2019年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題訓(xùn)練六 第1講 直線(xiàn)與圓 理.doc
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2019年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題訓(xùn)練六 第1講 直線(xiàn)與圓 理 考情解讀 考查重點(diǎn)是直線(xiàn)間的平行和垂直的條件、與距離有關(guān)的問(wèn)題.直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系(特別是弦長(zhǎng)問(wèn)題),此類(lèi)問(wèn)題難度屬于中等,一般以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)解答題,多考查其幾何圖形的性質(zhì)或方程知識(shí). 1.直線(xiàn)方程的五種形式 (1)點(diǎn)斜式:y-y1=k(x-x1)(直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)P1(x1,y1),且斜率為k,不包括y軸和平行于y軸的直線(xiàn)). (2)斜截式:y=kx+b(b為直線(xiàn)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(xiàn)). (3)兩點(diǎn)式:=(直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),且x1≠x2,y1≠y2,不包括坐標(biāo)軸和平行于坐標(biāo)軸的直線(xiàn)). (4)截距式:+=1(a、b分別為直線(xiàn)的橫、縱截距,且a≠0,b≠0,不包括坐標(biāo)軸、平行于坐標(biāo)軸和過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)). (5)一般式:Ax+By+C=0(其中A,B不同時(shí)為0). 2.直線(xiàn)的兩種位置關(guān)系 當(dāng)不重合的兩條直線(xiàn)l1和l2的斜率存在時(shí): (1)兩直線(xiàn)平行l(wèi)1∥l2?k1=k2. (2)兩直線(xiàn)垂直l1⊥l2?k1k2=-1. 提醒 當(dāng)一條直線(xiàn)的斜率為0,另一條直線(xiàn)的斜率不存在時(shí),兩直線(xiàn)也垂直,此種情形易忽略. 3.三種距離公式 (1)A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn)間的距離:|AB|=. (2)點(diǎn)到直線(xiàn)的距離:d=(其中點(diǎn)P(x0,y0),直線(xiàn)方程:Ax+By+C=0). (3)兩平行線(xiàn)間的距離:d=(其中兩平行線(xiàn)方程分別為l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0). 提醒 應(yīng)用兩平行線(xiàn)間距離公式時(shí),注意兩平行線(xiàn)方程中x,y的系數(shù)應(yīng)對(duì)應(yīng)相等. 4.圓的方程的兩種形式 (1)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(x-a)2+(y-b)2=r2. (2)圓的一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0). 5.直線(xiàn)與圓、圓與圓的位置關(guān)系 (1)直線(xiàn)與圓的位置關(guān)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(guān)系:相交、相切、相離,代數(shù)判斷法與幾何判斷法. 熱點(diǎn)一 直線(xiàn)的方程及應(yīng)用 例1 (1)過(guò)點(diǎn)(5,2),且在y軸上的截距是在x軸上的截距的2倍的直線(xiàn)方程是( ) A.2x+y-12=0 B.2x+y-12=0或2x-5y=0 C.x-2y-1=0 D.x-2y-1=0或2x-5y=0 (2)“m=1”是“直線(xiàn)x-y=0和直線(xiàn)x+my=0互相垂直”的( ) A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充要條件 D.既不充分也不必要條件 思維啟迪 (1)不要忽略直線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)的情況;(2)分別考慮充分性和必要性. 