内容正文:
专题2.5 直线与圆的位置关系
【考点1:直线与圆的位置关系的判断及求参】 1
【考点2:直线与圆的交点坐标、弦长】 6
【考点3:圆的切线方程、切点坐标、切线长】 11
【考点4:直线与圆位置关系中的最值问题】 17
【考点1:直线与圆的位置关系的判断及求参】
【知识点:直线与圆的位置关系的判断及求参】
①直线与圆的三种位置关系:相交、相切、相离.
②两种研究方法
1.(2024·山东淄博·二模)若圆,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
【答案】A
【分析】直线经过定点,然后证明定点在圆内可判断.
【详解】经过定点,由于,则定点在圆内.
故直线与圆C的位置关系是相交.
故选:A.
2.(24-25高二上·上海·单元测试)直线绕原点按逆时针方向旋转30°后所得的直线l与圆的位置关系是( )
A.直线l过圆心 B.直线l与圆相交,但不过圆心
C.直线l与圆相切 D.直线l与圆无公共点
【答案】C
【分析】根据给定条件,求出直线l的方程,再根据圆心到直线l的距离与半径的关系判断作答.
【详解】直线过原点,斜率为,倾斜角为,
依题意,直线l的倾斜角为,斜率为,而l过原点,因此直线l的方程为:,即,
而圆的圆心为,半径为,
于是得圆心到直线l的距离为,
所以直线l与圆相切.
故选:C
3.(2024高二上·四川乐山·阶段练习)已知直线,圆,点在圆内,则( )
A.直线l与圆C相交 B.直线l与圆C相切
C.直线l与圆C相离 D.不确定
【答案】C
【分析】由题意结合点到直线的距离公式,判断圆心到直线的距离与半径的大小关系,即得答案.
【详解】由题意知点在圆内,故,
故圆心到直线的距离,
故直线l与圆C相离,
故选:C
4.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知直线,圆,其中若点在圆外,则直线与圆的位置关系是( ).
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
【答案】A
【分析】求出圆心到直线的距离的表达式,再由在圆外,求出,与的关系,进而求出 与的关系,判断出直线与圆的位置关系.
【详解】因为点在圆外,所以可得,
圆心到直线的距离,
所以直线与圆相交.
故选:A.
5.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知圆,直线,则下列结论中正确的是( )
A.直线恒过定点 B.直线与圆相切
C.直线与圆相交 D.直线与圆相离
【答案】C
【分析】求出圆的圆心和半径,直线所过的定点,再由该定点与圆的位置关系判断直线与圆的位置即可.
【详解】圆的圆心,半径,
直线恒过定点, 显然,
因此点在圆内,直线与圆相交,ABD错误,C正确.
故选:C
6.(多选)(23-24高二下·河南·期中)已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线过定点 B.圆与轴相切
C.若与圆有交点,则的最大值为0 D.若平分圆的周长,则
【答案】AB
【分析】选项A,将方程变形成,即可求解;选项B,将圆变形标准形式,即可求解;选项C,利用直线与圆的位置关系,即可求解;选项D,利用直线过圆心,即可求解.
【详解】对于选项A,直线的方程可化为,由,
解得,所以直线过定点,故选项A正确,
对于选项B,圆的方程可化为,所以圆心为,半径为,故选项B正确,
对于选项C,当直线与圆有交点时,直线的斜率存在,不妨设直线方程为,即,
由,整理得到,得到,
又,所以,解得,故选项C错误,
对于选项D,若平分圆的周长,将圆心的坐标代入直线的方程,解得此时,故选项D错误,
故选:AB.
7.(多选)(23-24高二下·广西桂林·期末)直线l:,圆C:,下列结论正确的是( )
A.直线l的倾斜角为
B.圆C的圆心坐标为(1,0)
C.当时,直线l与圆C相切
D.当时,直线l与圆C相交
【答案】BCD
【分析】根据直线l斜率和倾斜角的关系,即可判断A选项;将圆心求出,即可判断B选项;利用点到直线的距离公式求出,即可得出直线l与圆的位置关系,即可判断C选项;利用点到直线的距离公式求出,即可表示出直线l与圆的位置关系,计算求参,即可判断D选项.
