2012届高三数学一轮复习 5.1 解析几何学案

用心 爱心 专心 1 专题五 解析几何专题五 解析几何 备考策略备考策略 根据近几年高考命题特点和规律 复习本专题时 要注意以下几个方面 1 直线的倾斜角 斜率及它们间的关系 2 两直线平行与垂直的充要条件 3 点到直线的距离 两平行线间的距离 4 圆的方程 标准方程和一般方程 5 直线与圆的位置关系 6 椭圆 双曲线 抛物线的定义 性质 7 直线和圆锥曲线的位置关系 同时常与平面向量 数列 不等式结合 且每年必考 第一讲第一讲 直线与圆直线与圆 最新考纲透析最新考纲透析 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条相交直线的交点坐标 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 4 初步了解用代数方法处理几何问题的思想 3 空间直角在系 用心 爱心 专心 2 1 了解空间直角坐标系 会用空间直角坐标表示点的位置 2 会推导空间两点间的距离公式 核心要点突破核心要点突破 要点考向要点考向 1 1 直线的倾斜角 斜率 距离问题 直线的倾斜角 斜率 距离问题 考情聚焦 考情聚焦 1 1 直线的倾斜角 斜率 距离问题是最基本问题 是高考中常考的知识 2 2 该类问题常与平面向量结合 体现知识的交汇 3 3 多以选择题 填空题的形式考查 属容易题 考向链接 考向链接 1 1 直线 的倾斜角和斜率反映了直线的倾斜程度 已知斜率求倾斜角时 通 常可以结合正切函数的图象求解 要注意当斜率的取值范围有正有负时 倾斜角是分段的 如直线斜率的范围是 1 1 则倾斜角的取值范围是 而不是 2 2 对于距离要熟记有关公式 并能灵活运用 例例 1 1 若直线m被两平行线 12 10 30lxylxy 与所截得的线段的长为22 则m的倾斜角可以是 15 30 45 60 75 其中正确答案的序号是 写出所有正确答案的序号 解析 两平行线间的距离为2 11 13 d 由图知直线m与 1 l的夹角为 o 30 1 l的 倾斜角为 o 45 所以直线m的倾斜角等于304575 o 或453015 o 故填写 答案 要点考向要点考向 2 2 两直线的位置关系 两直线的位置关系 考情聚焦 考情聚焦 1 1 两直线的位置关系 平行或垂直是高考考查的重点内容 2 2 多以选择题 填空题的形式呈现 属容易题 考向链接 两条直线和 平行充要条件 为且 垂直的充要条件为 0 要熟练掌握这一条件 判定两直线平行与垂直的关系时 如果给出 用心 爱心 专心 3 的直线方程中存在字母系数 不仅要考虑斜率存在的情况 还要考虑斜率不存在的情况 例 2 2010 2010 安徽高考文科安徽高考文科 4 4 过点 1 0 且与直线 x 2y 2 0 平行的直线方程 是 A x 2y 1 0 B x 2y 1 0 C 2x y 2 0 D x 2y 1 0 命题立意 本题主要考查直线平行问题 思路点拨 可设所求直线方程为20 xyc 代入点 1 0 得c值 进而得直线方程 规范解答 选 A 设直线方程为20 xyc 又经过 1 0 故1c 所求方程为 210 xy 要点考向要点考向 3 3 圆的方程 圆的方程 聚焦考情 聚焦考情 1 1 圆的方程及求法是很重要的一类问题 是高考中的必考内容 2 2 各种题型均可出现 属中低档题 考向链接 考向链接 求圆的方程一般有两类方法 1 几何法 通过研究圆的性质 直线和圆 圆与圆的位置关系 进而求得圆的基本量和方程 2 代数法 即用待定系数法先设出圆 的方程 再由条件求得各系数 其一般步骤是 根据题意选择方程的形式 标准形式或一般形式 利用条件列出关于的方程组 解出 代入标准方程或一般方程 此外 根据条件 要尽量减少参数设方程 这样可减少运算量 例 3 2010 2010 广东高考文科广东高考文科 6 6 若圆心在 x 轴上 半径为5的圆 O 位于 y 轴左侧 且与直线 x 2y 0 相切 则圆 O 的方程是 A 22 5 5xy B 22 5 5xy C 22 5 5xy D 22 5 5xy 命题立意 本题考察直线与圆的位置关系 思路点拨 由切线的性质 圆心到切线的距离等于半径求解 规范解答 选D 设圆心为 0 0 aa 则 22 2 0 5 12 a r 解得5a 所以 用心 爱心 专心 4 所求圆的方程为 2 2 5 5xy 故选D 要点考向要点考向 4 4 直线和圆的位置关系 直线和圆的位置关系 聚焦考情 聚焦考情 1 1 直线和圆的位置关系是每年必考内容 