在时12.1k k =-;②12,k k 中有一个不存在另一个为零;对于②这种情况多数考生容易忽略.★【题4】 若三点 A (2,2),B (a ,0),C (0,b )(0 ,b )(ab ≠0)共线,则,11a b+的值等于________1/2 ★【题5】已知两条直线12:330,:4610.l ax y l x y +-=+-=若12//l l ,则a =____.▲解:已知两条直线12:330,:4610.l ax y l x y +-=+-=若12//l l ,233a -=-,则a =2. ★【题6】已知圆2x -4x -4+2y =0的圆心是点P ,则点P 到直线x -y -1=0的距离是 .▲ 解:由已知得圆心为:(2,0)P ,由点到直线距离公式得:d ★【题7】过点(1,2)的直线l 将圆(x -2)2+y 2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l 的斜率k = . 22★【题8】直线1x y +=与圆2220(0)x y ay a +-=>没有公共点,则a 的取值范围是A .1)B .1)C .(1)D .1)▲解:由圆2220(0)x y ay a +-=>的圆心(0,)a 到直线1x y +=大于a ,且0a >,选A 。
★【题9】. 若圆0104422=---+y x y x 上至少有三个不同的点到直线0:=+by ax l 的 距离为22,则直线l 的倾斜角的取值范围是:A . ]412[ππ, B .]12512[ππ, C .]36[ππ, D .]20[π,▲解:圆0104422=---+y x y x 整理为222(2)(2)(32)x y -+-=,∴圆心坐标为(2,2),半径为32,要求圆上至少有三个不同的点到直线0:=+by ax l 的距离为22,则圆心到直线的距离应小于等于2, ∴222a b +,∴ 2()4()1a a b b ++≤0,∴ 23()23a b --≤,()ak b =-,∴2323k ≤l 的倾斜角的取值范围是]12512[ππ,,选B.★【题10】7.圆0104422=---+y x y x 上的点到直线014=-+y x 的最大距离与最小距离的差是A .36B . 18 C. 26 D . 25▲.解:圆0104422=---+y x y x 的圆心为(2,2),半径为32,圆心到到直线014=-+y x 的距离为252=2,圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是2R =62,选C. ★【题11】设直线过点(0,a),其斜率为1, 且与圆x 2+y 2=2相切,则a 的值为( )A .±2B .±2 B .±2 2 D .±4▲解;直线过点(0,a),其斜率为1, 且与圆x 2+y 2=2相切,设直线方程为y x a =+,圆心(0,0)道直线的距离等于半径2,∴22=,∴ a 的值±2,选B . ★【题12】如图,l 1、l 2、l 3是同一平面内的三条平行直线,l 1与l 2间的距离是1, l 2与l 3间的距离是2,正三角形ABC 的三顶点分别在l 1、l 2、l 3上, 则△ABC 的边长是(D):(A )32(B )364 (C )4173 (D )3212 ★【题13】如图,三定点A(2,1),B(0,-1),C(-2,1); 三动点D ,E ,M 满足AD →=tAB →, BE → = t BC →, DM →=t DE →, t ∈[0,1]. (Ⅰ) 求动直线DE 斜率的变化范围; (Ⅱ)求动点M 的轨迹方程..▲解: 如图, (Ⅰ)设D(x 0,y 0),E(x E ,y E ),M(x ,y).由AD →=tAB →, BE → = t BC →, 知(x D -2,y D -1)=t(-2,-2). ∴⎩⎨⎧x D =-2t+2y D =-2t+1 同理 ⎩⎨⎧x E =-2ty E =2t -1.∴k DE =y E -y D x E -x D = 2t -1-(-2t+1)-2t -(-2t+2)= 1-2t . ∴t ∈[0,1] , ∴k DE ∈[-1,1]. (Ⅱ) ∵DM →=t DE →∴(x+2t -2,y+2t -1)=t(-2t+2t -2,2t -1+2t -1)=t(-2,4t -2)=(-2t ,4t 2-2t). ∴⎩⎨⎧x=2(1-2t)y=(1-2t)2 , ∴y=x 24 , 即x 2=4y . ∵t ∈[0,1], x=2(1-2t)∈[-2,2]. 