江苏省徐州市高考数学二轮复习 专题19 直线与圆的方程2学案(无答案)

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高考数学第二轮专题复习直线与圆的方程教案

高考数学第二轮专题复习直线与圆的方程教案

高考数学第二轮专题复习直线与圆的方程教案一、重点知识结构本章以直线和圆为载体,揭示了解析几何的基本概念和方法。

直线的倾斜角、斜率的概念及公式、直线方程的五种形式是本章的重点之一,而点斜式又是其它形式的基础;两条直线平行和垂直的充要条件、直线l1到l2的角以及两直线的夹角、点到直线的距离公式也是重点内容;用不等式(组)表示平面区域和线性规划作为新增内容,需要引起一定的注意;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,是解决解析几何两个基本问题的依据;圆的方程、直线(圆)与圆的位置关系、圆的切线问题和弦长问题等,因其易与平面几何知识结合,题目解法灵活,因而是一个不可忽视的要点。

二、高考要求1、掌握两条直线平行和垂直的条件,掌握两条直线所成的角和点到直线的距离公式,能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系;3、会用二元一次不等式表示平面区域;4、了解简单的线性规划问题,了解线性规划的意义,并会简单的应用;5、了解解析几何的基本思想,了解用坐标法研究几何问题的方法;6、掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程的概念。

三、热点分析在近几年的高考试题中,两点间的距离公式,中点坐标公式,直线方程的点斜式、斜率公式及两条直线的位置关系是考查的热点。

但由于知识的相互渗透,综合考查直线与圆锥曲线的关系一直是高考命题的大热门,应当引起特别注意,本章的线性规划内容是新教材中增加的新内容,在高考中极有可能涉及,但难度不会大。

四、复习建议本章的复习首先要注重基础,对基本知识、基本题型要掌握好;求直线的方程主要用待定系数法,复习时应注意直线方程各种形式的适用条件;研究两条直线的位置关系时,应特别注意斜率存在和不存在的两种情形;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,随着高考对知识形成过程的考查逐步加强,对坐标法的要求也进一步加强,因此必须透彻理解。

既要掌握求曲线方程的常用方法和基本步骤,又能根据方程讨论曲线的性质;圆的方程、直线与圆的位置关系,圆的切线问题与弦长问题都是高考中的热点问题;求圆的方程或找圆心坐标和半径的常用方法是待定系数法及配方法,应熟练掌握,还应注意恰当运用平面几何知识以简化计算。

高中数学必修二导学案-直线与圆的方程的应用

高中数学必修二导学案-直线与圆的方程的应用

4、2、3直线与圆的方程的应用(二)【教学目标】1、坐标法求直线和圆的应用性问题;2、面积最小圆、中点弦问题的解决方法.【教学重难点】教学重点:坐标法求直线和圆的应用性问题.教学难点:面积最小圆、中点弦问题的解决方法.【教学过程】1、面积最小圆问题、中点弦轨迹问题例1、求通过直线032=+-y x 与圆014222=+-++y x y x 的交点,且面积最小的圆的方程.结论:解法一:利用过两曲线交点的曲线系.我们可以设圆的方程为 0)32(14222=+-λ++-++y x y x y x .配方得到标准式方程如下所示13)2/2()1()2/2()1(2222-λ-λ++λ+=λ--+λ++y x ,可以得到5/19)5/2(4/54)4/5(222++λ=+λ+λ=r ,当5/2-=λ时,此时半径5/19=r ,所求圆的方程为5/19)5/9()5/3(22=-++y x .解法二:利用平面几何知识.以直线与圆的交点),(),,2211y x B y x A (连线为直径的圆符合条件.把两个方程式联立,消去y ,得02652=-+x x .因为判别式大于零,我们可以根据根与系数的关系也即韦达定理得到线段AB 的中点的横坐标为5/32/)(210-=+=x x x ,5/93200=+=x y ,又半径5/1921.||5.0221=+-=x x r (弦长公式),所以所求的圆的方程是:5/19)5/9()5/3(22=-++y x .解法三:我们可以求出两点的坐标,根据两点间距离公式和中点坐标公式求出半径和圆心,求出圆的方程. 变式练习:求圆()()22234x y -++=上的点到20x y -+=的最远、最近的距离。

例2、已知圆O 的方程为922=+y x ,求过点)2,1(A 所作的弦的中点的轨迹. 结论:解法一:参数法(常规方法)设过A 所在的直线方程为y-2=k(x-1)(k 存在时),P (x,y),则)2(,922k kx y y x -+==+,消去y ,得到如下方程.054)2(2)1222=--+-++k k x k k x k (所以我们可以得到下面结果)1/()2(2221+-=+k k k x x ,利用中点坐标公式及中点在直线上,得:)1/()2(),1/()2(22++-=+-=k k y k k k x (k 为参数).消去k 得P 点的轨迹方程为0222=--+y x y x ,当k 不存在时,中点P (1,0)的坐标也适合方程.所以P 点的轨迹是以点(1/2,1)为圆心,2/5为半径的圆.解法二:代点法(涉及中点问题可考虑此法)我们可以设过点A 的弦为MN ,则可以设两点的坐标为),(),,(2211y x N y x M .因为M 、N 都在圆上,所以我们可以得到9,922222121=+=+y x y x ,然后我们把两式向减可以得到:).(0))].(/()[()(2121212121x x y y x x y y x x ≠=+--++设P (x,y)则2/)(,2/)(2121y y y x x x +=+=.所以由这个结论和M 、N 、P 、A 四点共线,可以得到)1)(1/()2()/()(2121≠--=--x x y x x y y .所以2x+[(y-2)/(x-1)]⋅2y=0,所以P 点的轨迹方程为0222=--+y x y x (x=1时也成立),所以P 点的轨迹是以点(1/2,1)为圆心,2/5为半径的圆.解法三:数形结合(利用平面几何知识),由垂径定理可知PA OP ⊥,故点P 的轨迹是以AO 为直径的圆. 变式练习:已知直线134=+y x l :,M 是l 上一动点,过M 作x 轴、y 轴的垂线,垂足分别为A 、B ,则在A 、B 连线上,且满足PB AP 2=的点P 的轨迹方程。

江苏省徐州市高中数学 第2章 平面解析几何初步 直线与圆中的动点问题学案(无答案)苏教版必修2

江苏省徐州市高中数学 第2章 平面解析几何初步 直线与圆中的动点问题学案(无答案)苏教版必修2

直线与圆中的动点控制1.已知直线0=++m y mx 与圆2:22=+y x O 交于不同的两点B A ,,O 是坐标原点,OM =+,若点M 也在圆O 上,那么实数m 的值是 .2.已知直线0=++m y x 与圆2:22=+y x O 交于不同的两点B A ,,O 是坐标原点,≥,那么实数m 的取值范围是 .3.过点)2,11(A 作圆016442:22=--++y x y x O 的弦,其中弦长为整数的共有 条4.设圆3:22=+y x C ,直线06-3:=+y x l ,点l y x P ∈)(00,,若存在点C Q ∈,使060=∠OPQ (O 为圆点),则0x 的取值范围是 .5.已知BD AC ,为圆4:22=+y x O 的两条互相垂直的弦,垂足为()21,M ,则四边形ABCD 的面积的最大值为 .6.圆()42-:22=+y x C ,圆()()()R y x M ∈=-+--θθθ,1sin 5cos 52:22,若圆上M 任意一点P 作圆C 的两条切线PF PE ,,切点分别为F E ,,则⋅的最小值是 .7.已知直线09:=-+y x l 和圆0188-22:22=--+y x y x M ,点A 在直线l 上,C B ,为圆M 上两点,在ABC ∆中,045=∠BAC ,AB 过圆心M ,则点A 的横坐标的取值范围是 .8.已知点()2,0A 是圆()0022-:22>=-+a ay ax y x M 外的一点,圆M 上存在点T 使得045=∠MAT ,则实数a 的取值范围是 .9.在平面直角坐标系xoy 中,过点()1,0A 向直线02:=+-+m y mx l 作垂线,垂足为M ,则点M 到点()32,N 的距离的最大值为 .10.在平面直角坐标系xoy 中,已知圆上422=+y x 有且仅有四个点到直线05-12=+c y x 的距离为1,则实数c 的取值范围是 .11.在平面直角坐标系xoy 中,圆0158-:22=++x y x C ,若直线2-=kx y 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 的最大值是 .12.已知圆1:22=+y x C ,点)(00,y x P 是直线0423:=-+y x l 上的动点,若圆C 上总存在不同的两点B A ,,使得=+,则0x 的取值范围是 .13.已知圆()12-:22=+y x C ,直线01=++y x 上存在点P 使得经过P 的直线l 与圆C 交于B A ,两点,且点A 为PB 中点,则点P 的横坐标0x 的取值范围是 .14.在平面直角坐标系xoy 中,圆()()256-1:221=++y x C ,圆()()222230-17-:r y x C =+,若圆2C 上存在点P ,使得过点P 可作一条射线与圆1C 依次交于点B A ,,满足AB PA 2=,则半径r 的取值范围是 .15.在平面直角坐标系xoy 中,若与点()2,2A 的距离为1且与点()0,m B 的距离为3的直线恰有两条,则实数m 的取值范围是 .16.在平面直角坐标系xoy 中,圆C 的方程为()()91-1-:22=+y x C ,直线3:+=kx y l 与圆C 相交于B A ,两点,M 为弦AB 上的一动点,以M 为圆圆心,2为半径的圆与圆C 总有公共点,则实数k 的取值范围 .17.在平面直角坐标系xOy 中,圆M :(x-a )2+(y+a-3)2=1(a>0),点N 为圆M 上任意一点.若以N 为圆心,ON 为半径的圆与圆M 至多有一个公共点,则a 的最小值为 .18.在平面直角坐标系xoy 中,圆()21-:221=+y x C ,圆()()2222-:m m y m x C =++,若圆2C 上存在点P 满足:过点P 向圆1C 作两条切线PB PA ,,切点为B A ,,ABP ∆的面积为1,则正数m 的取值范围是 .19.已知B A ,是圆04:22=-+x y x C 上两个动点,且32=AB ,点P 在直线02:=-+y x l 上,则PB PA ⋅的最小值是 .20.已知点B A ,在圆1:22=+y x C 上,点P 在圆()()143:22=-+-y x M 上,若λ=,则实数λ的取值范围是 .。

2019届高考数学二轮复习第一讲直线与圆学案(全国通用)

2019届高考数学二轮复习第一讲直线与圆学案(全国通用)

