王瑋
直線和圓的幾何性質在解析法中的應用,一直是高考命題的熱點,凸顯了代數(shù)方法研究幾何性質和幾何性質簡化運算的本質屬性。需要掌握直線的傾斜角和斜率,直線方程的幾種形式(如點斜式、兩點式和一般式等),兩直線位置關系(平行、垂直)的判定和應用。需要掌握圓的標準方程、一般方程、參數(shù)方程,與圓有關的最值問題、弦長問題、軌跡問題等。本文以2020年高考試題為載體,對直線和圓中的熱點題型進行歸類剖析,希望對同學們的學習有所幫助。
聚焦1——恒過定點的直線系方程的應用
例1 (2020年高考全國Ⅲ卷文8)點(0,1)到直線y=k(x+1)的距離的最大值為(
)。
A.1 B.√2 C.√3 D.2
解析:由y=k(x+1)可知直線過定點P( 1,0),設A(0,1),當直線y=k(x+1)與AP垂直時,點A到直線y=k(x+1)的距離最大,即為|AP|=√2。故選B。
反思:直線方程中含有參數(shù)一定是恒過定點的直線系,解出定點后可用幾何法探究最值。如本題可探究恒過定點的直線系與直線外一點距離的最大值,轉化兩定點之間的距離,考查了點到直線距離公式,以及數(shù)學運算等學科素養(yǎng)。
聚焦2——待定系數(shù)法確定圓的方程
例2 (2020年高考北京卷5)已知半徑為l的圓經過點(3,4),則其圓心到原點的距離的最小值為( )。
A.4 B.5 C.6 D.7
解析:由題意知動圓的圓心在以(3,4)為圓心,1為半徑的圓上,當且僅當動圓的圓心、原點和點(3,4)三點共線時,圓心到原點的距離最小為√32+42-l=4。故選A。
反思:由特殊條件和幾何性質求圓的方程,關鍵是對圓兩種方程構建過程的認知,合理選擇一般式和標準式。一般地,與圓心和半徑有關,選擇標準式;否則,選擇一般式。不論是哪種形式,都要確定三個獨立參數(shù),所以應該有三個獨立等式進行求解。本題利用三點共線的條件確定圓心的坐標位置,進而求出圓心到原點距離的最小值,使問題簡單化。
聚焦3——直接法探究圓的軌跡方程
例3 (2020年高考全國Ⅲ卷文6)在平面內,A,B是兩個定點,C是動點。若AC . BC=1,則點C的軌跡為( )。
A.圓 B.橢圓 C.拋物線
D.直線
反思:用直接法探究動點軌跡方程,需合理建系,設出定點和動點的坐標,把幾何條件坐標化,化簡整理得到橫縱坐標滿足的關系式,這是探究軌跡方程最基本和直接的方法,反思:直線與圓相切,利用圓心到直線的距離等于半徑得到圓心坐標與半徑之間的關系,可以降元簡化運算,凸顯圓的幾何性質的簡化作用,考查數(shù)學運算、直觀想象等學科素養(yǎng)。
聚焦6——幾何法探究直線和圓的最值或范圍問題
反思:求解本題關鍵在于如何合理轉化| PM|.|AB |最小,借助圓外一點作圓的切線構成的四邊形共圓,利用點到直線距離最短等問題化歸為求兩圓的公共弦的方程問題,考查了直線與圓、圓與圓的位置關系,以及圓的幾何性質的應用,考查數(shù)學運算、直觀想象等學科素養(yǎng)。
(責任編輯 王福華)