直线与圆的位置关系【十大题型】-人教A版高中数学选择性必修第一册(原卷版)_第1页
直线与圆的位置关系【十大题型】-人教A版高中数学选择性必修第一册(原卷版)_第2页
直线与圆的位置关系【十大题型】-人教A版高中数学选择性必修第一册(原卷版)_第3页
直线与圆的位置关系【十大题型】-人教A版高中数学选择性必修第一册(原卷版)_第4页
直线与圆的位置关系【十大题型】-人教A版高中数学选择性必修第一册(原卷版)_第5页
已阅读5页,还剩6页未读, 继续免费阅读

付费下载

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

专题2.7直线与圆的位置关系【十大题型】

【人教A版(2019)]

>题型梳理

【题型I判断直线与圆的位置关系】.............................................................2

【题型2根据直线与圆的位置关系求参数】.......................................................2

【题型3圆的切线长】..........................................................................3

【题型4圆的切线方程的求解】.................................................................4

【题型5已知切线求参数】......................................................................4

【题型6求圆的弦长与中点弦】.................................................................5

【题型7已知圆的弦长求方程或参数】............................................................6

【题型8直线与部分网的相交何题】.............................................................7

【题型9直线与圆有关的最值何题】.............................................................8

【题型10直线与圆的方程的实际应用】..........................................................9

A举一反三

【知识点1直线与圆的位置关系及判定】

i.直线与圆的位置关系及判定方法

(1)直线与圆的位置关系及方程组的情况如下:

位置相交相切相离

交点个

两个一个零个

数

/、

(/

图形

",

d与r的

d<rd=rci>r

关系

方程组

有两组不

解的情仅有一组解无解

同的解

况

(2)直线与圆的位置关系的判定方法

①代数法:通过联立直线方程与圆的方程组成方程组,根据方程组解的个数来研究,若有两组不同的

实数解,即△>(),则直线与圆相交;若有两组相同的实数解,即△=(),则直线与圆相切;若无实数解,即

△<0,则直线与圆相离.

②几何法:由圆心到直线的距离d与半径,•的大小来判断,当dvr时,直线与圆相交;当公r时,直线

与圆相切;当力,•时,直线与圆相离.

【题型1判断直线与圆的位置关系】

【例1】(23-24高二下•陕西榆林,阶段练习)直线丫=k(工一5)-2(4£幻与圆。一3)2+。+1)2=6的位

置关系为()

A.相离B.相交C.相切D.无法确定

【变式1-1](23-24高二下•云南曲靖•期末)已知圆C:(%-2/+V=16,直线/:m%+y-3m-1=0,

则下列结论中正确的是()

A.直线I恒过定点(2,1)B.直线I与圆C相切

C.直线1与圆。相交D.直线I与圆。相离

【变式1-2](23-24高二下•上海•期中)已知直线上ax+by—r2=。与圆C:x2+y2=r2(r>0),点A(a,b),

则下列说法错误的是()

A.若点A在圆C上,则直线[与圆C相切

B.若点4在圆C内,则直线,与圆。相离

C.若点4在圆C外,则直线[与圆C相离

D.若点4在直线[上,则直线L与圆C相切

【变式1-3](23-24高二下.上海.期末)已知圆。的方程为X2+严=r2,点、pg/),(MW0)是圆。内一点,

设以P为中点的弦所在的直线为m,方程为ax+by=r2的直线为m则()

A.m||n,且ri与圆。相交B.m||n,且几与圆。相离

C.mln,月.n与圆。相交D.m1九,且n与圆。相高

【题型2根据直线与圆的位置关系求参数】

【例2】(2024.山东烟台.三模)若圆/+y2+Q%+百y+2Q-3=o与无轴没有交点,则实数a的取值范围

为()

A.(2,6)B.(3,5)

C.(2,3)U(5,6)D.(2,3)U(6,+8)

【变式2-1](23-24高二下.四川达州•期中)“一4VmV6”是直线Z:%+y-m=O和圆C:(x-I)2+

(y+1)2=8相交的()

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

【变式2-2](2U24•江西吉安・模拟预测)已知圆(::%2+丫2-6%+8=。与直线/^一、+2=。有公共点,则

整数k的值为()

A.-3B.-1C.1D.2

【变式2-3](23-24高二下•河南濮阳•阶段练习)已知直线,:y=%+a与圆7+=2和圆(%-4)2+y2=

祖2〔小>0)都相切,则实数血的值为()

A.V2B.2^2C.3V2D.a或3或

【知识点2圆的切线及切线方程】

1.自一点引圆的切线的条数:

(1)若点在圆外,则过此点可以作圆的两条切线;

(2)若点在圆上,则过此点只能作圆的一条切线,且此点是切点;

(3)若点在圆内,则过此点不能作圆的切线.

