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1、回顧6 解析幾何
[必記知識]
直線方程的五種形式
(1)點斜式:y-y1=k(x-x1)(直線過點P1(x1,y1),且斜率為k,不包括y軸和平行于y軸的直線).
(2)斜截式:y=kx+b(b為直線l在y軸上的截距,且斜率為k,不包括y軸和平行于y軸的直線).
(3)兩點式:=(直線過點P1(x1,y1),P2(x2,y2),且x1≠x2,y1≠y2,不包括坐標軸和平行于坐標軸的直線).
(4)截距式:+=1(a,b分別為直線的橫、縱截距,且a≠0,b≠0,不包括坐標軸、平行于坐標軸和過原點的直線).
(5)一般式:Ax+By+C=0(其中A,B不同時為0).
直線的
2、兩種位置關系
當不重合的兩條直線l1和l2的斜率存在時:
(1)兩直線平行l(wèi)1∥l2?k1=k2.
(2)兩直線垂直l1⊥l2?k1·k2=-1.
[提醒]) 當一條直線的斜率為0,另一條直線的斜率不存在時,兩直線也垂直,此種情形易忽略.
三種距離公式
(1)A(x1,y1),B(x2,y2)兩點間的距離
|AB|=.
(2)點到直線的距離d=(其中點P(x0,y0),直線方程為Ax+By+C=0).
(3)兩平行線間的距離d=(其中兩平行線方程分別為l1:Ax+By+C1=0,l1:Ax+By+C2=0且C1≠C2).
圓的方程的兩種形式
(1)圓的標準方程:(
3、x-a)2+(y-b)2=r2.
(2)圓的一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).
直線與圓、圓與圓的位置關系
(1)直線與圓的位置關系:相交、相切、相離,代數(shù)判斷法與幾何判斷法.
(2)圓與圓的位置關系:相交、內(nèi)切、外切、外離、內(nèi)含,代數(shù)判斷法與幾何判斷法.
橢圓的標準方程及幾何性質(zhì)
標準方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
圖形
幾
何
性
質(zhì)
范圍
-a≤x≤a,-b≤y≤b
-b≤x≤b,-a≤y≤a
對稱性
對稱軸:x軸,y軸;對稱中心:原點
焦點
F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)
F1
4、(0,-c),F(xiàn)2(0,c)
頂點
A1(-a,0),A2(a,0);
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a);
B1(-b,0),B2(b,0)
軸
線段A1A2,B1B2分別是橢圓的長軸和短軸;長軸長為2a,短軸長為2b
焦距
|F1F2|=2c
離心率
焦距與長軸長的比值:e∈(0,1)
a,b,c
的關系
c2=a2-b2
[提醒]) 橢圓的離心率反映了焦點遠離中心的程度,e的大小決定了橢圓的形狀,反映了橢圓的圓扁程度.因為a2=b2+c2,所以=,因此,當e越趨近于1時,越趨近于0,橢圓越扁;當e越趨近于0時,越趨近于1,橢圓
5、越接近于圓.所以e越大橢圓越扁;e越小橢圓越圓,當且僅當a=b,c=0時,橢圓變?yōu)閳A,方程為x2+y2=a2(a>0).
雙曲線的標準方程及幾何性質(zhì)
標準方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
圖形
幾
何
性
質(zhì)
范圍
|x|≥a,y∈R
|y|≥a,x∈R
對稱性
對稱軸:x軸,y軸;對稱中心:原點
焦點
F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)
F1(0,-c),F(xiàn)2(0,c)
頂點
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
軸
線段A1A2,B1B2分別是雙曲線的實軸和虛軸;實軸長為2a
6、,虛軸長為2b
焦距
|F1F2|=2c
離心率
焦距與實軸長的比值:e∈(1,+∞)
漸近線
y=±x
y=±x
a,b,c
的關系
a2=c2-b2
[提醒]) (1)離心率e的取值范圍為(1,+∞).當e越接近于1時,雙曲線開口越?。划攅越接近于+∞時,雙曲線開口越大.
(2)滿足||PF1|-|PF2||=2a的點P的軌跡不一定是雙曲線,當2a=0時,點P的軌跡是線段F1F2的中垂線;當0<2a<|F1F2|時,點P的軌跡是雙曲線;當2a=|F1F2|時,點P的軌跡是兩條射線;當2a>|F1F2|時,點P的軌跡不存在.
