内容正文:
专题04 圆的方程
由圆的方程确定圆心半径
1.(23-24高二上·四川南充·期中)已知圆,则圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
2.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知圆的方程是,其圆心和半径分别是( )
A.,2 B.,4 C.,2 D.,4
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)圆的圆心坐标和半径分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
4.(23-24高二上·四川达州·期中)圆C的方程是x2+y2+2x+4y=0,则圆的半径是 .
二元二次方程与圆的关系
1.(23-24高二上·四川泸州·期中)若方程表示圆,则m的范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)已知方程表示圆的方程,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)(多选)方程表示圆,则实数a的可能取值为( )
A.4 B.2 C.0 D.
4.(23-24高二上·四川宜宾·期中)(多选)已知方程,则下列说法正确的是( )
A.当时,表示圆心为的圆 B.当时,表示圆心为的圆
C.当时,表示的圆的半径为 D.当时,表示的圆与轴相切
5.(23-24高二上·四川·期中)若方程表示圆,则的取值范围为 .
6.(23-24高二上·四川成都·期中)已知方程(为实数)表示圆,则 .
求圆的方程
1.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知圆的圆心为,且过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)以为圆心,且经过点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·四川德阳·期中)已知点和点,则以线段为直径的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·四川绵阳·期中)若圆经过点,,且圆心在直线:上,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二上·四川达州·期中)已知:,,
(1)求的面积;
(2)求的外接圆方程.
6.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知直线,直线,设直线与的交点为A,点P的坐标为.
(1)经过点P且与直线垂直的直线方程;
(2)求以为直径的圆的方程.
直线与圆的位置关系
1.(23-24高二上·四川遂宁·期中)若点在圆的内部,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
2.(23-24高二上·四川泸州·期中)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·四川·期中)直线与曲线恰有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
4.(23-24高二上·四川眉山·期中)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·四川达州·期中)已知圆,直线若圆上有两个点到直线的距离等于1,则实数b的取值范围是 .
6.(23-24高二上·四川雅安·期中)若曲线与圆恰有4个公共点,则的取值范围是 .
直线与圆相交弦长问题
1.(23-24高二上·四川达州·期中)已知直线与圆交于两点,则( )
A. B. C.4 D.8
2.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知直线和圆相交于两点.若,则的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.(23-24高二上·四川达州·期中)已知圆C: ,直线:,直线被圆C截得的弦长最短时,实数m的值为( )
A. B. C.1 D.
4.(23-24高二上·四川资阳·期中)(多选)若直线l经过点,且被圆截得的弦长为4,则l的方程可能是( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线与圆,则直线被圆所截得的弦长为 .
6.(23-24高二上·四川成都·期中)已知半径为4的圆与直线相切,圆心在轴的负半轴上.
(1)求圆的方程;
(2)已知直线与圆相交于两点,且的面积为8,求直线的方程.
圆的切线问题
1.(23-24高二上·四川·期中)已知表示圆的方程.
(1)求实数的取值范围;
(2)当圆的面积最大时,求过点圆的切线方程.
2.(23-24高二上·四川绵阳·期中)已知圆的圆心在直线上,且圆经过点,与直线相切.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求切线方程的斜率.
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)在平面直角坐标系中,,,,圆为△的外接圆.
(1)求圆M的标准方程;
(2)过点作圆M的切线,求切线方程.
4.(23-24高二上·四川德阳·期中)已知圆:,直线:,与圆相交于,两点,.
(1)求实数的值;
(2)当时,求过点并与圆相切的直线方程.
圆的对称问题
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)若直线是圆的一条对称轴,则( )
A.0 B.1 C.2 D.4
2.(23-24高二上·四川绵阳·期中)已知直线是圆的对称轴,则的值为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·四川内江·期中)已知半径为3的圆的圆心与点关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知圆关于直线对称,且直线与直线平行,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知圆关于直线对称,则的最大值为( )
A.2 B.1 C. D.
6.(23-24高二上·四川南充·期中)圆关于直线的对称圆的方程为 .
圆与圆的位置关系
1.(23-24高二上·四川成都·期中)圆,圆,判断两圆的位置关系是( )
A.相离 B.外切 C.相交 D.内含
2.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆与圆,则圆与圆的位置关系为( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.内含
3.(23-24高二上·四川雅安·期中)已知圆,圆,则“”是“圆与圆外离”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件 C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
4.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆的方程为,圆的方程为,若圆与圆外切,则的值为( )
A.1 B.9 C.10 D.16
5.(23-24高二上·四川绵阳·期中)已知圆与圆内切,则 .
6.(23-24高二上·四川内江·期中)已知两个圆,,若两圆相切,则半径为 .
两圆的公共弦问题
1.(23-24高二上·四川成都·期中)圆与圆的公共弦的长为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)圆:内有一点,过的直线交圆于,两点.
(1)当为弦中点时,求直线的方程;
(2)若圆与圆:相交于,两点,求的长度.
3.(23-24高二上·四川·期中)已知圆与圆关于直线对称.
(1)求的标准方程;
(2)记与的公共点为,求四边形的面积.
4.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知点,圆Q:(Q为圆心).经过点P,Q的圆的圆心为M,且圆M与圆Q相交于A,B两点.
(1)当点M在y轴上时,求圆M的标准方程;并说明此时直线PA,PB都不是圆Q的切线;
(2)求线段AB长度的取值范围.
两圆的公切线问题
1.(23-24高二上·四川·期中)(多选)圆与圆的公切线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)写出与圆和都相切的一条直线的方程 .
与圆有关的轨迹问题
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知点,点为圆上任意一点,则连线的中点轨迹方程是 .
