高三專題復(fù)習(xí)直線與圓知識(shí)點(diǎn)及例題含答案

1、專題：圓的方程、直線和圓的位置關(guān)系【知識(shí)要點(diǎn)】圓的定義：平面內(nèi)與一定點(diǎn)距離等于定長的點(diǎn)的軌跡稱為圓（一）圓的標(biāo)準(zhǔn)方程形如： 這個(gè)方程叫做圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。說明：1、若圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)上，這時(shí)，則圓的方程就是。2、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的兩個(gè)基本要素：圓心坐標(biāo)和半徑；圓心和半徑分別確定了圓的位置和大小，從而確定了圓，所以，只要a,b,r三個(gè)量確定了且r0，圓的方程就給定了。就是說要確定圓的方程，必須具備三個(gè)獨(dú)立的條件確定a,b,r，可以根據(jù)3個(gè)條件，利用待定系數(shù)法來解決。（二）圓的一般方程將圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,展開可得?？梢?，任何一個(gè)圓的方程都可以寫成 :。問題：形如的方程的曲線是不是圓？將方程左邊配方得： （1）

2、當(dāng)時(shí)，方程（1）與標(biāo)準(zhǔn)方程比較，方程表示以為圓心，以為半徑的圓。（2） 當(dāng)時(shí)，方程只有實(shí)數(shù)解，解為,所以表示一個(gè)點(diǎn).（3） 當(dāng)時(shí)，方程沒有實(shí)數(shù)解，因而它不表示任何圖形。圓的一般方程的定義：當(dāng)時(shí)，方程稱為圓的一般方程. 圓的一般方程的特點(diǎn)：（i）的系數(shù)相同，不等于零；（ii）沒有xy這樣的二次項(xiàng)。（三）直線與圓的位置關(guān)系1、直線與圓位置關(guān)系的種類（1）相離-求距離； (2)相切-求切線； （3）相交-求焦點(diǎn)弦長。2、直線與圓的位置關(guān)系判斷方法：幾何方法主要步驟：（1）把直線方程化為一般式，利用圓的方程求出圓心和半徑（2）利用點(diǎn)到直線的距離公式求圓心到直線的距離（3）作判斷: 當(dāng)d>r時(shí)，直

3、線與圓相離；當(dāng)dr時(shí)，直線與圓相切;當(dāng)d<r時(shí)，直線與圓相交。代數(shù)方法主要步驟：（1）把直線方程與圓的方程聯(lián)立成方程組（2）利用消元法，得到關(guān)于另一個(gè)元的一元二次方程（3）求出其的值，比較與0的大?。海?）當(dāng)<0時(shí)，直線與圓相離；當(dāng)0時(shí)，直線與圓相切 ；當(dāng)>0時(shí)，直線與圓相交。圓的切線方程總結(jié)：當(dāng)點(diǎn)在圓上時(shí)，切線方程為：；當(dāng)點(diǎn)在圓上時(shí)，切線方程為：?！镜湫屠}】類型一：圓的方程例1 求過兩點(diǎn)、且圓心在直線上的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程并判斷點(diǎn)與圓的關(guān)系變式1：求過兩點(diǎn)、且被直線平分的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.變式2：求過兩點(diǎn)、且圓上所有的點(diǎn)均關(guān)于直線對稱的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.分析：欲求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，需求出圓

4、心坐標(biāo)的圓的半徑的大小，而要判斷點(diǎn)與圓的位置關(guān)系，只須看點(diǎn)與圓心的距離和圓的半徑的大小關(guān)系，若距離大于半徑，則點(diǎn)在圓外；若距離等于半徑，則點(diǎn)在圓上；若距離小于半徑，則點(diǎn)在圓內(nèi)解法一：（待定系數(shù)法）設(shè)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為圓心在上，故圓的方程為又該圓過、兩點(diǎn) 解之得：，所以所求圓的方程為解法二：（直接求出圓心坐標(biāo)和半徑）因?yàn)閳A過、兩點(diǎn)，所以圓心必在線段的垂直平分線上，又因?yàn)?，故的斜率?，又的中點(diǎn)為，故的垂直平分線的方程為：即又知圓心在直線上，故圓心坐標(biāo)為半徑故所求圓的方程為又點(diǎn)到圓心的距離為點(diǎn)在圓外例2：求過三點(diǎn)O（0，0），M（1，1），N（4，2）的圓的方程，并求出這個(gè)圓的圓心和半徑。解：設(shè)圓的方

