直线与圆位置关系知识点与经典例题
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直线与圆的位置关系经典例题一、点与圆的位置关系结合图形认识直线与圆的位置关系,比较OA 与r 的大小关系若点A 在⊙O 内OA r 若点A 在⊙O 上OA r 若点A 在⊙O 外OA r小练习:1.在△ABC 中,90C ∠=︒,AC=2,BC=4,如果以点A 为圆心,AC 为半径作⊙A,那么斜边中点D 与⊙A 的位置关系是()(A)D 在圆外(B)D 在圆上(C)D 在圆内(D)无法确定二、直线与圆的位置关系(1)实验创境:用移动的观点认识如果我们把太阳看作一个圆,那么太阳在升起的过程中,太阳和海平面就有图中的几种位置关系。
(可让学生用硬币自己操作演示)根据直线与圆公共点的个数可以得到三种位置关系:、、。
(2)用数量关系判断从以上的一个例子,可以看到,直线与圆的位置关系只有以下三种,如下图所示:若要判断圆与直线的位置关系,可以将______与_____进行比较大小,由比较的结果得出结论。
典型例题:例1、已知圆的半径等于5厘米,圆心到直线MN 的距离是:(1)4厘米;(2)5厘米;(3)6厘米。
分别说出直线MN 与圆的位置关系以及直线MN 和圆分别有几个公共点?例2.Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=3,BC=4,若以C 为圆心,r 为半径作圆,当3,4.2,2===r r r 时,⊙C 与直线AB 分别是怎样的位置关系?★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 r1、如果⊙O 的直径为10厘米,圆心O 到直线AB 的距离为10厘米,那么⊙O 与直线AB有怎样的位置关系是2、已知:⊙A 的直径为6,点A 的坐标为)4,3(--,则⊙A 与x 轴的位置关系是;⊙A 与y 轴的位置关系是。
三、切线的判定实验探究:在练习纸上画⊙O ,在⊙O 上任取一点A ,连结OA ,过A 点作直线l ⊥OA ,判断直线l 是否与⊙O 相切?为什么?当直线和圆有唯一公共点时,直线是圆的切线;当直线和圆的距离等于该圆半径时,直线是圆的切线;那么,直接从直线和圆的位置上观察,具备什么条件的直线也是圆的切线呢?两个条件缺一不可(1)经过半径外端(2)垂直于这条半径切线判定定理:经过直径外端并且于这条直径的直线是圆的切线。
《直线与圆的位置关系》典型例题例1在R t△ABC中,∠C=90°,AB=4cm,BC=2cm,以C为圆心,r为半径的圆与AB有何种位置关系?为什么?(1)r=1cm;(2)r=cm;(3)r=2.5cm.例2 在R t△ABC中,∠C=90°,AB=4cm,BC=2cm,以C为圆心,r为半径的圆,若直线AB与⊙C,(1)相交;(2)相切;(3)相离.求半径r的取值.例3如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠C=∠D=90°,若AB=6,AD=4,BC=2,试问:DC上是否存在点P,使R t△PBC∽R t△APD?例4如图,直角梯形中,,,,为上的一点,平分,平分.求证:以为直径的圆与相切.例5已知中,,于,,,以为圆心,为半径画圆.求证直线和⊙相离.参考答案例1分析如图,欲判定⊙C与直线AB的关系,只需先求出圆心C到直线AB的距离CD的长,然后再与r比较即可.解:过C点作CD⊥AB于D,在R t△ABC中,∠C=90°,AB=4,BC=2,∴AC=2,∴AB·CD=AC·BC,∴,(1)当r =1cm时CD>r,∴圆C与AB相离;(2)当r=cm时,CD=r,∴圆C与AB相切;(3)当r=2.5cm时,CD<r,∴圆C与AB相交.说明:从“数”到“形”,判定圆与直线位置关系.例2 解:过C点作CD⊥AB于D,在R t△ABC中,∠C=90°,AB=4,BC=2,∴AC=2,∴AB·CD=AC·BC,∴,(1)∵直线AB与⊙C相离,∴0r<CD,即0<r<;(2)∵直线AB与⊙C相切,∴r =CD,即r=;(3)∵直线AB与⊙C相交,∴r>CD,即r>.说明:从“形”到“数”,由圆与直线位置关系来确定半径.例3 分析:若R t△PBC∽R t△APD,则∠APD+∠BPC=90°,可知∠APB=90°,所以P点为以AB为直径的圆O与DC的交点,由条件可知为⊙O与DC相切,所以存在一点P,使R t△PBC∽R t△APD.解:设以AB为直径的圆为⊙O,OP⊥DC,则:OP为直角梯形ABCD的中位线,∴OP=(AD+BC)/2=(4+2)/2=3,又∵OA=OB=AB/2=3,∴OP=OA,∴⊙O与DC相切,∴∠APB=90°,∴∠APD+∠BPC=90°.又∵∠PBC+∠BPC=90°,∴∠APD=∠PBC,又∵∠C=∠D=90°,∴R t△PBC∽R t△APD.因此,DC上存在点P,使R t△PBC∽R t△APD.说明:①直线与圆位置关系的应用;②此题目可以变动数值,使DC与⊙O 相交、相离.例4 分析:要证以为直径的圆与相切,只需证明的中点到的距离等于.证明:过点作于,同理可证:为的中点,即:以为直径的圆与相切.说明:在判定直线是圆的切线时,若条件没有告诉它们有公共点,常用的方法就是“距离判定”法,即先由圆心到该直线作垂线,证明圆心到该直线的距离恰好等于半径,从而得出直线是圆的切线的结论.例5 分析:欲证直线和⊙相离,只需计算点到的距离的长,若,则判定与⊙相离(如图)证明于,是圆心到的距离∽.又⊙的半径为,故与⊙相离.学习要有三心:一信心;二决心;三恒心.知识+方法=能力,能力+勤奋=效率,效率×时间=成绩. 宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来.。