2.(23-24高二上·四川绵阳·期中)阿波罗尼斯(公元前262年~公元前190年),古希腊人,与阿基米德、欧几里得一起被誉为古希腊三大数学家.阿波罗尼斯研究了众多平面轨迹问题,其中阿波罗尼斯圆是他的论著中的一个著名问题:已知平面上两点A,B,则所有满足(,且)的点P的轨迹是一个圆.已知平面内的两个相异定点,,动点M满足,记M的轨迹为C,则轨迹C围成图形的面积是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知圆经过,,三点.
(1)求圆的方程;
(2)设点在圆上运动,点,且点满足,记点的轨迹为,求的方程.
4.(23-24高二上·四川成都·期中)已知线段AB的端点B的坐标是(4,3),端点A在圆(x+1)2+y2=4上运动,求线段AB的中点M的轨迹.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆经过点,,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若平面上有两个点,,点是圆上的点且满足,求点的坐标.
与圆有关的最值问题
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知实数满足方程,则的最大值( )
A.2 B.4 C. D.1
2.(23-24高二上·四川成都·期中)已知点P是圆 上一点,点,则线段长度的最大值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
3.(23-24高二上·四川遂宁·期中)圆C:上一点P到直线:的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆,圆,分别是圆的动点,为直线上的动点,则的最小值为( )
A.6 B.10 C.13 D.16
5.(23-24高二上·四川雅安·期中)若平面内两定点,间的距离为2,动点满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·四川·期中)阿波罗尼斯是古希腊著名的数学家,对圆锥曲线有深刻而系统的研究,阿波罗尼斯圆就是他的研究成果之一,指的是:已知动点M与两定点Q,P的距离之比,那么点的轨迹就是阿波罗尼斯圆.已知动点的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为,定点为轴上一点,且,若点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二上·四川·期中)若A,B是平面内不同的两定点,动点满足(且),则点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故被称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知是圆上的动点,点,,则的最大值为 .
8.(23-24高二上·四川成都·期中)已知平面内两个定点A,B及动点P,若(且),则点P的轨迹是圆.后世把这种圆称为阿波罗尼斯圆.已知,,直线:,直线:,若P为,的交点,则的最小值为 .
直线与圆的位置关系综合多选
1.(23-24高二上·四川内江·期中)(多选)已知直线:,圆:的圆心坐标为,则下列说法正确的是( )
A.直线恒过点
B.,
C.直线被圆截得的最短弦长为
D.若点是圆上一动点,的最小值为
2.(23-24高二上·四川内江·期中)(多选)已知圆:,点为直线:上的动点,则下列说法正确的是()
A.直线和圆一定相交
B.若直线平分圆的周长,则
C.若圆上至少有三个点到直线的距离为,则
D.若,过点作圆的两条切线,切点为,,当点坐标为时,有最大值
3.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)已知圆,点.过点作圆的两条切线为切点,则下列说法正确的有( )
A.当时,不存在实数,使得线段的长度为整数
B.若是圆上任意一点,则的最小值为
C.当时,不存在点,使得的面积为1
D.当且时,若在圆上总是存在点,使得,则此时
4.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)已知直线,圆,则下列命题正确的是( )
A.,点在圆外
B.,使得直线与圆相切
C.当直线与圆相交于PQ时,交点弦的最小值为
D.若在圆上仅存在三个点到直线的距离为1,m的值为
5.(23-24高二上·四川绵阳·期中)(多选)已知圆,直线,点P在直线l上运动,直线,分别切圆C于点A,B.则下列说法正确的是( )
A.四边形的面积最小值为
B.M为圆C上一动点,则最小值为
C.最短时,弦直线方程为
D.最短时,弦长为
圆与圆的位置关系综合多选
1.(23-24高二上·四川内江·期中)(多选)圆:与圆:,则下列说法正确的是( )
A.两圆公共弦所在的直线方程为 B.两圆的位置关系为外切
C.公共弦长为 D.两圆有四条公切线
2.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)若圆:与圆:的交点为A,B,则( )
A.线段AB中垂线方程为
B.公共弦AB所在直线方程为
C.若实数x,y满足圆:,则的最大值为
D.过点作圆:的切线方程为圆
3.(23-24高二上·四川德阳·期中)(多选)圆和圆的交点为,,则有( )
A.公共弦所在直线方程为
B.线段中垂线方程为
C.公共弦的长为
D.为圆上一动点,则到直线距离的最大值为
4.(23-24高二上·四川资阳·期中)(多选)若圆与圆的交点为,则( )
A.线段中垂线方程为
B.公共弦所在直线方程为
C.公共弦的长为2
D.在过A,B两点的所有圆中,面积最小的圆是圆
5.(23-24高二上·四川雅安·期中)(多选)有关圆与圆的下列哪些结论是正确的( )
A.圆 的圆心坐标为,半径为5
B.若分别为两圆上两个点,则的最大距离为
C.两圆外切
D.若为圆 上的两个动点,且,则的中点的轨迹方程为
圆的综合应用大题
1.(23-24高二上·四川泸州·期中)在平面直角坐标系中,已知圆心在第二象限,半径为的圆C与直线相切于原点O.
(1)求圆C的方程.
(2)试探求C上是否存在异于原点的点Q,使点Q到定点的距离等于线段OF的长?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(23-24高二上·四川内江·期中)在平面直角坐标系中,直线交轴于,以为圆心的圆与直线相切.
(1)求圆的方程;
(2)设点为直线上一动点,若在圆上存在点,使得,求的取值范围;
(3)是否存在定点S,对于经过点S的直线,当与圆交于时,恒有?若存在,求点S的坐标:若不存在,说明理由.
3.(23-24高二上·四川眉山·期中)如图,已知圆,为直线上一动点,为坐标原点,过点作圆的两条切线,切点分别为,.
