高中数学平面解析几何知识点总结
高中数学解析几何总结

解析几何是高中数学中的一个重要分支,主要研究平面和空间中的几何图形,以及它们的性质和变换。
以下是解析几何的一些总结:1.平面直角坐标系解析几何的基础是平面直角坐标系,它将平面上的点和数对一一对应。
平面上的一条直线可以用一个一次方程表示,即$y=kx+b$,其中$k$ 是斜率,$b$ 是截距。
两点间的距离可以用勾股定理计算,即$AB=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2}$。
2.空间直角坐标系类似于平面直角坐标系,空间直角坐标系将空间中的点和数组一一对应。
在空间中,一条直线可以用一个二次方程表示,即$Ax+By+Cz+D=0$,其中$A,B,C$ 是系数,$D$ 是常数。
两点间的距离也可以用勾股定理计算,即$AB=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2+(z_B-z_A)^2}$。
3.平面和空间中的几何变换解析几何中常见的几何变换包括平移、旋转、对称和伸缩。
平面上的平移可以用向量表示,旋转可以用旋转矩阵表示,对称可以用对称轴表示,伸缩可以用矩阵表示。
空间中的几何变换也类似于平面中的,但需要用到三维向量和三阶矩阵。
4.直线和平面的性质解析几何中,直线和平面有很多重要的性质。
例如,两条平行直线的斜率相等,两条垂直直线的斜率积为$-1$;平面上两条直线相交的角的余弦可以用它们的斜率表示;两个平面的夹角可以用它们的法向量表示等等。
5.空间中的立体图形解析几何中,还研究了一些常见的立体图形,如点、线、面、球、圆锥曲线等。
例如,圆锥曲线有圆、椭圆、双曲线和抛物线四种类型,它们的方程可以用标准式、一般式或参数式表示。
高中数学中的解析几何知识点总结

高中数学中的解析几何知识点总结解析几何是数学中的一个重要分支,主要研究几何图形在坐标系中的性质和关系。
在高中数学中,解析几何是一个重要的学习内容。
本文将对高中数学中的解析几何知识点进行总结,帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
一、平面直角坐标系平面直角坐标系是解析几何的基础,用来描述平面上的点和直线。
平面直角坐标系由x轴和y轴组成,它们相交于原点O。
在平面直角坐标系中,每个点都可以用有序数对(x, y)表示,其中x是该点在x轴上的坐标,y是该点在y轴上的坐标。
二、点的位置关系在平面直角坐标系中,可以根据点的坐标确定其位置关系。
1. 同一直线上的点:设A(x₁, y₁)、B(x₂, y₂)和C(x₃, y₃)是平面直角坐标系中的三个点,如果它们满足斜率相等的条件,即 (y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) = (y₃ - y₁) / (x₃ - x₁)那么点A、B和C在同一直线上。
2. 垂直关系:设AB和CD是平面直角坐标系中两条直线,如果它们的斜率互为负倒数,即(y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) = -1 / ((y₄ - y₃) / (x₄ - x₃))那么直线AB和CD垂直。
3. 平行关系:设AB和CD是平面直角坐标系中两条直线,如果它们的斜率相等,即(y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) = (y₄ - y₃) / (x₄ - x₃)那么直线AB和CD平行。
三、直线的方程在解析几何中,直线可以用不同的形式表示其方程。
常见的有点斜式、斜截式和一般式。
1. 点斜式:设直线L过坐标系中的点A(x₁, y₁)且斜率为k,那么直线L的点斜式方程为y - y₁ = k(x - x₁)2. 斜截式:设直线L与y轴相交于点B,且直线L的斜率为k,那么直线L的斜截式方程为y = kx + b3. 一般式:设直线L的方程为Ax + By + C = 0,其中A、B、C为常数且A和B不同时为0,那么该直线L的一般式方程为Ax + By + C = 0四、直线的性质在解析几何中,对于两条直线的位置关系,有以下几个重要的性质。
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平面解析几何一、直线与圆1.斜率公式 2121y y k x x -=-(111(,)P x y 、222(,)P x y ). 2.直线的五种方程(1)点斜式 11()y y k x x -=- (直线l 过点111(,)P x y ,且斜率为k ).(2)斜截式 y kx b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距).(3)两点式112121y y x x y y x x --=--(12y y ≠)(111(,)P x y 、222(,)P x y (12x x ≠)). < (4)截距式 1x y a b+=(a b 、分别为直线的横、纵截距,0a b ≠、). (5)一般式 0Ax By C ++=(其中A 、B 不同时为0).3.两条直线的平行和垂直(1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+①121212||,l l k k b b ⇔=≠;②12121l l k k ⊥⇔=-.(2)若1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,且A 1、A 2、B 1、B 2都不为零, ①11112222||A B C l l A B C ⇔=≠; < ②1212120l l A A B B ⊥⇔+=;4.点到直线的距离d =(点00(,)P x y ,直线l :0Ax By C ++=).5.圆的四种方程 (1)圆的标准方程 222()()x a y b r -+-=.(2)圆的一般方程 220x y Dx Ey F ++++=(224D E F +->0).圆心⎪⎭⎫ ⎝⎛--2,2E D ,半径r=2422F E D -+. 6.点与圆的位置关系点00(,)P x y 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种: .若d =d r >⇔点P 在圆外;d r =⇔点P 在圆上;d r <⇔点P 在圆内. 7.直线与圆的位置关系直线0=++C By Ax 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种: 0<∆⇔⇔>相离r d ;0=∆⇔⇔=相切r d ;0>∆⇔⇔<相交r d . 其中22B A CBb Aa d +++=.8.两圆位置关系的判定方法#设两圆圆心分别为O 1,O 2,半径分别为r 1,r 2,d O O =21条公切线外离421⇔⇔+>r r d ;条公切线外切321⇔⇔+=r r d ;条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r ;条公切线内切121⇔⇔-=r r d ;无公切线内含⇔⇔-<<210r r d .$二、圆锥曲线1.圆锥曲线的定义(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|);(2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|).2.圆锥曲线的标准方程(1)椭圆:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)(焦点在y 轴上); (2)双曲线:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在y 轴上). 3.圆锥曲线的几何性质&(1)椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的参数方程是cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩.长轴长为2a ,短轴长为2b ,焦距为2c ,三者满足a 2=b 2+c 2,顶点为(a,0),(0,b),焦点为(c,0),离心率e=ac ,准线c a 2±=x (X 型). (2)双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>,实轴长为2a ,虚轴长为2b ,焦距为2c ,三者满足a 2+b 2=c 2,顶点为(a,0),焦点为(c,0),离心率e=a c (e>1),渐近线为x ab y ±=. 4.双曲线的方程与渐近线方程的关系(1)若双曲线方程为12222=-b y a x ⇒渐近线方程:22220x y a b -=⇔x ab y ±=. (2)共轭双曲线: 12222=-b y ax 与1-2222=a x b y 渐近线一样. (3)等轴双曲线:若双曲线与12222=-by a x 中a=b ,(e=2,渐近线为y=x ±). 5.抛物线px y 22=的焦半径公式抛物线22(0)y px p =>焦半径02p CF x =+.准线:x=2p ,离心率为e=1.(点到焦点的距离等于点到准线的距离).。
高中数学解析几何知识点总结

高中数学解析几何知识点总结一、平面解析几何在平面解析几何中,我们主要研究平面上的点、直线、圆、曲线等几何对象。
平面解析几何的基本思想是用代数方法研究几何问题,通过建立坐标系和引入坐标变量的方法,将几何问题转化为代数问题进行研究。
在平面解析几何中,有一些重要的知识点需要掌握,下面我们将逐一进行讲解。
1. 坐标系坐标系是平面解析几何的基本工具,它通过数轴的方式将平面上的点和几何对象进行了定位。
常见的坐标系有直角坐标系和极坐标系两种。
直角坐标系是由水平轴和垂直轴组成的,水平轴称为x轴,垂直轴称为y轴。
平面上的每个点通过它的横坐标x和纵坐标y来确定,就可以唯一确定一个点的位置。
例如,点A(x,y)表示了点A在坐标系中的位置。
极坐标系是以原点O和一条射线作为坐标轴,用点到原点的距离r和与射线的夹角θ来表示点的位置。
