（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.
一、直线与圆的三种位置关系
（1）直线与圆相离，没有公共点；
（2）直线与圆相切，只有一个公共点；
（3）直线与圆相交，有两个公共点．
二、直线与圆的位置关系的判断方法
判断方法
直线与圆的位置关系
几何法：由圆心到直线的距离d与半径长r的大小关系来判断
直线与圆相离
直线与圆相切
直线与圆相交
代数法：联立直线与圆的方程，消元后得到关于x（或y）的一元二次方程，根据一元二次方程的解的个数来判断
方程无实数解，直线与圆相离
方程有唯一的实数解，直线与圆相切
方程有两个不同的实数解，直线与圆相交
三、圆与圆的位置关系
两圆的位置关系
外切
相切
两圆有唯一公共点
内切
内含
相离
两圆没有公共点
外离
相交
两圆有两个不同的公共点
四、圆与圆位置关系的判断
圆与圆的位置关系的判断方法有两种：
（1）几何法：由两圆的圆心距d与半径长R，r的关系来判断（如下图，其中）．
（2）代数法：设圆C1：x2+y2+D1x+E1y+F1=0 ①，圆C2：x2+y2+D2x+E2y+F2=0 ②，
联立①②，如果该方程组没有实数解，那么两圆相离； 如果该方程组有两组相同的实数解，那么两圆相切； 如果该方程组有两组不同的实数解，那么两圆相交．
五、两圆相交时公共弦所在直线的方程
设圆C1：x2+y2+D1x+E1y+F1=0 ①，圆C2：x2+y2+D2x+E2y+F2=0 ②，
若两圆相交，则有一条公共弦，由①－②，得（D1－D2）x+（E1－E2）y+F1－F2=0 ③．
方程③表示圆C1与圆C2的公共弦所在直线的方程．
考向一 直线与圆的位置关系
判断直线与圆的位置关系时，通常用几何法，其步骤是：
（1）明确圆心C的坐标（a,b）和半径长r，将直线方程化为一般式；
（2）利用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离d；
（3）比较d与r的大小，写出结论.
典例1 若直线:与圆:相切,则直线与圆:的位置关系是
A．相交 B．相切
C．相离 D．不确定
【答案】A
【名师点睛】本题考查了直线与圆的位置关系及点到直线的距离，属于中档题.判定直线与圆的位置关系可以联立方程，利用方程组的解的个数判断位置关系，也可以转化为判断圆心到直线的距离与半径的大小关系来确定直线与圆位置关系.求解本题时，直线与圆相切转化为圆心到直线的距离等于半径，求出斜率，再根据圆的圆心到直线的距离，判断其与直线的关系.
1．已知半圆与直线有两个不同交点，则实数k的取值范围是
A． B．
C． D．
考向二 圆与圆的位置关系
判断圆与圆的位置关系时，一般用几何法，其步骤是：
（1）确定两圆的圆心坐标和半径长；
（2）利用平面内两点间的距离公式求出圆心距d，求；
（3）比较的大小，写出结论.
典例2 圆O1: 和圆的位置关系是
A．相离 B．相交
C．外切 D．内切
【答案】B
2．圆心为的圆与圆相外切，则的方程为
A． B．
C． D．
考向三 圆的弦长问题
1．涉及直线被圆截得的弦长问题，一般有两种求解方法：
一是利用半径长r、弦心距d、弦长l的一半构成直角三角形，结合勾股定理求解；
二是若斜率为k的直线l与圆C交于两点，则.
2．求两圆公共弦长一般有两种方法：
一是联立两圆的方程求出交点坐标，再利用两点间的距离公式求解；
二是求出两圆公共弦所在直线的方程，转化为直线被圆截得的弦长问题.
典例3 已知直线y=kx+3与圆相交于M,N两点,若|MN|=2,则k的值是
A．1或 B．1或-1
C．或 D．或
【答案】C
3．在圆内，过点的最短弦的弦长为
A． B．
C． D．
考向四 圆的切线问题
1．求过圆上的一点的切线方程：
先求切点与圆心连线的斜率k，若k不存在，则由图形可写出切线方程为;若,则由图形可写出切线方程为;若k存在且k≠0，则由垂直关系知切线的斜率为，由点斜式方程可求切线方程.
2．求过圆外一点的圆的切线方程：
（1）几何方法
当斜率存在时，设为k，则切线方程为，即.由圆心到
直线的距离等于半径长，即可得出切线方程.