2.求过圆上的一点(右,%)的圆的切线方程:

(1)求法:先求切点与圆心连线的斜率M后0),则由垂直关系可知切线斜率为-),由点斜式方程可求

得切线方程.如果k=O或k不存在,则由图形可直接得切线方程.

(2)重要结论:

①经过圆/+必=,.2上一点PG。,%)的切线方程为+=〃2.

222

②经过圆(x—a)2+(y—b)=r上一点「(.,此)的切线方程为(凡一a)(x—a)+(yQ—b)(y—b)=r.

③经过圆M+y2+DI+E),+F4)上一点p(x°,%)的切线方程为+D•土甘+E・丐a+F

=0.

【题型3圆的切线长】

【例3】(23-24高二上•安徽马鞍山•期末)由点P(-l,4)向圆工2+必一4%-6丫+12=0引的切线长是()

A.3B.V5C.gD.5

【变式3-1](23-24高二上•北京平谷•期末)已知半径为I的圆经过点4(2,3),过点M(—2,0)向圆作切线,

则切线长的最大值为()

A.V35B.2nC.V15D.473

【变式3-2](23-24高二上.重庆北硝.阶段练习)过点4(2,3)作圄M:/+y2=1的一条切线,切点为⑶则

\AB\=()

A.3B.2V3C.V7D.V10

【变式3・3】(2024・湖北•模拟预测)已知点P为直线1:3%-4丫+12=0上的一点,过点P作圆C:(x-3/+

(y-2)2=1的切线PM,切点为M,则切线长|PM|的最小值为()

.12D13厂V170「\/194

【题型4圆的切线方程的求解】

【例4】(23・24高二下•北京•期中)已知圆O:/+y2=5,直线,经过点(1,2),且I与圆0相切,则,的方程

为()

A.x+2y-5=0B.x-2y+3=0C.2x-y=0D.2x+y-4=0

【变式4-1](23-24高二上.河南许昌.期末)直线/过点P(2,l),且与圆/+/=1相切,则直线/的方程

为()

A.3x+4y+2=0B.4%-3y+5=0

C.4x4-3y+5=0D.4x—3y—5=0或y=1

【变式4-2](23-24高二上•湖南长沙•期中)过点(4,0)的直线2与圆/+川一轨一町+16=0相切,则

直线/的方程为()

A.3x+4y-12=0或y=0B.3%+4y-12=0或X=4

C.4k+3y—12=0或y=0D.4%+3y—12=0或k=4

【变式4-3](23-24高二上.天津・期末)过(1,0)点旦与圆/+丫2一4X-4y+7=0相切的直线方程为()

A.2x-y-2=0B.3x-4y-3=0

C.2%-y-2=0或x=lD.3x-4y-3=0或x=1

【题型5已知切线求参数】

[例5](23-24高二上•福建泉州•阶段练习)若直线y=V3z+7tl与圆/+y2-2y=0相切,则实数TH的值

为()

A.一百+2或-75-2B.1或-3

C.-1或3D.“+1或百一1

【变式5-1](23-24高二下•广东江门•期末)若直线%-y+3=0与圆/+y2-2x+2-a=0相切,则a=

()

A.9B.8C.7D.6

【变式5-2](23-24高二下.江西.阶段练习)已知圆O:/+y2=%直线I的方程为%-y+m=0,若在直

线Lt存在点P,过点P作圆。的切线P4PB,切点分别为点48,使得乙408为直角,则实数m的取值范围为

()

A.(—oo,—4)U(4,4-00)B.(―oo,-4]u[4,4-oo)

C.(-4,4)D.[-4,4]

【变式5-3](23-24高二上•安徽芜湖•阶段练习)已知圆C:(x+1尸+(y-1尸=4,若直线y=依+5上

总存在点P,使得过点P的圆C的两条切线夹角为60。,则实数k的取值范围是()

B.女工一盘或攵21

JLD

C.k<一个或k>0D./c>1

JLO

【知识点3圆的弦长】

1.圆的弦长问题

设首线/的方程为严丘+〃,网C的方程为(X—工0)2+(y—%)2=厂2,求弦长的方法有以下几种:

(1)几何法

如图所示,半径八圆心到直线的距离4弦长/三者具有关系式:,==*+(《)2

(2)代数法

将直线方程与圆的方程组成方程组,设交点坐标分别为A(M,M)](M,n).

