4、圆与圆的位置关系
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圆与圆的位置关系1.圆与圆的位置关系:两圆(x -a 1)2+(y -b 1)2=r 21(r 1>0)与(x -a 2)2+(y -b 2)2=r 22(r 2>0)圆心距d =(a 1-a 2)2+(b 1-b 2)2 d >r 1+r 2⇔两圆__外离__;d =r 1+r 2⇔两圆__外切__;|r 1-r 2|<d <r 1+r 2⇔两圆__相交__;d =|r 1-r 2|⇔两圆__内切__;0<d <|r 1-r 2|⇔两圆__内含__,d =0时为同心圆.2.两圆的公切线条数:当两圆内切时有__一条__公切线;当两圆外切时有__三条__公切线;相交时有__两条__公切线;相离时有__四条__公切线;内含时__无__公切线.随堂练习1.圆x 2+y 2=1与圆x 2+y 2=2的位置关系是 ( C )A .相切B .外离C .内含D .相交[解析] 圆x 2+y 2=1的圆心O 1(0,0),半径r 1=1,圆x 2+y 2=2的圆心O 2(0,0),半径r 2=2则d =|O 1O 2|=0,|r 2-r 1|=2-1∴d <|r 2-r 1|,∴这两圆的位置关系是内含.2.圆x 2+y 2=4与圆(x -4)2+(y -7)2=1公切线的条数为 ( D )A .1B .2C .3D .4[解析] 圆x 2+y 2=4的圆心O 1(0,0),半径r 1=2,圆(x -4)2+(y -7)2=1的圆心O 2(4,7),半径r 2=1,则d =|O 1O 2|=(4-0)2+(7-0)2=65>r 1+r 2=3.∴这两圆的位置关系是外离.有4条公切线,故选D .3.若圆x 2+y 2=m 与圆x 2+y 2+6x -8y -11=0内切,则m =__1或121__.[解析] 圆x 2+y 2=m 的半径r 1=m 圆x 2+y 2+6x -8y -11=0的圆心坐标为(-3,4),半径r 2=6.∵两圆相内切,两圆心距离d =5∴6-m =5,或m -6=5∴m =1或m =121.4.已知圆C 与圆x 2+y 2-2x =0相外切,并且与直线x +3y =0相切于点Q (3,-3),求圆C 的方程.[解析] 圆心C (a ,b )在过点Q (3,-3)与直线x +3y =0垂直的直线y =3x -43上,∴b =3a -43.圆心C 到C 1(1,0)和Q (3,-3)距离的差为1可得⎩⎪⎨⎪⎧ a =4b =0或⎩⎨⎧a =0b =-43.∴⊙C 的方程为(x -4)2+y 2=4或x 2+(y +43)2=36. 命题方向1 ⇨两圆位置关系的判断1 、判断圆x 2+y 2+6x -7=0与圆x 2+y 2+6y -27=0的位置关系.[解析] 解法一:圆x 2+y 2+6x -7=0的圆心为C 1(-3,0),半径r 1=4,圆x 2+y 2+6y -27=0的圆心为C 2(0,-3),半径为r 2=6,则两圆的圆心距d =|C 1C 2|=[0-(-3)]2+(-3-0)2=32∴|r 1-r 2|<d <r 1+r 2,即两圆相交.解法二:由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2+6x -7=0x 2+y 2+6y -27=0,得2x 2+383x +379=0 Δ=⎝⎛⎭⎫3832-4×2×379=1 4849-2969=1 1889>0∴两圆相交. 2.两圆C 1:x 2+y 2-2x -3=0,C 2:x 2+y 2-4x +2y +3=0的位置关系是( C )A.相离B.相切C.相交D.内含[解析]把两圆的方程分别配方,化为标准方程是(x-1)2+y2=4(x-2)2+(y+1)2=2,所以两圆圆心为C1(1,0),C2(2,-1),半径为r1=2,r2=2,则连心线的长|C1C2|=(1-2)2+(0+1)2=2r1+r2=2+2,r1-r2=2-2,故r1-r2<|C1C2|<r1+r2,两圆相交.命题方向2⇨由圆与圆的位置关系求参数的值或取值范围1. 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、相离?[解析]将两圆的一般方程化为标准方程,得C1:(x+2)2+(y-3)2=1,C1:(x-1)2+(y-7)2=50-k.则圆C1的圆心为C1(-2,3),半径r1=1;圆C2的圆心为C2(1,7),半径r2=50-k,k<50.∴|C1C2|=(-2-1)2+(3-7)2=5.当1+50-k=5,即k=34时,两圆外切;当|50-k-1|=5,即k=14时,两圆内切;当14<k<34时,4<50-k<6则r2-r1<|C1C2|<r2+r1,此时,两圆相交;当k<14时两圆内含,当34<k<50时,两圆相离.已知圆C1:x2+y2-2mx+4y+m2-5=0,圆C2:x2+y2+2x-2my+m2-3=0,m为何值时:(1)圆C1与圆C2相外切;(2)圆C1与圆C2内含.[解析]对于圆C1与圆C2的方程,经配方后C1:(x-m)2+(y+2)2=9.圆心C1(m,-2),半径r1=3.C2:(x+1)2+(y-m)2=4.圆心C2(-1,m),半径r2=2.(1)当两圆相外切时,|C1C2|=r1+r2∴(m+1)2+(-2-m)2=5,∴m2+3m-10=0解得m=-5或2.(2)当两圆相内含时,0<|C1C2|<|r1-r2|∴(m+1)2+(-2-m)2<1∴m2+3m+2<0,∴-2<m<-1.命题方向3⇨两圆的公共弦问题1. 已知两圆x2+y2-2x+10y-24=0和x2+y2+2x+2y-8=0.(1)试判断两圆的位置关系;(2)求公共弦所在的直线方程;(3)求公共弦的长度.[解析](1)将两圆方程配方化为标准方程C1:(x-1)2+(y+5)2=50,C2:(x+1)2+(y+1)2=10.则圆C1的圆心为(1,-5),半径r1=52;圆C2的圆心为(-1,-1),半径r2=10.又|C1C2|=25,r1+r2=52+10,r1-r2=52-10.∴r1-r2<|C1C2|<r1+r2,∴两圆相交.(2)将两圆方程相减,得公共弦所在直线方程为x-2y+4=0.(3两方程联立,得方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2x +10y -24=0x 2+y 2+2x +2y -8=0两式相减得x -2y +4=0,即两圆相交弦所在直线的方程; 由x 2+y 2-2x +10y -24=0,得(x -1)2+(y +5)2=50其圆心为C 1(1,-5),半径r 1=52.圆心C 1到直线x -2y +4=0的距离d =|1-2×(-5)+4|1+(-2)2=35 ∴两圆的公共弦长为2r 2-d 2=250-45=2 5.2.圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0和圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0的公共弦所在的直线方程是__4x +3y -2=0__,公共弦长为__10__.[解析] 已知圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0,①圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0,② ①-②得24x +18y -12=0即4x +3y -2=0.把圆C 1,圆C 2化成标准方程分别为圆C 1:(x -6)2+(y -1)2=50,圆心为(6,1)r 1=52圆C 2:(x +6)2+(y +8)2=125,圆心为(-6,-8),r 2=55则连心线的长|C 1C 2|=(6+6)2+(1+8)2=15从而r 2-r 1<|C 1C 2|<r 1+r 2.