直线和圆知识点总结1、直线的倾斜角:(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线l ,如果把x 轴绕着交点按逆时针方向转到和直线l 重合时所转的最小正角记为α,那么α就叫做直线的倾斜角。
当直线l 与x 轴重合或平行时,规定倾斜角为0;(2)倾斜角的范围[)π,0。
如(1)直线023cos =-+y x θ的倾斜角的范围是____(答:5[0][)66,,πππ); 倾斜角的取值范围是0°≤α<180°.倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率,常用k 表示.倾斜角是90°的直线没有斜率.(2)过点),0(),1,3(m Q P -的直线的倾斜角的范围m 那么],32,3[ππα∈值的范围是______(答:42≥-≤m m 或)2、直线的斜率:(1)定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切值叫这条直线的斜率k ,即k =tan α(α≠90°);倾斜角为90°的直线没有斜率;(2)斜率公式:经过两点111(,)P x y 、222(,)P x y 的直线的斜率为()212121x x x x y y k ≠--=;(3)直线的方向向量(1,)a k =,直线的方向向量与直线的斜率有何关系?(4)应用:证明三点共线:AB BC k k =。
如(1) 两条直线钭率相等是这两条直线平行的____________条件(答:既不充分也不必要);(2)实数,x y 满足3250x y --= (31≤≤x ),则xy 的最大值、最小值分别为______(答:2,13-) 3、直线的方程:(1)点斜式:已知直线过点00(,)x y 斜率为k ,则直线方程为00()y y k x x -=-,它不包括垂直于x 轴的直线。
直线的斜率0=k 时,直线方程为1y y =;当直线的斜率k 不存在时,不能用点斜式求它的方程,这时的直线方程为1x x =.(2)斜截式:已知直线在y 轴上的截距为b 和斜率k ,则直线方程为y kx b =+,它不包括垂直于x 轴的直线。
(3)两点式:已知直线经过111(,)P x y 、222(,)P x y 两点,则直线方程为121121x x x x y y y y --=--,它不包括垂直于坐标轴的直线。
若要包含倾斜角为00或090的直线,两点式应变为))(())((121121y y x x x x y y --=--的形式.(4)截距式:已知直线在x 轴和y 轴上的截距为,a b ,则直线方程为1=+by a x ,它不包括垂直于坐标轴的直线和过原点的直线。
(5)一般式:任何直线均可写成0Ax By C ++=(A,B 不同时为0)的形式。
如(1)经过点(2,1)且方向向量为v=(-1,3)的直线的点斜式方程是___________(答:12)y x -=-);(2)直线(2)(21)(34)0m x m y m +----=,不管m 怎样变化恒过点______(答:(1,2)--);(3)若曲线||y a x =与(0)y x a a =+>有两个公共点,则a 的取值范围是_______(答:1a >)提醒:(1)直线方程的各种形式都有局限性.(如点斜式不适用于斜率不存在的直线,还有截距式呢?);(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1±或直线过原点。
如过点(1,4)A ,且纵横截距的绝对值相等的直线共有___条(答:3)4.设直线方程的一些常用技巧:(1)知直线纵截距b ,常设其方程为y kx b =+;(2)知直线横截距0x ,常设其方程为0x my x =+(它不适用于斜率为0的直线);(3)知直线过点00(,)x y ,当斜率k 存在时,常设其方程为00()y k x x y =-+,当斜率k 不存在时,则其方程为0x x =;(4)与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为10Ax By C ++=;(5)与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为10Bx Ay C -+=.提醒:求直线方程的基本思想和方法是恰当选择方程的形式,利用待定系数法求解。
5、点到直线的距离及两平行直线间的距离:(1)点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离d =;(2)两平行线1122:0,:0l Ax By C l Ax By C ++=++=间的距离为d =。
6、直线1111:0l A x B y C ++=与直线2222:0l A x B y C ++=的位置关系:(1)平行⇔12210A B A B -=(斜率)且12210B C B C -≠(在y 轴上截距);(2)相交⇔12210A B A B -≠;(3)重合⇔12210A B A B -=且12210B C B C -=。
提醒:(1) 111222A B C A B C =≠、1122A B A B ≠、111222A B C A B C ==仅是两直线平行、相交、重合的充分不必要条件!为什么?(2)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,而在立体几何中提到的两条直线都是指不重合的两条直线;(3)直线1111:0l A x B y C ++=与直线2222:0l A x B y C ++=垂直⇔12120A A B B +=。