在极坐标系中,点的坐标表示为(r,θ)。
2. 直线的方程在直角坐标系中,直线可以用方程y=ax+b或者y=kx+b来表示,其中a、b、k为常数。
当a≠0时,直线的方程为y=ax+b,a称为直线的斜率,b称为直线的截距;当a=0时,直线的方程为y=b,其斜率为0,直线与y轴平行。
另外,直线还可以用斜截式、截距式、两点式等来表示,学生需要灵活掌握不同表示方法,并能够相互转化。
3. 圆的方程在平面解析几何中,圆是一个重要的几何对象,它的方程可以用不同的形式表示。
在直角坐标系中,圆的方程一般写为(x-a)²+(y-b)²=r²,其中(a,b)为圆心的坐标,r为圆的半径。
4. 曲线的方程除了直线和圆之外,学生还需要学习其他曲线的方程,如抛物线、椭圆、双曲线等。
这些曲线都有各自的方程形式,在解析几何中有着重要的应用。
5. 解析几何的基本性质和定理在学习平面解析几何时,学生还需要掌握一些基本的性质和定理,如两点间的距离公式、直线的斜率公式、直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系等。
高中数学解析几何知识点归纳总结

高中数学解析几何知识点归纳总结
1. 直线与平面的位置关系
- 直线与平面的交点可以有三种情况:交于一点、平行或重合。
- 直线与平面的夹角可以分为三种情况:直线在平面内、直线
与平面垂直或直线在平面外。
- 两个平面的位置关系可以分为三种情况:相交于一直线、平
行或重合。
2. 平面的方程
- 平面的方程有两种形式:点法式和一般式。
- 点法式方程:通过平面上一点和法向量来确定平面方程。
- 一般式方程:由平面的法向量和一个常数项确定平面方程。
3. 直线的方程
- 直线的方程也有两种形式:点向式和一般式。
- 点向式方程:通过直线上一点和方向向量来确定直线方程。
- 一般式方程:由直线的法向量和一个常数项确定直线方程。
4. 平面和直线的距离
- 平面和直线的距离可以使用点到平面的距离公式或点到直线
的距离公式。
5. 直线与直线的位置关系
- 直线与直线的位置关系可以分为三种情况:相交于一点、平
行或重合。
6. 空间中的球面与圆
- 空间中的球面方程与二维平面上的圆方程类似。
- 空间中的球面与圆的方程可以通过中心点和半径来确定。
7. 二次曲线
- 二次曲线包括椭圆、双曲线和抛物线。
- 二次曲线的方程可以通过焦点、直径等要素来确定。
以上是高中数学解析几何的一些主要知识点。
通过研究和掌握
这些知识,你将能够更好地理解和应用解析几何的相关概念和方法。
高中数学圆锥曲线(平面解析几何)基础

圆锥曲线基础1.椭圆的有关公式(1)定义性质:|PF ₃|+|PF ₂|=2aa²=b²+c²(2)离心率:e =c a ,e <1(3)焦半径:|PF ₁|=a+ex ₀,|PF ₂|=a-ex 。
(4)通径:2b 2a(5)焦点三角形:周长=2a+2c,面积=b 2tan θ2(∠F 1PF 2=θ)当P 为短轴的端点时,θ最大,越向两侧,θ越小.(6)椭圆的第二定义:设椭圆上任意一点M(x,y)F(c,0)直线l:x =a 2c ,由|MF|d =c a (a ⟩c >0),其中d =a 2c −x化简,得:x 2a 2+y 2b 2=1(b 2=a 2−c 2)平面内到定点距离与到定直线距离比等于常数e(0圆的焦点,定直线为椭圆的准线.(7)弦长公式:|AB|=√1+k 2⋅|x 1−x 2|点差法可以解决直线与椭圆相交时,与弦中点有关的问题.(8)椭圆的参数方程:(θ为参数)(9)点差法:设,A(x ₁,y ₁),B(x ₂,y ₂)在x 2a 2+y 2b 2=1上,(1)-(2)得:(x 1−x 2)(x 1+x 2)a 2=−(y 1−y 2)(y 1+y 2)b 2为AB 中点坐标2.双曲线的有关公式(1)定义性质:||PF₁|-|PF₂||=2a<|F₁F₂|=2c,a²+b²=c²(2)离心率:e=ca =√1+(ba)2,e>1(3)渐近线:焦点在x轴上,渐近线y=±bxa焦点在y轴上,渐近线y=±axb(4)渐近线常用结论①求渐近线:令常数“1”等于0时,解出y即为渐近线方程②双曲线x2a2−y2b2=1的渐近线为矩形(x=±a,y=±b)的对角线③等轴双曲线:即a=b时,渐近线方程y=±x;离心率(e=√2如:y=1x,焦点(−√2,−√2),(√2,√2),a=b=√2,c=2.④与x2a2−y2b2=1共渐近线的双曲线方程:x2a2−y2b2=λ(λ≠0)⑤共轭双曲线:x2a2−y2b2=1与y2b2−x2a2=1互为共轭双曲线它们渐近线相同;四个焦点共圆;1e12+1e22=1(5)通径:|AB|=2b 2a(6)焦点三角形:三角形面积(7)焦半径:①双曲线的第二定义:平面内到定点距离和它到定直线距离之比是常数e(e>1)的点的轨迹.定点为焦点,定直线为准线x=±a 2c②焦半径:∴|PF₁|=|a+ex₀||PF₂|=|a-ex₀|3.抛物线有关公式(1)平面内到定点F与到定直线L(L不经过F)距离相等的点的轨迹叫抛物线,F叫焦点,L叫准线.(2)离心率:e=1(3)通径:2P(4)焦半径:|PF|=x0+P2(5)过焦点倾斜角为α的直线AB,|AB|=2Psin2α,且x1⋅x2=P24,y1⋅y2=−P2.4.平面解析几何公式直线与圆的公式(1)两点间距离公式:|AB|=√(x1−x2)2+(y1−y2)2.(2)点到直线的距离:d=00√22(3)圆的标准方程:(x-a)²+(y-b)²=r²(r>0)圆心:(a,b)半径:r(4)圆的一般方程:x²+y²+Dx+Ey+F=0D²+E²-4F>0圆心坐标:(−D2,−E2)半径长:√D2+E2−4F2。
高中数学平面解析几何知识点总结

高中数学平面解析几何知识点总结归纳目录第一部分直线与方程知识点总结第二部分圆与方程知识点总结第三部分圆锥曲线知识点总结1.椭圆知识点总结2.双曲线知识点总结3.抛物线知识点总结第一部分直线与方程知识点总结一、直线的方程1、倾斜角定义:直线与x轴正方向所成的角α,α∈[0,π)。
2、倾斜角的斜率:k=tanx(x≠90°),tan是sin比cos。
(1)过点P1(X1,Y1),和点P2(X2,Y2)的直线斜率公式:k=(y2-y1)÷(X2-X1)。
(2)已知直线的一般方程式Ax+By+C=0,则斜率k=-A÷B(B≠0)。
3、直线方程的几种形式斜截式:y=kx+b一般方程式:Ax+By+C=0点斜式:y-y₀=k(x-x0), 不能表示平行于y轴的直线截距式:x/a+y/b=1(a≠0且b≠0),不能表示过原点的直线两点式:(y-y1)/(y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)二、直线的特殊位置关系(以斜截式:y=kx+b举例)直线L1与L2垂直,k1×k2=-1直线L1与L2平行,k1=k2,b1≠b2(垂直和平行这两种情况重点记)直线L1与L2重合,k1=k2,b1=b2直线L1与L2相交,k1≠k2三、点与直线的公式1.中点公式:中点坐标的横坐标=(x1+x2)/ 2,纵坐标=(y1+y2)/ 2。
2.两点之间的距离公式:d = √[(x2 - x1)² + (y2 - y1)²]3.点到直线Ax+By+C=0的距离d公式:4.两条平行直线间的距离公式:若两直线分别为Ax+By+C1=0和Ax+By+C2=0,则距离为|C1-C2|/√ (A²+B²)。
第二部分圆与方程知识点总结一、圆的三种方程(1)圆的标准方程公式:(x-a)²+(y-b)²=r²,圆心:(a,b),半径:r。
高中数学第八章_平面解析几何

第八章⎪⎪⎪平面解析几何第一节直线的倾斜角与斜率、直线的方程1.直线的倾斜角(1)定义:当直线l 与x 轴相交时,取x 轴作为基准,x 轴正向与直线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,规定它的倾斜角为0.(2)范围:直线l 倾斜角的取值范围是[0,π). 2.斜率公式(1)直线l 的倾斜角为α(α≠π2),则斜率k =tan_α.(2)P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)在直线l 上,且x 1≠x 2,则l 的斜率k =y 2-y 1x 2-x 1. 3.直线方程的五种形式名称 几何条件 方程 适用范围 斜截式 纵截距、斜率 y =kx +b 与x 轴不垂直的直线 点斜式 过一点、斜率y -y 0=k (x -x 0) 两点式过两点y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1与两坐标轴均不垂直的直线截距式 纵、横截距x a +y b=1 不过原点且与两坐标轴均不垂直的直线 一般式Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0)所有直线若点P 1,P 2的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),线段P 1P 2的中点M 的坐标为(x ,y ),则⎩⎨⎧x =x 1+x 22,y =y 1+y22,此公式为线段P 1P 2的中点坐标公式.[小题体验]1.设直线l 过原点,其倾斜角为α,将直线l 绕坐标原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线l 1,则直线l 1的倾斜角为( )A .α+45°B .α-135°C .135°-αD .α+45°或α-135°解析:选D 由倾斜角的取值范围知,只有当0°≤α+45°<180°,即0°≤α<135°时,l 1的倾斜角才是α+45°.而0°≤α<180°,所以当135°≤α<180°时,l 1的倾斜角为α-135°,故选D.2.下列说法中正确的是( )A.y -y 1x -x 1=k 表示过点P 1(x 1,y 1),且斜率为k 的直线方程 B .直线y =kx +b 与y 轴交于一点B (0,b ),其中截距b =|OB | C .在x 轴和y 轴上的截距分别为a 与b 的直线方程是x a +yb =1D .