直线与圆的位置关系 (代数解法)
人教版高中数学(2019)选择性必修一第二章2.5.1直线和圆的位置关系
将月亮看作成一个圆， 海天交线看作一条直线，通 过月出的过程，你能感受到 直线与圆的位置关系吗？
直线与圆有两个（公共点）交点时， 叫做直线与圆相交； 直线叫做圆的割线
直线与圆有唯一公共点时， 叫做直线与圆相切； 直线叫做圆的切线，唯一的公共点叫做切点
直线与圆没有公共点时， 叫做直线与圆相离；
代入直线方程，得两交点的坐标为 A2,3；B 2 3，0
求两点间的距离： AB 2 3 - 2 2 3 - 02 2 3
直线与圆的 位置关系
相交 相切 相离
两个交点 d<r ∆>0 一个 交 点 d=r ∆ =0 没有交点 d>r ∆ <0
弦长
AB 2 r2 d 2
AB xB xA 2 yB yA 2
3x y 2 3 3 0
①
x2 y2 4x 2y 1 0 ②
第二步：消元，消y，①式改写为 y 3x 2 3 3代入②式中；
化简得： x2 3 4 x 2 3 4 0
第三步：计算∆；
2
3 4 41 2 3 4 3 0
所以，直线与圆相交
解一元二次方程，得 x1 2；x2 2 3
点与圆的位置关系
(设|MA|=d，圆半径为r)
d=r 点在圆上
d<r 点在圆内
d>r 点在圆外
点与圆的位置关系 直线与圆的位置关系
点到圆心的距离与半径 圆心到直线的距离与半径
探究：类比点与圆的位置关系，可得出直线与圆的位置关系 用d和r的大小关系来判断——几何法
回顾点到直线的距离公式： 点P(x0, y0)到直线l：Ax By C 0的
距离公式 d Ax0 By0 C A2 B2
直线与圆的相交问题
a 1
2、（2010.江西.10）直线 y kx 3与圆
( x 2) 2 ( y 3) 2 4 相交于 M、N两点
若 MN 2 3 ，则 k 的取值范围就（B ）
3 ( A)[ ,0] 4 2 3 3 ( B)[ , ] (C)[ 3, 3] ( D)[ ,0] 3 3 3
y 3 4 x x 有公共点，则 b 的取值范
2
围是______.
解释：曲线
1 y 3
2
y 3 4 x x 2 3 ( x 2) 2 4
所以原曲线方程化简为
2
( x 2) ( y 3) 4 （1 y 3）
表示的是直线y=3下方的半圆（包括边界）
解释：圆心（2,3）到直线 y kx 3 的距离
2 4 k 2 2 d MN 2 r d 2 4 2 2 3 2 k 1 k 1 3 3 2 3k 1 k 3 3
2k
故选B
还有其他解法吗？
y
3
o
2
x
题型三：由相交求参数
例3、(2010· 湖北，9)若直线 y x b 与曲线
2 2
故选D
还有其他解法吗？
练一练：
1、设直线 ax y 3 0 与圆 ( x 1) ( y 2) 4
2 2
相交于 A、B 两点，且 AB 2 3 ，则
a _____ .
解释：由题知，弦心距
d a1
2 2
2tx y 2 t 0
(t R) 的位置关系为（
）
（A）相离 （B）相切 （C）相交 （D） 以上情况均有可能 2 2 解释：圆方程变为 ( x 1) ( y 2) 9 圆心到直线的距离
2.5.1直线与圆的位置关系(第1课时)
.
＝
所求切线的方程为 = 或 − − = .
例2 过点(, )作圆： + = 的切线，求切线的方程.
法2（代数法）：设切线的斜率为，则切线的方程为 − = − .
因为直线与圆相切，所以方程组
−= −
，只有一组解.
=
×+−
+
=
< .
所以，直线与圆相交，有两个公共点.
如图，由垂径定理,得 = − = .
几何法：数形结合
判断直线与圆的位置关系
例题小结
方法二：几何法
方法一：代数法
联立直线和圆的方程
有两解
计算圆心到直线的距离
相交
＜
有一解
相切
＝
个数？
例1 已知直线 ： + − = 和圆心为的圆 + − − =
（1）判断直线与圆的位置关系；
（2）如果相交，求直线被圆所截得的弦长.
+ − =
①
解：（1）联立直线与圆的方程，得
+ − − = ②
解法2，把几何条件代数化，即用距离公式直接计算出，这种解法实
质上仍是几何方法.
