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2022-2023学年高二数学上学期期末常考题型重点突破08 直线与圆、圆与圆的位置关系问题
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常考题型08 直线与圆、圆与圆的位置关系问题 1.直线Ax+By+C=0与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系位置关系相交相切相离公共点个数2个1个0个判断方法几何法:设圆心到直线的距离为d=d<rd=rd>r代数法:由消元得到一元二次方程,可得方程的判别式ΔΔ>0Δ=0Δ<02.若两圆的半径分别为r1,r2,两圆连心线的长为d,则两圆的位置关系如下:位置关系外离外切相交内切内含图示d与r1,r2的关系d>r1+r2d=r1+r2|r1-r2|< d<r1+r2d=|r1-r2|d<|r1-r2| 考法一:判定直线与圆的位置关系1.几何法:利用圆心到直线的距离d和圆半径r的大小关系:d<r⇔相交,d=r⇔相切,d>r⇔相离,即可判断直线与圆的位置关系,这种方法的特点是计算量较小.2.代数法:将直线方程与圆的方程联立方程组,再将二次方程组转化为一元二次方程,该方程解的情况即对应直线与圆的位置关系,即△=,△>0⇔相交,△=0⇔相切,这种方法具有一般性.△<0⇔相离.考法二:求圆的切线方程1.求过圆上一点(,)的圆的切线方程的方法先求切点与圆心连线的斜率k,若k不存在,则结合图形可直接写出切线方程为y=;若k=0,则结合图形可直接写出切线方程为x=;若k存在且k≠0,则由垂直关系知切线的斜率为一,由点斜式可写出切线方程.2.求过圆外一点(,)的圆的切线方程的两种方法(1)几何法当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-=k(x-),即kx-y+-k=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.(2)代数法当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-=k(x-),即y=kx-k+,代入圆的方程,得到一个关于x的一元二次方程,由△=0,求得k,进而写出切线方程.考法三:圆的弦长问题1.几何法:设直线l被圆C截得的弦为AB,圆的半径为r,圆心到直线l的距离为d,则有关系式:|AB|=2。2.代数法:若斜率为k的直线l与圆C相交于A(,),B(,)两点,则|AB|==●=●(其中k≠0).特别地,当k=0时,|AB|=;当斜率不存在时,|AB|=。考法四:圆与圆的位置关系1.两圆位置关系的判断方法:多用圆心距与半径和或差的关系判断,一般不采用代数法.2.两相交圆的公共弦所在直线方程及公共弦长的求法若两圆相交,则两圆公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作差得到,即若圆:与圆:相交,则两圆公共弦所在直线的方程为。探究一:判定直线与圆的位置关系对于任意实数,圆与直线的位置关系是( )A.相交 B.相切C.相离 D.与的取值有关【变式练习】1.在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:,当变化时,动直线始终没有经过点P,定点Q的坐标为,则的取值范围为( )A. B. C. D.2.圆与直线的位置关系为( )A.相切 B.相离 C.相交 D.无法确定探究二:求圆的切线方程设圆与y轴的正半轴交于点A,过点A作圆O的切线为l,对于切线l上的点B和圆O上的点C,下列命题中正确的是( )A.若,则点B的坐标为 B.若,则C.若,则 D.若,则【变式练习】1.过直线上任一点P作圆O:的两条切线,切点分别为A,B,若直线AB与圆M:恒有公共点,则t的取值范围是( )A. B. C. D.2.从原点O引圆的切线,当m变化时,切点P的轨迹方程是( )A. B.C. D.探究三:圆的弦长问题已知二次函数交轴于两点(不重合),交轴于点. 圆过三点.下列说法正确的是( )① 圆心在直线上;② 的取值范围是;③ 圆半径的最小值为;④ 存在定点,使得圆恒过点.A.①② B.③④ C.②③ D.①④【变式练习】1.已知直线与圆交于两点,过分别作的垂线与轴交于两点,则当最小时,( )A.4 B. C.8 D.2.已知圆:,直线过点与圆交于A,B两点,若点为线段的中点,则直线的方程为( )A. B.C. D.探究四:圆与圆的位置关系已知直线与圆交于两个不同点,则当弦最短时,圆与圆的位置关系是( )A.内切 B.相离 C.外切 D.相交【变式练习】1.已知直线,过直线l上的动点P作圆的两条切线,切点分别为A,B,则点到直线的距离最大值为( )A. B. C. D.2.若圆与圆的公共弦的长为1,则下列结论正确的有( )A.B.C.中点的轨迹方程为D.中点的轨迹方程为一、单选题1.关于的方程有两个不相等的实数根,则实数的取值范围为( )A. B. C. D.2.设圆的圆心为C,直线l过点,且与圆C交于A,B两点,若,则直线l的方程为( )A. B.或C.x=0 D.x=0或3.过点作圆C:的切线l,直线m:与切线l平行,则切线l与直线m间的距离为( )A.4 B.2 C. D.4.过点的直线与圆相切,则直线的方程为( )A.或 B.或C.或 D.或5.已知圆:,直线:,直线被圆截得的弦长最短时,的方程为( )A. B. C. D.6.圆与圆至少有三条公切线,则m的取值范围是( )A. B.C. D.7.过点作圆的两条切线,设切点分别为、,则直线的方程为( )A. B. C. D.8.圆与的公共弦长为( )A. B. C. D.二、多选题9.已知圆与直线,下列选项正确的是( )A.圆的圆心坐标为 B.直线过定点C.直线与圆相交且所截最短弦长为 D.直线与圆可以相切10.过点的直线与圆交于A,B两点,线段MN是圆C的一条动弦,且,则( )A.面积的最大值为 B.面积的最大值为C.的最小值为 D.的最小值为11.已知圆与圆,则下列说法正确的是( )A.若圆与轴相切,则B.若,则圆C1与圆C2相离C.若圆C1与圆C2有公共弦,则公共弦所在的直线方程为D.直线与圆C1始终有两个交点12.已知圆和圆的交点为、,则( )A.两圆的圆心距B.圆上存点,圆上存在点,使得C.圆上存在两点和使得D.圆上的点到直线的最大距离为三、填空题13.圆与直线的位置关系为__________.14.过圆外一点引圆的两条切线,则经过两切点的直线方程是________.15.平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x-4)2+(y-8)2=1,圆C2:(x-6)2+(y+6)2=9,若圆心在x轴上的圆C同时平分圆C1和圆C2的圆周,则圆C的方程是________.16.已知的圆心在轴上,半径为1,且过点,,则与的公共弦长为___________.四、解答题17.已知圆M:,Q是x轴上的动点,、分别与圆相切于两点.(1)若,求切线方程;(2)求四边形面积的最小值;18.已知圆,Q是x轴上的动点,QA、QB分别与圆M相切于A、B两点.(1)若,求切线方程;(2)求四边形QAMB面积的最小值;(3)若,求直线MQ的方程.19.已知圆,圆.(1)求圆与圆的公共弦长;(2)求过两圆的交点且圆心在直线上的圆的方程.20.已知圆与y轴相切于点,圆心在经过点与点的直线l上.(1)求圆的方程;(2)若圆与圆相交于M,N两点,求两圆的公共弦长.
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