
題型一:不含參數(shù)(含參數(shù))的直線與圓的位置關(guān)系
題型二:由直線與圓的位置關(guān)系求參數(shù)、求直線與圓的交點(diǎn)坐標(biāo)
題型三:切線與切線長(zhǎng)問(wèn)題
題型四:弦長(zhǎng)問(wèn)題
題型五:判斷圓與圓的位置關(guān)系
題型六:由圓的位置關(guān)系確定參數(shù)
題型七:公共弦與切點(diǎn)弦問(wèn)題
題型八:公切線問(wèn)題
題型九:圓中范圍與最值問(wèn)題
題型十:圓系問(wèn)題
【知識(shí)點(diǎn)梳理】
知識(shí)點(diǎn)一:直線與圓的位置關(guān)系
1、直線與圓的位置關(guān)系:
(1)直線與圓相交,有兩個(gè)公共點(diǎn);
(2)直線與圓相切,只有一個(gè)公共點(diǎn);
(3)直線與圓相離,沒(méi)有公共點(diǎn).
2、直線與圓的位置關(guān)系的判定:
(1)代數(shù)法:
判斷直線與圓C的方程組成的方程組是否有解.如果有解,直線與圓C有公共點(diǎn).
有兩組實(shí)數(shù)解時(shí),直線與圓C相交;
有一組實(shí)數(shù)解時(shí),直線與圓C相切;
無(wú)實(shí)數(shù)解時(shí),直線與圓C相離.
(2)幾何法:
由圓C的圓心到直線的距離與圓的半徑的關(guān)系判斷:
當(dāng)時(shí),直線與圓C相交;
當(dāng)時(shí),直線與圓C相切;
當(dāng)時(shí),直線與圓C相離.
知識(shí)點(diǎn)詮釋:
(1)當(dāng)直線和圓相切時(shí),求切線方程,一般要用到圓心到直線的距離等于半徑,記住常見(jiàn)切線方程,可提高解題速度;求切線長(zhǎng),一般要用到切線長(zhǎng)、圓的半徑、圓外點(diǎn)與圓心連線構(gòu)成的直角三角形,由勾股定理解得.
(2)當(dāng)直線和圓相交時(shí),有關(guān)弦長(zhǎng)的問(wèn)題,要用到弦心距、半徑和半弦構(gòu)成的直角三角形,也是通過(guò)勾股定理解得,有時(shí)還用到垂徑定理.
(3)當(dāng)直線和圓相離時(shí),常討論圓上的點(diǎn)到直線的距離問(wèn)題,通常畫圖,利用數(shù)形結(jié)合來(lái)解決.
知識(shí)點(diǎn)二:圓的切線方程的求法
1、點(diǎn)在圓上,如圖.
法一:利用切線的斜率與圓心和該點(diǎn)連線的斜率
的乘積等于,即.
法二:圓心到直線的距離等于半徑.
2、點(diǎn)在圓外,則設(shè)切線方程:,變成一般式:,因?yàn)榕c圓相切,利用圓心到直線的距離等于半徑,解出.
知識(shí)點(diǎn)詮釋:
因?yàn)榇藭r(shí)點(diǎn)在圓外,所以切線一定有兩條,即方程一般是兩個(gè)根,若方程只有一個(gè)根,則還有一條切線的斜率不存在,務(wù)必要把這條切線補(bǔ)上.
常見(jiàn)圓的切線方程:
(1)過(guò)圓上一點(diǎn)的切線方程是;
(2)過(guò)圓上一點(diǎn)的切線方程是
.
知識(shí)點(diǎn)三:求直線被圓截得的弦長(zhǎng)的方法
1、應(yīng)用圓中直角三角形:半徑,圓心到直線的距離,弦長(zhǎng)具有的關(guān)系,這也是求弦長(zhǎng)最常用的方法.
2、利用交點(diǎn)坐標(biāo):若直線與圓的交點(diǎn)坐標(biāo)易求出,求出交點(diǎn)坐標(biāo)后,直接用兩點(diǎn)間的距離公式計(jì)算弦長(zhǎng).
知識(shí)點(diǎn)四:圓與圓的位置關(guān)系
1、圓與圓的位置關(guān)系:
(1)圓與圓相交,有兩個(gè)公共點(diǎn);
(2)圓與圓相切(內(nèi)切或外切),有一個(gè)公共點(diǎn);
(3)圓與圓相離(內(nèi)含或外離),沒(méi)有公共點(diǎn).
2、圓與圓的位置關(guān)系的判定:
(1)代數(shù)法:
判斷兩圓的方程組成的方程組是否有解.
有兩組不同的實(shí)數(shù)解時(shí),兩圓相交;
有一組實(shí)數(shù)解時(shí),兩圓相切;
方程組無(wú)解時(shí),兩圓相離.
(2)幾何法:
設(shè)的半徑為,的半徑為,兩圓的圓心距為.
當(dāng)時(shí),兩圓相交;
當(dāng)時(shí),兩圓外切;
當(dāng)時(shí),兩圓外離;
當(dāng)時(shí),兩圓內(nèi)切;
當(dāng)時(shí),兩圓內(nèi)含.
知識(shí)點(diǎn)詮釋:
判定圓與圓的位置關(guān)系主要是利用幾何法,通過(guò)比較兩圓的圓心距和兩圓的半徑的關(guān)系來(lái)確定,這種方法運(yùn)算量小.也可利用代數(shù)法,但是利用代數(shù)法解決時(shí),一是運(yùn)算量大,二是方程組僅有一解或無(wú)解時(shí),兩圓的位置關(guān)系不明確,還要比較兩圓的圓心距和兩圓半徑的關(guān)系來(lái)確定.因此,在處理圓與圓的位置關(guān)系時(shí),一般不用代數(shù)法.
3、兩圓公共弦長(zhǎng)的求法有兩種:
方法一:將兩圓的方程聯(lián)立,解出兩交點(diǎn)的坐標(biāo),利用兩點(diǎn)間的距離公式求其長(zhǎng).
方法二:求出公共弦所在直線的方程,利用勾股定理解直角三角形,求出弦長(zhǎng).
4、兩圓公切線的條數(shù)
與兩個(gè)圓都相切的直線叫做兩圓的公切線,圓的公切線包括外公切線和內(nèi)公切線兩種.
