一. 教學(xué)內(nèi)容:直線和圓的方程
二. 重點(diǎn)、難點(diǎn):
(一)點(diǎn)
(二)重點(diǎn)知識反芻梳理(直線方程)
1. 直線的傾斜角與斜率的概念
(1)直線的傾斜角與斜率的關(guān)系:
①任意一條直線都有傾斜角,但不一定有斜率。
(3)平面上直線與二元一次方程是一一對應(yīng)的。
2. 兩條直線的位置關(guān)系:
注意到:“到角”公式與“夾角”公式的區(qū)別。
(2)判斷兩直線是否平行或垂直時(shí),若兩直線的斜率都存在,可用斜率的關(guān)系來判斷;若兩直線的斜率有一不存在,則必須用一般式的平行垂直條件來判斷。
(3)點(diǎn)到直線的距離公式
3. 簡單的線性規(guī)劃
(1)在平面直角坐標(biāo)系中,二元一次不等式Ax+By+C>0表示在直線Ax+By+C=0的某一側(cè)的平面區(qū)域。
(2)簡單的線性規(guī)劃討論在二元一次不等式等線性約束條件下,求線性目標(biāo)函數(shù)ax+by的最大值或最小值問題。一些實(shí)際問題可以借助這種加以解決。
4. 圓的方程
(1)曲線和方程的關(guān)系
(2)圓的方程的形式
確定圓方程需要有三個(gè)互相獨(dú)立的條件。圓的方程有三種形式,要注意各種形式的圓方程的適用范圍。
半徑。
(3)直線與圓的位置關(guān)系的判定方法
(4)兩圓的位置關(guān)系的判定方法
設(shè)AC邊上的高為BH
的軌跡方程,并說明軌跡是什么曲線?
分析:∵O、P、Q、R四點(diǎn)共線,P點(diǎn)橫坐標(biāo)為a是已知的,另?xiàng)l件等式是線段的二次齊次,故可轉(zhuǎn)化為橫坐標(biāo)間的二次齊次,又R點(diǎn)在圓周上,故設(shè)R點(diǎn)坐標(biāo)(xR,yR)為參數(shù),以下只需列出三個(gè)等式消參。
詳解:
例3.
分析:已知l的斜率k即可。由光學(xué)知識知道入射角等于反射角。于是求k的途徑之一是只需l與已知圓關(guān)于x軸的對稱圓相切;途徑之二是利用入射光線l與反射光線在x軸的反射點(diǎn)處關(guān)于x軸的法線方向?qū)ΨQ。
解:方法一:
方法二:
因?yàn)楣饩的入射角等于反射角,所以反射光線l'所在直線的方程是:
這條直線應(yīng)與已知圓相切,故圓心C到它的距離等于1
以下同解法一。
小結(jié):(1)方法一是非構(gòu)造性解法,方法二是構(gòu)造性解法,顯然解法一簡捷明快,但需作深入分析才能找到入射光線與對稱圓相切的關(guān)系。多想出智慧。2)對方法二還可作以下修正,∵此時(shí)入射光線l'的斜率互為相反數(shù),A點(diǎn)關(guān)于x軸對稱點(diǎn)為A'(-3,-3),設(shè)入射光線l斜率為k,反射光線方程為y+3=-k(x+3),即kx+y=-3(x+1)。
例4.
與圓C外切,若點(diǎn)A對所有滿足條件的MN,使∠MAN為定角,試求定點(diǎn)A的坐標(biāo)及定角∠MAN的大小。
分析:由條件先找出以MN為直徑的圓的圓心與半徑之間的數(shù)量關(guān)系,繼而發(fā)現(xiàn)以MN為直徑的圓必成對關(guān)于y軸對稱,所以定點(diǎn)必在y軸上且上、下方均有可能,再從兩個(gè)特殊的動(dòng)圓入手,猜出定點(diǎn)坐標(biāo)和定角大小,最后作一般性證明。
解:設(shè)以MN為直徑的圓的圓心P(a,0),半徑為r
∵動(dòng)圓與定圓相切
因?yàn)橐訫N為直徑的圓必成對關(guān)于y軸對稱,所以設(shè)定點(diǎn)A(0,b)
以下作一般性證明:
當(dāng)A(0,3)時(shí)同理可得
解:如圖,在線段AB上任取一點(diǎn)P,分別向CD、DE作垂線劃得一塊長方形土地。
建立如圖所示的坐標(biāo)系,則
例6.
