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文档简介

1、第1讲 第1章 1.1.1 柱、锥、台、球的结构特征知识要点:结 构 特 征图例棱柱(1)两底面相互平行,其余各面都是平行四边形;(2)侧棱平行且相等.圆柱(1)两底面相互平行;(2)侧面的母线平行于圆柱的轴;(3)是以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的曲面所围成的几何体.棱锥(1)底面是多边形,各侧面均是三角形;(2)各侧面有一个公共顶点.圆锥(1)底面是圆;(2)是以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴,其余两边旋转形成的曲面所围成的几何体.棱台(1)两底面相互平行;(2)是用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面和截面之间的部分.圆台(1)两底面相互平行;(2)是用一个平

2、行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面和截面之间的部分.球(1)球心到球面上各点的距离相等;(2)是以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体.1.下列说法错误的是( )a.多面体至少有四个面 b.九棱柱有9条侧棱,9个侧面,侧面为平行四边形c.长方体、正方体都是棱柱 d.三棱柱的侧面为三角形 答案:d2.一个棱柱有10个顶点,所有的侧棱长的和为60 cm,则每条侧棱长为_ cm. 答案:123.在本节我们学过的常见几何体中,如果用一个平面去截几何体,如果截面是三角形,那么这个几何体可能是_.答案:棱锥、棱柱、棱台、圆锥第2讲 1.1.2 简单组合体的结构特征例题精讲:【例1】在四棱锥

3、的四个侧面中,直角三角形最多可有( ). a. 1个 b. 2个 c. 3个 d. 4个 选d.【例2】已知球的外切圆台上、下底面的半径分别为,求球的半径. 解:圆台轴截面为等腰梯形,与球的大圆相切,由此得梯形腰长为r+r,梯形的高即球的直径为,所以,球的半径为.第3讲 1.2.2 空间几何体的三视图例题精讲:【例1】画出下列各几何体的三视图:解:【例2】画出下列三视图所表示的几何体.解:【例3】如图,图(1)是常见的六角螺帽,图(2)是一个机器零件(单位:cm),所给的方向为物体的正前方. 试分别画出它们的三视图.解第4讲 1.2.3 空间几何体的直观图知识要点:“直观图”最常用的画法是斜二

4、测画法,由其规则能画出水平放置的直观图,其实质就是在坐标系中确定点的位置的画法. 基本步骤如下:(1) 建系:在已知图形中取互相垂直的x轴和y轴,得到直角坐标系,直观图中画成斜坐标系,两轴夹角为.(2)平行不变:已知图形中平行于x轴或y轴的线段,在直观图中分别画成平行于x或y轴的线段.(3)长度规则:已知图形中平行于x轴的线段,在直观图中保持长度不变;平行于y轴的线段,长度为原来的一半.第5讲 1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积学习目标:了解棱柱、棱锥、台的表面积的计算公式(不要求记忆公式);能运用柱、锥、台的表面积进行计算和解决有关实际问题.知识要点:表面积相关公式表面积相关公式棱柱圆柱

5、(r:底面半径,h:高)棱锥圆锥 (r:底面半径,l:母线长)棱台圆台(r:下底半径,r:上底半径,l:母线长)例题精讲:【例1】已知圆台的上下底面半径分别是2、5,且侧面面积等于两底面面积之和,求该圆台的母线长.解:【例2】一个正三棱柱的三视图如右图所示,求这个正三棱柱的表面积.解:.第6讲 1.3.1 柱体、锥体、台体的体积知识要点:1. 体积公式:体积公式体积公式棱柱圆柱棱锥圆锥棱台圆台2. 柱、椎、台之间,可以看成一个台体进行变化,当台体的上底面逐渐收缩为一个点时,它就成了锥体;当台体的上底面逐渐扩展到与下底面全等时,它就成了柱体. 因而体积会有以下的关系: .例题精讲:【例1】一个长

6、方体的相交于一个顶点的三个面的面积分别是2、3、6,则长方体的体积是 .解:设长方体的长宽高分别为,则,三式相乘得.所以,长方体的体积为6.【例2】一块边长为10的正方形铁片按如图所示的阴影部分裁下,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正四棱锥形容器,试建立容器的容积v与x的函数关系式,并求出函数的定义域. 解:如图,设所截等腰三角形的底边边长为.在中,, 所以, 于是.依题意函数的定义域为.【例3】一个无盖的圆柱形容器的底面半径为,母线长为6,现将该容器盛满水,然后平稳缓慢地将容器倾斜让水流出,当容器中的水是原来的时,圆柱的母线与水平面所成的角的大小为 .解:容器中水的体积为.流出水的

