第39讲 圆与方程(解析版)2021年新高考数学一轮专题复习(新高考专版)

第39讲 圆与方程(解析版)2021年新高考数学一轮专题复习(新高考专版)
第39讲 圆与方程(解析版)2021年新高考数学一轮专题复习(新高考专版)

第39讲圆与方程

一、考情分析

1、掌握确定圆的几何要素;

2、掌握圆的标准方程与一般方程.

二、知识梳理

1.圆的定义和圆的方程

2.点与圆的位置关系

平面上的一点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2之间存在着下列关系:

(1)|MC|>r?M在圆外,即(x0-a)2+(y0-b)2>r2?M在圆外;

(2)|MC|=r?M在圆上,即(x0-a)2+(y0-b)2=r2?M在圆上;

(3)|MC|<r?M在圆内,即(x0-a)2+(y0-b)2<r2?M在圆内.

[微点提醒]

1.圆心在坐标原点半径为r的圆的方程为x2+y2=r

2.

2.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径端点的圆的方程为(x-x1)·(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.

三、经典例题

考点一圆的方程

【例1】(1)(一题多解)在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为

________________.

(2)(一题多解)已知圆C的圆心在直线x+y=0上,圆C与直线x-y=0相切,且在直线x-y-3=0上截得的弦长为6,则圆C的方程为________.

【答案】(1)x 2+y 2-2x =0 (2)(x -1)2+(y +1)2=2

【解析】 (1)法一 设圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0),

则???F =0,

1+1+D +E +F =0,4+2D +F =0,

解得D =-2,E =0,F =0, 故圆的方程为x 2+y 2-2x =0.

法二 设O (0,0),A (1,1),B (2,0),则k OA =1,k AB =-1,所以k OA ·k AB =-1,即OA ⊥AB ,所以△OAB 是以角A 为直角的直角三角形,则线段BO 是所求圆的直径,则圆心为C (1,0),半径r =1

2|OB |=1,圆的方程为(x -1)2+y 2=1,即x 2+y 2-2x =0. (2)法一 ∵所求圆的圆心在直线x +y =0上, ∴设所求圆的圆心为(a ,-a ). 又∵所求圆与直线x -y =0相切, ∴半径r =

2|a |

2

=2|a |. 又所求圆在直线x -y -3=0上截得的弦长为6,圆心(a ,-a )到直线x -y -3=0的距离d =|2a -3|

2

, ∴d 2

+? ??

??622=r 2,即(2a -3)22+32=2a 2

,解得a =1,

∴圆C 的方程为(x -1)2+(y +1)2=2.

法二 设所求圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),则圆心(a ,b )到直线x -y -3=0的距离d =|a -b -3|

2

, ∴r 2=(a -b -3)2

2+

? ??

??

622

,即2r 2=(a -b -3)2+3.① 由于所求圆与直线x -y =0相切,∴(a -b )2=2r 2.② 又∵圆心在直线x +y =0上,∴a +b =0.③

联立①②③,解得???a =1,

b =-1,r =2,

故圆C 的方程为(x -1)2+(y +1)2=2.

法三 设所求圆的方程为x 2

+y 2

+Dx +Ey +F =0,则圆心为? ??

??-D

2,-E 2,半径r =12

D 2+

E 2-4

F ,

∵圆心在直线x +y =0上,∴-D 2-E

2=0,即D +E =0,① 又∵圆C 与直线x -y =0相切, ∴??????-D 2+E 22=12D 2+E 2-4F ,

即(D -E )2=2(D 2+E 2-4F ), ∴D 2+E 2+2DE -8F =0.②

又知圆心? ????-D

2,-E 2到直线x -y -3=0的距离d =?????

?-D 2+E 2-32,

由已知得d 2+? ??

??

622

=r 2,

∴(D -E +6)2+12=2(D 2+E 2-4F ),③

联立①②③,解得???D =-2,

E =2,

F =0,

故所求圆的方程为x 2+y 2-2x +2y =0, 即(x -1)2+(y +1)2=2.

规律方法 求圆的方程时,应根据条件选用合适的圆的方程.一般来说,求圆的方程有两种方法: (1)几何法,通过研究圆的性质进而求出圆的基本量.确定圆的方程时,常用到的圆的三个性质:①圆心在过切点且垂直切线的直线上;②圆心在任一弦的中垂线上;③两圆内切或外切时,切点与两圆圆心三点共线;

(2)代数法,即设出圆的方程,用待定系数法求解. 考点二 与圆有关的最值问题

角度1 斜率型、截距型、距离型最值问题

【例2-1】 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y -x 的最大值和最小值;

(3)求x2+y2的最大值和最小值.

【解析】原方程可化为(x-2)2+y2=3,表示以(2,0)为圆心,3为半径的圆.

(1)y

x的几何意义是圆上一点与原点连线的斜率,

所以设y

x=k,即y=kx.

当直线y=kx与圆相切时,斜率k取最大值或最小值,此时|2k-0|

k2+1

=3,解得k=±3(如图1).

所以y

x的最大值为3,最小值为- 3.

(2)y-x可看作是直线y=x+b在y轴上的截距,当直线y=x+b与圆相切时,纵截距b取得最

大值或最小值,此时|2-0+b|

2

=3,解得b=-2±6(如图2).

所以y-x的最大值为-2+6,最小值为-2- 6.

(3)x2+y2表示圆上的一点与原点距离的平方,由平面几何知识知,在原点和圆心连线与圆的两个交点处取得最大值和最小值(如图3).

又圆心到原点的距离为(2-0)2+(0-0)2=2,

所以x2+y2的最大值是(2+3)2=7+43,x2+y2的最小值是(2-3)2=7-4 3.

规律方法把有关式子进行转化或利用所给式子的几何意义解题,充分体现了数形结合以及转化的数学思想,其中以下几类转化较为常见:

(1)形如m=y-b

x-a

的最值问题,可转化为动直线斜率的最值问题;

(2)形如m=ax+by的最值问题,可转化为动直线截距的最值问题;

(3)形如m=(x-a)2+(y-b)2的最值问题,可转化为两点间距离的平方的最值问题. 角度2利用对称性求最值

【例2-2】已知圆C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圆C2:(x-3)2+(y-4)2=9,M,N分别是圆C1,C2上的动点,P为x轴上的动点,则|PM|+|PN|的最小值为()

A.52-4

B.17-1

C.6-2 2

D.17

【答案】A

【解析】P是x轴上任意一点,则|PM|的最小值为|PC1|-1,同理|PN|的最小值为|PC2|-3,则|PM|+|PN|的最小值为|PC1|+|PC2|-4.作C1关于x轴的对称点C′1(2,-3).所以|PC1|+|PC2|=|PC1′|+|PC2|≥|C1′C2|=52,即|PM|+|PN|=|PC1|+|PC2|-4≥52-4.

规律方法求解形如|PM|+|PN|(其中M,N均为动点)且与圆C有关的折线段的最值问题的基本思路:

(1)“动化定”,把与圆上动点的距离转化为与圆心的距离;

(2)“曲化直”,即将折线段之和转化为同一直线上的两线段之和,一般要通过对称性解决.

考点三与圆有关的轨迹问题

【例3】已知圆x2+y2=4上一定点A(2,0),B(1,1)为圆内一点,P,Q为圆上的动点.

(1)求线段AP中点的轨迹方程;

(2)若∠PBQ=90°,求线段PQ中点的轨迹方程.

【解析】(1)设AP的中点为M(x,y),由中点坐标公式可知,P点坐标为(2x-2,2y).

因为P点在圆x2+y2=4上,

所以(2x-2)2+(2y)2=4.