方程(x 2-x 1)(y -y 1)=(y 2-y 1)(x -x 1)表示过点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)的直线解析:选D 对于A ,直线不包括点P 1,故A 不正确;对于B ,截距不是距离,是B 点的纵坐标,其值可正可负,故B 不正确;对于C ,经过原点的直线在两坐标轴上的截距都是0,不能表示为x a +yb =1,故C 不正确;对于D ,此方程为直线两点式方程的变形,故D 正确.故选D.3.(2018·嘉兴检测)直线l 1:x +y +2=0在x 轴上的截距为________;若将l 1绕它与y 轴的交点顺时针旋转90°,则所得到的直线l 2的方程为________________.解析:对于直线l 1:x +y +2=0,令y =0,得x =-2,即直线l 1在x 轴上的截距为-2;令x =0,得y =-2,即l 1与y 轴的交点为(0,-2),直线l 1的倾斜角为135°,∴直线l 2的倾斜角为135°-90°=45°,∴l 2的斜率为1,故l 2的方程为y =x -2,即x -y -2=0.答案:-2 x -y -2=01.点斜式、斜截式方程适用于不垂直于x 轴的直线;两点式方程不能表示垂直于x ,y 轴的直线;截距式方程不能表示垂直于坐标轴和过原点的直线.2.截距不是距离,距离是非负值,而截距可正可负,可为零,在与截距有关的问题中,要注意讨论截距是否为零.3.求直线方程时,若不能断定直线是否具有斜率时,应注意分类讨论,即应对斜率是否存在加以讨论. [小题纠偏]1.直线x cos α+3y +2=0的倾斜角的范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤π6,π2∪⎣⎡⎦⎤π2,5π6 B.⎣⎡⎦⎤0,π6∪⎣⎡⎭⎫5π6,π C.⎣⎡⎦⎤0,5π6 D.⎣⎡⎦⎤π6,5π6解析:选B 设直线的倾斜角为θ,则tan θ=-33cos α, 又cos α∈[-1,1],所以-33≤tan θ≤33, 又0≤θ<π,且y =tan θ在⎣⎡⎭⎫0,π2和⎝⎛⎭⎫π2,π上均为增函数,故θ∈⎣⎡⎦⎤0,π6∪⎣⎡⎭⎫5π6,π.故选B. 2.过点(5,10),且到原点的距离为5的直线方程是________. 解析:当斜率不存在时,所求直线方程为x -5=0满足题意; 当斜率存在时,设其为k ,则所求直线方程为y -10=k (x -5), 即kx -y +10-5k =0.由距离公式,得|10-5k |k 2+1=5,解得k =34.故所求直线方程为3x -4y +25=0.综上知,所求直线方程为x -5=0或3x -4y +25=0. 答案:x -5=0或3x -4y +25=0考点一 直线的倾斜角与斜率(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.若直线l 经过A (2,1),B (1,-m 2)(m ∈R )两点,则直线l 的倾斜角α的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π4 B.⎝⎛⎭⎫π2,π C.⎣⎡⎭⎫π4,π2D.⎝⎛⎦⎤π2,3π4解析:选C 因为直线l 的斜率k =tan α=1+m 22-1=m 2+1≥1,所以π4≤α<π2.故倾斜角α的取值范围是⎣⎡⎭⎫π4,π2.2.经过P (0,-1)作直线l ,若直线l 与连接A (1,-2),B (2,1)的线段总有公共点,则直线l 的斜率k 和倾斜角α的取值范围分别为________,________.解析:如图所示,结合图形,若l 与线段AB 总有公共点,则k PA ≤k ≤k PB ,而k PB >0,k PA <0,故k <0时,倾斜角α为钝角,k =0时,α=0,k>0时,α为锐角.又k PA =-2-(-1)1-0=-1,k PB =1-(-1)2-0=1,∴-1≤k ≤1.又当0≤k ≤1时,0≤α≤π4;当-1≤k <0时,3π4≤α<π.故倾斜角α的取值范围为α∈⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 答案:[-1,1] ⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π3.若A (2,2),B (a,0),C (0,b )(ab ≠0)三点共线,求1a +1b 的值. 解:∵k AB =0-2a -2=-2a -2,k AC =b -20-2=-b -22,且A ,B ,C 三点共线,∴k AB =k AC ,即-2a -2=-b -22,整理得ab =2(a +b ),将该等式两边同除以2ab 得1a +1b =12.[谨记通法]1.倾斜角与斜率的关系当α∈⎣⎡⎭⎫0,π2且由0增大到π2⎝⎛⎭⎫α≠π2时,k 的值由0增大到+∞. 当α∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,k 也是关于α的单调函数,当α在此区间内由π2⎝⎛⎭⎫α≠π2增大到π(α≠π)时,k 的值由-∞趋近于0(k ≠0).2.斜率的3种求法(1)定义法:若已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数值,一般根据k =tan α求斜率.(2)公式法:若已知直线上两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),一般根据斜率公式k =y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2)求斜率.(3)方程法:若已知直线的方程为Ax +By +C =0(B ≠0),则l 的斜率k =-AB .考点二 直线的方程(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]求适合下列条件的直线方程:(1)经过点(4,1),且在两坐标轴上的截距相等;(2)经过点(-1,-3),倾斜角等于直线y =3x 的倾斜角的2倍; (3)经过点(3,4),且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形. 解:(1)设直线方程在x ,y 轴上的截距均为a , 若a =0,即直线方程过点(0,0)和(4,1), ∴直线方程为y =14x ,即x -4y =0;若a ≠0,则设直线方程为x a +ya =1, ∵直线方程过点(4,1),∴4a +1a =1, 解得a =5,∴直线方程为x +y -5=0.综上可知,所求直线的方程为x -4y =0或x +y -5=0.(2)由已知,设直线y =3x 的倾斜角为α ,则所求直线的倾斜角为2α. ∵tan α=3,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=-34.又直线经过点(-1,-3),因此所求直线方程为y +3=-34(x +1),即3x +4y +15=0.(3)由题意可知,所求直线的斜率为±1. 又过点(3,4),由点斜式得y -4=±(x -3). 即所求直线的方程为x -y +1=0或x +y -7=0.[由题悟法]求直线方程的2个注意点(1)在求直线方程时,应选择适当的形式,并注意各种形式的适用条件.(2)对于点斜式、截距式方程使用时要注意分类讨论思想的运用(若采用点斜式,应先考虑斜率不存在的情况;若采用截距式,应判断截距是否为零).[即时应用]求适合下列条件的直线方程:(1)经过点A (-3,3),且倾斜角为直线3x +y +1=0的倾斜角的一半的直线方程为________. (2)过点(2,1)且在x 轴上的截距与在y 轴上的截距之和为6的直线方程为________. 解析:(1)由3x +y +1=0,得此直线的斜率为-3, 所以倾斜角为120°,从而所求直线的倾斜角为60°, 所以所求直线的斜率为 3. 又直线过点A (-3,3),所以所求直线方程为y -3=3(x +3), 即3x -y +6=0.(2)由题意可设直线方程为x a +yb =1,则⎩⎪⎨⎪⎧a +b =6,2a +1b =1,解得a =b =3,或a =4,b =2.故所求直线方程为x +y -3=0或x +2y -4=0. 答案:(1)3x -y +6=0 (2)x +y -3=0或x +2y -4=0 考点三 直线方程的综合应用(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]直线方程的综合应用是常考内容之一,它常与函数、导数、不等式、圆相结合,命题多为客观题. 常见的命题角度有:(1)与基本不等式相结合的最值问题; (2)与导数的几何意义相结合的问题; (3)由直线方程解决参数问题.[题点全练]角度一:与基本不等式相结合的最值问题1.过点P (2,1)作直线l ,与x 轴和y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,求: (1)△AOB 面积的最小值及此时直线l 的方程;(2)直线l 在两坐标轴上截距之和的最小值及此时直线l 的方程; (3)|PA |·|PB |的最小值及此时直线l 的方程. 解:(1)设直线l 的方程为y -1=k (x -2), 则可得A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k ). ∵直线l 与x 轴,y 轴正半轴分别交于A ,B 两点, ∴⎩⎪⎨⎪⎧2k -1k >0,1-2k >0,得k <0. ∴S △AOB =12·|OA |·|OB |=12·⎝⎛⎭⎫2-1k ·(1-2k )=12⎝⎛⎭⎫4-1k-4k ≥12⎣⎡⎦⎤4+2 ⎝⎛⎭⎫-1k ·(-4k ) =4,当且仅当-1k=-4k ,即k =-12时,△AOB 的面积有最小值4,此时直线l 的方程为y -1=-12(x -2),即x +2y -4=0.