专题20 直线与圆-2021届新高考数学一轮复习知识点总结与题型归纳面面全
展开两点之间的距离公式与中点坐标公式
1.两点间距离公式:已知,,则
2.中点公式:已知,,则中点坐标为:,
(二)倾角与斜率
1.直线的倾斜角
定义:轴正向与直线向上的方向所成的角叫做这条直线的倾斜角.我们规定,与轴平行或重合的直线的倾斜角为零度角.
2.直线的斜率:
直线斜率k越大,反映直线相对于x轴倾斜程度越大;反之,直线的斜率k越小,反映直线相对于x轴倾斜程度越小.
除去垂直于x轴的直线外,只要知道直线上两个不同点的坐标,有就可以算出这条直线的斜率.方程的图象是通过点且斜率为的直线.
3.斜率与倾斜角的关系:
当时,直线平行于轴或与轴重合.
当时,直线的倾斜角为锐角;值越大,直线的倾斜角也随着增大.
当时,直线的倾斜角为钝角;k值越大,直线的倾斜角也随着增大.
垂直于x轴的直线的倾斜角等于.
(三)直线方程
直线方程的几种形式:
1)点斜式方程:
2)斜截式方程:
3)两点式方程:
4)截距式:;
5)一般式:(、不全为零)
(四)直线系方程
定义:具有某一个共同性质的直线称为直线系,它的方程称为直线系方程。
1.平行直线系
1)斜率为k0(常数):y=k0x+b(b为参数)
2)平行于已知直线Ax0+B0y=0(A0 、B0是不全为零的常数)的直线系:A0x+B0y+C=0(C≠0)
2.垂直直线系
1)与斜率k0(k0≠0)的直线垂直的直线系:−1k0x+b(b为参数)
2)垂直于已知直线A0x+B0y=0(A0 、B0是不全为零的常数)的直线系:B0x−A0y+λ=0
(λ为参数)
3.过已知点的直线系
1)以斜率k作为参数的直线系:y−y0=k(x−x0),直线过定点(x0 , y0);y=kx+b0,直线过定点(0 , b0),其中过定点且平行于y轴或与y轴重合的直线不在直线系内。
2)过两条直线l1:Ax+By+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系:A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ为参数),其中直线l2不在直线内。
典例精讲
1.直线过,且,到的距离相等,则直线的方程是
A.B.
C.或D.或
【分析】由条件可知直线平行于直线或过线段的中点,当直线时,利用点斜式求出直线方程;当直线经过线段的中点时,易得所求的直线方程.
【解答】解:设所求直线为,由条件可知直线平行于直线或过线段的中点,
(1)的斜率为,当直线时,直线的方程是,即,
(2)当直线经过线段的中点时,的斜率为,直线的方程是,即,
故所求直线的方程为,或.
故选:.
【点评】本题考查求直线的方程的方法,体现了分类讨论的数学思想,属于中档题.
2.已知直线过点,它在轴上的截距是在轴上的截距的2倍,则此直线的方程为 或 .
【分析】当直线经过原点时,直线方程为:.当直线不经过原点时,设直线方程为:,把点代入解得即可得出.
【解答】解:当直线经过原点时,直线方程为:.
当直线不经过原点时,设直线方程为:,把点代入,
解得.
直线方程为.
综上可得直线方程为:或,
故答案是:或.
【点评】本题考查了直线的截距式,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题.
3.已知三角形三顶点,,,求:
(1)过点且平行于的直线方程.
(2)边上的高所在的直线方程.
【分析】(1)求得直线的斜率,运用两直线平行的条件:斜率相等,以及点斜式方程即可得到所求直线方程;
(2)求得的斜率,由两直线垂直的条件:斜率之积为,以及点斜式方程即可得到所求直线方程.
【解答】解:(1),
直线为,
整理得;
(2),
边的高过点,且斜率为,
,
整理得边的高所在直线方程为.
【点评】本题考查直线方程的求法,注意运用两直线平行和垂直的条件,考查运算能力,属于基础题.
4.直线y=3x+1的倾斜角大小是 60° .
【分析】求出直线的斜率,然后求出直线的倾斜角即可.
【解答】解:因为直线y=3x+1的斜率为:3,
所以直线的倾斜角为α,tanα=3,所以α=60°.