【详解】直线l:的斜率为1,所以直线l的倾斜角为,A选项错误;
而圆:,即,可知圆心,半径,B选项正确;
当时,直线l:,
设圆心到直线l的距离为,则,
所以直线与圆相切,故C正确;
对于D项,圆:,即,可知圆心,半径,
因为直线与圆C交于两点,所以圆心C到直线l的距离,
即,解得,
所以当时,直线l与圆C相交,故D项正确;
故选:BCD.
8.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)若直线与圆有公共点,则的一个取值是 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】由直线与圆有公共点,得直线和圆的位置关系为相切或相交,利用圆心到直线的距离公式及,建立的不等式求解即可.
【详解】直线恒过定点,
圆的圆心为,半径,
显然点在圆外,直线与圆有公共点,
则圆心到直线的距离,
化简得,解得.
又,则或1或2. 即的一个取值是.
故答案为:(填或填也正确)
9.(23-24高二下·上海·期中)已知的顶点坐标分别为.圆为的外接圆.
(1)求圆的方程;
(2)若直线,求证:不论为何值,直线与圆相交.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设圆的方程为一般方程,代入三点坐标可得答案;
(2)判断出直线过定点,且定点在圆内可得答案.
【详解】(1)设圆的方程为,
因为在圆上,
所以,解得,满足,
所以圆的方程为;
(2)直线,对于,
可得,解得,所以直线过定点,
因为,所以点在圆内,
所以不论为何值,直线与圆总相交.
【考点2:直线与圆的交点坐标、弦长】
【知识点:直线与圆的交点坐标、弦长】
1.(2024高二下·全国·随堂练习)过三点的圆交于轴于两点,则=( )
A. B.8 C. D.10
【答案】C
【分析】由,则为直角三角形,所以可得圆心为的中点,半径为,从而可求出圆的方程,则可求出圆与轴的交点,进而可求出结果.
【详解】因为,所以,
所以,
所以,所以为直角三角形,
所以过三点的圆的圆心,半径为,
所以过三点的圆的方程为,
令,则,得,
所以,
故选:C
2.(2024·四川达州·二模)已知圆心为的与直线相切,则直线被截得的弦长为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【分析】首先求出圆心到直线的距离即为半径,再求出圆心到直线的距离,最后由勾股定理计算可得.
【详解】因为圆心到直线的距离,
即圆的半径,
又圆心到直线的距离,
所以直线被截得的弦长为.
故选:D
3.(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知点和,点在轴上,且为直角,则点坐标为( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】B
【分析】为直角,故在以为直径的圆上,确定圆方程,取计算得到答案.
【详解】为直角,故在以为直径的圆上,
圆心为,半径为,
圆方程为,取得到或,
即点坐标为或.
故选:B.
4.(23-24高二下·四川成都·期末)在平面直角坐标系中,直线上有且仅有一点,使,则直线被圆截得的弦长为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】D
【分析】运用点到直线的距离公式,结合弦长公式求解即可.
【详解】,化为一般式,即,直线上有且仅有一点,
使,则圆心到直线的距离,即,
圆心.
.
故选:D.
5.(2024·青海西宁·二模)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】A
【分析】先求出直线所过的定点,数形结合得到当时,直线被圆截得的弦长最小,再由垂径定理得到最小值.
【详解】直线,
令,解得,所以直线恒过定点,
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:A.
6.(23-24高三上·浙江温州·期末)已知圆与直线交于A,B两点,则经过点A,B,的圆的方程为 .
【答案】
【分析】设,直线方程与圆的方程联立求出点坐标,设经过点A,B,的圆的方程为,代入三点坐标解方程组可得答案.
