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高中数学文科 直线与圆

1.直线的斜率倾斜角:0180≤α︒<︒ 斜率:tan k α=⑴ 直线l 与x 轴平行或重合时,0α=︒,tan00k =︒=; ⑵ 当直线l 与x 轴垂直时,90α=︒,k 不存在.直线的斜率公式:2121y y k x x -=-, ()111P x y ,,()222P x y ,为直线上两点. 2.直线方程点斜式方程:00()y y k x x -=-; 斜截式方程:y kx b =+;两点式方程:1112122121()y y x x x x y y y y x x --=≠≠--,;截距式方程:1(0,0)x ya b a b+=≠≠;一般式方程:0Ax By C ++=(A ,B 不全为零),与直线一一对应. <教师备案>注意讲授每一种直线方程的使用条件,截距可正可负可为零. 3.两条直线的位置关系:1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=; ⑴相交:12210A B A B -≠⑵平行:12210A B A B -=且12120B C C B -≠ ⑶重合:12A A λ=,12B B λ=,12(0)C C λλ=≠ ⑷垂直:12120A A B B += 4.点到直线的距离公式⑴点00()P x y ,到直线:0l Ax By C ++=的距离:0022Ax By Cd A B++=+,⑵两条平行线11:0l Ax By C ++=,22:0l Ax By C ++=之间的距离:1222C C d A B-=+.知识点睛11.1直线直线与圆考点:直线的方程尖子班学案1【铺1】 ⑴ 已知点()12P ,,()13Q -,,则直线PQ 的斜率是________. ⑵ 直线350x y -+=的倾斜角是_____.⑶ 直线5320x y 与两坐标轴围成的三角形面积 .【解析】 ⑴ 12⑵ π3⑶ 215【例1】 ⑴ 倾斜角是直线32y x 倾斜角2倍的直线斜率等于 .⑵ 对于任意实数k ,直线(2)3y k x 必过一定点,则该定点坐标为 . ⑶ 若三点(23)(3)(4)a b ,,,,,在同一直线上,则a b ,满足的关系为__________. ⑷ 直线6120ax y a (a 不等于0)在x 轴上的截距是它在y 轴上的截距的3倍,则a.⑸ 已知(01)P ,,()00O ,,()10A ,为平面直角坐标系内的三点,若过点P 的直线l 与线段OA 有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( )A .π04,⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .ππ42,⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .π3π24,⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .3ππ4,⎡⎫⎪⎢⎣⎭【解析】 ⑴ 3⑵ (23), ⑶ 23b a ⑷ 2 ⑸ C目标班学案1【拓2】 ⑴ 若0ab ,0ac ,则直线0ax by c 不经过第 象限.⑵ 过点(12)A ,作直线l 使它在两坐标轴上的截距的绝对值相等,则满足条件的直线l 的条数是 .⑶ 若直线20mx y ++=与线段AB 有交点,其中(23)(32)A B -,,,,求实数m 的取值范围.【解析】 ⑴ 三.⑵ 3⑶ m 的范围为52m ≥或43m -≤.【例2】 ⑴ 若直线1:260l ax y ++=与()()22:110l x a y a +-+-=平行,则a 的值是 ;⑵ 以()13A ,,()51B -,为端点的线段的垂直平分线方程是( ) A .380x y --= B .340x y ++= C .360x y -+= D .320x y ++=经典精讲⑶ 过点(01)M ,作直线,使它被两已知直线1:3100l x y -+=,2:280l x y +-=所截得的线段恰好被M 平分,求此直线方程.【解析】 ⑴ 1⑵ B⑶440x y +-=.目标班学案2【拓2】 ⑴ 已知{()|(3)34}M x y m x y m ,=++=-,{()|7(5)80}N x y x m y ,=+--=,且M N =∅, 则直线(3)34m x y m ++=+与坐标轴围成的三角形面积是___________. ⑵ 已知过点(11)A ,且斜率为(0)m m ->的直线l 与x y ,轴分别交于P Q ,,过P Q ,作直线20x y +=的垂线,垂足分别为R S ,,求四边形PRSQ 的面积的最小值.【解析】 ⑴ 2⑵ 3.6.尖子班学案2【铺1】 如图所示,在ABC ∆中,顶点A B ,和内心I 的坐标分别为(91)A ,、(34)B ,、(41)I ,,求顶点C 的坐标.【解析】 点C 坐标为(14)--,.【例3】 已知三直线1l :20(0)x y a a -+=>,2l :4210x y -++=和3l :10x y +-=,且1l 与2l的距离是⑴ 求a 的值;⑵ 能否找到一点P ,使P 同时满足下列三条件:①P 是第一象限的点;②P 点到1l 的距离是P 点到2l 距离的12;③P 点到1l 的距离与P 点到3l的距离之比是P 点的坐标;若不能,说明理由.【解析】 ⑴3a =.⑵ 137918P ,⎛⎫ ⎪⎝⎭1. 圆的方程标准方程:222()()x a y b r -+-=,()C a b ,为圆心,r 为半径: 一般方程:220x y Dx Ey F ++++=,(2240D E F +->) <教师备案>⑴2x 和2y 项的系数相等且都不为零; ⑵没有xy 这样的二次项.⑶表示以,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,22142D E F +-为半径的圆.2. 