内容正文:
第15讲 直线与圆的位置关系
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.理解直线与圆的三种基本位置关系:相离、相切、相交,并能准确描述每种关系的特征;
2.掌握判断直线与圆位置关系的方法,包括利用圆心到直线的距离与半径的关系进行判断;
3.能够运用所学知识解决实际问题,如计算切点坐标、交点坐标等.
知识点 1 直线与圆的位置关系
1、直线与圆的三种位置关系
(1)直线与圆相交,有两个公共点;
(2)直线与圆相切,只有一个公共点;
(3)直线与圆相离,没有共同点.
2、判断直线与圆位置关系的方法
(1)几何法判断直线与圆的位置关系:
直线与圆,圆心到直线的距离.
直线与圆相离无交点;
直线与圆相切只有一个交点;
直线与圆相交有两个交点.
(2)代数法判断直线与圆的位置关系:
联立直线方程与圆的方程,得到,通过解的个数来判断:
当时,直线与圆有2个交点,,直线与圆相交;
当时,直线与圆只有1个交点,直线与圆相切;
当时,直线与圆没有交点,直线与圆相离.
知识点 2 直线与圆相交弦长
1、几何法:利用圆的半径,圆心到直线的距离,弦长之间的关系,
整理出弦长公式为:.
2、代数法:若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间距离公式计算弦长.
3、弦长公式法:设直线与圆的交点为,,将直线方程代入圆的方程,消元后利用根与系数的关系得到弦长.
知识点 3 直线与圆相切
1、圆的切线的条数
(1)过圆外一点,可以作圆的两条切线;
(2)过圆上一点,可以作圆的一条切线;
(3)过圆内一点,不能作圆的切线.
2、过圆上一点的切线方程
法一:先求出切点与圆心的连线斜率,
若不存在,则结合图形可直接写出切线方程;
若,则结课图形可直接写出切线方程;
若存在且,则由垂直关系知切线的斜率为,由点斜式写出切线方程.
法二:若不存在,验证是否成立;
若存在,设点斜式方程,用圆心到直线的距离等于半径列方程,解出方程即可.
3、过圆外一点的圆的切线方程
法一:当斜率存在时,设为,则切线方程为,即
由圆心到直线的距离等于半径,即可求出的值,进而写出切线方程.
法二:当斜率存在时,设为,则切线方程为,即
代入圆的方程,得到一个关于的一元二次方程,由,求得,切线方程即可求出.
4、与圆的切线相关的结论
(1)过圆上一点的圆的切线方程为.
(2)过上一点的圆的切线方程为
(3)过外一点作圆的两条切线,切点分别为,,则切点弦所在直线方程为:.
(4)过圆外一点引圆的两条切线,则过圆外一点的切线长为.
考点一:直线与圆的位置关系判断
例1.(23-24高二上·广西南宁·月考)直线与圆的位置关系为( )
A.相交且过圆心 B.相交且不过圆心
C.相切 D.相离
【答案】C
【解析】圆,即,
其圆心坐标为,半径为,
圆心到直线的距离,
直线与圆的位置关系为相切.故选:C
【变式1-1】(23-24高二下·安徽芜湖·月考)直线:与圆:的公共点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
【答案】C
【解析】由直线,可得直线过定点,
又由圆:,可得点在圆C上,
因为直线的斜率显然存在,所以公共点的个数为2.故选:C.
【变式1-2】(23-24高二上·福建福州·期中)设,则直线l:与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交或相切 D.相交
【答案】C
【解析】直线可化为,
由可得,,所以直线恒过点.
又,即点在圆上,
所以,过点的直线与圆相交或相切.故选:C.
【变式1-3】(22-23高二上·上海宝山·期中)已知点在圆C:外,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【解析】由点在圆外,可得,
求得圆心到直线的距离,
故直线和圆C相交,故选:A.
