人教A版 (2019)选择性必修 第一册2.5 直线与圆、圆与圆的位置优秀课堂检测
展开知识点01:圆与圆的位置关系
1、圆与圆的位置关系
(1)圆与圆相交,有两个公共点;
(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点;
(3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点.
2、圆与圆的位置关系的判定
2.1几何法
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
①当时,两圆相交;
②当时,两圆外切;
③当时,两圆外离;
④当时,两圆内切;
⑤当时,两圆内含.
2.2代数法
设:
:
联立消去“”得到关于“”的一元二次方程,求出其
①与设设相交
②与设设相切(内切或外切)
③与设设相离(内含或外离)
【即学即练1】(2023春·江西萍乡·高二校联考阶段练习)圆O:与圆C: 的位置关系是( )
A.相交B.相离C.外切D.内切
【答案】C
【详解】圆是以为圆心,半径的圆,
圆:改写成标准方程为,则圆是以为圆心,半径的圆,
则,=3,所以两圆外切,
故选:.
知识点02:圆与圆的公共弦
1、圆与圆的公共弦
圆与圆相交得到的两个交点,这两点之间的线段就是两圆的公共弦.
2、公共弦所在直线的方程
设:
:
联立作差得到:即为两圆共线方程
3、公共弦长的求法
代数法:将两圆的方程联立,解出两交点的坐标,利用两点间的距离公式求其长.
几何法:求出公共弦所在直线的方程,利用勾股定理解直角三角形,求出弦长.
【即学即练2】(2022秋·高二课时练习)已知圆与圆,求两圆的公共弦所在的直线方程( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】将两个圆的方程相减,得3x-4y+6=0.
故选:D.
知识点03:圆与圆的公切线
1、公切线的条数
与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,圆的公切线包括外公切线和内公切线两种.
(1)两圆外离时,有2条外公切线和2条内公切线,共4条;
(2)两圆外切时,有2条外公切线和1条内公切线,共3条;
(3)两圆相交时,只有2条外公切线;
(4)两圆内切时,只有1条外公切线;
(5)两圆内含时,无公切线.
2、公切线的方程
核心技巧:利用圆心到切线的距离求解
【即学即练3】(2022秋·贵州遵义·高二习水县第五中学校联考期末)圆与圆的公切线的条数为( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【详解】圆的圆心坐标为,半径为5;
圆的圆心坐标为,半径为3,
所以两圆的圆心距为,
因为,所以两圆相交,
所以两圆的公切线有2条.
故选:B.
知识点04:圆系方程
(1) 以为圆心的同心圆圆系方程:;
(2) 与圆同心圆的圆系方程为;
(3) 过直线 ????? ????????.????3 \∗ ??????????? ????? ????????.????3 与圆交点的圆系方程为
4 过两圆,圆:交点的圆系方程为
(,此时圆系不含圆:)特别地,当时,上述方程为一次方程.
两圆相交时,表示公共弦方程;两圆相切时,表示公切线方程.
【即学即练4】(2022秋·高二单元测试)求过两圆和圆的交点,且圆心在直线上的圆的方程.
【答案】
【详解】设圆的方程为,
则,
即,所以圆心坐标为,
把圆心坐标代入得,解得,
所以所求圆的方程为.
题型01 判断圆与圆的位置关系
【典例1】(2023春·江西萍乡·高二校联考阶段练习)圆O:与圆C: 的位置关系是( )
A.相交B.相离C.外切D.内切
【典例2】(2023春·安徽·高二池州市第一中学校联考阶段练习)圆与圆的位置关系是( )
A.外离B.外切C.相交D.内切
【典例3】(多选)(2023春·甘肃兰州·高二兰大附中校考阶段练习)已知圆和圆,则下列结论正确的是( )
A.圆与圆外切
B.直线与圆相切
C.直线被圆所截得的弦长为2
D.若分别为圆和圆上一点,则的最大值为10
【变式1】(2023春·江苏扬州·高二统考开学考试)圆与圆的位置关系为( ).
A.相交B.内切C.外切D.外离
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知圆:,圆:,则与的位置关系是( )
A.外切B.内切C.相交D.外离
题型02求两圆交点坐标
【典例1】(2022·高二课前预习)圆 与圆 的交点坐标为( )
A. 和B.和
C.和D.和
【典例2】(2022秋·贵州遵义·高二遵义一中校考阶段练习)圆:和圆:交于,两点,则线段的垂直平分线的方程是______.
【变式1】(2023秋·青海西宁·高二校考期末)圆与的交点坐标为______.
【变式2】(2022·高二课时练习)圆与圆的交点坐标为___________.
题型03由圆的位置关系确定参数
【典例1】(2023秋·浙江嘉兴·高二统考期末)已知圆:与圆:有公共点,则的取值范围为( )
A.B.C.D.