【详解】设,
由解得,
可得,
设经过点A,B,的圆的方程为
,
所以,解得,
即,可得.
故答案为:.
7.(23-24高二下·新疆克拉玛依·期中)已知圆以为圆心,且圆与轴相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相交于两点,求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用圆的切线性质求出,进而求得圆的半径即得答案.
(2)求出圆心到直线的距离,再利用圆的弦长公式计算即得.
【详解】(1)依题意,设圆的方程为,
由圆与轴相切于点,得,
所以圆的标准方程为.
(2)由(1)知,圆心为,半径,
则圆心到直线的距离为,
所以.
8.(23-24高二上·广西南宁·期末)已知圆.
(1)已知直线,求该直线截得圆C的弦AB的长度;
(2)若直线过点且与圆C相交于两点,求的面积的最大值,并求此时直线的方程.
【答案】(1)
(2)面积最大值为8,直线方程为或
【分析】(1)法1:求出圆心和半径,得到圆心到直线的距离,利用垂径定理得到弦长;
法2:联立直线与圆的方程,得到两根之和,两根之积,利用弦长公式求出答案;
法3:联立直线与圆的方程,求出交点坐标,利用两点间距离公式求出答案;
(2)设出直线方程,求出圆心C到直线的距离,利用垂径定理表达出面积,求出最大值,并得到,,得到直线方程.
【详解】(1)法1:圆C的圆心坐标为,半径,
圆心C到直线的距离.
则截得的弦长;
法2:设,联立方程组得,
消得,
;
法3:设,联立方程组得,
消得,解得,
则,
.
(2)圆C的圆心坐标为,半径,
当直线的斜率不存在时,与圆没有交点,舍去,
设直线的方程为,即,
则圆心C到直线的距离为,
又的面积,
所以当时取最大值8,
由,得,
解得,,
所以直线的方程为或.
【考点3:圆的切线方程、切点坐标、切线长】
【知识点:圆的切线方程、切点坐标、切线长】
1.圆弦长问题的两个主要考查角度
(1)已知直线与圆的方程求圆的弦长.
(2)已知圆的弦长求解直线或圆的方程中的参数等.
2.求解弦长问题的两个方法
几何法
如图所示,设直线l被圆C截得的弦为AB,圆的半径为r,圆心到直线的距离为d,则有关系式:|AB|=2
代数法
若斜率为k的直线与圆相交于A(xA,yA),B(xB,yB)两点,则|AB|=·= ·|yA-yB|(其中k≠0).特别地,当k=0时,|AB|=|xA-xB|;当斜率不存在时,|AB|=|yA-yB|
1.(23-24高二上·云南丽江·期中)已知圆,则圆在点处的切线方程为 .
【答案】
【分析】先判断点P在圆上,再由垂直关系得出切线的斜率,利用点斜式即可得解.
【详解】因为点在圆上,又的圆心为
所以,
易知,直线PC与所求切线垂直,所以所求切线的斜率为:,
所以圆在点处的切线方程为,即.
故答案为:
2.(24-25高二·上海·课堂例题)若从点引圆的切线,则切线长是 .
【答案】
【分析】由两点之间的距离公式可得,再根据勾股定理即可得解.
【详解】记圆,圆心为,半径,
则,
所以切线长为.
故答案为:3.
3.(23-24高二上·江苏南京·期末)设是直线上的动点,过作圆的切线,则切线长的最小值为 .
【答案】
【分析】由题意得当最小时,连线与直线垂直,由点到直线的距离公式和勾股定理可求得答案.
【详解】,
圆心,半径.
设切点为,
由题意可知,点到圆的切线长最小时,,
圆心到直线的距离,
切线长的最小值为:.
故答案为:.
4.(2024高三·全国·专题练习)圆,直线,若直线上存在点,过点作圆的两条切线,切点是,使得,则实数的取值范围是 .