P93练习1.判断下列各组直线与圆的位置关系:
(1) ： − + = ，圆： + = ；
(2) ： + + = ，圆C： + − = ；
(3) ： + + = ，圆： + + = .
d = r；
（3）直线与圆相离
直线与圆的位置关系 (代数解法)
点和圆的位置关系有几种？
1）d<r 2）d=r
3）d>r
点在圆内 ； 点在圆上 ；
点在圆外 ；
二、问题引入
想一想，平面几何中，直线与圆有哪几种位置关系？ 在初中，我们怎样判断直线与圆的位置关系？
平面几何中，直线与圆有三种位置关系： （1）直线和圆有两个公共点，直线与圆相交； （2）直线和圆只有一个公共点，直线与圆相切；
思想：直线与圆连列方程组求解
法 二 ：
圆心到直线的距离d：
d=|k(2+1)+4-3|/(1+k^2)^1/2 因为是相切直线，所以d=r |k(2+1)+4-3|/(1+k^2)^1/2=1 解得：k=0,k=-3/4 我们可以看出从不同的角 度看问题会有不同方法。
思想：d与的大小关系
现在我们知道：
知道了他们之间的对应关系，我们要学会应用 例：过点（-1，4），作圆（X-2)^2+(Y-3)^2=1的切线方程
解：用点斜式，我们需要先考虑斜率不存在的情形：
X=-1是不满足要求的，故不成立。
法 一 ：
设切线方程为
y-4=k(x+1)
y-4=k(x+1) (x-2)^2+(y-3)^2=1
解得：(x-2)^2+(k(x+1)+1)^2=1 △=（2k^2+2k-4)^2-4(k^2+1)(k^2+2k+4)=0 K=0,k=-3/4
（3）直线和圆没有公共点，直线与圆相离．
（1）
（2）
（3）
r
d
C l
C
C l
d r 相交
直线与圆、圆与圆的位置关系
直线与圆、圆与圆的位置关系一、直线与圆的位置关系：1、直线与圆的位置关系有三种：如图所示. （1）直线与圆相交：有两个公共点； （2）直线与圆相切：有一个公共点； （3）直线与圆相离：没有公共点.2、直线与圆的位置关系的判定的两种方法：直线l 和圆C 的方程分别为：Ax+By+C=0，x 2+y 2+Dx+Ey+F=0. 1）代数法判断直线与圆的位置关系：由l 和C 的方程联立方程组220Ax By C x y Dx Ey F ++=⎧⎨++++=⎩， ①若方程有两个不相等的实数根（△>0），则直线与圆相交； ②若方程有两个相等的实数根（△=0），则直线与圆相切； ③若方程无实数根（△<0），则直线与圆相离.2）几何法判断直线与圆的位置关系：圆心C(a ，b)到直线的距离d=22||Aa Bb C A B+++与半径r 作比较①若d<r 时，直线l 和圆C 相交；②若d=r 时，直线l 和圆C 相切；③若d>r 时，直线l 和圆C 相离. 3、圆的切线的求法：（1）当点(x 0，y 0)在圆x 2+y 2=r 2上时，切线方程为x 0x+y 0y=r 2；（2）若点(x 0，y 0)在圆(x －a)2+(y －b)2=r 2上时，切线方程为(x 0－a)(x －a)+(y 0－b)(y －b)=r 2； （3）斜率为k 且与圆x 2+y 2=r 2相切的切线方程为21y kx k =±+；斜率为k 且与圆(x －a)2+(y －b)2=r 2相切的切线方程的求法：先设切线方程为y=kx+m ，然后变成一般 式kx －y+m=0，利用圆心到切线的距离等于半径来列出方程求m ；（4）点(x 0，y 0)在圆外面，则切线方程为y －y 0=k(x －x 0)，再变成一般式，因为与圆相切，利用圆心到直线距离 等于半径，解出k ，注意若此方程只有一个实根，则还有一条斜率不存在的直线，务必要补上. 4、直线与圆相交的弦长公式1）平面几何法求弦长公式：如图所示，直线l 与圆相交于两点A 、B ，线段AB 的长 即为直线l 与圆相交的弦长.设弦心距为d ，圆的半径为r ，弦长为AB ，则有 222()2AB d r +=，即AB=222r d - . 2）解析法求弦长公式：如图所示，直线l 与圆相交于两点A(x 1，y 1)，B(x 2，y 2)，当直线AB 的倾斜角存在时，联 立方程组，消元得到一个关于x 的一元二次方程，求得x 1+x 2和x 1x 2.于是2121212||()4x x x x x x -=+-，这样就求得2121221||1||1||AB k x x y y k=+-=+-。
直线与圆的位置关系ppt课件
新知讲解
想一想：自一点引圆的切线的条数 (1)若点在圆外,则过此点可以作几条切线? 若点在圆外,则过此点可以作圆的两条切线. (2)若点在圆上,则过此点只能作几条切线? 若点在圆上,则过此点只能作圆的一条切线，且此点是切点. (3)若点在圆内,则过此点能作几条切线? 若点在圆内,则过此点不能作圆的切线，即可以作0条. 问题：如何刻画直线与圆相切？ 公共点的个数只有1个; 圆心到直线的距离等于半径.