7、体积为,如图,.设圆柱的母线与水平面所成的角为,则,解得.第7讲 1.3.2球的体积和表面积知识要点:1. 表面积: (r:球的半径). 2. 体积:.例题精讲:【例2】表面积为的球,其内接正四棱柱的高是,求这个正四棱柱的表面积.解:设球半径为,正四棱柱底面边长为,则作轴截面如图,又,.【例3】设a、b、c、d是球面上的四个点,且在同一平面内,ab=bc=cd=da=3,球心到该平面的距离是球半径的一半,则球的体积是( ). abcd【解】由已知可得,a、b、c、d在球的一个小圆上. ab=bc=cd=da=3, 四边形为正方形. 小圆半径. 由得,解得. 球的体积. 所以选a.第8讲 2.1

8、.1 平面知识要点:1. 点在直线上,记作;点在平面内,记作;直线在平面内,记作.2. 平面基本性质即三条公理的“文字语言”、“符号语言”、“图形语言”列表如下:公理1公理2公理3图形语言文字语言如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.符号语言3.公理2的三条推论:推论1 经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面; 推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面;推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.例题精讲:【例1】如果一条直线与两条平行直线都相交,那

9、么这三条直线是否共面?【例2】空间四边形abcd中,e、f、g、h分别是ab、bc、cd、da上的点,已知ef和gh交于p点,求证:ef、gh、ac三线共点. 解:pef,ef面abc,p面abc. 同理p面adc. p在面abc与面adc的交线上,又 面abc面adc=ac, pac,即ef、hg、ac三线共点.【例3】求证:两两相交且不过同一个点的三条直线必在同一平面内.已知:直线两两相交,交点分别为,求证:直线共面. 证明:因为a,b,c三点不在一条直线上,所以过a,b,c三点可以确定平面 因为a,b,所以ab 同理bc ,ac .所以ab,bc,ca三直线共面【例4】在正方体中,(1)

10、与是否在同一平面内?(2)点是否在同一平面内?(3)画出平面与平面的交线,平面与平面的交线. 解:(1)在正方体中, 由公理2的推论可知,与可确定平面,与在同一平面内. (2)点不共线,由公理3可知,点可确定平面, 点在同一平面内. (3), 点平面,平面,又平面,平面, 平面平面,同理平面平面第9讲 2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系知识要点:1.空间两条直线的位置关系:2. 已知两条异面直线,经过空间任一点作直线,把所成的锐角(或直角)叫异面直线所成的角(或夹角). 所成的角的大小与点的选择无关,为了简便,点通常取在异面直线的一条上;异面直线所成的角的范围为,如果两条异面直线所成的

11、角是直角,则叫两条异面直线垂直,记作. 求两条异面直线所成角的步骤可以归纳为四步:选点平移定角计算.例题精讲:【例1】已知异面直线a和b所成的角为50,p为空间一定点,则过点p且与a、b所成角都是30的直线有且仅有( ). a. 1条 b. 2条 c. 3条 d. 4条解:过p作a,b,若pa,则取a为,若pb,则取b为这时,相交于p点,它们的两组对顶角分别为50和130. 记,所确定的平面为,那么在平面内,不存在与,都成30的直线 过点p与,都成30角的直线必在平面外,这直线在平面的射影是,所成对顶角的平分线其中射影是50对顶角平分线的直线有两条l和,射影是130对顶角平分线的直线不存在故答

12、案选b.【例2】如图正方体中,e、f分别为d1c1和b1c1的中点,p、q分别为ac与bd、a1c1与ef的交点. (1)求证:d、b、f、e四点共面;(2)若a1c与面dbfe交于点r,求证:p、q、r三点共线.证明:(1) 正方体中,. 又 中,e、f为中点, . , 即d、b、f、e四点共面.(2) , .又 , , . 即p、q、r三点共线【例3】已知直线a/b/c,直线d与a、b、c分别相交于a、b、c,求证:a、b、c、d四线共面.证明:因为a/b,由公理2的推论,存在平面,使得.又因为直线d与a、b、c分别相交于a、b、c,由公理1,.假设,则, 在平面内过点c作,因为b/c,则

13、,此与矛盾. 故直线.综上述,a、b、c、d四线共面.【例4】如图中,正方体abcda1b1c1d1,e、f分别是ad、aa1的中点.(1)求直线ab1和cc1所成的角的大小;(2)求直线ab1和ef所成的角的大小.解:(1)如图,连结dc1 , dc1ab1, dc1 和cc1所成的锐角cc1d就是ab1和cc1所成的角. cc1d=45, ab1 和cc1所成的角是45.(2)如图,连结da1、a1c1, efa1d,ab1dc1, a1dc1是直线ab1和ef所成的角. a1dc1是等边三角形, a1dc1=60,即直线ab1和ef所成的角是60.第10讲 2.1.3 直线与平面、平面与