答案 (1)B (2)C 解析 (1)當(dāng)直線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)時(shí)方程為2x-5y=0,不過(guò)原點(diǎn)時(shí),可設(shè)出其截距式為+=1,再由過(guò)點(diǎn)(5,2)即可解出2x+y-12=0. (2)因?yàn)閙=1時(shí),兩直線(xiàn)方程分別是x-y=0和x+y=0,兩直線(xiàn)的斜率分別是1和-1,兩直線(xiàn)垂直,所以充分性成立;當(dāng)直線(xiàn)x-y=0和直線(xiàn)x+my=0互相垂直時(shí),有11+(-1)m=0,所以m=1,所以必要性成立.故選C. 思維升華 (1)要注意幾種直線(xiàn)方程的局限性.點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式、斜截式要求直線(xiàn)不能與x軸垂直.而截距式方程不能表示過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),也不能表示垂直于坐標(biāo)軸的直線(xiàn). (2)求解與兩條直線(xiàn)平行或垂直有關(guān)的問(wèn)題時(shí),主要是利用兩條直線(xiàn)平行或垂直的充要條件,即“斜率相等”或“互為負(fù)倒數(shù)”.若出現(xiàn)斜率不存在的情況,可考慮用數(shù)形結(jié)合的方法去研究. 已知A(3,1),B(-1,2),若∠ACB的平分線(xiàn)方程為y=x+1,則AC所在的直線(xiàn)方程為( ) A.y=2x+4 B.y=x-3 C.x-2y-1=0 D.3x+y+1=0 答案 C 解析 由題意可知,直線(xiàn)AC和直線(xiàn)BC關(guān)于直線(xiàn)y=x+1對(duì)稱(chēng).設(shè)點(diǎn)B(-1,2)關(guān)于直線(xiàn)y=x+1的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為B′(x0,y0),則有?,即B′(1,0).因?yàn)锽′(1,0)在直線(xiàn)AC上,所以直線(xiàn)AC的斜率為k==, 所以直線(xiàn)AC的方程為y-1=(x-3), 即x-2y-1=0.故C正確. 熱點(diǎn)二 圓的方程及應(yīng)用 例2 (1)若圓C經(jīng)過(guò)(1,0),(3,0)兩點(diǎn),且與y軸相切,則圓C的方程為( ) A.(x-2)2+(y2)2=3 B.(x-2)2+(y)2=3 C.(x-2)2+(y2)2=4 D.(x-2)2+(y)2=4 (2)已知圓M的圓心在x軸上,且圓心在直線(xiàn)l1:x=-2的右側(cè),若圓M截直線(xiàn)l1所得的弦長(zhǎng)為2,且與直線(xiàn)l2:2x-y-4=0相切,則圓M的方程為( ) A.(x-1)2+y2=4 B.(x+1)2+y2=4 C.x2+(y-1)2=4 D.x2+(y+1)2=4 思維啟迪 (1)確定圓心在直線(xiàn)x=2上,然后待定系數(shù)法求方程;(2)根據(jù)弦長(zhǎng)為2及圓與l2相切列方程組. 答案 (1)D (2)B 解析 (1)因?yàn)閳AC經(jīng)過(guò)(1,0),(3,0)兩點(diǎn),所以圓心在直線(xiàn)x=2上,又圓與y軸相切,所以半徑r=2,設(shè)圓心坐標(biāo)為(2,b),則(2-1)2+b2=4,b2=3,b=,所以選D. (2)由已知,可設(shè)圓M的圓心坐標(biāo)為(a,0),a>-2,半徑為r,得 解得滿(mǎn)足條件的一組解為 所以圓M的方程為(x+1)2+y2=4.故選B. 思維升華 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程直接表示出了圓心和半徑,而圓的一般方程則表示出了曲線(xiàn)與二元二次方程的關(guān)系,在求解圓的方程時(shí),要根據(jù)所給條件選取適當(dāng)?shù)姆匠绦问剑鉀Q與圓有關(guān)的問(wèn)題一般有兩種方法:(1)幾何法,通過(guò)研究圓的性質(zhì)、直線(xiàn)和圓、圓與圓的位置關(guān)系,進(jìn)而求得圓的基本量和方程;(2)代數(shù)法,即用待定系數(shù)法先設(shè)出圓的方程,再由條件求得各系數(shù). (1)已知圓C:x2+(y-3)2=4,過(guò)點(diǎn)A(-1,0)的直線(xiàn)l與圓C相交于P、Q兩點(diǎn),若|PQ|=2,則直線(xiàn)l的方程為( ) A.x=-1或4x+3y-4=0 B.x=-1或4x-3y+4=0 C.x=1或4x-3y+4=0 D.x=1或4x+3y-4=0 (2)已知圓C的圓心與拋物線(xiàn)y2=4x的焦點(diǎn)關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng),直線(xiàn)4x-3y-2=0與圓C相交于A,B兩點(diǎn),且|AB|=6,則圓C的方程為_(kāi)_______________. 答案 (1)B (2)x2+(y-1)2=10 解析 (1)當(dāng)直線(xiàn)l與x軸垂直時(shí),易知x=-1符合題意; 當(dāng)直線(xiàn)l與x軸不垂直時(shí),設(shè)直線(xiàn)l的方程為y=k(x+1),線(xiàn)段PQ的中點(diǎn)為M,由于|PQ|=2, 易得|CM|=1. 