故两圆相交.所以两圆公共弦所在的直线方程是4x +3y -2=0.圆C 1的圆心到直线的距离d =|4×6+3×1-2|42+32=5故公共弦长为2r 21-d 2=250-25=10. 基础测试1.已知圆C 1:(x +1)2+(y -3)2=25,圆C 2与圆C 1关于点(2,1)对称,则圆C 2的方程是 ( B )A .(x -3)2+(y -5)2=25B .(x -5)2+(y +1)2=25C .(x -1)2+(y -4)2=25D .(x -3)2+(y +2)2=25[解析] 设⊙C 2上任一点P (x ,y ),它关于(2,1)的对称点(4-x,2-y )在⊙C 1上,∴(x -5)2+(y +1)2=25.2.圆x 2+y 2-2x -5=0和圆x 2+y 2+2x -4y -4=0的交点为A 、B ,则线段AB 的垂直平分线方程为 ( A )A .x +y -1=0B .2x -y +1=0C .x -2y +1=0D .x -y +1=0[解析] 解法一:线段AB 的中垂线即两圆的连心线所在直线l ,由圆心C 1(1,0),C 2(-1,2),得l 方程为x +y -1=0. 解法二:直线AB 的方程为:4x -4y +1=0,因此线段AB 的垂直平分线斜率为-1,过圆心(1,0),方程为y =-(x -1),故选A .3.若圆(x -a )2+(y -b )2=b 2+1始终平分圆(x +1)2+(y +1)2=4的周长,则a 、b 应满足的关系式是 ( B )A .a 2-2a -2b -3=0B .a 2+2a +2b +5=0C .a 2+2b 2+2a +2b +1=0D .3a 2+2b 2+2a +2b +1=0[解析] 利用公共弦始终经过圆(x +1)2+(y +1)2=4的圆心即可求得.两圆的公共弦所在直线方程为:(2a +2)x +(2b +2)y -a 2-1=0,它过圆心(-1,-1),代入得a 2+2a +2b +5=0.4.设r >0,两圆(x -1)2+(y +3)2=r 2与x 2+y 2=16可能 ( C )A .相离B .相交C .内切或内含或相交D .外切或外离[解析] ∵两圆圆心坐标为(1,-3),(0,0),∴两圆的圆心的距离为(0-1)2+(0+3)2=10<4,半径分别为4,r ,∴当|4-r |<10<4+r 时,两圆相交,当4-r =10时,两圆相切,当4-r <10时,两圆内含,故选C .5.两圆x 2+y 2=16与(x -4)2+(y +3)2=r 2(r >0)在交点处的切线互相垂直,则r = ( C )A .5B .4C .3D .22[解析] 设一个交点P (x 0,y 0),则x 20+y 20=16,(x 0-4)2+(y 0+3)2=r 2,∴r 2=41-8x 0+6y 0∵两切线互相垂直∴y 0x 0·y 0+3x 0-4=-1,∴3y 0-4x 0=-16.∴r 2=41+2(3y 0-4x 0)=9,∴r =3. 6.半径长为6的圆与y 轴相切,且与圆(x -3)2+y 2=1内切,则此圆的方程为 ( D )A .(x -6)2+(y -4)2=6B .(x -6)2+(y ±4)2=6C .(x -6)2+(y -4)2=36D .(x -6)2+(y ±4)2=36[解析] 半径长为6的圆与x 轴相切,设圆心坐标为(a ,b ),则a =6,再由b 2+32=5可以解得b =±4,故所求圆的方程为(x -6)2+(y ±4)2=36.7.求以圆C 1:x 2+y 2-12x -2y -13=0和圆C 2:x 2+y 2+12x +16y -25=0的公共弦为直径的圆C 的方程.[解析] 解法一:联立两圆方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-12x -2y -13=0x 2+y 2+12x +16y -25=0 相减得公共弦所在直线方程为4x +3y -2=0.再由⎩⎪⎨⎪⎧4x +3y -2=0x 2+y 2-12x -2y -13=0 联立得两圆交点坐标(-1,2)、(5,-6).∵所求圆以公共弦为直径∴圆心C 是公共弦的中点(2,-2),半径为 12(5+1)2+(-6-2)2=5. ∴圆C 的方程为(x -2)2+(y +2)2=25.。
圆与圆的位置关系及判断方法“哇,这两个圆画得好漂亮呀!”我看着作业本上的两个圆感叹道。
旁边的同桌凑过来,“这有啥,不就是两个圆嘛。
”我赶紧说:“你知道圆和圆有啥位置关系不?”
嘿,圆和圆的位置关系可有好几种呢。
比如说外离,就像两个小伙伴离得远远的,谁也不挨着谁。
外切呢,就像两个小伙伴手拉手,刚好碰到一起。
内切呢,就像一个小伙伴悄悄躲在另一个小伙伴里面,只露出一点边边。
还有相交,就像两个小伙伴抱在一起,有一部分重叠啦。
那怎么判断圆和圆的位置关系呢?可以看两个圆心之间的距离和两个圆半径的关系哦。
这就像玩猜谜游戏一样,得找到关键线索。
圆和圆的位置关系在生活中有啥用呢?比如说设计花坛的时候,要是想让两个花坛有不同的位置效果,就可以用圆和圆的位置关系来设计。
这多棒呀!就像设计师有了魔法棒,可以变出各种漂亮的图案。
还有做蛋糕的时候,也能用到呢。
在蛋糕上用不同颜色的奶油画两个圆,根据位置关系可以做出很可爱的造型。
我记得有一次上美术课,老师让我们画两个圆,然后想想它们可以有哪些位置关系。
大家都发挥想象,画得可认真啦。
有的画了两个圆外离,像两个气球飘在空中。
有的画了两个圆相交,像两个彩色的泡泡
碰在一起。
那一刻,我觉得圆和圆的位置关系好有趣呀,就像打开了一个充满创意的盒子。
圆和圆的位置关系真的很神奇呢!能让我们看到不一样的美。
我们可以好好利用它们,创造出更多好玩的东西。
第04讲圆与圆的位置关系目录考点一:圆与圆的位置关系考点二:相切两圆的性质考点三:相交两圆的性质【基础知识】一.圆与圆的位置关系(1)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.(2)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(R≥r);④两圆内切⇔d=R﹣r(R>r);⑤两圆内含⇔d<R﹣r(R>r).二.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.三.相交两圆的性质(1)相交两圆的性质:相交两圆的连心线(经过两个圆心的直线),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.(2)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(内)公切线,则它们的交点一定在连心线上.【考点剖析】一.圆与圆的位置关系(共26小题)1.(2022春•长宁区校级月考)已知圆A的半径长为4,圆B的半径长为7,它们的圆心距为d,要使这两圆没有公共点,那么d的值可以取( )A.11B.6C.3D.22.(2022春•青浦区校级期中)如果两圆的半径长分别为6与2,圆心距为4,那么这两个圆的位置关系是( )A.内含B.内切C.外切D.相交3.(2022春•松江区校级期中)⊙A半径为3,⊙B半径为5,若两圆相交,那么AB长度范围为( )A.3<AB<5B.2<AB<8C.3<AB<8D.2<AB<54.(2022•松江区校级模拟)已知△ABC,AB=10cm,BC=6cm,以点B为圆心,以BC为半径画圆⊙B,以点A为圆心,半径为r,画圆⊙A.已知⊙A与⊙B外离,则r的取值范围为( )A..0<r≤4B..0≤r≤4C..0<r<4D..0≤r<45.