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文檔簡介

1、平面幾何初步課程要求1.直線與方程(1)在平面直角坐標(biāo)系中,結(jié)合具體圖形,確定直線位置的幾 何要素.(2)理解直線的傾斜角和斜率的概念,掌握過兩點的直線斜率的計算公式.(3)能根據(jù)兩條直線的斜率判定這兩條直線平行或垂直.(4)掌握確定直線位置的幾何要素,掌握直線方程的幾種形式(點斜式、兩點式及一般式),了解斜截式與一次函數(shù)的關(guān)系.(5)能用解方程組的方法求兩條相交直線的交點坐標(biāo).(6)掌握兩點間的距離公式、點到直線的距離公式,會求兩條平行直線間的距離.2.圓與方程(1)掌握確定圓的幾何要素,掌握圓的標(biāo)準(zhǔn)方程與一般方程.(2)能根據(jù)給定直線、圓的方程判斷直線與圓的位置關(guān)系;能根據(jù)給定兩個圓的方程

2、判斷兩圓的位置關(guān)系.(3)能用直線和圓的方程解決一些簡單的問題.(4)初步了解用代數(shù)方法處理幾何問題的思想.3.空間直角坐標(biāo)系(1)了解空間直角坐標(biāo)系,會用空間直角坐標(biāo)表示點的位置.(2)會推導(dǎo)空間兩點間的距離公式.考情分析平面解析幾何是高中數(shù)學(xué)的一個基本知識點,我們學(xué)習(xí)它是為了后面學(xué)習(xí)空間幾何和圓錐曲線打基礎(chǔ)。但平面幾何作為一個考點,還是會在選擇題或填空題中出現(xiàn)一道,而且難度適中。 為了拿到這5分,并且為后面的解答題做準(zhǔn)備,我們需要牢牢掌握這部分基礎(chǔ)知識。知識梳理1一、 直線與方程1. 直線的傾斜角和斜率:傾斜角: x軸正向與直線向上方向之間所成的角叫直線的傾斜角。特別 地,當(dāng)直線與x軸平行

3、或重合時,我們規(guī)定它的傾斜角為0度。因此,傾斜角的取值范圍是0°<180直線的斜率:傾斜角不是90°的直線,它的傾斜角的正切叫做這條直線的斜率。直線的斜率常用k表示。斜率反映直線與軸的傾斜程度斜率的公式:給定兩點,則直線的斜率=平行與垂直:兩條直線,他們的斜率分別為2. 直線的方程點斜式:直線過點,且斜率為k,那么直線方程為: 斜截式:直線斜率為k,且與y軸交點為(0,b), 那么直線方程為: y=kx+b兩點式:直線過點,其中,那么直線方程為直線的一般方程:,(A,B不同是為0)3.兩點間的距離4.點到直線的距離 點到直線:的距離為:5. 兩條平行線間的距離已知兩條

4、平行線,則的距離為二、 圓與方程 1.圓的定義(1)在平面內(nèi),到定點的距離等于定長的點的集合叫做圓.(2)確定一個圓的要素是圓心和半徑.2.圓的方程(1)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程: ,其中圓心為A(a,b),半徑為r;(2)圓的一般方程:注:上述方程配方得:3.求圓的方程的一般步驟為:(1) 根據(jù)題意選擇標(biāo)準(zhǔn)方程或者一般方程;(2) 根據(jù)條件列出關(guān)于或者的方程組;(3) 解出或者代入標(biāo)準(zhǔn)方程或者一般方程.4.點與圓的關(guān)系:(1)若>則點M在圓外;(2)若,則點M在圓上; (3)若<,則點M在圓內(nèi).5.直線:與圓 的位置關(guān)系:(1)若圓心A到直線的距離,則直線與圓相離; (2)若圓心A到直線的距

5、離,則直線與圓相交; (3)若圓心A到直線的距離,則直線與圓相切;6.圓與圓的位置關(guān)系:設(shè)兩圓的連心線長為,則判別圓與圓的位置關(guān)系的依據(jù)有以下幾點:(1)當(dāng)時,圓與圓相離;(2)當(dāng)時,圓與圓外切;(3)當(dāng)時,圓與圓相交;注:當(dāng)圓與圓相交與A、B兩點時,上述方程相減即得直線AB方程.題型分類1. 求直線的方程:例. 如圖所示,已知兩條直線l1:x3y120,l2:3xy40,過定點P(1,2作一條直線l,分別與直線l1、l2 交于M、N兩點,若點P恰好是MN的中點,求直線l的方程。 解析:解法一 設(shè)所求直線l的方程為, 由得交點M的橫坐標(biāo)為, 由得交點N的橫坐標(biāo)為, 點P恰好是MN的中點, ,解

6、得。 所求直線l的方程為。 解法二 以確定斜率k,如圖所示, 設(shè) , , 所求直線l的方程為。 解法三 求M、N中的一點,運用“兩點確定一條直線”求l的方程。如圖所示,設(shè) 即 解得,即M(3,3) 直線MN的斜率為 所求直線l的方程為。 點評:解法一、解法二都是求斜率k,顯然解法二中引入中點坐標(biāo)的增量x、y,建立關(guān)于x,y,k的三個方程構(gòu)成的方程組,消去x、y,很快就求出了k,x、y在此扮演了參數(shù)的角色,可以看成是解法三的演變。不同的解題方法就是對同一個題目的不同角度的理解,通過對同一個題目的多種解法的研究,不僅有利于提高解題能力,也有利于提高對數(shù)學(xué)問題和數(shù)學(xué)概念、思想的理解深度。從而提高數(shù)學(xué)