【答案】或
【分析】由直线与圆相切的几何关系,确定点的关键方程,再利用直线与圆的位置关系,即可求解.
【详解】由可得,由可得
,所以点在以为圆心,为半径的圆上,
其方程为.又点在直线上,
故直线与圆有公共点,所以,
解得,所以或.
故答案为:或
5.(2024高二下·全国·课后作业)从圆外一点向这个圆作两条切线,则两切线夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.6
【答案】B
【分析】根据锐角三角函数,结合二倍角公式即可求解.
【详解】由得,
所以圆心为,半径为,
设切点分别为,连接,则为两切线的夹角,
由于,
所以,
由二倍角公式可得,
故选:B.
6.(2024·湖南邵阳·三模)已知直线:与圆:,过直线上的任意一点作圆的切线,,切点分别为A,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得,可知当OP最小时,最大,结合点到直线的距离公式运算求解.
【详解】由题意可知:圆的圆心为,半径为1,
则圆心到直线的距离为,可知直线与圆相离,
因为,且,
当最小时,则最大,可得最大,即最大,
又因为的最小值即为圆心到直线的距离为,
此时,所以取得最大值.
故选:C.
7.(23-24高二上·贵州六盘水·期末)已知半径为2的圆的圆心在射线上,点在圆上.
(1)求圆的标准方程;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)设圆心坐标为,根据点在圆上列方程可得,可得方程;
(2)分斜率存在和不存在求解,当斜率存在时,设切线的方程为,根据圆心到直线的距离等于半径列方程求解可得.
【详解】(1)由圆C的圆心在直线上,可设圆心C的坐标为,
又圆的半径为2,点在圆上,有,
解得(舍去)或,
故圆的标准方程为;
(2)①当切线的斜率不存在时,直线与圆相切;
②当切线的斜率存在时,设切线的方程为,整理为,
由题知,解得,
可得切线方程为,整理为,
由①②知,过点且与圆相切的直线方程为或.
8.(23-24高二上·天津武清·期末)已知圆C过两点,, 且圆心C在直线上.
(1)求圆C的方程;
(2)过点作圆C的切线,求切线方程.
【答案】(1)(或标准形式)
(2)或
【分析】(1)根据题意,求出的中垂线方程,与直线联立,可得圆心的坐标,求出圆的半径,即可得答案;
(2)分切线的斜率存在与不存在两种情况讨论,求出切线的方程,综合可得答案.
【详解】(1)根据题意,因为圆过两点,,
设的中点为,则,
因为,所以的中垂线方程为,即
又因为圆心在直线上,联立,解得,
所以圆心,半径,故圆的方程为;
(2)圆的圆心为,半径,
当过点P的切线的斜率不存在时,此时直线与圆C相切;
当过点P的切线斜率k存在时,设切线方程为,
即(*),
由圆心C到切线的距离,
即,可得,
将代入(*),得切线方程为,即,
综上,所求切线方程为或.
【考点4:直线与圆位置关系中的最值问题】
【知识点:直线与圆位置关系中的最值问题】
1.求过圆上的一点(x0,y0)的切线方程的方法
先求切点与圆心连线的斜率k,若k不存在,则结合图形可直接写出切线方程为y=y0;若k=0,则结合图形可直接写出切线方程为x=x0;若k存在且k≠0,则由垂直关系知切线的斜率为-,由点斜式可写出切线方程.
2.求过圆外一点(x0,y0)的圆的切线方程的方法
几何法
当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-y0=k(x-x0),即kx-y+y0-kx0=0.由圆心到直线的距离等于半径,即可求出k的值,进而写出切线方程
代数法
当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-y0=k(x-x0),即y=kx-kx0+y0,代入圆的方程,得到一个关于x的一元二次方程,由Δ=0,求得k,切线方程即可求出
1.(2024高三·全国·专题练习)直线与直线交于点,当变化时,点到直线的距离的最大值是 .
