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      新高考数学二轮专题重难点培优训练热点7-1 直线与圆综合(10题型 满分技巧 限时检测)(2份,原卷版+解析版)

      • 1.13 MB
      • 2026-06-22 04:09:06
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      新高考数学二轮专题重难点培优训练热点7-1 直线与圆综合(10题型 满分技巧 限时检测)(2份,原卷版+解析版)

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      这是一份新高考数学二轮专题重难点培优训练热点7-1 直线与圆综合(10题型 满分技巧 限时检测)(2份,原卷版+解析版),共8页。试卷主要包含了直线的方程,线关于线等内容,欢迎下载使用。
      1、直线的方程、直线平行与垂直、点到直线的距离公式等多以选择题、填空题的形式出现,难度较小;
      2、圆是高考数学的热点命题,常与圆锥曲线相结合,求圆的方程、弦长、面积等,此类试题难度中等,多以选择题或填空题的形式考查;
      3、直线与圆偶尔单独命题,有时也会出现在压轴题的位置,多与导数、圆锥曲线相结合,难度较大,对直线与圆的方程的考查主要体现在圆锥曲线的综合问题上。
      【题型1 直线的倾斜角与斜率】
      【例1】(2022·全国·模拟预测)“直线的倾斜角为锐角”是“直线的斜率不小于”的( )
      A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
      满分技巧
      1、求倾斜角的取值范围的一般步骤
      (1)求出斜率k=tan α的取值范围.
      (2)利用三角函数的单调性,借助图象,确定倾斜角α的取值范围.求倾斜角时要注意斜率是否存在.
      2、斜率取值范围的2种求法
      (1)数形结合法:作出直线在平面直角坐标系中可能的位置,借助图形,结合正切函数的单调性确定;
      (2)函数图象法:根据正切函数图象,由倾斜角范围求斜率范围,反之亦可
      C.充要条件D.既不充分也不必要条件
      【答案】A
      【解析】若直线的斜率不小于,则该直线的倾斜角为锐角或,
      ∴“直线的倾斜角为锐角”是“直线的斜率不小于”的充分不必要条件.故选:A.
      【变式1-1】(2023·江西宜春·高三丰城中学校考阶段练习)设直线的方程为,则的倾斜角的取值范围是( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】直线的斜率,
      所以直线的倾斜角的取值范围是.故选:A
      【变式1-2】(2024·北京·高三北理工附中校考开学考试)已知直线,的斜率分别为,,倾斜角分别为,,则“"是“”的( )
      A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
      C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
      【答案】D
      【解析】由题意两直线均有斜率,所以,
      当时,取,则,
      但,即充分性不成立;
      当时,取,则,
      但,即必要性不成立;
      综上,“”是“”的既不充分也不必要条件.故选:D.
      【变式1-3】(2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考一模)已知直线的倾斜角满足,则的斜率的取值范围是( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】函数在上单调递增,
      又,,故的取值范围是.故选:C
      【变式1-4】(2024·全国·高三专题练习)(多选)已知点,,斜率为k的直线l过点,则下列斜率k的取值范围能使直线l与线段相交的有( )
      A. B. C. D.
      【答案】AB
      【解析】根据题意,在平面直角坐标系中,作出A,B,P三点,如图所示.
      当直线l与线段相交时,或,
      所以斜率k的取值范围是或斜率不存在,
      结合选项,选项A、B符合题意.故选:AB.
      【题型2 直线方程及过定点问题】
      【例2】(2024·山东青岛·高三统考期末)对于直线,下列选项正确的为( )
      满分技巧
      1、求解直线方程的两种方法
      (1)直接法:根据已知条件,选择适当的直线方程形式,直接写出直线方程;
      (2)待定系数法:①设所求直线方程的某种形式;②由条件建立所求参数的方程(组);③解这个方程(组)求出参数;④把参数的值代入所设直线方程
      2、直线过定点:过与的交点的直线可设为:
      A.直线倾斜角为 B.直线在轴上的截距为
      C.直线的一个方向向量为 D.直线经过第二象限
      【答案】C
      【解析】因为直线的斜率为,所以直线倾斜角为,故A错误;
      在中,令,解得,即直线在轴上的截距为,故B错误;
      在中,令,解得,即直线过两点,
      ,所以直线的一个方向向量为,故C正确;
      画出直线的图象如图所示,
      所以直线不经过第二象限,故D错误.故选:C.