(1)证明直线过定点,并求出定点的坐标;
(2)求线段中点的轨迹方程;
(3)若两条切线,与轴分别交于点,,求的最小值.
4.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知圆O:x2+y2=16,点A(6,0),点B为圆O上的动点,线段AB的中点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设T(2,0),过点T作与x轴不重合的直线l交曲线C于E、F两点.
(i)过点T作与直线l垂直的直线m交曲线C于G、H两点,求四边形EGFH面积的最大值;
(ii)设曲线C与x轴交于P、Q两点,直线PE与直线QF相交于点N,试讨论点N是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆和点.
(1)过点向圆引切线,求切线的方程;
(2)点是圆上任意一点,在线段的延长线上,且点是线段的中点,求点运动的轨迹的方程;
(3)设圆与轴交于两点,线段上的点上满足,若直线,且直线与(2)中曲线交于两点,满足.试探究是否存在这样的直线,若存在,请说明理由并写出直线的斜率,若不存在,请说明理由.
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专题04 圆的方程
由圆的方程确定圆心半径
1.(23-24高二上·四川南充·期中)已知圆,则圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解析】圆的方程为为标准形式,
即圆心与半径分别为,故选:D.
2.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知圆的方程是,其圆心和半径分别是( )
A.,2 B.,4 C.,2 D.,4
【答案】C
【解析】因为圆的标准方程的圆心为,半径为,
所以圆的圆心和半径分别为,2.故选:C.
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)圆的圆心坐标和半径分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】C
【解析】可化为,
由圆心为,半径,
易知圆心的坐标为,半径为.故选:C
4.(23-24高二上·四川达州·期中)圆C的方程是x2+y2+2x+4y=0,则圆的半径是 .
【答案】
【解析】依题意,故圆的半径为.
二元二次方程与圆的关系
1.(23-24高二上·四川泸州·期中)若方程表示圆,则m的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】方程配方后得,它表示圆,则,.故选:C.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)已知方程表示圆的方程,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为方程表示圆的方程,
所以,解得,故选:A
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)(多选)方程表示圆,则实数a的可能取值为( )
A.4 B.2 C.0 D.
【答案】AD
【解析】把方程整理成
,即,
若表示圆则满足即,即
所以或,观察答案中只有和符合题意.故选:AD
4.(23-24高二上·四川宜宾·期中)(多选)已知方程,则下列说法正确的是( )
A.当时,表示圆心为的圆 B.当时,表示圆心为的圆
C.当时,表示的圆的半径为 D.当时,表示的圆与轴相切
【答案】BCD
【解析】由题意,方程,可化为,
可圆的圆心坐标为,
A中,当时,此时半径为,所以A错误;
B中,当时,此时半径大于,表示圆心为的圆,所以B正确;
C中,当时,表示的圆的半径为,所以C正确;
D中,当时,可得,方程表示的圆半径为,
又圆心坐标为,所以圆心到轴的距离等于半径,
所以圆与轴相切,所以D正确.故选:BCD.
5.(23-24高二上·四川·期中)若方程表示圆,则的取值范围为 .
【答案】或
【解析】由圆的一般方程写出标准方程,
,
即
由,可得或.
故答案为:或
6.(23-24高二上·四川成都·期中)已知方程(为实数)表示圆,则 .
【答案】
【解析】方程表示圆 ,解得:或
当时,方程可化为,此时,满足题意;
当时,方程可化为,此时,方程不表示圆
综上所述:
求圆的方程
1.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知圆的圆心为,且过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可设圆的方程为,
因为圆过点,所以,解得,
所以圆的方程为.故选:D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)以为圆心,且经过点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意知,圆心是,圆的半径,
所以圆的方程为.故选:B.
3.(23-24高二上·四川德阳·期中)已知点和点,则以线段为直径的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为点和点为直径端点,
所以中点,即为圆心,
由,
则圆的半径,
故圆的标准方程为.故选:C.
4.(23-24高二上·四川绵阳·期中)若圆经过点,,且圆心在直线:上,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】圆经过点,,
可得线段的中点为,又,
所以线段的中垂线的方程为,即,
由,解得,即,
圆的半径,
所以圆的方程为.故选:A.
5.(23-24高二上·四川达州·期中)已知:,,
(1)求的面积;
(2)求的外接圆方程.
【答案】(1)15;(2)
【解析】(1)由题意可得:直线AB的斜率,,
则直线AB的方程为,即,
点到直线AB的距离,
故的面积为.
(2)设的外接圆方程为,
则可得,解得,
故的外接圆方程,即.
6.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知直线,直线,设直线与的交点为A,点P的坐标为.
(1)经过点P且与直线垂直的直线方程;
(2)求以为直径的圆的方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)易知的斜率为,故所求直线斜率是
直线过点,故直线方程为
方程为
(2)联立方程组解得
故,,由中点坐标公式得中点坐标为
由两点间距离公式得,
故所求圆方程为
直线与圆的位置关系
1.(23-24高二上·四川遂宁·期中)若点在圆的内部,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【答案】C
【解析】因为点在圆内,则,
所以圆心到直线的距离为,
所以直线与圆相离.故选:C
2.(23-24高二上·四川泸州·期中)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由曲线,可得,
又由直线,可化为,直线恒过定点,
作出半圆与直线的图象,如图所示,
结合图象,可得,所以,
当直线与半圆相切时,可得,解得,
所以实数的取值范围为.故选:A.
3.(23-24高二上·四川·期中)直线与曲线恰有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】C
【解析】曲线,整理得,画出直线与曲线的图象,
当直线与曲线相切时,
则圆心到直线的距离为,
可得(正根舍去),
当直线过、时,,
如图,直线与曲线恰有两个交点,则.故选:C.
