人教A版 (2019)选择性必修 第一册第二章 直线和圆的方程2.5 直线与圆、圆与圆的位置随堂练习题
展开2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系(精练)
【题组一 直线与圆的位置关系】
1.(2021·江西南昌市)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都不对
【答案】A
【解析】圆化为标准方程为,可得圆心为,半径为4,
则圆心到直线的距离,故直线与圆相交.故选:A.
2.(2021·全国)直线和圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【解析】圆心到直线的距离即直线和圆相交
故选:A
3.(2021·白银市第十中学)直线:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【解析】直线:过定点,因为,则点在圆的内部,∴直线与圆相交,故选:A.
4.(2021·北京高二期末)已知直线和圆:,则直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【答案】A
【解析】直线方程整理为,即直线过定点,
而,在圆内,∴直线与圆相交.故选:A.
5.(2021·北京高二期末)直线与圆相切,则的值是( )
A.-2或12 B.2或-12 C.-2或-12 D.2或12
【答案】D
【解析】由题意,圆的方程,可得圆心,半径,
则圆心到直线的距离,解得或.故选:D.
6.(2021·全国高二课时练习)若直线与圆相切,则( )
A.1 B. C.或3 D.或1
【答案】D
【解析】由题意,圆心坐标为,半径为,
因为直线与圆相切,所以,圆心到直线的距离等于半径,
所以,解得或.故选:D.
7.(2021·浙江高二期末)已知直线与曲线有两个公共点,则实数b的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】曲线可化为,,表示以为圆心,半径为2的圆的下半圆,作出直线与该半圆的图形如下:
由图可知直线从点处与圆相切时运动到过处时,直线与圆有两个公共点,
将代入得:;由直线与圆相切,得,解得(舍或,所以,的范围是.故选:D.
8.(2021·浙江高二期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定
【答案】B
【解析】直线,即,
由得,所以直线恒过定点,
因为,所以定点在圆内,所以直线与圆相交,故选:B.
9.(2021·全国)(多选)直线l与圆C有公共点,则直线l与圆C的位置关系可能是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.不能确定
【答案】AB
【解析】根据直线与圆位置关系的确定,有一个公共点时相切,有两个公共点时相交.相离时无公共点.
故选:AB.
10.(2021·全国)(多选)已知圆x2+y2-2x+4y+3=0与直线x-y=1,则( )
A.圆心坐标为(1,-2) B.圆心到直线的距离为
C.直线与圆相交 D.圆的半径为
【答案】AD
【解析】把圆的方程化为标准形式得(x-1)2+(y+2)2=2,所以圆心坐标为(1,-2),半径为,所以圆心到直线x-y=1的距离为d==,直线与圆相切.故选:AD
11.(2021·内蒙古包头市·高二月考(理))已知是圆内一点,则直线与圆公共点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.以上都有可能
【答案】A
【解析】因为点是圆内一点,所以,
圆的圆心到直线的距离,所以直线与圆相离,即直线与圆没有公共点,故选:A
【题组二 直线与圆的弦长】
1.(2021·陕西安康市·高二期末(理))设直线与圆交于A,B两点,则 。
【答案】
【解析】圆的圆心为 则圆心到直线的距离为
所以故选:B
2.(2021·辽宁营口市·高二期末)直线:与圆:相交,当直线被圆所截得的弦长最短时,直线的方程为___________.
【答案】
【解析】直线可化为,可得直线过定点,
又由圆,可得圆心坐标为,半径为,
根据圆的性质,可得当时,此时直线被圆所截得的弦长最短,
因为,所以直线的斜率为,
代入直线,可得,
即直线的方程为.故答案为:
3.(2021·全国高二课时练习)判断直线与圆的位置关系;如果相交,求直线被圆截得的弦长.
【答案】相交,
【解析】由圆的方程得圆心为,半径为
所以圆心到直线的距离为:,
所以与圆相交,
所以直线被圆截得的弦长为.
4.(2021·四川成都市·高二开学考试(理))已知圆,直线恒过点.