专题六解析几何第一讲直线与圆考点一直线的方程1.两条直线平行与垂直的判定若两条不重合的直线l1,l2的斜率k1,k2存在,则l1∥l2⇔k1=k2,l1⊥l2⇔k1k2=-1.若给出的直线方程中存在字母系数,则要考虑斜率是否存在.2.两个距离公式(1)两平行直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0间的距离d=|C1-C2|A2+B2.(2)点(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离公式d=|Ax0+By0+C|A2+B2.[对点训练]1.(2018·东北三校联考)过点(5,2),且在y轴上的截距是在x轴上的截距的2倍的直线方程是()A.2x+y-12=0B.2x+y-12=0或2x-5y=0C.x-2y-1=0D.x-2y-1=0或2x-5y=0[解析]当直线过原点时,由题意可得直线方程为2x-5y=0;当直线不经过原点时,可设出其截距式为x a +y2a =1,再由过点(5,2)即可解出2x +y -12=0,故选B.[答案] B2.直线l 过点(2,2),且点(5,1)到直线l 的距离为10,则直线l 的方程是( )A .3x +y +4=0B .3x -y +4=0C .3x -y -4=0D .x -3y -4=0[解析] 由已知,设直线l 的方程为y -2=k (x -2),即kx -y +2-2k =0,所以|5k -1+2-2k |k 2+(-1)2=10,解得k =3,所以直线l 的方程为3x -y -4=0,故选C.[答案] C3.(2018·湖北孝感五校联考)已知直线y =2x 是△ABC 中∠C 的平分线所在的直线,若点A ,B 的坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C 的坐标为( )A .(-2,4)B .(-2,-4)C .(2,4)D .(2,-4)[解析] 设A (-4,2)关于直线y =2x 的对称点为A ′(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y -2x +4×2=-1,y +22=2×-4+x 2,解得⎩⎨⎧x =4,y =-2,即A ′(4,-2),∴直线A ′C 即BC 所在直线的方程为y -1=-2-14-3(x -3),即3x +y -10=0.又知点C 在直线y =2x 上,联立⎩⎨⎧3x +y -10=0,y =2x ,解得⎩⎨⎧x =2,y =4,则C (2,4),故选C.[答案] C4.(2018·湖南东部十校联考)经过两条直线2x +3y +1=0和x -3y +4=0的交点,并且垂直于直线3x +4y -7=0的直线方程为________________________.[解析]解法一:由方程组⎩⎨⎧2x +3y +1=0,x -3y +4=0解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-53,y =79,即交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-53,79,∵所求直线与直线3x +4y -7=0垂直, ∴所求直线的斜率为k =43.由点斜式得所求直线方程为y -79=43⎝ ⎛⎭⎪⎫x +53,即4x -3y +9=0.解法二:由垂直关系可设所求直线方程为4x -3y +m =0,由方程组⎩⎨⎧2x +3y +1=0,x -3y +4=0可解得交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-53,79,代入4x -3y +m =0得m =9, 故所求直线方程为4x -3y +9=0.解法三:由题意可设所求直线的方程为(2x +3y +1)+λ(x -3y +4)=0,即(2+λ)x +(3-3λ)y +1+4λ=0,① 又因为所求直线与直线3x +4y -7=0垂直, 所以3(2+λ)+4(3-3λ)=0所以λ=2,代入①式得所求直线方程为4x -3y +9=0. [答案] 4x -3y +9=0[快速审题] 看到直线方程的求解,想到直线方程的五种形式,想到每种形式的适用条件.求直线方程的两种方法(1)直接法:选用恰当的直线方程的形式,由题设条件直接求出方程中系数,写出结果.(2)待定系数法:先由直线满足的一个条件设出直线方程,使方程中含有待定系数,再由题设条件构建方程,求出待定系数.考点二 圆的方程1.圆的标准方程当圆心为(a ,b ),半径为r 时,其标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2,特别地,当圆心在原点时,方程为x 2+y 2=r 2.2.圆的一般方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,其中D 2+E 2-4F >0,表示以⎝⎛⎭⎪⎫-D2,-E 2为圆心,D 2+E 2-4F 2为半径的圆. [对点训练]1.(2018·福建漳州模拟)圆(x -1)2+(y -2)2=1关于直线y =x 对称的圆的方程为( )A .(x -2)2+(y -1)2=1B .(x +1)2+(y -2)2=1C .(x +2)2+(y -1)2=1D .(x -1)2+(y +2)2=1[解析] ∵点P (x ,y )关于直线y =x 对称的点为P ′(y ,x ), ∴(1,2)关于直线y =x 对称的点为(2,1),∴圆(x -1)2+(y -2)2=1关于直线y =x 对称的圆的方程为(x -2)2+(y -1)2=1,故选A.[答案] A2.(2018·广东珠海四校联考)已知圆C 与直线x -y =0及x -y -4=0都相切,圆心在直线x+y=0上,则圆C的标准方程为() A.(x+1)2+(y-1)2=2 B.(x-1)2+(y+1)2=2C.(x-1)2+(y-1)2=2 D.(x+1)2+(y+1)2=2[解析]由题意设圆心坐标为(a,-a),则有|a-(-a)|2=|a-(-a)-4|2,即|a|=|a-2|,解得a=1.故圆心坐标为(1,-1),半径r=22=2,所以圆C的标准方程为(x-1)2+(y+1)2=2,故选B. [答案] B3.(2018·重庆一模)若P(2,1)为圆(x-1)2+y2=25的弦AB的中点,则直线AB的方程为()A.x-y-1=0 B.2x-y-3=0C.x+y-3=0 D.2x+y-5=0[解析]圆心C的坐标为(1,0),所以直线PC的斜率为k PC=1-0 2-1=1,所以直线AB的斜率为-1,故直线AB的方程为y-1=-(x-2),即x+y-3=0,故选C.[答案] C4.[原创题]在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx-y-2m-1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为_________________________________.[解析]解法一:由题意得:半径等于|m+1|m2+1=(m+1)2m2+1=1+2mm2+1≤1+2|m|m2+1≤2,当且仅当m=1时取等号,所以半径最大为r=2,所求圆为(x-1)2+y2=2.解法二:直线mx-y-2m-1=0过定点(2,-1),当切点为(2,-1)时圆的半径最大,此时半径r=(1-2)2+(0+1)2=2,故所求圆的方程为(x-1)2+y2=2.[答案](x-1)2+y2=2[快速审题]看到圆的方程,想到圆心与半径,看到含参数的直线方程,想到直线是否过定点.求圆的方程的两种方法(1)几何法:通过研究圆的性质、直线和圆、圆与圆的位置关系,从而求得圆的基本量和方程.(2)代数法:用待定系数法先设出圆的方程,再由条件求得各系数,从而求得圆的方程,一般采用待定系数法.考点三直线与圆、圆与圆的位置关系1.判断直线与圆的位置关系的方法(1)代数法:将圆的方程和直线的方程联立起来组成方程组,利用判别式Δ来讨论位置关系:Δ>0⇔相交;Δ=0⇔相切;Δ<0⇔相离.(2)几何法:把圆心到直线的距离d和半径r的大小加以比较:d<r ⇔相交;d=r⇔相切;d>r⇔相离.2.与圆的切线有关的结论(1)过圆x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的切线方程为x 0x +y 0y =r 2. (2)过圆(x -a )2+(y -b )2=r 2上一点P (x 0,y 0)的切线方程为(x 0-a )(x -a )+(y 0-b )(y -b )=r 2.(3)过圆x 2+y 2=r 2外一点P (x 0,y 0)作圆的两条切线,切点为A ,B ,则过A 、B 两点的直线方程为x 0x +y 0y =r 2.[解析] (1)由题意知:圆心坐标为(0,0),半径为2,则△AOB 的边长为2,所以△AOB 的高为3,即圆心到直线x -y -a =0的距离为3,所以|-a |12+(-1)2=3,解得a =±6,故选B.(2)当直线斜率不存在时,明显满足题意,此时直线l 的方程为x =1.当直线斜率存在时,可设直线l 的方程为y -5=k (x -1),再由圆心到直线的距离等于半径,得|3k +1-k +5|1+k 2=2,解得k =-43,所以直线l 的方程为4x +3y -19=0.综上所述,直线l 的方程为x =1或4x +3y -19=0.(3)直线l 的方程为y =kx +1,圆心C (2,3)到直线l 的距离d =|2k -3+1|k 2+1=|2k -2|k 2+1, 由R 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫12|MN |2得1=(2k -2)2k 2+1+15,解得k =2或12,所以直线l 的方程为y =2x +1或y =12x +1.[答案] (1)B (2)x =1或4x +3y -19=0 (3)y =2x +1或y =12x +1[探究追问1] 在本例(3)中若把条件“|MN |=255”,改为OM →·ON→=12,其中O 为坐标原点,则|MN |=________. [解析] 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2), 由题意得直线l 的方程为y =kx +1, 代入方程(x -2)2+(y -3)2=1, 整理得(1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0, 所以x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k2, OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=4k (1+k )1+k2+8,由题设可知4k (1+k )1+k 2+8=12,解得k =1, 所以直线l 的方程为y =x +1, 故圆心C 在直线l 上,所以|MN |=2. [答案] 2[探究追问2] 在本例(3)中若圆C 的方程不变,且过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 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 的取值范围是________.[解析] 由题意知直线l 的方程为y =kx +1,要使直线l 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,只需直线l 与圆C ′:(x -2)2+(y -3)2=4有公共点,所以|2k -3+1|k 2+(-1)2≤2,即|2k -2|1+k2≤2,解得k ≥0.[答案] [0,+∞)直线(圆)与圆的位置关系的解题思路(1)讨论直线与圆及圆与圆的位置关系时,要注意数形结合,充分利用圆的几何性质寻找解题途径,减少运算量.(2)直线与圆相切时利用“切线与过切点的半径垂直,圆心到切线的距离等于半径”建立切线斜率的等式,求切线方程主要选择点斜式.(3)弦长用圆的半径和圆心到直线的距离表示,l=2r2-d2(其中l为弦长,r为圆的半径,d为圆心到直线的距离).[对点训练]1.(2018·福建福州一模)已知圆O:x2+y2=4上到直线l:x+y =a的距离等于1的点至少有2个,则a的取值范围为() A.(-32,32)B.(-∞,-32)∪(32,+∞)C.(-22,22)D.[-32,32][解析]由圆的方程可知圆心为O(0,0),半径为2,因为圆上的点到直线l的距离等于1的点至少有2个,所以圆心到直线l的距离d<r+1=2+1,则d=|-a|12+12=|a|2<3,解得a∈(-32,32),故选A.[答案] A2.已知圆C1:x2+y2-2x+10y-24=0和圆C2:x2+y2+2x+2y -8=0,则两圆的公共弦长为________.[解析]联立两圆的方程得⎩⎨⎧ x 2+y 2-2x +10y -24=0,x 2+y 2+2x +2y -8=0,两式相减整理得x -2y +4=0,即为两圆公共弦所在直线的方程.解法一:设两圆相交于点A ,B ,则A ,B 两点的坐标满足方程组⎩⎨⎧ x -2y +4=0,x 2+y 2+2x +2y -8=0,解得⎩⎨⎧ x =-4,y =0或⎩⎨⎧ x =0,y =2. 所以|AB |=(0+4)2+(2-0)2=25,即公共弦长为2 5.解法二:由x 2+y 2-2x +10y -24=0,得圆心坐标为(1,-5),半径r =5 2.圆心到直线x -2y +4=0的距离d =|1-2×(-5)+4|12+(-2)2=35, 设两圆的公共弦长为l ,由r 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫l 22, 得l =2r 2-d 2=2(52)2-(35)2=25,即两圆的公共弦长为2 5.[答案] 2 51.(2016·全国卷Ⅱ)圆x 2+y 2-2x -8y +13=0的圆心到直线ax +y -1=0的距离为1,则a =( )A .-43B .-34 C. 3 D .2[解析] 由已知可得圆的标准方程为(x -1)2+(y -4)2=4,故该圆的圆心为(1,4),由点到直线的距离公式得d =|a +4-1|a 2+1=1,解得a =-43,故选A.[答案] A2.(2018·全国卷Ⅲ)直线x +y +2=0分别与x 轴,y 轴交于A ,B 两点,点P 在圆(x -2)2+y 2=2上,则△ABP 面积的取值范围是( )A .[2,6]B .[4,8]C .[2,32]D .[22,32][解析] 由圆(x -2)2+y 2=2可得圆心坐标为(2,0),半径r =2,△ABP 的面积记为S ,点P 到直线AB 的距离记为d ,则有S =12|AB |·d ,易知|AB |=22,d max =|2+0+2|12+12+2=32,d min =|2+0+2|12+12-2=2,所以2≤S ≤6,故选A.