有时和向量相结合 体现了知识 的交汇 2 2 考查形式可以是选择题 填空题 也可以是解答题 属中 低档题目 例 4 2010 2010 重庆高考文科重庆高考文科 8 8 若直线yxb 与曲线 2cos sin x y 0 2 有两个不同的公共点 则实数b的取值范围为 A 22 1 B 22 22 C 22 22 D 22 22 命题立意命题立意 本小题考查直线 圆的方程的基础知识 体现了方程的思想 数形结合的思想 及化归与转化的思想 思路点拨思路点拨 先把圆的参数方程化为普通方程 再与直线方程联立方程组 转化为一元二次 方程 利用判别式求解 或数形结合法 画出圆的图形 平移直线yxb 观察计算 规范解答规范解答 选 D 方法一 消去参数 得 22 2 1xy 与yxb 联立方程组 消去y得 22 2 42 30 xb xb 因为直线与曲线有两个不同的公共点 所以 22 42 8 3 0bb 即 2 420bb 解得2222b 方法二 把圆的参数方程代入直线方程得 sin2cosb 即sincos2b 所以 2 sin 42 b 所以 2 11 2 b 解得2222b 方法三 如图所示 直线与圆相切之间的情形 符合题意 计算圆心 2 0 到直线yxb 的 距离等于圆半径 1 即 2 1 2 b 解得22b 所以2222b 用心 爱心 专心 5 方法技巧方法技巧 1 判别式法 直线与曲线的交点问题 转化为方程的解的个数问题 2 利用三角函数的 值域求解 3 数形结合法 注 直线和圆的位置关系常用几何法 即利用圆的半径 r 圆心到直线的距离 d 及半弦 长 构成直角三角形的关系来处理 高考真题探究高考真题探究 1 20102010 海南宁夏高考海南宁夏高考 理科理科 T15T15 过点 A 4 1 的圆 C 与直线10 xy 相切于点 B 2 1 则圆 C 的方程为 命题立意 本题主要考察了圆的相关知识 如何灵活转化题目中的条件求解圆的方程是解 决问题的关键 思路点拨 由题意得出圆心既在点 A B的中垂线上 又在过点 B 2 1 且与直线 10 xy 垂直的直线上 进而可求出圆心和半径 规范解答 由题意知 圆心既在过点B 2 1 且与直线10 xy 垂直的直线上 又在 点 A B的中垂线上 可求出过点 B 2 1 且与直线10 xy 垂直的直线为30 xy A B的中垂线为3x 联立方程 30 3 xy x 解得 3 0 x y 即圆心 3 0 C 半径2rCA 所以 圆的方程为 22 3 2xy 答案 22 3 2xy 2 2010 2010 广东高考理科广东高考理科 2 2 已知圆心在 x 轴上 半径为2的圆 O 位于 y 轴左侧 且 与直线 x y 0 相切 则圆 O 的方程是 命题立意 本题考察直线与圆的位置关系 思路点拨 由切线的性质 圆心到切线的距离等于半径求解 规范解答 设圆心坐标为 0 a 则 0 2 2 a 解得2a 又圆心位于y轴左侧 所以2a 故圆 O 的方程为 22 2 2xy 用心 爱心 专心 6 答案 22 2 2xy 3 2010 2010 山山东高考理科东高考理科 1616 已知圆C过点 1 0 且圆心在x轴的正半轴上 直线l 1yx 被圆C所截得的弦长为2 2 则过圆心且与直线l垂直的直线的方程为 命题立意 本题考查了直线的方程 点到直线的距离 直线与圆的关系 考查了考生 的分析问题解决问题的能力 推理论证能力和运算求解能力 思路点拨 根据弦长及圆心在x轴的正半轴上求出圆心坐标 再根据垂直关系可求直 线方程 规范解答 由题意 设所求的直线方程为x y m 0 设圆心坐标为 a 0 则由题意 知 22 a 1 2 a 1 2 解得a 3或 1 又因为圆心在x轴的正半轴上 所以a 3 故圆心 坐标为 3 0 因为圆心 3 0 在所求的直线上 所以有3 0 m 0 即m 3 故所求 的直线方程为x y 3 0 答案 x y 3 0 方法技巧 1 研究直线与圆的位置关系 要联系圆的几何特性 尽可能的简化运算 如 垂直于弦的直径必平分弦 圆的切线垂直于过切点的半径 两圆相交 时连心线必垂直平分其公共弦 等 在解题时应注意灵活运用 2 直线与圆相交是解析几何中一类重要问题 解题时注意运用 设而不求 的技巧 4 2010 2010 山东高考文科山东高考文科 6 6 已知圆 C 过点 1 0 且圆心在 x 轴的正半轴上 直线 l 1yx 被该圆所截得的弦长为2 2 则圆 C 的标准方程为 命题立意 本题考查了点到直线的距离 直线与圆的关系 圆的标准方程等知识 考 查了考生的分析问题解决问题的能力 推理论证能力和运算求解能力 