2022年《高考数学总复习系列》高中数学必修二.pdf

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1、高考数学总复习系列高中数学必修二第一章立体几何初步一、基础知识（理解去记）（一）空间几何体的结构特征（1）多面体由若干个平面多边形围成的几何体. 围成多面体的各个多边形叫叫做多面体的面，相邻两个面的公共边叫做多面体的棱，棱与棱的公共点叫做顶点。旋转体把一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转形成的封闭几何体。其中，这条定直线称为旋转体的轴。（2）柱，锥，台，球的结构特征1.棱柱1.1 棱柱 有两个面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的几何体叫做棱柱。1.2 相关棱柱几何体系列（棱柱、斜棱柱、直棱柱、正棱柱）的关系：L底面是正多形棱垂直于底面斜

2、棱柱棱柱正棱柱直棱柱其他棱柱四棱柱底面为平行四边形平行六面体侧棱垂直于底面直平行六面体底面为矩形长方体底面为正方形正四棱柱侧棱与底面边长相等正方体1.3 棱柱的性质：侧棱都相等，侧面是平行四边形；两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形；过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形；直棱柱的侧棱长与高相等，侧面与对角面是矩形。补充知识点长方体的性质：长方体一条对角线长的平方等于一个顶点上三条棱的平方和；【如图】222211ACABADAA（了解）长方体的一条对角线1AC与过顶点A 的三条棱所成的角分别是， ，那么222coscoscos1，222sinsinsin2；（了解）长方体的一条对角线1AC与

3、过顶点A 的相邻三个面所成的角分别是， ，则222coscoscos2，222sinsinsin1. 1.4 侧面展开图 ：正 n 棱柱的侧面展开图是由n 个全等矩形组成的以底面周长和侧棱长为邻边的矩形. l侧棱侧面底面EBDCAFBDEAFCC1D1B1CDABA1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 1.5 面积、体积公式：2Sc hSc hSSh直棱柱侧直棱柱全底棱柱底，V（其中 c 为底面周长， h 为棱柱的高）注意 :大多数

4、省市在高考试卷会给出面积体积公式，因此考生可以不用刻意地去记2.圆柱2.1 圆柱 以矩形的一边所在的直线为旋转轴，其余 各 边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆柱. 2.2 圆柱的性质： 上、下底及平行于底面的截面都是等圆； 过轴的截面（轴截面）是全等的矩形. 2.3 侧面展开图： 圆柱的侧面展开图是以底面周长和母 线 长为邻边的矩形. 2.4 面积、体积公式：S圆柱侧=2 rh；S圆柱全=222rhr，V圆柱=S底h=2r h（其中 r 为底面半径， h为圆柱高）3.棱锥3.1 棱锥 有一个面是多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体叫做棱锥。正棱锥如果有一个棱锥的底

5、面是正多边形，并且顶点在底面的射影是底面的中心，这样的棱锥叫做正棱锥。3.2 棱锥的性质：平行于底面的截面是与底面相似的正多边形，相似比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比；正棱锥各侧棱相等，各侧面是全等的等腰三角形；正棱锥中六个元素，即侧棱、高、斜高、侧棱在底面内的射影、斜高在底面的射影、底面边长一半，构成四个直角三角形。）（如上图：,SOBSOHSBHOBHVVVV为直角三角形）3.3 侧面展开图：正 n 棱锥的侧面展开图是有n 个全等的等腰三角形组成的。3.4 面积、体积公式：S正棱锥侧=12ch，S正棱锥全=12chS底，V棱锥=13Sh底.（其中 c 为底面周长，h侧面斜高，

6、h 棱锥的高）4.圆锥4.1 圆锥 以直角三角形的一直角边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆锥。4.2 圆锥的性质：平行于底面的截面都是圆，截面直径与底面直径之比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比；轴截面是等腰三角形；如右图：SABV如右图：222lhr. 4.3 圆锥的侧面展开图：圆锥的侧面展开图是以顶点为圆心，以母线长为半径的扇形。4.4 面积、体积公式：S圆锥侧=rl，S圆锥全=()r rl，V圆锥=213r h（其中轴截面底面侧面轴母线CAAOCOBB顶点侧面斜高高侧棱底面OCDABHSrlh轴截面底面顶点轴侧面母线AOBS精品资料 - - - 欢迎

