人教版2021届一轮复习打地基练习 两圆公切线的条数及方程的确定
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一.选择题(共16小题)
1.圆C1:(x﹣2)2+(y﹣4)2=9与圆C2:(x﹣5)2+y2=16的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.圆x2+4x+y2=0与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=r2有三条公切线,则半径r=( )
A.5 B.4 C.3 D.2
3.已知圆C1:x2+y2﹣6x+4y+12=0,圆C2:x2+y2﹣14x﹣2y+34=0,两圆公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.与圆O1;x2+y2+4x﹣4y+7=0,圆O2:x2+y2﹣4x﹣10y+13=0都相切的直线条数是( )
A.3 B.1 C.2 D.4
5.已知圆C1:(x+2a)2+y2=4和圆C2:x2+(y﹣b)2=1只有一条公切线,若a,b∈R且ab≠0,则+的最小值为( )
A.2 B.4 C.8 D.9
6.两圆x2+y2=1与x2+y2﹣2y+a+b=4有且只有一条公切线,那么的最小值为( )
A.1 B. C.5 D.
7.若圆C1:x2+y2+4x﹣6y﹣12=0与圆C2:(x﹣4)2+(y+5)2=m有且仅有3条公切线,则实数m的值为( )
A.4 B.25 C.5 D.16
8.两个圆C1:(x+1)2+(y+1)2=1与圆C2:x2+y2﹣4x﹣2y+4=0的公切线有且仅有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
9.两圆x2+y2+4x﹣6y+12=0与x2+y2﹣2x﹣14y+15=0公共弦所在直线的方程是( )
A.x﹣3y+1=0 B.6x+2y﹣1=0 C.6x+8y﹣3=0 D.3x﹣y+5=0
10.圆x2+y2=4与圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=9的公切线的条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
11.圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2﹣8y+7=0公切线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
12.圆C1:x2+y2﹣4x+6y=0与圆C2:x2+y2+6x﹣10y+33=0的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
13.两圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=4与(x+1)2+(y﹣2)2=1的公切线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
14.圆C1:x2+y2=16与圆C2:x2+y2+2x+2y﹣7=0的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
15.已知圆C1:(x﹣3)2+(y+4)2=4,圆C2:x2+y2=9,则圆C1和圆C2的公切线条数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
二.填空题(共3小题)
16.圆C1:x2+y2+2x﹣3=0与圆C2:x2+y2﹣4x﹣8y+m=0恰有四条公切线,则实数m的取值范围为 .
17.圆C1:x2+(y﹣1)2=4与圆C2:(x﹣3)2+y2=1的公切线共有 条.
18.两圆x2+y2﹣4x+2y+1=0与(x+2)2+(y﹣2)2=9的公切线有 条.
三.解答题(共1小题)
19.已知圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2﹣6x+m=0.
(1)若圆C1与圆C2外切,求实数m的值;
(2)在(1)的条件下,若直线x+2y+n=0与圆C2的相交弦长为2,求实数n的值.
人教版2021届一轮复习打地基练习 两圆公切线的条数及方程的确定
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.圆C1:(x﹣2)2+(y﹣4)2=9与圆C2:(x﹣5)2+y2=16的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据题意,求出两个圆的圆心和半径,求出圆心距,分析可得两圆相交,由此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆C1:(x﹣2)2+(y﹣4)2=9,其圆心为(2,4),半径R=3,
圆C2:(x﹣5)2+y2=16,其圆心为(5,0),半径r=4,
圆心距|C1C2|==5,则有r﹣R<|C1C2|<r+R,两圆相交,
则两圆有2条共切线;
故选:B.
2.圆x2+4x+y2=0与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=r2有三条公切线,则半径r=( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【分析】根据两个圆有三条公切线,故两圆相外切,圆心距等于半径之和,解得半径r即可.
【解答】解:由圆x2+4x+y2=0,得(x+2)2+y2=4,
∴圆心坐标为:(﹣2,0),半径为2;
由圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=r2,得圆心坐标为(2,3),半径为r;
∵圆x2+4x+y2=0与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=r2有三条公切线,
∴故两圆相外切,
∴;
即5=2+r,∴r=3.
故选:C.
3.已知圆C1:x2+y2﹣6x+4y+12=0,圆C2:x2+y2﹣14x﹣2y+34=0,两圆公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据题意,由圆的方程求出两圆的圆心和半径,求出圆心距,分析可得两圆外切,由此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆C1:x2+y2﹣6x+4y+12=0,即(x﹣3)2+(y+2)2=1,其圆心C1为(3,﹣2),半径R=1,
圆C2:x2+y2﹣14x﹣2y+34=0,即(x﹣7)2+(y﹣1)2=16,其圆心C2为(7,1),半径r=4,
两圆的圆心距|C1C2|==5,即|C1C2|=R+r,
两圆外切,有3条共切线,
故选:C.
4.与圆O1;x2+y2+4x﹣4y+7=0,圆O2:x2+y2﹣4x﹣10y+13=0都相切的直线条数是( )
A.3 B.1 C.2 D.4
【分析】根据已知中圆的方程,求出圆心坐标和半径,判断出两圆外切,可得答案.