【答案】
【分析】首先根据两条直线所过的定点,以及位置关系,确定点的轨迹方程,即可利用几何关系求最值.
【详解】直线过定点,直线过定点,
且直线与直线垂直,
所以点在以为直径的圆上,圆心,半径,
其方程为.
因为圆心到直线的距离为,
所以点到直线的距离的最大值为.
故答案为:
2.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)已知圆:,直线上点,过点作圆的两条切线,(其中,为切点),则四边形面积的最小值为 .
【答案】
【分析】根据勾股定理可得,即可根据面积公式即可求解.
【详解】
四边形的面积,
当与直线垂直时,此时取最小值,故最小值为,
又半径,所以,则四边形面积的最小值为.
故答案为:
3.(23-24高二上·吉林延边·期中)若点P在直线上,点Q在圆上,则线段PQ长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出圆的圆心和半径,判断直线与圆的位置关系,则线段PQ长度的最小值为圆心到直线的距离减去半径即可.
【详解】圆的圆心为,半径,
因为圆心到直线的距离为,
所以线段PQ长度的最小值为.
故选:B
4.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知为圆上两动点,且,则弦的中点到直线距离的最大值为( ).
A. B. C. D.4
【答案】C
【分析】根据题意画出图形,由数形结合即可求点到直线距离的最大值.
【详解】依题意,所以,
因为为的中点,所以,
如图所示,过点作直线的垂线,垂足为,
连接,则圆心到直线的距离为,
因为当且仅当三点共线时等号成立,
所以,
所以的最大值为.
故选:C
5.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)设圆:与圆:,点,分别是,上的动点,为直线上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分析发现两圆心和的连线恰好垂直于直线,从而得出当与和共线时最小,从而得解.
【详解】
因为圆:的标准方程为;
圆:的标准方程为:
所以和的圆心坐标分别为、,半径,,
所以直线的斜率,而直线的斜率为1
所以直线与直线垂直,如图,
所以当与和共线时最小,此时,
又此时,,
所以最小值为.
故选:C
6.(23-24高二下·河南南阳·期末)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内与两定点距离的比为常数且的点的轨迹是圆”.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知点是圆上任一点,点,,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题目阿波罗尼斯圆的条件不妨取,使得,从而将所求转化为,根据题意,所表示的圆与圆相同可解得点坐标,再利用三角形两边之和大于第三边得到 (当且仅当在线段上时取等)即可得解.
【详解】设,不妨取,使得,
则,
整理得,
此方程与相同,
所以有,解得,
所以,
所以,当且仅当在线段上时,取等号.
因为,所以在圆内;
,所以在圆外;
所以线段与圆必有交点(记为),
当重合时,,为其最小值,
故选:C.
【点睛】关键点睛:解决本题时,关键是利用阿波罗尼斯圆将变为,再由当在线段上时,求出最小值.
7.(多选)(23-24高二下·河南安阳·期中)已知直线过定点,且与圆相交于两点,则( )
A.点的坐标为 B.的最小值是
C.的最大值是0 D.
【答案】ACD
【分析】将直线的方程化简为点斜式,判断出A项的正误;根据时被圆截得弦长最短,算出的最小值,从而判断出B项的正误;
利用平面向量数量积的定义与运算性质,结合圆的性质求出的最大值与的大小,从而判断出CD两项的正误.
【详解】根据题意,圆的圆心为,半径.
对于A,直线,可化为,
所以直线经过点,斜率为,
因此直线过定点,A项正确;
对于B,当时,直线到圆心的距离达到最大值,
此时,可知的最小值是,故B项不正确;
对于C,,
由于的最小值是,此时取最大值,故最大值为0,
故C项正确;
对于D,设的中点为,连接,则,
可得
,
故D项正确.
故选:ACD.
8.(2024高三·全国·专题练习)已知点是圆上任意一点.
