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必修二平面解析几何初步知识点及练习带答案(全)

1.直线的倾斜角与斜率:(1)直线的倾斜角:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线,如果把x 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为α叫做直线的倾斜角.倾斜角)180,0[︒∈α,︒=90α斜率不存在. (2)直线的斜率:αtan ),(211212=≠--=k x x x x y y k .(111(,)P x y 、222(,)P x y ).2.直线方程的五种形式:(1)点斜式:)(11x x k y y -=- (直线l 过点),(111y x P ,且斜率为k ).注:当直线斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为0x x =. (2)斜截式:b kx y += (b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)两点式:121121x x x x y y y y --=-- (12y y ≠,12x x ≠).注:① 不能表示与x 轴和y 轴垂直的直线;② 方程形式为:0))(())((112112=-----x x y y y y x x 时,方程可以表示任意直线. (4)截距式:1=+bya x (b a ,分别为x 轴y 轴上的截距,且0,0≠≠b a ). 注:不能表示与x 轴垂直的直线,也不能表示与y 轴垂直的直线,特别是不能表示过原点的直线.(5)一般式:0=++C By Ax (其中A 、B 不同时为0).一般式化为斜截式:BC x B A y --=,即,直线的斜率:B A k -=.注:(1)已知直线纵截距b ,常设其方程为y kx b =+或0x =.已知直线横截距0x ,常设其方程为0x my x =+(直线斜率k 存在时,m 为k 的倒数)或0y =.已知直线过点00(,)x y ,常设其方程为00()y k x x y =-+或0x x =.(2)解析几何中研究两条直线位置关系时,两条直线有可能重合;立体几何中两条直线一般不重合.(3)指出此时直线的方向向量:),(A B -,),(A B -,),(2222BA A BA B +-+(单位向量);直线的法向量:),(B A ;(与直线垂直的向量)(6)参数式:⎩⎨⎧+=+=bty y at x x 00(t 为参数)其中方向向量为),(b a ,),(2222b a b b a a ++;a b k =;22||||b a t PP o +=;点21,P P 对应的参数为21,t t ,则222121||||b a t t P P +-=;⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x (t 为参数)其中方向向量为)sin ,(cos αα, t 的几何意义为||o PP ;斜率为αtan ;倾斜角为)0(παα<≤。

3.直线在坐标轴上的截矩可正,可负,也可为0. (1)直线在两坐标轴上的截距相等....⇔直线的斜率为1-或直线过原点. (2)直线两截距互为相反数.......⇔直线的斜率为1或直线过原点. (3)直线两截距绝对值相等.......⇔直线的斜率为1±或直线过原点. 4设两直线的方程分别为:222111:b x k y l +=或0:22221111=++C y B x A l ;当21k k ≠或1221B A B A ≠时它们相交,交点坐标为方程组⎩⎨⎧+=+=2211b x k y b x k y 或⎩⎨⎧=++=++00222111Cy B x A C y B x A 解;注意:①对于平行和重合,即它们的方向向量(法向量)平行;如:),(),(2211B A B A λ=对于垂直,即它们的方向向量(法向量)垂直;如0),(),(2211=⋅B A B A ②若两直线的斜率都不存在,则两直线 平行 ;若一条直线的斜率不存在,另一直线的斜率为 0 ,则两直线垂直。

③对于02121=+B B A A 来说,无论直线的斜率存在与否,该式都成立。

因此,此公式使用起来更方便.④斜率相等时,两直线平行(重合);但两直线平行(重合)时,斜率不一定相等,因为斜率有可能不存在。

两直线的交角:(1)1l 到2l 的角:把直线1l 依逆时针方向旋转到与2l 重合时所转的角;它是有向角,其范围是<≤0;注意:①1l 到2l 的角与2l 到1l 的角是不一样的;②旋转的方向是逆时针方向;③绕“定点”是指两直线的交点。