【解答】解:圆的圆心坐标为(﹣2,2),半径为1,
圆的圆心坐标为(2,5),半径为4,
两个圆心之间的距离d=5,等于半径和,
故两圆外切,
故公切线共有3条,
故选:A.
5.已知圆C1:(x+2a)2+y2=4和圆C2:x2+(y﹣b)2=1只有一条公切线,若a,b∈R且ab≠0,则+的最小值为( )
A.2 B.4 C.8 D.9
【分析】根据两圆内切得出a,b的关系,再利用函数性质求出最小值.
【解答】解:圆C1的圆心C1(﹣2a,0),半径r1=2,
圆C2的圆心为C2(0,b),半径为r2=1,
∴|C1C2|=,
由题意可知圆C1与圆C2相内切,
∴=1,故b2=1﹣4a2>0,故0<a2<.
令a2=x,y=+=(0<x<),
则y′=﹣+=,
令y′=0得x=或x=(舍).
∴当0时,y′<0,当时,y′>0,
∴当x=时,y取得最小值6+=9.
故选:D.
6.两圆x2+y2=1与x2+y2﹣2y+a+b=4有且只有一条公切线,那么的最小值为( )
A.1 B. C.5 D.
【分析】根据题意,由圆的方程分析两个圆的圆心与半径,结合共切线的条数可得两圆内切,进而可得=2﹣1=1,变形可得a+b=1,据此可得=()(a+b)=3++,结合基本不等式的性质分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆x2+y2=1,其圆心为(0,0),半径r=1,
圆,即(x﹣)2+(y﹣)2=4,其圆心为(,),半径为2,
若两圆有且只有一条公切线,则两圆内切,则有=2﹣1=1,变形可得a+b=1,
则=()(a+b)=3++,
又由a、b>0,则+≥2=2,当且仅当b=a时等号成立,
故≥3+2,即的最小值为3+2,
故选:B.
7.若圆C1:x2+y2+4x﹣6y﹣12=0与圆C2:(x﹣4)2+(y+5)2=m有且仅有3条公切线,则实数m的值为( )
A.4 B.25 C.5 D.16
【分析】利用两个圆的公切线的条数,判断两个圆的位置关系,列出方程求解即可.
【解答】解:依题意,圆C1:(x+2)2+(y﹣3)2=25,则C1与C2外切;则|C1C2|=r1+r2,
故,
解得m=25,
故选:B.
8.两个圆C1:(x+1)2+(y+1)2=1与圆C2:x2+y2﹣4x﹣2y+4=0的公切线有且仅有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【分析】根据题意,由圆的方程求出两个圆的圆心与半径,分析可得两圆外离,由圆与圆的位置关系分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆C1:(x+1)2+(y+1)2=1,其圆心C1为(﹣1,﹣1),半径R=1,
圆C2:x2+y2﹣4x﹣2y+4=0,即(x﹣2)2+(y﹣1)2=1,其圆心C2为(2,1),半径r=1,
两圆圆心距|C1C2|==>R+r=2,故两圆外离,
两圆的公切线有4条,
故选:D.
9.两圆x2+y2+4x﹣6y+12=0与x2+y2﹣2x﹣14y+15=0公共弦所在直线的方程是( )
A.x﹣3y+1=0 B.6x+2y﹣1=0 C.6x+8y﹣3=0 D.3x﹣y+5=0
【分析】写出过两个圆的方程圆系方程,令λ=﹣1即可求出公共弦所在直线方程.
【解答】解:经过两圆x2+y2+4x﹣6y+12=0与x2+y2﹣2x﹣14y+15=0的交点的圆系方程为:(x2+y2+4x﹣6y+12)+λ(x2+y2﹣2x﹣14y+15)=0,
令λ=﹣1,可得公共弦所在直线方程为:6x+8y﹣3=0
故选:C.
10.圆x2+y2=4与圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=9的公切线的条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【分析】根据题意,分析两圆的圆心与半径,即可得两圆的位置关系,据此分析可得答案.
【解答】解:根据题意,圆x2+y2=4,其圆心为(0,0),半径R=2,
圆(x﹣3)2+(y﹣4)2=9,其圆心为(3,4),半径r=3,
两圆的圆心距为=5=R+r,两圆向外切,其公切线的有3条,
故选:B.
11.圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2﹣8y+7=0公切线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】化圆C2为标准方程,求出两圆的圆心坐标与半径,由圆心距与半径间的关系可知两圆相离,从而得到两圆公切线的条数.
【解答】解:化圆C2:x2+y2﹣8y+7=0为x2+(y﹣4)2=9,
可知圆C2的圆心坐标为(0,4),半径为3;
又圆C1:x2+y2=1的圆心坐标为(0,0),半径为1.
而|C1C2|=4=3+1.
∴圆C1与圆C2相外切,则公切线条数为3.
故选:D.