[答案] A3.(2018·北京卷)在平面直角坐标系中,记d 为点P (cos θ,sin θ)到直线x -my -2=0的距离.当θ,m 变化时,d 的最大值为( )A .1B .2C .3D .4[解析] 解法一:由点到直线的距离公式得d =|cos θ-m sin θ-2|1+m2,cos θ-m sin θ= 1+m 2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫11+m2cos θ-m 1+m 2sin θ, 令sin α=11+m 2,cos α=m 1+m 2,∴cos θ-m sin θ=1+m 2sin(α-θ),∴d ≤|-1+m 2-2|1+m 2=1+m 2+21+m 2=1+21+m 2,∴当m =0时,d max =3,故选C.解法二:∵cos 2θ+sin 2θ=1,∴P 点的轨迹是以原点为圆心的单位圆,又x -my -2=0表示过点(2,0)且斜率不为0的直线,如图,可得点(-1,0)到直线x =2的距离即为d 的最大值,故选C.[答案] C4.(2018·江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,A 为直线l :y =2x 上在第一象限内的点,B (5,0),以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若AB →·CD→=0,则点A 的横坐标为________. [解析]由题意易得∠BAD =45°.设直线DB 的倾斜角为θ,则tan θ=-12,∴tan ∠ABO =-tan(θ-45°)=3,∴k AB =-tan ∠ABO =-3.∴AB 的方程为y =-3(x -5),由⎩⎨⎧ y =-3(x -5),y =2x ,得x A =3.[答案] 3 5.(2016·全国卷Ⅲ)已知直线l :mx +y +3m -3=0与圆x 2+y 2=12交于A ,B 两点,过A ,B 分别作l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点.若|AB|=23,则|CD|=________.[解析]由题意可知直线l过定点(-3,3),该定点在圆x2+y2=12上,不妨设点A(-3,3),由于|AB|=23,r=23,所以圆心到直线AB 的距离为d=(23)2-(3)2=3,又由点到直线的距离公式可得d=|3m-3|m2+1,∴|3m-3|m2+1=3,解得m=-33,所以直线l的斜率k=-m=33,即直线l的倾斜角为30°.如图,过点C作CH⊥BD,垂足为H,所以|CH|=23,在Rt△CHD中,∠HCD=30°,所以|CD|=23cos30°=4.[答案] 41.近两年圆的方程成为高考全国课标卷命题的热点,需重点关注.此类试题难度中等偏下,多以选择题或填空题形式考查.2.直线与圆的方程偶尔单独命题,单独命题时有一定的深度,有时也会出现在压轴题的位置,难度较大,对直线与圆的方程(特别是直线)的考查主要体现在圆锥曲线的综合问题上.热点课题14与圆有关的最值问题[感悟体验]1.(2018·厦门模拟)已知圆C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圆C2:(x -3)2+(y-4)2=9,M,N分别是圆C1,C2上的动点,P为x轴上的动点,则|PM|+|PN|的最小值为()A.52-4 B.17-1 C.6-2 2 D.17[解析]两圆的圆心均在第一象限,先求|PC1|+|PC2|的最小值,作点C1关于x轴的对称点C′1(2,-3),则(|PC 1|+|PC 2|)min =|C ′1C 2|=52,所以(|PM |+|PN |)min =52-(1+3)=52-4,故选A.[答案] A2.(2018·宁夏银川一中检测)过点M (1,2)的直线l 与圆C :(x -3)2+(y -4)2=25交于A ,B 两点,C 为圆心,当∠ACB 最小时,直线l 的方程是________________.[解析] 验证得M (1,2)在圆内,当∠ACB 最小时,直线l 与CM 垂直,又圆心为(3,4),则k CM =4-23-1=1,则k l =-1,故直线l 的方程为y -2=-(x -1),整理得x +y -3=0.[答案] x +y -3=0专题跟踪训练(二十四)一、选择题1.(2018·合肥检测)直线x +(a 2+1)y +1=0的倾斜角的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π [解析] 由直线方程可得该直线的斜率为-1a 2+1,又-1≤-1a 2+1<0,所以倾斜角的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π,故选B. [答案] B2.(2018·沈阳质量监测)已知直线l过圆x2+(y-3)2=4的圆心,且与直线x+y+1=0垂直,则直线l的方程为()A.x+y-2=0 B.x-y+2=0C.x+y-3=0 D.x-y+3=0[解析]由已知得,圆心为(0,3),所求直线的斜率为1,由直线方程的斜截式得,y=x+3,即x-y+3=0,故选D.[答案] D3.(2018·河北五个一联盟联考)已知直线l1:mx-2y+1=0,l2:x-(m-1)y-1=0,则“m=2”是l1平行于l2的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件[解析]当m=2时,直线l1:2x-2y+1=0,直线l2:x-y-1=0,此时直线l1与l2平行,所以充分性成立;当l1∥l2时,-m(m-1)+2=0,即m2-m-2=0,∴m=2或m=-1,经检验m=-1时,直线l1与直线l2重合,故l1∥l2时,m=2,故必要性成立.综上,“m =2\”是l1平行于l2的充分必要条件,故选C.[答案] C4.(2018·陕西西安高三质检)圆:x2+y2-2x-2y+1=0上的点到直线x-y=2距离的最大值是()A.1+ 2 B.2C .1+22D .2+2 2[解析] 将圆的方程化为(x -1)2+(y -1)2=1,即圆心坐标为(1,1),半径为1,则圆心到直线x -y =2的距离d =|1-1-2|2=2,故圆上的点到直线x -y =2距离的最大值为1+d =1+2,故选A.[答案] A5.(2018·宁夏银川质检)已知圆C 1:x 2+y 2=4,圆C 2:x 2+y 2+6x -8y +16=0,则圆C 1与圆C 2的位置关系是( )A .相离B .外切C .相交D .内切[解析] 易知圆C 2的标准方程为(x +3)2+(y -4)2=9,则圆C 1与C 2的圆心的距离为32+42=5,又两圆半径之和为2+3=5,所以圆C 1与圆C 2外切,故选B.[答案] B6.(2018·辽宁第一次质量监测)已知直线l :y =k (x +3)和圆C :x 2+(y -1)2=1,若直线l 与圆C 相切,则k =( )A .0 B. 3 C.33或0 D.3或0[解析] 因为直线l 与圆C 相切,所以圆心C 到直线l 的距离d =|-1+3k |1+k 2=1,即|-1+3k |=1+k 2,解得k =0或k =3,故选D.[答案] D7.(2018·长春二检)圆(x -2)2+y 2=4关于直线y =33x 对称的圆的方程是( )A .(x -3)2+(y -1)2=4B .(x -2)2+(y -2)2=4C .x 2+(y -2)2=4D .(x -1)2+(y -3)2=4[解析] 解法一:圆与圆关于直线对称,则圆的半径相同,只需圆心关于直线对称即可.设所求圆的圆心坐标为(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧ b -0a -2×33=-1,b +02=33×a +22,解得⎩⎨⎧ a =1,b = 3.所以圆(x -2)2+y 2=4的圆心关于直线y =33x 对称的点的坐标为(1,3),从而所求圆的方程为(x -1)2+(y -3)2=4,故选D.解法二:由于两圆关于直线对称,因此两圆心的连线必与该直线垂直,则两圆心连线的斜率为-3,备选项中只有选项D 中的圆心与已知圆的圆心连线的斜率为-3,故选D.[答案] D8.已知直线2x +(y -3)m -4=0(m ∈R )恒过定点P ,若点P 平分圆x 2+y 2-2x -4y -4=0的弦MN ,则弦MN 所在直线的方程是( )A .x +y -5=0B .x +y -3=0C .x -y -1=0D .x -y +1=0[解析] 对于直线方程2x +(y -3)m -4=0(m ∈R ),取y =3,则必有x =2,所以该直线恒过定点P (2,3).设圆心是C ,则易知C (1,2),所以k CP =3-22-1=1, 由垂径定理知CP ⊥MN ,所以k MN =-1.又弦MN 过点P (2,3),故弦MN 所在直线的方程为y -3=-(x -2).即x +y -5=0,故选A.[答案] A9.(2018·福州质检)过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( )A .y =-34B .y =-12C .y =-32D .y =-14[解析] 圆(x -1)2+y 2=1的圆心为C (1,0),半径为1,以|PC |=(1-1)2+(-2-0)2=2为直径的圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=1,将两圆的方程相减得AB 所在直线的方程为2y +1=0,即y =-12,故选B.[答案] B10.(2018·河南名校第二次联考)已知m,n,a,b∈R,且满足3m+4n=6,3a+4b=1,则(m-a)2+(n-b)2的最小值为()A. 3B. 2 C.1 D.1 2[解析]此题可理解为点A(m,n)和点B(a,b)分别在直线l1:3x +4y=6与l2:3x+4y=1上,求A、B两点距离的最小值,|AB|=(m-a)2+(n-b)2,因为l1∥l2,所以|AB|min=|6-1|32+42=1,故选C.[答案] C11.(2018·四川成都二模)已知直线l的方程是y=k(x-1)-2,若点P(-3,0)在直线l上的射影为H,O为坐标原点,则|OH|的最大值是()A.5+ 2 B.3+2 2C.5+ 2D.3+3 2[解析]因为直线l的方程是y=k(x-1)-2,所以直线l过定点M(1,-2).则点P(-3,0)在直线l上的射影H在以PM为直径的圆上.|PM |=(1+3)2+(-2)2=25,线段PM 的中点即圆心C (-1,-1),则|OC |= 2.因此,当O ,C ,H 三点共线时,|OH |取得最大值=5+2,故选C.[答案] C12.(2018·安徽芜湖六校联考)在平面直角坐标系xOy 中,点A (0,3),直线l :y =2x -4,设圆C 的半径为1,圆心在l 上.若圆C 上存在点M ,使MA =2MO ,则圆心C 的横坐标a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,125 B .[0,1] C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,125 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,125 [解析] 因为圆心在直线y =2x -4上,所以圆C 的方程为(x -a )2+[y -2(a -2)]2=1.设点M (x ,y ),因为MA =2MO ,所以x 2+(y -3)2=2x 2+y 2,化简得x 2+y 2+2y -3=0,即x 2+(y +1)2=4,所以点M 在以D (0,-1)为圆心,2为半径的圆上.由题意,点M (x ,y )在圆C 上,所以圆C 与圆D 有公共点,则|2-1|≤CD ≤2+1,即1≤a 2+(2a -3)2≤3. 由a 2+(2a -3)2≥1得5a 2-12a +8≥0,解得a ∈R ; 由a 2+(2a -3)2≤3得5a 2-12a ≤0,解得0≤a ≤125.所以点C 的横坐标a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,125,故选A. [答案] A二、填空题13.若点P (1,2)在以坐标原点为圆心的圆上,则该圆在点P 处的切线方程为__________________.[解析] 由题意,得k OP =2-01-0=2,则该圆在点P 处的切线方程的斜率为-12,所以所求切线方程为y -2=-12(x -1),即x +2y -5=0.[答案] x +2y -5=014.若圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2-6x -8y +m =0外切,则实数m 的值为________.[解析] 因为圆C 2:(x -3)2+(y -4)2=25-m ,又因为圆C 1与圆C 2外切,所以25-m +1=5,解得m =9.[答案] 915.(2018·衡水中学模拟)已知直线ax +y -1=0与圆C :(x -1)2+(y +a )2=1相交于A ,B 两点,且△ABC 为等腰直角三角形,则实数a 的值为________.[解析] 因为△ABC 是等腰直角三角形,所以圆心C (1,-a )到直线ax +y -1=0的距离d =r sin45°=22,即d =1a 2+1=22,所以a =±1.[答案] ±116.(2018·南宁测试)过动点M 作圆:(x -2)2+(y -2)2=1的切线MN ,其中N 为切点,若|MN |=|MO |(O 为坐标原点),则|MN |的最小值是________.[解析] 解法一:由题意知圆的圆心为(2,2),半径为1.设M (x ,y ),则|MO |=x 2+y 2,|MN |=(x -2)2+(y -2)2-1.由|MN |=|MO |,得4x +4y -7=0,即y =74-x ,所以|MN |=|MO |=x 2+y 2=x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫74-x 2= 2x 2-72x +4916= 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -782+4932,当x =78时,|MN |取得最小值4932=728.解法二:由题意知圆的圆心为(2,2),半径为1.设M (x ,y ),则|MO |=x 2+y 2,|MN |=(x -2)2+(y -2)2-1.由|MN |=|MO |,得4x +4y -7=0,即点M 的轨迹为4x +4y -7=0,则由题意知,要使|MN |取得最小值,即|MO |取得最小值,此时|MO |的最小值就是原点到直线4x +4y -7=0的距离,即742+42=728,故|MN |的最小值为728. [答案] 728。