14、平面位置关系知识要点:1. 直线与平面的位置关系:(1)直线在平面内(有无数个公共点);(2)直线与平面相交(有且只有一个公共点);(3)直线与平面平行(没有公共点). 分别记作:;.2. 两平面的位置关系:平行(没有公共点);相交(有一条公共直线).分别记作;.例题精讲:【例1】已知空间边边形abcd各边长与对角线都相等,求异面直线ab和cd所成的角的大小. 解:分别取ac、ad、bc的中点p、m、n连接pm、pn,由三角形的中位线性质知pnab,pmcd,于是mpn就是异面直线ab和cd成的角(如图所示).连结mn、dn,设ab=2, pm=pn=1.而an=dn=,由mnad,am=1,

15、得mn=,mn2=mp2+np2,mpn=90.异面直线ab、cd成90角.【例2】在空间四边形abcd中,e、h分别是ab、ad的中点,f、g分别是cb、cd的中点,若ac + bd = a ,acbd =b,求.解:四边形efgh是平行四边形, =2=.abcdefgh【例3】已知空间四边形abcd中,e、h分别是ab、ad的中点,f、g分别是bc、cd上的点,且.求证:(1)e、f、g、h四点共面;(2)三条直线ef、gh、ac交于一点. 证明:(1) 在abd和cbd中, e、h分别是ab和cd的中点, ehbd.又 , fgbd. ehfg. 所以,e、f、g、h四点共面.第11讲

16、2.2.1 直线与平面平行的判定知识要点:1. 定义:直线和平面没有公共点,则直线和平面平行.2. 判定定理:平面外的一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行. 符号表示为:. 图形如右图所示.例题精讲:【例1】已知p是平行四边形abcd所在平面外一点,e、f分别为ab、pd的中点,求证:af平面pec证明:设pc的中点为g,连接eg、fg. f为pd中点, gfcd且gf=cd. abcd, ab=cd, e为ab中点, gfae, gf=ae, 四边形aegf为平行四边形. egaf, 又 af平面pec, eg平面pec, af平面pec.【例2】在正方体abcd-a1b1

17、c1d1中,e、f分别为棱bc、c1d1的中点. 求证:ef平面bb1d1d. 证明:连接ac交bd于o,连接oe,则oedc, oe=dc. dcd1c1, dc=d1c1 , f为d1c1的中点,abc d e f gm o oed1f, oe=d1f, 四边形d1feo为平行四边形. efd1o. 又 ef平面bb1d1d, d1o平面bb1d1d, ef平面bb1d1d.【例3】如图,已知、分别是四面体 的棱、的中点,求证:平 面. 证明:如右图,连结,交于点,连结,在中,、分别是、中点, ,为中点, 为中点,在中,、为、中点, ,又平面,平面, 平面.点评:要证明直线和平面平行,只须

18、在平面内找到一条直线和已知直线平行就可以了. 注意适当添加辅助线,重视中位线在解题中的应用.【例4】如图,已知p是平行四边形abcd所在平面外一点,m、n分别是ab、pc的中点(1)求证:mn/平面pad;(2)若,求异面直线pa与mn所成的角的大小.解:(1)取pd的中点h,连接ah,由n是pc的中点, nh. 由m是ab的中点, nham, 即amnh为平行四边形. . 由, .(2) 连接ac并取其中点为o,连接om、on, ombc,onpa, 所以就是异面直线pa与mn所成的角,且mono. 由,, 得om=2,on=所以,即异面直线pa与mn成30的角点评:已知中点,牢牢抓住中位线

19、得到线线平行,通过线线平行转化为线面平行. 求两条异面直线所成角,方法的关键也是平移其中一条或者两条直线,得到相交的线线角,通过解三角形而得.第12讲 2.2.2 平面与平面平行的判定知识要点:面面平行判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行用符号表示为:.例题精讲:【例1】如右图,在正方体abcda1b1c1d1中,m、n、p分别是c1c、b1c1、c1d1的中点,求证:平面mnp平面a1bd.a1ab1bc1cd1dgef证明:连结b1d1,p、n分别是d1c1、b1c1的中点, pnb1d1.又b1d1bd,pnbd. 又pn不在平面a1bd上,pn平