故线段AP中点的轨迹方程为(x-1)2+y2=1(x≠2).

(2)设PQ的中点为N(x,y).

在Rt△PBQ中,|PN|=|BN|.

设O为坐标原点,连接ON,则ON⊥PQ,

所以|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2,

所以x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4.

故线段PQ中点的轨迹方程为

x2+y2-x-y-1=0.

规律方法求与圆有关的轨迹问题时,根据题设条件的不同常采用以下方法:

(1)直接法,直接根据题目提供的条件列出方程;

(2)定义法,根据圆、直线等定义列方程; (3)几何法,利用圆的几何性质列方程;

(4)代入法,找到要求点与已知点的关系,代入已知点满足的关系式等. [方法技巧]

1.确定一个圆的方程,需要三个独立条件.“选形式、定参数”是求圆的方程的基本方法,是指根据题设条件恰当选择圆的方程的形式,进而确定其中的三个参数.

2.解答圆的问题,应注意数形结合,充分运用圆的几何性质,简化运算.

3.求圆的方程需要三个独立条件,所以不论是设哪一种圆的方程都要列出系数的三个独立方程.

4.熟练掌握配方法,能把圆的一般方程化为标准方程.

四、 课时作业

1.圆2221x y y ++=的半径为( )

A .1

B

C .2

D .4

【答案】B

【解析】由题意得,圆2

2

21x y y ++=,可化为22

(1)2x y ++=,所以R =,故选B .

2.设(2,1),

(4,1)A B -,则以线段AB 为直径的圆的方程是( )

A .22(3)2x y -+=

B .22(3)8x y -+=

C .22(3)2x y ++=

D .22(3)8x y ++=

【答案】A

【解析】AB 的中点坐标为(3,0),圆的半径为||2AB r ===

所以圆的方程为22

(3)2x y -+=.

3.圆心在y 轴上,半径为1,且过点()1

2,的圆的方程是( ) A .()2

221x y +-= B .()2

221x y ++= C .()()2

2

131x y -+-= D .()2

231x y +-=

【答案】A

【解析】因为圆心在y 轴上,所以可设所求圆的圆心坐标为()0,b ,则圆的方程为2

2

()1x y b +-=,又点()1

2,

在圆上,所以()2

121b +-=,解得2b =.

4.已知圆的一条直径的端点分别是()0,0A ,()2,4B ,则此圆的方程是( ) A .()()22

125x y -+-= B .()()22

1225x y -+-= C .()2

255x y -+= D .()2

2525x y -+=

【答案】A 【解析】

直径两端点为()()0,0,2,4 ∴圆心坐标为()1,2

圆的半径()

()2

2

51020r =

-+-=,

∴圆的方程为:()()2

2

125x y -+-=.

5.若方程2220x y a ++=表示圆,则实数a 的取值范围为( ) A .0a < B .0a = C .0a ≤ D .0a >

【答案】A

【解析】由题2

2

2x y a +=-,则20a ->解得0a < 6.圆是心直线的定点为圆心,半径

,则圆的方程为( )

A .

B .

C .

D .

【答案】A 【解析】由有

,所以直线过定点

,则所求

圆的方程为

,故选择A.

7.圆的方程为222100x y x y +++-=,则圆心坐标为( ) A .(1,1)- B .1(,1)2

-

C .(1,2)-

D .1

(,1)2

-

- 【答案】D

【解析】将2

2

2100x y x y +++-=配方,化为圆的标准方程可得()2

211451110244x y ??+++=++= ??

?, 即可看出圆的圆心为1

(,1)2

-

-.

8.圆心为()3,1,半径为5的圆的标准方程是( ) A .()()22

315x y +++= B .()()22

3125x y +++= C .()()22

315x y -+-= D .()()2

2

3125x y -+-=

【答案】D

【解析】∵所求圆的圆心为()3,1,半径为5, ∴所求圆的标准方程为:()()22

3125x y -+-=, 9.圆()()2

2

234x y -++=的圆心和半径分别是( ). A .()2,3-,4 B .()2,3-,4

C .()2,3-,2

D .()2,3-,2

【答案】C

【解析】()()2

2

234x y -++=,即为()()2

2

22(3)2x y -+--=,∴圆的圆心为()2,3-,半径为2,

10.过点()()1,1,1,1A B --,且圆心在直线20x y +-=上的圆的方程是() A .()()22

314x y -++= B .()()22

314x y ++-= C .()()22

114x y -+-= D .()()2

2

114x y +++=

【答案】C

【解析】本题作为选择题,可采用排除法,根据圆心在直线20x y +-=上,排除B 、D , 点()1,1B -在圆上,排除A

11.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆A :22(1)1x y -+=,点B (3,0),过动点P 引圆A 的切线,切点为T .若

PT PB ,则动点P 的轨迹方程为( ) A .2214180x y x +-+= B .2214180x y x +++= C .2210180x y x +-+= D .2210180x y x +++=

【答案】C

【解析】设P (x ,y ),∵PT ,∴PT 2=2PB 2 ∴2

2

2

2

(1)12[(3)]x y x y -+-=-+

整理得:22

10180x y x +-+=.

12.若2220x y x y k +-++= 是圆的方程,则实数k 的取值范围是() A .k<5 B .k<

54

C .k<

32

D .k>

32

【答案】B

【解析】22

20x y x y k +-++=是圆的方程,则有22

5(2)140,4

k k -+-><

解得 故选B

13.方程x 2+y 2+ax ﹣2by +c =0表示圆心为C (2,2),半径为2的圆,则a ,b ,c 的值依次为( ) A .4、2、4 B .﹣4、2、4 C .﹣4、2、﹣4 D .4、﹣2、﹣4

【答案】B

【解析】x 2+y 2+ax ﹣2by +c =0可化为:()2

2

2224a a x y b b c ??++-=+- ??

? 2

222244

a

b a b

c ?-=??∴=???+-=?,解得4,2,4a b c =-== 14.已知点(,)P x y 为圆C :22680x y x +-+=上的一点,则2

2x y +的最大值是( )

A .2

B .4

C .9

D .16

【答案】D

【解析】由圆的方程可知圆心为()3,0,半径为1.

22x y +可看作点()(),,0,0P x y O 距离的平方即2

OP

1OP ≤

即4OP ≤,故22

x y +的最大值为16,故选:D.

15.当点P 在圆221x y +=上变动时,它与定点()3,0Q -的连线PQ 的中点的轨迹方程是( ) A .()2234x y ++= B .()2231x y -+= C .()222341x y -+= D .()2

22341x y ++= 【答案】D

【解析】设PQ 中点的坐标为(),x y ,则()23,2P x y +,

因为点P 在圆2

2

1x y +=上,故()()222321x y ++=,整理得到()2

22341x y ++=.

16.已知直线ax +by +c -1=0(b ,c >0)经过圆x 2+y 2-2y -5=0的圆心,则4

b +1c

的最小值是( ) A .9 B .8 C .4 D .2

【答案】A

【解析】圆x 2+y 2-2y -5=0化成标准方程,得x 2+(y -1)2=6, 所以圆心为C (0,1).

因为直线ax +by +c -1=0经过圆心C ,所以a ×0+b ×1+c -1=0,即b +c =1. 因此

4b +1c =(b +c )(4

b +1

c )=4c b +b c

+5. 因为b ,c >0,所以

4c b +b c ≥24c b

b c

?=4. 当且仅当

4c b =b

c

时等号成立. 由此可得b =2c ,且b +c =1,即b =2

3

, c =

13时,4

b +1c

取得最小值9.

