人教版高中数学必修二教学讲义
年 级 : 上 课 次 数 : 学 员 姓 名 : 辅 导 科 目 :数学 学 科 教 师 : 课 题 《解析几何初步》全章复习与巩固复习
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教 学 内 容
《解析几何初步》全章复习与巩固复习
【知识网络】
【要点梳理】
知识点一:直线方程的几种形式
(1)直线方程的几种表示形式中,除一般式外都有其适用范围,任何一种表示形式都有其优越性,需要根据条件灵活选用.
(2)在求解与直线方程有关的问题中,忽视对斜率不存在时的直线方程的讨论是常见的错误,应特别警惕. (3)确定直线方程需要且只需两个独立条件,利用待定系数法求直线方程是常用方法. 常用的直线方程有: ①00()y y k x x -=-; ②y kx b =+;
所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为1
2
的两段圆弧. 类型四:空间直角坐标系
例8.正方形ABCD ,ABEF 的边长都是1,并且平面ABCD ⊥平面ABEF ,点M 在AC 上移动,点N 在BF 上移动.若|CM|=|BN|=a (02a <<
).当a 为何值时,|MN|最小?
【思路点拨】建立空间直角坐标系,把|MN|写成a 的函数,用函数的思想方法解题. 【答案】
22
【解析】因为平面ABCD ⊥平面ABEF ,且交线为AB ,BE ⊥AB ,所以BE ⊥平面ABCD ,所以BA ,BC ,BE 两两垂直.取B 为坐标原点,过BA ,BE ,BC 的直线分别为x 轴,y 轴和z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
因为|BC|=1,|CM|=a ,且点M 在坐标平面xBz 内且在正方形ABCD 的对角线上,
所以点22,0,122m a a ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭
.
因为点N 在坐标平面xBy 内且在正方形ABEF 的对角线上,|BN|=a ,所以点22
,,022N a a ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭
. 由空间两点间的距离公式,得
222
2
2222||010212222MN a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+--=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, =2
2122a ⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭
, 当22
a =(满足02a <<)时,
2
21
22a ⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝
⎭取得最小值,即|MN|最小,最小值为22. 【总结升华】由于图形中出现了两两垂直的三条直线,因此采用了建立空间直角坐标系,把几何问题转化为代数问题的方法求解,利用空间两点间的距离公式求得MN 的长度,并利用二次函数求MN 的最小值.
举一反三:
【变式1】空间直角坐标系中,在平面xoy 内的直线1x y +=上确定一点M ,使它到点N (6,5,1)的距离最小,求出最小值.
【思路点拨】注意在平面xoy 内的直线1x y +=上的点的特点.
【解析】设点(,1,0)M x x -,则2
2
2
2
||(6)(15)(01)2(1)51MN x x x =-+--+-=-+, 当1x =时,min ||51MN =,此时,点M (1,0,0).
14.如果实数x 、y 满足(x+2)2+y 2=3,求
(1)
y
x
的最大值;(2)2x -y 的最小值. 15. 已知曲线C :x 2
+y 2
-4ax +2ay -20+20a =0. (1) 证明:不论a 取何实数,曲线C 必过一定点;
(2) 当a ≠2时,证明曲线C 是一个圆,且圆心在一条直线上; (3) 若曲线C 与x 轴相切,求a 的值.
16.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,平行于x 轴且过点A (33,2)的入射光线1l 被直线l :33
y x =反射,反射光线2l 交y 轴于B 点,圆C 过点A 且与1l 、2l 相切. (1)求1l 所在直线的方程和圆C 的方程;
(2)设P 、Q 分别是直线l 和圆C 上的动点,求PB+PQ 的最小值及此时点P 的坐标.
【答案与解析】
1. 【答案】B 【解析】42,82
m
k m m -=
=-=-+ 2.【答案】A
【解析】设所求直线方程为x -y+m =0,又过(-1,0)点,代入得m =l ,故直线方程为10x y -+=. 3.【答案】D
【解析】设圆心为(a ,0)(a <0).因为直线x+2y =0与圆相切,所以
22
|20|512a +⨯=+,即
||
55
a =,解得5a =-.所以圆C 的方程为22(5)5x y ++=.
4.【答案】A
【解析】由题意知,直线与圆相离,圆心(0,a )到1x y +=的距离|1|
2
a a ->,解得2121a --<<-.又0a >,故选A . 5. 【答案】B
【解析】圆心为max (1,1),1,21C r d ==+ 6.【答案】C
30x y ±=;截距不为0时,设直线为
1x y
a a +=,由题意得
|2|32
a -=,解得26a =±,故直线为260x y +-±=.
12.【答案】11
(,)k k
【解析】1=+by ax 变化为()1,()10,ax k a y a x y ky +-=-+-=对于任何a R ∈都成立,则0
10
x y ky -=⎧⎨-=⎩。
13.【解析】根据题意设点B (t ,-t -3).又AB 的中点P (3,0),所以点A 的坐标为(6-t ,t+3),
显然,A 在直线1l 上,代入直线方程得:2(6)(3)20t t --+-=,解之得:73
t =
, 所以点B 71633⎛⎫- ⎪⎝⎭,,直线l 的方程:160
30(3)733
y x -
--=--g ,即8x -y -24=0.
14.【解析】如图所示,22
(2)3x y ++=表示以(-2,0)为圆心,3为半径的圆.
(1)令
y
k x
=,则y kx =,即k 是连接坐标原点(0,0)与圆上点(x ,y )的直线的斜率. 当直线与圆相切时取最值,点(-2,0)到直线的距离2
|2|1k d k
-=+,令3d =,即
2
2||31k k
=+,
解之得3k =±,所以
y
x
的最大值为3. (2)令2x -y =k ,则y =2x -k ,即k 是y =2x -k 在y 轴上截距的相反数, 显然当直线2y x k =-与圆相切时,截距取最值,圆心(-2,0)到直线的
距离|40||4|
55
k k d ---+=
=, 令3d r ==,∴ |4|15k +=,
∴ 415k =-±,∴ 2x y -的最小值是415--.
15. (1) 曲线C 的方程可变形为(x 2+y 2-20)+(-4x +2y +20)a =0.由22
4,
200, 2.42200,
x x y y x y =⎧+-=⎧⎨
⎨=--++=⎩⎩解得∴ 点(4,-2)满足C 的方程,故曲线C 过定点(4,-2).
(2) 原方程配方得(x -2a )2+(y +a )2=5(a -2)2.∵ a ≠2时,5(a -2)2>0,
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