高考数学二轮复习第1部分专题六解析几何必考点文1.docx

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高考数学二轮复习第1部分专题六解析几何必考点文1

2019年高考数学二轮复习第1部分专题六解析几何必考点文1

 

必考点一 直线与圆

[高考预测]——运筹帷幄

1.求直线方程.

2.直线位置关系的判定及应用、点到直线的距离问题.

3.求圆的方程.

4.直线与圆的位置关系判定及应用.

[速解必备]——决胜千里

1.与Ax+By+C=0平行的直线可设为Ax+By+m=0(m≠C),与之垂直的直线可设为Bx-Ay+n=0.

2.过两条直线l1:

A1x+B1y+C1=0,l2:

A2x+B2y+C2=0交点的直线可设为(A1x+B1y+C1)+λ(A2x+B2y+C2)=0.

3.两平行线间的距离:

d=(其中两平行线方程分别为l1:

Ax+By+C1=0.l2:

Ax+By+C2=0).

【提醒】 应用两平行线间距离公式时,注意两平行线方程中x,y的系数应对应相等.

4.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径的圆的方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.

5.过圆x2+y2=r2上的点P(x0,y0)的切线方程为x0x+y0y=r2.

6.过⊙C1:

x2+y2+D1x+E1y+F1=0,⊙C2:

x2+y2+D2x+E2y+F2=0的交点的圆的方程可设为:

(x2+y2+D1x+E1y+F1)+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0,当λ=-1时,表示两圆的公共弦所在的直线方程.

7.过圆内一点的直线被圆截得的弦中,最长弦是直径,最短的弦是以该点为中点的弦.

8.直线与圆相离,过直线上一点作圆的切线,当该点与圆心连线与该直线垂直时,其切线长最小.

[速解方略]——不拘一格

类型一 直线方程及位置关系

[例1] 

(1)已知点A(-1,0),B(1,0),C(0,1),直线y=ax+b(a>0)将△ABC分割为面积相等的两部分,则b的取值范围是(  )

A.(0,1)        B.

C.D.

解析:

基本法:

①当直线y=ax+b与AB,BC相交时如图

(1),由得yE=.又易知xD=-,

∴|BD|=1+,由S△DBE=××=得

b=∈.

(1)        

(2)

②当直线y=ax+b与AC,BC相交时如图

(2),由S△FCG=(xG-xF)·|CM|=得b=1-∈(0<a<1).

∵对于任意的a>0恒成立,

∴b∈∩,

即b∈,故选B.

速解法:

取b=,则直线y=ax+只能与BC和AB相交,才可能分割为面积相等的两部分,

∴D由得E

若S△BED=××=,则24a+9=16a.

显然无解,排除A.

当a→0时,y=ax+b→y=b,如图,

∴==,∴b=1-.

∴b>1-,故选B.

答案:

B

方略点评:

基本法利用直线相交,求出面积表达式,利用函数观点,求b的范围.速解法采用特值验证及极限分析法,得出答案,较简单.

(2)设m∈R,过定点A的动直线x+my=0和过定点B的动直线mx-y-m+3=0交于点P(x,y),则|PA|·|PB|的最大值是________.

解析:

基本法:

∵直线x+my=0与mx-y-m+3=0分别过定点A,B,∴A(0,0),B(1,3).

当点P与点A(或B)重合时,|PA|·|PB|为零;

当点P与点A,B均不重合时,

∵P为直线x+my=0与mx-y-m+3=0的交点,且易知此两直线垂直,

∴△APB为直角三角形,

∴|AP|2+|BP|2=|AB|2=10,

∴|PA|·|PB|≤==5,

当且仅当|PA|=|PB|时,上式等号成立.

速解法:

直线x+my=0与mx-y-m+3=0分别过定点A(0,0),B(1,3)且两直线垂直.

∴当P与A,B不重合时,形成直角三角形PAB,|AB|=,而S△PAB=|PA||PB|=|AB|·h.

当P到AB的距离h=|AB|时,S最大,

∴(|PA|·|PB|)max=|AB|2=5.

