平面解析几何初步知识点例题

海豚教育个性化简案海豚教育个性化教案（真题演练）海豚教育个性化教案平面解析几何初步知识点一：直线与方程1. 直线的倾斜角：在平面直角坐标系中，对于一条与x 轴相交的直线，如果把x 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为α叫做直线的倾斜角.倾斜角)180,0[︒∈α,︒=90α斜率不存在.2. 直线的斜率：αtan ),(211212=≠--=k x x x x y y k ．（111(,)P x y 、222(,)P x y ）.3．直线方程的五种形式【典型例题】例1：已知直线(2m 2＋m －3)x ＋(m 2－m)y ＝4m －1．① 当m ＝ 时，直线的倾斜角为45°．②当m ＝ 时，直线在x 轴上的截距为1．③ 当m ＝ 时，直线在y 轴上的截距为－23．④ 当m ＝ 时，直线与x轴平行．⑤当m ＝ 时，直线过原点． 【举一反三】1. 直线3y ＋ 3 x ＋2=0的倾斜角是 （ ） A ．30° B ．60° C ．120° D ．150°2. 设直线的斜率k=2，P 1（3，5），P 2（x 2，7），P （－1，y 3)是直线上的三点，则x 2，y 3依次是 （ ） A ．－3，4 B ．2，－3 C ．4，－3 D ．4，33. 直线l 1与l 2关于x 轴对称，l 1的斜率是－7 ，则l 2的斜率是 （ ）A ．7B ．－77 C ．77D ．－7 4. 直线l 经过两点（1，－2），（－3，4），则该直线的方程是 ．例2：已知三点A （1，-1），B （3，3），C （4，5）.求证：A 、B 、C 三点在同一条直线上.练习：设a ，b ，c 是互不相等的三个实数，如果A （a ，a 3）、B （b ，b 3）、C （c ，c 3）在同一直线上，求证：a+b+c=0.例3：已知实数x,y 满足y=x 2-2x+2 (-1≤x≤1).试求：23++x y 的最大值与最小值. 变式训练3. 若实数x,y 满足等式(x-2)2+y 2=3，那么xy的最大值为（ ）A.21B.33 C.23 D.3例4.：已知定点P(6, 4)与直线l 1:y ＝4x ，过点P 的直线l 与l 1交于第一象限的Q 点，与x 轴正半轴交于点M ．求使△OQM 面积最小的直线l 的方程．练习：直线l 过点M(2，1)，且分别交x 轴y 轴的正半轴于点A 、B ，O 为坐标原点． （1）当△AOB 的面积最小时，求直线l 的方程； （2）当MB MA ⋅取最小值时，求直线l 的方程．知识点二：直线与直线的位置关系一：两条直线的平行和垂直：（1）若111:l y k x b =+，222:l y k x b =+① 212121,//b b k k l l ≠=⇔； ② 12121l l k k ⊥⇔=-. （2）若0:1111=++C y B x A l ，0:2222=++C y B x A l ，有① 1221122121//C A C A B A B A l l ≠=⇔且．② 0212121=+⇔⊥B B A A l l ． 二：点到直线的距离、直线与直线的距离1. 点到直线的距离公式：点),(00y x P 到直线0=++C By Ax l ：的距离：2200BA CBy Ax d +++=．2. 两平行直线间的距离：两条平行直线002211=++=++C By Ax l C By Ax l ：，：距离：2221BA C C d +-=．三：两条直线的交角公式若直线l 1的斜率为k 1，l 2的斜率为k 2，则 1．直线l 1到l 2的角θ满足21121tan k k k k +-=θ．2．直线l 1与l 2所成的角(简称夹角)θ满足21121tan k k k k +-=θ．四：两条直线的交点：两条直线的交点的个数取决于这两条直线的方程组成的方程组的解的个数．五：五种常用的直线系方程.① 过两直线l 1和l 2交点的直线系方程为A 1x ＋B 1y ＋C 1＋λ(A 2x ＋B 2y ＋C 2)＝0(不含l 2). ② 与直线y ＝kx ＋b 平行的直线系方程为y ＝kx ＋m (m≠b). ③ 过定点(x 0, y 0)的直线系方程为y －y 0＝k(x －x 0)及x ＝x 0.