      【变式2-1】(2023·湖北荆州·高三公安县车胤中学校考期末)已知直线的一个方向向量为,且经过点,则的方程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】由题意得直线的一个方向向量为,所以其斜率为,
      又它经过点,所以直线的方程为,即.故选:B.
      【变式2-2】(2024·广东广州·广东实验中学校考一模)已知点,直线与轴相交于点,则△中边上的高所在直线的方程是( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】直线与轴相交于点,令得
      由题知且直线的斜率得
      易知点在直线上,根据点斜式得即.故选:C.
      【变式2-3】(2023·福建莆田·高三莆田第十中学校考阶段练习)已知的三个顶点分别为.
      (1)求边的垂直平分线的方程;
      (2)已知平行四边形,求点的坐标.
      【答案】(1);(2)
      【解析】(1)设线段的中点,且,
      则边的垂直平分线的斜率,
      由直线的点斜式可得,化简可得.
      (2)由四边形为平行四边形,且,
      则,又,则.
      【变式2-4】(2022·江苏宿迁·高三沭阳如东中学校考期中)(多选)已知直线,直线,且与相交于点,则下列结论正确的是( )
      A.过定点过定点
      B.点的轨迹方程为
      C.点到点和点距离之和的最大值为
      D.设,则的最大值为
      【答案】BD
      【解析】由,即过定点,,即过定点,A错;
      由,即,所以的轨迹是以为直径的圆,
      所以圆心为,半径为,即轨迹方程为,B对;
      如下图,设,则,故,
      当且仅当时等号成立,故到点和点距离之和的最大值为,C错;
      由图知:当直线与圆相切时,最大,此时,
      所以且最大,D对.故选:BD
      【题型3 直线的平行与垂直问题】
      【例3】(2024·山东青岛·高三统考期末)“”是“直线与平行”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
      【答案】C
      【解析】当时,直线与平行;
      当直线与平行时,
      有且,解得,
      故“”是“直线与平行”的充要条件,故选:C
      【变式3-1】(2023·江西南昌·高三南昌二中校考阶段练习)已知,,直线和
      满分技巧
      1、由一般式方程确定两直线位置关系的方法
      直线方程
      l1:A1x+B1y+C1=0(A+B≠0),
      l2:A2x+B2y+C2=0(A+B≠0)
      l1与l2垂直的充要条件
      A1A2+B1B2=0
      l1与l2平行的充分条件
      =≠(A2B2C2≠0)
      l1与l2相交的充分条件
      ≠(A2B2≠0)
      l1与l2重合的充分条件
      ==(A2B2C2≠0)
      2、平行垂直直线一般方程的设法:
      (1)平行:与直线垂直的直线方程可设为
      (2)垂直:与直线垂直的直线方程可设为
      垂直,则的最小值为( )
      A.2 B.4 C.8 D.16
      【答案】C
      【解析】因为直线和垂直,
      所以,所以,
      因为,,所以,
      当且仅当,即时取等.故选:C.
      【变式3-2】(2023·全国·高三专题练习)(多选)已知直线,,则( )
      A.恒过点 B.若,则
      C.若,则 D.当时,不经过第三象限
      【答案】BD
      【解析】对于选项A:直线的方程可化为:,
      令得:,所以直线恒过点,故选项A错误,
      对于选项B:若时,显然不平行,
      若时,显然不平行,
      所以若,则,且,解得,故选项B正确,
      对于选项C:若,则,解得,故选项C错误,
      对于选项D:若直线不经过第三象限,当时,直线,符合题意,
      当时,则,解得,
      综上,,故选项D正确,故选:BD.
