中考数学思维方法讲义【第13讲】直线和圆的位置关系(含答案)

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直线与圆的位置关系知识点及例题

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直线与圆的位置关系知识点及例题Prepared on 22 November 2020直线与圆的位置关系一、知识点梳理1、直线与圆的位置关系:图形名称相离相切相交判定d>r d=r d<r交点个数无1个2个例1、下列判断正确的是()①直线上一点到圆心的距离大于半径,则直线与圆相离;②直线上一点到圆心的距离等于半径,则直线与圆相切;③直线上一点到圆心的距离小于半径,•则直线与圆相交.A.①②③ B.①② C.②③ D.③例2、过圆上一点可以作圆的______条切线;过圆外一点可以作圆的_____条切线;•过圆内一点的圆的切线______.例3、以三角形一边为直径的圆恰好与另一边相切,则此三角形是_______.例4、下列直线是圆的切线的是()A.与圆有公共点的直线 B.到圆心的距离等于半径的直线C.垂直于圆的半径的直线 D.过圆直径外端点的直线例5.如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=6,CB=8,以C为圆心,r为半径作⊙C,当r为多少时,⊙C与AB相切2、切线的判定:(1)根据切线的定义判定:即与圆有一个公共点的直线是圆的切线.(2)根据圆心到直线的距离来判定:即与圆心的距离等于半径的直线是圆的切线. (3)根据切线的判定定理来判定:即经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.判定切线时常用的辅助线作法:(1)若直线与圆有公共点时,辅助线的作法是“连结圆心和公共点”,再证明直线和半径垂直.(2)当直线与圆并没有明确有公共点时,辅助线的作法是“过圆心向直线作垂线”再证明圆心到直线的距离等于圆的半径.例6、判断下列命题是否正确(1)经过半径的外端的直线是圆的切线(2)垂直于半径的直线是圆的切线;(3)过直径的外端并且垂直于这条直径的直线是圆的切线;(4)和圆有一个公共点的直线是圆的切线;(5)以等腰三角形的顶点为圆心,底边上的高为半径的圆与底边相切.例7.OA平分∠BOC,P是OA上任一点(O除外),若以P为圆心的⊙P与OC相离,•那么⊙P与OB的位置关系是()A.相离 B.相切 C.相交 D.相交或相切例8、如图所示,在直角坐标系中,⊙M的圆心坐标为(m,0),半径为2,•如果⊙M与y轴所在直线相切,那么m=______,如果⊙M与y轴所在直线相交,那么m•的取值范围是_______.例9、如图,AB为⊙O的直径,弦CD⊥AB于点M,过点B作BE∥CD,交AC•的延长线于点E,连结BC.(1)求证:BE为⊙O的切线;(2)如果CD=6,tan∠BCD=12,求⊙O的直径.例10、如图,已知:△ABC内接于⊙O,点D在OC的延长线上,sinB=12,∠D=30°.(1)求证:AD是⊙O的切线;(2)若AC=6,求AD的长.例11、如图,P为⊙O外一点,PO交⊙O于C,过⊙O上一点A作弦AB⊥PO于E,若∠EAC=∠CAP,求证:PA是⊙O的切线.3、切线的性质:1、经过切点的半径垂直于圆的切线,经过切点垂直于切线的直线必经过圆心对于切线的性质可分解为:过圆心、过切点、垂直于切线这三个条件中任意两个作为条件,就可以推出第三个作为结论4、切线长定理:切线长定义:经过圆外一点作圆的切线,这点和切点之间的线段的长叫做这点到圆的切线长切线长定理:从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这点和圆心的连线平分两条切线的夹角.例12、如图1,PA、PB是⊙O的两条切线、A、B为切点。

专题12.3 直线与圆的位置关系(精讲精析篇)(解析版)

专题12.3 直线与圆的位置关系(精讲精析篇)(解析版)

专题12.3直线与圆的位置关系(精讲精析篇)提纲挈领点点突破热门考点01 圆的方程1.圆的定义:在平面内,到定点的距离等于定长的点的轨迹叫做圆. 2.圆的标准方程(1) 若圆的圆心为C(a,b ),半径为r ,则该圆的标准方程为:222()()x a y b r -+-=. (2) 方程222()()x a y b r -+-=表示圆心为C(a,b ),半径为r 的圆. 3.圆的一般方程(1)任意一个圆的方程都可化为:220x y Dx Ey F ++++=.这个方程就叫做圆的一般方程. (2) 对方程:220x y Dx Ey F ++++=.①若2240D E F +->,则方程表示以(2D -,)2E -为圆心,F E D 42122-+为半径的圆; ②若0422=-+F E D ,则方程只表示一个点(2D -,)2E -;③若0422<-+F E D ,则方程不表示任何图形.4.点00()A x y ,与⊙C 的位置关系(1)|AC |<r ⇔点A 在圆内⇔22200()()x a y b r <-+-; (2)|AC |=r ⇔点A 在圆上⇔22200()()x a y b r =-+-;(3)|AC |>r ⇔点A 在圆外⇔22200()()x a y b r >-+-.A .4B .5C .6D .7【答案】A 【解析】设圆心(),C x y,则()()22341x y -+-=,化简得()()22341x y -+-=,所以圆心C 的轨迹是以(3,4)M 为圆心,1为半径的圆,所以||1||OC OM +≥22345+=,所以||514OC ≥-=, 当且仅当C 在线段OM 上时取得等号, 故选:A.【答案】2220x y x +-= 【解析】设圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,圆经过三点(0,0),(1,1),(2,0),则:01104020F D E F D F =⎧⎪++++=⎨⎪+++=⎩,解得:200D E F =-⎧⎪=⎨⎪=⎩,则圆的方程为2220x y x +-=.(1)若直线l 与圆C 相切,且直线l 在两坐标轴上的截距相等,求直线l 的方程;(2)求与圆C 和直线50x y --=都相切的最小圆的方程. 【答案】(1)x +y +1=0,或者x +y ﹣3=0(2)22319()()222x y -++= 【解析】(1)设直线的方程为x +y =k ,圆C :x 2+y 2+2x ﹣4y +3=0的标准方程为(x +1)2+(y ﹣2)2=2,若直线l 与圆C 相切,d ==|1﹣k |=2,得k =﹣1或者3,所以直线l 的方程为x +y +1=0,或者x +y ﹣3=0;(2)根据题意,由于5d ==,所以直线x ﹣y ﹣5=0与圆C 相离,所求最小的圆心一定在过圆C 的圆心(﹣1,2)的直线y =﹣x +1上,且到直线x ﹣y ﹣5=0设最小的圆心为(a ,1﹣a ),所以2d ===,|2a ﹣6|=3, 得92a =,或者32a =,根据题意32a =, 所以最小的圆的方程为22319()()222x y -++=.【总结提升】1.求圆的方程,主要有两种方法:(1)几何法:具体过程中要用到初中有关圆的一些常用性质和定理.如:①圆心在过切点且与切线垂直的直线上;②圆心在任意弦的中垂线上;③两圆相切时,切点与两圆心三点共线.(2)待定系数法:根据条件设出圆的方程,再由题目给出的条件,列出等式,求出相关量.一般地,与圆心和半径有关,选择标准式,否则,选择一般式.不论是哪种形式,都要确定三个独立参数,所以应该有三个独立等式.2.求轨迹方程的常见方法有:①直接法,设出动点的坐标(),x y ,根据题意列出关于,x y 的等式即可;②定义法,根据题意动点符合已知曲线的定义,直接求出方程;③参数法,把,x y 分别用第三个变量表示,消去参数即可;④逆代法,将()()00{x g x y h x ==代入()00,0f x y =.本题就是利用方法④求M 的轨迹方程的.热门考点02 圆的方程综合应用1. 圆的标准方程为:222()()x a y b r -+-=2.圆的一般方程:220x y Dx Ey F ++++=(2240D E F +->). 3.点000(,)P x y 到直线:0l Ax By C ++=的距离:d =.【典例4】(2016高考天津文)已知圆C 的圆心在x轴的正半轴上,点M 在圆C 上,且圆心到直线20x y -=,则圆C 的方程为__________. 【答案】22(2)9.x y -+=【解析】设(,0),(0)C a a >2,3a r =⇒===,故圆C 的方程为22(2)9.x y -+=【答案】22(3)=4x y -+ 6 【解析】 设(,)P x y ,2PA PB ==22(3)=4x y -+所以圆的半径是2.因为圆的圆心(3,0)和点(1,0)A -都在x 轴上,所以当P 运动到圆的最右端时PA 有最大值6【典例6】设圆满足:①截y 轴所得弦长为2;②被x 轴分成两段圆弧,其弧长之比为3:1;③圆心到直线:20l x y -=的距离为5,求该圆的方程. 【答案】22(1)(1)2x y -+-=或22(1)(1)2x y +++=【解析】设圆心为(,)a b ,半径为r ,由条件①:221r a =+. 由条件②:222r b =,从而有:2221b a -=.|2|15a b =⇒-=.解方程组2221|2|1b a a b ⎧-=⎨-=⎩可得:11a b =⎧⎨=⎩或11a b =-⎧⎨=-⎩,所以2222r b ==.故所求圆的方程是22(1)(1)2x y -+-=或22(1)(1)2x y +++=. 【总结提升】注意应用圆的几何性质:① 心在过切点且与切线垂直的直线上; ②圆心在任一弦的垂直平分线上.热门考点03 直线与圆相切1.直线与圆相切:直线与圆有且只有一个公共点;2.圆的切线方程的两种求法(1)代数法:设切线方程为y -y 0=k (x -x 0),与圆的方程组成方程组,消元后得到一个一元二次方程,然后令判别式Δ=0进而求得k .(2)几何法:设切线方程为y -y 0=k (x -x 0),利用点到直线的距离公式表示出圆心到切线的距离d ,然后令d =r ,进而求出k .【答案】2m =- r =【解析】可知11:1(2)22AC k AC y x =-⇒+=-+,把(0,)m 代入得2m =-,此时||r AC ===【答案】3 3- 【解析】设221:1C x y +=,222:(4)1C x y -+=,由题意,12,C C 1=,1=,所以||4b k b =+,所以0k =(舍)或者2b k =-,解得k b ==.故答案为:33-【总结提升】判断直线与圆的位置关系常见的方法(1)几何法:几何法:圆心到直线的距离等于半径,即d r =;(2)代数法:联立方程组,消元得一元二次方程之后利用Δ判断.0∆=,方程组有一组不同的解. (3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交. 提醒:上述方法中最常用的是几何法.热门考点04 直线与圆相交及弦长1.直线与圆相交:直线与圆有两个公共点;2.几何法:圆心到直线的距离小于半径,即d r <;3.代数法:0∆>,方程组有两组不同的解. A .1 B .2 C .3 D .4【答案】B 【解析】圆2260x y x +-=化为22(3)9x y -+=,所以圆心C 坐标为(3,0)C ,半径为3,设(1,2)P ,当过点P 的直线和直线CP 垂直时,圆心到过点P 的直线的距离最大,所求的弦长最短,此时||CP ==根据弦长公式得最小值为2==. 故选:B.【答案】5 【解析】因为圆心()0,0到直线80x -+=的距离4d ==,由||AB =可得6==5r . 故答案为:5.【答案】【解析】根据题意,圆的方程可化为22(1)4x y ++=, 所以圆的圆心为(0,1)-,且半径是2,根据点到直线的距离公式可以求得d ==结合圆中的特殊三角形,可知AB ==【总结提升】 1.弦长的两种求法(1)代数方法:将直线和圆的方程联立方程组,消元后得到一个一元二次方程.在判别式Δ>0的前提下,利用根与系数的关系,根据弦长公式求弦长.(2)几何方法:若弦心距为d ,圆的半径长为r ,则弦长l =2r 2-d 2.2.已知直线与圆的位置关系求参数的取值范围时,可根据数形结合思想利用直线与圆的位置关系的判断条件建立不等式进行解决.热门考点05 圆与圆的位置关系设两圆的圆心分别为1C 、2C ,圆心距为12d C C =,半径分别为R 、r (R r >). (1)两圆相离:无公共点;d R r >+,方程组无解.(2)两圆外切:有一个公共点;d R r =+,方程组有一组不同的解. (3)两圆相交:有两个公共点;R r d R r -<<+,方程组有两组不同的解. (4)两圆内切:有一公共点;d R r =-,方程组有一组不同的解.(5)两圆内含:无公共点;0d R r ≤<-,方程组无解.特别地,0d =时,为两个同心圆.【典例12】(江苏高考真题)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为228150x y x +-+=,若直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值为__________. 【答案】43【解析】∵圆C 的方程为x 2+y 2-8x+15=0,整理得:(x-4)2+y 2=1,即圆C 是以(4,0)为圆心,1为半径的圆;又直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,∴只需圆C ′:(x-4)2+y 2=4与直线y=kx-2有公共点即可.设圆心C (4,0)到直线y=kx-2的距离为d,2d =≤即3k 2≤4k ,∴0≤k≤43,故可知参数k 的最大值为43.【答案】4 【解析】联立方程组22226012x y x x y ⎧++--=⎪⎨+=⎪⎩,解得110x y =⎧⎪⎨=⎪⎩223x y =-⎧⎪⎨=⎪⎩,即((,A B -,AB k =可得过(0,A 且垂直于l的直线方程为:y =+,所以0y =,解得2x =,过(B -且垂直于l的直线方程为:y =-0y =,解得2x =-, 所以224CD =+=. 故答案为4. 【总结提升】1.判断两圆位置关系的方法常用几何法,即用两圆圆心距与两圆半径和与差的绝对值的关系,一般不用代数法. 2.两圆公共弦长的求法两圆公共弦长,先求出公共弦所在直线的方程,转化为直线与圆相交的弦长问题. 3.比较两圆半径的和、差与两圆圆心距的大小可得两圆的位置关系; 4.两圆方程相减即得公共弦方程; 5.公共弦长要通过解直角三角形获得.热门考点06 直线、圆的位置关系的综合应用A .210x y --=B .210x y +-=C .210x y -+=D .210x y ++=【答案】D 【解析】圆的方程可化为()()22114x y -+-=,点M 到直线l的距离为2d ==>,所以直线l 与圆相离.依圆的知识可知,四点,,,A P B M 四点共圆,且AB MP ⊥,所以14442PAMPM AB SPA AM PA ⋅==⨯⨯⨯=,而PA =当直线MP l ⊥时,min MP ,min 1PA =,此时PM AB ⋅最小.∴()1:112MP y x -=-即1122y x =+,由1122220y x x y ⎧=+⎪⎨⎪++=⎩解得,10x y =-⎧⎨=⎩. 所以以MP 为直径的圆的方程为()()()1110x x y y -++-=,即2210x y y +--=,两圆的方程相减可得:210x y ++=,即为直线AB 的方程. 故选:D.(1)求圆C 的标准方程;(2)若圆C 的切线l 在x 轴和y 轴上的截距相等,求切线l 的方程;(3)若圆22:()(1)2D x a y -+-=上存在点P ,由点P 向圆C 引一条切线,切点为M,且满足PM =,求实数a 的取值范围.【答案】(1)22(1)(2)2x y ++-=;(2)26y x 或26y x 或30x y +-=或10x y ++=;(3)24a -≤≤ 【解析】(1)圆C 方程可整理为:()()22125x y F ++-=- 5F ∴<∴圆C 的圆心坐标为()1,2C -,半径r =∴圆心C到直线30x y -+=的距离:1d ==∴截得的弦长为:2==,解得:3F = ∴圆C 的标准方程为:()()22122x y ++-=(2)①若直线l 过原点,可假设直线l 方程为:y kx =,即0kx y直线l 与圆相切 ∴圆心到直线距离d r ===2k =∴切线l方程为:(2y x =②若直线l 不过原点,可假设直线l 方程为:1x ya a+=,即0x y a +-= ∴圆心到直线距离d r ===1a =-或3∴切线l 方程为10x y ++=或30x y +-=综上所述,切线l方程为(2y x =或10x y ++=或30x y +-= (3)假设(),P x yPM =,即222PM PO =又直线PM 与圆C 相切,切点为M 2222222PM PC r PC PO ∴=-=-= 即:()()()22222122x yx y +=++--,整理得:()()22128x y -++=P 又在圆()()2212x a y -+-=上 ∴两圆有公共点≤24a -≤≤即a 的取值范围为:[]2,4- 【总结提升】直线与圆的位置关系常用处理方法:(1)直线与圆相切处理时要利用圆心与切点连线垂直,构建直角三角形,进而利用勾股定理可以建立等量关系;(2)直线与圆相交,利用垂径定理也可以构建直角三角形; (3)直线与圆相离时,当过圆心作直线垂线时长度最小.巩固提升1.(重庆高考真题(文))圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为( ) A .22(2)1x y ++= B .22(2)1x y +-= C .22(1)(3)1x y -+-= D .22(3)1x y +-=【答案】B 【解析】∵圆心在y 轴上,C 项圆心为(1,3)不合要求,排除选项C ,又∵圆过点(1,2),可排除选项A ,D ,只有B 项符合题意,故选B .A .1B .2C .4D .46【答案】C 【解析】因为22240x y x y +--=化为()()22125x y -+-=,可知圆的圆心为1,2,半径为5,圆心到直线2550x y +-+=的距离为1225515d +⨯-+==,由勾股定理可得直线2550x y +-+=被圆22240x y x y +--=截得的弦长为2514-=,故选C.A .2x+y+5=0或2x+y ﹣5=0B .2x+y+=0或2x+y ﹣=0C .2x ﹣y+5=0或2x ﹣y ﹣5=0D .2x ﹣y+=0或2x ﹣y ﹣=0【答案】A 【解析】设所求直线方程为2x+y+b=0,则, 所以=,所以b=±5,所以所求直线方程为:2x+y+5=0或2x+y ﹣5=0 故选:A .A .(x ﹣5)2+y 2=16B .x 2+(y ﹣5)2=9C .(x +5)2+y 2=16D .x 2+(y +5)2=9【答案】A 【解析】 设(),M x y ,由2MA MB=,得()()2222343x y x y ++=-+,可得:(x +3)2+y 2=4(x ﹣3)2+4y 2, 即x 2﹣10x +y 2+9=0整理得()22516x y -+=,故动点M 的轨迹方程为()22516x y -+=.选A . A .55B .255C .355D .455【答案】B 【解析】由于圆上的点()2,1在第一象限,若圆心不在第一象限,则圆与至少与一条坐标轴相交,不合乎题意,所以圆心必在第一象限, 设圆心的坐标为(),a a ,则圆的半径为a ,圆的标准方程为()()222x a y a a -+-=. 由题意可得()()22221a a a -+-=, 可得2650a a -+=,解得1a =或5a =, 所以圆心的坐标为()1,1或()5,5,圆心到直线的距离均为121132555d ⨯--==; 圆心到直线的距离均为225532555d ⨯--==圆心到直线230x y --=的距离均为2255d -==; 所以,圆心到直线230x y --=的距离为25. 故选:B. A .2 B .42C .6D .210【答案】C 【解析】 直线l 过圆心,所以1a =-,所以切线长2(4)14(4)216AB =-+-⨯-++=,选C.A .[]26,B .[]48,C .232⎡⎣D .2232⎡⎣【答案】A 【解析】直线x y 20++=分别与x 轴,y 轴交于A ,B 两点()()A 2,0,B 0,2∴--,则AB 22=点P 在圆22x 22y -+=()上 ∴圆心为(2,0),则圆心到直线距离1202222d ++==故点P 到直线x y 20++=的距离2d 的范围为2,32则[]22122,62ABPSAB d d ==∈ 故答案选A. A .53-或53- B .35或32- C .23-或23- D .54-或54- 【答案】D 【解析】由光的反射原理知,反射光线的反向延长线必过点()2,3-,设反射光线所在直线的斜率为k ,则反身光线所在直线方程为:()32y k x +=-,即:230kx y k ---=. 又因为光线与圆相切,()()22321x y ++-=1=,整理:21225120k k ++=,解得:43k =-,或34k =-,故选D . A .4 B .2CD .1【答案】D 【解析】()223x y +-看成是点(),x y 和点()0,3之间的距离的平方,而点(),M x y 为圆224x y +=上任意一点,所以圆心()0,0到点()0,3的距离为3,圆的半径2r,故圆上的点(),M x y 到()0,3的距离最小值为321-=, 所以其最小距离的平方也为1. 故选:D. A .1 B .-1 C .2 D .-2【答案】A 【解析】因为直线0x y a ++=平分圆222410x y x y +-++=, 又圆的标准方程为22(1)(2)4x y -++=, 所以直线经过圆心(1,2)-,120a -+=所以1a =, 故选:A .A.01m ≤<B.01m ≤≤C .2121m --<<-D .021m <≤-【答案】A 【解析】曲线方程22y x x =--可化为:()222020x x y x ++=-≤≤即()()221120x y x ++=-≤≤.故曲线C 为如图所示的半圆:当直线y x m =-+与半圆相切时,圆心()1,0-到该直线的距离1012md -+-==,所以12m =-+12m =-(舍).当直线y x m =-+过原点时,0m =,因为直线与半圆有两个不同的交点, 故021m ≤<.故选:A.A .22(2)(1)5x y -+-=B .22(2)(1)5x y -+-=C .22(2)(1)5x y -++=D .22(2)(1)5x y -++=【答案】A 【解析】 将221:240C xy x y +--=的方程化为标准式的22(1)(2)5x y -+-=,则圆1C 的圆心坐标为()1,2,5,又圆1C :22(1)(2)5x y -+-=与圆2C 关于直线y x =对称,则圆2C 的圆心坐标为()2,152C 的方程是22(2)(1)5x y -+-=,故选:A. A .23 B .4C .33D .不确定【答案】D 【解析】由对于任意角θ,都有cos (2)sin 1x y θθ+-=,则点()02P ,到直线cos (2)sin 1x y θθ+-=的距离为2211cos sin θθ=+,即此直线为以()02,为圆心,1为半径的圆的切线, 当三条切线如图所示时,则正三角形ABC 的面积 123312S =⨯⨯=, 即存在直线:cos (2)sin 1l x y θθ+-=围成的正多边形的面积为33,即选项A,B,C 错误, 故选D.【答案】4 【解析】 因为,且圆的半径为,所以圆心到直线的距离为,则由,解得,代入直线的方程,得,所以直线的倾斜角为,由平面几何知识知在梯形中,.故答案为415.(广东高考真题(文))以点(2,-1)为圆心且与直线x +y =6相切的圆的方程是________________. 【答案】22154202x y x y +-+-= 【解析】圆心到直线的距离21622D r --===x -2)2+(y +1)2=252 【答案】92【解析】圆22240x y x y +--=可化为22(1)(2)5x y -+-=, 则圆心为()1,2,半径为5r =又因为直线()+6=00,0ax by a b ->>被圆22240x y x y +--=截得的弦长为252r =,所以直线()+6=00,0ax by a b ->>过圆心,即260a b +-=, 化为26,0,0a b a b +=>> ,6222a b ab ∴=+≥当且仅当2a b =时取等号,9,2ab ab ∴≤∴的最大值为92,故答案为92.。

