内容正文:
易错点11 直线和圆
易错点1: 直线的方程
若直线方程含多个参数并给出或能求出参数满足的方程,观察直线方程特征与参数方程满足的方程的特征,即可找出直线所过定点坐标,并代入直线方程进行检验。注意到繁难的代数运算是此类问题的特点,设而不求方法、整体思想和消元的思想的运用可有效地简化运算。
易错点2:圆的方程
(1)圆的一般方程的形式要熟悉,并且能和圆的标准方程的形式区分开;
(2)在求解圆的方程时要分析设哪种形式更简单.
易错点3:直线与圆相离
直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合来解决.
易错点4:直线与圆相切
直线和圆相切时,求切线方程,一般要用到圆心到直线的距离等于半径,记住常见切线方程,可提高解题速度;求切线长,一般要用到切线长、圆的半径、圆外点与圆心连线构成的直角三角形,由勾股定理解得.
易错点5:直线与圆相交
直线和圆相交时,有关弦长的问题,要用到弦心距、半径和半弦构成的直角三角形,也是通过勾股定理解得,有时还用到垂径定理.
01 直线的方程
例1(2014四川)设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,则的取值范围是
A. B. C. D.
【警示】考试中的动直线一般有两类:一是绕着定点旋转;一是斜率不变,做平移运动。本题的突破点就是直线过定点,直线过定点,还有根据斜率关系知道两条直线互相垂直。
【解析】易知直线过定点,直线过定点,且两条直线相互垂直,故点在以为直径的圆上运动,故
.故选B.
【叮嘱】对于直线过定点,有以下常用结论:
若直线:(其中为常数),则直线必过定点;
若直线:(其中为常数),则直线必过定点;
若直线:(其中为常数),则直线必过定点;
若直线:(其中为常数),则直线必过定点;
若直线:(其中为常数),则直线必过定点;
若直线:(其中为常数),则直线必过定点。
1.(2012浙江)设,则“”是“直线:与直线:平行”的
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】“直线:与直线:平行”的充要条件是,解得,或,所以是充分不必要条件。故选:.
2.已知点,与直线,且直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围为( )
A.或 B.或 C. D.
【解析】已知点,与直线,且直线与线段相交,
直线,即直线,它经过定点,
的斜率为,的斜率为,
则直线的斜率的取值范围为或,
故选:.
02 圆的方程
例2(2020年北京卷)已知半径为1的圆经过点,则其圆心到原点的距离的最小值为( ).
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【警示】求出圆心的轨迹方程后,根据圆心到原点的距离减去半径1可得答案.
【解析】设圆心,则,化简得,
所以圆心的轨迹是以为圆心,1为半径的圆,
所以,所以,
当且仅当在线段上时取得等号,故选:A.
【叮嘱】求圆的方程常用“待定系数法”.用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是:
(1)根据题意,选择标准方程或一般方程.
(2)根据已知条件,建立关于或的方程组.
(3)解方程组,求出a,b,r或E,D,F的值,并把它们代入所设的方程中去,就得到所求圆的方程.
1.(2015北京)圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是
A. B.
C. D.
【解析】由题意可得圆的半径为,则圆的标准方程为.
2.圆关于原点对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【解析】因为所求圆的圆心与圆的圆心关于原点对称,
所以所求圆的圆心为,半径为,故所求圆的方程为.
故选:B.
03 直线与圆相离
例3(2020年全国1卷)已知⊙M:,直线:,为上的动点,过点作⊙M的切线,切点为,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【警示】由题意可判断直线与圆相离,根据圆的知识可知,四点共圆,且,根据可知,当直线时,最小,求出以为直径的圆的方程,根据圆系的知识即可求出直线的方程.
【解析】圆的方程可化为,点到直线的距离为,所以直线与圆相离.依圆的知识可知,四点四点共圆,且,所以,而,
当直线时,,,此时最小.
∴即,由解得,.
所以以为直径的圆的方程为,即,
两圆的方程相减可得:,即为直线的方程.
故选:D.
【叮嘱】直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合来解决.
1.已知直线与圆,则上各点到的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【解析】将圆化成在平面直角坐标系下的形式,
圆 ,圆心 为 ,半径 .
已知直