(2)直线1l 与2l 的夹角:是指由1l 与2l 相交所成的四个角的最小角(或不大于直角的角),它的取值范围是0πθ<≤;(3)设两直线方程分别为:222111::b x k y l b x k y l +=+=或0:0:22221111=++=++C y B x A l C y B x A l ①若θ为1l 到2l 的角,12121tan k k k k +-=θ或21211221tan B B A A B A B A +-=θ;②若θ为1l 和2l 的夹角,则12121tan k k k k +-=θ或21211221tan B B A A B A B A +-=θ;③当0121=+k k 或02121=+B B A A o注意:①上述与k 有关的公式中,其前提是两直线斜率都存在,而且两直线互不垂直;当有一条直线斜率不存在时,用数形结合法处理。

②直线1l 到2l 的角θ与1l 和2l 的夹角α:)2(πθθα≤=或)2(πθθπα>-=;5.平面两点距离公式:(111(,)P x y 、222(,)P x y ),22122121)()(y y x x P P -+-=.x 轴上两点间距离:A B x x AB -=.线段21P P 的中点是),(00y x M ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=22210210y y y x x x .6.点到直线的距离公式:点),(00y x P 到直线0=++C By Ax l :的距离:2200BA CBy Ax d +++=.7.两平行直线间的距离:两条平行直线002211=++=++C By Ax l C By Ax l :,:距离:2221BA C C d +-=.8.直线系方程:(1)平行直线系方程:① 直线y kx b =+中当斜率k 一定而b 变动时,表示平行直线系方程..② 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为10Ax By C ++=.③ 过点00(,)P x y 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为:00()()0A x x B y y -+-=.(2)垂直直线系方程:① 与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为10Bx Ay C -+=.② 过点00(,)P x y 与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为:00()()0B x x A y y ---=.(3)定点直线系方程:① 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()y y k x x -=-(除直线0x x =),其中k 是待定的系数.② 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()()0A x x B y y -+-=,其中,A B 是待定的系数.(4)共点直线系方程:经过两直线0022221111=++=++C y B x A l C y B x A l :,:交点的直线系方程为0)(222111=+++++C y B x A C y B x A λ (除2l ),其中λ是待定的系数.9.曲线1:(,)0C f x y =与2:(,)0C g x y =的交点坐标⇔方程组{(,)0(,)0f x yg x y ==的解.10.圆的方程:(1)圆的标准方程:222)()(r b y a x =-+-(0>r ).(2)圆的一般方程:)04(02222>-+=++++F E D F Ey Dx y x . (3)圆的直径式方程:若),(),(2211y x B y x A ,,以线段AB 为直径的圆的方程是:0))(())((2121=--+--y y y y x x x x .注:(1)在圆的一般方程中,圆心坐标和半径分别是)2,2(E D --,F E D r 42122-+=. (2)一般方程的特点:① 2x 和2y 的系数相同且不为零;② 没有xy 项; ③ 0422>-+F E D (3)二元二次方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的等价条件是: ① 0≠=C A ; ② 0=B ; ③ 0422>-+AF E D .11.圆的弦长的求法:(1)几何法:当直线和圆相交时,设弦长为l ,弦心距为d ,半径为r ,则:“半弦长2+弦心距2=半径2”——222)2(r d l =+;(2)代数法:设l 的斜率为k ,l 与圆交点分别为),(),(2211y x B y x A ,,则||11||1||22B A B A y y k x x k AB -+=-+= (其中|||,|2121y y x x --的求法是将直线和圆的方程联立消去y 或x ,利用韦达定理求解)12.点与圆的位置关系:点),(00y x P 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种①P 在在圆外22020)()(r b y a x r d >-+-⇔>⇔. ②P 在在圆内22020)()(r b y a x r d <-+-⇔<⇔.