内容正文:
第07讲 圆与圆的位置关系
课程标准
学习目标
1 了解圆与圆的五种位置关系;
2 能根据圆的方程判断圆与圆的位置关系;
3 能够用圆与圆的位置关系,解决其他问题.
1. 掌握圆与圆的位置关系的判断方法;
2. 掌握圆的公共弦、公切线问题;
3. 通过圆与圆位置关系及判定方法学习,达成直观想象、逻辑推理、数学运算核心素养.
知识点一、圆与圆的位置关系的判定
几何法
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
①当时,两圆相交;
②当时,两圆外切; ③当时,两圆外离;
④当时,两圆内切; ⑤当时,两圆内含.
代数法
设:
:
联立消去“”得到关于“”的一元二次方程,求出其
①与设设相交
②与设设相切(内切或外切)
③与设设相离(内含或外离)
知识点二、圆与圆的公共弦
1、圆与圆的公共弦
圆与圆相交得到的两个交点,这两点之间的线段就是两圆的公共弦.
2、公共弦所在直线的方程
设:
:
联立作差得到:即为两圆共线方程
题型01 圆与圆的位置关系
1.已知圆,圆,则圆的位置关系为( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.外离
2.若圆与圆外切,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3.已知圆的面积被直线平分,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
4.(多选)已知圆,圆,则下列结论正确的是( )
A.若和外离,则或
B.若和外切,则
C.当时,有且仅有一条直线与和均相切
D.当时,和内含
5.圆与圆外切,则实数 .
6.已知圆:与圆:,若圆与圆有且仅有一个公共点,则实数a等于
题型02 圆的公共弦
1.已知圆:与圆:交于A,B两点,当变化时,的最小值为,则( )
A.0 B.±1 C.±2 D.
2.(多选)点在圆:上,点在圆:上,则( )
A.的最小值为2 B.的最大值为7
C.两个圆心所在的直线斜率为 D.两个圆相交弦所在直线的方程为
3.(多选)已知,则下述正确的是( )
A.圆C的半径 B.点在圆C的内部
C.圆C与圆 的公共弦所在直线方程为
D.圆与圆C相交
4.(多选)已知圆与圆相交于两点.若,则实数的值可以是( )
A.10 B.2 C. D.
5.(多选)已知圆和圆,则( )
A.两圆的公共弦所在的直线方程为
B.圆上到直线的距离为1的点恰有2个
C.圆的内部与圆的内部的公共部分的周长为
D.若点在圆上,点在圆上,则的最大值为6
题型03 圆的公切线
1.若直线是与的公切线,则实数的值为( )
A. B. C. D.
2.已知圆 圆则两圆的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
3.若圆与圆恰有一条公切线,则下列直线一定不经过点的是( )
A. B.
C. D.
4.曲线关于对称后的曲线为,则公切线为( )
A. B.
C. D.
5.已知圆和,则圆与圆的所有公切线中斜率的最大值为 .
6.已知圆与圆有3条公切线,则的最大值为 .
题型04 圆与圆的位置关系综合
1.已知,,圆上存在点P,使得,则a的最大值为( )
A. B. C.3 D.4
2.已知圆D:与x轴相交于A、B两点,且圆C:,点.若圆C与圆D相外切,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.已知圆C:与曲线有交点,则a的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.若圆与圆外切,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知圆,点是圆上的一点,过点作圆的切线与圆相切于点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(多选)已知圆,圆,则下列选项正确的是( )
A.直线的方程为
B.圆和圆共有4条公切线
C.若P,Q分别是圆和圆上的动点,则的最大值为10
D.经过点,的所有圆中面积最小的圆的面积为
7.古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代数学的重要成果,其中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆,已知点,,动点满足,则点的轨迹与圆的公切线的条数为 .
8.已知圆,点是圆上一点,点为直线上的动点,过点作圆的切线,切点为
(1)求过点的圆的切线方程;
(2)以为圆心的圆交圆于两点,问直线是否恒过一定点?若过定点求出定点坐标.