7、下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 19 页 - - - - - - - - - - r 为底面半径， h 为圆锥的高，l 为母线长）5.棱台5.1 棱台 用一个平行于底面的平面去截棱锥，我们把截面与底面之间的部分称为棱台. 5.2 正棱台的性质：各侧棱相等，各侧面都是全等的等腰梯形；正棱台的两个底面以及平行于底面的截面是正多边形； 如右图：四边形, O MNO O B BO都是直角梯形棱台经常补成棱锥研究.如右图：SO MVVVV与 SON , SOB与 SOB相似，注意考虑相似比. 5.3 棱台的表面积

8、、体积公式：SSS全上底下底S侧，1S)3VSSS h棱台 （ ，（其中, S S是上，下底面面积， h 为棱台的高）6.圆台6.1 圆台 用平行于圆锥底面的平面去截圆锥，底面与截面之间的部分叫做圆台. 6.2 圆台的性质：圆台的上下底面，与底面平行的截面都是圆；圆台的轴截面是等腰梯形；圆台经常补成圆锥来研究。如右图：SO ASOBVV与相似，注意相似比的应用. 6.3 圆台的侧面展开图是一个扇环；6.4 圆台的表面积、体积公式：22()SrRRr l全，V圆台2211S)33SSS hrrRRh （ （，（其中 r，R 为上下底面半径，h 为高）7.球7.1 球以半圆的直径所在直线为旋转轴，

9、半圆旋转一周形成的旋转体叫做球体，简称球. 或空间中，与定点距离等于定长的点的集合叫做球面，球面所围成的几何体叫做球体，简称球；7.2 球的性质：球心与截面圆心的连线垂直于截面；22rRd（其中，球心到截面的距离为d、球的半径为 R、截面的半径为r）7.3 球与多面体的组合体：球与正四面体，球与长方体，球与正方体等的内接与外切. 注：球的有关问题转化为圆的问题解决 . 积公式：2344,3SRVR球球（其7.4 球面积、 体中 R 为球的半径）上底面斜高侧面侧棱顶点高下底面NMACBDOCDABSOl轴截面rRh下底面上底面侧面轴母线DOBOACSrdR球面轴球心半径AOO1BACDBCDOA

10、BOCAAc精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 19 页 - - - - - - - - - - （二）空间几何体的三视图与直观图根据最近几年高考形式上看，三视图的考察已经淡化，所以同学只需了解即可1.投影：区分中心投影与平行投影。平行投影分为正投影和斜投影。2.三视图是观察者从三个不同位置观察同一个空间几何体而画出的图形；正视图 光线从几何体的前面向后面正投影，得到的投影图；侧视图 光线从几何体的左面向右面正投影，得到的投影图；正视图 光线从几何体的上面向下面正投影，得到的投影图

11、；注：（ 1）俯视图画在正视图的下方，“长度”与正视图相等；侧视图画在正视图的右边，“高度”与正视图相等，“宽度”与俯视图。（简记为“正、侧一样高，正、俯一样长，俯、侧一样宽”. （2）正视图，侧视图，俯视图都是平面图形，而不是直观图。3.直观图：3.1 直观图 是观察着站在某一点观察一个空间几何体而画出的图形。直观图通常是在平行投影下画出的空间图形。3.2 斜二测法：step1：在已知图形中取互相垂直的轴Ox、Oy，（即取90 xoy）；step2：画直观图时，把它画成对应的轴 , o x o y，取45 (135 )x o yor，它们确定的平面表示水平平面；step3：在坐标系x o y

12、中画直观图时，已知图形中平行于数轴的线段保持平行性不变，平行于x 轴（或在 x 轴上）的线段保持长度不变，平行于y 轴（或在y 轴上）的线段长度减半。结论：一般地，采用斜二测法作出的直观图面积是原平面图形面积的24倍 . 解决两种常见的题型时应注意：（1）由几何体的三视图画直观图时，一般先考虑“俯视图”. （2）由几何体的直观图画三视图时，能看见的轮廓线和棱画成实线，不能看见的轮廓线和棱画成虚线。二点、直线、平面之间的位置关系（一）平面的基本性质1.平面无限延展，无边界1.1 三个定理与三个推论公理 1：如果一条直线上有两点在一个平面内，那么直线在平面内。用途：常用于证明直线在平面内. 图形语

