直线与圆专题强化
2012-04-09陈勇军
陈勇军
直线与圆是高考的热点,也是高考的难点,对这块内容复习切不可只是下苦功夫,要多动脑筋、勤施小计,才能使问题得以迎刃而解。本文就直线与圆的问题举数例说明。
【例1】如图1,一根棒AB长为2米,斜靠在墙壁AC上,∠ABC=60°,如果棒的两端A,B分别沿AC、CB方向滑动到A′B′,且AA′=(3-2)米,问棒的中点D运动的路程是米.
分析目标需要求棒的中点D运动的路程,就必须知道点D的运动变化轨迹;在棒运动过程中,点A、B、D的位置发生变化,哪些量没有发生改变呢?——线段AB的长度及∠C=π2是定值,进一步可知,△ABC始终是直角三角形,同时DC=12AB=1,从而点D的运动变化轨迹是单位圆的一部分。
解如图2,点D,D′分别是线段AB,A′B′的中点,点D的运动轨迹是单位圆的一部分弧DD′,∠DCB=∠DBC=π3,因为AA′=(3-2),所以A′C=AC-AA′=3-(3-2)=2,又A′B′=2,从而△A′CB′是等腰直角三角形,所以∠D′CB′=π4,进而∠DCD′=π3-π4=π12,所以弧DD′的长度为π12×1=π12米.
点拨探求动点轨迹问题时,需要理清“动”与“定”,从“动”“定”中需求解题方法。
总结:(1) 直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,这一结论是处理圆轨迹问题的常用方法。
(2) 圆弧l=Rθ(R为半径,θ为圆弧所对的圆心角)。
【例2】点P(1,0)在直线l:ax+by+c=0上的射影为点M,其中a,b,c是满足2b=c-a的任意三个实数,定点N(-3,2),则|MN|的取值范围是.
分析(1) 直线l有没有什么性质呢?其中系数满足2b=c-a。消去b,直线l可化为ax-12y+c12y+1=0,令x-12y=0,12y+1=0,得x=-1,y=-2,从而直线l过定点Q(-1,-2)。
(2) 射影点M在哪里?始终保持∠PMQ=π2,且PQ=22,从而点M在以线段PQ为直径的圆上,问题转化为圆外一点到圆上动点M的距离的最值问题。
解如图3,根据分析可得|NA-AM|≤|MN|≤|NA+AM|,从而22≤|MN|≤42,即|MN|的取值范围是[22,42].
点拨注意隐含条件直线过定点。
总结:(1) 直线m(A1x+B1y+C1)+n(A2x+B2y+C2)=0(m,n∈R,A1B2≠A2B1)过定点,定点为方程A1x+B1y+C1=0,
A2x+B2y+C2=0的解。……