      【变式3-3】(2023·全国·高三专题练习)过点且与直线平行的直线方程为 .
      【答案】
      【解析】设所求直线方程为,
      因为点在直线上,
      所以,解得,
      故所求直线方程为.
      【变式3-4】(2023·广东珠海·统考模拟预测)过点且与直线垂直的直线方程是( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】直线的斜率为,故所求直线的斜率为,
      所以,过点且与直线垂直的直线方程是,
      即.故选:C.
      【题型4 直线的距离问题及应用】
      【例4】(2024·江西南昌·南昌二中校联考模拟预测)点到双曲线的渐近线的距离为( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】由题意,双曲线的渐近线方程为:,即,
      则点到双曲线的渐近线的距离为.故选:A
      【变式4-1】(2022·全国·高三专题练习)圆上到直线的距离等于1的点的个数为( )
      A.1 B.2 C.3 D.4
      【答案】C
      【解析】由题意知,圆心为,半径,
      满分技巧
      点到直线、两平行线间的距离公式的使用条件
      (1)求点到直线的距离时,应先化直线方程为一般式.
      (2)求两平行线之间的距离时,应先将方程化为一般式且x,y的系数对应相等.
      圆心到直线的距离,
      当,此时圆上有个点满足,
      当,此时圆上有个点满足,
      所以圆上到直线距离为的点的个数为.故C正确.故选:C.
      【变式4-2】(2023·全国·高三专题练习)已知两条平行直线:,:,则与间的距离为 .
      【答案】
      【解析】由,得,得,所以:,即,
      又:,所以与间的距离.
      【变式4-3】(2022·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)若直线与垂直,直线的方程为,则与间的距离为( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】因为直线与垂直,
      所以,解得,
      所以直线的方程为,直线的方程为,
      由平行线间的距离公式可得.故选:C.
      【变式4-4】(2023·河南南阳·高三南阳中学校考阶段练习)已知是椭圆上的动点,则点到直线的距离的最大值为( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】要使点到直线的距离最大,只需找到与平行、椭圆相切的最远的一条直线,
      令与平行、椭圆相切的直线为,联立椭圆,消去x,
      则,,可得,
      对于直线,与直线距离为;
      对于直线,与直线距离为;
      所以点到直线的距离的最大值为.故选:A
      【题型5 直线的对称问题及应用】
      【例5】(2022·全国·高三专题练习)已知直线,直线,若直线关于直线l的对称直线为,则直线的方程为 .
      【答案】.
      【解析】由题意知,设直线,在直线上取点,
      设点关于直线的对称点为,
      则, 解得,即,
      将代入的方程得,
      所以直线的方程为.
      【变式5-1】(2024·广东·高三广东实验中学校联考期末)直线关于直线对称的直线方程是( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】由题意,
      满分技巧
      1、点关于点:点P(x,y)关于点Q(a,b)的对称点P′(x′,y′)满足Errr!
      2、线关于点:直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.
      3、点关于线:点A(a,b)关于直线Ax+By+C=0(B≠0)的对称点A′(m,n),
      则有Errr!
      4、线关于线:直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.
      在直线中,作出图象如下图所示,
      由图可知,点关于直线对称的点为,
      直线与直线的交点为,
      ∴关于直线对称的直线方程为:,即,
      ∴关于直线对称的直线方程是:.故选:B.
      【变式5-2】(2023·湖北·高三校联考阶段练习)直线关于轴对称的直线方程是( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】设是所求直线上任意一点,
      则关于轴对称的点为,且在直线上,
      代入可得,即.故选:C.