故答案为:60°.
【点评】本题考查直线的倾斜角与斜率的关系,倾斜角的求法,考查计算能力.
5.直线ax+y+1=0与连接A(4,5),B(﹣1,2)的线段相交,则a的取值范围是 a≤−32或a≥3 .
【分析】判断直线ax+y+1=0恒过定点P(0,﹣1),计算PA、PB的斜率,再利用数形结合法求出实数a的取值范围.
【解答】解:由直线ax+y+1=0的方程,判断直线恒过定点P(0,﹣1),如图所示,
计算kPA=5+14−0=32,kPB=2+1−1−0=−3,
且k≥kPA或k≤kPB,
则a≤﹣kPA或a≥﹣kPB,
即实数a的取值范围是:a≤−32或a≥3.
故答案为:a≤−32或a≥3.
【点评】本题考查了直线的斜率与直线方程的应用问题.
6.求过直线A(8,﹣2)斜率是−12的直线的一般方程 x+2y﹣4=0 .
【分析】直接写出直线方程的点斜式,然后化为一般式即可.
【解答】解:由直线l过A(8,﹣2)且斜率是−12,
所以其点斜式方程为y﹣(﹣2)=−12(x−8),
整理得,x+2y﹣4=0.
故答案为x+2y﹣4=0.
【点评】本题考查了直线的点斜式方程,考查了点斜式和一般式得互化.
7.若直线x=π6是函数y=asinx+bcsx图象的一条对称轴,则直线ax+by+c=0的倾斜角为 5π6 .
【分析】利用辅助角公式化函数y,根据x=π6是函数y图象的对称轴,列方程求得ab的值,再求直线ax+by+c=0的斜率和倾斜角.
【解答】解:函数y=asinx+bcsx=a2+b2sin(x+θ),
x=π6是函数y=asinx+bcsx图象的一条对称轴,
则±a2+b2=a•sinπ6+b•csπ6,
平方化简可得a2+b2=(12a+32b)2,3(ab)2−23•ab+1=0,
求得ab=33,可得直线ax+by+c=0的斜率为k=−ab=−33,
所以此直线的倾斜角为5π6.
故答案为:5π6.
【点评】本题主要考查了三角函数的图象与性质的应用问题,也考查了直线的倾斜角和斜率应用问题.
8.已知点A(1,2)、B(3,1),则线段AB的垂直平分线的方程是 4x﹣2y﹣5=0 .
【分析】要求线段AB的垂直平分线,即要求垂直平分线线上一点与直线的斜率,根据中点坐标公式求出AB的中点M的坐标,利用A与B的坐标求出直线AB的斜率,根据两直线垂直时斜率乘积为﹣1得到垂直平分线的斜率,根据M的坐标和求出的斜率写出AB的垂直平分线的方程即可.
【解答】解:设M的坐标为(x,y),则x=1+32=2,y=2+12=32,所以M(2,32)
因为直线AB的斜率为2−11−3=−12,所以线段AB垂直平分线的斜率k=2,
则线段AB的垂直平分线的方程为y−32=2(x﹣2)化简得4x﹣2y﹣5=0
故答案为:4x﹣2y﹣5=0
【点评】此题考查学生会利用中点坐标公式求线段中点的坐标,掌握两直线垂直时斜率的关系,会根据一点和斜率写出直线的点斜式方程,是一道中档题.
考点二 圆
(一)圆方程
1.圆的标准方程
1)以点为圆心,r为半径的圆的方程:
2)圆心在原点的圆的标准方程:
2.圆的一般方程:,①
注意:
①和项的系数相等且都不为零;
②没有这样的二次项.
③表示以为圆心,为半径的圆.
1)当时,方程①只有实根,,方程①表示一个点
2)当时,方程①没有实根,因而它不表示任何图形
3.圆心的三个重要的几何性质
1)圆心在过切点且与切线垂直的直线上.
2)圆心在一条弦的中垂线上
3)两圆内切或外切时,切点与两圆圆心三点共线.
4.判断点与圆的位置关系的方法
1)圆的标准方程,圆心,半径r,若点在圆上,则;若点在圆外,则;若点在圆内,则.反之,也成立.
