【考試提醒】
1.能根據(jù)給定直線(xiàn)、圓的方程,判斷直線(xiàn)與圓、圓與圓的位置關(guān)系.
2.能用直線(xiàn)和圓的方程解決一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題與實(shí)際問(wèn)題.
【知識(shí)點(diǎn)】
1.直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系(圓心到直線(xiàn)的距離為d,圓的半徑為r)
2.圓與圓的位置關(guān)系(⊙O1,⊙O2的半徑分別為r1,r2,d=|O1O2|)
3.直線(xiàn)被圓截得的弦長(zhǎng)
(1)幾何法:弦心距d、半徑r和弦長(zhǎng)|AB|的一半構(gòu)成直角三角形,弦長(zhǎng)|AB|=2eq \r(r2-d2).
(2)代數(shù)法:設(shè)直線(xiàn)y=kx+m與圓x2+y2+Dx+Ey+F=0相交于點(diǎn)M,N,代入,消去y,得關(guān)于x的一元二次方程,則|MN|=eq \r(1+k2)·eq \r(?xM+xN?2-4xMxN).
常用結(jié)論
1.圓的切線(xiàn)方程常用結(jié)論
(1)過(guò)圓x2+y2=r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的圓的切線(xiàn)方程為x0x+y0y=r2.
(2)過(guò)圓x2+y2=r2外一點(diǎn)M(x0,y0)作圓的兩條切線(xiàn),則兩切點(diǎn)所在直線(xiàn)方程為x0x+y0y=r2.
2.圓與圓的位置關(guān)系的常用結(jié)論
(1)兩圓相交時(shí),其公共弦所在的直線(xiàn)方程由兩圓方程相減得到.
(2)兩個(gè)圓系方程
①過(guò)直線(xiàn)Ax+By+C=0與圓x2+y2+Dx+Ey+F=0交點(diǎn)的圓系方程為x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0(λ∈R);
②過(guò)圓C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0和圓C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0交點(diǎn)的圓系方程為x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1)(其中不含圓C2,所以注意檢驗(yàn)C2是否滿(mǎn)足題意,以防丟解)
【核心題型】
題型一 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系
命題點(diǎn)1 位置關(guān)系的判斷
判斷直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系的常見(jiàn)方法
(1)幾何法:利用d與r的關(guān)系判斷.
(2)代數(shù)法:聯(lián)立方程之后利用Δ判斷.
(3)點(diǎn)與圓的位置關(guān)系法:若直線(xiàn)恒過(guò)定點(diǎn)且定點(diǎn)在圓內(nèi),可判斷直線(xiàn)與圓相交.
【例題1】(2024·安徽·模擬預(yù)測(cè))已知直線(xiàn),圓,則該動(dòng)直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系是( )
A.相離B.相切C.相交D.不確定
【變式1】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知D,E為正實(shí)數(shù),則直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系是( )
A.相離B.相切C.相交且不過(guò)圓心D.相交且過(guò)圓心
【變式2】(2024·山西臨汾·一模)已知點(diǎn)在圓內(nèi),則直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系是 .
【變式3】(2022·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè))已知?jiǎng)狱c(diǎn)是曲線(xiàn)上任一點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)到點(diǎn)的距離和到直線(xiàn)的距離相等,圓的方程為.
(1)求的方程,并說(shuō)明是什么曲線(xiàn);
(2)設(shè)、、是上的三個(gè)點(diǎn),直線(xiàn)、均與圓相切,判斷直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由.
命題點(diǎn)2 弦長(zhǎng)問(wèn)題
弦長(zhǎng)的兩種求法
(1)代數(shù)法:將直線(xiàn)和圓的方程聯(lián)立方程組,根據(jù)弦長(zhǎng)公式求弦長(zhǎng).
(2)幾何法:若弦心距為d,圓的半徑長(zhǎng)為r,則弦長(zhǎng)l=2eq \r(r2-d2).
【例題2】(2024·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))圓被直線(xiàn)所截線(xiàn)段的長(zhǎng)度為( )
A.2B.4C.D.
