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文檔簡介
1、2017年高考第二輪復(fù)習(xí)(文數(shù))專題十二 直線與圓的方程1(2013·廣東,7,易)垂直于直線yx1且與圓x2y21相切于第一象限的直線方程是()Axy0Bxy10Cxy10Dxy01A由題意可設(shè)圓的切線方程為yxm,因為與圓相切于第一象限,所以m>0且d1,故m,所以切線方程為xy0,故選A.2(2013·遼寧,9,中)已知點O(0,0),A(0,b),B(a,a3)若OAB為直角三角形,則必有()Aba3Bba3C(ba3)0D|ba3|02C若OAB為直角三角形,則A90°或B90°.當(dāng)A90°時,有ba3;當(dāng)B90°時,
2、有·1,得ba3.故(ba3)0,選C.3(2014·四川,9,難)設(shè)mR,過定點A的動直線xmy0和過定點B的動直線mxym30交于點P(x,y),則|PA|PB|的取值范圍是()A,2B,2C,4D2,43B直線xmy0過定點A(0,0),直線mxym30過定點B(1,3)當(dāng)m0時,過定點A的直線方程為x0,過定點B的直線方程為y3,兩條直線互相垂直,此時P(0,3),|PA|PB|4.當(dāng)m0時,直線xmy0的斜率為,直線mxym30的斜率為m.×m1,兩條直線互相垂直,即點P可視為以AB為直徑的圓上的點當(dāng)點P與點A或點B重合時,|PA|PB|有最小值.當(dāng)點P
3、不與點A,點B重合時,如圖,PAB為直角三角形,且|PA|2|PB|2|AB|210.因為|PA|2|PB|22|PA|PB|,所以2(|PA|2|PB|2)(|PA|PB|)2,當(dāng)且僅當(dāng)|PA|PB|時取等號,所以|PA|PB|2 2 ,|PA|PB|,2 綜合得|PA|PB|,2 4(2011·浙江,12,易)若直線x2y50與直線2xmy60互相垂直,則實數(shù)m_.4【解析】k1,k2,兩直線互相垂直,k1·k21,即·1,m1.【答案】15(2013·四川,15,難)在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),到點A(1,2),B(1,5),C(3,6),D(7,1)的距
4、離之和最小的點的坐標(biāo)是_.5【解析】由已知得kAC2,kBD1,AC的方程為y22(x1),即2xy0,BD的方程為y5(x1),即xy60,聯(lián)立,解得直線AC與直線BD的交點為P(2,4),此點即為所求點|PA|PB|PC|PD|AC|BD|,取異于P點的任一點P,|PA|PB|PC|PD|(|PA|PC|)(|PB|PD|)>|AC|BD|PA|PB|PC|PD|.故點P就是到A,B,C,D的距離之和最小的點【答案】(2,4)直線及其方程在高考中的地位相對較弱,通常與其他知識結(jié)合起來進行考查,有兩種常見方式:一是與導(dǎo)數(shù)結(jié)合,求曲線的斜率、傾斜角和切線方程;二是與圓、圓錐曲線結(jié)合,考查
5、直線與圓、圓錐曲線的位置關(guān)系等求直線方程的一種重要方法是待定系數(shù)法,選擇恰當(dāng)?shù)闹本€方程的形式對解題往往很重要 1(1)(2014·福建,6)已知直線l過圓x2(y3)24的圓心,且與直線xy10垂直,則l的方程是()Axy20Bxy20Cxy30 Dxy30(2)(2015·山東理,9)一條光線從點(2,3)射出,經(jīng)y軸反射后與圓(x3)2(y2)21相切,則反射光線所在直線的斜率為()A或 B或C或 D或【解析】(1)已知圓的圓心為(0,3),直線xy10的斜率為1,則所求直線的斜率為1.所以所求直線的方程為y3x0,即xy30.(2)由題知,反射線所在直線過點(2,3)
6、,設(shè)反射光線所在的直線方程為y3k(x2),即kxy2k30.圓(x3)2(y2)21的圓心為(3,2),半徑為1,且反射光線與該圓相切,1,化簡得12k225k120,解得k或k.故選D.【答案】(1)D(2)D 1.(2016·湖南長沙一模,5)過點(1,3)作直線l,若經(jīng)過點(a,0)和(0,b),且aN*,bN*,則可作出的直線l的條數(shù)為()A1B2 C3D41B由題意得1,即(a1)(b3)3.又aN*,bN*,故有兩個解或2(2016·江西上饒模擬,13)設(shè)光線從點A(2,2)出發(fā),經(jīng)過x軸反射后過點B(0,1),則光線與x軸的交點坐標(biāo)為_2【解析】因為B(0,