13、言：符号语言：公理 2：不共线的三点确定一个平面. 图形语言：推论 1：直线与直线外的一点确定一个平面. 图形语言：推论 2：两条相交直线确定一个平面. 图形语言：推论 3：两条平行直线确定一个平面. 图形语言：用途：用于确定平面。公理 3：如果两个平面有一个公共点，那么它们还有公共点，这些公共点的集合是一条直线（两个平面的交线） . 用途：常用于证明线在面内，证明点在线上. 图形语言：符号语言：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 19 页 - - - - - - - - - -

14、形语言，文字语言，符号语言的转化：（二）空间图形的位置关系1.空间直线的位置关系：I共面:ab=A,a/b异面:a 与b异面平行线的传递公理：平行于同一条直线的两条直线互相平行。符号表述：/ ,/ab bcac等角定理：如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行，那么这两个角相等或互补 。异面直线：（1）定义：不同在任何一个平面内的两条直线异面直线；（2） 判定定理： 连平面内的一点与平面外一点的直线与这个平面内不过此点的直线是异面直线。图形语言：aAP符号语言：PAaPAaAa与 异面异面直线所成的角：（1）范围：0 ,90；（ 2）作异面直线所成的角：平移法. 如右图，在空间任取一点O，过

15、O 作/ ,/aa bb，则,a b所成的babaO精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 角为异面直线,a b所成的角。 特别地，找异面直线所成的角时，经常把一条异面直线平移到另一条异面直线的特殊点（如线段中点，端点等）上，形成异面直线所成的角. 2.直线与平面的位置关系：/llAllI图形语言：3.平面与平面的位置关系：I平行：/斜交：=a相交垂直：（三）平行关系（包括线面平行，面面平行）1.线面平行：定义：直线与平面无公共点. 判

16、定定理：/abaab（线线平行线面平行）【如图】性质定理：/aaabbI（线面平行线线平行）【如图】判定或证明线面平行的依据：（i）定义法（反证） ：/llI（用于判断）； （ii ）判定定理：/abaab“线线平行面面平行”（用于证明）；（iii ）/aa“面面平行线面平行”（用于证明）；（4）/babaa（用于判断）；2.线面斜交：lAI直线与平面所成的角（简称线面角）：若直线与平面斜交，则平面的斜线与该斜线在平面内射影的夹角。【如图】PO于 O，则 AO 是 PA在平面内的射影，则PAO就是直线PA 与平面所成的角。范围：0 ,90，注：若/ll或，则直线l与平面所成的角为0；若l，则直

17、线l与平面所成的角为90。3.面面平行：定义：/I；APO精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 判定定理：如果一个平面内的两条相交直线都平行于另一个平面，那么两个平面互相平行；符号表述：,/,/a babO abI【如下图】ObaabOOba图图推论： 一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面的两条直线，那么这两个平面互相平行符号表述：,/, /a babO a baa bbI【如上图 】判定 2：垂直于同一条直线的两个平面互相平

18、行.符号表述：,/aa.【如右图】判定与证明面面平行的依据：（1）定义法；（ 2）判定定理及推论（常用）（ 3）判定 2 面面平行的性质： （1）/aa（面面平行线面平行） ； （2）/aabbII；（面面平行线线平行）（ 3）夹在两个平行平面间的平行线段相等。【如图】（四）垂直关系（包括线面垂直，面面垂直）1.线面垂直定义：若一条直线垂直于平面内的任意一条直线，则这条直线垂直于平面。符号表述：若任意,a都有la，且l，则l. 判定定理：, a babOlllalbI（线线垂直线面垂直）性质：（ 1）,lala（线面垂直线线垂直）；（2）,/abab；证明或判定线面垂直的依据：（ 1）定义（反