初中数学直线和圆的位置关系知识点总结

初中数学直线和圆的位置关系知识点总结

初中数学直线和圆的位置关系知识点总结直线和圆的位置关系是初中数学中的一个重要知识点,它涉及到点、线、圆之间的相对位置关系。

我们可以通过以下几个方面来总结这一知识点:1.判定圆和直线的位置关系:a.直线包含于圆内:当直线上的所有点都在圆内时,称直线包含于圆内。

此时,直线与圆的交点为无穷个(无限多个)。

b.直线与圆相交:当直线和圆有一个或两个交点时,称直线与圆相交。

相交的情况还可以细分为相离相交、相切相交和截割相交。

-相离相交:直线和圆相切于两个点,相交与标准的两个正数圆相交;-相切相交:直线和圆相交于一个点,直线切圆;-截割相交:直线和圆相交于两个点,直线截割圆;c.直线与圆相离:当直线上的所有点都不在圆内时,称直线与圆相离。

此时,直线与圆的交点为零个。

d.直线与圆重合:当直线上的所有点都在圆上时,称直线与圆重合。

2.圆心与直线间的距离:a.圆心到直线的距离:圆心到直线的距离等于圆心到直线的垂直距离,垂直距离是圆心到直线的最短距离。

b.两圆心间的距离:两个圆心之间的直线距离等于两个圆相切时的直线距离。

3.判断点与直线的位置关系:a.点在直线上:当一个点恰好在直线上时,称这个点在直线上。

b.点在直线上方:当一个点位于直线的上方时,称这个点在直线上方。

c.点在直线下方:当一个点位于直线的下方时,称这个点在直线下方。

4.判断点与圆的位置关系:a.点在圆内:当一个点位于圆内时,称这个点在圆内。

b.点在圆上:当一个点正好位于圆上时,称这个点在圆上。

c.点在圆外:当一个点位于圆外时,称这个点在圆外。

5.判断直线与圆相交的条件:a.直线与圆有交点的条件:直线和圆有交点当且仅当直线的距离小于圆的半径。

b.直线与圆相切的条件:直线和圆相切当且仅当直线的距离等于圆的半径。

6.判断两圆的位置关系:a.内离:两圆的圆心之间的距离大于两个圆的半径之和,此时两个圆的内部没有共同点。

b.相离:两圆的圆心之间的距离等于两个圆的半径之和,此时两个圆相切于外公切点。

部编数学九年级上册专题12点、直线与圆的位置关系(热考题型)解析版含答案

部编数学九年级上册专题12点、直线与圆的位置关系(热考题型)解析版含答案

专题12 点、直线与圆的位置关系【思维导图】◎考点题型1 点和圆的位置关系PO=,则点P与⊙O的位例.(2022·河北邯郸·九年级期末)平面内有两点P,O,⊙O的半径为5,若6置关系是()A.圆内B.圆上C.圆外D.圆上或圆外【答案】C【分析】根据点到圆心的距离小于半径即可判断点P在⊙O的内部.【详解】∵⊙O的半径为5,PO=6,∴点P到圆心O的距离大于半径,∴点P 在⊙O 的外部,故选C .【点睛】本题考查了点与圆的位置关系,理解点与圆的位置关系是解题的关键.变式1.(2021·江苏淮安·九年级期中)O e 的半径为5cm ,点A 到圆心O 的距离3cm OA =,则点A 与O e 的位置关系为( )A .点A 在O e 上B .点A 在O e 内C .点A 在O e 外D .无法确定【答案】B【分析】根据点与圆的位置关系的判定方法进行判断.【详解】解:O Q e 的半径为5cm ,点A 到圆心O 的距离为3cm ,即点A 到圆心O 的距离小于圆的半径,\点A 在O e 内.故选:B .【点睛】本题考查了点与圆的位置关系:设⊙O 的半径为r ,点P 到圆心的距离OP =d ,则有点P 在圆外⇔d >r ;点P 在圆上⇔d =r ;点P 在圆内⇔d <r .变式2.(2022·全国·九年级专题练习)在平面直角坐标系中,以原点O 为圆心,4为半径作圆,点P 的坐标是(5,5),则点P 与⊙O 的位置关系是( )A .点P 在⊙O 上B .点P 在⊙O 内C .点P 在⊙O 外D .点P 在⊙O 上或在⊙O 外变式3.(2021·江苏常州·九年级期中)数轴上有两个点A 和B ,点B 表示实数6,点A 表示实数a ,⊙B半径为4.若点A在⊙B内部,则a的取值范围是( )A.a<2或a>10B.2<a<10C.a>2D.a<10【答案】B【分析】先表示出AB=|6-a|,从而列出|6-a|<4,进而即可求解.【详解】解:∵点B表示实数6,点A表示实数a,∴AB=|6-a|,∵⊙B半径为4.若点A在⊙B内部,∴|6-a|<4,即:2<a<10,故选B.【点睛】本题主要考查点与圆的位置关系,熟练掌握点在圆的内部则点与圆心的距离小于圆的半径,是解题的关键.◎考点题型2 三角形的外接圆1)经过三角形三个顶点的圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,叫做三角形的外心,这个三角形叫做这个圆的内接三角形.2)三角形外心的性质:①三角形的外心是指外接圆的圆心,它是三角形三边垂直平分线的交点,它到三角形各顶点的距离相等;②三角形的外接圆有且只有一个,即对于给定的三角形,其外心是唯一的,但一个圆的内接三角形却有无数个,这些三角形的外心重合.3)外接圆圆心和三角形位置关系:1.锐角三角形外接圆的圆心在它的内部(如图1);2.直角三角形外接圆的圆心在斜边中点处(即直角三角形外接圆半径等于斜边的一半,如图2);3.钝角三角形外接圆的圆心在它的外部(如图3).例.(2022·江苏·九年级)如图,在平面直角坐标系中,()0,3A-,()2,1B-,()2,3C.则△ABC的外心坐标为()图2C CA .()0,0B .()1,1-C .()2,1--D .()2,1-【答案】D 【分析】由BC 两点的坐标可以得到直线BC ∥y 轴,则直线BC 的垂直平分线为直线y =1,再由外心的定义可知△ABC 外心的纵坐标为1,则设△ABC 的外心为P (a ,-1),利用两点距离公式和外心的性质得到()()()22222222131621148PA a a PB a a a =++=+==-++=-+,由此求解即可.【详解】解:∵B 点坐标为(2,-1),C 点坐标为(2, 3),∴直线BC ∥y 轴,∴直线BC 的垂直平分线为直线y =1,∵外心是三角形三条边的垂直平分线的交点,∴△ABC 外心的纵坐标为1,设△ABC 的外心为P (a ,1),∴()()()22222222131621148PA a a PB a a a =++=+==-++=-+,∴221648a a a +=-+,解得2a =-,∴△ABC 外心的坐标为(-2, 1),故选D .【点睛】本题主要考查了坐标与图形,外心的性质与定义,两点距离公式,解题的关键在于能够熟知外心是三角形三边垂直平分线的交点.变式1.(2022·湖南邵阳·中考真题)如图,⊙O 是等边△ABC 的外接圆,若AB =3,则⊙O 的半径是( )A .32BCD .52∵△ABC 为等边三角形,∴∠B =60°,变式2.(2022·全国·九年级)如图,小东在同一平面上按照如下步骤进行尺规作图:(1)作线段AB,分别以A,B为圆心,以AB长为半径作弧,两弧交于点C;(2)以C为圆心,以AB长为半径作弧交AC的延长线于点D;(3)连接BD,BC.则下列说法中不正确的是( )A.∠ABD=90°B.sin2A+cos2D=1C.DB D.点C是△ABD的外心变式3.(2022·河北·宽城满族自治县教研室模拟预测)如图,△ABC和△DBC中,点D在△ABC内,AB=AC=BC=2,DB=DC,且∠D=90°,则△ABC的内心和△DBC的外心之间的距离为()B.1C DA.12◎考点题型3 三点定圆的方法1)经过点A的圆:以点A以外的任意一点O为圆心,以OA的长为半径,即可作出过点A的圆,这样的圆有无数个.2)经过两点A、B的圆:以线段AB中垂线上任意一点O作为圆心,以OA的长为半径,即可作出过点A、B 的圆,这样的圆也有无数个.3)经过三点时:情况一:过三点的圆:若这三点A、B、C共线时,过三点的圆不存在;情况二:若A、B、C三点不共线时,圆心是线段AB与BC的中垂线的交点,而这个交点O是唯一存在的,这样的圆有唯一一个.三点定圆的画法:1)连接线段AB,BC。

历年初三数学中考辅导之—直线和圆的位置关系二及答案

历年初三数学中考辅导之—直线和圆的位置关系二及答案

中考数学辅导之—直线和圆的位置关系(二)一、学习目标1、理解切线长的概念,掌握切线长定理并会运用它解决有关问题。

2、理解弦切角的概念,掌握弦切角定理及其推论,并会运用它们解决有关问题,通过弦切角定理的证明,进一步了解分情况证明数学命题的思想和方法。

3、能结合具体图形,准确地表述相交弦定理、切割线定理及其推论的题设和结论,并能应用它们解有关的计算和证明题,会作两条线段的比例中项。

二、基本内容及应注意的问题1、“切线长”是切线上一条线段的长度,具有数量的特征;而“切线”是一条直线,它是向两方无限延展的,不可以度量长度。

2、切线长定理包含两个结论,如图(1)所示,PA、PB切⊙O于点A、B,则有:(1)“切线长相等”,即PA=PB。

(2)“圆心和这点的连线平分两切线的夹角”,即:PO平分∠APB;根据PA=PB,PO平分∠APB,可得点A、B关于直线OP对称,从而有OP垂直平分AB、=以及∆OAC∽∆APC∽∆OPA等结论,由此可得,切线长定理是证明线段相等、角相等、弧相等、线段成比例,垂直关系的重要依据。