7、1)關(guān)于x軸的對稱點為(0,1),所以入射光線的方程為yx1.令y0,得x,即光線與x軸的交點坐標(biāo)為.【答案】3(2015·山東煙臺高三期中,17,12分)求適合下列條件的直線方程:(1)過點A(1,3),斜率是直線y3x的斜率的倍;(2)過點A(1,1)與已知直線l1:2xy60相交于點B且|AB|5.3解:(1)設(shè)所求直線的斜率為k,依題意得k×3.又直線經(jīng)過點A(1,3),所求直線方程為y3(x1),即3x4y150.(2)方法一:過點A(1,1)與y軸平行的直線為x1.解方程組求得B點坐標(biāo)為(1,4),此時|AB|5,即x1為所求直線方程設(shè)過A(1,1)且與y軸不平
8、行的直線為y1k(x1),解方程組得兩直線交點為(k2,否則與已知直線平行)則B點坐標(biāo)為.由已知得52,解得k,直線方程為y1(x1),即3x4y10.綜上可知,所求直線的方程為x1或3x4y10.方法二:設(shè)B(x0,62x0),則|AB|5,5,(x01)2(72x0)225,即x6x050,x01或x05,B(1,4)或(5,4),所求直線的方程為x1或3x4y10.,(1)由于所求直線過定點(0,3),且與已知直線垂直,故采用點斜式求直線方程(2)由于入射光線與反射光線關(guān)于y軸對稱,則點(2,3)關(guān)于y軸的對稱點(2,3)在反射光線上,然后根據(jù)反射光線與圓的位置關(guān)系求解斜率求直線方程的方
9、法(1)直接法:根據(jù)已知條件,求出直線方程的確定條件,根據(jù)適當(dāng)?shù)闹本€方程的形式,直接寫出直線方程(2)待定系數(shù)法:其具體步驟為:設(shè)出直線方程的恰當(dāng)形式(點斜式、斜截式、兩點式、截距式和一般式);根據(jù)題設(shè)條件列出關(guān)于待定系數(shù)的方程或方程組;解方程或方程組得到待定系數(shù);寫出直線方程;驗證所得直線方程即為所求直線方程,如果有遺漏需要補加求斜率的常用方法(1)已知直線上兩點時,由斜率公式k(x1x2)來求斜率(2)已知傾斜角或的三角函數(shù)值時,由ktan (90°)來求斜率此類問題經(jīng)常與三角函數(shù)知識結(jié)合在一起,要注意三角函數(shù)公式的靈活運用(3)方程為AxByC0(B0)的直線的斜率為k.(4)
10、直線的方向向量a與斜率的關(guān)系:a(1,k)(0)直線的法向量n與一般式AxByC0(A2B20)的關(guān)系:n(A,B)(0)兩條不同的直線的位置關(guān)系有平行、相交(垂直是其中一種特殊情況)兩種情況,要求能根據(jù)直線方程判斷兩條直線的位置關(guān)系,利用兩條直線平行、垂直求其中一條直線的方程或參數(shù)的取值范圍,多以選擇題、填空題的形式命題,難度較易 2(1)(2012·浙江,4)設(shè)aR,則“a1”是“直線l1:ax2y10與直線l2:x2y40平行”的()A充分不必要條件 B必要不充分條件C充分必要條件 D既不充分也不必要條件(2)(2014·江蘇,11)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,若曲線y
11、ax2(a,b為常數(shù))過點P(2,5),且該曲線在點P處的切線與直線7x2y30平行,則ab的值是_【解析】(1)若a1,則直線l1為x2y10,所以l1l2,反之,若l1l2,則,所以a1,故選C.(2)yax2的導(dǎo)數(shù)為y2ax,直線7x2y30的斜率為.由題意得解得則ab3.【答案】(1)C(2)3 1.(2016·廣東廣州一模,4)直線x2y10關(guān)于直線x1對稱的直線方程是()Ax2y10 B2xy10C2xy30 Dx2y301D由題意得直線x2y10與直線x1的交點坐標(biāo)為(1,1)又直線x2y10上的點(1,0),關(guān)于直線x1的對稱點為(3,0),所以由直線方程的兩點式,得
12、,即x2y30.2(2016·安徽阜陽模擬,5)若動點A,B分別在直線l1:xy70和l2:xy50上移動,則AB的中點M到原點的距離的最小值為()A3B2 C3D42A依題意知,AB的中點M的集合為與直線l1:xy70和l2:xy50距離相等的直線,則M到原點的距離的最小值為原點到該直線的距離設(shè)點M所在直線的方程為l:xym0,根據(jù)平行線間的距離公式得,即|m7|m5|,解得m6,即l:xy60,根據(jù)點到直線的距離公式,得AB的中點M到原點的距離的最小值為3.,題(1)從正反兩個方面來檢驗兩直線平行;題(2)先求導(dǎo)數(shù),即得曲線在點P(2,5)處的切線的斜率,再利用兩條直線平行的條件
13、,建立關(guān)于a,b的方程組求解兩直線的位置關(guān)系問題的解題策略(1)求解與兩條直線平行或垂直有關(guān)的問題時,主要是利用兩條直線平行或垂直的充要條件,即“斜率相等且縱截距不相等”、“互為負倒數(shù)”若出現(xiàn)斜率不存在的情況,可考慮用數(shù)形結(jié)合的方法去研究或直接用直線的一般式判斷(2)兩直線交點的求法:求兩直線的交點坐標(biāo),就是解由兩直線方程組成的方程組,以方程組的解為坐標(biāo)的點即為交點(3)求與直線有關(guān)的距離:利用點到直線的距離公式時,需要先將直線方程化為一般式;利用平行線間的距離公式時,需要先將兩條平行線方程化為x,y的系數(shù)對應(yīng)相等的一般式1(2016·河北秦皇島一模,2)直線xy10的傾斜角是()A