答案:

5

方略点评:

1基本法是根据基本不等式求解.速解法是利用等积法直接找P的位置.

2求解两条直线平行的问题时,在利用A1B2-A2B1=0建立方程求出参数的值后,要注意代入检验,排除两条直线重合的可能性.

3判定两直线平行与垂直的关系时,如果给出的直线方程中存在字母系数,不仅要考虑斜率存在的情况,还要考虑斜率不存在的情况.

1.设a∈R,则“a=1”是“直线l1:

ax+2y-1=0与直线l2:

x+(a+1)y+4=0平行”的(  )

A.充分不必要条件    B.必要不充分条件

C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件

解析:

基本法:

由l1∥l2,得-=-,解得a=1或a=-2,代入检验符合,即“a=1”是“l1∥l2”的充分不必要条件,故选A.

答案:

A

2.(2016·高考全国甲卷)圆x2+y2-2x-8y+13=0的圆心到直线ax+y-1=0的距离为1,则a=(  )

A.-B.-

C.D.2

解析:

x2+y2-2x-8y+13=0,即(x-1)2+(y-4)2=4,圆心为(1,4)到直线ax+y-1=0的距离为d==1,即|a+3|=

解得a=-,选A.

答案:

A

类型二 圆的方程及位置关系

[例2] 

(1)过三点A(1,3),B(4,2),C(1,-7)的圆交y轴于M,N两点,则|MN|=(  )

A.2B.8

C.4D.10

解析:

基本法:

设圆心为P(a,b),由点A(1,3),C(1,-7)在圆上,知b==-2.

再由|PA|=|PB|,得a=1.则P(1,-2),|PA|==5,于是圆P的方程为(x-1)2+(y+2)2=25.令x=0,得y=-2±2,

则|MN|=|(-2+2)-(-2-2)|=4.

速解法:

由题意可知AC为圆的直径,|AC|=10,

∴r=5.AC的中点(1,-2)为圆心,到y轴距离为1.

∴|MN|=2=4.

答案:

C

方略点评:

基本法是求出了圆的方程与y轴的交点,求MN长.速解法是利用了几何法,解三角形求弦长,较简单.

(2)一个圆经过随圆+=1的三个顶点,且圆心在x轴的正半轴上,则该圆的标准方程为________.

解析:

基本法:

由已知得该圆经过椭圆的三个顶点A(4,0)、B(0,2)、C(0,-2).易知线段AB的垂直平分线的方程为2x-y-3=0.令y=0,得x=,所以圆心坐标为,则半径r=4-=.故该圆的标准方程为2+y2=.

速解法:

如图,设圆心M(a,0)

则r2=22+a2=(4-a)2

∴a=,∴r=4-=

∴圆的方程为2+y2=.

答案:

2+y2=

方略点评:

1基本法是利用三角形的外接圆圆心是三边的垂直平分线的交点求的.速解法是利用外接圆的几何意义,用待定系数法求的.

2确定圆心位置的方法

①圆心在过切点且与切线垂直的直线上;

②圆心在任一弦的中垂线上;

③两圆内切或外切时,切点与两圆圆心三点共线.

1.已知三点A(1,0),B(0,),C(2,),则△ABC外接圆的圆心到原点的距离为(  )

A.B.

C.D.

解析:

基本法:

如图,在坐标系中画出△ABC,利用两点间的距离公式,可知|AB|=|BC|=|AC|=2,

即△ABC为等边三角形,设BC的中点为D,点E为三角形外心,圆心即为重心.

∴|AE|=|AD|=,∴|OE|==.

答案:

B

2.(2016·高考全国乙卷)设直线y=x+2a与圆C:

x2+y2-2ay-2=0相交于A,B两点,若|AB|=2,则圆C的面积为________.

解析:

基本法:

圆C的方程可化为x2+(y-a)2=a2+2,可得圆心的坐标为C(0,a),半径r=,所以圆心到直线x-y+2a=0的距离为=,所以2+()2=()2,解得a2=2,所以圆C的半径为2,所以圆C的面积为4π.