(1)兩圓外離時(shí),有2條外公切線和2條內(nèi)公切線,共4條;
(2)兩圓外切時(shí),有2條外公切線和1條內(nèi)公切線,共3條;
(3)兩圓相交時(shí),只有2條外公切線;
(4)兩圓內(nèi)切時(shí),只有1條外公切線;
(5)兩圓內(nèi)含時(shí),無(wú)公切線.
【典例例題】
題型一:不含參數(shù)(含參數(shù))的直線與圓的位置關(guān)系
例1.(2023·新疆克拉瑪依·高二克拉瑪依市高級(jí)中學(xué)校考期中)直線與圓的位置關(guān)系是( )
A.相交B.相切C.相離D.無(wú)法判斷
【答案】A
【解析】圓的圓心為,半徑,
圓心到直線的距離,
則直線與圓相交.
故選:A.
例2.(2023·遼寧·高二校聯(lián)考期中)圓與直線的位置關(guān)系是( )
A.相交B.相切C.相離D.不能確定
【答案】A
【解析】圓的圓心為,半徑為1,
所以圓心到直線的距離,
所以直線與圓的位置關(guān)系為相交.
故選:A.
例3.(2023·北京順義·高二北京市順義區(qū)第一中學(xué)校考期中)直線與圓的位置關(guān)系是( )
A.相交B.相切C.相離D.都有可能
【答案】B
【解析】圓的圓心為,半徑為,
所以圓心到直線的距離為,與半徑相等,
所以直線與圓的位置關(guān)系是相切,
故選:B
例4.(2023·四川資陽(yáng)·高二四川省資陽(yáng)中學(xué)??计谥?圓與直線的位置關(guān)系為( )
A.相離B.相切C.相交D.以上都有可能
【答案】C
【解析】因?yàn)橹本€方程為,
所以令,則,即直線過(guò)定點(diǎn),
因?yàn)閳A的方程為,
故將代入得,
所以點(diǎn)在圓的內(nèi)部,
故直線與圓相交.
故選:C.
例5.(2023·四川眉山·高二眉山中學(xué)??计谀?直線與圓的位置關(guān)系為( )
A.相交B.相切C.相離D.與的值有關(guān)
【答案】A
【解析】直線,即,因此直線恒過(guò)定點(diǎn),
因,即點(diǎn)A在圓內(nèi),
所以直線與圓相交.
故選:A
例6.(2023·北京東城·高二北京市第五中學(xué)??计谥?已知直線與圓,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.對(duì),直線恒過(guò)一定點(diǎn)
B.,使直線與圓相切
C.對(duì),直線與圓一定相交
D.直線與圓相交且直線被圓所截得的最短弦長(zhǎng)為
【答案】B
【解析】直線,即,
令,解得,即直線恒過(guò)定點(diǎn),故A正確;
圓,即圓,圓心,半徑,
則,即點(diǎn)在圓內(nèi),所以直線與圓一定相交,故B錯(cuò)誤,故C正確,
當(dāng)時(shí)直線與圓相交且直線被圓所截得的弦長(zhǎng)最短,最短弦長(zhǎng),故D正確,
故選:B.
例7.(2023·高二課時(shí)練習(xí))直線:與圓C:的位置關(guān)系為( )
A.相交或相切B.相交或相離C.相切D.相交
【答案】D
【解析】圓C:,圓心為,半徑為,
直線:,即,
圓心到直線的距離為,故直線與圓相交.
故選:D
例8.(2023·河北邢臺(tái)·高二邢臺(tái)市第二中學(xué)校考期末)已知直線和圓,則直線與圓的位置關(guān)系為( )
A.相離B.相切C.相交D.不能確定
【答案】C
【解析】直線方程整理為,即直線過(guò)定點(diǎn),
而,所以定點(diǎn)在圓內(nèi),
∴直線與圓相交.
故選:C.
題型二:由直線與圓的位置關(guān)系求參數(shù)、求直線與圓的交點(diǎn)坐標(biāo)
例9.(2023·高二單元測(cè)試)直線與圓沒(méi)有公共點(diǎn),則的取值范圍是( )
A.或B.
C.D.或
【答案】A
【解析】因?yàn)閳A 的圓心為,半徑為,則點(diǎn)到直線的距離大于,
,即或;
故選:A.
例10.(2023·高二課時(shí)練習(xí))若直線與圓相交,則( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】由直線,可化為,
因?yàn)橹本€與圓相交,可得,
整理得,所以.
故選:B.
例11.(2023·高二??颊n時(shí)練習(xí))過(guò)點(diǎn)的直線中,被圓截得的弦最長(zhǎng)的直線的方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】的圓心為,
過(guò)點(diǎn)的直線中,被圓截得的弦最長(zhǎng)的直線必過(guò)圓心,
所以,
所以直線方程為,即.
故選:D.
例12.(2023·河南商丘·高二商丘市實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考期中)已知圓與直線相切,則實(shí)數(shù)( )
A.5B.10C.25D.100
【答案】D
【解析】圓的圓心為,半徑,
因?yàn)橹本€與圓相切,所以圓心到直線的距離,
解得:.
故選:D
例13.(2023·湖南長(zhǎng)沙·高二??计谥?關(guān)于的方程有兩解,則k的范圍為( )
A.B.
C. D.
【答案】C
【解析】根據(jù)題意可知,表示的直線恒過(guò)定點(diǎn),
對(duì)兩邊同平方并移項(xiàng)得,,
則表示的是圓的上半部分,
若關(guān)于的方程有兩解,
即直線與上半圓有兩個(gè)交點(diǎn),
畫出圖象如下圖所示:
易知,定點(diǎn),即兩點(diǎn)之間的斜率,同理,
當(dāng)直線從位置繞點(diǎn)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到位置時(shí)滿足題意,
所以需滿足,即.
故選:C
例14.(2023·江蘇宿遷·高二統(tǒng)考期中)直線與曲線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】C
【解析】聯(lián)立直線方程和曲線方程可得可得,
即,解得或,故方程組的解為或.
故選:C
例15.(2023·云南昆明·高二校考期中)直線y=0與圓C:x2+y2-2x-4y=0相交于A?B兩點(diǎn),則△ABC的面積是( )
A.4B.3C.2D.1
【答案】C
【解析】由x2+y2-2x-4y=0得,
∴,
由得,
所以△ABC的面積為.