④ 与Ax ＋By ＋C ＝0平行的直线系方程设为Ax ＋By ＋m ＝0 (m≠C). ⑤ 与Ax ＋By ＋C ＝0垂直的直线系方程设为Bx －Ay ＋C 1＝0 (AB≠0).【典型例题】例1：已知直线l 1:ax+2y+6=0和直线l 2:x+(a-1)y+a 2-1=0, （1）试判断l 1与l 2是否平行；（2）l 1⊥l 2时，求a 的值.练习：若直线l 1：ax+4y-20=0，l 2：x+ay-b=0，当a 、b 满足什么条件时，直线l 1与l 2分别相交？平行？垂直？重合？例2：已知直线l 经过两条直线l 1：x ＋2y ＝0与l 2：3x －4y －10＝0的交点，且与直线l 3：5x －2y ＋3＝0的夹角为4π，求直线l 的方程．练习：某人在一山坡P 处观看对面山顶上的一座铁塔，如图所示，塔高BC=80（米），塔所在的山高OB=220（米），OA=200（米），图中所示的山坡可视为直线l ，且点P 在直线l 上，l 与水平地面的夹角为α,tan α=21.试问，此人距水平地面多高时，观看塔的视角∠BPC 最大（不计此人的身高）？例3：直线y ＝2x 是△ABC 中∠C 的平分线所在的直线，若A 、B 坐标分别为A(－4，2)、B(3，1)，求点C 的坐标并判断△ABC 的形状．练习：三条直线l 1：x+y+a=0，l 2：x+ay+1=0，l 3：ax+y+1=0能构成三角形，求实数a 的取值范围。

例4：设点A(－3，5)和B(2，15)，在直线l ：3x －4y ＋4＝0上找一点p ，使PB PA +为最小，并求出这个最小值．练习：已知过点A （1，1）且斜率为－m(m>0)的直线l 与x 、y 轴分别交于P 、Q 两点，过P 、Q 作直线2x ＋y ＝0的垂线，垂足分别为R 、S ，求四边形PRSQ 的面积的最小值．知识点三：圆与方程1. 圆心为C(a 、b)，半径为r 的圆的标准方程为222)()(r b y a x =-+-（0>r ）． 2．圆的一般方程x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0(其中D 2＋E 2－4F>0)，圆心为)2,2(ED --，半径r ＝F E D r 42122-+=． 3．二元二次方程Ax 2＋Bxy ＋Cy 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0表示圆的方程的充要条件是① 0≠=C A ； ② 0=B ；③ 0422>-+AF E D ．4. 过两圆的公共点的圆系方程：设⊙C 1：x 2＋y 2＋D 1x ＋E 1y ＋F 1＝0，⊙C 2：x 2＋y 2＋D 2x ＋E 2y ＋F 2＝0，则经过两圆公共点的圆系方程为(x 2+y 2+D 1x+E 1y+F 1)+λ(x 2+y 2+D 2x+E 2y+F 2)=0(1≠λ)． 例1. 根据下列条件，求圆的方程．(1) 经过A(6，5)，B(0，1)两点，并且圆心在直线3x ＋10y ＋9＝0上． (2) 经过P(－2，4)，Q(3，－1)两点，并且在x 轴上截得的弦长为6．练习：求过点A （2，－3），B （－2，－5），且圆心在直线x －2y －3=0上的圆的方程．例2：已知圆x 2+y 2+x-6y+m=0和直线x+2y-3=0交于P ，Q 两点，且OP ⊥OQ （O 为坐标原点），求该圆的圆心坐标及半径.练习：已知圆C ：（x-1）2+(y-2)2=25及直线l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4 (m ∈R ). （1）证明：不论m 取什么实数，直线l 与圆C 恒相交；（2）求直线l 被圆C 截得的弦长的最短长度及此时的直线方程. 例3：知点P （x ，y ）是圆(x+2)2+y 2=1上任意一点.（1）求P 点到直线3x+4y+12=0的距离的最大值和最小值；（2）求x-2y 的最大值和最小值； （3）求12--x y 的最大值和最小值.练习：已知实数x 、y 满足方程x 2+y 2-4x+1=0.（1）求y-x 的最大值和最小值；（2）求x 2+y 2的最大值和最小值.例4：设圆满足：①截y 轴所得的弦长为2；②被x 轴分成两段圆弧，其弧长的比为3∶1．在满足条件①②的所有圆中，求圆心到直线l ：x －2y=0的距离最小的圆的方程。

