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高考数学:平面解析几何知识点

高考数学:平面解析几何知识点1.数量积表示两个向量的夹角【知识点的知识】我们知道向量是有方向的,也知道向量是可以平行的或者共线的,那么,当两条向量与不平行时,那么它们就会有一个夹角θ,并且还有这样的公式:cosθ=.通过这公式,我们就可以求出两向量之间的夹角了.【典型例题分析】例:复数z=+i与它的共轭复数对应的两个向量的夹角为60°.解:=====cos60°+i sin60°.∴复数z=+i与它的共轭复数对应的两个向量的夹角为60°.故答案为:60°.点评:这是个向量与复数相结合的题,本题其实可以换成是用向量(,1)与向量(,﹣1)的夹角.【考点点评】这是向量里面非常重要的一个公式,也是一个常考点,出题方式一般喜欢与其他的考点结合起来,比方说复数、三角函数等,希望大家认真掌握.2.直线的一般式方程与直线的性质【直线的一般式方程】直线方程表示的是只有一个自变量,自变量的次数为一次,且因变量随着自变量的变化而变化.直线的一般方程的表达式是ay+bx+c=0.【知识点的知识】1、两条直线平行与垂直的判定对于两条不重合的直线l1、l2,其斜率分别为k1、k2,有:(1)l1∥l2⇔k1=k2;(2)l1⊥l2⇔k1•k2=﹣1.2、直线的一般式方程:(1)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程y=﹣x﹣,表示斜率为﹣,y轴上截距为﹣的直线.(2)与直线l:Ax+By+C=0平行的直线,可设所求方程为Ax+By+C1=0;与直线Ax+By+C =0垂直的直线,可设所求方程为Bx﹣Ay+C1=0.(3)已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:①l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0;②l1∥l2⇔A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1≠0;③l1与l2重合⇔A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1=0;④l1与l2相交⇔A1B2﹣A2B1≠0.如果A2B2C2≠0时,则l1∥l2⇔;l1与l2重合⇔;l1与l2相交⇔.3.圆的标准方程【知识点的认识】1.圆的定义:平面内与定点距离等于定长的点的集合(轨迹)叫做圆.定点叫做圆心,定长就是半径.2.圆的标准方程:(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0),其中圆心C(a,b),半径为r.特别地,当圆心为坐标原点时,半径为r的圆的方程为:x2+y2=r2.其中,圆心(a,b)是圆的定位条件,半径r是圆的定形条件.【解题思路点拨】已知圆心坐标和半径,可以直接带入方程写出,在所给条件不是特别直接的情况下,关键是求出a,b,r的值再代入.一般求圆的标准方程主要使用待定系数法.步骤如下:(1)根据题意设出圆的标准方程为(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2;(2)根据已知条件,列出关于a,b,r的方程组;(3)求出a,b,r的值,代入所设方程中即可.另外,通过对圆的一般方程进行配方,也可以化为标准方程.【命题方向】可以是以单独考点进行考查,一般以选择、填空题形式出现,a,b,r值的求解可能和直线与圆的位置关系、圆锥曲线、对称等内容相结合,以增加解题难度.在解答题中,圆的标准方程作为基础考点往往出现在关于圆的综合问题的第一问中,难度不大,关键是读懂题目,找出a,b,r的值或解得圆的一般方程再进行转化.例1:圆心为(3,﹣2),且经过点(1,﹣3)的圆的标准方程是(x﹣3)2+(y+2)2=5分析:设出圆的标准方程,代入点的坐标,求出半径,求出圆的标准方程.解答:设圆的标准方程为(x﹣3)2+(y+2)2=R2,由圆M经过点(1,﹣3)得R2=5,从而所求方程为(x﹣3)2+(y+2)2=5,故答案为(x﹣3)2+(y+2)2=5点评:本题主要考查圆的标准方程,利用了待定系数法,关键是确定圆的半径.例2: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﹣2)2+(y﹣1)2=1B.(x﹣2)2+(y+1)2=1C.(x+2)2+(y﹣1)2=1D.