学习目标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.
主要内容1.直线与圆,圆与圆的位置关系一直是高考考查的重点和热点问题,主要考查:(1)方程中含有参数的直线与圆的位置关系的判断;(2)利用相切或相交的条件确定参数的值或取值范围;(3)利用相切或相交求圆的切线或弦长.2.本部分在高考试题中多为选择、填空题,有时在解答题中考查直线与圆位置关系的综合问题.
1.直线与圆的位置关系(1)直线与圆的位置关系有三种:判断直线与圆的位置关系常见的有两种方法:相离、相切、相交.
①代数法:利用判别式
(2)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⇔(2)圆的切线方程若圆的方程为x2+y2=r2,点P(x0,y0)在圆上,则过P点且与圆x2+y2=r2相切的切线方程为相交相切相离x0x+y0y=r2.
(3)直线与圆相交直线与圆相交时,若l为弦长,d为弦心距,r为半径,则有r2=即l=求弦长或已知弦长求解问题,一般用此公式.
答案:C
2.圆O1:x2+y2-2x=0和圆O2:x2+y2-4y=0的位置关系是()A.相离B.相交C.外切D.内切答案:B
答案:C
4.将圆x2+y2=1沿x轴正向平移1个单位后得到圆C,则圆C的方程是__________;若过点(3,0)的直线l和圆C相切,则直线l的斜率是__________.
5.已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25及直线l:(2m+1)x+(m+1)y=7m+4(m∈R).(1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆C恒相交;(2)求直线l被圆C截得的弦长最短长度及此时的直线方程.
此时直线l的方程为3x-4y+20=0.又直线l的斜率不存在时,也满足题意,此时方程为x=0.∴所求直线l的方程为x=0或3x-4y+20=0.
(2)设过P点的圆C的弦的中点为D(x,y),则CD⊥PD,∴(x+2,y-6)·(x,y-5)=0,化简得所求轨迹方程为x2+y2+2x-11y+30=0.
【例3】已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0.(1)若圆C的切线在x轴和y轴上的截距相等,求此切线的方程;(2)从圆C外一点P(x1,y1)向该圆引一条切线,切点为M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求得使|PM|取得最小值时点P的坐标.
思路分析:(1)
①过点P作圆的切线有三种类型:当P在圆外时,有2条切线;当P在圆上时,有1条切线;当P在圆内时,不存在.②利用待定系数法设圆的切线方程时,一定要注意直线方程的存在性,有时要进行恰当分类;③切线长的求法:过圆C外一点P作圆C的切线,切点为M,半径为R,则|PM|=
变式迁移3自点A(-1,4)作圆(x-2)2+(y-3)2=1的切线l,求切线l的方程.
【例4】在平面直角坐标系xOy中,已知圆x2+y2-12x+32=0的圆心为Q,过点P(0,2)且斜率为k的直线与圆Q相交于不同的两点A,B.(1)求k的取值范围;
平面向量与圆的交汇是解析几何的一个热点内容,在近几年的高考中一直是考查的重点.解题时一方面要能够正确地分析用向量表达式给出的题目条件,将它们转化为图形中相应的位置关系,另一方面还要善于运用向量的运算等解决问题.
(2)设∠ECF=2α,则
1.直线与圆的位置关系问题讨论直线与圆的位置关系问题时,要养成作图的习惯,运用数形结合的思想,综合代数的、几何的知识进行求解.一般说来,运用几何法解题运算较简便,但代数法更具一般性.
(2)求过圆外一点(x0,y0)的圆的切线方程①几何方法:当k存在时,设切线方程为y-y0=k(x-x0),即kx-y-kx0+y0=0.由圆心到直线的距离等于半径,可求得k,切线方程即可求出.②代数方法:设切线方程为y-y0=k(x-x0),即y=kx-kx0+y0,代入圆方程,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.
以上两种方法只能求斜率存在的切线,斜率不存在的切线,可结合图形可得.