答案:

[终极提升]——登高博见

选择题、填空题的解法——借鉴法

方法诠释

某些数学问题,涉及到其它学科的概念,在建立关系求解时,可以借鉴其它学科的概念或者公式来建立方程或函数关系.

常见类型

(1)涉及到光线的问题,可以借鉴物理学中光线的性质.

(2)涉及到质点的运动周期,可以借鉴圆周运动、或单摆,建立三角函数关系.

(3)涉及到质点的直线运动,可以借鉴位移公式建立二次函数关系,路程s的导数为速度v,速度v的导数为加速度.

限时速解训练十五 直线与圆

(建议用时40分钟)

一、选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)

1.圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是(  )

A.(x-1)2+(y-1)2=1

B.(x+1)2+(y+1)2=1

C.(x+1)2+(y+1)2=2

D.(x-1)2+(y-1)2=2

解析:

选D.由题意可得圆的半径r=,故圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=2,故选D.

2.直线3x+4y=b与圆x2+y2-2x-2y+1=0相切,则b的值是(  )

A.-2或12          B.2或-12

C.-2或-12D.2或12

解析:

选D.依据题意得圆的圆心为(1,1),半径为r=1.因为直线和圆相切,所以=1,解得b=12或b=2,故选D.

3.经过圆x2+2x+y2=0的圆心G,且与直线x+y=0垂直的直线方程是(  )

A.x-y+1=0B.x-y-1=0

C.x+y-1=0D.x+y+1=0

解析:

选A.圆心坐标为(-1,0),所求直线的斜率为1,所以方程为x-y+1=0,故选A.

4.两个圆C1:

x2+y2+2x+2y-2=0,C2:

x2+y2-4x-2y+1=0的公切线的条数为(  )

A.1条B.2条

C.3条D.4条

解析:

选B.C1:

(x+1)2+(y+1)2=4,C2:

(x-2)2+(y-1)2=4.圆心距d=|C1C2|==.

|r1-r2|<d<r1+r2,∴两圆C1与C2相交,有两条公切线,故选B.

5.圆C:

x2+y2-4x+8y-5=0被抛物线y2=4x的准线截得的弦长为(  )

A.6B.8

C.10D.12

解析:

选B.依题意,圆的标准方程为(x-2)2+(y+4)2=25,圆心为(2,-4),半径为5,抛物线y2=4x的准线为x=-1,故弦长为2=8,故选B.

6.若两直线l1:

3x+4y+a=0与l2:

3x+4y+b=0都与圆x2+y2+2x+4y+1=0相切,则|a-b|=(  )

A.B.2

C.10D.20

解析:

选D.注意到直线l1与l2平行,且它们间的距离等于d=;又直线l1,l2均与题中的圆相切,因此它们间的距离等于该圆的直径4,即有=4,即|a-b|=20,故选D.

7.(2016·山东潍坊模拟)圆C:

(x-1)2+y2=25,过点P(2,-1)作圆的所有弦中,以最长弦和最短弦为对角线的四边形的面积是(  )

A.10B.9

C.10D.9

解析:

选C.因为圆的方程为(x-1)2+y2=25,所以圆心坐标为C(1,0),半径r=5,因为P(2,-1)是该圆内一点,所以经过P点的直径是圆的最长弦,且最短的弦是与该直径垂直的弦.因为|PC|=,所以与PC垂直的弦长为2=2.因此所求四边形的面积S=×10×2=10.

8.(2016·山东烟台诊断)已知P(x,y)是直线kx+y+4=0(k>0)上一动点,PA是圆C:

x2+y2-2y=0的一条切线,A是切点,若线段PA长度最小值为2,则k的值为(  )

A.3B.

C.2D.2

解析:

选D.圆C:

x2+(y-1)2=1,圆心C(0,1),半径r=1,圆心到直线的最小距离d==,解得k=2或k=-2(舍去),故选D.