（2）代数方法
当斜率存在时，设为k，则切线方程为，即,代入圆的方程，得到一个关于x的一元二次方程，由,求得k,切线方程即可求出.
3．在求过一定点的圆的切线方程时，应首先判断定点与圆的位置关系，若点在圆上，则该点为切点，切线只有一条；若点在圆外，切线有两条；若点在圆内，则切线不存在．
典例4 已知点，点M（3，1），圆C：（x－1）2＋（y－2）2＝4．
（1）求过点P的圆C的切线方程；
（2）求过点M的圆C的切线方程，并求出切线长．
【答案】（1）；（2）过点M的圆C的切线方程为x－3=0或3x－4y－5＝0，切线长为1.
则圆心C到切线的距离d=，解得k＝，
所以切线方程为y－1＝（x－3），即3x－4y－5＝0．
综上可得，过点M的圆C的切线方程为x－3=0或3x－4y－5＝0．
因为|MC|=，
所以过点M的圆C的切线长为．
4．设为直线上的动点，过点作圆的两条切线，切点分别为，则四边形为圆心的面积的最小值为
A． B．
C． D．
1．直线被圆截得的弦长为
A．4 B．
C． D．2
2．已知直线过点且倾斜角为，若与圆相切，则
A． B．
C． D．
3．已知圆与圆，则圆与圆的位置关系为
A．相交 B．内切
C．外切 D．相离
4．如果实数，满足等式，那么的最大值是
A． B．
C． D．
5．已知双曲线的离心率为，则其渐近线与圆的位置关系是
A．相交 B．相切
C．相离 D．不确定
6．已知圆，直线．当实数时，圆上恰有个点到直线的距离为的概率为
A． B．
C． D．
7．已知两点，（），若曲线上存在点，使得，则正实数的取值范围为
A． B．
C． D．
8．动圆M与圆外切，与圆内切，则动圆圆心M的轨迹方程是
A． B．
C． D．
9．已知直线与圆相交于，，且为等腰直角三角形，则实数的值为
A．或 B．
C．或 D．
10．点是直线上的动点，由点向圆作切线，则切线长的最小值为
A． B．
C． D．
11．已知动直线与圆相交于两点，且满足，点为直线上的
一点，且满足，若是线段的中点，则的值为
A． B．
C． D．
12．已知圆，圆交于不同的，两点，给出下列结论：
①；②；③，.
其中正确结论的个数是
A．0 B．1
C．2 D．3
13．圆截直线所得的弦长为8，则的值是________．
14．设圆的弦的中点为，则直线的方程是________．
15．若圆与圆相交于两点，且两圆在点处的切线互相垂直，则线段的长度是________．
16．已知动圆与直线相切于点，圆被轴所截得的弦长为，则满足条件的所有圆的半径之积是________．
17．在平面直角坐标系xOy中，已知圆C的方程为，点．
（1）求过点M且与圆C相切的直线方程；
（2）过点M任作一条直线与圆C交于A，B两点，圆C与x轴正半轴的交点为P，求证：直线PA与PB的斜率之和为定值．
18．已知圆经过原点且与直线相切于点.
（1）求圆的方程；
（2）在圆上是否存在两点关于直线对称，且以线段为直径的圆经过原点？若存在,写出直线的方程；若不存在，请说明理由.
19．已知点，圆:，过点的动直线与圆交于两点，线段的中点为，为坐标原点.
（1）求的轨迹方程；
（2）当时，求直线的方程及的面积.
20．已知圆关于直线对称的圆为.
（1）求圆的方程；
（2）过点作直线与圆交于两点，是坐标原点，是否存在这样的直线，使得在平行四边形中？若存在，求出所有满足条件的直线的方程；若不存在，请说明理由.
1．（2018北京理）在平面直角坐标系中，记d为点P（cos θ，sin θ）到直线的距离，当θ，m变化时，d的最大值为
A．1 B．2
C．3 D．4
2．（2018新课标Ⅲ理）直线分别与轴，轴交于，两点，点在圆
上，则面积的取值范围是
A． B．
C． D．
3．（2016新课标II理）圆的圆心到直线的距离为1，则a=
A． B．
C． D．2
4．（2018江苏）在平面直角坐标系中，A为直线上在第一象限内的点，，以AB为直径的圆C与直线l交于另一点D．若，则点A的横坐标为________．
5．（2018天津理）已知圆的圆心为C，直线(为参数)与该圆相交于A，B两点，则的面积为 .