直线与圆1.本单元知识点本单元的学习重点包括:直线的斜率、直线的方程、直线与直线的位置关系,圆的方程、圆与圆的位置关系,直线与圆的位置关系,直线与圆的距离问题,其中直线与圆的位置关系是高考热点.2.典型例题选讲例1. 过点M (0,1)作直线,使它被两直线082:,0103:21=-+=+-y x l y x l 所截得的线段恰好被M 所平分,求此直线的方程.说明:直线方程有三种基本形式:点斜式、两点式、一般式,求直线方程时应根据题目条件灵活选择,并注意不同形式的适用范围. 如采用点斜式,需要注意讨论斜率不存在的情况. 例2.已知圆0822:221=-+++y x y x C 与圆024102:222=-+-+y x y x C 交于A,B 两点.(1)求直线AB 的方程;(2)求过A 、B 两点且面积最小的圆的方程.说明:应用两圆相减求两圆公共弦的方法,可避免通过求两个交点再求公共弦方程. 另外,在求解与圆有关的问题时,应注意多利用圆的相关几何性质,这样利于简化解题步骤.例3.若过点A (4,0)的直线l 与曲线1)2(22=+-y x 有公共点,求直线l 的斜率k 的取值范围. (一题多解)说明:直线与圆的位置关系问题,可以从几何和代数两方面入手. 相切问题应抓住角度问题求斜率;相交问题应抓住半径r 、弦心距d 、半弦长2l 构造的直角三角形使问题简化. 例4.设定点M (-3,4),动点N 在圆422=+y x 上运动,以OM ,ON 为邻边作平行四边形MONP ,求点P 的轨迹.说明:轨迹方程在必修2第122页有例题,求动点的轨迹方程要特别注意考虑轨迹与方程间的等价性,有时求得方程后还要添上或去掉某些点.3.自测题选择题:1.过点A (1,-1)且与线段)11(0323≤≤-=--x y x 相交的直线的倾斜角的取值范围是( )A. ]2,4[ππ B. ],2[ππ C. ],2[]4,0(πππ D.),2[]4,0[πππ2.若直线02)1(2=-++ay x a 与直线012=++y ax 垂直,则=a ( )A.-2B.0C.-1或0D.222±3.若P (2,1)为圆25)1(22=+-y x 的弦AB 的中点,则直线AB 的方程是( )A. 03=--y xB.032=-+y xC.03=-+y xD.052=--y x4.已知圆1)3()2(:221=-+-y x C ,圆9)4()3(:222=-+-y x C ,M ,N 分别是圆上的动点,P 为x 轴上的动点,则PN PM +的最小值为( )A. 425-B.117-C.226-D.175.已知)3,0(),0,3(B A -,若点P 在0222=-+x y x 上运动,则PAB ∆面积的最小值为( )A.6B. 26C. 2236+D.2236-6.曲线241x y -+=与直线4)2(+-=x k y 有两个交点,则实数k 的取值范围是( )A. )125,0(B.),125(+∞C. ]43,31(D.]43,125(填空题:7.圆心在直线02=-y x 上的圆C 与y 轴的正半轴相切,圆C 截x 轴所得弦长为32,则圆C 的标准方程为______________8.若圆422=+y x 与圆)0(06222>=-++a ax y x 的公共弦长为32,则=a _______9.设圆05422=--+x y x 的弦AB 的中点为P(3,1),则直线AB 的方程为_____________10.已知P 是直线0843=++y x 上的动点,PA 、PB 是圆012222=+--+y x y x 的两切线,A 、B 是切点,C 是圆心,则四边形PACB 的面积的最小值为__________解答题:11. 在ABC ∆中,)1,3(-A ,AB 边上的中线CM 所在直线方程为059106=-+y x ,B ∠的平分线BT 的方程为0104=+-y x .(1)求顶点B 的坐标; (2)求直线BC 的方程.12.已知点)3,2(--P ,圆9)2()4(:22=-+-y x C ,过P 点作圆C 的两条切线,切点分别为A 、B.(1)求过P 、A 、B 三点的圆的方程;(2)求直线AB 的方程.。
