“解析几何”一网打尽
(一)直线
1.[)⎪⎭
⎫
⎝⎛≠≠--==∈2112122tan 0x x x x y y k l ,,,直线的倾斜角πααπα
2.直线的方程
(1)点斜式
11()
y y k x x -=- (直线l 过点111(,)
P x y ,且斜率为k ).
(2)斜截式 y kx b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)一般式 0Ax By C ++=(其中A 、B 不同时为0).
特别的:(1)已知直线纵截距,常设其方程为或;已知直线横截距,常设其方程为
(直线斜率k 存在时,为k 的倒数)或.知直线过点,常设其方程为
或
(2)直线在坐标轴上的截距可正、可负、也可为0.
直线两截距相等 直线的斜率为-1或直线过原点; 直线两截距互为相反数 直线的斜率为1或直线过原点; 直线两截距绝对值相等 直线的斜率为或直线过原点.
(3)在解析几何中,研究两条直线的位置关系时,有可能这两条直线重合,而在立体几何中一般提到的两条直线可以理解为它们不重合. 3、几个距离公式
(1)两点间距离公式:
1122(,)(,)A x y B x y AB =点点 (2)00(,)x y P 到直线0Ax By C ++=
的距离为d =
特别地,当直线L: 0x x =时,点P (00,x y )到L 的距离0d x x =-; 当直线L: 0y y =时,点P (00,x y )到L 的距离0d y y =-.
(3).
两平行线间的距离公式:设1122:0,:0,l Ax By C l Ax By C d ++=++==则4.两直线的位置关系:;
;重合
5.三角形的重心坐标公式 :△ABC 三个顶点的坐标分别为11A(x ,y )、22B(x ,y )、33C(x ,y ),则△ABC 的重心的坐标是123123
(,)33
x x x y y y G ++++.
b y kx b =+0x =0x
x my x =+m 0y =00(,)
x y 00()y k x x y =-+0
x x =⇔⇔⇔1±12121212121()0l l k k k k A A B B ⊥⇔=-⇔+=、都存在时{
{
1212
211212121221
//()k k A B A B l l k k b b AC A C ==⇔
⇔≠≠、都存在时
(二)圆
1. 圆的三种方程
(1)圆的标准方程 222
()()x a y b r -+-=.
(2)圆的一般方程 22
0x y Dx Ey F ++++=(224D E F +->0).
(3)圆的直径式方程 1212()()()()0x x x x y y y y --+--=(圆的直径的端点是11(,)A x y 、22(,)B x y ) 注意:
(1).圆心必在弦的中垂线上;两圆相切,两圆心连线必过切点;辅助线一般连圆心与切点或者连圆心与弦中点。
(2).处理直线与圆的位置关系有两种方法:(1)求圆心到直线的距离与圆的半径比较;(2)直线方程与圆的方程联立,看判别式。
2.点P(00,x y )和圆222
()()x a y b r -+-=的位置关系:
(1)当222
00()()x a y b r -+->时,点P 在圆外; (2)当222
00()()x a y b r -+-=时,点P 在圆上; (3)当222
00()()x a y b r -+-<时,点P 在圆内.
3.直线和圆的位置关系:
直线与圆相交⇔∆>0 ⇔ d<r(d 为圆心到直线的距离)
直线与圆相切⇔∆=0 ⇔ d=r 直线与圆相离⇔∆<0 ⇔ d>r.
4.圆与圆的位置关系:设圆1o 的半径为1r ,圆2o 的半径为2r ,两圆的圆心距为d, 当12d r r >+时,两圆相离;当12d r r =+时,两圆外切; 当1212r r d r r -<<+时,两圆相交;当12r r -=d 时,两圆内切; 当12r r +<d 时,两圆外离;当12r r ->d 时,两圆内含。
注意:
(1)若两圆相交时,把两圆的方程作差消去2x 和2
y 就得到两圆的公共弦所在直线的方程。
(2)圆的弦长公式l d 为圆心到直线的距离,r 为圆的半径)
(3)求圆外一点P 到圆O 上任一点距离的最小值为PO r -,最大值为PO r +(其中r 为圆的半径) (三)圆锥曲线 1、椭圆:
(1)定义:平面内与两个定点
1
F ,
2
F 的距离之和等于常数(大于
12
F F )的点的轨迹称为椭圆.这两个定
点称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距.
