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新课标高中数学必修2第四章_圆与方程总结 学生
2025-10-02 19:12:25 责编:小OO
文档
§4.1.1 圆的标准方程

¤知识要点:

1. 圆的标准方程:方程表示圆心为A(a,b),半径长为r的圆.

2. 求圆的标准方程的常用方法:(1)几何法:根据题意,求出圆心坐标与半径,然后写出标准方程;

(2)待定系数法:先根据条件列出关于a、b、r的方程组,然后解出a、b、r,再代入标准方程.

¤例题精讲:

【例1】(01年全国卷.文)过点、且圆心在直线x+y-2=0上的圆的方程是().

A.(x-3)2+(y+1)2=4

B.(x+3)2+(y-1)2=4

C.(x -1)2+(y-1)2=4

D.(x+1)2+(y+1)2=4

【例2】求下列各圆的方程:

(1)过点,圆心在;

(2)圆心在直线上的圆C与y轴交于两点

【例3】推导以点为圆心,为半径的圆的方程.

【例4】一个圆经过点与,圆心在直线上,求此圆的方程.

§4.1.1 圆的标准方程

※基础达标

1.圆的圆心和半径分别是().

A.,1 B.,3 C., D.,

2.已知直线l的方程为,则圆上的点到直线l的距离的最小值是().

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

3.过两点P(2,2),Q(4,2) 且圆心在直线上的圆的标准方程是().

A. B. C. D.

4.(04年天津卷理7)若为圆的弦AB的中点,则直线AB的方程是().

A. B. C. D.

5.已知圆,一束光线从点经轴反射到圆周的最短路程是().

A. B. 8 C. D. 10

6.已知点A(-4,-5),B(6,-1),则以线段AB为直径的圆的方程为 .

7.(04年江苏卷.14)以点为圆心,与直线相切的圆的方程是

.

※能力提高

8.求经过点A(5,2),B(3,2),圆心在直线2x-y-3=0上圆方程. 9.求与x轴相切,圆心在直线上,且被直线截得的弦长等于的圆的方程.

※探究创新

10.(03年京春文)设A(-c,0),B(c,0)(c>0)为两定点,动点P到A点的距离与到B点的距离的比为定值a(a>0),求P点的轨迹.

§4.1.2 圆的一般方程¤知识要点:

1. 圆的一般方程:方程()表示圆心是,半径长为的圆.

2. 轨迹方程是指点动点M的坐标满足的关系式.

¤例题精讲:

【例1】求过三点A(2,2)、B(5,3)、C(3,-1)的圆的方程.

【例2】设方程,若该方程表示一个圆,求m的取值范围及圆心的轨迹方程.【例3】已知线段AB的端点B的坐标是(4,3),端点A在圆上运动,求线段AB的中点轨迹方程. (教材P133例5 另解)(利用中点坐标公式可更简单)

【例4】求经过两点,且在两坐标轴上的四个截距之和为4的圆的方程.

§4.1.2 圆的一般方程

※基础达标

1.方程表示圆的条件是().

A. B. C. D.

2.M(3,0)是圆内一点,过M点最长的弦所在的直线方程是().

A. B. C. D.

3.(04年重庆卷.文理3)圆的圆心到直线的距离为().

A . 2 B. C. 1 D.

4.(1999全国文)曲线x2+y2+2x-2y=0关于().

A. 直线x=轴对称

B. 直线y=-x轴对称

C. 点(-2,)中心对称

D. 点(-,0)中心对称

5.若实数满足,则的最大值是().

A. B. C. D.

6.已知圆C:(x-1)2+y2=1,过坐标原点O作弦OA,则OA中点的轨迹方程是 .

7.(1997上海卷)设圆x2+y2-4x-5=0的弦AB的中点为P(3,1),则直线AB的方程是 . .

※能力提高

8.求经过三点、、的圆的方程.9.一曲线是与定点O(0,0),A(3,0)距离的比是的点的轨迹,求此曲线的轨迹方程.

※探究创新

10.如图,过圆O:x2+y2=4与y轴正半轴交点A作此圆的切线AT,M

为AT上任一点,过M作圆O的另一条切线,切点为Q,求△MAQ垂心P 的轨迹方程.§4.2.1 直线与圆的位置关系

¤知识要点:

1. 直线与圆的位置关系及其判定:方法一:方程组思想,由直线与圆的方程组成的方程组,消去x或(y),化为一元二次方程,由判别式符号进行判别;

方法二:利用圆心()到直线的距离,比较d与r的大小.

(1)相交;(2)相切;(3)相离.

2. 直线与圆的相切研究,是高考考查的重要内容. 同时,我们要熟记直线与圆的各种方程、几何性质,也要掌握一些常用公式,例如点线距离公式

¤例题精讲:

【例1】(02年全国卷.文)若直线(1+a)x+y+1=0与圆x2+y2-2x =0相切,则a的值为 .