故選:C.
題型三:切線與切線長(zhǎng)問(wèn)題
例16.(2023·天津西青·高二天津市西青區(qū)楊柳青第一中學(xué)??茧A段練習(xí))過(guò)點(diǎn)作圓的切線,則切線的方程為_(kāi)_________.
【答案】
【解析】圓的圓心,
∵,則點(diǎn)在圓上,即點(diǎn)為切點(diǎn),
則圓心到切點(diǎn)連線的斜率,可得切線的斜率,
故切線的方程,即.
故答案為:.
例17.(2023·云南昆明·高二統(tǒng)考期末)圓在點(diǎn)處的切線方程為_(kāi)___________.
【答案】
【解析】設(shè)圓的圓心,點(diǎn)
將代入圓的方程成立,所以在圓上,與切線垂直,
所以切線斜率,
切線方程為,即.
故答案為:
例18.(2023·湖北·高二統(tǒng)考期末)直線l過(guò)且與圓相切,則直線l的方程為_(kāi)_______.
【答案】
【解析】由圓的方程,得,此圓的圓心為,半徑為2,
顯然點(diǎn)在圓上,因此直線l垂直于經(jīng)過(guò)點(diǎn)、點(diǎn)的直線,
所以直線l的方程為.
故答案為:
例19.(2023·北京·高二北京一七一中校考階段練習(xí))過(guò)點(diǎn)的圓的切線方程為 _________________.
【答案】或
【解析】當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),
切線的方程為,圓心到該直線的距離等于半徑1,符合題意,
當(dāng)切線的斜率存在時(shí),
設(shè)過(guò)點(diǎn)的切線方程為,即,
∵圓心到直線的距離等于半徑,
∴,解得,
∴切線方程為,
綜上所述,切線方程為或.
故答案為:或.
例20.(2023·高二單元測(cè)試)經(jīng)過(guò)點(diǎn)作圓的切線,則切線的方程為_(kāi)______.
【答案】或
【解析】圓的半徑為,圓心為,
當(dāng)切線的斜率不存在時(shí),方程,與圓不相切,
所以切線的斜率存在,設(shè)切線方程為,即,
圓心到切線的距離,解得或,
所以切線的方程為或.
故答案為:或.
例21.(2023·上海楊浦·高二??计谥?由直線上一點(diǎn)向圓引切線,則切線長(zhǎng)的最小值為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】設(shè)過(guò)點(diǎn)的切線與圓相切于點(diǎn),連接,則,
圓的圓心為,半徑為,則,
當(dāng)與直線垂直時(shí),取最小值,且最小值為,
所以,,即切線長(zhǎng)的最小值為.
故答案為:.
例22.(2023·河北邢臺(tái)·高二統(tǒng)考期中)過(guò)點(diǎn)作圓的一條切線,切點(diǎn)為,則___________.
【答案】
【解析】由圓的方程知:圓心,半徑,
,.
故答案為:.
例23.(2023·黑龍江綏化·高二??计谥?已知圓,直線,為直線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)作圓的切線,切點(diǎn)為,則四邊形的面積的最小值為_(kāi)_______
【答案】
【解析】
由題知,⊙M:,圓心為,半徑,
圓心到直線上的點(diǎn)的最短距離為,
所以切線長(zhǎng),
故四邊形的面積的最小值為.
故答案為:.
例24.(2023·高二單元測(cè)試)已知圓與直線相切,則___________.
【答案】
【解析】,
圓的圓心為(2,-2),半徑r=1,
∵圓和直線相切,∴.
故答案為:.
題型四:弦長(zhǎng)問(wèn)題
例25.(2023·江蘇揚(yáng)州·高二統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)若直線與圓相交于兩點(diǎn),則弦的長(zhǎng)為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】由圓的方程得:圓心為,半徑,
圓心到直線的距離,
.
故答案為:.
例26.(2023·廣東深圳·高二深圳中學(xué)校考期末)圓的一條弦以點(diǎn)為中點(diǎn),則該弦的斜率為 __.
【答案】/-0.5
【解析】將配方得,
圓心為,,
,
弦以點(diǎn)為中點(diǎn),該弦的斜率為.
故答案為:.
例27.(2023·湖南永州·高二統(tǒng)考期末)已知直線與圓交于,兩點(diǎn),則__________.
【答案】
【解析】圓的圓心坐標(biāo)為,半徑,
圓心到直線的距離,
所以.
故答案為:
例28.(2023·云南昆明·高二昆明市第三中學(xué)??茧A段練習(xí))設(shè)為實(shí)數(shù),若直線與圓相交于M,N兩點(diǎn),且,則_________.
【答案】-1或3
【解析】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心為,半徑為,直線的一般方程為,所以圓心到直線的距離,因?yàn)?,所以,化?jiǎn)可得,解得或
故答案為:-1或3.
例29.(2023·新疆烏魯木齊·高二烏市一中校考期中)設(shè)圓的圓心為,直線過(guò),且與圓交于,兩點(diǎn),若,則直線的方程為_(kāi)__________.
【答案】或
【解析】圓,即,
所以圓心為,半徑,
又直線被圓截得的弦長(zhǎng),
圓心到直線的距離,
①當(dāng)直線過(guò)且斜率不存在時(shí),
的方程為,滿足圓心到的距離為,
,滿足題意;
②當(dāng)直線過(guò)且斜率存在時(shí),
設(shè)為,即,
圓心到直線的距離,
解得,直線方程為,
綜合可得直線的方程為或,
故答案為:或.
例30.(2023·高二課時(shí)練習(xí))直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(5,5)且和圓C:相交,截得弦長(zhǎng)為,則l的方程是______.
【答案】或
【解析】圓的圓心為,半徑.
若直線的斜率不存在,則直線的方程為,
直線與圓相切,不符合題意,所以直線的斜率存在,設(shè)為,
故直線的方程為,即,
由于直線與圓相交所得弦長(zhǎng)為,
所以圓心到直線的距離,
所以,
兩邊平方得,解得或,
所以直線的方程為或,
即或
故答案為:或
題型五:判斷圓與圓的位置關(guān)系
例31.(2023·江蘇揚(yáng)州·高二統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)圓與圓的位置關(guān)系為( ).