练习：如图，图O 1和圆O 2的半径都等于1，O 1O 2＝4，过动点P 分别作圆O 1和圆O 2的切线PM 、PN(M 、N 为切点)，使得PM ＝2PN ，试建立平面直角坐标系，并求动点P 的轨迹方程．知识点四：线与圆、圆与圆的位置关系1．直线与圆的位置关系将直线方程代入圆的方程得到一元二次方程，设它的判别式为△，圆心C 到直线l 的距离为d ，则直线与圆的位置关系满足以下关系：相切⇔d ＝r ⇔△＝0；相交⇔ ⇔ ；相离⇔ ⇔ 2．圆与圆的位置关系设两圆的半径分别为R 和r(R≥r)，圆心距为d ，则两圆的位置关系满足以下条件：外离⇔d > R ＋r ；外切⇔ ；相交⇔ ；内切⇔ ；内含⇔ 。

3. 圆的切线方程（1）过圆222r y x =+上的点),(00y x P 的切线方程为:200r y y x x =+．（2）过圆222)()(r b y a x =-+-上的点),(00y x P 的切线方程为:200))(())((r b y b y a x a x =--+-- ． （3）过圆220x y Dx Ey F ++++=上的点),(00y x P 的切线方程为:0000()()022D x xE y y x x y yF ++++++=． (4) 若P(0x ,0y )是圆222x y r +=外一点,由P(0x ,0y )向圆引两条切线, 切点分别为A,B 则直线AB 的方程为200xx yy r +=(5) 若P(0x ,0y )是圆222()()x a y b r -+-=外一点, 由P(0x ,0y )向圆引两条切线, 切点分别为A,B 则直线AB的方程为200()()()()x a x a y b y b r --+--=（6）当点),(00y x P 在圆外时，可设切方程为)(00x x k y y -=-，利用圆心到直线距离等于半径，O 1O 2NMP即r d =，求出k ；或利用0=∆，求出k ．若求得k 只有一值，则还有一条斜率不存在的直线0x x =．例1：过⊙：x 2＋y 2＝2外一点P(4，2)向圆引切线．（1）求过点P 的圆的切线方程．（2）若切点为P 1、P 2求过切点P 1、P 2的直线方程． 【举一反三】1. 已知点P(1，2)和圆C ：02222=++++k y kx y x ，过P 作C 的切线有两条，则k 的取值范围是( ) A.k ∈RＢ.k ＜332 Ｃ.2303k -<< D.232333k -<<2. 设集合A={（x,y)|x 2＋y 2≤4},B={(x,y)|(x －1)2＋(y －1)2≤r 2(r ＞0)},当A∩B=B 时，r 的取值范围是 （ ）A ．（0， 2 －1）B ．（0，1]C ．（0，2－ 2 ]D ．（0， 2 ] 3. 若实数x 、y 满足等式(x-2)２＋ｙ２＝３，那么xy 的最大值为( ) A.21 Ｂ.33 Ｃ.23Ｄ.34. 过点M )23,3(--且被圆2522=+y x 截得弦长为8的直线的方程为 ． 5. 圆心在直线x-y-4=0上，且经过两圆03422=--+x y x 和03422=--+y y x 的交点的圆的方程是 .例2：求经过点A(4，－1)，且与圆：x 2＋y 2＋2x －6y ＋5＝0相切于点B(1，2)的圆的方程．练习：求圆心在直线5x-3y=8上，且与坐标轴相切圆的标准方程． 例3：已知直线l ：y ＝k(x ＋22)(k≠0)与圆O ：x 2＋y 2＝4相交于A 、B 两点，O 为坐标原点．△AOB 的面积为S ．（1）试将S 表示为k 的函数S(k)，并求出它的定义域．（2）求S(k)的最大值，并求出此时的k 值．练习：点P 在直线0102=++y x 上，PA 、PB 与圆422=+y x 相切于A 、B 两点，求四边形PAOB 面积的最小值．．例4：已知圆C 方程为：2224200x y x y +---=，直线l 的方程为：（2m ＋1)x ＋(m ＋1)y海豚教育错题汇编海豚教育个性化作业。