2
因此所求切线l的方程为y=-2x或y= 1 x.
2
新知讲解
例2:已知直线l经过点 O (0,0),且与圆C：(x-1)2 + (y-3)2 =5相切，求直线l的方程.
解法2：当直线l的斜率不存在时，直线l的方程为x=0，圆
心C(1,3)到直线l的距离为1≠ 5 ，不合题意.
当直线l的斜率存在时，设直线l的方程为y=kx，即kx-y=0,
新知讲解
例2:已知直线l经过点 O (0,0),且与圆C：(x-1)2 + (y-3)2 =5相切，求直线l的方程.
思路1 直线与圆相切
直线的方程，
圆的方程
0
直线方程
思路2
d r
新知讲解
例2:已知直线l经过点 O (0,0),且与圆C：(x-1)2 + (y-3)2 =5相切，求直线l的方程.
当堂检测
1.(1)直线x+y-2=0与圆x2+y2=2的位置关系为__相__切____ (2)直线x-y-2=0与圆(x-1)2+(y-1)2=1的位置关系为___相__离___ (3)直线x+2y-1=0和圆x2-2x+y2-y+1=0的位置关系为__相__交____
直线与圆的位置关系
O
系类 型 一 、 直 线 与 圆 的 位 置 关
答案： 1、C 3 5; 2、 3x 2 y 14 0; 3、a 2.
天空的幸福是穿一身蓝 森林的幸福是披一身绿 阳光的幸福是如钻石般耀眼 老师的幸福是因为认识了你们 愿你们努力进取，永不言败
系类 型 例1 一 、 直 线 与 解法二、（几何法）先将直线方程化成一般式：x-y+b=0 圆 则 圆 心 到 直 线 的 距 离： 为 的 |00b| 2 |b| 位 d 2 置 12 ( 1) 2 关
考点突破
跟踪训练： 2 . (1)直 线x y m与 圆x 2 y 2 m(m 0)相 切 ， 则 m ______
跟踪训练：
已知圆 C： ( x 3)2 ( y 2)2 16，则过点 M（3， 2）与圆 C
y-2=0 ___. 相切的切线方程是： __________
注意：用上述结论是先判断点与圆的位置关 系，只有点在圆上才能用此结论。
课后思考： 若点不在圆上，如何求圆的切线方程？
例如、已知直线 l过点P（2,3）且与圆 C： ( x 1)2 ( y 2)2 1 相切，求直线 l的方程。
例2
题类 2 2 2 已知圆的方程是x +y =r ,求经过圆上一
y0 x ,从 而 切 线 的 斜 率 k - 0, x0 y0 x0 ( x x0 ) y0
2 2
点M0(x0，y0)的切线方程。
最新人教版高中数学必修2第四章《直线与圆的位置关系》
4．2.1 直线与圆的位置关系1．知道直线与圆的位置关系的分类．2．能根据方程，判断直线和圆的位置关系． 3．能够解决有关直线和圆的位置关系的问题．直线A x ＋B y ＋C ＝0与圆(x －a)2＋(y －b)2＝r 2的位置关系及判断【做一做】 直线3x ＋4y ＋12＝0与圆(x －1)＋(y ＋1)＝9的位置关系是( ) A ．过圆心 B ．相切 C ．相离 D ．相交答案：两 一 零 ＜ ＝ ＞ ＞ ＝ ＜ 【做一做】 D代数法与几何法的比较剖析：代数法的运算量较大，几何法的运算量较小，并且也简单、直观．受思维定式的影响，看到方程就想解方程组，自然就想到代数法．【例】 若直线4x －3y ＋a ＝0与圆x 2＋y 2＝100：①相交；②相切；③相离，试分别求实数a 的取值范围．解法一：(代数法)由方程组⎩⎪⎨⎪⎧4x －3y ＋a ＝0，x 2＋y 2＝100，消去y ，得25x 2＋8a x ＋a 2－900＝0.则Δ＝(8a)2－4×25(a 2－900)＝－36a 2＋90 000.①当直线和圆相交时，Δ＞0，即－36a 2＋90 000＞0，解得－50＜a ＜50； ②当直线和圆相切时，Δ＝0，解得a ＝50或a ＝－50； ③当直线和圆相离时，Δ＜0，解得a ＜－50或a ＞50. 解法二：(几何法)圆x 2＋y 2＝100的圆心为(0,0)，半径r ＝10，则圆心到直线4x －3y ＋a ＝0的距离d ＝|a|32＋42＝|a|5.①当直线和圆相交时，d<r ，即|a|5<10，所以－50＜a ＜50；②当直线和圆相切时，d ＝r ，即|a|5＝10，所以a ＝50或a ＝－50；③当直线和圆相离时，d>r ，即|a|5>10，所以a ＜－50或a ＞50.处理直线与圆的位置关系的代数法和几何法，都具有普遍性，都要熟练掌握．由这两种解法可看到，几何法比代数法运算量要小，也比较简单、直观．题型一：直线与圆的相交问题【例1】 过点(－4,0)作直线l 与圆x 2＋y 2＋2x －4y －20＝0交于A ，B 两点，如果|AB|＝8，求直线l 的方程．反思：(1)讨论直线与圆的相交问题时，通常情况下不求出交点坐标．利用半径、半弦和弦心距组成的直角三角形，由勾股定理能解决弦长问题．