6．（2017江苏）在平面直角坐标系中，点在圆上，若则点的横坐标的取值范围是 ．
7．（2016新课标II理）已知直线：与圆交于两点，过分别作的垂线与轴交于两点，若，则__________．
8．（2017新课标III理）已知抛物线C：y2=2x，过点（2,0）的直线l交C于A,B两点，圆M是以线段AB为直径的圆.
（1）证明：坐标原点O在圆M上；
（2）设圆M过点，求直线l与圆M的方程.
9．（2016江苏）如图，在平面直角坐标系中，已知以为圆心的圆
及其上一点．
（1）设圆与轴相切，与圆外切，且圆心在直线上，求圆的标准方程；
（2）设平行于的直线与圆相交于两点，且，求直线的方程；
（3）设点满足：存在圆上的两点和，使得，求实数的取值范围．
变式拓展
1．【答案】D
【名师点睛】处理直线与圆的位置关系时，若两方程已知或圆心到直线的距离易表达，则用几何法；若方程中含有参数，或圆心到直线的距离的表达较繁琐，则用代数法．求解本题时，绘制半圆的图形和直线，考查临界条件，确定k的取值范围即可.
2．【答案】D
【名师点睛】此题主要考查解析几何中圆的标准方程，两圆的位置关系，以及两点间的距离公式的应用等有关方面的知识与技能，属于中低档题型，也是常考考点.判断两圆的位置关系，有两种方法，一是代数法，联立两圆方程，消去其中一未知数，通过对所得方程的
根决断，从而可得两圆关系；一是几何法，通计算两圆圆心距与两圆半径和或差进行比较，从而可得两圆位置关系.
3．【答案】D
【解析】圆，化简为：点在圆的内部，记圆心为O点，则最短弦长是过点M和OM垂直的弦，OM=，根据垂径定理得到弦长为：=
故答案为D.
【名师点睛】这个题目考查的是圆的性质和应用，一般和圆有关的问题很多情况下可利用数形结合来解决；在求圆上的点到直线或者定点的距离时，一般是转化为圆心到直线或者圆心到定点的距离，再加减半径，分别得到最大值和最小值；涉及圆的弦长或者切线长时，经常用到垂径定理.求解本题时，先将圆的方程化为标准式，找到圆心和半径，过点的最短弦长是过点M和OM垂直的弦,再根据垂径定理得到结果.
4．【答案】C
【解析】∵圆的方程为，∴圆心C（1，1）、半径r为1.
根据题意，若四边形面积最小，则当圆心与点P的距离最小时，即距离为圆心到直线的距离时，切线长PA，PB最小.∵圆心到直线的距离为d=2，∴|PA|=|PB|=，∴.
故选C．
【名师点睛】本题主要考查直线与圆的位置关系，主要涉及了构造四边形及其面积的求法，同时还考查了转化思想，属于中档题.求解本题时，由圆的方程为求得圆心C（1，1）、半径r为1，由“若四边形面积最小，则圆心与点P的距离最小时，即距离为圆心到直线的距离时，切线长PA，PB最小”，最后将四边形转化为两个直角三角形面积求解．
考点冲关
1．【答案】D
故选D．
【名师点睛】本题考查直线与圆的位置关系的应用，考查点到直线距离公式的应用，是基础题．一般直线和圆的题很多情况下是利用数形结合来解决的；在求圆上的点到直线或者定点的距离时，一般是转化为圆心到直线或者圆心到定点的距离，再加减半径，分别得到最大值和最小值；涉及圆的弦长或者切线长时，经常用到垂径定理.求解本题时，利用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离，再由垂径定理可得直线3x﹣4y=0被圆（x﹣1）2+（y﹣2）2=2截得的弦长．
2．【答案】A
【解析】设直线,
因为与圆相切，所以，
因此故选A.