(1)求P点到直线的距离的最大值和最小值.
(2)求的最大值和最小值.
(3)求的最大值和最小值
【答案】(1)最大值为,最小值为
(2)最大值为,最小值为
(3)最大值为,最小值为
【分析】(1)转化为圆心到直线的距离的最大值和最小值;
(2)解法一,转化为直线与圆有公共点,解法二,利用三角换元求最值;
(3)首先设,再转化为直线与圆有交点,
【详解】(1)圆心到直线的距离为.
∴P点到直线的距离的最大值为,最小值为.
(2)解法一 :设,则直线与圆有公共点,
∴,解得,
则,即的最大值为,最小值为.
解法二:设,则,其中,
∴得,即的最大值为,最小值为.
(3)表示圆上的点与点连线的斜率为k,
设,即,直线与圆有交点,
设,
解得.
则,即的最大值为,最小值为.
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专题2.5 直线与圆的位置关系
【考点1:直线与圆的位置关系的判断及求参】 1
【考点2:直线与圆的交点坐标、弦长】 3
【考点3:圆的切线方程、切点坐标、切线长】 5
【考点4:直线与圆位置关系中的最值问题】 7
【考点1:直线与圆的位置关系的判断及求参】
【知识点:直线与圆的位置关系的判断及求参】
①直线与圆的三种位置关系:相交、相切、相离.
②两种研究方法
1.(2024·山东淄博·二模)若圆,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.相交或相切
2.(24-25高二上·上海·单元测试)直线绕原点按逆时针方向旋转30°后所得的直线l与圆的位置关系是( )
A.直线l过圆心 B.直线l与圆相交,但不过圆心
C.直线l与圆相切 D.直线l与圆无公共点
3.(2024高二上·四川乐山·阶段练习)已知直线,圆,点在圆内,则( )
A.直线l与圆C相交 B.直线l与圆C相切
C.直线l与圆C相离 D.不确定
4.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知直线,圆,其中若点在圆外,则直线与圆的位置关系是( ).
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
5.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知圆,直线,则下列结论中正确的是( )
A.直线恒过定点 B.直线与圆相切
C.直线与圆相交 D.直线与圆相离
6.(多选)(23-24高二下·河南·期中)已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线过定点 B.圆与轴相切
C.若与圆有交点,则的最大值为0 D.若平分圆的周长,则
7.(多选)(23-24高二下·广西桂林·期末)直线l:,圆C:,下列结论正确的是( )
A.直线l的倾斜角为
B.圆C的圆心坐标为(1,0)
C.当时,直线l与圆C相切
D.当时,直线l与圆C相交
8.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)若直线与圆有公共点,则的一个取值是 .
9.(23-24高二下·上海·期中)已知的顶点坐标分别为.圆为的外接圆.
(1)求圆的方程;
(2)若直线,求证:不论为何值,直线与圆相交.
【考点2:直线与圆的交点坐标、弦长】
【知识点:直线与圆的交点坐标、弦长】
1.(2024高二下·全国·随堂练习)过三点的圆交于轴于两点,则=( )
A. B.8 C. D.10
2.(2024·四川达州·二模)已知圆心为的与直线相切,则直线被截得的弦长为( )
A. B.1 C. D.2
3.(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知点和,点在轴上,且为直角,则点坐标为( )
A. B.或
C.或 D.
4.(23-24高二下·四川成都·期末)在平面直角坐标系中,直线上有且仅有一点,使,则直线被圆截得的弦长为( )
A.2 B. C.4 D.
5.(2024·青海西宁·二模)已知圆,直线.则直线被圆截得的弦长的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高三上·浙江温州·期末)已知圆与直线交于A,B两点,则经过点A,B,的圆的方程为 .
7.(23-24高二下·新疆克拉玛依·期中)已知圆以为圆心,且圆与轴相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相交于两点,求.
8.(23-24高二上·广西南宁·期末)已知圆.
