直线与圆知识点及经典例题
中职数学基础模块知识点、典型题目系列---直线与圆的方程(适合打印,经典
第八章 直线与圆的方程第1节 两点间的距离与线段中点的坐标一、两点间的距离及线段中点的坐标: 设()111,y x P ,()222,y x P ,则()()21221221y y x x P P -+-=. 中点()000,y x P 的坐标为121200,22++==x x y y x y【习题】1.已知()10,28A 和()22,12B ,求线段AB 的长度。
2.已知三角形的顶点分别为)6,2(A ,)3,4(-B ,()00,C ,求ABC ∆三条边长。
3.已知()4,1A ,()1,5B ,()1,1C 说明ABC ∆为∆Rt 。
【习题】1.已知)5,1(),3,1(---N M ,求线段MN 的长度,并求线段MN 的中点坐标。
2.已知ABC ∆的三个顶点为(1,0)A 、(2,1)B -、(0,3)C ,试求BC 边上的中线AD 的长度.第2 节 直线的倾斜角与斜率一、直线的倾斜角与斜率倾斜角∂:直线l 向上的方向与x 轴正方向所夹的最小正角。
范围:001800<≤α斜率k :1212tan x x y y k --=∂= 注:①当轴x l //或重合时,0=k ②当轴x l ⊥时,k 不存在③k 与两点的位置无关【习题】1.已知直线的倾斜角,求斜率。
(1)6π=∂(2) 135=∂(3) 90=∂2.已知直线的斜率,求倾斜角。
(1)3=k (2)33-=k (3)1=k 3.求经过下列两点的直线的斜率与倾斜角。
(1)()0,2-A 和()3,1B (2)()4,1M 和()2,3N *4.证明三点()1,0-A ,()1,3B ,()3,3--C 在同一条直线上。
作业布置:1.已知点()2,41P ,()y P ,52-且过1P ,2P 的直线的斜率是31,求y 的值。
2.已知三角形的三个顶点()1,0A ,()3,8B ,()1,1-C 分别求三角形三边所在的直线的斜率。
直线与圆的位置关系讲义
九年级数学时间: 学生:第讲直线与圆的位置关系【知识点】1直线和圆的位置关系有三种:, 。
2设r为O O的半径,d为圆心O到直线l的距离, d r, 则直线l与O O相交。
d r,则直线l与O O相切d r,则直线l与O O相离。
3圆的切线的性质:圆的切线垂直于_________________ 的半径。
4圆的切线的判定定理:经过直径的一端,并且____________ 这条直径的直线是圆的切线。
5圆的切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角。
6.三角形的内切圆:(1)定义:与三角形三边都相切的圆称为三角形的内切圆。
(2)_________________________________ 内切圆的作法;______ .(3)_________________________ 内心的性质:内心是 _______ 的交点,内心到的距离相等,内心与三角形顶点的连线________ 这个内角。
【课前自测】1. (2011?成都)已知O O的面积为9n cm2,若点0到直线I的距离为n cm则直线l与。
O的位置关系是()A、相交B、相切 C 、相离D无法确定2.如图,从O O外一点A引圆的切线AB切点为B,连接AO并延长交圆于点C,连接BC若/ A= 26°,则/ ACB的度数为▲.3.已知O O的半径为5,圆心O到直线AB的距离为2,则O O上有且只有_______________ 到直线AB的距离为3.4.如图,已知AB是O O的一条直径,延长AB至C点,使得AC= 3BQ 个占I 八、、CD与O O相切,切点为D.若CD= d,则线段BC的长度等于5.如图23, PA与O O相切,切点为A, PO交O O于点C,点B是优弧CBA上一点,若 / ABC=32,则/ P的度数为【例题讲解】例1.如图,AB是O O的直径,点D在AB的延长线上,DC切O O于点C,若/ A=25°, 则/ D 等于A. 20°B.30°C.40°D.50°例2已知BD是O O的直径,OAL OB,M是劣弧AB上的一点,过M作O O的切线MP交OA的延长线于点P, MD交OA于点N。
直线与圆知识点与典型例题.许兴华
直线与圆知识点与典型例题一、考试内容1.有向线段。
两点间的距离。
线段的定比分点。
2.直线的方程。
直线的斜率。
直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式方程。
直线方程的一般式。
3.两条直线平行与垂直的条件。
两条直线所成的角。
两直线交点。
点到直线的距离。
4.圆的标准方程和一般方程。
二、考试要求1.理解有向线段的概念。
掌握有向线段定比分点坐标公式,熟练运用两点间的距离公式和线段的中点坐标公式。
2.理解直线斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式。
熟练掌握直线方程的点斜式,掌握直线方程的斜截式、两点式、截距式以及直线方程的一般式。
能够根据条件求出直线的方程。
3.掌握两条直线平行与垂直的条件,能够根据直线的方程判定两条直线的位置关系。
会求两条相交直线的夹角和交点。
掌握点到直线的距离公式。
4.熟练掌握圆的标准方程和一般方程。
能够根据条件求出圆的标准方程和一般方程。
掌握直线和圆的位置关系的判定方法。
三、考点简析1.有向线段。
有向线段是解析几何的基本概念,可用有向线段的数量来刻划它,而在数轴上有向线段AB 的数量AB=x B -x A 。
2.两点间的距离公式。
不论A(x 1,y 1),B(x 2,y 2)在坐标平面上什么位置,都有d=|AB|=221221)()(y y x x -+-,特别地,与坐标轴平行的线段的长|AB|=|x 2-x 1|或|AB|=|y 2-y 1|。
3.定比分点公式。
定比分点公式是解决共线三点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),P(x ,y)之间数量关系的一个公式,其中λ的值是起点到分点,分点到终点的有向线段的数量之比。
这里起点、分点、终点的位置是可以任意选择的,一旦选定后λ的值也就随之确定了。
若以A 为起点,B 为终点,P 为分点,则定比分点公式是⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=++=λλλλ112121y y y x x x 。
当P 点为AB 的中点时,λ=1,此时中点公式是⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=222121y y y x x x 。
直线与圆知识点总结及例题试卷教案
直线和圆知识点总结1、直线的倾斜角:(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条与轴相交的直线,如果把轴绕着交点按逆时针方向转到和直线重合时所转的最小正角记为,那么就叫做直线的倾斜角。
当直线与轴重合或平行时,规定倾斜角为0;(2)倾斜角的范围[)π,0。
如(1)直线023cos =-+y x θ的倾斜角的范围是____(答:5[0][)66,,πππ); 倾斜角的取值范围是0°≤<180°。
倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率,常用k 表示.倾斜角是90°的直线没有斜率。
(2)过点),0(),1,3(m Q P -的直线的倾斜角的范围m 那么],32,3[ππα∈值的范围是______(答:42≥-≤m m 或)2、直线的斜率:(1)定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切值叫这条直线的斜率,即=tan(≠90°);倾斜角为90°的直线没有斜率;(2)斜率公式:经过两点111(,)P x y 、222(,)P x y 的直线的斜率为()212121x x x x y y k ≠--=;(3)直线的方向向量(1,)a k =,直线的方向向量与直线的斜率有何关系?(4)应用:证明三点共线:AB BC k k =。