17.已知半径为1的圆经过点(3,4),则其圆心到原点的距离的最小值为( ). A .4 B .5 C .6 D .7

【答案】A

【解析】设圆心(),C x y ,则

()()

22

341x y -+-=,

化简得()()2

2

341x y -+-=,

所以圆心C 的轨迹是以(3,4)M 为圆心,1为半径的圆,

所以||1||OC OM +

≥5==,所以||514OC ≥-=, 当且仅当C 在线段OM 上时取得等号,故选:A.

18.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题一“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为2

2

2x y +≤,若将军从点()3,0A 处出

发,河岸线所在直线方程为4x y +=,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为( ). A

.B

C

D

.3

【答案】B

【解析】由题点()3,0A 和军营所在区域在河岸线所在直线方程的同侧,

设点()3,0A 关于直线4x y +=的对称点(,)A a b '

AA '中点3(

,)22

a b

M +在直线4x y +=上, 3422

01

3a b

b a +?+=???

-?=?-?

解得:41a b =??=?,即(4,1)A ',设将军饮马点为P ,到达营区点为B ,则总路程PB PA PB PA '+=+,要使路程最短,只需PB PA '+最短,即点A '到军营的最短距离,即点A '到

222x y +≤

区域的最短距离为:OA '=19.设点P 为圆22:(1)4C x y -+=上的任意一点,点(2,3)Q a a -()a R ∈,则线段PQ 长度的最小值为( ) A

2 B

C

2

D

1

【答案】C

【解析】设点(),Q x y ,则2,3x a y a ==-,化简可得:260x y --= 即点Q 在直线260x y --=上,

圆C 的圆心()1,0到直线260x y --=

的距离为d =

=,

则线段PQ 长度的最小值为52-

20.如图,矩形ABCD 中,4AB =,3AD =,M ,N 分别为边BC ,CD 上的动点,P 为MN 的中点,且2MN =.则AP 长度的最小值为( )

A 13

B .32

C .4

D .5【答案】C

【解析】以AB 为x 轴,以AD 为y 轴建立直角坐标系,

设()4,M y ,(),3N x ,43,2

2x y P ++??

∴ ???

()()22

2434MN x y ∴=-+-=

,x y 表示以()4,3为圆心,半径为2的圆上的点,

()()

22

22

43143222x y AP x y ++????

=+=+++ ? ?

????

∴AP 表示圆上的点到()4,3--距离的一半,

()4,3--到()4,32

2

44

33

10,

min

102

42

AP .

21.(多选题)已知曲线22

:1C mx ny +=.( )

A .若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上

B .若m =n >0,则

C n

C .若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为m

y x n

=- D .若m =0,n >0,则C 是两条直线

【答案】ACD

【解析】对于A ,若0m n >>,则22

1mx ny +=可化为22

111

x y m n

+=, 因为0m n >>,所以

11m n

<, 即曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆,故A 正确;

对于B ,若0m n =>,则22

1mx ny +=可化为22

1x y n

+=

, 此时曲线C

表示圆心在原点,半径为

n

的圆,故B 不正确; 对于C ,若0mn <,则22

1mx ny +=可化为22

111

x y m n

+=, 此时曲线C 表示双曲线, 由2

2

0mx ny +=

可得y =,故C 正确; 对于D ,若0,0m n =>,则22

1mx ny +=可化为2

1y n

=

y =C 表示平行于x 轴的两条直线,故D 正确; 22.(多选题)瑞士著名数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中作△ABC ,AB =AC =4,点B (-1,3),点C (4,-2),且

其“欧拉线”与圆M :222

(3)x y r -+=相切,则下列结论正确的是( )

A .圆M 上点到直线30x y -+=的最小距离为

B .圆M 上点到直线30x y -+=的最大距离为

C .若点(x ,y )在圆M

上,则x +

的最小值是3-

D .圆22(1)()8x a y a --+-=与圆M 有公共点,则a

的取值范围是[1-+ 【答案】ACD

【解析】由AB =AC 可得△ABC 外心、重心、垂心均在线段BC 的垂直平分线上,即△ABC 的“欧拉线”即为线段BC 的垂直平分线,

由点B (-1,3),点C (4,-2)可得线段BC 的中点为31,22??

???

,且直线的BC 的斜率32114BC k +==---,

所以线段BC 的垂直平分线的斜率1k =, 所以线段BC 的垂直平分线的方程为13

22

y x -

=-即10x y --=, 又圆M :2

2

2

(3)x y r -+=的圆心为()3,0,半径为r ,

所以点()3,0到直线10x y --=r ==,

所以圆M :2

2

(3)2x y -+=,

对于A 、B ,圆M 的圆心()3,0到直线30x y -+=的距离d =

=,所以圆上的点到直线30

x y -+=

的最小距离为-==A 正确,B 错误;

对于C ,令z x =+即0x z +-=,当直线0x z +-=与圆M 相切时,圆心()3,0到直线的距离

32

z

-=,解得3z =+3z =-,则x 的最小值是3-,故C 正确;

对于D ,圆2

2

(1)()8x a y a --+-=圆心为()1,a a +,半径为M 有公共点,则

≤即()2

22218a a ≤-+≤,解得11a -≤+D 正

确.

23.(多选题)已知圆M 的一般方程为22

860x y x y +-+=,则下列说法正确的是( )

A .圆M 的圆心为()4,3-

B .圆M 被x 轴截得的弦长为8

C .圆M 的半径为5

D .圆M 被y 轴截得的弦长为6 【答案】ABCD

【解析】由圆M 的一般方程为2

2

860x y x y +-+=,则圆2

2

2

:(4)(3)5M x y -++=,

故圆心为(4,3)-,半径为5,则AC 正确;

令0x =,得0y =或6y =-,弦长为6,故D 正确; 令0y =,得0x =或8x =,弦长为8,故B 正确.

24.(多选题)以直线240x y +-=与两坐标轴的一个交点为圆心,过另一个交点的圆的方程可能为( ) A .22(4)20x y +-= B .22(4)20x y -+= C .22(2)20x y +-= D .22(2)20x y -+=

【答案】AD

【解析】解:令0x =,则4y =;令0y =,则2x =.所以设直线240x y +-=与两坐标轴的交点分别为

()()0,4,2,0A B

.AB ==以A 为圆心,过B 点的圆的方程为:()2

2420x y +-=.以B 为圆心,过A 点的圆的方程为:

()

2

2220x y -+=.

25.(多选题)下列说法中正确的是( ) A .若两条直线互相平行,那么它们的斜率相等

B .方程()()()()211211x x y y y y x x --=--能表示平面内的任何直线

C .圆22240x y x y ++-=的圆心为()1,2-

D .若直线()2320t x y t -++=不经过第二象限,则t 的取值范围是30,2??????

【答案】BD

【解析】对于A ,若两条直线均平行于y 轴,则两条直线斜率都不存在,A 错误; 对于B ,若直线不平行于坐标轴,则原方程可化为

11

2121

y y x x y y x x --=--,为直线两点式方程;当直线平行于x 轴,则原方程可化为1y y =;当直线平行于y 轴,则原方程可化为1x x =;

综上所述:方程()()()()211211x x y y y y x x --=--能表示平面内的任何直线,B 正确; 对于C ,圆的方程可整理为()()2

2

125x y ++-=,则圆心为()1,2-,C 错误;

对于D,若直线不经过第二象限,则23

0 2

2

t

t

-

?

-≥

??

?

?-≤

??

,解得:

3

2

t≤≤,D正确. 26.设圆的方程为22450

x y x

+--=

(1)求该圆的圆心坐标及半径.

(2)若此圆的一条弦AB的中点为(3,1)

P,求直线AB的方程.