A.相交B.內(nèi)切C.外切D.外離
【答案】B
【解析】由題意可得,
故兩圓的圓心分別為:,設(shè)兩圓半徑分別為,則,
易知,故兩圓內(nèi)切.
故選:B
例32.(2023·安徽·高二池州市第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))圓與圓的位置關(guān)系是( )
A.外離B.外切C.相交D.內(nèi)切
【答案】C
【解析】?jī)蓤A化為標(biāo)準(zhǔn)形式,可得與圓,
可知半徑,,于是,
而,故兩圓相交,
故選:.
例33.(2023·廣東深圳·高二統(tǒng)考期末)已知圓與圓,則圓與圓的位置關(guān)系為( )
A.相交B.外切C.外離D.內(nèi)含
【答案】A
【解析】因?yàn)閳A圓心為,半徑為,圓圓心為,半徑為,
所以,易知,,
所以圓與圓相交.
故選:A.
例34.(2023·廣東梅州·高二??计谀?兩圓和的位置關(guān)系是( )
A.內(nèi)切B.內(nèi)含C.外切D.外離
【答案】A
【解析】由圓方程知:圓心,半徑;由圓方程知:圓心,半徑;
,圓與相內(nèi)切.
故選:A.
例35.(2023·四川成都·高二??计谥?圓與圓的位置關(guān)系是( )
A.外切B.內(nèi)切C.相交D.相離
【答案】B
【解析】圓圓心為,半徑為,
圓的圓心為,半徑為
故兩圓心的距離為正好為兩圓半徑的差,
故兩圓位置關(guān)系是內(nèi)切.
故選:B.
題型六:由圓的位置關(guān)系確定參數(shù)
例36.(2023·廣西·高二校聯(lián)考期中)已知圓心在原點(diǎn)的單位圓和圓外切,________.
【答案】16
【解析】圓圓心為,半徑為1,圓,圓心為,且,半徑為,
所以圓心距,因?yàn)閮蓤A外切,所以,所以.
故答案為:16
例37.(2023·上海浦東新·高二統(tǒng)考期中)已知圓:和圓:外切,則實(shí)數(shù)m的值為_(kāi)________.
【答案】3
【解析】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.圓:,∴ .
又∵兩圓外切,∴,解得m=3.
故答案為:3.
例38.(2023·遼寧沈陽(yáng)·高二校聯(lián)考期末)已知圓,以點(diǎn)為圓心,半徑為r的圓與圓C有公共點(diǎn),則r的取值范圍為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】由題知的圓心為,兩圓心的距離.
因?yàn)閮蓤A有公共點(diǎn),即相交或相切,所以,解得.
故答案為:
例39.(2023·廣東清遠(yuǎn)·高二統(tǒng)考期末)已知兩圓與外離,則整數(shù)m的取值是______.
【答案】
【解析】因?yàn)閳A的圓心為,半徑
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,所以,即;
圓的圓心為,半徑
兩圓圓心的距離為,
由兩圓外離可得,即,解得
所以,
故整數(shù)m的取值為.
故答案為:
例40.(2023·黑龍江佳木斯·高二富錦市第一中學(xué)??茧A段練習(xí))圓和圓相切,則a=______.
【答案】9或/或9
【解析】,即,
圓心為,半徑,
,圓心為,半徑,,
當(dāng)兩圓外切時(shí),,解得;
當(dāng)兩圓內(nèi)切時(shí),,解得,或,無(wú)解;
綜上所述:或.
故答案為:9或
題型七:公共弦與切點(diǎn)弦問(wèn)題
例41.(2023·全國(guó)·高二衛(wèi)輝一中校聯(lián)考階段練習(xí))已知圓:過(guò)圓:的圓心,則兩圓相交弦的方程為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】圓:的圓心坐標(biāo)為,
因?yàn)閳A過(guò)圓的圓心,所以,
所以,所以:,
兩圓的方程相減可得相交弦方程為.
故答案為:.
例42.(2023·黑龍江大慶·高二大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谀?圓與圓的公共弦所在直線方程為_(kāi)__________.
【答案】
【解析】圓的圓心為,半徑為,
圓的圓心為,半徑為,
則,則兩圓相交,
故將兩圓方程相減可得:,即,
即圓與圓的公共弦所在直線方程為,
故答案為:
例43.(2023·全國(guó)·高二合肥市第六中學(xué)校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)圓與圓的公共弦長(zhǎng)為_(kāi)_____.
【答案】/
【解析】由題意可知,兩圓方程相減可得公共弦方程為,
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,其圓心,半徑;
圓心到公共弦的距離
所以公共弦長(zhǎng)為.
故答案為:
例44.(2023·廣東湛江·高二湛江二十一中??计谥?已知圓和圓,則圓與圓的公共弦的弦長(zhǎng)__________.
【答案】
【解析】圓的圓心,半徑,
圓的圓心,半徑,
所以,滿足兩圓相交有公共弦,
兩圓公共弦所在直線方程為兩圓方程作差得:,即,
所以圓心到直線的距離,則公共弦長(zhǎng)為.
故答案為:.
例45.(2023·廣東廣州·高二廣州市第六十五中學(xué)??计谥?過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線,設(shè)兩切點(diǎn)分別為A、B,則直線的方程為_(kāi)________.
【答案】
【解析】根據(jù)題意,過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線,設(shè)兩切點(diǎn)分別為、,
則,
則以為圓心,為半徑為圓為,即圓,
為兩圓的公共弦所在的直線,則有,
變形可得:;
即直線的方程為,
故答案為:
例46.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))過(guò)圓O:外一點(diǎn)作圓O的切線,切點(diǎn)分別為A、B,則___________ .
【答案】
【解析】根據(jù)題意,圓O:的圓心為,半徑,
若,則,
圓O:外一點(diǎn)做圓O的切線,切點(diǎn)分別為A、B,
則,
故點(diǎn)A、B在以為圓心,半徑為的圓上,
該圓的方程為,
聯(lián)立兩個(gè)圓的方程: ,
兩式作差可得,則直線的方程為,
圓O的圓心O到直線的距離,
則.
故答案為:
例47.(2023·重慶北碚·高二西南大學(xué)附中校考期中)過(guò)點(diǎn)向圓引兩條切線,切點(diǎn)為、,則________.