14、. B. C. D.1D由直線的方程得直線的斜率為k,設(shè)傾斜角為,則tan ,又0,),所以.2(2016·湖南常德一模,5)已知過點A(2,m)和點B(m,4)的直線為l1,直線2xy10為l2,直線xny10為l3.若l1l2,l2l3,則實數(shù)mn的值為()A10 B2 C0 D82Al1l2,kAB2,解得m8.又l2l3,×(2)1,解得n2,mn10.3(2015·河北衡水一模,5)已知直線l的斜率為,在y軸上的截距為另一條直線x2y40的斜率的倒數(shù),則直線l的方程為()Ayx2 Byx2Cyx Dyx23A直線x2y40的斜率為,直線l在y軸上的截距為
15、2,直線l的方程為yx2,故選A.4(2016·山東濟南二模)若P(2,1)為圓(x1)2y225的弦AB的中點,則直線AB的方程為()Axy10 B2xy30Cxy30 D2xy504C圓(x1)2y225的圓心為(1,0),直線AB的斜率等于1,由點斜式得到直線AB的方程為y1(x2),即xy30,故選C.5(2016·湖南箴言中學(xué)模擬,5)若直線xcos ysin 10與圓(x1)2(ysin )2相切,且為銳角,則該直線的斜率是()A B C. D.5A由題意得,|cos2cos |,為銳角,則cos2cos ,cos ,故所求直線的斜率為tan ,故選A.6(20
16、15·安徽合肥一模,8)設(shè)兩條直線的方程分別為xya0,xyb0,已知a,b是方程x2xc0的兩個實根,且0c,則這兩條直線之間的距離的最大值和最小值分別是()A., B., C., D.,6D由題意得,ab1,abc,兩條直線之間的距離為d,又0c,故d,故最大值和最小值分別是,.7(2016·云南昆明一模,14)已知A,B兩點分別在兩條互相垂直的直線2xy0和xay0上,且線段AB的中點為P,則線段AB的長為_7【解析】依題意,得a2,P(0,5),設(shè)A(x,2x),B(2y,y),故解得則A(4,8),B(4,2),|AB|10.【答案】108(2016·遼
17、寧沈陽一模,14)若直線l:1(a0,b0)經(jīng)過點(1,2),則直線l在x軸和y軸上的截距之和的最小值是_8【解析】直線l:1(a0,b0)經(jīng)過點(1,2),1,ab(ab)332,當(dāng)且僅當(dāng)ba時上式等號成立直線l在x軸和y軸上的截距之和的最小值為32 .【答案】32 1(2016·山東,7,易)已知圓M:x2y22ay0(a>0)截直線xy0所得線段的長度是2,則圓M與圓N:(x1)2(y1)21的位置關(guān)系是()A內(nèi)切 B相交C外切 D相離1B由題意知,圓M的圓心為(0,a),半徑為a.圓M被直線xy0所截弦長為2,()2a2.a2.|MN|<12.圓M與圓N相交2(2
18、016·課標(biāo),6,易)圓x2y22x8y130的圓心到直線axy10的距離為1,則a()A BC. D22A考向2x2y22x8y130可化為(x1)2(y4)24,圓心為(1,4)由1,得a.3(2016·北京,5,易)圓(x1)2y22的圓心到直線yx3的距離為()A1 B2C. D23C考向2圓心(1,0)到直線xy30的距離為d.故選C.4(2015·安徽,8,易)直線3x4yb與圓x2y22x2y10相切,則b的值是()A2或12 B2或12C2或12 D2或124D考向2由x2y22x2y10,得(x1)2(y1)21,即圓心坐標(biāo)為(1,1),半徑為1
19、.根據(jù)直線與圓相切的幾何意義得1,b2或12.5(2014·湖南,6,易)若圓C1:x2y21與圓C2:x2y26x8ym0外切,則m()A21 B19 C9 D115C圓C1的圓心C1(0,0),半徑r11,圓C2的方程可化為(x3)2(y4)225m,所以圓心C2(3,4),半徑r2.從而|C1C2|5.由兩圓外切得|C1C2|r1r2,即15,解得m9,故選C.6(2013·安徽,6,易)直線x2y50被圓x2y22x4y0截得的弦長為()A1 B2 C4 D46C考向2圓的方程可化為(x1)2(y2)25,則圓心(1,2),半徑r,故圓心到直線的距離d1,所以弦長2