(2022•杨浦区三模)如图,已知∠POQ=30°,点A、B在射线OQ上(点A在点O、B之间),半径长为2的⊙A与直线OP相切,半径长为3的⊙B与⊙A相交,那么OB的取值范围是( )A.5<OB<9B.4<OB<9C.3<OB<7D.2<OB<76.(2022春•浦东新区期中)如图,在矩形ABCD中,点E是CD的中点,联结BE,如果AB=6,BC=4,那么分别以AD、BE为直径的⊙M与⊙N的位置关系是( )A.外离B.外切C.相交D.内切7.(2022春•闵行区校级期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=7,点D在边BC上,CD=3,⊙A的半径长为3,⊙D与⊙A相交,且点B在⊙D外,那么⊙D的半径长r的取值范围是( )A.1<r<4B.2<r<4C.1<r<8D.2<r<88.(2022春•奉贤区校级期中)已知等腰三角形ABC中,AB=AC,BC=6,以A为圆心2为半径长作⊙A,以B为圆心BC为半径作⊙B,如果⊙A与⊙B内切,那么△ABC的面积等于 .9.(2022春•浦东新区校级期中)如果⊙O1与⊙O2内含,O1O2=4,⊙O1的半径是3,那么⊙O2的半径的取值范围是 .10.(2022春•徐汇区校级期中)已知两圆内切,一个圆的半径是3,圆心距是2,那么另一个圆的半径是 .11.(2022春•普陀区校级期中)如图,已知∠POQ=30°,点A、B在射线OQ上(点A在点O、B之间),半径长为2的⊙A与直线OP相切,半径长为5的⊙B与⊙A内含,那么OB的取值范围是( )A.4<OB<7B.5<OB<7C.4<OB<9D.2<OB<712.(2022春•普陀区校级期中)已知点A(4,0),B(0,3),如果⊙A的半径为2,⊙B的半径为7,则两圆的位置关系是( )A.外离B.外切C.内切D.内含13.(2022•黄浦区校级二模)如果⊙O1与⊙O2内含,O1O2=4,⊙O1的半径是3,那么⊙O2的半径可以是( )A.5B.6C.7D.814.(2022春•虹口区校级期中)已知⊙A与⊙B外切,⊙C与OA、⊙B都内切,且AB=7,AC=8,BC=9,那么⊙C的半径长是( )A.12B.11C.10D.915.(2022春•黄浦区期中)如果两圆的直径长分别为4与6,圆心距为2,那么这两个圆的位置关系是( )A.内含B.内切C.外切D.相交16.(2022•徐汇区模拟)已知两圆相交,当每个圆的圆心都在在另一个圆的圆外时,我们称此两圆的位置关系为“外相交”.已知两圆“外相交”,且半径分别为2和5,则圆心距的取值可以是( )A.4B.5C.6D.717.(2022春•徐汇区校级期中)已知半径分别是3和5的两个圆没有公共点,那么这两个圆的圆心距d 的取值范围是( )A.d>2B.d>8C.0≤d<2D.d>8或0≤d<218.(2022春•虹口区期中)已知圆O1、圆O2的半径不相等,圆O1的半径长为5,若圆O2上的点A满足AO1=5,则圆O1与圆O2的位置关系是( )A.相交或相切B.相切或相离C.相交或内含D.相切或内含19.(2022•宝山区模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,BC=3,DE∥BC,且AD=2CD,则以点C为圆心、DC长为半径的圆C和以点E为圆心、EB长为半径的圆E的位置关系是( )A.外离B.相交C.外切D.不能确定20.(2022•金山区校级模拟)已知⊙O的半径OA长为3,点B在线段OA上,且OB=2,如果⊙B与⊙O有公共点,那么⊙B的半径r的取值范围是( )A.r≥1B.r≤5C.1<r<5D.1≤r≤521.(2022春•静安区期中)如图,∠MON=30°,P是∠MON的平分线上一点,PQ∥ON交OM于点Q,以P为圆心,半径为8的圆与ON相切,如果以Q为圆心,半径为r的圆与⊙P相交,那么r的取值范围是 .22.(2022春•金山区月考)已知一个圆的半径长为3,另一个圆的半径长r的取值范围为0<r<6.如果两个圆的圆心距为3,那么这两个圆的公共点的个数为 .23.(2022春•松江区校级期中)如果⊙O1与⊙O2相交,⊙O1的半径是5,O1O2=3,那么⊙O2的半径r 的取值范围是 .24.(2022春•浦东新区校级期中)如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,已知⊙B半径长为1,如果⊙A与⊙B内切,那么下列判断中,正确的是( )A.点C在⊙A外,点D在⊙A内B.点C在⊙A外,点D在⊙A外C.点C在⊙A上,点D在⊙A内D.点C在⊙A内,点D在⊙A外25.(2022春•普陀区校级期中)已知两圆的半径长分别为1和3,两圆的圆心距为d,如果两圆没有公共点,那么d的取值范围是 .26.(2022秋•青浦区校级月考)两圆的半径分别为3和5,当这两圆相切时,圆心距d为 .二.相切两圆的性质(共3小题)27.(2022•嘉定区二模)已知圆O1与圆O2外切,其中圆O2的半径是4cm,圆心距O1O2=6cm,那么圆O1的半径是 cm.28.(2021•上海模拟)在平面直角坐标系中,我们把半径相等且外切、连心线与直线y=x平行的两个圆,称之为“孪生圆”;已知圆A的圆心为(﹣2,3),半径为,那么圆A的所有“孪生圆”的圆心坐标为 .29.(2020秋•金山区期末)已知:如图,⊙O1与⊙O2外切于点T,经过点T的直线与⊙O1、⊙O2分别相交于点A和点B.(1)求证:O1A∥O2B;(2)若O1A=2,O2B=3,AB=7,求AT的长.三.相交两圆的性质(共6小题)30.(2022•浦东新区二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=7,点D在边BC上,CD=3,⊙A的半径长为3,⊙D与⊙A相交,且点B在⊙D外,那么⊙D的半径长r可能是( )A.r=1B.r=3C.r=5D.r=731.(2022•上海模拟)如图,在边长为1的正方形ABCD中,点O在对角线BD上,且⊙O与边AD、CD相切.点P是⊙O与线段OB的交点,如果⊙P是既与⊙O内切,又与正方形ABCD的两条边相切,那么关于⊙O的半径r的方程是( )A.2r+r•cos45°=1B.2r+2r•cos45°=1C.3r+r•cos45°=1D.3r+2r•cos45°=132.(2022•崇明区二模)Rt△ABC中,已知∠C=90°,BC=3,AC=4,以点A、B、C为圆心的圆分别记作圆A、圆B、圆C,这三个圆的半径长都是2,那么下列结论中,正确的是( )A.圆A与圆C相交B.圆B与圆C外切C.圆A与圆B外切D.圆A与圆B外离33.(2022春•杨浦区校级月考)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,⊙C与AB相切,若⊙A与⊙C相交,则⊙A半径r的取值范围是 .34.(2022春•浦东新区校级期中)半径分别为3cm与cm的⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,如果公共弦AB=4cm,那么圆心距O1O2的长为 cm.35.(2022春•嘉定区校级期中)已知:如图,⊙O1与⊙O2相交于点A和点B,AC∥O1O2,交⊙O1于点C,⊙O1的半径为5,⊙O2的半径为,AB=6.求:(1)弦AC的长度;(2)四边形ACO1O2的面积.【过关检测】一、单选题1.(2021·上海松江·二模)已知⊙O的半径OA长为3,点B在线段OA上,且OB=2,如果⊙B与⊙O有公共点,那么⊙B的半径r的取值范围是( )A.r≥1B.r≤5C.1<r<5D.1≤r≤52.(2021·上海金山·二模)已知⊙A、⊙B、⊙C的半径分别为2、3、4,且AB=5,AC=6,BC=6,那么这三个圆的位置关系( ).A.⊙A与⊙B、⊙C外切,⊙B与⊙C相交B.⊙A与⊙B、⊙C相交,⊙B与⊙C外切C.