4.(23-24高二上·四川眉山·期中)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】直线即,恒过定点,
曲线即表示以点为圆心,半径为1,
且位于直线上方的半圆(包括点,),
当直线经过点时,与曲线有两个不同的交点,
此时,直线记为;
当与半圆相切时,由,得,切线记为,
分析可知当时,与曲线有两个不同的交点,
即实数k的取值范围是.故选:B.
5.(23-24高二上·四川达州·期中)已知圆,直线若圆上有两个点到直线的距离等于1,则实数b的取值范围是 .
【答案】
【解析】根据题意,圆的圆心为,半径为2,
因为直线若圆上有两个点到直线的距离等于1,
则圆心到直线距离为:,,
所以此时b的取值范围是
6.(23-24高二上·四川雅安·期中)若曲线与圆恰有4个公共点,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为曲线与圆恰有4个公共点,
所以直线,均与圆相交,
且两直线的交点不在该圆上,
则有,解得.
直线与圆相交弦长问题
1.(23-24高二上·四川达州·期中)已知直线与圆交于两点,则( )
A. B. C.4 D.8
【答案】B
【解析】由题意得圆的半径为,圆心到的距离,
所以,故选:B
2.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知直线和圆相交于两点.若,则的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】由圆心为原点,则圆心到直线距离,又,
所以.故选:C
3.(23-24高二上·四川达州·期中)已知圆C: ,直线:,直线被圆C截得的弦长最短时,实数m的值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【解析】因为直线:,
方程可化为,
令,解得,
故直线过定点,
且在圆C:内,又,
故当直线被圆C截得的弦长最短时,有,
则,解得,故选:B.
4.(23-24高二上·四川资阳·期中)(多选)若直线l经过点,且被圆截得的弦长为4,则l的方程可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】圆的标准方程为:,
由题意圆心到直线l的距离
①当直线的斜率不存在时,直线方程为,圆心到直线的距离,符合题意,
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
圆心到直线的距离为,解得,则直线方程为,
综上,直线 l的方程为或.故选:AC.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线与圆,则直线被圆所截得的弦长为 .
【答案】
【解析】圆C的圆心坐标为(1,2),半径为,
圆心到直线的距离为:,
所以直线被圆截得的弦长为:,
故答案为:.
6.(23-24高二上·四川成都·期中)已知半径为4的圆与直线相切,圆心在轴的负半轴上.
(1)求圆的方程;
(2)已知直线与圆相交于两点,且的面积为8,求直线的方程.
【答案】(1);(2)或.
【解析】(1)由已知可设圆心,则,解得或(舍),
所以圆的方程为.
(2)设圆心到直线的距离为,则,
即,解得,
又,所以,解得,
所以直线的方程为或
圆的切线问题
1.(23-24高二上·四川·期中)已知表示圆的方程.
(1)求实数的取值范围;
(2)当圆的面积最大时,求过点圆的切线方程.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)由得,,
因为该方程表示圆,所以,即,解得,
则实数的取值范围为.
(2)令,
开口向下,对称轴为,
当时,圆的面积取得最大值,此时圆的方程为,
当直线斜率存在时,设直线方程为,即,
由圆心到直线的距离等于半径长,得到,解得,
即切线方程为,即
当直线斜率不存在时,直线方程为,圆心到的距离为,满足题意,
所以也与圆相切,
所以,所求切线方程为或.
2.(23-24高二上·四川绵阳·期中)已知圆的圆心在直线上,且圆经过点,与直线相切.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求切线方程的斜率.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意,圆心在直线上,可设圆心坐标为,
圆与直线相切,圆过点且在直线,.
,解得,
所以圆心坐标,半径,
所以圆的方程为
(2)由题,设切线方程是,即,
由于直线与圆相切,故,解得
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)在平面直角坐标系中,,,,圆为△的外接圆.
(1)求圆M的标准方程;
(2)过点作圆M的切线,求切线方程.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)设圆M的方程为,
因为圆为△的外接圆,
所以,解得,
所以圆M的方程为,
故圆M的标准方程为.
(2)当切线斜率不存在时,切线方程为,
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
由,解得
所以切线方程为,即.
综上所述,所求切线方程为或.
4.(23-24高二上·四川德阳·期中)已知圆:,直线:,与圆相交于,两点,.
(1)求实数的值;
(2)当时,求过点并与圆相切的直线方程.
【答案】(1)或;(2)或
【解析】(1)因为圆的半径,,
所以圆心到直线的距离,
所以,所以,
所以或.
(2)因为,所以,
当直线的斜率不存在时,直线方程为,
圆心到的距离为,所以与圆相切;
当直线的斜率存在时,设直线方程为,即,
因为直线与圆相切,所以,
所以,所以直线方程为,
所以过点并与圆相切的直线方程为或.
圆的对称问题
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)若直线是圆的一条对称轴,则( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】A
【解析】由题意可得,直线过圆心,则,解得.故选:A
2.(23-24高二上·四川绵阳·期中)已知直线是圆的对称轴,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由圆方程得:圆心,
直线是圆的对称轴,圆心在直线上,即,解得:.故选:A.
3.(23-24高二上·四川内江·期中)已知半径为3的圆的圆心与点关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设圆心坐标,由圆心与点关于直线对称,
得到直线与垂直,
结合的斜率为1,得直线的斜率为,
所以,化简得①
再由的中点在直线上,,化简得②
联立①②,可得,
所以圆心的坐标为,
所以半径为3的圆的标准方程为.故选:C
4.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知圆关于直线对称,且直线与直线平行,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由圆关于直线对称,所以圆心在直线上,
又因为直线与直线平行,
所以:设直线方程:,
将圆心代入得:,得直线方程:,故B项正确.故选:B.
