浙江专版高考数学二轮专题复习 第一部分 专题五 解析几何讲义doc.docx

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浙江专版高考数学二轮专题复习第一部分专题五解析几何讲义doc

(浙江专版)2019年高考数学二轮专题复习第一部分专题五解析几何讲义

一、基础知识要记牢

直线与直线的位置关系的判定方法

(1)给定两条直线l1:

y=k1x+b1和l2:

y=k2x+b2,则有下列结论:

l1∥l2⇔k1=k2且b1≠b2;l1⊥l2⇔k1·k2=-1.

(2)若给定的方程是一般式,即l1:

A1x+B1y+C1=0和l2:

A2x+B2y+C2=0,则有下列结论:

l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0;

l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.

二、经典例题领悟好

[例1] 

(1)设直线l1:

2x-my-1=0,l2:

(m-1)x-y+1=0.则“m=2”是“l1∥l2”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

(2)过直线l1:

x-2y+3=0与直线l2:

2x+3y-8=0的交点,且到点P(0,4)距离为2的直线方程为_____________________________________________________________________.

[解析] 

(1)m=2⇒==-1,=1-m=-1⇒=,且≠⇒l1∥l2;l1∥l2⇒A1B2=A2B1⇒2·(-1)=(-m)·(m-1)且B1C2≠B2C1⇒m=2.

(2)由得∴l1与l2的交点为(1,2).当所求直线斜率不存在,即直线方程为x=1时,显然不满足题意.

当所求直线斜率存在时,设所求直线方程为y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0,

∵点P(0,4)到直线的距离为2,∴2=,

∴k=0或k=.

∴直线方程为y=2或4x-3y+2=0.

[答案] 

(1)C 

(2)y=2或4x-3y+2=0

(1)处理两条直线平行的问题时,在利用A1B2-A2B1=0建立方程求出参数的值后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性.

(2)要注意每种直线方程的局限性.点斜式、两点式、斜截式要求直线不能与x轴垂直(用两点式也不能与y轴垂直).而截距式方程不能表示过原点的直线,也不能表示垂直于坐标轴的直线.

(3)在解决问题的过程中,要注意选择直线方程的形式,用待定系数法求直线的方程,是最基本最常用的方法.

三、预测押题不能少

1.

(1)已知直线l:

x-y-1=0,l1:

2x-y-2=0.若直线l2与l1关于l对称,则l2的方程是(  )

A.x-2y+1=0      B.x-2y-1=0

C.x+y-1=0D.x+2y-1=0

解析:

选B 因为l1与l2关于l对称,

所以l1上任一点关于l的对称点都在l2上,

故l与l1的交点(1,0)在l2上.

又易知(0,-2)为l1上一点,

设它关于l的对称点为(x,y),

则解得

即(1,0),(-1,-1)为l2上两点,

可得l2的方程为x-2y-1=0.

(2)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,且两直线垂直,则PA⊥PB,所以|PA|2+|PB|2=|AB|2=10,所以|PA|·|PB|≤=5(当且仅当|PA|=|PB|=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:

5

一、基础知识要记牢

(1)标准方程:

(x-a)2+(y-b)2=r2,圆心坐标为(a,b),半径为r.

(2)一般方程:

x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0),圆心坐标为,半径r=.

二、经典例题领悟好

[例2] 

(1)(2016·浙江高考)已知a∈R,方程a2x2+(a+2)y2+4x+8y+5a=0表示圆,则圆心坐标是________,半径是________.

(2)(2016·天津高考)已知圆C的圆心在x轴的正半轴上,点M(0,)在圆C上,且圆心到直线2x-y=0的距离为,则圆C的方程为________.

[解析] 

(1)由二元二次方程表示圆的条件可得a2=a+2,解得a=2或-1.当a=2时,方程为4x2+4y2+4x+8y+10=0,即x2+y2+x+2y+=0,配方得2+(y+1)2=-<0,不表示圆;

当a=-1时,方程为x2+y2+4x+8y-5=0,配方得(x+2)2+(y+4)2=25,则圆心坐标为(-2,-4),半径是5.

(2)因为圆C的圆心在x轴的正半轴上,设C(a,0),且a>0,所以圆心到直线2x-y=0的距离d==,解得a=2,

所以圆C的半径r=|CM|==3,

所以圆C的方程为(x-2)2+y2=9.

[答案] 

(1)(-2,-4) 5 

(2)(x-2)2+y2=9

圆的方程的求法

(1)几何法,通过研究圆的性质、直线和圆、圆与圆的位置关系,从而求得圆的基本量和方程.

(2)代数法,用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各系数,从而求得圆的方程,一般采用待定系数法.