9.(2016·河北石家庄二检)若圆(x-5)2+(y-1)2=r2(r>0)上有且仅有两点到直线4x+3y+2=0的距离等于1,则实数r的取值范围为(  )

A.[4,6]B.(4,6)

C.[5,7]D.(5,7)

解析:

选B.因为圆心(5,1)到直线4x+3y+2=0的距离为=5,又圆上有且仅有两点到直线4x+3y+2=0的距离为1,则4<r<6,故选B.

10.若曲线C1:

x2+y2-2x=0与曲线C2:

x(y-mx-m)=0有三个不同的公共点,则实数m的取值范围是(  )

A.(0,)

B.(-,0)∪(0,)

C.

D.∪

解析:

选D.由x(y-mx-m)=0可知x=0,y=m(x+1),当直线y=m(x+1)与圆x2+y2-2x=0相切时,m=±,当m=0时,只有两个公共点,因此m∈∪,故选D.

11.(2016·山东潍坊模拟)已知圆C:

(x-3)2+(y-4)2=1和两点A(-m,0),B(m,0)(m>0),若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则m的最大值为(  )

A.7B.6

C.5D.4

解析:

选B.由图可知,若圆C上存在点P使得∠APB=90°,则圆C与以AB为直径的圆有公共点,所以m-1≤≤m+1,即4≤m≤6.

12.已知过定点P(2,0)的直线l与曲线y=相交于A,B两点,O为坐标原点,当S△AOB=1时,直线l的倾斜角为(  )

A.150°B.135°

C.120°D.不存在

解析:

选A.结合图形求解.曲线y=是半圆(如图),当△AOB的面积等于1时,××sin∠AOB=1,∠AOB=90°,此时圆心O到直线AB的距离OC=1,又OP=2,易得∠CPO=30°,所以直线l的倾斜角为150°,故选A.

二、填空题(把答案填在题中横线上)

13.圆心在直线x=2上的圆与y轴交于A(0,-4),B(0,-2)两点,则该圆的标准方程是________.

解析:

根据题意,设圆的方程为(x-2)2+(y-a)2=r2,则

解得所以所求圆的方程为(x-2)2+(y+3)2=5.

答案:

(x-2)2+(y+3)2=5

14.已知a,b为正数,且直线ax+by-6=0与直线2x+(b-3)y+5=0互相平行,则2a+3b的最小值为________.

解析:

由两直线互相平行可得a(b-3)=2b,即2b+3a=ab,+=1.又a,b为正数,所以2a+3b=(2a+3b)·=13++≥13+2=25,当且仅当a=b=5时取等号,故2a+3b的最小值为25.

答案:

25

15.若圆C经过坐标原点和点(4,0),且与直线y=1相切,则圆C的方程是________.

解析:

因为圆的弦的垂直平分线必过圆心且圆经过点(0,0)和(4,0),所以设圆心坐标为(2,m).又因为圆与直线y=1相切,所以=|1-m|,所以m2+4=m2-2m+1,解得m=-,所以圆的方程为(x-2)2+2=.

答案:

(x-2)2+2=

16.已知P是圆x2+y2-2x-2y+1=0上的动点,PA,PB是圆(x-4)2+(y-5)2=4的切线,A,B为切点,则∠APB的最大值为________.

解析:

依题意,圆C1:

(x-1)2+(y-1)2=1的圆心C1(1,1)、半径是1;圆心C2(4,5)、半径是2,且sin==,当|PC2|最小时,sin最大,∠APB最大,|PC2|的最小值等于|C1C2|-1=4,因此sin的最大值是,的最大值是30°,即∠APB的最大值是60°.

答案:

60°

必考点二 圆锥曲线的方程与性质

[高考预测]——运筹帷幄

1.利用圆锥曲线定义求圆锥曲线的标准方程.

2.根据圆锥曲线方程探究其几何性质、离心率问题.

3.根据圆锥曲线的几何性质求标准方程及与直线的关系问题.

4.圆锥曲线的探索性问题.

[速解必备]——决胜千里

1.如图椭圆中的焦点三角形△ABF2周长为4a,双曲线中的焦点三角形ABF2周长为4a+2|AB|.