【解析】(1)由圆的方程为22450

x y x

+--=

则()22

29

x y

-+=

所以可知圆心()

2,0

C,半径3

r=

(2)由弦AB的中垂线为CP,则

10

1

32

CP

k

-

==

-

所以可得1

AB

k=-,

故直线AB的方程为:()()

113

y x

-=--

即40

x y

+-=

27.已知圆心为C(4,3)的圆经过原点O.

(1)求圆C的方程;

(2)设直线3x﹣4y+15=0与圆C交于A,B两点,求△ABC的面积.

【解析】解:(1)圆C的半径为22

345

OC=+=,

从而圆C的方程为(x﹣4)2+(y﹣3)2=25;

(2)作CD⊥AB于D,则CD平分线段AB,

在直角三角形ADC 中,由点到直线的距离公式,得|CD |=3,

所以4AD =

=,

所以|AB |=2|AD |=8, 所以△ABC 的面积1

122

S AB CD =

=. 28.已知动点M 到两定点11A (,),()2,2B

. (1)求动点M 的轨迹C 的方程;

(2)过曲线C 上任意一点P 作与直线:260l x y +-=夹角为30的直线,交l 于点Q ,求PQ 的最大值和最小值.

【解析】解:(1)设(,)M x y

=

, 化简得2

2

2

2

2(1)2(1)(2)(2)x y x y -+-=-+-, ∴2

2

4x y +=.

即动点M 的轨迹C 的方程为2

2

4x y +=.

(2)记圆C 上任意一点P 到直线l 的距离为d ,因为直线PQ 与直线l 夹角为30,所以||2PQ d =.

∵圆心()0,0C 到直线l

=C 的半径为2,

∴max 2d =

+,min 2d =-,

∴max ||45

PQ =

+,min ||45PQ =-.

高中数学-必修二-圆与方程-经典例题

习题精选精讲圆标准方程 已知圆心),(b a C 和半径r ,即得圆的标准方程222 )() (r b y a x =-+-;已知圆的标准方程222)()(r b y a x =-+-,即得圆心 ),(b a C 和半径r ,进而可解得与圆有关的任何问题. 一、求圆的方程 例1 (06重庆卷文) 以点)1,2(-为圆心且与直线0543=+-y x 相切的圆的方程为( ) (A)3)1()2(22=++-y x (B)3)1()2(2 2=-++y x (C)9)1() 2(22 =++-y x (D)9)1()2(22=-++y x 解 已知圆心为)1,2(-,且由题意知线心距等于圆半径,即2 243546+++= d r ==3,∴所求的圆方程为9)1()2(22=++-y x , 故选(C). 点评:一般先求得圆心和半径,再代入圆的标准方程222 )()(r b y a x =-+-即得圆的方程. 二、位置关系问题 例2 (06安徽卷文) 直线1=+y x 与圆0222=-+ay y x )0(>a 没有公共点,则a 的取值范围是( ) (A))12,0(- (B ))12,12( +- (C))12,12(+-- (D))12, 0(+ 解 化为标准方程222 )(a a y x =-+,即得圆心),0(a C 和半径a r =. ∵直线 1=+y x 与已知圆没有公共点,∴线心距a r a d =>-= 2 1,平方去分母得 2 2212a a a >+-,解得 1212-<<--a ,注意到0>a ,∴120-<r d 线圆相离;?=r d 线圆相切;?

人教版数学-高中数学竞赛标准教材10第十章 直线与圆的方程讲义.

第十章 直线与圆的方程 一、基础知识 1.解析几何的研究对象是曲线与方程。解析法的实质是用代数的方法研究几何.首先是通过映射建立曲线与方程的关系,即如果一条曲线上的点构成的集合与一个方程的解集之间存在一一映射,则方程叫做这条曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线。如x 2+y 2=1是以原点为圆心的单位圆的方程。 2.求曲线方程的一般步骤:(1)建立适当的直角坐标系;(2)写出满足条件的点的集合;(3)用坐标表示条件,列出方程;(4)化简方程并确定未知数的取值范围;(5)证明适合方程的解的对应点都在曲线上,且曲线上对应点都满足方程(实际应用常省略这一步)。 3.直线的倾斜角和斜率:直线向上的方向与x 轴正方向所成的小于1800的正角,叫做它的倾斜角。规定平行于x 轴的直线的倾斜角为00,倾斜角的正切值(如果存在的话)叫做该直线的斜率。根据直线上一点及斜率可求直线方程。 4.直线方程的几种形式:(1)一般式:Ax+By+C=0;(2)点斜式:y-y 0=k(x-x 0);(3)斜截式:y=kx+b ;(4)截距式: 1=+b y a x ;(5)两点式:1 21121y y y y x x x x --= --;(6)法线式方程:xcos θ+ysin θ=p (其中θ为法线倾斜角,|p|为原点到直线的距离);(7)参数式:?????+=+=θ θ sin cos 00t y y t x x (其中θ为该直线 倾斜角),t 的几何意义是定点P 0(x 0, y 0)到动点P (x, y )的有向线段的数量(线段的长度前添加正负号,若P 0P 方向向上则取正,否则取负)。 5.到角与夹角:若直线l 1, l 2的斜率分别为k 1, k 2,将l 1绕它们的交点逆时针旋转到与l 2重合所转过的最小正角叫l 1到l 2的角;l 1与l 2所成的角中不超过900的正角叫两者的夹角。若记到角为θ,夹角为α,则tan θ= 2 11 21k k k k +-,tan α= 2 1121k k k k +-. 6.平行与垂直:若直线l 1与l 2的斜率分别为k 1, k 2。且两者不重合,则l 1//l 2的充要条件是k 1=k 2;l 1⊥l 2的充要条件是k 1k 2=-1。 7.两点P 1(x 1, y 1)与P 2(x 2, y 2)间的距离公式:|P 1P 2|= 2 21221)()(y y x x -+-。 8.点P(x 0, y 0)到直线l: Ax+By+C=0的距离公式:2 2 00| |B A C By Ax d +++= 。 9.直线系的方程:若已知两直线的方程是l 1:A 1x+B 1y+C 1=0与l 2:A 2x+B 2y+C 2=0,则过l 1, l 2交点的直线方程为A 1x+B 1y+C 1+λ(A 2x+B 2y+C 2=0;由l 1与l 2组成的二次曲线方程为(A 1x+B 1y+C 1)(A 2x+B 2y+C 2)=0;与l 2平行的直线方程为A 1x+B 1y+C=0(1 C C ≠). 10.二元一次不等式表示的平面区域,若直线l 方程为Ax+By+C=0. 若B>0,则Ax+By+C>0表示的区域为l 上方的部分,Ax+By+C<0表示的区域为l 下方的部分。 11.解决简单的线性规划问题的一般步骤:(1)确定各变量,并以x 和y 表示;(2)写出线性约束条件和线性目标函数;(3)画出满足约束条件的可行域;(4)求出最优解。 12.圆的标准方程:圆心是点(a, b),半径为r 的圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r 2,其参数方程为 ?? ?+=+=θ θsin cos r b y r a x (θ为参数)。

