内容正文:
直线与圆的最值问题
1 最值模型
三点共线模型(三角形三边的关系)
点在直线同侧,点在直线上,则(当点共线时取到),点是点关于直线的对称点.
点在直线同侧,点在直线上,则(当点共线时取到).
点在直线异侧,点在直线上,则(当点共线时取到),点是点关于直线的对称点.
某点到圆上点的距离
若点在圆内,则,;
若点在圆外,则,;
圆上一点到圆外一定直线的距离最值
若直线与圆相离,圆上一点到直线的距离为,为圆心到直线的距离,
为圆半径,则,.
2 圆的参数方程
圆的标准方程,圆心为,半径为,
它对应的圆的参数方程:.
理解:如图,易得有向线段,
有向线段.
Eg 圆的参数方程为
【题型一】几何法处理最值问题
情况1 三点共线模型
【典题1】是直线:上一点,求
到和的距离之差的最大值;
到和的距离之和的最小值.
情况2 斜率型最值
【典题1】如果实数满足条件:,那么的最大值是 .
情况3 两点距离型最值
【典题1】已知点在直线:上,则的最小值为 .
【典题2】 已知点,分别在直线:与直线:上,且,点,,则的最小值为 .
情况4 圆外一定点到圆上点距离最值
【典题1】已知满足,则的最小值是 .
【典题2】已知点,圆:,点为在圆上一点,点在轴上,则的最小值为 .
情况5 圆上一点到圆外一定直线的距离最值
【典题1】已知两点,若点是圆上的动点,则面积的最大值和最小值之和为 .
巩固练习
1 (★) 点与圆上的动点之间的最近距离为( )
A. B. C. D.
2 (★★★) 已知点,圆:,点为在圆上一点,点在轴上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3 (★★) 已知点在圆上,则的最大值为 .
4 (★★) 已知圆上一动点,定点;轴上一点,则的最小值等于 .
5 (★★) 已知,则的取值范围是 .
6(★★) 已知两个同心圆的半径分别为和,圆心为.点分别是大圆、小圆上的任意一点,线段的中垂线为.若光线从点射出,经直线入射光线与直线的公共点为反射后经过点,则的取值范围是 .
7 (★★) 过动点作圆:的切线,其中为切点,若(为坐标原点),则的最小值是 .
8 (★★) 已知直线:与轴相交于点,过直线上的动点作圆的两条切线,切点分别为,两点,记是的中点,则的最小值为 .
9(★★★) 如图,设圆:,圆:,点分别是圆,上的动点,为直线上的动点,则的最小值为 .
【题型二】代数法处理最值问题
【典题1】 [多选题]已知点,若过点的直线交圆:于两点,是圆上动点,则( )
A.的最小值为 B.到的距离的最大值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【典题2】 已知直线:,圆:,在上任意取一点,向圆作切线,切点分别为,则原点到直线的距离的最大值为 .
【典题3】 已知实数满足方程.
求的最大值和最小值;求的最大值和最小值;求的取值范围.
【典题4】 如图,在平面直角坐标系中,正方形的边长为,,点是正方形边上的一个动点,点关于直线的对称点为点,当取得最小值时,直线的方程为 .
巩固练习
1 (★★) 若实数满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
2 (★★★) [多选题]若实数满足条件,则下列判断正确的是( )
A.的范围是 B.的范围是
C.的最大值为 D.的范围是
3 (★★) 已知点,点在直线上,求取得最小值时点的坐标.
4 (★★★) 在平面直角坐标系中,圆的方程为,为圆的圆心,过原点的直线与圆相交于两点两点均不在轴上).求面积的最大值.
5 (★★★) 已知直线过定点,且交轴负半轴于点、交y轴正半轴于点,点为坐标原点.
若的面积为,求直线的方程;
求的最小值,并求此时直线的方程;
求的最小值,并求此时直线的方程.
6 (★★★) 已知圆的圆心在直线上,且经过点,.
求圆的方程;
已知点,,若为圆上的一动点,求的取值范围.
7 (★★★) 在平面直角坐标系中.已知圆经过,,三点,是线段上的动点,是过点且互相垂直的两条直线,其中交轴于点,交圆于两点.
若,求直线的方程;
若是使恒成立的最小正整数,求的面积的最小值.
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直线与圆的最值问题
1 最值模型
三点共线模型(三角形三边的关系)
点在直线同侧,点在直线上,则(当点共线时取到),点是点关于直线的对称点.
点在直线同侧,点在直线上,则(当点共线时取到).
点在直线异侧,点在直线上,则(当点共线时取到),点是点关于直线的对称点.
某点到圆