20、面a1bd.同理,mn平面a1bd. 又pnmn=n, 平面pmn平面a1bd.【例2】正方体abcda1b1c1d1中(1)求证:平面a1bd平面b1d1c;(2)若e、f分别是aa1,cc1的中点,求证:平面eb1d1平面fbd 证明:(1)由b1bdd1,得四边形bb1d1d是平行四边形,b1d1bd,又bd 平面b1d1c,b1d1平面b1d1c,bd平面b1d1c同理a1d平面b1d1c而a1dbdd,平面a1bd平面b1cd(2)由bdb1d1,得bd平面eb1d1取bb1中点g,aeb1g从而得b1eag,同理gfadagdfb1edfnmpdcqbadf平面eb1d1平面eb1

21、d1平面fbd 【例3】已知四棱锥p-abcd中, 底面abcd为平行四边形. 点m、n、q分别在pa、bd、pd上, 且pm:ma=bn:nd=pq:qd. 求证:平面mnq平面pbc. 证明: pm:ma=bn:nd=pq:qd. mq/ad,nq/bp,而bp平面pbc,nq 平面pbc, nq/平面pbc.又abcd为平行四边形,bc/ad, mq/bc,而bc平面pbc,mq 平面pbc, mq/平面pbc.由mqnq=q,根据平面与平面平行的判定定理, 平面mnq平面pbc.点评:由比例线段得到线线平行,依据线面平行的判定定理得到线面平行,证得两条相交直线平行于一个平面后,转化为面

22、面平行. 一般证“面面平面”问题最终转化为证线与线的平行.第13讲 2.2.3 直线与平面平行的性质知识要点:线面平行的性质:如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行. 即:.例题精讲:【例1】经过正方体abcd-a1b1c1d1的棱bb1作一平面交平面aa1d1d于e1e,求证:e1eb1b证明: , .又 , .则.【例2】如图,求证:.abcd证明:连结,直线和可以确定一个平面,记为, 又, 四边形为平行四边形, .第14讲 2.2.4 平面与平面平行的性质知识要点:1. 面面平行的性质:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行

23、. 用符号语言表示为:.2. 其它性质:; ;夹在平行平面间的平行线段相等.例题精讲:【例1】如图,设平面平面,ab、cd是两异面直线,m、n分别是ab、cd的中点,且a、c,b、d. 求证:mn. 证明:连接bc,取bc的中点e,分别连接me、ne,则meac, me平面,又 nebd, ne, 又mene=e,平面men平面, mn平面men,mn. 【例2】如图,a,b,c,d四点都在平面a,b外,它们在a内的射影a1,b1,c1,d1是平行四边形的四个顶点,在b内的射影a2,b2,c2,d2在一条直线上,求证:abcd是平行四边形 证明: a,b,c,d四点在b内的射影a2,b2,c2

24、,d2在一条直线上,a,b,c,d四点共面又a,b,c,d四点在a内的射影a1,b1,c1,d1是平行四边形的四个顶点,平面abb1a1平面cdd1c1ab,cd是平面abcd与平面abb1a1,平面cdd1c1的交线abcd同理adbc 四边形abcd是平行四边形第15讲 2.3.1 直线与平面垂直的判定知识要点:1. 定义:如果直线与平面内的任意一条直线都垂直,则直线与平面互相垂直,记作. 平面的垂线,直线的垂面,它们的唯一公共点叫做垂足.(线线垂直线面垂直)2. 判定定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则这条直线与该平面垂直. 符号语言表示为:若,b,则3. 斜线和平面所成的

25、角,简称“线面角”,它是平面的斜线和它在平面内的射影的夹角. 求直线和平面所成的角,几何法一般先定斜足,再作垂线找射影,然后通过解直角三角形求解,可以简述为“作(作出线面角)证(证所作为所求)求(解直角三角形)”. 通常,通过斜线上某个特殊点作出平面的垂线段,垂足和斜足的连线是产生线面角的关键.例题精讲:【例1】四面体中,分别为的中点,且,求证:平面. 证明:取的中点,连结,分别为的中点,.又,在中,又,即,平面.【例2】已知棱长为1的正方体abcda1b1c1d1中,e是a1b1的中点,求直线ae与平面abc1d1所成的角的正弦值.解:取cd的中点f,连接ef交平面于o,连ao.由已知正方体

26、,易知平面,所以为所求.在中,.所以直线ae与平面所成的角的正弦值为.【例3】三棱锥中,平面abc,垂足为o,求证:o为底面abc的垂心.证明:连接oa、ob、oc, 平面abc, .又 , ,得, o为底面abc的垂心.点评:此例可以变式为“已知,求证”,其思路是接着利用射影是垂心的结论得到后进行证明. 三条侧棱两两垂直时,也可按同样的思路证出.第16讲 2.3.2 平面与平面垂直的判定知识要点:1. 定义:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫二面角(dihedral angle). 这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面. 记作二面角. (简记)2. 二面角的平面角:在二面