(x﹣3)2+(y﹣1)2=1分析:要求圆的标准方程,半径已知,只需找出圆心坐标,设出圆心坐标为(a,b),由已知圆与直线4x﹣3y=0相切,可得圆心到直线的距离等于圆的半径,可列出关于a与b的关系式,又圆与x轴相切,可知圆心纵坐标的绝对值等于圆的半径即|b|等于半径1,由圆心在第一象限可知b等于圆的半径,确定出b的值,把b的值代入求出的a与b的关系式中,求出a的值,从而确定出圆心坐标,根据圆心坐标和圆的半径写出圆的标准方程即可.解答:设圆心坐标为(a,b)(a>0,b>0),由圆与直线4x﹣3y=0相切,可得圆心到直线的距离d==r=1,化简得:|4a﹣3b|=5①,又圆与x轴相切,可得|b|=r=1,解得b=1或b=﹣1(舍去),把b=1代入①得:4a﹣3=5或4a﹣3=﹣5,解得a=2或a=﹣(舍去),∴圆心坐标为(2,1),则圆的标准方程为:(x﹣2)2+(y﹣1)2=1.故选:A点评:此题考查了直线与圆的位置关系,以及圆的标准方程,若直线与圆相切时,圆心到直线的距离d等于圆的半径r,要求学生灵活运用点到直线的距离公式,以及会根据圆心坐标和半径写出圆的标准方程.例3:圆x2+y2+2y=1的半径为()A.1 B.C.2 D.4分析:把圆的方程化为标准形式,即可求出圆的半径.解答:圆x2+y2+2y=1化为标准方程为x2+(y+1)2=2,故半径等于,故选B.点评:本题考查圆的标准方程的形式及各量的几何意义,把圆的方程化为标准形式,是解题的关键.4.轨迹方程【知识点的认识】1.曲线的方程和方程的曲线在平面内建立直角坐标系以后,坐标平面内的动点都可以用有序实数对(x,y)表示,这就是动点的坐标.当点按某种规律运动形成曲线时,动点坐标(x,y)中的变量x、y存在着某种制约关系,这种制约关系反映到代数中,就是含有变量x、y的方程.一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C(看做适合某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程就叫做曲线的方程,这条曲线就叫做方程的曲线.2.求曲线方程的一般步骤(直接法)(1)建系设点:建立适当的直角坐标系,用(x,y)表示曲线上任一点M的坐标;(2)列式:写出适合条件p的点M的集合{M|p(M)};(3)代入:用坐标表示出条件p(M),列出方程f(x,y)=0;(4)化简:化方程f(x,y)=0为最简形式;(5)证明:证明以化简后的方程的解为坐标的点都是在曲线上的点【常用解法】(1)直接法:根据题目条件,直译为关于动点的几何关系,再利用解析几何有关公式(如两点间的距离公式、点到直线的距离公式、夹角公式等)进行整理、化简.这种求轨迹方程的过程不需要特殊的技巧.(2)定义法:若动点轨迹的条件符合某一基本轨迹的定义(如椭圆、双曲线、抛物线、圆等),可用定义直接探求.关键是条件的转化,即转化为某一基本轨迹的定义条件.(3)相关点法:用所求动点P的坐标(x,y)表示已知动点M的坐标(x0,y0),即得到x0=f(x,y),y0=g(x,y),再将x0,y0代入M满足的条件F(x0,y0)=0中,即得所求.一般地,定比分点问题、对称问题可用相关点法求解,相关点法的一般步骤是:设点→转换→代入→化简.(4)待定系数法(5)参数法(6)交轨法.5.直线和圆的方程的应用【知识点的知识】1、直线方程的形式:2、圆的方程:(1)圆的标准方程:(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0),其中圆心C(a,b),半径为r.特别地,当圆心为坐标原点时,半径为r的圆的方程为:x2+y2=r2.其中,圆心(a,b)是圆的定位条件,半径r是圆的定形条件.(2)圆的一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2﹣4F>0)其中圆心(﹣,﹣),半径r=.6.圆锥曲线的实际背景及作用7.椭圆的标准方程【知识点的认识】椭圆标准方程的两种形式:(1)(a>b>0),焦点在x轴上,焦点坐标为F(±c,0),焦距|F1F2|=2c;(2)(a>b>0),焦点在y轴上,焦点坐标为F(0,±c),焦距|F1F2|=2c.两种形式相同点:形状、大小相同;都有a>b>0;a2=b2+c2两种形式不同点:位置不同;焦点坐标不同.