直线与圆的位置关系知识点及例题Prepared on 22 November 2020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:图形名称相离相切相交判定d>r d=r d<r交点个数无1个2个例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。
圆与直线的基本性质一、定义[例1]在ABCRt∆中,∠C=90°,AC=3cm,BC=4cm,以C为圆心,r为半径的圆与AB有何位置关系?为什么?(1)r=2cm;(2)r=2.4cm;(3)r=3cm。
[例2]在ABC∆中,BC=6cm,∠B=30°,∠C=45°,以A为圆心,当半径r多长时所作的⊙A与直线BC相切?相交?相离?[变式题]已知⊙O的半径为2,直线l上有一点P满足PO=2,则直线l与⊙O的位置关系是【】A.相切B.相离C.相离或相切D.相切或相交二、性质例1:如图,AB是⊙O的直径,C.D是⊙O上一点,∠CDB=20°,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,则∠E等于【】A.40°B.50°C.60°D.70°变式1:如图,AB为⊙O的直径,PD切⊙O于点C,交AB的延长线于D,且CO=CD,则∠ACP=【】A.30B.45C.60D.67.5例3:如图,PA、PB是⊙O的切线,A、B是切点,点C是劣弧AB上的一个动点,若∠P=40°,则∠ACB的度数是【】A.80° B.110°C.120° D.140°变式2:如图,圆周角∠BAC=55°,分别过B,C两点作⊙O的切线,两切线相交与点P,则∠BPC =°.1 / 4例5:如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6,BC=8,以其三边为直径向三角形外作三个半圆,矩形EFGH的各边分别与半圆相切且平行于AB或BC,则矩形EFGH的周长是.变式3:如图,在以O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦AB与小圆相切于点C,若AB的长为8cm,则图中阴影部分的面积为cm2.例7:如图,PA、PB分别与⊙O相切于点A、B,点M在PB上,且OM∥AP,MN⊥AP,垂足为N.(1)求证:OM=AN;(2)若⊙O的半径R=3,PA=9,求OM的长.变式4:如图,AB为⊙O的直径,EF切⊙O于点D,过点B作BH⊥EF 于点H,交⊙O于点C,连接BD.(1)求证:BD平分∠ABH;(2)如果AB=12,BC=8,求圆心O到BC的距离.2 / 4三、切线的判定定理:例1:如图,AB是⊙O的直径,AC和BD是它的两条切线,CO平分∠ACD.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)若AC=2,BC=3,求AB的长.例2:如图,已知AB=AC,∠BAC=120º,在BC上取一点O,以O 为圆心OB为半径作圆,①且⊙O过A点,过A作AD∥BC交⊙O于D,求证:(1)AC是⊙O的切线;(2)四边形BOAD是菱形。
直线与圆、圆与圆位置关系【考纲说明】1、能根据给定直线、圆的方程判断直线与圆的位置关系,能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系。
2、能用直线和圆的方程解决一些简单的问题。
【知识梳理】一、直线与圆的位置关系1、 直线与圆的位置关系有三种:相交、相切、相离,判断直线与圆的位置关系常见的有两种方法(1)代数法:把直线方程与圆的方程联立成方程组,消去x 或y 整理成一元二次方程后,计算判别式24b ac ∆=-0∆>⇔直线l 与圆C 相交⇔直线l 与圆C 有两交点0∆=⇔直线l 与圆C 相切⇔直线l 与圆C 有一交点0∆<⇔直线l 与圆C 相离⇔直线l 与圆C 无交点(2)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:r d <⇔直线l 与圆C 相交⇔直线l 与圆C 有两交点r d =⇔直线l 与圆C 相切⇔直线l 与圆C 有一交点r d >⇔直线l 与圆C 相离⇔直线l 与圆C 无交点2、圆的切线方程若圆的方程为222x y r +=,点P 00(,)x y 在圆上,则过P 点且与圆222x y r +=相切的切线方程为2o o x x y y r +=.经过圆22()()x a y b r -+-=上一点P 00(,)x y 的切线方程为222()()22o o x x y y a b r ++-+-=. 3、直线与圆相交直线与圆相交时,若l 为弦长,d 为弦心距,r 为半径,则有2224l r d =+,即l =二、圆与圆的位置关系1、圆与圆的位置关系可分为五种:外离、外切、相交、内切、内含。
