内容正文:
专题04 圆及其方程
求圆的方程
1.(23-24高二上·天津·期中)圆心为且过原点的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·天津·期中)“大漠孤烟直,长河落日圆”体现了我国古代劳动人民对于圆的认知.已知,,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·天津·期中)以点为圆心,并与轴相切的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
4.((23-24高二上·天津·期中)已知圆经过两点,,且圆心在直线上,则圆的方程为 .
5.(23-24高二上·天津·期中)求以,,为顶点的三角形的外接圆的方程,并求这个圆的半径长和圆心坐标.
6.(23-24高二上·天津和平·期中)求适合下列条件的圆的方程.
(1)求过两点,且圆心在直线上的圆的标准方程.
(2)已知的顶点为,,,求外接圆的一般方程.
7.(23-24高二上·天津河西·期中)已知两点为定点,动点到两点的距离比是常数,求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.
8.(23-24高二上·天津北辰·期中)已知直线过原点,且与平行.
(1)求直线的方程;
(2)求与间的距离;
(3)若圆经过点,,并且被直线平分,求圆的方程.
根据方程求圆心、半径
1.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,则其圆心和半径分别为 ( ).
A., B., C., D.,
2.(23-24高二上·天津和平·期中)圆的圆心坐标和半径分别是( )
A.,3 B.,3
C.,1 D.,1
3.(23-24高二上·天津武清·期中)圆 的圆心和半径分别为( )
A.,2 B., C.,2 D.
4.(23-24高二上·天津·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
5.(23-24高二上·天津·期中)已知在圆上,则实数 ,圆的半径 .
二元二次方程表示圆的条件
1.(23-24高二上·天津·期中)若方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2)∪ B.
C.(-2,0) D.
2.(23-24高二上·天津北辰·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
圆过定点问题
1.(23-24高二上·天津南开·期中)点M是直线上的动点,O是坐标原点,则以为直径的圆经过定点( ).
A.和 B.和
C.和 D.和
直线与圆相切求参数问题
1.(23-24高二上·天津·期中)过点且与圆相切的直线方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·天津·期中)已知过点的直线与圆相切,且与直线平行,则( )
A.2 B.1 C. D.
3.(23-24高二上·天津武清·期中)若直线l与直线x+2y=0垂直,且与圆相切,则l的方程为( )
A.x+2y-8=0 B.x+2y+2=0 C.2x-y-1=0 D.2x-y-10=0
4.(23-24高二上·天津·期中2013·天津·高考真题)已知过点P(2,2) 的直线与圆相切, 且与直线垂直, 则( )
A. B.1 C.2 D.
5.(23-24高二上·天津和平·期中)作直线与圆相切且在两轴上的截距相等,这样的直线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
6.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,当圆C的面积最小时,直线与圆C相切,则实数a的值为 .
切线长问题
1.(23-24高二上·天津·期中)由直线上的一点向圆C:引切线,则切线长的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
2.(23-24高二上·天津·期中)已知圆:,过直线:上一点P向圆作切线,切点为Q,则的最小值为( )
A.5 B. C. D.
3.(23-24高二上·天津·期中)过点作圆的切线则切线长为 ,过切点A,B的直线方程为 .
4.(23-24高二上·天津·期中)已知P是直线上的动点,是圆的两条切线,A,B是切点,C是圆心,那么四边形面积的最小值为 .
对称圆、点到直线的距离
1.(23-24高二上·天津·期中)圆的圆心到直线的距离是( )
A.0 B.1 C. D.
2.(23-24高二上·天津河东·期中)若圆关于直线对称,则( )
A.0 B. C.2 D.
3.(23-24高二上·天津·期中)圆关于直线对称,则的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·天津·期中)已知圆心在轴上的圆与直线相切,且截直线所得的弦长为,则圆的方程为( )
A. B.或
C. D.或
5.(23-24高二上·天津武清·期中)若直线是圆 的一条对称轴, 则实数a的值为 .
6.(23-24高二上·天津·期中)在平面直角坐标系中,为坐标原点,点,若圆上存在动点满足,则的取值范围是 .
7.(23-24高二上·天津武清·期中)已知直线与 交于A,B两点,写出满足的面积为的实数m的一个值 .
