【解析几何例题及答案解析】解析几何是数学中一个重要分支,主要研究几何图形与代数方程之间的关系。通过坐标系将几何问题转化为代数问题,从而更方便地进行计算和分析。以下是一些典型的解析几何例题及其详细解答过程,帮助读者更好地理解和掌握相关知识点。
一、例题1:求直线方程
题目:已知点A(2, 3)和点B(4, 7),求过这两点的直线方程。
解题思路:
1. 计算斜率 $ k = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{7 - 3}{4 - 2} = 2 $
2. 使用点斜式方程:$ y - y_1 = k(x - x_1) $
3. 代入点A(2, 3),得:$ y - 3 = 2(x - 2) $
化简后得到:
$ y = 2x - 1 $
二、例题2:圆的标准方程
题目:已知圆心为C(-1, 2),半径为3,求该圆的标准方程。
解题思路:
圆的标准方程为:
$ (x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2 $
其中,$(a, b)$ 是圆心,$r$ 是半径。
代入数据得:
$ (x + 1)^2 + (y - 2)^2 = 9 $
三、例题3:点到直线的距离
题目:求点P(1, 5)到直线 $ 2x + 3y - 6 = 0 $ 的距离。
解题公式:
点 $ (x_0, y_0) $ 到直线 $ Ax + By + C = 0 $ 的距离为:
$$ d = \frac{
代入数据得:
$$ d = \frac{
四、例题4:两直线交点
题目:求直线 $ y = 2x + 1 $ 和 $ y = -x + 4 $ 的交点。
解题思路:
联立方程:
$$
\begin{cases}
y = 2x + 1 \\
y = -x + 4
\end{cases}
$$
令两边相等:
$ 2x + 1 = -x + 4 $
解得:$ 3x = 3 \Rightarrow x = 1 $
代入任一方程,得:$ y = 2×1 + 1 = 3 $
交点为:(1, 3)
五、例题5:椭圆的焦点
题目:已知椭圆方程为 $ \frac{x^2}{25} + \frac{y^2}{9} = 1 $,求其焦点坐标。
解题思路:
椭圆标准形式为:
$ \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 $(假设 $ a > b $)
其中,焦点在x轴上,坐标为 $ (\pm c, 0) $,其中 $ c = \sqrt{a^2 - b^2} $
代入数据得:
$ a^2 = 25 $,$ b^2 = 9 $,所以 $ c = \sqrt{25 - 9} = \sqrt{16} = 4 $
焦点坐标为:(±4, 0)
六、例题6:抛物线的顶点与开口方向
题目:求抛物线 $ y = 2(x - 3)^2 + 5 $ 的顶点和开口方向。
解题思路:
抛物线的标准形式为:
$ y = a(x - h)^2 + k $,顶点为 $ (h, k) $,若 $ a > 0 $,开口向上;若 $ a < 0 $,开口向下。
本题中,$ a = 2 > 0 $,顶点为 (3, 5)
结论:顶点为 (3, 5),开口向上
七、例题7:两点间距离
题目:求点A(−3, 4)与点B(2, −1)之间的距离。
解题公式:
两点间距离公式为:
$$ d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} $$
代入数据得:
$$ d = \sqrt{(2 - (-3))^2 + (-1 - 4)^2} = \sqrt{5^2 + (-5)^2} = \sqrt{25 + 25} = \sqrt{50} $$
八、例题8:直线与圆的位置关系
题目:判断直线 $ y = x + 1 $ 与圆 $ x^2 + y^2 = 4 $ 的位置关系。
解题思路:
将直线方程代入圆的方程,消元后解判别式:
代入得:
$ x^2 + (x + 1)^2 = 4 $
展开并整理:
$ x^2 + x^2 + 2x + 1 = 4 $
$ 2x^2 + 2x - 3 = 0 $
判别式 $ D = 2^2 - 4×2×(-3) = 4 + 24 = 28 > 0 $
结论:直线与圆相交于两点
九、总结表格
| 题号 | 问题类型 | 解答内容 |
| 1 | 直线方程 | $ y = 2x - 1 $ |
| 2 | 圆的标准方程 | $ (x + 1)^2 + (y - 2)^2 = 9 $ |
| 3 | 点到直线距离 | $ \frac{11}{\sqrt{13}} $ |
| 4 | 两直线交点 | (1, 3) |
| 5 | 椭圆焦点 | (±4, 0) |
| 6 | 抛物线顶点 | 顶点 (3, 5),开口向上 |
| 7 | 两点间距离 | $ \sqrt{50} $ |
| 8 | 直线与圆关系 | 相交于两点 |
以上是部分解析几何的经典例题及详细解答,涵盖了直线、圆、椭圆、抛物线等基本几何对象的性质和应用。希望对学习解析几何的同学有所帮助。
以上就是【解析几何例题及答案解析】相关内容,希望对您有所帮助。
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