(2)解答本题时易出现漏掉x ＋4＝0的错误结果，导致这种错误的原因是对直线点斜式方程存在的条件理解不透，从而思维不严密，分类不完整．题型二：直线与圆的相切问题【例2】 求经过点(1，－7)且与圆x 2＋y 2＝25相切的直线方程．反思：解决直线与圆的相切问题时，通常利用圆心到切线的距离等于半径来解决．答案：【例1】 解：将圆的方程配方得(x ＋1)2＋(y －2)2＝25，由圆的性质可得，圆心到直线l 的距离d ＝(25)2－⎝⎛⎭⎫822＝3.当l 的斜率不存在时，x ＝－4满足题意．当l 的斜率存在时，设方程为y ＝k (x ＋4)，即kx －y ＋4k ＝0.由点到直线的距离公式，得3＝|－k －2＋4k |1＋k 2，解得k ＝－512.所以直线l 的方程为5x ＋12y ＋20＝0.综上所述，直线l 的方程为x ＋4＝0或5x ＋12y ＋20＝0.【例2】 解：(1)当直线斜率不存在时，其方程为x ＝1，不与圆相切；(2)当直线斜率存在时，设斜率为k ，则切线方程为y ＋7＝k (x －1)，即kx －y －k －7＝0.∴|－k －7|k 2＋(－1)2＝5，解得k ＝43或k ＝－34.∴所求切线方程为y ＋7＝43(x －1)或y ＋7＝－34(x －1)，即4x －3y －25＝0或3x ＋4y ＋25＝0.1．(2011·山东济南一模)若圆C 的半径为1，圆心在第一象限，且与直线4x －3y ＝0和x 轴都相切，则该圆的标准方程是( )A ．(x －2)2＋(y －1)2＝1B ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝1C ．(x ＋2)2＋(y －1)2＝1D ．(x －3)2＋(y －1)2＝1 2．圆x 2＋y 2－2x ＋4y －20＝0截直线5x －12y ＋c ＝0所得的弦长为8，则c 的值是( ) A ．10 B ．10或－68 C ．5或－34 D ．－683．直线l：3x－4y－5＝0被圆x2＋y2＝5所截得的弦长为__________．4．(2011·北京丰台高三期末)过点(－3,4)且与圆(x－1)2＋(y－1)2＝25相切的直线方程为__________．5．已知一个圆C与y轴相切，圆心C在直线l1：x－3y＝0上，且在直线l2：x－y＝0上截得的弦长为C的方程．答案：1．A 2.B 3.4 4.4x－3y＋24＝05．解：∵圆心C在直线l1：x－3y＝0上，∴可设圆心为C(3t，t)．又∵圆C与y轴相切，∴圆的半径为r＝|3t|.再由弦心距、半径、弦长的一半组成的直角三角形，可得2＋2＝|3t|2，解得t＝±1.∴圆心为(3,1)或(－3，－1)，半径为3.故所求圆的方程为(x－3)2＋(y－1)2＝9或(x＋3)2＋(y＋1)2＝9.。
高中数学必修2直线与圆的位置关系2
利用消元法，得到关于另一个元的一元二次方程
求出其Δ的值
比较Δ与0的大小: 当Δ<0时,直线与圆相离；当Δ=0时, 直线与圆相 切 ;当Δ>0时,直线与圆相交。
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直线与圆的位置关系
已知直线l：kx-y+3=0和圆C: x2+y2=1,试问：k为何值时，直线l与 圆C相交？
直线与圆的位置关系
问题1：你知道直 线和圆的位置关系
有几种？
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例1 如图4.2-2，已知直线L：3x+y-6=0和圆心为C的圆
x2y22y40，判断直线L与圆的位置关系；如 果相交，求它们交点的坐标。
分析：方法一，判
断直线L与圆的位置关 系，就是看由它们的方 程组成的方程有无实数
解；方法二，可以
到台风的影响． y
B
0
A
x
归纳小结：直线与圆的位置关系的判断方法有两种：
①代数法：通过直线
方程与圆的方程所组成的 方程组成的方程组，根据 解的个数来研究，若有两 组不同的实数解，即⊿＞ ０，则相交；若有两组相 同的实数解，即⊿＝０， 则相切；若无实数解，即 ⊿＜０，则相离．
②几何法：由圆心
到直线的距离d与半径r 的大小来判断：当d<r时， 直线与圆相交；当d=r时， 直线与圆相切；当d>r时， 直线与圆相离．
r2d22( 7)2 b1
故所求圆的方程是(x-3)2+(y-1)2=9
或(x+3)2+(y+1)2=9。
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例1：过点P（1，-1）的直线L与圆M:
(x-3)2+(y-4)2=4
高一数学人教版A版必修二课件：4.2.1 直线与圆的位置关系
解析答案
(3)直线l经过点P(5,5)，且和圆C：x2＋y2＝25相交于A、B两点，截得的 弦长为4 5 ，求l的方程.