高三数学二轮复习直线与圆学案

高三数学二轮复习直线与圆学案

高三数学二轮复习 ——直线、圆及其交汇问题一、高考定位:本问题是整个解析几何的基础,在解析几何的知识体系中占有重要位置,但解析几何的主要内容是圆锥曲线与方程,故在该部分高考考查的分值不多,在高考试卷中一般就是一个选择或填空题考查直线与方程、圆与方程的基本问题,偏向于考查直线与圆的综合,试题难度不大,对直线方程、圆的方程的深入考查则与圆锥曲线结合进行.二、必备知识1. 两直线平行、垂直的判定(1)①l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2(两直线斜率存在,且不重合),则有l 1∥l 2⇔k 1=k 2,l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.②若两直线的斜率都不存在,并且两直线不重合,则两直线平行;③若两直线中一条直线的斜率为0,另一条直线斜率不存在,则两直线垂直. (2)l 1:A 1x +B 1y +C 1=0, l 2:A 2x +B 2y +C 2=0, 则有l 1∥l 2⇔A 1B 2-A 2B 1=0,且B 1C 2-B 2C 1≠0,通常写成111222A B C A B C =≠(分母不为0) 便于记忆。

l 1⊥l 2⇔A 1A 2+B 1B 2=0.2.圆的方程:(1)圆的标准方程:(x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0),圆心为(a ,b ),半径为r . (2)圆的一般方程:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0),圆心为⎝⎛⎭⎫-D 2,-E2,半径为r =D 2+E 2-4F2;(3)直线被圆所截得的弦长等于三、必备方法1.由于直线方程有多种形式,各种形式适用的条件、范围不同,在具体求直线方程时,由所给的条件和采用的直线方程形式所限,可能会产生遗漏的情况,尤其在选择点斜式、斜截式时要注意斜率不存在的情况.2.处理有关圆的问题,要特别注意圆心、半径及平面几何知识的应用,如弦心距、半径、弦长的一半构成直角三角形经常用到,利用圆的一些特殊几何性质解题,往往使问题简化.3.直线与圆中常见的最值问题(1)圆外一点与圆上任一点的距离的最值.(2)直线与圆相离,圆上任一点到直线的距离的最值. (3)过圆内一定点的直线被圆截得弦长的最值.(4)直线与圆相离,过直线上一点作圆的切线,切线长的最小值问题. (5)两圆相离,两圆上点的距离的最值.4.两圆相交,将两圆方程联立消去二次项,得到一个二元一次方程即为两圆公共弦所在的直线方程.四、典型例题解析:【例1】►待定系数法求圆的方程已知圆C与圆x2+y2-2x=0外切,并与直线x+3y=0相切于点Q(3,-3),求圆C方程.[审题] 先确定采用标准方程还是一般方程,然后求出相应的参数,即采用待定系数法.解:设圆C的圆心为(a,b),半径为r,由题设得13rrba⎧==+⎪=-⎪⎪⎩解得:42abr=⎧⎪=⎨⎪=⎩或6abr=⎧⎪=-⎨⎪=⎩.所以圆C的方程为(x-4)2+y2=4或x2+(y+43)2=36.【考题演练】(2010山东文数)已知圆C过点(1,0)且圆心在x轴的正半轴上,直线l:x-yC的标准方程为_____________________.解析:【例题2】►如图所示,已知以点A(-1,2)为圆心的圆与直线l1:x+2y+7=0相切.过点B(-2,0)的动直线l与圆A相交于M,N两点,Q是MN的中点,直线l与l1相交于点P.(1)求圆A的方程;(2)当|MN|=219时,求直线l的方程。

