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高中平面解析几何知识点总结(直线、圆、椭圆、曲线)
高中平面解析几何知识点总结
一.直线部分
1.直线的倾斜角与斜率:
(1)直线的倾斜角:在平面直角坐标系中,对于一条与 轴相交的直线,如果把 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为 叫做直线的倾斜角.
倾斜角 , 斜率不存在.
(2)直线的斜率: .两点坐标为 、 .
2.直线方程的五种形式:
(2)过圆 上的点 的切线方程为: .
(3)当点 在圆外时,可设切方程为 ,利用圆心到直线距离等于半径,
即 ,求出 ;或利用 ,求出 .若求得 只有一值,则还有一条斜率不存在的直线 .
8. 圆的参数方程:
圆方程参数方程源于:
那么
设: 得:
9.把两圆 与 方程相减
即得相交弦所在直线方程: .
10.对称问题:
如下:
韦达定理:⑴.
⑵.顶点坐标 ,推导采用配方法:
⑶ 求根公式:
从而零点坐标为 。
③ 平移
注意,平移部分需要自己琢磨,根据上面三个例子.
;
;
.
5.两圆位置关系:
设两圆圆心分别为 ,半径分别为 ,
;
;
;
;
.
6.圆系方程:
(1)过直线 与圆 : 的交点的圆系方程: ,λ是待定的系数.
(2)过圆 : 与圆 : 的交点的圆系方程:
,λ是待定的系数.
特别地,当 时, 就是
表示两圆的公共弦所在的直线方程,即过两圆交点的直线.
7.圆的切线方程:
(1)过圆 上的点 的切线方程为: .
点 关于直线 对称 .
② 直线关于直线对称:(设 关于 对称)
法1:若 相交,求出交点坐标,并在直线 上任取一点,求该点关于直线 的对称点.
若 ,则 ,且 与 的距离相等.
法2:求出 上两个点 关于 的对称点,在由两点式求出直线的方程.
(3)其他对称:
点(a,b)关于x轴对称:(a,-b);
关于y轴对称:(-a,b);
(2)解析几何中研究两条直线位置关系时,两条直线有可能重合;立体几何中两条直线一般不重合.
3.直线在坐标轴上的截矩可正,可负,也可为0.
(1)直线在两坐标轴上的截距相等 直线的斜率为 或直线过原点.
(2)直线两截距互为相反数 直线的斜率为1或直线过原点.
(3)直线两截距绝对值相等 直线的斜率为 或直线过原点.
方向向量为 下面推导参数方程:
注意:只有封闭曲线才会产生参数方程,对于无限曲线,例如二次函数一般不会有化为如上的参数方程。
二.圆部分
1.圆的方程:
(1)圆的标准方程: ( ).
(2)圆的一般方程: .
(3)圆的直径式方程:若 ,以线段 为直径的圆的方程是: .
注:(1)在圆的一般方程中,圆心坐标和半径分别是 , .
④由于两个焦半径和为2a
所以 得: 得:
⑤ 椭圆离心率,来源于圆的定义:
圆实际上是一种特殊的椭圆,而圆不过是两个焦点与坐标圆点重合罢了。
椭圆离心率为
四.双曲线部分
1.双曲线定义:到两定点的距离之差的绝对值为常数的平面几何图形,即:
① 双曲线的标准方程:
② 由于双曲线上任意一点两个焦点之差的绝对值为常数2a.
三.椭圆部分
1.椭圆定义:
① 到两定点距离之和为一常数的平面几何曲线:即∣MO1∣+∣MO2∣=2a
② 或定义:任意一条线段,在线段中任取两点(不包括两端点),将线段两端点置于这两点处,用一个钉子将线段绷直旋转一周得到的平面几何曲线即为椭圆。
③从椭圆定义出发得到一个基本结论:椭圆上任意一点引出的两个焦半径之和为常数2a。
为了推导抛物线标准式,设:定直线为x=-p,定点为O1(p,0),
(尽管这是一种特殊情况,但同样具有一般性)
① 设:抛物线上任意一点坐标为M(x,y)
M点到定直线x=-p的距离为
M点到定点O1(p,0)的距离为
② 很显然与以前学习的二次函数是一致的,只不过这里自变量变成y,函数变成x;而二次函数自变量是x,函数是y,因而二次函数也是抛物线,同样具有抛物线的性质。
关于原点对称:(-a,-b);
点(a,b)关于直线y=x对称:(b,a);
关于y=-x对称:(-b,-a);
关于y=x+m对称:(b-m、a+m);
关于y=-x+m对称:(-b+m、-a+m).