5.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知圆关于直线对称,则的最大值为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】D
【解析】由题意在圆中,
∴圆心为,半径为1
在直线中,圆关于该直线对称∴直线过圆心,
∴,即:
∵,解得:,当且仅当时等号成立
∴的最大值为.故选:D.
6.(23-24高二上·四川南充·期中)圆关于直线的对称圆的方程为 .
【答案】
【解析】的圆心为,关于对称点设为,
则有: ,解得,
所以对称后的圆心为,故所求圆的方程为.
圆与圆的位置关系
1.(23-24高二上·四川成都·期中)圆,圆,判断两圆的位置关系是( )
A.相离 B.外切 C.相交 D.内含
【答案】C
【解析】由圆可化为,
所以圆心,半径,
由圆可化为,
所以圆心为,半径,
,
所以,,
所以,即圆与圆相交,故选:C
2.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆与圆,则圆与圆的位置关系为( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.内含
【答案】B
【解析】的圆心为,的圆心为,
由于,,
所以与圆外切,故选:B
3.(23-24高二上·四川雅安·期中)已知圆,圆,则“”是“圆与圆外离”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件 C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由题意得,圆,圆与圆的圆心距为5,
若,则两圆的半径之和小于5,两圆外离,反之亦成立,
故“”是“圆与圆外离”的充要条件.故选:A.
4.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆的方程为,圆的方程为,若圆与圆外切,则的值为( )
A.1 B.9 C.10 D.16
【答案】B
【解析】由,得,
所以圆心,半径,
由,得,
所以圆心,半径,
因为圆与圆外切,
所以,即,
所以,得,故选:B
5.(23-24高二上·四川绵阳·期中)已知圆与圆内切,则 .
【答案】
【解析】由圆知圆心为半径为
由圆知圆心为,半径为
因两圆内切,故,即,解得:
故答案为:
6.(23-24高二上·四川内江·期中)已知两个圆,,若两圆相切,则半径为 .
【答案】或
【解析】由题意知:两圆圆心分别为:,,半径分别为:,,
当两圆外切时:,解得:;
当两圆内切时:,解得:,负值舍去;
综上:或.
两圆的公共弦问题
1.(23-24高二上·四川成都·期中)圆与圆的公共弦的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】两圆方程作差可得:,
即两圆公共弦所在直线方程为,
因为圆的圆心为,半径为,
所以圆心到公共弦所在直线距离,
故弦长为.故选:B
2.(23-24高二上·四川成都·期中)圆:内有一点,过的直线交圆于,两点.
(1)当为弦中点时,求直线的方程;
(2)若圆与圆:相交于,两点,求的长度.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为为弦中点,由垂径定理得⊥,
因为,所以,
故直线的方程为,即;
(2)与相减得,,
即直线的方程为,
圆心到直线的距离为,
由垂径定理得的长度为.
3.(23-24高二上·四川·期中)已知圆与圆关于直线对称.
(1)求的标准方程;
(2)记与的公共点为,求四边形的面积.
【答案】(1);(2)9
【解析】(1)将的方程转化为,可得的圆心为,半径为3.
设的圆心为,半径为,因为与关于直线:对称,
所以解得
故的标准方程为.
(2),
根据对称性可知到直线的距离,
则,
则四边形的面积.
4.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知点,圆Q:(Q为圆心).经过点P,Q的圆的圆心为M,且圆M与圆Q相交于A,B两点.
(1)当点M在y轴上时,求圆M的标准方程;并说明此时直线PA,PB都不是圆Q的切线;
(2)求线段AB长度的取值范围.
【答案】(1)①,②证明见解析;(2)
【解析】(1)因点M在y轴上,设,又P,Q在圆M上,所以,
即,解得,即,半径,
所以圆M的标准方程为;
又圆M与圆Q相交于A,B, 若圆M是以PQ为直径,
根据直径所对的圆周角为直角有,
但此时可以验证圆心M不在PQ上,所以直线PA,PB都不是圆Q的切线.
(2)因圆M过点P,Q,所以圆心在PQ的垂直平分线上,
设,半径,
圆M的标准方程为,
又圆M与圆Q相交于A,B,联立,
得直线AB的方程为,
所以点Q到直线AB的距离为,
所以,
设,
由不等式性质可得,
所以线段AB的取值范围为.
两圆的公切线问题
1.(23-24高二上·四川·期中)(多选)圆与圆的公切线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径,
由题意得,圆与圆的半径之和为,半径之差为0,
因为,所以圆与圆的位置关系为相交.
由题意得,因为圆与圆的半径相等,所以公切线的斜率为2.
设公切线的方程为,即,由,得,
所以公切线的方程为或.故选:CD
2.(23-24高二上·四川成都·期中)写出与圆和都相切的一条直线的方程 .
【答案】///
【解析】因为圆的圆心为,半径
圆的圆心为,半径
又因为
所以圆与圆相离,所以有4条公切线.
画图为:
易得或是圆和的公切线
设另两条公切线方程为:
圆到直线的距离为
圆到直线的距离为
所以
所以或
或
当时
所以,切线方程为
当时
所以
所以
所以或
当时,切线方程为
当时,切线方程为
故答案为:或或或
与圆有关的轨迹问题
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知点,点为圆上任意一点,则连线的中点轨迹方程是 .
【答案】
【解析】设连线的中点为,则,
则,即.
2.(23-24高二上·四川绵阳·期中)阿波罗尼斯(公元前262年~公元前190年),古希腊人,与阿基米德、欧几里得一起被誉为古希腊三大数学家.阿波罗尼斯研究了众多平面轨迹问题,其中阿波罗尼斯圆是他的论著中的一个著名问题:已知平面上两点A,B,则所有满足(,且)的点P的轨迹是一个圆.已知平面内的两个相异定点,,动点M满足,记M的轨迹为C,则轨迹C围成图形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,由点,,动点M满足,
得,
则,
所以轨迹C围成的图形为圆,其半径平方,
所以圆的面积为.故选:C
3.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知圆经过,,三点.