江苏省2019高考数学二轮复习专题五解析几何第1讲直线与圆学案

江苏省2019高考数学二轮复习专题五解析几何第1讲直线与圆学案

第1讲 直线与圆[考情考向分析] 高考考查重点是求直线和圆的方程、直线间的平行和垂直关系、距离、直线与圆的位置关系,此类问题难度属于中档,偶尔出现解答题.其中直线方程和圆的标准方程与一般方程是C 级要求.热点一 直线、圆的方程例1 (1)在平面直角坐标系xOy 中,过点M (1,0)的直线l 与圆x 2+y 2=5交于A ,B 两点,其中点A 在第一象限,且BM →=2MA →,则直线l 的方程为____________. 答案 x -y -1=0解析 方法一 易知l 的斜率必存在,设l :y =k (x -1).由BM →=2MA →,可设BM =2t ,MA =t ,如图,过原点O 作OH ⊥l 于点H ,则BH =3t 2.设OH =d ,在Rt△OBH 中,d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫3t 22=r 2=5,在Rt△OMH 中,d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22=OM 2=1,解得d 2=12.所以d 2=k 2k 2+1=12,解得k =1或k =-1,因为点A 在第一象限,BM →=2MA →,由图知k =1,所以l :x -y -1=0.方法二 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),所以BM →=(1-x 2,-y 2),MA →=(x 1-1,y 1).因为BM →=2MA →,所以有⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2=2(x 1-1),-y 2=2y 1,即⎩⎪⎨⎪⎧-x 2=2x 1-3,-y 2=2y 1.又⎩⎪⎨⎪⎧x 21+y 21=5,x 22+y 22=5,代入可得⎩⎪⎨⎪⎧x 21+y 21=5,(2x 1-3)2+4y 21=5,解得x 1=2,代入可得y 1=±1,又点A 在第一象限,故A (2,1),由点A 和点M 的坐标可得直线AB 的方程为x -y -1=0.(2)已知圆M 的圆心在x 轴上,且圆心在直线l 1:x =-2的右侧,若圆M 截直线l 1所得的弦长为23,且与直线l 2:2x -5y -4=0相切,则圆M 的方程为________.答案 (x +1)2+y 2=4解析 由已知,可设圆M 的圆心坐标为(a,0),a >-2,半径为r ,则⎩⎪⎨⎪⎧(a +2)2+(3)2=r 2,|2a -4|4+5=r ,a >-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,r =2,∴圆M 的方程为(x +1)2+y 2=4.思维升华 求具备一定条件的直线或圆的方程时,其关键是寻找确定直线或圆的两个几何要素,待定系数法也是经常使用的方法,解题时要注意平面几何知识的应用.跟踪演练1 (1)过点P (-4,0)的直线l 与圆C :(x -1)2+y 2=5相交于A ,B 两点,若点A 恰好是线段PB 的中点,则直线l 的方程为________. 答案 x ±3y +4=0解析 设AB 的中点为D ,则CD ⊥AB , 设CD =d ,AD =x ,则PA =AB =2x ,在Rt△ACD 中,由勾股定理得d 2+x 2=r 2=5,① 在Rt△PDC 中,由勾股定理得d 2+9x 2=CP 2=25,② 由①②解得d 2=52.易知直线l 的斜率一定存在,设为k , 则l :y =k (x +4),圆心C (1,0)到直线l 的距离为d =|5k |k 2+1=102,解得k 2=19,k =±13,所以直线l 的方程为y =±13(x +4),即为x ±3y +4=0.(2)若圆上一点A (2,3)关于直线x +2y =0的对称点仍在圆上,且圆与直线x -y +1=0相交的弦长为22,则圆的方程为________________________. 答案 (x -6)2+(y +3)2=52或(x -14)2+(y +7)2=244 解析 设圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2, 点A (2,3)关于直线x +2y =0的对称点仍在圆上, 说明圆心在直线x +2y =0上,即a +2b =0,①且(2-a )2+(3-b )2=r 2.②而圆与直线x -y +1=0相交的弦长为22,故r 2-⎝⎛⎭⎪⎫a -b +122=2,③由①②③,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =6,b =-3,r 2=52或⎩⎪⎨⎪⎧a =14,b =-7,r 2=244.所以所求圆的方程为(x -6)2+(y +3)2=52 或(x -14)2+(y +7)2=244.热点二 直线与圆、圆与圆的位置关系例2 (2018·江苏仪征中学检测)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知圆C :x 2+y 2-4x =0及点A ()-1,0, B ()1,2.(1)若直线l 平行于AB ,与圆C 相交于M ,N 两点,MN =AB ,求直线l 的方程;(2)在圆C 上是否存在点P ,使得PA 2+PB 2=12 ?若存在,求点P 的个数;若不存在,请说明理由.解 (1)圆C 的标准方程为()x -22+y 2=4,所以圆心C ()2,0,半径为2.因为l ∥AB, A ()-1,0, B ()1,2,所以直线l 的斜率为2-01-()-1=1,设直线l 的方程为x -y +m =0, 则圆心C 到直线l 的距离为d =||2-0+m 2=||2+m 2.因为MN =AB =22+22=22,而CM 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫MN 22,所以4=()2+m 22+2,解得m =0或m =-4,故直线l 的方程为x -y =0或x -y -4=0. (2)假设圆C 上存在点P ,设P ()x ,y , 则()x -22+y 2=4,PA 2+PB 2=()x +12+()y -02+()x -12+()y -22=12,即x 2+y 2-2y -3=0,即x 2+()y -12=4,因为||2-2<()2-02+()0-12<2+2,所以圆()x -22+y 2=4与圆x 2+()y -12=4相交,所以点P 的个数为2.思维升华 (1)判断直线与圆的位置关系的常见方法: ①几何法:利用d 与r 的关系; ②代数法:联立方程之后利用Δ判断;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. (2)判断圆与圆的位置关系,一般用几何法,其步骤为: ①确定两圆的圆心坐标和半径长;②利用平面内两点间的距离公式求出圆心距d ,r 1+r 2,|r 1-r 2|; ③比较d ,r 1+r 2,|r 1-r 2|的大小,写出结论.跟踪演练2 (1)设直线y =x +2a 与圆C :x 2+y 2-2ay -2=0相交于A ,B 两点,若AB =23,则圆C 的面积为________. 答案 4π解析 圆C :x 2+y 2-2ay -2=0,即C :x 2+(y -a )2=a 2+2,圆心为C (0,a ),半径r =a 2+2,C 到直线y =x +2a 的距离d =|0-a +2a |2=|a |2.又由AB =23, 得⎝⎛⎭⎪⎫2322+⎝ ⎛⎭⎪⎫|a |22=a 2+2,解得a 2=2, 所以圆C 的面积为π(a 2+2)=4π.(2)(2018·苏锡常镇调研)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆C :(x +1)2+y 2=2,点A (2,0),若圆C 上存在点M ,满足MA 2+MO 2≤10,则点M 的纵坐标的取值范围是________.答案⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-72, 72 解析 设点M (x ,y ),因为MA 2+MO 2≤10,所以(x -2)2+y 2+x 2+y 2≤10, 即x 2+y 2-2x -3≤0, 因为(x +1)2+y 2=2,所以y 2=2-(x +1)2, 所以x 2+2-(x +1)2-2x -3≤0, 化简得x ≥-12.因为y 2=2-(x +1)2,所以y 2≤74,所以-72≤y ≤72.热点三 直线、圆的综合问题例3 如图所示,已知圆A 的圆心在直线y =-2x 上,且该圆存在两点关于直线x +y -1=0对称,又圆A 与直线l 1:x +2y +7=0相切,过点B (-2,0)的动直线l 与圆A 相交于M ,N 两点,Q 是MN 的中点,直线l 与l 1相交于点P .(1)求圆A 的方程;(2)当MN =219时,求直线l 的方程;(3)(BM →+BN →)·BP →是否为定值?如果是,求出此定值;如果不是,请说明理由.解 (1)由圆存在两点关于直线x +y -1=0对称知圆心A 在直线x +y -1=0上.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x ,x +y -1=0,得A (-1,2),设圆A 的半径为R ,∵圆A 与直线l 1:x +2y +7=0相切,∴R =|-1+4+7|5=25,∴圆A 的方程为(x +1)2+(y -2)2=20.(2)当直线l 与x 轴垂直时,易知x =-2符合题意;当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =k (x +2),即kx -y +2k =0,连结AQ ,则AQ ⊥MN , ∵MN =219,∴AQ =20-19=1. 由AQ =|k -2|k 2+1=1,得k =34,∴直线l 的方程为3x -4y +6=0,∴所求直线l 的方程为x =-2或3x -4y +6=0. (3)∵AQ ⊥BP ,∴AQ →·BP →=0,∴(BM →+BN →)·BP →=2BQ →·BP →=2(BA →+AQ →)·BP → =2BA →·BP →;当直线l 与x 轴垂直时,得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-52, 则BP →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-52,又BA →=(1,2),∴(BM →+BN →)·BP →=2BA →·BP →=-10;当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x +2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +2),x +2y +7=0,解得P ⎝⎛⎭⎪⎫-4k -71+2k ,-5k 1+2k ,∴BP →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-51+2k ,-5k 1+2k , ∴(BM →+BN →)·BP →=2BA →·BP →=2⎝ ⎛⎭⎪⎫-51+2k -10k 1+2k =-10, 综上所述,(BM →+BN →)·BP →为定值-10.思维升华 直线、圆的综合问题包括和圆有关的定点定值问题、范围问题及探究性问题.解决的基本思路有两种:代数法和几何法,解题时要注意充分利用方程、向量及图形的特征. 跟踪演练3 (2016·江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知以M 为圆心的圆M :x 2+y 2-12x -14y +60=0及其上一点A (2,4).(1)设圆N 与x 轴相切,与圆M 外切,且圆心N 在直线x =6上,求圆N 的标准方程; (2)设平行于OA 的直线l 与圆M 相交于B ,C 两点,且BC =OA ,求直线l 的方程; (3)设点T (t,0)满足:存在圆M 上的两点P 和Q ,使得TA →+TP →=TQ →,求实数t 的取值范围. 解 (1)圆M 的方程化为标准形式为(x -6)2+(y -7)2=25,圆心M (6,7),半径r =5, 由题意,设圆N 的方程为(x -6)2+(y -b )2=b 2(b >0). 且(6-6)2+(b -7)2=b +5.解得b =1,∴圆N 的标准方程为(x -6)2+(y -1)2=1. (2)∵k OA =2,∴可设l 的方程为y =2x +m ,即2x -y +m =0. 又BC =OA =22+42=2 5.由题意,圆M 的圆心M (6,7)到直线l 的距离为d =52-⎝ ⎛⎭⎪⎫BC 22=25-5=2 5.即|2×6-7+m |22+(-1)2=25,解得m =5或m =-15. ∴直线l 的方程为2x -y +5=0或2x -y -15=0.(3)由TA →+TP →=TQ →,则四边形AQPT 为平行四边形, 又∵P ,Q 为圆M 上的两点,∴PQ ≤2r =10. ∴TA =PQ ≤10,即(t -2)2+42≤10, 解得2-221≤t ≤2+221.故所求t 的取值范围为[2-221,2+221].1.(2018·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,A 为直线l :y =2x 上在第一象限内的点,B (5,0),以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若AB →·CD →=0,则点A 的横坐标为________. 答案 3解析 设A (a,2a ),则a >0.又B (5,0),故以AB 为直径的圆的方程为(x -5)(x -a )+y (y -2a )=0. 由题意知C ⎝⎛⎭⎪⎫a +52,a .由⎩⎪⎨⎪⎧(x -5)(x -a )+y (y -2a )=0,y =2x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =a ,y =2a .∴D (1,2).又AB →·CD →=0,AB →=(5-a ,-2a ),CD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-a +52,2-a , ∴(5-a ,-2a )·⎝⎛⎭⎪⎫1-a +52,2-a =52a 2-5a -152=0, 解得a =3或a =-1. 又a >0,∴a =3.2.圆心在直线y =-4x 上,且与直线x +y -1=0相切于点P (3,-2)的圆的标准方程为____________.答案 (x -1)2+(y +4)2=8解析 方法一 设圆心为(a ,-4a ),则有r =|a -4a -1|2=(a -3)2+(-4a +2)2,解得a =1,r =22,则圆的方程为(x -1)2+(y +4)2=8.方法二 过点P (3,-2)且垂直于直线x +y -1=0的直线方程为x -y -5=0,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y -5=0,y =-4x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-4,则圆心坐标为(1,-4),半径为r = (1-3)2+(-4+2)2=22,故圆的方程为(x -1)2+(y +4)2=8.3.(2018·江苏省南京师大附中模拟)已知直线x -y +b =0与圆x 2+y 2=9交于不同的两点A ,B .若O 是坐标原点,且|OA →+OB →|≥22|AB →|,则实数b 的取值范围是______. 答案 (-32,-6]∪[6,32)解析 设AB 的中点为D ,则OA →+OB →=2OD →,故|OD →|≥24|AB →|,即||OD →2≥18||AB →2,再由直线与圆的弦长公式可得,AB =2r 2-d 2(d 为圆心到直线的距离),又直线与圆相交,故d <r ,得||b 2<3,所以-32<b <32,根据||OD→2≥18||AB →2,||AB →2=4()9-|OD →|2得,||OD →2≥3,由点到直线的距离公式可得||OD→2=b 22,即b 22≥3,所以b ≥6或b ≤-6,综上可得,b 的取值范围是(-32,-6]∪[6,32).4.已知圆M 的圆心M 在x 轴上,半径为1,直线l :y =43x -12被圆M 所截的弦长为3,且圆心M 在直线l 的下方. (1)求圆M 的方程;(2)设A (0,t ),B (0,t +6)(-5≤t ≤-2),若圆M 是△ABC 的内切圆,求△ABC 的面积S 的最大值和最小值.解 (1)设圆心M ()a ,0,由已知得M 到l :8x -6y -3=0的距离为12-⎝⎛⎭⎪⎫322=12, ∴||8a -382+()-62=12,又∵M 在l 的下方,∴8a -3>0,∴8a -3=5,a =1. 故圆M 的方程为()x -12+y 2=1.(2)由已知可设AC 的斜率为k 1,BC 的斜率为k 2,则直线AC 的方程为y =k 1x +t ,直线BC 的方程为y =k 2x +t +6.由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1x +t ,y =k 2x +t +6,得C 点的横坐标为x 0=6k 1-k 2. ∵AB =t +6-t =6,∴S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪6k 1-k 2×6=18k 1-k 2,∵圆M 与AC 相切,∴1=||k 1+t 1+k 21,∴k 1=1-t22t , 同理, k 2=1-()t +622()t +6,∴k 1-k 2=3()t 2+6t +1t 2+6t ,∴S =6()t 2+6t t 2+6t +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1t 2+6t +1,∵-5≤t ≤-2,∴-2≤t +3≤1,∴-8≤t 2+6t +1≤-4,∴S max =6×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+14=152,S min =6×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+18=274,∴△ABC 的面积S 的最大值为152,最小值为274.A 组 专题通关1.直线过点(-5,4)且与坐标轴正半轴围成的三角形面积为5,则此直线方程为________. 答案 2x +5y -10=0解析 设所求直线在x 轴上的截距为a ,在y 轴上的截距为b ,则直线方程为x a +yb=1,a >0,b >0.依题意有⎩⎪⎨⎪⎧-5a +4b =1,12a ·b =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =5,b =2,故所求直线方程为2x +5y -10=0.2.已知圆心在x 轴上,半径为5的圆O 位于y 轴左侧,且与直线x +2y =0相切,则圆O 的方程是________________________________________________________________________. 答案 (x +5)2+y 2=5 解析 设圆心为(a,0)(a <0), 则r =|a +2×0|12+22=5,解得a =-5. 所以圆O 的方程是(x +5)2+y 2=5.3.在平面直角坐标系xOy 中,直线x +2y -3=0被圆(x -2)2+(y +1)2=4截得的弦长为______. 答案2555解析 圆心为点(2,-1),半径r =2.圆心到直线的距离d =|2+2×(-1)-3|1+4=355,所以弦长为2r 2-d 2=2 22-⎝⎛⎭⎪⎫3552=2555. 4.已知点P (t,2t )(t ≠0)是圆O :x 2+y 2=1内一点,直线tx +2ty =m 与圆O 相切,则直线x +y +m =0与圆O 的位置关系是________.答案 相交解析 由点P (t,2t )(t ≠0)是圆O :x 2+y 2=1内一点, 得5|t |<1.因为直线 tx +2ty =m 圆O 相切,所以|m |5|t |=1, 所以|m |<1.又圆O :x 2+y 2=1的圆心O (0,0)到直线x +y +m =0的距离d =|m |2<1=r .所以位置关系为“相交”.5.过原点O 作圆x 2+y 2-6x -8y +20=0的两条切线,设切点分别为P ,Q ,则线段PQ 的长为________________. 答案 4解析 ∵圆的标准方程为 (x -3)2+(y -4)2=5, 可知圆心为C (3,4),半径为 5. 如图可知,CO =5,∴OP =25-5=2 5. 设OC 与PQ 的交点为M , 在Rt△POC 中,OC ·PM =OP ·PC ,∴PM =25×55=2.∴PQ =2PM =4.6.(2018·无锡期末)过圆x 2+y 2=16内一点P (-2,3)作两条相互垂直的弦AB 和CD ,且AB =CD ,则四边形ACBD 的面积为________. 答案 19解析 根据题意画图,连结OP ,OA ,过O 作OE ⊥AB ,OF ⊥CD ,∴E 为AB 的中点,F 为CD 的中点,又AB ⊥CD ,AB =CD ,∴四边形EPFO 为正方形,由圆的方程得圆心O (0,0),半径r =4 ,OP 2=()-22+32=13,OE 2=132 AE 2=OA 2-OE 2=16-132=192, ∴AE =192,∴AB =CD =38, ∴S 四边形ACBD =12AB ·CD =19.7.若⊙O 1:x 2+y 2=5与⊙O 2:(x -m )2+y 2=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________. 答案 4解析 由题意知O 1(0,0),O 2(m,0),且5<|m |<35, 又O 1A ⊥AO 2,∴m 2=(5)2+(25)2=25,∴m =±5, ∴AB =2×5×255=4. 8.已知圆C 1:(x -2)2+(y -3)2=1,圆C 2:(x -3)2+(y -4)2=9,M ,N 分别是圆C 1,C 2上的动点,P 为x 轴上的动点,则PM +PN 的最小值为________. 答案 52-4解析 由条件可知,两圆的圆心均在第一象限,先求PC 1+PC 2的最小值,作点C 1关于x 轴的对称点C 1′(2,-3),则(PC 1+PC 2)min =C 1′C 2=5 2. 所以(PM +PN )min =52-4.9.已知圆C 过点(1,0),且圆心在x 轴的正半轴上,直线l :y =x -1被圆C 所截得的弦长为22,则过圆心且与直线l 垂直的直线的方程为____________. 答案 x +y -3=0解析 由题意,设所求的直线方程为x +y +m =0, 设圆心坐标为(a,0),则由题意知,⎝ ⎛⎭⎪⎫|a -1|22+2=(a -1)2,解得a =3或-1, 又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以a =3, 故圆心坐标为(3,0).因为圆心(3,0)在所求的直线上, 所以3+0+m =0,即m =-3, 故所求的直线方程为x +y -3=0.10.已知过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1交于M ,N 两点. (1)求k 的取值范围;(2)若OM →·ON →=12,其中O 为坐标原点,求MN . 解 (1)由题设可知,直线l 的方程为y =kx +1, 因为l 与C 交于两点,所以|2k -3+1|1+k2<1. 解得4-73<k <4+73.所以k 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫4-73,4+73.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).将y =kx +1代入方程(x -2)2+(y -3)2=1,整理得 (1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0. ∵x 1,2=4(1+k )±-12k 2+32k -122(1+k 2), ∴x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k 2.OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1=4k (1+k )1+k 2+8.由题设可得4k (1+k )1+k 2+8=12,解得k =1,所以l 的方程为y =x +1. 故圆心C 在l 上,所以MN =2.B 组 能力提高11.圆心M 在曲线y 2=-18x 上,圆M 与y 轴相切且与圆C :(x +2)2+(y -3)2=1外切,则圆M 的方程为________________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+(y -3)2=14或(x +2)2+(y -6)2=4解析 设圆M :(x -a )2+(y -b )2=r 2, ∵b 2=-18a ,r =|a |,∴a =-b 218,r =b 218,圆心C (-2,3),r c =1,又圆M 与圆C 外切,则MC =r +r c , 即(a +2)2+(b -3)2=r +1, 即⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 218+22+(b -3)2=b 218+1,解得b =3或b =6.∴圆M 的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+(y -3)2=14或(x +2)2+(y -6)2=4.12.已知以O 为圆心的圆与直线l :y =mx +(3-4m )(m ∈R )恒有公共点,且要求圆O 的面积最小,则圆O 的方程为________________. 答案 x 2+y 2=25解析 因为直线l :y =mx +(3-4m )过定点T (4,3), 由题意知,要使圆O 的面积最小, 定点T (4,3)在圆上, 所以圆O 的方程为x 2+y 2=25.13.已知圆O 的半径为1,PA ,PB 为该圆的两条切线,A ,B 为两切点,那么PA →·PB →的最小值为________. 答案 -3+2 2 解析 如图所示,设PA =PB =x (x >0),∠APO =α, 则∠APB =2α,PO =1+x 2, sin α=11+x2.PA →·PB →=|PA →||PB →|cos 2α=x 2(1-2sin 2α)=x 2(x 2-1)x 2+1=x 4-x 2x 2+1,令PA →·PB →=y ,则y =x 4-x 2x 2+1,即x 4-(1+y )x 2-y =0.因为x 2是实数,所以Δ=[-(1+y )]2-4×1×(-y )≥0,y 2+6y +1≥0,解得y ≤-3-22或y ≥-3+2 2.又因为x2>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧1+y >0,-y >0,所以y ∈[)-3+22,0. 故(PA →·PB →)min =-3+2 2.14.(2018·江苏省如皋中学月考)已知圆O :x 2+y 2=4.(1)直线l 1:3x +y -23=0与圆O 相交于A ,B 两点,求弦AB 的长度;(2)如图,设M ()x 1,y 1, P ()x 2,y 2是圆O 上的两个动点,点M 关于原点的对称点为M 1,点M 关于x 轴的对称点为M 2,如果直线PM 1,PM 2与y 轴分别交于()0,m 和()0,n ,问mn 是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.解(1)由于圆心()0,0到直线l 1:3x +y -23=0的距离d =||-232= 3.圆的半径r =2,所以AB =2r 2-d 2=2.(2)由于M (x 1,y 1),点M 关于原点的对称点为M 1,点M 关于x 轴的对称点为M 2,可得M 1()-x 1,-y 1,M 2()x 1,-y 1, 由M (x 1,y 1),P (x 2,y 2)是圆O 上的两个动点, 可得x 21+y 21=4, x 22+y 22=4. 直线PM 1的方程为y +y 1y 2+y 1=x +x 1x 2+x 1,令x =0, 求得y =m =x 1y 2-x 2y 1x 2+x 1.直线PM 2的方程为y +y 1y 2+y 1=x -x 1x 2-x 1,令x =0, 求得y =n =-x 1y 2-x 2y 1x 2-x 1.mn =x 22y 21-x 21y 22x 22-x 21= x 22()4-x 21-x 21()4-x 22x 22-x 21=4.故mn为定值.。