(2)∵A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k )(k <0), ∴截距之和为2-1k +1-2k =3-2k -1k ≥3+2(-2k )·⎝⎛⎭⎫-1k =3+22,当且仅当-2k =-1k,即k =-22时等号成立. 故截距之和的最小值为3+22, 此时直线l 的方程为y -1=-22(x -2), 即x +2y -2-2=0.(3)∵A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k )(k <0), ∴|PA |·|PB |=1k 2+1·4+4k 2=2⎣⎡⎦⎤1-k +(-k )≥4, 当且仅当-k =-1k , 即k =-1时上式等号成立.故|PA |·|PB |的最小值为4,此时直线l 的方程为y -1=-(x -2),即x +y -3=0. 角度二:与导数的几何意义相结合的问题2.设P 为曲线C :y =x 2+2x +3上的点,且曲线C 在点P 处的切线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4,则点P 横坐标的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤-1,-12 B.[]-1,0 C .[0,1]D.⎣⎡⎦⎤12,1解析:选A 由题意知y ′=2x +2,设P (x 0,y 0), 则k =2x 0+2.因为曲线C 在点P 处的切线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4,所以0≤k ≤1,即0≤2x 0+2≤1,故-1≤x 0≤-12. 角度三:由直线方程解决参数问题3.已知直线l 1:ax -2y =2a -4,l 2:2x +a 2y =2a 2+4,当0<a <2时,直线l 1,l 2与两坐标轴围成一个四边形,当四边形的面积最小时,求实数a 的值.解:由题意知直线l 1,l 2恒过定点P (2,2),直线l 1在y 轴上的截距为2-a ,直线l 2在x 轴上的截距为a 2+2,所以四边形的面积S =12×(2-a )×2+12×(a 2+2)×2=a 2-a +4=⎝⎛⎭⎫a -122+154,当a =12时,四边形的面积最小,故a =12.[通法在握]处理直线方程综合应用的2大策略(1)含有参数的直线方程可看作直线系方程,这时要能够整理成过定点的直线系,即能够看出“动中有定”.(2)求解与直线方程有关的最值问题,先求出斜率或设出直线方程,建立目标函数,再利用基本不等式求解最值.[演练冲关]1.设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则|PA |·|PB |的最大值是________.解析:易求定点A (0,0),B (1,3).当P 与A 和B 均不重合时,因为P 为直线x +my =0与mx -y -m +3=0的交点,且易知两直线垂直,则PA ⊥PB ,所以|PA |2+|PB |2=|AB |2=10,所以|PA |·|PB |≤|PA |2+|PB |22=5(当且仅当|PA |=|PB |=5时,等号成立),当P 与A 或B 重合时,|PA |·|PB |=0,故|PA |·|PB |的最大值是5.答案:52.已知直线l :kx -y +1+2k =0(k ∈R ). (1)证明:直线l 过定点;(2)若直线l 不经过第四象限,求k 的取值范围;(3)若直线l 交x 轴负半轴于点A ,交y 轴正半轴于点B ,O 为坐标原点,设△AOB 的面积为S ,求S 的最小值及此时直线l 的方程.解:(1)证明:直线l 的方程可化为y =k (x +2)+1,故无论k 取何值,直线l 总过定点(-2,1). (2)直线l 的方程为y =kx +2k +1,则直线l 在y 轴上的截距为2k +1,要使直线l 不经过第四象限,则⎩⎪⎨⎪⎧k ≥0,1+2k ≥0,解得k ≥0,故k 的取值范围为[)0,+∞.(3)依题意,直线l 在x 轴上的截距为-1+2kk ,在y 轴上的截距为1+2k , ∴A ⎝⎛⎭⎫-1+2k k ,0,B (0,1+2k ).又-1+2kk <0且1+2k >0,∴k >0.故S =12|OA ||OB |=12×1+2k k ×(1+2k )=12⎝⎛⎭⎫4k +1k +4≥12(4+4)=4, 当且仅当4k =1k ,即k =12时取等号.故S 的最小值为4,此时直线l 的方程为x -2y +4=0.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2019·金华一中模拟)直线x +(a 2+1)y +1=0的倾斜角的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π4 B.⎣⎡⎭⎫3π4,πC.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫π2,π D.⎣⎡⎭⎫π4,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π解析:选B 由直线方程可知斜率k =-1a 2+1,设倾斜角为α,则tan α=-1a 2+1,而-1≤-1a 2+1<0,∴-1≤tan α<0,又∵α∈[0,π),∴3π4≤α<π,故选B. 2.直线x sin α+y +2=0的倾斜角的取值范围是( ) A .[0,π) B.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π C.⎣⎡⎦⎤0,π4 D.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫π2,π 解析:选B 设直线的倾斜角为θ,则有tan θ=-sin α,其中sin α∈[-1,1].又θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π. 3.(2018·湖州质检)若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段P Q 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A.13B .-13C .-32D.23解析:选B 依题意,设点P (a,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2,解得a =-5,b =-3,从而可得直线l 的斜率为-3-17+5=-13.4.如图中的直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则( ) A .k 1<k 2<k 3 B .k 3<k 1<k 2 C .k 3<k 2<k 1 D .k 1<k 3<k 2解析:选D 直线l 1的倾斜角α1是钝角,故k 1<0,直线l 2与l 3的倾斜角α2与α3均为锐角且α2>α3,所以0<k 3<k 2,因此k 1<k 3<k 2,故选D.5.(2018·豫西五校联考)曲线y =x 3-x +5上各点处的切线的倾斜角的取值范围为________. 解析:设曲线上任意一点处的切线的倾斜角为θ(θ∈[0,π)), 因为y ′=3x 2-1≥-1,所以tan θ≥-1, 结合正切函数的图象可知, θ的取值范围为⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 答案:⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π 二保高考,全练题型做到高考达标1.已知A (-1,1),B (3,1),C (1,3),则△ABC 的BC 边上的高所在直线方程为( ) A .x +y =0 B .x -y +2=0 C .x +y +2=0D .x -y =0解析:选B 因为B (3,1),C (1,3), 所以k BC =3-11-3=-1,故BC 边上的高所在直线的斜率k =1,又高线经过点A ,所以其直线方程为x -y +2=0.2.已知直线l 的斜率为3,在y 轴上的截距为另一条直线x -2y -4=0的斜率的倒数,则直线l 的方程为( )A .y =3x +2B .y =3x -2C .y =3x +12D .y =-3x +2 解析:选A ∵直线x -2y -4=0的斜率为12,∴直线l 在y 轴上的截距为2, ∴直线l 的方程为y =3x +2,故选A.3.(2018·温州五校联考)在同一平面直角坐标系中,直线l 1:ax +y +b =0和直线l 2:bx +y +a =0的图象可能是( )解析:选B 当a >0,b >0时,-a <0,-b <0,选项B 符合.4.若直线x -2y +b =0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b 的取值范围是( ) A .[-2,2] B .(-∞,-2]∪[2,+∞) C .[-2,0)∪(0,2]D .(-∞,+∞)解析:选C 令x =0,得y =b 2,令y =0,得x =-b ,所以所求三角形面积为12⎪⎪⎪⎪b 2|-b |=14b 2,且b ≠0,因为14b 2≤1,所以b 2≤4,所以b 的取值范围是[-2,0)∪(0,2].5.函数y =a 1-x (a >0,a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在mx +ny -1=0(mn >0)上,则1m +1n 的最小值为( )A .2B .4C .8D .1解析:选B ∵函数y =a 1-x (a >0,a ≠1)的图象恒过定点A (1,1). ∴把A (1,1)代入直线方程得m +n =1(mn >0). ∴1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n (m +n )=2+n m +m n ≥2+2 n m ·m n =4(当且仅当m =n =12时取等号), ∴1m +1n的最小值为4. 6.(2018·温州调研)已知三角形的三个顶点为A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),则BC 边上中线所在的直线方程为________.