内容正文:
第四节 直线与圆、圆与圆的位置关系
一.课标要求,准确定位
1.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.
2.能用直线和圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题.
3.初步了解用代数方法处理几何问题的思想.
二.考情汇总,名师解读
主要考查直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系的判断;根据位置关系求参数的范围、最值、几何量的大小等.题型主要以选择、填空题为主,要求相对较低,但内容很重要,有时也会在解答题中出现.如2023新课标2卷15题,2022新高考1卷第14题,2021新高考1卷第11题等.
1.直线与圆的位置关系
设圆的半径为r(r>0),圆心到直线的距离为d,则直线与圆的位置关系如下表所示.
位置
关系
图示
公共点
个数
几何
特征
直线、圆的方程组成的方程组的解
相离
0
d>r
无实数解
相切
1
d=r
两组相同实数解
相交
2
d<r
两组不同实数解
2.圆与圆的位置关系
位置
关系
图示
(R>r)
公共点
个数
公切线
条数
几何特征
(O1O2=d)
两个圆方程组成的方程组的解
外离
0
4
d>R+r
无实数解
外切
1
3
d=R+r
两组相同
实数解
相交
2
2
R-r<
d<R+r
两组不同
实数解
内切
1
1
d=R-r
两组相同
实数解
内含
0
0
d<R-r
无实数解
二级结论】
1.与切线、切点弦有关结论
(1)已知⊙O1:x2+y2=r2;⊙O2:(x-a)2+(y-b)2=r2;⊙O3:x2+y2+Dx+Ey+F=0.
①若点M(x0,y0)在圆上,则过M的切线方程分别为x0x+y0y=r2;(x-a)(x0-a)+(y-b)(y0-b)=r2;x0x+y0y+D·+E·+F=0.
②若点M(x0,y0)在圆外,过点M引圆的两条切线,切点为M1,M2,则切点弦(两切点的连线段)所在直线的方程分别为x0x+y0y=r2;(x-a)(x0-a)+(y-b)(y0-b)=r2;x0x+y0y+D·+E·+F=0.
(2)圆x2+y2=r2的斜率为k的两条切线方程分别为y=kx±r.
(3)过圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外一点M(x0,y0)引圆的切线,T为切点,切线长公式为|MT|=.
2. 直线被圆截得的弦长
1.弦心距d、弦长l的一半l及圆的半径r构成直角三角形,且有r2=d2+.
2. 圆O内过点A的最长弦即为过该点的直径,最短弦为过该点且垂直于直径的弦.
3.两圆相交时公共弦的性质
圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交时:
(1)将两圆方程直接作差,即:(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0.得到两圆公共弦所在直线方程;
(2)两圆圆心的连线垂直平分公共弦;
(3)x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1)表示过两圆交点的圆系方程(不包括圆C2).
核心考点1 直线与圆的位置关系
1. 直线y=x+1与圆x2+y2=1的位置关系为
A. 相切
B. 相交但直线不过圆心
C. 直线过圆心
D. 相离
2. 若直线与圆相交,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3. 若直线与圆有公共点,则实数的取值范围是________.
核心考点2 圆的切线
4. 过点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B.
C. D. 或
5. (忽视切线斜率不存在)过点的圆的切线方程是________.
(2021·天津高考)
6. 若斜率为的直线与轴交于点,与圆相切于点,则____________.
核心考点3 圆的弦长
7. 若圆x2+y2-2x+4y+m=0截直线所得弦长为6,则实数m的值为( )
A. -1 B. -2 C. -4 D. -31
8. 已知圆:,直线:被圆截得的弦长为( )
A. B. C. D.
9. 过点与圆相交的所有直线中,被圆截得的弦最长时的直线方程是___________.
核心考点4 圆与圆的位置关系
10. 两圆与的位置关系是( )
A. 相交 B. 内含 C. 外切 D. 内切
(教材改编题)
11. 圆与圆相交于A,B两点,则过A,B两点直线方程为___________,A,B两点间的距离为___________.
12. 若圆与圆相切,则a的值为___________.
考向一 位置关系的判断
13. 直线:与圆:的位置关系是( )
A. 相交 B. 相切 C. 相离 D. 不确定
(2021