思路点拨 根据弦长及圆心在x轴的正半轴上求出圆心坐标 再求出圆的半径 规范解答 设圆心坐标为 a 0 圆的半径为r 则由题意知 22 a 1 2 a 1 2 解 得a 3或 1 又因为圆心在x轴的正半轴上 所以a 3 故圆心坐标为 3 0 用心 爱心 专心 7 222 1 3 1 4 ra 故所求圆的方程为 22 3 4 xy 答案 22 3 4xy 方法技巧 1 研究直线与圆的位置关系 要联系圆的几何特性 尽可能的简化运算 如 垂直于弦的直径必平分弦 圆的切线垂直于过切点的半径 两圆相交 时连心线必垂直平分其公共弦 等 在解题时应注意灵活运用 2 直线与圆相交是解析几何中一类重要问题 解题时注意运用 设而不求 的技巧 5 2010 2010 湖北高考理科湖北高考理科 9 9 若直线yxb 与曲线 2 34yxx 有公共点 则 b 的取值范围是 A 1 2 2 12 2 B 12 3 C 1 12 2 D 1 2 2 3 命题立意命题立意 本题主要考查直线与圆的位置关系 考查考生数形结合 运动变化观点的应用 和运算求解能力 思路点拨思路点拨 将方程 2 34yxx 作等价 变形 然后借助函数图像 利用运动变化的观 点得到直线yxb 在与曲线 2 34yxx 有公共点时 b 的取值范围 规范解答规范解答 选 D 2 34yxx 22 3 2 3 4 y xy 由图可知当直线 yxb 过点 0 3 时 b 取最大值 3 当直线yxb 与圆 22 2 3 4xy 相切且 切点在圆的下半部分时对应的 b 取最小值 由 22 2 3 4 yxb xy 消去 y 可得 22 210 3 0 xbxb 由 0 得1 2 2b 或12 2b 舍去 6 2010 2010 江西高考理科江西高考理科 直线3ykx 与圆 22 3 2 4xy 相交于 M N 两 点 若2 3MN 则k的取值范围是 A 3 0 4 B 3 0 4 o y 24 3 1 用心 爱心 专心 8 C 33 33 D 2 0 3 命题立意命题立意 本题主要考查直线与圆位置关系的判定及利用数形结合法解题的能力 思路点拨思路点拨 方法一 数形结合 利用圆心到直线的距离进行判定 方法二 联立方程组利用根与系数的关系及弦长公式求解 规范解答规范解答 选 A 方法 1 由题意 若使2 3MN 则圆心到直线的距离1 d 即 1 1 323 2 k k 解得0 4 3 k 故选 A 方法 2 设点 M N 的坐标分别为 2211 yxyx 将直线方程和圆的方程联立得方程组 4 2 3 3 22 yx kxy 消去 y 得06 3 2 1 22 xkxk 由根与系数的关系得 1 6 1 3 2 2 21 2 21 k xx k k xx 由弦长公式知 21 2 21 2 21 2 4 1 1 xxxxkxxkMN 1 122420 1 6 4 1 3 2 1 2 2 2 2 2 2 k kk kk k k 32 MN 32 1 122420 2 2 k kk 即034 8 kk 0 4 3 k 故选 A 跟踪模拟训练跟踪模拟训练 一 选择题一 选择题 每小题每小题 6 6 分 共分 共 3636 分分 1 已知两条直线 y ax 2 和 y a 2 x 1 互相垂直 则 a 等于 A 2 B 1 C 0 D 1 2 夹在两条平行直线l1 3x 4y 0 与l2 3x 4y 20 0 之间的圆的最大面积为 A 2 B 4 C 8 D 16 3 已知直线l与直线 3x 4y 1 0 平行且它们之间的距离为 4 如果原点 0 0 位于已知直线 与直线l之间 那么l的方程为 A 3x 4y 0 B 3x 4y 5 0 C 3x 4y 19 0 D 3x 4y 21 0 4 直角坐标平面内 过点 P 2 1 且与圆 x2 y2 4 相切的直线 A 有两条 用心 爱心 专心 9 B 有且仅有一条 C 不存在 D 不能确定 5 直线l与圆 x2 y2 2x 4y a 0 a 3 相交于两点 A B 弦 AB 的中点为 D 0 1 则直线l的方 程为 A x y 1 0 B x y 1 0 C x y 1 0 D x y 1 0 6 2010 漳州模拟 一束光线从点 A 1 1 出发经 x 轴反射 到达圆 C x 2 2 y 3 2 1 上一点的最短路程是 A 3 2 1 B 2 6 C 5 D 4 二 填空题二 填空题 每小题每小题 6 6 分 共分 共 1818 分分 7 已知圆 O x2 y2 5 和点 A 1 2 则过 A 且与圆 O 相切的直线与两坐标轴围成的三角形的面 积等于 