2019届高考数学一轮复习第九章解析几何9.4直线与圆、圆与圆的位置关系课件文新人教B版
高中数学一轮复习课件:第九章 解析几何(必修2、选修1-1)9-3
(2)①方程 x2+y2-6x-6y+14=0 可变形为(x-3)2+(y-3)2
=4.
yx表示圆上的点 P 与原点连线的斜率,显然当 PO(O 为原点)
与圆相切时,斜率最大或最小,如图①所示.
设切线方程为 y=kx,即 kx-y=0,
由圆心 C(3,3)到切线的距离等于半径 2,
可得|3kk2-+31|=2,解得 k=9±25 14,
y 轴交于 A,B 两点,点 P 在圆(x-2)2+y2=2 上,则△ABP 面积
ห้องสมุดไป่ตู้
的取值范围是( )
A.[2,6]
B.[4,8]
C.[ 2,3 2] D.[2 2,3 2]
(2)已知点 P(x,y)在圆 C:x2+y2-6x-6y+14=0 上.
①求yx的最大值和最小值;
②求 x+y 的最大值与最小值.
考点三 与圆有关的轨迹问题 【例 3】 设定点 M(-3,4),动点 N 在圆 x2+y2=4 上运动,
P 为线段 MN 的中点,求点 P 的轨迹方程.
[思路引导]
设所求点 Px,y
→
寻求与已知 点N的关系
→
用x,、y表 示点N
→
代入点N 满足方程
[解] 设 P(x,y),N(x0,y0),∵P 为 MN 的中点,
[答案] D
3.若点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4 的内部,则实数 a 的取
值范围是( )
A.(-1,1)
B.(0,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞) D.a=±1
[解析] 因为点(1,1)在圆的内部, 所以(1-a)2+(1+a)2<4,所以-1<a<1.故选 A.
第9章 第47讲 直线与圆、圆与圆的位置关系
第九章 解析几何
3. 求有关弦长问题的两种方法:
(1) 几何法:直线被圆截得的半弦长2l ,弦心距 d 和圆的半径 r 构成直角三角形, 即 r2=_____2l_2_+__d_2___;
(2) 代数法:联立直线方程和圆的方程,消元转化为关于 x 的一元二次方程,由 根与系数的关系即可求得弦长 AB=____1_+__k_2|_x_1-__x_2_| __= 1+k2· x1+x22-4x1x2或 AB=_____1_+__k1_2_|y_1_-__y2_|_= 1+k12· y1+y22-4y1y2.
高考总复习 一轮复习导学案 ·数学理科
第九章 解析几何
第九章 解析几何 第47讲 直线与圆、圆与圆的位置关系
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第九章 解析几何
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第九章 解析几何
高考总复习 一轮复习导学案 ·数学理科
第九章 解析几何
设所求直线 l 的斜率为 k,则直线 l 的方程为:y-5=kx,即 kx-y+5=0.由点 C 到直线 AB 的距离 d=|-2kk-2+6+1 5|=2,得 k=34,此时直线 l 的方程为 3x-4y+20= 0.
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第九章 解析几何
高考总复习 一轮复习导学案 ·数学理科
第九章 解析几何
激活思维
1. (必修 2P128 第 4 题改编)若直线 x-y+1=0 与圆(x-a)2+y2=2 有公共点,则
实数 a 的取值范围是( C )
高考数学(理)一轮复习课件:第九章 解析几何 9-4 直线与圆、圆与圆的位置关系
(2) 过圆 (x -a)2 + (y - b)2 = r2 上一点 P(x0 ,y0) 的圆的切线方程
为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2. (3) 过圆 x2 + y2 = r2 外一点 M(x0 , y0) 作圆的两条切线,则两切 点所在直线方程为x0x+y0y=r2.
2.圆与圆的位置关系的常用结论 (1)两圆的位置关系与公切线的条数:①内含:0条;②内切: 1条;③相交:2条;④外切:3条;⑤外离:4条. (2)当两圆相交时,两圆方程(x2,y2项系数相同)相减便可得 公共弦所在直线的方程.
(2)(2016· 江西吉安月考 )圆x2+y2-2x+4y=0与直线2tx-y-2
-2t=0
(t∈R)的位置关系为 A.相离 C.相交
答案
解析
B.相切 D.以上都有可能
直线2tx-y-2-2t=0恒过点(1,-2),
∵12+(-2)2-2×1+4×(-2)=-5<0, ∴点(1,-2)在圆x2+y2-2x+4y=0内. 直线2tx-y-2-2t=0与圆x2+y2-2x+4y=0相交, 故选C.
答案 解析
B.相交但直线不过圆心
C.相交过圆心
D.相离
由题意知圆心(1,-2)到直线2x+y-5=0的距离
|2×1-2-5| d= = 5< 6且 2×1+(-2)-5≠0, 2 2 +1
所以直线与圆相交但不过圆心.
2.(2016· 全国甲卷)圆x2+y2-2x-8y+13=0的圆心到直线ax+
y-1=0的距离为1,则 a等于 答案 解析
5.已知圆C1:(x-a)2+(y+2)2=4与圆C2:(x+b)2+(y+2)2=1
外切,则
ab的最大值为________. 由两圆外切可得圆心(a,-2),(-b,-2)之间的距离等于两 圆半径之和, 即(a+b)2=(2+1)2,即9=a2+b2+2ab≥4ab, 所以ab≤ 9 ,当且仅当a=b时取等号,
2019届高考数学一轮复习第九章平面解析几何9-9直线与圆圆与圆的位置关系课件文
[解析] 画出图形可知 y 轴是 y2=4x 的一条切线,与 y2=4x 仅有一个公共点,设 y=kx+1,与 y2=4x 联立,得 k2x2+(2k-4)x +1=0,当 k=0 时,y=1 与 y2=4x 只有一个交点.当 k≠0 时, 由 Δ=(2k-4)2-4k2=0 得 k=1,k=1 时直线和抛物线只有一个 交点,故选 C.