(3)設(shè)A、B為曲線C2上任意不同兩點(diǎn),證明直線AB與直線y=x必相交。
(1)解:曲線和關(guān)于直線y=x對稱,則g(x)為f(x)的反函數(shù)
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(3)證明:設(shè)A、B為曲線上任意不同兩點(diǎn)(x1,y1),(x2,y2)
又直線y=x的斜率為1,直線AB與直線y=x必相交。
例7.
例8. 已知:如圖射線OA為y=kx(k>0,x>0),射線OB為y=-kx(x>0),動(dòng)點(diǎn)P(x,y)在∠AOx的內(nèi)部,PM⊥OA于M,PN⊥OB于N,四邊形ONPM的面積恰為k。
(1)當(dāng)k為定值時(shí),動(dòng)點(diǎn)P的縱坐標(biāo)y是其橫坐標(biāo)x的函數(shù),求這個(gè)函數(shù)y=f(x)的解析式;
(2)根據(jù)k的取值范圍,確定y=f(x)的定義域。
解:
則
由動(dòng)點(diǎn)P在∠AOx的內(nèi)部,得0<y<2x
(2)由0<y<kx,得:
【模擬】
一. 選擇題。
1. 已知點(diǎn) 到直線 ,那么θ等于( )
A. B. C. D.
2. 實(shí)數(shù)x,y滿足 ,那么 ,則 的( )
A. 充分但不必要條件 B. 必要但不充分條件
C. 充要條件 D. 既不充分也不必要條件
4. 若點(diǎn) 在直線 上,則直線方程可表示為( )
A.
B.
C.
D.
5. 已知點(diǎn) ,P為x軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng) 取得最大值時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為( )
A.
6. 曲線 與直線 有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.
二. 填空題。
7. 已知兩條直線 的交點(diǎn)為P(2,3),則過兩點(diǎn) 的直線方程是________________。
8. 若原點(diǎn)O在直線 ,則直線 ,則 表示的圖形的面積是________________。
10. 圓 距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)的坐標(biāo)是________________。
三. 計(jì)算題。
11. 設(shè)方程 表示兩條直線。(1)求k的值;(2)求通過此兩條直線的交點(diǎn)與點(diǎn)(1,1)的直線方程。
12. 兩直線分別繞 兩點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它們在y軸上的截距b、b'的乘積等于常數(shù) ,求兩直線交點(diǎn)的軌跡。
13. 有兩種物質(zhì)(藥品和糧食),可用列車和飛機(jī)兩種方式運(yùn)輸,每天每列車和每架飛機(jī)運(yùn)輸效果如下:
在一天內(nèi)如何安排才能合理完成運(yùn)輸2000噸糧食和1500噸藥品的任務(wù)?
14. 一個(gè)圓滿足:(1)截y軸所得的弦為2;(2)被x軸分成兩段圓弧,其弧長的比為3:1,在滿足條件(1)、(2)的所有圓中,求圓心到直線 的距離最小的圓的方程。
15. 設(shè)曲線 有且只有三個(gè)交點(diǎn),求實(shí)數(shù)a與b應(yīng)滿足的條件。
【試題答案】
一. 選擇題。
1. D 2. B 3. C 4. A 5. B 6. A
二. 填空題。
7.
9.
10.
三. 計(jì)算題。
11. 解:(1)設(shè)所表示的兩條直線為
<1>×<2>得:
解得:
12. 解:設(shè) 為直線AC和BD的交點(diǎn),根據(jù)題設(shè)得兩直線方程:
因?yàn)镸是AC和BD的交點(diǎn),所以它的坐標(biāo)同時(shí)滿足以上兩直線方程,由<1>、< 高中歷史;2>兩式組成方程組
解得: ,并化簡,得:
是動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo),因此,所求的軌跡是圓。
13. 解:設(shè)列車x列,飛機(jī)y架,則 得:
由條件整理得: ,半徑為r,則點(diǎn)P到x軸、y軸的距離分別為
由題設(shè)知圓P截x軸所得劣弧對的圓心角為90°,知圓P截x軸所得的弦長為 。
又圓P截y軸所得的弦長為2,所以有
又點(diǎn) 到直線 的距離為
所以有
當(dāng)且僅當(dāng)
從而d取最小值,因此有
解此方程組得 ,或 ,知 或
15. 解:
為兩條直線
與
若(0,1) ,依題意應(yīng)有 與圓 ,依題意 為圓
有且僅有三個(gè)交點(diǎn),實(shí)數(shù)a、b應(yīng)滿足的條件是 )或
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