【典例2】(2023秋·陕西西安·高二长安一中校考期末)已知两圆和恰有三条公切线,若,,且,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【典例3】(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模)若圆和有且仅有一条公切线,则______;此公切线的方程为______
【变式1】(2023秋·高二课时练习)若两圆和圆相交,则的取值范围是( )
A.B.或
C.D.或
【变式2】(2023秋·高一单元测试)已知圆与圆内切,则的最小值为_______
题型04由圆与圆的位置关系确定圆的方程
【典例1】(2023·河南商丘·商丘市实验中学校联考模拟预测)已知圆,圆过点且与圆相切于点,则圆的方程为__________.
【典例2】(2023·河南焦作·统考模拟预测)已知圆,的圆心都在坐标原点,半径分别为与.若圆的圆心在轴正半轴上,且与圆,均内切,则圆C的标准方程为_________.
【典例3】(2023春·江西宜春·高二统考阶段练习)已知圆
(1)若直线过定点,且与圆相切,求直线的方程;
(2)若圆的半径为3,圆心在直线上,且与圆外切,求圆的方程.
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)经过点以及圆与交点的圆的方程为______.
【变式2】(2023·高二课时练习)已知圆和圆,求过两圆交点,且面积最小的圆的方程.
题型05相交圆的公共弦方程
【典例1】(2023·河南·统考二模)若圆与圆的公共弦的长为1,则直线的方程为( )
A.B.
C.D.
【典例2】(2023春·安徽池州·高三池州市第一中学校考阶段练习)已知,直线为上的动点,过点作的切线,切点为,当最小时,直线的方程为__________.
【变式1】(2023春·全国·高二卫辉一中校联考阶段练习)已知圆:过圆:的圆心,则两圆相交弦的方程为______.
【变式2】(2023·天津和平·耀华中学校考二模)圆与圆的公共弦所在的直线方程为______.
题型06两圆的公共弦长
【典例1】(2023·天津滨海新·统考三模)已知圆:与圆:,若两圆相交于,两点,则______
【典例2】(2023秋·湖南张家界·高二统考期末)已知两圆,.
(1)取何值时两圆外切?
(2)当时,求两圆的公共弦所在直线的方程和公共弦的长.
【变式1】(2023春·福建厦门·高二厦门一中校考阶段练习)已知圆与圆有两个公共点、,且,则实数( )
A.B.C.D.
【变式2】(2023·浙江·高三专题练习)已知圆与交于两点.若存在,使得,则的取值范围为___________.
题型07圆的公切线条数
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)圆:与圆:公切线的条数为( )
A.1B.2C.3D.4
【典例2】(2023·山西·校联考模拟预测)已知圆:的圆心到直线的距离为,则圆与圆:的公切线共有( )
A.0条B.1条C.2条D.3条
【典例3】(2023秋·河北保定·高二统考期末)若圆与圆恰有两条公共的切线,则的取值范围为( )
A.B.C.D.
【典例4】(2023春·四川眉山·高二四川省眉山第一中学校考开学考试)已知圆:与:恰好有4条公切线,则实数的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)若圆与圆有且仅有3条公切线,则=( )
A.14B.28C.9D.
【变式2】(2023秋·上海杨浦·高二复旦附中校考期末)两个圆:与:恰有三条公切线,则的最大值为( )
A.B.C.6D.-6
【变式3】(2023·全国·模拟预测)已知圆,圆,则同时与圆和圆相切的直线有( )
A.4条B.3条C.2条D.0条
【变式4】(2023春·青海西宁·高二校考开学考试)圆与圆的公切线条数为( )
A.0B.1C.2D.3
题型08圆的公切线方程
【典例1】(多选)(2023·高二课时练习)已知圆,圆,则下列是,两圆公切线的直线方程为( )
A.y=0B.3x-4y=0C.D.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知圆与圆恰有两条公切线,则满足题意的一个的取值为____;此时公切线的方程为__________.
【典例3】(2023·全国·高三专题练习)写出与圆和圆都相切的一条直线的方程___________.
【变式1】(2023秋·山东聊城·高二统考期末)已知圆:与圆:相内切,则与的公切线方程为( )
A.B.
C.D.
【变式2】(2023·湖北黄冈·浠水县第一中学校考模拟预测)写出与圆和圆都相切的一条直线的方程___________.
题型09圆的公切线长
【典例1】(2022秋·广东云浮·高二校考期中)已知圆的方程为,圆的方程为.
(1)判断圆与圆是否相交,若相交,求过两交点的直线方程及两交点间的距离;若不相交,请说明理由.
(2)求两圆的公切线长.
【变式1】(2022·高二课时练习)求圆与圆的内公切线所在直线方程及内公切线的长.