(1)若直线与圆相切,求的方程;
(2)当直线与圆相交于两点,且时,求的方程.
【答案】(1)或;(2)或.
【解析】(1)由题意知,圆的圆心为,半径为;
①当直线的斜率不存在时,即的方程为时,此时,直线与圆相切,符合题意; .
②当直线的斜率存在时,设斜率为,则直线为,化为一般式:,
∴若直线与圆相切,则,整理得,解得,
,即,
综上:当直线与圆相切,的方程为:或
(2)由题意知,直线的斜率一定存在,由(1)可设直线为,
设圆心到直线的距离为,则,
由垂径定理知:,即,整理得,
或,
的方程为或.
5.(2021·全国)已知直线,圆.
(1)求证:不论取什么实数,直线与圆恒相交于两点;
(2)当直线被圆截得的线段最短时,求线段的最短长度及此时的值.
【答案】(1)证明见解析;(2),.
【解析】(1)直线,必过直线与直线的交点.联立方程,解得,所以直线过定点.
,即点在圆内,
直线与圆C恒相交于两点.
(2)当直线被圆截得的线段最短时,直线垂直.
,直线l的斜率,则,解得.
此时,弦长.
【题组三 圆上的点到直接距离的最值】
1.(2021·河南高二月考(文))为上一点,为直线上一点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆的标准方程为,圆心为,半径,
则圆心到直线的距离为,
所以圆上的点到直线上的点的最小距离,故选:A.
2.(2021·北京清华附中高三其他模拟)已知点P与点的距离不大于1,则点P到直线的距离最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解析】设点,则,
圆心到的距离为
则点P到直线的距离最小值为 故选:B
3.(2021·内蒙古包头市·高三二模(文))圆:上的点到直线:的最大距离为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【解析】由题意,圆心到直线的距离,
所以,圆上的点到直线的最大距离是,故选:B.
4.(2021·河北衡水中学)已知在圆上到直线的距离为的点恰有一个,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】圆圆心,
则圆心直线的距离,
要想圆上到直线的距离为的点恰有一个,
由图得:.故选:A.
5.(2021·奉新县第一中学)已知圆经过原点,则圆上的点到直线距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
如图:圆心为,经过原点,可得
则圆心在单位圆上,原点到直线的距离为
延长BO交于点C,以C为圆心,OC为半径作圆C,BC延长线交圆C于点D,
当圆心在C处时,点到直线的距离最大为
此时,圆上点D到直线的距离最大为故选:B
6.(2021·全国高三专题练习(文))已知P是曲线C:上的点,Q是直线上的一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,∴曲线是圆心为,半径的左半圆,曲线上的点到到直线的最小距离为原点到直线的距离,故选:D.
7.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈九中高二期中(文))设曲线上的点到直线的距离的最大值为a,最小值为b,则的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】由题意,圆的圆心坐标为,半径为,
可得圆心到直线的距离为,
所以,,所以.故选:C.
8.(2021·浙江温州市·高二期末)已知点是曲线上的动点,则点到直线距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由可得,则,在等式两边平方并整理得,
所以,曲线为圆的上半圆,该圆的半径为,
作出曲线与直线的图象如下图所示:
原点到直线的距离为,
设点到直线的距离为,
当点的坐标为,取最小值,即,
由图象可知,,
因此,点到直线的距离的取值范围是.故选:D.
9.(2021·北京高二期末)已知点是圆上的动点,到直线的距离为,当变化时,的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设直线,圆的圆心为
由圆可得
所以圆的圆心为,半径为
直线恒过定点,又点在圆内.
所以点到直线的距离的最大值等于圆心到直线的距离加上半径.
当时,圆心到直线的距离最大,此时
所以点到直线的距离的最大值为 故选:D
10.(2020·山东济宁市·高二期末)(多选)已知圆上至多有一点到直线的距离为1,则实数m的取值可以是( )
A.0 B.1 C.3 D.5
【答案】BC
【解析】圆化为标准方程为,
则圆心为,半径,其中,
圆上至多有一点到直线的距离为1,
圆上的点到直线的最近距离大于等于1,
其中圆心到直线的距离为,
,解得,,则m的取值可以是1或3.故选:BC.