【變式1】(2024·貴州六盤(pán)水·三模)已知直線(xiàn)與圓相交于A(yíng),B兩點(diǎn),若,則( )
A.B.1C.D.﹣2
【變式2】(2024·四川自貢·三模)已知圓的圓心是拋物線(xiàn)的焦點(diǎn),直線(xiàn)與圓相交于,兩點(diǎn),,則圓的半徑為 .
【變式3】(2023·陜西咸陽(yáng)·三模)直線(xiàn)(t為參數(shù)),圓(極軸與x軸的非負(fù)半軸重合,且單位長(zhǎng)度相同).
(1)求圓心C到直線(xiàn)l的距離;
(2)若直線(xiàn)l被圓C截得的弦長(zhǎng)為,求a的值.
命題點(diǎn)3 切線(xiàn)問(wèn)題
當(dāng)切線(xiàn)方程斜率存在時(shí),圓的切線(xiàn)方程的求法
(1)幾何法:設(shè)切線(xiàn)方程為y-y0=k(x-x0),利用點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式表示出圓心到切線(xiàn)的距離d,然后令d=r,進(jìn)而求出k.
(2)代數(shù)法:設(shè)切線(xiàn)方程為y-y0=k(x-x0),與圓的方程組成方程組,消元后得到一個(gè)一元二次方程,然后令判別式Δ=0進(jìn)而求得k.
注意驗(yàn)證斜率不存在的情況
【例題3】(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測(cè))過(guò)點(diǎn)向圓作兩條切線(xiàn),切點(diǎn)分別為,若,則( )
A.或B.或C.或D.或
【變式1】(2024·浙江·模擬預(yù)測(cè))過(guò)點(diǎn)作圓:的兩條切線(xiàn),切點(diǎn)分別為,,則原點(diǎn)到直線(xiàn)的距離為( )
A.B.C.D.
【變式2】(2024·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))已知圓C與兩坐標(biāo)軸及直線(xiàn)都相切,且圓心在第二象限,則圓C的方程為 .
【變式3】(2023高三上·全國(guó)·專(zhuān)題練習(xí))已知點(diǎn),直線(xiàn)及圓.
(1)若直線(xiàn)與圓相切,求的值.
(2)求過(guò)點(diǎn)的圓的切線(xiàn)方程.
命題點(diǎn)4 直線(xiàn)與圓位置關(guān)系中的最值(范圍)問(wèn)題
涉及與圓的切線(xiàn)有關(guān)的線(xiàn)段長(zhǎng)度范圍(最值)問(wèn)題,解題關(guān)鍵是能夠把所求線(xiàn)段長(zhǎng)度表示為關(guān)于圓心與直線(xiàn)上的點(diǎn)的距離的函數(shù)的形式,利用求函數(shù)值域的方法求得結(jié)果.
【例題4】(23-24高三下·廣東深圳·期中)已知直線(xiàn)與圓相交于兩點(diǎn),則當(dāng)取最小值時(shí),實(shí)數(shù)的值為( )
A.2B.1C.-1D.-2
【變式1】(2024·湖北·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓,若正三角形的一邊為圓的一條弦,則的最大值為( )
A.1B.C.D.2
【變式2】(2024·四川瀘州·三模)動(dòng)直線(xiàn)l:被圓C:截得弦長(zhǎng)的最小值為 .
【變式3】(2024·河南·三模)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),點(diǎn)(不位于軸左側(cè))到軸的距離為.
(1)求點(diǎn)的軌跡方程;
(2)若圓與點(diǎn)的軌跡有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),求的最大值;
(3)在(2)的條件下,當(dāng)取最大值,且時(shí),過(guò)作圓的兩條切線(xiàn),分別交軸于兩點(diǎn),求面積的最小值.
題型二 圓與圓的位置關(guān)系
(1)判斷兩圓的位置關(guān)系時(shí)常用幾何法,即利用兩圓圓心之間的距離與兩圓半徑之間的關(guān)系,一般不采用代數(shù)法.