20、4.7(2013·重慶,4,易)設(shè)P是圓(x3)2(y1)24上的動點,Q是直線x3上的動點,則|PQ|的最小值為()A6 B4 C3 D27B考向2當(dāng)PQ所在直線過圓心且垂直于直線x3時,|PQ|有最小值,且最小值為圓心(3,1)到直線x3的距離減去半徑2,即最小值為4,故選B.8(2012·陜西,6,易)已知圓C:x2y24x0,l是過點P(3,0)的直線,則()Al與C相交 Bl與C相切Cl與C相離 D以上三個選項均有可能8A考向2由x2y24x0,即(x2)2y24,可知圓心為(2,0),半徑r2,點P到圓心距離d1<2,點P在圓內(nèi),故直線與圓相交9(2014
21、·安徽,6,中)過點P(,1)的直線l與圓x2y21有公共點,則直線l的傾斜角的取值范圍是()A. B.C. D.9D考向2已知圓心坐標(biāo)為(0,0),半徑r1,由題意知直線l斜率一定存在,設(shè)直線l方程為y1k(x),即kxyk10.因為直線l與圓有公共點,所以圓心到直線的距離d1,平方得k2k0,所以0k.由斜率定義ktan ,知0.10(2016·浙江,10,易)已知aR,方程a2x2(a2)y24x8y5a0表示圓,則圓心坐標(biāo)是_,半徑是_10考向1【解析】方程a2x2(a2)y24x8y5a0表示圓,a2a2,a1或a2(舍),圓的方程為x2y24x8y50.圓心坐標(biāo)
22、為(2,4),半徑r5.【答案】(2,4)511(2016·天津,12,易)已知圓C的圓心在x軸的正半軸上,點M(0,)在圓C上,且圓心到直線2xy0的距離為,則圓C的方程為_11考向1【解析】設(shè)圓C的圓心坐標(biāo)為(a,0),a>0,半徑為r,則.a>0,a2.r2(20)2(0)29,圓C的方程為(x2)2y29.【答案】(x2)2y2912(2016·課標(biāo),15,中)設(shè)直線yx2a與圓C:x2y22ay20相交于A,B兩點,若|AB|2,則圓C的面積為_12考向1【解析】圓x2y22ay20可化為x2(ya)2a22,圓心為(0,a)由()2R2a22,得a2
23、2,所以SR24.【答案】413(2016·課標(biāo),15,中)已知直線l:xy60與圓x2y212交于A,B兩點,過A,B分別作l的垂線與x軸交于C,D兩點,則|CD|_.13考向3【解析】如圖,yx2,kAC,ACD60°,過D作DEAC于E,則|DE|AB|.圓心到直線l的距離d3,r2d21293.|AB|212,則|AB|2.在RtDEC中,|CD|4.【答案】414(2015·山東,13,中)過點P(1,)作圓x2y21的兩條切線,切點分別為A,B,則·_14考向2【解析】依題意,作出圖象如圖所示,則圓心O(0,0),|PO|2.在RtBOP中,
24、|PO|2,|BO|1,則|BP|,sinBPO,BPO30°,同理|PA|,APO30°,·|·cosAPB()2×cos 60°.【答案】15(2015·湖北,16,中)如圖,已知圓C與x軸相切于點T(1,0),與y軸正半軸交于兩點A,B(B在A的上方),且|AB|2.(1)圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為_;(2)圓C在點B處的切線在x軸上的截距為_15考向1,2【解析】(1)如圖,過C作CDy軸,則CD1.AB2,BD1,rBC,CTr,C(1,)圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x1)2(y)22.(2)B(0,1),kBC1,切線斜率k1.切線
25、方程為yx1,當(dāng)y0時,x1.【答案】(1)(x1)2(y)22(2)116(2013·湖北,14,中)已知圓O:x2y25,直線l:xcos ysin 1.設(shè)圓O上到直線l的距離等于1的點的個數(shù)為k,則k_.16考向2【解析】圓O的圓心(0,0)到直線l:xcos ysin 1的距離d1,而圓的半徑r,且rd11,圓O上在直線l的兩側(cè)各有兩點到直線l的距離等于1.故共有4個點,k4.【答案】417(2012·江西,14,中)過直線xy20上點P作圓x2y21的兩條切線,若兩條切線的夾角是60°,則點P的坐標(biāo)是_17考向2【解析】如圖所示,|OP|2,設(shè)P(x,y
26、),則故P(,)【答案】(,)18(2013·江蘇,17,14分,中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點A(0,3),直線l:y2x4.設(shè)圓C的半徑為1,圓心在l上(1)若圓心C也在直線yx1上,過點A作圓C的切線,求切線的方程;(2)若圓C上存在點M,使MA2MO,求圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍18考向1,3解:(1)由題意知,圓心C是直線y2x4和yx1的交點,解得點C(3,2),于是切線的斜率必存在設(shè)過A(0,3)的圓C的切線方程為ykx3,由題意得,1,解得k0或,故所求切線方程為y3或3x4y120.(2)因為圓心在直線y2x4上,所以圓C的方程為(xa)2y2(a2)21.