[答案] C
2.(2017·东北三校联考)已知抛物线 y2=2px(p>0)的焦点为 F, 点 P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)在抛物线上,且 2x2=x1+x3, 则有( )
A.|FP1|+|FP2|=|FP3| B.|FP1|2+|FP2|2=|FP3|2 C.2|FP2|=|FP1|+|FP3| D.|FP2|2=|FP1|·|FP3|
3.非焦点弦性质 已知直线 l 与抛物线 y2=2px(p>0)交于 A、B 两点,若 OA⊥ OB,则直线 l 过定点(2p,0),反之亦成立.
[小题速练] 1.过点(0,1)作直线,使它与抛物线 y2=4x 仅有一个公共点, 这样的直线有( ) A.1 条 B.2 条 C.3 条 D.4 条
线 E:x2=2py 的焦点为 M. (1)若过点 M 的直线 l 与抛物线 C 有且只有一个交点,求直线
l 的方程; (2)若直线 MF 与抛物线 C 交于 A,B 两点,求△OAB 的面积.
与抛物线联立,消去 [ 思 路 引 导 ] (1) 设直线l的方程 → y,得关于x的方程 → 对二次项系数分类讨论 → 求出直线方程 (2)S△OAB 以 OF 为底,|y1-y2|为高,只需求出|y1-y2|即可.
[温馨提示] 直线与抛物线相切,则直线与抛物线只有一个 交点.反之,则不一定成立.如小题速练 1 题.
高考数学总复习直线与圆、圆与圆的位置关系PPT课件
16-34k2>0,解得-8
3
38 <k<
3
3,
.
由题易知点(1,2)应在已知圆的外部, 把点代入圆的方程得 1+4+k+4+k2-15>0, 即(k-2)·(k+3)>0,解得 k>2 或 k<-3, 则实数 k 的取值范围是-83 3,-3∪2,8 3 3.
[答案]
1.已知圆 C 的半径为 2,圆心在 x 轴的正半轴上, 直线 3x+4y+4=0 与圆 C 相切,则圆 C 的方程为( )
A.x2+y2-2x-3=0 B.x2+y2+4x=0 C.x2+y2+2x-3=0 D.x2+y2-4x=0
解析:选 D 设圆心的坐标为(a,0)(a>0), 又因为直线 3x+4y+4=0 与圆 C 相切, 所以 |33a2++44|2=2,解得 a=2 或-134(舍), 因此圆的方程为(x-2)2+y2=22, 即 x2+y2-4x=0.
(2)过点( 2,0)引直线 l 与曲线 y= 1-x2相交于 A,B
两点,O 为坐标原点,当△AOB 的面积取最大值时,直线
l 的斜率等于( )
A. 3 B.- 3 C.± 3 D.- 3
3
3
3
[自主解答] (1)圆的标准方程为(x+1)2+(y-1)2=2- a,圆心 C(-1,1),半径 r 满足 r2=2-a,则圆心 C 到直线 x +y+2=0 的距离 d= 12+1= 2,所以 r2=4+2=2-a⇒a =-4.
解析:法一:几何法:圆心到直线
的距离为d=
|0-2| 2
=
2 ,圆的半径r=
2,所以弦长l=2× r2-d2 =2 4-2 =
2 2.
2019版高考数学一轮复习 第九章 解析几何 第三节 直线与圆、圆与圆的位置关系实用
数 法
1+k12·|yA-yB|(其中 k≠0).特别地,当 k=0 时,|AB|
=|xA-xB|;当斜率不存在时,|AB|=|yA-yB|
切线问题 [例 3] 已知点 P( 2+1,2- 2),点 M(3,1),圆 C:(x-1)2 +(y-2)2=4. (1)求过点 P 的圆 C 的切线方程; (2)求过点 M 的圆 C 的切线方程,并求出切线长. [解] 由题意得圆心 C(1,2),半径 r=2. (1)∵( 2+1-1)2+(2- 2-2)2=4,∴点 P 在圆 C 上. 又 kPC=2-2+21--21=-1,∴切线的斜率 k=-k1PC=1. ∴过点 P 的圆 C 的切线方程是 y-(2- 2)=1×[x-( 2+1)], 即 x-y+1-2 2=0.
第三节 直线与圆、圆与圆的位置关 系本节主要包括 2 个知识点:
1.直线与圆的位置关系;
2.圆与圆的位置关系.
K12课件
1
01 突破点(一) 直线与圆的位置关系
02
突破点(二) 圆与圆的位置关系
03
课线与圆的位置关系
基础联通 抓主干知识的“源”与“流”
=
a2|c+| b2=
|c| = 2|c|
22,因此根据直角三角形的关系,弦长的
一半就等于
1- 222= 22,所以弦长为 2.
(2)因为已知的两条直线平行且截圆 C 所得的弦长均为 8, 所以圆心到直线的距离 d 为两平行直线距离的一半, 即 d=12×|2+3+101|=3. 又直线截圆 C 所得的弦长为 8, 所以圆的半径 r= 32+42=5, 所以圆 C 的面积是 25π. [答案] (1) 2 (2)25π
[例 2] (1)若 a2+b2=2c2(c≠0),则直线 ax+by+c=0 被圆 x2 +y2=1 所截得的弦长为________.
2025年高考数学一轮复习-9.4-直线与圆、圆与圆的位置关系【课件】
第四节
直线与圆、圆锥曲线
直线与圆、圆与圆的位置关系
必备知识·逐点夯实
核心考点·分类突破
【课标解读】
【课程标准】
1.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.
2.能用直线和圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题.
【核心素养】
数学抽象、数学运算、逻辑推理.