[提醒] 圆心到切线的距离等于半径,该结论在解题过程中经常用到,需牢记.

三、预测押题不能少

2.

(1)圆心在直线x+y=0上且过两圆x2+y2-2x=0,x2+y2+2y=0的交点的圆的方程为(  )

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

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

C.x2+y2-x+y=0

D.x2+y2+x-y=0

解析:

选C 由已知圆的方程可设所求圆的方程为x2+y2-2x+λ(x2+y2+2y)=0(λ≠-1),即x2+y2-x+y=0,∴圆心坐标为.又∵圆心在直线x+y=0上,∴-=0,∴λ=1,∴所求圆的方程为x2+y2-x+y=0.

(2)圆心在直线x-2y=0上的圆C与y轴的正半轴相切,圆C截x轴所得弦的长为2,则圆C的标准方程为________________.

解析:

设圆心坐标为(a,b),半径为r.由已知又圆心(a,b)到y轴、x轴的距离分别为|a|,|b|,所以|a|=r,|b|2+3=r2.综上,解得a=2,b=1,r=2,所以圆心坐标为(2,1),圆C的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=4.

答案:

(x-2)2+(y-1)2=4

一、基础知识要记牢

解答直线与圆的位置关系问题的方法

(1)代数法.将圆的方程和直线的方程联立起来组成方程组,利用判别式Δ来讨论位置关系:

Δ>0⇔相交;Δ=0⇔相切;Δ<0⇔相离.

(2)几何法.把圆心到直线的距离d和半径R的大小加以比较:

dR⇔相离.

二、经典例题领悟好

[例3] 

(1)(2017·昆明模拟)已知圆M:

x2+y2-2ay=0(a>0)截直线x+y=0所得线段的长度是2,则圆M与圆N:

(x-1)2+(y-1)2=1的位置关系是(  )

A.内切B.相交C.外切D.相离

(2)(2016·全国卷Ⅲ)已知直线l:

mx+y+3m-=0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点.若|AB|=2,则|CD|=________.

[解析] 

(1)由题知圆M:

x2+(y-a)2=a2(a>0),圆心(0,a)到直线x+y=0的距离d=,所以2=2,解得a=2,即圆M的圆心为(0,2),半径为2.又圆N的圆心为(1,1),半径为1,则圆M,圆N的圆心距|MN|=,两圆半径之差为1,半径之和为3,1<<3,故两圆相交.

(2)由直线l:

mx+y+3m-=0知其过定点(-3,),圆心O到直线l的距离为d=.

由|AB|=2得2+()2=12,解得m=-.又直线l的斜率为-m=,所以直线l的倾斜角α=.

画出符合题意的图形如图所示,过点C作CE⊥BD,则∠DCE=.在Rt△CDE中,可得|CD|==2×=4.

[答案] 

(1)B 

(2)4

1研究直线与圆的位置关系最基本的解题方法为代数法,将几何问题代数化,利用函数与方程思想解题.

2与弦长有关的问题常用几何法,即利用圆的半径r,圆心到直线的距离d,及半弦长

,构成直角三角形的三边,利用其关系来处理.

三、预测押题不能少

3.

(1)已知点P(x0,y0),圆O:

x2+y2=r2(r>0),直线l:

x0x+y0y=r2,有以下几个结论:

①若点P在圆O上,则直线l与圆O相切;

②若点P在圆O外,则直线l与圆O相离;

③若点P在圆O内,则直线l与圆O相交;

④无论点P在何处,直线l与圆O恒相切.

其中正确的个数是(  )

A.1B.2C.3D.4

解析:

选A 根据点到直线的距离公式有d=.若点P在圆O上,则x+y=r2,d=r,相切;若点P在圆O外,则x+y>r2,dr,相离,故只有①正确.

(2)已知P(x,y)是直线kx+y+4=0(k>0)上一动点,PA,PB是圆C:

x2+y2-2y=0的两条切线,A,B是切点,若四边形PACB的最小面积是2,则k=________.

解析:

如图,把圆的方程化成标准形式得x2+(y-1)2=1,

所以圆心为C(0,1),半径为r=1,四边形PACB的面积S=2S△PBC,所以若四边形PACB的最小面积是2,则S△PBC的最小值为1.

而S△PBC=r·|PB|,即|PB|的最小值为2,此时|PC|最小,|PC|为圆心到直线kx+y+4=0的距离d,则d===,化简得k2=4,因为k>0,所以k=2.