【精品】高中数学 选修1-1_双曲线及其标准方程_ 知识点讲解 讲义+巩固练习(含答案)提高

双曲线及其标准方程 【学习目标】 1.知识与技能: 从具体情境中抽象出双曲线的模型;掌握双曲线的定义、标准方程及几何图形;能正确推导双曲线的标准方程. 2.过程与方法: 学生亲自动手尝试画图、发现双曲线的形成过程进而归纳出双曲线的定义、图象和标准方程. 3.情感态度与价值观: 了解双曲线的实际背景,感受双曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用,进一步感受数形结合的基本思想在解析几何中的作用. 【要点梳理】 要点一:双曲线的定义 把平面内到两定点1F 、2F 的距离之差的绝对值等于常数(大于零且小于12F F )的点的集合叫作双曲线. 定点1F 、2F 叫双曲线的焦点,两个焦点之间的距离叫作双曲线的焦距. 要点诠释: 1. 双曲线的定义中,常数应当满足的约束条件:常数=1212PF PF F F -<,这可以借助于三角形中边的相关性质“两边之差小于第三边”来理解; 2. 若常数分别满足以下约束条件,则动点的轨迹各不相同: 若 常数=1212PF PF F F -<(常数0>),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点2F 的一支; 若 常数=2112PF PF F F -<(常数0>),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点1F 的一支. 若 常数=1212PF PF F F -=,则动点轨迹是以F 1、F 2为端点的两条射线(包括端点); 若 常数=1212PF PF F F ->,则动点轨迹不存在; 若 常数=12=0PF PF -,则动点轨迹为线段F 1F 2的垂直平分线. 要点二:双曲线的标准方程

1.双曲线的标准方程 2.标准方程的推导 如何建立双曲线的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分为4步:建系、设点、列式、化简. (1)建系 取过焦点F1、F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系. (2)设点 设M(x,y)为双曲线上任意一点,双曲线的焦距是2c(c>0),那么F1、F2的坐标分别是(-c,0)、(c,0). (3)列式 设点M与F1、F2的距离的差的绝对值等于常数2a. 由定义可知,双曲线就是集合:P={M||M F1|-|M F2||=2a}={M|M F1|-|M F2|=±2a}. ∵2222 12 ||(),||(), MF x c y MF x c y ++=-+ ∴2222 ()()2 x c y x c y a ++-+=± (4)化简 将这个方程移项,得 当焦点在x轴上时, 22 22 1 x y a b -=(0,0) a b >>,其中222 c a b =+; 当焦点在y轴上时, 22 22 1 y x a b -=(0,0) a b >>,其中222 c a b =+

全国高考数学直线与圆的方程试题汇编

全国高考数学直线与圆的方程试题汇编 一、选择题: 1.(全国Ⅱ卷文科3)原点到直线052=-+y x 的距离为 ( D ) A .1 B .3 C .2 D .5 2.(福建文科2)“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直”的 ( C ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 3.(四川理科4文科6)将直线3y x =绕原点逆时针旋转90?,再向右平移1个单位,所得到的直线 为 ( A ) A .1133 y x =- + B .1 13 y x =- + C .33y x =- D .1 13 y x = + 解析:本题有新意,审题是关键.旋转90?则与原直线垂直,故旋转后斜率为13 -.再右移1得 1 (1)3 y x =--. 选A .本题一考两直线垂直的充要条件,二考平移法则.辅以平几背景之旋转变换. 4.(全国I 卷理科10)若直线 1x y a b +=通过点(cos sin )M αα,,则 ( B ) A .2 2 1a b +≤ B .22 1a b +≥ C .22111a b +≤ D . 2 211 1a b +≥ 5.(重庆理科7)若过两点P 1(-1,2),P 2(5,6)的直线与x 轴相交于点P ,则点P 分有向线段12PP 所成的 比λ的值为 ( A ) A .- 13 B .- 15 C . 15 D . 13 (重庆文科4)若点P 分有向线段AB 所成的比为- 1 3,则点B 分有向线段PA 所成的比是( A ) A .- 32 B .- 12 C .12 D .3 6.(安徽理科8文科10)若过点(4,0)A 的直线l 与曲线2 2 (2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率 的取值范畴为 ( C ) A .[ B .( C .[ D .( 7.(辽宁文、理科3)圆2 2 1x y +=与直线2y kx =+没有.. 公共点的充要条件是 ( C )

高中数学圆的方程典型例题

高中数学圆的方程典型例题 类型一:圆的方程 例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系. 分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内. 解法一:(待定系数法) 设圆的标准方程为222)()(r b y a x =-+-. ∵圆心在0=y 上,故0=b . ∴圆的方程为2 22)(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点. ∴?????=+-=+-2 22 24)3(16)1(r a r a 解之得:1-=a ,202 =r . 所以所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径) 因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为 13 12 4-=--= AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x . 又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(22=++= =AC r . 故所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为 r PC d >=++==254)12(22. ∴点P 在圆外. 说明:本题利用两种方法求解了圆的方程,都围绕着求圆的圆心和半径这两个关键的量,然后根据圆心与定点之间的距离和半径的大小关系来判定点与圆的位置关系,若将点换成直线又该如何来判定直线与圆的位置关系呢?

人教版必修二数学圆与方程知专题讲义

人教版必修二圆与方程专题讲义 一、标准方程 ()()2 2 2x a y b r -+-= 1.求标准方程的方法——关键是求出圆心(),a b 和半径r 2.特殊位置的圆的标准方程设法(无需记,关键能理解) 二、一般方程 ( )222 2040x y D x E y F D E F ++++=+- > 1.220Ax By Cxy Dx Ey F +++++=表示圆方程,则 2222 0004040A B A B C C D E AF D E F A A A ? ? =≠=≠????=?=????+->??????+-?> ? ?????? ? 2.求圆的一般方程方法 ①待定系数:往往已知圆上三点坐标 ②利用平面几何性质

涉及点与圆的位置关系:圆上两点的中垂线一定过圆心 涉及直线与圆的位置关系:相切时,利用到圆心与切点的连线垂直直线;相交时,利用到点到直线的距离公式及垂径定理 3.2240D E F +->常可用来求有关参数的范围 三、点与圆的位置关系 1.判断方法:点到圆心的距离d 与半径r 的大小关系 d r ?点在圆外 2.涉及最值: (1)圆外一点B ,圆上一动点P ,讨论PB 的最值 min PB BN BC r ==- max PB BM BC r ==+ (2)圆内一点A ,圆上一动点P ,讨论PA 的最值 min PA AN r AC ==- max PA AM r AC ==+ 思考:过此A 点作最短的弦?(此弦垂直AC ) 3.以1122(,),(,)A x y B x y 两点为直径的圆方程为 1212()()()()0x x x x y y y y --+--= 四、直线与圆的位置关系 1.判断方法(d 为圆心到直线的距离) (1)相离?没有公共点?0d r ? (2)相切?只有一个公共点?0d r ?=?= (3)相交?有两个公共点?0d r ?>?< 2.直线与圆相切 (1)知识要点 ①基本图形

高中数学圆的方程典型例题及详细解答

新课标高中数学圆的方程典型例题 类型一:圆的方程 例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系. 分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内. 解法一:(待定系数法) 设圆的标准方程为2 2 2 )()(r b y a x =-+-. ∵圆心在0=y 上,故0=b . ∴圆的方程为2 2 2 )(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点. ∴?????=+-=+-2 22 24)3(16)1(r a r a 解之得:1-=a ,202 =r . 所以所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径) 因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为 13 12 4-=--= AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x . 又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(2 2= ++==AC r . 故所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为 r PC d >=++==254)12(22. ∴点P 在圆外. 说明:本题利用两种方法求解了圆的方程,都围绕着求圆的圆心和半径这两个关键的量,然后根据圆心与定点之间的距离和半径的大小关系来判定点与圆的位置关系,若将点换成直线又该如何来判定直线与圆的位置关系呢?