【命题说明】
考向
考法
(3)若两圆外切,则两圆有且只有一个公共点,反之也成立.(
×
)
提示:(3)若两圆外切,则两圆有且只有一个公共点;若两圆有且只有一个公共点,则两
圆外切或内切,故(3)错误;
(4)若两圆有公共点,则|r1-r2|≤d≤r1+r2.(
√
)
提示:(4)若两圆有公共点,则两圆外切或相交或内切,所以|r1-r2|≤d≤r1+r2,故(4)正确.
2.当两圆外切时,两圆有一条内公切线,该公切线垂直于两圆圆心的连线;当两圆内
切时,两圆有一条外公切线,该公切线垂直于两圆圆心的连线.
3.两圆相交时公共弦的性质
圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0(12 +12 -4F1>0)与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2 =0(22 +22 -
x= 或x+2 y-5 =0
______________________.
【解析】由圆C方程知:圆心C(0,1),半径r= 2;
当过P的直线斜率不存在,即直线方程为
x= 2时,直线与圆C相切;
设过P点且斜率存在的圆C的切线方程为y-2=k(x- 2),即kx-y- 2k+2=0,
高考数学一轮总复习课件:圆与圆的位置关系
【解析】 设圆心到直线l:mx+y+3m- 3 =0的距离为d,
则弦长|AB|=2
12-d2 =2
3
,得d=3,即
|3m- 3| m2+1
=3,解得m=
- 33,则直线l:x- 3y+6=0,数形结合可得|CD|=co|sA3B0°| =4.
(3)【多选题】已知直线l与圆C:x2+y2+2x-4y+a=0相交
因为kMN=65- -31=34,所以两圆的公切线的斜率是-43. 设切线方程为y=-43x+b,则有43×143+23+-1b= 11. 解得b=133±5 311. 容易验证,当b=133+5 311时,直线与后一圆相交,舍去. 故所求公切线方程y=-43x+133-5 311, 即4x+3y+5 11-13=0.
状元笔记
在研究弦长及弦中点问题时,可设弦AB两端点的坐标分别 为A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)若OA⊥OB(O为原点),则可转化为x1x2+y1y2=0,再结 合根与系数的关系,代入方程简化运算过程,这在解决垂直关 系问题中是常用的.
(2)若弦AB的中点为(x0,y0),圆的方程为x2+y2=r2, xx1222+ +yy1222= =rr22, ,∴k=yx22- -yx11=-xy22+ +xy11=-xy00.
2+P→C·(C→B+C→A)+C→B·C→A=|P→C|2-1=(x-1)2+(x+1)2-1=2x2
+1,所以P→A·P→B的最小值为1,故选D.
授人以渔
题型一 圆与圆的位置关系
例1 已知两圆x2+y2-2x-6y-1=0和x2+y2-10x-12y+ m=0.求:
(1)m取何值时两圆外切? (2)m取何值时两圆内切,此时公切线方程是什么? (3)求m=45时两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦的 长.
第九章 9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系
变式训练 2 已知点 A(1,a),圆 x2+y2=4. (1)若过点 A 的圆的切线只有一条,求 a 的值及切线方程; (2)若过点 A 且在两坐标轴上截距相等的直线与圆相切,求 a 的 值及切线方程.
解 (1)由于过点 A 的圆的切线只有一条,则点 A 在圆上,故 12+a2=4,∴a=± 3.
(2)解 设直线与圆交于 A(x1,y1)、B(x2,y2)两点, 则直线 l 被圆 C 截得的弦长
AB= 1+k2|x1-x2|
=2 8-14+k+k211k2=2
11-41k++k32 ,
令 t=41k++k32,则 tk2-4k+(t-3)=0,
当 t=0 时,k=-34,当 t≠0 时,因为 k∈R,
∴d=
22r,即|m5|=
2 2·
5,
解得 m=±522.
故当 m=±522时,直线与圆在两交点处的两条半径互相垂直.
探究提高
(1)利用圆心到直线的距离可判断直线与圆的位置关系,也可利用 直线的方程与圆的方程联立后得到的一元二次方程的判别式来 判断直线与圆的位置关系; (2)勾股定理是解决有关弦问题的常用方法; (3)两半径互相垂直也可利用两直线垂直时斜率 k1·k2=-1.
要点梳理
忆一忆知识要点
2.计算直线被圆截得的弦长的常用方法 (1)几何方法 运用弦心距(即圆心到直线的距离)、弦长的一半及半径构成 直角三角形计算. (2)代数方法 运用韦达定理及弦长公式 AB= 1+k2|xA-xB|= (1+k2)[(xA+xB)2-4xAxB]. 说明:圆的弦长、弦心距的计算常用几何方法.
变式训练 1 已知直线 l:y=kx+1,圆 C:(x-1)2+(y+1)2=12. (1)试证明:不论 k 为何实数,直线 l 和圆 C 总有两个交点; (2)求直线 l 被圆 C 截得的最短弦长.
高考数学一轮总复习第九章平面解析几何第八节直线与圆锥曲线的位置关系课件
x=- ,分别过
2
F( ,0),
2
A,B 作准线的垂线,垂足为点 A',B',
过A作BB'的垂线,垂足为M,设|AA'|=|AF|=t,
∵|BF|=3|FA|,∴|BB'|=|BF|=3t,则|BM|=2t,|AB|=4t,
∴∠ABM=60°.
即直线l的倾斜角∠AFx=120°,可得直线l的斜率为
k=tan 120°= - 3 ,故选A.
考点二
弦长问题
典例突破
例2.(多选)(2023新高考Ⅱ,10)设O为坐标原点,直线 y=- 3(x-1) 过抛物线
C:y2=2px(p>0)的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则(
A.p=2
B.|MN|=
8
3
C.以MN为直径的圆与l相切
D.△OMN为等腰三角形
21
22
(2 -1 )(2 +1 )
2
2
+1 =1, +2 =1,两式作差,得
+(y2-y1)(y2+y1)=0.因为
2
2
2
2 -1
0
x1+x2=2x0,y1+y2=2y0, - =kAB,所以 kAB=-2 .