①若交点坐标简单易求,则直接利用两点间的距离公式进行求解.

y=kx+b

②若交点坐标无法简单求出,则将方程组消元后得一元二次方程,由一元

22

(x-xoy+(y-y0)=i

二次方程中根与系数的关系可得汨+必,汨•必或以十必,州•乃的关系式,通常把I4—x?|或

|力用=+土|凹一叫作弦长公式.

【题型6求圆的弦长与中点弦】

[例6](23-24高二下•山东烟台•阶段练习)已知圆/+y2-12A-+20=0,过点M(4,2)的直线与圆交于4,8

两点,线段48的中点为M

(1)若点N的坐标为(4,0),求历例;

(2)若线段MN的垂直平分线经过点P(2,0),求直线的方程.

【变式6-1](23-24高二上.山东日照.期末)已知直线,1:4x-3y+5=0与%垂直,且,2经过点(一1」)・

(1)求,2的一般式方程;

(2)若月与圆c:/+(y-4)2=25相交于48两点,求|4B|.

【变式6-2](23-24高二上•河南驻马店•期末)公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯在《平面轨迹》一

书中证明了平面内到两定点距离之比为常数k(k>0,kH1)的点的轨迹是圆,这个圆被称为阿波罗尼斯

圆.在平面直角坐标系xOy中,N(0,0),M(3,0),动点Q满足需=2,设动点Q的轨迹为曲线C.

⑴求曲线。的方程;

(2)直线Lx+my+m=0(m6R)与曲线C交于4B两点,若mW{-l,0,l},从中任选一个血值,求此时相应

的弦长|4B|.

【变式6-3](23-24高二上.湖北荆州.期末)已知圆。:必+y2-4m%+2y+5m2-6nl-6=0,直线,:%+

y-3=0.

⑴求m的取值范围;

(2)当圆。的面积最大时,求直线/被圆C截得的弦长.

【题型7已知圆的弦长求方程或参数】

2

[例7](23-24高二下•安徽六安・期末)“a=一5”是“直线+乃y+a=0被圆(%-I)2+(y-2⑹=5

截得的弦长为4”的()

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充要条件D.即不充分也不必要条件

【变式7-1](23-24高二下.安徽安庆・期末)已知圆心为(1,1)的圆与x轴交于A、B两点,\AB\=2t则该

圆的方程是()

A.x2+y2+2x+2y=0B.x2+y2+2x4-2y-4=0

C.x2+y2-2x-2y=0D.x2+y2-2x-2y-4=0

【变式7-2](2024•贵州六盘水•三模)已知直线ax—y+2=0与圆(%-1)2+丫2=4相交于A,B两点,

若[48|=28,则a=()

43

A.-B.1C.--D.-2

34

【变式7-3](2024•全国•模拟预测)已知圆C:7+y2-6%=0,直线位。都经过原点0,且匕,小若。与

。被圆。所截得的弦长之比为2:1,则直线。的斜率为()

A.--B.-C.±-D.±-

2323

【题型8直线与部分圆的相交问题】

【例8】(23-24高二上•江苏连云港•阶段练习)若直线/:y=%+b与曲线、=斤中有两个交点,则实数b

的取值范围是()

A.(-V2,V2)B.(1,V2)

C.[1,V2)D.[1,V2]

【变式8-1](23-24高二下•重庆阶段练习)直线上x—my-l—3m=0与曲线C:x=2+6手有两个

交点,则m的取值范围是()

【变式8-21(23-24高二下•湖南长沙•开学考试)若直线y=m(x-1)+2与曲线y=^/?二77有且仅有两个

不同的交点,则实数m的取值范围是()

A.卜2,-加(0可B.(-00,0)U(^,+oo)

C.[-2,-^)U(0,^]D.(-03,0)U(1,4-03)

【变式8-3](23-24高二上•山西朔州•期末)直线-y-2k+1=0与曲线C:y+1=+6%-5有

交点,则实数A的取值范围是()

A.[-1,2]B.(-co,-^]u[2,+oo)

C.[-2,|]D.(_8,-2]U原+8)

【知识点4与圆有美的最值问题的解题策略】

1.解与圆有关的最值问题

(I)利用圆的几何性质求最值的问题

求圆上点到直线的最大值、最小值,需过圆心向直线作垂线.