【答案】
【解析】
如圖,在,,
所以,設(shè)直線與軸交于點(diǎn)
則有,即
所以,所以
故答案為:
題型八:公切線問(wèn)題
例48.(2023·高二課時(shí)練習(xí))到點(diǎn)、的距離分別為和的直線有________條.
【答案】
【解析】到點(diǎn)的距離為3的直線是以為圓心,為半徑的圓的切線;
同理,到點(diǎn)的距離為的直線是以為圓心,半徑為的圓的切線,
所以滿足題設(shè)條件的直線是這兩圓的公切線,
而這兩圓的圓心距,則,
所以圓和圓外離,因此它們的公切線有條,即滿足條件的直線有條.
故答案為:.
例49.(2023·四川資陽(yáng)·高二四川省資陽(yáng)中學(xué)??计谥?已知圓與圓恰有兩條公切線,則實(shí)數(shù)的取值范圍________.
【答案】
【解析】由,即,
可知圓的圓心為,半徑為;
因?yàn)閳A與圓恰有兩條公切線,所以圓與圓相交,
則,∵,
解得:,即的取值范圍是.
故答案為:.
例50.(2023·湖南益陽(yáng)·高二校聯(lián)考階段練習(xí))圓和圓公切線的條數(shù)為_(kāi)_________.
【答案】
【解析】圓,,
,因此兩圓外離,
則有條公切線.
故答案為:4.
例51.(2023·廣東深圳·高二校考階段練習(xí))圓與圓的公切線方程為_(kāi)_________.
【答案】
【解析】圓,即,
得,
所以
故兩圓內(nèi)切,公切線只有一條,與兩圓圓心的連線即x軸垂直,
由得
所以切點(diǎn)為,
故公切線方程為.
故答案為:.
例52.(2023·浙江金華·高二校聯(lián)考期末)已知圓與圓,則圓與圓的公切線方程是___________________.
【答案】
【解析】圓,即,圓心為,半徑.
圓,即,圓心為,半徑.
圓心角,所以兩圓相內(nèi)切.
由解得,
所以兩圓切點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,所以公切線的斜率為,
所以公切線的方程為.
故答案為:
例53.(2023·遼寧沈陽(yáng)·高二東北育才學(xué)校校考期末)已知圓與圓,則圓與圓的公切線方程是___________.
【答案】
【解析】圓,即,圓心為,半徑.
圓,即,圓心為,半徑.
圓心角,所以兩圓外切,
由解得,
所以兩圓切點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,所以公切線的斜率為,
所以公切線的方程為,即
故答案為:
題型九:圓中范圍與最值問(wèn)題
例54.(2023·高二課時(shí)練習(xí))圓上恰好有兩點(diǎn)到直線的距離為,則實(shí)數(shù)的取值范圍是___________.
【答案】
【解析】把圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)式為,
所以圓心坐標(biāo)為,半徑
則圓心到直線的距離,
由題意得,即,即
解得:或,即實(shí)數(shù)的取值范圍為 ,
故答案為:.
例55.(2023·江西南昌·高二階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓,直線(其中為常數(shù)).下列有關(guān)直線與圓的命題中正確命題的序號(hào)是________.
①當(dāng)時(shí),圓上有四個(gè)不同的點(diǎn)到直線的距離為1;
②若圓上有四個(gè)不同的點(diǎn)到直線的距離為1,則;
③若圓上恰有三個(gè)不同的點(diǎn)到直線的距離為1,則;
④若圓上恰有兩個(gè)不同的點(diǎn)到直線的距離為1,則;
⑤當(dāng)時(shí),圓上只有一個(gè)點(diǎn)到直線的距離為1.
【答案】①②⑤
【解析】圓心到直線的距離為,圓的半徑為2,
(1)當(dāng)即時(shí),,
圓上有四個(gè)不同點(diǎn)到直線的距離為1;
(2)當(dāng)時(shí),,
圓上恰有三個(gè)不同點(diǎn)到直線的距離為1;
(3)當(dāng)或時(shí),
圓上恰有兩個(gè)不同點(diǎn)到直線的距離為1;
(4)當(dāng)時(shí),,
圓上只有一個(gè)點(diǎn)到直線的距離為1.
故①②⑤正確.
故答案為:①②⑤.
例56.(2023·上海靜安·高二上海市新中高級(jí)中學(xué)??计谥?若圓上有四個(gè)點(diǎn)到直線的距離為,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是______.
【答案】
【解析】圓的圓心為,半徑為,
因?yàn)閳A上有四個(gè)點(diǎn)到直線的距離為,
所以圓心到直線的距離,
所以,解得.
故答案為:.
例57.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知圓,直線,點(diǎn)在直線l上.若存在圓C上的點(diǎn)Q,使得(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則的取值范圍是__________.
【答案】
【解析】過(guò)點(diǎn)作圓的切線,設(shè)切點(diǎn)為,
因?yàn)?,所以?br>又,,
所以,
所以有:
又 ,所以,,解得: ,
所以的取值范圍是.
故答案為:.
例58.(2023·高二??颊n時(shí)練習(xí))設(shè)圓:上有且僅有兩個(gè)點(diǎn)到直線的距離等于,則圓半徑的取值范圍是_________.
【答案】
【解析】圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,
圓心到直線的距離,
因?yàn)閳A上恰有相異兩點(diǎn)到直線的距離等于,
所以,
即,所以.
故答案為:
例59.(2023·上海浦東新·高二華師大二附中??计谥?平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn),若直線l:上總存在P、Q兩點(diǎn),使得恒成立,則線段PQ長(zhǎng)度的取值范圍是_______
【答案】
【解析】要使得恒成立,則點(diǎn)M在以PQ為直徑的圓的內(nèi)部,
點(diǎn)P、Q在直線上,
點(diǎn)到直線l:距離,
以PQ為直徑的圓半徑的最小值為,
所以PQ的最小值為6,則線段PQ長(zhǎng)度的取值范圍是,
故答案為:.
例60.(2023·安徽阜陽(yáng)·高二安徽省太和中學(xué)??茧A段練習(xí))若直線與圓交于兩點(diǎn),則面積的最大值為_(kāi)___.
【答案】
【解析】圓的圓心,半徑,
直線恒過(guò)定點(diǎn),則,
設(shè)中點(diǎn)為M,則點(diǎn)M在以為直徑的圓上,
設(shè)圓心到直線距離為d,
則,,
則的面積為
當(dāng)即時(shí)取得最大值.