如(1) 两条直线钭率相等是这两条直线平行的____________条件(答:既不充分也不必要);(2)实数,x y 满足3250x y --= (31≤≤x ),则x y 的最大值、最小值分别为______(答:2,13-) 3、直线的方程:(1)点斜式:已知直线过点00(,)x y 斜率为,则直线方程为00()y y k x x -=-,它不包括垂直于轴的直线。
直线的斜率0=k 时,直线方程为1y y =;当直线的斜率不存在时,不能用点斜式求它的方程,这时的直线方程为1x x =。
(2)斜截式:已知直线在轴上的截距为和斜率,则直线方程为y kx b =+,它不包括垂直于轴的直线。
学生版 高中数学必修2直线与圆的位置关系知识点总结经典例题与习题
高中数学必修2 直线与圆的位置关系【一】、圆的定义及其方程.(1)圆的定义:平面内与定点距离等于定长的点的集合(轨迹)叫做圆,定点叫做圆心,定长就是半径;(圆心是定位条件,半径是定型条件) (2)圆的标准方程: ;圆心),(b a圆的一般方程:)04(02222>-+=++++F E D F Ey Dx y x ;圆心 ,半径为 ;【二】、点与圆的位置关系(仅以标准方程为例,其他形式,则可化为标准式后按同样方法处理)设),(00y x P 与圆222)()(r b y a x =-+-;若P 到圆心之距为d ; ①P 在在圆C 外 ; ②P 在在圆C 内 ; ③P 在在圆C 上 ; 【三】、直线与圆的位置关系:设直线0:=++C By Ax l 和圆222)()(:r b y a x C =-+-,圆心C 到直线l 之距为d ,由直线l 和圆C 联立方程组消去x (或y )后,所得一元二次方程的判别式为∆,则它们的位置关系如下:相离 ;相切 ;相交 ; 注意:这里用d 与r 的关系来判定,称为几何法,只有对圆才实用,也是最简便的方法;利用∆判定称为代数法,对讨论直线和二次曲线的位置关系都适应。
【四】、两圆的位置关系:(1)代数法:解两个圆的方程所组成的二元二次方程组;若方程组有两组不同的实数解,则两圆相交;若方程组有两组相同的实数解,则两圆相切;若无实数解,两圆相离。
(2)几何法:设圆1O 的半径为1r ,圆2O 的半径为2r①两圆外离 ; ②两圆外切 ; ③两圆相交 ; ④两圆内切 ⑤两圆内含 ;(五)已知圆C :(x-a)2+(y-b)2=r 2(r>0),直线L :Ax+By+C=01.位置关系的判定:判定方法1:联立方程组得到关于x(或y)的方程(1)△>0相交;(2)△=0相切;(3)△<0相离。
判定方法2:若圆心(a,b)到直线L的距离为d(1)d<r相交;(2)d=r相切;(3)d>r相离。
直线与圆知识点及经典例题(含答案)
圆的方程、直线和圆的位置关系【知识要点】一、 圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆 (一)圆的标准方程222()()x a y b r -+-= 这个方程叫做圆的标准方程。
说 明:1、若圆心在坐标原点上,这时0a b ==,则圆的方程就是222x y r +=。
2、圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径;圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要,,a b r 三个量确定了且r >0,圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件确定,,a b r ,可以根据条件,利用待定系数法来解决。
(二)圆的一般方程将圆的标准方程222)()(r b y a x =-+-,展开可得02222222=-++--+r b a by ax y x 。
可见,任何一个圆的方程都可以写成 :220x y Dx Ey F ++++= 问题:形如220x y Dx Ey F ++++=的方程的曲线是不是圆? 将方程022=++++F Ey Dx y x 左边配方得:22224()()222D E D E Fx x +-+++=(1)当F E D 422-+>0时,方程(1)与标准方程比较,方程022=++++F Ey Dx y x 表示以(,)22D E--为圆 心,以2242D E F+-为半径的圆。
,(3)当F E D 422-+<0时,方程022=++++F Ey Dx y x 没有实数解,因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义:当224D E F +->0时,方程220x y Dx Ey F ++++=称为圆的一般方程. 圆的一般方程的特点:(1)2x 和2y 的系数相同,不等于零; (2)没有xy 这样的二次项。
(三)直线与圆的位置关系 1、直线与圆位置关系的种类(1)相离---求距离; (2)相切---求切线; (3)相交---求焦点弦长。
2、直线与圆的位置关系判断方法: 几何方法主要步骤:(1)把直线方程化为一般式,利用圆的方程求出圆心和半径 (2)利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离(3)作判断: 当d>r 时,直线与圆相离;当d =r 时,直线与圆相切;当d<r 时,直线与圆相交。
直线与圆知识点以及经典例题总结归纳
直线与圆知识点以及经典例题总结
归纳
直线与圆的知识点以及经典例题总结归纳
一、直线与圆的概念
1.直线:是一条无限长的抽象线段,它有一定的方向,并由两个端点构成。
2.圆:一种特殊的曲线,它的轨迹是一个闭合的曲线,它的圆心和半径是固定的,每一点到圆心的距离都是半径的长度。
二、直线与圆的性质
1.直线的性质:
(1)直线穿过的任意两点之间的距离相等。
(2)任意一点到直线的距离是不变的,且与直线上任意一点到此直线的距离相等。
2.圆的性质:
(1)圆的任意两点之间的距离都相等。
(2)任意一点到圆的距离都是固定的,且与圆心的距离相等,即为半径。
三、直线与圆的经典例题
1.已知圆O的半径为5,直线l与圆O相交于A、B两点,若∠BAO=60°,求直线l的斜率。
解:以O为原点,将坐标系原点平移至O,则AB 两点的坐标分别为(5,0),(-3.464,4.264),∴直线l的斜率为:k=4.264/3.464=1.237
2.已知圆O的半径为1,点P在圆O外,且P到圆O的距离为2,求直线OP的斜率。
解:以O为原点,将坐标系原点平移至O,则点P 的坐标为(2,0),∴直线OP的斜率为:k=0/2=0。
直线与圆的典型问题
当 r1 r2 d 时,两圆外切;
当 r1 r2 d 时,两圆外离;
当 r1 r2 d 时,两圆内切;
当 r1 r2 d 时,两圆内含.
(3)
弦长 l
具有的关系
r2
d2
l 2
2
二 典型例题
1.直线 3x-4y+6=0 与圆(x-2)2+(y-3)2=4 的位置关系是
13
132
+16,解得 c=10 或 c=-68.
89.自点 P(-6,7)发出的光线 l 射到 x 轴上的点 A 处,被 x 轴反
射,其反射光线所在直线与圆 x2+y2-8x-6y+21=0 相切于点 Q.
求光线 l 所在直线方程.
解:如图所示,作圆 x2+y2-8x-6y+21=0 关于 x 轴的对称圆 x2+y2-8x+6y+21=0,由几何光学原理,知直线 l 与圆 x2+y2-8x +6y+21=0 相切.
110.(本小题满分 12 分)已知圆 x2+y2=4 上一定点 A(2,0),B(1, 1)为圆内一点,P,Q 为圆上的动点.
(1)求线段 AP 中点的轨迹方程; (2)若∠PBQ=90°,求线段 PQ 中点的轨迹方程.
解:(1)设 AP 中点为 M(x,y), 由中点坐标公式可知,P 点坐标(2x-2,2y). 因为 P 点在圆 x2+y2=4 上,所以(2x-2)2+(2y)2=4. 故线段 AP 中点的轨迹方程为(x-1)2+y2=1. (2)设 PQ 的中点为 N(x,y). 在 Rt△PBQ 中,|PN|=|BN|, 设 O 为坐标原点,连接 ON(图略), 则 ON⊥PQ, 所以|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2, 所以 x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4. 故线段 PQ 中点的轨迹方程为 x2+y2-x-y-1=0.