11.(2021·甘肃高二期末(理))圆上恰好有两点到直线的距离为,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【解析】把圆的方程化为标准式为,
所以圆心坐标为,半径
则圆心到直线的距离,
由题意得,即,即
解得:或,即实数的取值范围为 ,故答案为:.
12.(2021·全国高三专题练习)已知点点在圆上运动,点为线段的中点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)求点到直线的距离的最大值和最小值.
【答案】(1);(2)最大值为,最小值为.
【解析】(1)因为点是的中点,,即
又,即.所以点的轨迹方程为.
(2)由(1)知点的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
圆心到直线的距离.
所以点到直线的距离的最大值为,最小值为.
【题组四 圆与圆的位置关系】
1.(2021·北京昌平区·临川学校高二期末(文))已知两圆分别为圆C1:x2+y2=49和圆C2:x2+y2-6x-8y+9=0,这两圆的位置关系是( )
A.相离 B.外切 C.内含 D.相交
【答案】D
【解析】圆C1:x2+y2=49,圆心为 ,半径 ,
圆C2:x2+y2-6x-8y+9=0,圆心为 ,半径 ,
两圆圆心之间距离为5, ,故两圆相交,故选:D
2.(2021·重庆八中高二期末)圆与圆的位置关系是( )
A.相离 B.外切 C.相交 D.内切
【答案】D
【解析】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
,因此,两圆内切.故选:D.
3.(2021·新疆乌苏市第一中学高二开学考试)已知圆和圆,那么这两个圆的位置关系是( )
A.相离 B.外切 C.相交 D.内切
【答案】C
【解析】由已知的,
所以,,
所以,故两圆相交.故选:C.
4.(2021·浙江舟山市·高二期末)已知圆与圆相切,则实数的取值个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】设的圆心为,半径,
的圆心为,半径,
当两圆外切时,有,即,解得或,
当两圆内切时,有,即,解得,
综上所述,,或,或.故选:C.
5.(2021·安徽池州市·高二期末(文))若圆与圆外切,则( )
A.36 B.38 C.48 D.50
【答案】C
【解析】依题意,圆,圆,故,解得,故选C.
6.(2021·安徽高二期末(文))若圆与圆内切,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】易见点在圆的外部,由两圆内切可知,圆为大圆,两圆的圆心距等于两圆半径之差,而大圆半径为r,小圆半径为,圆心距为,所以,故. 故选:A.
【题组五 圆与圆相交弦】
1.(2021·浙江高二期末)已知圆:和圆:相交于,两点,则直线的方程是______,线段 的长度是______.
【答案】
【解析】①,②,
两式相减得:,即,由:得:
则圆心,, 圆心到直线的距离
所以故答案为:,
2.(2021·广东)若圆x2+y2=4与圆x2+y2+2ay-6=0(a>0)的公共弦长为,则a=________.
【答案】1
【解析】将两圆的方程相减,得相交弦所在的直线方程为.圆的圆心为,半径为.到直线的距离为:,解得.故答案为:
3.(2021·山东潍坊市·高二期末)已知圆与圆相交,则它们交点所在的直线方程为_________.
【答案】
【解析】,即,
,即,两式相减得:.故答案为:.
4.(2021·山东菏泽市·高二期末)两圆和相交于两点M,N,则线段的长为_________.
【答案】
【解析】联立,①②可得,即
圆的圆心到直线的距离
∴线段的长为.故答案为:.
5.(2021·浙江高二期末)已知圆和圆相交于A、B两点,则线段AB的长度为__________.
【答案】
【解析】由圆和圆相减可得,
公共弦的方程为,
又圆的圆心为,半径为,
可得到直线的距离为,
则,故答案为:.