3、讲过切线长定理以后,已知一条切线时,通常有如下五个性质可用:(1)切线和圆有且只有一个公共点;(2)切线和圆心的距离等于该圆的半径;(3)切线垂直于过切点的半径;(4)经过圆心垂直于切线的直线必过切点;(5)经过切点垂直于切线的直线必过圆心。

若已知一个圆的两条切线相交,则又多了“切线长相等”的性质;若已知一个圆的两条切线互相平行,则可得出“圆上两个切点的连线为直径”的性质。

4、弦切角有两个基本特征:(1)顶点在圆上,实际上就是角的顶点是圆的一条切线的切点;(2)一边和圆相交,另一边和圆相切,实际上就是角的一边是过切点的一条弦(所在的直线),角的另一边是切线上以切点为端点的一条射线。

5、弦切角定理与圆周角定理的证明思路类似,都分三种情况,而且在证明过程中利用了圆周角的推论。

在学习时一定要注意与圆周角定理对比,注意它们的内在联系。

直线与圆的位置关系题型很全

直线与圆的位置关系题型很全
若点在圆上,则该点为切点,切线只有一条; 若点在圆外,切线应有两条; 若点在圆内,无切线.
注意:1.在求过一定点的圆的切线方程时,应首先判断这点与圆的位置关系,
2.设直线的方程时,切记千万要对直线的斜率存在与否进行讨论。
若存在,则经常设直线的方程为点斜式;若不存在,则特殊情况特殊对待。
小结:求圆的切线方程一般有两种方法:
(1)证明直线l与圆C相交;
(2)求直线l被圆C截得的弦长最小时, 直线l的方程.
题型五、判断点的个数问题
例1、圆x 2 + y 2 + 2 x + 4 y - 3 = 0上到直线x + y +1 = 0的 距离为 2的点共有几个.
练习1:已知圆
x y ,4
2 2
直线 l: y=x+b, 求b的取值范围,使
2 2
B
A
O
x
| AB | (1 k 2 )[( x1 x2 ) 2 4 x1 x2 ]
2.已知直线 y=x+1 与圆 x 2 y 2 4 相交于A,B两点,求
弦长|AB|的值
解三:解弦心距,半弦及半径构成的直角三角形) 设圆心O(0,0)到直线的距离为d,则 y
2 d 2 1 (1) 2 | AB | 2 r d 14
y y ,由直线 l 与圆的方程构造以 x x
为未知数的一元二次方程,由根与系数关系得出 kOP kOQ 的值,从而使问题得以解决.
解:设点 P 、 Q 的坐标为 ( x1 , y1 ) 、 ( x2 , y2 ) .一方面,由 OP OQ ,得
kOP kOQ 1 ,即
y1 y2 1 ,也即: x1 x2 y1 y2 0 . x1 x2

中考数学直线与圆的位置关系专题含答案

中考数学直线与圆的位置关系专题含答案

【知识梳理】1、点与圆的位置关系:设⊙O的半径是r,点P到圆心O的距离为d,则有:d<r⇔点P在⊙O内;d=r⇔点P在⊙O上;d>r⇔点P在⊙O外。

2、直线和圆的位置关系:直线和圆有三种位置关系,具体如下:知识点梳理:直线与圆的位置关系______ ______ ______ 图形公共点的个数______ ______ 0公共点的名称交点______ 无直线名称割线______ 无d与r的关系d________r d________r d________r 【经典例题1】在矩形ABCD 中,AB=5,BC=12,点 A 在⊙B 上.如果⊙D 与⊙B 相交,且点 B 在⊙D 内,那么⊙D 的半径长可以等于.(只需写出一个符合要求的数)【解析】∵矩形ABCD中,AB=5,BC=12,∴AC=BD=13,∵点A在B上,∴B的半径为5,∵如果D与B相交,∴D的半径R满足8∵点B在D内,∴R>13,∴14符合要求,故答案为:14(答案不唯一).练习1-1在公园的O处附近有E,F,G,H四棵树,位置如图所示(图中小正方形的边长均相等).现计划修建一座以O为圆心,OA为半径的圆形水池,要求池中不留树木,则E,F,G,H四棵树中需要被移除的为 ()A.E,F,GB.F,G,HC.G,H,ED.H,E,F练习1-2已知☉O的直径等于12,圆心O到直线l的距离恰好为一元二次方程2x2-10x+3=0的两根的和,那么直线l和☉O的位置关系是.练习1-3如图,平面直角坐标系中,⊙P与x轴分别交于A、B两点,点P的坐标为(3,-1),AB=23.将⊙P沿着与y轴平行的方向平移,使⊙P与x轴相切,则平移距离为_____.练习1-4(20上海中考)如图,在矩形ABCD 中,AB=6,BC=8,点O 在对角线AC 上,⊙O 的半径为2,如果⊙O 与矩形ABCD 的各边都没有公共点,那么线段AO 长的取值范围是 .320310<<x练习1-5如图,已知矩形ABCD 中,AB=2,BC=32,O 是AC 上一点,AO=m ,且O 的半径长为1,求:(1)线段AB 与O 没有公共点时m 的取值范围。

中考复习直线与圆的位置关系ppt课件

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图3
2023/10/11
活动2:求圆 请根据下列条件分别计算出⊙O的半径
(1)如图4,在△ABC中, AC是⊙O的直径, ⊙O与BC相切于点C,与AB相交于点D, 且AB=10,BC=8;
(2)如图5,在△ABC中,圆心O在AC上, ⊙O与AB,BC分别切于点D,C, 且AB=10,BC=8;
(3)如图6,△ABC中, ∠C=90° ,⊙O与△ABC三边分别切于点D,E,F,且 AB=10,BC=8;
练习反馈
5.如图,四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA和圆⊙O分别相
切于点L、M、N、P, 求证: AD+BC=AB+CD
C N
证明:由切线长定理得 D
∴AL=AP,LB=MB,NC=MC,
M
DN= DP
P
O
AL
B
∴AL+LB+NC+DN=AP+MB+MC+DP
即 AB+CD=AD+BC
2023/10/11
• 易证EQ=EA, FQ=FB, • PA=PB • ∴ PE+EQ=PA=12cm • PF+FQ=PB=PA=12cm
• ∴周长为24cm
A
EO
Q
P
FB
2023/10/11
练习反馈
• 7. (2018•泰安)如图, ⊙M的半径为2,圆心M的坐标为(3 ,4),点 P是⊙M上的任意一点, PA⊥PB,且PA 、PB与x轴分别交于A 、B两点, 若点A、点B关于原点O对称,则AB的最小值为( )
2023/10/11
图8
练习反馈
• 1.如图,直线AB经过⊙O上的点C,并且OA=OB, • CA=CB,求证直线AB是⊙O的切线.

专题07 直线与圆的位置关系(知识梳理+专题过关)(解析版)

专题07 直线与圆的位置关系(知识梳理+专题过关)(解析版)