2、判断圆与圆的位置关系常用方法(1)几何法:设两圆圆心分别为12,O O ,半径为1212,()r r r r ≠,则1212OO r r >+⇔圆1O与圆2O 相离⇔有4条公切线 1212OO r r =+⇔圆1O与圆2O 外切⇔有3条公切线 121212||r r OO r r -<<+⇔圆1O与圆2O 相交⇔有2条公切线 1212||OO r r =-⇔圆1O与圆2O 内切⇔有1条公切线 1212||OO r r <-⇔圆1O与圆2O 内含⇔有0条公切线. (2)代数法:方程组221112222200x y D x E y F x y D x E y F ⎧++++=⎨++++=⎩ 有两组不同的实数解⇔两圆相交;有两组相同的实数解⇔两圆相切;无实数解⇔两圆外离或内含。
29.2 直线与圆的位置关系一、知识点1、直线与圆有三种位置关系:(1)当直线与圆有两个公共点时,我们称直线与圆相交;(2)当直线与圆有且只有一个公共点时,我们称直线与圆相切,这个公共点叫做切点;(3)当直线与圆没有公共点时,我们称直线与圆相离。
2、若圆心O 到直线l 距离为d ,⊙O 的半径为r ,则依据直线与圆位置关系的定义得到:(1)直线l 与⊙O 相交⇔r d <;(2)直线l 与⊙O 相切⇔r d =;(3)直线l 与⊙O 相离⇔r d >;二、试题训练:1、已知⊙O 的半径r =2 cm ,直线l 与⊙O 的圆心距离d =2 cm ,则直线l 与⊙O 的位置关系是( ) A.相离 B.相交 C.相切 D.无法确定2、直线l 与半径为r 的⊙O 相交,且点O 到直线l 的距离为6,则r 的取值范围是( ) A. r <6 B.r =6 C.r >6 D.r ≥63、如图,已知∠AOB=30°,P 为边OA 上一点,且OP=5cm ,若以P 为圆心,r 为半径的圆与OB 相切,则半径r 为( )A.5 cmB.235cmC.25cm D.335cm 4、在△ABC 中,AB=AC=2,∠A=150。
,那么半径为1的⊙B 和直线AC 的位置关系是( )A.相离B.相切C.相交D.无法确定5、在平面直角坐标系xoy 中,以点(-3,4)为圆心,4为半径的圆( )A.与x 轴相交,与y 轴相切B.与x 轴相离,与y 轴相交B.与x 轴相切,与y 轴相交 D.与x 轴相切,与y 轴相离6、在直角坐标系中,⊙O 的半径1,则直线2+-=x y 与⊙O 的位置关系是( )A.相离B.相交C.相切D.以上三种情况都有可能7、设⊙O 的半径为r ,圆心O 到直线l 的距离为d ,若直线l 与⊙O 有交点,则d 与r 的关系是( )A.d =rB.d <rC.d >rD.d ≤r8、已知ABC 的面积为12,BC=8 cm ,则以A 为圆心,2 cm 为半径的圆与BC 的位置关系是( )A.相离B.相切C.相交D.无法确定9、已知OA 平分∠BOC ,P 是OA 上任意一点(点O 除外),若以点P 为圆心的⊙P 与OC 相离,则⊙P 与OB 的位置关系是( )A.相离B.相交C.相切D.相交或相切 10、在Rt △ABC 中,∠C=90°,AB=5cm ,BC=3cm ,以点C 为圆心,与AB 边相切的圆的半径是______11、⊙O 的半径为6 cm ,弦AB 的长为6 cm ,以O 为圆心,3 cm 长为半径,与弦AB 有_______个公共 点。
(完整版)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。
王新敞说明: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王新敞确定,,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()()22D 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 224D E F+-,(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。
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?。
1.直线与圆的位置关系设圆O的半径为r(r>0),圆心到直线l的距离为d,则直线与圆的位置关系可用下表表示:位置关系相离相切相交图形方程观点Δ0 Δ0 Δ0 量化几何观点d r d r d r2.圆与圆的位置关系设圆O1,O2的半径分别为R,r(R>r),两圆圆心间的距离为d,则两圆的位置关系可用下表表示: 位置关系外离外切相交内切内含图形数量的关系例1已知直线l:(m2+m+1)x+(3-2m)y-2m2-5=0,圆C:x2+y2-2x=0,则直线l与圆C的位置关系是()A.相离B.相切C.相交D.不确定例2已知直线l过点A(a,0)且斜率为1,若圆x2+y2=4上恰有3个点到l的距离为1,则实数a 的值为()A.3√2B.±3√2C.±2D.±√2例3设点A(-2,3),B(0,a),直线AB关于直线y=a的对称直线为l,已知l与圆C:(x+3)2+(y+2)2=1有公共点,则a的取值范围为.总结反思判断直线与圆的位置关系的常用方法:(1)若易求出圆心到直线的距离d,则用几何法,利用d与半径r的大小关系判断.(2)若方程中含有参数,或圆心到直线的距离的表达式较复杂,则用代数法,联立方程后利用Δ判断,能用几何法求解的,尽量不用代数法.