7、素質(zhì)。2. 求圓的方程 例. 圓與y軸相切,圓心在直線x3y0上,且直線yx截圓所得弦長為,求此圓的方程。 解析:因圓與y軸相切,且圓心在直線上,故設(shè) 圓方程為 又因為直線截圓得弦長為 則有 解得b±1。故所求圓方程為 或。 點評:在解決求圓的方程這類問題時,應(yīng)當(dāng)注意以下幾點: (1)確定圓方程首先明確標(biāo)準(zhǔn)方程還是一般方程。 (2)根據(jù)幾何關(guān)系(如本例的相切、弦長等)建立方程求得 a , b , r 或 D , E , F。 (3)待定系數(shù)法的應(yīng)用,解答中要盡量減少未知量的數(shù)。3.直線與圓 例. 已知圓C:,直線l:0()。 (1)證明:無論m取什么實數(shù),直線l與圓C恒交于兩點; (

8、2)求直線l被圓C截得的弦長最小時的方程。 解析:(1)直線l的方程化為:。 因此,直線l過兩條直線和的交點,聯(lián)立這兩條直線的方程中解得交點為A(3,1),即直線l恒過定點A(3,1)。 又因, 故點A(3,1)在圓C的內(nèi)部,直線l與圓C恒交于兩點; (2)圓心為C(1,2),當(dāng)直線l被圓C截得的弦長最小時,有l(wèi)AC,由可得,因此直線l的方程為 。 點評:本題(1)的常規(guī)解法是聯(lián)立直線與圓的方程,證明方程組一定有解,或證明圓心到直線的距離小于圓的半徑;(2)的常規(guī)解法是聯(lián)立方程運用弦長公式討論何時取得最小值。這些做法的過程都非常復(fù)雜。因此,在解直線與圓的位置關(guān)系的問題時一定要充分利用圓的幾何性

9、質(zhì),以便盡快找到簡潔的解法,使問題的解決事半功倍。專項訓(xùn)練 例1. 自點 A(3,3)發(fā)出的光線l 射到x軸上,被 x 軸反射,其反射光線所在直線與圓x2y24x4y70相切,求光線 l 所在直線的方程。 解析:圓的方程可化為, 由光學(xué)原理可知,圓關(guān)于x軸的對稱圓必與l相切, 對稱圓方程為 設(shè)l的斜率為k(k必然存在)。 則l的方程, 即 由于l與圓相切,故 解得 故所求直線l的方程為或。 點評:求入射光線的方程可從反射光線的對稱入手;反之,將入射光線上的點通過反射面對稱后有助于求反射光線的方程。單純從求反射線(入射線)角度看也可利用入射角等于反射角的方法,確定反射線(入射線)的斜率。由此可以

10、看出確定直線的方程,要充分挖掘所求直線已具備的幾何(物理)特性,從而轉(zhuǎn)化到斜率或點上去。 例2. 已知兩條直線l1:axby40和l2:(a1)xyb0,求滿足下列條件的 a , b 的值。 (1) l1l2,且 l1 過點(3,1); (2)l1 l2且坐標(biāo)原點到這兩條直線的距離相等。 解析:(1)由已知可得的斜率必存在, 若,則 ,直線的斜率必不存在,即b0 又過(3,1) (不合題意)。 此種情況不存在,即 若,即都存在, , 又過點(3,1), 由聯(lián)立,解得a2,b2。 (2)的斜率也存在, 直線的斜率也存在, 又坐標(biāo)原點到這兩條直線的距離相等且, 在y軸上的截距互為相反數(shù)。 即 由聯(lián)

11、立解得 a、b的值為2和2或和2。 點評: 當(dāng)所求直線的方程中存在字母系數(shù),不僅要考慮到斜率存在的一般情況,也要考慮斜率不存在的特殊情況,對于(1),若用 l1l2A1A2B1B2=0可不用分類討論。 例3. 已知圓C:(x1)2(y2)22,P點坐標(biāo)為(2,1),過點P作圓C的切線,切點為A、B。 (1)求直線PA、PB的方程; (2)求過P點的圓的切線長; (3)求直線 AB 的方程。 解析:(1)如圖所示,設(shè)過P點的圓的切線方程為, 即 圓心(1,2)到直線的距離為。 即 所求的切線方程為或, 即或; (2)在RtPCA中, 過P點的圓C的切線長為; (3)由得 由 得B(0,1) 直線AB的方程是。 點評:過圓外一點作圓的切線必有兩條,在求圓的切線方程時,有時會遇到切線斜率不存在的情況,如過圓x2y2=4外一點(2,3)作圓的切線,切線方程為5x12y26=0,此時要注意斜率不存在的切線不要漏掉。 本例(3)中直線AB的方程是通過求切點A、B的坐標(biāo)寫出來的。事實上,過圓(xa)2(yb)2r2外一點P(x0,y0)作圓的切線,經(jīng)過兩切點的直線方程為(x0a)(xa)(y0b)(yb)=r2。其證明思路有三: 思路一:設(shè)切點A

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