内容正文:
2.3直线与圆的位置关系
白题
基础过关
很时:55min
题组1直线与圆的位置关系的判断及应用
7.(多选)(2024·福建厦门高二期中)过点
1.(2024·陕西西安高二期中)已知直线x-y+
P(2,4)作圆(x-1)2+(y-1)2=1的切线,则切
1=0与圆(x-1)2+y2=1,则直线与圆的位置
线方程为
(
)
关系是
(
A.3x+4y-4=0
B.4-3y+4=0
A.相离
B.相交
C.x=2
D.y=2
C.相切
D.无法确定
8.(2024·云南昆明一中高二期中)已知圆0:
2.(2024·广东深圳高二期末)已知圆C:x2+y2=
x2+y2=4,M(xo%)为圆0上位于第一象限的
1与直线1:y=2x+b相交,那么实数b的取值
一点,过点M作圆O的切线,.当1的横纵截距
范围是
(
相等时,1的方程为
(
A.(-3,1)
B.(-x,-5)
A.x-y-22=0
B.x+y-
20
C.(V5,+)
D.(-5,5)
3.(2024·福建泉州高二月考)若直线y=
C.x+y-42=0
D.x+y-22=0
9.(2024·安徽蚌埠高二期中)如果实数x,y满
3x+m与圆x2+y2-2y=0相切,则实数m的
值为
(
足(x-2)2+y2=2,则’的范围是
A.-3+2或-3-2
B.1或-3
A.(-1.1)
C.-1或3
D.3+1或3-1
B.[-1,1]
4.(2024·湖南长沙高二期末)已知P(a,b)在
C.(-0,-1)U(1,+0)
圆x2+y2=4外,则直线ax+by-4=0与圆的位
D.(-o,-1]U[1,+o)
置关系是
)
10.(2024·福建三明高二月考)已知P(x,y)
A.相交
B.相切
为圆0:x2+y2=9上一点,则2x-y的取值
C.相离
D.以上皆有可能
范围为
)
5.(多选)(2024·湖北武汉高二期中)直线1:x
A.[-3,3]
B.[-35,35]
y+1=0与圆C:(x+a)2+y2=2(-1≤a≤3)的
C.[-23,23]
D.[-53,53]
公共点的个数可能为
(
)
11.过点P(3,4)作圆0:x2+y2=10的两条切线,
A.0
B.1
C.2
D.3
设切点分别为A,B,则四边形PAOB的面
题组2直线与圆的相切问题
积为
6.(2024·河南郑州高二期末)已知圆C:
题组3直线与圆的相交问题
(x-2)2+(y-1)2=5,过点P(1,3)作圆的切
12.(2024·河南南阳高二期末)直线x-y=0被
线,则该切线的一般式方程为
(
圆(x-1)2+y2=1截得的弦长为
A.x+2y-7=0
B.x-2y+5=0
B.②
C.1
C.2x+y-5=0
D.2x-y+1=0
D.2
第一章黑白题019
13.(2024·山东泰安高二月考)若直线x+3y+
17.(2024·安徽芜湖高二期末)“陶辛水韵”于
C=0与圆M:x2-2x+y2+4y-10=0交于A,B
1999年被评为芜湖市新十景之一,每年入
两点,且1AB1=25,则C的值为
夏后,千亩水面莲叶接天,荷花映日,吸引
A.5或-15
B.-5
远道游客纷至沓来,坐上游船穿过一座座
C.-5或15
D.15
圆拱桥,可以直达“香湖岛”赏荷圆拱的水
14.(2024·福建泉州高二期中)若点P(1,2)为
面跨度20米,拱高约5米.现有一船,水面
圆C:x2+y2-6y=0的弦AB的中点,则弦AB
以上高3米,欲通过圆拱桥,船宽最长约为
所在直线的方程为
A.x-y-1=0
B.x+2y-5=0
C.x-y+1=0
D.2x+y+5=0
15.已知圆C:(x-6)2+(y-9)2=100,点A坐标
为(0,-1),B为圆C上动点,AB的中点为M.
(1)当点B在圆C上运动时,求点M的轨迹
A.12米B.13米C.14米D.15米
方程:
18.(2024·江苏扬州洲高二月考)一个小岛的周
(2)过点(0,-2)的直线1与M的轨迹相交于
围有环岛暗礁,暗礁分布在以小岛中心为
P,Q两点,且IPQ1=8,求直线1的方程.
圆心,半径为10km的圆形区域内,已知小
岛中心位于轮船正西10akm(a>0)处,港
口位于小岛中心正北20km处,如果轮船
沿直线返港,不会有触礁危险,则a的取值
范围是
(
B.(1,+∞)
D.(2,+0)
19.(2024·黑龙江哈尔滨高二月考)已知在某
滨海城市A附近的海面出现台风活动,据
监测,目前台风中心位于城市A的东偏南
重难聚焦
60方向,距城市A300km的海面点P处,
题组4直线与圆的综合应用
并以20km/h的速度向西偏北30°方向移
16.(2024·安徽淮南高二月考)圆C:(x-1)2+
动.已知该台风影响的范围是以台风中心为
y2=25,过点P(2,-1)作圆的所有弦中,以最
圆心的圆形区域,半径为1003km,则城
长弦和最短弦为对角线的四边形的面积是
市A受台风影响的时间为
A.1013
B.921
A.5h
B.53h
C.10√23
D.9/11
CiA
D.4h
选择性必修第一册BS黑白题020黑题应用提优
三所以过4,C三点的圆的圆心坐标为(三多)人半径:=
1.B解析:如图,由y=√2-(-1)户可得,(x-1)2+y2=2,y≥0.所以
曲线y=√2-(x-1)表示圆(x-1)2+y2=2.y≥0的部分.因为园心
√(于()所以所求圆的方程为()广,
坐标为(1,0),所以圆(x-1)2+y2=2关于x轴对称,所以曲线y=
V2-(x-1)了与x轴所围成区域的面积为,=红,故选B
()广受故答案为(八()厂”受
&据:()由两点式可知,对角线4C所在直线的方程为。
整理得y-x+2=0.
(2)设G为矩形外接圆的圆心,则G为AC的中点,
c29)e.0m
设r为外接圆半径,则r=之1AC1
四重难点拨
又14C1=√(4-0)2+(2+2)2=42.,.r=22
,外接圆的方程为(x-2)2+y2=8.
求与画有关的轨迹问题时,根据题设条件的不同常采用以下方法:
(3)设P点坐标为(0,%),线段PN中点M的坐标为(x,y),则x=
(1)直接法:直接根据题目提供的条件列出方程:
2=空2*20=2①
n-2
(2)定义法:极那固、直线等定义列方程:
(3)几何法:利用圆的几何性质列方程:
P为外接圆上一点.∴,(。-2)2+行=8.将①代入整理,得x2+y2=2
(4)代入法:找到要求点与已知点的关系,代入已知点满足的关果
式等,
.该轨迹为以原点为圆心,2为半径的圆,轨迹方程为x2+y2=2
2.AC解析:由倒的一般方程形式知x2,2的系数相同.则a2=a+6,
9.解:()如图,:LPB=45,六LA08=90e一LAPB=子L40n
112
0-2或3当a=-2时,方程为(号)=表示-个调,当
且AB1=42.:定弦定角轨迹为圆,点P在以原点为圆心,4为半
径的圆上,但P点应在优弧AB上,则P点的轨透方程为x2+2=16
12
a=3时,方程为(+写)分=。表示-个凰故连AC
(x<0或y<0)
(2)为定值求解如下:设P(m,n)(m<0且
3.D解析:方程可化为(1x1-1)2+(y-1)2=1,
c0.则m,=44
+4
因为1x-1≥0.所以x≤-1或x≥1.
若x≤-1,则方程为(x+1)2+(y-1)2=1:
c(oc=(智)4
若x≥1,则方程为(x-1)2+(y-1)=1.故选D.
4.D解析:圆C:x2+y2+r-2m-5=0的方程化为a(x-2y)+(x2+2-
m-4
50曲8。利支子数周c机过定盒(-2
-4.)
-1),(2.1).故选D.
互A0D据指:对于A.由题可公8支0代人补户广--0
1=4()4+六e
2×1AC116D1=
或x2+2-2x=0,都是圆,故A正确:对于B,当A=1,4=-1时,化简
=8
(m+n-4)2
得y=x是直线,故B错误:对于C,原式可化为(A+4)x2+(A+
m-4
(m-4)(n-4)
4)32-2入x-2y=0,要表示圆.则必有A+4≠0.故C正确:对于D.只
[2mn-8(m+n)+16+m2+n2
,且m2+n2=16,则S四形4m=16
有A+u=0时,方程表示直线y=x,故D正确.故选ACD.
m-4(m+)+16
6.B解析:设直线1:y=x,圆A:(x+1)2+(1)2=1,圆B:(x-13)2+
2.3直线与圆的位置关系
(y+6)2=4.易知点A(-1,1)关于直线1的对称点为A'(1.-1),以A
白
为圆心,1为半径的圆A'即为圆A关于直线1的对称圆.设E点关于
1.A解析:因为圆的半径为1.圆心为(1.0).所以圆心到直线x-y+1
直线1的对称点为E',则有IPEI=IPEI.IPF1-1PE1=IPF1
IPEL,如图.连接EF,在△PEF中,有IPFI-1PEI∈IE"FI.当且仅
0的距离为d.1-0+山.2>,枚直线与圆相离,故选A
当P,E.F三点共线时取得等号,故求1PF1-PE1的最大值问题转
换为求IEFI的最大值问题故当直线EF过闋心A“和圆心B且E"
四重难点拨
F距离最远且点P恰好为直线E'F与直线1的交点时可取得最大值
判断直费与圈的位置关果的常见方法:
由题意知A'点和B点坐标分别为A'(1,-1),B(13,-6),两圆半径分
(1)几何法:利用d与r的关系:
别为1和2.故1EF1最大值为√(13-1)2+[-6-(-1)+1+2■16.
(2)代数法:联立方程之后利用△判断:
故选B
(3)点与园的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可料断直
线与围相交。
上逃方法中最常用的是儿何法,点与圆的位里关暴法适用干动直线
问题
2.D解析:圆C的圆心为(0.0).半径为1.直线1:2x-y+b=0.因为圆
C与直线1相交,所以
<1.解得-5cbc5.故选D
3.C解析:由x2+y2-2=0,得x2+(y-1)2=1.圆心为(0.1),半径为1y=
3xm即,3ym=0,则-1+m=1,解得m=-1或m=3故选C
x()()
3+1
。解析:函数代x)=2-5x+4的图象与
4.A解析:由题意.得圆x2+y2=4的圆心(0,0),半径r=2,由P(a.b】
坐标轴的交点分别为A(1.0),B(4,0),C(0,4).则线段AC的垂直平
在圆x2+y2=4外.得2+63>4,则圆心到直线+b-4=0的距离d=
分线方程为2=气-子),线段B的垂直平分线方程为
4
<2=r.放直线与圆相交故送A.
a2+62
参考答案黑白题011
5.BC解析:圆C:(x+a)2+y2=2的圆心C(-u,0),半径r=2,当-1≤
目-6+C.1,解得G=15或-5故选C
≤3时,点c(-m,0)到直线1的距离d==2e〔0,2力
个+3
14.C解析:x2+y2-6y=0.即x2+(y-3)2=9.期圆心C(0.3).由题意
因此直线!与圆相切或相交,所以直线【与圆C的公共点个数为1
3-2
或2.
可知AB⊥CP,kr-0
=一1,则长w=1,所以弦AB所在直线的方程
6.B解析:因为圆C:(x-2)2+(y-1)2=5的圆心C坐标为(2.1),且
为y-2=x-1,即x=y+1=0.故选C
点P(1,3)的坐标满足(1-2)2+(3-1)2=5,这表明点P(1.3)在圆C
15.解:(1)因为(0-6)2+(-1-9)2=136>100.所以点A在圆C外
1-3
上,所以直线P的斜率为如2-2,所以过点P(1,3)的切线
设M(x,y),由于AB的中点是M,所以B(2x,2+1),
所以(2x-6)2+(2y+1-9)2=100
、的斜率为=二所以该切线方程为一3=
2(x1),化为一般式
整理得(x-3)2+(y-4)2=25.
所以点M的轨迹方程为(x-3)2+(-4)2=25.
得x→2y+5=0.故选B.
(2)点M的轨迹方程为(-3)2+(y-4)2=25,所以M是以(3,4)为
7.BC解析:圆(x-1)2+(3y-1)2=1的圆心为(1,1),半径r=1,若切线
圆心.5为半径的圆,当直线【的斜率不存在时,直线(的方程为
的斜率不存在,此时切线的方程为x童2.符合题意:若切线的斜率存
x=0.
在,设切线方程为y-4=(x-2).即x-y-2张+4=0,由圆心到切线的
距离等于半径,得-1-2+41
1,解得=手,所以切线方程为4
的/0,
((x-3)2+(y-4)2=25.
解得=0或3=8,满是1PQ1=8
√R+1
当直线1的斜率存在时.设直线1的方程为y=x-2.即x-y-2=0.
3y+4=0.综上可知,切线方程为x=2或4x-3y+4=0.故选BC.
由于IPQ川=8,
8.D解析:由题意可知,直线的斜率存在,所以设过点M的切线方程
=4,所以圆心(3,4)到直线-y-2=0的距离
2
为y=k红+b.因为1的横纵载距相等.所以k=-1,b>0.又因为直线与
圆相切,所以d=
161
为V5原=3,即5-二-3.解得长=子.所以直线1的方程为
=2.所以b=2w2,所1以直线方程为x+y-22=
+1
/1+T
0.故选D.
4*-2=0,即3x-4-8=0
9.B解折:设二=k,则y=红表示经过原点的直线,k为直线的斜常,
综上所述,直线1的方程为3x-4y-8=0或¥=0.
重难聚焦
如果实数y满足(x-2)2+y2=2和之=k.即直线y=:同时经过原
16.C解析:由圆C:(x-1)2+y2=25,得圆心C(1,0).半径r=5.因为
(2-1)2+(-1)2<25.所以点P(2.-1)在圆C内,所以经过点P的直
点和圆上的点(x,y),其中圆心C(2,0).半径r=2,如图可知斜素取
径是最长的弦AD,且最短的弦是与该直径垂直的弦BE,如图所示
最大值时对应的直线斜率为正且刚好与圆相切,设此时切点为E.
因为1P℃1=√(2-1)2+(-1-0)2=√2,所以由垂径定理得1BE1=
1
2√?-1PCI=2√25-2=2√23,所以四边形ABDE的面积为
2AD1xBE1=2×10x2√23=1023.放选C.
则直线的斜率就是其倾斜角∠EOC的正切值,易得IC1=2.ICE1=
r=2,可由勾股定理求得1OE1=√OC-CE=2,于是可得到k=
■∠0C伦1为兰的最大值:同理,兰的最小值为-1则兰的
范围是「-1,1]故选B.
10.B解析:设2xy=1,由题意知直线2xy-1=0与圆0有公共点,所
17,B解析:如图,拱形桥ACB,以AB所在的直线为x轴,以线段AB的
以擱心到直线的距离4:一
≤3,所以-35≤1≤35.故选B
垂直平分线为y轴.建立平面直角坐标系.则A(-10.0),B(100)
C(0.5).园心在y轴上,设为E(0,b),期有IAE1■1CE1.脚
11.56解析:由题得1A01=√10,1P01=√3+4=5,1PA1=
√5-10=5,.四边形PA0B的面积=25么0=2×
2*⑩x
0*=15-61,整理可得2沙+15=0,解得6=-5所以网心为
√15=5v6.故答案为56.
EQ告)半轻为C=5-61-空所以的方程为之一(:
12.D解析:由圆的方程(x-1)2+y2=1.可知其圆心为(1.0),半径r=
艺)厂-空设以则有一()-受得属
4
1,圆心到直线x-y=0的距离d=
√/+12
则弦长1=
=2
所以要使小船通过圆拱桥,船宽最长为246.因为6.5<√46<7,所
2=2小
以13<2√46<14.故选B
=√2.故选D
四重难点拨
弦长的两种求法
(1)代数方法:将直线和图的方程联立方程组,消元后得到一个一元
二次方程.在判别式4>0的前提下,利用根与系数的关系,根据弦长
公式求弦长,
18.A解析:以小岛中心为原点O,东西方向为x轴,南北方向为y轴
(2)几何方法:若兹心距为d,圆的半径长为r,则弦长1=2√P-正
建立平面直角坐标系,则设轮船所在位置为点B,港口所在位置为
两种方法以儿何方法为主,
点A.如图所示,则A(0,20),B(10a.0)(>0),暗礁分布的圆形区
域的边界⊙0的方程为x+y2=100,所以轮船沿直线返港时直
13.C解析:由题意.圆Mx2-2x+2+4-10=0化为标准方程为倒:
0-20
(x-1)2+(y+2)2=15.圆心M坐标(1.-2),半径为√15.由
线AB的方程为y-20
10,-0,即2x+m-20=0,又因为轮船沿直
1AB|=25,得圆心M到直线x+3y+C=0的距离为d=
线返港不会有触礁危险,所以直线AB与⊙O相离,即圆心0到直
√5-()-m周心M到直线+3+0=0的距责
线4B的距离d=1-20
4+a2
>10(a>0),解得>3放送A
选择性必修第一册·BS黑白题012
8.C解析:由已知两圆的交点所在的直线与两圆的圆心所在的直线垂
直得13
m-1
-15汉:两同的交点雀线的中点(二号)
在两圆的圆心所在的直线xy+e=0上,1中m3一
+c=0,解得c=
22
B
-2,.m+c=5+(-2)=3.故远C
重难聚焦
19.B解析:如图.AP=300km,∠APB=30°,台风中心沿PB方向
9.D解析:如果圆G:(x一m)24(y-m)2=16上总存在两个点到原点的
以20k小的速度移动,台风中心距离城市A的最短距离为
距离为2,则圆C:(xm)2+(m)2=16和圆0:x2+2=4相交又圆
C:(x-m)2+(y-m)2=16的同心为C(m,m),半径为r=4,两圆圆心
AB=APsin30°=300x了=150(km).又台风中心为圆心的圆形区
距1C0=√(m-0)4(m-0)2=21m1,由1-2<1C01<r1+2得
域,半径为100万km则台风中心在以城市A为圆心,半径为
4-2<21ml<4+2.解得/2c1m1<32,即me(-32,-√2)U(2.
1003km的圆内时.城市A受台风影响.以城市A为圆心,半径为
32).故选D.
1003km的回截直线PB所得弦长为2√(1003)2-1502=
10.(0.2±/3)解析:设动圆圆心的坐标为(0.b),则此动圆与定圆的
03(kam),则城市A受台风影南的时柯为0
圆心距d=√(1-0)2+(2-6)=r1+2=2,解得6=2±√3,即动圆圆
=53(h).故选B
20
心的坐标为(0,2±3).
11.解:圆Ax2+y2-4x+2y+1=0.p(x-2)2+(y+1)2=4,圆心A(2,-1).半径
1=2圆B:x2+y2-6-12+44=0.即(x3)2+(y-6)2=1.圆心B3.6),半
径2=1因为两圆的興心距AB1=√(2-3)+(-1-6)2=52>r1+r2,所
以两同相离,即同A与园B的公切线有4条当直线的斜率不存在时,直
线x=4与两圆均相切:当直线的斜率存在时,设y=:+场.即ay+h=0
12出+1+h
=2
24
7
-7+341
2.4圆与圆的位置关系
√R+1
k=
所以
解得
8
13-6+6
白题
基础过关
=1.
+l
7
.(b=6-41
1.D解析:圆0:x2+y2=1的圆心为0(0.0).半径为r1=1.圆M:x2+
y2+2x-2y-7=0变形为(x+1)2+(-1)2=9,圆心为M(-1.1),半径
k=7-3v4阳
或
8·所以圆A与圆B的公切线方程有24x-7y-5=0.
为3=3故圆心距10M=(0+1)2+(0-1)产=2<3-1=1.故同
(b=6+/4T
0:x2+y2=1与圆M:x2+y2+2x-2y-7=0的位置关系为内含.故选D
(3V41-7)x-8y+48-841=0或(3√41+7)x+8y-48-8√4I=0,
四重难点拨
故圆A与圆B的公切线方程为=4,24x-7y-5=0,(34T-7)x-
1.判断两图的位竖关系时常用几何法,即利用两圆圆心之间的距离
与两国半径之同的关系,一最不采用代数法
8y+48-8V41=0或(3V41+7)x+8y-48-8V41=0.
2老两圆相交,则两园公共触所在直线的方程可由两圆的方程作差
果题应用提优
消去x2,y2项得到
1.ABD解析:直线y=r+a2经过圆(x+a)2+2=a2的圆心(-a,0),且日
斜率为a,故选项A,B,D满足题意故选ABD.
2.B解析:园(x-2)2+(y+1)2=4的圆心为(2,-1).半径为2圆
2.D解析:由已知C,(-2,2),C2(1,-2),两圆半径分别为m,1,
(x+2)2+(y-1)2=16的圆心为(-2,1).半径为4圆心距d=
1CC21=√(-2-1)2+(2+2)=5.而两圆相交.则1wm-1|<5<m+
√(2+2)+(-1-1)2=25.由4-2<25<4+2.可得两周相交.,两
1,解得16<m<36.故选D.
圆公切线有2条.故选B.
3.C解析:由题意,1041=/1+22=5.圆0半径为1,故1AB1=
3.BCD解析:由圆0,:x2+32=1.可得圆心0坐标为(0.0).半径为
1=1,又由别M:(x-)2+(y-2)2=4.可得心M坐标为(a.2),半
1AC1=√5-T=2.故四边形OBAC的周长为1OB1+10C1+1AB14
1AC=1+1+2+2=6.故选C.
径为r2=2则圆心距为10W1=√a2+4,圆0与圆M的半径之差
4.B解析:圆C1:x2+y2-2x-6y=0=(x-1)2+(y-3)2▣10.所以圆心
为2-1=1.可得√:2+4≥2>1.所以圆0与圆M的位置关系可能为
为(1,3).半径为√10若圆C2平分圆C1的周长.则圆C的园心
相交、,外切、外离故选BCD.
(1,3)在圆GC2与圆C的公共弦上,将圆C2:x2+y2+mx+刚=0与圈
4.B解析:由题可得圆M的圆心坐标为(0.0),半径为2.圆N的圆心
C:x2+y2-2x-6y=0作差,得两圆公共弦所在直线方程(m+2)x+(n+
坐标为(3,4),半径为R,故圆心臣1MN1=5.因为两圆相切可分为外
6)y=0.代人(1.3)得(m+2)×1+(n+6)×3=0m+3n=-20故选B.
切和内切,当两圆外切时,圆心距5=2+R,解得R=3:当两圆内切时,
圆心距5=1R-21,解得R=7或R=-3(会去),所以R=3是两圆相切
5.C解析:曲线x=1-2,整理得x2+2=1.x≥0.两出直线与曲线
的充分不必要条件故选B.
的图象,当直线y=x+b与曲线x=√1-y相切时.则刷心(0,0)到直
5.16解析:圆G1:(x-)2+y2=36的圆心为G,(4,0),半径1=6.圆
线=+6的距离为6
=1,可得b=-√2(正根会去),当直线y=
C2:x2+(-b)2=4的圆心为(0,b),半径3=2因为圆C,:(x-)2+
1+1
2=36与圆C2:x2+(y-b)2=4只有一条公切线,所以两圆相内切.所
x+6过点(1.0).(0,-1)时.b=-1.如图所示,直线y=x+b与曲线x=
以1GG21=r-12,即√后2+(-b)下=4,所以a2+2=16.故答案为16
1-y2恰有两个交点.则√2<6≤-1.故选C
6.解析:由C1:(x-1)2+(y+5)2=50.即C,(1.-5).半径为52.由
G:(x+1)2+(y+1)2=8.即C(-1.-1),半径为22.所以32<
1C,C21=25<72,即两圆相交,将两圆方程作差得x2+y2-2x+
10y-24-x2-y2-2x-2y+6=0,整理得2x-4y+9=0.所以公共弦所在直
线方程为2x-4y+9=0.故选B.
7.CD解析:根据题意.圆C:x2-2x+2+a2-1=0.即(x-a)2+2=1,其
圆心的坐标为(4,0),半径R=1.圆D:x2+y2=4,其圆心的坐标为(0,
0),半径F=2.若两个圆有且仅有两条公共切线,期两圆相交,则有2
1<al<2+1,即1<a<3,解得-3<a<-1或1<<3,结合选项可知选
6.B解析:根据题意.圆x2+2+4x-4y-10=0的标准方程为(x+2)2+
CD,故选CD.
(y-2)2=18.其圆心为(-2.2),半径r=32.若圆x2+y2+4x-4y-10=
参考答案黑白题013