人教版高中数学必修二圆与方程题库完整

(数学2必修)第四章 圆与方程 [基础训练A 组] 一、选择题 1.圆22(2)5x y ++=关于原点(0,0)P 对称的圆的方程为 ( ) A .22(2)5x y -+= B .22(2)5x y +-= C .22(2)(2)5x y +++= D .22(2)5x y ++= 2.若)1,2(-P 为圆25)1(22=+-y x 的弦AB 的中点,则直线AB 的方程是( ) A. 03=--y x B. 032=-+y x C. 01=-+y x D. 052=--y x 3.圆012222=+--+y x y x 上的点到直线2=-y x 的距离最大值是( ) A .2 B .21+ C .2 21+ D .221+ 4.将直线20x y λ-+=,沿x 轴向左平移1个单位,所得直线与 圆22 240x y x y ++-=相切,则实数λ的值为( ) A .37-或 B .2-或8 C .0或10 D .1或11 5.在坐标平面,与点(1,2)A 距离为1,且与点(3,1)B 距离为2的直线共有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条 6.圆0422=-+x y x 在点)3,1(P 处的切线方程为( ) A .023=-+y x B .043=-+y x C .043=+-y x D .023=+-y x 二、填空题 1.若经过点(1,0)P -的直线与圆03242 2=+-++y x y x 相切,则此直线在y 轴上的截距是 __________________. 2.由动点P 向圆221x y +=引两条切线,PA PB ,切点分别为0 ,,60A B APB ∠=,则动点P 的轨迹方程为 。 3.圆心在直线270x y --=上的圆C 与y 轴交于两点(0,4),(0,2)A B --,则圆C 的方程为 . 4.已知圆()4322 =+-y x 和过原点的直线kx y =的交点为,P Q 则OQ OP ?的值为________________。

2013高考数学曲线方程汇总

30.(2013年上海市春季高考数学试卷(含答案))本题共有2个小题,第1小题满分4分,第2小 题满分9分. 已知椭圆C 的两个焦点分别为1(1 0)F -,、2(1 0)F ,,短轴的两个端点分别为12 B B 、 (1)若112F B B ?为等边三角形,求椭圆C 的方程; (2)若椭圆C 的短轴长为2,过点2F 的直线l 与椭圆C 相交于 P Q 、两点,且11F P F Q ⊥ , 求直线l 的方程. 31.(2013年高考四川卷(理))已知椭圆C :22 221,(0)x y a b a b +=>>的两个焦点分别为 12(1,0),(1,0)F F -,且椭圆C 经过点41 (,)33 P . (Ⅰ)求椭圆C 的离心率; (Ⅱ)设过点(0,2)A 的直线l 与椭圆C 交于M 、N 两点,点Q 是线段MN 上的点,且 222 211 ||||||AQ AM AN =+ ,求点Q 的轨迹方程. 32.(2013年普通高等学校招生统一考试山东数学(理)试题(含答案))椭圆 2222:1x y C a b +=(0)a b >>的左、右焦点分别是12,F F , ,过1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆C 截得的线段长为1. (Ⅰ)求椭圆C 的方程; (Ⅱ)点P 是椭圆C 上除长轴端点外的任一点,连接12,PF PF ,设12F PF ∠的角平分线PM 交C 的长轴于点(,0)M m ,求m 的取值范围; (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过P 点作斜率为k 的直线l ,使得l 与椭圆C 有且只有一个公共点,设直线12,PF PF 的斜率分别为12,k k ,若0k ≠,试证明12 11kk kk +为定值,并求出这个定值. 33.(2013年高考上海卷(理))(3分+5分+8分)如图,已知曲线2 21:12 x C y -=,曲线2:||||1C y x =+,P 是平面上一点,若存在过点P 的直线与12,C C 都有公共点,则称P 为 “C 1—C 2型点”. (1)在正确证明1C 的左焦点是“C 1—C 2型点”时,要使用一条过该焦点的直线,试写出一条这样的直线的方程(不要求验证); (2)设直线y kx =与2C 有公共点,求证||1k >,进而证明原点不是“C 1—C 2型点”;

高中数学圆与方程讲义练习及答案

第四章 圆方程 1、圆的定义:平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫圆,定点为圆心,定长为圆的半径。 2 (1 点00(,)M x y 与圆2 2 2 ()()x a y b r -+-=的位置关系: 当22 00()()x a y b -+->2r ,点在圆外 当22 00()()x a y b -+-=2r ,点在圆上 当22 00()()x a y b -+-<2r ,点在圆内 (2当04>-+F E D 时,方程表示圆,此时圆心为? ? ? ? ?--2,2 E D ,半径为 F E D r 42 122-+= 当0422 =-+F E D 时,表示一个点; 当042 2<-+F E D 时,方程不表示任何图形。 (3)求圆方程的方法: 一般都采用待定系数法:先设后求。确定一个圆需要三个独立条件,若利用圆的标准方程, 需求出a ,b ,r ;若利用一般方程,需要求出D ,E ,F ; 另外要注意多利用圆的几何性质:如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置。 3、直线与圆的位置关系: 直线与圆的位置关系有相离,相切,相交三种情况: (1)设直线0:=++C By Ax l ,圆()()222:r b y a x C =-+-,圆心()b a C ,到l 的距离为 相离与C l r d ?>;相切与C l r d ?=;相交与C l r d ?< (2)过圆外一点的切线:①k 不存在,验证是否成立②k 存在,设点斜式方程,用圆心到该直线距离=半径,求解k ,得到方程【一定两解】 程:圆(x-a)2+(y-b)2=r 2,圆上一点为(x 0,y 0),则过此点的切线方程为 4、圆与圆的位置关系:通过两圆半径的和(差),与圆心距(d )之间的大小比较来确定。 设圆()()221211:r b y a x C =-+-,()()22 2222:R b y a x C =-+- 两圆的位置关系常通过两圆半径的和(差),与圆心距(d )之间的大小比较来确定。 当r R d +>时两圆外离,此时有公切线四条; 当r R d +=时两圆外切,连心线过切点,有外公切线两条,内公切线一条; 注意:已知圆上两点,圆心必在中垂线上;已知两圆相切,两圆心与切点共线 圆的辅助线一般为连圆心与切线或者连圆心与弦中点

直线和圆的方程复习讲义全

直线和圆的方程 一、直线方程 1. 直线的倾斜直角和斜率: (1) 倾斜角:一条直线向上的方向与x 轴的正方向所成的最小正角,叫直线的倾斜角.围 为[)0,π (2) 斜率:不等于的倾斜角的正切值叫直线的斜率,即k=tana(a ≠90°). (3) 过两点P1(x1.y1)、P2(x2.y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=tana=21 21 y y x x -- 2. 直线方程的五种表示形式: 斜截式:y=kx+b ; 点斜式:y-y0=k(x-x0); 两点式: 11 2121 y y x x y y x x --=-- 截距式: 1x y a b +=; 一般式:Ax+By+C=0 3. 有斜率的两条直线的平行期、垂直的充要条件: 若L1: y=k 1x+b 1 L2: y=k 2x+b 2 则: (1) L1∥L2?k 1=k 2且b 1≠b 2; (2) L1⊥L2?k 1×k 2 = -1 4. 两条直线所成的角的概念与夹角公式 两条直线相交所成的锐角或直角,叫做这两条直线所成的角,简称夹角,如果直线L1、L2的斜率分别是k1、k2,L1和L2所成的角是θ,且0 90θ≠ 则有夹角公式:tan= 12 12 1k k k k -+ 5. 点到直线的距离公式:点P (x0.y0)到直线Ax+By+C=0(A 、B 不同时为零)的距离 题型1 直线的倾斜角与斜率 1.(2004.)设直线ax+by+c=0的倾斜角为a ,且sin α+cos α=0,则a,b 满足( ) A.a+b=1B.a-b=1C.a+b=0D.a-b=0 2.(2004.启东)直线经过点A (2.1),B (1,m 2 )两点(m ∈R ),那么直线L 的倾斜角取值围是( ) A.[)0,π B 0, ,42πππ???? ??????? .C 0,4π?????? . D ,,422ππππ???? ? ?????? . 3.(2004.)函数y=asinx+bcosx 的一条对称轴方程是x= 4 π ,那么直线ax+by-c=0的倾斜角为 。 题型2 直线方程 4.(2001.新课程)设A 、B 是x 轴上的两点,点P 的横坐标为2且PA=PB ,若直线PA 的方程为x-y+1=0,则直线PB 的方程是( )