(2)若兩圓相交,則兩圓公共弦所在直線(xiàn)的方程可由兩圓的方程作差消去x2,y2項(xiàng)得到
【例題5】(2024·山東·模擬預(yù)測(cè))已知圓的圓心到直線(xiàn)的距離是,則圓與圓的位置關(guān)系是( )
A.相離B.相交C.內(nèi)切D.內(nèi)含
【變式1】(2024·吉林長(zhǎng)春·模擬預(yù)測(cè))已知圓,圓,則這兩圓的位置關(guān)系為( )
A.內(nèi)含B.相切C.相交D.外離
【變式2】(2024·新疆喀什·二模)已知圓和圓,則兩圓公共弦所在直線(xiàn)的方程為 .
【變式3】(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,圓.以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,圓的極坐標(biāo)方程為.
(1)判斷圓與圓的位置關(guān)系;
(2)若直線(xiàn)的極坐標(biāo)方程為,直線(xiàn)與軸交于點(diǎn),與圓交于兩點(diǎn),求的值.
【課后強(qiáng)化】
【基礎(chǔ)保分練】
一、單選題
1.(2024·河北石家莊·三模)已知圓和圓,則兩圓公切線(xiàn)的條數(shù)為( )
A.1B.2C.3D.4
2.(2024·安徽·三模)直線(xiàn):與圓:的公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)為( )
A.0B.1C.2D.1或2
3.(2024·陜西銅川·模擬預(yù)測(cè))已知,,若圓上存在點(diǎn)P滿(mǎn)足,則a的取值范圍是( )
A.B.C.D.
4.(2024·北京·三模)已知直線(xiàn),圓,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.對(duì)任意實(shí)數(shù),直線(xiàn)與圓有兩個(gè)不同的公共點(diǎn);
B.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),直線(xiàn)被圓所截弦長(zhǎng)為;
C.對(duì)任意實(shí)數(shù),圓不關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng);
D.存在實(shí)數(shù),使得直線(xiàn)與圓相切.
二、多選題
5.(2024·廣東茂名·一模)已知圓,則( )
A.圓的圓心坐標(biāo)為
B.圓的周長(zhǎng)為
C.圓與圓外切
D.圓截軸所得的弦長(zhǎng)為3
6.(2024·福建南平·二模)已知圓:,直線(xiàn):,則( )
A.直線(xiàn)過(guò)定點(diǎn)
B.圓被軸截得的弦長(zhǎng)為
C.當(dāng)時(shí),圓上恰有2個(gè)點(diǎn)到直線(xiàn)距離等于4
D.直線(xiàn)被圓截得的弦長(zhǎng)最短時(shí),的方程為
三、填空題
7.(2024·天津武清·模擬預(yù)測(cè))已知直線(xiàn)與圓C:相交于A(yíng),B兩點(diǎn),且,則實(shí)數(shù) .
8.(2024·河北邢臺(tái)·一模)已知,過(guò)點(diǎn)恰好只有一條直線(xiàn)與圓E:相切,則 ,該直線(xiàn)的方程為 .
9.(2024·廣東汕頭·三模)已知圓經(jīng)過(guò),,三點(diǎn),
(i)則圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 ;
(ii)若直線(xiàn)關(guān)于對(duì)稱(chēng)的直線(xiàn)與圓有公共點(diǎn),則的取值范圍是 .
四、解答題
10.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,點(diǎn)是拋物線(xiàn)上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線(xiàn)與的傾斜角互補(bǔ).
(1)求拋物線(xiàn)的方程和直線(xiàn)的斜率;
(2)設(shè)的外接圓為圓,過(guò)點(diǎn)作拋物線(xiàn)的切線(xiàn),證明:直線(xiàn)與圓相切.
11.(2024·山西晉中·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓 過(guò)點(diǎn),且離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)已知圓方程為,過(guò)圓上任意一點(diǎn)作圓的切線(xiàn),切線(xiàn)與橢圓交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)為的中點(diǎn),當(dāng)取最大值時(shí),求直線(xiàn)的方程.
【綜合提升練】
一、單選題
1.(2024·四川成都·一模)圓:與直線(xiàn):的位置關(guān)系為( )
A.相切B.相交C.相離D.無(wú)法確定
2.(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))直線(xiàn)被圓截得的弦長(zhǎng)為( )
A.B.C.D.
3.(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))直線(xiàn),圓.則直線(xiàn)被圓所截得的弦長(zhǎng)為( )
A.2B.C.D.