8 一直线经过点 P 1 2 并且与点 A 2 3 和 B 0 5 的距离相等 则此直线方程为 9 过点 A 1 的直线l将圆 C x2 y 2 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 等于 三 解答题三 解答题 10 10 1111 题每题题每题 1515 分 分 1212 题题 1616 分 共分 共 4646 分分 10 已知直线l1 mx 8y n 0 和直线l2 2x my 1 0 分别根据下列情况求实数 m 与 n 的取值 1 l1与l2平行 2 l1与l2垂直 11 2010 安徽名校联考 将圆042 22 yxyx向左平移 1 个单位 再向上移 2 个单 位 得到圆 O 直线l与圆 O 相交于 A B 两点 若圆 O 上存在点 C 使 2 1 OBOAOC 求直线l的方程及对应的点 C 的坐标 12 已知圆M 22 2 1xy 设点 B C 是直线l 20 xy 上的两点 它们的横坐标 分别是 4 t ttR 点P在线段BC上 过P点作圆M的切线PA 切点为A 1 若 0t 5MP 求直线PA的方程 2 经过 A P M 三点的圆的圆心是D 求线段DO长的最小值 L t 用心 爱心 专心 10 参考答案参考答案 1 解析 选 D 方法一 将选项分别代入题干中观察 易求出 D 符合要求 故选 D 方法二 直线 y ax 2 和 y a 2 x 1 互相垂直 a a 2 1 a 1 2 解析 选 B 夹在两条平行线之间的最大的圆的半径为两平行线间距离的一半 而两平行 线间的距离 所以 则圆的最大面积 3 解析 选 C 与直线 3x 4y 1 0 平行的直线可设为 3x 4y m 0 由两平行线之间的距离公式可得 即直线方程为 3x 4y 21 0 或 3x 4y 19 0 原点位于直线l与直线 3x 4y 1 0 之间 可将点 0 0 代入两直线解析式 乘积为负的即为 所求 故应选 C 4 解析 选 A 22 12 4 点 P 在圆外 故过 P 作圆的切线可作两条 5 解析 选 A 圆心 C 的坐标为 1 2 AB 中点 D 0 1 l的方程为 y 1 x 0 即 x y 1 0 故应选 A 6 解析 选 D 因为点 A 1 1 关于 x 轴的对称点坐标为 1 1 圆心坐标为 2 3 所以点 A 1 1 出发经 x 轴反射 到达圆 C x 2 2 y 3 2 1 上一点的最短路程为 22 1 2 1 3 14 用心 爱心 专心 11 7 解析 点 A 1 2 在 O 上 过点 A 且与 O 相切的直线方程为 x 2y 5 答案 8 解析 假设所求直线的斜率存在 则可设其方程为 y 2 k x 1 即 kx y k 2 0 由题设有 即 k 1 7 k 解得 k 4 又所求直线的斜率不存在时 方程为 x 1 符合题意 故所求直线的方程为 4x y 2 0 或 x 1 答案 4x y 2 0 或 x 1 9 解析 点 A 1 在圆 C x2 y 2 2 4 的内部 当劣弧所对的圆心角最小时 AC l 答案 10 解析 1 显然两直线的斜率都存在 两条直线的方程可化为 故只需 即 即两直线平行 2 方法一 若两直线的斜率都存在 则可得两条直线的斜率分别为但由于 所以 此时两直线不垂直 若 m 0 则两条直线中一条斜率为 0 另一条斜率不存在 于是两直线垂直 综上可知 当 m 0 且 n R 时 两直线垂直 用心 爱心 专心 12 方法二 因为两直线垂直 所以只需 2m 8m 0 即 m 0 故当 m 0 时 两直线垂直 11 解析 已知圆5 2 1 042 2222 yxyxyx即 经平移后圆 O 的方程为5 22 yx 因为 OCABOBOAOBOAOC 2 1 所以且 又 2 1 2 1 AB kOC所以 设直线l的方程是5 2 1 22 yxmxy它与圆交于 5 2 1 22 2211 yxmxyyxByxA代入到圆把中并简化得 020445 22 mmxx 由题意 mmxmxyymxx 5 8 2 1 2 1 5 4 212121 所以 5 8 5 4 mmOC 因为 4 5 5 5 8 5 4 22 mmm 所以 直线l的方程为0542 yx对应的点 C 的坐标为 1 2 或直线l的方程为0542 yx对应点 C 的坐标为 1 2 12 解析 1 设 2 02 Pa aa 22 0 2 5 2 2 5 MMPaa 解得 1a 或 1 5 a 舍去 2 1 P 由题意知切线 PA 的斜率存在 设斜率为 k 所以直线 PA 的方程为 1 2 y