解析:∵BC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫32,-12,∴BC 边上中线所在直线方程为y -0-12-0=x +532+5,即x +13y +5=0. 答案:x +13y +5=07.若直线ax +y +3a -1=0恒过定点M ,则直线2x +3y -6=0关于M 点对称的直线方程为________________.解析:由ax +y +3a -1=0,可得a (x +3)+(y -1)=0,令⎩⎪⎨⎪⎧ x +3=0,y -1=0,可得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =1,∴M (-3,1),M 不在直线2x +3y -6=0上,设直线2x +3y -6=0关于M 点对称的直线方程为2x +3y +c =0(c ≠-6),则|-6+3-6|4+9=|-6+3+c |4+9,解得c =12或c =-6(舍去),∴所求直线方程为2x +3y +12=0.答案:2x +3y +12=08.若圆x 2+y 2+2x -6y +1=0关于直线ax -by +3=0(a >0,b >0)对称,则1a +3b 的最小值是________.解析:由圆x 2+y 2+2x -6y +1=0知其标准方程为(x +1)2+(y -3)2=9, ∵圆x 2+y 2+2x -6y +1=0关于直线ax -by +3=0(a >0,b >0)对称, ∴该直线经过圆心(-1,3),即-a -3b +3=0, ∴a +3b =3(a >0,b >0). ∴1a +3b =13(a +3b )⎝⎛⎭⎫1a +3b =13⎝⎛⎭⎫1+3a b +3b a +9≥13⎝⎛⎭⎫10+23a b ·3b a =163, 当且仅当3b a =3ab ,即a =b 时取等号. 故1a +3b 的最小值是163.答案:1639.已知直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l 的方程: (1)过定点A (-3,4); (2)斜率为16.解:(1)设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴,y 轴上的截距分别是-4k -3,3k +4, 由已知,得(3k +4)⎝⎛⎭⎫4k +3=±6, 解得k 1=-23或k 2=-83.故直线l 的方程为2x +3y -6=0或8x +3y +12=0.(2)设直线l 在y 轴上的截距为b ,则直线l 的方程是y =16x +b ,它在x 轴上的截距是-6b ,由已知,得|-6b ·b |=6,∴b =±1.∴直线l 的方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0.10.如图,射线OA ,OB 分别与x 轴正半轴成45°和30°角,过点P (1,0)的直线AB 分别交OA ,OB 于A ,B 两点,当AB 的中点C 恰好落在直线y =12x 上时,求直线AB 的方程.解:由题意可得k OA =tan 45°=1,k OB =tan(180°-30°)=-33, 所以直线l OA :y =x ,l OB :y =-33x . 设A (m ,m ),B (-3n ,n ),所以AB 的中点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫m -3n 2,m +n 2,由点C 在直线y =12x 上,且A ,P ,B 三点共线得⎩⎪⎨⎪⎧m +n 2=12·m -3n 2,m -0m -1=n -0-3n -1,解得m =3,所以A (3,3). 又P (1,0),所以k AB =k AP =33-1=3+32,所以l AB :y =3+32(x -1),即直线AB 的方程为(3+3)x -2y -3-3=0.三上台阶,自主选做志在冲刺名校 1.已知曲线y =1e x+1,则曲线的切线中斜率最小的直线与两坐标轴所围成的三角形的面积为________. 解析:y ′=-e x(e x +1)2=-1e x+1ex +2, 因为e x >0,所以e x +1ex ≥2e x ·1e x =2(当且仅当e x =1e x ,即x =0时取等号),所以e x +1ex +2≥4, 故y ′=-1e x +1ex +2≥-14(当且仅当x =0时取等号).所以当x =0时,曲线的切线斜率取得最小值,此时切点的坐标为⎝⎛⎭⎫0,12,切线的方程为y -12=-14(x -0),即x +4y -2=0.该切线在x 轴上的截距为2,在y 轴上的截距为12,所以该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积S =12×2×12=12.答案:122.已知直线l 过点P (3,2),且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,如图所示,当△ABO 的面积取最小值时,求直线l 的方程.解:法一:设A (a,0),B (0,b )(a >0,b >0), 则直线l 的方程为x a +yb =1. 因为l 过点P (3,2),所以3a +2b =1. 因为1=3a +2b ≥26ab ,整理得ab ≥24,所以S △ABO =12ab ≥12,当且仅当3a =2b ,即a =6,b =4时取等号. 此时直线l 的方程是x 6+y4=1,即2x +3y -12=0.法二:依题意知,直线l 的斜率k 存在且k <0, 可设直线l 的方程为y -2=k (x -3)(k <0), 则A ⎝⎛⎭⎫3-2k ,0,B (0,2-3k ), S △ABO =12(2-3k )⎝⎛⎭⎫3-2k =12⎣⎡⎦⎤12+(-9k )+4-k ≥12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+2 (-9k )·4-k=12×(12+12)=12, 当且仅当-9k =4-k ,即k =-23时,等号成立.所以所求直线l 的方程为2x +3y -12=0.第二节两条直线的位置关系1.两条直线平行与垂直的判定 (1)两条直线平行:①对于两条不重合的直线l 1,l 2,若其斜率分别为k 1,k 2,则有l 1∥l 2⇔k 1=k 2. ②当直线l 1,l 2不重合且斜率都不存在时,l 1∥l 2. (2)两条直线垂直:①如果两条直线l 1,l 2的斜率存在,设为k 1,k 2,则有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1. ②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l 1⊥l 2.2.两条直线的交点的求法直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1与l 2的交点坐标就是方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0的解.3.三种距离公式P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点之间的距离|P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离 d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0间距离 d =|C 1-C 2|A 2+B 21.(2018·金华四校联考)直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则m =( ) A .2 B .-3 C .2或-3D .-2或-3解析:选C ∵直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,∴2m =m +13≠4-2,解得m =2或-3.2.“a =14”是“直线(a +1)x +3ay +1=0与直线(a -1)x +(a +1)y -3=0相互垂直”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 由直线(a +1)x +3ay +1=0与直线(a -1)x +(a +1)y -3=0相互垂直,得(a +1)(a -1)+3a (a +1)=0,即4a 2+3a -1=0,解得a =14或-1,∴“a =14”是“直线(a +1)x +3ay +1=0与直线(a -1)x +(a+1)y -3=0相互垂直”的充分不必要条件,故选A.3.(2018·浙江五校联考)已知动点P 的坐标为(x,1-x ),x ∈R ,则动点P 的轨迹方程为________,它到原点距离的最小值为________.解析:设点P 的坐标为(x ,y ),则y =1-x ,即动点P 的轨迹方程为x +y -1=0.原点到直线x +y -1=0的距离为d =|0+0-1|1+1=22,即为所求原点到动点P 的轨迹的最小值.答案:x +y -1=0221.在判断两条直线的位置关系时,易忽视斜率是否存在,两条直线都有斜率可根据条件进行判断,若无斜率,要单独考虑.2.运用两平行直线间的距离公式时易忽视两方程中的x ,y 的系数分别相等这一条件盲目套用公式导致出错.1.已知P :直线l 1:x -y -1=0与直线l 2:x +ay -2=0平行,Q :a =-1,则P 是Q 的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 由于直线l 1:x -y -1=0与直线l 2:x +ay -2=0平行的充要条件是1×a -(-1)×1=0,即a =-1.所以P 是Q 的充要条件.2.(2018·安庆模拟)若直线l 1:x +3y +m =0(m >0)与直线l 2:2x +6y -3=0的距离为10,则m =( ) A .7B.172C .14D .17解析:选B 直线l 1:x +3y +m =0(m >0),即2x +6y +2m =0,因为它与直线l 2:2x +6y -3=0的距离为10,所以|2m +3|4+36=10,解得m =172.