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课题:直线和圆、圆与圆的位置关系
考纲要求:①能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆的位置关系;②能根据给定两个圆的方程,判断两圆的位置关系.③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.
教材复习
直线与圆的位置关系
将直线方程代入圆的方程得到一元二次方程,设它的判别式为,圆的半径为,圆心到直线的距离为,则直线与圆的位置关系满足以下关系:
位置关系
相切
相交
相离
几何特征
代数特征
直线截圆所得弦长的计算方法:①利用弦长计算公式:设直线与圆相交于,两点,则弦;
②利用垂径定理和勾股定理:(其中为圆的半径,直线到圆心的距离).
圆与圆的位置关系:①设两圆的半径分别为和,圆心距为,则两圆的位置关系满足以下关系:
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
几何特征
代数特征
无实数解
一组实数解
两组实数解
一组实数解
无实数解
②设两圆,,若两圆相交,则两圆的公共弦所在的直线方程是
相切问题的解法:
= 1 \* GB3 ①利用圆心到切线的距离等于半径列方程求解
= 2 \* GB3 ②利用圆心、切点连线的斜率与切线的斜率的乘积为(或一条直线存在斜率,另一条不存在)
= 3 \* GB3 ③利用直线与圆的方程联立的方程组的解只有一个,即来求解.
特殊地,已知切点,圆的切线方程为 .
圆的切线方程为
圆的切线方程是
基本知识方法
把握直线与圆的位置关系的三种常见题型:①相切——求切线②相交——求距离
= 3 \* GB3 ③相离——求圆上动点到直线距离的最大(小)值;
解决直线与圆的位置关系问题用到的思想方法有:
①数形结合,善于观察图形,充分运用平面几何知识,寻找解题途径
②等价转化,如把切线长的最值问题转化为圆外的点到圆心的距离问题,把公切线的条数问题转化为两圆的位置关系问题,把弦长问题转化为弦心距问题等
= 3 \* GB3 ③待定系数法,还要合理运用“设而不求”,简化运算过程
①圆与圆的位置关系转化为圆心距与两圆半径之和或半径之差的关系
②公共弦满足的条件是:连心线垂直平分公共弦
充分利用圆的几何性质解题:圆上的动点到已知直线(或点)的距离的最大值和最小值,转化为圆心到已知直线(或点)的距离来处理.
典例分析:
考点一 直线与圆的位置关系
问题1:(陕西)已知圆,过点的直线,则
与相交 与相切 与相离 以上三个选项均有可能
(届陕西省高三质检一)直线:与圆:的
位置关系是 相离 相切 相交 无法确定,与的取值有关.
(全国Ⅲ)求圆心为且与直线相切的圆.
(全国Ⅰ)已知直线过点,当直线与圆有两个交点时,其斜率的取值范围是
(届高三广东部分重点中学联考)过点引圆的弦,则所作的弦中最短的弦长为
已知直线:与曲线:有两个公共点,求的取值范围.
考点二 直线与圆相切的有关问题
问题2.(全国)圆在点处的切线方程为
过点的圆的切线方程是
(山东)过点作圆的两条切线,切点分别为,,则
直线的方程为
(江西文)过直线上点作圆的两条切线,若两条切线的夹角是,则点的坐标是
考点三 直线与圆相交时的弦长问题
问题3.(届高三桐庐中学月考)已知圆方程为:.直线过点,且与圆交于、两点,若,求直线的方程.
问题4.已知直线:和圆; 时,证明与总相交; 取何值时,被截得弦长最短,求此弦长.
考点四 圆与圆的位置关系
问题5.(山东)圆与圆的位置
关系为 内切 相交 外切 相离
(重庆)已知圆,圆,分别是圆上的动点,为轴上的动点,则的最小值为
问题6.已知圆:与:
相交于两点,求公共弦所在的直线方程;
求圆心在直线上,且经过两点的圆的方程;
求经过两点且面积最小的圆的方程.
考点四 圆的综合应用
问题7.(全国新课标)在平面直角坐标系中,曲线与坐标轴的交点都在圆上.求圆的方程;若圆与直线交于两点,且,求的值.
课后作业:
直线与圆在第一象限内有两个不同交点,则的取值范围是
(北京东城)为曲线:(为参数,)上任意一点,则的最大值是
(北京文)直线被圆截得的弦长为
两圆为:,,则
两圆的公共弦所在的直线方程为
两圆的内公切线方程为
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