19、证）； （2）判定定理 （常用） ；（3）/abba（较常用）；（ 4）/aa；（ 5）abaaabI（面面垂直线面垂直） 常用；a精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 三垂线定理及逆定理：（I）斜线定理：从平面外一点向这个平面所引的垂线段与斜线段中，PO（1）斜线相等射影相等；（2）斜线越长射影越长；（3）垂线段最短。【如图】PBPCOBOC；PAPBOAOB（II ）三垂线定理及逆定理：已知PO，斜线 PA 在平面内的射影为 OA

20、 ，a，若aOA，则aPA垂直射影垂直斜线，此为三垂线定理；若aPA，则aOA垂直斜线垂直射影，此为三垂线定理的逆定理；三垂线定理及逆定理的主要应用：（1）证明异面直线垂直；（2）作、证二面角的平面角；（3）作点到线的垂线段；【如图】3.2 面面斜交二面角：（1）定义：【如图】,OBl OAlAOBl是二面角的平面角范围：0 ,180 AOB作二面角的平面角的方法：（1）定义法；（ 2）三垂线法（常用）；（3）垂面法 . 3.3 面面垂直（ 1）定义：若二面角l的平面角为90，则；（ 2）判定定理：如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直 . aa（线面垂直面面垂直）（ 3

21、）性质： 若，二面角的一个平面角为MON，则90MON；aABaaaABI（面面垂直线面垂直）；AaAaa. aOPAOABCPaABaABaA/aaa或精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 二、基础题型（必懂）1、概念辨析题：（1）此题型一般出现在填空题，选择题中，解题方法可采用排除法，筛选法等。（ 2）对于判断线线关系，线面关系，面面关系等方面的问题，必须在熟练掌握有关的定理和性质的前提下，利用长方体，正方体，实物等为模型来进行判

22、断。你认为正确的命题需要证明它，你认为错误的命题必须找出反例。（3）相关例题： 课本和辅导书上出现很多这样的题型，举例说明如下：例：（ 09 年北京卷）设m， n 是两条不同的直线，,是三个不同的平面，给出下列四个说法：, /mnmn；/,/ ,mm；/, /mnmn,/，说法正确的序号是：_ 2、证明题。证明平行关系，垂直关系等方面的问题。（ 1）基础知识网络：三、趋近高考（必懂）1. （2010 全国卷 2 理）已知正四棱锥SABCD中，2 3SA，那么当该棱锥的体积最大时，它的高为（A）1 （B）3（C）2 （D） 3 【答案】 C 【解析】设底面边长为a，则高所以体积，设，则，当 y

23、取最值时，解得 a=0 或 a=4 时，体积最大，此时，故选 C. 2. （2010 陕西文） 若某空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积是平行关系平面几何知识线线平行线面平行面面平行垂直关系平面几何知识线线垂直线面垂直面面垂直判定性质判定推论性质判定判定性质判定面面垂直定义1.,/abab2.,/aabb3.,/aa4./,aa5./,L L平行与垂直关系可互相转化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 19 页 - - - - - - - - - - B （A）2 （B）1

24、（C）23（D）13【答案】 B 【解析】如图，该立体图形为直三棱柱，所以其体积为1221213. （2010 辽宁文） 已知,S A B C是球O表面上的点，SAABC平面，ABBC，1SAAB，2BC，则球O的表面积等于（A）4（B）3（C）2（D）【答案】 A 【解析】选A.由已知，球O的直径为22RSC，表面积为244 .R4. （2010 安徽文） 一个几何体的三视图如图，该几何体的表面积是（A）372 （B）360 （C）292 （D）280 【答案】 B 【解析】该几何体由两个长方体组合而成，其表面积等于下面长方体的全面积加上面长方体的4 个侧面积之和。2(10810282)2(

25、6882)360S. 【方法技巧】把三视图转化为直观图是解决问题的关键. 又三视图很容易知道是两个长方体的组合体，画出直观图，得出各个棱的长度. 把几何体的表面积转化为下面长方体的全面积加上面长方体的4 个侧面积之和。5. （2010 重庆文） 到两互相垂直的异面直线的距离相等的点（A）只有 1 个（B）恰有 3 个（C）恰有 4 个（D）有无穷多个【答案】 D 【解析】放在正方体中研究, 显然，线段1OO、EF、FG 、GH 、HE的中点到两垂直异面直线AB 、CD的距离都相等，所以排除A 、B、C，选 D 亦可在四条侧棱上找到四个点到两垂直异面直线AB 、CD的距离相等221精品资料 -