什么是学习力
什么是学习力-你遇到这些问题了 吗
总是
比别人
学得慢
一看就懂 一做就错 看得懂，但不会做
总是 比别人学得差 不会举一反三
什么是学习力-含义
管理知识的能力 （利用现有知识
解决问题）
学习知识的能力 （学习新知识
速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学习方 式
案例式
位置关系 公共点个数
相交 相切 相离 2个 1个 0个
判 几何法：设圆心到直线的距离d＝|Aa＋Bb＋C|
A2＋B2 定
方 法
代数法： Ax＋By＋C＝0， 由 x－a2＋y－b2＝r2
消元得到一元二次方程的判别式Δ
_d_<_r_ _d_＝__r _Δ_>_0_ Δ_＝__0_
_d_>_r_ Δ__<_0_
|k＋1| 即 k2＋1≤1， 解得k≤0.
解析答案
规律与方法
1.直线与圆位置关系的两种判断方法比较 (1)若直线和圆的方程已知或圆心到直线的距离易表达，则用几何法 较为简单. (2)若直线或圆的方程中含有参数，且圆心到直线的距离较复杂，则 用代数法较简单. 2.过一点的圆的切线方程的求法 (1)当点在圆上时，圆心与该点的连线与切线垂直，从而求得切线的 斜率，用直线的点斜式方程可求得圆的切线方程.
2.5.1直线与圆的位置关系
直线和圆的方程
2.5.1直线与圆的位置关系
学习目标
1.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆的位置关系.(逻
辑推理)
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.(数学建模)
1.直线与圆的位置关系:
平面几何中，直线与圆的位置关系
位置关系
相离
相切
相交
图形
思考：若已知直线的方程为：Ax+By+C=0(A,B不同时为0)，圆的方程为：
圆 ∶ 2 + 2 + 2 = 0
相离
1.直线x my 2m 1 0与圆x y 9的位置关系（C）
2
2
A.相离 B.相切 C.相交 D.相交或相切
2.已知点（ a, b)在圆 x y r 的外部，
2
2
2
C ）
直线 ax by r 与圆 C的位置关系（
2
.
O
x
(3)
M(x0,y0)
.
.
.
x
B
2．求过一定点的圆的切线方程时，要先判断点与圆的位置关系．
(1)若点在圆上，则该点为切点，切线只有一条；
(2)若点在圆外，切线应有两条；
(3)若点在圆内，切线为零条．
例4.
过点 P(1.2) 作圆: 2 + 2 = 1的切线l,求此切线l的方程.
例5.
过点(2,1)作圆: 2 + 2 = 1的切线l,求此切线l的方程.
3x y 6 0,
2 2
x y 2 y 4 0.
消去y，得
x 3x 2 0
2
设A( x1 , y1 ), B（x2 , y2 ), 则x1 x2 3, x1 x2 2
高考数学第一轮单元复习课件 第45讲 直线与圆、圆与圆的位置关系
► 探究点2 圆的切线问题
例 2 已知圆 C：x2＋y2＋2x－4y＋3＝0. (1)若 C 的切线在 x 轴，y 轴上的截距的绝对值相等，求 此切线方程； (2)从圆 C 外一点 P(x1，y1)向圆引一条切线，切点为 M， O 为原点，且有|PM|＝|PO|，求使|PM|最小的 P 点的坐标.
【思路】 (1)依据截距关系确定切线的斜率，设出直 线方程，利用点到直线的距离等于半径求解；
(2)首先确定P点的轨迹方程，从而确定|PM|最短时点 P的坐标满足的关系式.
【解答】 (1)∵切线在 x 轴，y 轴上的截距的绝对值 相等，∴切线的斜率是±1.设切线的方程为 y＝x＋b 或 y＝ －x＋b，由点到直线的距离公式解得切线的方程为：x＋y －3＝0，x＋y＋1＝0，x－y＋5＝0，x－y＋1＝0.
变式题 求圆心在直线 x＋y＝0 上，且过两圆 x2＋y2 －2x＋10y－24＝0，x2＋y2＋2x＋2y－8＝0 的交点的圆的 方程.