      【变式5-3】(2022·江苏扬州·高三统考阶段练习)与直线关于轴对称的直线的方程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】设为所求直线上任一点,则关于轴对称的点为,
      由题意可得点在直线上,
      所以,即,
      所以与直线关于轴对称的直线的方程为,故选:B
      【变式5-4】(2024·陕西西安·统考一模)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的
      位置为.若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】如图,设点关于直线的对称点为,与直线交于,且设饮马处为,
      由轴对称性质得,,,解得,,故,
      即与重合时,将军饮马的总路程最短,
      则最短路程为.故选:C
      【题型6 圆的标准方程与一般方程】
      【例6】(2024·广东·珠海市第一中学校联考模拟预测)圆心在轴上,半径为1,且过点的圆的方程是( )
      A. B.
      C. D.
      【答案】A
      【解析】因为圆心在轴上,所以可设所求圆的圆心坐标为,
      则圆的方程为,又点在圆上,
      满分技巧
      求圆的方程的方法
      1、几何法:根据圆的几何性质,直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程.
      2、待定系数法:(1)若已知条件与圆心(a,b)和半径r有关,则设圆的标准方程,依据已知条件列出关于a,b,r的方程组,从而求出a,b,r的值;
      (2)若已知条件没有明确给出圆心或半径,则选择设圆的一般方程,依据已知条件列出关于D,E,F的方程组,进而求出D,E,F的值.
      所以,解得,
      所以所求圆的方程为.故选:A
      【变式6-1】(2023·河南·高三阶段练习)“”是“方程表示圆”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
      【答案】A
      【解析】因为方程,即表示圆,
      等价于0,解得或.
      故“”是“方程表示圆”的充分不必要条件.故选:A
      【变式6-2】(2023·广西·统考模拟预测)(多选)若点在圆的外部,则的取值可能为( )
      A. B.1 C.4 D.7
      【答案】BC
      【解析】由题设,在圆外,
      则,解得.故选:BC
      【变式6-3】(2023·安徽·高三校联考期末)若圆关于直线对称,则 .
      【答案】
      【解析】圆的圆心为,由题意可知,圆心在直线上,
      则,解得,当时,此时方程表示圆,满足题意.
      【变式6-4】(2024·全国·模拟预测)在平面直角坐标系中,圆与两坐标轴交于四点,其中,点在轴正半轴上,点在轴的正半轴上,圆的内接四边形的面积为,则圆的方程为( )
      A. B.
      C. D.
      【答案】B
      【解析】设,则.
      又因为,解得(负值舍去),
      因此圆心,圆的方程为,
      即,故B正确.故选:B.
      【题型7 圆的切线方程与切线长】
      【例7】(2024·福建·高三校联考开学考试)过点的直线l与圆相切,则直线l的方程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】由点P在圆C上,又由直线的斜率为,
      可得直线l的斜率为2,则直线l的方程为.故选:B.
      满分技巧
      1、求过一点(x0,y0)的圆的切线方程的方法
      (1)几何法:当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-y0=k(x-x0),即kx-y+y0-kx0=0.由圆心到直线的距离等于半径,即可求出k的值,进而写出切线方程,当斜率不存在时,要进行验证;
      (2)代数法:当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-y0=k(x-x0),即y=kx-kx0+y0,代入圆的方程,得到一个关于x的一元二次方程,由Δ=0,求得k,切线方程即可求出,当斜率不存在时,要进行验证
      2、切线长:若圆的方程为,则过圆外一点的切线长为.
      【变式7-1】(2024·陕西安康·安康中学校联考模拟预测)设点是直线与直线的交点,过点作圆的切线,请写出其中一条切线的方程: .(只需写一条即可).
      【答案】(或)
      【解析】如图,由题意知,圆,联立,解得,
      即点,过点作圆的切线,其切线方程为或.
      【变式7-2】(2023·全国·模拟预测)已知点在圆.上,点,若的最小值为,则过点A且与圆C相切的直线方程为( )
      A.或 B.或
      C.或 D.或
      【答案】A
      【解析】由圆方程可得圆心为,半径,
      因为的最小值为,所以,解得,故圆.
      若过点的切线斜率存在,
      设切线方程为,则,解得,
      所以切线方程为,即;
      若过点的切线斜率不存在,由圆方程可得,圆过坐标原点,所以切线方程为.
