内容正文:
易错点15 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.
题组一:直线的方程
1.【2016·上海文科】已知平行直线,则的距离_______________.
【答案】
【解析】利用两平行线间距离公式得
2.【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.
【答案】B
【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。
3.【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
【答案】A
【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:.
题组二:圆的方程
4.【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
【答案】A.
【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.
5.【2018·天津文】在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为__________.
【答案】
【解析】设圆的方程为,圆经过三点(0,0),(1,1),(2,0),
则,解得,则圆的方程为.
6.【2015北京文】圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得圆的半径为,则圆的标准方程为.
题组三:直线与圆相交
7.【2021北京卷9】曲线,直线,变化时,直线截曲线的最小弦长为2,则的值为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由圆的性质知,当时,圆心到直线的距离最大,弦长最小,故此时有,所以.
8.【2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ)】已知圆,过点(1,2)的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】圆化为,所以圆心坐标为,半径为,
设,当过点的直线和直线垂直时,圆心到过点的直线的距离最大,所求的弦长最短,此时
根据弦长公式得最小值为.
故选:B.
9.【2015全国1卷文】已知过点且斜率为k的直线l与圆C:交于M,N两点.
(I)求k的取值范围;
(II),其中O为坐标原点,求.
【答案】(I)(II)2
【解析】(1)由题设,可知直线l的方程为y=kx+1.
因为l与C交于两点,所以<1,解得<k<,
所以k的取值范围为.
(II)设.
将代入方程,整理得,
所以
,
由题设可得,解得,所以l的方程为.
故圆心在直线l上,所以.
题组四:直线与圆相切
10.【2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ)】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.
【答案】D
【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