①如图2-5-14S,当直线/与圆C相交时,最小距离为0,最大距离为4力=-4其中r为圆的半径,〃

为圆心到直线的距离;

②如图2-5-ld②,当直线/与圆C相切时,最小距离为0,最大距离为AO二2八

③如图251d③,当直线/与圆C相离时,最小距离为最大距离为

图2-5_I-4

(2)利用直线与圆的位置关系脩决最值(取值范围)问题

解析几何中的最值问题一般是根据条件列出所求目标一函数关系式,然后根据函数关系式的特征选

用参数法、配方法、判别式法等,应用不等式求出其最值(取值范围).对于圆的最值问题,要利用圆的特殊几

何性质,根据式子的几何意义求解,这常常是简化运算的最佳途径.

①形如〃=汇二2的最值问题,可转化为动直线斜率的最值问题.

X—a

②形如t=ax+by的最值问题,可转化为动直线截距的最值问题.

③形如(x-〃)2+(),—份2的最值问题,可转化为动点到定点的距离的平方的最值问题.

(3)经过圆内一点的最长弦就是经过这点的直径,过这点和最长弦垂直的弦就是最短弦.

【题型9直线与圆有关的最值问题】

【例9】(2024.陕西汉中•二模)已知OM:x2+y2-2x-2y-2=0,直线,:2%+y+2=0,P为/上的一

动点,A,3为OM上任意不重合的两点,则cos乙4PB的最小值为()

人2百4西门3

A.----DB.——C.---D.——

5555

【变式9-1](2024.四川攀枝花.三模)由直线>=%上的一点P向圆(%—4)2+y2=4引切线,切点为Q,则

|PQ|的最小值为()

A.V2B.2C.遍D.2V2

2

[变式9-2](23-24高二下•湖南•期中)设4为直线3+y-2=0上一点,P,Q分别在圆G:1+J+y2=;

与圆。2:(无一1)2+(y—4)2=1上运动,则I/1QI—|入0|的最大值为()

A3+V13D1+V13厂3+V73n-3+V73

•2a•2。•2u•2

【变式9-3](2024•陕西西安・一模)己知圆。的方程为:x2+y2=1,点4(2,0),8(0,2),P是线段48上的

动点,过P作圆。的切线,切点分别为C,D,现有以下四种说法:①四边形PC。。的面枳的最小值为1:②

四边形PC0D的面积的最大值为倔③丽•丽的最小值为-1;④卮•而的最大值为看其中所有正确说法

的序号为()

A.①③④B.®@@C.②③④D.①④

【知识点5直线与圆的方程的应用】

1.直线与圆的方程的应用

(1)解决实际问题的步骤:

①审题:认真审题,明确题意,从题目中抽象出儿何模型,明确题中已知和待求的数据;

②建系:建立适当的平面直角坐标系,通过点的坐标及已知条件,求出几何模型的方程;

③求解:利用直线、圆的性质等有关知识求解;

④还原:将运算结果还原为对实际问题的解释.

(2)建系原则

建立适当的平面直角坐标系要把握两个原则:

①对称性原则.可以选择对称中心为坐标原点,对称轴所在的直线为坐标轴.到两个定点的距离问题,可

以选择两个定点所在的直线以及线段的垂直平分线为坐标轴等.有两条相互垂直的直线的问题则川选其为坐

标轴.

②集中性原则.可以让曲线上尽可能多的特殊点在坐标轴上.如与三角形有关的问题,可以考虑将三角形

的三个顶点全部放在坐标轴上.

【题型10直线与圆的方程的实际应用】

【例10】(23-24高二上•湖北武汉・期末)为了保证海上平台的生产安全,海事部门在某平台。的正东方向

设立了观测站4在平台。的正北方向设立了观测站B,它们到平台。的距离分别为12海里和0)海里,

记海平面上到观测站4和平台。的距离之比

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论