8.(23-24高二上·天津·期中)已知直线与圆相交于、两点,点在圆上,且到直线距离为1,这样的点有 个.
9.(23-24高二上·天津·期中)若圆上恰有相异两点到直线的距离等于1,则r的取值范围是
10.(23-24高二上·天津·期中)已知直线过圆的圆心且与直线垂直.则的方程是 .
11.(23-24高二上·天津·期中)若圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则直线l的倾斜角的正切值的取值范围为 .
直线与圆相交、弦长问题
1.(23-24高二上·天津·期中)已知圆C:,若直线l:ax-y+1-a=0与圆C相交于A,B两点,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
2.(23-24高二上·天津·期中)已知直线与圆交于,两点,若,则( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的方程为,设该圆过点的最长弦和最短弦分别为和,则四边形的面积为
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·天津·期中)若直线过点,且被圆截得的弦长是8,则这条直线的方程是
A.3x+4y+15=0 B.x=﹣3或
C.x=﹣3 D.x=﹣3或3x+4y+15=0
5.(23-24高二上·天津·期中)设直线与圆相交于两点,且弦的长为2,则实数的值是 .
6.(23-24高二上·天津·期中)已知圆:与直线:,当时, 圆被直线截得的弦长最短.
7.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,则过点的最短弦所在的直线方程是 .
8.(23-24高二上·天津和平·阶段练习)已知过点 的直线l与圆相交的弦长为 ,则直线 的斜率为 .
9.(23-24高二上·天津·期中)直线l过点且被圆C:截得的弦长最短,则直线l的方程为 .
10.(23-24高二上·天津·期中)若过点的直线和圆交于两点,若弦长,则直线的方程为 .
直线与半圆位置关系问题
1.(23-24高二上·天津·期中)若直线与曲线有两个交点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·天津·期中题)若直线y=x+b与曲线有公共点,则b的取值范围是
A.
B.
C.
D.
3.(23-24高二上·天津·期中)若曲线与直线仅有一个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·天津·期中)若直线与曲线有两个交点,则实数的取值范围是 .
5.(23-24高二上·天津·期中)直线与曲线有两个公共点,则的取值范围是 .
6.(23-24高二上·天津·期中)已知点是函数的图象上的动点,则的最小值为 .
7.(23-24高二上·天津·期中)直线l:与有两个不同交点,则m的取值范围 .
两圆位置关系的判断
1.(23-24高二上·天津·期中)圆:与圆:的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
2.(23-24高二上·天津·期中)已知,,那么它们的位置关系是( )
A.外离 B.相切 C.相交 D.内含
根据两圆相切求参数
1.(23-24高二上·天津·期中)若圆:与圆:外切,则 ( )
A.22 B.18 C.26 D.
2.(23-24高二上·天津·期中)若圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2-6x-8y+m=0外切,则实数m的值为 .
两圆公切线问题
1.(23-24高二上·天津·期中)圆和圆的公切线的条数为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆有三条公切线,则半径
A.5 B.4 C.3 D.2
两圆相交、公共弦问题
1.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆的公共弦所在直线恒过点( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·天津北辰·阶段练习)圆与圆的公共弦所在的直线与两坐标轴所围成的三角形面积为2,则的值为( )
A. B. C.3 D.3或
3.(23-24高二上·天津南开·期中)已知圆与圆,则两圆的公共弦所在直线方程为( ).
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·天津·期中)若圆x2+y2=4与圆x2+y2+2ay-6=0(a>0)的公共弦长为,则a= .
5.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆的公共弦的长为 .
6.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆的公共弦所在的直线方程为 .
7.(23-24高二上·天津·期中)已知点(,)在圆:和圆:的公共弦上,则的最小值为 .
8.(23-24高二上·天津·期中)在平面直角坐标系中,已知圆的方程为,圆的方程为,则圆与公共弦长为
9.(23-24高二上·天津河西·期中)两相交圆与的公共弦所在的直线方程为 ,以公共弦为直径的圆的方程为 .