3．【答案】C
【解析】圆的圆心为，半径为，圆的圆心为，半径为，
∴两圆的圆心距，∴，∴两圆外切，故选．
4．【答案】D
【解析】过原点作圆的切线，切线斜率，故选．
【名师点睛】与圆上点有关代数式的最值的常见类型及解法．
①形如型的最值问题，可转化为过点和点的直线的斜率的最值问题；
②形如型的最值问题，可转化为动直线的截距的最值问题；
③形如型的最值问题，可转化为动点到定点的距离平方的最值问题．
5．【答案】C
6．【答案】A
【解析】如图，圆C的圆心坐标为O（0，0），半径为2，直线l为：x﹣y+b=0．
由，即b=时，圆上恰有一个点到直线l的距离为1，
由，即b=时，圆上恰有3个点到直线l的距离为1．
∴当b∈（）时，圆上恰有2个点到直线l的距离为1，故概率为．
故选A．
【名师点睛】解答几何概型问题的关键在于弄清题中的考察对象和对象的活动范围．当考察对象为点，点的活动范围在线段上时，用线段长度比计算；当考察对象为线时，一般用角度比计算，即当半径一定时，由于弧长之比等于其所对应的圆心角的度数之比，所以角度之比实际上是所对的弧长(曲线长)之比．求解本题时，由已知求出圆心坐标与半径，再由点到直线的距离公式分别求出满足圆上有一点和三点到直线l的距离为1的b值，由测度比为长度比得答案．
7．【答案】B
8．【答案】B
【解析】设动圆M半径为，则
因此动圆圆心M的轨迹是以为焦点的椭圆，所以，故选B.
【名师点睛】求与圆有关的轨迹问题时，根据题设条件的不同常采用以下方法：
①直接法：直接根据题目提供的条件列出方程．
②定义法：根据圆、直线等定义列方程．
③几何法：利用圆的几何性质列方程．
④代入法：找到要求点与已知点的关系，代入已知点满足的关系式等．
9．【答案】C
【解析】由题意可得是等腰直角三角形，∴圆心C（1，﹣a）到直线的距离等于r·sin45°=，再利用点到直线的距离公式可得=，∴a=±1.
故选C．
【名师点睛】这个题目考查的是直线和圆的位置关系，一般直线和圆的题在很多情况下是利用数形结合来解决的，联立方程利用代数方法求解的时候较少；还有就是在求圆上的点到直线或者定点的距离时，一般是转化为圆心到直线或者圆心到定点的距离，再加减半径，分别得到最大值和最小值.由题意可得是等腰直角三角形，可得圆心C（1，﹣a）到直线的距离等于r·sin45°，再利用点到直线的距离公式求得a的值．
10．【答案】C
【名师点睛】本题考查直线与圆的位置关系，涉及的知识有：圆的标准方程，点到直线的距离公式，以及勾股定理，熟练掌握公式及定理是解本题的关键．由圆的标准方程，找出圆心坐标和圆的半径，要使切线长最小，则必须使点P到圆的距离最小，求出圆心到直线的距离，利用切线的性质及勾股定理求出切线长的最小值即可．
11．【答案】A
【解析】动直线与圆：相交于，两点，且满足，则为等边三角形，于是可设动直线为，根据题意可得， ，∵是线段的中点，∴，设，∵，∴，
∴，解得，∴，
∴，故选A．
12．【答案】D
【名师点睛】当两圆相交时，公共弦的方程可由两个圆的方程相减得到，而且在解决圆的有关问题时，注意合理利用圆的几何性质简化计算.解本题时，根据两个圆的标准方程得到公共弦的方程为，两点均在该直线上，故其坐标满足上式.而的中点为直线与直线的交点，利用直线方程构成的方程组可以得到交点的坐标，从而得到③也是正确的.
13．【答案】
【解析】∵弦长为8，圆的半径为5，∴弦心距为3，∵圆心坐标为，∴，解得为
【名师点睛】涉及圆中弦长问题， 一般利用垂径定理进行解决，具体就是利用半径的平
方等于圆心到直线距离平方与弦长一半平方的和；直线与圆位置关系，一般利用圆心到直线距离与半径大小关系进行判断
14．【答案】
【解析】,所以圆心为 ，
因此.
15．【答案】4
【解析】由题知与 根据圆心距大于半径之差而小于半径之和，可得再根据题意可得
∴利用 解得
16．【答案】
17．【答案】（1）或；（2）见解析.
【解析】（1）当直线l的斜率不存在时，显然直线与圆相切，
当直线l的斜率存在时，设切线方程为，
圆心到直线的距离等于半径，
∴，解得，
∴切线方程为：，
故所求直线方程为或．
（2）依题意可得当直线AB的斜率存在且不为0时，设直线AB：，代入
，
【名师点睛】求定值问题常见的方法：
①从特殊入手，求出定值，再证明这个值与变量无关．
②直接推理、计算，并在计算推理的过程中消去变量，从而得到定值．
18．【答案】（1）；（2）见解析.
