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高中数学直线与圆的方程知识点总结

2021-03-21 来源:好走旅游网


高中数学之直线与圆的方程

一、概念理解:

1、倾斜角:①找α:直线向上方向、x轴正方向; ②平行:α=0°;

③范围:0°≤α<180° 。 2、斜率:①找k :k=tanα (α≠90°); ②垂直:斜率k不存在; ③范围: 斜率 k ∈ R 。 3、斜率与坐标:ktany1y2y2y1

x1x2x2x1 ①构造直角三角形(数形结合); ②斜率k值于两点先后顺序无关; ③注意下标的位置对应。

4、直线与直线的位置关系:l1:yk1xb1,l2:yk2xb2 ①相交:斜率k1k2(前提是斜率都存在)

特例----垂直时:<1> l1x轴,即k1不存在,则k20; <2> 斜率都存在时:k1•k21 。 ②平行:<1> 斜率都存在时:k1k2,b1b2; <2> 斜率都不存在时:两直线都与x轴垂直。 ③重合: 斜率都存在时:k1k2,b1b2; 二、方程与公式: 1、直线的五个方程:

①点斜式:yy0k(xx0) 将已知点(x0,y0)与斜率k直接带入即可; ②斜截式:ykxb 将已知截距(0,b)与斜率k直接带入即可;

③两点式:带入即可;

yy1xx1,(其中x1x2,y1y2) 将已知两点(x1,y1),(x2,y2)直接

y2y1x2x1 ④截距式:

xy1 将已知截距坐标(a,0),(0,b)直接带入即可; ab ⑤一般式:AxByC0 ,其中A、B不同时为0 用得比较多的是点斜式、斜截式与一般式。

2、求两条直线的交点坐标:直接将两直线方程联立,解方程组即可

3、距离公式:

①两点间距离:P1P2(x1x2)(y1y2) ②点到直线距离:d22Ax0By0CAB22

③平行直线间距离:dC1C2AB22

4、中点、三分点坐标公式:已知两点A(x1,y1),B(x2,y2)

x1x2y1y2,) 222xx22y1y2 ②AB三分点(s1,t1),(s2,t2):(1,) 靠近A的三分点坐标

33x2x2y12y2 (1,) 靠近B的三分点坐标

33 ①AB中点(x0,y0):(中点坐标公式,在求对称点、第四章圆与方程中,经常用到。

三分点坐标公式,用得较少,多见于大题难题。 5.直线的对称性问题

已知点关于已知直线的对称:设这个点为P(x0,y0),对称后的点坐标为P’(x,y),则pp’的斜率与已知直线的斜率垂直,且pp’的中点坐标在已知直线上。 三、解题指导与易错辨析: 1、解析法(坐标法):

①建立适当直角坐标系,依据几何性质关系,设出点的坐标; ②依据代数关系(点在直线或曲线上),进行有关代数运算,并得出相关结果; ③将代数运算结果,翻译成几何中“所求或所要证明”。

y 2、动点P到两个定点A、B的距离“最值问题”: ①PAPB的最小值:找对称点再连直线,如右图所示: ②PAPB的最大值:三角形思想“两边之差小于第三边”;

22o x ③PAPB的最值:函数思想“转换成一元二次函数,找对称轴”。

3、直线必过点:① 含有一个参数----y=(a-1)x+2a+1 => y=(a-1)(x+2)+3

令:x+2=0 => 必过点(-2,3)

②含有两个参数----(3m-n)x+(m+2n)y-n=0 => m(3x+y)+n(2y-x-1)=0 令:3x+y=0、2y-x-1=0 联立方程组求解 => 必过点(-1/7,3/7) 4、易错辨析:

① 讨论斜率的存在性:

解题过程中用到斜率,一定要分类讨论:<1>斜率不存在时,是否满足题意; <2>斜率存在时,斜率会有怎样关系。 ② 注意“截距”可正可负,不能“错认为”截距就是距离,会丢解; (求解直线与坐标轴围成面积时,较为常见。)

③ 直线到两定点距离相等,有两种情况: <1> 直线与两定点所在直线平行; <2> 直线过两定点的中点。

圆的方程

1. 定义:一个动点到一个定点以定长绕一周所形成的图形叫做圆,其中定点称为圆的圆心,定长为圆的半径. 2. 圆的方程表示方法:

DE第一种:圆的一般方程——xyDxEyF0 其中圆心C,,

2222D2E24F半径r.

