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高中数学教案直线与圆

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(Ⅱ)当点 在圆外时,过点M分别向圆作切线MA、MB

.

(切点分别为A、B),则切点弦AB所在直线(极线)方程为 引申:当点

在圆

外时,过点M分别向圆作切线

MA、MB(切点分别为A、B),则切点弦AB所在直线(极线)方程为

.

四、经典例题

例1.求经过点A(5,2),并且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线l的方程. 分析:由题意知直线l与两坐标轴都相交,因为不存在直线l垂直于x轴的情形.但是,注意到直线l的两截距互为相反数的一般情形与特殊情形,故解题也需分两种情形讨论. 解:由题意知直线l与两坐标轴都相交.

(1) 当直线l在两轴上的截距均不为零时,设直线l的方程为: ∵

,即 a=3. ∴ 此时直线l的方程为:

.

(2)当直线l在两轴上的截距为零,即直线l过原点时,直线l的方程为: ∴ 综合(1),(2)得所求直线l的方程为

.

点评:运用直线的某一种特殊形式求直线方程,从客观上是默认了这一形式存在的前提条件.因此,解题时还要考察这一形式不能表示的直线,只有实现“一般”与“特殊”的相互依存,才能实现解题的完解完胜.在这里,直线的“截距式”不能表示过原点的直线以及与坐标轴平行(或重合)的直线.因此,要对这些特殊直线单独考察. 例2.直线l被两平行直线在直线

上,且l到l2的角为45°,求直线l的方程.

所截线段AB的中点M

分析:由已知条件易得直线l的斜率.欲求点M坐标,先考察点M的位置特征,注意到

,点M为线段AB的中点,故点M在与 、免复杂运算,可先求 的方程.

解(利用平面图形几何性质的技巧):由题意知,点M在与l1 ,l2等距的直线l3上,注意到l1 ,l2的纵截距分别为

,故l3的纵截距为l, ∴由斜截式得l3的方程为

等距离的另一直线 上.因此,为避

将①与 联立解得② 设直线l的斜率为k,则又由已知得

解得

③ 于是由②③得所求直线l的方程为

点评:解决直线问题的主要技巧,一是“设”的技巧:通过巧设有关点的坐标或有关直线的方程来减少计算量;二是适时“利用平面图形性质”的技巧:通过不失时机的利用平面图形的特征,避免或减少解方程的运算.请在下面的例题中注意上述技巧的刻意运用. 例3.已知点A(1,-1)和直线

,求直线l2的方程.

分析:欲求

的斜率k,如直面求直线 、

联立的方程组,再利用两点间的距离

的三角函数值.为此,利用已

,过点A作直线l2 与l1交于点B,使

公式,运算复杂,故想到避其锋芒,先求 与知条件率先构造含有

的Rt△.

的夹角

解(对交点坐标不设不解):过点A作

又 为直线l1 与l2的夹角 ∴由

(1)当直线l2的斜率存在时,设直线l2的斜率为k,

则由两直线的夹角公式得

此时,直线l的方程为

(2)当直线l2的斜率不存在时,直线l2的方程为 符合已知条件.

综合(1)(2)得所求直线l2的方程为 点评:借助平面图形的特征,人为地构造与求解

,此时易得B(1,4),

.

,进而转化为运用夹角公式求解目

标直线的斜率,刻意避免了求解直线l1 与l2的交点坐标.这样对交点坐标“不设不解”的处理手法,也是直线与曲线相交问题的基本解题策略之一. 例4.在

中,A(3,-1),AB边上的中线所在直线方程为

,求BC边所在直线方程.

