北师大版必修22.2圆的一般方程学案设计

这是一份北师大版必修22.2圆的一般方程学案设计，共8页。学案主要包含了学法导航，典例精析，专题综合，专题突破等内容，欢迎下载使用。
平面几何初步（直线与圆）【学法导航】解析几何是高中数学的重要内容之一，各地区在这一部分的出题情况较为相似，一般两道小题一道大题，分值约占15%，即22分左右.具体分配为：直线和圆以及圆锥曲线的基础知识两个容易或中档小题，机动灵活，考查双基；解答题难度设置在中等或以上，一般都有较高的区分度，主要考查解析几何的本质——“几何图形代数化与代数结果几何化”以及分析问题解决问题的能力.解析几何的主要内容是高二中的直线与方程，圆与方程，圆锥曲线与方程考查的重点：直线的倾斜角与斜率、点到直线的距离、两条直线平行与垂直关系的判定、直线和圆的方程、直线与圆、圆与圆的位置关系；圆锥曲线的定义、标准方程、简单的几何性质、直线与圆锥曲线的位置关系、曲线与方程、圆锥曲线的简单应用等，其中以直线与圆锥曲线的位置关系最为重要。【典例精析】1.直线的基本问题：直线的方程几种形式、直线的斜率、两条直线平行与垂直的条件、两直线交点、点到直线的距离。例 1 已知与，若两直线平行，则的值为 ．解析： ．点评：解决两直线平行问题时要记住看看是不是重合．易错指导：不知道两直线平行的条件、不注意检验两直线是否重合是本题容易出错的地方。例2 经过圆的圆心，且与直线垂直的直线方程是           ．解析：圆心坐标是，所求直线的斜率是，故所求的直线方程是，即点评：本题考查解析几何初步的基本知识，涉及到求一般方程下的圆心坐标，两直线垂直的条件，直线的点斜式方程，题目简单，但交汇性很强，非常符合在知识网络的交汇处设计试题的命题原则，一个小题就把解析几何初步中直线和圆的基本知识考查的淋漓尽致易错指导：基础知识不牢固，如把圆心坐标求错，不知道两直线垂直的条件，或是运算变形不细心，都可能导致得出错误的结果2.圆的基本问题：圆的标准方程和一般方程、两圆位置关系.例3 已知圆的方程为．设该圆过点的最长弦和最短弦分别为和，则四边形的面积为（    ）A．  B．  C．  D．解析：圆心坐标是，半径是，圆心到点的距离为，根据题意最短弦和最长弦（即圆的直径）垂直，故最短弦的长为，所以四边形的面积为点评：本题考查圆、平面图形的面积等基础知识，考查逻辑推理、运算求解等能力。解题的关键有二，一是通过推理知道两条弦互相垂直并且有一条为圆的直径，二是能根据根据面积分割的道理，推出这个四边形的面积就是两条对角线之积的一半。本题是一道以分析问题解决问题的能力立意设计的试题。易错指导：逻辑思维能力欠缺，不能找到解题的关键点，或是运算能力欠缺，运算失误，是本题不能解答或解答错误的主要原因3.圆锥曲线的基本问题：椭圆、双曲线、抛物线的标准方程及其性质，求简单的曲线方程.例4已知点P在抛物线y2 = 4x上，那么点P到点Q（2，－1）的距离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时，点P的坐标为（    ）A. （，－1）   B. （，1）  C. （1，2）   D. （1，－2）解析：定点在抛物线内部，由抛物线的定义，动点到抛物线焦点的距离等于它到准线的距离，问题转化为当点到点和抛物线的准线距离之和最小时，求点的坐标，显然点是直线和抛物线的交点，解得这个点的坐标是。点评：本题考查抛物线的定义和数形结合解决问题的思想方法类似的题目在过去的高考中比较常见易错指导：不能通过草图和简单的计算确定点和抛物线的位置关系，不能将抛物线上的点到焦点的距离转化为其到准线的距离，是解错本题或不能解答本题的原因例5已知圆．以圆与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和顶点，则适合上述条件的双曲线的标准方程为           ．解析：  圆和轴的交点是，和轴没有交点。故只能是点为双曲线的一个顶点，即；点为双曲线的一个焦点，即。，所以所求双曲线的标准方程为。点评：本题考查圆和双曲线的基础知识，考查数形结合的数学思想。解题的关键是确定所求双曲线的焦点和顶点坐标易错指导：数形结合的思想意识薄弱，求错圆与坐标轴的交点坐标，用错双曲线中的关系等，是不同出错的主要问题4.直线与圆锥曲线的位置关系例6若圆的半径为1，圆心在第一象限，且与直线和轴相切，则该圆的标准方程是（    ）A．  B．C．   D．解析：设圆心坐标为，则且.又，故，由得（圆心在第一象限、舍去）或，故所求圆的标准方程是。点评：本题考查直线和圆的有关基础知识，考查坐标法的思想，考查运算能力。