内容正文:
第三课时
圆与圆的位置关系
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第三课时 圆与圆的位置关系
答案:D
答案:ABC
[一“点”就过]
判断圆与圆的位置关系的解题步骤
(1)确定两圆的圆心坐标和半径长.
(2)利用平面内两点间的距离公式求出圆心距d,求r1+r2,|r1-r2|.
(3)比较d,r1+r2,|r1-r2|的大小,写出结论.
[答案] (1)A (2)D
[方法技巧] 处理两圆相切问题的2个步骤
定性 必须准确把握是内切还是外切,若只是告诉相切,则必须分两圆内切、外切两种情况讨论
转化 将两圆相切的问题转化为两圆的圆心距等于两圆半径之差的绝对值(内切时)或两圆半径之和(外切时)
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答案:B
1.圆(x+2)2+y2=4与圆(x-2)2+(y-1)2=9的位置关系为 ( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.相离
解析:两圆圆心分别为(-2,0),(2,1),半径分别为2和3,圆心距d==.∵3-2<d<3+2,∴两圆相交.
2.(2023·南通模拟)古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(k>0且k≠1)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知O(0,0),A(3,0),动点P(x,y)满足=2,则动点P轨迹与圆(x-2)2+y2=1的位置关系是 ( )
A.相交 B.相离 C.内切 D.外切
解析:由已知动点P(x,y)满足=2,得=2即动点P轨迹为圆:(x+1)2+y2=4,∵=2+1,∴两圆外切.故选D.
3.(2023·徐州模拟)(多选)当实数m变化时,圆:x2+y2=1与圆:(x-m)2+(y-1)2=4的位置关系可能是 ( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
解析:圆C1:x2+y2=1的圆心为C1(0,0),半径r1=1,C2:(x-m)2+(y-1)2=4的圆心为C2(m,1),半径r2=2,则|C1C2|=,|r1-r2|=1,r1+r2=3,∵|C1C2|=≥1,当|C1C2|=1时,两圆内切;当1<|C1C2|<3时,两圆相交;当|C1C2|=3时,两圆外切;当|C1C2|>3时,两圆外离,∴两圆的位置关系可能是相切、外离、相交.故选A、B、C.
答案:±2或0
4.若圆x2+y2=1与圆(x+4)2+(y-a)2=25相切,则常数a=________.
解析:两圆的圆心距d=,由两圆相切,得=5+1或=5-1,解得a=±2或a=0.
考法二 公切线问题
[典例] (1)(2023·西安模拟)在平面直角坐标系xOy中,圆C1:x2+y2+2x-6y+6=0与圆C2:x2+y2-4x+2y+4=0,则两圆的公切线的条数是 ( )
A.4 B.3 C.2 D.1
(2)(2023·济南一中模拟)圆x2+(y-2)2=4与圆x2+2mx+y2+m2-1=0至少有三条公切线,则m的取值范围是 ( )
A.(-∞,-]
B.[,+∞)
C.[-,]
D.(-∞,-]∪[,+∞)
[解析] (1)圆C1:(x+1)2+(y-3)2=4的圆心C1(-1,3),半径r1=2,圆C2:(x-2)2+(y+1)2=1的圆心C2(2,-1),半径r2=1,|C1C2|==5,显然|C1C2|>r1+r2,即圆C1与圆C2外离,所以两圆的公切线的条数是4.故选A.
(2)将x2+2mx+y2+m2-1=0化为标准方程得(x+m)2+y2=1,即圆心为(-m,0),半径为1,圆x2+(y-2)2=4的圆心为(0,2),半径为2,因为圆x2+(y-2)2=4与圆x2+2mx+y2+m2-1=0至少有三条公切线,所以两圆的位置关系为外切或相离,所以≥2+1,即m2≥5,解得m∈(-∞,-]∪[,+∞).故选D.
[针对训练]
1.下列方程中,圆C1:x2-2x+y2=0与圆C2:4x2+4y2=9的公切线方程是 ( )
A.x+y+3=0 B.x+y-3=0
C.x+y+3=0 D.x-y-3=0
解析:根据题意可知C1:(x-1)2+y2=1,C2:x2+y2=2,如图,设公切线l与圆C1,圆C2分别相切于第一象限的A,B两点,与x轴相交于点P,
由几何关系可知|C1A|=1,|OB|=,|OP|=|OC1|+|C1P|,=,所以|OP|=3,P(3,0),sin∠OPB=,∠OPB=,l