拋物線的標準方程及幾何性質(zhì)
7、
標準方程
y2=2px(p>0)
y2=-2px(p>0)
x2=2py(p>0)
x2=-2py(p>0)
圖形
幾何性質(zhì)
對稱軸
x軸
y軸
頂點
O(0,0)
焦點準線
F
F
F
F
方程
x=-
x=
y=-
y=
范圍
x≥0,y∈R
x≤0,y∈R
y≥0,x∈R
y≤0,x∈R
離心率
e=1
[必會結論]
與圓的切線有關的結論
(1)過圓x2+y2=r2上一點P(x0,y0)的切線方程為x0x+y0y=r2;
(2)過圓(x-a)2+(y-b)2=r2上一點P(x0,y0)的切線方程為(
8、x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2;
(3)過圓x2+y2=r2外一點P(x0,y0)作圓的兩條切線,切點為A,B,則過A,B兩點的直線方程為x0x+y0y=r2;
(4)過圓x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)外一點P(x0,y0)引圓的切線,切點為T,則|PT|=;
(5)過圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)外一點P(x0,y0)作圓C的兩條切線,切點分別為A,B,則切點弦AB所在的直線方程為(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2;
(6)若圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),則過圓外一點P(x0,y0
9、)的切線長d=.
橢圓中焦點三角形的相關結論
由橢圓上一點與兩焦點所構成的三角形稱為焦點三角形.解決焦點三角形問題常利用橢圓的定義和正、余弦定理.
以橢圓+=1(a>b>0)上一點P(x0,y0)(y0≠0)和焦點F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)為頂點的△PF1F2中,若∠F1PF2=θ,則
(1)|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0(焦半徑公式),|PF1|+|PF2|=2a.(e為橢圓的離心率)
(2)4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|·cos θ.
(3) S△PF1F2=|PF1||PF2|·sin θ=b2tan=c|y0|,當|y0|
10、=b,即P為短軸端點時,S△PF1F2取得最大值,為bc.
(4)焦點三角形的周長為2(a+c).
雙曲線的方程與漸近線方程的關系
(1)若雙曲線的方程為-=1(a>0,b>0),則漸近線的方程為-=0,即y=±x.
(2)若漸近線的方程為y=±x(a>0,b>0),即±=0,則雙曲線的方程可設為-=λ.
(3)若所求雙曲線與雙曲線-=1(a>0,b>0)有公共漸近線,其方程可設為-=λ(λ>0,焦點在x軸上;λ<0,焦點在y軸上).
雙曲線常用的結論
(1)雙曲線的焦點到其漸近線的距離為b.
(2)若P是雙曲線右支上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為雙曲線的左、右焦點,則|PF1|m
11、in=a+c,|PF2|min=c-a.
(3)同支的焦點弦中最短的為通徑(過焦點且垂直于長軸的弦),其長為,異支的弦中最短的為實軸,其長為2a.
(4)P是雙曲線上不同于實軸兩端點的任意一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為雙曲線的左、右焦點,則kPA·kPB=,S△PF1F2=,其中θ為∠F1PF2.
(5)P是雙曲線-=1(a>0,b>0)右支上不同于實軸端點的任意一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為雙曲線的左、右焦點,I為△PF1F2內(nèi)切圓的圓心,則圓心I的橫坐標恒為a.
拋物線焦點弦的相關結論
設AB是過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的弦,若A(x1,y1),B(x2,y2),α為直線AB的傾斜
12、角,則
(1)焦半徑|AF|=x1+=,|BF|=x2+=.
(2)x1x2=,y1y2=-p2.
(3)弦長|AB|=x1+x2+p=.
(4)+=.
(5)以弦AB為直徑的圓與準線相切.
(6)S△OAB=(O為拋物線的頂點).
[必練習題]
1.過圓x2+y2-x-y+=0的圓心,且傾斜角為的直線方程為( )
A.x-2y=0 B.x-2y+3=0
C.x-y=0 D.x-y+1=0
解析:選C.由題意知圓的圓心坐標為,所以過圓的圓心,且傾斜角為的直線方程為y=x,即x-y=0.