2 1
0
(1)设弦中点为 M(x,y),由①式, 得
2=-2,所以
= 16 2 -4 × (1- 2 ) × (-10) > 0,
4
A(x1,y1),B(x2,y2),则 1 + 2 =
1 2 =
解得-
15
<k<-1.故选
3
直线与圆、圆与圆的位置关系课件-2024届高考数学一轮复习
( − ) +[ − (−)] = .所以| AB |= || − =
.
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(2) 已知圆 M : x 2+ y 2-2 x -2 y -2=0,直线 l :2 x + y +2=0, P
为直线 l 上的动点,过点 P 作圆 M 的切线 PA , PB ,切点分别为 A , B .
组不同的解,则直线与圆相交.
(
√
)
(2) (RA选一P92例2改编)若过一点向圆作切线,切线有两条,则点
在圆外.
(
√
)
返回目录
(3) (RA选一P96例5改编)若两圆没有公共点,则两圆相离.
(
√
)
(4) (RA选一P98习题2.5第7题改编)若圆 O 1: x 2+ y 2+ D 1 x + E 1 y
2. (RA选一P91例1改编)直线 x + y +1=0与圆( x -1)2+ y 2=2的位
置关系是( A )
A. 相切
B. 相交
C. 相离
D. 无法确定
3. (RA选一P98习题2.5第3题改编)已知圆 x 2+ y 2=4截直线 y = k ( x
-2)所得弦的长
度为2,则实数 k 的值为(
第八单元
第53课时
解析几何
直线与圆、圆与圆的位置关系
目
录
01
课前自学
02
课堂导学
【课时目标】
理解直线与圆的位置关系;理解圆与圆的位置关系;了
解直线和圆的简单应用.
【考情概述】
直线与圆、圆与圆的位置关系是新高考考查的重点
内容之一,常以选择题、填空题的形式进行考查,难度中等,属于
热点问题.
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高考数学一轮复习 第九章 平面解析几何 9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系教学案 理 新人教A版-新
§9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系最新考纲考情考向分析1.能判断直线与圆的位置关系.2.能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系.3.能用直线和圆的方程解决一些简单的问题. 考查直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系的判断;根据位置关系求参数的X 围、最值、几何量的大小等.题型主要以选择、填空题为主,难度中等,但有时也会在解答题中出现.1.判断直线与圆的位置关系常用的两种方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d 和圆的半径r 的大小关系.(最重要)d <r ⇔相交;d =r ⇔相切;d >r ⇔相离.(2)代数法:――――→判别式Δ=b 2-4ac ⎩⎪⎨⎪⎧>0⇔相交=0⇔相切<0⇔相离2.圆与圆的位置关系设圆O 1:(x -a 1)2+(y -b 1)2=r 21(r 1>0),O 2:(x -a 2)2+(y -b 2)2=r 22(r 2>0)方法位置关系几何法:圆心距d 与r 1,r 2的关系代数法:联立两圆方程组成方程组的解的情况外离 d >r 1+r 2 无解 外切 d =r 1+r 2一组实数解 相交 |r 1-r 2|<d <r 1+r 2两组不同的实数解 内切 d =|r 1-r 2|(r 1≠r 2)一组实数解 内含0≤d <|r 1-r 2|(r 1≠r 2)无解概念方法微思考1.在求过一定点的圆的切线方程时,应注意什么?提示 应首先判断这点与圆的位置关系,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,切线为零条.2.用两圆的方程组成的方程组有一解或无解时能否准确判定两圆的位置关系?提示 不能,当两圆方程组成的方程组有一解时,两圆有外切和内切两种可能情况,当方程组无解时,两圆有外离和内含两种可能情况.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号内打“√”或“×”) (1)若直线平分圆的周长,则直线一定过圆心.( √ ) (2)若两圆相切,则有且只有一条公切线.( × )(3)从两圆的方程中消掉二次项后得到的二元一次方程是两圆的公共弦所在的直线方程.( × )(4)过圆O :x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程是x 0x +y 0y =r 2.( √ ) 题组二 教材改编2.若直线x -y +1=0与圆(x -a )2+y 2=2有公共点,则实数a 的取值X 围是( ) A.[-3,-1] B.[-1,3]C.[-3,1]D.(-∞,-3]∪[1,+∞) 答案 C解析 由题意可得,圆的圆心为(a ,0),半径为2, ∴|a -0+1|12+-12≤2,即|a +1|≤2,解得-3≤a ≤1.3.圆(x +2)2+y 2=4与圆(x -2)2+(y -1)2=9的位置关系为( ) A.内切B.相交C.外切D.外离 答案 B解析 两圆圆心分别为(-2,0),(2,1),半径分别为2和3,圆心距d =42+1=17. ∵3-2<d <3+2,∴两圆相交.4.圆x 2+y 2-4=0与圆x 2+y 2-4x +4y -12=0的公共弦长为________. 答案 2 2解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4=0,x 2+y 2-4x +4y -12=0,得两圆公共弦所在直线为x -y +2=0.又圆x 2+y 2=4的圆心到直线x -y +2=0的距离为22= 2.由勾股定理得弦长的一半为4-2=2,所以所求弦长为2 2.题组三 易错自纠5.若直线l :x -y +m =0与圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0恒有公共点,则m 的取值X 围是( ) A.[-2,2]B.[-22,22]C.[-2-1,2-1]D.[-22-1,22-1] 答案 D解析 圆C 的标准方程为(x -2)2+(y -1)2=4,圆心为(2,1),半径为2,圆心到直线的距离d =|2-1+m |2,若直线与圆恒有公共点,则|2-1+m |2≤2,解得-22-1≤m ≤22-1,故选D.6.过点A (3,5)作圆O :x 2+y 2-2x -4y +1=0的切线,则切线的方程为__________. 