考点二:根据直线与圆的位置关系求参数
例2. (23-24高二下·河南·月考)若直线与圆相切,则圆的半径为( )
A.2 B.4 C. D.8
【答案】C
【解析】依题意,,解得(负值舍),所以圆的半径为.故选:C.
【变式2-1】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知直线与圆相交,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径,
因为直线与圆相交,
所以圆心到直线的距离,
即,解得,
所以实数的取值范围是.故选:B.
【变式2-2】(23-24高二下·河北衡水·月考)已知圆:,直线:,则直线与圆有公共点的必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知圆的圆心坐标为,半径为1.
因为直线与圆有公共点,所以直线与圆相切或相交,
所以圆心到直线的距离,解得.
其必要不充分条件是把的取值范围扩大,
所以选项中只有是的必要不充分条件.故选:A
【变式2-3】(23-24高二上·河北石家庄·期中)若直线过点,斜率为1,圆上恰有3个点到的距离为1,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知,,
又圆上恰有3个点到l的距离为1,
所以圆心到直线的距离等于半径减去1,
则圆心到直线l的距离为,解得.故选:D.
考点三:求圆的切线方程
例3. (23-24高二上·河北承德·月考)过点引圆的切线,其方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【解析】根据题意,圆,即,
其圆心为,半径;过点引圆的切线,
若切线的斜率不存在,切线的方程为,符合题意;
若切线的斜率存在,设其斜率为,则有,即,
则有,解得,此时切线的方程为,即.
综上:切线的方程为和.故选:C.
【变式3-1】(22-23高二下·河南安阳·开学考试)已知圆,过点作圆的切线,则的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【解析】将圆化为标准方程,
则圆心,,
当切线的斜率不存在时,切线的方程为,
当切线的斜率存在时,设切线的方程为,
即, 由题意知,.解得.
此时切线的方程为.
综上,切线的方程为或.故选:C.
【变式3-2】(23-24高二上·湖南长沙·期中)过点的直线l与圆相切,则直线l的方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】B
【解析】圆化为标准方程为,得圆心,半径为2,
当直线l的斜率不存在时,直线,
此时直线l与圆相切,符合题意;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,即,
圆心到直线l的距离为,
由相切得,
所以,平方化简得,求得直线方程为,
综上,直线l的方程为或故选:B
【变式3-3】(23-24高二上·天津武清·月考)已知过点的直线与圆相切,且与直线平行,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】已知过点的直线与圆相切,
将点代入圆恒成立,
则点在圆上.即过点的直线与圆相切的切线只有一条,
令过点的切线的方程为,即,
由此切线与平行,两直线的斜率相等且轴截距不等,
可得且;
由圆心到切线的距离等于圆的半径,
可得圆的半径,,即.故选:B.
考点四:与切线长有关的问题
例4. (23-24高二上·安徽马鞍山·期末)由点向圆引的切线长是( )
A.3 B. C. D.5
【答案】A
【解析】圆即圆的圆心半径分别为,
点到圆心的距离为,
所以点向圆引的切线长是.故选:A.
【变式4-1】(23-24高二上·浙江宁波·期末)过点与圆相切的两条直线的夹角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以点在圆外,
设圆心为,点为点,切点为,
圆化为标准方程得,
则圆心,半径,
在中,,所以,
故,
由圆的切线的性质可得,
所以.故选:A.
【变式4-2】(23-24高二上·四川乐山·期末)已知点是直线上一动点,与是圆C:的两条切线,M、N为切点,则四边形的最小面积为( )
A.4 B. C.2 D.1
【答案】C
【解析】由题意知,圆C:的圆心,半径,
因为与是圆C:的两条切线,所以,
,则,
当最小时,也最小,
又点是直线上一动点,
故圆心到直线的距离,为的最小值,此时,
则此时四边形的面积也最小,最小值为.故选:C.
【变式4-3】(23-24高二上·陕西西安·期中)已知圆的半径为2,过圆外一点作圆的两条切线,切点为,,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,
设,则,
因为,所以,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为,故选:C.