【思路】 求出两圆的交点坐标，利用圆心到两交点的 距离都相等于半径，求出圆心和半径，也可以利用两交 点连结所得弦的垂直平分线与直线x＋y＝0的交点，就 是圆心；还可以利用圆系，先设出过两圆点的圆的方程， 再求系数.
①
x d 2 y2 r22 ②
将①②两式联立，研究此方程组的解.
如果方程组有解，且只有两解，这时相应的两 圆 相交于两点 。如图 45－2.
图 45－2
如果方程组有唯一解，这时两圆 相切(外切或内切) 。如 图 45－3.
图 45－3
如果方程组无解，这时两圆 外离或内含 。如图 45－4.
知识梳理
1.直线与圆的位置关系的判定方法 (1)代数法(或 Δ 法)：看由直线与圆的方程组成的方程组有 无实数解。 将直线 l 的方程与圆 C 的方程联立，消元后得到关于 x(或 y)的一元二次方程. ①当 Δ＞0 时，方程有 两 解，此时方程组也有两组实数 解，说明直线 l 与圆 C 相交 ； ②当 Δ＝0 时，方程有唯一 解，此时方程组也有唯一一组 解，说明直线 l 与圆 C 相切 ；
高一数学 直线与圆的方程——直线与圆的位置关系(带答案)
专题二 直线与圆的位置关系教学目标：直线和圆的位置关系的判断 教学重难点：直线和圆的位置关系的应用 教学过程：第一部分 知识点回顾考点一：直线与圆的位置关系的判断：直线:0l Ax By C ++=和圆()()222C ：x a y b r -+-=()0r >有相交、相离、相切。
可从代数和几何两个方面来判断： （1）代数方法判断直线与圆方程联立所得方程组的解的情况：由⎩⎨⎧=-+-=++222)()(0r b y a x C By Ax ，消元得到一元二次方程，计算判别式∆， ①0∆>⇔相交；②0∆<⇔相离；③0∆=⇔相切； （2）几何方法如果直线l 和圆C 的方程分别为：0=++C By Ax ，222)()(r b y a x =-+-. 可以用圆心),(b a C 到直线的距离=d 22||Aa Bb C A B+++与圆C 的半径r 的大小关系来判断直线与圆的位置关系:①d r <⇔相交；②d r >⇔相离；③d r =⇔相切。
提醒：判断直线与圆的位置关系一般用几何方法较简捷。
例1 直线x sin θ＋y cos θ＝2＋sin θ与圆(x －1)2＋y 2＝4的位置关系是( )A ．相离B ．相切C ．相交D ．以上都有可能答案 B 解析 圆心到直线的距离d ＝|sin θ－2－sin θ|sin 2θ＋cos 2θ所以直线与圆相切．例2 已知直线l 过点(－2,0)，当直线l 与圆x 2＋y 2＝2x 有两个交点时，其斜率k 的取值范围是( )A ．(－22，22)B ．(－2，2)C ．(－24，24)D ．(－18，18)答案C 设l 的方程y ＝k (x ＋2)，即kx －y ＋2k ＝0.圆心为(1,0)．由已知有|k ＋2k |k 2＋1<1，∴－24<k <24.例3 圆(x －3)2+(y －3)2=9上到直线3x +4y －11=0的距离为1的点有几个？解：圆(x －3)2+(y －3)2=9的圆心为O 1(3，3)，半径r =3， 设圆心O 1(3，3)到直线3x +4y －11=0的距离为d ，则d =22|334311|2334⨯+⨯-=<+如图1，在圆心O 1的同侧，与直线3x +4y －11=0平行且距离为1的直线l 1与圆有两个交点，这两个交点符合题意，又r －d =3－2=1，所以与直线3x +4y －11=0平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意. 所以符合题意的点共有3个。
《直线与圆的位置关系》示范公开课教学PPT课件【高中数学人教】精选全文完整版
直线Ax+By+C=0(A，B不同时为零)和圆(x－a)2+(y－b)2=r2,则圆心(a，b)到此直线的距离为
d<r
d=r
d>r
d与r
2个
1个
0个
交点个数
图形
相交
相切
相离
位置
r
d
r
d
r
d
则有以下关系：
课堂小结
求圆心坐标及半径r（配方法）
圆心到直线的距离d （点到直线距离公式）
A
变式练习
新课学习
解：选A.因为直线x+ y=0的倾斜角为150°，所以顺时针方向旋转30°后的倾斜角为120°， 旋转后的直线方程为x+y=0. 将圆的方程化为(x－2)2+y2=3， 所以圆心的坐标为(2，0)，半径为 ，圆心到直线x+y=0的距离为 =圆的半径， 所以直线和圆相切.
所以直线l与圆有两个交点，它们的坐标分别是A(2,0),B(1,3).
（几何法）
新课学习
1.设直线过点(0，a)，其斜率为1，且与圆x2+y2=2相切，则a的值为( ) A.± B.±2 C.±2 D.±4【解析】选B.由已知，可知直线方程为y=x+a，即x－y+a=0，所以有 ，得a=±2.
