2025年高考数学一轮复习-8.4直线与圆、圆与圆的位置关系【课件】
展开1. 能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.2. 能用直线和圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题.
必备知识 系统梳理 基础重落实
1. 直线 y = x +1与圆 x 2+ y 2=1的位置关系为( )
2. 圆 O 1: x 2+ y 2-2 y =0与圆 O 2: x 2+ y 2-4=0的位置关系是( )
解析: 两圆方程可化为 x 2+( y -1)2=1, x 2+ y 2=4.两圆圆 心分别为 O 1(0,1), O 2(0,0),半径分别为 r 1=1, r 2=2.因 为| O 1 O 2|=1= r 2- r 1,所以两圆内切.
4. 已知圆 C : x 2+ y 2=9,过点 P (3,1)作圆 C 的切线,则切线方程 为 .
x =3或4 x +3 y -15=0
1. 圆的切线方程常用结论(1)过圆 x 2+ y 2= r 2上一点 P ( x 0, y 0)的圆的切线方程为 x 0 x + y 0 y = r 2;(2)过圆( x - a )2+( y - b )2= r 2上一点 P ( x 0, y 0) 的圆的切线方程为( x 0- a )·( x - a )+( y 0- b )·( y - b )= r 2;(3)过圆 x 2+ y 2= r 2外一点 P ( x 0, y 0)作圆的两条切线,则两 切点所在直线方程为 x 0 x + y 0 y = r 2.
2. 两圆相交时公共弦的方程
设圆 C 1: x 2+ y 2+ D 1 x + E 1 y + F 1=0, ①
圆 C 2: x 2+ y 2+ D 2 x + E 2 y + F 2=0, ②
若两圆相交,则有一条公共弦,其公共弦所在直线方程可由①-② 所得,即:( D 1- D 2) x +( E 1- E 2) y +( F 1- F 2)=0.
3. 圆系方程(1)同心圆系方程:( x - a )2+( y - b )2= r 2( r >0),其中 a , b 是定值, r 是参数;
(2)过直线 Ax + By + C =0与圆 x 2+ y 2+ Dx + Ey + F =0交点的 圆系方程: x 2+ y 2+ Dx + Ey + F +λ( Ax + By + C )=0 (λ∈R);
(3)过圆 C 1: x 2+ y 2+ D 1 x + E 1 y + F 1=0和圆 C 2: x 2+ y 2+ D 2 x + E 2 y + F 2=0交点的圆系方程: x 2+ y 2+ D 1 x + E 1 y + F 1 +λ( x 2+ y 2+ D 2 x + E 2 y + F 2)=0(λ≠-1)(该圆系不 含圆 C 2,解题时,注意检验圆 C 2是否满足题意,以防漏解).
1. 过点(2,2)作圆( x -1)2+ y 2=5的切线,则切线方程为 ( )
解析: 显然点(2,2)在圆上,由结论1可得(2-1)( x - 1)+(2-0) y =5,即 x +2 y -6=0,故选C.
2. 圆 x 2+ y 2-4=0与圆 x 2+ y 2-4 x +4 y -12=0的公共弦长为 .
3. 经过两圆 x 2+ y 2+6 x -4=0和 x 2+ y 2+6 y -28=0的交点,并且圆 心在直线 x - y -4=0上的圆的方程为 .
x 2+ y 2- x +7 y -32=0
精选考点 典例研析 技法重悟通
直线与圆的位置关系判断
1. “ a =3”是“直线 y = x +4与圆( x - a )2+( y -3)2=8相切” 的( )
2. (2024·衡水模拟)直线 l : mx - y +1- m =0与圆 C : x 2+( y - 1)2=5的位置关系是( )
3. (2024·武汉模拟)若直线 x - y +1=0与圆( x - a )2+ y 2=2有公 共点,则实数 a 的取值范围是 .
练后悟通判断直线与圆的位置关系的常见方法(1)几何法:利用 d 与 r 的关系判断;(2)代数法:联立方程之后利用Δ判断;(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断 直线与圆相交.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.
考向1 圆的弦长问题【例1】 (1)(多选)已知圆 C :( x -1)2+( y -1)2=16,直 线 l :(2 m -1) x +( m -1) y -3 m +1=0.下列说法正确的是( )
解题技法直线被圆截得的弦长的两种求法
考向2 圆的切线问题【例2】 (1)已知点 M (3,1),圆 C :( x -1)2+( y -2)2= 4,则过点 M 的圆 C 的切线方程为 ;其切 线长 l = .
x -3=0或3 x -4 y -5=0
(2)由直线 x +2 y -7=0上一点 P 引圆 x 2+ y 2-2 x +4 y +2=0的一 条切线,切点为 A ,则| PA |的最小值为 .
