解析几何部分公式、方法、技巧《直线和圆的方程》(1)①与直线0Ax By C ++=平行的直线方程为:0()Ax By m m C ++=≠ 与直线y kx b =+平行的直线为:()y kx m m b =+≠ ②与直线0Ax By C ++=垂直的直线方程为:0Bx Ay m -+= 与直线(0)y kx b k =+≠垂直的直线为:1y x m k=-+ ③给定直线1111:0l A x B y C ++=与直线2222:0l A x B y C ++=: 若12//l l ⇔讨论12,B B ; 若12l l ⊥⇔ 12120A A B B +=; (2)过直线1111:0l A x B y C ++=与2222:0l A x B y C ++=的交点的直线方程为: 111222()0A x B y C A x B y C λ+++++=(当0λ=时表示1l ,但不表示2l ) (3)点00(,)A x y 关于直线0Ax By C ++=对称的点的坐标为(,)x y '',则: 000222Ax By C x x A A B ++'=-⋅+ 000222Ax By Cy y B A B++'=-⋅+ (填空题、选择题可用上面公式,解答题一定要写出下列过程:00000221x x y y A B C y y A x x B ''++⎧⋅+⋅+=⎪⎪⎨'-⎛⎫⎪⋅-=- ⎪'⎪-⎝⎭⎩ 即 ⎧⎨⎩中点在直线上斜率之积为-1 解得:x y '=⎧⎨'=⎩(4)1l 到2l 的角θ:21121221tan (,1)1k k k k k k k k θ-=⋅≠-+适用于存在且1l 与2l 的夹角θ:21121221tan (,1)1k k k k k k k k θ-=⋅≠-+适用于存在且(5)斜率为k 的直线与二次曲线相交于,A B 两点,且1122(,),(,)A x y B x y ,则有:21AB x =-=(此即弦长公式)【注】该公式在圆锥曲线上有着广泛的应用,但在抛物线的焦点弦问题上,最好能从焦半径公式入手简化计算量,另外用该公式时,求出值往往要用判别式验证。
(6)①点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离d =②两平行直线11:0l Ax By C ++=与22:0l Ax By C ++=的距离:d =(注意:应用该公式时一定要使得1l 与2l 的A ,B 一致)(7)① 求曲线1:(,)0C f x y =关于点00(,)x y 对称的曲线2C :在曲线2C 上任取一点(,)x y 关于00(,)x y 对称的点为00(2,2)x x y y --代入曲线1C 方程,即可得曲线2C 方程为:00(2,2)0f x x y y --=【注】上述方法也适用于曲线关于特殊直线的对称曲线的求法!(且极为好用!) ② 点关于特殊直线的对称点坐标的求法:(理解记忆)(,)(,)x a b a b ←−−−→-关于轴 (,)(,)y a b a b ←−−−→-关于轴(,)(,)y xa b b a =←−−−−→关于直线 (,)(,)y xa b b a =-←−−−−→--关于直线 (,)(,)x ma b b a =←−−−−→关于直线 (,)(,2)y na b a n b =←−−−−→-关于直线 ③ 给定点11100222(,),(,),(,)P x y P x y P x y ,若12PP PP =,则: 1201x x x λλ+=+ 1201y y y λλ+=+(8)① 过圆222x y r +=上一点00(,)P x y 的切线方程为:200x x y y r +=② 过圆222()()x a y b r -+-=上一点00(,)P x y 的切线方程:【求法】考虑切线方程:0y y =是否满足设方程为00()y y k x x -=-,再利用点到切线的距离等于半径列出方程求出k 即可!【与①类似结论】200()()()()x a x a y b y b r --+--=(9)①二元二次方程220Ax Bxy Cy Dx Ey F +++++=表示圆220040A C B D E AF ⎧=≠⎪⇔=⎨⎪+->⎩②二元二次方程220x y Dx Ey F ++++=表示圆2240D E F ⇔+->其中圆心为(,)22D E--,半径为2r =(10)已知点00(,)P x y 在圆220x y Dx Ey F ++++=的外部,过P 作圆的切线,切点分别为A,B,则切线长PA PB ==(11)若直线0Ax By C ++=与圆222()()x a y b r -+-=r ≤(即圆心到直线的距离小于或等于半径!)