2当D2E24F0时,方程表示一个圆,

当D2E24F0时,方程表示一个点当D2E24F0时,方程无图形.

DE,. 22第二种:圆的标准方程——(xa)2(yb)2r2.其中点C(a,b)为圆心,r为半径的圆

第三种:圆的参数方程——圆的参数方程:xarcos(为参数)

ybrsin注:圆的直径方程:已知A(x1,y1)B(x2,y2)(xx1)(xx2)(yy1)(yy2)0 3. 点和圆的位置关系:给定点M(x0,y0)及圆C:(xa)2(yb)2r2.

①M在圆C内(x0a)2(y0b)2r2

(x0a)2(y0b)2r2 ②M在圆C上③M在圆C外(x0a)2(y0b)2r2 4. 直线和圆的位置关系:

设圆圆C:(xa)2(yb)2r2(r0); 直线l:AxByC0(A2B20); 圆心C(a,b)到直线l的距离d①dr时,l与C相切;

②dr时,l与C相交;, ③dr时,l与C相离.

5、圆的切线方程:

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①一般方程若点(x0 ,y0)在圆上,则(x – a)(x0 – a)+(y – b)(y0 – b)=R. 特别地,过圆x2y2r2上一点P(x0,y0)的切线方程为x0xy0yr2.(注:该点在圆上,则切线方程只有一条)

AaBbCAB22.

y1y0k(x1x0)by1k(ax1),②若点(x0 ,y0)不在圆上,圆心为(a,b)则联立求出k切线方程.(注:RR21过圆外的点引切线必定有两条,若联立的方程只有一个解,那么另外一条切线必定是垂直于

X轴的直线。) 6.圆系方程:

过两圆的交点的圆方程:假设两圆方程为:C1:x+y+D1x+E1y+F1=0 C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0则过两圆的交点圆方程可设为:x2+y2+D1x+E1y+F1+λ

2

2

(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0

过两圆的交点的直线方程:x+y+D1x+E1y+F1- x+y+D2x+E2y+F2=0(两圆的方程相减得到的方

程就是直线方程)

7.与圆有关的计算:

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弦长的计算:AB=2*√R-d 其中R是圆的半径,d等于圆心到直线的距离

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AB=(√1+k)*∣X1-X2∣ 其中k是直线的斜率,X1与X2是直线与圆的方程联 立之后得到的两个根

过圆内的一点的最短弦长是垂直于过圆心的直线 圆内的最长弦是直径 8.圆的一些最值问题

①圆上的点到直线的最短距离=圆心到直线的距离减去半径 ②圆上的点到直线的最长距离=圆心到直线的距离加上半径

③假设P(x,y)是在某个圆上的动点,则(x-a)/(y-b)的最值可以转化为圆上的点与

该点(a,b)的斜率问题,即先求过该定点的切线,得到的斜率便是该分式的最值。

④假设P(x,y)是在某个圆上的动点,则求x+y或x-y的最值可以转化为:设T=x+y或T=x-y,

在圆上找到点(X,Y)使得以y=x+T或y=x-T在Y轴上的截距最值化。

9.圆的对称问题

①已知圆关于已知的直线对称,则对称后的圆半径与已知圆半径是相等的,只需求出已知圆 的圆心关于该直线对称后得到的圆心坐标即可。 ②若某条直线无论其如何移动都能平分一个圆,则这个直线必过某定点,且该定点是圆的圆 心坐标

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