5、程為：x2 y2 Dx Ey F 0，將三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)代入方程Þ F 0， D -8， E 6 Þ 圓方程為：x2 y2 -8x 6y 0配方：（ x -4 ）2 （ y 3 ）2 25 Þ圓心：（ 4， -3 ）， 半徑r 5例3：求經(jīng)過點(diǎn)，且與直線和都相切的圓的方程分析：欲確定圓的方程需確定圓心坐標(biāo)與半徑，由于所求圓過定點(diǎn)，故只需確定圓心坐標(biāo)又圓與兩已知直線相切，故圓心必在它們的交角的平分線上解：圓和直線與相切，圓心在這兩條直線的交角平分線上，又圓心到兩直線和的距離相等兩直線交角的平分線方程是或又圓過點(diǎn)，圓心只能在直線上設(shè)圓心到直線的距離等于，化簡整理得解得：或

6、圓心是，半徑為或圓心是，半徑為所求圓的方程為或說明：本題解決的關(guān)鍵是分析得到圓心在已知兩直線的交角平分線上，從而確定圓心坐標(biāo)得到圓的方程，這是過定點(diǎn)且與兩已知直線相切的圓的方程的常規(guī)求法類型二：切線方程、切點(diǎn)弦方程、公共弦方程例4、已知圓，求過點(diǎn)與圓相切的切線解：點(diǎn)不在圓上，切線的直線方程可設(shè)為根據(jù).解得，所以，即因?yàn)檫^圓外一點(diǎn)作圓得切線應(yīng)該有兩條，可見另一條直線的斜率不存在易求另一條切線為說明：上述解題過程容易漏解斜率不存在的情況，要注意補(bǔ)回漏掉的解本題還有其他解法，例如把所設(shè)的切線方程代入圓方程，用判別式等于0解決（也要注意漏解）還可以運(yùn)用，求出切點(diǎn)坐標(biāo)、的值來解決，此時(shí)沒有漏解例5、自點(diǎn)

7、A(-3,3)發(fā)出的光線l射到x軸上，被x軸反射，其反射光線所在直線與圓相切，求光線所在直線方程。例6、 兩圓與相交于、兩點(diǎn)，求它們的公共弦所在直線的方程分析：首先求、兩點(diǎn)的坐標(biāo)，再用兩點(diǎn)式求直線的方程，但是求兩圓交點(diǎn)坐標(biāo)的過程太繁為了避免求交點(diǎn)，可以采用“設(shè)而不求”的技巧解：設(shè)兩圓、的任一交點(diǎn)坐標(biāo)為，則有： 得：、的坐標(biāo)滿足方程方程是過、兩點(diǎn)的直線方程又過、兩點(diǎn)的直線是唯一的兩圓、的公共弦所在直線的方程為說明：上述解法中，巧妙地避開了求、兩點(diǎn)的坐標(biāo)，雖然設(shè)出了它們的坐標(biāo)，但并沒有去求它，而是利用曲線與方程的概念達(dá)到了目標(biāo)從解題的角度上說，這是一種“設(shè)而不求”的技巧，從知識(shí)內(nèi)容的角度上說，還體