則面積的最大值為.
故答案為:
例61.(2023·高二單元測(cè)試)若在圓上運(yùn)動(dòng),則的最大值為_(kāi)__.
【答案】
【解析】表示兩點(diǎn)所在直線的斜率,
設(shè)兩點(diǎn)所在直線的方程為,即,
如圖,當(dāng)直線與圓相切時(shí),斜率取得最值,
圓的圓心為,半徑為,
當(dāng)圓與直線相切時(shí),
圓心到直線的距離,解得,
所以的最大值為.
故答案為:.
例62.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))已知實(shí)數(shù)x,y滿足方程,則
(1)的最大值和最小值分別為_(kāi)_______和________;
(2)y-x的最大值和最小值分別為_(kāi)_______和________;
(3)的最大值和最小值分別為_(kāi)______和_______.
【答案】 / / / /
【解析】原方程可化為,表示以(2,0)為圓心,為半徑的圓.
(1)的幾何意義是圓上一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率,所以設(shè)=k,即y=kx,
當(dāng)直線y=kx與圓相切時(shí)(如圖),斜率k取最大值或最小值,此時(shí),解得k=±.
所以的最大值為,最小值為-.
(2)y-x可看作是直線y=x+b在y軸上的截距.如圖所示,當(dāng)直線y=x+b與圓相切時(shí),縱截距b取得最大值或最小值,此時(shí),解得b=-2±,
所以y-x的最大值為-2+,最小值為-2-.
(3)表示圓上的一點(diǎn)與原點(diǎn)距離的平方.由平面幾何知識(shí)知,在原點(diǎn)和圓心連線與圓的兩個(gè)交點(diǎn)處取得最大值和最小值.
又圓心到原點(diǎn)的距離為2,所以的最大值是,的最小值是.
故答案為:(1);(2);(3);.
例63.(2023·貴州·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知圓: ,為圓上任一點(diǎn),則的最大值為_(kāi)_______.
【答案】
【解析】設(shè),則,即直線方程為,
因?yàn)闉閳A上任一點(diǎn),
則圓心到直線的距離,
即,解得,
所以的最大值為,
故答案為:.
例64.(2023·遼寧朝陽(yáng)·高二北票市高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí))已知圓和兩點(diǎn)若圓C上存在點(diǎn)P,使得,則m的最大值為_(kāi)_____.
【答案】11
【解析】,記中點(diǎn)為,則,
故點(diǎn)的軌跡是以原點(diǎn)為圓心,為半徑的圓,
又在圓上,所以兩圓有交點(diǎn),
則,而,得.
故答案為:11.
例65.(2023·廣西玉林·高二博白縣中學(xué)??计谥?若直線與圓交于兩點(diǎn),則面積的最大值為_(kāi)_________
【答案】
【解析】因?yàn)橹本€方程變形為,
所以直線過(guò)定點(diǎn),
由題知圓的圓心為,半徑為,
因?yàn)?br>所以,定點(diǎn)在圓內(nèi)部,
所以,當(dāng)時(shí),弦取得最小值,此時(shí)也最小,
所以,當(dāng)時(shí),弦的最小值為,的最小值為,
所以,
所以,面積
故答案為:
例66.(2023·四川成都·高二??茧A段練習(xí))若直線與圓相交于兩點(diǎn),則弦長(zhǎng)的最小值為_(kāi)______.
【答案】
【解析】因?yàn)椋?br>所以,
令,所以,故直線恒過(guò)定點(diǎn),
又因?yàn)椋庶c(diǎn)在圓內(nèi),
設(shè)圓心為,半徑為,
當(dāng)時(shí),取得最小,
因?yàn)椋?br>所以,
故答案為:
例67.(2023·上海浦東新·高二上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校??计谥?已知,是曲線上的動(dòng)點(diǎn),為直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則的最小值為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
如圖,曲線是以為圓心,以為半徑的圓,
則根據(jù)圓的性質(zhì)可知,的最小值為,
設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,
則可得,解得,即,
連接,分別交直線與圓于,
則,
當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)取等號(hào),此時(shí)取得最小值,
所以的最小值為.
故答案為:
例68.(2023·福建福州·高二福建省連江第一中學(xué)校聯(lián)考期中)已知圓,為過(guò)的圓的切線,A為上任一點(diǎn),過(guò)A作圓的切線AP,AQ,切點(diǎn)分別是P和Q,則四邊形APNQ的面積最小值是__________.
【答案】/
【解析】依題意,直線的斜率為,則直線的斜率為,
直線的方程為,即,圓的圓心,半徑,
因?yàn)闉閳A的切線,則,四邊形的面積:
又到的距離,于是,
因此,
所以四邊形APNQ的面積最小值為.
故答案為:
題型十:圓系問(wèn)題
例69.(2023·高二課時(shí)練習(xí))求經(jīng)過(guò)點(diǎn)以及圓與交點(diǎn)的圓的方程________.
【答案】.
【解析】方法一:將化為一般式,所求圓經(jīng)過(guò)兩圓的交點(diǎn),則可設(shè)所求圓的方程為,整理得:;
此圓經(jīng)過(guò),代入上述方程得,解得,
所以該圓的方程為,即.
方法二:圓與的交點(diǎn)為,因?yàn)閳A心在軸上
設(shè)所求圓的方程為,則,解得,所求圓的方程為,化為一般式為.
故答案為:.
例70.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))求經(jīng)過(guò)圓與直線的交點(diǎn)且在軸上的弦長(zhǎng)為的圓的方程.
【解析】設(shè)所求的圓的方程為,且與軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為,
令得,化簡(jiǎn)得
,
由兩邊平方得
,化簡(jiǎn)得
解得或
所求圓的方程為,
或
所求圓的方程為或
例71.(2023·江蘇·高二專題練習(xí))已知圓:與:相交于A、B兩點(diǎn).
(1)求公共弦AB所在的直線方程;
(2)求圓心在直線y=-x上,且經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)的圓的方程;
(3)求經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)且面積最小的圓的方程.
【解析】(1)將兩圓方程相減得x-2y+4=0,此即為所求直線方程.
(2)設(shè)經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)的圓的方程為(為常數(shù)),
則圓心坐標(biāo)為;又圓心在直線y=-x上,故,
解得,故所求方程為.
