数学是思维的体操高二数学巩固复习学案二曲线和方程一、知识整理1.曲线方程与方程的曲线的概念:在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹)上的与一个方程,0fxy的建立了如下关系:(1)曲线上的都是这个方程的解;(2)以这个方程的为都是曲线上的,那么这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线(图形)。2.由曲线方程的定义可知,如果曲线C的方程是,0fxy,那么点000,Pxy在曲线C上的充要条件是00,0fxy。3.我们把借助坐标系研究几何图形的方法叫做。在数学中,用研究典几何图形的知识形成了一门叫做的学科。因此可以说,是用代数方法研究几何问题的一门数学学科。4.平面几何研究的主要问题是:(1)根据已知条件,求出表示平面曲线的;(2)通过,研究曲线的。5.求曲线(图形)的方程的一般步骤是:(1);(2);(3);(4);(5);其中步骤(2)和(5)可以省略,但遇有特殊情,可适当给以说明。6.由曲线方程的定义可知,两条曲线的公共点的,是两个曲线方程组成的方程组的;反过来,方程组有几个,两条曲线就有几个公共点,方程组没有,两条曲线就有。也就是说,两条曲线有公共点的是它们的方程所组成的方程组有。7.圆的方程(1)圆的标准方程222xaybr,它的圆心是,Cab,半径为r。特别地,圆心在原点,半径为r的圆的方程为222xyr。注意:圆的标准方程突出了几何意义,即知道了圆心坐标和半径,就可写出圆的标准方程,数学是思维的体操反过来,由圆的标准方程可知道圆心坐标和半径。(2)圆的一般式方程2222040xyDxEyFDEF,它的圆心是,22DE,半径是22142DEF。注意:00BAC是一般的二元二次方程220AxBxyCyDxEyF表示圆的必要不充分条件。(3)圆的参数方程cossinxarybr,它的圆心是,Cab,半径是r。(4)过圆222xyr上一点00,Mxy的切线方程为200xxyyr。二、方法小结1.研究两条曲线的公共点的问题(1)两条曲线的公共点的坐标就是它们的方程所组成的方程组的解,公共点的个数就是这个方程组的解的个数;(2)如果两条曲线的方程中一个是一次方程(如直线ykxb),另一个是二次方程,则方程组消元后可得关于x或y的一元二次方程。如果这个一元二次方程的判别式大于0,则这两个曲线有两个公共点(交点),如果判别式等于0,则这两个曲线有一个公共点(切点),如果判别式小于0,则这两个曲线没有公共点;(3)求直线被曲线所截得的弦的中点的坐标,除通过方程组求弦的端点坐标,再用中点坐标公式求弦的中点坐标外,通常用“设而不求”的方法,以减少运算量。具体做法是,先设出弦的两个端点的坐标1122,,,AxyBxy及弦的中点的坐标00,Mxy,再把一次方程代入二次方程,消元后可得另一个变量(如x)的一元二次方程,根据曲线与方程的定义,12,xx是这个一元二次方程的两个根,由韦达定理及中点坐标公式,可求得弦的中点的横坐标1202xxx。因为中点M也在直线上,所以把0x代入直线方程可求得中点的纵坐标。2.求曲线方程的常用方法(1)直接法当条件比较简单时,可按求曲线方程的五个步骤,直接求出曲线方程。其中建立的坐标系是否“适当”,对求解过程和结果的形式是否“简捷”影响很大。一般地,所谓建立“适当”的坐标系,应使已知的点尽可能多的在坐标轴上,因此,只要充分利用了条件中的垂直关系,平行关系,对称关系等建立的坐标系,都算是“适当”的。(2)相关点法当所求轨迹上的动点,Mxy与已知曲线上的动点000,Mxy有关系时,可利用这个关系,将已知曲线上动点的坐标用所要求的轨迹上的动点坐标表示,再将其代入数学是思维的体操已知曲线的方程,可得所求轨迹上的动点坐标所满足的方程,将这个方程整理可得所求轨迹的方程,这种方法叫做“代入法”或“相关点法”。(3)参数法求轨迹方程时,如果动点,Mxy的坐标,xy都能用第三个变量t来表示,即有xftygt,并且对于t的允许的取值范围内的每一个值,通过这个方程组确定的,xy为坐标的点都是轨迹上的点,那么这个方程组叫做轨迹的参数方程。从这个方程组中消去参数t,即可得到所求的轨迹方程(普通方程)。有时,动点,Mxy的坐标,xy所满足的关系式很难直接得到,而借助某一中间变量t(参数),分别建立yx,与t之间的关系比较方便,则可先求轨迹的参数方程,然后再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程(普通方程),这种方法叫做参数法。3.圆的标准方程突出了几何意义,即圆心坐标和半径。圆的一般方程突出了形式上的特点,即不含xy这样的项,22,xy的系数相等且不为零。圆的参数方程是把圆上任意一点的坐标,xy都用同一个量表示,起到了消元的作用。