高中 平面解析几何直线与圆、圆与圆的位置关系 知识点+例题
辅导讲义――直线和圆、圆与圆的位置关系圆的切线方程设法:(1)过圆222r y x =+上一点),(00y x P 的圆的切线方程为200r y y x x =+.(2)过圆222)()(r b y a x =-+-上一点),(00y x P 的圆的切线方程为200))(())((r b y b y a x a x =--+--. (3)过圆222r y x =+外一点),(00y x P 作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为200r y y x x =+.(4)过圆222)()(r b y a x =-+-外一点),(00y x P 作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为200))(())((r b y b y a x a x =--+--.[例]经过点M (2,-1)作圆522=+y x 的切线,则切线方程为_________________. 2x-y-5=0[巩固] 过点P (3,1)作曲线C :0222=-+x y x 的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 的方程为____________. 2x+y-3=01.若两圆的半径分别为r 1,r 2,两圆的圆心距为d ,则两圆的位置关系的判断方法如下:位置 关系 外离外切相交内切内含图示d 与r 1,r 2 的关系d >r 1+r 2 d =r 1+r 2 |r 1-r 2|< d < r 1+r 2d =|r 1-r 2|d <|r 1-r 2|两圆的公共点个数0个 1个 2个 1个 0个2.两圆的共切线:(1)当两圆内含时,没有公切线; (2)当两圆内切时有一条公切线; (3)当两圆相交时,有两条外公切线;知识模块4圆与圆的位置关系 精典例题透析知识模块3切线及弦所在直线的方程设法∴切线方程为2x +y ±52=0; ③∵k AC =-2+11-4=13,∴过切点A (4,-1)的切线斜率为-3,∴过切点A (4,-1)的切线方程为y +1=-3(x -4), 即3x +y -11=0.[巩固] (2013·江苏)如图,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.(1)若圆心C 也在直线y =x -1上,过点A 作圆C 的切线,求切线的方程; (2)若圆C 上存在点M ,使|MA |=2|MO |,求圆心C 的横坐标a 的取值范围. (1)由题设,圆心C 是直线y =2x -4和y =x -1的交点,解得点C (3,2), 于是切线的斜率必存在.设过A (0,3)的圆C 的切线方程为y =kx +3, 由题意,得|3k +1|k 2+1=1,解得k =0或-34,故所求切线方程为y =3或3x +4y -12=0.(2)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 |=2|MO |,所以x 2+(y -3)2=2 x 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5a 2-12a +8≥0,得a ∈R ; 由5a 2-12a ≤0,得0≤a ≤125. 所以点C 的横坐标a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,125.题型三:直线与圆相交的问题[例]已知直线kx -y +6=0被圆x 2+y 2=25所截得的弦长为8,求k 的值.设直线kx -y +6=0被圆x 2+y 2=25所截得的弦长为AB ,其中点为C ,则△OCB 为直角三角形.因为圆的半径为|OB |=5,半弦长为|AB |2=|BC |=4,所以圆心到直线kx -y +6=0的距离为3,由点到直线的距离公式得6k 2+1=3,解之得k =±3.[巩固] 求直线x -3y +23=0被圆x 2+y 2=4截得的弦长.如图,设直线x -3y +23=0与圆x 2+y 2=4交于A ,B 两点,弦AB 的中点为M ,则OM ⊥AB (O 为坐标原点),所以OM =|0-0+23|12+(-3)2=3,所以AB =2AM =2OA 2-OM 2=222-(3)2=2.圆x 2+(y -3)2=4的圆心为点(0,3),又因为直线l 与直线x +y +1=0垂直,所以直线l 的斜率k =1.由点斜式得直线l :y -3=x -0,化简得x -y +3=0.3.若圆C 1:x 2+y 2-2ax +a 2-9=0(a ∈R )与圆C 2:x 2+y 2+2by +b 2-1=0 (b ∈R )内切,则ab 的最大值为___________. 圆C 1:x 2+y 2-2ax +a 2-9=0 (a ∈R ).化为:(x -a )2+y 2=9,圆心坐标为(a,0),半径为3.圆C 2:x 2+y 2+2by +b 2-1=0 (b ∈R ),化为x 2+(y +b )2=1,圆心坐标为(0,-b ),半径为1,∵圆C 1:x 2+y 2-2ax +a 2-9=0 (a ∈R )与圆C 2:x 2+y 2+2by +b 2-1=0 (b ∈R )内切,∴a 2+b 2=3-1,即a 2+b 2=4,ab ≤12(a 2+b 2)=2. ∴ab 的最大值为2.4.(2013·山东)过点P (3,1)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 的方程为____________.解析 如图所示:由题意知:AB ⊥PC ,k PC =12,∴k AB =-2, ∴直线AB 的方程为y -1=-2(x -1),即2x +y -3=0.5.已知直线y =kx +b 与圆O :x 2+y 2=1相交于A ,B 两点,当b =1+k 2时,OA →·OB →等于___________.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将y =kx +b 代入x 2+y 2=1得(1+k 2)x 2+2kbx +b 2-1=0,故x 1+x 2=-2kb 1+k 2,x 1x 2=b 2-11+k 2, 从而·=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+kb (x 1+x 2)+b 2=b 2-1-2k 2b 21+k 2+b 2=2b 21+k 2-1=1. 6.若直线y =x +b 与曲线y =3-4x -x 2有公共点,则b 的取值范围是______________.由y =3-4x -x 2,得(x -2)2+(y -3)2=4(1≤y ≤3).∴曲线y =3-4x -x 2是半圆,如图中实线所示.当直线y =x +b 与圆相切时,|2-3+b |2=2.∴b =1±2 2. 由图可知b =1-2 2.∴b 的取值范围是[]1-22,3.7.(2014·上海)已知曲线C :x =-4-y 2,直线l :x =6,若对于点A (m,0),存在C 上的点P 和l 上的Q 使得AP →+AO→=0,则m 的取值范围为________.曲线C :x =-4-y 2,是以原点为圆心,2为半径的圆,并且x P ∈[-2,0],对于点A (m,0),存在C 上的点P 和l 上的Q 使得+=0,(1)求矩形ABCD 的外接圆的方程;(2)已知直线l :(1-2k )x +(1+k )y -5+4k =0(k ∈R ),求证:直线l 与矩形ABCD 的外接圆恒相交,并求出相交的弦长最短时的直线l 的方程.(1)∵l AB :x -3y -6=0且AD ⊥AB ,点(-1,1)在边AD 所在的直线上,∴AD 所在直线的方程是y -1=-3(x +1),即3x +y +2=0.由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y -6=0,3x +y +2=0,得A (0,-2). ∴|AP |=4+4=22, ∴矩形ABCD 的外接圆的方程是(x -2)2+y 2=8.(2)直线l 的方程可化为k (-2x +y +4)+x +y -5=0,l 可看作是过直线-2x +y +4=0和x +y -5=0的交点(3,2)的直线系,即l 恒过定点Q (3,2),由(3-2)2+22=5<8知点Q 在圆P 内,∴l 与圆P 恒相交.设l 与圆P 的交点为M ,N ,则|MN |=28-d 2(d 为P 到l 的距离),设PQ 与l 的夹角为θ,则d =|PQ |·sin θ=5sin θ,当θ=90°时,d 最大,|MN |最短.此时l 的斜率为PQ 的斜率的负倒数,即-12, 故l 的方程为y -2=-12(x -3),即x +2y -7=0.11.若直线l :y =kx +1 (k <0)与圆C :x 2+4x +y 2-2y +3=0相切,则直线l 与圆D :(x -2)2+y 2=3的位置关系是_________. 因为圆C 的标准方程为(x +2)2+(y -1)2=2,所以其圆心坐标为(-2,1),半径为2,因为直线l 与圆C 相切.所以|-2k -1+1|k 2+1=2,解得k =±1,因为k <0,所以k =-1,所以直线l 的方程为x +y -1=0.圆心D (2,0)到直线l 的距离d =|2+0-1|2=22<3,所以直线l 与圆D 相交. 12.