考点一 两条直线的位置关系(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.已知a ≠0,直线ax +(b +2)y +4=0与直线ax +(b -2)y -3=0互相垂直,则ab 的最大值为( ) A .0 B .2 C .4D. 2解析:选B 若b =2,两直线方程分别为y =-a 4x -1和x =3a ,此时两直线相交但不垂直.若b =-2,两直线方程分别为x =-4a 和y =a 4x -34,此时两直线相交但不垂直.若b ≠±2,两直线方程分别为y =-a b +2x -4b +2和y =-a b -2x +3b -2,此时两直线的斜率分别为-a b +2,-a b -2,由-a b +2·⎝⎛⎭⎫-a b -2=-1,得a 2+b 2=4.因为a 2+b 2=4≥2ab ,所以ab ≤2,且当a =b =2或a =b =-2时取等号,故ab 的最大值为2.2.(2018·诸暨模拟)已知a ,b 为正数,且直线ax +by -6=0与直线2x +(b -3)y +5=0平行,则2a +3b 的最小值为________.解析:由两直线平行可得,a (b -3)=2b ,即2b +3a =ab ,2a +3b =1.又a ,b 为正数,所以2a +3b =(2a+3b )·⎝⎛⎭⎫2a +3b =13+6a b +6b a≥13+2 6a b ·6ba =25,当且仅当a =b =5时取等号,故2a +3b 的最小值为25.答案:253.已知两直线l 1:mx +8y +n =0和l 2:2x +my -1=0,试确定m ,n 的值,使 (1)l 1与l 2相交于点P (m ,-1);(3)l 1⊥l 2,且l 1在y 轴上的截距为-1.解:(1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8+n =0,2m -m -1=0,解得m =1,n =7.即m =1,n =7时,l 1与l 2相交于点P (m ,-1).(2)∵l 1∥l 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2-16=0,-m -2n ≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =4,n ≠-2或⎩⎪⎨⎪⎧m =-4,n ≠2.即m =4,n ≠-2或m =-4,n ≠2时,l 1∥l 2. (3)当且仅当2m +8m =0, 即m =0时,l 1⊥l 2. 又-n8=-1,∴n =8.即m =0,n =8时,l 1⊥l 2, 且l 1在y 轴上的截距为-1.[谨记通法]1.已知两直线的斜率存在,判断两直线平行垂直的方法 (1)两直线平行⇔两直线的斜率相等且在坐标轴上的截距不等; (2)两直线垂直⇔两直线的斜率之积等于-1.[提醒] 当直线斜率不确定时,要注意斜率不存在的情况. 2.由一般式确定两直线位置关系的方法[提醒] 在判断两直线位置关系时,比例式A 1A 2与B 1B 2,C 1C 2的关系容易记住,在解答选择、填空题时,建议多用比例式来解答.考点二 距离问题(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2018·衢州模拟)若直线l 1:x +ay +6=0与l 2:(a -2)x +3y +2a =0平行,则l 1与l 2间的距离为( ) A.2 B.823 C. 3D.833解析:选B 因为l 1∥l 2,所以1a -2=a 3≠62a,解得a =-1,所以l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23=0,所以l 1与l 2之间的距离d =⎪⎪⎪⎪6-232=823.2.直线3x +4y -3=0上一点P 与点Q (2,-2)的连线的最小值是________. 解析:∵点Q 到直线的距离即为P ,Q 两点连线的最小值, ∴|P Q |min =|3×2+4×(-2)-3|32+42=1.答案:13.若直线l 过点P (-1,2)且到点A (2,3)和点B (-4,5)的距离相等,则直线l 的方程为________. 解析:法一:当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y -2=k (x +1),即kx -y +k +2=0. 由题意知|2k -3+k +2|k 2+1=|-4k -5+k +2|k 2+1,即|3k -1|=|-3k -3|,∴k =-13.∴直线l 的方程为y -2=-13(x +1),即x +3y -5=0.当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =-1,也符合题意. 故所求直线l 的方程为x +3y -5=0或x =-1. 法二:当AB ∥l 时,有k =k AB =-13,∴直线l 的方程为y -2=-13(x +1),即x +3y -5=0.当l 过AB 中点时,AB 的中点为(-1,4). ∴直线l 的方程为x =-1.故所求直线l 的方程为x +3y -5=0或x =-1. 答案:x +3y -5=0或x =-1[由题悟法]处理距离问题的2大策略(1)点到直线的距离问题可直接代入点到直线的距离公式去求.(2)动点到两定点距离相等,一般不直接利用两点间距离公式处理,而是转化为动点在两定点所在线段的垂直平分线上,从而使计算简便.[即时应用]1.已知P 是直线2x -3y +6=0上一点,O 为坐标原点,且点A 的坐标为(-1,1),若|PO |=|PA |,则P点的坐标为________.解析:法一:设P (a ,b ),则⎩⎨⎧2a -3b +6=0,a 2+b 2=(a +1)2+(b -1)2,解得a =3,b =4.∴P 点的坐标为(3,4). 法二:线段OA 的中垂线方程为x -y +1=0,则由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -3y +6=0,x -y +1=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =4,则P 点的坐标为(3,4).答案:(3,4)2.已知直线l :ax +y -1=0和点A (1,2),B (3,6).若点A ,B 到直线l 的距离相等,则实数a 的值为________. 解析:法一:要使点A ,B 到直线l 的距离相等, 则AB ∥l ,或A ,B 的中点(2,4)在直线l 上. 所以-a =6-23-1=2或2a +4-1=0, 解得a =-2或-32.法二:要使点A ,B 到直线l 的距离相等, 则|a +1|a 2+1=|3a +5|a 2+1,解得a =-2或-32.答案:-2或-32考点三 对称问题(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]对称问题是高考常考内容之一,也是考查学生转化能力的一种常见题型. 常见的命题角度有: (1)点关于点对称; (2)点关于线对称; (3)线关于线对称.[题点全练]角度一:点关于点对称1.过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -3y +10=0截得的线段被点P 平分,则直线l 的方程为________________.解析:设l 1与l 的交点为A (a,8-2a ),则由题意知,点A 关于点P 的对称点B (-a,2a -6)在l 2上,把B 点坐标代入l 2的方程得-a -3(2a -6)+10=0,解得a =4,即点A (4,0)在直线l 上, 所以由两点式得直线l 的方程为x +4y -4=0. 答案:x +4y -4=02.已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2),则直线l 关于点A (-1,-2)对称的直线l ′的方程为________.解析:法一:在l :2x -3y +1=0上任取两点,如M (1,1),N (4,3), 则M ,N 关于点A 的对称点M ′,N ′均在直线l ′上.易知M ′(-3,-5),N ′(-6,-7),由两点式可得l ′的方程为2x -3y -9=0.法二:设P (x ,y )为l ′上任意一点,则P (x ,y )关于点A (-1,-2)的对称点为P ′(-2-x ,-4-y ), ∵P ′在直线l 上,∴2(-2-x )-3(-4-y )+1=0, 即2x -3y -9=0. 答案:2x -3y -9=0 角度二:点关于线对称3.已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2).求: (1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;(2)直线m :3x -2y -6=0关于直线l 的对称直线m ′的方程.解:(1)设A ′(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y +2x +1×23=-1,2×x -12-3×y -22+1=0,解得⎩⎨⎧x =-3313,y =413.∴A ′⎝⎛⎭⎫-3313,413. (2)在直线m 上取一点,如M (2,0),则M (2,0)关于直线l 的对称点M ′必在直线m ′上. 设M ′(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧2×a +22-3×b +02+1=0,b -0a -2×23=-1.解得M ′⎝⎛⎭⎫613,3013.设直线m 与直线l 的交点为N ,则由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,3x -2y -6=0.得N (4,3).又∵m ′经过点N (4,3),∴由两点式得直线m ′的方程为9x -46y +102=0. 