      综上,过点且与圆相切的直线方程为或.故选:A
      【变式7-3】(2024·安徽池州·高三统考期末)已知过点与圆:相切的两条直线分别是,若的夹角为,则( )
      A. B. C. D.
      【答案】D
      【解析】,即,可得圆心,半径,
      过点作圆C的切线,切点为M,N,
      ,则,
      则,故,
      故为钝角,则.故选:D.
      【变式7-4】(2024·广东广州·高三广州市玉岩中学校考开学考试)已知点是直线上的一点,过点P作圆的两条切线,切点分别是点A,B,则四边形PACB的面积的最小值为( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】圆C:,即圆C:,圆心坐标,半径为3;
      由题意过点P作圆C:的两条切线,切点分别为A,B,
      可知四边形PACB的面积是两个全等的三角形的面积的和,因为,,
      显然PC最小时四边形面积最小,
      即,所以
      所以四边形PACB的面积的最小值为,故选:B.
      【题型8 圆的切点弦及弦长问题】
      【例8】(2024·广东深圳·高三统考期末)已知直线与圆交于两点,则的最小值为( )
      A.2 B. C.4 D.6
      【答案】C
      【解析】变形为,故直线过定点,
      的圆心为,半径为3,
      则当⊥时,取得最小值,
      最小值为.故选:C
      【变式8-1】(2024·河南周口·高三项城市第一高级中学校联考开学考试)过圆外一点作圆的切线,切点分别为,,则( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】如图,由题意知,
      ,,,
      满分技巧
      1、直线与圆相交时的弦长求法:
      (1)几何法:利用圆的半径,圆心到直线的距离,弦长之间的关系,整理出弦长公式为:
      (2)代数法:若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间距离公式计算弦长;
      (3)弦长公式法:设直线与圆的交点为,,将直线方程代入圆的方程,消元后利用根与系数的关系得到弦长
      2、切点弦方程:过外一点作圆的两条切线,切点分别为,
      则切点弦所在直线方程为:
      所以,
      根据圆的对称性易知,
      则,解得.故选:A.
      【变式8-2】(2024·陕西·校联考一模)已知圆截直线所得弦的长度为,则实数a的值是( )
      A.2 B. C. D.
      【答案】C
      【解析】圆的标准方程为,圆心为,半径,
      弦的长度为,故圆心到直线的距离,
      圆心到直线的距离,所以,故选:C.
      【变式8-3】(2024·全国·模拟预测)过直线上一点M作圆C:的两条切线,切点分别为P,Q.若直线PQ过点,则直线PQ的方程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】圆C:的圆心为,
      设,则以为直径的圆的方程为
      与圆C的方程两式相减可得直线PQ的方程为
      因为直线PQ过点,所以,解得.
      所以直线PQ的方程为,即.故选:C.
      【变式8-4】(2024·广东深圳·高三深圳外国语学校校考阶段练习)已知圆,直线,过的直线与圆相交于两点,
      (1)当直线与直线垂直时,求证:直线过圆心.
      (2)当时,求直线的方程.
      【答案】(1)证明见解析;(2)或
      【解析】(1)由已知,故,所以直线的方程为.
      将圆心代入方程易知过圆心.
      (2)因为,圆的半径为,
      所以圆心到直线的距离为,
      当直线与轴垂直时,易知符合题意;
      当直线与轴不垂直时,设直线的方程为,即,
      所以,解得,
      所以直线的方程为,即;
      综上:直线的方程为或.
      【题型9 两圆的公共弦问题】
      【例9】(2023·广东揭阳·高三统考期中)已知圆:,圆:,则圆与圆的公共弦所在直线的方程是( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】由,则,;
      由,则,;所以,两圆相交,
      将两圆作差得,所以公共线方程.故选:B
      满分技巧
      两圆公共弦所在直线方程
      圆:,圆:,
      则为两相交圆公共弦方程.