27、角的棱上任取一点,以点为垂足,在半平面内分别作垂直于棱的射线和,则射线和构成的叫做二面角的平面角. 范围:.3. 定义:两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直. 记作.4. 判定:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直. (线面垂直面面垂直)例题精讲:【例1】已知正方形abcd的边长为1,分别取边bc、cd的中点e、f,连结ae、ef、af,以ae、ef、fa为折痕,折叠使点b、c、d重合于一点p.(1)求证:apef;(2)求证:平面ape平面apf.证明:(1)如右图,ape=apf=90,pepf=p, pa平面pef. ef平面pef,paef.(2

28、)ape=epf=90,appf=p,pe平面apf.又pe平面pae,平面ape平面apf.【例2】如图, 在空间四边形abcd中, 分别是的中点,求证:平面平面. 证明:为ac中点,所以. 同理可证 面bgd. 又易知ef/ac,则面bgd. 又因为面bef,所以平面平面.第17讲 2.3.3 线面、面面垂直的性质知识要点:1. 线面垂直性质定理:垂直于同一个平面的两条直线平行. (线面垂直线线平行)2. 面面垂直性质定理:两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直. 用符号语言表示为:若,则.(面面垂直线面垂直)例题精讲:acba【例1】把直角三角板abc的直角边bc放置

29、于桌面,另一条直角边ac与桌面所在的平面垂直,a是内一条直线,若斜边ab与a垂直,则bc是否与a垂直?解:注:若bc与a垂直,同理可得ab与a也垂直,其实质是三垂线定理及逆定理,证明过程体现了一种重要的数学转化思想方法: “线线垂直线面垂直线线垂直”.【例2】如图,ab是圆o的直径,c是圆周上一点,pa平面abc. (1)求证:平面pac平面pbc;(2)若d也是圆周上一点,且与c分居直径ab的两侧,试写出图中所有互相垂直的各对平面. 解:(1)证明:c是ab为直径的圆o的圆周上一点,ab是圆o的直径, bcac.又pa平面abc,bc平面abc,bcpa,从而bc平面pac. bc 平面pb

30、c, 平面pac平面pbc.(2)平面pac平面abcd;平面pac平面pbc;平面pad平面pbd;平面pab平面abcd;平面pad平面abcd.第18讲 第3章 3.1.1 倾斜角与斜率知识要点:1. 当直线l与x轴相交时,我们把x轴正方向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时, 我们规定它的倾斜角为0. 则直线l的倾斜角的范围是.2. 倾斜角不是90的直线的斜率,等于直线的倾斜角的正切值,即. 如果知道直线上两点,则有斜率公式. 特别地是,当,时,直线与x轴垂直,斜率k不存在;当,时,直线与y轴垂直,斜率k=0.注意:直线的倾斜角=90时,斜率不存在

31、,即直线与y轴平行或者重合. 当=90时,斜率k=0;当时,斜率,随着的增大,斜率k也增大;当时,斜率,随着的增大,斜率k也增大. 这样,可以求解倾斜角的范围与斜率k取值范围的一些对应问题.例题精讲:【例2】已知过两点, 的直线l的倾斜角为45,求实数的值.解: , ,解得 或. 但当时,a、b重合,舍去 【例3】已知三点a(a,2)、b(3,7)、c(-2,-9a)在一条直线上,求实数a的值解: , . a、b、c三点在一条直线上, , 即, 解得或.第19讲 3.1.2 两条直线平行与垂直的判定知识要点:1. 对于两条不重合的直线 、,其斜率分别为、,有:(1);(2).2. 特例:两条直

32、线中一条斜率不存在时,另一条斜率也不存在时,则它们平行,都垂直于x轴;.例题精讲:【例1】四边形abcd的顶点为、,试判断四边形abcd的形状.解:ab边所在直线的斜率,cd边所在直线的斜率,bc边所在直线的斜率,da边所在直线的斜率, , ab/cd,bc/da,即四边形abcd为平行四边形.又 , abbc,即四边形abcd为矩形.【例2】已知的顶点,其垂心为,求顶点的坐标解:设顶点a的坐标为 , , 即 ,化简为,解之得:. a的坐标为.【例3】(1)已知直线经过点m(-3,0)、n(-15,-6),经过点r(-2,)、s(0,),试判断与是否平行?(2)的倾斜角为45,经过点p(-2,