例4 已知直线l:ax+by-r2=0(r>0)与圆C:x2+y2=r2,点A(a,b),则下列说法正确的是()A.若点A在圆C上,则直线l与圆C相切B.若点A在圆C内,则直线l与圆C相离C.若点A在圆C外,则直线l与圆C相离D.若点A在直线l上,则直线l与圆C相切例5已知直线y=mx与曲线y=√-x2+8x-12+1有两个交点,则实数m的取值范围为()A.[12,1)B.[12,45)C.(√13-26,12]D.[12,2+√136)例6 “-√2<b<√2”是“圆C:x2+y2=9上有四个不同的点到直线l:y=x-b的距离等于1”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件。
圆与直线的位置关系练习题圆与直线是几何学中常见的图形,它们之间的位置关系有着多种情况。
本文将通过一些练习题来深入探讨圆与直线的位置关系,帮助读者更好地理解和运用相关知识。
练习题一:圆内一点到圆的位置关系设有一个圆C,圆心为O,半径为r。
点P在圆C内部,距离圆心O的距离为d。
现在要画一条直线l通过点P,使得直线l与圆C相交于点A、B两个不同的点。
请问,在给定的条件下,直线l与圆C的位置关系有哪些可能性,并给出相应的解释。
解析:根据给定的条件,直线l必然与圆C相交于两个不同的点。
具体的位置关系取决于点P与圆心O之间的距离d与圆的半径r之间的关系。
以下是三种可能的情况:1. d > r:此时,点P与圆心O的距离大于圆的半径,直线l将穿过圆C的内部,与圆C相交于两个不同的点A、B。
2. d = r:此时,点P与圆心O的距离等于圆的半径,直线l刚好与圆C相切于点P。
3. d < r:此时,点P与圆心O的距离小于圆的半径,直线l将不会与圆C相交,即没有解。
练习题二:圆外一点到圆的位置关系现在考虑一个不同的情况,点P位于圆C的外部,距离圆心O的距离为d。
同样地,画一条直线l通过点P,使得直线l与圆C相交于点A、B两个不同的点。
请问,在给定的条件下,直线l与圆C的位置关系有哪些可能性,并给出相应的解释。
解析:与练习题一类似,直线l与圆C的位置关系取决于点P与圆心O之间的距离d与圆的半径r之间的关系。
以下是三种可能的情况:1. d > r:此时,点P与圆心O的距离大于圆的半径,直线l将与圆C相交于两个不同的点A、B。
2. d = r:此时,点P与圆心O的距离等于圆的半径,直线l将切割圆C并与圆相切于点P。
3. d < r:此时,点P与圆心O的距离小于圆的半径,直线l将穿过圆C的外部,无法与圆C相交。
练习题三:圆与平行直线的位置关系给定一条平行于$x$轴的直线$l$,圆C的圆心为O,半径为r。
直线与圆位置关系知识点与经典例题直线与圆位置关系⼀. 课标要求1. 能根据给定直线、圆的⽅程,判断直线与圆的位置关系;2. 能⽤直线和圆的⽅程解决⼀些简单的问题;3. 在平⾯解析⼏何初步的学习过程中,体会⽤代数⽅法处理⼏何问题的思想。
⼆. 知识框架〔相切f 代数法'求切线的⽅法J[⼏何法[过圆上⼀点的切线⽅程圆的切线⽅程\' [过圆外⼀点的切线⽅程{三. 直线与圆的位置关系及其判定⽅法1. 利⽤圆⼼O (a,b )到直线Ax + By + C = 0的距离d = P 1 严"+Q 与半径r 的⼤⼩来判ylA 2 + B 2 定。
(1) d 直线与圆相交(2) d = rO 直线与圆相切(3)直线与圆相离2. 联⽴直线与圆的⽅程组成⽅程组,消去其中⼀个未知量,得到关于另外⼀个未知量的⼀元⼆次⽅程,通过解的个数来判定。
(1)有两个公共解(交点),即⼛〉。
直线与圆相交(2)有且仅有⼀个解(交点),也称之为有两个相同实根,即A = 0O 直线与圆相切(3)⽆解(交点),即AvOO 直线与圆相离3. 等价关系相交od 0 相切 <=> J = rOA = 0 相离 Od > rO A <0 练习(位置关系)1.已知动直线l.y = kx+5和圆c :(x-l )2 + r = 1,试问R 为何值时,直线与圆相切、相离、相交?(位置关系)2.已知点在圆OiF + y —l 外,则直线ax+by = 1与圆0的位置关'相离(⼏何法弦长{直线与圆的位置关系{相交{ I 代数法.切割线定理切点弦⽅程直线与圆圆的切线⽅程系是()A.相切B.相交C.相离D.不确定(最值问题)3.已知实数兀、y 满⾜⽅程x 2 + r-4x+l = 0, (1)求2的最⼈值和最⼩值;x (2)求x-y 的最⼤值和最⼩值;(3)求x 2 + r 的最⼤值和最⼩值。
K 分析』考查与圆有关的最值问题,解题的关键是依据题⽬条件将其转化为对应的⼏何问题求解,运⽤数形结合的⽅法,直观的理解。
4.2 直线、圆的位置关系(2)基础知识梳理1. 判断直线与圆的位置关系的方法有两种①设圆心到直线的距离为d ,圆的半径为r ,若d <r ,直线与圆相交;若r d =,直线与圆相切;若d >r ,直线与圆相离。
