
1.求直線的方程,考查點(diǎn)到直線的距離公式,直線間的位置關(guān)系,多以選擇題、 填空題的形式出現(xiàn),中低難度.2.和圓錐曲線相結(jié)合,求圓的方程或弦長、面積等,中高難度.
1.已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,直線l2:A2x+B2y+C2=0,則l1∥l2?A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0),l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.
(1)(多選)已知直線l的傾斜角等于30°,且l經(jīng)過點(diǎn)(0,1),則下列結(jié)論中正確的是
(2)當(dāng)點(diǎn)M(2,-3)到直線(4m-1)x-(m-1)y+2m+1=0的距離取得最大值時(shí),m等于
將直線(4m-1)x-(m-1)y+2m+1=0轉(zhuǎn)化為(4x-y+2)m-x+y+1=0,
所以直線恒過定點(diǎn)N(-1,-2),當(dāng)直線MN與該直線垂直時(shí),點(diǎn)M到該直線的距離取得最大值,
解決直線方程問題的三個(gè)注意點(diǎn)(1)利用A1B2-A2B1=0后,要注意代入檢驗(yàn),排除兩條直線重合的可能性.(2)要注意直線方程每種形式的局限性.(3)討論兩直線的位置關(guān)系時(shí),要注意直線的斜率是否存在.
(1)(多選)下列說法錯(cuò)誤的是A.過點(diǎn)A(-2,-3)且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等的直線l的方程為x+y=-5B.直線2(m+1)x+(m-3)y+7-5m=0必過定點(diǎn)(1,3)C.經(jīng)過點(diǎn)P(1,1),傾斜角為θ的直線方程為y-1=tan θ(x-1)D.過(x1,y1),(x2,y2)兩點(diǎn)的所有直線的方程為(x2-x1)(y-y1)=(y2- y1)(x-x1)
對于A中,當(dāng)在兩坐標(biāo)軸上的截距相等且等于0時(shí),直線過原點(diǎn),可設(shè)直線方程為y=kx,又直線過點(diǎn)A(-2,-3),
對于B中,直線2(m+1)x+(m-3)y+7-5m=0可化為(2x+y-5)m+2x-3y+7=0,
即直線2(m+1)x+(m-3)y+7-5m=0必過定點(diǎn)(1,3),所以B正確;
對于D中,由兩點(diǎn)(x1,y1),(x2,y2),
當(dāng)x1=x2時(shí),此時(shí)過(x1,y1),(x2,y2)兩點(diǎn)的所有直線的方程為x=x1或x=x2,適合上式,所以過(x1,y1),(x2,y2)兩點(diǎn)的所有直線的方程為(x2-x1)(y-y1)=(y2-y1)(x-x1),所以D正確.
因?yàn)橹本€l1:x-2y+m=0(m>0)與l2:2x+ny-6=0平行,
所以直線l2為2x-4y-6=0,直線l1:x-2y+m=0(m>0)化為2x-4y+2m=0(m>0),
得|2m+6|=20,因?yàn)閙>0,所以2m+6=20,解得m=7,所以m+n=7-4=3.
1.圓的標(biāo)準(zhǔn)方程當(dāng)圓心為(a,b),半徑為r時(shí),其標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-a)2+(y-b)2=r2.2.圓的一般方程
(1)已知圓C1:x2+y2=4與圓C2關(guān)于直線2x+y+5=0對稱,則圓C2的標(biāo)準(zhǔn)方程為A.(x+4)2+(y+2)2=4B.(x-4)2+(y-2)2=4C.(x+2)2+(y+4)2=4D.(x-2)2+(y-4)2=4
由題意可得,圓C1的圓心坐標(biāo)為(0,0),半徑為2,設(shè)圓心C1(0,0)關(guān)于直線2x+y+5=0的對稱點(diǎn)為C2(a,b),
所以圓C2的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+4)2+(y+2)2=4.
(2)(2023·泉州模擬)已知圓C:x2+y2+mx-2y=0關(guān)于直線l:(a+1)x-ay-1=0(a≠-1)對稱,l與C交于A,B兩點(diǎn),設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)為O,則|OA|+|OB|的最大值等于A.2 B.4 C.8 D.16
圓C:x2+y2+mx-2y=0,
直線l:(a+1)x-ay-1=0,因?yàn)閍≠-1,所以直線l的斜率不為0,又a(x-y)+(x-1)=0,
即直線l恒過定點(diǎn)D(1,1),又圓C關(guān)于直線l對稱,所以圓心C在直線l上,
顯然(0-1)2+(0-1)2=2,即圓C過坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0),因?yàn)閘與C交于A,B兩點(diǎn),即A,B為直徑的兩個(gè)端點(diǎn),如圖,所以∠AOB=90°,
即|OA|·|OB|≤4,當(dāng)且僅當(dāng)|OA|=|OB|=2時(shí)取等號,所以(|OA|+|OB|)2=|OA|2+|OB|2+2|OA|·|OB|=8+2|OA|·|OB|≤16,即|OA|+|OB|≤4,當(dāng)且僅當(dāng)|OA|=|OB|=2時(shí)取等號,即|OA|+|OB|的最大值等于4.