(1)求圆的方程;
(2)设点在圆上运动,点,且点满足,记点的轨迹为,求的方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设圆的方程为,
将三点,,分别代入方程,
则,解得,,,
所以圆的方程为;
(2)设,,
因为点满足,,
所以,,
则,所以.
因为点在圆上运动,
所以,
所以,所以,
所以点的轨迹方程为.
4.(23-24高二上·四川成都·期中)已知线段AB的端点B的坐标是(4,3),端点A在圆(x+1)2+y2=4上运动,求线段AB的中点M的轨迹.
【答案】
【解析】设点M的坐标为、点A的坐标为.
由题意得,∴,
又∵点在圆上,
∴.
即.
故线段AB的中点M的轨迹是以点为圆心,以1为半径的圆.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆经过点,,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若平面上有两个点,,点是圆上的点且满足,求点的坐标.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)∵圆心在直线上,
设圆心,
已知圆经过点,,则由,
得
解得,所以圆心为,
半径,
所以圆的方程为;
(2)设,
∵在圆上,∴,
又,,
由可得:,
化简得,
联立解得或.
与圆有关的最值问题
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知实数满足方程,则的最大值( )
A.2 B.4 C. D.1
【答案】B
【解析】实数x,y满足方程,则点在以为圆心半径为1的圆上,
因为原点到圆心的距离为,
所以圆上的点到原点的距离,所以,所以,
所以的最大值为4.故选:B
2.(23-24高二上·四川成都·期中)已知点P是圆 上一点,点,则线段长度的最大值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】C
【解析】圆 ,即,
则圆心,半径,由点,
则,
即点在圆外,则.故选:C.
3.(23-24高二上·四川遂宁·期中)圆C:上一点P到直线:的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆C:的圆心为,半径为,
直线:可化为,
圆心到直线的距离为,
所以圆C上一点P到直线的距离的最小值为.故选:A
4.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆,圆,分别是圆的动点,为直线上的动点,则的最小值为( )
A.6 B.10 C.13 D.16
【答案】B
【解析】的圆心为,半径,
的圆心为,半径,
如图所示,的最小值为的最小值,
设点关于直线的对称点为,
则,解得,
故,连接,则即为的最小值,
故的最小值为,
故的最小值为.故选:B
5.(23-24高二上·四川雅安·期中)若平面内两定点,间的距离为2,动点满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,设,
由,得,即,
所以点P的轨迹是以为圆心,以为半径的圆.
又,
其中可看作圆上的点到原点的距离的平方,
所以,
所以,即的最大值为.故选:D.
6.(23-24高二上·四川·期中)阿波罗尼斯是古希腊著名的数学家,对圆锥曲线有深刻而系统的研究,阿波罗尼斯圆就是他的研究成果之一,指的是:已知动点M与两定点Q,P的距离之比,那么点的轨迹就是阿波罗尼斯圆.已知动点的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为,定点为轴上一点,且,若点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,,所以,
又,所以.
因为且,所以,
整理可得,
又动点M的轨迹是,
所以,解得,所以,
又,所以,因为,
所以的最小值为.故选:C.
7.(23-24高二上·四川·期中)若A,B是平面内不同的两定点,动点满足(且),则点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故被称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知是圆上的动点,点,,则的最大值为 .
【答案】
【解析】由题意得设,,
所以,则,
由于是圆上的点,
所以,
所以,解得,即,
所以,如图,
所以的最大值为,
8.(23-24高二上·四川成都·期中)已知平面内两个定点A,B及动点P,若(且),则点P的轨迹是圆.后世把这种圆称为阿波罗尼斯圆.已知,,直线:,直线:,若P为,的交点,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】直线:即,过定点
直线:即,过定点
又,故,
则点在以线段为直径的圆上,
即点的轨迹为,即,
假设存在点,使恒成立,设
则,整理得,
与的轨迹对照得,解得,
即存在点,使,即,
所以,
即的最小值为.
直线与圆的位置关系综合多选
1.(23-24高二上·四川内江·期中)(多选)已知直线:,圆:的圆心坐标为,则下列说法正确的是( )
A.直线恒过点
B.,
C.直线被圆截得的最短弦长为
D.若点是圆上一动点,的最小值为
【答案】AB
【解析】圆:的圆心坐标为,
故,,解得,,圆方程为,
对选项A:因为直线恒过点,正确;
对选项B:,,正确;
对选项C:当直线与垂直时,弦最短,此时,
弦长为,错误;
对选项D:设,即,
当直线与圆相切时,,解得或,
故,错误;故选:AB
2.(23-24高二上·四川内江·期中)(多选)已知圆:,点为直线:上的动点,则下列说法正确的是()
A.直线和圆一定相交
B.若直线平分圆的周长,则
C.若圆上至少有三个点到直线的距离为,则
D.若,过点作圆的两条切线,切点为,,当点坐标为时,有最大值
【答案】BD
【解析】直线:可化为,
由,得所以直线过点,
,所以点在圆外,所以直线与圆不一定相交,所以A选项错误.
圆:的圆心为,半径.
B选项,若直线平分圆的周长,则直线过点,
则,所以B选项正确.
C选项,由于,所以要使圆上至少有三个点到直线的距离为,
则圆心到直线的距离不大于,
即,
两边平方得,
由解得,
所以不等式解得,所以C选项错误.
D选项,若,则直线:,
过点作圆的两条切线,切点为,,要使最大,
则最大,由于三角形是直角三角形,,,
所以最大时,最小,
直线的斜率且,
过点且斜率为的直线方程为,
由解得,
即当点坐标为时,有最大值,所以D选项正确.