2019-2020学年高考数学总复习(直线与圆)教学案 苏教版.doc

2019-2020学年高考数学总复习(直线与圆)教学案 苏教版.doc

2019-2020学年高考数学总复习(直线与圆)教学案 苏教版【知识与方法】1、直线y =-3x .与圆x 2+y 2-4x +1=0的位置关系是( )A .直线与圆相切B .直线与圆相交但不过圆心C .直线与圆相离D .直线过圆心2、直线x +y =1与圆x 2+y 2-2ay =0(a >0)没有公共点,则a 的取值范围是( )A .(0,2-1)B .(2-1,2+1)C .(-2-1,2+1)D .(0,2+1)3、若P (2,-1)为圆(x -1)2+y 2=25的弦AB 中点,则直线AB 的方程是 ( )A .x -y -3=0B .2x +y -3=0C .x +y -1=0D .2x -y -5=04、圆x 2+y 2+2x +4y -3=0上到直线x +y +1=0的距离为2的点共有( )A .1个B .2个C .3个D .4个5、若直线2x -y +C =0按向量a =(1,-1)平移后与圆x 2+y 2=5相切,则C 的值为 ( )A .8或-2B .6或-4C .4或-6D .2或-8 6、若直线y x b =-与曲线2cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩,([)0,2θπ∈)有两个不同的公共点,则实数b 的取值范围为7、过点A(4,1)的圆C 与直线10x y --=相切于点B(2,1).则圆C 的方程为 8、过点(2,3)作圆x 2+y 2=4的切线,则切线方程为_____ __9、若直线:10 (0,0)l ax by a b ++=>>始终平分圆M :228210x y x y ++++=的周长,则14a b+的最小值为【理解与应用】10、一直线经过点P (-3,-32)被圆x 2+y 2=25截得的弦长为8,求此弦所在直线方程.11、已知m ∈R ,直线l :mx -(m 2+1)y =4m 和圆C :x 2+y 2-8x +4y +16=0. (1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么?12、已知圆C 经过P (4,-2),Q (-1,3)两点,且在y 轴上截得的线段长为43,半径小于5.(1)求直线PQ 与圆C 的方程;(2)若直线l ∥PQ ,且l 与圆C 交于点A 、B ,∠AOB =90°,求直线l 的方程.华侨城中学2011年高考数学总复习教学案(教师版)复习内容:直线(圆)与圆的位置关系(一)【知识与方法】1、直线y =-3x .与圆x 2+y 2-4x +1=0的位置关系是( )A .直线与圆相切B .直线与圆相交但不过圆心C .直线与圆相离D .直线过圆心解析:圆的标准方程为(x -2)2+y 2=3.又圆心(2,0)到直线y =-3x 的距离d =232=3=r ,∴直线与圆相切.答案:A2、直线x +y =1与圆x 2+y 2-2ay =0(a >0)没有公共点,则a 的取值范围是( )A .(0,2-1)B .(2-1,2+1)C .(-2-1,2+1)D .(0,2+1) 解析:圆心(0,a ),半径r =a .∴|a -1|2>a ,∴0<a <2-1.答案:A3、若P (2,-1)为圆(x -1)2+y 2=25的弦AB 中点,则直线AB 的方程是 ( )A .x -y -3=0B .2x +y -3=0C .x +y -1=0D .2x -y -5=0 答案:A4、圆x 2+y 2+2x +4y -3=0上到直线x +y +1=0的距离为2的点共有 ( )A .1个B .2个C .3个D .4个解析:圆的圆心(-1,-2),半径R =22,而圆心到直线x +y +1=0的距离为 2. 答案:C5、若直线2x -y +C =0按向量a =(1,-1)平移后与圆x 2+y 2=5相切,则C 的值为 ( )A .8或-2B .6或-4C .4或-6D .2或-8 答案:A6、若直线y x b =-与曲线2cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩,([)0,2θπ∈)有两个不同的公共点,则实数b 的取值范围为(2解析:选D 如图所示,直线与圆相切之间的情形符合题意,计算圆心(2,0)到直线y x b =-的距离等于圆半径1,即1=,解得2b =±22b <7、过点A(4,1)的圆C 与直线10x y --=相切于点B(2,1).则圆C 的方程为 . 解析:圆心既在过点 B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线上,又在点,A B 的中垂线上.可求出过点B(2,1)且与直线10x y --=垂直的直线为30x y +-=,,A B 的中垂线为3x =,联立方程303x y x +-=⎧⎨=⎩,解得30x y =⎧⎨=⎩,即圆心(3,0)C ,半径r CA ==程为22(3)2x y -+=. 【答案】22(3)2x y -+=8、过点(2,3)作圆x 2+y 2=4的切线,则切线方程为_____ ___.9、若直线:10 (0,0)l ax by a b ++=>>始终平分圆M :228210x y x y ++++=的周长,则14a b+的最小值为 。

江苏省徐州市高中数学 第2章 平面解析几何初步 2.2.2 直线与圆的位置关系学案(无答案)苏教版必修2

江苏省徐州市高中数学 第2章 平面解析几何初步 2.2.2 直线与圆的位置关系学案(无答案)苏教版必修2

2.2.2直线与圆的位置关系
三、直线与圆相切
3、(1)、已知圆的方程是224x y +=,求经过圆上一点(2,2)M 的切线方程.
(2)、自点(1,4)A -作圆22
:(2)(3)1C x y -+-=的切线l ,
(i)求切线l 的方程;(尝试两种解法)
(ii)求切线长.
变式(1):若切点分别为 Q P ,,圆心为C ,则四边形 SMCN 的面积为 .
变式(2):若切点分别为 Q P ,,则MAN ∠cos .
变式(3):若切点分别为 Q P ,,圆心为C ,则四边形 SMCN 的外接圆的方程为 .
变式(4):过直线06:=-+y x l 上一点M ,作圆4:22=+y x O 的两条切线,则切线长的最小值为 .
变式(5):过直线06:=-+y x l 上一点M ,作圆4:22=+y x O 的两条切线,切点分别为Q P ,则四边形MPOQ 的最小值为 .
四、直线与圆相交
4、求直线3230x y -+=被圆224x y +=截得的弦长.(尝试两种解法)
变式:过圆224x y +=内一点)1,1(M 的所有弦中,最长弦的长度为 ,最短弦的长度为 .
拓展提升 学以致用
五、直线与圆的位置关系的综合运用
5、已知直线l :y x b =+与曲线C :21y x =-有公共点,求b 的取值范围.
追问:若有且只有一个公共点,求b 的取值范围.
6、已知实数x y 、满足方程22(2)3x y -+=,求: (1)
y x
的最大值和最小值; (2)y x -的最大值和最小值; (3)22
x y +的最大值和最小值.。

江苏省徐州市高考数学二轮复习 专题19 直线与圆的方程2学案(无答案)

江苏省徐州市高考数学二轮复习 专题19 直线与圆的方程2学案(无答案)

直线与圆、圆与圆的位置关系编写: 审核:【课时目标】1. 掌握直线与圆、圆与圆的位置关系的几何图形及其判定方法;2. 在直线与圆位置关系,掌握有关弦长和切线问题;3.会求定点、定值、最值问题. 【典型例题】例1 (1)集合22{()|4}A x y x y =,+=,222{()|()()}34B x y x y r =,-+-=,其中0r >,若A B ⋂中有且仅有一个元素,则r 的取值的集合为________.(21by +=(其中,a b 是实数)与圆221x y +=相交于A B ,两点,O 是坐标原点,且AOB ∆是直角三角形,则点()()0,1P a b M ,与点之间的距离的最大值为_____.(3)已知圆221()()231C x y :-+-=,圆222()()349C x y :-+-=,M N ,分别是圆12C C ,上的动点,P 为x 轴上的动点,则PM PN +的最小值为________.例2在平面直角坐标系xOy 中,已知圆心在第二象限,半径为22的圆C 与直线y =x 相切于坐标原点O .(1)求圆C 的方程;(2)探求C 上是否存在异于原点的点Q ,使Q 到定点F (4,0)的距离等于线段OF 的长.若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.例3 已知圆O :224x y +=和点()1M a ,,(1)若过点M 有且只有一条直线与圆O 相切,求实数a 的值,并求出切线方程;(2)若a M 的圆的两条弦AC BD ,互相垂直,求AC BD +的最大值.例 4 已知圆O 的方程为221x y +=,直线()13,0l A 过点,且与圆O 相切.(1)求直线1l 的方程.(2)设圆O 与x 轴交于,P Q 两点,M 是圆O 上异于,P Q 的任意一点,过点A 且与x 轴垂直的直线为2l ,直线PM 交直线2l 于点'P ,直线QM 交直线2l 于点'Q .求证:以''P Q 为直径的圆C 总经过定点,并求出定点坐标.【巩固练习】1.若过点()A a a ,可作圆2222230x y ax a a +-++-=的两条切线,则实数a 的取值范围为________.2.过点()1,1P 的直线,将圆形区域22{()4|}x y x y ≤,+分为两部分,使得这两部分的面积之差最大,则该直线的方程为________.3.直线l 过点(04),-,从直线l 上的一点P 作圆2220C x y y :+-=的切线(PA PB A B ,,为切点),若四边形PACB 面积的最小值为2,则直线l 的斜率k 为_______. 4.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆2212320x y x +-+=的圆心为Q ,过点()0,2P 且斜率为k 的直线与圆Q 相交于不同的两点A B ,.(1)求k 的取值范围;(2)是否存在常数k ,使得向量OA OB →→+与PQ →共线?如果存在,求k 的值;如果不存在,请说明理由.5.已知圆()1,1C P 过点,且与圆222()()()220M x y r r :+++=>关于直线20x y ++=对称.(1)求圆C 的方程;(2)设Q 为圆C 上的一个动点,求PQ MQ →→⋅的最小值.(3)过点P 作两条相异直线分别与圆C 相交于A B ,,且直线PA PB 和直线的倾斜角互补,O 为坐标原点,试判断直线OP AB 和是否平行?请说明理由.6.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆M 过坐标原点O 且圆心在曲线xy 3=上. (1)若圆M 分别与x 轴、y 轴交于点A 、B (不同于原点O ),求证:AOB ∆的面积为定值;(2)设直线433:+-=x y l 与圆M 交于不同的两点C ,D ,且||||OD OC =,求圆M 的方程; (3)设直线3=y 与(2)中所求圆M 交于点E 、F , P 为直线5=x 上的动点,直线PE ,PF 与圆M 的另一个交点分别为G ,H ,求证:直线GH 过定点.。

2019江苏高考数学二轮练习教学案(祥解)--直线与圆的方程及应用

2019江苏高考数学二轮练习教学案(祥解)--直线与圆的方程及应用

2019江苏高考数学二轮练习教学案(祥解)--直线与圆的方程及应用注意事项:认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!重在审题,多思考,多理解!无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。

在论述题中,问题大多具有委婉性,尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。

考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点,最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。