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
一、单选题
1.(2023春·天津北辰·高二天津市第四十七中学校考阶段练习)设圆,圆,则圆,的位置( )
A.内切B.相交C.外切D.外离
2.(2023·山西·校联考模拟预测)已知圆和交于A,B两点,则( )
A.B.C.D.
3.(2023秋·湖南郴州·高二统考期末)与两圆和都相切的直线有( )条
A.1B.2C.3D.4
4.(2023秋·贵州黔东南·高二凯里一中校考期末)已知圆与圆有两个交点,则的取值范围是( )
A.B.
C.D.
5.(2023秋·高一单元测试)已知点是圆上的一点,过点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A.B.C.D.
6.(2023春·河南洛阳·高二统考期末)已知点P为直线上的一点,M,N分别为圆:与圆:上的点,则的最小值为( )
A.5B.3C.2D.1
7.(2023·全国·高三专题练习)圆:与圆:公切线的条数为( )
A.1B.2C.3D.4
8.(2023秋·安徽滁州·高二校联考期末)已知圆:,为直线:上的一点,过点作圆的切线,切点分别为,,当最小时,直线的方程为( )
A.B.C.D.
二、多选题
9.(2023秋·高一单元测试)点在圆:上,点在圆:上,则( )
A.的最小值为
B.的最大值为
C.两个圆心所在的直线斜率为
D.两个圆公共弦所在直线的方程为
10.(2023春·甘肃兰州·高二兰大附中校考阶段练习)已知圆和圆,则下列结论正确的是( )
A.圆与圆外切
B.直线与圆相切
C.直线被圆所截得的弦长为2
D.若分别为圆和圆上一点,则的最大值为10
三、填空题
11.(2023秋·高一单元测试)已知圆与圆内切,则的最小值为_______
12.(2023·天津·高三专题练习)已知圆与圆外切,此时直线被圆所截的弦长为__________.
四、解答题
13.(2023秋·高二课时练习)如图,已知点A、B的坐标分别是,点C为线段AB上任一点,P、Q分别以AC和BC为直径的两圆的外公切线的切点,求线段PQ的中点的轨迹方程.
14.(2023秋·河北保定·高二统考期末)已知圆与圆
(1)求证:圆与圆相交;
(2)求两圆公共弦所在直线的方程;
(3)求经过两圆交点,且圆心在直线上的圆的方程.
B能力提升
1.(2023·黑龙江大庆·大庆实验中学校考模拟预测)已知圆和两点,,若圆C上至少存在一点P,使得,则实数a的取值范围是( )
A.B.C.D.
2.(2023·浙江嘉兴·校考模拟预测)已知动直线与圆交于,两点,且.若与圆相交所得的弦长为,则的最大值与最小值之差为( )
A.B.1C.D.2
3.(2023·北京通州·统考模拟预测)在平面直角坐标系内,点O是坐标原点,动点B,C满足,,A为线段中点,P为圆任意一点,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
4.(2023·全国·高三专题练习)已知平面内的动点,直线:,当变化时点始终不在直线上,点为:上的动点,则的取值范围为( )
A.B.
C.D.
C综合素养
1.(2023春·上海黄浦·高二上海市敬业中学校考期中)已知直线,圆.
(1)证明:直线与圆相交;
(2)设直线与的两个交点分别为、,弦的中点为,求点的轨迹方程;
(3)在(2)的条件下,设圆在点处的切线为,在点处的切线为,与的交点为.证明:Q,A,B,C四点共圆,并探究当变化时,点是否恒在一条定直线上?若是,请求出这条直线的方程;若不是,说明理由.
2.(2023春·上海黄浦·高二格致中学校考阶段练习)已知圆和圆
(1)若圆与圆相交于两点,求的取值范围,并求直线的方程(用含有的方程表示)
(2)若直线与圆交于两点,且,求实数的值
3.(2023·上海·高二专题练习)已知圆C:(x+1)2+y2=a(a>0),定点A(m,0),B(0,n),其中m,n为正实数.
(1)当a=m=n=3时,判断直线AB与圆C的位置关系;
(2)当a=4时,若对于圆C上任意一点P均有PA=λPO成立(O为坐标原点),求实数m,λ的值;
(3)当m=2,n=4时,对于线段AB上的任意一点P,若在圆C上都存在不同的两点M,N,使得点M是线段PN的中点,求实数a的取值范围.
课程标准
学习目标
①掌握两圆位置关系的判定的代数方法与几何方法。
②会应用两圆的位置关系求与两圆有关的几何量问题。
通过本节课的学习,会判断两圆的位置关系,会求与两圆位置有关的点的坐标、公共弦长及公共弦所在的直线方程,能求与两圆位置关系相关的综合问题.
图象
位置关系
图象
位置关系
外
离
外
切
相
交
内
切
内
含
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