又|CM|==1,解得k=,此時(shí)直線(xiàn)l的方程為y=(x+1).故所求直線(xiàn)l的方程為x=-1或4x-3y+4=0.故選B. (2)設(shè)所求圓的半徑是r,依題意得,拋物線(xiàn)y2=4x的焦點(diǎn)坐標(biāo)是(1,0),則圓C的圓心坐標(biāo)是(0,1),圓心到直線(xiàn)4x-3y-2=0的距離d==1,則r2=d2+()2=10,故圓C的方程是x2+(y-1)2=10. 熱點(diǎn)三 直線(xiàn)與圓、圓與圓的位置關(guān)系 例3 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A(0,3),直線(xiàn)l:y=2x-4.設(shè)圓C的半徑為1,圓心在l上. (1)若圓心C也在直線(xiàn)y=x-1上,過(guò)點(diǎn)A作圓C的切線(xiàn),求切線(xiàn)的方程; (2)若圓C上存在點(diǎn)M,使|MA|=2|MO|,求圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍. 思維啟迪 (1)先求出圓C的圓心坐標(biāo),再利用幾何法求出切線(xiàn)斜率;(2)將|MA|=2|MO|化為M點(diǎn)坐標(biāo)滿(mǎn)足的條件后,可知點(diǎn)M是兩圓的交點(diǎn). 解 (1)由題設(shè),圓心C是直線(xiàn)y=2x-4和直線(xiàn)y=x-1的交點(diǎn),解得點(diǎn)C(3,2), 于是切線(xiàn)的斜率必存在. 設(shè)過(guò)A(0,3)的圓C的切線(xiàn)方程為y=kx+3, 由題意,=1,解得k=0或-, 故所求切線(xiàn)方程為y=3或3x+4y-12=0. (2)因?yàn)閳A心在直線(xiàn)y=2x-4上, 所以圓C的方程為(x-a)2+[y-2(a-2)]2=1. 設(shè)點(diǎn)M(x,y),因?yàn)閨MA|=2|MO|, 所以=2 , 化簡(jiǎn)得x2+y2+2y-3=0,即x2+(y+1)2=4, 所以圓心M在以D(0,-1)為圓心,2為半徑的圓上. 由題意,點(diǎn)M(x,y)在圓C上,所以圓C與圓D有公共點(diǎn), 則2-1≤|CD|≤2+1, 即1≤≤3. 由5a2-12a+8≥0,得a∈R; 由5a2-12a≤0,得0≤a≤. 所以圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍為. 思維升華 (1)討論直線(xiàn)與圓及圓與圓的位置關(guān)系時(shí),要注意數(shù)形結(jié)合,充分利用圓的幾何性質(zhì)尋找解題途徑,減少運(yùn)算量.研究直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系主要通過(guò)圓心到直線(xiàn)的距離和半徑的比較實(shí)現(xiàn),兩個(gè)圓的位置關(guān)系的判斷依據(jù)是兩圓心距離與兩半徑差與和的比較. (2)直線(xiàn)與圓相切時(shí)利用“切線(xiàn)與過(guò)切點(diǎn)的半徑垂直,圓心到切線(xiàn)的距離等于半徑”建立切線(xiàn)斜率的等式,所以求切線(xiàn)方程時(shí)主要選擇點(diǎn)斜式.過(guò)圓外一點(diǎn)求解切線(xiàn)段長(zhǎng)可轉(zhuǎn)化為圓心到圓外點(diǎn)距離,利用勾股定理處理. (1)(xx重慶)已知直線(xiàn)ax+y-2=0與圓心為C的圓(x-1)2+(y-a)2=4相交于A,B兩點(diǎn),且△ABC為等邊三角形,則實(shí)數(shù)a=________. (2)兩個(gè)圓C1:x2+y2+2ax+a2-4=0(a∈R)與C2:x2+y2-2by-1+b2=0(b∈R)恰有三條公切線(xiàn),則a+b的最小值為( ) A.-6 B.-3 C.-3 D.3 答案 (1)4 (2)C 解析 圓心C(1,a)到直線(xiàn)ax+y-2=0的距離為.因?yàn)椤鰽BC為等邊三角形,所以|AB|=|BC|=2,所以()2+12=22,解得a=4. (2)兩個(gè)圓恰有三條公切線(xiàn),則兩圓外切,兩圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為圓C1:(x+a)2+y2=4, 圓C2:x2+(y-b)2=1, 所以|C1C2|==2+1=3, 即a2+b2=9. 由()2≤,得(a+b)2≤18,所以-3≤a+b≤3,當(dāng)且僅當(dāng)“a=b”時(shí)取“=”.所以選C. 1.由于直線(xiàn)方程有多種形式,各種形式適用的條件、范圍不同,在具體求直線(xiàn)方程時(shí),由所給的條件和采用的直線(xiàn)方程形式所限,可能會(huì)產(chǎn)生遺漏的情況,尤其在選擇點(diǎn)斜式、斜截式時(shí)要注意斜率不存在的情況. 2.