2)利用几何法来判断点与圆的位置关系.当点到圆心O的距离大于圆的半径,则若点在圆外,即点M在圆外;当点到圆心O的距离小于圆的半径,则若点在圆内即点在圆内;当点到圆心O的距离等于圆的半径,则若点在圆上,点在圆上.
5.直线与圆的位置关系
位置关系有三种:相交、相切、相离
(二)判断位置关系方法:
1)代数法:将直线方程与圆的方程联立成方程组,利用消元法消去一个元后,得到关于另一个元的一元二次方程,求出其的值,然后比较判别式与的大小关系,
若,则直线与圆相离
若,则直线与圆相切
若,则直线与圆相交
2)几何法:利用圆心到直线的距离和圆的半径的大小关系:相交,相切,相离.
6.计算直线被圆截得的弦长
1)几何方法:运用弦心距、弦长的一半及半径构成的直角三角形计算.
2)代数方法:运用韦达定理及弦长公式
(三)圆与圆的位置关系的判定
设,则有:
与外离.
与外切.
与相交.
与内切.
与内含.
典例精讲
1.直线l1:kx﹣y﹣2k+4=0与x轴交于点M,直线l2:x+ky﹣4k﹣2=0与y轴交于点N,线段MN的中点为P,则点P的坐标(x,y)满足的方程为( )
A.(x+2y﹣5)(2x﹣y)=0B.x+2y﹣5=0
C.(2x+y+4)(2x+y)=0D.2x+y﹣4=0
【分析】设A(x1,y1),B(x2,y2),k=0时,两条直线化为:y﹣4=0,x﹣2=0,不满足条件,舍去.k≠0时,分别求出交点,利用中点坐标公式,可得线段MN的中点P,消去k可得直线方程.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
①k=0时,两条直线化为:y﹣4=0,x﹣2=0,不满足条件,舍去.
②k≠0时,直线l1:kx﹣y﹣2k+4=0与x轴交于点M(2k−4k,0).
直线l2:x+ky﹣4k﹣2=0与y轴交于点N(0,4k+2k),
线段MN的中点为P(k−2k,2k+1k),
可得:x=k−2k,y=2k+1k,消去k可得:x+2y﹣5=0,
则点P的坐标(x,y)满足的方程为x+2y﹣5=0,
故选:B.
【点评】本题考查了轨迹方程、直线交点、中点坐标个数,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
2.已知圆心C在直线y=2x﹣4上的圆的半径为1,点A(0,3),若圆C上存在点M,使得|MA|=2|MO|(O为坐标原点),则圆心C的横坐标a的最大值是( )
A.45B.85C.125D.165
【分析】设出圆C的方程,点M的坐标,利用|MA|=2|MO|,求出M的轨迹,通过两个圆的位置关系,求圆心C的横坐标a的取值范围.
【解答】解:∵圆C的圆心在直线l:y=2x﹣4上,
∴圆C的方程设为:(x﹣a)2+(y﹣(2a﹣4))2=1,设M(x,y),由|MA|=2|MO|,可得:x2+(y−3)2=2x2+y2,
化简可得x2+(y+1)2=4,点M在以D(0,﹣1)为圆心,2为半径的圆上.
由题意,点M(x,y)在圆上,
∴圆C和圆D有公共点,则|2﹣1|≤|CD|≤2+1,∴1≤(a−0)2+(2a−4+1)2≤3,
即 5a2﹣12a+8≥0,可得a∈R,由5a2﹣12a≤0,
可得0≤a≤125,
圆心C的横坐标a的取值范围为[0,125],
故选:C.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系的综合应用,考查转化思想以及计算能力,属于中档题.
3.已知圆心(﹣2,1),其一条直径的两个端点恰好在两坐标轴上,则这个圆的方程是( )
A.x2+y2+4x﹣2y﹣5=0B.x2+y2﹣4x+2y﹣5=0
C.x2+y2+4x﹣2y=0D.x2+y2﹣4x+2y=0
【分析】根据题意,设直径的两个端点分别A(a,0)、B(0,b),由中点坐标公式可得a、b的值,由两点间距离公式计算可得圆的半径,将其代入圆的标准方程即可得答案.