角度三:线关于线对称4.直线2x -y +3=0关于直线x -y +2=0对称的直线方程是( ) A .x -2y +3=0 B .x -2y -3=0 C .x +2y +1=0D .x +2y -1=0解析:选A 设所求直线上任意一点P (x ,y ),则P 关于x -y +2=0的对称点为P ′(x 0,y 0), 由⎩⎪⎨⎪⎧x +x 02-y +y 02+2=0,x -x 0=-(y -y 0),得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=y -2,y 0=x +2,由点P ′(x 0,y 0)在直线2x -y +3=0上, ∴2(y -2)-(x +2)+3=0, 即x -2y +3=0.[通法在握]1.中心对称问题的2个类型及求解方法 (1)点关于点对称:若点M (x 1,y 1)及N (x ,y )关于P (a ,b )对称,则由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧x =2a -x 1,y =2b -y 1,进而求解.(2)直线关于点的对称,主要求解方法是:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程. 2.轴对称问题的2个类型及求解方法 (1)点关于直线的对称:若两点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)关于直线l :Ax +By +C =0对称,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22+B ⎝⎛⎭⎫y 1+y 22+C =0,y 2-y 1x 2-x 1·⎝⎛⎭⎫-A B =-1,可得到点P 1关于l 对称的点P 2的坐标(x 2,y 2)(其中B ≠0,x 1≠x 2). (2)直线关于直线的对称:一般转化为点关于直线的对称来解决,有两种情况:一是已知直线与对称轴相交;二是已知直线与对称轴平行.[演练冲关]1.已知直线y =2x 是△ABC 中∠C 的平分线所在的直线,若点A ,B 的坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C 的坐标为( )A .(-2,4)B .(-2,-4)C .(2,4)D .(2,-4)解析:选C 设A (-4,2)关于直线y =2x 的对称点为(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y -2x +4×2=-1,y +22=2×-4+x2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-2,∴BC 所在直线的方程为y -1=-2-14-3(x -3),即3x +y -10=0.同理可得点B (3,1)关于直线y =2x 的对称点为(-1,3),∴AC 所在直线的方程为y -2=3-2-1-(-4)(x +4),即x -3y +10=0.联立⎩⎪⎨⎪⎧3x +y -10=0,x -3y +10=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,可得C (2,4). 2.已知入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),则反射光线所在直线的方程为________.解析:设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ),则反射光线所在直线过点M ′, 所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a -(-3)·1=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得a =1,b =0.又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0=x -12-1,即6x -y -6=0. 答案:6x -y -6=03.已知△ABC 中,顶点A (4,5),点B 在直线l :2x -y +2=0上,点C 在x 轴上,求△ABC 周长的最小值.解:设点A 关于直线l :2x -y +2=0的对称点为A 1(x 1,y 1),点A 关于x 轴的对称点为A 2(x 2,y 2),连接A 1A 2交l 于点B ,交x 轴于点C ,则此时△ABC 的周长取最小值,且最小值为||A 1A 2.∵A 1与A 关于直线l :2x -y +2=0对称, ∴⎩⎪⎨⎪⎧y 1-5x 1-4×2=-1,2×x 1+42-y 1+52+2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,y 1=7.∴A 1(0,7).易求得A 2(4,-5),∴△ABC 周长的最小值为||A 1A 2=(4-0)2+(-5-7)2=410.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·浙江名校协作体联考)“a =-1”是“直线ax +3y +3=0和直线x +(a -2)y +1=0平行”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C 因为直线ax +3y +3=0和直线x +(a -2)y +1=0平行的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a (a -2)=3×1,a ×1≠3×1,解得a =-1,故选C.2.(2018·丽水调研)已知直线l 1过点(-2,0)且倾斜角为30°,直线l 2过点(2,0)且与直线l 1垂直,则直线l 1与直线l 2的交点坐标为( )A .(3,3)B .(2,3)C .(1,3)D.⎝⎛⎭⎫1,32 解析:选C 直线l 1的斜率为k 1=tan 30°=33,因为直线l 2与直线l 1垂直,所以k 2=-1k 1=-3,所以直线l 1的方程为y =33(x +2),直线l 2的方程为y =-3(x -2).两式联立,解得⎩⎨⎧x =1,y =3,即直线l 1与直线l 2的交点坐标为(1,3).3.(2018·诸暨期初)已知点A (7,-4)关于直线l 的对称点为B (-5,6),则该对称直线l 的方程为( ) A .6x +5y -1=0 B .5x +6y +1=0 C .5x -6y -1=0D .6x -5y -1=0解析:选D 由题可得,直线l 是线段AB 的垂直平分线.因为A (7,-4),B (-5,6),所以k AB =6+4-5-7=-56,所以k l =65.又因为A (7,-4),B (-5,6)的中点坐标为(1,1).所以直线l 的方程为y -1=65(x -1),即6x -5y -1=0.4.已知点P (4,a )到直线4x -3y -1=0的距离不大于3,则a 的取值范围是________.解析:由题意得,点P 到直线的距离为|4×4-3×a -1|5=|15-3a |5.因为|15-3a |5≤3,即|15-3a |≤15,解得0≤a ≤10,所以a 的取值范围是[0,10].答案:[0,10]5.若两平行直线3x -2y -1=0,6x +ay +c =0之间的距离为21313,则c 的值是________.解析:依题意知,63=a -2≠c -1,解得a =-4,c ≠-2,即直线6x +ay +c =0可化为3x -2y +c2=0,又两平行直线之间的距离为21313, 所以⎪⎪⎪⎪c 2+132+(-2)2=21313,解得c =2或-6.答案:2或-6二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·舟山调研)在直角坐标平面内,过定点P 的直线l :ax +y -1=0与过定点Q 的直线m :x -ay +3=0相交于点M ,则|MP |2+|M Q |2的值为( )A.102B.10C .5D .10解析:选D 由题意知P (0,1),Q (-3,0),∵过定点P 的直线ax +y -1=0与过定点Q 的直线x -ay +3=0垂直, ∴M 位于以P Q 为直径的圆上, ∵|P Q |=9+1=10, ∴|MP |2+|M Q |2=|P Q |2=10.2.(2018·慈溪模拟)曲线y =2x -x 3在x =-1处的切线为l ,则点P (3,2)到直线l 的距离为( ) A.722B.922C.1122D.91010解析:选A 由题可得,切点坐标为(-1,-1).y ′=2-3x 2,由导数的几何意义可知,该切线的斜率为k =2-3=-1,所以切线的方程为x +y +2=0.所以点P (3,2)到直线l 的距离为d =|3+2+2|12+12=722.3.(2018·绵阳模拟)若P ,Q 分别为直线3x +4y -12=0与6x +8y +5=0上任意一点,则|P Q |的最小值为( )A.95 B.185 C.2910D.295解析:选C 因为36=48≠-125,所以两直线平行,由题意可知|P Q |的最小值为这两条平行直线间的距离, 即|-24-5|62+82=2910, 所以|P Q |的最小值为2910.4.(2018·厦门模拟)将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m ,n )重合,则m +n 等于( )A.345B.365C.283D.323解析:选A 由题意可知,纸的折痕应是点(0,2)与点(4,0)连线的中垂线,即直线y =2x -3,它也是点(7,3)与点(m ,n )连线的中垂线,则⎩⎪⎨⎪⎧3+n 2=2×7+m2-3,n -3m -7=-12,解得⎩⎨⎧m =35,n =315,故m +n =345.5.(2018·钦州期中)已知直线l 的方程为f (x ,y )=0,P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2)分别为直线l 上和l 外的点,则方程f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0表示( )A .