6.(2021·石泉县石泉中学高二开学考试(理))设圆:和圆:交于,两点,则线段的垂直平分线所在直线的方程为
【答案】
【解析】由题意知:,且垂直平分,
∴线段的垂直平分线所在直线必过,故直线的方程为,整理得.
【题组六 切线及切线长】
1.(2021·浙江高二期末)已知圆,圆,则两圆的公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】因为圆,圆,
所以, ,所以,
所以两圆相交,所以两圆的公切线的条数为2,故选:B
2.(2021·湖北省直辖县级行政单位·高二期末)已知圆与圆,则两圆公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】圆,即,圆心,半径;圆,即,圆心,半径,所以圆心距,,所以两圆相交,故有两条公切线,故选:B
3.(2021·全国高二专题练习)圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+(y-3)2=1的内公切线有且仅有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
【答案】B
【解析】圆心距为3,半径之和为2,故两圆外离,内公切线条数为2.故选:B.
4.(2021·全国高二单元测试)圆与圆的公切线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
由于圆心距,满足:,
故两圆相交,故而可得两圆公切线的条数为2条,故选:B.
5.(2021·浙江绍兴市·高二期末)已知圆与圆恰有两条公切线,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【解析】由题可得圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
两圆恰有两条公切线,两圆相交,,
,
,解得或.故选:D.
6.(2021·全国高三其他模拟(理))已知圆,圆,则下列不是,两圆公切线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意,圆的圆心坐标为,半径为
圆的圆心坐标为,半径为
如图所示,两圆相离,有四条公切线.
两圆心坐标关于原点对称,则有两条切线过原点,
设切线,则圆心到直线的距离,解得或,
另两条切线与直线平行且相距为1,又由,
设切线,则,解得,
结合选项,可得D不正确.
故选:D.
7.(2021·湖南)(多选)已知圆,圆,则下列是圆与圆的公切线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】, 半径 , 两圆相离,有四条公切线
两圆心坐标关于原点对称,则有两条切线过原点,
设切线, 则圆心到直线的距离 , 解得 或 ,
另两条切线与直线平行且相距为1,,
设切线 , 则 ,解得.
所以只有项不正确(也可以不计算,通过斜率即可排除D)
故选:ABC
9.(2021·全国高二课时练习)若点在以坐标原点为圆心的圆上,则该圆在点处的切线方程为__________.
【答案】
【解析】由题意可得和切线垂直,故切线的斜率为,故切线的方程为,即,故答案为.
10.(2021·上海市延安中学高二期末)过原点且与圆相切的直线方程为__________
【答案】或
【解析】由圆的圆心为,半径,
故过原点的切线斜率不存在时,其切线方程为,
当切线斜率存在时,可设直线方程为,
由圆心到直线的距离,
解得,切线方程为,
故答案为:或.
11(2021·四川南充市·(理))过作圆的切线,则其切线方程为____________.
【答案】或
【解析】圆的圆心为,半径为1,
(1)当过点的直线垂直于轴时,
此时直线斜率不存在,方程是,
圆心到直线的距离为,
直线符合题意;
(2)当过点的直线不垂直于轴时,
设直线方程为,即.
直线是的切线,
点到直线的距离为,解之得,
此时直线方程为.
切线方程为或.
故答案为:或.
12.(2021·全国)过点P(2,1)作圆x2+(y-2)2=1的切线,则切线长为________.
【答案】2
【解析】点P(2,1)到圆心(0,2)的距离为,
所以切线长为.故答案为:2.
13.(2021·全国高二课时练习)自点A(-1,4)作圆(x-2)2+(y-3)2=1的切线,切点为B,则AB的长为________.
【答案】3
【解析】点A到圆心C(2,3)的距离为=,所以切线长为=3.
故答案为:3.
14.(2021·青海西宁市·湟川中学高二月考(文))已知点是直线()上一动点,、是圆的两条切线,、是切点,若四边形的最小面积是,则______.