      【变式9-1】(2023·湖北·高三孝感高中校联考开学考试)已知圆O的直径,动点M满足,则点M的轨迹与圆O的相交弦长为( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】由题意,以线段AB的中点O为原点,以直线AB为x轴,建立平面直角坐标系,
      可设,,明显,圆O的半径为2,其方程为:①,
      设动点,由,从而有,
      化简得:,即②,
      由可得相交弦的方程为:,圆心到距离,
      所以公共弦长为.故选:A.
      【变式9-2】(2023·广东·东莞市东华高级中学校联考一模)已知是:上一点,过点作圆:的两条切线,切点分别为A,B,则当直线AB与平行时,直线AB的方程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】因为以为直径的圆的方程为,
      又圆:,两圆方程相减可得两切点所在直线AB的方程为,
      由,可得,即得直线AB的方程为.故选:C.
      【变式9-3】(2024·山东临沂·高三统考期末)过圆C:外一点作圆C的切线,切点分别为A,B,则直线过定点( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】以为直径的圆的方程为,
      即,圆,
      两圆方程相减就是直线的方程,即可,
      整理为,联立,得,
      所以直线恒过定点.故选:A
      【变式9-4】(2023·四川·高三校联考阶段练习)设圆:和圆:交于A,B两点,则四边形的面积为( )
      A.12 B. C.6 D.
      【答案】C
      【解析】由题意可知:,
      因为圆:和圆:交于A,B两点,
      所以直线AB的方程为,
      所以到直线AB的距离,
      所以,

      所以.故选:C.
      【题型10 两圆的公切线问题】
      满分技巧
      两圆公切线方程的确定
      (1)当公切线的斜率存在时,可设公切线方程为,由公切线的意义(两圆公公的切线)可知,两圆心到直线的距离分别等于两圆的半径,这样得到关于和的方程,解这个方程组得到,的值,即可写出公切线的方程;
      (2)当公切线的斜率不存在时,要注意运用数形结合的方法,观察并写出公切线的方程。
      【例10】(2023·河北衡水·高三校考阶段练习)圆与圆的公切线条数为( )
      A.1 B.2 C.3 D.4
      【答案】B
      【解析】由可知圆心为,半径,
      由,即,则圆心为,半径,
      则两圆圆心距离为,,,
      故,即两圆相交,故公切线条数为2条.故选:B.
      【变式10-1】(2023·重庆·高三重庆八中校考阶段练习)已知圆,圆,下列直线中不能与圆,同时相切的是( )
      A. B. C. D.
      【答案】D
      【解析】由题意知:,
      所以圆的圆心为,半径为1;圆的圆心为,半径为2,
      对于A,圆的圆心到直线的距离为,与半径相等,故满足相切条件,
      圆的圆心到直线的距离为,与半径相等,故也满足相切条件,
      即直线是两圆的一条公切线;
      对于B,圆的圆心到直线的距离为,与半径相等,故满足相切条件,
      圆的圆心到直线的距离为,与半径相等,故也满足相切条件,
      即直线是两圆的一条公切线;
      对于C,圆的圆心到直线的距离为,与半径相等,故满足相切条件,
      圆的圆心到直线的距离为,与半径相等,故也满足相切条件,
      即直线是两圆的一条公切线;
      对于D,圆的圆心到直线的距离为,不满足相切条件,
      即直线不可能是两圆的公切线;故选:D.
      【变式10-2】(2024·四川成都·高三成都七中校考期末)在直角坐标平面内,点到直线的距离为3,点到直线的距离为2,则满足条件的直线的条数为( )
      A.1 B.2 C.3 D.4
      【答案】C
      【解析】到点距离为3的直线可看作以A为圆心3为半径的圆的切线,
      同理到点距离为2的直线可看作以B为圆心2为半径的圆的切线,
      故所求直线为两圆的公切线,
      又,故两圆外切,
      所以公切线有3条, 故选:C
      【变式10-3】(2024·山东·高三烟台二中校联考开学考试)圆和圆的公切线方程是( )
      A. B.或 C. D.或
      【答案】A
      【解析】,圆心,半径,
      ,圆心,半径,
      因为,所以两圆相内切,公共切线只有一条,
      因为圆心连线与切线相互垂直,,所以切线斜率为,
      由方程组解得,
      故圆与圆的切点坐标为,
      故公切线方程为,即.故选:A.