典型例题
新课学习
即 两边平方，并整理得到 2k2－3k－2=0，解得k= ，或k=2.所以所求直线l有两条，它们的方程分别为y+3= (x+3)，或 y+3=2(x+3).即x+2y+9=0，或2x－y+3=0.
新课学习
直线x+ y=0绕原点按顺时针方向旋转30°所得直线与圆x2+y2－4x+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
直线与圆的位置关系
2．代数法（也叫公式法）：设直线与圆相交于A(x1，y1)，B(x2，y2)两点，
解方程组 消y后得关于x的一元二次方程，从而求
得x1＋x2，x1x2，则弦长为|AB|＝ （此公式也叫做设而不求利用韦达定理求弦长公式 ）
(其中x1，x2为两交点的横坐标．k为直线斜率)．
2 2 x y 4 例1 、已知直线 y= x+1 与圆
(1)若点P(x0,y0)在圆C外,过点P的切线有两条.这时
可设切线方程为y-y0=k(x-x0),利用圆心C到切线的
距离等于半径求k.若k仅有一值,则另一切线斜率不
存在,应填上.也可用判别式Δ=0求k的值.
(2)若点P(x0,y0)在圆C上,过点P的切线只有一条.利用 圆的切线的性质,求出切线的斜率.k切= 1 , 代入 kCP 点斜式方程可得. 也可以利用结论:①若点P(x0,y0)在圆x2+y2=r2上,则过 该点的切线方程是x0x+y0y=r2.②若点P(x0,y0)在圆 (x-a) 2+(y-b) 2=r2上,则过该点的切线方程是(x0-a)(xa)+(y0-b)(y-b)=r2.
一.直线与圆的位置关系 想一想，平面几何中，直线与圆有哪几种位置关系？
平面几何中，直线与圆有三种位置关系：
（1）直线与圆相交，有两个公共点； （2）直线与圆相切，只有一个公共点； （3）直线与圆相离，没有公共点．
（1）
（2）
（3）
二.直线与圆的位置关系 那么，如何用直线和圆的方程判断它们之间的位 置关系？ 判断直线与圆的位置关系有两种方法： 方法一：代数法，判断直线l与圆C的方程组成的 方程组是否有解．如果有解，直线l与圆C有公共 点．有两组实数解时，直线l与圆C相交；有一组实数 解时，直线l与圆C相切；无实数解时，直线l与圆C相 离． 方法二：几何法，判断圆C的圆心到直线l的距离 d与圆的半径r的关系．如果d< r ，直线l与圆C相交；如 果d= r ，直线l与圆C相切；如果d> r ，直线l与圆C相 离．
直线和圆的位置关系的性质直线与圆位置关系的判定方法直线与圆相交的弦长公式
直线与圆的位置关系：由直线与圆的公共点的个数，得出以下直线和圆的三种位置关系：（1）相交：直线与圆有两个公共点时，叫做直线和圆相交，这时直线叫做圆的割线。
（2）相切：直线和圆有唯一公共点时，叫做直线和圆相切，这时直线叫做圆的切线，唯一的公共点叫做切点。
（3）相离：直线和圆没有公共点时，叫做直线和圆相离。
其图像如下：1、由直线与圆的公共点的个数，得出以下直线和圆的三种位置关系：（1）相交：直线与圆有两个公共点时，叫做直线和圆相交，这时直线叫做圆的割线。
（2）相切：直线和圆有唯一公共点时，叫做直线和圆相切，这时直线叫做圆的切线，唯一的公共点叫做切点。
（3）相离：直线和圆没有公共点时，叫做直线和圆相离。
2、性质：（1）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。
直线和圆的位置关系的性质：（1）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。
直线与圆位置关系的判定方法：(1)代数法:判断直线Ax+By+C=0和圆x2+y2+Dx+Ey+F=0的位置关系，可由推出mx2+nx+p=0，利用判别式△进行判断．△>0则直线与圆相交；△=0则直线与圆相切；△<0则直线与圆相离．(2)几何法:已知直线Ax+By+C=0和圆，圆心到直线的距离d<r则直线和圆相交；d=r则直线和圆相切；d>r则直线和圆相离．特别提醒:(1)上述两种方法，以利用圆心到直线的距离进行判定较为简捷，而判别式法也适用于直线与椭圆、双曲线、抛物线位置关系的判断．(2)直线与圆相交，应抓住半径、弦心距、半弦长组成的直角三角形，可使解法简单.直线与圆位置关系的判定方法列表如下：直线与圆相交的弦长公式：（1）几何法：如图所示，直线l与圆C相交于A、B两点，线段AB 的长即为l与圆相交的弦长。
设弦心距为d，半径为r，弦为AB，则有|AB|=（2）代数法：直线l与圆交于直线l的斜率为k，则有当直线AB的倾斜角为直角，即斜率不存在时，|AB|=①相交：直线和圆有两个公共点，这时我们说这条直线和圆相交，这条直线叫做圆的割线。
高中直线与圆的位置关系--ppt
•返 回
3
已知圆 C：x2＋y2＝25.