(通用版)202x高考数学一轮复习 2.11 函数与方程讲义 文

第十一节函数与方程 一、基础知识批注——理解深一点 1.函数的零点 (1)零点的定义:对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点. (2)零点的几个等价关系:方程f(x)=0有实数根?函数y=f(x)的图象与x轴有交点?函数y=f(x)有零点. 函数的零点不是函数y=f(x)与x轴的交点,而是y=f(x)与x轴交点的横坐标,也就是说函数的零点不是一个点,而是一个实数. 2.函数的零点存在性定理 如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根. 函数零点的存在性定理只能判断函数在某个区间上的变号零点,而不能判断函数的不变号零点,而且连续函数在一个区间的端点处函数值异号是这个函数在这个区间上存在零点的充分不必要条件. 对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法. 二、常用结论汇总——规律多一点 有关函数零点的结论 (1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点. (2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.

(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.

三、基础小题强化——功底牢一点 一判一判对的打“√”,错的打“×” (1)函数的零点就是函数的图象与x 轴的交点.( ) (2)函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点(函数图象连续不断),则f (a )·f (b )<0.( ) (3)只要函数有零点,我们就可以用二分法求出零点的近似值.( ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)在b 2-4ac <0时没有零点.( ) (5)若函数f (x )在(a ,b )上单调且f (a )·f (b )<0,则函数f (x )在[a ,b ]上有且只有一个零点.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (二)选一选 1.已知函数f (x )的图象是连续不断的,且有如下对应值表: x 1 2 3 4 5 f (x ) -4 -2 1 4 7 f x A .(1,2) B .(2,3) C .(3,4) D .(4,5) 解析:选B 由所给的函数值的表格可以看出,x =2与x =3这两个数字对应的函数值的符号不同,即f (2)·f (3)<0,所以函数f (x )在(2,3)内有零点. 2.函数f (x )=(x -1)ln(x -2)的零点有( ) A .0个 B .1个 C .2个 D .3个 解析:选B 由x -2>0,得x >2,所以函数f (x )的定义域为(2,+∞),所以当f (x )=0,即(x -1)ln(x -2)=0时,解得x =1(舍去)或x =3. 3.函数f (x )=ln x -2x 的零点所在的大致区间是( ) A .(1,2) B .(2,3) C.? ?? ??1e ,1和(3,4) D .(4,+∞) 解析:选B 易知f (x )为增函数,由f (2)=ln 2-1<0,f (3)=ln 3-23 >0,得f (2)·f (3)<0,

高中数学圆与方程知识点

高中数学圆与方程知识点分析 1. 圆的方程:(1)标准方程:2 22()()x a y b r -+-=(圆心为A(a,b),半径为r ) (2)圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x (0422>-+F E D ) 圆心(-2D ,-2 E )半径 F E D 421 22-+ 2. 点与圆的位置关系的判断方法:根据点与圆心的距离d 与r 在大小关系判断 3. 直线与圆的位置关系判断方法 (1)几何法:由圆心到直线的距离和圆的半径的大小关系来判断。 d=r 为相切,d>r 为相交,d0为相交,△<0为相离。利用这种方法,可以很简单的求出直线与圆有交点时的交点坐标。 4.圆与圆的位置关系判断方法 (1)几何法:两圆的连心线长为l ,则判别圆与圆的位置关系的依据有以下几点: 1)当21r r l +>时,圆1C 与圆2C 相离;2)当21r r l +=时,圆1C 与圆2C 外切; 3)当<-||21r r 21r r l +<时,圆1C 与圆2C 相交;4)当||21r r l -=时,圆1C 与圆2C 内切; 5)当||21r r l -<时,圆1C 与圆2C 内含; (2)代数法:由两圆的方程联立得到关于x 或y 的一元二次方程, 然后由判别式△来判断。△=0为外切 或内切,△>0为相交,△<0为相离或内含。若两圆相交,两圆方程相减得公共弦所在直线方程。 5. 直线与圆的方程的应用:利用平面直角坐标系解决直线与圆的位置关系 题型一 求圆的方程 例1.求过点A( 2,0),圆心在(3, 2)圆的方程。 变式1求过三点A (0,0),B (1,1),C (4,2)的圆的方程,并求这个圆的半径长和圆心坐标。 解:设所求的圆的方程为:02 2=++++F Ey Dx y x (也可设圆的标准方程求) ∵(0,0),(11A B φ,),C(4,2)在圆上,所以它们的坐标是方程的解.把它们的坐标代入上面的方程,可以得到关于F E D ,,的三元一次方程组. 即??? ??=+++=+++=02024020F E D F E D F 解此方程组,可得:0,6,8==-=F E D 王新敞 ∴所求圆的方程为: 0682 2=+-+y x y x 王新敞

高中数学人教A版必修2《圆的方程》讲义

(同步复习精讲辅导)北京市-高中数学 圆的方程讲义 新人教A 版 必修2 题一 题面:方程211(1)x y -=--表示的曲线是( ) A .一个圆 B .两个半圆 C .两个圆 D .半圆 金题精讲 题一 题面:求以(1,2),(5,6)A B --为直径两端点的圆的方程. 题二 题面:根据下列条件写出圆的方程: (1)过点(2,3),(2,5)A B ---且圆心在直线230x y --=上; (2)与x 轴相切,圆心在直线30x y -=上,且被直线0x y -=截得的弦长为 题三 题面:(1)求过点(2,2),(5,3),(3,1)A B C -的圆的方程,并求该圆的半径与圆心坐标; (2)求经过点(2,4)A --且与直线3260x y +-=相切于点(8,6)的圆的方程. 题四 题面:求圆0722:22=+++-+a y ax y x C 的圆心轨迹方程. 题五 题面:若曲线2222(1)40x y a x a y +++--=关于直线0y x -=的对称曲线仍是其本身,则实数a = . 题六 题面:圆心在直线270x y --=上的圆C 与y 轴交于两点(0,4),(0,2)A B --,则圆C 的方程为 题七 题面:已知圆C 与直线x -y =0及x -y -4=0都相切,圆心在直线x +y =0上,则圆C 的方程为( ) A .(x +1)2+(y -1)2=2 B .(x -1)2+(y +1)2 =2 C .(x -1)2+(y -1)2=2 D .(x +1)2+(y +1)2=2

题八 题面:Rt ABC ?的三个顶点与圆心都在坐标轴上,AB =4,AC =3,求其外接圆方程. 思维拓展 题一 题面:(1)若实数,x y 满足等式 2241x y x +=-,那么 x y 的最大值为 . (2)若实数,x y 满足等式2241x y x +=-,那么22x y +的最大值为 . 讲义参考答案 重难点易错点解析 题一 答案:A 金题精讲 题一

2021版新高考数学一轮复习讲义:第八章第八讲 曲线与方程 (含解析)

第八讲曲线与方程 ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE 知识梳理·双基自测 知识梳理 知识点一曲线与方程的定义 一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立如下的对应关系: 那么,这个方程叫做__曲线__的方程;这条曲线叫做__方程__的曲线. 知识点二求动点的轨迹方程的基本步骤 重要结论 1.“曲线C是方程f(x,y)=0的曲线”是“曲线C上的点的坐标都是方程f(x,y)=0的解”的充分不必要条件. 2.求轨迹问题常用的数学思想 (1)函数与方程思想:求平面曲线的轨迹方程就是将几何条件(性质)表示为动点坐标x,y 的方程及函数关系. (2)数形结合思想:由曲线的几何性质求曲线方程是“数”与“形”的有机结合. (3)等价转化思想:通过坐标系使“数”与“形”相互结合,在解决问题时又需要相互转化.