如(1)设直线1:60l x my ++=和2:(2)320l m x y m -++=,当m =_______时1l ∥2l ;当m =________时1l ⊥2l ;当m _________时1l 与2l 相交;当m =_________时1l 与2l 重合(答:-1;12;31且m m ≠≠-;3);(2)已知直线l 的方程为34120x y +-=,则与l 平行,且过点(—1,3)的直线方程是______(答:3490x y +-=);(3)两条直线40ax y +-=与20x y --=相交于第一象限,则实数a 的取值范围是____(答:12a -<<);(4)设,,a b c 分别是△ABC 中∠A 、∠B 、∠C 所对边的边长,则直线sin 0A x ay c ++=与sin sin 0bx B y C -+=的位置关系是____(答:垂直);(5)已知点111(,)P x y 是直线:(,)0l f x y =上一点,222(,)P x y 是直线l 外一点,则方程1122(,)(,)(,)f x y f x y f x y ++=0所表示的直线与l 的关系是____(答:平行);(6)直线l 过点(1,0),且被两平行直线360x y +-=和330x y ++=所截得的线段长为9,则直线l 的方程是________(答:43401x y x +-==和)7、特殊情况下的两直线平行与垂直:当两条直线中有一条直线没有斜率时:(1)当另一条直线的斜率也不存在时,两直线的倾斜角都为90°,互相平行;(2)当另一条直线的斜率为0时,一条直线的倾斜角为90°,另一条直线的倾斜角为0°,两直线互相垂直.8、对称(中心对称和轴对称)问题——代入法:如(1)已知点(,)M a b 与点N 关于x 轴对称,点P 与点N 关于y 轴对称,点Q 与点P 关于直线0x y +=对称,则点Q 的坐标为_______(答:(,)b a );(3)点A(4,5)关于直线l 的对称点为B(-2,7),则l 的方程是_________(答:3y=3x +);(4)已知一束光线通过点A(-3,5),经直线l :3x -4y+4=0反射。
如果反射光线通过点B(2,15),则反射光线所在直线的方程是_________(答:18x 510y -=+);(5)已知ΔABC 顶点A(3,-1),AB边上的中线所在直线的方程为6x+10y -59=0,∠B 的平分线所在的方程为x -4y+10=0,求BC边所在的直线方程(答:29650x y +-=);(6)直线2x ―y ―4=0上有一点P,它与两定点A(4,-1)、B(3,4)的距离之差最大,则P的坐标是______(答:(5,6));(7)已知A x ∈轴,:B l y x ∈=,C (2,1),ABC 周长的最小值为______。
提醒:在解几中遇到角平分线、光线反射等条件常利用对称求解。
9.(1)直线过定点。
如直线(3m+4)x+(5-2m)y+7m-6=0,不论m 取 何值恒过定点(-1,2)(2)直线系方程(1)与已知直线Ax+By+C=0平行的直线的设法: Ax+By+m=0 (m ≠C)( 2 ) 与已知直线Ax+By+C=0垂直的直线的设法: Bx-Ay+m=0(3)经过直线1l ∶1A x+1B y+1C =0,2l ∶2A x+2B y+2C =0交点的直线设法:1A x+1B y+1C +λ(2A x+2B y+2C )=0(λ为参数,不包括2l )(3)关于对称 (1)点关于点对称(中点坐标公式)(2)线关于点对称(转化为点关于点对称,或代入法,两条直线平行)(3)点关于线对称(点和对称点的连线被线垂直平分,中点在对称轴上、kk’= -1二个方程)(4)线关于线对称(求交点,转化为点关于线对称)10、圆的方程:⑴圆的标准方程:()()222x a y b r -+-=。
⑵圆的一般方程:22220(D E 4F 0)+-x y Dx Ey F ++++=>,特别提醒:只有当22D E 4F 0+->时,方程220x y Dx Ey F ++++=才表示圆心为(,)22D E --,半径为的圆(二元二次方程220Ax Bxy Cy Dx Ey F +++++=表示圆的充要条件是什么? (0,A C =≠且0B =且2240D E AF +->));⑶圆的参数方程:{cos sin x a r y b r θθ=+=+(θ为参数),其中圆心为(,)a b ,半径为r 。
圆的参数方程的主要应用是三角换元:222cos ,sin x y r x r y r θθ+=→==;22x y t +≤cos ,sin (0x r y r r θθ→==≤≤。
⑷()()1122A ,,,x y B x y 为直径端点的圆方程()()()()12120x x x x y y y y --+--=如(1)圆C 与圆22(1)1x y -+=关于直线y x =-对称,则圆C 的方程为____________(答:22(1)1x y ++=);(2)圆心在直线32=-y x 上,且与两坐标轴均相切的圆的标准方程是__________(答:9)3()3(22=-+-y x 或1)1()1(22=++-y x );(3)已知(P -是圆{cos sin x r y r θθ==(θ为参数,02)θπ≤<上的点,则圆的普通方程为________,P 点对应的θ值为_______,过P 点的圆的切线方程是___________(答:224x y +=;23π;40x -+=);(4)如果直线l 将圆:x 2+y 2-2x-4y=0平分,且不过第四象限,那么l 的斜率的取值范围是____(答:[0,2]);(5)方程x 2+y 2-x+y+k=0表示一个圆,则实数k的取值范围为____(答:21<k );(6)若{3cos {(,)|3sin x M x y y θθ===(θ为参数,0)}θπ<<,{}b x y y x N +==|),(,若φ≠N M ,则b 的取值范围是_________(答:(-) 11、点与圆的位置关系:已知点()00M ,x y 及圆()()()222C 0:x-a y b r r +-=>,(1)点M 在圆C 外()()22200CM r x a y b r ⇔>⇔-+->;(2)点M 在圆C 内⇔ ()()22200CM r x a y b r <⇔-+-<;(3)点M 在圆C 上()20CM r x a ⇔=⇔- ()220y b r +-=。