【解答】解:设直径的两个端点分别A(a,0)、B(0,b),
圆心C为点(﹣2,1),
由中点坐标公式得a+02=−2,0+b2=1,
解得a=﹣4,b=2.
∴半径r=(−2+4)2+(1−0)2=5,
∴圆的方程是:(x+2)2+(y﹣1)2=5,即x2+y2+4x﹣2y=0.
故选:C.
【点评】本题考查圆的标准方程,关键是求出直径的两个端点的坐标,求出圆的半径,是中档题.
4.在中,角,,的对边分别为,,,若角,,成等差数列,且直线平分圆的周长,则的面积的最大值为
A.B.C.D.
【分析】根据等差中项和三角形内角和定理可得,根据直线平分圆的周长,可知圆心在直线上,从而得到,然后根据面积公式和基本不等式,求出面积的最大值.
【解答】解:在中,,
角,,成等差数列,,
,.
直线平分圆的周长,
圆心在直线上,则,
,,,即.
当且仅当,即,时取等号.
,
的面积的最大值为.
故选:.
【点评】本题考查等差数列的性质,直线与圆的位置关系的应用,训练了利用基本不等式求最值,是中档题.
5.已知圆O:x2+y2=5和点A(1,2),则过A且与圆O相切的直线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )
A.5B.10C.252D.254
【分析】判断点A在圆上,用点斜式写出切线方程,求出切线在坐标轴上的截距,从而求出直线与两坐标轴围成的三角形的面积.
【解答】解:由题意知,点A在圆上,则A为切点,
则OA的斜率k=2,
则切线斜率为−12,
则切线方程为:y﹣2=−12(x﹣1),
即x+2y﹣5=0,从而求出在两坐标轴上的截距分别是5和52,
所以,所求面积为12×5×52=254.
故选:D.
【点评】本题考查求圆的切线方程的方法,以及求直线与坐标轴围成的三角形的面积.判断A是切点是解决本题的关键.
6.已知圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1和两点A(﹣m,0),B(m,0)(m>0),若圆C上存在点P使得∠APB=90°,则m的最大值为 6 .
【分析】C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1的圆心C(3,4),半径r=1,设P(a,b)在圆C上,则AP→=(a+m,b),BP→=(a﹣m,b),由已知得m2=a2+b2=|OP|2,m的最大值即为|OP|的最大值.
【解答】解:圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1的圆心C(3,4),半径r=1,
设P(a,b)在圆C上,则AP→=(a+m,b),BP→=(a﹣m,b),
∵∠APB=90°,∴AP→⊥BP→,
∴AP→⋅BP→=(a+m)(a﹣m)+b2=0,
∴m2=a2+b2=|OP|2,
∴m的最大值即为|OP|的最大值,等于|OC|+r=5+1=6.
故答案为:6.
【点评】本题考查实数的最大值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意圆的性质的合理运用.
7.若方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示以(2,﹣4)为圆心,4为半径的圆,则F= 4 .
【分析】由圆的一般方程结合题中的条件可得−D2=2,−E2=−4,12D2+E2−4F=4,由此求得F的值.
【解答】解:由圆的一般方程结合题中的条件可得−D2=2,−E2=−4,12D2+E2−4F=4,
解得 D=﹣4,E=8,F=4,
故答案为 4.
【点评】本题主要考查圆的一般方程的特征,属于中档题.
8.已知A(﹣1,0),B是圆F:x2﹣2x+y2﹣11=0(F为圆心)上一动点,线段AB的垂直平分线交BF于P,则动点P的轨迹方程为 x23+y22=1 .
【分析】利用椭圆的定义判断点P的轨迹 是以A、F 为焦点的椭圆,求出a、b的值,即得椭圆的方程.
【解答】解:由题意得 圆心F(1,0),半径等于23,|PA|=|PB|,
∴|PF|+|PA|=|PF|+|PB|=|BF|=半径23>|AF|,
故点P的轨迹是以A、F 为焦点的椭圆,
2a=23,c=1,∴b=2,∴椭圆的方程为x23+y22=1.
故答案为:为x23+y22=1.
【点评】本题考查用定义法求点的轨迹方程,结合椭圆的定义求轨迹是解题的难点.