【例2】求直线被圆所截得的弦长.

【例3】(04年辽宁卷.13)若经过点的直线与圆相切,则此直线在y 轴上的截距是 .

【例4】设圆上的点A(2,3)关于直线x+2y=0的对称点仍在这个圆上,且与直线x-y+1=0相交的弦长为,求圆的方程.

§4.2.1 直线与圆的位置关系

※基础达标

1.直线4x-3y-2=0与圆的位置关系是().

A.相交   B.相切 C.相离   D.以上都不对

2.(08年全国卷Ⅰ. 文10)若直线与圆有公共点,则().

A. B. C. D.

3.平行于直线2x-y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是().

A.2x-y+5=0            B.2x-y-5=0

C.2x+y+5=0或2x+y-5=0      D.2x-y+5=0或2x-y-5=0

4.直线x=2被圆所截弦长等于, 则a的值为().A. -1或-3

B.或

C. 1或3

D.

5.(04年全国卷Ⅲ. 文5理4)圆在点处的切线方程为().

A.  B. C.  D.

6.已知圆C:及直线:,则直线被C截得的弦长为 .

7.(03年上海春)若经过两点A(-1,0)、B(0,2)的直线l与圆(x-1)2+(y-a)2=1相切,则a=

※能力提高

8.求直线x+y-2=0截圆x2+y2=4得的劣弧所对的圆心角.

9.一直线过点,被圆截得的弦长为8, 求

此弦所在直线方程.

※探究创新

10.(1997全国文)已知足:①截y轴所得弦长为2;②被x轴分成两段圆弧,其弧长的比为3∶1;③圆心到直线l:x-2y=0的距离为.

求该圆的方程.

§4.2.2 圆与圆的位置关系

¤知识要点:

两圆的位置关系及其判定:设两圆圆心分别为,半径分别为,则:

(1)两圆相交;(2)两圆外切;

(3)两圆内切;

¤例题精讲:

【例1】已知圆:①,圆:②

(1)试判断两圆的位置关系;(2)求公共弦所在的直线方程.

【例2】求经过两圆和的交点,并且圆心在直线上的圆的方程.

【例3】(04年全国卷Ⅱ.文理4)已知圆C与圆关于直线对称,则

圆C的方程为

A. B. C. D.

【例4】求圆与圆的公共弦的长. (教材P144习题A组9题)

§4.2.2 圆与圆的位置关系

※基础达标

1.圆与圆外切,则m的值为().

A. 2

B. -5

C. 2或-5

D. 不确定

2.(1995全国文)圆x2+y2-2x=0和x2+y2+4y=0的位置关系是().

A.相离

B.外切

C.相交

D.内切

3.(04年湖北卷.文4)两个圆与的公切线有且仅有().

A.1条 B.2条 C.3条 D.4条

4.求与圆同心,且与直线相切的圆的方程.

5.圆和的公共弦所在直线方程为().

A. B. C. D.

6.两圆:x2 + y2 + 6 x + 4y = 0及x2+y 2 + 4x + 2y – 4 =0的公共弦所在直线方程为 .

7.(2000上海春,11)集合A={(x,y)|x2+y2=4},B={(x,y)|(x-3)2+(y-4)2=r2},其中r>0,若A∩B中有且仅有一个元素,则r的值是 .

※能力提高

8.若圆和圆关于直线对称,则直线的方程为().

A. B. C. D.

9.求圆关于直线的对称圆方程.

※探究创新

10.如图,求一宇宙飞船的轨道,使得在轨道上任一点处看地球和月球的视角都相等.

§4.2.3 直线与圆的方程的应用¤知识要点:

坐标法:建立适当的直角坐标系后,借助代数方法把要研究的几何问题,转化为坐标之间的运算,由此解决几何问题

¤例题精讲:【例1】有一种大型商品,A、B两地都有出售,且价格相同,某地居民从两地之一购得商品后运回的费用是:每单位距离,A地的运费

是B地运费的3倍.已知A、B两地相距10千米,顾客购物的标准是总费用较低,求A、B两地的售货区域的分界线的曲线形状,并指出曲线上、曲线内、曲线外的居民如何选择购货地.

【例2】自点A(-3,3)发出的光线l射到x轴上,被x轴反射, 其反射光线所在的直线与圆相切, 求光线l所在的直线方程.

【例3】实数满足,求下列各式的最大值和最小值:(1);(2).

§4.2.3 直线与圆的方程的应用※基础达标

1.实数x,y满足方程,则的最小值为().

A. 4

B. 6

C. 8

D. 12

2.若直线ax+by=1与圆x2+y2=1相交,则点P(a,b)的位置是().