专题07直线与圆的位置关系【知识梳理】1、直线与圆的位置关系:(1)直线与圆相交,有两个公共点;(2)直线与圆相切,只有一个公共点;(3)直线与圆相离,没有公共点.2、直线与圆的位置关系的判定:(1)代数法:判断直线l 与圆C 的方程组成的方程组是否有解.如果有解,直线l 与圆C 有公共点.有两组实数解时,直线l 与圆C 相交;有一组实数解时,直线l 与圆C 相切;无实数解时,直线l 与圆C 相离.(2)几何法:由圆C 的圆心到直线l 的距离d 与圆的半径r 的关系判断:当d r <时,直线l 与圆C 相交;当d r =时,直线l 与圆C 相切;当d r >时,直线l 与圆C 相离.3、圆的切线方程的求法(1)点M 在圆上,如图.法一:利用切线的斜率l k 与圆心和该点连线的斜率OM k 的乘积等于1-,即1OM l k k ⋅=-.法二:圆心O 到直线l 的距离等于半径r .(2)点()00,x y 在圆外,则设切线方程:00()y y k x x -=-,变成一般式:000kx y y kx -+-=,因为与圆相切,利用圆心到直线的距离等于半径,解出k .诠释:因为此时点在圆外,所以切线一定有两条,即方程一般是两个根,若方程只有一个根,则还有一条切线的斜率不存在,务必要把这条切线补上.常见圆的切线方程:(1)过圆222x y r +=上一点()00,P x y 的切线方程是200x x y y r +=;(2)过圆()()222x a y b r -+-=上一点()00,P x y 的切线方程是()()()()200x a x a y b y b r --+--=.4、求直线被圆截得的弦长的方法(1)应用圆中直角三角形:半径r ,圆心到直线的距离d ,弦长l 具有的关系2222l r d ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,这也是求弦长最常用的方法.(2)利用交点坐标:若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间的距离公式计算弦长.(3)利用弦长公式:设直线:l y kx b =+,与圆的两交点()()1122,,,x y x y ,将直线方程代入圆的方程,消元后利用根与系数关系得弦长:12||l x x =-.【专题过关】【考点目录】考点1:直线与圆的位置关系考点2:直线与圆相交的性质——韦达定理及应用考点3:切线问题考点4:切点弦问题考点5:弦长问题考点6:面积问题考点7:直线与圆中的定点定值问题【典型例题】考点1:直线与圆的位置关系1.(2021·黑龙江·齐齐哈尔市恒昌中学校高二期中)直线43110x y -+=与圆()()22114x y +++=的位置关系是()A .相离B .相切C .相交D .不确定【答案】B【解析】圆心坐标为()1,1--,半径为2,圆心到直线的距离为341125-+=,所以直线43110x y -+=与圆()()22114x y +++=相切.故选:B2.(2020·四川·泸州老窖天府中学高二期中(理))已知点(,)P a b 在圆221x y +=上,则直线10ax by +-=与圆的位置关系是()A .相交B .相切C .相离D .无法判断【答案】B【解析】由题意得221a b +=,又1d r ===,即直线与圆相切故选:B3.(2021·黑龙江·牡丹江一中高二期中)直线:(1)(1)20()l a x a y a a R ++-+=∈与圆222270C x y x y +-+-=:的位置关系是()A .相切B .相交C .相离D .相交或相切【答案】B【解析】圆222270x y x y +-+-=,即22(1)(1)9x y -++=,表示以(1,1)-为圆心、半径等于3的圆.圆心到直线的距离d =再根据2222248474799221a a a a d a a ++-+-=-=++,而27470a a -+=的判别式∆161961800=-=-<,故有29d >,即3d <,故直线和圆相交,故选:B .4.(2022·上海市控江中学高二期中)若直线:3(1)l y k x -=-与曲线:C y =恰有两个不同公共点,则实数k 的取值范围是()A .4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .43,32⎛⎤⎥⎝⎦C .40,3⎛⎫ ⎪⎝⎭D .43,32⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】B【解析】直线:3(1)l y k x -=-过定点(1,3),曲线:C y 为以(0,0)为圆心,1为半径,且位于y 轴上半部分的半圆,如图所示当直线l 过点(1,0)-时,直线l 与曲线有两个不同的交点,此时03k k =-+-,解得32k =.当直线l 和曲线C 相切时,直线和半圆有一个交点,圆心(0,0)到直线:3(1)l y k x -=-的距离1d ==,解得43k =结合图像可知,当4332k <≤时,直线l 和曲线C 恰有两个交点故选:B5.(2021·浙江台州·高二期中)直线0x m +=与圆221x y +=有两个不同的交点,则实数m 的取值范围是()A .22m -≤≤B .22m -<<C .2m <-或2m >D .2m ≤-或2m ≥【答案】B【解析】因为直线0x m +=与圆221x y +=有两个不同的交点所以圆心到直线的距离小于圆的半径圆心为()0,0,半径1r =1<,整理得:2m <解得:22m -<<故选:B .6.(多选题)(2022·广东·汕头市潮南区陈店实验学校高二期中)已知直线:0l x y +=与圆22:(1)(1)4C x y -++=,则()A .直线l 与圆C 相离B .直线l 与圆C 相交C .圆C 上到直线l 的距离为1的点共有2个D .圆C 上到直线l 的距离为1的点共有3个【答案】BD【解析】由圆22:(1)(1)4C x y -++=,可知其圆心坐标为(1,1)-,半径为2,圆心(1,1)-到直线:0l x y +=的距离1d ==,所以可知选项B ,D 正确,选项A ,C 错误.故选:BD7.(2021·四川眉山·高二期中)圆222440x y x y +-+-=与直线2140()tx y t t R ---=∈的位置关系为__________.【答案】相交【解析】由2140()tx y t t R ---=∈得(24)10()x t y t R ---=∈,令240,10,2, 1.x y x y -=--=∴==-所以直线过定点(2,1)P -.把(2,1)P -的坐标代入圆的方程的左边得到414440+---<,所以点(2,1)P -在圆内,所以直线和圆相交.故答案为:相交8.(2021·辽宁实验中学高二期中)已知圆22:4C x y +=上至少存在两点......到直线0x y b +-=的距离为1,则实数b 的取值范围是___________.【答案】(-【解析】根据题意得圆C 的圆心为()0,0,半径为2r =,因为圆22:4C x y +=上至少存在两点......到直线0x y b +-=的距离为1,1r <+3<,解得b -<<所以实数b 的取值范围是(-故答案为:(-9.(2022·全国·高二课时练习)已知圆224x y +=上有且仅有四个点到直线1250x y c -+=的距离为1,则实数c 的取值范围是______.【答案】()13,13-【解析】由圆的方程知其圆心为()0,0,半径2r =,设圆心到直线1250x y c -+=的距离为d ,则13c d =;圆上有且仅有四个点到直线1250x y c -+=的距离为1,则1cd =<,解得:1313c -<<,所以实数c 的取值范围是()13,13-.故答案为:()13,13-.考点2:直线与圆相交的性质——韦达定理及应用10.(2021·安徽·马鞍山二中高二期中)已知一个动点P 在圆220432x y y -+=+上移动,它与定点(6,0)Q 所连线段的中点为M .(1)求点M 的轨迹方程;(2)是否存在过定点(0,3)-的直线l 与点M 的轨迹方程交于不同的两点()11,A x y ,()22,B x y ,且满足12212x x x x +=,若存在,求直线l 的方程;若不存在,说明理由.【解析】(1)设(,)M x y ,因M 是线段PQ 的中点,而点(6,0)Q ,则有点(26,2)P x y -,因P 在圆:22(2)36x y ++=上,于是得:22(26)(22)36x y -++=,化简得:22(3)(1)9x y -++=,所以点M 的轨迹方程是:22(3)(1)9x y -++=.(2)假定存在符合条件的直线l ,当l 斜率不存在时,直线:0l x =与圆M 相切,不符合题意,当直线l 斜率存在时,设直线l 方程为:3y kx =-,由223(3)(1)9y kx x y =-⎧⎨-++=⎩消去y 并整理得:22(1(64))40k x k x +-++=,则()22(64)1610k k ∆=+-+>,解得512k >-,122641kx x k ++=+,12241x x k =+,由2121212212()4x x x x x x x x +=⇔+=,得2226416()11k k k +=++,解得512k =-,与512k >-矛盾,所以不存在过定点(0,3)-的直线l 与点M 的轨迹方程交于不同的两点()11,A x y ,()22,B x y ,且满足12212x x x x +=.11.(2021·云南大理·高二期中)已知圆C 的圆心C 在直线40x y +-=上,且圆C 经过()2,0M ,()0,2N 两点.(1)求圆C 的方程;(2)已知点()0,P m ,过原点的直线l 与圆C 交于A ,B 两点,且PA PB ⊥.若13m <<,求直线l 的斜率k 的取值范围.【解析】(1)设(),C a b ,则222240(2)(2)a b a b a b +-=⎧⎨-+=+-⎩,解得2a =,2b =.从而圆C 的半径2r ==,故圆C 的方程为22(2)(2)4x y -+-=(或224440x y x y +--+=).(2)设直线l :y kx =,()11,A x y ,()22,B x y .联立224440y kx x y x y =⎧⎨+--+=⎩,整理得()2214(1)40k x k x +-++=,则1224(1)1k x x k ++=+,12241x x k =+.因为A ,B 两点在直线l 上,所以11y kx =,22y kx =,所以212241ky y k =+,1224(1)1k k y y k ++=+.因为PA PB ⊥,所以1PA PB k k ⋅=-,所以12121y m y mx x --⋅=-,即()21212120x x y y m y y m +-++=,则22222444(1)0111k mk k m k k k ++-+=+++,即24(1)41k k m k m+=++.因为()1,3m ∈,所以[)44,5m m+∈,所以24(1)451k k k +≤<+,解得1k ³.12.(2021·浙江省象山县第二中学高二期中)已知圆G 过点()1,3M -,()6,4N 且圆心G 在x 轴.(1)求圆G 的标准方程;(2)圆G 与x 轴的负半轴的交点为A ,过点A 作两条直线分别交圆于B ,C 两点,且5AB AC k k ⋅=-,求证:直线BC 恒过定点.【解析】(1)由题意设圆心为(,0)G a=3a =,5r ==,所以圆G 方程为22(3)25x y -+=;(2)在圆方程中令0y =得2x =-或8x =,所以(2,0)A -,BC 斜率存在时,设BC 方程为y kx m =+,设1122(,),(,)B x y C x y ,由()22x 325y kx m y =+⎧⎪⎨-+=⎪⎩得222(1)2(3)160k x km x m ++-+-=,2224(3)4(1)(16)0km k m ∆=--+->,即22166250k m lm --+>(*),1222(3)1km x x k -+=-+,2122161m x x k -=+,12121212()()22(2)(2)AB ACy y kx m kx m k k x x x x ++=⨯=++++2212121212()52()4k x x km x x m x x x x +++==-+++,22222222(16)2(3)5(16)20(3)201111k m km km m km m k k k k ------+=+-++++,化简得223720m km k -+=,(2)(3)0m k m k --=,所以2m k =或3k m =,都满足(*)式.2m k =时,方程为2y kx k =+,过定点(2,0)-,舍去,3k m =时,方程为3y mx m =+,过定点1(,0)3-,BC 斜率不存在时,1111(,),(,)B x y C x y -,21152AB ACy k k x ⎛⎫=-=- ⎪+⎝⎭,22115(2)y x =+,又2211(3)25x y -+=,12x ≠-,解得113x =-,因此BC 也过点1(,0)3-.综上,直线过定点1(,0)3-.13.(2021·广东外语外贸大学实验中学高二期中)已知过点(0,2)A 且斜率为k 的直线l 与圆22:(2)(3)1C x y -+-=交于M ,N 两点.(1)求k 的取值范围;(2)若12OM ON ⋅=,其中O 为坐标原点,求||MN .【解析】(1)圆22:(2)(3)1C x y -+-=,圆心(2,3),半径1r =设直线l 的方程为2y kx =+,即20kx y -+=因为直线l 与圆C 1<,解得403k <<.所以k 的取值范围为40,3⎛⎫ ⎪⎝⎭.(2)设()11,M x y ,()22,N x y .联立()()222231y kx x y =+⎧⎪⎨-+-=⎪⎩,整理得()()2212440k x k x +-++=,所以122241k x x k ++=+,12241x x k =+,所以()()()21212121224212481k k OM ON x x y y k x x k x x k +⋅=+=++++=++uuu r uuu r .由题设得()2428121k k k ++=+,解得12k =,所以直线l 的方程为122y x =+,所以圆心(2,3)C 在直线l 上,所以2MN =.14.(2021·广东·广州市第七十五中学高二期中)已知圆C 经过两点A (2,2),B (3,3),且圆心C 在直线x -y +1=0上.(1)求圆C 的标准方程;(2)设直线l :y =kx +1与圆C 相交于M ,N 两点,O 为坐标原点,若645OM ON ⋅=,求|MN |的值.【解析】(1)设所求圆C 的标准方程为()222()()0x a y b r r -+->=,由题意,有222222(2)(2)(3)(3)10a b r a b r a b ⎧-+-=⎪-+-=⎨⎪-+=⎩,解得231a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩,所以圆C 的标准方程为22(2)(3)1x y -+-=;(2)设1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,将1y kx =+代入22(2)(3)1x y -+-=,整理得22(1)4(1)70k x k x +-++=,所以1224(1)1k x x k ++=+,12271x x k =+,0∆>,所以21212121224(1)64(1)()1851k k OM ON x x y y k x x k x x k+⋅=+=++++=+=+,解得2k =或3k =,检验3k =时,∆<0不合题意,所以2k =,所以12125x x +=,1275x x =,所以||MN 考点3:切线问题15.(2021·安徽·合肥市第六中学高二期中(理))圆心为C 的圆经过点(4,1)A -和(3,2)B -,且圆心C 在直线:20l x y --=上(1)求圆心为C 的圆的方程;(2)过点(5,8)P 作圆C 的切线,求切线的方程.【解析】(1)因圆心C 在直线:20l x y --=上,则设(,2)C a a -,由||||CA CB =得:,解得0a =,因此,圆心(0,2)C -,半径||5r CA ==,所以圆C 的方程为:22(2)25x y ++=.(2)设过点(5,8)P 的圆C 的切线方程为:(5)(8)0m x n y -+-=,220m n +≠,5=,整理得:2430mn n +=,解得0n =或34m n =-,当0n =时,切线方程为:50x -=,当34m n =-时,切线方程为:34170x y -+=,所以过点(5,8)P 的圆C 的切线方程为50x -=或34170x y -+=.16.(多选题)(2021·湖北·高二期中)设有一组圆()()()22:4k C x k y k k R -+-=∈,下列命题正确的是()A .不论k 如何变化,圆心k C 始终在一条直线上B .存在圆kC 经过点()3,0C .存在定直线与圆k C 都相切D .经过点()2,2的圆k C 有且只有一个【答案】AC【解析】根据题意,圆22:()()4()k C x k y k k R -+-=∈,其圆心为(,)k k ,半径为2;依次分析选项:对于A ,圆心为(,)k k ,其圆心在直线y x =上,A 正确;对于B ,圆22:()()4k C x k y k -+-=,将(3,0)代入圆的方程可得22(3)(0)4k k -+-=,化简得22650k k -+=,364040=-=-<,方程无解,B 错误;对于C ,存在直线y x =±0x y -+=或0x y --=,圆心(,)k k 到直线0x y -+=或0x y --=的距离2d =,这两条直线始终与圆k C 相切,C 正确,对于D ,将(2,2)代入圆的方程可得22(2)()42k k -+=-,解得2k =D 错误;故选:AC .17.(2021·安徽滁州·高二期中)过圆22:4O x y +=上一点(P -作圆O 的切线l ,则直线l 的方程是()A .40x -=B .20x +-=C .20x +=D .40x +=【答案】D【解析】由题意点(P -为切点,所以1OP l k k ⋅=-,又OP k =l k =因此直线l 的方程为40x +=.故选:D18.(2021·天津市咸水沽第二中学高二期中)过点(3,1)M 作圆222620x y x y +--+=的切线l ,则l 的方程为()A .40x y +-=B .40x y +-=或3x =C .20x y --=D .20x y +-=或3x =【答案】C【解析】根据题意,设圆x 2+y 2﹣2x ﹣6y +2=0的圆心为C ,圆x 2+y 2﹣2x ﹣6y +2=0,即()()22138-+-=x y ,其圆心为(1,3),又由点M 的坐标为(3,1),有()()2231138-+-=,即点M 在圆上,则13131-==--MC k ,则切线的斜率k =1,则切线的方程为y ﹣1=(x ﹣3),即x ﹣y ﹣2=0;故选:C .19.(2021·山东济宁·高二期中)过点()2,3P -的直线l 与圆222230x y x y ++--=相切,则直线l 的方程是()A .2x =-或280x y -+=B .280x y -+=C .2x =-或210x y ++=D .210x y ++=【答案】B【解析】把圆222230x y x y ++--=化为标准方程得:()()22115x y ++-=.因为()2,3P -在圆上,所以过P 的切线有且只有一条.显然过点()2,3P -且斜率不存在的直线:2x =-与圆相交,所以过P 的切线的斜率为k .因为切线与过切点的半径垂直,所以()13112k -=----,解得:12k =,所以切线方程为:()1322y x -=+,即280x y -+=.故选:B20.(2022·四川·泸县五中高二期中(文))已知直线()10ax y a R -+=∈是圆()()22:124C x y -+-=的一条对称轴,过点()2,A a --向圆C 作切线,切点为B ,则AB =()AB C D .【答案】C【解析】由圆()()22:124C x y -+-=,可知该圆的圆心坐标为()1,2C ,半径为2,因为直线10ax y -+=是圆()()22:124C x y -+-=的一条对称轴,所以圆心()1,2在直线10ax y -+=上,所以有2101a a -+=⇒=,因为过点()2,1A --向圆C 作切线,切点为B ,所以AC ==所以AB ==故选:C21.(2022·甘肃·临泽县第一中学高二期中(理))直线40x y +-=平分圆222:2250C x y bx by b +---+=的周长,过点()1,P b --作圆C 的一条切线,切点为Q ,则PQ =()A .5B .4C .3D .2【答案】B【解析】圆222:2250C x y bx by b +---+=的圆心为(,)C b b ,半径为r =因为直线40x y +-=平分圆222:2250C x y bx by b +---+=的周长,所以直线40x y +-=经过(,)C b b ,所以40b b +-=,故2b =,由已知()1,2P --,(2,2)C ,||PC ,圆的半径为3,所以4PQ ==,故选:B .22.(2022·上海·华东师范大学附属东昌中学高二期中)经过圆22:25C x y +=上一点()4,3A -且与圆相切的直线的一般式方程为__________.【答案】43250x y --=【解析】由题意,圆22:25C x y +=,可得圆心坐标为(0,0)C ,因为()4,3A -,则303404CA k --==--,则过点()4,3A -且与圆相切的直线的斜率为43k =,根据直线的点斜式方程,可得直线的方程为4(3)(4)3y x --=-,即43250x y --=,即点()4,3A -且与圆相切的直线的一般式方程为43250x y --=.故答案为:43250x y --=23.(2021·湖南·常德市第二中学高二期中)已知圆C :x 2+y 2=20,则过点P (4,2)的圆的切线方程是________.【答案】2100x y +-=【解析】由224220+=知P 在圆C 上,而(0,0)C ,2142PC k ==,所以所求切线斜率为2k =-,方程为22(4)y x -=--,即2100x y +-=.故答案为:2100x y +-=.24.(2022·上海理工大学附属中学高二期中)过点()1,2且与圆221x y +=相切的直线的方程是______.【答案】1x =或3450x y -+=【解析】当直线l 的斜率不存在时,因为过点()1,2,所以直线:1l x =,此时圆心(0,0)到直线1x =的距离为1=r ,此时直线:1l x =与圆221x y +=相切,满足题意;当直线l 的斜率存在时,设斜率为k ,所以:l 2(1)y k x -=-,即20kx y k --+=,因为直线l 与圆相切,所以圆心到直线的距离1d r ===,解得34k =,所以直线l 的方程为3450x y -+=.综上:直线的方程为1x =或3450x y -+=故答案为:1x =或3450x y -+=25.(2021·四川省叙永第一中学校高二期中(文))过直线34140x y ++=上的动点P 作圆22(1)(2)4x y -+-=的切线,切点为A ,则切线长PA 的最小值为____________.【解析】根据题意,圆的方程为22(1)(2)4x y -+-=,其圆心(1,2),半径2r =;设圆心为C ,即(1,2)C ;则有2222||||||||4PA PC AC PC =-=-,当||PC 取得最小值时,切线长||PA 最小,因为||PC 5=,则||PA=26.(2021·黑龙江·齐齐哈尔市恒昌中学校高二期中)已知圆224470x y x y +-++=与直线20x ay --=相切,则=a ___________.【答案】33【解析】()()22224470221x y x y x y +-++=⇒-++=,圆的圆心为(2,-2),半径r =1,()()2222311a a a -⋅--=⇒=+-故答案为:33±.考点4:切点弦问题27.(2021·福建宁德·高二期中)过圆221x y +=外一点(2,1)P -引圆的两条切线,则经过两切点的直线方程是________.【答案】210x y --=【解析】设切点分别为()()1122,,,A x y B x y ,因为点,A B 在圆221x y +=上,所以以,A B 为切点的切线方程分别为:11221,1x x y y x x y y +=+=,而点()2,1P -在两条切线上,所以112221,21x y x y -=-=,即点P 满足直线21210x y x y -=⇒--=.故答案为:210x y --=.28.(2021·广东·广州市第六十五中学高二期中)过点()5,3P 作圆229x y +=的两条切线,设两切点分别为A 、B ,则直线AB 的方程为_________.【答案】5390x y +-=【解析】根据题意,过点(5,3)P 作圆229x y +=的两条切线,设两切点分别为A 、B ,则2||||95PA PO =-,则以P 为圆心,PA 为半径为圆为22(5)(3)25x y -+-=,即圆2210690x y x y +--+=,AB 为两圆的公共弦所在的直线,则有2222910690x y x y x y ⎧+=⎨+--+=⎩,变形可得:5390x y +-=;即直线AB 的方程为5390x y +-=,故答案为:5390x y +-=29.(2021·安徽·合肥一中高二期中)已知圆22:4O x y +=,过动点(),4P a a +分别做直线PM 、PN 与圆O 相切,切点为M 、N ,设经过M 、N 两点的直线为l ,则动直线l 恒过的定点坐标为__________.