⊙B与⊙A、⊙C外切,⊙A与⊙C相交D.⊙B与⊙A、⊙C相交,⊙A与⊙C外切3.(2021·上海嘉定·二模)已知点,,如果⊙A 的半径为2,⊙B 的半径为7,那么⊙A ()4,0A ()0,3B 与⊙B 的位置关系( )A .内切B .外切C .内含D .外离4.(2021·上海静安·九年级期中)对于命题:①如果一个圆上所有的点都在另一个圆的内部,那么这个圆内含;②如果一个圆上所有的点都在另一个圆的外部,那么这个圆外离.下列判断正确的是( )A .①是真命题,②是假命题B .①是假命题,②是真命题C .①、②都是真命题D .①、②都是假命题5.(2018·上海金山·九年级期末)在Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=12,BC=9,D 是AB 的中点,G 是△ABC 的重心,如果以点D 为圆心DG 为半径的圆和以点C 为圆心半径为r 的圆相交,那么r 的取值范围是( )A .r <5B .r >5C .r <10D .5<r <106.(2019·上海·九年级期末)如果两圆的圆心距为2,其中一个圆的半径为3,另一个圆的半径,1r >那么这两个圆的位置关系不可能是( )A .内含B .内切C .外离D .相交二、填空题7.(2021·上海静安·九年级期中)已知⊙与⊙两圆内含,,⊙的半径为5,那么⊙1O 2O 123O O =1O 的半径r 的取值范围是_______.2O 8.(2019·上海上海·九年级期中)已知两圆外切,圆心距为7,其中一个圆的半径为3,那么另一个圆的半径长为___.9.(2021·上海浦东新·模拟预测)已知在平面直角坐标系xOy 中,点A 的坐标为(3,4),以2为半径的圆A 与以r 为半径的圆O 相交,那么圆O 半径r 的取值范围为____.10.(2020·上海闵行·九年级期末)半径分别为3cm cm 的⊙O 1与⊙O 2相交于A 、B 两点,如果公共弦AB=cm ,那么圆心距O 1O 2的长为______cm.11.(2021·上海静安·二模)如果⊙O 1与⊙O 2相交,⊙O 1的半径是5,O 1O 2=3,那么⊙O 2的半径r 的取值范围是_____.12.(2021·上海普陀·二模)已知等腰三角形ABC 中,AB =AC ,BC =6,以A 为圆心2为半径长作⊙A ,以B 为圆心BC 为半径作⊙B ,如果⊙A 与⊙B 内切,那么△ABC 的面积等于_____.13.(2021·上海市实验学校二模)已知两圆半径分别为3和5,圆心距为d ,若两圆没有交点,则d 的取值范围是___________14.(2021·上海杨浦·三模)如图,已知在等边中,,点在边上,如果以线段为ABC 4AB =P BC PB 半径的与以边为直径的外切,那么的半径长是________.P AC O P15.(2021·上海奉贤·三模)如图,已知在等边△ABC 中,AB =4,点P 在边BC 上,如果以线段PB 为半径的⊙P 与以边AC 为直径的⊙O 外切,那么⊙P 的半径长是________________.16.(2017·上海静安·九年级期中)如图,⊙A 和⊙B 的半径分别为5和1,AB =3,点O 在直线AB 上,⊙O 与⊙A 、⊙B 都内切,那么⊙O 半径是________.17.(2018·上海长宁·九年级期末)已知⊙的半径为4,⊙的半径为R ,若⊙与⊙相切,且1O 2O 1O 2O ,则R 的值为________.1210O O =18.(2018·上海金山·九年级期末)两圆内切,其中一个圆的半径长为6,圆心距等于2,那么另一个圆的半径长等于__.19.(2019·上海嘉定·九年级期末)已知两圆内切,半径分别为2厘米和5厘米,那么这两圆的圆心距等于_____厘米.20.(2018·上海宝山·九年级期末)⊙O 的直径AB =6,C 在AB 延长线上,BC =2,若⊙C 与⊙O 有公共点,那么⊙C 的半径r 的取值范围是______.21.(2020·上海市民办文绮中学九年级期中)在矩形中,,,点是边上一点ABCD 5AB =12BC =E AB (不与、重合),以点为圆心,为半径作,如果与外切,那么的半径的取值A B A AE A C A C r 范围是_______.三、解答题22.(2021·上海金山·一模)已知:如图,⊙与⊙外切于点,经过点的直线与⊙、⊙分1O 2O T T 1O 2O 别相交于点和点.A B (1)求证:;12//O A O B (2)若,,,求的长.12O A =23O B =7AB =AT23.(2021·上海宝山·九年级期中)如图,已知垂足分别为点、点,与,,AB BC DC BC ⊥⊥B C AC 交于点,BD P (1)如果,以点为圆心作圆,圆与直线相切,35AB CD ==,P P BC ①求圆的半径长;P ②又,以为直径作圆,试判断圆与圆的位置关系,并说明理由:8BC =BC O O P (2)如果分别以为直径的两圆外切,求证:与相似.AB CD 、ABC BCD △24.(2019·上海普陀·一模)如图,⊙和⊙相交于A 、B 两点,与AB 交于点C ,的延长线1O 2O 12O O 2O A 交⊙于点D ,点E 为AD 的中点,AE=AC ,连接.1O 1O E (1)求证:;11O E O C =(2)如果=10,,求⊙的半径长.1O 2O 16O E =2O25.(2021·上海浦东新·模拟预测)已知:如图所示,P 是∠MAN 的边AN 上的一个动点,B 是边AM 上的一个定点,以PA 为半径作圆P ,交射线AN 于点C ,过B 作直线使∥AN 交圆与D 、E 两点(点D 、点E 分l l 别在点B 的左侧和右侧),联结CE 并延长,交射线AM 于点F .联结FP ,交DE 于G ,cos∠BAP =,AB =5,AP =x ,BE =y ,35(1)求证:BG =EG ;(2)求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域;(3)当△BEF 是以BF 为腰的等腰三角形时,求经过B 、E O 与圆P 的圆心距.26.(2018·上海上海·九年级期中)已知:如图,梯形ABCD中,AD∥BC,AD=2,AB=BC=CD=6.动点P 在射线BA上,以BP为半径的⊙P交边BC于点E(点E与点C不重合),联结PE、PC.设BP=x,PC= y.(1)求证:PE∥DC;(2)求y关于x的函数解析式,并写出定义域;R R(3)联结PD,当∠PDC=∠B时,以D为圆心半径为的⊙D与⊙P相交,求的取值范围.27.(2021·上海杨浦·二模)如图,已知Q 是∠BAC 的边AC 上一点,AQ =15,cot∠BAC =,点P 是射34线AB 上一点,联结PQ ,⊙O 经过点A 且与QP 相切于点P ,与边AC 相交于另一点D .(1)当圆心O 在射线AB 上时,求⊙O 的半径;(2)当圆心O 到直线AB 的距离为时,求线段AP 的长;34(3)试讨论以线段PQ 长为半径的⊙P 与⊙O 的位置关系,并写出相应的线段AP 取值范围.。