考点五:切点弦及其方程应用
例5. (23-24高三上·云南曲靖·月考)过点作圆的两条切线,设切点为A,B,则切点弦AB的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆,即,
易知,圆C的半径,所以切线长.
所以四边形的面积为.
所以根据等面积法知:,
所以.故选:B.
【变式5-1】(23-24高二上·河北·期中)过点作圆:的两条切线,切点分别为,,则直线的方程为 .
【答案】
【解析】由图可知,其中一条切线为轴,切点为坐标原点.
因为,,则,
所以直线的方程为.
故答案为:.
【变式5-2】(22-23高三上·广东·开学考试)过点作圆的两条切线,切点分别为 、,则直线的方程为 .
【答案】
【解析】方法1:由题知,圆的圆心为,半径为,
所以过点作圆的两条切线,切点分别为、,
所以,
所以直线的方程为,即;
方法2:设,,则由,可得,
同理可得,所以直线的方程为.
故答案为:
【变式5-3】(23-24高二上·江西上饶·期末)是直线上的一个动点,是圆上的两点,若均与圆相切,则弦长的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,所以,
当的长最小时,弦长最小,
而的最小值为圆心(即原点)到直线的距离,
所以,所以.
故答案为:.
考点六:直线与圆相交弦问题
例6. (23-24高二上·江西上饶·期末)直线被圆所截得的弦长为( )
A.2 B. C. D.10
【答案】C
【解析】圆即,故圆心为,
显然圆心在直线上,
故直线被圆所截得的弦即为圆的直径,长为.故选:C.
【变式6-1】(23-24高二下·山西运城·开学考试)直线将圆分成两段,这两段圆弧的弧长之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.1:5 D.3:5
【答案】A
【解析】设直线与圆的两个交点为,圆心为,过点作交于,
如图所示
设,所以圆心到直线的距离为.
在中,
因为,所以,
由圆的性质知,,
所以两段圆弧的弧长之比等于两段弧所对圆心角的弧度数之比,
等于.故选:A.
【变式6-2】(23-24高二上·山东聊城·期末)写出经过坐标原点,且被圆截得的弦长为的直线l的一个方程 .
【答案】或(写出一个即可)
【解析】由题意,圆心到直线l的距离,
当直线l的斜率不存在时,方程为满足题意;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,即,则,
即,解得,此时直线l的方程为.
故答案为:或(写出一个即可)
【变式6-3】(23-24高二上·安徽马鞍山·月考)设圆的圆心为C,直线过,且与圆C交于A,B两点,若,则直线方程为 .
【答案】或
【解析】圆的圆心,半径,
圆心到直线的距离为1,满足,直线符合题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
圆心到直线的距离,解得,此时直线:,
所以直线的方程为或.
故答案为:或
考点七:过定点直线的最短弦长
例7. (23-24高二下·四川成都·月考)直线,被圆截得最短弦的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】直线,
即,由,解得,
设,由于,所以在圆内,
圆的圆心为,半径,如图:
当时,最短,,
所以弦长的最小值为.故选:C
【变式7-1】(22-23高二上·云南临沧·月考)当圆截直线所得的弦长最短时,实数( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【解析】由得,圆心坐标是,半径是
直线:过定点,且在圆内,
当时,直线被圆截得的弦长最短,
由解得.故选:B.
【变式7-2】(23-24高二下·河北保定·开学考试)已知过点的直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以点在圆内.
且圆的圆心为,半径为,
则,当时,取得最小值,且最小值为.故选:D
【变式7-3】(23-24高二上·四川凉山·期末)过点的直线与圆交于,两点,则当弦长最短时的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆的圆心,半径,记为点,,
即点在圆内,则当时,弦长最短,
此时,
所以的面积.故选:A
考点八:直线与半圆的相交问题
例8. (23-24高二下·上海·月考)已如直线和曲线只有一个公共点,则实数的取值范围 .
【答案】或
【解析】因为曲线,所以,
解得,曲线可化为,
两边同时平方有,,即,
所以曲线是以为圆心,为半径的圆的一部分,
而直线,所以直线的斜率为1,画图象如下:
由于直线与曲线只有一个公共点,
当直线过时,即,解得,
当直线过时,即,解得,由图象可知,
当直线与圆相切时:,解得或,
而即为在轴上的截距,由图象可知,
综上:或.
故答案为:或.
【变式8-1】(23-24高二下·重庆·月考)直线与曲线有两个交点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意得,直线过定点,
曲线是以为圆心,半径为1的半圆(如图所示),
曲线的下端点为.
要使直线与曲线有两个交点,则直线应位于直线和切线之间(可以与重合),
此时直线的斜率存在,且,即且圆心到直线的距离小于半径.
由得,由得,所以.故选:B.
【变式8-2】(23-24高二上·河南许昌·月考)直线与曲线有两个交点,则实数取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由曲线得,表示以原点为圆心,半径为1的半圆,
当直线与半圆相切时,,则,
此时直线为;
当直线过点时,,此时直线为,
要使直线与曲线有两个交点,则取值范围为.故选:C.
【变式8-3】(23-24高二上·四川南充·月考)若直线与曲线有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知直线过定点,
曲线是以为圆心,2为半径的圆的左半部分弧,,
作出它们的图形,如图,
直线的斜率为,当直线斜率不存在时,它与该半圆相切,
由图可知,它们有两个交点时,,故选:C.
一、单选题
1.(23-24高二上·天津滨海新·月考)直线:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】A
【解析】圆:的圆心,半径,
故圆心到直线的距离,
所以直线与圆相交,故选:A
2.(23-24高二上·河南焦作·月考)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相交或相切 D.相切
【答案】A
【解析】方法一:直线恒过定点,而,
所以点在圆内,故直线与圆相交.选A.
方法二:因为圆心到直线的距离,所以直线与圆相交.故选A.
方法三:联立直线方程与圆的方程,消去x并整理,得,
则,所以直线与圆相交.故选A.故选:A.
3.(23-24高二上·湖南长沙·期末)直线,圆.则直线被圆所截得的弦长为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【解析】圆的标准方程为,直线过圆心,
所以直线被圆所截得的弦长等于直径长度4.故选:B.
4.(23-24高二下·广东茂名·月考)已知圆,直线.则直线被圆截得的弦长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】直线.恒过定点,
圆的圆心为,半径为,且,即在圆内,
当时,圆心到直线的距离最大为,
此时,直线被圆截得的弦长最小,最小值为.故选:D.
5.(22-23高二上·重庆北碚·月考)过点作圆的一条切线,切点为B,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】B
【解析】因为圆,
所以圆的圆心为,半径为,
因为与圆相切,切点为B,
所以,则,
因为,
所以.故选:B.
6.(23-34高二上·广东珠海·期末)曲线与直线有两个交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意画出图形,如图所示:
由题意可得,曲线的图象为以为圆心,2为半径的半圆,直线恒过,
由图当直线与半圆相切时,圆心到直线的距离,即,解得;
当直线过点时,直线的斜率,
则直线与半圆有两个不同的交点时,实数的取值范围为.故选:C.
二、多选题
7.(23-24高二上·安徽滁州·期末)若直线与圆有公共点,则实数的取值可能是( )
A.0 B.2 C.3 D.4
【答案】AB
【解析】直线恒过定点,
圆的圆心为,半径为2,
显然点在圆外,直线与圆有公共点,
则圆心到直线的距离,解得.故选:AB
8.(23-24高二上·福建福州·期末)已知过点的直线和圆:,则( )
A.直线与圆相交
B.直线被圆截得最短弦长为
C.直线与被圆截得的弦长为,的方程为
D.不存在这样的直线,使得圆上有3个点到直线的距离为2
【答案】ABD
【解析】因为圆:,所以圆的圆心为,半径为4.