33、-1)、q(3,-6),问与是否垂直?点评:当与的斜率存在时,. 斜率不存在时,进行具体的分析. 由此先计算出斜率,根据斜率的相等或互为负倒数,从而判别平行或垂直.第20讲 3.2.1 直线的点斜式方程知识要点:1. 点斜式:直线过点,且斜率为k,其方程为.2. 斜截式:直线的斜率为k,在y轴上截距为b,其方程为.3. 点斜式和斜截式不能表示垂直x轴直线. 若直线过点且与x轴垂直,此时它的倾斜角为90,斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示,这时的直线方程为,或. 4. 注意:与是不同的方程,前者表示的直线上缺少一点,后者才是整条直线.例题精讲:【例1】写出下列点斜式直线方程: (1)经过点,斜

34、率是4;(2)经过点,倾斜角是.【例2】已知直线.(1)求直线恒经过的定点;(2)当时,直线上的点都在轴上方,求实数的取值范围.解:(1)由,易知时,所以直线恒经过的定点.(2)由题意得,解得.【例3】光线从点a(3,4)发出,经过x轴反射,再经过y轴反射,光线经过点 b(2,6),求射入y轴后的反射线的方程.解:a(3,4)关于x轴的对称点a1(3,4)在经x轴反射的光线上,同样a1(3,4)关于y轴的对称点a2(3,4)在经过射入y轴的反射线上,k=2. 故所求直线方程为y6=2(x+2), 即2x+y2=0.点评:由物理中光学知识知,入射线和反射线关于法线对称. 光线的反射问题,也常常需

35、要研究对称点的问题. 注意知识间的相互联系及学科间的相互渗透.【例4】已知直线经过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为5,求直线的方程解:由已知得与两坐标轴不垂直直线经过点, 可设直线的方程为,即.则直线在轴上的截距为,在轴上的截距为.根据题意得,即.当时,原方程可化为,解得;当时,原方程可化为,此方程无实数解.故直线的方程为,或.即或.点评:已知直线过一点时,常设其点斜式方程,但需注意斜率不存在的直线不能用点斜式表示,从而使用点斜式或斜截式方程时,要考虑斜率不存在的情况,以免丢解. 而直线在坐标轴上的截距,可正、可负,也可以为零,不能与距离混为一谈,注意如何由直线方程求其在坐标轴上的截距.第

36、21讲 3.2.2 直线的两点式方程知识要点:1. 两点式:直线经过两点,其方程为, 2. 截距式:直线在x、y轴上的截距分别为a、b,其方程为.3. 两点式不能表示垂直x、y轴直线;截距式不能表示垂直x、y轴及过原点的直线.4. 线段中点坐标公式.例题精讲:【例1】已知顶点为,求过点且将面积平分的直线方程.解:求出中点的坐标,则直线即为所求,由直线方程的两点式得,即.【例2】菱形的两条对角线长分别等于8和6,并且分别位于x轴和y轴上,求菱形各边所在的直线的方程解:设菱形的四个顶点为a、b、c、d,如右图所示. 根据菱形的对角线互相垂直且平分可知,顶点a、b、c、d在坐标轴上,且a、c关于原点

37、对称,b、d也关于原点对称.所以a(,0),c(,0),b(0,3),d(0,3). 由截距式,得直线ab的方程:1,即3xy120;直线bc的方程:1, 即3xy120;直线ad方程:1, 即3 xy120;直线cd方程:1即3 xy120.第22讲 3.2.3 直线的一般式方程知识要点:1. 一般式:,注意a、b不同时为0. 直线一般式方程化为斜截式方程,表示斜率为,y轴上截距为的直线.2 与直线平行的直线,可设所求方程为;与直线垂直的直线,可设所求方程为. 过点的直线可写为.经过点,且平行于直线l的直线方程是;经过点,且垂直于直线l的直线方程是.3. 已知直线的方程分别是:(不同时为0)

38、,(不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:(1); (2);(3)与重合; (4)与相交.如果时,则;与重合;与相交. 例题精讲:【例1】已知直线:,:,问m为何值时:(1);(2).解:(1)时,则,解得m0.(2)时,, 解得m1.【例2】(1)求经过点且与直线平行的直线方程;(2)求经过点且与直线垂直的直线方程.解:(1)由题意得所求平行直线方程,化为一般式.(2) 由题意得所求垂直直线方程,化为一般式.【例3】已知直线l的方程为3x+4y12=0,求与直线l平行且过点(1,3)的直线的方程分析:由两直线平行,所以斜率相等且为,再由点斜式求出所求直线的方程. 解:直线l:3x+