第4讲直线与圆、圆与圆的位置关系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.设圆O1:(x-a1)2+(y-b1)2=r21(r1>0),圆O2:(x-a2)2+(y-b2)2=r22(r2>0).常用知识拓展1.过圆x2+y2=r2上一点P(x0,y0)的圆的切线方程为x0x+y0y=r2.2.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 =r2.4.直线与圆相交时,弦心距d ,半径r ,弦长的一半12l 满足关系式r 2=d 2+⎝⎛⎭⎫12l 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(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x 2+y 2=1相交”的必要不充分条件.( ) (4)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.( )答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√直线y =x +1与圆x 2+y 2=1的位置关系为( )A .相切B .相交但直线不过圆心C .直线过圆心D .相离解析:选B.因为圆心(0,0)到直线y =x +1的距离d =12=22,而0<22<1,所以直线和圆相交,但不过圆心.圆Q :x 2+y 2-4x =0在点P (1,3)处的切线方程为( )A .x +3y -2=0B .x +3y -4=0C .x -3y +4=0D .x -3y +2=0解析:选D.因点P 在圆上,且圆心Q 的坐标为(2,0), 所以k PQ =-32-1=-3,所以切线斜率k =33,所以切线方程为y -3=33(x -1), 即x -3y +2=0.若圆C1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2-6x -8y +m =0外切,则实数m =________. 解析:圆C 1的圆心是原点(0,0),半径r 1=1,圆C 2:(x -3)2+(y -4)2=25-m ,圆心C 2(3,4),半径r 2=25-m ,由两圆外切,得|C 1C 2|=r 1+r 2=1+25-m =5,所以m =9.答案:9(2018·高考全国卷Ⅰ)直线y =x +1与圆x 2+y 2+2y -3=0交于A ,B 两点,则|AB |=________.解析:由题意知圆的方程为x 2+(y +1)2=4,所以圆心坐标为(0,-1),半径为2,则圆心到直线y =x +1的距离d =|-1-1|2=2,所以|AB |=222-(2)2=2 2.答案:2 2直线与圆的位置关系(典例迁移)(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(2)(一题多解)圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点的充要条件是________. 【解析】 (1)因为M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1外,所以a 2+b 2>1,从而圆心O 到直线ax +by =1的距离d =|a ·0+b ·0-1|a 2+b2=1a 2+b2<1,所以直线与圆相交.(2)法一:将直线方程代入圆方程,得(k 2+1)x 2+4kx +3=0,直线与圆没有公共点的充要条件是Δ=16k 2-12(k 2+1)<0,解得k ∈(-3,3).法二:圆心(0,0)到直线y =kx +2的距离d =2k 2+1,直线与圆没有公共点的充要条件是d >1,即2k 2+1>1,解得k ∈(-3,3). 【答案】 (1)B (2)k ∈(-3,3)[迁移探究] (变条件)若将本例(1)的条件改为“点M (a ,b )在圆O :x 2+y 2=1上”,则直线ax +by =1与圆O 的位置关系如何?解:由点M 在圆上,得a 2+b 2=1,所以圆心O 到直线ax +by =1的距离d =1a 2+b2=1,则直线与圆O 相切.判断直线与圆的位置关系常用的方法[提醒] 上述方法中最常用的是几何法,点与圆的位置关系法适用于动直线问题.1.直线x sin θ+y cos θ=1+cos θ与圆x 2+(y -1)2=12的位置关系是( )A .相离B .相切C .相交D .以上都有可能解析:选A.因为圆心到直线的距离d =|cos θ-1-cos θ|sin 2θ+cos 2θ=1>22,所以直线与圆相离.2.(2019·四川教育联盟考试)若无论实数a 取何值时,直线ax +y +a +1=0与圆x 2+y 2-2x -2y +b =0都相交,则实数b 的取值范围为( )A .(-∞,2)B .(2,+∞)C .(-∞,-6)D .(-6,+∞)解析:选C.因为x 2+y 2-2x -2y +b =0表示圆,所以2-b >0,即b <2. 因为直线ax +y +a +1=0过定点(-1,-1),所以点(-1,-1)在圆x 2+y 2-2x -2y +b =0的内部,所以6+b <0,解得b <-6. 综上,实数b 的取值范围是(-∞,-6).故选C.圆的切线与弦长问题(多维探究)角度一 圆的切线问题过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=r 2的切线有且只有一条,则该切线的方程为( )A .2x +y -5=0B .2x +y -7=0C .x -2y -5=0D .x -2y -7=0【解析】 因为过点(3,1)作圆(x -1)2+y 2=r 2的切线有且只有一条, 所以点(3,1)在圆(x -1)2+y 2=r 2上, 因为圆心与切点连线的斜率k =1-03-1=12,所以切线的斜率为-2,则圆的切线方程为y -1=-2(x -3),即2x +y -7=0.故选B. 【答案】 B角度二 圆的弦长问题(1)(2019·湖北省重点中学联考(二))设圆x 2+y 2-2x -2y -2=0的圆心为C ,直线l 过(0,3),且与圆C 交于A ,B 两点,若|AB |=23,则直线l 的方程为( )A .3x +4y -12=0或4x -3y +9=0B .3x +4y -12=0或x =0C .4x -3y +9=0或x =0D .3x -4y +12=0或4x +3y +9=0(2)已知直线l :x +ay -1=0(a ∈R )是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴.过点A (-4,a )作圆C 的一条切线,切点为B ,则|AB |=________.【解析】 (1)当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =0,联立方程得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,x 2+y 2-2x -2y -2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1-3或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1+3,所以|AB |=23,符合题意.当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =kx +3,因为圆x 2+y 2-2x -2y -2=0,即(x -1)2+(y -1)2=4,其圆心为C (1,1),圆的半径r =2,圆心C (1,1)到直线y =kx +3的距离d =|k -1+3|k 2+1=|k +2|k 2+1,因为d 2+⎝⎛⎭⎫|AB |22=r 2,所以(k +2)2k 2+1+3=4,解得k =-34,所以直线l 的方程为y =-34x +3,即3x +4y -12=0.综上,直线l 的方程为3x +4y -12=0或x =0.故选B.(2)由于直线x +ay -1=0是圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0的对称轴,所以圆心C (2,1)在直线x +ay -1=0上,所以2+a -1=0,所以a =-1,所以A (-4,-1).所以|AC |2=36+4=40.又r =2,所以|AB |2=40-4=36.所以|AB |=6. 