【答案】2
【解析】圆的圆心为,半径为,
由圆的性质可知,四边形的面积,
又四边形的最小面积是2,则的最小值为,
则,
因为,所以当取最小值时,最小;
又点是直线上的动点,
当垂直于直线时,最小,即为圆心到直线的距离;
所以,解得,
因为,所以.故答案为:.
【题组七 实际生活运用】
1.(2020·上海市七宝中学高二期中)在2020年北京举办的国际自主智能AI大赛中,主办方设计了一个矩形场地(如图),在边上距离点6米的处有一只电子狗,在距离点3米处放置一个机器人.电子狗的运动速度是机器人速度的两倍.如果同时出发,机器人比电子狗早到达或同时到达某点,那么机器狗将被机器人捕获,电子狗失败,这点叫失败点.
(1)求在这个矩形场地内电子狗失败的区域;
(2)若为矩形场地边上的一点,若电子狗在线段上都能逃脱,问:点应在何处?
【答案】(1)以为圆心,2为半径的半圆及其内部;(2)点的横坐标取值范围是.
【解析】建立以点为坐标原点,为轴,为轴的直角坐标系,
如图
,,
设机器人的速度为,则电子狗的速度为,电子狗失败的区域内任意点
可得,,
即,,
即失败点组成的区域为以为圆心,2为半径的半圆及其内部;
(2)当线段与(1)中圆相切时,
,所以
若电子狗在线段上都能逃脱,点的横坐标取值范围是.
2.(2021·安徽)在某海礁A处有一风暴中心,距离风暴中心A正东方向200km的B处有一艘轮船,正以北偏西a(a为锐角)角方向航行,速度为40km/h.已知距离风暴中心180km以内的水域受其影响.
(1)若轮船不被风暴影响,求角α的正切值的最大值?
(2)若轮船航行方向为北偏西45°,求轮船被风暴影响持续多少时间?
【答案】(1)(2)
【解析】(1)根据题意画出图形,如图所示,
则圆的方程为,
设过点的直线方程为,;
即,
则圆心到直线的距离为,
化简得,
解得;
,
,
,
若轮船不被风暴影响,则角a的正切值的最大值为;
(2)若轮船航行方向为北偏西,则直线方程为,
则圆心到该直线的距离为,
弦长为,
则轮船被风暴影响持续的时间为.
3.(2020·全国高二课时练习)如图,已知一艘海监船O上配有雷达,其监测范围是半径为25 km的圆形区域,一艘外籍轮船从位于海监船正东40 km的A处出发,径直驶向位于海监船正北30 km的B处岛屿,速度为28 km/h.
问:这艘外籍轮船能否被海监船监测到?若能,持续时间多长?(要求用坐标法)
【答案】0.5 h
【解析】如图,以O为原点,东西方向为x轴建立直角坐标系,则A(40,0),B(0,30),圆O方程x2+y2=252.
直线AB方程:+=1,即3x+4y-120=0.
设O到AB距离为d,则d==24<25,
所以外籍轮船能被海监船监测到.
设监测时间为t,则t== (h)
答:外籍轮船能被海监船监测到,时间是0.5 h.
4.(2020·全国高二课时练习)如图所示,一座圆拱(圆的一部分)桥,当水面在图位置m时,拱顶离水面2 m,水面宽 12 m,当水面下降1 m后,水面宽多少米?
【答案】
【解析】以圆拱拱顶为坐标原点,以过拱顶的竖直直线为y轴,建立直角坐标系,设圆心为C,水面所在弦的端点为A、B,则由已知得A(6,-2).
设圆的半径为r,则C(0,-r),即圆的方程为
x2+(y+r)2=r2.①
将点A的坐标为(6,-2)代入方程①,解得r=10.
∴圆的方程为x2+(y+10)2=100.②
当水面下降1米后,可设点A′的坐标为(x0,-3)(x0>3),
将A′的坐标(x0,-3)代入方程②,求得.
∴水面下降1米后,水面宽为
【题组八 综合运用】
1.(2021·安徽合肥市·高二期末(理))已知圆C的圆心在直线上,且过点和点.