26、- - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 6. （2010 浙江文） 若某几何体的三视图（单位：cm）如图所示，则此几何体的体积是（A）3523cm3（B）3203cm3 （C）2243cm3（D）1603cm3 【答案】 B 【解析】选B，本题主要考察了对三视图所表达示的空间几何体的识别以及几何体体积的计算，属容易题7. （2010 福建文） 若一个底面是正三角形的三棱柱的正视 图 如 图所示 , 则其侧面积等于 ( ) A3B2 C2 3D6 【

27、答案】 D 【解析】由正视图知：三棱柱是以底面边长为2，高为 1 的正三棱柱，所以底面积为3242 34，侧面积为3 2 16，选 D8. （2010 全国卷 1 文） 已知在半径为2 的球面上有A、B、C、D四点，若AB=CD=2, 则四面体 ABCD的体积的最大值为(A) 2 33 (B)4 33 (C) 2 3 (D) 8 33【答案】 B 【 解 析 】 过CD 作 平 面PCD， 使AB 平 面PCD,交AB 与P, 设 点P 到CD 的 距 离 为h, 则 有ABCD11222323Vhh四面体, 当直径通过AB与 CD的中点时 ,22max2 212 3h, 故max4 33V第

28、二章平面解析几何初步一、基础知识（理解去记）1解析几何的研究对象是曲线与方程。解析法的实质是用代数的方法研究几何.首先是通过映射建立曲线与方程的关系，即如果一条曲线上的点构成的集合与一个方程的解集之间存在一一映射，则方程叫做这条曲线的方程，这条曲线叫做方程的曲线。如x2+y2=1 是以原点为圆心的单位圆的方程。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 2求曲线方程的一般步骤：(1)建立适当的直角坐标系；(2)写出满足条件的点的集合；(3

29、)用坐标表示条件，列出方程； (4)化简方程并确定未知数的取值范围；（5）证明适合方程的解的对应点都在曲线上，且曲线上对应点都满足方程（实际应用常省略这一步）。3直线的倾斜角和斜率：直线向上的方向与x 轴正方向所成的小于1800的正角，叫做它的倾斜角。规定平行于 x 轴的直线的倾斜角为00，倾斜角的正切值（如果存在的话）叫做该直线的斜率。根据直线上一点及斜率可求直线方程。4直线方程的几种形式：【必会】【必考】（1）一般式： Ax+By+C=0 ；（2）点斜式： y-y0=k(x-x0)；（3）斜截式： y=kx+b ；（4）截距式：1byax；（5）两点式：121121yyyyxxxx；（6）

30、法线式方程：xcos+ysin =p（其中为法线倾斜角，|p| 为原点到直线的距离）；（7）参数式：sincos00tyytxx（其中为该直线倾斜角），t 的几何意义是定点P0（ x0, y0）到动点P（x, y）的有向线段的数量（线段的长度前添加正负号，若P0P 方向向上则取正，否则取负）。5到角与夹角：若直线l1, l2的斜率分别为k1, k2，将 l1绕它们的交点逆时针旋转到与l2重合所转过的最小正角叫 l1到 l2的角；l1与 l2所成的角中不超过900的正角叫两者的夹角。若记到角为，夹角为，则 tan=21121kkkk,tan =21121kkkk.6平行与垂直：若直线l1与 l2

31、的斜率分别为k1, k2。且两者不重合，则l1/l2的充要条件是k1=k2； l1l2的充要条件是k1k2=-1。7两点 P1(x1, y1)与 P2(x2, y2)间的距离公式：|P1P2|=221221)()(yyxx。8点 P(x0, y0)到直线 l: Ax+By+C=0的距离公式：2200|BACByAxd。9直线系的方程：若已知两直线的方程是l1：A1x+B1y+C1=0 与 l2：A2x+B2y+C2=0，则过 l1, l2交点的直线方程为 A1x+B1y+C1+(A2x+B2y+C2=0；由 l1与 l2组成的二次曲线方程为（A1x+B1y+C1）（ A2x+B2y+C2）=0