【答案】 (1)B (2)6(1)求直线被圆截得的弦长的常用方法①几何法:用圆的几何性质求解,运用弦心距、半径及弦的一半构成的直角三角形,计算弦长|AB |=2r 2-d 2;②代数法:联立直线与圆的方程得方程组,消去一个未知数得一元二次方程,再利用根与系数的关系结合弦长公式求解,其公式为|AB |=1+k 2|x 1-x 2|.(2)圆的切线方程的求法①几何法:设切线方程为y -y 0=k (x -x 0),利用点到直线的距离公式表示出圆心到切线的距离d ,然后令d =r ,进而求出k ;②代数法:设切线方程为y -y 0=k (x -x 0),与圆的方程组成方程组,消元后得到一个一元二次方程,然后令判别式Δ=0进而求得k .1.平行于直线2x +y +1=0且与圆x 2+y 2=5相切的直线的方程是( ) A .2x +y +5=0或2x +y -5=0 B .2x +y +5=0或2x +y -5=0 C .2x -y +5=0或2x -y -5=0 D .2x -y +5=0或2x -y -5=0解析:选A.设直线方程为2x +y +c =0,由直线与圆相切,得d =|c |5=5,c =±5,所以所求方程为2x +y +5=0或2x +y -5=0.2.(2019·广西两市联考)圆心在直线x -2y =0上的圆C 与y 轴的正半轴相切,圆C 截x 轴所得弦的长为23,则圆C 的标准方程为________.解析:设圆心为(a ,b )(a >0,b >0),半径为r ,则由题可知a =2b ,a =r ,r 2=b 2+3,解得a =r =2,b =1,所以所求的圆的方程为(x -2)2+(y -1)2=4.答案:(x -2)2+(y -1)2=4圆与圆的位置关系(典例迁移)(1)已知圆C 1:(x -a )2+(y +2)2=4与圆C 2:(x +b )2+(y +2)2=1相外切,则ab的最大值为( )A.62B.32C.94D .2 3(2)两圆C 1:x 2+y 2+4x +y +1=0,C 2:x 2+y 2+2x +2y +1=0相交于A ,B 两点,则|AB |=________.【解析】 (1)由圆C 1与圆C 2相外切,可得(a +b )2+(-2+2)2=2+1=3,即(a +b )2=a 2+2ab +b 2=9,根据基本不等式可知9=a 2+2ab +b 2≥2ab +2ab =4ab ,即ab ≤94,当且仅当a =b 时,等号成立.故选C.(2)由(x 2+y 2+4x +y +1)-(x 2+y 2+2x +2y +1)=0得弦AB 所在直线方程为2x -y =0. 圆C 2的方程为(x +1)2+(y +1)2=1, 圆心C 2(-1,-1),半径r 2=1. 圆心C 2到直线AB 的距离 d =|2×(-1)-(-1)|5=15.所以|AB |=2r 22-d 2=21-15=455. 【答案】 (1)C (2)455[迁移探究] (变条件)若本例(1)条件中“外切”变为“内切”,求ab 的最大值. 解:由C 1与C 2内切, 得(a +b )2+(-2+2)2=1.即(a +b )2=1, 又ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=14,当且仅当a =b 时等号成立,故ab 的最大值为14.(1)几何法判断圆与圆的位置关系的步骤 ①确定两圆的圆心坐标和半径;②利用平面内两点间的距离公式求出圆心距d ,并求r 1+r 2,|r 1-r 2|; ③比较d ,r 1+r 2,|r 1-r 2|的大小,然后写出结论. (2)两圆公共弦长的求法两圆公共弦长,先求出公共弦所在直线的方程,在其中一圆中,由弦心距d ,半弦长l2,半径r 所在线段构成直角三角形,利用勾股定理求解.1.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 .不确定解析:选C.由C 1(m ,-2),r 1=3;C 2(-1,m ),r 2=2; 则两圆心之间的距离为|C 1C 2|=(m +1)2+(-2-m )2=2+3=5,解得m =2或-5.故选C.2.圆C 1:x 2+y 2-4x +1=0与圆C 2:x 2+y 2-2x -2y +1=0的公共弦长为( ) A .2 B. 3 C .3D .4解析:选A.两圆联立错误!解得x -y =0.圆C 1可写成(x -2)2+y 2=3,故C 1(2,0),半径为3,圆心(2,0)到直线x -y =0的距离为d =|2|12+12=2,故公共弦长为2(3)2-(2)2=2.直观想象——解决直线与圆的综合问题直观想象是发现和提出数学问题、分析和解决数学问题的重要手段,是探索和形成论证思路、进行逻辑推理、构建抽象结构的思维基础。
图1扇形、圆与圆的位置关系一、圆和圆的位置关系.1、外离、外切、相交、内切、内含(包括同心圆)这五种位置关系的定义.(1)外离: 两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都在另一个圆的外部时,叫做这两个圆外离.(2)外切: 两个圆有惟一的公共点,并且除了这个公共点以外,每个圆上的点都在另一个圆的外部时, 叫做这两个圆外切.这个惟一的公共点叫做切点.(3)相交: 两个圆有两个公共点,此时叫做这个两个圆相交.(4)内切: 两个圆有惟一的公共点,并且除了这个公共点以外,一个圆上的都在另一个圆的内部时,叫做这两个圆内切.这个惟一的公共点叫做切点.(5)内含: 两个圆没有公共点, 并且一个圆上的点都在另一个圆的内部时,叫做这两个圆内含.两圆同心是两圆内的一个特例. 2、相切两圆的性质:如果两个圆相切,那么切点一定在连心线上. 3、 相交两圆的性质:相交两圆的连心线垂直平分公共弦. 二、弧长及扇形的面积1、圆周长公式: 圆周长C=2πR (R 表示圆的半径)2. 弧长公式: 弧长180R n l π= (R 表示圆的半径, n 表示弧所对的圆心角的度数)3、扇形定义:一条弧和经过这条弧的端点的两条半径所组成的图形叫做扇形.4、弓形定义:由弦及其所对的弧组成的图形叫做弓形. 弓形弧的中点到弦的距离叫做弓形高. 5、圆的面积公式.2R S π= (R 表示圆的半径) 6、扇形的面积公式:扇形的面积3602R n S π=扇形 (R 表示圆的半径, n 表示弧所对的圆心角的度数)※弓形的面积公式:(如图5) (1)当弓形所含的弧是劣弧时, 三角形扇形弓形S S S -= (2)当弓形所含的弧是优弧时, 三角形扇形弓形S S S += (3)当弓形所含的弧是半圆时, 扇形弓形S R S ==221π提高试题1、如图,两正方形彼此相邻且内接于半圆,若小正方形的面积为16cm 2,则该半圆的半径为( )A. (4+cm B. 9 cmC. D.cm第1题 第2题2、如图,MN 是半径为1的⊙O 的直径,点A 在⊙O 上,∠AMN =30°,B 为AN 弧的中点,点P 是直径MN 上一个动点,则PA+PB 的最小值为( )A .22B .2C .1D .23、已知两圆的半径为R,r 分别是方程X 2-5X+6=0两根,两圆的圆心距为1,两圆的位置关系是( ) A.外离 B.外切 C.内切 D.相交4、已知圆锥的母线长为4,底面半径为2,则圆锥的侧面积等于 ( )A .8πB .9πC .10πD .11π 5、一个圆锥的侧面展开图是半径为1的半圆,则该圆锥的底面半径是 ( ).A .1B .34C .12D .136、 现有一个圆心角为,半径为的扇形纸片,用它恰好围成一个圆锥的侧面(接缝忽略不计).该圆锥底面圆的半径为( )A .B .C .D .7、如图,正方形ABCD 内接于⊙O ,点P 在劣弧AB 上,连接DP ,DP 交AC 于点Q .若QO=PQ ,则QA QC的值为( ) (A )132-(B )32(C )23+(D )23+8、已知锐角△ABC 的顶点A 到垂心H 的距离等于它的外接圆的半径,则∠A 的度数是( ) (A )30° (B )45° (C )60° (D )75°9、如图,已知平行四边形ABCD ,过A 、B 、C 三点的圆交AD 于E ,且与CD 相切。