答案:

2

[知能专练(十六)]

一、选择题

1.已知直线l的倾斜角为,直线l1经过点A(3,2),B(-a,1),且l1与l垂直,直线l2:

2x+by+1=0与直线l1平行,则a+b=(  )

A.-4B.-2

C.0D.2

解析:

选B 由题知,直线l的斜率为1,则直线l1的斜率为-1,所以=-1,所以a=-4.又l1∥l2,所以-=-1,b=2,所以a+b=-4+2=-2,故选B.

2.若直线l1:

x+ay+6=0与l2:

(a-2)x+3y+2a=0平行,则l1与l2间的距离为(  )

A.B.

C.D.

解析:

选B 由l1∥l2,得(a-2)a=1×3,且a×2a≠3×6,解得a=-1,所以l1:

x-y+6=0,l2:

x-y+=0,所以l1与l2间的距离为d==.

3.(2018届高三·深圳五校联考)已知直线l:

x+my+4=0,若曲线x2+y2+2x-6y+1=0上存在两点P,Q关于直线l对称,则m的值为(  )

A.2B.-2

C.1D.-1

解析:

选D 因为曲线x2+y2+2x-6y+1=0是圆(x+1)2+(y-3)2=9,若圆(x+1)2+(y-3)2=9上存在两点P,Q关于直线l对称,则直线l:

x+my+4=0过圆心(-1,3),所以-1+3m+4=0,解得m=-1.

4.(2017·嘉兴模拟)在平面直角坐标系中,A,B分别是x轴和y轴上的动点,若以AB为直径的圆C与直线2x+y-4=0相切,则圆C面积的最小值为(  )

A.πB.

C.(6-2)πD.

解析:

选A 法一:

设A(a,0),B(0,b),圆C的圆心坐标为,2r=,由题知圆心到直线2x+y-4=0的距离d==r,即|2a+b-8|=2r,2a+b=8±2r,由(2a+b)2≤5(a2+b2),得8±2r≤2r⇒r≥,即圆C的面积S=πr2≥.

法二:

由题意可知以线段AB为直径的圆C过原点O,要使圆C的面积最小,只需圆C的半径或直径最小.又圆C与直线2x+y-4=0相切,所以由平面几何知识,知圆的直径的最小值为点O到直线2x+y-4=0的距离,此时2r=,得r=,圆C的面积的最小值为S=πr2=.

5.已知直线x+y-k=0(k>0)与圆x2+y2=4交于不同的两点A,B,O是坐标原点,且有|+|≥||,那么k的取值范围是(  )

A.(,+∞)B.[,+∞)

C.[,2)D.[,2)

解析:

选C 当|+|=||时,O,A,B三点为等腰三角形的三个顶点,其中OA=OB,∠AOB=120°,从而圆心O到直线x+y-k=0(k>0)的距离为1,此时k=;当k>时,|+|>||,又直线与圆x2+y2=4存在两交点,故k<2.综上,k的取值范围为[,2).

6.(2017·成都模拟)圆心在曲线y=(x>0)上,且与直线2x+y+1=0相切的面积最小的圆的方程为(  )

A.(x-1)2+(y-2)2=5

B.(x-2)2+(y-1)2=5

C.(x-1)2+(y-2)2=25

D.(x-2)2+(y-1)2=25

解析:

选A 由圆心在曲线y=(x>0)上,设圆心坐标为(a>0),又圆与直线2x+y+1=0相切,所以圆心到直线的距离d等于圆的半径r,而d==

≥=,当且仅当2a=,即a=1时取等号,此时圆的面积最小,圆心坐标为(1,2),圆的半径的最小值为,则所求圆的方程为(x-1)2+(y-2)2=5.

7.若三条直线l1:

4x+y=3,l2:

mx+y=0,l3:

x-my=2不能围成三角形,则实数m的取值最多有(  )

A.2个B.3个

C.4个D.6个

解析:

选C 三条直线不能围成三角形,则至少有两条直线平行或三条直线相交于同一点.若l1∥l2,则m=4;若l1∥l3,则m=-;若l2∥l3,则m的值不存在;若三条直线相交于同一点,则m=1或-.故实数m的取值最多有4个,故选C.

8.若圆(x-3)2+(y+5)2=r2上有且只有两个点到直线4x-3y-2=0的距离等于1,则半径r的取值范围是(  )

A.(4,6)B.[4,6]

C.(4,5)D.(4,5]

解析:

选A 设直线4x-3y+m=0与直线4x-3y-2=0之间的距离为1,则有=1,m=3或m=-7.圆心(3,-5)到直线4x-3y+3=0的距离等于6,圆心(3,-5)到直线4x-3y-7=0的距离等于4,因此所求圆半径的取值范围是(4,6),故选A.