32、；与 l2平行的直线方程为A1x+B1y+C=0(1CC). 10二元一次不等式表示的平面区域，若直线l 方程为 Ax+By+C=0. 若 B0，则 Ax+By+C0表示的区域为 l 上方的部分， Ax+By+C0)。其圆心为2,2ED，半径为FED42122。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 若点 P(x0, y0)为圆上一点，则过点P 的切线方程为. 0220000FyyExxDyyxx14根轴：到两圆的切线长相等的点的轨迹

33、为一条直线（或它的一部分），这条直线叫两圆的根轴。给定如 下 三 个 不 同 的 圆 ： x2+y2+Dix+Eiy+Fi=0, i=1, 2, 3. 则 它 们 两 两 的 根 轴 方 程 分 别 为(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0; (D2-D3)x+(E2-E3)y+(F2-F3)=0; (D3-D1)x+(E3-E1)y+(F3-F1)=0。不难证明这三条直线交于一点或者互相平行，这就是著名的蒙日定理。二、基础例题（必会）1坐标系的选取：建立坐标系应讲究简单、对称，以便使方程容易化简。例 1 （经典例题）在ABC 中，AB=AC ，A=900，过 A 引中线 BD

34、 的垂线与 BC 交于点 E，求证：ADB= CDE 。 证明 见图 10-1， 以 A为原点，AC所在直线为x 轴， 建立直角坐标系。 设点 B， C坐标分别为（0,2a ） ,(2a,0)，则点 D坐标为（ a, 0 ）。直线BD方程为12ayax，直线 BC方程为 x+y=2a，设直线 BD和 AE的斜率分别为k1, k2，则 k1=-2 。因为 BDAE ，所以 k1k2=-1. 所以212k，所以直线AE方程为xy21，由ayxxy2,21解得点 E坐标为aa32,34。所以直线DE斜率为. 234323aaak因为 k1+k3=0. 所以 BDC+ EDC=1800，即 BDA=

35、EDC 。例 2 （经典例题）半径等于某个正三角形高的圆在这个三角形的一条边上滚动。证明：三角形另两条边截圆所得的弧所对的圆心角为600。 证明 以 A为原点，平行于正三角形ABC的边 BC的直线为 x 轴，建立直角坐标系见图10-2，设 D的半径等于BC边上的高，并且在B能上能下滚动到某位置时与AB，AC的交点分别为E，F，设半径为 r ，则直线 AB ，AC的方程分别为xy3,xy3. 设 D 的方程为 (x-m)2+y2=r2. 设点 E，F 的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2) ，则,311xy223xy，分别代入并消去y 得.03).(03)(2222222121rxmxrxm

36、x所以 x1, x2是方程 4x2-2mx+m2-r2=0 的两根。由韦达定理4,2222121rmxxmxx，所以|EF|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=(x1-x2)2+3(x1-x2)2=4(x1+x2)2-4x1x2=m2-(m2-r2)=r2. 所以 |EF|=r。所以 EDF=600。2到角公式的使用。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 例 3 设双曲线xy=1 的两支为C1，C2，正 PQR 三顶点在此双曲线

37、上，求证：P，Q，R 不可能在双曲线的同一支上。证明 假设P，Q，R 在同一支上，不妨设在右侧一支C1上，并设P，Q， R 三点的坐标分别为,1,1,1,332211xxxxxx且 0 x1x2-1，在（ 1）区域里，求函数f(x,y)=y-ax 的最大值、最小值。解 （1）由已知得,032,322,41xxyyx或.032,232,41xxyyx解得点 (x, y) 所在的平面区域如图10-4 所示，其中各直线方程如图所示。AB：y=2x-5 ；CD：y=-2x+1 ；AD ：x+y=1 ；BC：x+y=4. (2) f(x, y) 是直线 l: y-ax=k 在 y 轴上的截距，直线l 与