即所求轨迹方程为: x 2=4y , x ∈[-2,2]※★【题14】已知圆M :(x +cos θ)2+(y -sin θ)2=1,直线l :y =kx ,下面四个命题:(A ) 对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 相切; (B )对任意实数k 与θ,直线l 和圆M 有公共点; (C ) 对任意实数θ,必存在实数k ,使得直线l 与和圆M 相切;(D )对任意实数k ,必存在实数θ,使得直yOMD AC-1 -1 -2 12BE线l 与和圆M 相切;其中真命题的代号是______________(写出所有真命题的代号)▲解:圆心坐标为(-cos θ,sin θ)d|sin |1θϕ≤--(+)=(+)故选(B )(D )※★【题15】在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的长为2,宽为1,AB 、AD 边分别在x 轴、y 轴的正半轴上,A 点与坐标原点重合(如图5所示).将矩形折叠,使A 点落在线段DC上.(Ⅰ)若折痕所在直线的斜率为k ,试写出折痕所在直线的方程;(Ⅱ)求折痕的长的最大值.▲解:(Ⅰ)( i ) 当0=k 时,此时A 点与D 点重合, 折痕所在的直线方程21=y , ( ii ) 当0≠k 时,设A 点落在线段DC 上的点)1,(0x A ', )20(0≤≤x ,则直线A O '的斜率001x A k =',∵,A O '折痕所在直线垂直平分∴1-=⋅'k k A O ,∴110-=⋅k x ,∴k x -=0;又∵折痕所在的直线与A O '的交点坐标(线段A O '的中点);为)21,2(k M -, ∴折痕所在的直线方程)2(21k x k y +=-,即2122k y kx =++,由( i ) ( ii )得折痕所在的直线方程为:2122k y kx =++)02(≤≤-k(Ⅱ)折痕所在的直线与坐标轴的交点坐标为)0,21(,)21,0(22kk F k E +-+由(Ⅰ)知,0x k -=,∵200≤≤x ,∴02≤≤-k ,设折痕长度为d ,所在直线的倾斜角为θ, ( i ) 当0=k 时,此时A 点与D 点重合, 折痕的长为2 ;( ii )当02<≤-k 时,设k k a 212+-=,212+=k b ,20=≤<AB a 时,l 与线段AB 相交,此时322+-≤≤-k ,2=>AB a 时,l 与线段BC 相交,此时032<<+-k ,10≤<b 时,l 与线段AD 相交,此时01<≤-k , 1>b 时,l 与线段DC 相交,此时12-<≤-k ,∴将k 所在的分为3个子区间:①当12-<≤-k 时,折痕所在的直线l 与线段DC 、AB 相交, 折痕的长11||11||1|sin |1222+=+=+==kk k k k d θ,∴225<≤d ,②当321+-≤≤-k 时,折痕所在的直线l 与线段AD 、AB 相交, 折痕的长4341434)21()21(2242222+++=+++-=k k k k k k d 令0)(≥'x g ,即0212333≥-+k k k ,即013246≤-+k k ,即 0)21()1(222≤-+k k ,∵321+-≤≤-k ,∴解得3222+-≤≤-k ;令0)(≤'x g , 解得 221-≤≤-k , 故当221-≤≤-k 时,)(x g 是减函数,当3222+-≤≤-k 时,)(x g 是增函数, ∵2)1(=-g ,)348(4)32(-=+-g ,∴)32()1(+-<-g g ,∴当32+-=k 时,)348(4)32(-=+-g ,)26(23482)32(-=-=+-=g d ,∴当321+-≤≤-k 时, )26(2-≤d ,③当032<<+-k 时,折痕所在的直线l 与线段AD 、BC 相交,折痕的长2212112|cos |2k k d +=+==θ, ∴34822-<<l ,即)26(22-<<l ,综上所述得,当32+-=k 时,折痕的长有最大值,为)26(2-.高三数学第一轮总复习讲义 讲义32 简单的线性规划一、 基本知识体系:1、 二元一次不等式(组)Ax+By+C>0所表示的平面区域:2、 简单的线性规划问题的处理方法: 二、 典例剖析:★【题1】、在平面直角坐标系中,不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-+2,02,02x y x y x 表示的平面区域的面积是( ) (A)24 (B)4 (C) 22 (D)2▲解析:由题知可行域为ABC ∆, 42204=⨯-=∆ABC S ,故选择B 。