解题技法解决直线与圆相切问题的策略
1. (2024·北京高考9题)已知圆 C : x 2+ y 2=4,直线 l : y = kx + m ,当 k 变化时, l 截得圆 C 弦长的最小值为2,则 m =( )
2. (2024·新高考Ⅰ卷6题)过点(0,-2)与圆 x 2+ y 2-4 x -1=0相 切的两条直线的夹角为α,则 sin α=( )
3. 若圆 x 2+ y 2= r 2( r >0)上恒有4个点到直线 l : x - y -2=0的距 离为1,则实数 r 的取值范围是 .
(2)已知圆 C 1: x 2+ y 2+2 x +2 y -8=0与圆 C 2: x 2+ y 2-2 x +10 y -24=0相交于 A , B 两点,则公共弦 AB 的长为 ,经过 A , B 两点且面积最小的圆的方程为 .
( x +2)2+( y -1)2=
解题技法圆与圆位置关系相关问题的求解策略(1)判断两圆的位置关系时常用几何法,即利用两圆圆心之间的距 离与两圆半径之间的关系;(2)若两圆相交,则两圆公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作 差消去 x 2, y 2项得到.
1. 已知圆 C 1:( x -3)2+( y +4)2=1与 C 2:( x - a )2+( y - a +3)2=9恰好有4条公切线,则实数 a 的取值范围是( )
2. (2024·新高考Ⅰ卷14题)写出与圆 x 2+ y 2=1和( x -3)2+( y - 4)2=16都相切的一条直线的方程 .
x =-1或7 x -24 y -25=0或3
x +4 y -5=0(答案不唯一)
解析:法一 如图,因为圆 x 2+ y 2=1的圆心为 O (0,0),半径 r 1=1,圆( x -3)2+( y -4)2=16的圆心为 A (3,4),半径 r 2=4,所以| OA |=5, r 1+ r 2=5,所以| OA |= r 1+ r 2,所以两圆外切,公切线有三种情况:①易知公切线 l 1的方程为 x =-1.
法二 根据题意,精确作出两圆(需用到尺规),由图形可直观快速 看出直线 x =-1是两圆的一条公切线,经验证符合题意.
隐圆问题是近几年新高考的热点,难度中等.所谓隐圆就是在题设 中没有明确给出圆的相关信息,而是隐含在题目中,要通过分析、转 化,发现圆(或圆的方程),从而利用圆的知识来解决问题.
一、利用圆的定义(动点到定点的距离为定值或垂直关系)确定隐圆
【例1】 (1)在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 1: kx - y +2=0与 直线 l 2: x + ky -2=0相交于点 P ,则当实数 k 变化时,点 P 到直线 x - y -4=0的距离的最大值为( )
(2)已知圆 O : x 2+ y 2=1,圆 M :( x - a )2+( y - a +4)2=1. 若圆 M 上存在点 P ,过点 P 作圆 O 的两条切线,切点分别为 A , B ,使得∠ APB =60°,则实数 a 的取值范围为 .
三、由两定点 A , B ,动点 P 满足| PA |2+| PB |2是定值确定隐圆【例3】 (1)在平面直角坐标系 xOy 中,已知圆 C :( x +1)2+ y 2=2,点 A (2,0),若圆 C 上存在点 M ,满足| MA |2+| MO | 2≤10,则点 M 的纵坐标的取值范围是 ;
(2)在平面直角坐标系 xOy 中,已知圆 C :( x - a )2+( y - a + 2)2=1,点 A (0,2),若圆 C 上存在点 M ,满足| MA |2 +| MO |2=10,则实数 a 的取值范围是 .
(2)在平面直角坐标系 xOy 中,点 A (0,3),直线 l : y =2 x -4. 设圆 C 的半径为1,圆心在 l 上.若圆 C 上存在点 M ,使| MA | =2| MO |,则圆心 C 的横坐标的取值范围是 .
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1. (2024·合肥模拟)已知两圆方程分别为 x 2+ y 2=4和( x -3)2+ ( y -4)2=9,则两圆的公切线有( )
2. (2024·新昌模拟)若直线 y = x + m 与圆( x +1)2+( y +2)2=1 交于 A , B 两点,且| AB |=2,则 m =( )
解析: 由圆的标准方程可知圆的圆心为(-1,-2),直径为 2,因为| AB |=2,所以直线过圆的圆心,将圆心坐标代入直线 方程,得-2=-1+ m ,解得 m =-1.故选A.