(12)给定点00(,)P x y 和圆222()()x a y b r -+-=,则:点在圆内22200()()x a y b r ⇔-+-<; 点在圆上22200()()x a y b r ⇔-+-= 点在圆外22200()()x a y b r ⇔-+->【注】圆锥曲线有着类似的性质,比如给定椭圆22221x y a b +=:点在椭圆内2200221x y a b⇔+<; 点在椭圆上2200221x y a b ⇔+=;点在椭圆外2200221x y a b⇔+>;(13)判断直线与圆的位置关系,主要有两条路:① 通过圆心到直线的距离与半径的大小关系的比较加以判断;(首选)② 联立直线与圆的方程然后判断∆的符号加以判断;(二次曲线与直线位置判断通法) (14)圆系方程:①过直线0Ax By C ++=与圆220x y Dx Ey F ++++=的交点的圆系方程可设为:22()0x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=②过两圆221111:0C x y D x E y F ++++=与222222:0C x y D x E y F ++++=的交点的圆系方程为:2222111222()(1)()0x y D x E y F x y D x E y F λλ+++++-++++=【推广】过两曲线1:(,)0C f x y =与2:(,)0C g x y =的曲线系方程为: (,)(1)(,)0f x y g x y λλ+-=(15)过两圆221111:0C x y D x E y F ++++=与222222:0C x y D x E y F ++++=的交点的直线(公共弦)的方程为:121212()()()0D D x E E y F F -+-+-=《椭圆》(1)椭圆的一般式方程:221(0,0,)mx ny m n m n +=>>≠ (2)椭圆的面积公式S ab π=(3)① 椭圆的第一定义:12(2(2)PF PF a c +=>常数即)定点距离即 (其中12,F F 称为焦点,a 为长半轴长,c 为半焦距,P 为椭圆上任一点)② 椭圆第二定义:(01)PF e e d =<<(即()=∈到定点的距离常数(0,1)到定直线的距离) 其中F 为椭圆的焦点,d 为任意点P 到该焦点的相应准线的距离,e 为离心率。
【推论】过焦点1F 的直线与椭圆交于P Q 、两点,则2PQF ∆的周长为4a (3)椭圆标准方程中的基本量的计算公式:(离心率越大,椭圆越扁;)222a b c =+ c e a ==2221b e a =- 准线计算为2a c ±(4)椭圆焦半径公式:1F 为左焦点(下焦点) 2F 为右焦点(上焦点)10PF a ex =+(或0a ey +) 20PF a ex =-(或0a ey -) 【推论】椭圆上一点到焦点的距离的最大值为a c +,最小值为a c -(5)焦点在x 轴上的椭圆上不同三点112233(,),(,),(,)A x y B x y C x y ,则相应三条焦半径成等差数列⇔三点横坐标成等差数列,即2132x x x =+(6)①以椭圆上任一点P 的一条焦半径为直径作圆,此圆必与以椭圆长轴为直径的圆相切。
②以焦点弦为直径的圆必与相应准线相离。
(7)过焦点F 焦点弦PQ 的两端点P 、Q 在相应准线上的射影为,P Q '',则(0,)2P FQ π''∠∈ (只需证明0P F Q F ''⋅>即可!)(8)已知P 为椭圆上任一点,12F PF θ∠=,则122tan2F PF S b θ∆=(其中b 为短半轴长)【注】关于12F PF ∆,很多资料书称之为焦点三角形,试题经常给定该三角形的一些条件,求椭圆的离心率、面积、周长等;此时须记:因为它是出现在椭圆里的特殊三角形,所以在解题时能立马想到椭圆第一定义、余弦定理、正弦定理等知识。
(9)椭圆的通径(过焦点与长轴垂直的弦)端点的坐标是2(,)b c a±±《双曲线部分》(1)双曲线的一般式方程:221(0)mx ny mn +=<(2)① 双曲线2222(0)x y a b λλ-=≠与双曲线22221x y a b -=共渐近线为:0x ya b ±=② 渐近线为0x ya b±=的双曲线的方程可以写成2222(0)x y a b λλ-=≠(3)① 双曲线的第一定义:122)(2)PF PF a c -=<常数(即(其中12,F F 称为焦点,a 为实半轴长,c 为半焦距,P 为双曲线上任一点)【注意】若将定义中的绝对值去掉,则为双曲线一支;若将定义中的常数改为0,则为线段12F F 的中垂线;若将定义中的‘2c <’改为‘2c =’,则为两条射线;若将定义中的‘2c <’改为‘2c >’,则轨迹不存在;② 双曲线第二定义:(1)PF e e d =>(即()=∈∞到定点的距离常数(1,+)到定直线的距离) 其中F 为双曲线的焦点,d 为任意点P 到该焦点的相应准线的距离,e 为离心率。
【推论】过焦点1F 的直线与双曲线的一支交于P Q 、两点,若焦点弦PQ m =,则2PQF ∆的周长为42a m +(3)双曲线标准方程中的基本量的计算公式:(离心率越大开口越大;)222c a b =+ c e a ==2221b e a =+ 准线计算为2a c ±(4)双曲线焦半径公式:1F 为左焦点(下焦点) 2F 为右焦点(上焦点) 10PF a ex =+(或0a ey +) 20PF a ex =-(或0a ey -) 遵循“左加右减、长正短负”八字规则。