初三数学圆和圆的位置关系知识精讲圆和圆的位置关系1. 基本概念(1)两圆外离、外切、相交、内切、内含的定义;(2)两圆的公切线、外公切线、内公切线、公切线长的定义; (3)两圆的连心线、圆心距、公共弦。
两圆的位置 圆心距d 与两圆的半径R 、r 的关系 外公切线条数内公切线条数公切线条数外离 d R r >+ 2 2 4 外切 d R r =+2 13 相交 R r d R r R r -<<+≥()2 0 2 内切 d R r R r =->()1 0 1 内含d R r R r <->()说明:(1)两圆的位置关系和半径,圆心距的数量关系是互相对应的,即知道位置关系就可以确定数量关系,知道数量关系也可以确定位置关系;(2)如果遇到“相离”或“相切”问题时,都要分两种情况来解决。
3. 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。
4. 相切两圆的性质如果两圆相切,那么切点一定在连心线上。
5. 两圆中常引用的辅助线(1)相切:过切点引公切线,引连心线。
(2)相交:引连心线、公共弦(将两圆半径、圆心距、公共弦的一半集中在一个三角形中) (3)遇两条内公切线或外公切线:引过切点的半径,构造直角三角形(将半径、圆心距、例:(1997某某)如图,已知:两圆内切于点A,P是两圆公切线上的一点过P作小圆的割线PBC,连结AB、AC,并延长分别交大圆于D、E,求证:PCPBAEAD=22。
证明:连结DEPA是两圆的公切线,∴∠=∠=∠PAD PCA E∴∴=BC DEAEADACAB//PA是⊙O1的切线,PBC是⊙O1的割线∴=⋅PA PB PC2又 ∠=∠∠=∠PCA PAB CPA APB,∴∴=∆∆PAB PCAACABPCPA~∴=∴==⋅=AEADPCPAAEADPCPAPCPB PCPCPB22222即PCPBAEAD=22说明:相切两圆中公切线是联系两圆中角的最有利条件,利用两圆的公切线,构造两圆的弦切角来进行角的转化。
圆与圆的位置关系知识要点:1.圆与圆的位置关系设两圆半径为R和r,圆心距为d,则两圆的位置关系如下:2.分切线定义:和两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线。
当两圆在公切线同旁时,这样的公切线叫做外公切线;当两圆在公切线两旁时,这样的公切线叫做内公切线。
公切线长:公切线上的两个切点间的距离叫做公切线的长。
定理:两圆的两条外分切线长相等,两圆的两条内公切线长也相等。
外公切线的长为;内公切线的长为。
3.相交两圆的性质定理:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦。
4.相切两圆的性质定理:相切两圆的连心线经过切点。
1.圆和圆的位置关系(设两圆半径分别为R和r,同心距为d)(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。
(同心圆(6)是一种内含的特例)2.有关性质:(1)连心线:通过两圆圆心的直线。
如果两个圆相切,那么切点一定在连心线上。
(2)公共弦:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦。
(3)公切线:和两个圆都相切的直线,叫做两圆的公切线。
两个圆在公切线同旁两个圆在公切线两旁3.已知两圆半径分别为R、r,同心距为d,填定下表:名称公共点数圆心距半径关系公切线条数内外外离d=R+r相交d=R-r内含一星级题:1.如果两圆有且只有两条公切线,那么这两圆的位置关系是()A.外离 B.外切 C.相交 D.内含2.如果两圆半径分别为3㎝和5㎝,圆心距为2㎝,则两个圆的位置关系为()。
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切3.已知⊙O1和⊙O2内切,它们的半径分别为2㎝和3㎝,则两圆圆心距O1O2= ㎝。
4.半径分别为3㎝和4㎝的两圆外切,那么这两圆的圆心距为㎝。
5.已知半径为R的两个等圆的圆心距为d,那么当两圆外切时,d与R满足的关系式是。
6.已知两圆半径分别为5㎝和2㎝,它们的圆心距为7㎝,则两圆位置关系为。
7.已知:两圆⊙O1与⊙O2的圆心距O1O2=5㎝,两圆的半径分别为㎝和㎝,则这两圆的位置关系是。
匚J Sf" 源于名校,成就所托、知识梳理:1圆与圆的五种位置关系:(1)外离:两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都在另一个圆的外部,叫做这两个圆外离。
(2)外切:两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点外,每个圆上的点都在另一个圆的外部,叫做这两个圆外切。
(3)相交:两个圆有两个公共点,叫做这两个圆相交。
(4)内切:两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点外,一个圆上的点都在另一个圆的内部,叫做这两个圆内切。
(5)内含:两个圆没有公共点,并且一个圆上的点都在另一个圆的内部,叫做这两个圆内含。
2、圆与圆位置关系的数量描述:如果两圆的半径为r1?r2,圆心距为d,那么(1)两圆外离:二d ■ r1 r2;(2)两圆外切二d = 口• $ ;(3)两圆相交 u * - r2c d c * + r2;(4)两圆内切二d = A -r2;(5)两圆内含二;(当d=0时,两圆同心)3、相交两圆连心线的性质:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦。
4、相切两圆连心线的性质:相切两圆的连心线经过切点。
二、例题精讲:例1、( 1 )已知两圆的半径分别为5和2,且圆心距为3,那么这两个圆的位置关系是_____________(2)___________________________________________________________________ 已知两圆的半径是8和4,圆心距为3,这两个圆的位置关系是________________________________________________(3)_______________________________________________________________________________________________ 如果两个圆的圆心距为7,且这两个圆的直径分别为6和8,那么这两个圆的位置关系是__________________________ (4)_____________________________________________________________ 直径为10和8,且圆心距为10的两个圆的位置关系是_______________________________________________________(5)已知一个圆的半径为4,另一个圆的直径为6,而圆心距为5,这两个圆的位置关系是—(6)___________________________________________________________ 直径为8与6的两个圆相切,这两个圆的圆心距等于_______________________________________________________例2、解下列各题:(1)已知两圆内切,圆心距为2,一个圆的半径为3,那么另一个圆的半径是多少?(2)已知两个圆的圆心距为10, —个圆的半径为8,要使这两个圆外离,那么另一个圆的半径r的取值范围是怎样?(3)已知两圆外切,一个圆的半径为5,而圆心距为乙那么另一个圆的半径是多少?轡立方教冃、古宀丄亠源于名校,成就所托(4) 已知相切两圆的圆心距为 7,一个圆的半径为 6,试求另一个圆的半径。