4. (多选)已知直线 l 与圆 C : x 2+ y 2+2 x -4 y + a =0相交于 A , B 两点,弦 AB 的中点为 M (0,1),则下列结论正确的是( )
5. (多选)已知圆 O 1: x 2+ y 2-2 x -3=0和圆 O 2: x 2+ y 2-2 y -1 =0的交点为 A , B ,则( )
7. 若 A 为圆 C 1: x 2+ y 2=1上的动点, B 为圆 C 2:( x -3)2+( y + 4)2=4上的动点,则线段 AB 长度的最大值是 .
解析:圆 C 1: x 2+ y 2=1的圆心为 C 1(0,0),半径 r 1=1,圆 C 2:( x -3)2+( y +4)2=4的圆心为 C 2(3,-4),半径 r 2= 2,所以| C 1 C 2|=5.又 A 为圆 C 1上的动点, B 为圆 C 2上的动点, 所以线段 AB 长度的最大值是| C 1 C 2|+ r 1+ r 2=5+1+2=8.
8. 已知圆 C :( x -2)2+( y -3)2=4外有一点 P (4,-1),过 点 P 作直线 l .
(1)当直线 l 与圆 C 相切时,求直线 l 的方程;
(2)当直线 l 的倾斜角为135°时,求直线 l 被圆 C 所截得的弦长.
10. (多选)已知圆 M :( x -3 k )2+( y -4 k -2)2=1+ k 2,则下 列四个命题中真命题有( )
11. (多选)(2024·新高考Ⅰ卷11题)已知点 P 在圆( x -5)2+( y - 5)2=16上,点 A (4,0), B (0,2),则( )
12. (2024·新高考Ⅱ卷15题)设点 A (-2,3), B (0, a ),若直 线 AB 关于 y = a 对称的直线与圆( x +3)2+( y +2)2=1有公共 点,则 a 的取值范围是 .
(2)圆 C 与坐标轴相交于三点,求以这三个点为顶点的三角形的 内切圆的半径.
16. 如图,一个湖的边界是圆心为 O 的圆,湖的一侧有一条直线型公 路 l ,湖上有桥 AB ( AB 是圆 O 的直径).规划在公路 l 上选两个点 P , Q ,并修建两段直线型道路 PB , QA ,规划要求:线段 PB , QA 上的所有点到点 O 的距离均不小于圆 O 的半径.已知点 A , B 到 直线 l 的距离分别为 AC 和 BD ( C , D 为垂足),测得 AB =10, AC =6, BD =12(单位:百米).(1)若道路 PB 与桥 AB 垂直,求道路 PB 的长;
解:如图,过 O 作 OH ⊥ l ,垂足为 H .以 O 为坐标原点,直线 OH 为 y 轴,建立平面直角坐标系.因为 BD =12, AC =6,所以 OH =9,直线 l 的方程为 y =9,点 A , B 的 纵坐标分别为3,-3.因为 AB 为圆 O 的直径, AB =10,所以圆 O 的方程为 x 2+ y 2=25.
(2)在规划要求下, P 和 Q 中能否有一个点选在 D 处?并说 明理由;
(3)在规划要求下,若道路 PB 和 QA 的长度均为 d (单位:百 米),求当 d 最小时, P , Q 两点间的距离.
解:先讨论点 P 的位置.当∠ OBP <90°时,线段 PB 上存在点到点 O 的 距离小于圆 O 的半径,点 P 不符合规划要求;
当∠ OBP ≥90°时,对线段 PB 上任意一点 F , OF ≥ OB ,即线段 PB 上所有点到点 O 的距离均不小于圆 O 的半径,点 P 符合规 划要求.当∠ OBP =90°时,设 P 1为 l 上一点,且 P 1 B ⊥ AB ,由(1)知, P 1 B =15,此时 P 1(-13,9);当∠ OBP >90°时,在△ PP 1 B 中, PB > P 1 B =15.由上可知, d ≥15.再讨论点 Q 的位置.
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新高考数学一轮复习课件 第8章 §8.4 直线与圆、圆与圆的位置关系: 这是一份新高考数学一轮复习课件 第8章 §8.4 直线与圆、圆与圆的位置关系,共60页。PPT课件主要包含了落实主干知识,探究核心题型,课时精练等内容,欢迎下载使用。
(新高考)高考数学一轮复习课件第8章§8.4《直线与圆、圆与圆的位置关系》(含解析): 这是一份(新高考)高考数学一轮复习课件第8章§8.4《直线与圆、圆与圆的位置关系》(含解析),共60页。PPT课件主要包含了考试要求,落实主干知识,dr1+r2,d=r1+r2,d=r1-r2,dr1-r2,探究核心题型,直线与圆的位置关系,思维升华,圆与圆的位置关系等内容,欢迎下载使用。