27、設(shè)點M(x,y),因為MA2MO,所以2,化簡得x2y22y30,即x2(y1)24,所以點M在以D(0,1)為圓心,2為半徑的圓上由題意,點M(x,y)在圓C上,所以圓C與圓D有公共點,則|21|CD21,即13.由5a212a80,得aR;由5a212a0,得0a.所以圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍為.19(2013·四川,20,13分,難)已知圓C的方程為x2(y4)24,點O是坐標(biāo)原點直線l:ykx與圓C交于M,N兩點(1)求k的取值范圍;(2)設(shè)Q(m,n)是線段MN上的點,且.請將n表示為m的函數(shù)19考向3解:(1)將ykx代入x2(y4)24,得(1k2)x28kx120.
28、(*)由(8k)24(1k2)×12>0,得k2>3,所以k的取值范圍是(,)(,)(2)因為M,N在直線l上,可設(shè)點M,N的坐標(biāo)分別為(x1,kx1),(x2,kx2),則|OM|2(1k2)x,|ON|2(1k2)x.又|OQ|2m2n2(1k2)m2,由,得,即.由(*)式可知,x1x2,x1x2,所以m2.因為點Q在直線ykx上,所以k,代入m2中并化簡,得5n23m236.由m2及k2>3,可知0<m2<3,即m(,0)(0,),根據(jù)題意知,點Q在圓C內(nèi),則n>0,所以n.于是,n與m的函數(shù)關(guān)系為n(m(,0)(0,).圓的方程在高考中涉
29、及三個方面的應(yīng)用,一是利用直接法或待定系數(shù)法或動點軌跡確定圓的方程;二是利用圓的方程求圓心和半徑;三是圓的方程與其他知識結(jié)合起來進行綜合考查,常涉及到點到直線的最大或最小距離問題但不管是哪一方面,掌握圓的實質(zhì)內(nèi)涵“心定位,徑定大”是至關(guān)重要的 1(1)(2015·北京,2)圓心為(1,1)且過原點的圓的方程是()A(x1)2(y1)21 B(x1)2(y1)21C(x1)2(y1)22 D(x1)2(y1)22(2)(2014·北京,7)已知圓C:(x3)2(y4)21和兩點A(m,0),B(m,0)(m>0)若圓C上存在點P,使得APB90°,則m的最大值
30、為()A7 B6 C5 D4(3)(2015·江蘇,10)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以點(1,0)為圓心且與直線mxy2m10(mR)相切的所有圓中,半徑最大的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為_【解析】(1)設(shè)半徑為r,則r2(10)2(10)22,圓心為(1,1)且過原點的圓的方程為(x1)2(y1)22.(2)由已知圓心C(3,4),半徑r1,設(shè)圓上的點P(x0,y0),則x0>0.A(m,0),B(m,0),m>0,(x0m,y0),(x0m,y0)由已知APB90°,APBP,即,·0,(x0m)(x0m)y0.即m2xy,m>0,m,m表示的幾何意義為圓
31、C上的點P(x0,y0)到原點(0,0)的距離mmax|OC|r516.(3)由mxy2m10可得m(x2)y1,由mR知該直線過定點(2,1),從而點(1,0)與直線mxy2m10的距離的最大值為,故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x1)2y22.【答案】(1)D(2)B(3)(x1)2y22 1.(2015·湖南,8)已知點A,B,C在圓x2y21上運動,且ABBC.若點P的坐標(biāo)為(2,0),則|的最大值為()A6B7C8D91B由題意ABBC,則AC為圓直徑,則2(O為圓心),|2|,顯然當(dāng)P,O,B共線時模最大,|max7,故選B.2(2015·課標(biāo),7)已知三點A(1,0),
32、B(0,),C(2,),則ABC外接圓的圓心到原點的距離為()A. B.C. D.2B圓心在線段BC的垂直平分線x1上,故設(shè)圓心為(1,b)又圓過A(1,0),所以圓的半徑為b,故圓的方程為(x1)2(yb)2b2.代入點B的坐標(biāo)得1(b)2b2,解得b,故圓心到原點的距離為.3(2014·山東,14)圓心在直線x2y0上的圓C與y軸的正半軸相切,圓C截x軸所得弦的長為2,則圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為_3【解析】設(shè)圓心坐標(biāo)為(a,b),半徑為r.由已知又圓心(a,b)到y(tǒng)軸、x軸的距離分別為|a|,|b|,所以|a|r,|b|23r2.綜上,解得a2,b1,r2,所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x2)2