(5) 两个圆的圆心距为 2, —个圆的半径为10,要使这两个圆内含, 另一个圆的半径r 应满足什么条件?例3、如图,已知 ABC 是边长为10的等边三角形,以 AB 为直径作L O ,,在边BC 上取一点02,使 B O 2=8,以。
2为圆心、O 2C 为半径作L 。
2。
试问:L O i 与L 。
2有怎样的位置关系?并证明你的判断。
例4、已知L Oi 与L 。
2相交于点A 、B ,L Oi 的半径为15cm ,L O2的半径为13cm ,公共弦AB 的长为 24cm ,求-A0Q2的面积。
例5、如图,已知L A 与L B 内切,L A 与L C 外切,L A 、L B 、L C 的半径分别为,2、-、2、BC 、CD 、DA 。
请判断四边形 ABCD 的形状,并说明你的理由。
□例6、已知两个同心圆以 =60"。
求BC 的长。
01为圆心,另有一个L 02□轡立方教冃源于名校,成就所托例7、在ABC 中,乙C =90;, AC=12 , BC=8.(1)以AC为直径作O,以B为圆心、4为半径作L B。
求证:LO与L B外切;(2)设L B的半径为R,试就R的变化范围说明L B 与L O的位置关系。
例8、如图,扇形AOB的半径为3,AO _ BO,01是半径OB上一点,0泪=1。
以01为圆心、Q B为半径在扇形AOB的形内作半圆O,,又L 02与半圆O,外切,与AO、AB都相切。
求L 02的半径。
例9、如图,在ABC中,乙BAC -90,AB=AC= 2.2,L A的半径为1。
若点O在边BC上运动(点O不与点B、C重合),设BO= x,AOC的面积为y(1)求y关于x的函数解析式及定义域;(2)以O为圆心、BO长为半径作L O,当L O与L A相切时,求AOC的面积。
匚J 曹立方数育三、跟踪训练:1如图,AB 是O O 的直径,AD 是O O 的切线,点 AB = 2,0D = 3,则 BC 的长为()2 3A . 3B . 2C .2D .2R 和r (R>r ),圆心距为d ,若关于x 的方程x 2 —2rx +(R —d , = 0 ,有两相等的实数根,则两圆的位置关系是( )A 、一定内切;B 、一定外切;C 、相交;D 、内切或外切3、如图,点 A 在O 0上,由下列条件能判定直线 AB 和O 0相切的有()1①/ B=40°,/ 0=50,② sin B = — :③ tanB *tanO =1 ;@O 0 过 OB 的中点,/ 0=60°20与L 。
外切,过点0作L 。
的两条切线 0A 、OB , A 、B 是切点,则/ AOB =5、关于下列四种说法中,你认为正确的有( ① 圆心距小于两圆半径之和的两圆必相交 ③ 没有公共点的两圆必外离6、如图在 Rt ABC 中,/C =90", AC=1 ,AB 有两个交点的 R 取值范围是 ______________ ;7、 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 ______________ 。
8、 已知L 01和L 02相交于点A 、B , AB=24 , O 1O 2 =25 , L O 1半径为20,问L O 2的半径为多少?9、若三个圆两两外切,圆心距分别是 6,8,10,求这三个圆的半径源于名校,成就所托2、两圆半径长分别是A 、①B 、①②4、如图,两个等圆OBC=2 , M 是BC 中点,以R 为半径作L M ,则L M 与线段AC)。
②两个同心圆的圆心距为零④两圆连心线的长必大于两圆半径之差D 、4个匚J告必匚"定源于名校,成就所托10、如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCO的面积为15,边OA比OC大2, E为BC的中点,以OE为直径的O'交X轴于D点,过点D作DF丄AE于点F;(1)求OA、OC的长;(2)求证:DF为L O'的切线;(3)小明在解答本题时,发现△ AOE是等腰三角形•由此,他断定:直线BC上一定存在除点E以外的点卩,使厶AOP 也是等腰三角形,且点P 一定在LI O'外”你同意他的看法吗?请充分说明理由.11、如图,在直角梯形ABCD 中,AD // BC, / B = 90 , AB =8 cm, AD=24 cm, BC=26 cm, AB 为O O 的直径。
动点P从A点开始沿AD边向点D以1 cm/s的速度运动,动点Q从点C开始沿CB边向点B以3cm/s 的速度运动,P、Q两点同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为t s ,求:(1)t分别为何值时,四边形PQCD为平行四边形、等腰梯形?(2)t分别为何值时,直线PQ与O O相交、相切、相离?E12、已知Rt ABC中,• ABC =90* , AB=3 , BC=4,以点B为圆心作L B与斜边AC相切,又以点A为圆心作A与L B相切,求L A的半径长。
轡立方教冃源于名校,成就所托13、已知L O A 与L O 2相交于A 、B 两点,连心线 OO 交AB 于点C , O 1^3. 2 , O 2A = 2.3 , AB=6 , 求.O 1AO 2的度数。
14、如图,L O 1和L O 2相交于P 、Q ,点C 是线段OQ 2的中点,AB 过点P 交L O 1于A ,交L O 2于B ,且 AP=PB 。
求证:CP _ AB 。
15、如图,L 。
1与L 。
2内切于点P ,经过L 。
1上点Q 的切线与L 。
2相交于A 、B 两点,直线PQ 交L 。
2 于点R ,求证:RArRB四、回家作业:1、如图,半径分别为 R 、r 的圆01、圆02相切于点A ,过点A 的直线交圆 01于B 、交圆O2于C 求证:AB : AC= R: r□B轡立方数肓h―、 r 「十丄源于名校,成就所托2、如图,在半径为.,5,圆心角等于45。
的扇形AOB内部作一个正方形CDEF,使点C在OA上,点D、E在OB上,点F在AB上,求阴影部分的面积(结果保留二)L33、如图,点P为正比例函数y x图象上的一个动点,圆P的半径为2(1)求圆P与直线x =2相切时点P的坐标;(2)请直接写出圆P与直线X = 2相交、相离时x的取值范围.3,设点P的坐标为(x, y).4、如图,已知O O1、O O2交于点A、B, O1A、O1B的延长线分别与O O2交于点C、D ,(1) 求证:AC =BD ;(2) 若O O1 的半径为5, O1O2 =10, sin・ AO1O2 二3,求CD的长。
5□轡立方教冃源于名校,成就所托5、在直角坐标平面内,0为原点,点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,4),直线CM // x轴(如图所示)•点B与点A关于原点对称,直线y=x+b (b为常数)经过点B,且与直线CM相交于点D,联结OD •(1)求b的值和点D的坐标;(2)设点P在x轴的正半轴上,若△ POD是等腰三角形,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,如果以PD为半径的圆16、如图1,已知直线y = 2x(即直线l i)和直线y x 4 (即直线S), S与x轴相交于点A.点P从原2点O出发,向x轴的正方向作匀速运动,速度为每秒1个单位,同时点Q从A点出发,向x轴的负方向作匀速运动,速度为每秒2个单位。
设运动了t秒.(1)求这时点P、Q的坐标(用t表示).⑵过点P、Q分别作x轴的垂线,与h、J分别相交于点01、。