解题的关键是圆心坐标易错指导：不能把直线与圆相切的几何条件通过坐标的思想转化为代数条件，或是运算求解失误等例7 （过双曲线的右顶点为A，右焦点为F。过点F平行双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B，则△AFB的面积为______________解析：双曲线右顶点，右焦点，双曲线一条渐近线的斜率是，直线的方程是，与双曲线方程联立解得点的纵坐标为，故△AFB的面积为点评：本题考查双曲线的基础知识和运算能力。易错指导：过右焦点和渐近线平行的直线和双曲线只有一个交点，如果写错渐近线的方程，就会解出两个交点，不但增加了运算量，还使结果错误。例8 在平面直角坐标系中，椭圆的焦距为，以为圆心，为半径的圆做圆，若过点，所作圆的两切线互相垂直，则该椭圆的离心率为     ▲     解析：过点作圆的两切线互相垂直，如图，这说明四边形是一个正方形，即圆心到点的距离等于圆的半径的倍，即，故点评：本题把椭圆方程、圆和圆的切线结合起来，考查椭圆的简单几何性质，体现了“在知识的网络交汇处设计试题”的原则，较全面地考查了解析几何的基本知识。解题的突破口是将圆的两条切线互相垂直转化为一个数量上的关系。易错指导：陷入圆的两条切线互相垂直，不能通过数形结合的方法找到解题途径等，是考生解错本题的主要原因。例9设，椭圆方程为，抛物线方程为．如图4所示，过点作轴的平行线，与抛物线在第一象限的交点为，已知抛物线在点的切线经过椭圆的右焦点．（1）求满足条件的椭圆方程和抛物线方程；（2）设分别是椭圆长轴的左、右端点，试探究在抛物线上是否存在点，使得为直角三角形？若存在，请指出共有几个这样的点？并说明理由（不必具体求出这些点的坐标）．解析：（1）由得，当得，G点的坐标为，，，过点G的切线方程为即，令得，点的坐标为，由椭圆方程得点的坐标为，即，即椭圆和抛物线的方程分别为和；（2）过作轴的垂线与抛物线只有一个交点,以为直角的只有一个，同理以为直角的只有一个若以为直角，设点坐标为，、两点的坐标分别为和， 。关于的二次方程有一大于零的解，有两解，即以为直角的有两个，因此抛物线上存在四个点使得为直角三角形。点评：本题考查椭圆和抛物线方程的求法、抛物线的切线方程的求法、存在性问题的解决方法、分析问题解决问题的能力，是一道几乎网罗了平面解析几何的所有知识点并且和导数的应用交汇在一起的综合性试题，是一道“在知识网络的交汇处”设计的典型试题。易错指导：本题把抛物线和椭圆结合在一起，题目的条件里还有两条直线，考生在心理上畏惧，可能出现的问题是思维混乱，理不清题目中错综复杂的关系，找不到正确的解题思路；在解决第二问时缺乏分类讨论的思想意识产生漏解等【专题综合】易错点一、考虑不全面例1 过（0，2）作直线，使与抛物线仅有一个公共点，这样的直线有几条？错解：设直线的方程为y＝kx＋2，与联立，整理得因为与抛物线仅有一个公共点，所以，解得此时的方程为   所以这样的直线有一条剖析：（1）问题之一，错解忽视了对斜率不存在这一情况的考虑，事实上，直线方程为x＝0时，是符合条件的。（2）问题之二，得到方程后，方程不一定是一元二次方程。如果不是一元二次方程，当然就没有什么判别式了，故需按k＝0及两种情况考虑。正解：当直线的斜率存在时，设直线的方程为y＝kx＋2，与联立，整理得（1）k＝0时，方程只有一个解y＝2，故为直线y＝2时与抛物线只有一个公共点，满足条件；（2）时，因为与抛物线仅有一个公共点，所以，解得解得此时的方程为当直线的斜率不存在时，直线x＝0与抛物线只有一个公共点，满足条件综上，符合条件的直线有三条：x＝0，y＝2，点评：忽视含参数系数的讨论，以及设直线方程（为点斜式、斜截式、截距式等时，忽视对引入的参数（如斜率、截距等）的特殊情况的考虑是同学们在做题中的常见错误，一定要注意易错点二：变形不等价例2 直线与曲线有且仅有一个公共点，则的取值范围是   （  ）A．          B．或   C．   D．错解：联立方程组，消去得，因为直线与曲线有且仅有一个公共点，所以方程只有一解，所以,解得，所以选A.剖析：本题中曲线并不是一个完整的圆而是半个圆（右半圆），而时，直线与曲线有且仅有一个公共点，并不能保证直线与右半圆也只有一个公共点正解：作出曲线的图形，如图所示： 由图形可得，当直线在和之间变化时，满足题意，同时，当直线在的位置时也同时满足题意，所以应选（B）点评：曲线的表达式本身限制了的取值只是非负值，所以曲线只是圆的右半部分。若用代数方法处理，应是方程组化为关于的方程后只有一个非负解，相比之下数形结合更简捷明快   【专题突破】1.