③P 在在圆上22020)()(r b y a x r d =-+-⇔=⇔. 【P 到圆心距离2200()()d a x b y =-+-】13.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(22BA C Bb Aa d +++=):圆心到直线距离为d ,由直线和圆联立方程组消去x (或y )后,所得一元二次方程的判别式为∆.0<∆⇔⇔>相离r d ;0=∆⇔⇔=相切r d ;0>∆⇔⇔<相交r d .14.两圆位置关系:设两圆圆心分别为21,O O ,半径分别为21,r r ,d O O =21条公切线外离421⇔⇔+>r r d ; 无公切线内含⇔⇔-<21r r d ; 条公切线外切321⇔⇔+=r r d ;条公切线内切121⇔⇔-=r r d ;条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r .15.圆系方程:)04(02222>-+=++++F E D F Ey Dx y x (1)过点11(,)A x y ,22(,)B x y 的圆系方程:1212112112()()()()[()()()()]0x x x x y y y y x x y y y y x x λ--+--+-----= 1212()()()()()0x x x x y y y y ax by c λ⇔--+--+++=,其中0ax by c ++=是直线AB 的方程.(2)过直线0=++C By Ax l :与圆C :022=++++F Ey Dx y x 的交点的圆系方程:0)(22=+++++++C By Ax F Ey Dx y x λ,λ是待定的系数.(3)过圆1C :011122=++++F y E x D y x 与圆2C :022222=++++F y E x D y x 的交点的圆系方程:0)(2222211122=+++++++++F y E x D y x F y E x D y x λ,λ是待定的系数.特别地,当1λ=-时,2222111222()0x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=就是121212()()()0D D x E E y F F -+-+-=表示两圆的公共弦所在的直线方程,即过两圆交点的直线. 16.圆的切线方程:(1)过圆222r y x =+上的点),(00y x P 的切线方程为:200r y y x x =+.(2)过圆222)()(r b y a x =-+-上的点),(00y x P 的切线方程为:200))(())((r b y b y a x a x =--+-- .(3)过圆220x y Dx Ey F ++++=上的点),(00y x P 的切线方程为:0000()()022D x x E y y x x y y F ++++++=. (4) 若P(0x ,0y )是圆222x y r +=外一点,由P(0x ,0y )向圆引两条切线, 切点分别为A,B则直线AB 的方程为200xx yy r +=(5) 若P(0x ,0y )是圆222()()x a y b r -+-=外一点, 由P(0x ,0y )向圆引两条切线,切点分别为A,B 则直线AB 的方程为200()()()()x a x a y b y b r --+--=(6)当点),(00y x P 在圆外时,可设切方程为)(00x x k y y -=-,利用圆心到直线距离等于半径,即r d =,求出k ;或利用0=∆,求出k .若求得k 只有一值,则还有一条斜率不存在的直线0x x =.17.把两圆011122=++++F y E x D y x 与022222=++++F y E x D y x 方程相减即得相交弦所在直线方程:0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D . 18.空间两点间的距离公式:若A 111(,,)x y z ,B 222(,,)x y z ,则AB =19、(1)中心对称:① 点关于点对称:点),(11y x A 关于),(00y x M 的对称点)2,2(1010y y x x A --. ② 直线关于点对称:法1:在直线上取两点,利用中点公式求出两点关于已知点对称的两点坐标,由两点式求直线方程.法2:求出一个对称点,在利用21//l l 由点斜式得出直线方程. (2)轴对称:① 点关于直线对称:点与对称点连线斜率是已知直线斜率的负倒数,点与对称点的中点在直线上.点 A A '、关于直线l 对称⎩⎨⎧''⇔上中点在⊥l A A l A A ⎩⎨⎧'-=⇔'方程中点坐标满足·l A A k k l A A 1.② 直线关于直线对称:(设b a ,关于l 对称)法1:若b a ,相交,求出交点坐标,并在直线a 上任取一点,求该点关于直线l 的对称点.若l a //,则l b //,且b a ,与l 的距离相等.法2:求出a 上两个点B A ,关于l 的对称点,在由两点式求出直线的方程.