故选:BD
3.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)已知圆,点.过点作圆的两条切线为切点,则下列说法正确的有( )
A.当时,不存在实数,使得线段的长度为整数
B.若是圆上任意一点,则的最小值为
C.当时,不存在点,使得的面积为1
D.当且时,若在圆上总是存在点,使得,则此时
【答案】ACD
【解析】对于A项:当时,圆:,圆心,半径,
由点得的轨迹方程为:,如下图:
由,所以当最小时,最小,
的最小值为圆心到的距离,
此时:,
又因为:,故,
所以当时,不存在实数,使得线段的长度为整数,故A项正确;
对于B项:圆心得圆心的轨迹方程为,
所以到直线的距离为,
所以是圆上任意一点,则的最小值为:,故B项错误;
对于C项:当,圆:,
由A项知的轨迹方程为:,如下图:
由:,故最小时,最小,
的最小值为圆心到直线的距离为,设,由A项知,
进而可得中边上的高为,所以,
因为:,所以得:,故C项正确;
对于D项:由题设可得,故,
,解得:,
又因为,所以:,故D项正确.故选:ACD.
4.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)已知直线,圆,则下列命题正确的是( )
A.,点在圆外
B.,使得直线与圆相切
C.当直线与圆相交于PQ时,交点弦的最小值为
D.若在圆上仅存在三个点到直线的距离为1,m的值为
【答案】ACD
【解析】将点的坐标代入圆的方程,得,
所以点在圆外,故A正确;
整理直线的方程为:,
由解得,可知直线过定点,
将定点代入圆的方程,可得,
所以定点在圆内,则直线与圆一定相交,故B错误;
当圆心与直线所过定点的连线垂直于直线时,交点弦长最小,
此时圆心到直线的距离为,由勾股定理知,故C正确;
当圆心到直线的距离为1时,在圆上仅存在三个点到直线的距离为1,
即,解得,故D正确.故选:ACD.
5.(23-24高二上·四川绵阳·期中)(多选)已知圆,直线,点P在直线l上运动,直线,分别切圆C于点A,B.则下列说法正确的是( )
A.四边形的面积最小值为
B.M为圆C上一动点,则最小值为
C.最短时,弦直线方程为
D.最短时,弦长为
【答案】ACD
【解析】对于A,由切线长定理可得,又因为,所以,
所以四边形的面积,
因为,当时,取最小值,且,
所以四边形的面积的最小值为,故A正确;
对于B,因为,所以最小值为,故B错误;
对于C,由题意可知点,,在以为直径的圆上,设,
其圆的方程为:,
化简为,与方程相减可得:,
则直线的方程为,当最短时,,则,
解得,故直线的方程为,故C正确;
对于D,当最短时,圆心C到直线的距离,
所以弦长为,故D正确.故选:ACD.
圆与圆的位置关系综合多选
1.(23-24高二上·四川内江·期中)(多选)圆:与圆:,则下列说法正确的是( )
A.两圆公共弦所在的直线方程为 B.两圆的位置关系为外切
C.公共弦长为 D.两圆有四条公切线
【答案】AC
【解析】将两圆方程相减可得公共弦所在的直线方程为,故A正确;
圆的圆心为,半径为,
由可得,
即圆的圆心为,半径为,则两圆的圆心距为,
因为,所以两圆相交,公切线有两条,故BD错误;
点到直线的距离为,
则公共弦的长度为,故C正确;故选:AC.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)若圆:与圆:的交点为A,B,则( )
A.线段AB中垂线方程为
B.公共弦AB所在直线方程为
C.若实数x,y满足圆:,则的最大值为
D.过点作圆:的切线方程为圆
【答案】BD
【解析】圆:的圆心,
圆:的圆心,
对于A:线段AB中垂线即为直线,方程为,即,A错误;
对于B:圆和圆方程作差得,整理得,B正确;
对于C:令,则,代入得
,整理得,
方程有解,故,解得,
则的最大值为,C错误;
对于D:点在圆:上,
故切线方程为,即,D正确.故选:BD.
3.(23-24高二上·四川德阳·期中)(多选)圆和圆的交点为,,则有( )
A.公共弦所在直线方程为
B.线段中垂线方程为
C.公共弦的长为
D.为圆上一动点,则到直线距离的最大值为
【答案】ABD
【解析】圆的圆心,半径,
的圆心, 半径,
显然,即圆与圆相交,
对于A,将方程与相减,
得公共弦AB所在直线的方程为,即,A正确;
对于B,由选项A知,直线的斜率,则线段AB中垂线的斜率为,
而线段中垂线过点,于是线段AB中垂线方程为,即,B正确;
对于C,点到直线的距离为,
因此,C错误;
对于D,P为圆上一动点,圆心到直线的距离为,
因此点P到直线AB距离的最大值为,D正确.故选:ABD
4.(23-24高二上·四川资阳·期中)(多选)若圆与圆的交点为,则( )
A.线段中垂线方程为
B.公共弦所在直线方程为
C.公共弦的长为2
D.在过A,B两点的所有圆中,面积最小的圆是圆
【答案】BD
【解析】,,
则,,,,
对于A,联立两圆方程得,可得,
即公共弦所在直线方程为,故B正确;
由题意可知线段中垂线为直线,
又因为,,
所以直线的方程为:,故A错误;
因为圆心在公共弦上,则公共弦的长为,故C错误;
圆心在公共弦上,所以在过A,B两点的所有圆中,面积最小的圆是圆,故D正确.
故选:BD.