(1)求圆C的标准方程;
(2)求过点的圆C的切线方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)设圆的方程为,圆心为,
则,解得,
故方程为,化为标准方程为;
(2)由(1)可知圆心为,半径为,
可得在圆上,
,切线的斜率为3,
故切线方程为,即.
2.(2021·北京高二期末)已知直线过点,再从下列条件①、条件②、条件③这三个条件中任意选择一个作为已知,求直线的方程.
条件①:直线经过直线与 的交点;
条件②:直线与圆相切;
条件③:直线与坐标轴围成的三角形的面积为.
【答案】答案见解析.
【解析】选择条件①:
解方程组 得
则直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
选择条件②:
设直线的方程为(显然直线的斜率存在),即.
圆的圆心为,半径为.
因为 直线与圆相切,
所以 . 解得.
所以直线的方程为,即.
选择条件③:
设直线的方程为(显然直线不与坐标轴平行),
令 得.
则 .
解得.
所以直线的方程为,即,.
3.(2021·全国高二课时练习)在平面直角坐标系中,直线x+y+3=0与圆C相切,圆心C的坐标为(1,1).
(1)求圆C的方程;
(2)设直线y=kx+2与圆C没有公共点,求k的取值范围;
(3)设直线y=x+m与圆C交于M,N两点,且OM⊥ON,求m的值.
【答案】(1);(2);(3).
【解析】(1)∵直线与圆C相切,且圆心C的坐标为,
∴圆C的半径,
则圆C的方程为;
(2)∵直线y=kx+2与圆C没有公共点,
∴点到直线的距离,解得,
∴k的取值范围为;
(3)联立,得,
由,解得,
设,
则,
∵,∴,
即,
∴,解得,符合题意,
∴.
4.(2021·浙江宁波市·高二期末)已知直线与圆相交于,不同两点.
(1)若,求的值;
(2)设是圆上的一动点(异于,),为坐标原点,若,求面积的最大值.
【答案】(1)或2;(2)最大值为.
【解析】(1)∵直线与圆交于两点,∴,解得,
∵,∴或2.
(2)设,,
将代入方程,
整理得,
∴,,,
,
由题设可得,解得,由(1)知,
所以直线的方程为,
可知圆心在直线上,∴是圆的直经,且,
∵是圆上的一动点(异于,),∴到直线的最大距离即为半径为1,
∴面积的最大值为.
5.(2021·上海高二专题练习)已知圆C:及点P(0,1),过点P的直线与圆交于A、B两点.
(1)若弦长求直线AB的斜率;
(2)求△ABC面积的最大值,及此时弦长
【答案】(1)斜率为0或 ;(2) △ABC面积的最大值为, .
【解析】(1) 圆C的圆心坐标为,半径为3, 由垂径定理及勾股定理可知:圆心到直线直线AB的距离,设直线AB的斜率为,则方程为,由点到直线距离公式可得:,
解得或;
(2)设、圆心到直线的距离,根据垂径定理、勾股定理可知:,,当且仅当取等号,此时,
所以求△ABC面积的最大值为, .
6.(2021·湖南怀化市)已知平面直角坐标系上一动点到点的距离是点到点的距离的2倍.
(Ⅰ)求点的轨迹方程:
(Ⅱ)若点与点关于点对称,求、两点间距离的最大值;
(Ⅲ)若过点的直线与点的轨迹相交于、两点,,则是否存在直线,使取得最大值,若存在,求出此时的方程,若不存在,请说明理由.
【答案】(1) .(2) .
(3)存在直线的方程为或.
【解析】(1)由已知,,
∴,即,
(2)设,因为点与点关于点对称,
则点坐标为,
∵点在圆上运动,∴点的轨迹方程为,
即:,
;
(3)由题意知的斜率一定存在,设直线的斜率为,且,,
则,
联立方程:,
∴,
又∵直线不经过点,则.
∵点到直线的距离,,
∴,
∵,
∴当时,取得最大值2,此时,,
∴直线的方程为或.
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