圆相交.
三、切线问题
例3 (06卷理) 过坐标原点且与圆02
5
2422
=+
+-+y x y x 相切的直线方程为( ) (A)
x y 3-=或x y 31=
(B)x y 3=或x y 31-= (C)x y 3-=或x y 31-= (D)x y 3=或x y 3
1
=
解 化为标准方程2
5)1()2(2
2=++-y x ,即得圆心)1,2(-C 和半径25=r .
设过坐标原点的切线方程为kx y =,即0=-y kx ,∴线心距25
1
122=
=++=r k k d ,平方去分母得0)3)(13(=+-k k ,解得3-=k 或31,∴所求的切线方程为x y 3-=或x y 3
1
=,故选(A).
点评:一般通过线心距d 与圆半径r 相等和待定系数法,或切线垂直于经过切点的半径来处理切线问题.
四、弦长问题
例4 (06卷理) 设直线03=+-
y ax 与圆4)2()1(22=-+-y x 相交于B A 、两点,且弦AB 的长为32,则=a .
解 由已知圆4)2()1(2
2=-+-y x ,即得圆心)2,1(C 和半径2=r .
∵线心距11
2++=
a a d
,且22
2
)2(
r AB d
=+,∴22222)3()1
1(
=+++a a ,即1)1(22+=+a a ,解得0=a . 点评:一般在线心距d 、弦长AB 的一半和圆半径r 所组成的直角三角形中处理弦长问题:222
)2
(r AB d =+. 五、夹角问题
例5 (06全国卷一文) 从圆012222
=+-+-y y x x
外一点)2,3(P 向这个圆作两条切线,则两切线夹角的余弦值为( )
(A)21 (B)5
3
(C)23 (D) 0
解 已知圆化为1)1()1(2
2=-+-y x ,即得圆心)1,1(C 和半径1=r .
设由
)2,3(P 向这个圆作的两条切线的夹角为θ
,则在切线长、半径
r
和
PC
构成的直角三角形中,
5
22
cos
=
θ
,∴
5
3
12
cos 2cos 2
=
-=θ
θ,故选(B). 点评:处理两切线夹角θ问题的方法是:先在切线长、半径r 和PC
所构成的直角三角形中求得
2
θ
的三角函数值,再用二倍角公式解决夹角θ问题.
六、圆心角问题
例6 (06全国卷二) 过点)2,1(的直线l 将圆4)2(22=+-y x 分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l 的斜率=k .
解 由已知圆4)2(2
2=+-y x ,即得圆心)0,2(C 和半径2=r .
设)2,
1(P ,则2-=PC k ;∵⊥PC 直线l 时弦最短,从而劣弧所对的圆心角最小,∴直线l 的斜率2
21=
-
=PC
k k .
点评:一般利用圆心角及其所对的弧或弦的关系处理圆心角问题:在同圆中,若圆心角最小则其所对的弧长与弦长也最短,若弧长与弦长最短则所对的圆心角也最小.
七、最值问题
例7 (06卷文) 圆0104422
=---+y x y x
上的点到直线14-+y x 0=的最大距离与最小距离的差是( )
(A) 30 (B) 18 (C)26
(D)25 解 已知圆化为18)2()2(2
2=-+-y x ,即得圆心)2,2(C 和半径23=r .
设线心距为d ,则圆上的点到直线014=-+y x 的最大距离为r d +,最小距离为r d -,∴262)()(==--+r r d r d ,故
选(C).
点评:圆上一点到某直线距离的最值问题一般转化为线心距d 与圆半径r 的关系解决:圆上的点到该直线的最大距离为r d +,最小距离
为r d
-.
八、综合问题 例8 (06卷理) 若圆0104422
=---+y x y x
上至少有三个不同的点到直线0:=+by ax l 的距离为22,则直线l 的倾斜角的
取值围是( )
(A)]4,12[
π
π (B)]125,12[ππ (C)]3,6[ππ (D)]2
,0[π
解 已知圆化为18)2()2(2
2=-+-y x ,即得圆心)2,2(C 和半径23=r .
∵圆上至少有三个不同的点到直线0:=+by ax l 的距离为22,∴222222
2=-≤++=
r b a b
a d ,即0422≤++
b ab a ,
由直线l 的斜率b a k -=代入得0142
≤+-k k ,解得3232+≤≤-k ,又3212tan -=π,32125tan +=π,∴直线l 的
倾斜角的取值围是]12
5,12[
π
π,故选(B). 点评:处理与圆有关的任何问题总是先通过圆的标准方程,进而以“圆心半径线心距”的七字歌得到正确而迅速地解决.
圆的方程
1. 确定圆方程需要有三个互相独立的条件.圆的方程有两种形式,要注意各种形式的圆方程的适用围.
(1) 圆的标准方程:(x -a)2+(y -b)2=r 2,其中(a ,b)是圆心坐标,r 是圆的半径;
(2)
圆的一般方程:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0 (D 2+E 2-4F >0),圆心坐标为(2
,2E D --),半径为r =
2
422F
E D -+
2. 直线与圆的位置关系的判定方法.
(1) 法一:直线:Ax +By +C =0;圆:x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.