【答案】()1,1-【解析】设点()00,Q x y 为圆O 上一点,当OQ 的斜率存在且不为零时,直线OQ 的斜率为0y x ,此时,圆O 在点()00,Q x y 处的切线方程为()0000x y y x x y -=--,即2200004x x y y x y +=+=,当OQ 与x 轴重合时,00y =,204x =,此时切线方程为0x x =,满足004x x y y +=,当OQ 与y 轴重合时,00x =,204y =,此时切线方程为0y y =,满足004x x y y +=.综上所述,圆O 在其上一点()00,Q x y 处的切线方程为004x x y y +=.设点()11,M x y 、()22,N x y ,则直线PM 的方程为114x x y y +=,直线PN 的方程为224x x y y +=,由题意可得()()11224444ax a y ax a y ⎧++=⎪⎨++=⎪⎩,所以,点M 、N 的坐标满足方程()440ax a y ++-=,故直线MN 的方程为()440ax a y ++-=,即()()440a x y y ++-=,由0440x y y +=⎧⎨-=⎩,解得11x y =-⎧⎨=⎩,因此,直线l 恒过的定点坐标为()1,1-.故答案为:()1,1-.30.(2021·安徽·屯溪一中高二期中)已知直线:10()l x ay a +-=∈R 是圆22:4210C x y x y +--+=的对称轴.过点(4,)A a -作圆C 的两条切线,切点分别为B 、D ,则直线BD 的方程为()A .350x y +-=B .250x y +-=C .350x y -+=D .250x y +-=【答案】A【解析】根据题意,圆C 的标准方程为()()22214x y -+-=,即圆心为C (2,1),半径为2.∴点(2,1)在直线10x ay +-=上,即2101a a +-=∴=-∴点A 的坐标为(-4,-1)AC ∴==∴过点A 作圆C 的切线所得切线长为6=∴以点A 为圆心,6为半径的圆A 的方程为()()224136x y +++=圆A 与圆C 的方程作差得350x y +-=,即直线BD 的方程为350x y +-=故选:A .31.(2021·四川省绵阳第一中学高二期中)过点()1,1P 作圆C :224470x y x y +--+=的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 的方程为()A .30x y +-=B .10x y --=C .10x y -+=D .10x y +-=【答案】A【解析】224470x y x y +--+=,即()()22221x y -+-=,圆心为()2,2,半径1r =.当斜率不存在时,直线1x =与圆相切,切点为()1,2;当斜率为0时,直线1y =与圆相切,切点为()2,1.故直线方程为斜率21112k -==--,直线方程为()12y x =--+,即30x y +-=.故选:A .32.(2020·安徽·六安市城南中学高二期中(理))过原点 O 作圆2268200x y x y +--+=的两条切线,设切点分别为P 、 Q ,则线段PQ 的长为()A .3B .4C .5D .6【答案】B【解析】由题意,2268200x y x y +--+=可化为22(3)(4)5x y -+-=,∴圆心(3,4)C ,半径r =,则有5OC =,故切线段长l ==若线段PQ 的长为x ,则2xOC l r ⋅=⋅,得4x =.故选:B .考点5:弦长问题33.(2021·广东·化州市第三中学高二期中)过点M (2,2)的直线l 与圆x 2+y 2﹣2x ﹣8=0相交于A ,B 两点,则|AB |的最小值为_____;此时直线l 的方程为_______.【答案】4260x y +-=【解析】∵圆x 2+y 2﹣2x ﹣8=0,即(x ﹣1)2+y 2=9,圆心C (1,0),半径为3,点M (2,2)在圆内,20221MC k -==-,要使|AB |的值最小,则MC ⊥AB ,此时|MC |=|AB |=4=;直线l 的斜率为12-,则直线l 的方程为y ﹣2=12-(x ﹣2),即x +2y ﹣6=0.故答案为:4;260x y +-=.34.(2021·湖北黄冈·高二期中)已知直线x y t +=与圆()2222x y t t t R +=-∈有公共点,则t 的取值范围为______,所有的弦中,最长的弦的长度为______.【答案】403t <≤【解析】由于直线x y t +=与圆()2222x y t t t R +=-∈有公共点,所以220403t t t ⎧->⇒<≤≤;又弦长==23t =时,有最大值,其最大值为故答案为:403t <≤35.(2021·广东·潮州市湘桥区南春中学高二期中)已知三点(2,0),(1,3),(2,2)A B C 在圆C 上,直线:360l x y +-=,(1)求圆C 的方程;(2)判断直线l 与圆C 的位置关系;若相交,求直线l 被圆C 截得的弦长.【解析】(1)设圆C 的方程为:220x y Dx Ey F ++++=,由题意得:24031002280D F DEF D E F ++=⎧⎪+++=⎨⎪+++=⎩,消去F 得:362D E D E -=⎧⎨-+=-⎩,解得:02D E =⎧⎨=-⎩,∴F =-4,∴圆C 的方程为:22240x y y +--=.(2)由(1)知:圆C 的标准方程为:22(1)5x y +-=,圆心(0,1)C,半径r =;点(0,1)C 到直线l的距离2d r ==<,故直线l 与圆C 相交,故直线l 被圆C截得的弦长为=36.(2021·广东·新会陈经纶中学高二期中)已知圆22:240C x y y +--=,直线()10l mx y m m -+-∈R :=.(1)写出圆C 的圆心坐标和半径,并判断直线l 与圆C 的位置关系;(2)设直线l 与圆C 交于A 、B 两点,若直线l 的倾斜角为120°,求弦AB 的长.【解析】(1)由题设知圆C :()2215x y +-=,∴圆C 的圆心坐标为C ()0,1,半径为r 又直线l 可变形为:()11y m x -=-,则直线恒过定点()1,1M ,∵()2211115+-=<,∴点M 在圆C 内,故直线l 必定与圆相交.(2)由题意知0m ≠,∴直线l 的斜率k m =tan120=︒=,∴圆心C ()0,1到直线l 10y +=的距离d ==,∴||AB ===.37.(2022·山东·济南外国语学校高二期中)已知圆C 的圆心在x 轴上,且经过点1,0,()(,2)1A B -.(1)求线段AB 的垂直平分线方程;(2)求圆C 的标准方程;(3)若过点(0,2)P 的直线l 与圆C 相交于M N 、两点,且MN =,求直线l 的方程.【解析】(1)设AB 的中点为D ,则(0,1)D .由圆的性质,得CD AB ⊥,所以1CD AB k k ⨯=-,得1CD k =-.所以线段AB 的垂直平分线的方程是1y x =-+.(2)设圆C 的标准方程为222()x a y r -+=,其中(,0)C a ,半径为()0r r >,由(1)得直线CD 的方程为1y x =-+,由圆的性质,圆心(,0)C a 在直线CD 上,化简得1a =,所以圆心()1,0C ,||2r CA ==,所以圆C 的标准方程为22(1)4x y -+=.(3)由(1)设F 为MN 中点,则CF l ⊥,得||||FM FN ==圆心C 到直线l的距离||1d CF ==,当直线l 的斜率不存在时,l 的方程0x =,此时||1CF =,符合题意;当直线l 的斜率存在时,设l 的方程2y kx =+,即20kx y -+=,由题意得d =34k =-;故直线l 的方程为324y x =-+,即3480x y +-=;综上直线l 的方程为0x =或3480x y +-=.38.(2021·湖北宜昌·高二期中)已知圆M 过点(1,2),(1,4),(3,2)A B C -.(1)求圆M 的方程;(2)若直线:340l x y b +-=与圆M相交所得的弦长为b 的值.【解析】(1)设圆M 的方程为220x y Dx Ey F ++++=,因为圆M 过(1,2),(1,4),(3,2)A B C -三点,则1420,11640,94320,D E F D E F D E F +-++=⎧⎪++++=⎨⎪++++=⎩解得2,4,1D E F =-=-=,所以圆M 的方程为222410x y x y +--+=,即22(1)(2)4x y -+-=;(2)由题意,得圆心(1,2)到直线l的距离1d =,1=,即|11|5b -=,解得6b =或16.故所求b 的值为6或16.39.(2022·上海·华东师范大学附属东昌中学高二期中)直线10x y +-=被圆()()229114x y -+-=所截得的弦长为__________【解析】圆()()229114x y -+-=的圆心为()1,1,半径为32圆心()1,1到直线10x y +-=2=则直线10x y +-=被圆()()229112x y -+-=所截得的弦长为40.(2021·福建·晋江市第一中学高二期中)已知()3,0M 是圆228280x y x y +--+=内一点,则过点M 最短的弦长为()A .B C .6D .8【答案】A【解析】圆228280x y x y +--+=,即()()22419x y -+-=,则该圆的半径为3,圆心为()4,1,M∴过点M 最短的弦长为.故选:A41.(2022·全国·高二期中)若直线20x y --=与圆()224x a y -+=所截得的弦长为则实数a 为().A .1-B .1或3C .3或6D .0或4【答案】D【解析】圆()224x a y -+=的圆心坐标为(,0)a ,半径为2,圆心(,0)a 到直线20x y --=的距离为d =,又直线20x y --=被圆()224x a y -+=所截的弦长为故,即2(2)4a -=,解得0a =或4a =.故选:D .42.(2022·江苏·淮阴中学高二期中)已知直线0x y m -+=与圆22:40C x y y ++=相交于A 、B 两点,若CA CB ⊥,则实数m 的值为()A .4-或0B .4-或4C .0或4D .4-或2【答案】A【解析】圆C 的标准方程为()2224x y ++=,圆心为()0,2C -,半径为2r =,因为CA CB ⊥且2CA CB ==,故ABC 为等腰直角三角形,且AB ==则圆心C 到直线AB 的距离为12d AB ==由点到直线的距离公式可为d ==4m =-或0.故选:A .43.(2022·广东·仲元中学高二期中)已知直线l :y kx =与圆22:20C x y y +--=相交于M ,N两点,若MN =k 的值为()AB .2CD .3【答案】C【解析】圆22:20C x y y +--=,可化为(()2214x y -+-=,∴圆心C的坐标),半径为21=,又圆心到直线的距离d =1=,解得0k =(舍去)或k 故选:C考点6:面积问题44.(2021·广东·汕头市潮阳区棉城中学高二期中)过直线:2l y x =-上任意点P 作圆22:1C x y +=的两条切线,切点分别为,A B ,当切线长最小时,切线长为_________;同时PAB △的面积为_______.【答案】112【解析】依据题意,作出图形,如下图:因为直线l 过点P 且与圆221x y +=相切于点A ,所以PA OA ⊥,所以PA ==要使得PA 最小,则OP 要最小,由题可得:OP 的最小值就是点O 到直线:2l y x =-的距离d ==此时,min 1PA =,所以4OPA π∠=由切线的对称性可得:,12BPA PB π∠==所以PAB △的面积为111122PABS =⨯⨯=,故答案为:1;12.45.(2021·广西·防城港市防城中学高二期中)已知点()3,2A ,点()3,6B ,直线l 过定点()1,0.(1)求以线段AB 为直径的圆的标准方程;(2)记(1)中求得的圆的圆心为C ,(i )若直线l 与圆C 相切,求直线l 的方程;(ii )若直线l 与圆C 交于,PQ 两点,求CPQ 面积的最大值,并求此时直线l 的方程.【解析】(1)依题可知线段AB 的中点为()3,4是圆心,半径122r AB ===.∴所求圆的标准方程为:()()22344x y -+-=;(2)(i )由(1)知:圆心()3,4C ,半径2r =,当直线l 斜率不存在时,方程为1x =,是圆的切线,满足题意;当直线l 斜率存在时,设其方程为()1y k x =-,即kx y k 0--=,∴圆心到直线l 距离2d =,解得:34k =,∴l :3430x y --=;综上所述:直线l 的方程为1x =或3430x y --=;(ii )由直线l 与圆C 交于P ,Q 两点知:直线l 斜率存在且不为0,设其方程为:()1y k x =-,即kx y k 0--=,∴圆心到直线l 距离d ==,∵()2222222144222CPQd d S PQ d d r d d d⎡⎤-+=⋅=-=-≤=⎢⎥⎣⎦△(当且仅当224d d -=,即22d =时取等号),由22d=得:()222421k k -=+,解得:1k =或7k =,∴CPQ 面积的最大值为2,此时l 方程为:10x y --=或770x y --=.46.(2020·四川省成都高新实验中学高二期中)已知直线:250l x y --=与圆22:50C x y +=相交于A ,B 两点,求:(1)交点A ,B 的坐标(2)AOB 的面积.【解析】(1)直线:250l x y --=与圆22:50C x y +=的交点,由2225050x y x y --=⎧⎨+=⎩,可得55x y =-⎧⎨=-⎩,71x y =⎧⎨=⎩所以交点A ,B 的坐标为()5,5--,()7,1(2)设直线:250l x y --=与x 轴的交点为E ,则()5,0E 所以AOBAOEEOBSSS=+11||22A B y OE y OE =+‖()1||2A B y y OE =+1652=⨯⨯15=47.(2020·湖北·高二期中)直线:1l y x =+与圆22:430C x y y +-+=交于A 、B 两点,则ABC 的面积是_________.【答案】12【解析】圆()22:21C x y +-=,()0,2C 到直线l 的距离021222d -+=,∴22122AB ⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭∴111222ABC S AB d =⋅==△故答案为:1248.(2021·广东·佛山一中高二期中)已知圆的方程为222440x y x y +---=,设该圆过点()2,3M 的最长弦和最短弦分别为AC 和BD ,则四边形ABCD 面积为()A .6B .C .D .【答案】C【解析】圆的标准方程为()()22129x y -+-=,圆心为()1,2E ,半径为3r =,()()2221329-+-<,故点M 在圆()()22129x y -+-=内,如下图所示:则ME 过点M 的弦过圆心时,弦长取最大值,即26AC r ==,当过M 的弦与ME 垂直时,弦长取最小值,即BD =此时AC BD ⊥,此时,四边形ABCD 的面积为11622S AC BD =⋅=⨯⨯=故选:C .49.(2021·福建龙岩·高二期中)设直线20ax y ++=与圆()22:24C x y +-=相交于A 、B 两点,且ABC 的面积为2,则=a ()A .B .C .D .【答案】D【解析】由三角形的面积公式可得212sin 22ABC S ACB =⨯⨯∠=△,可得sin 1ACB ∠=,0ACB π<∠<,故2ACB π∠=,则ABC 为等腰直角三角形,所以,圆心C 到直线20ax y ++=的距离为2sin4d π==由点到直线的距离公式可得d=,解得a=故选:D.50.(2021·江西南昌·高二期中(理))已知圆的方程为222440x y x y+---=,设该圆过点()1,3M的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形ABCD面积为()AB.C.8D.13【答案】B【解析】圆的方程为222440x y x y+---=,化为标准方程:()()22129x y-+-=,圆心为()1,2N,半径为3r=,当过点()1,3M的直线与NM垂直时,弦长最短,且AC==当过点()1,3M的直线且过圆心时,弦长最长,且26BD r==,此时,AC BD⊥,所以四边形ABCD面积为11622S AC BD=⋅=⨯=故选:B考点7:直线与圆中的定点定值问题51.(2021·山东潍坊·高二期中)已知圆M的圆心与点()1,4N-关于直线10x y-+=对称,且圆M与y轴相切于原点O.(1)求圆M的方程;(2)过原点O的两条直线与圆M分别交于,A B两点,直线,OA OB的斜率之积为12-,,OD AB D⊥为垂足,是否存在定点P,使得DP为定值,若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由.【解析】(1)(1)设M(a,b).则411141022baa b-⎧=-⎪⎪+⎨-+⎪-+=⎪⎩.解得3ab=⎧⎨=⎩.所以该圆的半径为3,.所以圆M的方程为()2239x y-+=;(2)设OA所在直线方程为()0y kx k=≠,联立()2239x y y kx ⎧-+=⎪⎨=⎪⎩得226611A Ak x y k k =⋅=++,同理把k 换做-12k ,可得222412,1414B Bk kx y k k-==++所以AB 所在直线方程为222636(1121k k y x k k k -=-+-+).当0y =时,可得4x =,故直线AB 过定点C (4,0).由于OC 为定值,且△ODC 为直角三角形,OC 为斜边,所以OC 中点P 满足22OC DP ==为定值,由于O (0,0),C (4,0),故由中点坐标公式可得P (2,0),故存在点P (2,0),使得|DP |为定值.52.(2021·全国·高二期中)已知圆C经过点(0,,(及()3,0.经过坐标原点O 的斜率为k 的直线l 与圆C 交于M ,N 两点.(1)求圆C 的标准方程;(2)若点()3,0P -,分别记直线PM 、直线PN 的斜率为1k 、2k ,求12k k +的值.【解析】(1)设圆C 的方程为:220x y Dx Ey F ++++=,由圆C过(0,,(及()3,0.∴23030330F F D F ⎧+=⎪⎪++=⎨⎪++=⎪⎩可得203D E F =-⎧⎪=⎨⎪=-⎩,∴圆C 的方程为:22230x y x +--=,其标准方程为()2214x y -+=;(2)设()11,M x y ,()22,N x y ,直线l 为y kx =,与圆C :()2214x y -+=联立得:()221230k x x +--=,∴()22443112160k k ∆=+⨯⨯+=+>,则12221x x k +=+,12231x x k =-+,∴12121212123333y y kx kx k k x x x x +=+=+++++()()()1212122333k x x x x x x ++⎡⎤⎣⎦=++()()22126611033k k k x x -⎛⎫+ ⎪++⎝⎭==++.53.(2020·浙江温州·高二期中)已知圆C :2280x x y ++=,直线l :20mx y m ++=.(1)当直线l 与圆C 相交于A ,B两点,且AB =l 的方程.(2)已知点P 是圆C 上任意一点,在x 轴上是否存在两个定点M ,N ,使得12PM PN=?若存在,求出点M ,N 的坐标;若不存在,说明理由.【解析】(1)由已知可得圆心()4,0C -,4r =.圆心C 到直线l的距离d =因此AB ===.22421m m =+,解得1m =±,直线l 的方程为2y x =+或2y x =--.(2)设(),P x y ,()1,0M x ,()2,0N x 由已知可得228x y x +=-12=,化简得211222821824x x x x x x x x -+-=-+-.即()()221221241240x x x x x -++-=恒成立所以122221412040x x x x -+=⎧⎨-=⎩,解得12612x x =-⎧⎨=-⎩,或1224x x =-⎧⎨=⎩所以满足题意的定点M ,N 存在,其坐标为()6,0M -,()12,0N -或()2,0M -,()4,0N .54.(2020·辽宁·大连八中高二期中)已知圆22:1O x y +=与x 轴的正半轴交于点P ,直线:30l kx y k --+=与圆O 交于不同的两点A ,B .(1)求实数k 的取值范围;(2)设直线PA ,PB 的斜率分别是12,k k ,试问12k k +是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,请说明理由;【解析】∵圆221O x y +=:与x 轴的正半轴交于点P ,∴圆心00O (,),半径1r =,()10,P .(1)∵直线30l kx y k --+=:与圆O 交于不同的两点,A B ,∴圆心O 到直线l 的距离1d =<,即3k -43k >.(2)设11(,)A x y ,22(,)B x y 联立22301kx y k x y --+=⎧⎨+=⎩,可得2222(1)(26)680k x k k x k k +--+-+=,∴2122261k k x x k -+=+,2122681k k x x k-+=+,∴121212121212(1)3(1)3332111111y y k x k x k k k x x x x x x -+-++=+=+=++------221222212123(2)3[262(1)]22()168(26)1x x k k k k k x x x x k k k k k +---+=+=+-++-+--++1862293k k --=+=-为定值.∴12k k +是定值,定值为23-.55.(2021·吉林·长春外国语学校高二期中)已知圆1O过点P ,且与圆2222:(2)(2)(0)O x y r r ++-=>关于直线20x y -+=对称.(1)求圆1O 、圆2O 的方程;(2)过点Q 向圆1O 和圆2O 各引一条切线,切点分别为C ,D ,且2QD QC =,则是否存在一定点M ,使得Q 到M 的距离为定值λ?若存在,求出M 的坐标,并求出λ的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)设圆1O 的圆心1(,)O a b ,因为圆1O 与圆2222:(2)(2)O x y r ++-=关于直线20x y -+=对称,可得2112222022b a a b -⎧⋅=-⎪⎪+⎨-+⎪-+=⎪⎩,解得0,0a b ==,设圆1O 的方程为222x y r +=,将点P ,代入可得2r =,所以圆1O 的方程为224x y +=,圆2O 的方程为22(2)(2)4x y ++-=.(2)由2QD QC ==设()00,Q x y ,则()()()2222000022444x y x y ++--=+-,化简得22002268339x y ⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以存在定点22,33M ⎛⎫- ⎪⎝⎭使得Q 到M.56.(2021·湖南·怀化五中高二期中)已知圆C 的圆心坐标为(3,0)C ,且该圆经过点(0,4)A .(1)求圆C 的标准方程;(2)直线n 交圆C 于M ,N 两点,若直线AM ,AN 的斜率之积为2,求证:直线n 过一个定点,并求出该定点坐标.(3)直线m 交圆C 于M ,N 两点,若直线AM ,AN 的斜率之和为0,求证:直线m 的斜率是定值,并求出该定值.【解析】(1)依题意,圆C 的半径22||345CA =+,所以圆C 的标准方程是:()22325x y -+=.(2)当直线n 的斜率不存在时,设(,),(,)M a b N a b -,由直线AM ,AN 的斜率之积为2,得442b b a a ---⋅=,即22162b a =-,又由点M ,N 在圆C 上得()22325a b -+=,消去b 得:260a a +=,而0a ≠,则6a =-,此时20b <,因此,无解,当直线n 的斜率存在时,设其方程为y kx t =+,由22(3)25y kx t x y =+⎧⎨-+=⎩消去y 并整理得:222(1)2(3)160k x kt x t ++-+-=,设1122(,),(,)M x y N x y ,则1222(3)1kt x x k --+=+,2122161t x x k -=+,直线AM 斜率114AM y k x -=,直线AN 斜率224AN y k x -=,则()()221212121212444·4AM ANt kx t kx t x xk k k k t x x x x x x -+-+-+==+-⋅+2222222226(1)(4)(4)26(1)(4)(4)16164kt k t k t k t k k t k k t t t t -++-+-+++-=+-⋅+=--+6424k t t +-==+,整理得612t k =-,此时直线n :(6)12y k x =+-过定点()6,12--,所以直线n 过一个定点,该定点坐标是()6,12--.(3)设直线AM 方程为:4y rx =+,由224(3)25y rx x y =+⎧⎨-+=⎩消去y 并整理得:22(1)2(43)0 r x r x++-=,则有点22268464(,)11r r rMr r--++++,而直线AN:4y rx=-+,同理22268464(,)11r r rNr r+--+++,于是得直线MN的斜率2222224644643116868411MNr r r rr rk r rr r-++--+-++==--+-++,所以直线m的斜率是定值,该定值为3 4-.。

