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- 2021-07-01 发布
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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
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