解決圓的方程問題一般有兩種方法(1)幾何法:通過研究圓的性質(zhì)、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,進(jìn)而求得圓的基本量和方程.(2)代數(shù)法:即用待定系數(shù)法先設(shè)出圓的方程,再由條件求得各系數(shù).
(1)(2023·龍巖質(zhì)檢)寫出一個(gè)與圓x2+y2=1外切,并與直線y= x及y軸都相切的圓的方程____________________________________________________________________________________________________________________________________.
設(shè)所求圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=r2,因?yàn)榕c圓x2+y2=1外切,
聯(lián)立得3a2=2|a|+1,
(2)(2023·福州模擬)已知⊙O1:(x-2)2+(y-3)2=4,⊙O1關(guān)于直線ax+2y+1=0對稱的圓記為⊙O2,點(diǎn)E,F(xiàn)分別為⊙O1,⊙O2上的動(dòng)點(diǎn),EF長度的最小值為4,則a等于
由題易知兩圓不可能相交或相切,如圖,當(dāng)EF所在直線過兩圓圓心且與對稱軸垂直,點(diǎn)E,F(xiàn)又接近于對稱軸時(shí),EF長度最小,此時(shí)圓心O1到對稱軸的距離為4,
1.直線與圓的位置關(guān)系:相交、相切和相離.其判斷方法為:(1)點(diǎn)線距離法.(2)判別式法:設(shè)圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2,直線l:Ax+By+C=0(A2+
消去y,得到關(guān)于x的一元二次方程,其根的判別式為Δ,則直線與圓相離?Δ0.2.圓與圓的位置關(guān)系,即內(nèi)含、內(nèi)切、相交、外切、外離.
考向1 直線與圓的位置關(guān)系
(1)(多選)(2023·陽泉模擬)已知直線l:y=kx+2k+2(k∈R)與圓C:x2+y2-2y-8=0.則下列說法正確的是A.直線l過定點(diǎn)(-2,2)B.直線l與圓C相離C.圓心C到直線l距離的最大值是D.直線l被圓C截得的弦長的最小值為4
對于A,因?yàn)閘:y=kx+2k+2(k∈R),即y=k(x+2)+2,令x+2=0,即x=-2,得y=2,所以直線l過定點(diǎn)(-2,2),故A正確;對于B,因?yàn)?-2)2+22-2×2-80),則下列說法正確的是A.若r=2,兩圓的公切線過點(diǎn)(-2,0)B.若r=2,兩圓的相交弦長為C.若兩圓的一個(gè)交點(diǎn)為M,分別過點(diǎn)M的兩圓的切線相互垂直,則r=3D.當(dāng)r>3時(shí),兩圓的位置關(guān)系為內(nèi)含
當(dāng)r>3時(shí),r-1>2=|OO1|,故兩圓的位置關(guān)系是內(nèi)含,D正確.
直線與圓相切問題的解題策略當(dāng)直線與圓相切時(shí),利用“切線與過切點(diǎn)的半徑垂直,圓心到切線的距離等于半徑”建立關(guān)于切線斜率的等式,所以求切線方程時(shí)主要選擇點(diǎn)斜式.過圓外一點(diǎn)求解切線段長的問題,可先求出圓心到圓外一點(diǎn)的距離,再結(jié)合半徑利用勾股定理計(jì)算.
(1)(2023·邯鄲模擬)已知直線l:x-y+5=0與圓C:x2+y2-2x-4y-4=0交于A,B兩點(diǎn),若M是圓上的一動(dòng)點(diǎn),則△MAB面積的最大值是_________.