双基自测 题组一 走出误区 1.(多选题)下列结论错误的是( ABCD ) A .方程x 2+xy =x 的曲线是一个点和一条直线 B .到两条互相垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x 2=y 2 C .y =kx 与x =1 k y 表示同一直线 D .动点的轨迹方程和动点的轨迹是一样的 题组二 走进教材 2.(必修2P 37T3)已知点F (14,0),直线l :x =-1 4,点B 是l 上的动点,若过点B 垂直于 y 轴的直线与线段BF 的垂直平分线交于点M ,则点M 的轨迹是( D ) A .双曲线 B .椭圆 C .圆 D .抛物线 [解析] 由已知|MF |=|MB |,根据抛物线的定义知,点M 的轨迹是以点F 为焦点,直线l 为准线的抛物线. 题组三 考题再现 3.(2019·广东汕头模拟)一动圆的圆心在抛物线y 2=8x 上,且动圆恒与直线x +2=0相切,则此动圆必过定点( B ) A .(4,0) B .(2,0) C .(0,2) D .(0,0) [解析] 圆心C 在抛物线上,设与直线x +2=0相切的切点为A ,与x 轴交点为M ,由抛物线的定义可知,CA =CM =R ,直线x +2=0为抛物线的准线,故根据抛物线的定义得到该圆必过抛物线的焦点(2,0),故选B . 4.(2019·长春模拟)如图所示,A 是圆O 内一定点,B 是圆周上一个动点,AB 的中垂线CD 与OB 交于点E ,则点E 的轨迹是( B )

数学必修2圆与方程知识点专题讲义

必修二圆与方程专题讲义 一、标准方程 ()()2 2 2x a y b r -+-= 1.求标准方程的方法——关键是求出圆心(),a b 和半径r 2.特殊位置的圆的标准方程设法(无需记,关键能理解) 二、一般方程 ( )222 2040x y D x E y F D E F ++++=+- > 1.220Ax By Cxy Dx Ey F +++++=表示圆方程,则 2222 0004040 A B A B C C D E AF D E F A A A ? ? =≠=≠????=?=????+->??????+-?> ? ?????? ? 2.求圆的一般方程方法 ①待定系数:往往已知圆上三点坐标

②利用平面几何性质 涉及点与圆的位置关系:圆上两点的中垂线一定过圆心 涉及直线与圆的位置关系:相切时,利用到圆心与切点的连线垂直直线;相交时,利用到点到直线的距离公式及垂径定理 3.2240D E F +->常可用来求有关参数的范围 三、点与圆的位置关系 1.判断方法:点到圆心的距离d 与半径r 的大小关系 d r ?点在圆外 2.涉及最值: (1)圆外一点B ,圆上一动点P ,讨论PB 的最值 min PB BN BC r ==- max PB BM BC r ==+ (2)圆内一点A ,圆上一动点P ,讨论PA 的最值 min PA AN r AC ==- max PA AM r AC ==+ 思考:过此A 点作最短的弦?(此弦垂直AC ) 3.以1122(,),(,)A x y B x y 为直径两端点的圆方程为 1212()()()()0x x x x y y y y --+--= 四、直线与圆的位置关系 1.判断方法(d 为圆心到直线的距离) (1)相离?没有公共点?0d r ? (2)相切?只有一个公共点?0d r ?=?= (3)相交?有两个公共点?0d r ?>?<

2021圆的方程、直线与圆及圆与圆的位置关系 教学案 高三数学一轮复习

圆的方程、直线与圆及圆与圆的位置关系 [典例] (2021·全国卷Ⅱ)设抛物线C :y2=4x 的焦点为F ,过F 且斜率为k(k >0)的直线l 与C 交于A ,B 两点,|AB|=8. (1)求l 的方程; (2)求过点A ,B 且与C 的准线相切的圆的方程. [解] (1)由题意得F(1,0),l 的方程为y =k(x -1)(k >0). 设A(x1,y1),B(x2,y2), 由??? y =k x -1,y2=4x 得k2x2-(2k2+4)x +k2=0. Δ=16k2+16>0,故x1+x2=2k2+4k2 . 所以|AB|=|AF|+|BF| =(x1+1)+(x2+1)=4k2+4k2 . 由题设知4k2+4k2 =8, 解得k =1或k =-1(舍去). 因此l 的方程为y =x -1. (2)由(1)得AB 的中点坐标为(3,2), 所以AB 的垂直平分线方程为y -2=-(x -3),

即y =-x +5. 设所求圆的圆心坐标为(x0,y0), 则? ?? y0=-x0+5, x0+12=y0-x0+122+16. 解得??? x0=3,y0=2或??? x0=11,y0=-6. 因此所求圆的方程为(x -3)2+(y -2)2=16或(x -11)2+(y +6)2=144. [方法技巧] 1.确定圆的方程必须有3个独立条件 不论是圆的标准方程还是一般方程,都有三个字母(a ,b ,r 或D ,E ,F)的值需要确定,因此需要三个独立的条件.利用待定系数法得到关于a ,b ,r(或D ,E ,F)的三个方程组成的方程组,解之得到待定字母系数的值,从而确定圆的方程. 2.几何法在圆中的应用

(新)高中数学圆的方程典型例题全

类型七:圆中的最值问题 例18:圆010442 2 =---+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 例19 (1)已知圆1)4()3(221=-+-y x O : ,),(y x P 为圆O 上的动点,求2 2y x d +=的最大、最小值. (2)已知圆1)2(2 22=++y x O : ,),(y x P 为圆上任一点.求1 2 --x y 的最大、最小值,求y x 2-的最大、最小值. 分析:(1)、(2)两小题都涉及到圆上点的坐标,可考虑用圆的参数方程或数形结合解决. 解:(1)(法1)由圆的标准方程1)4()3(2 2 =-+-y x . 可设圆的参数方程为?? ?+=+=, sin 4, cos 3θθy x (θ是参数). 则θθθθ2 2 2 2 sin sin 816cos cos 69+++++=+=y x d )cos(1026sin 8cos 626φθθθ-+=++=(其中3 4 tan = φ). 所以361026max =+=d ,161026min =-=d . (法2)圆上点到原点距离的最大值1d 等于圆心到原点的距离' 1d 加上半径1,圆上点到原点距离的最小值2d 等于圆心到原点的距离' 1d 减去半径1. 所以6143221=++=d . 4143222=-+=d . 所以36max =d .16min =d . (2) (法1)由1)2(2 2 =++y x 得圆的参数方程:???=+-=, sin , cos 2θθy x θ是参数. 则 3cos 2sin 12--=--θθx y .令t =--3 cos 2 sin θθ, 得t t 32cos sin -=-θθ,t t 32)sin(12-=-+φθ 1)sin(1322 ≤-=+-? φθt t 4 3 3433+≤≤-? t .

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