1.圆和圆的公切线方程是( )
A. B.或
C. D.或
2.两圆与的公共弦长为( )
A. B. C. D.1
3.已知圆与圆有4条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(多选)已知动点 分别在圆 和 上,动点 在 轴上,则( )
A.圆的半径为3 B.圆和圆相离
C.的最小值为
D.过点做圆的切线,则切线长最短为
5.(多选)若圆与圆交于A,B两点,则下列选项中正确的是( )
A.点在圆内
B.直线的方程为
C.圆上的点到直线距离的最大值为
D.圆上存在两点P,Q,使得
6.(多选)已知圆,,则下列结论正确的有( )
A.若圆和圆相交,则
B.若圆和圆外切,则
C.当时,圆和圆有且仅有一条公切线
D.当时,圆和圆相交弦长为
7.(多选)已知圆,圆,则( )
A.两圆的圆心距的最小值为1
B.若圆与圆相切,则
C.若圆与圆恰有两条公切线,则
D.若圆与圆相交,则公共弦长的最大值为2
8.(多选)已知圆,圆,则( )
A.圆心距 B.当时,两圆公共弦所在直线方程为
C.若圆与圆无公共点,则 D.若圆与圆只有一条公切线,则
9.瑞士著名数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上,这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中,满足,顶点、,且其“欧拉线”与圆M:相切.
(1)求的“欧拉线”方程;
(2)若圆与圆有公共点,求的范围.
10.已知圆满足:①;②与圆外切;③被直线分成两段圆弧,其弧长的比为.
(1)求圆的方程;
(2)若直线与圆相交于两点,四边形为平行四边形,求直线的方程.
11.已知圆O1:x2+y2-8x-8y+48=0,圆O2过点A(0,-4).
(1)若圆O2与圆O1相切于点B(2,2),求圆O2的方程;
(2)若圆O2过点C(4,0),圆O1,O2相交于点M,N,且两圆在点M处的切线互相垂直,求直线MN的方程.
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第07讲 圆与圆的位置关系
课程标准
学习目标
1 了解圆与圆的五种位置关系;
2 能根据圆的方程判断圆与圆的位置关系;
3 能够用圆与圆的位置关系,解决其他问题.
1. 掌握圆与圆的位置关系的判断方法;
2. 掌握圆的公共弦、公切线问题;
3. 通过圆与圆位置关系及判定方法学习,达成直观想象、逻辑推理、数学运算核心素养.
知识点一、圆与圆的位置关系的判定
几何法
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
①当时,两圆相交;
②当时,两圆外切; ③当时,两圆外离;
④当时,两圆内切; ⑤当时,两圆内含.
代数法
设:
:
联立消去“”得到关于“”的一元二次方程,求出其
①与设设相交
②与设设相切(内切或外切)
③与设设相离(内含或外离)
知识点二、圆与圆的公共弦
1、圆与圆的公共弦
圆与圆相交得到的两个交点,这两点之间的线段就是两圆的公共弦.
2、公共弦所在直线的方程
设:
:
联立作差得到:即为两圆共线方程
题型01 圆与圆的位置关系
1.已知圆,圆,则圆的位置关系为( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.外离
【答案】C
【详解】圆,化为,圆心为,半径为;
圆,化为,圆心为,半径为.
则两圆心距离为,
因为,所以圆与圆相交.
故选:C.
2.若圆与圆外切,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【详解】由圆与圆知,
圆心分别为,半径为1,,
因为两圆外切,
所以,解得.
故选:C
3.已知圆的面积被直线平分,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】D
【详解】由圆的面积被直线平分,
得圆的圆心在直线上,即,解得,
因此圆的圆心,半径,
而圆的圆心,半径,
显然,所以圆与圆外切.
故选:D
4.(多选)已知圆,圆,则下列结论正确的是( )
A.若和外离,则或
B.若和外切,则
C.当时,有且仅有一条直线与和均相切
D.当时,和内含
【答案】ABC
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
所以,
若和外离,则,解得或,故A正确;
若和外切,则,解得,故B正确;
当时,,则和内切,故仅有一条公切线,故C正确;
当时,,则和相交,故D错误.
故选:ABC.
5.圆与圆外切,则实数 .
【答案】±4
【详解】两圆的圆心为,,半径为1和4,
因为两圆外切,则,解得.
故答案为:±4
6.已知圆:与圆:,若圆与圆有且仅有一个公共点,则实数a等于
【答案】或
【详解】圆:圆心为,半径为1,
圆:,圆心为,半径为;
又因为圆与圆有且仅有一个公共点,所以两圆相切,
又由两圆的圆心距,则有或,
解得或.
故答案为:或.
题型02 圆的公共弦
1.已知圆:与圆:交于A,B两点,当变化时,的最小值为,则( )
A.0 B.±1 C.±2 D.
【答案】C
【详解】两圆的公共弦所在线的方程为:,圆心到直线的距离为,
,因为,所以,
所以,解得.
故选:C
2.(多选)点在圆:上,点在圆:上,则( )
A.的最小值为2 B.的最大值为7
C.两个圆心所在的直线斜率为 D.两个圆相交弦所在直线的方程为
【答案】BC
【详解】对于A、B选项:由题意得:,半径为1,
:,,半径为1,
圆心距为,又点在圆上,点在圆上,
,,故A错误,B正确;
对于C选项:两个圆心所在直线斜率为,C正确;
对于D选项:圆心距,所以无公共弦,D错误;
故选:BC.
3.(多选)已知,则下述正确的是( )
A.圆C的半径 B.点在圆C的内部
C.圆C与圆 的公共弦所在直线方程为
D.圆与圆C相交
【答案】ACD
【详解】对于A,圆的标准方程为,所以半径,故A正确;
对于B,将点代入圆的标准方程中得,
所以点在圆的外部,故B错误;
对于C,由两圆方程相减得,
则公共弦所在直线方程为,故C正确;
对于D,圆的圆心为,半径为,所以两圆与的圆心距为,小于两圆半径之和且大于两圆半径只差,即,故两圆相交,故D正确.
故选:ACD.
4.(多选)已知圆与圆相交于两点.若,则实数的值可以是( )
A.10 B.2 C. D.
【答案】BD
【详解】由题意可得弦所在的直线方程为,
因为圆,圆心,
圆,圆心,
设圆心与圆心到直线的距离分别为,
因为,即,
所以,又,
即,化简可得,
即,解得或.
故选:BD
5.(多选)已知圆和圆,则( )
A.两圆的公共弦所在的直线方程为
B.圆上到直线的距离为1的点恰有2个
C.圆的内部与圆的内部的公共部分的周长为
D.若点在圆上,点在圆上,则的最大值为6
【答案】AD
【详解】由题意可知:圆的圆心为,半径;
圆的圆心为,半径;
可得,即,可知两圆相交.
对于选项A:两圆的公共弦所在的直线方程为:,即,故A正确;
对于选项B:因为圆心到直线的距离,
且圆半径为2,可知圆与直线相交,而垂直且到距离为,
由知轴与圆相切,故是圆被所截劣弧上唯一到距离为1的点;
过作直线的平行线,则和轴是平面上到距离为1的所有点的集合,
而和圆相交于点和点;如下图示,
所以共3点符合题意,故B错误;
对于选项C:直线与轴交于点,交两圆于S,T,
在中,则,可得,即,
可得弓形TOS的周长为,故所求公共部分周长为,故C错误;
对于选项D:由圆的性质可知:当M,N和两圆圆心共线,且在两圆心的两侧时,最大,
所以最大值为圆心距和两个半径的和,故D正确.
故选:AD.
题型03 圆的公切线
1.若直线是与的公切线,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知的圆心,半径是的圆心是,半径是2.
由题知直线是和的公切线,
当时,直线为,此时直线与圆不相切,所以,
由,解得,
则有.
故选:A.
2.已知圆 圆则两圆的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】圆标准方程为,
则已知两圆圆心分别为,半径分别为,
圆心距为,
因此两圆外切,它们有三条公切线,
故选:B.
3.若圆与圆恰有一条公切线,则下列直线一定不经过点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
若圆与圆恰有一条公切线,则两圆内切,
所以,即,所以点的轨迹为圆,
对于A,圆心到直线的距离为,则该直线过点,故A不符合;
对于B,圆心到直线的距离为,则该直线过点,故B不符合;
对于C,圆心到直线的距离为,则该直线过点,故C不符合;
对于D,圆心到直线的距离为,则该直线不过点,故D符合;
故选:D.
4.曲线关于对称后的曲线为,则公切线为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,
所以曲线是圆心为原点,半径为1的圆在x轴上方的部分,
又与的图形关于直线对称,
设上一点,该点关于直线对称的对称点为,
则的中点在直线上,且直线的斜率与直线的斜率之积为,
所以,解得,即,
代入方程,得,即(只是该圆的一部分),如图,
易知与的公切线,所以,结合图,设,
所以点到直线的距离为,解得,
所以与的公切线为.
故选:B
5.已知圆和,则圆与圆的所有公切线中斜率的最大值为 .
【答案】
【详解】的圆心和半径分别为,的圆心和半径分别为,
由于,因此两圆外切,有3条公切线,
作出两圆的位置关系图如下:
由图可知:外公切线一条平行于轴,斜率为0,一条斜率为负,
而内公切线的斜率为正,故斜率最大,
由于,故内公切线的斜率为,
故答案为:
6.已知圆与圆有3条公切线,则的最大值为 .
【答案】
【详解】由圆,可得圆心,半径为,
圆,可得圆心,半径为,
因为有3条公切线,则两圆外切,则,
即
根据基本不等式可得,解得,
当且仅当时,等号成立,所以的最大值为.
故答案为:.
题型04 圆与圆的位置关系综合
1.已知,,圆上存在点P,使得,则a的最大值为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】B
【详解】设,,,若,
则,
即,即点的轨迹是以点为圆心,2为半径的圆,
由条件可知,圆与圆有交点,
则,解得:,
所以的最大值为.
故选:B
2.已知圆D:与x轴相交于A、B两点,且圆C:,点.若圆C与圆D相外切,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】圆D:的圆心,半径为,
圆C:的圆心,半径为,
因为圆与圆相外切,所以,所以,
且圆与轴交于,不妨记,
因为圆关于轴对称,点与点关于轴对称,点在轴上,
由对称性不妨令,
当时,则,解得,
故
,
当时,则,解得,
此时,
故,
当时,则,解得,
故
,
综上所述,的最大值为.
故选:B.
3.已知圆C:与曲线有交点,则a的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】由,整理得到,
圆C可化为标准方程C:,
由题意可得圆与圆C:有交点,
又因为的圆心为,半径为,圆C的圆心为,半径为,
所以,
解得,所以a得最小值为1.
故选:A.
4.若圆与圆外切,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】两圆的方程分别为和,故外切条件等价于和之间的距离为,即.
记,,则点在轨迹上,所求的即为的取值范围.
由于,故,
且
,
同时,上面的上界和下界分别在和时取到.
而是在一个连续的圆弧上,故上的值都可以取到,所以取值范围是.
故选:D.
5.已知圆,点是圆上的一点,过点作圆的切线与圆相切于点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为的圆心为,
圆的圆心为,
因为直线为圆的切线,所以,,
又因为,所以,
可得,又,
所以,且平分,
所以,
则,
则最小值即的最小值,
即圆心到的距离,
所以,
所以的最小值为,
故选:B.
6.(多选)已知圆,圆,则下列选项正确的是( )
A.直线的方程为
B.圆和圆共有4条公切线
C.若P,Q分别是圆和圆上的动点,则的最大值为10
D.经过点,的所有圆中面积最小的圆的面积为
【答案】ACD
【详解】由题意得,圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
对于A,直线的方程为,即,所以A正确;
对于B,因为且,可得,
所以圆与圆外切,所以两圆的公切线共有3条,所以B错误;
对于C,因为,所以的最大值为,所以C正确;
对于D,当为圆的直径时,该圆在经过点,的所有圆中面积最小,
此时圆的面积为,所以D正确.