答案 5x -12y +45=0或x -3=0解析 化圆x 2+y 2-2x -4y +1=0为标准方程得(x -1)2+(y -2)2=4,其圆心为(1,2),半径为2, ∵|OA |=3-12+5-22=13>2,∴点A (3,5)在圆外.显然,当切线斜率不存在时,直线与圆相切,即切线方程为x -3=0,当切线斜率存在时,可设所求切线方程为y -5=k (x -3),即kx -y +5-3k =0.又圆心为(1,2),半径r =2,而圆心到切线的距离d =|3-2k |k 2+1=2,即|3-2k |=2k 2+1, ∴k =512,故所求切线方程为5x -12y +45=0或x -3=0.直线与圆的位置关系命题点1 位置关系的判断例1 已知点M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,则直线ax +by =1与圆O 的位置关系是( ) A.相切B.相交C.相离D.不确定 答案 B解析 因为M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,所以a 2+b 2>1,而圆心O 到直线ax +by =1的距离d =|a ·0+b ·0-1|a 2+b 2=1a 2+b 2<1.所以直线与圆相交.命题点2 弦长问题例2 若a 2+b 2=2c 2(c ≠0),则直线ax +by +c =0被圆x 2+y 2=1所截得的弦长为( ) A.12B.1C.22D. 2 答案 D解析 因为圆心(0,0)到直线ax +by +c =0的距离d =|c |a 2+b2=|c |2|c |=22,由勾股定理得,弦长的一半就等于12-⎝⎛⎭⎪⎫222=22,所以弦长为 2. 命题点3 切线问题例3 (2020·某某部分重点中学联考)点P 为射线x =2(y ≥0)上一点,过P 作圆x 2+y 2=3的两条切线,若两条切线的夹角为90°,则点P 的坐标为( ) A.(2,1) B.(2,2) C.(2,2) D.(2,0) 答案 C 解析 如图所示.设切点为A ,B ,则OA ⊥AP ,OB ⊥BP ,OA =OB ,AP =BP ,AP ⊥BP , 故四边形OAPB 为正方形, 则|OP |=6,又x P =2,则P (2,2).命题点4 直线与圆位置关系中的最值问题例4 过点(3,1)作圆(x -2)2+(y -2)2=4的弦,则最短弦所在的直线方程为________. 答案 x -y -2=0解析 设P (3,1),圆心C (2,2), 则|PC |=2,半径r =2,由题意知最短弦过P (3,1)且与PC 垂直,k PC =-1,所以所求直线方程为y -1=x -3,即x -y -2=0. 思维升华 (1)判断直线与圆的位置关系常用几何法.(2)处理直线与圆的弦长问题时多用几何法,即弦长的一半、弦心距、半径构成直角三角形. (3)圆的切线问题的处理要抓住圆心到直线的距离等于半径,从而建立关系解决问题. 跟踪训练1 (1)(2020·某某江淮十校联考)已知直线l :x cos α+y sin α=1(α∈R )与圆C :x 2+y 2=r 2(r >0)相交,则r 的取值X 围是 ( )A.0<r ≤1B.0<r <1C.r ≥1D.r >1 答案 D解析 圆心到直线的距离d =1cos 2α+sin 2α=1,故r >1. (2)已知圆x 2+y 2+2x -2y +a =0截直线x +y +2=0所得弦的长度为4,则实数a 的值是( )A.-2B.-4C.-6D.-8 答案 B解析 由圆的方程x 2+y 2+2x -2y +a =0可得,圆心为(-1,1),半径r =2-a .圆心到直线x +y +2=0的距离为d =|-1+1+2|2=2,由r 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫422,得2-a =2+4,所以a =-4.(3)(2019·某某)已知圆C 的圆心坐标是(0,m ),半径长是r ,若直线2x -y +3=0与圆C 相切于点A (-2,-1),则m =________,r =________. 答案 -25解析 根据题意画出图形,可知A (-2,-1),C (0,m ),B (0,3),∵k AB =2,∴k AC =-12,∴直线AC 的方程为y +1=-12(x +2),令x =0,得y =-2, ∴圆心C (0,-2),∴m =-2. ∴r =|AC |=4+-2+12= 5.(4)从直线l :x +y =1上一点P 向圆C :x 2+y 2+4x +4y +7=0引切线,则切线长的最小值为________. 答案462解析 方法一 圆C 的方程可化为(x +2)2+(y +2)2=1, 圆心为C (-2,-2),半径r =1. 设直线l 上任意一点P (x ,y ), 则由x +y =1,得y =1-x . 则|PC |=x +22+y +22=x +22+1-x +22=2x 2-2x +13.设过点P 的切线与圆相切于点Q ,则CQ ⊥PQ .故|PQ |2=|PC |2-r 2=(2x 2-2x +13)-1=2x 2-2x +12=2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+232,所以当x =12时,|PQ |2取得最小值,最小值为232,此时切线长为|PQ |=232=462. 方法二 圆C 的方程可化为(x +2)2+(y +2)2=1, 圆心为C (-2,-2),半径r =1.设过点P 的切线与圆相切于点Q ,则CQ ⊥PQ . 故|PQ |=|PC |2-r 2=|PC |2-1. 故当|PC |取得最小值时,切线长最小.显然,|PC |的最小值为圆心C 到直线l 的距离d =|-2-2-1|12+12=522, 所以切线长的最小值为⎝ ⎛⎭⎪⎫5222-1=462. 圆与圆的位置关系例5 已知两圆x 2+y 2-2x -6y -1=0和x 2+y 2-10x -12y +m =0.求: (1)m 取何值时两圆外切?(2)m 取何值时两圆内切,此时公切线方程是什么? (3)求m =45时两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦的长.解 两圆的标准方程分别为(x -1)2+(y -3)2=11,(x -5)2+(y -6)2=61-m , 圆心分别为M (1,3),N (5,6), 半径分别为11和61-m . (1)当两圆外切时,5-12+6-32=11+61-m .解得m =25+1011.(2)当两圆内切时,两圆圆心间距离等于两圆半径之差的绝对值.故有61-m -11=5,解得m =25-1011. 因为k MN =6-35-1=34,所以两圆公切线的斜率是-43.设切线方程为y =-43x +b ,则有⎪⎪⎪⎪⎪⎪43×1+3-b ⎝ ⎛⎭⎪⎫432+1=11.解得b =133±5311.容易验证,当b =133+5311时,直线与圆x 2+y 2-10x -12y +m =0相交,舍去.