②直线与圆的方程组成方程组,若方程组有两个解,则直线与圆相交;若只有一个解,则直线与圆相切;若无解,则直线与圆相离.2.判断圆与圆的位置关系有两种方法,一是代数法,两圆的方程组成的方程组若有两解,则两圆相交;若有一解,则两圆相切,但不能判断是内切还是外切;若无解则两圆相离,但不能判断是外离还是内含。
二是设两圆的半径分别为21,r r ,两圆的圆心距为d ,则21r r d +>时,两圆外离;21r r d +=时,两圆外切;2121r r d r r +<<-时,两圆相交;21r r d -=时,两圆内切;21r r d -<时,两圆内含.习题巩固一、选择题1.点2(,5)P m 与圆2224x y +=的位置关系是( )A .在圆外B .在圆内C .在圆上D .不确定2.以点(5,4)A -为圆心,且与x 轴相切的圆的方程是( )A .22(5)(4)16x y ++-=B .22(5)(4)16x y -++=C .22(5)(4)25x y ++-=D .22(5)(4)25x y -++=3.方程2||11(1)x y -=--所表示的曲线是( )A .一个圆B .两个圆C .半个圆D .两个半圆4.若圆心坐标为(2,1)-的圆被直线10x y --=截得的弦长为22,则圆的方程为( )A .22(2)(1)4x y -++=B .22(2)(1)2x y -++=C .22(2)(1)8x y -++=D .22(2)(1)16x y -++=5.两圆(x +3)2+(y -2)2=4和(x -3)2+(y +6)2=64的位置关系是( )A .外切B .内切C .相交D .相离6.两圆x 2+y 2-4x +2y +1=0与x 2+y 2+4x -4y -1=0的公切线有( )A .1条B .2条C .3条D .4条7.圆x 2+y 2-4x +6y =0和圆x 2+y 2-6x =0交于A 、B 两点,则AB 的垂直平分线的方程是( )A .x +y +3=0B .2x -y -5=0C .3x -y -9=0D .4x -3y +7=08.圆C 1:(x -m )2+(y +2)2=9与圆C 2:(x +1)2+(y -m )2=4外切,则m 的值为( )A .2B .-5C .2或-5D .不确定9.实数x ,y 满足方程x +y -4=0,则x 2+y 2的最小值为( )A .4B .6C .8D .1210.若直线ax +by =1与圆x 2+y 2=1相交,则点P (a ,b )的位置是( )A .在圆上B .在圆外C .在圆内D .都有可能11.如果实数满足(x +2)2+y 2=3,则y x的最大值为( ) A . 3 B .- 3 C .33 D .-3312.一辆卡车宽2.7米,要经过一个半径为4.5米的半圆形隧道(双车道,不得违章),则这辆卡车的平顶车篷篷顶距离地面的高度不得超过( )A .1.4米B .3.0米C .3.6米D .4.5米二、填空题13.两圆x 2+y 2=1和(x +4)2+(y -a )2=25相切,则实数a 的值为________.14.两圆交于A (1,3)及B (m ,-1),两圆的圆心均在直线x -y +n =0上,则m +n 的值为________.15.两圆x 2+y 2-x +y -2=0和x 2+y 2=5的公共弦长为____________.16.在平面直角坐标系xoy 中,已知圆x 2+y 2=4上有且只有四个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,则实数c 的取值范围是________.17.两圆222x y +=与22240x y x y +--=的公共弦所在直线方程为____________.18.两圆224210x y x y +-++=与224410x y x y ++--=的公切线有 条.19.若直线340x y k ++=与圆22650x y x +-+=相切,则k =____________.三、解答题20.求过点A (0,6)且与圆C :x 2+y 2+10x +10y =0切于原点的圆的方程.21.点M 在圆心为C 1的方程x 2+y 2+6x -2y +1=0上,点N 在圆心为C 2的方程x 2+y 2+2x +4y +1=0上,求|MN |的最大值.22.自点A (-3,3)发出的光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在直线与圆x 2+y 2-4x -4y +7=0相切,求光线l 所在直线的方程.。
直线与圆位置关系一.课标要求1.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆的位置关系;2.能用直线和圆的方程解决一些简单的问题;3.在平面解析几何初步的学习过程中,体会用代数方法处理几何问题的思想。
二.知识框架相离 几何法弦长 直线与圆的位置关系相交 代数法切割线定理相切直线与圆 代数法求切线的方法几何法圆的切线方程过圆上一点的切线方程圆的切线方程 切点弦 过圆外一点的切线方程 方程三.直线与圆的位置关系及其判定方法1.利用圆心0),(=++C By Ax b a O 到直线的距离22B A CBb Aa d +++=与半径r 的大小来判定。
