平面解析幾何初步經典例題

2022-09-07 04:57:03 字數 2589 閱讀 1142

例1直線l經過p(2,3),且在x,y軸上的截距相等,試求該直線方程.

解:設直線方程為:,又過p(2,3),∴,求得a=5

直線方程為x+y-5=0.

直線方程的截距式: 的條件是:≠0且b≠0,

當直線過(0,0)時,此時斜率為:,∴直線方程為y=x

綜上可得:所求直線方程為x+y-5=0或y=x .

例2已知動點p到y軸的距離的3倍等於它到點a(1,3)的距離的平方,求動點p的軌跡方程.

解:設動點p座標為(x,y).由已知3

化簡3=x2-2x+1+y2-6y+9 .

當x≥0時得x2-5x+y2-6y+10=0 . ①

當x<0時得x2+ x+y2-6y+10=0 . ②

配方後得(x-)2+(y-3)2和 (x+)2+(y-3)2 = - ②

兩個平方數之和不可能為負數,故方程②的情況不會出現.

故所求動點p的軌跡方程為: (x-)2+(y-3)2 = (x≥0)

例3m是什麼數時,關於x,y的方程(2m2+m-1)x2+(m2-m+2)y2+m+2=0的圖象表示乙個圓?

解: 欲使方程ax2+cy2+f=0表示乙個圓,只要a=c≠0,

得2m2+m-1=m2-m+2,即m2+2m-3=0,解得m1=1,m2=-3,

∴當m=1或m=-3時,x2和y2項的係數相等,這時,原方程的圖象表示乙個圓

當m=1時,方程為2x2+2y2=-3不合題意,捨去.

例4求過直線和圓的交點,且滿足下列條件之一的圓的方程:

(1) 過原點;(2)有最小面積.

解:設所求圓的方程是:

即:(1)因為圓過原點,所以,即

故所求圓的方程為:.

(2) 將圓系方程化為標準式,有:

當其半徑最小時,圓的面積最小,此時為所求.

故滿足條件的圓的方程是.

點評:(1)直線和圓相交問題,這裡應用了曲線系方程,這種解法比較方便;當然也可以待定係數法。(2)面積最小時即圓半徑最小。也可用幾何意義,即直線與相交弦為直徑時圓面積最小.

例題5 求過點(2,1)且與兩座標所圍成的三角形面積為4的直線方程。

解:設所求直線方程為。

∵(2,1)在直線上

直線與兩座標軸所圍成的三角形面積為,

故所求直線方程應為:

x + 2 y = 4,或(+1)x - 2(-1)y – 4 = 0,或(- 1)x - 2(+1)y +4 = 0。

例題6   求過點a(-4,2)且與x軸的交點到(1,0)的距離是5的直線方程。

解:設直線斜率為k,其方程為y – 2 = k(x + 4),則與x軸的交點為(-4-,0),

∴,解得k = -。故所求直線的方程為x + 5y – 6 = 0 。

斜率不存在的情況,即經過a且垂直於x軸的直線, x = - 4也符合題意。

例題7 已知圓的方程為x2 + y2 + ax + 2y + a2 = 0 ,一定點為a(1,2),要使過a點作圓的切線有兩條,求a的取值範圍。

錯解:將圓的方程配方得: ( x +)2 + ( y + 1 )2 =。

∵其圓心座標為c(-,-1),半徑r =。

當點a在圓外時,過點a可作圓的兩條切線,則> r 。

即>。即a2 + a + 9 > 0,

由a2 + a + 9 > 0及4 – 3 a2 > 0可得a的取值範圍是()。

例題8 已知直線l:y = x + b與曲線c:y =有兩個公共點,求實線b的取值範圍。

錯解:由消去x得:2y2 - 2by + b2 – 1 = 0

∵ l與曲線c有兩個公共點, ∴ = 4b2 – 8 ( b2 -1 ) > 0,解得-<b<

剖析:上述解法忽視了方程y =中y ≥ 0 ,- 1 ≤ x ≤ 1這一限制條件,得出了錯誤的結論。

事實上,曲線c和直線l有兩個公共點等價於方程(*)有兩個不等的非負實根。

解得1≤ b ≤。

例題9 等腰三角形頂點是a(4,2),底邊的乙個端點是b(3,5),求另乙個端點c的軌跡方程。

錯解:設另乙個端點的座標為( x ,y ),依題意有:

=,即: =

∴ (x - 4)2 + (y - 2) 2 = 10即為c點的軌跡方程。

這是以a(4,2)為圓心、以為半徑的圓。

因為a、b、c三點為三角形三個頂點,所以a、b、c三點不共線,即b、c不能重合,且不能為圓a一直徑的兩個端點,

事實上,c點的座標須滿足,且,

故端點c的軌跡方程應為(x - 4)2 + ( y-2 )2 = 10 ( x3,y5;x5,y-1)。

它表示以(4,2)為圓心,以為半徑的圓,除去(3,5)(5,-1)兩點。

例題10 求z = 3 x + 5 y的最大值和最小值,使式中的x ,y滿足約束條件:

解:作出可行域如圖1所示,過原點作直線l0:3 x + 5 y = 0 。

事實上,過原點作直線l0:3x + 5y = 0,由於使z = 3x + 5y > 0的區域為直線l0的

右上方,而使z = 3x + 5y < 0的區域為l0的

左下方。由圖知:z = 3x + 5y應在a點取得最大值,在c點取得最小值。

解方程組,得c(-2,-1)。

∴ z最小=3(-2)+5(-1)= -11。

平面解析幾何初步

第四章直線和圓的方程 一 知識導學 1 兩點間的距離公式 不論a 1,1 b 2,2 在座標平面上什麼位置,都有d ab 特別地,與座標軸平行的線段的長 ab 2 1 或 ab 2 1 2 直線的傾斜角和斜率的關係 1 每一條直線都有傾斜角,但不一定有斜率.2 斜率存在的直線,其斜率與傾斜角 之間的...

平面解析幾何初步知識點

一 直線的概念與方程 1.直線的傾斜角 在直角座標系中,對於一條與x軸相交的直線l,把x軸 正方向 按 方向繞著交點旋轉到所成的角,叫做直線l的傾斜角。當直線l和x軸平行時,它的傾斜角為0o.傾斜角通常用 表示,傾斜角 的範圍是 2.直線的斜率 傾斜角的 值叫做直線的斜率。通常用字母k來表示,即 當...

解析幾何初步小結

使用說明 1.用20分鐘左右的時間,閱讀 課本的基礎知識,自主高效複習,提公升自己的理解能力 2.結合課本內容完成基礎知識填空,及自測練習。學習目標 1.理解直線的傾斜角和斜率的概念,掌握過兩點的直線斜率的計算公式。2.掌握由直線上一點和斜率匯出直線方程的方法 並掌握直線方程的點斜式 兩點式 一般式...