      【变式10-4】(2023·全国·模拟预测)圆与圆的公切线长为 .
      【答案】4
      【解析】由题可得,由圆,则圆心为,半径为,
      由圆,则圆的圆心为,半径为.
      则两圆心的距离,
      因为,所以圆与圆相交.
      如图,设切点为,作于点,
      所以圆与圆的公切线长为.
      (建议用时:60分钟)
      1.(2024·浙江·校联考一模)圆的圆心坐标和半径分别为( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】圆,即,
      它的圆心坐标和半径分别为.故选:A.
      2.(2024·广东深圳·高三深圳外国语学校校考阶段练习)已知直线与直线互相平行,则实数的值( )
      A.-2 B.-2或1 C.2 D.1
      【答案】A
      【解析】由题意得,解得或,
      当时,两直线都为,两直线重合,舍去;
      当时,两直线分别为和,两直线平行,满足要求;故选:A
      3.(2024·河北·高三校联考阶段练习)已知直线与直线垂直,则的最小值为( )
      A.2 B.4 C.6 D.8
      【答案】B
      【解析】因为直线与直线垂直,
      所以,即,所以,
      当且仅当或时等号成立.
      即的最小值为4,故选:B
      4.(2023·陕西榆林·高三榆林市第一中学校联考阶段练习)已知A,B是圆C:的两点,且是正三角形,则直线AB的方程为( )
      A. B. C. D.
      【答案】C
      【解析】设是圆的圆心,,
      由题意可知,圆与轴相切于D点,则,
      又,所以,
      又是正三角形,则两点恰为切点
      设点与点重合,
      由题意可知,,且,所以,
      不妨设线段AB中点为H,则,
      设直线AB:,即,
      则,则或,
      结合图形知时与圆没有交点,故舍去,
      则,所以直线AB的方程为.故选:C
      5.(2024·山东滨州·高三统考期末)已知直线与圆交于两点,则的最小值为( )
      A. B. C. D.
      【答案】B
      【解析】变形为,圆心为,半径为4,
      过定点,当与垂直时,最小,
      由垂径定理得,最小值为.故选:B
      6.(2023·上海静安·统考二模)设直线与关于直线对称,则直线的方程是( )
      A. B. C. D.
      【答案】A
      【解析】联立,得,
      取直线上一点,
      设点关于直线的对称点为,
      则,解得:,
      直线的斜率,所以直线的方程为,
      整理为:.故选:A
      7.(2024·山东青岛·高三统考期末)圆与圆相交于A、B两点,则( )
      A.2 B. C. D.6
      【答案】D
      【解析】两圆方程相减得直线的方程为,
      圆化为标准方程,
      所以圆的圆心为,半径,
      圆心到直线的距离为,
      弦长,所以.故选:D
      8.(2023·江苏苏州·高三统考期中)圆与圆的公切线的条数是( ).
      A.1 B.2 C.3 D.4
      【答案】A
      【解析】圆化成标准方程为,知
      圆化成标准方程为,知
      圆心距,可知两圆内切,则两圆有1条公切线.故选:A
      9.(2023·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考期末)(多选)已知是直线上的一个动点,过点作圆
      的两条切线,切点分别为,,则下列说法中正确的是( )
      A.若, B.若,直线的方程为
      C.直线经过一个定点 D.弦的中点在一个定圆上
      【答案】BCD
      【解析】由可得圆心,半径,依题意,
      又,所以,故A错误;
      根据题意可得共圆,所以在以为直径的圆上,
      所以以为直径的圆为,即,
      与圆相减可得公共弦AB所在直线的方程为,故B正确;
      设,则,
      所以以为直径的圆的方程为,
      与圆的方程相减可得公共弦所在直线的方程为,
      所以直线过定点,故C正确;
      记弦的中点为,可得,,
      所以的中点在以为直径的圆上,故D正确.故选:BCD.