33、(y1)24.【答案】(x2)2(y1)24,(1)求出圓的半徑,直接寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)利用向量知識,轉(zhuǎn)化為·0,結(jié)合關(guān)系式的幾何意義求解即可;(3)求出圓心到直線的距離的最大值即可,考慮到直線過定點,轉(zhuǎn)化為兩點間的距離即為最大半徑用待定系數(shù)法求圓的方程的一般步驟(1)選用圓的方程兩種形式中的一種,若知圓上三個點的坐標(biāo),通常選用一般方程;若給出圓心的特殊位置或圓心與兩坐標(biāo)軸間的關(guān)系,通常選用標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)根據(jù)所給條件,列出關(guān)于D,E,F(xiàn)或a,b,r的方程組;(3)解方程組,求出D,E,F(xiàn)或a,b,r的值,并把它們代入所設(shè)的方程中,得到所求圓的方程確定圓心位置的方法(1)圓心在
34、過切點且與切線垂直的直線上;(2)圓心在任一弦的中垂線上;(3)兩圓內(nèi)切或外切時,切點與兩圓圓心三點共線與圓上點(x,y)有關(guān)的最值問題的常見類型及解法(1)形如t形式的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動直線斜率的最值問題,即轉(zhuǎn)化為過點(a,b)和點(x,y)的直線的斜率的最值;(2)形如taxby形式的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動直線截距的最值問題;(3)形如t(xa)2(yb)2形式的最值問題,可轉(zhuǎn)化為動點到定點的距離平方的最值問題直線與圓的位置關(guān)系通常用兩種方式表述,一是代數(shù)方式,即用直線與圓公共點的個數(shù)說明位置關(guān)系;二是幾何方式,即用圓心到直線的距離說明位置關(guān)系,在高考中也主要以這兩種方式進行考查直線與圓位
35、置關(guān)系的應(yīng)用涉及切線長和弦長,主要以圓心、半徑、勾股定理、點到直線的距離、弦心距公式等為基礎(chǔ),所涉及的題目在高考中屬于中等難度 2(1)(2013·陜西,8)已知點M(a,b)在圓O:x2y21外,則直線axby1與圓O的位置關(guān)系是()A相切B相交C相離 D不確定(2)(2013·山東理,9)過點(3,1)作圓(x1)2y21的兩條切線,切點分別為A,B,則直線AB的方程為()A2xy30 B2xy30C4xy30 D4xy30(3)(2015·湖南,13)若直線3x4y50與圓x2y2r2(r>0)相交于A,B兩點,且AOB120°(O為坐標(biāo)原點
36、),則r_.【解析】(1)因為M(a,b)在圓x2y21外,所以a2b2>1.又因為圓心(0,0)到直線的距離d<1r,所以直線與圓相交(2)方法一:如圖,圓心坐標(biāo)為C(1,0),易知A(1,1)又kAB·kPC1,且kPC,kAB2.故直線AB的方程y12(x1),即2xy30.方法二:直線AB是以PC為直徑的圓(x2)2與圓(x1)2y21的公共弦所在直線,直線AB的方程為2xy30.方法三:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則直線PA的方程為(x11)(x1)y1y1,直線PB的方程為(x21)(x1)y2y1.又PA,PB都經(jīng)過P(3,1),(x11)(31)
37、y1×11,(x21)(31)y2×11,由知(x1)(31)y×11經(jīng)過A(x1,y1),B(x2,y2),而過兩點的直線唯一,直線AB的方程為2xy30.(3)如圖因為AOB120°,所以60°.在RtAOD中,OA2ODr,又因為OD1,所以r2.【答案】(1)B(2)A(3)2 1.(2014·江蘇,9)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線x2y30被圓(x2)2(y1)24截得的弦長為_1【解析】由題意知圓(x2)2(y1)24的圓心為C(2,1),半徑為r2,則點C到直線x2y30的距離d,故所求弦長為l22.【答案】2(201
38、4·大綱全國,15)直線l1和l2是圓x2y22的兩條切線若l1與l2的交點為(1,3),則l1與l2的夾角的正切值等于_2【解析】如圖所示,|OA|.半徑為,|AB|2,tanOAB,所求夾角的正切值為tanCAB.【答案】3(2014·重慶,13)已知直線axy20與圓心為C的圓(x1)2(ya)24相交于A,B兩點,且ABC為等邊三角形,則實數(shù)a_.3【解析】圓心C(1,a)到直線axy20的距離為.ABC為等邊三角形,|AB|BC|2,1222,解得a4±.【答案】4±,(1)利用圓心到直線的距離判斷直線與圓的位置關(guān)系(2)思路一:結(jié)合圖形可知點