39、4y12=0的斜率为, 所求直线与已知直线平行, 所求直线的斜率为,又由于所求直线过点(1,3),所以,所求直线的方程为:,即.点评:根据两条直线平行或垂直的关系,得到斜率之间的关系,从而由已知直线的斜率及点斜式求出所求直线的方程. 此题也可根据直线方程的一种形式而直接写出方程,即,再化简而得.第23讲 3.3.1 两条直线的交点坐标知识要点:1. 一般地,将两条直线的方程联立,得到二元一次方程组. 若方程组有惟一解,则两条直线相交,此解就是交点的坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行;若方程组有无数解,则两条直线有无数个公共点,此时两条直线重合.2. 方程为直线系,所有的直

40、线恒过一个定点,其定点就是与的交点.例题精讲:【例1】判断下列直线的位置关系. 如果相交,求出交点坐标.直线l1: , l2: .解:解方程组,消y得 .当时,方程组无解,所以两直线无公共点,/.当时,方程组无数解,所以两直线有无数个公共点,l1与l2重合.当且,方程组有惟一解,得到, l1与l2相交.当时,/;当时,l1与l2重合;当且,l1与l2相交,交点是.【例2】求经过两条直线和的交点,且平行于直线的直线方程.解:设所求直线的方程为,整理为. 平行于直线, ,解得.则所求直线方程为.第24讲 3.3.2 两点间的距离知识要点:1. 平面内两点,则两点间的距离为:.特别地,当所在直线与x

41、轴平行时,;当所在直线与y轴平行时,;当在直线上时,.2. 坐标法解决问题的基本步骤是:(1)建立坐标系,用坐标表示有关量;(2)进行有关代数运算;(3)把代数运算的结果“翻译”成几何关系.例题精讲:【例1】在直线上求一点,使它到点的距离为,并求直线的方程.解: 点在直线上, 可设,根据两点的距离公式得,解得,直线pm的方程为,即.【例2】直线2xy4=0上有一点p,求它与两定点a(4,1),b(3,4)的距离之差的最大值.解:找a关于l的对称点a,ab与直线l的交点即为所求的p点. 设, 则,解得, 所以线段.【例3】已知ao是abc中bc边的中线,证明|ab|ac|=2(|ao|oc|).

42、解:以o为坐标原点,bc为x轴,bc的中垂线为y轴,建立如图所示坐标系xoy.yxb(-c,0)a(a,b)c(c,0)o设点a(a,b)、b(-c,0)、c(c,0),由两点间距离公式得:|ab|=,|ac|=,|ao|=, |oc|=c. |ab|ac|=, |ao|oc|=. |ab|ac|=2(|ao|oc|).第25讲 3.3.3 点到直线的距离及两平行线距离知识要点:1. 点到直线的距离公式为.2. 利用点到直线的距离公式,可以推导出两条平行直线,之间的距离公式,推导过程为:在直线上任取一点,则,即. 这时点到直线的距离为.例题精讲:【例1】求过直线和的交点并且与原点相距为1的直线

43、l的方程.解:设所求直线l的方程为, 整理得.由点到直线的距离公式可知,, 解得.代入所设,得到直线l的方程为.【例2】在函数的图象上求一点p,使p到直线的距离最短,并求这个最短的距离.解:直线方程化为. 设, 则点p到直线的距离为.当时,点到直线的距离最短,最短距离为.【例3】求证直线l:与点的距离不等于3.解:由点线距离公式,得=.假设,得到,整理得. , 无实根. ,即直线l与点的距离不等于3.点评:此解妙在反证法思路的运用. 先由点线距离公式求出距离,然后从“距离不等于3”的反面出发,假设距离是3求m,但求解的结果是m无解. 从而假设不成立,即距离不等于3.另解:把直线l:按参数m整理

44、,得.由,解得. 所以直线l恒过定点.点p到直线l取最大距离时, pql,即最大距离是pq=. 3, 直线l与点的距离不等于3.点评:此解妙在运用直线系恒过一个定点的知识,其定点就是与的交点. 由运动与变化观点,当直线pql时,点线距离为最大.第26讲 第4章 4.1.1 圆的标准方程知识要点:1. 圆的标准方程:方程表示圆心为a(a,b),半径长为r的圆.2. 求圆的标准方程的常用方法:(1)几何法:根据题意,求出圆心坐标与半径,然后写出标准方程;(2)待定系数法:先根据条件列出关于a、b、r的方程组,然后解出a、b、r,再代入标准方程.例题精讲:【例1】过点、且圆心在直线xy20上的圆的方