过点的直线l经过圆的圆心，则直线l的倾斜角大小为（    ） A．150°   B．120°   C．30°    D．60°2.（08重庆卷3)圆O1:和圆O2: 的位置关系是（    ）A.相离  B.相交  C.外切  D.内切 3.方程对应的曲线是（    ）        4．设直线与抛物线交于A、B两点，则AB的中点到轴的距离为（     ）。A．4               B．3               C．2              D．15.（文）若直线mx＋ny＝4和⊙O∶没有交点，则过（m，n）的直线与椭圆的交点个数（    ）　　A．至多一个　　B．2个　　C．1个　　D．0个5.（理）在椭圆上有一点P，F1、F2是椭圆的左右焦点，△F1PF2为直角三角形，则这样的点P有（    ） Ａ．４个或６个或８个 　　　Ｂ．4个   　Ｃ．6个  　Ｄ．8个6.已知点在圆上运动，则代数式的最大值是（　　）A.　　B.－　　C.　　　D.－7．椭圆的离心率的取值范围是（    ） A．（） B．（） C．（） D．（）  8．对于抛物线上任意一点，点都满足，则实数的最大值是（    ）   A．0   B．1   C．2   D．49．已知椭圆，过右焦点F做不垂直于轴的弦交椭圆于A、B两点，AB的垂直平分线交轴于N，则 （    ）A．           B．            C．            D．10.已知曲线和直线（a、b为非零实数），在同一坐标系中，它们的图形可能是（    ）                                          A                B              C                 D11.(文) 已知点P在抛物线上，那么点P到点的距离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时，点P的坐标为（    ）A.  B.  C.  D.11.（理） 在平面直角坐标系中，为坐标原点，已知两点，。若点满足，其中且，则点的轨迹方程为（　　）Ａ          ＢＣ Ｄｘ＋２ｙ－５＝０12.已知双曲线E的离心率为e，左、右两焦点分别为F1、F2，抛物线C以F2为顶点，F1为焦点,点P为抛物线与双曲线右支上的一个交点，若a|PF2|＋c|PF1|＝8a2，则e的值为             (    ) A. B. 3 C.  D. 二．填空题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，请把答案直接填在题中横线上.13．（文科）已知抛物线的直线与抛物线相交于两点，，则最小值为          . 13.（理科）已知抛物线到抛物线的准线距离为d1，到直线的距离为d2，则d1+d2的最小值是          . 14.双曲线（＞0，＞）的离心率为2，有一个焦点与抛物线的焦点重合，则的值为       。15．已知与抛物线：，若过点的直线与抛物线有且只有一个公共点，则满足条件的直线有          条16．如图，把椭圆的长轴分成等份，过   每个分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于七个点，是椭圆的一个焦点，则        ．参考答案 一、选择题1-5 BBAB 文B理A  6-10 ADCBC 11-12文B理D A6.A 提示：设＝，则表示点与点（0，0）连线的斜率.当该直线kx－y＝0与圆相切时，取得最大值与最小值.圆心（2,0），由＝1，解得，∴的最大值为.11.(文) B  11.(文) A  提示：抛物线的焦点为F（1，0），作PA垂直于准线x＝－1，则｜PA｜＝｜PF｜，当A、P、Q在同一条直线上时，｜PF｜＋｜PQ｜＝｜PA｜＋｜PQ｜＝｜AQ｜，此时，点P到Q点距离与抛物线焦点距离之和取得最小值，P点的纵坐标为－1，有1＝4x，x＝，此时P点坐标为（，－1），故选A。11.（理） B提示：设则又   12.A 提示:如右图所示,设点P的坐标为(x0,y0),由抛物线以F2为顶点,F1为焦点,可得其准线的方程为x＝3c, 根据抛物线的定义可得|PF1|＝|PR|＝3c－x0,又由点P为双曲线上的点,根据双曲线的第二定义可得＝e, 即得|PF2|＝ex0－a, 由已知a|PF2|＋c|PF1|＝8a2，可得－a2＋3c2＝8a2,即e2＝3,由e＞1可得e＝, 故应选A.二、填空题：13-16文理       3    35