【解析】（1）法一：由已知，得圆心在经过点且与垂直的直线上，它又在线段的中垂线上，所以求得圆心，半径为.
所以圆的方程为.
法二：设圆的方程为，
可得解得,
【名师点睛】本题主要考查了圆锥曲线的综合应用问题，其中解答中涉及圆的标准方程及其简单的几何性质的应用，直线与圆的位置关系的应用，向量的坐标运算等知识点的考查，着重考查了学生分析问题和解答问题的能力，本题的解答中把直线的方程和椭圆方程联立，转化为方程的根与系数的关系、韦达定理的应用是解答问题的关键
19．【答案】（1）;（2）的方程为; 的面积为.
【解析】（1）圆C的方程可化为，所以圆心为，半径为4，
设，则，，
由题设知，
故，即.
由于点P在圆C的内部，
所以点M的轨迹方程是.
20．【答案】（1）；（2）存在直线和.
【解析】（1）圆化为标准为，
设圆的圆心关于直线的对称点为，则，
且的中点在直线上，
所以，解得，
所以圆的方程为.
（2）由，所以平行四边形为矩形，所以.
要使，必须使，即：.
①当直线的斜率不存在时，可得直线的方程为，与圆交于两点 .
因为，
所以，所以当直线的斜率不存在时，直线满足条件.
【名师点睛】在处理平面解析几何时，往往先设出直线方程，但要注意直线的斜率是否存在，如本题中当斜率不存在时也符合题意.
直通高考
1．【答案】C
【解析】P为单位圆上一点，而直线过点A（2，0），所以d的最大值为OA+1=2+1=3,故选C.
【名师点睛】与圆有关的最值问题主要表现在求几何图形的长度、面积的最值，求点到直线的距离的最值，求相关参数的最值等方面．解决此类问题的主要思路是利用圆的几何性质将问题转化．
2．【答案】A
【解析】直线分别与轴，轴交于，两点，,则.
点P在圆上，圆心为（2，0），则圆心到直线的距离.
故点P到直线的距离的范围为，则.
故答案为A.
【名师点睛】本题主要考查直线与圆，考查了点到直线的距离公式，三角形的面积公式，属于中档题.先求出A，B两点坐标得到再计算圆心到直线的距离，得到点P到直线距离的范围，由面积公式计算即可.
3．【答案】A
【解析】圆的方程可化为，所以圆心坐标为，由点到直线的距离公式得：，解得，故选A．
4．【答案】3
【名师点睛】以向量为载体求相关变量的取值或范围，是向量与函数、不等式、三角函数、曲线方程等相结合的一类综合问题.通过向量的坐标运算，将问题转化为解方程或解不等式或求函数值域，是解决这类问题的一般方法.
5．【答案】
【解析】由题意可得圆的标准方程为：，
直线的直角坐标方程为：，即，
则圆心到直线的距离：，
所以，则.
【名师点睛】处理直线与圆的位置关系时，若两方程已知或圆心到直线的距离易表达，则用几何法；若方程中含有参数，或圆心到直线的距离的表达较繁琐，则用代数法．由题意首先求得圆心到直线的距离，然后结合弦长公式求得弦长，最后求解三角形的面积即可.
6．【答案】
【名师点睛】对于线性规划问题，首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线，其次确定目标函数的几何意义，是求横坐标或纵坐标、直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等，最后结合图形确定目标函数的最值或取值范围．
7．【答案】4
【解析】因为，且圆的半径为，所以圆心到直线的距离为，则由，解得
，代入直线的方程，得，所以直线的倾斜角为，由平面几何知识知在梯形中，．
8．【答案】（1）证明略；（2）直线的方程为，圆的方程为.或直线的方程为，圆的方程为
【解析】（1）设，.
由 可得，则.
又，故.
【名师点睛】直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似，一般要用到根与系数的关系；在解决直线与抛物线的位置关系时，要特别注意直线与抛物线的对称轴平行的特殊情况.中点弦问题，可以利用“点差法”，但不要忘记验证或说明中点在曲线内部.
9．【答案】（1）；（2）直线l的方程为2x－y+5=0或2x－y－15=0；
（3）.
【解析】圆M的标准方程为，所以圆心M(6，7)，半径为5．
（1）由圆心在直线x=6上，可设．
因为圆N与x轴相切，与圆M外切，所以，
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