45、程是( ).a.(x3)2(y1)24 b.(x3)2(y1)24c.(x1)2(y1)24 d.(x1)2(y1)24解:由圆心在直线xy20上可以得到a、c满足条件, 再把a点坐标(1,1)代入圆方程. a不满足条件. 所以,选c.另解:设圆心c的坐标为(a,b),半径为r, 因为圆心c在直线x+y2=0上, b=2a.由|ca|=|cb|,得(a1)2+(b+1)2=(a+1)2+(b1)2,解得a=1,b=1.因此,所求圆的方程为(x1)2+(y1)2=4. 选c.【例2】求下列各圆的方程:(1)过点,圆心在;(2)圆心在直线上的圆c与y轴交于两点解:(1)设所求圆的方程为. 则 ,

46、解得. 圆的方程为.(2)圆心在线段ab的垂直平分线上,代入直线得,圆心为,半径. 圆c的方程为.【例3】推导以点为圆心,为半径的圆的方程.解:设圆上任意一点,则.由两点间的距离公式,得到.化简即得圆的标准方程:第27讲 4.1.2 圆的一般方程知识要点:1. 圆的一般方程:方程 ()表示圆心是,半径长为的圆. 2. 轨迹方程是指点动点m的坐标满足的关系式.例题精讲:【例1】求过三点a(2,2)、b(5,3)、c(3,1)的圆的方程.解:设所求圆的方程为. 则, 解得. 圆的方程为.【例2】设方程,若该方程表示一个圆,求m的取值范围及圆心的轨迹方程. 解:配方得,该方程表示圆,则有,得,此时圆

47、心的轨迹方程为,消去m,得,由得x=m+3. 所求的轨迹方程是,第28讲 4.2.1 直线与圆的位置关系知识要点:1. 直线与圆的位置关系及其判定: 方法一:方程组思想,由直线与圆的方程组成的方程组,消去x或(y),化为一元二次方程,由判别式符号进行判别;方法二:利用圆心()到直线的距离,比较d与r的大小.(1)相交 ;(2)相切;(3)相离.2. 直线与圆的相切研究,是高考考查的重要内容. 同时,我们要熟记直线与圆的各种方程、几何性质,也要掌握一些常用公式,例如点线距离公式例题精讲:【例1】若直线(1+a)x+y+1=0与圆x2y22x0相切,则a的值为 .解:将圆x2y22x0的方程化为标

48、准式:(x1)2y21, 其圆心为(1,0),半径为1,由直线(1a)xy10与该圆相切,则圆心到直线的距离, a1. 【例2】求直线被圆所截得的弦长. (p144 练习1题)解:由题意,列出方程组,消y得,得,.设直线与圆交于点,则 =.另解:圆心c的坐标是,半径长. 圆心到直线的距离.所以,直线被圆截得的弦长是.第29讲 4.2.2 圆与圆的位置关系知识要点:两圆的位置关系及其判定: 设两圆圆心分别为,半径分别为,则:(1)两圆相交;(2)两圆外切;(3)两圆内切;例题精讲:【例1】已知圆:,圆:(1)试判断两圆的位置关系;(2)求公共弦所在的直线方程.解:(1)圆的圆心为(3,0),半径

49、为,圆的圆心为(0,2),半径为,又,圆与相交.(2)由,得公共弦所在的直线方程为.【例2】求经过两圆和的交点,并且圆心在直线上的圆的方程.解:设所求圆的方程为,即, 则所求圆的圆心为.圆心在直线上,解得. 所求圆的方程为第30讲 4.2.3 直线与圆的方程的应用知识要点:坐标法:建立适当的直角坐标系后,借助代数方法把要研究的几何问题,转化为坐标之间的运算,由此解决几何问题例题精讲:【例1】有一种大型商品,a、b两地都有出售,且价格相同,某地居民从两地之一购得商品后运回的费用是:每单位距离,a地的运费是b地运费的3倍已知a、b两地相距10千米,顾客购物的标准是总费用较低,求a、b两地的售货区域的分界线的曲线形状,并指出曲线上、曲线内、曲线外的居民如何选择购货地解:建立使a(5,0)、b(5,0)的直角坐标系,设单位距离的运费是a元. 若在a地购货费用较低,则:价格a地运费价格b地运费即 .a0, 8x28y2100x200y0.得(x)2y2()2 .两地购物区域的分界线是以点c(,0)为圆心,为半径的圆. 所以,在圆c内的居民从a地购物便宜,圆c外的居民从b地购物便宜,圆c上的居民从a、b两地购物总费用相等【例2】自点a(-3,3)发出的光线l射到x轴上,被x轴反射, 其反射光线所在的

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