39、A的坐標(biāo),再利用直線PC與直線AB垂直,求出直線AB的斜率,從而求出直線的方程;思路二:將問題轉(zhuǎn)化為兩圓相交,即直線AB是以PC為直徑的圓與已知圓的公共弦所在直線,將兩圓方程相減即可得直線AB的方程;思路三:設(shè)出A,B的坐標(biāo),由直線PA,PB均過P(3,1),得出滿足A,B的方程(3)結(jié)合圖形分析,可知AOD等于60°,從而半徑為點O到直線AB 距離的二倍,由點到直線的距離公式求出OD的長,再求半徑判斷直線與圓位置關(guān)系的注意問題若圓方程已知或圓心到直線的距離易表達,則用幾何法;若方程中含有參數(shù),或圓心到直線的距離的表達較繁瑣,則用代數(shù)法過一點求圓的切線的方法(1)過圓上一點(x0,y
40、0)的圓的切線方程的求法先求切點與圓心連線的斜率k,由垂直關(guān)系知切線斜率為,由點斜式方程可求切線方程若切線斜率不存在,則由圖形寫出切線方程xx0.(2)過圓外一點(x0,y0)的圓的切線方程的求法當(dāng)斜率存在時,設(shè)為k,切線方程為yy0k(xx0),即kxyy0kx00.由圓心到直線的距離等于半徑,即可得出切線方程當(dāng)斜率不存在時要加以驗證直線與圓的綜合問題在高考中出現(xiàn)的頻率不高,主要考查一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,運算量較大,對邏輯推理能力的要求較高 3(2015·課標(biāo),20,12分)已知過點A(0,1)且斜率為k的直線l與圓C:(x2)2(y3)21交于M,N兩點(1)求k的取值范圍
41、;(2)若·12,其中O為坐標(biāo)原點,求|MN|.【解析】(1)由題設(shè),可知直線l的方程為ykx1.因為l與C交于兩點,所以<1.解得<k<.所以k的取值范圍為.(2)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)將ykx1代入方程(x2)2(y3)21,整理得(1k2)x24(1k)x70.所以x1x2,x1x2.·x1x2y1y2(1k2)x1x2k(x1x2)18.由題設(shè)可得812,解得k1,所以直線l的方程為yx1.故圓心C在l上,所以|MN|2. (2014·課標(biāo),20,12分)已知點P(2,2),圓C:x2y28y0,過點P的動直線l與圓C交于A
42、,B兩點,線段AB的中點為M,O為坐標(biāo)原點(1)求M的軌跡方程;(2)當(dāng)|OP|OM|時,求l的方程及POM的面積思路點撥:(1)利用圓的幾何性質(zhì)轉(zhuǎn)化為·0求解;(2)主要是將|OP|OM|轉(zhuǎn)化為O在線段PM的垂直平分線上解:(1)圓C的方程可化為x2(y4)216,所以圓心為C(0,4),半徑為4.設(shè)M(x,y),則(x,y4),(2x,2y)由題設(shè)知·0,即x(2x)(y4)(2y)0,(x1)2(y3)22.由于點P在圓C的內(nèi)部,所以M的軌跡方程是(x1)2(y3)22.(2)由(1)可知M的軌跡是以點N(1,3)為圓心,為半徑的圓由于|OP|OM|,故O在線段PM的
43、垂直平分線上又P在圓N上,從而ONPM.因為直線ON的斜率為3,所以l的斜率為,故l的方程為yx.又|OM|OP|2,O到l的距離為,|PM|,所以POM的面積為.(1)直線與圓位置關(guān)系的判斷有兩種方法,即幾何法和代數(shù)法,結(jié)合本例條件可選擇用幾何法求解(2)整體思路:欲求|MN|,需知道直線l的斜率,結(jié)合條件中·12,可借助向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示建立關(guān)于k的方程求解具體措施:設(shè)出點M,N的坐標(biāo),將直線方程代入圓的方程,消元,借助根與系數(shù)的關(guān)系,求出兩根之和及兩根之積后代入向量數(shù)量積運算式求出斜率k,從而得到直線方程,發(fā)現(xiàn)直線過圓心,因而求得線段MN的長度直線與圓綜合問題的求解策略(1)