设曲线C 的方程为(x -2)2+(y +1)2=9,直线l 的方程为x -3y +2=0,则曲线上的点到直线l 的距离为71010的点的个数为____________.B解析 由(x -2)2+(y +1)2=9,得圆心坐标为(2,-1),半径r =3,圆心到直线l 的距离d =|2+3+2|1+(-3)2=710=71010. 能力提升训练要使曲线上的点到直线l 的距离为71010, 此时对应的点在直径上,故有两个点.13.(2013·江西)过点(2,0)引直线l 与曲线y =1-x 2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____________.∵S △AOB =12|OA ||OB |sin ∠AOB =12sin ∠AOB ≤12. 当∠AOB =π2时, △AOB 面积最大.此时O 到AB 的距离d =22. 设AB 方程为y =k (x -2)(k <0),即kx -y -2k =0.由d =|2k |k 2+1=22得k =-33. (也可k =-tan ∠OPH =-33). 14.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线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,则k 的最大值是________.圆C 的标准方程为(x -4)2+y 2=1,圆心为(4,0).由题意知(4,0)到kx -y -2=0的距离应不大于2,即|4k -2|k 2+1≤2.整理,得3k 2-4k ≤0.解得0≤k ≤43. 故k 的最大值是43. 15.(2014·重庆)已知直线ax +y -2=0与圆心为C 的圆(x -1)2+(y -a )2=4相交于A ,B 两点,且△ABC 为等边三角形,则实数a =________.圆心C (1,a )到直线ax +y -2=0的距离为|a +a -2|a 2+1.因为△ABC 为等边三角形,所以|AB |=|BC |=2,所以(|a +a -2|a 2+1)2+12=22,解得a =4±15.。
直线与圆的位置关系知识点及例题
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: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。
高中数学直线和圆知识点总结+习题
直线和圆一.直线1.斜率与倾斜角:tan k θ=,[0,)θπ∈(1)[0,2πθ∈时,0k ≥;(2)2πθ=时,k 不存在;(3)(,)2πθπ∈时,0k <(4)当倾斜角从0︒增加到90︒时,斜率从0增加到+∞;当倾斜角从90︒增加到180︒时,斜率从-∞增加到02.直线方程(1)点斜式:)(00x x k y y -=-(2)斜截式:y kx b =+(3)两点式:121121x x x x y y y y --=--(4)截距式:1x y a b +=(5)一般式:0C =++By Ax 3.距离公式(1)点111(,)P x y ,222(,)P x y 之间的距离:12PP =(2)点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离:d =(3)平行线间的距离:10Ax By C ++=与20Ax By C ++=的距离:d =4.位置关系(1)截距式:y kx b =+形式重合:1212k k b b ==相交:12k k ≠平行:1212 k k b b =≠垂直:121k k ⋅=-(2)一般式:0Ax By C ++=形式重合:1221A B A B =且1221A C A C =且1212B C C B =平行:1221A B A B =且1221A C A C ≠且1212B C C B ≠垂直:12120A AB B +=相交:1221A B A B ≠5.直线系1112220A x B y C A x B y C λ++++=+()表示过两直线1111:0l A x B y C ++=和2222:0l A x B y C ++=交点的所有直线方程(不含2l )二.圆1.圆的方程(1)标准形式:222()()x a y b R -+-=(0R >)(2)一般式:220x y Dx Ey F ++++=(2240D E F +->)(3)参数方程:00cos sin x x r y y r θθ=+⎧⎨=+⎩(θ是参数)【注】题目中出现动点求量时,通常可采取参数方程转化为三角函数问题去解决.(4)以11(,)A x y ,22(,)B x y 为直径的圆的方程是:()()()()0A B A B x x x x y y y y --+--=2.位置关系(1)点00(,)P x y 和圆222()()x a y b R -+-=的位置关系:当22200()()x a y b R -+-<时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=内部当22200()()x a y b R -+-=时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=上当22200()()x a y b R -+->时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=外(2)直线0Ax By C ++=和圆222()()x a y b R -+-=的位置关系:判断圆心(,)O a b 到直线0Ax By C ++=的距离d =R 的大小关系当d R <时,直线和圆相交(有两个交点);当d R =时,直线和圆相切(有且仅有一个交点);当d R <时,直线和圆相离(无交点);判断直线与圆的位置关系常见的方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d 和圆半径r 的大小关系.(2)代数法:联立直线与圆的方程消元后利用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.3.圆和圆的位置关系判断圆心距12d O O =与两圆半径之和12R R +,半径之差12R R -(12R R >)的大小关系当12d R R >+时,两圆相离,有4条公切线;当12d R R =+时,两圆外切,有3条公切线;当1212R R d R R -<<+时,两圆相交,有2条公切线;当12d R R =-时,两圆内切,有1条公切线;当120d R R ≤<-时,两圆内含,没有公切线;4.当两圆相交时,两圆相交直线方程等于两圆方程相减5.弦长公式:l =例题:例1若圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点,则实数k 的取值范围是________.例2已知两圆C 1:x 2+y 2-2x +10y -24=0,C 2:x 2+y 2+2x +2y -8=0,则两圆公共弦所在的直线方程是____________.例3设直线x -my -1=0与圆(x -1)2+(y -2)2=4相交于A 、B 两点,且弦AB 的长为23,则实数m 的值是________.例4若a ,b ,c 是直角三角形ABC 三边的长(c 为斜边),则圆C :x 2+y 2=4被直线l :ax +by +c =0所截得的弦长为________.例5已知⊙M :x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点.(1)若|AB |=423,求|MQ |及直线MQ 的方程;(2)求证:直线AB 恒过定点.例6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,则直线l 的斜率为________.例7圆x 2-2x +y 2-3=0的圆心到直线x +3y -3=0的距离为________.例8圆心在原点且与直线x +y -2=0相切的圆的方程为____________________.例9已知圆C 经过A (5,1),B (1,3)两点,圆心在x 轴上,则圆C 的方程为________________.例10(1)与曲线C :x 2+y 2+2x +2y =0相内切,同时又与直线l :y =2-x 相切的半径最小的圆的半径是________.(2)已知实数x ,y 满足(x -2)2+(y +1)2=1则2x -y 的最大值为________,最小值为________.例11已知x ,y 满足x 2+y 2=1,则y -2x -1的最小值为________.例12已知两点A (-2,0),B (0,2),点C 是圆x 2+y 2-2x =0上任意一点,则△ABC 面积的最小值是________.例13平面直角坐标系xoy 中,直线10x y -+=截以原点O (1)求圆O 的方程;(2)若直线l 与圆O 切于第一象限,且与坐标轴交于D ,E ,当DE 长最小时,求直线l 的方程;(3)设M ,P 是圆O 上任意两点,点M 关于x 轴的对称点为N ,若直线MP 、NP 分别交于x 轴于点(m ,0)和(n ,0),问mn 是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.例14圆x 2+y 2=8内一点P (-1,2),过点P 的直线l 的倾斜角为α,直线l 交圆于A 、B 两点.(1)当α=43π时,求AB 的长;(2)当弦AB 被点P 平分时,求直线l 的方程.例15已知半径为5的动圆C 的圆心在直线l :x -y +10=0上.(1)若动圆C 过点(-5,0),求圆C 的方程;(2)是否存在正实数r ,使得动圆C 中满足与圆O :x 2+y 2=r 2相外切的圆有且仅有一个,若存在,请求出来;若不存在,请说明理由.。