因此,在求圆的方程时,如果从已知条件中容易求出圆心坐标和半径,则用圆的标准方程,否则用圆的一般式方程。圆的参数方程实际上就是三角换元,当涉及到与圆上的点有关的最值或范围问题时,可用圆的参数方程,即把圆上任意一点的坐标,xy都用同一变量(角)表示,消元后把问题转化为三角问题。4.直线与圆、圆与圆的位置关系判断直线与圆、圆与圆的位置关系,是解析几何研究的两大问题中的第二个问题,即通过方程研究曲线的性质。(1)直线与圆的位置关系有三种:相离、相切、相交。研究直线与圆的位置关系,有以下两种方法:①计算圆心到直线的距离d和圆半径r,当dr时,直线与圆相离;当dr时,直线与圆相切;当dr时,直线与圆相交;②把直线方程与圆的方程联立,由方程组的解的个数判定直线与圆的位置关系。这又可转化为下面的问题:把方程组消元后,得到一个一元二次方程,当判别式大于零时,方程组有两个不相同的实数解,此时直线与圆相交;当判别式等于零时,方程组有一个解(一元二次方程有两个相等的实数解),此时直线与圆相切;当判别式小于零时,方程组没有实数解,此时直线与相离。(2)圆与圆的位置关系有五种:外离,外切,相交,内切,内含。判断圆与圆的位置关系常用下面方法:设两圆的半径分别为12,rr,圆心距离为d,则当12drr时,两圆外离;当12drr时,两圆外切;当1212rrdrr时,两圆相交;当12drr数学是思维的体操时,两圆内切;当12drr时,两圆内含。说明:用方程组的解的个数不好判断两圆的位置关系,当方程组没有实数解时,两圆是外离还是内含,分不清楚;当方程组只有一个实数解时,两圆是外切还是内切也分不清楚。三、典题演练一、选择题:1.已知三角形ABC是等腰三角形,A为顶点,若一腰的两个端点坐标分别是24,A,02,B,则另一腰的一个端点C的轨迹方程是()A.04822yxyxB.2284200xyxy210x,xC.0204822yxyx102x,xD.0204822yxyx102x,x2.到两坐标轴的距离相等的点的轨迹方程是()A.0xy;B.0xy;C.||0xy;D.||||0xy。3.动点P与两个定点A(1,0),B(-1,0)的连线互相垂直,则点P的轨迹方程为()A.122yxB.122yx(x≠±1)C.122yx(x≠0)D.21xy4.已知方程2224380xykxyk表示一个圆,则实数k的取值范是()A.83kB.83kC.14kD.1k或4k5.和x轴相切且和圆122yx外切的动圆的圆心的轨迹方程是()A.122yxB.122yxC.1||22yxD.1||22yx6.若直线y=kx+2与圆(x-2)2+(y-3)2=1有两个不同的交点,则k的取值范围是().A.3(0,)4B4(0,)3C3[0,]4D3(0,]47.实数x,y满足24,012222xyyxyx则的取值范围为()A.),34[B.]34,0[C.]34,(D.)0,34[8.已知一条长为6的线段两端点A、B分别在x、y轴上滑动,点M在线段AB上,且:1:2AMMB,动点M的轨迹方程为()。数学是思维的体操A.221164xyB.221164yxC.221164xyD.221416xy9.定义运算abadbccd ,则符合条件1120121xyyx的点P(x,y)的轨迹方程为()A.(x-1)2+4y2=1B.(x-1)2-4y2=1C.(x-1)2+y2=1D.(x-1)2-y2=110.过原点的直线与圆03422xyx相切,若切点在第三象限,则该直线方程是()A.xy3B.xy3C.xy33D.xy3311.圆的方程为1612,sin23cos21tytxyx直线方程为则直线与圆的位置关系为()A.直线过圆心B.相交而直线不过圆心C.相切D.相离12.两圆sin24cos23yx与sin3cos3yx的位置关系是()A.内切B.外切C.相离D.内含二、填空题:13.若直线1ymx与曲线2241xy恰有一个公共点,则2m=;14.设圆22450xyx的弦AB的中点为P(3,1),则直线AB的方程为;15.点P在圆2134,0126422yxQyxyx在直线点上上,则|PQ|的最小值为;16.若圆1)1(22yx上任意一点),(yx都使不等式0myx恒成立,则实数m的取值范围为.三、解答题:17.求与直线3240xy和直线32120xy距离相等的点的轨迹方程。数学是思维的体操18.一动点M到直线8x的距离是它到点A(2,0)的距离的2倍,求动点M的轨迹方程。19.已知圆C和y轴相切,圆心C在直线03yx上,且被直线y=x截得的弦长为72,求圆C的方程.20.已知圆22(4)25xy的圆心为1C,圆22(4)1xy的圆心为2C,一动圆与这两个圆都外切.求动圆圆心M的轨迹方程;21.已知曲线C与曲线1)1(22yx关于直线xy对称,求曲线C的方程。22.已知曲线C:24yx和点1,0A,B是曲线C上的动点,且点M满足12AMMB,求点M的轨迹方程。