確定圓的方程時(shí),常用到圓的幾個(gè)性質(zhì): (1)直線(xiàn)與圓相交時(shí)應(yīng)用垂徑定理構(gòu)成直角三角形(半弦長(zhǎng),弦心距,圓半徑); (2)圓心在過(guò)切點(diǎn)且與切線(xiàn)垂直的直線(xiàn)上; (3)圓心在任一弦的中垂線(xiàn)上; (4)兩圓內(nèi)切或外切時(shí),切點(diǎn)與兩圓圓心三點(diǎn)共線(xiàn); (5)圓的對(duì)稱(chēng)性:圓關(guān)于圓心成中心對(duì)稱(chēng),關(guān)于任意一條過(guò)圓心的直線(xiàn)成軸對(duì)稱(chēng). 3.直線(xiàn)與圓中常見(jiàn)的最值問(wèn)題 圓上的點(diǎn)與圓外點(diǎn)的距離的最值問(wèn)題,可以轉(zhuǎn)化為圓心到點(diǎn)的距離問(wèn)題;圓上的點(diǎn)與直線(xiàn)上點(diǎn)的距離的最值問(wèn)題,可以轉(zhuǎn)化為圓心到直線(xiàn)的距離問(wèn)題;圓上的點(diǎn)與另一圓上點(diǎn)的距離的最值問(wèn)題,可以轉(zhuǎn)化為圓心到圓心的距離問(wèn)題. 4.過(guò)兩圓C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0,C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0的交點(diǎn)的圓系方程為x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0. 5.兩圓相交,將兩圓方程聯(lián)立消去二次項(xiàng),得到一個(gè)二元一次方程,即為兩圓公共弦所在的直線(xiàn)方程. 真題感悟 1.(xx江蘇)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線(xiàn)x+2y-3=0被圓(x-2)2+(y+1)2=4截得的弦長(zhǎng)為_(kāi)_______________. 答案 解析 圓心為(2,-1),半徑r=2. 圓心到直線(xiàn)的距離d==, 所以弦長(zhǎng)為2=2=. 2.(xx課標(biāo)全國(guó)Ⅱ)設(shè)點(diǎn)M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點(diǎn)N,使得∠OMN=45,則x0的取值范圍是________. 答案 [-1,1] 解析 如圖,過(guò)點(diǎn)M作⊙O的切線(xiàn), 切點(diǎn)為N,連接ON. M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為1, MN與⊙O相切于點(diǎn)N. 設(shè)∠OMN=θ,則θ≥45, 即sin θ≥, 即≥. 而ON=1,∴OM≤. ∵M(jìn)為(x0,1),∴≤, ∴x≤1,∴-1≤x0≤1, ∴x0的取值范圍為[-1,1]. 押題精練 1.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知A(-1,0),B(0,1),則滿(mǎn)足|PA|2-|PB|2=4且在圓x2+y2=4上的點(diǎn)P的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. 答案 2 解析 設(shè)P(x,y),則由|PA|2-|PB|2=4, 得(x+1)2+y2-x2-(y-1)2=4,∴x+y=2, ∴滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)x+y=2和圓x2+y2=4的交點(diǎn)個(gè)數(shù), ∵=<2, ∴直線(xiàn)與圓相交,∴點(diǎn)P有2個(gè). 2.如果圓C:x2+y2-2ax-2ay+2a2-4=0與圓O:x2+y2=4總相交,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是____________________. 答案?。?0)上有且只有兩個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)x-y-2=0的距離為1,則實(shí)數(shù)r的取值范圍是________. 答案 (-1,+1) 解析 注意到與直線(xiàn)x-y-2=0平行且距離為1的直線(xiàn)方程分別是x-y-2+=0和x-y-2-=0,要使圓上有且只有兩個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)x-y-2=0的距離為1,需滿(mǎn)足在兩條直線(xiàn)x-y-2+=0和x-y-2-=0中,一條與該圓相交且另一條與該圓相離,所以- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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