标准方程(a>b>0)中心在原点,焦点在x轴上(a>b>0)中心在原点,焦点在y轴上图形顶点A(a,0),A′(﹣a,0)B(0,b),B′(0,﹣b)A(b,0),A′(﹣b,0)B(0,a),B′(0,﹣a)对称轴x轴、y轴,长轴长2a,短轴长2b焦点在长轴长上x轴、y轴,长轴长2a,短轴长2b焦点在长轴长上焦点 F 1(﹣c ,0),F 2(c ,0)F 1(0,﹣c ),F 2(0,c )焦距|F 1F 2|=2c (c >0)c 2=a 2﹣b 2|F 1F 2|=2c (c >0)c 2=a 2﹣b 2 离心率 e =(0<e <1)e =(0<e <1)准线x =±y =±8.椭圆的性质 【知识点的认识】 1.椭圆的范围2.椭圆的对称性3.椭圆的顶点顶点:椭圆与对称轴的交点叫做椭圆的顶点.顶点坐标(如上图):A 1(﹣a ,0),A 2(a ,0),B 1(0,﹣b ),B 2(0,b )其中,线段A 1A 2,B 1B 2分别为椭圆的长轴和短轴,它们的长分别等于2a 和2b ,a 和b 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长. 4.椭圆的离心率①离心率:椭圆的焦距与长轴长的比叫做椭圆的离心率,用e表示,即:e=,且0<e <1.②离心率的意义:刻画椭圆的扁平程度,如下面两个椭圆的扁平程度不一样:e越大越接近1,椭圆越扁平,相反,e越小越接近0,椭圆越圆.当且仅当a=b时,c=0,椭圆变为圆,方程为x2+y2=a2.5.椭圆中的关系:a2=b2+c2.9.抛物线的标准方程【知识点的认识】抛物线的标准方程的四种种形式:(1)y2=2px,焦点在x轴上,焦点坐标为F(,0),(p可为正负)(2)x2=2py,焦点在y轴上,焦点坐标为F(0,),(p可为正负)四种形式相同点:形状、大小相同;四种形式不同点:位置不同;焦点坐标不同.下面以两种形式做简单的介绍:标准方程y2=2px(p>0),焦点在x轴上x2=2py(p>0),焦点在y轴上图形顶点(0,0)(0,0)对称轴x轴焦点在x轴长上y轴焦点在y轴长上焦点(,0)(0,)焦距无无离心率e=1e=1准线x=﹣y=﹣10.抛物线的性质【知识点的知识】抛物线的简单性质:11.直线与圆锥曲线的综合【概述】直线与圆锥曲线的综合问题是高考的必考点,比方说求封闭面积,求距离,求他们的关系等等,常用的方法就是联立方程求出交点的横坐标或者纵坐标的关系,通过这两个关系的变形去求解.【实例解析】例:已知圆锥曲线C上任意一点到两定点F1(﹣1,0)、F2(1,0)的距离之和为常数,曲线C的离心率.(1)求圆锥曲线C的方程;(2)设经过点F2的任意一条直线与圆锥曲线C相交于A、B,试证明在x轴上存在一个定点P,使的值是常数.解:(1)依题意,设曲线C的方程为(a>b>0),∴c=1,∵,∴a=2,∴,所求方程为.(2)当直线AB不与x轴垂直时,设其方程为y=k(x﹣1),由,得(3+4k2)x2﹣8k2x+4(k2﹣3)=0,从而,,设P(t,0),则=当,解得此时对∀k∈R,;当AB⊥x轴时,直线AB的方程为x=1,x A=x B=1,,对,,即存在x轴上的点,使的值为常数.这是一道符合高考命题思维的题型,一般命题思路都是第一问叫你求曲线的表达式;第二问在求证某种特殊的关系,像本题求证是个常数这是高考中非常喜欢考的一种形式.我们看看解答思路,第一问就是求a 、b 、c 中的两个值即可;第二问先是联立方程,然后把我们要证的这个关系转化为根与系数的关系,这也是常用的方法. 【考点分析】必考题,也是难题,希望大家多总结,尽量去总结一下各种题型和方法,在考试的时候,如果运算量大可以适当的放到最后做. 12.圆锥曲线的综合 【知识点的知识】 1、抛物线的简单性质:2、双曲线的标准方程及几何性质标准方程(a >0,b >0)(a >0,b >0)图形焦点 F 1(﹣c ,0),F 2( c ,0)F 1(0,﹣c ),F 2(0,c )焦距|F 1F 2|=2ca 2+b 2=c 2性质范围 |x |≥a ,y ∈R |y |≥a ,x ∈R对称 关于x 轴,y 轴和原点对称顶点 (﹣a ,0).(a ,0)(0,﹣a )(0,a )轴 实轴长2a ,虚轴长2b离心率e =(e >1)准线x =±y =±渐近线±=1 ±=113.圆与圆锥曲线的综合 【知识点的知识】 1、抛物线的简单性质:2、双曲线的标准方程及几何性质标准方程(a >0,b >0)(a >0,b >0)图形性质焦点F1(﹣c,0),F2(c,0)F1(0,﹣c),F2(0,c)焦距|F1F2|=2c a2+b2=c2范围|x|≥a,y∈R|y|≥a,x∈R对称关于x轴,y轴和原点对称顶点(﹣a,0).(a,0)(0,﹣a)(0,a)轴实轴长2a,虚轴长2b离心率e=(e>1)准线x=±y=±渐近线±=1±=1。

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