4.(2024·江西·模擬預(yù)測(cè))已知實(shí)數(shù)滿(mǎn)足,則的最小值為( )
A.B.2C.D.4
5.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知圓,直線(xiàn)都經(jīng)過(guò)原點(diǎn),且,若與被圓所截得的弦長(zhǎng)之比為,則直線(xiàn)的斜率為( )
A.B.C.D.
6.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))已知直線(xiàn)與圓相交于兩點(diǎn),若的面積為50,則的值為( )
A.或B.或
C.或D.或
7.(2024·遼寧·模擬預(yù)測(cè))過(guò)點(diǎn)作圓的切線(xiàn),為切點(diǎn),,則的最大值是( )
A.B.C.D.
8.(2023·陜西榆林·模擬預(yù)測(cè))已知直線(xiàn)與圓相切,交曲線(xiàn)于點(diǎn),若是坐標(biāo)原點(diǎn),則以為圓心,以為半徑的圓與圓的位置關(guān)系為( )
A.相交B.內(nèi)含C.外離D.外切
二、多選題
9.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,,,點(diǎn)滿(mǎn)足,記動(dòng)點(diǎn)的軌跡為曲線(xiàn),直線(xiàn):,,則下列結(jié)論中正確的是( )
A.曲線(xiàn)的周長(zhǎng)為
B.直線(xiàn)與曲線(xiàn)的位置關(guān)系無(wú)法確定
C.的最大值為3
D.若直線(xiàn)與曲線(xiàn)相交,其弦長(zhǎng)為4,則
10.(2023·福建·模擬預(yù)測(cè))已知,,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.若,兩圓的公切線(xiàn)過(guò)點(diǎn)
B.若,兩圓的相交弦長(zhǎng)為
C.若兩圓的一個(gè)交點(diǎn)為,分別過(guò)點(diǎn)的兩圓的切線(xiàn)相互垂直,則
D.若時(shí),兩圓的位置關(guān)系為內(nèi)含
11.(2024·山西晉中·模擬預(yù)測(cè))已知圓,直線(xiàn)是直線(xiàn)上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作圓的切線(xiàn),切點(diǎn)為,則當(dāng)切線(xiàn)長(zhǎng)取最小值時(shí),下列結(jié)論正確的是( )
A.B.點(diǎn)的坐標(biāo)為
C.的方程可以是D.的方程可以是
三、填空題
12.(2022·上?!つM預(yù)測(cè))已知圓,則直線(xiàn)和圓的位置關(guān)系為 .
13.(2024·四川綿陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))直線(xiàn),與圓相交于、兩點(diǎn),點(diǎn)為直線(xiàn)上一動(dòng)點(diǎn),則的最小值是 .
14.(2023·安徽馬鞍山·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),,若直線(xiàn):上存在點(diǎn)使得,實(shí)數(shù)的取值范圍是 .
四、解答題
15.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線(xiàn)的參數(shù)方程為(為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),軸的非負(fù)半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,直線(xiàn)的極坐標(biāo)方程為,且直線(xiàn)與曲線(xiàn)交于A(yíng),B兩點(diǎn).
(1)求曲線(xiàn)C的極坐標(biāo)方程以及直線(xiàn)的一般方程;
(2)若,求的值以及曲線(xiàn)上的點(diǎn)到直線(xiàn)距離的最大值.
16.(2024·四川南充·二模)已知點(diǎn)是拋物線(xiàn)上的定點(diǎn),點(diǎn)是上的動(dòng)點(diǎn),直線(xiàn)的斜率分別為,且,直線(xiàn)是曲線(xiàn)在點(diǎn)處的切線(xiàn).
(1)若,求直線(xiàn)的斜率;
(2)設(shè)的外接圓為,試判斷直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系,并說(shuō)明理由.
17.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))已知拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)方程為,直線(xiàn)l與C交于A(yíng),B兩點(diǎn),且(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),過(guò)點(diǎn)O作交AB于點(diǎn)D.
(1)求點(diǎn)D的軌跡E的方程;
(2)過(guò)C上一點(diǎn)作曲線(xiàn)E的兩條切線(xiàn)分別交y軸于點(diǎn)M,N,求面積的最小值.