2.当椭圆上动点在短轴端点时与两焦点连线的视角最大.椭圆上点到焦点的最长距离为a+c,最短距离为a-c.

3.双曲线的焦点到渐近线的距离等于虚半轴长b.

4.双曲线-=1的渐近线为-=0.

5.抛物线:

设y2=2px(p>0),C(x1,y1),D(x2,y2),为抛物线上的点,F为其焦点.

(1)焦半径|CF|=x1+;

(2)过焦点的弦长|CD|=x1+x2+p,|CD|=(其中α为倾斜角),+=;

(3)x1x2=,y1y2=-p2;

(4)以抛物线上的点为圆心,焦半径为半径的圆必与准线相切,以抛物线焦点弦为直径的圆,必与准线相切.

6.斜率为k的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则所得弦长|P1P2|=|x2-x1|或|P1P2|=|y2-y1|.

[速解方略]——不拘一格

类型一 椭圆标准方程及性质

[例1] 

(1)椭圆C:

+=1的左、右顶点分别为A1,A2,点P在C上且直线PA2斜率的取值范围是[-2,-1],那么直线PA1斜率的取值范围是(  )

A.        B.

C.D.

解析:

基本法:

由题意得A1(-2,0),A2(2,0)

若kPA2=-1,∴直线PA2方程为y=-(x-2),联立方程组

得∴P,

此时kPA1==.

若kPA2=-2,直线PA2方程为y=-2(x-2),

由得

∴kPA1==.

∴kPA1∈,故选B.

速解法:

设P(x0,y0),则有+=1,

即4-x=y.①

由题意知A1(-2,0),A2(2,0),设直线PA1的斜率为k1,直线PA2的斜率为k2,则k1=,k2=,

所以k1·k2=.②

由①②得k1·k2=-.

因为k2∈[-2,-1],

所以k1的取值范围为,故选B.

答案:

B

方略点评:

基本法是利用直线PA2与椭圆求交点P,再求kPA1.速解法是设而不求的方法,得出k1·k2=-的规律.

(2)已知椭圆C:

+=1(a>b>0)的左、右焦点为F1,F2,离心率为,过F2的直线l交C于A,B两点.若△AF1B的周长为4,则C的方程为(  )

A.+=1B.+y2=1

C.+=1D.+=1

解析:

基本法:

由题意及椭圆的定义知4a=4,则a=,又==,∴c=1,∴b2=2,∴C的方程为+=1,选A.

速解法:

由4a=4,a=.a2=3排除C、D.

对于A.c2=1,∴e==,适合题意,故选A.

答案:

A

方略点评:

1.基本法是待定系数法,求a,b.

速解法结合答案排除选项.

2.求圆锥曲线标准方程常用的方法

(1)定义法.

(2)待定系数法.

①顶点在原点,对称轴为坐标轴的抛物线,可设为y2=2ax或x2=2ay(a≠0),避开对焦点在哪个半轴上的分类讨论,此时a不具有p的几何意义.

②中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,

椭圆方程可设为+=1(m>0,n>0).

双曲线方程可设为-=1(mn>0).

这样可以避免讨论和烦琐的计算.

对于+=1和-=1来说,抓住a、b、c间的关系是关键.

1.已知椭圆E的中心在坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:

y2=8x的焦点重合,A,B是C的准线与E的两个交点,则|AB|=(  )

A.3          B.6

C.9D.12

解析:

抛物线C:

y2=8x的焦点坐标为(2,0),

准线方程为x=-2.从而椭圆E的半焦距c=2.

可设椭圆E的方程为+=1(a>b>0),

因为离心率e==,所以a=4,所以b2=a2-c2=12.由题意知|AB|==2×=6.故选B.

答案:

B

2.(2016·湖南岳阳模拟)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为坐标原点,F1、F2为它的两个焦点,离心率为,过F1的直线l交椭圆C于A,B两点,且△ABF2的周长为16,那么椭圆C的方程为________.