A.在圆上

B.在圆外

C.在圆内

D.都有可能

3.如果实数满足,则的最大值为().

A. B. C. D.

4.一辆卡车宽2.7米,要经过一个半径为4.5米的半圆形隧道(双车道,不得违章),则这辆卡车的平顶车篷篷顶距离地面的高度不得超过().

A. 1.4米

B. 3.0米

C. 3.6米

D. 4.5米

5.(2000全国)过原点的直线与圆x2+y2+4x+3=0相切,若切点在第三象限,则该直线方程是().

A. y=x

B. y=-x

C. y=x

D. y=-x

6.(04年全国卷Ⅰ. 文15理14)由动点P向圆引两条切线PA、PB,切点分别为A、B,∠APB=60°,则动点P的轨迹方程为 .

7.已知直线与曲线有两个公共点,则c的取值范围 .

※能力提高

8.已知实数满足,求的值域.

9.在直径为AB的半圆内,划出一块三角形区域,使三角形的一边为AB,顶点C在半圆上,其它两边分别为6和8,现要建造一个内接于

△ABC的矩形水池DEFN,其中,DE在AB上,如图的设计方案是使AC =8,BC=6. (1)求△ABC中AB边上的高h;

(2)设DN=x,当x取何值时,水池DEFN的面积最大?

(3)实际施工时,发现在AB上距B点1.85的M处有一棵大树,问:这棵大树是否位于最大矩形水池的边上?如果在,为保护大树,请设计出另外的方案,使内接于满足条件的三角形中欲建的最大矩形水池能避开大树.

※探究创新

10.船行前方的河道上有一座圆拱桥,在正常水位时,拱圈最高点距水面为9m,拱圈内水面宽22m.船只在水面以上部分高6.5m、船顶部宽4m,故通行无阻.近日水位暴涨了2.7m,船已经不能通过桥洞了.船员必须加重船载,降低船身.试问船身必须降低多少,才能顺利地通过桥洞?§4.3.1 空间直角坐标系

¤知识要点:

1. 空间直角坐标系:从空间某一个定点O引三条互相垂直且有相同单位长度的数轴Ox、Oy、Oz,这样的坐标系叫做空间直角坐标系O-xyz,点O叫做坐标原点,x轴、y轴、z轴叫做坐标轴. 通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面,分别称为xOy平面、yOz平面、zOx平面.

2. 右手直角坐标系:在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x轴的正方向,食指指向y轴的正方向,若中指指向z轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系.

3. 空间直角坐标系中的坐标:对于空间任一点M,作出M点在三条坐标轴Ox轴、Oy轴、Oz轴上的射影,若射影在相应数轴上的坐标依次为x、y、z,则把有序实数组(x, y, z)叫做M点在此空间直角坐标系中的坐标,记作M(x, y, z),其中x叫做点M的横坐标,y叫做点M的纵坐标,z叫做点M的竖坐标.

4. 在xOy平面上的点的竖坐标都是零,在yOz平面上的点的横坐标都是零,在zOx平面上的点的纵坐标都是零;在Ox轴上的点的纵坐标、竖坐标都是零,在Oy轴上的点的横坐标、竖坐标都是零,在Oz轴上的点的横坐标、纵坐标都是零

¤例题精讲:

【例1】在空间直角坐标系中,作出点M(6,-2, 4).

【例2】在长方体中,AB=12,AD=8,=5,试建立适当的空间直角坐标系,写出各顶点的坐标.

【例3】已知正四棱锥P-ABCD的底面边长为4,侧棱长为10,试建立适当的空间直角坐标系,写出各顶点的坐标.

【例4】在空间直角坐标系中,求出经过A(2,3,1)且平行于坐标平面yOz的平面的方程.

§4.3.1 空间直角坐标系

※基础达标

1.点在空间直角坐标系的位置是().

A. y轴上

B. 平面上

C. 平面上

D. 平面上

2.在空间直角坐标系中,下列说法中:①在x轴上的点的坐标一定是;②在平面上的点的坐标一定可写成;③在z轴上的点的坐标可记作;④在平面上的点的坐标是. 其中正确说法的序号依次是().

A. ①②

B. ②③

C. ①④

D. ②③④

3.结晶体的基本单位称为晶胞,如图是食盐晶胞的示意图. 其中实点●代表钠原子,黑点·代表氯原子. 建立空间直角坐标系O—xyz后,图中最上层中间的钠原子所在位置的坐标是().

A. B. C. D.

4.点在x轴上的射影和在平面上的射影点分别为().

A. 、

B. 、

C. 、

D. 、

5.点分别在面().

A. 上

B. 上

C. 上

D. 上

6.点关于原点对称的点的坐标是 .

7.连接平面上两点、的线段的中点M的坐标为,那么,已知空间

中两点、,线段的中点M的坐标为 .