(3)由題意可知以線段AB為直徑的圓面積最?。畠蓤A心所在直線方程為2x+y+3=0,
與直線AB方程聯(lián)立得所求圓心坐標(biāo)為,由弦長(zhǎng)公式可知所求圓的半徑為.
故面積最小的圓的方程為.
例72.過(guò)圓與的交點(diǎn),且圓心在直線上的圓的方程是_______.
【答案】
【解析】
設(shè)圓的方程為,
則,
即,所以圓心坐標(biāo)為,
把圓心坐標(biāo)代入,可得,
所以所求圓的方程為.
故答案為:.
例73.已知圓與圓相交于A、B兩點(diǎn).
(1)求公共弦AB所在直線方程;
(2)求過(guò)兩圓交點(diǎn)A、B,且過(guò)原點(diǎn)的圓的方程.
【解析】(1),①
,②
①-②得
即公共弦AB所在直線方程為.
(2)設(shè)圓的方程為
即
因?yàn)閳A過(guò)原點(diǎn),所以,
所以圓的方程為
【過(guò)關(guān)測(cè)試】
一、單選題
1.(2023·江蘇南京·高二江蘇省江浦高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考期中)直線被圓截得的弦長(zhǎng)為1,則半徑( )
A.B.C.2D.
【答案】B
【解析】圓心到直線的距離為,
所以,故,
故選:B
2.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知圓與圓,求兩圓的公共弦所在的直線方程( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】將兩個(gè)圓的方程相減,得3x-4y+6=0.
故選:D.
3.(2023·高二課時(shí)練習(xí))兩圓外切,則正實(shí)數(shù)r的值是( )
A.B.C.D.5
【答案】B
【解析】圓的圓心為,半徑為,
圓的圓心為,半徑為,
兩圓外切,則兩圓心距離等于兩圓的半徑之和,
即,解得,
故選:B.
4.(2023·福建寧德·高二統(tǒng)考期中)已知,圓,圓, 若直線過(guò)點(diǎn)且與圓相切,則直線被圓所截得的弦長(zhǎng)為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】設(shè)直線的方程為,
由直線與圓相切,則,
解得,即,
即直線的方程為,
又圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,
圓圓心到直線距離為,
則直線被圓所截弦長(zhǎng)為.
故選:A
5.(2023·浙江麗水·高二統(tǒng)考期末)若圓與圓外切,則實(shí)數(shù)( )
A.-1B.1C.1或4D.4
【答案】D
【解析】由條件化簡(jiǎn)得,即兩圓圓心為,
設(shè)其半徑分別為,,所以有.
故選:D
6.(2023·高二課時(shí)練習(xí))若圓與圓外切,則=( )
A.21B.19C.9D.
【答案】C
【解析】依題意可得圓與圓的圓心分別為,,則,
又,且兩圓外切,則,得到,解得.
故選:C.
7.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知過(guò)圓外一點(diǎn)做圓的兩條切線,切點(diǎn)為兩點(diǎn),求所在的直線方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】根據(jù)題意得所在的直線為圓和以的中點(diǎn)為圓心,以為直徑的圓的公共弦所在的直線方程,
因?yàn)椋詧A,
兩圓相減得所在的直線方程為.
故選:A.
8.(2023·河北石家莊·高二石家莊一中校考階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn),已知圓的半徑為3,直線,互相垂直,垂足為,且與圓相交于,兩點(diǎn),與圓相交于,兩點(diǎn),則四邊形的面積的最大值為( )
A.10B.12C.13D.15
【答案】B
【解析】設(shè)圓心到直線的距離為,圓心到直線的距離為,
直線,互相垂直,垂足為,,
,,
.
故選:B.
二、多選題
9.(2023·廣西·高二校聯(lián)考階段練習(xí))圓心在軸上,半徑為2,且與直線相切的圓的方程可能是( )
A.B.
C.D.
【答案】AC
【解析】依題可設(shè)圓心坐標(biāo)為,
由題意得圓心到直線的距離為2,
即,解得,
所以圓的方程為:或,
故選:AC.
10.(2023·福建福州·高二福州三中??计谥?已知圓和圓相交于A,B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( )
A.圓M的圓心為,半徑為1
B.直線的方程為
C.線段的長(zhǎng)為
D.取圓M上的點(diǎn),則的最大值為36
【答案】BD
【解析】A選項(xiàng),變形為,
圓心為,半徑為1,A錯(cuò)誤;
B選項(xiàng),圓和圓相減得,
故直線的方程為,B正確;
C選項(xiàng),由B可知,直線的方程為,
圓心到的距離為,
故線段的長(zhǎng)為,C錯(cuò)誤;
D選項(xiàng),由題意得,設(shè),
則
,其中,
故當(dāng)時(shí),取得最大值,最大值為,D正確.
故選:BD
11.(2023·甘肅蘭州·高二蘭大附中??茧A段練習(xí))已知圓和圓,則下列結(jié)論正確的是( )
A.圓與圓外切
B.直線與圓相切
C.直線被圓所截得的弦長(zhǎng)為2
D.若分別為圓和圓上一點(diǎn),則的最大值為10
【答案】ACD
【解析】圓化為,圓心坐標(biāo)為,半徑為2,
圓化為,圓心坐標(biāo)為,半徑為3.
因?yàn)閮蓚€(gè)圓的圓心距為,等于兩個(gè)圓半徑的和,所以兩個(gè)圓外切,正確.
圓的圓心到直線的距離為,所以直線與圓不相切,錯(cuò)誤.
圓的圓心到直線的距離為,直線被圓所截得的弦長(zhǎng)為,C正確.
若分別為圓和圓上一點(diǎn),則的最大值為,正確.
故選:ACD
12.(2023·山東日照·高二??茧A段練習(xí))實(shí)數(shù)x,y滿足,則的值可能為( )
A.B.
C.D.
【答案】ABCD
【解析】令,可得,
則直線與圓,
將代入方程,
得,
解得,即,
故選:ABCD.
三、填空題
13.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知圓C過(guò)點(diǎn)且與圓切于點(diǎn),則圓C的方程為_(kāi)_________.