综合练习
1.已知动圆C经过点A(2,0),且截y轴所得的弦长为4,则圆心C的轨迹是( )
A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线
【分析】设圆心C(x,y),弦为BD,过点C作CE⊥y 轴,垂足为E,则|BE|=2,又|CA|2=|BC|2=|BE|2+|CE|2,利用两点间的距离公式即可得出.
【解答】解:设圆心C(x,y),弦为BCD过点C作CE⊥y 轴,垂足为E,则|BE|=2,
∴|CA|2=|BC|2=|BE|2+|CE|2,
∴(x﹣2)2+y2=22+x2,化为y2=4x,y2=4x为抛物线.
故选:D.
【点评】本题综合考查了抛物线的标准方程及其性质、垂径定理、两点间的距离公式,考查学生的计算能力.
2.在直角坐标系内,已知A(3,3)是⊙C上一点,对任意实数a,点A关于直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0的对称点仍在⊙C上,点M,N的坐标分别为(m,0),(﹣m,0),若⊙C上存在点p,使∠MPN=90°,则正数m的取值范围是( )
A.[22,32]B.[42,62]C.[4,6]D.[8,12]
【分析】直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0化为:a(x﹣3)+2x﹣y﹣2=0,令x−3=02x−y−2=0,解得直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0经过定点(3,4).由A(3,3)是⊙C上一点,对任意实数a,点A关于直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0的对称点仍在⊙C上,可得⊙C的圆心为(3,4).点M,N的坐标分别为(m,0),(﹣m,0),⊙C上存在点p,使∠MPN=90°,可得点P在以原点O为圆心,|m|为半径的圆上,根据两圆外切与内切的性质即可得出结论.
【解答】解:直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0化为:a(x﹣3)+2x﹣y﹣2=0,
令x−3=02x−y−2=0,解得x=3,y=4.
∴直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0经过定点(3,4).
由A(3,3)是⊙C上一点,对任意实数a,点A关于直线(a+2)x﹣y﹣3a﹣2=0的对称点仍在⊙C上,
∴⊙C的圆心为(3,4).
点M,N的坐标分别为(m,0),(﹣m,0),⊙C上存在点p,使∠MPN=90°,
则点P在以原点O为圆心,|m|为半径的圆上,
若两圆外切,则m+1=32+42,解得m=4.
若两圆内切,则m﹣1=32+42,解得m=6.
∴4≤m≤6.
故选:C.
【点评】本题考查了圆的方程及其两圆的位置关系、等价转化方法,考查了推理能力与计算能力.
3.若曲线与直线有两个交点,则实数的取值范围是
A.B.C.D.,
【分析】要求的实数的取值范围即为直线斜率的取值范围,主要求出斜率的取值范围,方法为:曲线表示以为圆心,2为半径的半圆,在坐标系中画出相应的图形,直线与半圆有不同的交点,故抓住两个关键点:当直线与半圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径,利用点到直线的距离公式列出关于的方程,求出方程的解得到的值;当直线过点时,由和的坐标求出此时直线的斜率,根据两种情况求出的斜率得出的取值范围.
【解答】解:根据题意画出图形,如图所示:
由题意可得:曲线图象为以为圆心,2为半径的半圆,直线恒过,
由图当直线与半圆相切,圆心到直线的距离,即,解得:;
当直线过点时,直线的斜率,
则直线与半圆有两个不同的交点时,实数的范围,.
故选:.
【点评】此题考查了直线与圆相交的性质,涉及的知识有:恒过定点的直线方程,点到直线的距离公式,以及直线斜率的求法,利用了数形结合的思想,其中抓住两个关键点是解本题的关键.
4.已知点P是直线x+y﹣b=0上的动点,由点P向圆O:x2+y2=1引切线,切点分别为M,N,且∠MPN=90°,若满足以上条件的点P有且只有一个,则b=( )
A.2B.±2C.2D.±2
【分析】根据对称性得出P点位置,从而得出P点坐标,代入直线方程即可得出b的值.
【解答】解:过原点O作x+y﹣b=0的垂线y=x,垂足为A,
由对称性可知当P在A处时,∠MPN=90°,
∵OA平分∠MPN,
∴∠OAM=∠OAN=45°,
∴过A的水平线与竖直线为圆的两条切线,
故A(1,1)或A(﹣1,﹣1),
代入x+y﹣b=0可得b=2或﹣2.