11.若 ,则△ABC的重心G的坐标是 .
12.各种角的围:
直线的倾斜角
两条相交直线的夹角
两条异面线所成的角
(1)中心对称:
① 点关于点对称:点 关于 的对称点 .
② 直线关于点对称:
法1:在直线上取两点,利用中点公式求出两点关于已知点对称的两点坐标,由两点式求直线方程.
法2:求出一个对称点,在利用 由点斜式得出直线方程.
(2)轴对称:
① 点关于直线对称:点与对称点连线斜率是已知直线斜率的负倒数,点与对称点的中点在直线上.
8.直线系方程:
(1)平行直线系方程:
① 直线 中当斜率 一定而 变动时,表示平行直线系方程.
② 与直线 平行的直线可表示为 .
③ 过点 与直线 平行的直线可表示为: .
(2)垂直直线系方程:
① 与直线 垂直的直线可表示为 .
② 过点 与直线 垂直的直线可表示为: .
(3)定点直线系方程:
① 经过定点 的直线系方程为 (除直线 ),其中 是待定的系数.
② 经过定点 的直线系方程为 ,其中 是待定的系数.
(4)共点直线系方程:经过两直线 交点的直线系方程为 (除开 ),其中λ是待定的系数.
9.两条曲线的交点坐标:
曲线 与 的交点坐标 方程组 的解.
10.平面和空间直线参数方程:
1平面直线方程以向量形式给出:
方向向量为 下面推导参数方程:
2空间直线方程也以向量形式给出:
(1)点斜式: (直线 过点 ,且斜率为 ).
注:当直线斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为 .
(2)斜截式: (b为直线 在y轴上的截距).
(3)两点式: ( , ).
注:① 不能表示与 轴和 轴垂直的直线;
② 方程形式为: 时,方程可以表示任意直线.
(4)截距式: ( 分别为 轴 轴上的截距,且 ).
4.两条直线的平行和垂直:
(1)若 , ,有
① ; ② .
(2)若 , ,有
① ;② .
5.平面两点距离公式:
(1)已知两点坐标 、 ,则两点间距离 .
(2) 轴上两点间距离: .
(3)线段 的中点是 ,则 .
6.点到直线的距离公式:
点 到直线 的距离: .
7.两平行直线间的距离公式:
两条平行直线 的距离: .
(其中 的求法是将直线和圆的方程联立消去 或 ,利用韦达定理求解)
3.点与圆的位ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ关系:
点 与圆 的位置关系有三种
1 在在圆外 .
2 在在圆 .
③ 在在圆上 .
【 到圆心距离 】
4.直线与圆的位置关系:
直线 与圆 的位置关系有三种:
圆心到直线距离为 ( ),由直线和圆联立方程组消去 (或 )后,所得一元二次方程的判别式为 .
注:不能表示与 轴垂直的直线,也不能表示与 轴垂直的直线,特别是不能表示过原点的直线.
(5)一般式: (其中A、B不同时为0).
一般式化为斜截式: ,即,直线的斜率: .
注:(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 .
已知直线过点 ,常设其方程为 或 .
(2)一般方程的特点:
① 和 的系数相同且不为零;② 没有 项; ③
(3)二元二次方程 表示圆的等价条件是:
① ; ② ; ③ .
2.圆的弦长的求法:
(1)几何法:当直线和圆相交时,设弦长为 ,弦心距为 ,半径为 ,
则:“半弦长 +弦心距 =半径 ”—— ;
(2)代数法:设 的斜率为 , 与圆交点分别为 ,则
③ 双曲线的渐近线:
由标准方程知:
若标准方程为 ,那么这时
注意y下面对应b,x下面对应a.
④取x=a及x=-a两条直线,它们与渐近线的两个焦点的连线和y轴的交点称为虚焦点,
该轴称为虚轴。
⑤推导a、b、c之间的关系:
设双曲线上任意一点坐标M(x,y)
设:
从而得到:
五.抛物线部分
1.定义:到定点与定直线距离相等的平面曲线称为抛物线。
2.椭圆性质:
①由于椭圆上任意一点到两点距离之和为常数,所以从A点向焦点引两条焦半径
∣AO1∣+∣AO2∣=∣AO2∣+∣O2B∣=2a
这是因为∣AO1∣=∣O2B∣(由图形比较看出)
②椭圆的标准方程:
③椭圆参数方程:
从圆方程知:
圆方程参数方程源于:
所以按上面逻辑将椭圆方程 视为
设 得:
同理椭圆参数方程为: 得: