内容正文:
专题8.2 圆的方程以及直线与圆的位置关系
知识梳理
(一)圆
圆的定义
平面内 到一定点的距离等于定长 的点的轨迹叫做圆,定点是圆心,定长是半径.
圆的方程
(1)标准方程
圆心为(a,b),半径为r的圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2;
(2)一般方程
圆的一般方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0.
通过配方可化为:
①当且仅当D2+E2-4F > 0时,表示一个圆,
圆心为(- ,- ),半径为;
②当且仅当D2+E2-4F = 0时,表示一个点,(- ,- )
③当D2+E2-4F < 0时, 不表示任何图形 .
(二)直线与圆的位置关系
位置关系
判断方法
经常考查的问题
解决方法
图示
几何法
代数法
相交
d<r
△>0
(1)求弦长
利用垂径定理及勾股定理:
|AB|= 2 .
(2)求弦中点坐标
联立直线与圆的方程,得到关于x或y的一元二次方程,利用韦达定理求出x中=,或 y中=.
注意:求出x中或y中后,代入直线方程,即可求出中点的完整坐标.
相切
d=r
△=0
(1)过圆上一点求切线方程
切线与直线PC垂直,可得出切线斜率.
圆的切线方程为:
(2)过圆外一点求切线方程
过圆外一点的切线有 2 条:
设圆外一点为P(x0,y0)
①设直线斜率存在,直线方程为y-y0=k(x-x0)
②利用圆心(a,b)到直线y-y0=k(x-x0)的距离d=r,求出k.
注意:当k值算出只有一个时,说明另一条直线斜率不存在,直接写出即可.
相离
d>r
△<0
求圆上点到直线的最大或最小距离
①最大距离:|AD|= d+r ;
②最小距离:|BD|= d-r ;
考点过关
例1.已知圆,则圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
例2.点与圆的位置关系是( )
A.在圆外 B.在圆上
C.在圆内 D.与a的值有关
例3.圆心在原点,半径是的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
例4.圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
例5.过圆的圆心且与直线垂直的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
例6.已知两点,,则以线段为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
例7.若直线与圆 相切,则实数的值为( )
A. B. C. D.
例8.直线l:与圆C:的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.都有可能
例9.将下列圆的方程化为标准方程,并写出圆的圆心和半径:
(1);
(2).
例10.已知△ABC的三个顶点坐标分别是 A(4,1),B(6,0),C(-3,0),求△ABC外接圆的方程.
例11.已知圆C:.
(1)若点,求过点的圆的切线方程;
(2)若点为圆的弦的中点,求直线的方程.
例12.已知直线
(1)求过点,且与直线平行的直线的方程;
(2)直线与圆相交于两点,求线段的长.
小试牛刀
1.已知圆的方程是,其圆心和半径分别是( )
A.,2 B.,4 C.,2 D.,4
2.点与圆的位置关系是( )
A.在圆外 B.在圆内 C.在圆上 D.不确定
3.若一个圆过三个点,,,则该圆的半径为( )
A.3 B.4 C.5 D.10
4.已知圆C:,则( )
A.圆C的圆心坐标为 B.圆C的圆心坐标为
C.圆C的半径为 D.圆C的半径为35
5.若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
6.过点作圆的切线,切点为,则切线段长为( )
A. B.3 C. D.
7.圆在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
8.写出下列圆的圆心坐标和半径:
(1);
(2).
9.当k为何值时,直线与圆:
(1)相交?
(2)相切?
(3)相离?
【答案】(1)(2)(3)
【分析】由点线距离公式可得圆心到直线l的距离,讨论、、分别求相交、相切、相离情况下的k的范围即可.
【详解】(1)由题意,圆心到直线l的距离.
当,即时,移项平方可得,解得,
此时直线与圆相交.
(2)当,即时,移项平方可得,解得,
此时直线与圆相切.
(3)当,即时,移项平方可得,解得,
此时直线与圆相离.
10.已知圆C经过A(2,0),B(8,0)两点,且与y轴的正半轴相切.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线与圆C交于M,N,求|MN|.
11.已知点,,直线L经过A,且斜率为.
(1)求直线L的方程;
(2)求以B为圆心,并且与直线L相切的圆的标准方程.
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