(1)⇔<r d 直线与圆相交(2)⇔=r d 直线与圆相切(3)⇔>r d 直线与圆相离2.联立直线与圆的方程组成方程组,消去其中一个未知量,得到关于另外一个未知量的一元二次方程,通过解的个数来判定。
(1)有两个公共解(交点),即⇔>∆0直线与圆相交(2)有且仅有一个解(交点),也称之为有两个相同实根,即0=∆⇔直线与圆相切(3)无解(交点),即⇔<∆0直线与圆相离3.等价关系相交0>∆⇔<⇔r d相切0=∆⇔=⇔r d相离0<∆⇔>⇔r d练习(位置关系)1.已知动直线5:+=kx y l 和圆1)1(:22=+-y x C ,试问k 为何值时,直线与圆相切、相离、相交?(位置关系)2.已知点),(b a M 在圆1:22=+y x O 外,则直线1=+by ax 与圆O 的位置关系是()A.相切B.相交C.相离D.不确定(最值问题)3.已知实数x 、y 满足方程01422=+-+x y x ,(1)求xy 的最大值和最小值; (2)求y x -的最大值和最小值; (3)求22y x +的最大值和最小值。
〖分析〗考查与圆有关的最值问题,解题的关键是依据题目条件将其转化为对应的几何问题求解,运用数形结合的方法,直观的理解。
①转化为求斜率的最值;②转化为求直线b x y +=截距的最大值;③转化为求与原点的距离的最值问题。
(位置关系)4.设R n m ∈,,若直线02)1()1(=-+++y n x m 与圆1)1()1(22=-+-y x 相切,则n m +的取值范围是()(位置关系)5.在平面直角坐标系xoy 中,已知圆224x y +=上有且仅有四个点到直线 1250x y c -+=的距离为1,则实数c 的取值范围是6.直线0323=-+y x 截圆x 2+y 2=4得的劣弧所对的圆心角是 ( C )A 、6πB 、4πC 、3πD 、2π (位置关系)7.圆012222=+--+y x y x 上的点到直线2=-y x 的距离最大值是( )A .2B .21+C .221+ D .221+ (最值问题)8.设A 为圆1)2()2(22=-+-y x 上一动点,则A 到直线05=--y x 的最大距离为______.9.已知圆C 的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,直线0443=++y x 与圆C 相切,则圆C 的方程为( )A .03222=--+x y xB .0422=++x y x C .03222=-++x y x D .0422=-+x y x 10.若曲线21x y -=与直线b x y +=始终有两个交点,则b 的取值范围是__________. (对称问题)11.圆4)1()3(:221=++-y x C 关于直线0=-y x 对称的圆2C 的方程为:( )A. 4)1()3(22=-++y xB. 4)3()1(22=-++y xC. 4)3()1(22=++-y xD. 4)1()3(22=++-y x12. 直线3y kx =+与圆22(2)(3)4x y -+-=相交于N M ,两点,若≥||MN则k 的取值范围是( )A .3[,0]4-B .[]33-C .[D .2[,0]3- 13.圆C :(x -1)2+(y -2)2=25,直线l :(2m +1)x +(m +1)y =7m +4 (m ∈R).(1)证明:不论m 取什么实数,直线l 与圆恒相交于两点;(2)求⊙C 与直线l 相交弦长的最小值.[解析] (1)将方程(2m +1)x +(m +1)y =7m +4,变形为(2x +y -7)m +(x +y -4)=0. 直线l 恒过两直线2x +y -7=0和x +y -4=0的交点,由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -7=0x +y -4=0得交点M (3,1). 又∵(3-1)2+(1-2)2=5<25,∴点M (3,1)在圆C 内,∴直线l 与圆C 恒有两个交点.(2)由圆的性质可知,当l ⊥CM 时,弦长最短.又|CM |=(3-1)2+(1-2)2=5,∴弦长为l =2r 2-|CM |2=225-5=4 5. 四.计算直线被圆所截得的弦长的方法1.几何法:运用弦心距、半径、半弦长构成的∆Rt 计算,即222d r AB -=2.代数法:运用根与系数关系(韦达定理),即[]B A B A B A x x x x k x x k AB 4)()1(1222-++=-+=(注:①当直线AB 斜率不存在时,请自行探索与总结; ②弦中点坐标为)(2,2B A B A y y x x ++,求解弦中点轨迹方程。