只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。

解析几何是江苏高考必考题之一,它包含两个C级考点,正常情况下,考一小(填空)一大(解答)、小题常涉及直线方程及应用,圆锥曲线方程及其性质,有一定的计算量;大题往往与圆有关,涉及到方程,位置关系、定点、定值、定线等、圆与圆锥曲线的综合考查,对数学思想方法要求比较高,能灵活使用待定系数法、定义法等求方程,能用配方法、换元法等,结合图形将问题进行转化,通过函数、方程、不等式等思想来解决问题、1.理解直线的斜率和倾斜角的概念;掌握过两点的直线斜率的计算公式;了解直线的倾斜角的范围;理解直线的斜率和倾斜角之间的关系,能根据直线的倾斜角求出直线的斜率、2.掌握直线方程的几种形式(点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式)的特点与适用范围;能根据问题的具体条件选择恰当的形式求直线的方程;了解直线方程的斜截式与一次函数的关系、3.能根据斜率判定两条直线平行或垂直、4.了解二元一次方程组的解与两直线的交点坐标之间的关系,体会数形结合思想;能用解方程组的方法求两直线的交点坐标、5.掌握两点间的距离公式和点到直线的距离公式及其简单应用;会求两条平行直线间的距离、6.掌握圆的标准方程与一般方程,能根据问题的条件选择恰当的形式求圆的方程;理解圆的标准方程与一般方程之间的关系,会进行互化、7.能根据直线与圆的方程判断其位置关系(相交、相切、相离);能根据圆的方程判断圆与圆的位置关系(外离、外切、相交、内切、内含)、能用直线和圆的方程解决一些简单的问题、1.与直线x+3y-1=0垂直的直线的倾斜角为________、2.过点(2,1)且在两坐标轴截距相等的直线方程是________________、3.直线3x-y+m=0与圆x2+y2-2x-2=0相切,那么实数m=________.4.在平面直角坐标系xOy中,圆x2+y2=4上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,那么实数c的取值范围是________、【例1】圆C过点(1,0),且圆心在x轴的正半轴上,直线l:y=x-1被圆C所截得的弦长为22,求过圆心且与直线l 垂直的直线的方程、【例2】如图,平面直角坐标系xOy 中,△AOB 和△COD 为两等腰直角三角形,A(-2,0),C(a,0)(a>0)、△AOB 和△COD 的外接圆圆心分别为M ,N.(1)假设⊙M 与直线CD 相切,求直线CD 的方程;(2)假设直线AB 截⊙N 所得弦长为4,求⊙N 的标准方程;(3)是否存在这样的⊙N ,使得⊙N 上有且只有三个点到直线AB 的距离为2,假设存在,求此时⊙N 的标准方程;假设不存在,说明理由、【例3】圆C :x 2+(y -3)2=4,一动直线l 过点A(-1,0)与圆C 相交于P 、Q 两点,M 是PQ 的中点,l 与直线m :x +3y +6=0相交于点N.(1)求证:当l 与m 垂直时,l 必过圆心C ;(2)当PQ =23时,求直线l 的方程;(3)探索AM →·AN →的值是否与直线l 的倾斜角有关,假设无关,请求出其值;假设有关,请说明理由、【例4】椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为22,且过点P(2,2),设椭圆E 的右准线l 与x 轴的交点为A ,椭圆的上顶点为B ,直线AB 被以原点为圆心的圆O 所截得的弦长为455.(1)求椭圆E 的方程及圆O 的方程;(2)假设M 是准线l 上纵坐标为t 的点,求证:存在一个异于M 的点Q ,对于圆O 上的任意一点N ,有MNNQ 为定值;且当M 在直线l 上运动时,点Q 在一个定圆上、1.(2017·安徽)假设直线3x +y +a =0过圆x 2+y 2+2x -4y =0的圆心,那么a 的值为________、2.(2017·重庆)在圆x 2+y 2-2x -6y =0内,过点E(0,1)的最长弦和最短弦分别是AC 和BD ,那么四边形ABCD 的面积为________、3.(2017·湖北)过点(-1,-2)的直线l 被圆x 2+y 2-2x -2y +1=0截得的弦长为2,那么直线l 的斜率为________、4.(2017·江西)直线y =kx +3与圆(x -2)2+(y -3)2=4相交于M ,N 两点,假设|MN|≥23,那么实数k 的取值范围是________、5.(2017·福建理)直线l :y =x +m ,m ∈R .(1)假设以点M(2,0)为圆心的圆与直线l 相切于点P ,且点P 在y 轴上,求该圆的方程;(2)假设直线l 关于x 轴对称的直线为l ′,问直线l ′与抛物线C :x 2=4y 是否相切?说明理由、6.(2017·陕西)如图,设P 是圆x 2+y 2=25上的动点,点D 是P 在x 轴上投影,M 为PD 上一点,且|MD|=45|PD|.(1)当P 在圆上运动时,求点M 的轨迹C 的方程; (2)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C 所截线段的长度、(2017·南京三模)(本小题总分值16分)在平面直角坐标系xOy 中,定点A(-4,0)、B(4,0),动点P 与A 、B 两点连线的斜率之积为-14.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点P 的轨迹与y 轴负半轴交于点C.半径为r 的圆M 的圆心M 在线段AC 的垂直平分线上,且在y 轴右侧,圆M 被y 轴截得的弦长为3r.①求⊙M 的方程;②当r 变化时,是否存在定直线l 与动圆M 均相切?如果存在,求出定直线l 的方程;如果不存在,说明理由、解:(1)设P(x ,y),那么直线PA 、PB 的斜率分别为k 1=y x +4、k 2=yx -4.(2分) 由题意知y x +4·y x -4=-14,即x 216+y24=1(x ≠±4)、 所以动点P 的轨迹方程是x 216+y24=1(x ≠±4)、(4分)(说明:没有范围扣1分)(2)①由题意知C(0,-2),A(-4,0),所以线段AC 的垂直平分线方程为y =2x +3.(6分)设M(a,2a +3)(a >0),那么⊙M 的方程为(x -a)2+(y -2a -3)2=r 2. 圆心M 到y 轴的距离d =a ,由r 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫3r 22,得a =r 2.所以⊙M 的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -r 22+(y -r -3)2=r 2.(10分)②假设存在定直线l 与动圆M 均相切、当定直线的斜率不存在时,不合题意、当斜率存在时,设直线l :y =kx +b ,那么⎪⎪⎪⎪⎪⎪k ×r 2-r -3+b 1+k 2=r 对任意r >0恒成立、(12分) 由⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2-1rb -3=r 1+k 2,得⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2-12r 2+(k -2)(b -3)r +(b -3)2=(1+k 2)r 2. 所以⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2-12=1+k 2,k -2b -30,b -32=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧k =0,b =3或⎩⎪⎨⎪⎧k =-43,b=3.所以存在两条直线y =3和4x +3y -9=0与动圆M 均相切、(16分)第12讲直线与圆的方程及应用1.实数x ,y 满足2x +y +5=0,那么x 2+y 2的最小值为________、 【答案】 52.圆x 2+y 2=1与直线kx +y -k =0(k ∈R 为常数)的位置关系是________、 【答案】相交3.假设直线y =x +b 与曲线y =3-4x -x 2有公共点,那么b 的取值范围是________、【答案】[1-22,3]解析:此题考查数形结合思想.曲线方程可化简为(x -2)2+(y -3)2=4(1≤y ≤3),即表示圆心为(2,3)半径为2的半圆,依据数形结合,当直线y =x +b 与此半圆相切时须满足圆心(2,3)到直线y =x +b 距离等于2,解得b =1+22或1-22,因为是下半圆故可得b ≠1+22,当直线过(0,3)时,解得b =3,故1-22≤b ≤3.4.圆M :x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切圆M 于A ,B 两点、(1)如果|AB|=423,求直线MQ 的方程; (2)求动弦|AB|的最小值、 解:(1)设Q(q,0),因为M(0,2),所以|MQ|=q 2+22=q 2+4,而|MA|=r =1, 从而在Rt △AMQ 中,|AQ|=|MQ|2-|MA|2=q 2+4-1=q 2+3. 又由题意和对称性可得,Rt △AMQ 斜边MQ 边上的高为h =12|AB|=223. 由等面积法得223·q 2+4=q 2+3,解得q =±5,所以Q(±5,0), 将M ,Q 的坐标代入直线的两点式方程整理得到直线MQ 的方程为2x ±5y 25=0. (2)由(1)知,利用等面积法得12|AB|·q 2+4=q 2+312|AB|=q 2+3q 2+4=1-1q 2+4,从而当q =0时,动弦|AB|取到最小值 3.5.(2017·盐城二模)如图,在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 由圆弧C 1和圆弧C 2相接而成,两相接点M 、N 均在直线x =5上、圆弧C 1的圆心是坐标原点O ,半径为13;圆弧C 2过点A(29,0)、(1)求圆弧C 2的方程; (2)曲线C 上是否存在点P ,满足PA =30PO ?假设存在,指出有几个这样的点;假设不存在,请说明理由;(3)直线l :x -my -14=0与曲线C 交于E 、F 两点,当EF =33时,求坐标原点O 到直线l 的距离、解:(1)圆弧C 1所在圆的方程为x 2+y 2=169,令x =5,解得M(5,12),N(5,-12)、 那么线段AM 中垂线的方程为y -6=2(x -17), 令y =0,得圆弧C 2所在圆的圆心为O 2(14,0)、 又圆弧C 2所在圆的半径为r 2=29-14=15,所以圆弧C 2的方程为(x -14)2+y 2=225(x ≥5)、(2)假设存在这样的点P(x ,y),那么由PA =30PO ,得x 2+y 2+2x -29=0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+2x -29=0,x 2+y 2=16913≤x ≤5解得x =-70(舍),由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+2x -29=0,x -142+y 2=2255≤x ≤29解得x =0(舍),综上知,这样的点P 不存在、(3)因为EF >r 2,EF >r 1,所以E 、F 两点分别在两个圆弧上、设点O 到直线l 的距离为d ,因为直线l 恒过圆弧C 2所在圆的圆心(14,0),所以EF =15+132-d 2+142-d 2, 即132-d 2+142-d 2=18,解得d 2=1 61516,所以点O 到直线l 的距离为 1 6154. 基础训练1.π32.x -2y =0或x +y -3=03.3或-3 34.(-13,13)解析:圆的半径为2,圆心(0,0)到直线12x -5y +c =0的距离小于1,即|c|13<1,c 的取值范围是(-13,13)、 例题选讲例1解:由题意可设所求的直线方程为x +y +m =0,设圆心坐标为(a,0),那么由题意知:⎝ ⎛⎭⎪⎫|a -1|22+2=(a -1)2,解得a =3或-1,又因为圆心在x 轴的正半轴上,所以a =3,故圆心坐标为(3,0),因为圆心(3,0)在所求的直线上,所以有3+0+m =0,即m =-3,故所求的直线方程为x +y -3=0.例2点拨:直线与圆相交的问题,要利用图形转化为圆心到直线的距离问题、 解:(1)圆心M(-1.1)、∴圆M 方程为(x +1)2+(y -1)2=2, ∴直线CD 方程为x +y -a =0. ∵⊙M 与直线CD 相切,∴圆心M 到直线CD 的距离d =|-a|2=2,化简得:a =±2(舍去负值)、∴直线CD 的方程为x +y -2=0.(2)直线AB 方程为:x -y +2=0,圆心N ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,a 2.∴圆心N 到直线AB 距离为⎪⎪⎪⎪⎪⎪a 2-a 2+22= 2.∵直线AB 截⊙N 所得弦长为4,∴22+(2)2=a22.∴a =±23(舍去负值)、∴⊙N 的标准方程为(x -3)2+(y -3)2=6.(3)存在、由(2)知,圆心N 到直线AB 距离为2(定值),且AB ⊥CD 始终成立,∴当且仅当圆N 半径a2=22,即a =4时,⊙N 上有且只有三个点到直线AB 的距离为2.此时,⊙N 的标准方程为(x -2)2+(y -2)2=8.变式训练m ∈R ,直线l :mx -(m 2+1)y =4m 和圆C :x 2+y 2-8x +4y +16=0. (1)求直线l 斜率的取值范围; (2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么?点拨:直线与圆相交,用圆心到直线距离.直线将圆分割弧长的比值,转化为所对的圆心角的比值,过圆心作弦的垂线,那么垂线段长可求,用圆心到直线的距离即可、解:(1)直线l 的方程可化为y =m m 2+1x -4mm 2+1,直线l 的斜率k =mm 2+1,∵|m|≤12(m 2+1),∴|k|=|m|m 2+1≤12,当且仅当|m|=1时等号成立、∴斜率k 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12.(2)不能、由(1)知l 的方程为y =k(x -4),其中|k|≤12.圆C 的圆心C(4,-2),半径r =2.圆心C 到直线l 的距离d =21+k 2.由|k|≤12,得d ≥45>1,即d >r2.从而假设l 与圆C 相交,那么圆C 截直线l 所得的弦所对的圆心角小于2π3.所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为12的两段弧、例3(1)证明:因为l 与m 垂直,且k m =-13,那么k l =3,故直线l :y =3(x +1),即3x -y +3=0.显然圆心(0,3)在直线l 上,即当l 与m 垂直时,l 必过圆心C.(2)解:①当直线l 与x 轴垂直时,易知x =-1符合题意、②当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =k(x +1),即kx -y +k =0,因为PQ =23,所以CM =4-3=1,那么由CM =|-3+k|k 2+1=1,得k =43.所以直线l 的方程为4x -3y +4=0.从而所求直线l 的方程为x =-1或4x -3y +4=0.(3)解:∵CM ⊥MN,∴AM →·AN →=(AC →+CM →)·AN →=AC →·AN →+CM →·AN →=AC →·AN →. ①当l 与x 轴垂直时有N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-53,∴AN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-53, 又AC →=(1,3),∴AM →·AN →=AC →·AN →=-5.②当l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k(x +1),那么由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x +1x +3y +6=0,得N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3k +61+3k ,-5k 1+3k ,那么AN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-51+3k ,-5k 1+3k .所以AM →·AN →=AC →·AN →=-5.综上,可知AM →·AN →的值与直线l 的斜率无关,因此与倾斜角也无关,且AM →·AN →=-5. 变式训练直线m 的方程为x +y -1=0,⊙C 的方程为x 2-2x +y 2-2y -3=0,⊙C 关于直线m 的对称的⊙D 与直线l 相交于A 、B 两点,假设在⊙D 上存在点P 使得OP →=OA →+OB →=λa ,又知a =(-1,2)、(1)求⊙D 的方程;(2)求点P 的坐标; (3)求直线l 的方程、解:(1)⊙C 方程为(x -1)2+(y -1)2=5,设D(a ,b), 那么⎩⎪⎨⎪⎧a +12+b +12-1=0,b -1a -1=1,∴a =0,b =0,∴⊙D 方程为x 2+y 2=5.(2)由题意可知P(-λ,2λ),∵P 在圆D 上,∴λ2+4λ2=5,∴λ=±1. ∴P(-1,2)或P(1,-2)、(3)∵OP →=OA →+OB →,P 、A 、B 均在圆上,∴OP ⊥AB ,∠AOB =120°,∴圆心D 到直线AB 的距离是52.当P 的坐标为(-1,2)时,k l =12,设直线l 的方程是x -2y +c =0,d =|c|5=52, ∴c =±52,由图形位置可知c =52,此时直线l 的方程是2x -4y +5=0. 同理可知,当P 坐标为(1,-2)时,直线l 的方程是2x -4y -5=0.例4(1)解:⎩⎪⎨⎪⎧c a =22,4a 2+2b 2=1,a 2=b 2+c2⎩⎪⎨⎪⎧a 2=8,b 2=4,故椭圆E 的方程为x 28+y24=1,∵A(4,0),B(0,2),∴直线AB 方程为x +2y -4=0,那么O 到AB 距离为45, ∴圆O 的半径r =⎝ ⎛⎭⎪⎫452+⎝⎛⎭⎪⎫12×252=2,故圆O 的方程为x 2+y 2=4.(2)证明:l 的方程为x =4,∴M 点坐标为M(4,t)、 在圆O 上任取一点N(x 0,y 0),定点Q(x ,y)、 ∵NM 与NQ 的比值为常数且Q 不同于M , ∴NQ 2=λNM 2,λ>0且λ≠1,λ为常数,即(x 0-x)2+(y 0-y)2=λ[(x 0-4)2+(y 0-t)2],∴x 02+y 02-2xx 0-2yy 0+x 2+y 2=λ(x 02+y 02-8x 0-2y 0t +16+t 2),将x 02+y 02=4代入上式,那么-2xx 0-2yy 0+x 2+y 2+4=-8λx 0-2λy 0t +(20+t 2)λ, 由于N 是圆O 上任意一点,所以⎩⎪⎨⎪⎧x -4λ,①y =4λ,②x 2+y 2+420+t 2λ,③将①②代入③得(16+t 2)λ2-(20+t 2)λ+4=0∴(λ-1)[(16+t 2)λ-4]=0,∵λ≠1,∴λ=416+t 2,即存在一个定点Q(不同于点M),使得对于圆O 上的任意一点N , 均有MN NQ 为定值,又16+t 2=4λ代入③得x 2+y 2=4λ,于是有x 2+y 2=x ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+y 2=14,故点Q 在圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,半径为12的定圆上、高考回顾1.1解析:此题考查直线与圆的位置关系,属容易题、2.102解析:由题意AC 为径,设圆心为F ,那么FE ⊥BD ,圆的标准方程为(x -1)2+(y -3)2=10,故F(1,3),由此易得:AC =210,又k EF =2,所以BD 的方程为y =-12x +1,F 到BD 的距离为|-12+1-3|52=5,由此得BD =25,所以四边形ABCD 的面积为12AC ·BD =12×25×210=10 2.3.1或1774.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33解析:因为直线过定点(0,3)且该点在圆上,设此点为M ,圆心(2,3)到此直线距离为d ,所以由4-d 2≥(3)2d ≤1,又d =|2k -3+3|1+k 2≤1,∴k 2≤13,∴-33≤k ≤33.5.点拨:本小题主要考查直线、圆、抛物线等基础知识,考查运算求解能力,函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想、分类与整合思想、解:(解法1)(1)依题意,点P 的坐标为(0,m),因为MP ⊥l ,所以0-m2-0×1=-1, 解得m =2,即点P 的坐标为(0,2),从而圆的半径r =|MP|=2-020-22=22,故所求圆的方程为(x -2)2+y 2=8.(2)因为直线l 的方程为y =x +m 所以直线l ′的方程为y =-x -m.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x -m ,x 2=4y ,得x 2+4x +4m =0,Δ=42-4×4m =16(1-m)、①当m =1,即Δ=0时,直线l ′与抛物线C 相切、②当m ≠1,即Δ≠0时,直线l ′与抛物线C 不相切、综上,当m =1时,直线l ′与抛物线C 相切;当m ≠1时,直线l ′与抛物线C 不相切、 (解法2)(1)设所求圆的半径为r ,那么圆的方程可设为(x -2)2+y 2=r 2, 依题意,所求圆与直线l :x -y +m =0相切于点P(0,m), 那么⎩⎪⎨⎪⎧4+m 2=r 2,|2-0+m|2=r ,解得⎩⎨⎧m =2,r =2 2.所以所求圆的方程为(x -2)2+y 2=8.(2)同解法1.6.点拨:(1)动点M 通过点P 与圆相联系,所以把点P 的坐标用点M 的坐标表示,然后代入圆的方程即可;(2)直线方程和椭圆方程组成方程组,可以求解,也可以利用根与系数关系;结合两点的距离公式计算、解:(1)设点M 的坐标是(x ,y),P 的坐标是(x p ,x p ),∵点D 是P 在x 轴上投影,M 为PD 上一点,且|MD|=45|PD|, ∴x p =x ,且y p =54y ,∵P 在圆x 2+y 2=25上,∴x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫54y 2=25,整理得x 225+y 216=1, 即C 的方程是x 225+y 216=1.(2)过点(3,0)且斜率为45的直线方程是y =45(x -3),设此直线与C 的交点为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),将直线方程y =45(x -3)代入C 的方程x 225+y 216=1得:x 225+x -3225=1,化简得x 2-3x-8=0,∴x 1=3-412,x 2=3+412,∴|AB|=x 1-x 22y 1-y 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1625x 1-x 22=4125×41=415,即所截线段的长度是415.。