选项A:因为,
所以点在圆内,故直线与圆相交,选项A正确;
选项B:设圆心到直线的距离为,弦长为,则,
又因为圆心到直线的最长距离,
所以,故选项B正确;
选项C:直线与被圆截得的弦长为,所以圆心到直线的距离为,
当直线的斜率不存在时,直线方程为,满足题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
故,解得,故直线方程为,
综上满足题意的直线方程为或,故选项C不正确;
选项D:当直线经过圆心时,圆上到直线的距离为2的点有4个;
当直线不经过圆心时,直线将圆分成优弧与劣弧两个部分,
由于半径为4,在优弧上一定存在两个点到直线的距离为2,
那么此时,在劣弧上有且只有一个点到直线的距离为2.
当圆心到直线的距离为时,此时圆心到直线的距离最大,
又因为半径为4,且,所以此时劣弧上有两个点到直线的距离为2,
所以不存在,所以选项D正确.故选:ABD.
三、填空题
9.(23-24高二下·上海静安·期末)圆在点处的切线方程为 .
【答案】
【解析】由题意可知:圆的圆心为,半径,
因为,可知点在圆上,
又因为,可知切线方程的斜率,
所以切线方程为,即.
故答案为:.
10.(21-22高二上·福建宁德·期中)过圆外一点引圆的两条切线,则经过两切点的直线方程是 .
【答案】
【解析】设切点分别为,因为点在圆上,
所以以为切点的切线方程分别为:,
而点在两条切线上,所以,
即点P满足直线.
故答案为:.
11.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知直线与交于,两点,写出满足“面积为”的的一个值 .
【答案】(中任意一个皆可以,答案不唯一)
【解析】的圆心为,半径,
设点到直线的距离为,由弦长公式得,
所以,解得或,
由,所以或,解得或.
故答案为:(中任意一个皆可以,答案不唯一).
四、解答题
12.(23-24高二上·北京·期中)求满足下列条件的曲线方程:
(1)求过点且与圆相切的直线方程;
(2)求圆心在直线上,与轴相切,且被直线截得的弦长为的圆的方程.
【答案】(1)或;(2)或
【解析】(1)据点可设直线方程为.
圆的方程可化为,
故点到所求直线的距离为,从而.
所以,
得.
这就说明或,所以所求直线的方程为或.
(2)设所求圆的圆心坐标为,由于该圆与轴相切,故该圆的半径为,
所以该圆的方程是,即.
而该圆被直线截得的弦长为,
故该圆圆心到直线的距离为.
所以,解得.
故所求的圆的方程为或.
13.(22-23高二上·广东深圳·期末)已知圆及内部一点,过点作倾斜角为的直线,与圆交于两点.
(1)当时,求弦长;
(2)当弦的长度最小时,求直线的方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为,则,
所以直线的方程为,即,
圆的标准方程为,即,
可得圆的圆心,半径为,
所以圆心到直线的距离为,
可得弦长为.
(2)由圆的弦长公式,可得,
当圆心到直线的距离最大时,此时弦的长度最小,
即时,弦的长度最小,
因为,所以,
所以的方程为,即.
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第15讲 直线与圆的位置关系
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.理解直线与圆的三种基本位置关系:相离、相切、相交,并能准确描述每种关系的特征;
2.掌握判断直线与圆位置关系的方法,包括利用圆心到直线的距离与半径的关系进行判断;
3.能够运用所学知识解决实际问题,如计算切点坐标、交点坐标等.
知识点 1 直线与圆的位置关系
1、直线与圆的三种位置关系
(1)直线与圆相交,有两个公共点;
(2)直线与圆相切,只有一个公共点;
(3)直线与圆相离,没有共同点.
2、判断直线与圆位置关系的方法
(1)几何法判断直线与圆的位置关系:
直线与圆,圆心到直线的距离.