12.圆C1:x2+y2﹣4x+6y=0与圆C2:x2+y2+6x﹣10y+33=0的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【分析】求出圆心距,然后求解公切线条数即可.
【解答】解:依题意,圆,
圆,
故;
而,
故圆C1,C2相离,故两圆有4条公切线,
故选:A.
13.两圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=4与(x+1)2+(y﹣2)2=1的公切线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】判断两个圆的位置关系,即可判断公切线的条数.
【解答】解:两圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=4与(x+1)2+(y﹣2)2=1的圆心距为:=.
两个圆的半径和为:3,半径差为:1,
∵3<,∴两个圆相离.
公切线有4条.
故选:D.
14.圆C1:x2+y2=16与圆C2:x2+y2+2x+2y﹣7=0的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】先判断两圆的位置关系,即可得到公切线的条数.
【解答】解:易知:圆C1的圆心为C1(0,0),半径为R1=4.
圆C2:(x+1)2+(y+1)2=9,故圆心C2(﹣1,﹣1),半径为R2=3.
所以,
所以1,即R1﹣R2<|C1C2|<R1+R2,
故两圆相交,所以两圆有两条公切线.
故选:B.
15.已知圆C1:(x﹣3)2+(y+4)2=4,圆C2:x2+y2=9,则圆C1和圆C2的公切线条数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【分析】先判断两圆的位置关系,由此即可得到公切线的条数.
【解答】解:圆C1:(x﹣3)2+(y+4)2=4的圆心C1为(3,﹣4),半径为2,
圆C2:x2+y2=9的圆心C2为(0,0),半径为3,
因为C1C2=,且5=3+2,
故两圆外切,
所以圆C1和圆C2的公切线条数是3条.
故选:B.
二.填空题(共3小题)
16.圆C1:x2+y2+2x﹣3=0与圆C2:x2+y2﹣4x﹣8y+m=0恰有四条公切线,则实数m的取值范围为 (11,20) .
【分析】根据题意,分析两个圆的圆心与半径,求出圆心距,由两个圆有4条公切线可得两圆外离,由圆与圆的位置关系可得关于m的不等式,解可得m的取值范围,即可得答案.
【解答】解:根据题意,圆C1:x2+y2+2x﹣3=0,即(x+1)2+y2=4,其圆心为(﹣1,0),半径r=2,
圆C2:x2+y2﹣4x﹣8y+m=0,即(x﹣2)2+(y﹣4)2=20﹣m,必有20﹣m>0,即m<20,其圆心为(2,4),半径R=,
两圆的圆心距d==5,
若两圆有4条公切线,则两圆外离,必有5>+2,
解可得:m>11,
又由m<20,则m的取值范围为(11,20)
故答案为:(11,20).
17.圆C1:x2+(y﹣1)2=4与圆C2:(x﹣3)2+y2=1的公切线共有 4 条.
【分析】根据题意,分析两个圆的圆心以及半径,由圆与圆的位置关系分析可得两圆相离,据此分析可得答案.
【解答】解:圆C1:x2+(y﹣1)2=4,圆心C1(0,1),半径为2,
圆C2:(x﹣3)2+y2=4,圆心C2(3,0),半径为1,
两圆的圆心距为>2+1=3,正好大于两圆的半径之和,故两圆相离,
故两圆的公切线有4条,
故答案为:4.
18.两圆x2+y2﹣4x+2y+1=0与(x+2)2+(y﹣2)2=9的公切线有 3 条.
【分析】由两个圆的方程可得圆心坐标及半径,求出圆心距可得等于两个半径之和,可得两圆外切,进而可得公切线的条数.
【解答】解:圆x2+y2﹣4x+2y+1=0整理可得:(x﹣2)2+(y+1)2=4,可得圆心C1的坐标为:(2,﹣1),半径r1=2;
(x+2)2+(y﹣2)2=9的圆心C2坐标(﹣2,2)半径r2=3;
所以圆心距|C1C2|==5=r1+r2,
所以可得两个圆外切,所以公切线有3条,
故答案为:3.
三.解答题(共1小题)
19.已知圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2﹣6x+m=0.
(1)若圆C1与圆C2外切,求实数m的值;
(2)在(1)的条件下,若直线x+2y+n=0与圆C2的相交弦长为2,求实数n的值.
【分析】(1)求出圆心坐标和半径,结合圆与圆外切的等价条件建立方程进行求解即可.
(2)根据相交弦的弦长公式建立方程进行求解即可.
【解答】解:(1)∵圆C1:(0,0),r1=1,
∵x2+y2﹣6x+m=0的标准方程为(x﹣3)2+y2=9﹣m,
∴C2:(3,0),r2=,m<9,
∵圆C1与圆C2外切,∴|C1C2|=r1+r2,
即3=1+,∴m=5;
(2)由(1)得m=5,圆C2的方程为(x﹣3)2+y2=4,C2:(3,0),r2=2,
由题意可得圆心C2到直线x+2y+n=0的距离d===1,
得|n+3|=,
即n=﹣3+或n=﹣3﹣.
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