圆与圆的位置关系 课时训练

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圆与圆的位置关系

一、基础过关

1.已知0

A.外切B.相交C.外离D.内含

2.若两圆x2+y2-2x+10y+1=0,x2+y2-2x+2y-m=0相交,则m的取值范围是()

A.(-2,39) B.(0,81) C.(0,79) D.(-1,79) 3.圆C1:x2+y2+4x-4y+7=0和圆C2:x2+y2-4x-10y+13=0的公切线有 ()

A.2条B.3条C.4条D.0条4.已知半径为1的动圆与圆(x-5)2+(y+7)2=16相切,则动圆圆心的轨迹方程是()

A.(x-5)2+(y+7)2=25

B.(x-5)2+(y+7)2=17或(x-5)2+(y+7)2=15

C.(x-5)2+(y+7)2=9

D.(x-5)2+(y+7)2=25或(x-5)2+(y+7)2=9

5.若圆x2+y2=4与圆x2+y2-2ax+a2-1=0相内切,则a=________.

6.集合A={(x,y)|x2+y2=4},B={(x,y)|(x-3)2+(y-4)2=r2},其中r>0 ,若A∩B中有且仅有一个元素,则r的值是__________.

7.a为何值时,两圆x2+y2-2ax+4y+a2-5=0和x2+y2+2x -2ay+a2-3=0.

(1)外切;(2)内切.

8.点M在圆心为C1的方程x2+y2+6x-2y+1=0上,点N在圆心为C2的方程x2+y2+2x+4y+1=0上,求|MN|的最大值.二、能力提升

9.若圆(x-a)2+(y-b)2=b2+1始终平分圆(x+1)2+(y+1)2=4的周长,则a,b满足的关系式是

()

A.a2-2a-2b-3=0

B.a2+2a+2b+5=0

C.a2+2b2+2a+2b+1=0

D.3a2+2b2+2a+2b+1=0

10.若集合A={(x,y)|x2+y2≤16},B={(x,y)|x2+(y-2)2≤a-1}且A∩B=B,则a的取值范围是

()

A.a≤1 B.a≥5 C.1≤a≤5 D.a≤5 11.若⊙O:x2+y2=5与⊙O1:(x-m)2+y2=20(m∈R)相交于A、B两点,且两圆在点A处的切线互相垂直,则线段AB的长度是__________.

12.已知圆C1:x2+y2-2ax-2y+a2-15=0,圆C2:x2+y2-4ax -2y+4a2=0(a>0).试求a为何值时,两圆C1、C2:

(1)相切;(2)相交;(3)外离;(4)内含.

三、探究与拓展

13.已知圆A:x2+y2+2x+2y-2=0,若圆B平分圆A的周长,且圆B的圆心在直线l:y=2x上,求满足上述条件的半径最小的圆B的方程.

答案

1.B 2.D3.B4.D

5.±1

6.3或7

7.解将两圆方程写成标准方程,得(x-a)2+(y+2)2=9,(x+1)2+(y-a)2=4.

设两圆的圆心距为d,则d2=(a+1)2+(-2-a)2=2a2+6a+5.

(1)当d=3+2=5,即2a2+6a+5=25时,两圆外切,此时a =-5或2.

(2)当d=3-2=1,即2a2+6a+5=1时,两圆内切,此时a =-1或-2.

8.解把圆的方程都化成标准形式,得(x+3)2

+(y-1)2=9,

(x+1)2+(y+2)2=4.

如图,C1的坐标是(-3,1),半径长是3;C2

的坐标是(-1,-2),半径长是2.

所以,

|C1C2|=(-3+1)2+(1+2)2=13.

因此,|MN|的最大值是13+5.

9.B10.D

11.4

12.解 对圆C 1、C 2的方程,经配方后可得:

C 1:(x -a )2+(y -1)2=16,

C 2:(x -2a )2+(y -1)2=1,

∴圆心C 1(a,1),r 1=4,C 2(2a,1),r 2=1,

∴|C 1C 2|=(a -2a )2+(1-1)2=a ,

(1)当|C 1C 2|=r 1+r 2=5,即a =5时,两圆外切.

当|C 1C 2|=|r 1-r 2|=3,即a =3时,两圆内切.

(2)当3<|C 1C 2|<5,即3

(3)当|C 1C 2|>5,即a >5时,两圆外离.

(4)当|C 1C 2|<3,即0

13.解 设圆B 的半径为r ,因为圆B 的圆心在直线l :y =2x 上,所以圆B 的圆心可设为(t,2t ),

则圆B 的方程是(x -t )2+(y -2t )2=r 2,

即x 2+y 2-2tx -4ty +5t 2-r 2=0.①

因为圆A 的方程为x 2+y 2+2x +2y -2=0,②

所以②-①,得两圆的公共弦所在直线的方程为

(2+2t )x +(2+4t )y -5t 2+r 2-2=0.③

因为圆B 平分圆A 的周长,所以圆A 的圆心(-1,-1)必须在公共弦上,于是将x =-1,y =-1代入方程③并整理得r 2=

5t 2+6t +6=5⎝ ⎛⎭

⎪⎫t +352+215≥215, 所以当t =-35时,r min =215.

此时,圆B 的方程是

⎝ ⎛⎭⎪⎫x +352+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +652=215.

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