9.(2017·合肥质检)设圆x2+y2-2x-2y-2=0的圆心为C,直线l过(0,3)且与圆C交于A,B两点,若|AB|=2,则直线l的方程为(  )

A.3x+4y-12=0或4x-3y+9=0

B.3x+4y-12=0或x=0

C.4x-3y+9=0或x=0

D.3x-4y+12=0或4x+3y+9=0

解析:

选B 由题可知,圆心C(1,1),半径r=2.当直线l的斜率不存在时,直线方程为x=0,计算出弦长为2,符合题意;当直线l的斜率存在时,可设直线l的方程为y=kx+3,由弦长为2可知,圆心到该直线的距离为1,从而有=1,解得k=-,所以直线l的方程为y=-x+3,即3x+4y-12=0.

综上,直线l的方程为x=0或3x+4y-12=0,故选B.

10.已知圆C关于x轴对称,经过点(0,1),且被y轴分成两段弧,弧长之比为2∶1,则圆的方程为(  )

A.x2+2=

B.x2+2=

C.2+y2=

D.2+y2=

解析:

选C 设圆的方程为(x±a)2+y2=r2(a>0),圆C与y轴交于A(0,1),B(0,-1),由弧长之比为2∶1,易知∠OCA=∠ACB=×120°=60°,则tan60°===,所以a=|OC|=,即圆心坐标为,r2=|AC|2=12+2=.所以圆的方程为2+y2=,故选C.

二、填空题

11.设直线l1:

(m+1)x-(m-3)y-8=0(m∈R),则直线l1恒过定点________;若过原点作直线l2∥l1,则当直线l2与l1的距离最大时,直线l2的方程为________.

解析:

由(m+1)x-(m-3)y-8=0,得m(x-y)+x+3y-8=0,令得所以l1恒过定点A(2,2).当l2⊥AO(O为坐标原点)时,直线l1与l2的距离最大,此时kAO=1,k2=-1,所以直线l2的方程为y=-x.

答案:

(2,2) y=-x

12.(2017·温州模拟)圆x2+y2-2y-3=0的圆心坐标是________,半径是________.

解析:

化圆的一般式方程为标准方程,得x2+(y-1)2=4,由此知该圆的圆心坐标为(0,1),半径为2.

答案:

(0,1) 2

13.已知点P(a,b)关于直线l的对称点为P′(b+1,a-1),则圆C:

x2+y2-6x-2y=0关于直线l对称的圆C′的方程为________________;圆C与圆C′的公共弦的长度为________.

解析:

因为圆C的方程为x2+y2-6x-2y=0,即(x-3)2+(y-1)2=10,其圆心为(3,1),半径为,又因为点P(a,b)关于直线l的对称点为P′(b+1,a-1),所以令a=3,b=1可得,其关于直线l的对称点(2,2),所以圆C:

x2+y2-6x-2y=0关于直线l对称的圆C′的圆心为(2,2),半径为,即圆C′:

(x-2)2+(y-2)2=10;圆C与圆C′的圆心的距离为d==,所以两圆公共弦的长度为2=.

答案:

(x-2)2+(y-2)2=10 

14.已知圆O:

x2+y2=r2与圆C:

(x-2)2+y2=r2(r>0)在第一象限的一个公共点为P,过点P作与x轴平行的直线分别交两圆于不同两点A,B(异于P点),且OA⊥OB,则直线OP的斜率是________,r=________.

解析:

两圆的方程相减得,4x-4=0,则点P的横坐标x=1.易知P为AB的中点,因为OA⊥OB,所以|OP|=|AP|=|PB|,所以△OAP为等边三角形,所以∠APO=60°,因为AB∥x轴,所以∠POC=60°,所以直线OP的斜率为.设P(1,y1),则y1=,所以P(1,),代入圆O,解得r=2.

答案:

 2

15.已知直线ax+y-2=0与圆心为C的圆(x-1)2+(y-a)2=4相交于A,B两点,且△ABC为等边三角形,则实数a=________.

解析:

依题意,圆C的半径是2,圆心C(1,a)到直线ax+y-2=0的距离等于×2=,于是有=,即a2-8a+1=0,解得a=4±.

答案:

16.(2018届高三·浙江省名校联考)设圆C:

(x-3)2+(y-5)2=5,过圆心C作直线l交圆于A,B两点,交y轴于点P,若A恰好为线段BP的中点,则直线l的方程为________.

解析:

如图,A为PB的中点,而C为AB的中点,因此,C为PB的四等分点.而C(3,5),P点的横坐标为0,因此,A,B的横坐标分别为2,4,将A的横坐标代入圆的方程中,可得A(2,3)或A(2,7),根据直线的两点式得到直线l的方程为2x-y-1=0或2x+y-11=0.