      10.(2024·云南昆明·统考一模)(多选)已知圆,直线,点在直线上运动,过点作圆的两条切线,切点分别为,,当最大时,则( )
      A.直线的斜率为1 B.四边形的面积为
      C. D.
      【答案】AC
      【解析】若要最大,则只需锐角最大,只需最大,即最小,
      所以若最小,则,
      由垂径分线定理有,所以,所以,故A正确;
      由题意,此时,,
      所以此时,故D错误;
      而当时,,
      所以四边形的面积为,故B错误;
      由等面积法有四边形的面积为,
      又由题意,所以,故C正确.故选:AC.
      11.(2023·广东广州·广东实验中学校考一模)(多选)已知直线:与直线:,其中,则下列命题正确的是( )
      A.若,则或或 B.若,则或
      C.直线和直线均与圆相切 D.直线和直线的斜率一定都存在
      【答案】AC
      【解析】对于A,直线:与直线:,
      若,则,即,又,所以,
      或或,解得或或,正确;
      对于B,若,则,所以,
      又,所以或,
      当时,直线:即,
      直线:即,两直线重合,不符合题意,舍去;
      当时,直线:即,
      直线:即,两直线平行,符合题意;所以,B错误;
      对于C,圆的圆心为,半径为1,
      圆心到直线:的距离为,
      圆心到直线:的距离为,
      所以直线和直线均与圆相切,正确;
      对于D,当时,直线:化简为,直线斜率不存在;
      当时,直线:化简为,直线斜率不存在;D错误.故选:AC
      12.(2024·江苏·高三统考期末)已知的顶点是,,,则的外接圆的方程是 .
      【答案】
      【解析】设所求圆的一般方程为,
      因为点,,在圆上,
      所以,解得,
      则所求圆的一般方程为:,
      13.(2024·河南周口·高三统考阶段练习)已知圆C:不经过第三象限,则实数m的最大值为 .
      【答案】
      【解析】圆方程整理为,则圆心,
      ,因为圆不经过第三象限,
      所以,解得,则.
      14.(2023·安徽六安·高三毛坦厂中学校考阶段练习)设直线的方程为.
      (1)求证:不论a为何值,直线必过一定点P;
      (2)若直线分别与x轴正半轴,y轴正半轴交于点A,B,当面积最小时,求的周长;
      (3)当直线在两坐标轴上的截距均为整数时,求直线的方程.
      【答案】(1)证明见解析;(2);(3)见解析.
      【解析】(1)由得:;
      则,解得
      所以不论为何值,直线必过一定点;
      (2)由得,
      当时,,当时,,
      又由,得,
      ∴,
      当且仅当,即时取等号
      ∴,,
      ∴的周长为;
      (3)直线在两坐标轴上的截距均为整数,
      即,均为整数,
      所以,均为整数,∴,,,,,0,,2,
      又当时,直线在两坐标轴上的截距均为零,也符合题意,
      所以直线的方程为,,,,
      ,,,.
      15.(2024·山东济宁·高三校考开学考试)过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为,则线段的长度的范围是 .
      【答案】
      【解析】由题意知,,则圆心,半径,
      如图,过点P作圆C的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,
      连接AB,CA,CB,CP,则,易知,
      所以,有,,
      所以,得,
      当最小时,取得最大值,即点C到直线的距离为
      ,此时,所以;
      又三点不共线,AB为圆C的一条弦,所以,
      所以,即线段AB的长度的取值范围为.
      16.(2023·辽宁大连·高三校联考期中)已知圆的圆心与点关于直线对称,且圆与轴相切于原点.
      (1)求圆M的方程;
      (2)若在圆中存在弦,且弦中点在直线上,求实数的取值范围.
      【答案】(1);(2)
      【解析】(1)设坐标,则,解得,即坐标
      圆与轴相切于圆方程.
      (2),圆半径,
      轨迹是以为圆心,为半径的圆,则其轨迹方程为,
      又在直线上,直线与圆有公共点,即,.

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