直线与圆知识点及经典例题(含答案)
圆的方程、直线和圆的位置关系【知识要点】 一、圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆 (一) 圆的标准方程(x a)2 (y b)2『这个方程叫做圆的标准方程。
-____ 2 2 2说明:1、若圆心在坐标原点上,这时 a b 0,则圆的方程就是 x y r 。
2、圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径;圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了 圆,所以,只要a ,b ,r 三个量确定了且r > 0,圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件-确定a ,b ,r ,可以根据条件,利用待定系数法来解决。
(二) 圆的一般方程2 2 2 2 2 2 2 2将圆的标准方程(x a) (y b) r ,展开可得x y 2ax 2by a b r。
可见,任何一个2圆的方程都可以写成 :X2y Dx Ey F 02 2问题:形如xy DxEy F 0的方程的曲线是不是圆?2 2FD 2E 2 J D ‘ E 4F将方程X y Dx Ey左边配方得:2)2) 2D E0表示以 22为圆2 2(1)当 D E 4F >° 时,方程(1 )与标准方程比较,方程xyDx Ey FD 2E 2 4F心,以2为半径的圆。
DE DE⑵当DmE —4F=Q 时,方fc a +y a +Dx+Ey+F = OR 有实数解汁亍 厂亍 所以表示一个点(亍-計2 2(3)当D 2E 24F v 0时,方程x y Dx Ey F °没有实数解,因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义:2 2当D 2 E 2 4F >°时,方程x y Dx Ey F °称为圆的一般方程. 圆的一般方程的特点:22(1) X 和y 的系数相同,不等于零;(2) 没有xy 这样的二次项。
(三) 直线与圆的位置关系 1、 直线与圆位置关系的种类 (1)相离---求距离; ⑵相切---求切线; (3)相交---求焦点弦长。
圆与直线的位置关系知识点总结及练习
圆与直线的位置关系知识点总结及练习例1:设圆C :225x y +=,试判断圆C 和下列直线的相交情形。
(1)1:10L x y -+= (2)2:250L x y --= (3)3:34150L x y +-=。
【练习题】设圆C 和直线L 1、 L 2、 L 3的方程式如下: 试判断它们的相交情形。
C :22(1)8x y ++=,1:3L x y +=-, 2:0L x y +=,3:3L x y +=例2:已知圆C 和直线L 的方程式如下: 22:5C x y +=、:10L x y -+=试问圆C 和直线L 是否相交?若相交, 求出它们的交点。
【练习题】设圆C :22(1)8x y ++=,直线:3L x y +=,试问圆C 和直线L 是否相交?若相交, 求出它们的交点例3:试就实数k 的范围,讨论直线L :y x k =+ 和圆22:2C x y += 的相交情形。
【练习题】就实数m 的范围讨论直线L :2y mx =+和圆22:1C x y +=的相交情形。
例4:求通过圆x 2+y 2=5上一点P (1, 2)的切线方程式。
例5:求通过圆(x -1)2+(y+2)2=25上一点P (4, 2)且与圆相切的直线方程式。
【练习题】(1)求通过P (1, -2)且与圆x 2+y 2=5相切的直线方程式。
(2)求通过P (1, 4)且与圆x 2+y 2-2x +2y -23=0相切的直线方程式。
例6:设圆C :(x -3)2+(y -2)2=8,求通过圆外一点P (-1, 2)且与圆C 相切的直线方程式。
例7:求过点P (5, 15)且与圆C : x 2+y 2=25相切的直线方程式。
【练习题】(1)求过(2,4)-P 且与圆2210x y +=相切的直线方程式。
(2)求过(4,3)P 且与圆22(2)4x y -+=相切的直线方程式.例8:有一半径60公尺的圆形碉堡,甲站在碉堡的正北方与碉堡中心距离100公尺的A处,乙从碉堡中心向东走,要走多少公尺才会看到甲?【练习题】有一圆形碉堡,甲站在碉堡的正北方与碉堡中心距离40公尺的A处,乙从碉堡中心向西走,要走30公尺才刚好看到甲,碉堡的半径为多少公尺?。
点、直线、圆与圆的位置关系_知识点+例题+练习()
点、直线、圆与圆的位置关系_知识点+例题+练习()点、直线、圆与圆的位置关系_知识点+例题+练习1.点和圆的位置关系点与圆的位置关系有3种.设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离OP=d,则有:①点P在圆外d>r ②点P 在圆上d=r ①点P在圆内d<r点的位置可以确定该点到圆心距离与半径的关系,反过来已知点到圆心距离与半径的关系可以确定该点与圆的位置关系.符号读作“等价于”,它表示从符号的左端可以得到右端,从右端也可以得到左端.2.确定圆的条件不在同一直线上的三点确定一个圆.注意:这里的“三个点”不是任意的三点,而是不在同一条直线上的三个点,而在同一直线上的三个点不能画一个圆.“确定”一词应理解为“有且只有”,即过不在同一条直线上的三个点有且只有一个圆,过一点可画无数个圆,过两点也能画无数个圆,过不在同一条直线上的三点能画且只能画一个圆.3.三角形的外接圆与外心外接圆:经过三角形的三个顶点的圆,叫做三角形的外接圆.外心:三角形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.概念说明:①“接”是说明三角形的顶点在圆上,或者经过三角形的三个顶点.②锐角三角形的外心在三角形的内部;直角三角形的外心为直角三角形斜边的中点;钝角三角形的外心在三角形的外部.③找一个三角形的外心,就是找一个三角形的两条边的垂直平分线的交点,三角形的外接圆只有一个,而一个圆的内接三角形却有无数个.4.反证法(了解)对于一个命题,当使用直接证法比较困难时,可以采用间接证法,反证法就是一个间接证法.反证法主要适合的证明类型有:①命题的结论是否定型的.②命题的结论是无限型的.③命题的结论是“至多”或“至少”型的.反证法的一般步骤是:①假设命题的结论不成立;②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;③矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确. 5.直线和圆的位置关系直线和圆的三种位置关系:①相离:一条直线和圆没有公共点.②相切:一条直线和圆只有一个公共点,叫做这条直线和圆相切,这条直线叫圆的切线,唯一的公共点叫切点.③相交:一条直线和圆有两个公共点,此时叫做这条直线和圆相交,这条直线叫圆的割线.判断直线和圆的位置关系:设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d.1①直线l和⊙O相交d<r ②直线l和⊙O相切d=r ③直线l和⊙O相离d>r.6.切线的性质切线的性质①圆的切线垂直于经过切点的半径.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.切线的性质可总结如下:如果一条直线符合下列三个条件中的任意两个,那么它一定满足第三个条件,这三个条件是:①直线过圆心;②直线过切点;③直线与圆的切线垂直.切线性质的运用定理可知,若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.简记作:见切点,连半径,见垂直.7.切线的判定切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.在应用判定定理时注意:①切线必须满足两个条件:a、经过半径的外端;b、垂直于这条半径,否则就不是圆的切线.②切线的判定定理实际上是从”圆心到直线的距离等于半径时,直线和圆相切“这个结论直接得出来的.③在判定一条直线为圆的切线时,当已知条件中未明确指出直线和圆是否有公共点时,常过圆心作该直线的垂线段,证明该线段的长等于半径,可简单的说成“无交点,作垂线段,证半径”;当已知条件中明确指出直线与圆有公共点时,常连接过该公共点的半径,证明该半径垂直于这条直线,可简单地说成“有交点,作半径,证垂直”.8.切线的判定与性质切线的性质①圆的切线垂直于经过切点的半径.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.切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.常见的辅助线的:①判定切线时“连圆心和直线与圆的公共点”或“过圆心作这条直线的垂线”;②有切线时,常常“遇到切点连圆心得半径”.9.切线长定理2圆的切线定义: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:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线,平分两条切线的夹角.注意:切线和切线长是两个不同的概念,切线是直线,不能度量;切线长是线段的长,这条线段的两个端点分别是圆外一点和切点,可以度量.切线长定理包含着一些隐含结论:①垂直关系三处;②全等关系三对;③弧相等关系两对,在一些证明求解问题中经常用到.10.