故选:B.
【点评】本题考查了直线与圆的位置关系,圆的切线的性质.
5.已知点A(﹣2,0),B(2,0),如果直线3x﹣4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,那么实数m等于( )
A.±4B.±5C.±8D.±10
【分析】直线3x﹣4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,则此直线与圆:x2+y2=4相切.
【解答】解:直线3x﹣4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,则此直线与圆:x2+y2=4相切.
∴|0+0+m|32+(−4)2=2,解得m=±10.
故选:D.
【点评】本题考查了直线与圆的位置关系、点到直线的距离公式,考查了推理能力与计算能力.
二.填空题(共4小题)
6.过点M(1,2)的直线l与圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=25交于A,B两点,C为圆心,当∠ACB最小时,直线l的方程是 x+y﹣3=0 .
【分析】研究知点M(1,2)在圆内,过它的直线与圆交于两点A,B,当∠ACB最小时,直线l与CM垂直,故先求直线CM的斜率,再根据充要条件求出直线l的斜率,由点斜式写出其方程.
【解答】解:验证知点 M(1,2)在圆内,
当∠ACB最小时,直线l与CM垂直,
由圆的方程,圆心C(3,4)
∵kCM=4−23−1=1,
∴kl=﹣1
∴l:y﹣2=﹣(x﹣1),整理得x+y﹣3=0
故答案为:x+y﹣3=0.
【点评】本题考点是直线与圆的位置关系,考查到了线线垂直时斜率之积为﹣1,以及用点斜式写出直线的方程.
7.以点(﹣2,3)为圆心且与y轴相切的圆的方程是 (x+2)2+(y﹣3)2=4 .
【分析】由题意得:圆的半径为已知点横坐标的绝对值,求出半径,由圆心与半径写出圆的标准方程即可.
【解答】解:由题意得:圆的半径r=|﹣2|=2,
则圆的标准方程为(x+2)2+(y﹣3)2=4.
故答案为:(x+2)2+(y﹣3)2=4
【点评】此题考查了圆的标准方程,求出圆的半径是解本题的关键.
8.已知圆C经过A(5,2),B(﹣1,4)两点,且圆心在x轴上,则圆C的方程为 (x﹣1)2+y2=20 .
【分析】根据题意,设圆心为C(a,0),由两点的距离公式建立关于a的方程,解出a=1,从而算出圆心坐标和半径R,即可得到所求圆的标准方程.
【解答】解:设圆心为C(a,0)
由两点的距离公式,得|CA|=(5−a)2+4,|CB|=(−1−a)2+16
∵两点A(5,2),B(﹣1,4)在圆上
∴|CA|=|CB|,得(5−a)2+4=(−1−a)2+16
解之得a=1,可得圆心C(1,0),半径R=25
因此可得所求圆的方程为(x﹣1)2+y2=20
故答案为:(x﹣1)2+y2=20.
【点评】本题给出圆心在定点且经过两点的圆的方程,着重考查了两点的距离公式和圆的标准方程的知识.
9.已知直线,圆过坐标原点.
(1)若圆以为圆心,且圆与轴、轴的异于原点0的交点分别为、,求的面积;
(2)若圆心在直线上,直线与圆交于、两点,且,求实数的取值范围.
【分析】(1)由两点间的距离公式求出圆的半径,可得圆的方程,分别求出与的坐标,代入三角形面积公式求解;
(2)由已知可得直线是弦的垂直平分线,求得的方程为.设,由直线与圆相交,得圆心到直线的距离小于半径,由此列式求得的范围,再由圆心在直线上,即,可得.然后利用分离常数法求得的范围得答案.
【解答】解:(1)圆的半径为.
圆的方程为.
令,得,令,得.
从而;
(2),由圆的对称性得:直线是弦的垂直平分线.
即的方程为,设,
直线与圆相交,圆心到直线的距离小于半径,
即,解得.
又圆心在直线上,即,.
令,
函数在上是增函数,则.
又.
,即.
实数的取值范围为.
【点评】本题考查圆的方程的求法,考查直线与圆位置关系的应用,训练了利用分离常数法求函数的值域,是中档题.
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