过点P 1且与l 垂直的直线B .与l 重合的直线C .过点P 2且与l 平行的直线D .不过点P 2,但与l 平行的直线解析:选C 由直线l 的方程为f (x ,y )=0,知方程f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0表示与l 平行的直线,P 1(x 1,y 1)为直线l 上的点,则f (x 1,y 1)=0,f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0化为f (x ,y )-f (x 2,y 2)=0,显然P 2(x 2,y 2)满足方程f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0,所以f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0表示过点P 2且与l 平行的直线.故选C.6.已知三角形的一个顶点A (4,-1),它的两条角平分线所在直线的方程分别为l 1:x -y -1=0和l 2:x -1=0,则BC 边所在直线的方程为________________.解析:A 不在这两条角平分线上,因此l 1,l 2是另两个角的角平分线.点A 关于直线l 1的对称点A 1,点A 关于直线l 2的对称点A 2均在边BC 所在直线l 上.设A 1(x 1,y 1),则有⎩⎪⎨⎪⎧y 1+1x 1-4×1=-1,x 1+42-y 1-12-1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,y 1=3,所以A 1(0,3).同理设A 2(x 2,y 2),易求得A 2(-2,-1). 所以BC 边所在直线方程为2x -y +3=0. 答案:2x -y +3=07.(2018·余姚检测)已知直线l 过点P (3,4)且与点A (-2,2),B (4,-2)等距离,则直线l 的方程为________. 解析:显然直线l 的斜率不存在时,不满足题意;设所求直线方程为y -4=k (x -3), 即kx -y +4-3k =0,由已知,得|-2k -2+4-3k |1+k 2=|4k +2+4-3k |1+k 2,∴k =2或k =-23.∴所求直线l 的方程为2x -y -2=0或2x +3y -18=0. 答案:2x -y -2=0或2x +3y -18=08.如图所示,已知两点A (4,0),B (0,4),从点P (2,0)射出的光线经直线AB 反射后再射到直线OB 上,最后经直线OB 反射后又回到P 点,则光线所经过的路程为________.解析:易得AB 所在的直线方程为x +y =4,由于点P 关于直线AB 对称的点为A 1(4,2),点P 关于y 轴对称的点为A 2(-2,0),则光线所经过的路程即A 1与A 2两点间的距离.于是|A 1A 2|=(4+2)2+(2-0)2=210.答案:2109.(2018·绍兴一中检测)两平行直线l 1,l 2分别过点P (-1,3),Q (2,-1),它们分别绕P ,Q 旋转,但始终保持平行,则l 1,l 2之间的距离的取值范围是________.解析:∵l 1∥l 2,且P ∈l 1,Q ∈l 2,∴l 1,l 2间的最大距离为|P Q |=[2-(-1)]2+(-1-3)2=5,又l 1与l 2不重合,∴l 1,l 2之间距离的取值范围是(0,5].答案:(0,5]10.已知△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0,AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0,求直线BC 的方程.解:依题意知:k AC =-2,A (5,1), ∴l AC 的方程为2x +y -11=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -11=0,2x -y -5=0,得C (4,3).设B (x 0,y 0),则AB 的中点M ⎝⎛⎭⎫x 0+52,y 0+12, 代入2x -y -5=0, 得2x 0-y 0-1=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧2x 0-y 0-1=0,x 0-2y 0-5=0,得B (-1,-3),∴k BC =65,∴直线BC 的方程为y -3=65(x -4),即6x -5y -9=0.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.已知线段AB 的两个端点A (0,-3),B (3,0),且直线y =2λx +λ+2与线段AB 总相交,则实数λ的。
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平面解析几何
一、直线与圆
1.斜率公式 2121
y y k x x -=-(111(,)P x y 、222(,)P x y ). 2.直线的五种方程
(1)点斜式 11()y y k x x -=- (直线l 过点111(,)P x y ,且斜率为k ).
(2)斜截式 y kx b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距).
(3)两点式
112121
y y x x y y x x --=--(12y y ≠)(111(,)P x y 、222(,)P x y (12x x ≠)). < (4)截距式 1x y a b
+=(a b 、分别为直线的横、纵截距,0a b ≠、). (5)一般式 0Ax By C ++=(其中A 、B 不同时为0).
3.两条直线的平行和垂直
(1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+
①121212||,l l k k b b ⇔=≠;
②12121l l k k ⊥⇔=-.
(2)若1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,且A 1、A 2、B 1、B 2都不为零, ①11112222
||A B C l l A B C ⇔
=≠; < ②1212120l l A A B B ⊥⇔+=;
4.点到直线的距离
d =(点00(,)P x y ,直线l :0Ax By C ++=).
5.圆的四种方程 (1)圆的标准方程 222()()x a y b r -+-=.
(2)圆的一般方程 220x y Dx Ey F ++++=(224D E F +->0).圆心⎪⎭⎫ ⎝⎛--2,2E D ,半径r=2
422F E D -+. 6.点与圆的位置关系
点00(,)P x y 与圆2
22)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种: .
若d =d r >⇔点P 在圆外;d r =⇔点P 在圆上;d r <⇔点P 在圆内. 7.直线与圆的位置关系
直线0=++C By Ax 与圆2
22)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种: 0<∆⇔⇔>相离r d ;
0=∆⇔⇔=相切r d ;
0>∆⇔⇔<相交r d . 其中22B A C
Bb Aa d +++=.
8.两圆位置关系的判定方法
#
设两圆圆心分别为O 1,O 2,半径分别为r 1,r 2,d O O =21
条公切线外离421⇔⇔+>r r d ;
条公切线外切321⇔⇔+=r r d ;
条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r ;
条公切线内切121⇔⇔-=r r d ;
无公切线内含⇔⇔-<<210r r d .
$
二、圆锥曲线
1.圆锥曲线的定义
(1)椭圆:|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|);
(2)双曲线:||MF 1|-|MF 2||=2a (2a <|F 1F 2|).
2.圆锥曲线的标准方程
(1)椭圆:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2+x 2
b 2=1(a >b >0)(焦点在y 轴上); (2)双曲线:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)(焦点在x 轴上)或y 2a 2-x 2
b 2=1(a >0,b >0)(焦点在y 轴上). 3.圆锥曲线的几何性质
&
(1)椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的参数方程是cos sin x a y b θθ
=⎧⎨=⎩.长轴长为2a ,短轴长为2b ,焦距为2c ,三者满足a 2=b 2+c 2,顶点为(a,0),(0,b),焦点为(c,0),离心率e=a
c ,准线c a 2
±=x (X 型). (2)双曲线22
221(0,0)x y a b a b
-=>>,实轴长为2a ,虚轴长为2b ,焦距为2c ,三者满足a 2+b 2=c 2,顶点为(a,0),焦点为(c,0),离心率e=a c (e>1),渐近线为x a
b y ±=. 4.双曲线的方程与渐近线方程的关系
(1)若双曲线方程为12222=-b y a x ⇒渐近线方程:22220x y a b -=⇔x a
b y ±=. (2)共轭双曲线: 12222=-b y a
x 与1-22
22=a x b y 渐近线一样. (3)等轴双曲线:若双曲线与12222=-b
y a x 中a=b ,(e=2,渐近线为y=x ±). 5.抛物线px y 22=的焦半径公式
抛物线22(0)y px p =>焦半径02p CF x =+
.准线:x=2p ,离心率为e=1.(点到焦点的距离等于点到准线的距离).。