故选:ACD.
7.古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代数学的重要成果,其中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆,已知点,,动点满足,则点的轨迹与圆的公切线的条数为 .
【答案】2
【详解】由题意设,
易知,即可得,
整理得点的轨迹方程为,
其轨迹是以为圆心,以2为半径的圆,
而圆的圆心坐标为,半径为1,
可得两圆的圆心距为2,大于,小于,
则动点的轨迹与圆的位置关系是相交.
故公切线的条数为2.
故答案为:2
8.已知圆,点是圆上一点,点为直线上的动点,过点作圆的切线,切点为
(1)求过点的圆的切线方程;
(2)以为圆心的圆交圆于两点,问直线是否恒过一定点?若过定点求出定点坐标.
【答案】(1).
(2)直线是否恒过定点,定点坐标为.
【详解】(1)由圆的方程可得圆心的坐标为,则 ,即,即过点的圆的切线方程为,即.
(2)设,则过两点且以为圆心的圆的方程为,又圆,
两式作差可得:,
此方程变形可得 ,令 ,可得,
即直线恒过定点.
1.圆和圆的公切线方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【详解】解:,圆心,半径,
,圆心,半径,
因为,
所以两圆相内切,公共切线只有一条,
因为圆心连线与切线相互垂直,,
所以切线斜率为,
由方程组解得,
故圆与圆的切点坐标为,
故公切线方程为,即.
故选:A.
2.两圆与的公共弦长为( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】两圆的圆心分别为,半径均为1,故圆心距离为,故两圆相交,
圆与圆的公共弦所在的直线方程为:
,即,
圆的圆心到公共弦的距离:
,圆的半径,
公共弦长.
故选:B.
3.已知圆与圆有4条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,圆外离,,又.
故选:D
4.(多选)已知动点 分别在圆 和 上,动点 在 轴上,则( )
A.圆的半径为3 B.圆和圆相离
C.的最小值为
D.过点做圆的切线,则切线长最短为
【答案】BD
【详解】圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
对于A,圆的半径为,A错误;
对于B,,圆和圆相离,B正确;
对于C,圆关于轴对称的圆为,,连接交于点,连接,
由圆的性质得,
,当且仅当点与重合,
且是线段分别与圆和圆的交点时取等号,C错误;
对于D,设点,过点的圆的切线长,
当且仅当,即时取等号,D正确.
故选:BD
5.(多选)若圆与圆交于A,B两点,则下列选项中正确的是( )
A.点在圆内
B.直线的方程为
C.圆上的点到直线距离的最大值为
D.圆上存在两点P,Q,使得
【答案】BC
【详解】对于A,因为,所以点在圆外,故A错误;
对于B,圆与圆交于两点,
因为圆和圆相交,将两圆相减可得:,
即公共弦所在直线的方程为,故B正确;
对于C,圆的圆心坐标为,半径为2,
圆心到直线的距离,
所以圆上的点到直线距离的最大值为,故C正确;
对于D,直线经过圆的圆心,
所以线段是圆的直径,故圆中不存在比长的弦,D错误.
故选:BC.
6.(多选)已知圆,,则下列结论正确的有( )
A.若圆和圆相交,则
B.若圆和圆外切,则
C.当时,圆和圆有且仅有一条公切线
D.当时,圆和圆相交弦长为
【答案】ABD
【详解】由题意可知:圆的圆心,半径;
圆的圆心,半径;
则,
对于选项A:若圆和圆相交,则,
即,解得,故A正确;
对于选项B:若和外切,则,
即,解得,故B正确;
对于选项C:当时,由选项A可知:圆和圆相交,
所以圆和圆有且仅有2条公切线,故C错误;
对于选项D:当时,由选项A可知:圆和圆相交,
且圆,,
两圆方程作差得,即公共弦所在直线的方程为,
圆心到直线的距离,
所以公共弦长为,故D正确.
故选:ABD
7.(多选)已知圆,圆,则( )
A.两圆的圆心距的最小值为1
B.若圆与圆相切,则
C.若圆与圆恰有两条公切线,则
D.若圆与圆相交,则公共弦长的最大值为2
【答案】AD
【详解】根据题意,可得圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径.