三角形的内切圆与内心内切圆的有关概念:与三角形各边都相切的圆叫三角形的内切圆,三角形的内切圆的圆心叫做三角形的内心,这个三角形叫做圆的外切三角形.三角形的内心就是三角形三个内角角平分线的交点.任何一个三角形有且仅有一个内切圆,而任一个圆都有无数个外切三角形.三角形内心的性质:三角形的内心到三角形三边的距离相等;三角形的内心与三角形顶点的连线平分这个内角.11.圆与圆的五种位置关系圆与圆的五种位置关系:①外离;②外切;③相交;④内切;⑤内含.如果两个圆没有公共点,叫两圆相离.当每个圆上的点在另一个圆的外部时,叫两个圆外离,当一个圆上的点都在另一圆的内部时,叫两个圆内含,两圆同心是内含的一个特例;如果两个圆有一个公共点,叫两个圆相切,相切分为内切、外切两种;如果两个圆有两个公共点叫两个圆相交.圆和圆的位置与两圆的圆心距、半径的数量之间的关系:①两圆外离d>R+r;②两圆外切d=R+r;③两圆相交R-r<d<R+r;④两圆内切d=R-r;⑤两圆内含d<R-r.12.相切两圆的性质相切两圆的性质:如果两圆相切,那么连心线必经过切点.这说明两圆的圆心和切点三点共线,为证明带来了很大方便. 13.相交两圆的性质相交两圆的性质:相交两圆的连心线,垂直平分两圆的公共弦.注意:在习题中常常通过公共弦在两圆之间建立联系.两圆的公切线性质:两圆的两条外公切线的长相等;两圆的两条内公切线的长也相等.两个圆如果有两条公切线,则它们的交点一定在连心线上.34. 判断圆的切线的方法及应用判断圆的切线的方法有三种:与圆有惟一公共点的直线是圆的切线;若圆心到一条直线的距离等于圆的半径,则该直线是圆的切线;经过半径外端,并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.【例4】如图,⊙O的直径AB=4,∠ABC=30°,BC=43,D是线段BC的中点.试判断点D与⊙O的位置关系,并说明理. 过点D作DE⊥AC,垂足为点E,求证:直线DE是⊙O的切线.【例5】如图,已知O为正方形ABCD对角线上一点,以O为圆心,OA的长为半径的⊙O与BC相切于M,与AB、AD分别相交于E、F,求证CD与⊙O相切.【例6】如图,半圆O为△ABC的外接半圆,AC为直径,D为劣弧上一动点,P在CB的延长线上,且有∠BAP=∠BDA.求证:AP是半圆O的切线.4【知识梳理】1. 直线与圆的位置关系:2. 切线的定义和性质:3.三角形与圆的特殊位置关系:4. 圆与圆的位置关系:相交r1r2dr1r2;外切dr1r2;内切dr1r2;外离dr1r2;内含0dr1r2 【注意点】与圆的切线长有关的计算.【例题精讲】例1.⊙O的半径是6,点O到直线a的距离为5,则直线a与⊙O的位置关系为A.相离B.相切 C.相交D.内含例2. 如图1,⊙O内切于△ABC,切点分别为D,E,F.B50°,C60°,连结OE,OF,DE,DF,则EDF等于 A.40°B.55° C.65°D.70°例3. 如图,已知直线L和直线L外两定点A、B,且A、B到直线L的距离相等,则经过A、B两点且圆心在L上的圆有A.0个B.1个C.无数个D.0个或1个或无数个例4.已知⊙O1半径为3cm,⊙O2半径为4cm,并且⊙O1与⊙O2相切,则这两个圆的圆心距为 D. 1cm或7cm 例5.两圆内切,圆心距为3,一个圆的半径为5,另一个圆的半径为例6.两圆半径R=5,r=3,则当两圆的圆心距d满足___ ___时,两圆相交;当d满足___ ___时,两圆不外离.例7.⊙O半径为,点P为直线L上一点,且OP=,则直线与⊙O的位置关系是____例8.如图,PA、PB分别与⊙O相切于点A、B,⊙O的切线EF分别交PA、PB于点E、F,切点C在弧AB上,若PA 长为2,则△PEF的周长是_.例9. 如图,⊙M与x轴相交于点A(2,0),B(8,0),与y轴切于点C,则圆心M的坐标是5例10. 如图,四边形ABCD内接于⊙A,AC为⊙O的直径,弦DB⊥AC,垂足为M,过点D作⊙O的切线交BA的延长线于点E,若AC=10,tan∠DAE=43,求DB的长.【当堂检测】1.如果两圆半径分别为3和4,圆心距为7,那么两圆位置关系是 A.相离B.外切C.内切D.相交2.⊙A和⊙B相切,半径分别为8cm和2cm,则圆心距AB为 A.10cm B.6cm C.10cm或6cm D.以上答案均不对3.如图,P是⊙O的直径CB延长线上一点,PA切⊙O于点A,如果PA=3,PB=1,那么∠APC等于A. 15B. 30C. 45D. 604. 如图,⊙O半径为5,PC切⊙O于点C,PO交⊙O于点A,PA=4,那么PC的长等于 AA)6 25 210 214 O BDC5.如图,在第3题图10× 6的网格图中第4题图(每个小正方形的边长均为第5题图1 个单位长).⊙第6A题图半径为2,⊙B半径为1,需使⊙A与静止的⊙B相切,那么⊙A图示的位置向左平移个单位长.6. 如图,⊙O为△ABC的内切圆,∠C=90,AO的延长线交BC于点D,AC=4,DC=1,,则⊙O的半径等于A.54 B. 45 C. 354 D. 6 7.⊙O的半径为6,⊙O的一条弦AB长63,以3为半径⊙O的同心圆与直线AB的位置关系是( )A.相离B.相交C.相切D.不能确定8.如图,在△ABC中,ABAC,A120°,BC23,⊙A与BC 相切于点D,且交AB、AC于M、N两点,则图中阴影部分的面积是.9.如图,B是线段AC上的一点,且AB:AC=2:5,分别以AB、AC为直径画圆,则小圆的面积与大圆的面积之比为_______.O1O2O6第8题图第9题图第10题图第11题图 10. 如图,从一块直径为a+b的圆形纸板上挖去直径分别为a和b的两个圆,则剩下的纸板面积是___.11. 如图,两等圆外切,并且都与一个大圆内切.若此三个圆的圆心围成的三角形的周长为18cm.则大圆的半径是______cm.12.如图,直线AB切⊙O于C点,D是⊙O上一点,∠EDC=30o,弦EF∥AB,连结OC交EF于H点,连结CF,且CF=2,则HE的长为_________.13. 如图,PA、PB是⊙O的两条切线,切点分别为A、B,若直径AC=12cm。
专题10直线与圆圆与圆的位置关系(4个知识点8种题型)(原卷版)
专题10直线与圆、圆与圆的位置关系(4个知识点8种题型) 【目录】倍速学习四种方法【方法一】 脉络梳理法知识点1.直线与圆的位置关系的判断 【方法二】 实例探索法题型1.直线与圆位置关系的判定与应用 题型2.直线与圆相切的有关问题 圆位置关系的判断 【方法三】 成果评定法【倍速学习三种方法】【方法一】脉络梳理法知识点1.直线与圆的位置关系的判断1.直线与圆的三种位置关系代数法:由 ⎩⎨⎧Ax +By +C =0,x -a 2+y -b2=r2(1)几何法:若两圆的半径分别为r 1,r 2,两圆的圆心距为d ,则两圆的位置关系的判断方法如下:|r -r |<d 0<d <⎭⎬⎫圆C 1方程圆C 2方程――→消元一元二次方程⎩⎨⎧Δ>0⇒相交,Δ=0⇒内切或外切,Δ<0⇒外离或内含.①外离(4条公切线):d >r 1+r 2 ②外切(3条公切线):d =r 1+r 2③相交(2条公切线):|r 1﹣r 2|<d <r 1+r 2 ④内切(1条公切线):d =|r 1﹣r 2| ⑤内含(无公切线):0<d <|r 1﹣r 2|【方法二】实例探索法题型1.直线与圆位置关系的判定与应用【例1】 已知直线方程mx -y -m -1=0,圆的方程x 2+y 2-4x -2ym 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.【变式】已知直线l :(2m +1)x +(m +1)y =7m +4,圆C :(x -1)2+(y -2)2=25,则直线l 与圆C的位置关系为________.题型2.直线与圆相切的有关问题【例2】(1)已知直线l:ax+by-3=0与圆M:x2+y2+4x-1=0相切于点P(-1,2),则直线l的方程为________.(2)过点A(4,-3)作圆(x-3)2+(y-1)2=1的切线,求此切线方程.【变式】若圆C:x2+y2+2x-4y+3=0,关于直线2ax+by+6=0对称,则由点(a,b)向圆C 所作的切线长的最小值为________.【例3】(1)求直线l:3x+y-6=0被圆C:x2+y2-2y-4=0截得的弦长|AB|.(2)过点(-4,0)作直线l与圆x2+y2+2x-4y-20=0交于A,B两点,如果|AB|=8,求直线l的方程.【变式】直线m:x+y-1=0被圆M:x2+y2-2x-4y=0截得的弦长为( )A.4 B.2 3 C.12D.13【例4】一艘轮船沿直线返回港口的途中,接到气象台预报,台风中心位于轮船正西70 km 处,受影响的范围是半径为30 km的圆形区域,已知港口位于台风中心正北40 km处,如果这艘轮船不改变航线,那么它是否会受到台风的影响?【变式】如图所示,一座圆弧形拱桥,当水面在如图所示的位置时,拱顶离水面2米,水面宽12米,则水面下降1米后,水面宽度为( )A.14米B.15米C.51米D.251米圆位置关系的判断【例5】当实数k为何值时,两圆C1:x2+y2+4x-6y+12=0,C2:x2+y2-2x-14y+k=0相交、相切、外离?【变式】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的位置关系为:(1)相切;(2)相交;(3)外离;(4)内含.【例6】(1)圆C1:(x-m)2+(y+2)2=9与圆C2:(x+1)2+(y-m)2=4相外切,则m的值是________.