38、阴影相交，因为a-1，所以它过顶点C 时， f(x, y) 最大， C 点坐标为（ -3，7），于是f(x, y) 的最大值为3a+7. 如果 -12，则 l 通过 B（3，1）时， f(x, y) 取最小值为 -3a+1. 6参数方程的应用。例 7 如图 10-5 所示，过原点引直线交圆x2+(y-1)2=1 于 Q 点，在该直线上取P 点，使 P 到直线 y=2 的距离等于 |PQ|，求 P点的轨迹方程。解 设直线 OP 的参数方程为sincostytx（t 参数）。代入已知圆的方程得t2-t?2sin=0. 所以 t=0 或 t=2sin。所以 |OQ|=2|sin| ，而 |OP|=t

39、. 所以 |PQ|=|t-2sin| ，而 |PM|=|2-tsin|. 所以 |t-2sin|=|2-tsin|. 化简得 t=2 或 t=-2 或 sin =-1. 当 t= 2 时，轨迹方程为x2+y2=4；当 sin =1 时，轨迹方程为x=0. 7与圆有关的问题。例 8 点 A，B，C依次在直线l 上，且 AB=ABC ，过 C作 l 的垂线， M是这条垂线上的动点，以A为圆心，AB为半径作圆，MT1与 MT2是这个圆的切线，确定AT1T2垂心 的轨迹。 解 见图 10-6 ，以 A为原点，直线AB为 x 轴建立坐标系，H为 OM 与圆的交点， N为 T1T2与 OM 的交点，记 B

40、C=1 。以 A为圆心的圆方程为x2+y2=16，连结 OT1，OT2。因为 OT2MT2，T1HMT2，所以 OT2/HT1，同理 OT1/HT2，又 OT1=OT2，所以 OT1HT2是菱形。所以2ON=OH 。又因为 OM T1T2，OT1MT1，所以21OTON ?OM 。设点 H坐标为（ x,y ）。点 M坐标为 (5, b)，则点 N坐标为2,2yx，将坐标代入21OT=ON ?OM ，再由xyb5得.516516222yx在 AB 上取点 K，使 AK=54AB，所求轨迹是以K 为圆心， AK 为半径的圆。例 9 已知圆 x2+y2=1 和直线 y=2x+m 相交于 A，B，且

41、OA ，OB 与 x 轴正方向所成的角是和，见图10-7 ，求证： sin( +) 是定值。证明 过 D 作 ODAB于 D。则直线OD的倾斜角为2，因为 ODAB ，所以 2?12tan, 所以212tan。所以.542tan12tan2)sin(2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 例 10 已知 O是单位圆，正方形ABCD 的一边 AB是 O的弦，试确定 |OD| 的最大值、最小值。 解 以单位圆的圆心为原点，AB的中垂线为

42、x 轴建立直角坐标系，设点A，B的坐标分别为A(cos ,sin),B(cos ,-sin) ，由题设 |AD|=|AB|=2sin，这里不妨设A在 x 轴上方，则(0, ). 由对称性可设点 D在点 A的右侧（否则将整个图形关于y 轴作对称即可），从而点D坐标为 (cos +2sin ,sin )，所以 |OD|=1cossin4sin4sin)sin2(cos222=.42sin2233)2cos2(sin2因为2242sin2222，所以.12|12OD当83时， |OD|max=2+1；当87时， |OD|min=.12例 11 当 m 变化且m0 时，求证：圆 (x-2m-1)2+(

43、y-m-1)2=4m2的圆心在一条定直线上，并求这一系列圆的公切线的方程。证明 由1, 12mbma消去 m 得 a-2b+1=0.故这些圆的圆心在直线x-2y+1=0 上。 设公切线方程为y=kx+b ，则由相切有2|m|=21|) 1() 12(|kbmmk，对一切 m0 成立。即 (-4k-3)m2+2(2k-1)(k+b-1)m+(k+b-1)2=0对一切 m0 成立所以,01, 034bkk即.47,43bk当 k 不存在时直线为x=1。所以公切线方程y=4743x和 x=1. 三、趋近高考【必懂】1. （2010 江西理） 8. 直线3ykx与圆22324xy相交于 M,N两点，若