徐州市高中数学第2章平面解析几何初步直线与圆综合学案2

徐州市高中数学第2章平面解析几何初步直线与圆综合学案2

直线与圆综合(定点、定值、最值问题)一、解答题1.已知圆()222:2(0)M x y r r +-=>与曲线()():23430C y x y --+=有三个不同的交点。

(1)求圆M 的方程;(2)已知点Q 是x 轴上的动点, Q A , Q B 分别切圆M 于A , B 两点。

①若423AB =,求M Q及直线M Q 的方程;②求证:直线AB 恒过定点。

2.在平面直角坐标系中,已知圆过坐标原点且圆心在曲线上.(1)若圆分别与x 轴、y 轴交于点A 、B(不同于原点O ),求证:的面积为定值; (2)设直线与圆交于不同的两点,且,求圆M 的方程;(3)设直线与(2)中所求圆交于点E 、F , P 为直线x=5上的动点,直线PE ,PF 与圆的另一个交点分别为G ,H ,且G ,H 在直线异侧,求证:直线GH 过定点,并求出定点坐标.3.已知圆22:2O x y +=,直线:2l y k x =-。

(1)若直线与圆O 交于不同的两点,A B ,当2A OB π∠=时,求k的值。

(2)若1,2k P =是直线上的动点,过P 作圆O 的两条切线,P CP D ,切点为,C D ,探究:直线C D 是否过定点;(3)若,E FG H 为圆22:2O x y +=的两条相互垂直的弦,垂足为1,M ⎛ ⎝,求四边形F G F H 的面积的最大值.4.已知平面直角坐标系xoy 内两个定点()1,0A 、()4,0B ,满足2P B P A =的点(),P x y 形成的曲线记为Γ。

(1)求曲线Γ的方程;(2)过点B 的直线与曲线Γ相交于C 、D 两点,当⊿COD 的面积最大时,求直线的方程(O 为坐标原点);(3)设曲线Γ分别交x 、y 轴的正半轴于M 、N 两点,点Q 是曲线Γ位于第三象限内一段上的任意一点,连结QN 交x 轴于点E 、连结QM 交y 轴于F .求证四边形MNEF 的面积为定值。

5.已知圆22:9O x y +=,直线:x =6,圆O 与x 轴相交于点A B 、(如图),点P (—1,2)是圆O 内一点,点Q 为圆O 上任一点(异于点AB 、),直线A Q 、与相交于点C .(1)若过点P 的直线与圆O 相交所得弦长等于的方程;(2)设直线B Q B C 、的斜率分别为B QB Ck k 、,求证: B QB Ck k ⋅为定值.6.已知圆C经过点()()0,2,2,0A B ,圆C的圆心在圆222x y +=的内部,且直线3450x y ++=被圆C 所截得的弦长为23。

江苏省徐州市贾汪区建平中学苏教版数学学案 必修二2.2直线与圆的位置关系2

江苏省徐州市贾汪区建平中学苏教版数学学案 必修二2.2直线与圆的位置关系2

2.2。

2直线与圆的位置关系2主备人:姚群审核人:董平第周星期教学目标:掌握直线与圆相交的位置关系,会求弦长重点难点求直线被圆所截弦长;教学过程:一、复习回顾1、直线()2=+与圆221y k x+=相交,求k的取值范围x y2、过点P()2,0-的直线与圆221PA⨯=x y+=交于A,B两点,则PB3、过圆222440+---=内一点M()2,1作直线l,l与圆交于A,B两点,x y x y当AB最短时l的方程是二、数学运用例1、判断直线4340+=和圆22100x y+=的的位置关系,并求公共点坐x y标.例2、求直线l x+=被圆224:0+=截得的弦长。

x y例3、已知直线2y kx=+与圆221⊥,求k的值+=交于A,B两点,且OA OBx y三、课堂检测:1、求直线l x+=被圆224:0+=截得的弦长。

x y2、直线:l y kx=把圆()()22-+-=分成1:2的两段弧,求直线的方程234x y3、直线:0++=与圆224l x y m+=相交于AB两点,AB 的长为2,求直线x y的方程4、直线l 过点()0,1P -,与圆2261090x y x y ++-+=相交所得弦长为8求l 的方程5、圆22420x y x y F +-++=与y 轴交于,A B 两点,圆心为C ,若90ACB ∠=,则F 的值是。

江苏省徐州市贾汪区建平中学苏教版数学学案 必修二2.2直线与圆的位置关系3

江苏省徐州市贾汪区建平中学苏教版数学学案 必修二2.2直线与圆的位置关系3

2。

2.2直线与圆的位置关系3主备董平审核姚群【学习目标】掌握直线与圆相离的常见题型的解析方法【学习过程】一、复习回顾1、直线与圆的位置关系:2、直线与圆相切时求切线问题的处理方法3、直线与圆相交时弦长的求法:二、补充例题例1(1)动点P在圆()2231+-=上运动,求点P到直线40x yy+=距离的取值范围(2)动点P在圆221x y+=上运动,求点P到直线4+=距离的取值范x y围(3)、动点P 在圆()()22243x y -+-=上运动,求点P 到直线34120x y ++=距离的取值范围变式1、已知()()1,0,0,4A B ,点C 在圆()()22121x y +++=,则三角形ABC 面积的最大值是例2(1)、已知直线:2l x =,圆222x y r += 当1r =时,圆上有 个点到直线的距离是1 ? 当2r =时,圆上有 个点到直线的距离是1 ? 当3r =时,圆上有 个点到直线的距离是1 ?当4r =时,圆上有 个点到直线的距离是1 ?(2)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆422=+y x 上有且仅有四个点到直线12x —5y+c=0的距离为1,则实数c 的取值范围是____例3、已知直线=+与曲线x=则b的取y x b值范围是三、课堂检测:1、若圆222+=上恰有两个点到直线3412x y r+=的距离为1,则r=x y2、若圆222+=上恰有3个点到直线340x y++=的距离为1,则c=x y c3、已知直线=+与曲线y=b的取值y x b范围是4、已知直线()=++与曲线y=k的y k x42取值范围是。

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直线与圆、圆与圆的位置关系
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【课时目标】
1. 掌握直线与圆、圆与圆的位置关系的几何图形及其判定方法;
2. 在直线与圆位置关系,掌握有关弦长和切线问题;
3.会求定点、定值、最值问题. 【典型例题】
例1 (1)集合22{()|4}A x y x y =
,+=,222{()|()()}34B x y x y r =,-+-=,其中0r >,若A B ⋂中有且仅有一个元素,则r 的取值的集合为________.
(21by +=(其中,a b 是实数)与圆22
1x y +=
相交于A B ,两点,O 是坐标原点,且AOB ∆是直角三角形,则点()()0,1P a b M ,与点之间的距离的最大值为_____.
(3)已知圆221()()231C x y :-+-=,圆222()()349C x y :-+-=,M N ,分别是圆12
C C ,上的动点,P 为x 轴上的动点,则PM PN +的最小值为________.
例2在平面直角坐标系xOy 中,已知圆心在第二象限,半径为22的圆C 与直线y =x 相切于坐标原点O .
(1)求圆C 的方程;
(2)探求C 上是否存在异于原点的点Q ,使Q 到定点F (4,0)的距离等于线段OF 的长.若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.
例3 已知圆O :
224x y +=和点()1M a ,, (1)若过点M 有且只有一条直线与圆O 相切,求实数a 的值,并求出切线方程;
(2)若a
M 的圆的两条弦AC BD ,互相垂直,求AC BD +的最大值.
例 4 已知圆O 的方程为22
1x y +=,直线()13,0l A 过点,且与圆O 相切.(1)求直线1l 的方程.
(2)设圆O 与x 轴交于,P Q 两点,M 是圆O 上异于,P Q 的任意一点,过点A 且与x 轴垂直的直线为2l ,直线PM 交直线2l 于点'P ,直线QM 交直线2l 于点'Q .求证:以''P Q 为直径的圆C 总经过定点,并求出定点坐标.
【巩固练习】
1.若过点()A a a ,可作圆222
2230x y ax a a +-++-=的两条切线,则实数a 的取值范围为________.
2.过点()1,1P 的直线,将圆形区域22{()4|}x y x y ≤,+分为两部分,使得这两部分的面积之差最大,则该直线的方程为________.
3.直线l 过点(04),-,从直线l 上的一点P 作圆22
20C x y y :+-=的切线
(PA PB A B ,,为切点),
若四边形PACB 面积的最小值为2,则直线l 的斜率k 为_______. 4.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆22
12320x y x +-+=的圆心为Q ,过点()0,2P 且斜率为k 的直线与圆Q 相交于不同的两点A B ,.(1)求k 的取值范围;(2)是否存在常数k ,使得向量OA OB →→+与PQ →
共线?如果存在,求k 的值;如果不存在,请说明理由.
5.已知圆()1,1C P 过点,且与圆222
()()()220M x y r r :+++=>关于直线20x y ++=对称.
(1)求圆C 的方程;
(2)设Q 为圆C 上的一个动点,求PQ MQ →→
⋅的最小值.
(3)过点P 作两条相异直线分别与圆C 相交于A B ,,且直线PA PB 和直线的倾斜角互补,O 为坐标原点,试判断直线OP AB 和是否平行?请说明理由.
6.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆M 过坐标原点O 且圆心在曲线x
y 3=上. (1)若圆M 分别与x 轴、y 轴交于点A 、B (不同于原点O ),求证:AOB ∆的面积为定值;
(2)设直线433:+-
=x y l 与圆M 交于不同的两点C ,D ,且||||OD OC =,求圆M 的方程; (3)设直线3=y 与(2)中所求圆M 交于点E 、F , P 为直线5=x 上的动点,直线PE ,PF 与圆M 的另一个交点分别为G ,H ,求证:直线GH 过定点.。

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