点与圆的位置关系圆的标准方程()()222x a y b r -+-=,圆心()A a b ,,半径r , 点()00M x y ,在圆上,则()()22200x a y b r -+-=; 点()00M x y ,在圆外,则()()22200x a y b r -+->;点()00M x y ,在圆内,则()()22200x a y b r -+-<;反之,也成立. 3.直线与圆的位置关系如果圆心到直线的距离为d ,圆的半径为r ,那么: ①若d r >,则直线与圆相离; ②若d r =,则直线与圆相切; ③若d r <,则直线与圆相交 4.圆与圆的位置关系设1O 的半径为1r ,2O 的半径为2r ,两圆的圆心距为d , 外离:12r r d +< 外切:12r r d += 相交:1212r r d r r -<<+ 内切:12r r d -=()0d ≠ 内含:12r r d ->考点:圆的方程【例4】 ⑴ 已知一圆的圆心为点(23)-,,一条直径的两个端点分别在x 轴和y 轴上,求此圆的方程.⑵ 过点()11A -,与()11B -,且圆心在直线20x y +-=上的圆的方程为( ) A .()()22314x y -++= B .()()22314x y ++-= C .()()22114x y +++= D .()()22114x y -+-=⑶ 如果圆的方程为22220x y kx y k ++++=,那么当圆面积最大时,圆心坐标为( ).A .(11)-,B .(11)-,C .(10)-,D .(01)-,【解析】 ⑴ 22(2)(3)13x y -++=. ⑵ D经典精讲知识点睛11.2圆⑶ D尖子班学案3【拓1】 已知ABC △三边所在直线方程:60AB x -=,:280BC x y --=,:20CA x y +=,求此三角形外接圆的方程.【解析】 222143002x y x y +-++=.【例5】 已知圆22:2440C x y x y +-+-=,问是否存在斜率为1的直线l ,其被圆C 截得弦AB ,且以AB 为直径的圆经过原点,若存在,写出直线l 的方程;若不存在,说明理由.【解析】 10x y -+=或40x y --=.【例6】 已知圆221:2610C x y x y ++-+=和圆222:42110C x y x y +-+-=,求两圆的公共弦所在的直线方程及公共弦长.【解析】 3460x y -+=,245.【备选】 求与已知圆227100x y y +-+=相交,所得公共弦平行于已知直线2310x y --=且过点(23)-,、(14),的圆的方程. 【解析】22210210x y x y ++-+=.【备选】 已知圆22:(1)(2)25C x y -+-=,直线:(21)(1)740()l m x m y m m +++--=∈R .⑴ 证明直线l 与圆相交;⑵ 当直线l 被圆C 截得的弦长最小时,求直线l 的方程.【解析】 ⑴ 将直线l 的方程整理为(4)(27)0x y m x y +-++-=,由40270x y x y +-=⎧⎨+-=⎩解得31x y =⎧⎨=⎩.即直线l 过定点(31)A ,,因为22(31)(12)525-+-=<,所以A 在圆C 的内部.故直线l 恒与圆相交. ⑵ 250x y --=.【备选】 求过直线370x y +-=与已知圆222230x y x y ++--=的交点,且在两坐标轴上的四个截距之和为8-的圆的方程. 【解析】2244170x y x y +++-=.【例7】 ⑴ 若()x y ,满足关系式22414450x y x y +--+=,则32y x -+的最大值为 ;⑵ 若()x y ,满足()2211x y +-=,不等式0x y c ++≥恒成立,则实数c 的取值范围为_____. 【解析】 ⑴ 23 ⑵)1+∞,已知圆C :222210x y x y +--+=,直线:l y kx =,且l 与圆C 相交于P Q 、两点,点(0)M b ,,且MP MQ ⊥.⑴ 当1b =时,求k 的值;⑵ 当()12b ∈,时,求k 的取值范围. 【解析】 ⑴ 圆22:(1)(1)1C x y -+-=,当1b =时,点(0)M b ,在圆C 上,当且仅当直线l 经过圆心C 时,满足MP MQ ⊥.∵圆心C 的坐标为(11),,∴1k =. ⑵ 由22,(1)(1) 1.y kx x y =⎧⎨-+-=⎩消去y 得22(1)2(1)10k x k x +-++=.① 设11(,)P x y ,22(,)Q x y ,∴1222(1)1k x x k ++=+,12211x x k =+. ∵MP MQ ⊥,∴0MP MQ ⋅=.∴1122(,)(,)0x y b x y b -⋅-=,即1212()()0x x y b y b +--=. ∵11y kx =,22y kx =,∴1212()()0x x kx b kx b +--=,即221212(1)()0k x x kb x x b +-++=.∴222212(1)(1)011k k kb b k k ++⋅-⋅+=++,即222(1)111k k b b k b b ++==++. 当()12b ∈,时,1522b b ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,, ∴22(1)5212k k k ++<<. 即222(1)2(1+),52(1+)<(1).2k k k k k k ⎧+⎪⎨+⎪⎩>得1k k >⎧⎨∈⎩R 由①式得22[2(1)]4(1)0k k =+-+>Δ,解得0k >. ∴1k >.(2011年南京理工大学自主招生)已知圆O :221x y +=,直线:4l x y +=.过l 上一点P 作圆O 的切线,则当切线长最短时,P 点的坐标为 .【解析】 ()22,如图,切线长2221PA PO OA PO =-=-,所以当切线长最短时,线段PO 也最短, 所以当直线OP l ⊥时,切线长最短,此时,1OP k =,即()22P ,.大千世界BAPOyx。

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