【答案】
【解析】因?yàn)閳AC過(guò)點(diǎn)且與圓切于點(diǎn),
可知圓C與的公切線為,且圓C過(guò)點(diǎn),
過(guò)點(diǎn)作切線的垂線,即為軸,
可知圓心C在此垂線上,即圓心C在軸上,
設(shè)圓C,又圓C過(guò)點(diǎn),且圓C過(guò)點(diǎn),
由圓心到圓上任一點(diǎn)距離相等,且為半徑,
所以,可得,從而半徑,
所以圓C的方程為.
故答案為:.
14.(2023·上海寶山·高二上海市吳淞中學(xué)??计谥?若直線與圓相切,則實(shí)數(shù)_________.
【答案】或
【解析】圓可化為.
因?yàn)橹本€與圓相切,
所以圓心到直線的距離等于半徑,即,
解得:或7.
故答案為:或
15.(2023·上?!じ叨n}練習(xí))已知圓與圓相交,則它們的公共弦所在的直線方程是__.
【答案】
【解析】由題意,圓與圓相交,
兩圓的方程作差得,
即公式弦所在直線方程為.
故答案為:.
16.(2023·浙江杭州·高二浙江省杭州第七中學(xué)??计谥?若直線與曲線有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是______.
【答案】
或
【解析】因?yàn)榍€,所以,
解得,,曲線可化為,
兩邊同時(shí)平方有:,即,
所以曲線是以為圓心,為半徑的圓的一部分,
而直線,所以是斜率為1的直線,畫圖象如下:
由于直線與曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),當(dāng)直線過(guò)時(shí),即,解得:,
當(dāng)直線過(guò)時(shí),即,解得:,由圖象可知,
當(dāng)直線與圓相切時(shí):,解得或,
而即為在軸上的截距,由圖象可知,
綜上:或.
故答案為:或
四、解答題
17.(2023·河北張家口·高二張家口市宣化第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知一圓的圓心為,且該圓被直線截得的弦長(zhǎng)為.
(1)求該圓的方程;
(2)求過(guò)點(diǎn)的該圓的切線方程.
【解析】(1)設(shè)圓的方程為,
圓心到直線的距離為,
又圓被直線截得的弦長(zhǎng)為,,
圓的方程為:.
(2)當(dāng)切線斜率不存在的時(shí)候,切線方程為:,滿足題意;
當(dāng)切線斜率存在時(shí),設(shè)切線方程為,即,
由得:,切線方程為,即,
綜上所述:過(guò)點(diǎn)的圓的切線方程為或.
18.(2023·北京豐臺(tái)·高二北京市第十二中學(xué)校考期中)已知圓C過(guò)點(diǎn),,.
(1)求圓C的方程;
(2)若直線與圓C交于兩點(diǎn)A,B,且,求m的值.
【解析】(1)設(shè)圓的一般方程為,
由題意可得:,解得,
故圓的一般方程為,即.
(2)由(1)可得:圓心,半徑,
則圓心到直線的距離,
可得,解得,
所以m的值為.
19.(2023·江西·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知圓:,直線恒過(guò)點(diǎn).
(1)若直線與圓相切,求的方程;
(2)若直線的傾斜角為,且與圓相交于,兩點(diǎn),求(點(diǎn)為圓的圓心)的面積.
【解析】(1)圓:的圓心為,半徑,
當(dāng)直線斜率不存在時(shí),直線的方程為,此時(shí)直線和圓相切.
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)方程為,即,
與圓相切,圓心到直線的距離等于半徑,
即,
解得,直線的方程為,即,
綜上,直線的方程為或.
(2)直線的傾斜角為,則直線的斜率,
所以直線的方程為,即,
所以圓心到直線的距離,,
的面積.
20.(2023·北京·高二北京一七一中??茧A段練習(xí))已知圓的圓心在直線上,且與y軸相切于點(diǎn).
(1)求圓C的方程;
(2)若圓C直線交于A,B兩點(diǎn),_____,求m的值.
從下列兩個(gè)條件中任選一個(gè)補(bǔ)充在上面問(wèn)題中并作答:
條件①:;
條件②:.
【解析】(1)設(shè)圓心坐標(biāo)為,半徑為.
由圓的圓心在直線上,知:.
又∵圓與軸相切于點(diǎn),
∴,,則.
∴圓的圓心坐標(biāo)為,則圓的方程為.
(2)如果選擇條件①:,而,
∴圓心到直線的距離,則,解得或.
如果選擇條件②:,而,
∴圓心到直線的距離,則,解得或.
21.(2023·湖北·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知圓,直線.
(1)證明:直線和圓恒有兩個(gè)交點(diǎn);
(2)若直線和圓交于兩點(diǎn),求的最小值及此時(shí)直線的方程.
【解析】(1)直線,即,
聯(lián)立解得所以不論取何值,直線必過(guò)定點(diǎn).
圓,圓心坐標(biāo)為,半徑,
因?yàn)?,所以點(diǎn)在圓內(nèi)部,
則直線與圓恒有兩個(gè)交點(diǎn).
(2)直線經(jīng)過(guò)圓內(nèi)定點(diǎn),圓心,
記圓心到直線的距離為d.
因?yàn)?,所以?dāng)d最大時(shí),取得最小值,
所以當(dāng)直線時(shí),被圓截得的弦最短,
此時(shí),
因?yàn)?,所以直線的斜率為,又直線過(guò)點(diǎn),
所以當(dāng)取得最小值時(shí),直線的方程為,即,
綜上:最小值為,此時(shí)直線方程為.
22.(2023·上海徐匯·高二上海市徐匯中學(xué)??计谥?已知圓M方程為,直線的方程為,點(diǎn)在直線上,過(guò)P作圓M的切線、,切點(diǎn)為A、B.
(1)若P點(diǎn)坐標(biāo)為,求
(2)經(jīng)過(guò)A、P、M三點(diǎn)的圓是否經(jīng)過(guò)異于點(diǎn)的定點(diǎn),若是,求出定點(diǎn)坐標(biāo),若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(1)因?yàn)辄c(diǎn)坐標(biāo)為,所以,
又因?yàn)椋?故.
(2)設(shè)的中點(diǎn),因?yàn)闉閳A的切線,
所以經(jīng)過(guò)三點(diǎn)的圓是以為圓心,為半徑的圓,
故其方程為
化簡(jiǎn)得,
由,解得(舍)或
所以經(jīng)過(guò)三點(diǎn)的圓經(jīng)過(guò)異于點(diǎn)的定點(diǎn).
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