5.(23-24高二上·四川雅安·期中)(多选)有关圆与圆的下列哪些结论是正确的( )
A.圆 的圆心坐标为,半径为5
B.若分别为两圆上两个点,则的最大距离为
C.两圆外切
D.若为圆 上的两个动点,且,则的中点的轨迹方程为
【答案】ABD
【解析】对于A,将圆的方程化为标准方程得,
由此可知圆 的圆心坐标为,半径为5,故A选项正确;
对于B,将圆的方程化为,如图所示:
不妨设分别为两圆上两个点,四个点共线,
则由三角不等式可知,
而分别为两圆的半径,即,
是指两圆圆心之间的距离,即,
所以,
由等号成立的条件可知,当且仅当点与点重合,点与点重合时,
,故B选项正确;
对于C,由B选项分析可知,
故两圆相交,而不是外切,故C选项错误;
对于D,如图所示:
由题意不妨设,中点为,则,
又由于的半径为,
所以由垂径分线定理可知,即,
所以点的坐标为,又点的坐标为,
所以,故D选项正确.故选:ABD.
圆的综合应用大题
1.(23-24高二上·四川泸州·期中)在平面直角坐标系中,已知圆心在第二象限,半径为的圆C与直线相切于原点O.
(1)求圆C的方程.
(2)试探求C上是否存在异于原点的点Q,使点Q到定点的距离等于线段OF的长?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在点,使Q到定点的距离等于线段OF的长.
【小题1】设圆的圆心为,则圆的方程为:.
∵直线与圆相切于原点,∴点在圆上,且垂直于直线,
于是有,解得:或.
由于在第二象限,故,,故.
∴圆的方程为:.
【小题2】存在,这是因为:
设存在符合条件的点,则:,
解得:或(舍去),
∴圆存在点,使到定点的距离等于线段的长.
2.(23-24高二上·四川内江·期中)在平面直角坐标系中,直线交轴于,以为圆心的圆与直线相切.
(1)求圆的方程;
(2)设点为直线上一动点,若在圆上存在点,使得,求的取值范围;
(3)是否存在定点S,对于经过点S的直线,当与圆交于时,恒有?若存在,求点S的坐标:若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,.
【解析】(1)因为以为圆心的圆与直线相切,
所以圆的半径,
所以圆的方程为.
(2)如图,直线与圆相切,设,则,
由题意知当时满足题意,
所以由,得,
由于,所以由距离公式得,解得,
所以的取值范围为.
(3)直线交轴于,
当直线的斜率存在时,设,
设与圆的交点,,
根据题意只需,即,
把,代入化简得,①
联立消去得,
,所以,
由韦达定理得,
代入①式得,
化简得,即,
所以,恒过点,
当直线的斜率不存在时,过点的直线显然存在满足题意,
故满足题意的点S的坐标为.
3.(23-24高二上·四川眉山·期中)如图,已知圆,为直线上一动点,为坐标原点,过点作圆的两条切线,切点分别为,.
(1)证明直线过定点,并求出定点的坐标;
(2)求线段中点的轨迹方程;
(3)若两条切线,与轴分别交于点,,求的最小值.
【答案】(1)证明见解析,定点;(2);(3)
【解析】(1)由题,圆的圆心坐标,半径为1,
所以,,,
故以为圆心,为半径的圆的方程为,
显然线段为圆和圆的公共弦,
则直线的方程为,
即,所以,
所以直线过定点;
(2)由(1)知,直线过定点,的中点为直线与直线的交点,
设的中点为,直线过的定点为,
易知始终垂直于,所以点的轨迹是以为直径的圆,,,
∴点的轨迹方程为;
(3)设过点P的圆M的切线方程为,即,
故到直线的距离,即,
设,的斜率分别为,,则,,
把代入,得,
则,
故当时,取得最小值为.
4.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知圆O:x2+y2=16,点A(6,0),点B为圆O上的动点,线段AB的中点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)设T(2,0),过点T作与x轴不重合的直线l交曲线C于E、F两点.
(i)过点T作与直线l垂直的直线m交曲线C于G、H两点,求四边形EGFH面积的最大值;
(ii)设曲线C与x轴交于P、Q两点,直线PE与直线QF相交于点N,试讨论点N是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【答案】(1);(2)(i)7;(ii)存在,.
【解析】(1)设,,
因为点在圆上,所以①,
因为为中点,所以,整理得,
代入①式中得,整理得,
所以曲线的方程为.
(2)(i)因为直线不与轴重合,所以设直线的方程为,即,
则直线为,设曲线的圆心到直线和直线的距离分别为,,
则,,
所以,,
所以,
当时,;
当时,,
当且仅当时等号成立,
综上所述,四边形面积的最大值为7.
(ii)设,,
联立,得,
则,,,
因为曲线与轴交于,两点,所以,,
则直线的方程为,
直线的方程为,
联立两直线方程得,
所以在定直线上.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知圆和点.
(1)过点向圆引切线,求切线的方程;
(2)点是圆上任意一点,在线段的延长线上,且点是线段的中点,求点运动的轨迹的方程;
(3)设圆与轴交于两点,线段上的点上满足,若直线,且直线与(2)中曲线交于两点,满足.试探究是否存在这样的直线,若存在,请说明理由并写出直线的斜率,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)和;(2)
(3)存在,理由见解析,或
【解析】(1)当斜率不存在时,显然与圆相切;
当斜率存在时,设切线为,由圆心到切线的距离为2,
,解得,则,整理得.
综上,切线方程为和.
(2)设点,点,点且点是线段的中点,
,由题意,点是圆上任意一点,
,即,符合题意,
点运动的轨迹的方程为;
(3)由题设,,,设,
,,,,
因为,得,即,
因为在线段上,所以,即,
若存在,由题意可不妨设的方程为,如图所示为正数,
联立,
(i)
设.
由求根公式
,
.
所以,
化简得:(ii)
(ii)在(i)的限制下有解,故存在这样的直线,
并且可以解得直线的斜率或.
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