44、利用解析幾何的基本思想方法(即幾何問題代數(shù)化),把它轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,通過代數(shù)的計算,使問題得到解決(2)直線與圓和平面幾何聯(lián)系十分緊密,可充分考慮平面幾何知識的運用,如在直線與圓相交的有關(guān)線段長度計算中,要把圓的半徑、圓心到直線的距離、直線被圓截得的線段長度放到一起綜合考慮.1(2016·黑龍江鶴崗一模,4)經(jīng)過點(1,0),且圓心是兩直線x1與xy2的交點的圓的方程為()A(x1)2y21 B(x1)2(y1)21Cx2(y1)21 D(x1)2(y1)221B考向1由得即所求圓的圓心坐標(biāo)為(1,1),又由該圓過點(1,0),得其半徑為1,故圓的方程為(x1)2(y1)21.2(2
45、016·河北邯鄲模擬,5)由直線yx1上的一點向圓x26xy280引切線,則切線長的最小值為()A1 B2 C. D32C考向2切線長的最小值在直線yx1上的點與圓心距離最小時取得,圓心(3,0)到直線的距離為d2,圓的半徑為1,故切線長的最小值為.3(2016·河南鶴壁一模,5)垂直于直線yx1且與圓x2y21相切于第一象限的直線方程是()Axy0 Bxy10Cxy10 Dxy03A考向2與直線yx1垂直的直線方程可設(shè)為xyb0,由xyb0與圓x2y21相切,所以1,故b±.因為直線與圓相切于第一象限,故結(jié)合圖形知b,所以所求直線方程為xy0.4(2016
46、83;河北邯鄲一模,7)已知在圓x2y24x2y0內(nèi),過點E(1,0)的最長弦和最短弦分別是AC和BD,則四邊形ABCD的面積為()A3 B6 C4 D24D考向3由題意可知圓是以(2,1)為圓心,為半徑的圓,點E在圓內(nèi),顯然當(dāng)弦AC為直徑時最長且為2,BD與AC垂直時其長最短為2,所以四邊形ABCD的面積為S×2×22 .故選D.5(2016·湖南長沙二模,13)已知圓C:(x1)2y28,若點Q(x,y)是圓C上一點,則xy的取值范圍為_5考向2【解析】設(shè)xyt,因為Q(x,y)是圓上的任意一點,所以該直線與圓相交或相切,即2,所以5t3,即xy的取值范圍為5
47、,3【答案】5,36(2016·山東濟寧一模,14)當(dāng)方程x2y2kx2yk20所表示的圓的面積取最大值時,直線y(k1)x2的傾斜角_.6考向1【解析】由題意知,圓的半徑r1,當(dāng)半徑r取最大值時,圓的面積最大,此時k0,r1,所以直線方程為yx2,則tan 1,又0,),故.【答案】7(2016·遼寧阜新一模,15)過點(1,)的直線l將圓(x2)2y24分成兩段弧,當(dāng)劣弧所對的圓心角最小時,直線l的斜率k_.7考向2【解析】由(12)2()234,知點(1,)在圓(x2)2y24的內(nèi)部,當(dāng)劣弧所對的圓心角最小時,直線l交圓的弦長最短,此時圓心(2,0)與點(1,)的連線
48、垂直于直線l,由知,所求直線l的斜率k.【答案】8(2016·湖南箴言中學(xué)三模,18,12分)已知方程x2y22x4ym0.(1)若此方程表示圓,求實數(shù)m的取值范圍;(2)若(1)中的圓與直線x2y40相交于M,N兩點,且OMON(O為坐標(biāo)原點),求m的值;(3)在(2)的條件下,求以MN為直徑的圓的方程8考向1,3解:(1)由D2E24F0得(2)2(4)24m0,解得m5.(2)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),由x2y40得x42y.將x42y代入x2y22x4ym0得5y216y8m0,y1y2,y1y2.OMON,·1,即x1x2y1y20.x1x2(42y1
49、)(42y2)168(y1y2)4y1y2,x1x2y1y2168(y1y2)5y1y20,即(8m)8×160,解得m.(3)設(shè)圓心C的坐標(biāo)為(a,b),則a(x1x2),b(y1y2),半徑r|OC|,所求圓的方程為.9(2015·廣東十校聯(lián)考,19,12分)已知圓x2y22ax2ay2a24a0(0<a4)的圓心為C,直線l:yxm.(1)若m4,求直線l被圓C所截得弦長的最大值;(2)若直線l是圓心C下方的切線,當(dāng)a在(0,4上變化時,求m的取值范圍9考向2,3解:(1)x2y22ax2ay2a24a0,(xa)2(ya)24a.圓心為C(a,a),半徑為r2.設(shè)直線l被圓C所截得的弦長為2t,圓心C到直線l的距離為d,當(dāng)m4時,圓心C到直線l的距離為d|a2|,t2(2)22(a2)22a212a82(a3)210.又0<a4,當(dāng)a3時,直線l被圓C所截得弦長的值最大,其最大值為2.(2)圓心C到直線l的距離為d|m2a|.直線l是圓C的切線,dr,即|m2a|2,m2a±2.直線l在圓心C的下方,m2a2(1)21.a(0,4,m1,84一
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