直线与圆相离无交点;
直线与圆相切只有一个交点;
直线与圆相交有两个交点.
(2)代数法判断直线与圆的位置关系:
联立直线方程与圆的方程,得到,通过解的个数来判断:
当时,直线与圆有2个交点,,直线与圆相交;
当时,直线与圆只有1个交点,直线与圆相切;
当时,直线与圆没有交点,直线与圆相离.
知识点 2 直线与圆相交弦长
1、几何法:利用圆的半径,圆心到直线的距离,弦长之间的关系,
整理出弦长公式为:.
2、代数法:若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间距离公式计算弦长.
3、弦长公式法:设直线与圆的交点为,,将直线方程代入圆的方程,消元后利用根与系数的关系得到弦长.
知识点 3 直线与圆相切
1、圆的切线的条数
(1)过圆外一点,可以作圆的两条切线;
(2)过圆上一点,可以作圆的一条切线;
(3)过圆内一点,不能作圆的切线.
2、过圆上一点的切线方程
法一:先求出切点与圆心的连线斜率,
若不存在,则结合图形可直接写出切线方程;
若,则结课图形可直接写出切线方程;
若存在且,则由垂直关系知切线的斜率为,由点斜式写出切线方程.
法二:若不存在,验证是否成立;
若存在,设点斜式方程,用圆心到直线的距离等于半径列方程,解出方程即可.
3、过圆外一点的圆的切线方程
法一:当斜率存在时,设为,则切线方程为,即
由圆心到直线的距离等于半径,即可求出的值,进而写出切线方程.
法二:当斜率存在时,设为,则切线方程为,即
代入圆的方程,得到一个关于的一元二次方程,由,求得,切线方程即可求出.
4、与圆的切线相关的结论
(1)过圆上一点的圆的切线方程为.
(2)过上一点的圆的切线方程为
(3)过外一点作圆的两条切线,切点分别为,,则切点弦所在直线方程为:.
(4)过圆外一点引圆的两条切线,则过圆外一点的切线长为.
考点一:直线与圆的位置关系判断
例1.(23-24高二上·广西南宁·月考)直线与圆的位置关系为( )
A.相交且过圆心 B.相交且不过圆心
C.相切 D.相离
【变式1-1】(23-24高二下·安徽芜湖·月考)直线:与圆:的公共点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
【变式1-2】(23-24高二上·福建福州·期中)设,则直线l:与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交或相切 D.相交
【变式1-3】(22-23高二上·上海宝山·期中)已知点在圆C:外,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
考点二:根据直线与圆的位置关系求参数
例2. (23-24高二下·河南·月考)若直线与圆相切,则圆的半径为( )
A.2 B.4 C. D.8
【变式2-1】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知直线与圆相交,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二下·河北衡水·月考)已知圆:,直线:,则直线与圆有公共点的必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高二上·河北石家庄·期中)若直线过点,斜率为1,圆上恰有3个点到的距离为1,则的值为( )
A. B. C. D.
考点三:求圆的切线方程
例3. (23-24高二上·河北承德·月考)过点引圆的切线,其方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【变式3-1】(22-23高二下·河南安阳·开学考试)已知圆,过点作圆的切线,则的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【变式3-2】(23-24高二上·湖南长沙·期中)过点的直线l与圆相切,则直线l的方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【变式3-3】(23-24高二上·天津武清·月考)已知过点的直线与圆相切,且与直线平行,则( )
A.2 B. C. D.
考点四:与切线长有关的问题
例4. (23-24高二上·安徽马鞍山·期末)由点向圆引的切线长是( )
A.3 B. C. D.5
【变式4-1】(23-24高二上·浙江宁波·期末)过点与圆相切的两条直线的夹角为,则( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(23-24高二上·四川乐山·期末)已知点是直线上一动点,与是圆C:的两条切线,M、N为切点,则四边形的最小面积为( )
A.4 B. C.2 D.1
【变式4-3】(23-24高二上·陕西西安·期中)已知圆的半径为2,过圆外一点作圆的两条切线,切点为,,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
考点五:切点弦及其方程应用
例5. (23-24高三上·云南曲靖·月考)过点作圆的两条切线,设切点为A,B,则切点弦AB的长度为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(23-24高二上·河北·期中)过点作圆:的两条切线,切点分别为,,则直线的方程为 .
【变式5-2】(22-23高三上·广东·开学考试)过点作圆的两条切线,切点分别为 、,则直线的方程为 .
【变式5-3】(23-24高二上·江西上饶·期末)是直线上的一个动点,是圆上的两点,若均与圆相切,则弦长的最小值为 .
考点六:直线与圆相交弦问题
例6. (23-24高二上·江西上饶·期末)直线被圆所截得的弦长为( )
A.2 B. C. D.10
【变式6-1】(23-24高二下·山西运城·开学考试)直线将圆分成两段,这两段圆弧的弧长之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.1:5 D.3:5
【变式6-2】(23-24高二上·山东聊城·期末)写出经过坐标原点,且被圆截得的弦长为的直线l的一个方程 .
【变式6-3】(23-24高二上·安徽马鞍山·月考)设圆的圆心为C,直线过,且与圆C交于A,B两点,若,则直线方程为 .
考点七:过定点直线的最短弦长
例7. (23-24高二下·四川成都·月考)直线,被圆截得最短弦的长为( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(22-23高二上·云南临沧·月考)当圆截直线所得的弦长最短时,实数( )
A. B. C. D.1
【变式7-2】(23-24高二下·河北保定·开学考试)已知过点的直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(23-24高二上·四川凉山·期末)过点的直线与圆交于,两点,则当弦长最短时的面积为( )
A. B. C. D.
考点八:直线与半圆的相交问题
例8. (23-24高二下·上海·月考)已如直线和曲线只有一个公共点,则实数的取值范围 .
【变式8-1】(23-24高二下·重庆·月考)直线与曲线有两个交点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(23-24高二上·河南许昌·月考)直线与曲线有两个交点,则实数取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(23-24高二上·四川南充·月考)若直线与曲线有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(23-24高二上·天津滨海新·月考)直线:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
2.(23-24高二上·河南焦作·月考)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相交或相切 D.相切
3.(23-24高二上·湖南长沙·期末)直线,圆.则直线被圆所截得的弦长为( )
A.2 B.4 C. D.
4.(23-24高二下·广东茂名·月考)已知圆,直线.则直线被圆截得的弦长的最小值为( )
A. B. C. D.
5.(22-23高二上·重庆北碚·月考)过点作圆的一条切线,切点为B,则( )
A.3 B. C. D.
6.(23-24高二上·广东株洲·期末)曲线与直线有两个交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(23-24高二上·安徽滁州·期末)若直线与圆有公共点,则实数的取值可能是( )
A.0 B.2 C.3 D.4
8.(23-24高二上·福建福州·期末)已知过点的直线和圆:,则( )
A.直线与圆相交
B.直线被圆截得最短弦长为
C.直线与被圆截得的弦长为,的方程为
D.不存在这样的直线,使得圆上有3个点到直线的距离为2
三、填空题
9.(23-24高二下·上海静安·期末)圆在点处的切线方程为 .
10.(21-22高二上·福建宁德·期中)过圆外一点引圆的两条切线,则经过两切点的直线方程是 .
11.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知直线与交于,两点,写出满足“面积为”的的一个值 .
四、解答题
12.(23-24高二上·北京·期中)求满足下列条件的曲线方程:
(1)求过点且与圆相切的直线方程;
(2)求圆心在直线上,与轴相切,且被直线截得的弦长为的圆的方程.
13.(22-23高二上·广东深圳·期末)已知圆及内部一点,过点作倾斜角为的直线,与圆交于两点.
(1)当时,求弦长;
(2)当弦的长度最小时,求直线的方程.
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