(2)求半径为4,与圆(x-2)2+(y-1)2=9相切,且和直线y=0相切的圆的方程.【变式】求与圆x2+y2-2x=0外切且与直线x+3y=0相切于点M(3,-3)的圆的方程.【例7】 已知圆C 1:x 2+y 2+6x -4=0和圆C 2:x 2+y 2+6y -28=0.(1)求两圆公共弦所在直线的方程;(2)求经过两圆交点且圆心在直线x -y -4=0上的圆的方程.【例8】 已知圆C 1:x 2+y 2+4x -4y -5=0与圆C 2:x 2+y 2-8x +4y +7=0.(1)证明圆C 1与圆C 2相切,并求过切点的两圆公切线的方程; (2)求过点(2, 3)且与两圆相切于(1)中切点的圆的方程.【变式】在平面直角坐标系xOy 中,过点P (0,1)且互相垂直的两条直线分别与圆O :x 2+y 2=4交于点A ,B ,与圆M :(x -2)2+(y -1)2=1交于点C ,D .若AB =372,求CD 的长. 【例9】 已知圆C :x 2+y 2+2x -7=0内一点P (-1,2),直线l 过点P 且与圆C 交于A ,B 两点.(1)求圆C 的圆心坐标和面积;(2)若直线l 的斜率为3,求弦AB 的长;(3)若圆上恰有三点到直线l 的距离等于2,求直线l 的方程. 【变式】已知圆x 2+y 2-4ax +2ay +20a -20=0.(1)求证:对任意实数a ,该圆恒过一定点; (2)若该圆与圆x 2+y 2=4相切,求a 的值.【方法三】 成果评定法一、单选题1.(2023秋·江西九江·高二九江市同文中学校考阶段练习)已知圆221:()1C x a y -+=,圆222:(1)()4C x a y b --+-=,其中,R a b ∈,那么这两个圆的位罝关系不可能为( )A .外离B .外切C .内含D .内切2.(2023秋·浙江嘉兴·高二浙江省海盐高级中学校考阶段练习)已知圆1C :()()22234x y -+-=与圆2C :()()22119x y +++=,则圆1C 与圆2C 的位置关系为( )A .相交B .外切C .内切D .内含3.(2023秋·河北石家庄·高二石家庄市第四中学校考阶段练习)已知圆22:(2)(3)4C x y -+-=,该圆被直线30x y +-=所截得弦长为( )4.(2023秋·江西上饶·高二江西省广丰中学校考阶段练习)已知a 、R b ∈,圆1C :A .2B .3C .4D .55.(2023秋·河北保定·高二定州市第二中学校考阶段练习)几何学史上有一个著名的米勒问题:“设点,M N 是锐角AQB ∠的一边QA 上的两点,试在边QB 上找一点P ,使得MPN ∠最大.”如图,其结论是:点P 为过,M N 两点且和射线QB 相切的圆与射线QB 的切点.根据以上结论解决以下问题:在平面直角坐标系xoy 中,给定两点()()0,2,2,4M N ,点P 在x 轴上移动,当MPN ∠取最大值时,点P 的横坐标是( ) A .2B .6C .2或6D .1或3值与x ,y 无关,则实数a 的取值范围是( ) A .4a ≤- B .46a -≤≤ C .4a ≤-或6a ≥D .6a ≥7.(2023秋·天津武清·高二天津市武清区杨村第一中学校考阶段练习)已知圆22:1O x y +=,点()00,P x y 是直线:3240l x y +-=上的动点,若圆O 上总存在不同的两点,A B ,使得直线AB 垂直平分OP ,则0x 的8.(2023·江苏·高二专题练习)已知点P 是圆22:(2)(2)2M x y -+-=上的动点,线段AB 是圆||PA PB +的最大值是(二、多选题9.(2023秋·江苏连云港·高二校考阶段练习)设b 为实数,已知圆224x y +=,直线l :y x b =+,当b 为( )时,圆224x y +=上恰有3个点到直线l 的距离都等于1.10.(2023秋·陕西咸阳·高二咸阳彩虹学校校考阶段练习)已知圆22:(2)4C x y ++=,直线()():1210R l m x y m m ++-+=∈.则( )A .直线l 恒过定点()1,1-B .当0m =时,圆C 上恰有四个点到直线l 的距离等于1 C .直线l 与圆C 有一个交点D .若圆C 与圆22280x y x y a +-++=恰有三条公切线,则8a =11.(2023秋·山东德州·高二校考阶段练习)已知点(,)P x y 是圆224440x y x y +--+=上一动点,则下列12.(2023秋·贵州·高二贵州省兴义市第八中学校联考阶段练习)在平面直角坐标系xOy 中,圆22:1C x y +=,点P 为直线:20l x y --=上的动点,则( )60恒过定点三、填空题13.(2023秋·江西九江·高二九江市同文中学校考阶段练习)经过点()0,4,且与圆四、解答题17.(2023秋·山东菏泽·高二山东省鄄城县第一中学校考阶段练习)已知圆2211:C x y +=与圆若ABC为等腰直角三角形,求⊥时,求ABC的外接圆方程PC l(2023秋·贵州高二贵州省兴义市第八中学校联考阶段练习)已知圆+-=为直线l上一点,过点310y求直线AB的方程;轴正半轴的交点,过点。
直线、圆的位置关系 知识点总结及典例
4.2 直线、圆的位置关系(1)基础知识梳理圆心到直线的距离:d ,圆的半径:r ;①直线与圆相交:r d <;②直线与圆相切:r d =;③直线与圆相离:r d >.习题巩固一、选择题1.直线3x +4y +12=0与⊙C :(x -1)2+(y -1)2=9的位置关系是( )A .相交并且过圆心B .相交不过圆心C .相切D .相离2.已知圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0与y 轴切于原点,那么( )A .D =0,E =0,F ≠0B .D =0,E ≠0,F =0C .D ≠0,E =0,F =0 D .D ≠0,E ≠0,F =03.圆x 2+y 2-4x +4y +6=0截直线x -y -5=0所得弦长等于( )A . 6B .522C .1D .5 4.圆x 2+y 2+2x +4y -3=0上到直线l :x +y +1=0的距离为2的点有( )A .1个B .2个C .3个D .4个5.已知直线ax +by +c =0(abc ≠0)与圆x 2+y 2=1相切,则三条边长分别为|a |,|b |,|c |的三角形是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不存在6.与圆x 2+y 2-4x +2=0相切,在x ,y 轴上的截距相等的直线共有( )A .1条B .2条C .3条D .4条7.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=25B .(x -5)2+(y +7)2=17或(x -5)2+(y +7)2=15C .(x -5)2+(y +7)2=9D .(x -5)2+(y +7)2=25或(x -5)2+(y +7)2=98.集合M ={(x ,y )|x 2+y 2≤4},N ={(x ,y )|(x -1)2+(y -1)2≤r 2,r >0},且M ∩N =N ,则r 的取值范围是( )A .(0,2-1)B .(0,1]C .(0,2-2]D .(0,2]9.已知两点A (-2,0),B (0,2),点C 是圆x 2+y 2-2x =0上任意一点,则△ABC 面积的最小值是( )A .3- 2B .3+2C .3-22D .3-2210.已知集合M ={(x ,y )|y =9-x 2,y ≠0},N ={(x ,y )|y =x +b },若M ∩N ≠∅,则实数b 的取值范围是( )A .[-32,32]B .[-3,3]C .(-3,32]D .[-32,3)11.已知圆2242110x y x y +-+-=的一条直径通过直线230x y --=被圆所截弦的中点,则该直径所在直线方程是( )A .250x y +-=B .20x y -=C .230x y +-=D .240x y -+=12.若点(2,1)A a a -在圆22240x y y +--=的内部,则a 的取值范围是( )A .11a -<<B .01a <<C .115a -<<D .115a -<<二、填空题13.已知P={(x,y)|x+y=2},Q={(x,y)|x2+y2=2},那么P∩Q为________.14.圆x2+y2-4x=0在点P(1,3)处的切线方程为______________.15.P(3,0)为圆C:x2+y2-8x-2y+12=0内一点,过P点的最短弦所在的直线方程是______________.16.由直线y=x+1上的一点向圆(x-3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为_____.三、解答题17.求过点P(-1,5)的圆(x-1)2+(y-2)2=4的切线方程.18.直线l经过点P(5,5),且和圆C:x2+y2=25相交,截得的弦长为45,求l的方程.19.如图所示,圆O1和圆O2的半径都等于1,O1O2=4.过动点P分别作圆O1、圆O2的切线PM、PN(M、N为切点),使得|PM|=2|PN|.试建立平面直角坐标系,并求动点P的轨迹方程.。
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圆的方程、直线和圆的位置关系【知识要点】一、圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆(一)圆的标准方程这个方程叫做圆的标准方程。
说明: 1 、若圆心在坐标原点上,这时,则圆的方程就是。