(3)点(a , b )关于x 轴对称:(a ,- b )、关于y 轴对称:(-a , b )、关于原点对称:(-a ,- b )、点(a , b )关于直线y=x 对称:(b , a )、关于y=- x 对称:(-b ,- a )、关于y = x +m 对称:(b -m 、a +m )、关于y=-x+m 对称:(-b+m 、- a+m ) . 20.若),(),(),(332211y x C y x B y x A ,,,则△ABC 的重心G 的坐标是⎪⎭⎫ ⎝⎛++++33321321y y y x x x ,.21.各种角的范围:(1)两个向量的夹角 ︒≤≤︒1800α(2)直线的倾斜角 ︒<≤︒1800α 两条相交直线的夹角 ︒≤<︒900α (3)两条异面线所成的角 ︒≤<︒900α 直线与平面所成的角 ︒≤≤︒900α斜线与平面所成的角 ︒<<︒900α 二面角 ︒≤≤︒1800α一、选择题1.已知点(1,2),(3,1)A B ,则线段AB 的垂直平分线的方程是( ) A .524=+y x B .524=-y x C .52=+y x D .52=-y x2.若1(2,3),(3,2),(,)2A B C m --三点共线 则m 的值为( )A.21 B.21- C.2- D.2 3.直线x a yb221-=在y 轴上的截距是( )A .bB .2b - C .b 2D .±b4.直线13kx y k -+=,当k 变动时,所有直线都通过定点( ) A .(0,0) B .(0,1)C .(3,1)D .(2,1)5.直线cos sin 0x y a θθ++=与sin cos 0x y b θθ-+=的位置关系是( ) A .平行B .垂直C .斜交D .与,,a b θ的值有关6.两直线330x y +-=与610x my ++=平行,则它们之间的距离为( )A .4BCD 7.已知点(2,3),(3,2)A B --,若直线l 过点(1,1)P 与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围是( )A .34k ≥B .324k ≤≤C .324k k ≥≤或 D .2k ≤ 8.(文)(2010·山东潍坊)若圆C 的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x -3y =0和x 轴都相切,则该圆的标准方程是( )A .(x -3)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -732=1B .(x -2)2+(y -1)2=1C .(x -1)2+(y -3)2=1D.⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+(y -1)2=1 (理)(2010·厦门三中阶段训练)以双曲线x26-y23=1的右焦点为圆心且与双曲线的渐近线相切的圆的方程是( ) A .x2+y2-23x +2=0 B .(x -3)2+y2=9 C .x2+y2+23x +2=0D .(x -3)2+y2=39.已知两点A(-1,0),B(0,2),点P 是圆(x -1)2+y2=1上任意一点,则△PAB 面积的最大值与最小值分别是( ) A .2,12(4-5)B.12(4+5),12(4-5) C.5,4- 5 D.12(5+2),12(5-2)10.(文)(2010·延边州质检)已知圆(x +1)2+(y -1)2=1上一点P 到直线3x -4y -3=0距离为d ,则d 的最小值为( ) A .1B.45C.25D .2(理)(2010·安徽合肥六中)已知圆C 的方程为x2+y2+2x -2y +1=0,当圆心C 到直线kx +y +4=0的距离最大时,k 的值为( ) A.13B.15C .-13D .-1511.方程x2+y2+4mx -2y +5m =0表示的圆的充要条件是( ) A.14<m<1 B .m>1 C .m<14D .m<14或m>112.(2010·北京海淀区)已知动圆C 经过点F(0,1),并且与直线y =-1相切,若直线3x -4y +20=0与圆C 有公共点,则圆C 的面积( ) A .有最大值πB .有最小值πC .有最大值4πD .有最小值4π13.(文)已知a≠b ,且a2sinθ+acosθ-π4=0,b2sinθ+bcosθ-π4=0,则连结(a ,a2),(b ,b2)两点的直线与单位圆的位置关系是( ) A .相交 B .相切 C .相离D .不能确定14.(2010·吉林省质检)圆x2+y2-2x +6y +5a =0关于直线y =x +2b 成轴对称图形,则a -b 的取值范围是( ) A .(-∞,4) B .(-∞,0) C .(-4,+∞)D .(4,+∞)15.(文)已知不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≥0y≥0x +2y -4≤0表示的平面区域恰好被面积最小的圆C :(x -a)2+(y -b)2=r2及其内部所覆盖,则圆C 的方程为( )A .(x -1)2+(y -2)2=5B .(x -2)2+(y -1)2=8C .(x -4)2+(y -1)2=6D .(x -2)2+(y -1)2=5二、填空题1.方程1=+y x 所表示的图形的面积为_________。

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