中考数学思维方法讲义【第13讲】直线和圆的位置关系(含答案)

中考数学思维方法讲义【第13讲】直线和圆的位置关系(含答案)

状元廊学校数学思维方法讲义之十三年级:九年级第13讲直线和圆的位置关系圆的知识在平面几何中乃至整个初中教学中都占有重要的地位,而直线和圆的位置关系的应用又比较广泛,它是初中几何知识的综合运用,又是在学习了点和圆的位置关系的基础上进行的,在几何证明与计算中,将起到重要的作用,是中考必考查点。

【知识纵横】§Ⅰ直线和圆的位置关系:设圆的半径为r,圆心到直线的距离为d.⑴直线与圆相交⇔d__ ____ r;⑵直线与圆相切⇔d__ ____ r;⑶直线与圆相离⇔d__ ____r。

§Ⅱ圆的切线:1.一个定义:与圆只有一个公共点的直线叫做圆的__ ___;这个公共点叫做__ ___;2.两种判定:⑴若圆心到直线的距离等于半径,则该直线是圆的切线;⑵经过直径的一端,并且垂直于这条直径的直线是圆的切线;3.判定直线和圆的位置,一般考虑如下“三步曲”:一“看”:看看题目中有没有告诉我们直线和圆有几个公共点;二“算”:算算圆心到直线的距离d和圆的半径为r之间的大小关系,然后根据上述关系作出判断;三“证明”:证明直线是否经过直径的一端,并且与该直径的位置关系是否垂直。

4.四条性质:切线有许多重要性质⑴圆心到切线的距离等于圆的_ ____;⑵过切点的半径垂直于_ ____;⑶经过圆心,与切线垂直的直线必经过___ __;⑷经过切点,与切线垂直的直线必经过____ _。

5.弦切角定义:顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角叫做弦切角;定理:弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角.推论:a)两个弦切角所夹的弧相等,这两个弦切角也相等;b)弦切角的度数等于它所夹弧度数的一半。

【典例精析】考点1: 直线和圆的位置关系【例1】1、如图,已知⊙O是以数轴的原点O为圆心,半径为1的圆,∠=︒,点P在数轴上运动,若过点P且与OA平行的直线与⊙O AOB45=,则x的取值范围是__________.有公共点, 设OP x2、射线QN与等边△ABC的两边AB,BC分别交于点M,N,且AC∥QN,AM=MB=2cm,QM=4cm.动点P从点Q出发,沿射线QN以每秒1cm的速度向右移动,经过t秒,以点P为圆心,3为半径的圆与△ABC的边相切(切点在边上),请写出t可取的一切值(单位:秒).变式一:1、如图,在Rt △ABC 中,∠C =90°,∠A =30°,AB =43D在线段AC 上(不与点A 、C 重合),过点D 作DE ⊥AC 交AB 边于点E . (1)当点D 运动到线段AC 中点时,DE = ;(2)点A 关于点D 的对称点为点F ,以FC 为半径作⊙C ,当DE = 时,⊙C 与直线AB 相切.2、如图,在直角梯形ABCD 中,已知AD ∥BC ,∠C =90°,且AB >AD+ BC ,AB 是⊙O 直径,则直线CD 与⊙O 的位置关系为_____ _.考点2: 圆的切线的性质基本运用【例2】已知直线PD 垂直平分⊙O 的半径OA 于点B ,PD 交⊙O 于点C 、D ,PE 是⊙O 的切线,E 为切点,连结AE ,交CD 于点F . (1)若⊙O 的半径为8,求CD 的长; (2)证明:PE =PF ;(3)若PF =13,sinA =513,求EF 的长.变式二: 如图,⊙O 是△ABC 的外接圆,FH 是⊙O 的切线,切点为F ,FH ∥BC ,连结AF 交BC 于E ,∠ABC 的平分线BD 交AF 于D ,连结BF .(1)证明:AF 平分∠BAC ;(2)证明:BF=FD ;(3)若EF =4,DE =3,求AD 的长.O AD B ED O A B C考点3:切线的判定定理运用【例4】如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径作半圆⊙O,交BC于点D,连接AD,过点D作DE⊥AC,垂足为点E,交AB的延长线于点F.(1)求证:EF是⊙O的切线;(2)如果⊙O的半径为5,sin∠ADE=45,求BF的长.【例5】如图,在⊙O中,直径AB⊥CD,垂足为E,点M在OC上,AM的延长线交⊙O于点G,交过C的直线于F,∠1=∠2,连结CB与DG交于点N.(1)求证:CF是⊙O的切线;(2)求证:△ACM∽△DCN;(3)若点M是CO的中点,⊙O的半径为4,cos∠BOC=14,求BN的长.12NGEOB M变式三:如图,Rt ABC △中,90ABC ∠=°,以AB 为直径作O ⊙交AC 边于点D ,E 是边BC 的中点,连接DE .(1)求证:直线DE 是O ⊙的切线;(2)连接OC 交DE 于点F ,若OF CF =,求tan ACO ∠的值.【思维拓展】【例6】如图,P A 为⊙O 的切线,A 为切点,直线PO 交⊙O 与点E ,F ,过点A 作PO 的垂线AB 垂足为D ,交⊙O 与点B ,延长BO 与⊙O 交与点C ,连接AC ,BF . (1)求证:PB 与⊙O 相切;(2)试探究线段EF ,OD ,OP 之间的数量关系,并加以证明; (3)若AC =12,tan ∠F =12,求cos ∠ACB 的值.C EBA OF D【例7】已知AB是⊙O的直径,AB=4,点C在线段AB的延长线上运动,点D在⊙O上运动(不与点B重合),连接CD,且CD=OA.(1)当OC=22,求证:CD是⊙O的切线;(2)当OC>22CD所在直线于⊙O相交,设另一交点为E,连接AE.①当D为CE中点时,求△ACE的周长;②连接OD,是否存在四边形AODE为梯形?若存在,请说明梯形个数并求此时AE•ED的值;若不存在,请说明理由.变式四:如图,在边长为2的正方形ABCD中,以点D为圆心、DC为半径作AC,点E在AB上,且与A、B两点均不重合,点M在AD上,且ME=MD,过点E作EF⊥ME,交BC于点F,连接DE、MF.(1)求证:EF是AC所在⊙D的切线;(2)当MA=34时,求MF的长;(3)试探究:△MFE能否是等腰直角三角形?若是,请直接写出MF的长度;若不是,请说明理由.AM【课后测控】1、如图1,60ACB ∠=°,半径为1cm 的O ⊙切BC 于点C ,若将O ⊙在CB 上向右滚动,则当滚动到O ⊙与CA 也相切时,圆心O 移动的水平距离是__________cm .2、如图2,DB 为半圆的直径,A 为BD 延长线上一点,AC 切半圆于点E ,BC ⊥AC 于点C ,交半圆于点F .已知BD =2,设AD =x ,CF =y ,则y 关于x 的函数解析式是 .图1 图2 图33、如图,在Rt △AOB 中,OA =OB =3,⊙O 的半径为1,点P 是AB 边上的动点,过点P 作⊙O 的一条切线PQ (点Q 为切点),则切线PQ 的最小值为 .4、如图,AB 为半圆的直径,C 是半圆弧上一点,正方形DEFG 的一边DG 在直径AB 上,另一边DE 过ΔABC 的内切圆圆心O ,且点E 在半圆弧上。

专题12 直线与圆的位置关系 知识精讲 (解析版)

专题12  直线与圆的位置关系  知识精讲 (解析版)

专题十二直线与圆的位置关系一知识结构图二.学法指导1.直线与圆的位置关系反映在三个方面:一是点到直线的距离与半径大小的关系;二是直线与圆的公共点的个数;三是两方程组成的方程组解的个数.因此,若给出图形,可根据公共点的个数判断;若给出直线与圆的方程,可选择用几何法或代数法,几何法计算量小,代数法可一同求出交点.解题时可根据条件作出恰当的选择.2.与圆有关的弦长、切线问题常利用几何法求解,体现了直观想象的数学素养,但注意验证所求直线的斜率不存在的情形,避免漏解.3.坐标法解决问题的一般步骤(1)建立适当的平面直角坐标系;(2)设出已知点的坐标,求出未知点的坐标及曲线的方程;(3)利用所学公式列出方程(组),通过计算得出代数结论;(4)反演回去,得到几何问题的结论.三.知识点贯通知识点1 直线与圆的位置关系1.直线与圆的三种位置关系2.直线Ax +By +C =0与圆(x -a )2+(y -b )2=r 2的位置关系及判断例题1.已知直线方程mx -y -m -1=0,圆的方程x 2+y 2-4x -2y +1=0.当m 为何值时,圆与直线:(1)有两个公共点; (2)只有一个公共点; (3)没有公共点.【解析】 法一:将直线mx -y -m -1=0代入圆的方程化简整理得, (1+m 2)x 2-2(m 2+2m +2)x +m 2+4m +4=0. ∵Δ=4m (3m +4),∴(1)当Δ>0时,即m >0或m <-43时,直线与圆相交,即直线与圆有两个公共点;(2)当Δ=0时,即m =0或m =-43时,直线与圆相切,即直线与圆只有一个公共点;(3)当Δ<0时,即-43<m <0时,直线与圆相离,即直线与圆没有公共点.法二:已知圆的方程可化为(x -2)2+(y -1)2=4,即圆心为C (2,1),半径r =2.圆心C (2,1)到直线mx -y -m -1=0的距离 d =|2m -1-m -1|1+m 2=|m -2|1+m 2.(1)当d <2时,即m >0或m <-43时,直线与圆相交,即直线与圆有两个公共点;(2)当d =2时,即m =0或m =-43时,直线与圆相切,即直线与圆只有一个公共点;(3)当d >2时,即-43<m <0时,直线与圆相离,即直线与圆没有公共点. 知识点二 直线与圆相切问题圆的切线方程的求法 (1)点在圆上时求过圆上一点(x 0,y 0)的圆的切线方程:先求切点与圆心连线的斜率k ,再由垂直关系得切线的斜率为-1k ,由点斜式可得切线方程.如果斜率为零或不存在,则由图形可直接得切线方程y =y 0或x =x 0.(2)点在圆外时①几何法:设切线方程为y -y 0=k (x -x 0).由圆心到直线的距离等于半径,可求得k ,也就得切线方程.②代数法:设切线方程为y -y 0=k (x -x 0),与圆的方程联立,消去y 后得到关于x 的一元二次方程,由Δ=0求出k ,可得切线方程.例题2:过点A (4,-3)作圆(x -3)2+(y -1)2=1的切线,求此切线方程.【解析】 因为(4-3)2+(-3-1)2=17>1, 所以点A 在圆外,故切线有两条.①若所求直线的斜率存在,设切线斜率为k ,则切线方程为y +3=k (x -4),即kx -y -4k -3=0. 设圆心为C ,因为圆心C (3,1)到切线的距离等于半径1, 所以|3k -1-3-4k |k 2+1=1,即|k +4|=k 2+1, 所以k 2+8k +16=k 2+1,解得k =-158.所以切线方程为-158x -y +152-3=0,即15x +8y -36=0. ②若直线斜率不存在,圆心C (3,1)到直线x =4的距离为1,这时直线x =4与圆相切,所以另一条切线方程为x =4. 综上,所求切线方程为15x +8y -36=0或x =4.知识点三 直线与圆相交问题求弦长常用的三种方法(1)利用圆的半径r ,圆心到直线的距离d ,弦长l 之间的关系⎝⎛⎭⎫12l 2+d 2=r 2解题.(2)利用交点坐标,若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间距离公式计算弦长.(3)利用弦长公式,设直线l :y =kx +b ,与圆的两交点(x 1,y 1),(x 2,y 2),将直线方程代入圆的方程,消元后利用根与系数的关系得弦长l =1+k 2|x 1-x 2|=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]. 例题3 .求直线l :3x +y -6=0被圆C :x 2+y 2-2y -4=0截得的弦长|AB |.【解析】联立直线l 与圆C 的方程,得⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +y -6=0,x 2+y 2-2y -4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1,y 1=3,⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2,y 2=0,所以交点为A (1,3),B (2,0).故直线l :3x +y -6=0被圆C :x 2+y 2-2y -4=0截得的弦长|AB |=(1-2)2+(3-0)2=10.易错一 求直线方程例题4.过点(-4,0)作直线l 与圆x 2+y 2+2x -4y -20=0交于A ,B 两点,如果|AB |=8,求直线l 的方程.【解析】将圆的方程配方得(x +1)2+(y -2)2=25,由圆的性质可得,圆心到直线l 的距离d =(25)2-⎝ ⎛⎭⎪⎫822=3.①当直线l 的斜率不存在时,x =-4满足题意;②当直线l 的斜率存在时,设l 的方程为y =k (x +4),即kx -y +4k =0. 由点到直线的距离公式,得3=|-k -2+4k |1+k 2,解得k =-512,所以直线l 的方程为5x +12y +20=0. 综上所述,直线l 的方程为x +4=0或5x +12y +20=0.误区警示设直线方程时,注意注意直线的斜率是否存在,不确定时,要分斜率存在和不存在两种情况讨论。