18.(2024·福建福州·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線(xiàn)的上、下頂點(diǎn)分別為.
(1)若直線(xiàn)與交于兩點(diǎn),記直線(xiàn)與的斜率分別為,求的值;
(2)過(guò)上一點(diǎn)作拋物線(xiàn)的切線(xiàn)和,切點(diǎn)分別為,證明:直線(xiàn)與圓相切.
19.(2024·福建南平·模擬預(yù)測(cè))已知拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)與圓相切.
(1)求的方程;
(2)點(diǎn)是上的動(dòng)點(diǎn),且,過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線(xiàn)分別與交于兩點(diǎn),求面積的最小值.
【拓展沖刺練】
一、單選題
1.(2023·北京東城·二模)已知點(diǎn)在圓上,過(guò)作圓的切線(xiàn),則的傾斜角為 ( )
A.B.C.D.
2.(2024·江西宜春·模擬預(yù)測(cè))圓與圓的公共弦長(zhǎng)為( )
A.B.C.D.
3.(2024·四川攀枝花·三模)由直線(xiàn)上的一點(diǎn)向圓引切線(xiàn),切點(diǎn)為,則的最小值為( )
A.B.2C.D.
4.(2023·山東青島·三模)已知向量,,滿(mǎn)足,,,則的最小值為( )
A.-1B.C.2D.1
二、多選題
5.(2023·河北滄州·模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn)在直線(xiàn)上移動(dòng),圓,直線(xiàn),是圓的切線(xiàn),切點(diǎn)為,.設(shè),則( )
A.存在點(diǎn),使得
B.存在點(diǎn),使得
C.當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)為時(shí),的方程為
D.點(diǎn)的軌跡長(zhǎng)度是
6.(2023·山東聊城·二模)設(shè)直線(xiàn)l與拋物線(xiàn)相交于A(yíng),B兩點(diǎn),與圓相切于點(diǎn),且M為的中點(diǎn).( )
A.當(dāng)時(shí),的斜率為2B.當(dāng)時(shí),
C.當(dāng)時(shí),符合條件的直線(xiàn)l有兩條D.當(dāng)時(shí),符合條件的直線(xiàn)l有四條
三、填空題
7.(2024·陜西·模擬預(yù)測(cè))圓上總存在兩個(gè)點(diǎn)到的距離為1,則a的取值范圍是 .
8.(2022·湖北十堰·三模)當(dāng)圓的面積最小時(shí),圓C與圓的位置關(guān)系是 .
9.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知圓的圓心在直線(xiàn)上,點(diǎn)與都在圓上,圓,則與的位置關(guān)系是 .
四、解答題
10.(2023·四川遂寧·模擬預(yù)測(cè))如圖,已知橢圓的方程為,,,,點(diǎn)是橢圓上任一點(diǎn),是以為直徑的圓.
(1)當(dāng)?shù)拿娣e為時(shí),求所在直線(xiàn)的方程;
(2)當(dāng)與直線(xiàn)相切時(shí),求的方程;
(3)求證:總與某個(gè)定圓相切.
11.(23-24高三上·重慶·期末)已知,B,C是拋物線(xiàn)E:上的三點(diǎn),且直線(xiàn)與直線(xiàn)的斜率之和為0.
(1)求直線(xiàn)的斜率;
(2)若直線(xiàn),均與圓M:()相切,且直線(xiàn)被圓M截得的線(xiàn)段長(zhǎng)為,求r的值.
12.(2024·山西朔州·一模)已知拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)方程為,直線(xiàn)與圓相切于點(diǎn),且圓心在直線(xiàn)上.
(1)求拋物線(xiàn)和圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若是軸上的兩點(diǎn),是拋物線(xiàn)上的動(dòng)點(diǎn),且直線(xiàn)與圓均相切,,求的周長(zhǎng)最小時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo).
相離
相切
相交
圖形
量化
方程觀(guān)點(diǎn)
Δ0
幾何觀(guān)點(diǎn)
d>r
d=r
dr1+r2
外切
d=r1+r2
相交
|r1-r2|

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