2.圓心為(4,0)且與直線x-y=0相切的圓的方程為( )
A
13、.(x-4)2+y2=1 B.(x-4)2+y2=12
C.(x-4)2+y2=6 D.(x+4)2+y2=9
解析:選B.由題意,知圓的半徑為圓心到直線x-y=0的距離,即r==2,結合圓心坐標可知,圓的方程為(x-4)2+y2=12,故選B.
3.若雙曲線-=1(a>0,b>0)的離心率為,則其漸近方程為( )
A.y=±2x B.y=±4x
C.y=±x D.y=±x
解析:選C.由題意得e==,又a2+b2=c2,所以=,所以雙曲線的漸近線方程為y=±x,選C.
4.設AB是橢圓的長軸,點C在橢圓上,且∠CBA=,若|AB|=4,|BC|=,則橢圓的兩個焦點之間的距離為
14、( )
A. B.
C. D.
解析:選A.不妨設橢圓的標準方程為+=1(a>b>0),如圖,由題意知,2a=4,a=2,因為∠CBA=,|BC|=,所以點C的坐標為(-1,1),因為點C在橢圓上,所以+=1,所以b2=,所以c2=a2-b2=4-=,c=,則橢圓的兩個焦點之間的距離為.
5.已知⊙M經(jīng)過雙曲線S:-=1的一個頂點和一個焦點,圓心M在雙曲線S上,則圓心M到原點O的距離為( )
A.或 B.或
C. D.
解析:選D.因為⊙M經(jīng)過雙曲線S:-=1的一個頂點和一個焦點,圓心M在雙曲線S上,所以⊙M不可能過異側的頂點和焦點,不妨設⊙M經(jīng)過雙曲線的右頂點和右焦點,則圓
15、心M到雙曲線的右焦點(5,0)與右頂點(3,0)的距離相等,所以xM=4,代入雙曲線方程可得yM=± =±,所以|OM|==,故選D.
6.設F為拋物線C:y2=3x的焦點,過F且傾斜角為30°的直線交C于A,B兩點,O為坐標原點,則△OAB的面積為( )
A. B.
C. D.
解析:選D.易知直線AB的方程為y=,與y2=3x聯(lián)立并消去x得4y2-12y-9=0.設A(x1,y1),B(x2,y2),則y1+y2=3,y1y2=-,S△OAB=|OF|·|y1-y2|=×==.故選D.
7.已知雙曲線-=1(a>0),以原點為圓心,雙曲線的實半軸長為半徑的圓與雙曲線的兩條漸近線
16、相交于A,B,C,D四點,四邊形ABCD的面積為4,則雙曲線的方程為( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:選D.根據(jù)對稱性,不妨設點A在第一象限,A(x,y),則解得因為四邊形ABCD 的面積為4,所以4xy==4,解得a=2,故雙曲線的方程為-=1,選D.
8.已知圓C1:(x-1)2+y2=2與圓C2:x2+(y-b)2=2(b>0)相交于A,B兩點,且|AB|=2,則b=________.
解析:由題意知C1(1,0),C2(0,b),半徑r1=r2=,所以線段AB和線段C1C2相互垂直平分,則|C1C2|=2,即1+b2=4,又b>0,故b=.
答
17、案:
9.已知橢圓+=1(a>b>0),以原點O為圓心,短半軸長為半徑作圓O,過橢圓的長軸的一端點P作圓O的兩條切線,切點為A,B,若四邊形PAOB為正方形,則橢圓的離心率為________.
解析:如圖,因為四邊形PAOB為正方形,且PA,PB為圓O的切線,所以△OAP是等腰直角三角形,故a=b,所以e==.
答案:
10.已知拋物線C1:y=x2(p>0)的焦點與雙曲線C2:-y2=1的右焦點的連線交C1于第一象限的點M.若C1在點M處的切線平行于C2的一條漸近線,則p=________.
解析:由題意知,經(jīng)過第一象限的雙曲線的漸近線方程為y=x.拋物線的焦點為F1,雙曲線的右焦點為F2(2,0).又y′=x,故拋物線C1在點M處的切線的斜率為,即x0=,所以x0=p,又點F1,F(xiàn)2(2,0),M三點共線,所以=,即p=.
答案:
8