(2)椭圆的标准方程和几何性质
标准方程
x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0) y 2a 2+x 2
b 2=1(a >b >0) 图形
性质
范围
-a ≤x ≤a
-b ≤y ≤b
-b ≤x ≤b
-a ≤y ≤a
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点 顶点
A 1(-a ,0),A 2(a ,0)
B 1(0,-b ),B 2(0,b )
A 1(0,-a ),A 2(0,a )
B 1(-b ,0),B 2(b ,0)
轴 长轴A 1A 2的长为2a ;短轴B 1B 2的长为2b 焦距 |F 1F 2|=2c 离心率
e =c
a ∈(0,1) a ,
b ,
c 的关系
c 2=a 2-b 2
注意:
(1)椭圆上任意一点M 到焦点F 的所有距离中,长轴端点到焦点的距离分别为最大值和最小值,且最大距离为a c +,最小距离为a c -。
(2)过焦点弦的所有弦长中,垂直于长轴的弦是最短的弦,而且它的长为2
2b a
.把这个弦叫椭圆的通经.
(3)求椭圆离心率e 时,只要求出a,b,c 的一个齐次方程,在结合222b a c =-就可求出e (01e <<). 2、双曲线
(1).双曲线的定义:平面内与两个定点
1
F ,
2
F 的距离之差的绝对值等于常数(小于
12
F F )的点的轨迹
称为双曲线.这两个定点称为双曲线的焦点,两焦点的距离称为双曲线的焦距.
注:实轴和虚轴等长的双曲线称为等轴双曲线. (2). 双曲线的标准方程和几何性质:
标准方程
x 2a 2-y 2b 2=1 (a >0,b >0)
y 2a 2-x 2b 2
=1 (a >0,b >0)
图 形
范围 x ≥a 或x ≤-a ,y ∈R
x ∈R ,y ≤-a 或y ≥a
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点 顶点
A 1(-a ,0),A 2(a ,0)
A 1(0,-a ),A 2(0,a )
注意:(1)直线和双曲线交于一点时,不一定相切,例如,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点,但不是相切;反之,当直线与双曲线相切时,直线与双曲线仅有一个交点.
(2)已知双曲线的标准方程求双曲线的渐近线方程时,只要令双曲线的标准方程中的“1”为“0”就得到两渐近线
方程,即
22
22
x y
a b
-=就是双曲线
22
22
1
x y
a b
-=的两条渐近线方程.
(3)若利用弦长公式计算,在设直线斜率时要注意说明斜率不纯在的情况.
3、抛物线
(1)抛物线的定义:平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹称为抛物线.定点F称为抛物线的焦点,定直线l称为抛物线的准线.
(2)
抛物线的标准方程和几何性质:
注意:(1)过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于A、B两点的线段AB,称为抛物线的“通径”,即2p
AB=
.
(2)焦半径公式:
若点
()00,x y P 在抛物线
()
220y px p =>上,焦点为F ,则
02p F x P =+
; 若点()00,x y P 在抛物线
()2
20y px p =->上,焦点为F ,则
02p F x P =-+
;
若点()00,x y P 在抛物线
()
220x py p =>上,焦点为F ,则
02p F y P =+
; 若点()
00,x y P 在抛物线
()
2
20x py p =->上,焦点为F ,则
02p F y P =-+
.
(3)焦点弦问题:
设AB 是过抛物线2
2y px =焦点的弦.1122(,),(,),A x y B x y
则2124
p x x =;2
12y y p =-;12AB x x p =++
4. 在圆锥曲线与直线联立求解时,消元后得到的方程,要注意其二次项系数是否为零?△≥0的限制。
(求交点,弦长,中点,斜率,对称存在性问题都在△≥0下进行。
)
()()[]弦长公式P P k x
x x x 12
2
12212
14=
++-()[]
=+⎛
⎝ ⎫⎭⎪+-11421
2212k y y y y。