解析:

由椭圆的定义及△ABF2的周长知4a=16,则a=4,又=,所以c=a=2,所以b2=a2-c2=16-8=8.当焦点在x轴上时,椭圆C的方程为+=1;当焦点在y轴上时,椭圆C的方程为+=1.综上可知,椭圆C的方程为+=1或+=1.

答案:

+=1或+=1.

3.(2016·高考全国乙卷)直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的,则该椭圆的离心率为(  )

A.B.

C.D.

解析:

基本法:

设椭圆顶点为B(0,b),焦点F(c,0),则l的方程为+=1,即bx+cy-bc=0.由题意得

=×2b,解得

=,∴e=.

答案:

B

类型二 双曲线标准方程及性质

[例2] 

(1)已知A,B为双曲线E的左,右顶点,点M在E上,△ABM为等腰三角形,且顶角为120°,则E的离心率为(  )

A.B.2

C.D.

解析:

基本法:

设双曲线E的方程为-=1.

如图所示,可知|AB|=|BM|=2a,∠ABM=120°,则∠MBx=60°.

设B(a,0),M(x0,y0),则直线BM的方程为y=(x-a).

从而y0=(x0-a),∴x0-a=.

又|BM|2=(x0-a)2+y==4a2,

∴y0=a,∴x0=2a.

又点(2a,a)在双曲线上,∴-=1,

∴=1,

∴e===.

速解法:

作MD⊥x轴于D点,在Rt△MBD中,BD=a,MD=a

∴M(2a,a)在双曲线上,∴a2=b2,即a=b.

故曲线为等轴双曲线,所以e=.

答案:

D

方略点评:

基本法是根据直线与双曲线联立方程组求M点,并根据离心率定义求解.速解法是利用解三角形求M点,并根据等轴双曲线定义求c.

(2)已知F是双曲线C:

x2-=1的右焦点,P是C的左支上一点,A(0,6).当△APF周长最小时,该三角形的面积为________.

解析:

基本法:

由已知得双曲线的右焦点F(3,0).

设双曲线的左焦点为F′,则F′(-3,0).由双曲线的定义及已知得|PF|=2a+|PF′|=2+|PF′|.△APF的周长最小,即|PA|+|PF|最小.|PA|+|PF|=|PA|+2+|PF′|≥|AF′|+2=17,即当A、P、F′三点共线时,△APF的周长最小.

设P点坐标为(x0,y0),y0>0,由得

y+6y0-96=0,所以y0=2或y0=-8(舍去).

所以当△APF的周长最小时,该三角形的面积S=×6×6-×6×2=12.

答案:

12

方略点评:

1.根据双曲线定义|PF|-|PF′|=2转化|PF|,找到P点位置.利用两个三角形△AF′F与△PF′F面积之差求得.

2.圆锥曲线的定义是转化曲线上的点与两焦点距离的主要依据.

1.已知双曲线C的离心率为2,焦点为F1,F2,点A在C上.若|F1A|=2|F2A|,则cos∠AF2F1=(  )

A.          B.

C.D.

解析:

由题意得

解得|F2A|=2a,|F1A|=4a,

又由已知可得=2,所以c=2a,即|F1F2|=4a,

所以cos∠AF2F1=

==.

答案:

A

2.(2016·高考全国乙卷)已知方程-=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是(  )

A.(-1,3)B.(-1,)

C.(0,3)D.(0,)

解析:

根据双曲线的焦距,建立关于n的不等式组求解.

若双曲线的焦点在x轴上,则

又∵(m2+n)+(3m2-n)=4,∴m2=1,∴

∴-1

若双曲线的焦点在y轴上,则双曲线的标准方程为

-=1,即

即n>3m2且n<-m2,此时n不存在.

答案:

A

3.已知双曲线过点(4,),且渐近线方程为y=±x,则该双曲线的标准方程为________.

解析:

根据渐近线方程为x±2y=0,可设双曲线方程为x2-4y2=λ(λ≠0).因为双曲线过点(4,),所以42-4×()2=λ,即λ=4.故双曲线的标准方程为-y2=1.

答案:

-y2=1

类型三 抛物线标准方程及性质

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