(1)已知直线,求该直线截得圆C的弦AB的长度;
(2)若直线过点且与圆C相交于两点,求的面积的最大值,并求此时直线的方程.
【考点3:圆的切线方程、切点坐标、切线长】
【知识点:圆的切线方程、切点坐标、切线长】
1.圆弦长问题的两个主要考查角度
(1)已知直线与圆的方程求圆的弦长.
(2)已知圆的弦长求解直线或圆的方程中的参数等.
2.求解弦长问题的两个方法
几何法
如图所示,设直线l被圆C截得的弦为AB,圆的半径为r,圆心到直线的距离为d,则有关系式:|AB|=2
代数法
若斜率为k的直线与圆相交于A(xA,yA),B(xB,yB)两点,则|AB|=·= ·|yA-yB|(其中k≠0).特别地,当k=0时,|AB|=|xA-xB|;当斜率不存在时,|AB|=|yA-yB|
1.(23-24高二上·云南丽江·期中)已知圆,则圆在点处的切线方程为 .
2.(24-25高二·上海·课堂例题)若从点引圆的切线,则切线长是 .
3.(23-24高二上·江苏南京·期末)设是直线上的动点,过作圆的切线,则切线长的最小值为 .
4.(2024高三·全国·专题练习)圆,直线,若直线上存在点,过点作圆的两条切线,切点是,使得,则实数的取值范围是 .
5.(2024高二下·全国·课后作业)从圆外一点向这个圆作两条切线,则两切线夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.6
6.(2024·湖南邵阳·三模)已知直线:与圆:,过直线上的任意一点作圆的切线,,切点分别为A,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二上·贵州六盘水·期末)已知半径为2的圆的圆心在射线上,点在圆上.
(1)求圆的标准方程;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
8.(23-24高二上·天津武清·期末)已知圆C过两点,, 且圆心C在直线上.
(1)求圆C的方程;
(2)过点作圆C的切线,求切线方程.
【考点4:直线与圆位置关系中的最值问题】
【知识点:直线与圆位置关系中的最值问题】
1.求过圆上的一点(x0,y0)的切线方程的方法
先求切点与圆心连线的斜率k,若k不存在,则结合图形可直接写出切线方程为y=y0;若k=0,则结合图形可直接写出切线方程为x=x0;若k存在且k≠0,则由垂直关系知切线的斜率为-,由点斜式可写出切线方程.
2.求过圆外一点(x0,y0)的圆的切线方程的方法
几何法
当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-y0=k(x-x0),即kx-y+y0-kx0=0.由圆心到直线的距离等于半径,即可求出k的值,进而写出切线方程
代数法
当斜率存在时,设为k,则切线方程为y-y0=k(x-x0),即y=kx-kx0+y0,代入圆的方程,得到一个关于x的一元二次方程,由Δ=0,求得k,切线方程即可求出
1.(2024高三·全国·专题练习)直线与直线交于点,当变化时,点到直线的距离的最大值是 .
2.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)已知圆:,直线上点,过点作圆的两条切线,(其中,为切点),则四边形面积的最小值为 .
3.(23-24高二上·吉林延边·期中)若点P在直线上,点Q在圆上,则线段PQ长度的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知为圆上两动点,且,则弦的中点到直线距离的最大值为( ).
A. B. C. D.4
5.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)设圆:与圆:,点,分别是,上的动点,为直线上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二下·河南南阳·期末)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内与两定点距离的比为常数且的点的轨迹是圆”.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知点是圆上任一点,点,,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
7.(多选)(23-24高二下·河南安阳·期中)已知直线过定点,且与圆相交于两点,则( )
A.点的坐标为 B.的最小值是
C.的最大值是0 D.
8.(2024高三·全国·专题练习)已知点是圆上任意一点.
(1)求P点到直线的距离的最大值和最小值.
(2)求的最大值和最小值.
(3)求的最大值和最小值.
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