《直线和圆的位置关系》-完整版课件

《直线和圆的位置关系》-完整版课件
如图:判断下列图形中的直 线a是否是圆的切线
一的时般切,情线只况,需下它证,过明要半该A证径直O明外线一端垂条是直直 已 于aa线知半为给径圆出. A
例1
• 如图,直线AB经过⊙O上的点C,并且OA=OB,CA=CB. • 求证直线AB是⊙O的切线.
O
ACB
问题2:如图AB是⊙O 的切线,点A是⊙O上的 一点则 AB _⊥__ OA
你发现这个自然现象反映出直线和圆的位置关系有哪 几种?
a(地平线) (3) (2) (1)
如果我们把太阳看成一个圆,地平线看成一条直线 观察三幅太阳落山的照片,地平线与太阳的位置关 系是怎样的?
直线和圆的位置关系
O
O
O
l
l
l
(1)直线和圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交; 这时直线叫做圆的割线.
1、直线和圆相离 2、直线和圆相切
d>r d=r

r
d

l

dr ┐l
3、直线和圆相交
d<r
.O
r ┐d
l
总结:
判定直线 与圆的位置关系的方法有_两___种:
(1)根据定义,由_直___线___与__圆__的___公__共__点___ 的个数来判断;
(2)根据性质,由_圆__心__到__直__线__的__距__离__d_与__半__径__r 的关系来判断.
O AM l
切线的性质定理
1.圆的切线垂直于经过切点的半径
几何符号语言:
∵l是 ⊙O 的切线,A 为切点 O
∴OA⊥l
A
l
2.经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点
3.经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心

初中数学直线与圆的位置关系及详细解答

初中数学直线与圆的位置关系及详细解答

初中数学直线与圆的位置关系一、选择题。

1.如图,点I和O分别是△ABC的内心和外心,∠AOB=100°,则∠AIB=( )A.50°B.65°C.115°D.100°2.已知⊙O的半径是6cm,点O到同一平面内直线l的距离为5cm,则直线l与⊙O的位置关系是()A.相交B.相切C.相离D.无法判断3.已知直线l与半径为2的⊙O的位置关系是相离,则点O到直线l的距离的取值范围在数轴上的表示正确的是()A.B.C.D.4.已知AB是两个同心圆中大圆的弦,也是小圆的切线,设AB=a,用a表示这两个同心圆中圆环的面积为()A.1πa24πa2B.√24πa2C.12πa2D.345.如图,菱形ABCD的对角线BD、AC分别为2、2 √3,以B为圆心的弧与AD、DC相切,则阴影部分的面积是()A.2 √3﹣√3π3πB.4 √3﹣√33C.4 √3﹣πD.2 √3−π6.如图,点P为⊙O外一点,连结OP交⊙O于点Q,且PQ=OQ,经过点P的直线l1,l2,都与⊙O相交,则l1与l2所成的锐角α的取值范围是()A. 0°<α<30°B. 0°<α<45°C. 0°<α<60°D. 0°<α<90°7.一个钢管放在V形架内,如图是其截面图,O为钢管的圆心.如果钢管的半径为25cm,∠MPN=60°,则OP=()cm D.cmA.50cm B..38.如图,AB与⊙O切于点C,OA=OB,若⊙O的直径为8cm,AB=10cm,那么OA的长是().9.三角形的内心是三角形内切圆的圆心,它也是三角形()A. 三条高线的交点B. 三边垂直平分线的交点C. 三边中线的交点D. 三条内角平分线的交点10.如图,一把直尺,60°的直角三角板和光盘如图摆放,A为60°角与直尺交点,AB= 3,则光盘的直径是( )A. 3B. 3√3C. 6D. 6√311.如图,已知⊙O 上三点A ,B ,C ,半径OC=1,∠ABC=30°,切线PA 交OC 延长线于点P ,则PA 的长为( )A. 2 D. 1212.如图,点I 为ABC 的内心,6AB =,4AC =,3BC =,将ACB ∠平移使其顶点与I 重合,则图中阴影部分的周长为( )A.6B.4C.3D.6.5二、填空题。

九年级数学下册知识讲义-3直线与圆的位置关系(附练习及答案)-北师大版

九年级数学下册知识讲义-3直线与圆的位置关系(附练习及答案)-北师大版

初中数学直线与圆的位置关系学习目标一、考点突破1. 探索直线与圆的位置关系,感受类比、转化、数形结合等数学思想;2. 理解直线和圆的三种位置关系,注意区分相切和相交的概念。

二、重难点提示重点:会判断直线和圆的位置关系;概念。

难点:直线和圆的位置关系的综合运用。

考点精讲1. 直线与圆的位置关系①相交:直线和圆有两个公共点时,叫做直线和圆相交,这时直线叫做圆的割线,公共点叫做交点;②相切:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,这个唯一的公共点叫做切点;③相离:直线和圆没有公共点时,叫做直线和圆相离。

【要点诠释】判断直线与圆的位置关系时,直接比较圆心到直线的距离与圆的半径的大小即可。

设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d。

那么:直线l与⊙O相交<====>d<r直线l与⊙O相切<====>d=r直线l与⊙O相离<====>d>r2. 切线的判定和性质①切线的判定定理:过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线。

②切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径。

注意:证明圆的切线必须满足两个条件:(1)点A在圆上,(2)过点A的半径与直线垂直。

【核心归纳】在解题过程中,如果有“圆的切线”这个条件,我们常用的方法是连接切点与圆心,构造直角三角形,记住口诀“见切点,连半径”,它是解决有关切线问题的重要辅助线。

③三角形的内切圆:与三角形的三边都相切的圆叫做三角形的内切圆。

三角形的内切圆的圆心是三角形的三条内角平分线的交点,它叫做三角形的内心。

名称确定方法图形性质外心(三角形外接圆的圆心)三角形三边中垂线的交点(1)OA=OB=OC;(2)外心不一定在三角形的内部。

内心(三角形内切圆的圆心)三角形三条角平分线的交点(1)到三边的距离相等;(2)OA、OB、OC分别平分∠BAC、∠ABC、∠ACB;(3)内心在三角形内部。

3. 切线长定理①切线长:在经过圆外一点的圆的切线上,这点和切点之间的线段的长叫做这点到圆的切线长。

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状元廊学校数学思维方法讲义之十三 年级:九年级第13讲 直线和圆的位置关系圆的知识在平面几何中乃至整个初中教学中都占有重要的地位,而直线和圆的位置关系的应用又比较广泛,它是初中几何知识的综合运用,又是在学习了点和圆的位置关系的基础上进行的,在几何证明与计算中,将起到重要的作用,是中考必考查点。

【知识纵横】§Ⅰ直线和圆的位置关系:设圆的半径为r ,圆心到直线的距离为d .⑴直线与圆相交⇔d __ ____ r ; ⑵直线与圆相切⇔d __ ____ r ; ⑶直线与圆相离⇔d __ ____r 。

§Ⅱ圆的切线:1.一个定义:与圆只有一个公共点的直线叫做圆的__ ___;这个公共点叫做__ ___; 2.两种判定:⑴若圆心到直线的距离等于半径,则该直线是圆的切线;⑵经过直径的一端,并且垂直于这条直径的直线是圆的切线;3.判定直线和圆的位置,一般考虑如下“三步曲”:一“看”:看看题目中有没有告诉我们直线和圆有几个公共点;二“算”:算算圆心到直线的距离d 和圆的半径为r 之间的大小关系,然后根据上述关系作出判断;三“证明”: 证明直线是否经过直径的一端,并且与该直径的位置关系是否垂直。

4.四条性质:切线有许多重要性质⑴圆心到切线的距离等于圆的_ ____; ⑵过切点的半径垂直于_ ____;⑶经过圆心,与切线垂直的直线必经过___ __; ⑷经过切点,与切线垂直的直线必经过____ _。

5.弦切角定义 :顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角叫做弦切角; 定理 :弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角.推论 :a )两个弦切角所夹的弧相等,这两个弦切角也相等;b )弦切角的度数等于它所夹弧度数的一半。

【典例精析】考点1: 直线和圆的位置关系【例1】1、如图,已知⊙O 是以数轴的原点O 为圆心,半径为1的圆,45AOB ∠=︒,点P 在数轴上运动,若过点P 且与OA 平行的直线与⊙O 有公共点, 设OP x =,则x 的取值范围是__________.2、射线QN 与等边△ABC 的两边AB ,BC 分别交于点M ,N ,且AC ∥QN ,AM =MB =2cm ,QM =4cm .动点P 从点Q 出发,沿射线QN 以每秒1cm 的速度向右移动,经过t 秒,以点P 为圆心,为半径的圆与△ABC 的边相切(切点在边上),请写出t 可取的一切值 (单位:秒).变式一:1、如图,在Rt △ABC 中,∠C =90°,∠A =30°,AB=D 在线段AC 上(不与点A 、C 重合),过点D 作DE ⊥AC 交AB 边于点E . (1)当点D 运动到线段AC 中点时,DE = ;(2)点A 关于点D 的对称点为点F ,以FC 为半径作⊙C ,当DE = 时,⊙C 与直线AB 相切.2、如图,在直角梯形ABCD 中,已知AD ∥BC ,∠C =90°,且AB >AD+ BC ,AB 是⊙O 直径,则直线CD 与⊙O 的位置关系为_____ _.考点2: 圆的切线的性质基本运用【例2】已知直线PD 垂直平分⊙O 的半径OA 于点B ,PD 交⊙O 于点C 、D ,PE 是⊙O 的切线,E 为切点,连结AE ,交CD 于点F . (1)若⊙O 的半径为8,求CD 的长; (2)证明:PE =PF ;(3)若PF =13,sinA =513,求EF 的长.变式二:如图,⊙O是△ABC的外接圆,FH是⊙O 的切线,切点为F,FH∥BC,连结AF交BC于E,∠ABC的平分线BD交AF于D,连结BF.(1)证明:AF平分∠BAC;(2)证明:BF=FD;(3)若EF=4,DE=3,求AD的长.考点3:切线的判定定理运用【例4】如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径作半圆⊙O,交BC于点D,连接AD,过点D作DE⊥AC,垂足为点E,交AB的延长线于点F.(1)求证:EF是⊙O的切线;(2)如果⊙O的半径为5,sin∠ADE=45,求BF的长.【例5】如图,在⊙O中,直径AB⊥CD,垂足为E,点M在OC上,AM的延长线交⊙O于点G,交过C的直线于F,∠1=∠2,连结CB与DG交于点N.(1)求证:CF是⊙O的切线;(2)求证:△ACM∽△DCN;(3)若点M是CO的中点,⊙O的半径为4,cos∠BOC=14,求BN的长.变式三:如图,Rt ABC△中,90ABC∠=°,以AB为直径作O⊙交AC边于点D,E是边BC的中点,连接DE.(1)求证:直线DE是O⊙的切线;(2)连接OC交DE于点F,若OF CF=,求tan ACO∠的值.CEBAOFD【思维拓展】【例6】如图,P A 为⊙O 的切线,A 为切点,直线PO 交⊙O 与点E ,F ,过点A 作PO 的垂线AB 垂足为D ,交⊙O 与点B ,延长BO 与⊙O 交与点C ,连接AC ,BF . (1)求证:PB 与⊙O 相切;(2)试探究线段EF ,OD ,OP 之间的数量关系,并加以证明; (3)若AC =12,tan ∠F =12,求cos ∠ACB 的值.【例7】已知AB 是⊙O 的直径,AB =4,点C 在线段AB 的延长线上运动,点D 在⊙O 上运动(不与点B 重合),连接CD ,且CD =OA . (1)当OC=,求证:CD 是⊙O 的切线;(2)当OC>CD 所在直线于⊙O 相交,设另一交点为E ,连接AE . ①当D 为CE 中点时,求△ACE 的周长;②连接OD ,是否存在四边形AODE 为梯形?若存在,请说明梯形个数并求此时AE •ED 的值;若不存在,请说明理由.变式四:如图,在边长为2的正方形ABCD 中,以点D 为圆心、DC 为半径作AC ,点E 在AB 上,且与A 、B 两点均不重合,点M 在AD 上,且ME =MD ,过点E 作EF ⊥ME ,交BC 于点F ,连接DE 、MF .(1)求证:EF 是AC 所在⊙D 的切线; (2)当MA =34时,求MF 的长; (3)试探究:△MFE 能否是等腰直角三角形?若是,请直接写出MF 的长度;若不是,请说明理由.FAM【课后测控】1、如图1,60ACB ∠=°,半径为1cm 的O ⊙切BC 于点C ,若将O ⊙在CB 上向右滚动,则当滚动到O ⊙与CA 也相切时,圆心O 移动的水平距离是__________cm .2、如图2,DB 为半圆的直径,A 为BD 延长线上一点,AC 切半圆于点E ,BC ⊥AC 于点C ,交半圆于点F .已知BD =2,设AD =x ,CF =y ,则y 关于x 的函数解析式是 .图1 图2 图33、如图,在Rt △AOB 中,OA =OB =3,⊙O 的半径为1,点P 是AB 边上的动点,过点P 作⊙O 的一条切线PQ (点Q 为切点),则切线PQ 的最小值为 .4、如图,AB 为半圆的直径,C 是半圆弧上一点,正方形DEFG 的一边DG 在直径AB 上,另一边DE 过ΔABC 的内切圆圆心O ,且点E 在半圆弧上。