的平分线所在直线方程为 分析:如何利用

的的平分线方程这一条件?通常的选择是两种:一是直面问题,

所用l1 与l2的角的计算公式;二是利用平分线性质等价转化.我们这里选择第二条途径. 解(利用三角形内角平分线的性质):由题意设B(4t-10,t)

则AB边中点 ,∴点D在直线 上,

∴点B(10,5)①

又注意到AB与BC边所在直线关于 故点A(3,-1)关于直线

的平分线所在直线 对称,

对称点A′(m,n)一定在直线BC上

∴由点A、A′关于直线

∴A′(1,7) ②

对称得

于是由①②得直线A′B即直线BC的方程为

点评:本题解题特色,一是利用已知直线方程巧设点B和点D坐标;二是利用平分线性质转化为点的对称问题.此为解决这类直线问题的基本策略. 例5.已知过点A(1,1)且斜率为两点,过P、Q分别作直线

的直线l与x轴、y轴分别交于P、Q

的垂线,垂足为R、S,求四边形PRSQ的面积的最

小值.

分析:这里的四边形PRSQ为直角梯形且PR//SQ,故梯形的高RS为平行线QS与PR间的距离,从设直线l的方程切入. 解:设直线l的方程为∴Q(0,m+1)

① 在①中令

在①中令离分别记为

,

∴ 将P、Q两点到直线 的距

则 ②

又直线QS方程为 ,

直线PR方程为 ,

∴直线PR与QS间的距离

即 ③

∴由②③得:

成立)

(当且仅当 时等号

于是可知,四边形PRSQ的面积的最小值为 (当且仅当 时取得)

点评:从设直线l的方程切入,点P、Q坐标以及点P、Q到l的距离依次登场,循序渐

进,又借助两平行直线间的距离公式求出梯形的高RS,四边形面积的表达式便呼之欲出了.解题主线分明,脉络清晰,这是我们应追求的境界. 例6.设圆上的点A(2,3)关于直线

相交的弦长为

分析:圆上的点A关于直线

,求圆的方程.

的对称点仍在此圆上,由此我们可以推出什么?

的对称点仍在圆上知,圆心

的对称点仍在此圆上,且该圆与直线

解(巧设圆心坐标):由圆上的点A关于直线在直线

∴可设圆的圆心坐标为(2t,-t),圆的方程为①

则由题设条件得:② ③

∴由②③解得

∴所求圆方程为

的对称点

直线

在此圆上

点评:要善于认知题设的真面目:点A关于直线

的垂直平分线为

过圆心

例7.一个圆与直线 相切于点P(4,-1),且圆心在直线

上,求圆的方程。

分析:求圆的方程,当已知条件与圆心或半径关系较为密切时,首先考虑运用圆的标准方程.

解(巧设圆心坐标):∵圆心在直线

上 ∴设圆心C的坐标为(3t,5t)

又 ,∴ 由此得 解之得 .

∴圆心C(3,5),半径 . ∴ 所求圆的方程为

点评:已知条件中出现圆的切线,要想到利用圆的切线的性质.上述解答便是利用了圆

的切线的性质之一,圆的切线垂直于经过切点的圆的半径. 例8.已知圆C与圆

相交,所得公共弦平行于已知直线

,又圆C经过点A(-2,3),B(1,4),求圆C的方程。

分析:题设条件中出现两圆的公共弦.对此,处置问题的常用方法有二:一是推导并利用公共弦所在直线的方程;二是充分利用两圆的公共弦的性质,着眼点不同,随之的解法也会不同.

解法一(利用公共弦所在直线的方程):设圆C方程为则圆C与已知圆的公共弦所在直线方程为

∴由题设得: ① ②

又点A、B在圆C上,故有: ∴所求圆C的方程为 :

解法二(利用圆的性质):由已知得圆C的弦AB的中点坐标为 ∴圆C的弦AB的垂直平分线方程为

④ 又已知圆圆心为

∴两圆连心线所在直线的方程为 ⑤

设圆心C(a,b),则由④、⑤得 再注意到圆C的半径

解之得

∴所求圆C的方程为

高中数学教案直线与圆

(Ⅱ)当点在圆外时,过点M分别向圆作切线MA、MB.(切点分别为A、B),则切点弦AB所在直线(极线)方程为引申:当点在圆外时,过点M分别向圆作切线MA、MB(切点分别为A、B),则切点弦AB所在直线(极线)方程为.四、经典例题例1.求经过点A(5,
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