44、2 3MN，则 k 的取值范围是A. 304， B. 304U， C. 3333， D. 203，【答案】 A 【解析】考查直线与圆的位置关系、点到直线距离公式，重点考察数形结合的运用 . 解法 1： 圆心的坐标为 （3. ， 2） ， 且圆与 y 轴相切 . 当|MN |2 3时，由点到直线距离公式，解得3,04；解法 2：数形结合，如图由垂径定理得夹在两直线之间即可，不取，排除 B，考虑区间不对称，排除C，利用斜率估值，选A 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 19 页 -

45、- - - - - - - - - 2. （2010 安徽文） （4）过点（ 1，0）且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是（A）x-2y-1=0 (B)x-2y+1=0 (C)2x+y-2=0 （D）x+2y-1=0 【答案】 A 【解析】设直线方程为20 xyc，又经过(1,0)，故1c，所求方程为210 xy. 【方法技巧】因为所求直线与与直线x-2y-2=0平行，所以设平行直线系方程为20 xyc，代入此直线所过的点的坐标，得参数值，进而得直线方程.也可以用验证法，判断四个选项中方程哪一个过点（1，0）且与直线x-2y-2=0平行 . 3. （2010 重庆文） （8）若直线yxb与

46、曲线2cos ,sinxy（0,2)）有两个不同的公共点，则实数b的取值范围为（A）(22,1)（B）22, 22（C）(,22)(22,)U（D）(22,22)【答案】 D 解析：2cos ,sinxy化为普通方程22(2)1xy，表示圆，因为直线与圆有两个不同的交点，所以21,2b解得2222b法 2：利用数形结合进行分析得22,22ACbb同理分析，可知2222b4. （2010 重庆理） (8) 直线 y=323x与圆心为D 的圆33 cos ,13 sinxy0,2交与 A、B两点，则直线AD与 BD的倾斜角之和为A. 76 B. 54 C. 43 D. 53【答案】 C 解析：数形

47、结合301302由圆的性质可知213030精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 故435. （2010 广东文）6.（2010 全国卷 1 理） （ 11）已知圆O的半径为1， PA 、PB为该圆的两条切线， A、 B为两切点， 那么PAPB?uu u vuuu v的最小值为 (A) 42 (B)32 (C) 422 (D)3227.（2010 安徽理） 9、动点,A x y在圆221xy上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转，12 秒旋

48、转一周。已知时间0t时，点A的坐标是13(,)22，则当012t时，动点A的纵坐标y关于t（单位：秒）的函数的单调递增区间是A、0,1B、1,7C、7,12D、0,1和7,12【答案】 D 【解析】画出图形，设动点A 与x轴正方向夹角为，则0t时3，每秒钟旋转6，在0,1t上,32，在7,12上37,23，动点A的纵坐标y关于t都是单调递增的。【方法技巧】由动点,A x y在圆221xy上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转，可知与三角函数的定义类似， 由 12 秒旋转一周能求每秒钟所转的弧度，画出单位圆， 很容易看出， 当 t 在0,12变化时， 点A精品资料 - - - 欢迎下载 - - - -

49、 - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 19 页 - - - - - - - - - - 的纵坐标y关于t（单位：秒）的函数的单调性的变化，从而得单调递增区间. 8.（2009 江苏卷 18）（本小题满分16 分）在平面直角坐标系xoy中，已知圆221:(3)(1)4Cxy和圆222:(4)(5)4Cxy. （1）若直线l过点(4,0)A，且被圆1C截得的弦长为2 3，求直线l的方程；（2）设 P 为平面上的点，满足：存在过点P 的无穷多对互相垂直的直线1l和2l，它们分别与圆1C和圆2C相交，且直线1l被圆1C截得的弦长与直线

50、2l被圆2C截得的弦长相等，试求所有满足条件的点 P 的坐标。【解析 】 (1)设直线l的方程为：(4)yk x， 即40kxyk由垂径定理，得：圆心1C到直线l的距离222 34()12d，结合点到直线距离公式，得：2| 314|1,1kkk化简得：272470,0,24kkkor k求直线l的方程为：0y或7(4)24yx，即0y或724280 xy(2) 设点 P 坐标为(, )m n，直线1l、2l的方程分别为：1(),()ynk xmynxmk，即：110,0kxynkmxynmkk因为直线1l被圆1C截得的弦长与直线2l被圆2C截得的弦长相等，两圆半径相等。由垂径定理，得：圆心1C