8、現(xiàn)了對曲線與方程的關(guān)系的深刻理解以及對直線方程是一次方程的本質(zhì)認(rèn)識(shí)它的應(yīng)用很廣泛例7、求過點(diǎn)，且與圓相切的直線的方程解：設(shè)切線方程為，即，圓心到切線的距離等于半徑，解得， 切線方程為，即，當(dāng)過點(diǎn)的直線的斜率不存在時(shí)，其方程為，圓心到此直線的距離等于半徑，故直線也適合題意。 所以，所求的直線的方程是或補(bǔ)充：圓的切點(diǎn)弦方程：類型三：弦長、弧問題例8、求直線被圓截得的弦的長.例9、直線截圓得的劣弧所對的圓心角為 解：依題意得，弦心距，故弦長，從而OAB是等邊三角形，故截得的劣弧所對的圓心角為.例10、圓C：，直線，（）證明：不論m取何值時(shí)，與C恒有兩個(gè)交點(diǎn)；（）求最短弦長所在直線方程。分析：本題最關(guān)

9、鍵的是直線交點(diǎn)系方程的轉(zhuǎn)化，挖掘出直線恒過定點(diǎn)。再探究定點(diǎn)在圓內(nèi)，下一步只需要去探究點(diǎn)到直線的距離最大時(shí)，直線方程是什么。類型四：直線與圓的位置關(guān)系例11、已知直線和圓，判斷此直線與已知圓的位置關(guān)系.例12、若直線與曲線有且只有一個(gè)公共點(diǎn)，求實(shí)數(shù)的取值范圍.解：曲線表示半圓，利用數(shù)形結(jié)合法，可得實(shí)數(shù)的取值范圍是或.例13、圓上到直線的距離為1的點(diǎn)有幾個(gè)？分析：借助圖形直觀求解或先求出直線、的方程，從代數(shù)計(jì)算中尋找解答解法一：圓的圓心為，半徑設(shè)圓心到直線的距離為，則如圖，在圓心同側(cè)，與直線平行且距離為1的直線與圓有兩個(gè)交點(diǎn)，這兩個(gè)交點(diǎn)符合題意又與直線平行的圓的切線的兩個(gè)切點(diǎn)中有一個(gè)切點(diǎn)也符合題意

10、符合題意的點(diǎn)共有3個(gè)解法二：符合題意的點(diǎn)是平行于直線，且與之距離為1的直線和圓的交點(diǎn)設(shè)所求直線為 ，則，即，或，也即，或設(shè)圓的圓心到直線、的距離為、，則，與相切，與圓有一個(gè)公共點(diǎn)；與圓相交，與圓有兩個(gè)公共點(diǎn)即符合題意的點(diǎn)共3個(gè)類型五：圓中的最值問題例14、圓上的點(diǎn)到直線的最大距離與最小距離的差是 解：圓的圓心為（2，2），半徑，圓心到直線的距離，直線與圓相離，圓上的點(diǎn)到直線的最大距離與最小距離的差是.例15、(1)已知圓，為圓上的動(dòng)點(diǎn)，求的最大、最小值(2)已知圓，為圓上任一點(diǎn)求的最大、最小值，求的最大、最小值分析：(1)、(2)兩小題都涉及到圓上點(diǎn)的坐標(biāo)，可考慮用圓的參數(shù)方程或數(shù)形結(jié)合解決本題類比于2017年高考理科全國二卷12題，這類型題目的處理方法就是通過幾何意義用線性規(guī)劃的思路來處理，或者用圓的參數(shù)方程，分別把x,y表示出來，通過研究三角函數(shù)的最值研究。解：(1)圓上點(diǎn)到原點(diǎn)距離的最大值等于圓心到原點(diǎn)的距離加上半徑1，圓上點(diǎn)到原點(diǎn)距離的最小值等于圓心到原點(diǎn)的距離減去半徑1所以所以(2)設(shè)，則由于是圓上點(diǎn)，當(dāng)直線與圓有交點(diǎn)時(shí)，如圖所示， 兩條切線的斜率分別是最大、最小值由，得所以的最大值為，最小值為令，同理兩條切線在軸上