故所求公切线方程为y =-43x +133-5311,即4x +3y +511-13=0.(3)两圆的公共弦所在直线的方程为(x 2+y 2-2x -6y -1)-(x 2+y 2-10x -12y +45)=0, 即4x +3y -23=0.由圆的半径、弦长、弦心距间的关系,不难求得公共弦的长为2×112-⎝⎛⎭⎪⎫|4+3×3-23|42+322=27. 思维升华 (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及差的绝对值的大小关系判断,一般不用代数法.重视两圆内切的情况,作图观察.(2)两圆相交时,公共弦所在直线方程的求法两圆的公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作差消去x 2,y 2项得到. (3)两圆公共弦长的求法求两圆公共弦长,常选其中一圆,由弦心距d ,半弦长l2,半径r 构成直角三角形,利用勾股定理求解.跟踪训练2 (1)(2020·某某模拟)圆C 1:(x +2)2+(y -2)2=4和圆C 2:(x -2)2+(y -5)2=16的位置关系是( ) A.外离B.相交 C.内切D.外切 答案 B解析 易得圆C 1的圆心为C 1(-2,2),半径r 1=2,圆C 2的圆心为C 2(2,5),半径r 2=4,圆心距|C 1C 2|=[2--2]2+5-22=5<2+4=r 1+r 2且5>r 2-r 1,所以两圆相交.(2)若圆x 2+y 2=a 2与圆x 2+y 2+ay -6=0的公共弦长为23,则a =________. 答案 ±2解析 两圆作差得公共弦所在直线方程为a 2+ay -6=0.原点到a 2+ay -6=0的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪6a-a .∵公共弦长为23,∴a 2=(3)2+⎪⎪⎪⎪⎪⎪6a-a 2,∴a 2=4,a =±2.1.已知a ,b ∈R ,a 2+b 2≠0,则直线l :ax +by =0与圆C :x 2+y 2+ax +by =0的位置关系是( )A.相交B.相切C.相离D.不能确定 答案 B解析 圆C 的方程可化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +b 22=a 2+b 24,圆心C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,-b 2,半径r =a 2+b 22,圆心到直线ax +by =0的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪-a 2×a +⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2×b a 2+b 2=a 2+b 22=r ,所以直线与圆相切.2.直线l :mx -y +1-m =0与圆C :x 2+(y -1)2=5的位置关系是( ) A.相交B.相切C.相离D.不确定 答案 A解析 方法一 由题意知,圆心(0,1)到直线l 的距离d =|m |m 2+1<1<5,故直线l 与圆相交.方法二 直线l :mx -y +1-m =0过定点(1,1), 因为点(1,1)在圆x 2+(y -1)2=5的内部, 所以直线l 与圆相交.3.若两圆x 2+y 2=m 和x 2+y 2+6x -8y -11=0有公共点,则实数m 的取值X 围是( ) A.(-∞,1) B.(121,+∞) C.[1,121] D.(1,121) 答案 C解析 x 2+y 2+6x -8y -11=0化成标准方程为(x +3)2+(y -4)2=36. 圆心距为d =0+32+0-42=5,若两圆有公共点,则|6-m |≤5≤6+m , 所以1≤m ≤121.故选C.4.(2019·某某八市重点高中联考)已知圆x 2+y 2-2x +2y +a =0截直线x +y -4=0所得弦的长度小于6,则实数a 的取值X 围为( ) A.(2-17,2+17) B.(2-17,2) C.(-15,+∞) D.(-15,2) 答案 D解析 圆心(1,-1),半径r =2-a ,2-a >0,∴a <2, 圆心到直线x +y -4=0的距离d =|1-1-4|2=2 2.则弦长为22-a2-222=2-a -6<6.解得a >-15,故-15<a <2.5.已知点P (a ,b )(ab ≠0)是圆x 2+y 2=r 2内的一点,直线m 是以P 为中点的弦所在的直线,直线l 的方程为ax +by =r 2,那么( ) A.m ∥l ,且l 与圆相交 B.m ⊥l ,且l 与圆相切 C.m ∥l ,且l 与圆相离 D.m ⊥l ,且l 与圆相离 答案 C解析 ∵点P (a ,b )(ab ≠0)在圆内,∴a 2+b 2<r 2. ∵圆x 2+y 2=r 2的圆心为O (0,0),故由题意得OP ⊥m , 又k OP =b a ,∴k m =-a b,∵直线l 的斜率为k l =-a b =k m ,圆心O 到直线l 的距离d =r 2a 2+b 2>r 2r=r ,∴m ∥l ,l 与圆相离.故选C.6.(2020·某某华附、省实、广雅、深中四校联考)过点A (a ,0)(a >0),且倾斜角为30°的直线与圆O :x 2+y 2=r 2(r >0)相切于点B ,且|AB |=3,则△OAB 的面积是( ) A.12B.32C.1D.2答案 B解析 由切线的性质可得△ABO 是以点B 为直角顶点的直角三角形,在Rt△ABO 中,∠OAB =30°,AB =3,则OB =1,OA =2,△OAB 的面积是12×1×3=32.7.已知直线x -2y +a =0与圆O :x 2+y 2=2相交于A ,B 两点(O 为坐标原点),且△AOB 为等腰直角三角形,则实数a 的值为( ) A.6或-6B.5或-5C.6D. 5 答案 B解析 因为直线x -2y +a =0与圆O :x 2+y 2=2相交于A ,B 两点(O 为坐标原点),且△AOB 为等腰直角三角形,所以O 到直线AB 的距离为1,由点到直线的距离公式可得|a |12+-22=1,所以a =± 5.8.(2020·西南地区名师联盟调研)以点(2,-1)为圆心且与直线3x -4y +5=0相切的圆的标准方程为________. 答案 (x -2)2+(y +1)2=9 解析 圆心到直线的距离为|3×2-4×-1+5|5=3,则所求圆的标准方程为(x -2)2+(y +1)2=9.9.(2020·某某“荆、荆、襄、宜”四地七校联考)已知圆C 经过直线x +y +2=0与圆x 2+y 2=4的交点,且圆C 的圆心在直线2x -y -3=0上,则圆C 的方程为________.