(数学奥林匹克·命题人讲座系列1)《解析几何》单墫主编 的 读书笔记和选讲 第一讲 直线与圆 1.1 直线(1)知识桥

本文主要是介绍(数学奥林匹克·命题人讲座系列1)《解析几何》单墫主编 的 读书笔记和选讲 第一讲 直线与圆 1.1 直线(1)知识桥,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言:

作为一名竞赛生,适合的教材是必不可少的,在数学老师的推荐下,接触到了这一系列(共12本),博主将会根据自己的知识,理解和笔记进行选择性的讲解有一些题目博主就不讲了,同时一些知识介绍部分,博主还是沿用“知识桥”进行选讲,过于简单的知识可能就一笔带过,并且将会使用知识点和题目交替的方式来讲解,也就是一讲知识点,一讲题目和解析),博主的很多笔记都来自数学老师的资料赠与与百度,谷歌等搜索引擎,如果有所谬误,请多多指教,在这里放一张书面封面图片,以防弄混淆了

数学奥林匹克·命题人讲座系列第一本 《解析几何》

那我们正式开始吧!

 第一讲:直线与圆

这一讲分为两个部分,1.1直线与1.2圆的方程

知识汇总:

1.倾斜角\alpha:当直线lx轴相交时,x轴绕着交点按逆时针方向旋转到和l重合时所转过的最小正角为\alpha

2.斜率kk = tan\alpha, 当\alpha\frac{\pi }{2}时,无斜率(直线无斜率)

3.两点斜率公式:两点P_{1}(x_{1},y_{1}),P_{2}(x_{2},y_{2})则斜率k = \frac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}}(x_{1}\neq x_{2})

直线的方程有很多种类,点斜式,斜截式,两点式,截距式,参数式,一般式和法线式

形式适用范围斜率
点斜式y-y_{0}=k(x-x_{0})不能表示与x轴垂直的直线k
斜截式y=kx+b不能表示与x轴垂直的直线k
两点式\frac{y-y_{1}}{_{y2}-y_{1}}=\frac{x-x_{1}}{x_{2}-x_{1}}x_{1}\neq x_{2},y_{1}\neq y_{2},不能表示与x轴和y轴垂直的直线\frac{x_{2}-x_{1}}{y_{2}-y_{1}}
截距式\frac{x}{a}+\frac{y}{b}=1不能表示与x轴和y轴垂直的直线,也不能表示过原点的直线-\frac{b}{a}
参数式\left\{\begin{matrix} x=x_{0}+at, & \\ y=y_{0}+bt, & \end{matrix}\right.(t为参数)任何直线都能标示
一般式Ax+By+C=0A,B不能同时为0,任何直线都能表示-\frac{A}{B}
法线式xcos\theta +ysin\theta -p=0 (0^{\circ}\leqslant \theta<360^{\circ}, p\geqslant 0)\theta是该直线的法向量,p是该法向量的长度-\frac{cos\theta }{sin\theta } = -\frac{1}{tan\theta }

*参数式可以有很多形式,其中的a和b可以被cosa和sina代替,也可以设直线过点M_{1}(x_{1},y_{1}),M_{2}(x_{2},y_{2})则该直线上的动点M(x,y)的坐标满足该形式    x=\frac{x_{1}+\lambda x_{2}}{1+\lambda }, y=\frac{y_{1}+\lambda y_{2}}{1+\lambda }(\lambda \neq -1),此时M的分线段M1,M2的比为\lambda

3. 两直线平行和垂直的充要条件

若两直线平行,则无解,若无解,则两直线平行,此时两直线斜率一样,所以\frac{A_{2}}{A_{1}}=\frac{B_{2}}{B_{1}}

若两直线垂直,则A_{1}A_{2}+B_{1}B_{2}=0

4.点线距离公式(两点距离公式过于简单,在此不再赘述):点P(x_{0},y_{0})到直线l:Ax+By+C=0的距离为d=\frac{|Ax_{0}+By_{0}+C|}{\sqrt{A^{2}+B^{2}}}

5.两平行线距离公式(两直线分别为Ax+By+C_{1}=0Ax+By+C_{2}=0):d=\frac{|C_{1}-C_{2}|}{\sqrt{A^{2}+B^{2}}}

6.两直线夹角:当A_{1}A_{2}+B_{1}B_{2}\neq 0时,tan\theta =|\frac{A_{1}B_{2}-A_{2}B_{1}}{A_{1}A_{2}+B_{1}B_{2}}|=|\frac{k_{2}-k_{1}}{1+k_{1}k_{2}}|

 

这已经是我三年前的笔记了,有的已经忘记当时是怎么想的了[哭笑不得]其余的定理,其实可以自证试一试看,都比较简单

7.施泰纳-莱赫姆斯(Steiner-Lehmus)角平分线定理

 两个底角平分线相等的三角形是等腰三角形(个人感觉有点显然[实则不然])

它的证明:

最为简单的方法,没有之一

 

使用了角平分线长公式,该公式可以使用斯特瓦尔特定理去证明,而斯特瓦尔特的证明如图

 当然有时间和有兴趣的人可以试一试三角法和建系的做法(PS:我一开始不喜欢用建系的方法,后来发现,嗯,确实好用,简单直接)

 8.简单线性规划

总结

这是我们解析几何的第一讲,后续第二讲将会是和直线有关的例题,有意向者可以试一试,谢谢读者们的阅读

这篇关于(数学奥林匹克·命题人讲座系列1)《解析几何》单墫主编 的 读书笔记和选讲 第一讲 直线与圆 1.1 直线(1)知识桥的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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