对于A,因为两圆的圆心距,所以A项正确;
对于B,两圆内切时,圆心距,即,解得.
两圆外切时,圆心距,即,解得.
综上所述,若两圆相切,则或,故B项不正确;
对于C,若圆与圆恰有两条公切线,则两圆相交,,
即,可得,解得且,故C项不正确;
对于D,若圆与圆相交,则当圆的圆心在公共弦上时,公共弦长等于,达到最大值,
因此,两圆相交时,公共弦长的最大值为2,故D项正确.
故选:AD.
8.(多选)已知圆,圆,则( )
A.圆心距 B.当时,两圆公共弦所在直线方程为
C.若圆与圆无公共点,则 D.若圆与圆只有一条公切线,则
【答案】AD
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
所以,故A正确;
当时,圆,则,
此时,即两圆相交,
则公共弦方程为,整理可得,故B错误;
若圆与圆无公共点,则或,
即可得或,解得或,故C错误;
若圆与圆只有一条公切线,则圆与圆相内切,则,即,解得,故D正确.
故选:AD
9.瑞士著名数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上,这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中,满足,顶点、,且其“欧拉线”与圆M:相切.
(1)求的“欧拉线”方程;
(2)若圆与圆有公共点,求的范围.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)因为,所以是等腰三角形,由三线合一得:的外心、重心、垂心均在边的垂直平分线上,
设的欧拉线为,则过的中点,且与直线垂直,
由、可得:的中点,即,
由,得,故的方程为即;
(2)因为与圆M:相切,故圆心,,
圆的圆心坐标为,半径,
则要想圆M与圆有公共点,则两圆外切、相交或内切,
只需两圆圆心的距离小于等于半径之和,大于等于半径之差的绝对值,
即,故,解得.
10.已知圆满足:①;②与圆外切;③被直线分成两段圆弧,其弧长的比为.
(1)求圆的方程;
(2)若直线与圆相交于两点,四边形为平行四边形,求直线的方程.
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)如图所示,与圆交于,过作垂直于于点.
由于,配方得,
则圆心为,半径.,圆心为,半径.
由于圆与圆外切,则(∗).
圆被直线分成两段圆弧,其弧长的比为.
则,
则(∗∗),与(∗)联立方程,解得().
因此,则圆的方程为:.
(2)
直线与圆相交于两点,四边形为平行四边形,则,.
则,则直线设为:,即.
四边形为平行四边形,则.
过作于 点,由垂径定理得,
则,
运用点到直线的距离公式得到,则,解得,
则直线的方程为:,即或.
11.已知圆O1:x2+y2-8x-8y+48=0,圆O2过点A(0,-4).
(1)若圆O2与圆O1相切于点B(2,2),求圆O2的方程;
(2)若圆O2过点C(4,0),圆O1,O2相交于点M,N,且两圆在点M处的切线互相垂直,求直线MN的方程.
【答案】(1)x2+y2=16 (2)
【详解】
解:(1) 由已知得圆O1的圆心坐标为(4,4),∵ 圆O2与圆O1相切于点(2,2),∴ 圆O2的圆心在直线y=x上,不妨设其圆心为(a,a).∵ 圆O2过点(2,2),(0,-4),∴ a2+(a+4)2=2(a-2)2,∴ a=0,∴ a2+(a+4)2=16,∴ 圆O2的方程为x2+y2=16.
(2) ∵ 圆O2过点(0,-4),(4,0),∴ 圆O2的圆心所在的直线为y=-x,不妨设圆心坐标为O2(m,-m).∵ 两圆在交点处的切线相互垂直,且圆O1的圆心坐标为(4,4),半径为4,∴ (m-4)2+(-m-4)2=42+m2+(-m+4)2,∴ m=-4,∴ 圆O2的方程为(x+4)2+(y-4)2=80,圆O1与圆O2的方程相减,整理得直线MN的方程为x+(3-2)y-12(-1)=0.
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