答案 (x -3)2+(y -3)2=34解析 方法一 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x +y +2=0,x 2+y 2=4,解得交点坐标为A (-2,0),B (0,-2).弦AB 的垂直平分线方程为y +1=x +1即x -y =0.由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,2x -y -3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =3.弦AB 的垂直平分线过圆心,所以圆心坐标为(3,3), 半径r =[3--2]2+32=34, 故所求圆C 的方程为(x -3)2+(y -3)2=34.方法二 设所求圆的方程为(x 2+y 2-4)+a (x +y +2)=0, 即x 2+y 2+ax +ay -4+2a =0,∴圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,-a2,∵圆心在直线2x -y -3=0上,∴-a +a2-3=0,∴a =-6.∴圆的方程为x 2+y 2-6x -6y -16=0, 即(x -3)2+(y -3)2=34.10.若过点P (1,3)作圆x 2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则PA →·PB →=______. 答案 32解析 由题意,得圆心为O (0,0),半径为1.如图所示,∵P (1,3),∴PB ⊥x 轴,|PA |=|PB |= 3. ∵△POA 为直角三角形,其中|OA |=1,|AP |=3, 则|OP |=2,∴∠OPA =30°,∴∠APB =60°.∴PA →·PB →=|PA →||PB →|·cos∠APB =3×3×cos60°=32.11.(2019·某某青山区模拟)已知圆C :x 2+y 2-8y +12=0,直线l :ax +y +2a =0. (1)当a 为何值时,直线l 与圆C 相切;(2)当直线l 与圆C 相交于A ,B 两点,且|AB |=22时,求直线l 的方程.解 (1)根据题意,圆C :x 2+y 2-8y +12=0,则圆C 的标准方程为x 2+(y -4)2=4,其圆心为(0,4),半径r =2,若直线l 与圆C 相切,则有|4+2a |1+a 2=2,解得a =-34. (2)设圆心C 到直线l 的距离为d ,则⎝⎛⎭⎪⎫|AB |22+d 2=r 2,即2+d 2=4,解得d =2,则有d =|4+2a |1+a 2=2,解得a =-1或-7,则直线l 的方程为x -y +2=0或7x -y +14=0.12.已知一个圆与y 轴相切,圆心在直线x -3y =0上,且在直线y =x 上截得的弦长为27,求该圆的方程.解 方法一 ∵所求圆的圆心在直线x -3y =0上, ∴设所求圆的圆心为(3a ,a ),又所求圆与y 轴相切,∴半径r =3|a |,又所求圆在直线y =x 上截得的弦长为27, 圆心(3a ,a )到直线y =x 的距离d =|2a |2,∴d 2+(7)2=r 2,即2a 2+7=9a 2,∴a =±1.故所求圆的方程为(x -3)2+(y -1)2=9或(x +3)2+(y +1)2=9, 即x 2+y 2-6x -2y +1=0或x 2+y 2+6x +2y +1=0. 方法二 设所求圆的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2, 则圆心(a ,b )到直线y =x 的距离为|a -b |2,∴r 2=a -b22+7,即2r 2=(a -b )2+14.①由于所求圆与y 轴相切,∴r 2=a 2,②又∵所求圆的圆心在直线x -3y =0上,∴a -3b =0,③联立①②③,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =1,r 2=9或⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =-1,r 2=9.故所求圆的方程为(x -3)2+(y -1)2=9或(x +3)2+(y +1)2=9, 即x 2+y 2-6x -2y +1=0或x 2+y 2+6x +2y +1=0. 方法三 设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-D 2,-E2,半径r =12D 2+E 2-4F .在圆的方程中,令x =0,得y 2+Ey +F =0. 由于所求圆与y 轴相切,∴Δ=0,则E 2=4F .①圆心⎝ ⎛⎭⎪⎫-D 2,-E2到直线y =x 的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪-D 2+E 22,由已知得d 2+(7)2=r 2, 即(D -E )2+56=2(D 2+E 2-4F ).② 又圆心⎝ ⎛⎭⎪⎫-D 2,-E 2在直线x -3y =0上, ∴D -3E =0.③联立①②③,解得⎩⎪⎨⎪⎧ D =-6,E =-2,F =1或⎩⎪⎨⎪⎧D =6,E =2,F =1.故所求圆的方程为x 2+y 2-6x -2y +1=0或x 2+y 2+6x +2y +1=0.13.(2019·某某师大附中月考)已知圆x 2+(y -1)2=2上任一点P (x ,y ),其坐标均使得不等式x +y +m ≥0恒成立,则实数m 的取值X 围是( ) A.[1,+∞) B .(-∞,1] C.[-3,+∞) D .(-∞,-3] 答案 A解析 如图,圆应在直线x +y +m =0的右上方,圆心C (0,1)到直线l 的距离为|1+m |2,切线l 0应满足|1+m |2=2,∴|1+m |=2,m =1或m =-3(舍去),从而-m ≤-1,∴m ≥1.14.由直线y =x +1上的一点向圆(x -3)2+y 2=1引切线,则切线长的最小值为_______. 答案7解析 设直线上一点P ,切点为Q ,圆心为M ,M 的坐标为(3,0),则|PQ |即为切线长,|MQ |为圆M 的半径,长度为1,|PQ |=|PM |2-|MQ |2=|PM |2-1,要使|PQ |最小,即求|PM |最小值,此题转化为求直线y =x +1上的点到圆心M 的最小距离, 设圆心到直线y =x +1的距离为d , 则d =|3-0+1|12+-12=22,∴|PM |的最小值为22, |PQ |=|PM |2-1=222-1=7.15.已知圆O :x 2+y 2=9,点P 为直线x +2y -9=0上一动点,过点P 向圆O 引两条切线PA ,PB ,A ,B 为切点,则直线AB 过定点( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫49,89B.⎝ ⎛⎭⎪⎫29,49C.(1,2) D.