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- 2021-06-11 发布
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第四节 直线与圆、圆与圆的位置关系
[考纲传真] 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.
1.判断直线与圆的位置关系常用的两种方法
(1)几何法:利用圆心到直线的距离d和圆半径r的大小关系:dr⇔相离.
(2)代数法:联立直线l与圆C的方程,消去y(或x),得一元二次方程,计算判别式Δ=b2-4ac,Δ>0⇔相交,Δ=0⇔相切,Δ<0⇔相离.
2.圆与圆的位置关系
设圆O1:(x-a1)2+(y-b1)2=r(r1>0),
圆O2:(x-a2)2+(y-b2)2=r(r2>0).
几何法:圆心距d与r1,r2的关系
代数法:联立两个圆的方程组成方程组的解的情况
相离
d>r1+r2
无解
外切
d=r1+r2
一组实数解
相交
|r2-r1|0)截直线x+y=0所得线段的长度是2,则圆M与圆N:(x-1)2+(y-1)2=1的位置关系是( )
A.内切 B.相交
C.外切 D.相离
B [法一:由得两交点为(0,0),(-a,a).
∵圆M截直线所得线段长度为2,
∴=2.又a>0,∴a=2.
∴圆M的方程为x2+y2-4y=0,即x2+(y-2)2=4,圆心M(0,2),半径r1=2.
又圆N:(x-1)2+(y-1)2=1,圆心N(1,1),半径r2=1,
∴|MN|==.
∵r1-r2=1,r1+r2=3,1<|MN|<3,∴两圆相交.
法二:∵x2+y2-2ay=0(a>0)⇔x2+(y-a)2=a2(a>0),
∴M(0,a),r1=a.
∵圆M截直线x+y=0所得线段的长度为2,∴圆心M到直线x+y=0的距离d==,解得a=2.
以下同法一.]
[规律方法] 1.圆与圆的位置关系取决于圆心距与两个半径的和与差的大小关系.
2.若两圆相交,则两圆的公共弦所在直线的方程可由两圆的方程作差消去x2,y2项得到.
3.若两圆相交,则两圆的连心线垂直平分公共弦.
[变式训练2] 若⊙O:x2+y2=5与⊙O1:(x-m)2+y2=20(m∈R)相交于A,B两点,且两圆在点A处的切线互相垂直,则线段AB的长度是__________.
4 [由题意⊙O1与⊙O在A处的切线互相垂直,则两切线分别过另一圆的圆心,
∴O1A⊥OA.
又∵|OA|=,|O1A|=2,
∴|OO1|=5.
又A,B关于OO1对称,
∴AB为Rt△OAO1斜边上高的2倍.
又∵·OA·O1A=OO1·AC,得AC=2.
∴AB=4.]
直线与圆的综合问题
(2016·江苏高考改编)如图841,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2-12x-14y+60=0及其上一点A(2,4).
图841
(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;
(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B,C两点,且BC=OA,求直线l的方程.
[解] 圆M的标准方程为(x-6)2+(y-7)2=25,
所以圆心M(6,7),半径为5. 1分
(1)由圆心N在直线x=6上,可设N(6,y0).
因为圆N与x轴相切,与圆M外切,
所以0