) 练习 1.直线32+=x y 被圆08622=--+y x y x 所截得的弦长等于()2.过点)1,2(的直线中被圆04222=+-+y x y x 截得的弦长最大的直线方程是( )A.053=--y xB. 073=-+y xC. 053=-+y xD. 053=+-y x3.已知圆C 过点)0,1(,且圆心在x 轴的正半轴上,直线1:-=x y l 被圆C 所截得的弦长为22,则过圆心且与直线l 垂直的直线方程为()4.直线x -2y -3=0与圆C :(x -2)2+(y +3)2=9交于E 、F 两点,则△ECF 的面积为( ) A.32 B.34 C .2 5 D.3555.已知圆4)4()3(:22=-+-y x C 和直线034:=+--k y kx l(1)求证:不论k 取什么值,直线和圆总相交;(2)求k 取何值时,圆被直线截得的弦最短,并求最短弦的长.6.若曲线x 2+y 2+2x -6y +1=0上相异两点P 、Q 关于直线kx +2y -4=0对称,则k 的值为( )A .1 B .-1 C.12D .2 7.已知过点()3,3M --的直线l 与圆224210x y y ++-=相交于,A B 两点,(1)若弦AB 的长为l 的方程;(2)设弦AB 的中点为P ,求动点P 的轨迹方程.解:(1)若直线l 的斜率不存在,则l 的方程为3x =-,此时有24120y y +-=,弦()||||268A B AB y y =-=--=,所以不合题意.故设直线l 的方程为()33y k x +=+,即330kx y k -+-=.将圆的方程写成标准式得()22225x y ++=,所以圆心()0,2-,半径5r =. 圆心()0,2-到直线l 的距离d =角形,所以()22231251k k -+=+,即()230k +=,所以3k =-. 所求直线l 的方程为3120x y ++=.(2)设(),P x y ,圆心()10,2O -,连接1O P ,则1O P ⊥AB .当0x ≠且3x ≠-时,11O P AB k k ⋅=-,又(3)(3)AB MP y k k x --==--, 则有()()()23103y y x x ----⋅=----,化简得22355222x y ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭......(1) 当0x =或3x =-时,P 点的坐标为()()()()0,2,0,3,3,2,3,3------都是方程(1)的解,所以弦AB 中点P 的轨迹方程为22355222x y ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 8.已知圆0622=+-++m y x y x 和直线032=-+y x 相交于Q P ,两点,O 为原点,且OQ OP ⊥,求实数m 的取值.五.已知切点,求切线方程1.经过圆222r y x =+上一点)(00,y x P 的切线方程为200r y y x x =+2.经过圆222)()(r b y a x =-+-上一点)(00,y x P 的切线方程为200))(())((r b y b y a x a x =--+--3.经过圆022=++++F Ey Dx y x 上一点),(00y x P 的切线方程为0220000=++++++F y y E x x Dy y x x 练习 1.经过圆上一点)8,4(--P 作圆9)8()7(22++++y x 的切线方程为()2.圆0422=-+x y x 在点)3,1(P 处的切线方程为( )A .023=-+y xB .043=-+y xC .043=+-y xD .023=+-y x六.切点未知,过园外一点,求切线方程1.k 不存在,验证是否成立;2.k 存在,设点斜式,用圆到直线的距离r d =,即练习1.求过)5,3(A 且与圆0744:22=+--+y x y x C 相切的直线方程。
七.切线长若圆222)()(:r b y a x C =-+-,则过圆外一点),(00y x P 的切线长22020)()(r b y a x d --+-=练习1.自点 1)3()2()4,1(22=-+--y x A 作圆的切线,则切线长为( B ) (A) 5 (B) 3 (C) 10 (D) 52.自直线y=x 上点向圆x 2+y 2-6x+7=0引切线,则切线长的最小值为八.切点弦方程过圆222)()(:r b y a x C =-+-外一点),(00y x P 作圆C 的两条切线方程,切点分别为B A ,,则切点弦AB 所在直线方程为:200))(())((r b y b y a x a x =--+-- 1.过点C (6,-8)作圆x 2+y 2=25的切线于切点A 、B ,那么C 到两切点A 、B 连线的距离为( )A .15B .1 C.152 D .5 九.切割线定理从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项,即 练习1.自动点P 引圆1022=+y x 的两条切线PB PA ,,直线PB PA ,的斜率分别为21,k k 。
(1)若12121-=++k k k k ,求动点P 的轨迹方程;(2)若点P 在直线m y x =+上,且PB PA ⊥,求实数m 的取值范围。