答案:

2x-y-1=0或2x+y-11=0

17.在平面直角坐标系内,到点A(1,2),B(1,5),C(3,6),D(7,-1)的距离之和最小的点的坐标是________.

解析:

取四边形ABCD对角线的交点,这个交点到四点的距离之和就是最小值.可证明如下:

假设在四边形ABCD中任取一点P,在△APC中,有AP+PC>AC,在△BPD中,有PB+PD>BD,

而如果P在线段AC上,那么AP+PC=AC;同理,如果P在线段BD上,那么BP+PD=BD.

如果同时取等号,那么意味着距离之和最小,此时P就只能是AC与BD的交点.易求得P(2,4).

答案:

(2,4)

[选做题]

1.(2018届高三·湖北七市(州)联考)已知圆C:

(x-1)2+y2=r2(r>0).设条件p:

0

圆C上至多有2个点到直线x-y+3=0的距离为1,则p是q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 圆C:

(x-1)2+y2=r2的圆心(1,0)到直线x-y+3=0的距离d==2.

当2-r>1,即0

当2-r=1,即r=1时,直线在圆外,圆上只有1个点到直线的距离为1;

当0<2-r<1,即1

当2-r=0,即r=2时,直线与圆相切,此时圆上有2个点到直线的距离为1;

当0

当r-2=1,即r=3时,直线与圆相交,此时圆上有3个点到直线的距离为1;

当r-2>1,即r>3时,直线与圆相交,此时圆上有4个点到直线的距离为1.

综上,当0

2.(2017·石家庄模拟)若a,b是正数,直线2ax+by-2=0被圆x2+y2=4截得的弦长为2,则t=a取得最大值时a的值为(  )

A.B.C.D.

解析:

选D 因为圆心到直线的距离d=,则直线被圆截得的弦长L=2=2=2,所以4a2+b2=4.则t=a=·(2a)·≤××=·[8a2+1+2(4-4a2)]=,当且仅当时等号成立,此时a=,故选D.

3.已知点A(3,0),若圆C:

(x-t)2+(y-2t+4)2=1上存在点P,使|PA|=2|PO|,其中O为坐标原点,则圆心C的横坐标t的取值范围为________.

解析:

设点P(x,y),因为|PA|=2|PO|,所以=2,化简得(x+1)2+y2=4,所以点P在以M(-1,0)为圆心,2为半径的圆上.由题意知,点P(x,y)在圆C上,所以圆C与圆M有公共点,则1≤|CM|≤3,即1≤≤3,1≤5t2-14t+17≤9.不等式5t2-14t+16≥0的解集为R;由5t2-14t+8≤0,得≤t≤2.所以圆心C的横坐标t的取值范围为.

答案:

第二讲

圆锥曲线的概念与性质

一、基础知识要记牢

1.圆锥曲线的定义:

在同一平面上,F1,F2(F)是定点,P是动点.

(1)椭圆:

|PF1|+|PF2|=2a(2a>|F1F2|);

(2)双曲线:

||PF1|-|PF2||=2a(2a<|F1F2|);

(3)抛物线:

|PF|=|PM|,点F不在直线l上,PM⊥l于M.

2.圆锥曲线的标准方程(以焦点在x轴上为例):

椭圆:

+=1(a>b>0);

双曲线:

-=1(a>0,b>0);

抛物线:

y2=±2px(p>0).

二、经典例题领悟好

[例1] 

(1)(2017·全国卷Ⅲ)已知双曲线C:

-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则C的方程为(  )

A.-=1       B.-=1

C.-=1D.-=1

(2)(2016·浙江高考)若抛物线y2=4x上的点M到焦点的距离为10,则M到y轴的距离是________.

[解析] 

(1)根据双曲线C的渐近线方程为y=x,

可知=.①

又椭圆+=1的焦点坐标为(3,0)和(-3,0),

所以a2+b2=9.②

根据①②可知a2=4,b2=5,所以C的方程为-=1.

(2)设点M的横坐标为x,则点M到准线x=-1的距离为x+1,

由抛物线的定义知x+1=10,∴x=9,

∴点M到y轴的距离为9.

[答案] 

(1)B 

(2)9

1.求解圆锥曲线标准方程的方法是“先定型,后计算”.所谓“定型”,就是指确定类型,也就是确定椭圆、双曲线、抛物线的焦点所在的坐标轴,从而设出相应的标准方程的形式;所谓“计算”,就是指利用待定系数法求出方程中的a2,b2,p的值,最后代入写出椭圆、双曲线、抛物线的标准

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