(9,0) 答案 C解析 因为P 是直线x +2y -9=0上的任一点,所以设P (9-2m ,m ),因为PA ,PB 为圆x 2+y 2=9的两条切线,切点分别为A ,B ,所以OA ⊥PA ,OB ⊥PB ,则点A ,B 在以OP 为直径的圆(记为圆C )上,即AB 是圆O 和圆C 的公共弦,易知圆C 的方程是⎝ ⎛⎭⎪⎫x -9-2m 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -m 22=9-2m2+m24,①又x 2+y 2=9,②②-①得,(2m -9)x -my +9=0,即公共弦AB 所在直线的方程是(2m -9)x -my +9=0, 即m (2x -y )+(-9x +9)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y =0,-9x +9=0得x =1,y =2.所以直线AB 恒过定点(1,2),故选C.16.已知圆C 经过(2,4),(1,3)两点,圆心C 在直线x -y +1=0上,过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C 相交于M ,N 两点. (1)求圆C 的方程;(2)①请问AM →·AN →是否为定值,若是,求出该定值,若不是,请说明理由; ②若OM →·ON →=12(O 为坐标原点),求直线l 的方程. 解 (1)设圆C 的方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2, 依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧2-a 2+4-b 2=r 2,1-a 2+3-b2=r 2,a -b +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =3,r =1,∴圆C 的方程为(x -2)2+(y -3)2=1. (2)①AM →·AN →为定值.过点A (0,1)作直线AT 与圆C 相切,切点为T , 易得|AT |2=7,∴AM →·AN →=|AM →|·|AN →|cos0°=|AT |2=7, ∴AM →·AN →为定值,且定值为7.②依题意可知,直线l 的方程为y =kx +1,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),将y =kx +1代入(x -2)2+(y -3)2=1,并整理,得(1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0,∴x 1+x 2=41+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+k1+k2+8=12, 即4k1+k1+k2=4,解得k =1, 又当k =1时Δ>0,∴k =1,∴直线l 的方程为y =x +1.。
高考数学一轮复习第九章直线和圆的方程圆与圆的位置关系课件
要不充分条件,Δ<0 是两圆外离(内含)的必要不充分条件.
5 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
学霸团 ·撬分法 ·高考数学·理
1.思维辨析 (1)如果两个圆的方程组成的方程组只有一组实数解,则两圆外切.( × ) (2)如果两圆的圆心距小于两圆的半径之和,则两圆相交.( × ) (3)从两圆的方程中消掉二次项后得到的二元一次方程是两圆的公共弦所在的直线方程.( × ) (4)过圆 O:x2+y2=r2 上一点 P(x0,y0)的圆的切线方程是 x0x+y0y=r2.( √ )
第一步,先求两圆公共弦所在的直线方程;
第二步,利用圆心到直线的距离、半径和弦长的一半,这三个量构成的直角三角形计算,即可求出两
圆公共弦长.
(3)两圆位置关系与公切线条数
两圆位置关系
内含 内切 相交 外切 外离
公切线条数
01234
12 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
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3 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
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撬点·基础点 重难点
4 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
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圆与圆的位置关系
设两个圆的半径分别为 R,r,R>r,圆心距为 d,则两圆的位置关系可用下表来表示:
撬题·对点题 必刷题
13 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
10 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
2020版高考数学一轮复习第九章解析几何9.4直线与圆、圆与圆的位置关系课件文
直线与圆、圆与圆的位置关系
-2知识梳理
考点自诊
1.直线与圆的位置关系 设直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0), 圆:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0), d为圆心(a,b)到直线l的距离,联立直线和圆的方程,消元后得到的 一元二次方程的判别式为Δ.
方法 位置关系 相交 相切 相离
5.直线与圆相交时,弦心距 d,半径 r,弦长的一半 l 满足关系式 r2=d2+
1 2
1 2
l .
2
-5知识梳理
考点自诊
1.判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”. (1)若直线与圆组成的方程组有解,则直线与圆相交或相切. ( √ ) (2)若两个圆的方程组成的方程组无解,则这两个圆的位置关系为 外切. ( × ) (3)“k=1”是“直线x-y+k=0与圆x2+y2=1相交”的必要不充分条件. ( × ) (4)过圆O:x2+y2=r2外一点P(x0,y0)作圆的两条切线,切点为A,B,则 O,P,A,B四点共圆且直线AB的方程是x0x+y0y=r2. ( √ ) (5)联立两相交圆的方程,并消掉二次项后得到的二元一次方程是 两圆的公共弦所在的直线方程. ( √ )
-8知识梳理
考点自诊
4.(2018湖南师大附中摸底,14)已知直线l经过点P(-4,-3),且被圆 (x+1)2+(y+2)2=25截得的弦长为8,则直线l的方程是 .
答案:x+4=0或4x+3y+பைடு நூலகம்5=0 解析:由已知条件知圆心(-1,-2),半径r=5,弦长m=8.
设弦心距是 d,则由勾股定理得