内容正文:
第二课时
直线与圆的位置关系
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答案:A
[方法技巧] 圆的切线方程的求法
几何法 设切线方程为y-y0=k(x-x0),利用点到直线的距离公式表示出圆心到切线的距离d,然后令d=r,进而求出k
代数法 设切线方程为y-y0=k(x-x0),与圆的方程组成方程组,消元后得到一个一元二次方程,然后令判别式Δ=0,进而求出k
[答案] (1)C (2)D
答案:x+2y-3=0
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第二课时 直线与圆的位置关系
1.(2023·长沙模拟)若直线y=x与圆(x-a)2+y2=2(a>0)相切,则a=
( )
A. B.2 C.3 D.2
解析:因为圆心坐标为(a,0),半径为,所以该圆心到直线x-y=0的距离d==,结合a>0,解得a=.故选A.
2.(2023·滨州模拟)已知直线l:(m2+m+1)x+(3-2m)y-2m2-5=0,圆C:x2+y2-2x=0,则直线l与圆C的位置关系是 ( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定
解析:直线l:(m2+m+1)x+(3-2m)y-2m2-5=0,即(x-2)m2+(x-2y)m+(x+3y-5)=0,由解得
因此,直线l恒过定点A(2,1),又圆C:x2+y2-2x=0,即(x-1)2+y2=1,显然点A在圆C外,所以直线l与圆C可能相离,可能相切,也可能相交,A、B、C都不正确,D正确.故选D.
答案:D
3.(2022·新高考Ⅱ卷)设点A(-2,3),B(0,a),若直线AB关于y=a对称的直线与圆(x+3)2+(y+2)2=1有公共点,则a的取值范围是_____.
解析:由题意知点A(-2,3)关于直线y=a的对称点为A′(-2,2a-3),所以kA′B=,所以直线A′B的方程为y=x+a,即(3-a)x-2y+2a=0.由题意知直线A′B与圆(x+3)2+(y+2)2=1有公共点,易知圆心为(-3,-2),半径为1,所以≤1,整理得6a2-11a+3≤0,解得≤a≤,所以实数a的取值范围是.
答案:
[一“点”就过]
判断直线与圆的位置关系常见的2种方法
(1)代数法:
(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:d<r⇔相交,d=r⇔相切,d>r⇔相离.
角度1 切线问题
[例1] (1)已知圆C:(x-2)2+(y-6)2=4,点M为直线l:x-y+8=0上一个动点,过点M作圆C的两条切线,切点分别为A,B,则四边形CAMB周长的最小值为 ( )
A.8 B.6 C.5 D.2+4
(2)(2023·汕头模拟)若圆C:x2+y2-10x+24y+88=0关于直线ax+by+26=0对称,则过点(a,b)作圆C的切线,切线长的最小值是______.
[解析] (1)圆C:(x-2)2+(y-6)2=4的圆心坐标为C(2,6),半径为2,因为过点M作圆C的两条切线,切点分别为A,B,所以有MA=MB,MA⊥CA,MB⊥CB,因此有MA=MB==,要想四边形CAMB周长最小,只需MC最小,即当MC⊥l时,此时MC==2,MA=MB==2,即最小值为2×2+2×2=8,故选A.
(2)将圆C的方程化成标准方程为(x-5)2+(y+12)2=81,圆心为C(5,-12),半径为9,因为圆C关于直线ax+by+26=0对称,所以圆心位于该直线上,将圆心坐标代入直线方程中,有5a-12b+26=0,即点(a,b)在直线l:5x-12y+26=0上,设D(a,b),过点D作圆C的切线,切点为E,则DE==,要使得切线DE长最短,则只需CD最短,CD的最小值为点C到直线l:5x-12y+26=0的距离,此时CD==15,所以根据勾股定理,得DE==12,即切线长的最小值是12.
[答案] (1)A (2)12
角度2 弦长问题
[例2] (1)(2021·北京高考)已知圆C:x2+y2=4,直线l:y=kx+m,当k变化时,l截得圆C弦长的最小值为2,则m= ( )
A.±2 B.±
C.± D.±
(2)(2023·山东烟台高三期末)若直线x-y+2=0将圆(x-a)2+(y-3)2=9分成的两段圆弧长度之比为1∶3,则实数a的值为 ( )
A.-4 B.-4或2
C.2 D.-2或4
[解析] (1)由题可得圆心为(0,0),半径为2,则圆心到直线的距离d=,则弦长为2 ,则当k=0时,弦长取得最