※能力提高8.如图,点,在四面体ABCD中,AB⊥平面BCD,BC=CD,

∠BCD=90°,∠ADB=30°,E、F分别是AC、AD的中点. 求D、C、E、F 这四点的坐标.

9.在空间直角坐标系中,给定点,求它关于坐标平面、坐标轴和原点的对称点的坐标.

※探究创新

10.在空间直角坐标系中,求出经过B(2,3,0)且垂直于坐标平面xOy 的直线方程

§4.3.2 空间两点间的距离公式¤知识要点:

1. 空间两点、间的距离公式:.

2. 坐标法求解立体几何问题时的三个步骤:①在立体几何图形中建立空间直角坐标系;②依题意确定各相应点的坐标;③通过坐标运算得到答案.

3. 对称问题,常用对称的定义求解. 一般地,点P(x, y, z) 关于坐标平面xOy、yOz、zOx的对称点的坐标分别为(x, y,- z)、(-x, y, z)、(x, -y, z);关于x轴、y轴、z轴的对称点的坐标分别为(x, -y,- z)、(-x, y, -z)、(-x, -y, z);关于原点的对称点的坐标为(-x,- y,- z).

¤例题精讲:

【例1】已知A(x,2,3)、B(5,4,7),且|AB|=6,求x的值.

【例2】求点P(1,2,3)关于坐标平面xOy的对称点的坐标.【例3】在棱长为a的正方体-中,求异面直线间的距离.

【例4】在四面体P-ABC中,PA、PB、PC两两垂直,设

PA=P B=PC=a,求点P到平面ABC的距离.

§4.3.2 空间两点间的距离公式※基础达标

1.点到的距离相等,则x的值为().

A. B. 1 C. D. 2

2.设点B是点关于xOy面的对称点,则=()

A. 10

B.

C.

D. 38

3.到点,的距离相等的点的坐标满足().

A. B. C. D.

4.已知,在y轴上求一点B,使,则点B的坐标为().

A. B. 或

C. D. 或

5.已知三角形ABC的顶点A(2,2,0),B(0,2,0),C(0,1,4),则三角形ABC是().

A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等腰三角形

6.在空间直角坐标系下,点满足,则动点P表示的空间几何体的表面积是 .

7.点到x轴的距离为 .

※能力提高

8.(1)已知A(2,5,-6),在y轴上求一点B,使得|AB|=7;(2)求点P(5,-2,3)关于点A(2,0,-1)的对称点的坐标.9.已知、,在平面内的点M到A点与B点等距离,求点M的轨迹.※探究创新

10.点P在坐标平面xOy内,A点的坐标为(-1,2,4),问满足条件|PA|=5的点P的轨迹是什么?第四章圆与方程复习¤例题精讲:

【例1】设直线与圆相交于P、Q两点,O为坐标原点,若,求的值.

【例2】(1997上海)设圆x2+y2-4x-5=0的弦AB的中点为P(3,1),则直线AB的方程是 .

【例3】长为的线段AB的两端点A和B,分别在x轴和y轴上滑动,求线段AB中点的轨迹方程.

【例4】已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:

(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈R).

(1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆恒交于两点;

(2)求直线被圆C截得的弦长最小时l的方程.

第四章圆与方程复习

※基础达标

1.(06年江苏卷)圆的切线方程中有一个是().

A. x-y=0

B. x+y=0

C. x=0

D. y=0

2.(04年天津卷)若为圆的弦AB的中点,则直线AB的方程是().

A. B. C. D.

3.(06年陕西卷)设直线过点(0,a),其斜率为1, 且与圆x2+y2=2相切,则a的值为().

A.±

B.±2 B.± D.±4.

4.(06年重庆卷)以点(2,-1)为圆心且与直线相切的圆的方程为().

A. B.

C. D.5.(06年湖南卷)圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是().

A.36   B. 18   C.   D.

6.(07年湖南.文理11)圆心为且与直线相切的圆的方程 .

7.(06年全国卷Ⅱ)过点的直线l将圆(x-2)2+y2=4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l的斜率k= .

※能力提高

8.一圆的圆心在直线x-y-1=0上, 与直线4x+3y+14=0相切, 在

3x+4y+10=0上截得弦长为6, 求圆的方程.

9.已知圆和直线交于P、Q两点且OP⊥OQ(O为坐标原点),求该圆的圆心坐标及半径.

※探究创新

10.某铝制品厂在边长为40cm的正方形铝板上割下四个半径为20厘

米的圆形(如图所示的阴影部分).为节约铝材,该厂打算用余下部分制作底面直径和高相等的圆柱形包装盒(接缝用料忽略不计).问:(1)包装盒的最大直径是多少?(精确到0.01厘米)

(2)画出你设计的剪裁图.下载本文

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