2、圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径;圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要三个量确定了且〉0,圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件确定,可以根据条件,利用待定系数法来解决。
(二)圆的一般方程将圆的标准方程, 展开可得。
可见,任何一个圆的方程都可以写成:问题:形如的方程的曲线是不是圆将方程左边配方得:(1)当〉0时,方程(1 )与标准方程比较,方程表示以为圆心,以为半径的圆。
,(3)当v 0时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义:当〉0时,方程称为圆的一般方程•圆的一般方程的特点:( 1 )和的系数相同,不等于零;( 2)没有xy 这样的二次项。
(三)直线与圆的位置关系1、直线与圆位置关系的种类( 1 )相离--- 求距离;(2) 相切--- 求切线;( 3)相交--- 求焦点弦长。
2、直线与圆的位置关系判断方法:几何方法主要步骤:( 1)把直线方程化为一般式,利用圆的方程求出圆心和半径( 2)利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离(3)作判断:当d>r时,直线与圆相离;当 d = r时,直线与圆相切;当d<r时,直线与圆相交。
代数方法主要步骤:( 1)把直线方程与圆的方程联立成方程组( 2)利用消元法,得到关于另一个元的一元二次方程(3)求出其△的值,比较△与0的大小:(4)当△ <0时,直线与圆相离;当△= 0时,直线与圆相切;当△ >0时,直线与圆相交。
【典型例题】类型一:圆的方程例 1 求过两点、且圆心在直线上的圆的标准方程并判断点与圆的关系.变式1:求过两点、且被直线平分的圆的标准方程.变式2:求过两点、且圆上所有的点均关于直线对称的圆的标准方程.分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点与圆的位置关系,只须看点与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内.解法一:(待定系数法)设圆的标准方程为••••圆心在上,故••••圆的方程为.又•••该圆过、两点.••• 解之得:,所以所求圆的方程为.解法二:(直接求出圆心坐标和半径) 因为圆过、两点,所以圆心必在线段的垂直平分线上,又因为,故的斜率为1,又的中点为,故的垂直平分线的方程为:即.又知圆心在直线上,故圆心坐标为.••半径.故所求圆的方程为.又点到圆心的距离为.•••点在圆外.例2:求过三点0( 0, 0), M( 1, 1) , N (4, 2)的圆的方程,并求出这个圆的圆心和半径。
解:设圆的方程为:x2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0 ,将三个点的坐标代入方程F = 0 , D = 8, E = 6 圆方程为:x + y 8x + 6y = 0配方:(x 4 ) 2 + ( y + 3 ) 2 = 25 圆心:(4 , 3 ),半径r = 5例3求经过点,且与直线和都相切的圆的方程.分析:欲确定圆的方程.需确定圆心坐标与半径,由于所求圆过定点,故只需确定圆心坐标.又圆与两已知直线相切,故圆心必在它们的交角的平分线上.解:•••圆和直线与相切,•圆心在这两条直线的交角平分线上,又圆心到两直线和的距离相等.•••.•••两直线交角的平分线方程是或.又•••圆过点,.••圆心只能在直线上. 设圆心•••到直线的距离等于,•••.化简整理得.解得:或.••圆心是,半径为或圆心是,半径为.•所求圆的方程为或.说明:本题解决的关键是分析得到圆心在已知两直线的交角平分线上,从而确定圆心坐标得到圆的方程,这是过定点且与两已知直线相切的圆的方程的常规求法.类型二:切线方程、切点弦方程、公共弦方程例4已知圆,求过点与圆相切的切线.解::•点不在圆上,•切线的直线方程可设为根据• •解得所以即因为过圆外一点作圆得切线应该有两条,可见另一条直线的斜率不存在.易求另一条切线为.说明:上述解题过程容易漏解斜率不存在的情况,要注意补回漏掉的解.本题还有其他解法,例如把所设的切线方程代入圆方程,用判别式等于0解决(也要注意漏解).还可以运用,求出切点坐标、的值来解决,此时没有漏解.例5两圆与相交于、两点,求它们的公共弦所在直线的方程.分析:首先求、两点的坐标,再用两点式求直线的方程,但是求两圆交点坐标的过程太繁.为了避免求交点,可以采用“设而不求”的技巧.解:设两圆、的任一交点坐标为,则有:① ②①—②得:.•••、的坐标满足方程. •••方程是过、两点的直线方程.又过、两点的直线是唯一的.•两圆、的公共弦所在直线的方程为.说明:上述解法中,巧妙地避开了求、两点的坐标,虽然设出了它们的坐标,但并没有去求它,而是利用曲线与方程的概念达到了目标.从解题的角度上说,这是一种“设而不求”的技巧,从知识内容的角度上说,还体现了对曲线与方程的关系的深刻理解以及对直线方程是一次方程的本质认识.它的应用很广泛.例6、求过点M(3,1),且与圆(x 1)2 y2 4相切的直线丨的方程.解:设切线方程为y 1 k(x 3),即kx y 3k 1 0 ,v圆心(1,0)到切线丨的距离等于半径2 , Ik 3k 11 3 3•- 2,解得k , •切线方程为y 1 -(x 3),即3x 4y 13 0, k2 1 2 4 4当过点M的直线的斜率不存在时,其方程为x 3,圆心(1,0)到此直线的距离等于半径2,故直线x 3也适合题意。
所以,所求的直线I的方程是3x 4y 13 0或x 3.类型三:弦长、弧问题例7、求直线丨:3x y 6 0被圆C :x22y 2x 4y 0截得的弦AB的长.例8、直线J3xy 2^30截圆x 2 y 24得的劣弧所对的圆心角为解:依题意得,弦心距d (3,故弦长AB2Jr 2 d 2 2,从而△ OAB 是等边三角形,故截得的劣弧所对的圆心角为 AOB3. 2例9、求两圆x2yx y 2 0 和 x 2 2y 5的公共弦长类型四:直线与圆的位置关系例10、已知直线 3x y 2'..3 0和圆x 2 y 2 4,判断此直线与已知圆的位置关系例11、若直线y x m 与曲线y 4 x 2有且只有一个公共点,求实数m 的取值范围.解: 曲线y 、4 x 2表示半圆x 2 y 2 4( y 0) ,•••利用数形结合法,可得实数m 的取值范围是 2 m 2 或 m 2、2.例12、圆上到直线的距离为 1的点有几个分析:借助图形直观求解•或先求出直线、的方程,从代数计算中寻找解答.解法一:圆的圆心为,半径•设圆心到直线的距离为,则•如图,在圆心同侧,与直线平行且距离为1的直线与圆有两个交点,这两个交点符合题意•又••••与直线平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意••••符合题 意的点共有3个.解法二:符合题意的点是平行于直线,且与之距离为 1的直线和圆的交点•设所求直线为,则,•,即,或,也即,或.设圆的圆心到直线、的距离为、,则,.•与相切,与圆有一个公共点;与圆相交,与圆有两个公共点.即符合题意的点共 3个.类型五:圆与圆的位置关系例13、判断圆C 1 : x 2 y 2 2x 6y 26 0与圆C 2 : x 2 y 2 4x 2y 4 0的位置关系,2 21,圆x (y 2) 4的圆心为。
2(0, 2),半径「2 2 ,例14:圆x 2 y 2 2x 0和圆x 2y 2 4y 0的公切线共有--------条。
解:•••圆(x 1)22y 1的圆心为0,1,0),半径*OP min OC r 5 2 3,• |PA 2 PB 2 的最小值为 2 32 8 26.••• O i O 2 J5,「i r 2 3, r 2 * 1. v r 2几OQ ? A r 2,.••两圆相交.共有 2 条公切线。
类型六:圆中的最值问题例15:圆x 2 y 2 4x 4y 10 0上的点到直线x y 14 0的最大距离与最小距离的差是 ________________________________________直线与圆相离,•圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是 例16(1)已知圆,为圆上的动点,求的最大、最小值.⑵已知圆,为圆上任一点•求的最大、最小值,求的最大、最小值.分析:(1)、(2)两小题都涉及到圆上点的坐标,可考虑用圆的参数方程或数形结合解决. 解:(1)圆上点到原点距离的最大值等于圆心到原点的距离加上半径 1,圆上点到原点距离的最小值等于圆心到原点的距离减去半径 1•所以..所以..(2)设,则•由于是圆上点,当直线与圆有交点时,如图所示,两条切线的斜率分别是最大、最小值.由,得.所以的最大值为,最小值为.令,同理两条切线在轴上的截距分别是最大、最小值.由,得.所以的最大 值为,最小值为. 例17:已知A( 2,0) , B(2,0),点P 在圆(x 3)2 (y 4)2 4上运动,则|PA 2 | PB 2的最小值是 .解:设 P(x, y),则 |PA 2|PB 2 (x 2)2 y 2 (x 2)2 y 2 2(x 2 y 2) 8 2OP 2 8.设圆心为 C(3,4),则解:v 圆(x 2)2(y 2)218的圆心为(2, 2),半径r3、2,•圆心到直线的距离 d 105 2 r ,J 2(d r) (d r) 2r 62.。