内容正文:
第1讲 直线与圆
考点一 直线的方程——活选方程,注意斜率
1.直线的两种位置关系
直线l1 y=k1x+b1 A1x+B1y+C1=0
直线l2 y=k2x+b2 A2x+B2y+C2=0
直线平行或重合的充要条件 k1=k2 A1B2-A2B1=0
直线垂直的充要条件 k1·k2=-1 A1A2+B1B2=0
2.三种距离公式
(1)两点间的距离:若A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|= .
(2)点到直线的距离:点P(x0,y0)到直线Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两平行线的距离:若直线l1,l2的方程分别为l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0,则两平行线的距离d=.
例 1 (1)[2022·安徽江淮十校第一次联考]“a=-1”是“直线2x+ay+4=0与直线(a-1)x+y+2=0平行”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案:C
解析:由两直线平行,得1×2-(a-1)a=0,解得a=2或a=-1,检验:当a=2时,两直线重合,舍去;当a=-1时,两直线平行,所以“a=-1”是“直线2x+ay+4=0与直线(a-1)x+y+2=0平行”的充要条件,故选C.
(2)[数学文化]我国魏晋时期的数学家刘徽创立了割圆术,也就是用内接正多边形去逐步逼近圆,即圆内接正多边形边数无限增加时,其周长就越逼近圆周长,这种用极限思想解决数学问题的方法是数学史上的一项重大成就.现作出圆x2+y2=2的一个内接正八边形,使该正八边形的其中4个顶点在坐标轴上,则下列4条直线中不是该正八边形的一条边所在直线的为( )
A.x+(-1)y-=0
B.(1-)x-y+=0
C.x-(+1)y+=0
D.(-1)x-y+=0
答案:C
解析:如图所示,可知A(,0),B(1,1),C(0,),D(-1,1),所以直线AB,BC,CD的方程分别为y=·(x-),y=(1-)x+,
y=(-1)x+.
整理为一般式即
x+(-1)y-=0,
(1-)x-y+=0,
(-1)x-y+=0.故选C.
归纳总结
求解直线方程的两种方法
直接法 根据已知条件,选择适当的直线方程形式,直接写出直线方程.
待定
系数法 ①设出所求直线方程的恰当形式(点斜式、斜截式、两点式、截距式或一般式);
②由条件建立所求参数的方程(组);
③解这个方程(组)求出参数;
④把参数的值代入所设直线方程.
提醒 (1)忽略直线斜率不存在的情况
在解决有关直线问题时要考虑直线斜率是否存在.
(2)忽略检验致误
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.
对点训练
1.[2022·湖北黄石高二期末]“m=2”是“直线2x+(m+1)y+4=0与直线3x-my-2=0垂直”的( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
答案:B
解析:直线2x+(m+1)y+4=0与直线3x-my-2=0垂直,则2×3+(m+1)×(-m)=0,解得m=2或m=-3,
所以“m=2”是“直线2x+(m+1)y+4=0与直线3x-my-2=0垂直”的充分不必要条件.故选B.
2.[2022·北京西城高三模拟]已知直线(2t-3)x+y+5=0不通过第一
象限,则实数t的取值范围为________.
解析:由题意得直线(2t-3)x+y+5=0恒过定点(0,-5),且斜率为-(2t-3),
∵直线(2t-3)x+y+5=0不通过第一象限,
∴-(2t-3)≤0,解得t≥,
故实数t的取值范围是.
考点二 圆的方程——“几何”、“代数”巧选取
1.圆的标准方程
当圆心为(a,b),半径为r时,其标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,特别地,当圆心在原点时,方程为x2+y2=r2.
2.圆的一般方程
x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0,表示以为圆心,为半径的圆.
例 2 (1)[2022·全国乙卷]过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)中的三点的一个圆的方程为__________________.
(x-2)2+(y-3)2=13
解析:设点A(0,0),B(4,0),C(-1,1),D(4,2).①若圆过A,B,C三点,则圆心在直线x=2上,设圆心坐标为(2,a),则4+a2=9+(a-1)2,解得a=3,则半径r==,所以圆的方程为(x-2)2+(y-3)2=13.②若圆过A,B,D三点,设圆心坐标为(2,a),则4+a2=4+(a-2)2,解得a=1,则半径r==,所以圆的方程为(x-2)2+(y-1)2=5.③若圆过A,C,