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  • 2021-07-01 发布

2015年数学理高考课件8-4 直线与圆、圆与圆的位置关系

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[ 最新考纲展示 ]   1 . 能根据给定直线、圆的方程判断直线与圆的位置关系;能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系.  2. 能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.  3. 初步了解用代数方法处理几何问题的思想. 第四节 直线与圆、圆与圆的位置关系 直线与圆的位置关系 把直线的方程与圆的方程组成的方程组转化为一元二次方程,其判别式为 Δ ,设圆心到直线的距离为 d ,圆的半径为 r ,位置关系列表如下: ____________________[ 通关方略 ]____________________ 1 .以圆 x 2 + y 2 = r 2 上一点 P ( x , y ) 为切点的切线方程为 x 0 x + y 0 y = r 2 . 2 .过圆外一点的圆的切线一定有两条,千万不要遗漏,特别注意当算出的 k 值只有一个时,结合图形检验,一定不要忽视斜率不存在的情况. 1 .圆 ( x - 1) 2 + ( y + 2) 2 = 6 与直线 2 x + y - 5 = 0 的位置关系是 (    ) A .相切         B .相交但直线不过圆心 C .相交过圆心 D .相离 答案: B 2 . (2013 年高考浙江卷 ) 直线 y = 2 x + 3 被圆 x 2 + y 2 - 6 x - 8 y = 0 所截得的弦长等于 ________ . 圆与圆的位置关系 ⊙ O 1 、 ⊙ O 2 半径分别为 r 1 、 r 2 , d = | O 1 O 2 |. ____________________[ 通关方略 ]____________________ 两圆不同的位置关系与对应公切线的条数 当两圆外离时,有 4 条公切线; 当两圆外切时,有 3 条公切线; 当两圆相交时,有 2 条公切线; 当两圆内切时,有 1 条公切线; 当两圆内含时,没有公切线. 3 .圆 ( x + 2) 2 + y 2 = 4 与圆 ( x - 2) 2 + ( y - 1) 2 = 9 的位置关系为 (    ) A .内切 B .相交 C .外切 D .相离 答案: B 4 . (2014 年温州十校模拟 ) 已知两圆 x 2 + y 2 = 10 和 ( x - 1) 2 + ( y - 3) 2 = 20 相交于 A , B 两点,则直线 AB 的方程是 ________ . 解析: 因为点 A , B 同时在两个圆上,所以联立两圆方程作差并消去二次项可得直线 AB 的方程为 x + 3 y = 0. 答案: x + 3 y = 0 直线与圆的位置关系 【 例 1】   (1)(2013 年高考陕西卷 ) 已知点 M ( a , b ) 在圆 O : x 2 + y 2 = 1 外,则直线 ax + by = 1 与圆 O 的位置关系是 (    ) A .相切         B .相交 C .相离 D .不确定 (2) 若直线 x - y + 1 = 0 与圆 ( x - a ) 2 + y 2 = 2 有公共点,则实数 a 的取值范围是 (    ) A . [ - 3 ,- 1] B . [ - 1,3] C . [ - 3,1] D . ( - ∞ ,- 3] ∪ [1 ,+ ∞ ) [ 答案 ]   (1)B   (2)C 反思总结 判断直线与圆的位置关系一般有两种方法 (1) 代数法:将直线方程与圆方程联立方程组,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.这种方法具有一般性,适合于判断直线与圆锥曲线的位置关系,但是计算量较大; (2) 几何法:圆心到直线的距离与圆半径比较大小,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. 变式训练 1 . (1) 直线 x + y = 5 和圆 O : x 2 + y 2 - 4 y = 0 的位置关系是 (    ) A .相离 B .相切 C .相交不过圆心 D .相交过圆心 (2) 已知圆 C : x 2 + y 2 - 4 x = 0 , l 是过点 P (3,0) 的直线,则 (    ) A . l 与 C 相交     B . l 与 C 相切 C . l 与 C 相离 D .以上三个选项均有可能 答案: (1)A   (2)A 圆的切线、弦长问题 2 .求过圆外一点 ( x 0 , y 0 ) 的圆的切线方程 (1) 几何方法 当斜率存在时,设为 k ,切线方程为 y - y 0 = k ( x - x 0 ) ,即 kx - y + y 0 - kx 0 = 0. 由圆心到直线的距离等于半径,即可得出切线方程. (2) 代数方法 设切线方程为 y - y 0 = k ( x - x 0 ) ,即 y = kx - kx 0 + y 0 ,代入圆的方程,得一个关于 x 的一元二次方程,由 Δ = 0 ,求得 k ,切线方程即可求出. 圆与圆的位置关系 【 例 3】   (2013 年高考江苏卷 ) 如图,在平面直角坐标系 xOy 中,点 A (0,3) ,直线 l : y = 2 x - 4 ,设圆 C 的半径为 1 ,圆心在 l 上. (1) 若圆心 C 也在直线 y = x - 1 上,过点 A 作圆 C 的切线,求切线的方程; (2) 若圆 C 上存在点 M ,使 MA = 2 MO ,求圆心 C 的横坐标 a 的取值范围. 反思总结 判断两圆的位置关系时常用几何法,即利用两圆圆心之间的距离与两圆半径之间的关系,一般不采用代数法.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消去 x 2 、 y 2 项得到. 答案: C —— 直线与圆、圆与圆的创新题 1 .直线与圆的综合应用问题是高考中一类重要问题,常常是将直线与圆和函数、三角、向量、数列及圆锥曲线等相互交汇,求解参数、函数、最值、圆的方程等问题. 2 .对于这类问题的求解,首先要注意理解直线和圆等基础知识及它们之间的深入联系;其次要对问题的条件进行全方位的审视,特别是题中各个条件之间的相互关系及隐含条件的挖掘,再次要掌握解决问题常用的思想方法,如数形结合、化归与转化、待定系数及分类讨论等思想方法. 直线与圆位置关系的创新 【 典例 1】  在平面直角坐标系 xOy 中,圆 C 的方程为 x 2 + y 2 - 8 x + 15 = 0 ,若直线 y = kx - 2 上至少存在一点,使得以该点为圆心, 1 为半径的圆与圆 C 有公共点,则 k 的最大值是 ________ . 由题悟道 本题充分体现了数形结合思想、转化与化归思想在解题中的应用,即通过数形结合将问题转化为圆心 C 到直线的距离问题或两圆的位置关系,进而得到关于 k 的不等式,从而确定出 k 的范围,得出 k 的最大值,这种以 “ 以形助解 ” 探究解题思路的思想方法值得我们仔细体会. 圆与集合、区域面积的创新 [ 答案 ]   C 由题悟道 1 . 充分理解题目信息,将问题转化为圆心点与区域的位置关系是解决问题的关键,也是创新点,但应注意构成圆的条件! 2 .解决与圆有关的问题应根据题设条件,合理选择利用代数方法还是利用几何法解决. 1 .集合 A = {( x , y )| x 2 + y 2 = 4} , B = {( x , y )|( x - 3) 2 + ( y - 4) 2 = r 2 } ,其中 r >0 ,若 A ∩ B 中有且仅有一个元素,则 r 的取值集合为 (    ) A . {3} B . {7} C . {3,7} D . {2,7} 答案: C 本小节结束 请按 ESC 键返回