(1)求过点 P(3,4)的圆的切线方程； 5 (2)求过点 Q(－5， )的圆的切线方程． 2
一.直线与圆位置关系的判断 圆心到直线 直线和圆的 公共点 的距离d与半 位置关系 的个数 径r 的关系 2 d<r 相交 1 d=r 相切
相离
二. 位置关系的应用
0
d>r
1.求切线方程问题；2.和弦长有关的问题
1若直线4x－3y＋a＝0与圆x2＋y2＝100有如下关系：①相交； ②相切；③相离，试分别求实数a的取值范围．
•计算圆心到直线的距离 d
•得到一元 二次方程
•判断 d 与圆半径 r 的大小关系
•求 出 △ 的 值
d r, 直线与圆相离 d r, 直线与圆相切 d r, 直线与圆相交
0,直线与圆相交 0, 直线与圆相切 0, 直线与圆相离
归纳小结：
x y 25 相交 截得的弦长为
2 2
4 5 ， 求直线l的方程.
x 2 y 9 0 或 2x y 3 0
•解:因为直线l 过点M,可设所 求直线l 的方程为:
•y
y 3 k ( x 3) 即 : kx y 3k 3 0
2 2
•对于 x y 4 y 21 0 2 2 圆 : x ( y 2) 25 圆心坐标为(0, 2), 半径r 5 •如图:TF 4 5
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知道了他们之间的对应关系，我们要学会应用 例：过点（-1，4），作圆（X-2)^2+(Y-3)^2=1的切线方程
解：用点斜式，我们需要先考虑斜率不存在的情形：
X=-1是不满足要求的，故不成立。
法 一 ：
设切线方程为
y-4=k(x+1)
y-4=k(x+1) (x-2)^2+(y-3)^2=1
解得：(x-2)^2+(k(x+1)+1)^2=1 △=（2k^2+2k-4)^2-4(k^2+1)(k^2+2k+4)=0 K=0,k=-3/4
（3）直线和圆没有公共点，直线与圆相离．
（1）
（2）
（3）
r
d
C l
C
C l
d r 相交
d r 相切
三、构建新知
现在，如何用直线方程和圆的方程判断它们之间 的位置关系？
直线： 圆：
AX+BY+C=0
X^2+Y^2+DX+EY+F=0
方程组解的问题
•
直线与圆连列方程组 AX+BY+C=0 X^2+Y^2+DX+EY+F=0 解：
思想：直线与圆连列方程组求解
法 二 ：
圆心到直线的距离d：
d=|k(2+1)+4-3|/(1+k^2)^1/2 因为是相切直线，所以d=r |k(2+1)+4-3|/(1+k^2)^1/2=1 解得：k=0,k=-3/4 我们可以看出从不同的角 度看问题会有不同方法。
思想：d与r的大小关系
现在我们知道：
由（1）式得：X=(-C-BY)/A(A不为0） 把X代人（2）式得：
（1） （2） 从而我们建立了方程组解与直线与 圆位置关系之间一一对应的关系
(（-C-BY）/A)^2+Y^2+D(-CBY)/A+EY+F=0
解一元二次方程,我们知道方程的解用根式判别法
△<0，解只有0个，则交点为0个 △=0，解只有1个，则交点为1个 △>0，解有2个，则交点为2个
• 事物之间的等价性
直线与圆的位置关系
d与r的大小关系
方程组解的问题
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
归纳小节
几何方法
直线和圆的位置关系的判断方法
代数方法
把 直 线 方 程 代 入 圆 的 方 程
确 定 圆 的 圆 心 坐 标 和 半 径 r
计 算 圆 心 到 直 线 的 距 离 d
得 到 一 元
二 次 方 程
判 断
d 与 圆 半 径 r 的 大 小 关 系
一、回顾
点和圆的位置关系有几种？
1）d<r 2）d=r
3）d>r
点在圆内 ； 点在圆上 ；
点在圆外 ；
二、问题引入
想一想，平面几何中，直线与圆有哪几种位置关系？ 在初中，我们怎样判断直线与圆的位置关系？
平面几何中，直线与圆有三种位置关系： （1）直线和圆有两个公共点，直线与圆相交； （2）直线和圆只有一个公共点，直线与圆相切；
求
出
△
的
值
d r, 直线与圆相离 d r, 直线与圆相切 d r, 直线与圆相交
0,直线与圆相交 0, 直线与圆相切 0, 直线与圆相离
今天我们学到了什 么呢？
思考：
1：直线与方程的位置关系 2：多角度的思考问题