圓C:(x-1)2+(y-2)2=9,則圓C的圓心為C(1,2),半徑r=3,
(2)(多選)(2023·遼陽模擬)已知⊙E:(x-2)2+(y-1)2=4,過點(diǎn)P(5,5)作圓E的切線,切點(diǎn)分別為M,N,則下列命題中真命題是A.|PM|=B.直線MN的方程為3x+4y-14=0C.圓x2+y2=1與⊙E共有4條公切線D.若過點(diǎn)P的直線與⊙E交于G,H兩點(diǎn),則當(dāng)△EHG面積最大時(shí),|GH| =2
因?yàn)閳AE的方程為(x-2)2+(y-1)2=4,所以圓心E的坐標(biāo)為(2,1),半徑為2,如圖,所以|EM|=|EN|=2,
由已知得PM⊥ME,PN⊥NE,
因?yàn)镻M⊥ME,PN⊥NE,所以點(diǎn)P,M,E,N四點(diǎn)共圓,且圓心為PE的中點(diǎn),
即x2-7x+y2-6y+15=0,
又圓E的方程可化為x2-4x+y2-2y+1=0,所以圓E與圓F的公共弦方程為3x+4y-14=0,故直線MN的方程為3x+4y-14=0,B正確;
圓x2+y2=1的圓心O的坐標(biāo)為(0,0),半徑為1,
所以圓x2+y2=1與圓E相交,故兩圓只有2條公切線,C錯(cuò)誤;如圖,設(shè)∠HEG=θ,則θ∈(0,π),
一、單項(xiàng)選擇題1.(2023·丹東模擬)若直線l1:x+ay-3=0與直線l2:(a+1)x+2y-6=0平行,則a等于A.-2 B.1C.-2或1 D.-1或2
由題意知,直線l1:x+ay-3=0與直線l2:(a+1)x+2y-6=0平行,∴1×2=a(a+1),解得a=-2或a=1.當(dāng)a=-2時(shí),l1:x-2y-3=0,l2:-x+2y-6=0,l1∥l2.當(dāng)a=1時(shí),l1:x+y-3=0,l2:x+y-3=0,l1與l2重合.綜上所述,a=-2.
2.(2023·蚌埠質(zhì)檢)直線l:x+my+1-m=0與圓C:(x-1)2+(y-2)2=9的位置關(guān)系是A.相交 B.相切C.相離 D.無法確定
已知直線l:x+my+1-m=0過定點(diǎn)(-1,1),將點(diǎn)(-1,1)代入圓的方程可得(-1-1)2+(1-2)20,
則圓的方程為x2+y2-6x+2y+5=0,
4.(2023·濱州模擬)已知直線l:mx+ny=1與圓O:x2+y2=1相切,則mn的最大值為
由于直線l:mx+ny=1與圓O:x2+y2=1相切,
5.(2023·洛陽模擬)已知點(diǎn)P為直線y=x+1上的一點(diǎn),M,N分別為圓C1:(x-4)2+(y-1)2=1與圓C2:x2+(y-4)2=1上的點(diǎn),則|PM|+|PN|的最小值為A.5 B.3 C.2 D.1
由圓C1:(x-4)2+(y-1)2=1,可得圓心C1(4,1),半徑r1=1,圓C2:x2+(y-4)2=1,可得圓心C2(0,4),半徑r2=1,
如圖,|PM|≥|PC1|-r1,|PN|≥|PC2|-r2,所以|PM|+|PN|≥|PC1|+|PC2|-r1-r2=|PC1|+|PC2|-2≥|C1C2|-2=3,當(dāng)點(diǎn)M,N,C1,C2,P共線時(shí),|PM|+|PN|取得最小值,故|PM|+|PN|的最小值為3.
6.(2023·信陽模擬)已知圓C:x2+y2+2x-3=0與過原點(diǎn)O的直線l:y=kx(k≠0)相交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P(m,0)為x軸上一點(diǎn),記直線PA,PB的斜率分別為k1,k2,若k1+k2=0,則實(shí)數(shù)m的值為A.-3 B.-2 C.2 D.3
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),因?yàn)橹本€l的方程為y=kx,代入圓C的方程,得(k2+1)x2+2x-3=0,
因?yàn)閗≠0,所以2m-6=0,解得m=3.
7.(2023·全國乙卷)已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-4x-2y-4=0,則x-y的最大值是
方法一 令x-y=k,則x=k+y,代入原式化簡得2y2+(2k-6)y+k2-4k-4=0,因?yàn)榇嬖趯?shí)數(shù)y,則Δ≥0,即(2k-6)2-4×2(k2-4k-4)≥0,化簡得k2-2k-17≤0,
方法二 由x2+y2-4x-2y-4=0可得(x-2)2+(y-1)2=9,
8.已知圓O:x2+y2=1,點(diǎn)P在直線l:x-y-2 =0上運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)P作圓O的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,當(dāng)∠APB最大時(shí),記劣弧 及PA,PB所圍成的平面圖形的面積為S,則A.2
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