①若正方形的顶点F 也在半圆弧上,则半圆的半径与正方形边长的比是____________;②若正方形DEFG 的面积为100,且ΔABC 的内切圆半径r =4,则半圆的直径AB = __________.5、如图,已知直线PA 交⊙O 于A 、B 两点,AE 是⊙O 的直径,点C 为⊙O 上一点,且AC 平分∠P AE ,过C 作CD PA ⊥,垂足为D . (1) 求证:CD 为⊙O 的切线;(2) 若DC +DA =6,⊙O 的直径为10,求AB 的长度.6、如图,直线AB 经过⊙O 上的点C ,并且OA OB =,CA CB =,⊙O 交直线OB 于E D ,,连接EC CD ,.(1)求证:直线AB 是⊙O 的切线;(2)试猜想BC BD BE ,,三者之间的等量关系,并加以证明; (3)若1tan 2CED ∠=,⊙O 的半径为3,求OA 的长.7、如图,已知AB 是⊙O 直径,BC 是⊙O 的弦,弦ED ⊥AB 于点F ,交BC 于点G ,过点C 作⊙O 的切线与ED 的延长线交于点P . (1)求证:PC =PG ; (2)点C 在劣弧AD 上运动时,其他条件不变,若点G 是BC 的中点,试探究CG 、BF 、BO 三者之间的数量关系,并写出证明过程;(3)在满足(2)的条件下,已知⊙O 的半径为5,若点O 到BCED 的长.部分答案与提示:【例2】考点:切线的性质;线段垂直平分线的性质;勾股定理;解直角三角形. 分析:(1)首先连接OD ,由直线PD 垂直平分⊙O 的半径OA 于点B ,⊙O 的半径为8,可求得OB 的长,又由勾股定理,可求得BD 的长,然后由垂径定理,求得CD 的长; (2)由PE 是⊙O 的切线,易证得∠PEF =90°﹣∠AEO ,∠PFE =∠AFB =90°﹣∠A ,继而可证得∠PEF =∠PFE ,根据等角对等边的性质,可得PE =PF ;(3)首先过点P 作PG ⊥EF 于点G ,易得∠FPG =∠A ,即可得FG =PF •sinA =13×=5,又由等腰三角形的性质,求得答案. 解答:解:(1)连接OD ,∵直线PD 垂直平分⊙O 的半径OA 于点B ,⊙O 的半径为8, ∴OB =OA =4,BC =BD =CD , ∴在Rt △OBD 中,BD ==4,∴CD =2BD =8;(2)∵PE 是⊙O 的切线, ∴∠PEO =90°, ∴∠PEF =90°﹣∠AEO ,∠PFE =∠AFB =90°﹣∠A , ∵OE =OA , ∴∠A =∠AEO , ∴∠PEF =∠PFE , ∴PE =PF ;(2)过点P 作PG ⊥EF 于点G , ∴∠PGF =∠ABF =90°, ∵∠PFG =∠AFB , ∴∠FPG =∠A , ∴FG =PF •sinA =13×=5,∵PE =PF ,∴EF =2FG =10.变式二:2.证明(1)连结OF∵FH 是⊙O 的切线∴OF ⊥FH ……………1分 ∵FH ∥BC ,∴OF 垂直平分BC ………2分∴BF FC =∴AF 平分∠BAC …………3分 (2)证明:由(1)及题设条件可知∠1=∠2,∠4=∠3,∠5=∠2 ……………4分 ∴∠1+∠4=∠2+∠3∴∠1+∠4=∠5+∠3 ……………5分 ∠FDB =∠FBD∴BF =FD ………………6分(3)解: 在△BFE 和△AFB 中∵∠5=∠2=∠1,∠F =∠F∴△BFE ∽△AFB ………………7分∴BF AFFE BF=, ……………8分 ∴2BF FE FA =⋅ ∴2BF FA FE = ……………………9分∴274944FA == ∴AD =4974-=214 …………………10分 【例4】考点:切线的判定;等腰三角形的性质;圆周角定理;解直角三角形.分析:(1)连结OD ,AB 为⊙0的直径得∠ADB =90°,由AB =AC ,根据等腰三角形性质得AD 平分BC ,即DB =DC ,则OD 为△ABC 的中位线,所以OD ∥AC ,而DE ⊥AC ,则OD ⊥DE ,然后根据切线的判定方法即可得到结论;(2)由∠DAC =∠DAB ,根据等角的余角相等得∠ADE =∠ABD ,在Rt △ADB 中,利用解直角三角形的方法可计算出AD =8,在Rt △ADE 中可计算出AE =,然后由OD ∥AE ,得△FDO ∽△FEA ,再利用相似比可计算出BF . 解答:(1)证明:连结OD ,如图, ∵AB 为⊙0的直径, ∴∠ADB =90°, ∴AD ⊥BC , ∵AB =AC ,∴AD 平分BC ,即DB =DC , ∵OA =OB ,∴OD 为△ABC 的中位线, ∴OD ∥AC , ∵DE ⊥AC , ∴OD ⊥DE ,∴EF 是⊙0的切线;(2)解:∵∠DAC =∠DAB , ∴∠ADE =∠ABD ,在Rt △ADB 中,sin ∠ADE =sin ∠ABD ==,而AB =10,∴AD =8,在Rt △ADE 中,sin ∠ADE ==,∴AE =,∵OD ∥AE ,∴△FDO ∽△FEA , ∴=,即=,∴BF =.【例5】考点:圆的综合题;切线的判定与性质;相似三角形的判定与性质. 分析:(1)根据切线的判定定理得出∠1+∠BCO =90°,即可得出答案;(2)利用已知得出∠3=∠2,∠4=∠D ,再利用相似三角形的判定方法得出即可;(3)根据已知得出OE 的长,进而利用勾股定理得出EC ,AC ,BC 的长,即可得出CD ,利用(2)中相似三角形的性质得出NB 的长即可. 解答:(1)证明:∵△BCO 中,BO =CO , ∴∠B =∠BCO ,在Rt △BCE 中,∠2+∠B =90°, 又∵∠1=∠2, ∴∠1+∠BCO =90°, 即∠FCO =90°,∴CF 是⊙O 的切线;(2)证明:∵AB 是⊙O 直径, ∴∠ACB =∠FCO =90°,∴∠ACB ﹣∠BCO =∠FCO ﹣∠BCO , 即∠3=∠1, ∴∠3=∠2, ∵∠4=∠D ,∴△ACM ∽△DCN ;(3)解:∵⊙O 的半径为4,即AO =CO =BO =4,在Rt △COE 中,cos ∠BOC =,∴OE =CO •cos ∠BOC =4×=1,由此可得:BE =3,AE =5,由勾股定理可得:CE ===,AC ===2, BC ===2,∵AB 是⊙O 直径,AB ⊥CD , ∴由垂径定理得:CD =2CE =2,∵△ACM ∽△DCN , ∴=,∵点M 是CO 的中点,CM =AO =×4=2,∴CN ===,∴BN =BC ﹣CN =2﹣=.【例6】考点:圆的综合题;探究型;切线的判定与性质;相似三角形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义. 分析:(1)连接OA ,由OP 垂直于AB ,利用垂径定理得到D 为AB 的中点,即OP 垂直平分AB ,可得出AP =BP ,再由OA =OB ,OP =OP ,利用SSS 得出三角形AOP 与三角形BOP 全等,由P A 为圆的切线,得到OA 垂直于AP ,利用全等三角形的对应角相等及垂直的定义得到OB 垂直于BP ,即PB 为圆O 的切线;(2)由一对直角相等,一对公共角,得出三角形AOD 与三角形OAP 相似,由相似得比例,列出关系式,由OA 为EF 的一半,等量代换即可得证. (3)连接BE ,构建直角△BEF .在该直角三角形中利用锐角三角函数的定义、勾股定理可设BE =x ,BF =2x ,进而可得EF =x ;然后由面积法求得BD =x ,所以根据垂径定理求得AB 的长度,在Rt △ABC 中,根据勾股定理易求BC 的长;最后由余弦三角函数的定义求解. 解答:(1)证明:连接OA , ∵P A 与圆O 相切,∴P A ⊥OA ,即∠OAP =90°, ∵OP ⊥AB ,∴D 为AB 中点,即OP 垂直平分AB , ∴P A =PB ,∵在△OAP 和△OBP 中,,∴△OAP ≌△OBP (SSS ), ∴∠OAP =∠OBP =90°, ∴BP ⊥OB ,则直线PB 为圆O 的切线;(2)答:EF 2=4DO •PO . 证明:∵∠OAP =∠ADO =90°,∠AOD =∠POA , ∴△OAD ∽△OP A , ∴=,即OA 2=OD •OP ,∵EF 为圆的直径,即EF =2OA , ∴EF 2=OD •OP ,即EF 2=4OD •OP ; (3)解:连接BE ,则∠FBE =90°. ∵tan ∠F =, ∴=,∴可设BE =x ,BF =2x ,则由勾股定理,得 EF ==x ,∵BE •BF =EF •BD , ∴BD =x .又∵AB ⊥EF , ∴AB =2BD =x ,∴Rt △ABC 中,BC =x ,AC 2+AB 2=BC 2, ∴122+(x )2=(x )2,解得:x =4,∴BC =4×=20, ∴cos ∠ACB ===.【例7】考点:圆的综合题;存在型;分类讨论;含30度角的直角三角形;等腰直角三角形;等边三角形的判定与性质;梯形;切线的判定;解直角三角形;相似三角形的判定与性质. 分析:(1)关键是利用勾股定理的逆定理,判定△OCD 为直角三角形,如答图①所示; (2)①如答图②所示,关键是判定△EOC 是含30度角的直角三角形,从而解直角三角形求出△ACE 的周长;②符合题意的梯形有2个,答图③展示了其中一种情形.在求AE •ED 值的时候,巧妙地利用了相似三角形,简单得出了结论,避免了复杂的运算. 解答:(1)证明:连接OD ,如答图①所示. 由题意可知,CD =OD =OA =AB =2,OC =,∴OD 2+CD 2=OC 2由勾股定理的逆定理可知,△OCD 为直角三角形,则OD ⊥CD , 又∵点D 在⊙O 上, ∴CD 是⊙O 的切线. (2)解:①如答图②所示,连接OE ,OD ,则有CD =DE =OD =OE , ∴△ODE 为等边三角形,∠1=∠2=∠3=60°; ∵OD =CD ,∴∠4=∠5,∵∠3=∠4+∠5,∴∠4=∠5=30°, ∴∠EOC =∠2+∠4=90°,因此△EOC 是含30度角的直角三角形,△AOE 是等腰直角三角形. 在Rt △EOC 中,CE =2OA =4,OC =4cos 30°=, 在等腰直角三角形AOE 中,AE =OA =,∴△ACE 的周长为:AE +CE +AC =AE +CE +(OA +OC ) =+4+(2+)=6++.②存在,这样的梯形有2个.答图③是D 点位于AB 上方的情形,同理在AB 下方还有一个梯形,它们关于直线AB 成轴对称. ∵OA =OE ,∴∠1=∠2,∵CD =OA =OD ,∴∠4=∠5,∵四边形AODE 为梯形,∴OD ∥AE ,∴∠4=∠1,∠3=∠2, ∴∠3=∠5=∠1,在△ODE 与△COE 中,∴△ODE ∽△COE , 则有,∴CE •DE =OE 2=22=4.∵∠1=∠5,∴AE =CE , ∴AE •DE =CE •DE =4.综上所述,存在四边形AODE 为梯形,这样的梯形有2个,此时AE •DE =4.变式四:考点:圆的综合题;几何综合题;切线的判定;全等三角形的判定与性质;相似三角形的判定与性质;勾股定理. 分析:(1)过点D 作DG ⊥EF 于G ,根据等边对等角可得∠MDE =∠MED ,然后根据等角的余角相等求出∠AED =∠GED ,再利用“角角边”证明△ADE 和△GDE 全等,根据全等三角形对应边相等可得AD =GD ,再根据切线的定义即可得证;(2)求出ME =MD =,然后利用勾股定理列式求出AE ,再求出BE ,根据同角的余角相等求出∠1=∠3,然后求出△AME 和△BEF 相似,根据相似三角形对应边成比例列式求出EF ,再利用勾股定理列式计算即可得解; (3)假设△MFE 能是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质可得ME =EF ,先利用“角角边”证明△AME 和△BEF 全等,根据全等三角形对边角相等可得AM =BE ,设AM =BE =x ,然后表示出MD ,AE ,再根据ME =MD ,从而得到ME =AE ,根据直角三角形斜边大于直角边可知△MEF 不可能是等腰直角三角形. 解答:(1)证明:过点D 作DG ⊥EF 于G , ∵ME =MD ,∴∠MDE =∠MED , ∵EF ⊥ME ,∴∠DME +∠GED =90°, ∵∠DAB =90°,∴∠MDE +∠AED =90°, ∴∠AED =∠GED ,∵在△ADE 和△GDE 中,,∴△ADE ≌△GDE (AAS ), ∴AD =GD , ∵的半径为DC ,即AD 的长度,∴EF 是所在⊙D 的切线;(2)MA =时,ME =MD =2﹣=,在Rt △AME 中,AE ===1,∴BE =AB ﹣AE =2﹣1=1,∵EF ⊥ME , ∴∠1+∠2=180°﹣90°=90°, ∵∠B =90°, ∴∠2+∠3=90°, ∴∠1=∠3,又∵∠DAB =∠B =90°, ∴△AME ∽△BEF , ∴=,即=,解得EF =,在Rt △MEF 中,MF ===;(3)假设△MFE 能是等腰直角三角形, 则ME =EF ,∵在△AME 和△BEF 中,,∴△AME ≌△BEF (AAS ), ∴MA =BE , 设AM =BE =x ,则MD =AD ﹣MA =2﹣x ,AE =AB ﹣BE =2﹣x , ∵ME =MD , ∴ME =2﹣x , ∴ME =AE ,∵ME 、AE 分别是Rt △AME 的斜边与直角边, ∴ME ≠AE , ∴假设不成立,故△MFE 不能是等腰直角三角形. 5、(1)证明:连接OC , ……………………………………1分 因为点C 在⊙O 上,OA =OC ,所以.OCA OAC ∠=∠ 因为CD PA ⊥,所以90CDA ∠=,有90CAD DCA ∠+∠=.因为AC 平分∠P AE ,所以.DAC CAO ∠=∠……………3分所以90.DCO DCA ACO DCA CAO DCA DAC ∠=∠+∠=∠+∠=∠+∠= ……4分 又因为点C 在⊙O 上,OC 为⊙O 的半径,所以CD 为⊙O 的切线. ………………5分 (2)解:过O 作OF AB ⊥,垂足为F ,所以90OCD CDA OFD ∠=∠=∠=, 所以四边形OC DF 为矩形,所以,.OC FD OF CD == ……………………………7分 因为DC +DA =6,设AD x =,则6.OF CD x ==-因为⊙O 的直径为10,所以5DF OC ==,所以5AF x =-. 在Rt AOF △中,由勾股定理知222.AF OF OA +=即()()225625.x x -+-=化简得211180x x -+=,解得2x =或x=9. ………………9分 由AD DF <,知05x <<,故2x =. ………10分 从而AD =2,52 3.AF =-= …………………11分因为OF AB ⊥,由垂径定理知F 为AB 的中点,所以2 6.AB AF ==…………12分 7、考点:切线的性质;勾股定理;相似三角形的判定与性质. 分析:(1)连结OC ,根据切线的性质得OC ⊥PC ,则∠OCG +∠PCG =90°,由ED ⊥AB 得∠B +∠BGF =90°,而∠B =∠OCG ,所以∠PCG =∠BGF ,根据对顶角相等得∠BGF =∠PGC , 于是∠PGC =∠PCG ,所以PC =PG ;(2)连结OG ,由点G 是BC 的中点,根据垂径定理的推论得OG ⊥BC ,BG =CG ,易证得Rt △BOG ∽Rt △BGF ,则BG :BF =BO :BG ,即BG 2=BO •BF ,把BG 用CG 代换得到CG 2=BO •BF ;(3)解:连结OE ,OG =OG =,在Rt △OBG 中,利用勾股定理计算出BG =2,再利用BG 2=BO •BF 可计算出BF ,从而得到OF =1,在Rt △OEF 中,根据勾股定理计算出EF =2,由于AB ⊥ED ,根据垂径定理可得EF =DF ,于是有DE =2EF =4. 解答:(1)证明:连结OC ,如图, ∵PC 为⊙O 的切线, ∴OC ⊥PC ,∴∠OCG +∠PCG =90°, ∵ED ⊥AB ,∴∠B +∠BGF =90°, ∵OB =OC , ∴∠B =∠OCG , ∴∠PCG =∠BGF , 而∠BGF =∠PGC , ∴∠PGC =∠PCG , ∴PC =PG ;(2)解:CG 、BF 、BO 三者之间的数量关系为CG 2=BO •BF .理由如下:连结OG ,如图, ∵点G 是BC 的中点,∴OG ⊥BC ,BG =CG , ∴∠OGB =90°, ∵∠OBG =∠GBF ,∴Rt △BOG ∽Rt △BGF , ∴BG :BF =BO :BG ,∴BG 2=BO •BF ,∴CG 2=BO •BF ;(3)解:连结OE ,如图, 由(2)得BG ⊥BC , ∴OG =,在Rt △OBG 中,OB =5, ∴BG ==2,由(2)得BG 2=BO •BF , ∴BF ==4,∴OF =1,在Rt △OEF 中,EF ==2,∵AB ⊥ED , ∴EF =DF , ∴DE =2EF =4.。

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