圆中最值(范围)问题
1.(23-24高二上·天津·期中)已知点,,点C为圆上一点,则的面积的最大值为( )
A.12 B. C. D.6
2.(23-24高二上·天津武清·期中)在平面直角坐标系xOy中,若圆 (r>0)上存在点P,且点P关于直线的对称点Q在圆 上,则r的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞) C.(2,8) D.[2,8]
3.(23-24高二上·天津·期中)若圆上有两个动点A,B,满足,点M在直线上动,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,点为直线上的一个动点,是圆的两条切线,,是切点,当四边形(点为坐标原点)面积最小时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二上·天津·期中)已知直线l1:与l2:相交于点M,线段AB是圆C:的一条动弦,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·天津和平·期中)从圆外一点向圆作切线,为切点,且(为原点),求的最小值以及此刻点的坐标.
直线与圆的综合问题
7.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的圆心为原点,且与直线相切,直线过点.
(1)若直线与圆相切,求直线的方程;
(2)若直线被圆所截得的弦长为,求直线的方程.
8.(23-24高二上·天津北辰·期中)已知圆的圆心在轴上,且过点和
(1)求圆的方程;
(2)直线和圆C交于A、B两点求弦长;
(3)若实数满足圆的方程,求的最大值
9.(23-24高二上·天津·期中)在直角中,是直角,顶点,的坐标分别为,,圆是的外接圆.
(1)求圆的方程;
(2)求过点且与圆相切的直线的方程.
10.(23-24高二上·天津·期中)已知圆过两点,,且圆心P在直线上.
(1)求圆P的方程;
(2)过点的直线交圆于两点,当时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
11.(22-23高二上·天津滨海新·期中)已知点,圆的圆心在直线上且与
轴切于点,
(1)求圆的方程;
(2)若直线过点且被圆截得的弦长为,求直线的方程;
(3)设点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程.
12.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的圆心在轴上,且经过点.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点的直线与圆相交于两点,且,求直线的方程.
13.(22-23高二上·天津滨海新·期末)已知圆经过和两点,且圆心在轴正半轴上.
(1)求圆的方程.
(2)从点向圆作切线,求切线方程.
14.(23-24高二上·天津·期中)已知点在圆上.
(1)求该圆的圆心坐标及半径长;
(2)过点,斜率为的直线与圆相交于两点,求弦的长.
15.(23-24高二上·天津·期中)已知直线和圆.
(1)判断直线与圆的位置关系;若相交,求直线被圆截得的弦长;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
16.(23-24高二上·天津武清·期中)已知圆C过点A(8,-1),且与直线 相切于点B(3, 4).
(1)求圆C的方程;
(2)过点P(-3,0)的直线与圆C交于M,N两点, 若为直角三角形,求的方程.
17.(23-24高二上·天津·期中)已知圆心为的圆经过点和,且圆心在直线上,求:
(1)求圆心为的圆的标准方程;
(2)设点在圆上,点在直线上,求的最小值;
(3)若过点作圆的切线,求该切线方程.
18.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,直线
(1)证明:不论取什么实数时,直线与圆恒交于两点;
(2)求直线被圆截得的线段的最短长度以及此时直线的方程.
19.(23-24高二上·天津·期中)已知圆.
(1)过点作圆的切线,求的方程;
(2)若直线方程为与圆相交于两点,求.
20.(23-24高二上·天津·期中)已知圆心为C的圆经过点和,且圆心C在直线上,
(1)求圆C的标准方程.
(2)过点作圆的切线,求切线方程
(3)求x轴被圆所截得的弦长
21.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的圆心坐标,直线被圆截得弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)从圆外一点向圆引切线,求切线方程.
22.(23-24高二上·天津·期中)已知圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)直线与圆交于两点,为坐标原点,设直线的斜率分别为,当时,求的取值范围.
23.(23-24高二上·天津·期中)圆经过坐标原点和点,且圆心在轴上.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知直线l:与圆相交于两点,求弦长的值;
(3)过点引圆的切线,求切线的方程.
直线、圆与圆的综合问题
24.(23-24高二上·天津·期中)已知圆C:,其中.
(1)已知圆C与圆:外切,求m的值;
(2)如果直线与C相交所得的弦长为,求m的值.
25.(23-24高二上·天津红桥·期中)已知两圆和.
(1)分析两圆位置关系并确定公切线数量;
(2)求公切线所在直线方程.
26.(23-24高二上·天津·期中)已知圆:与圆:.
(1)若圆与圆外切,求实数m的值;
(2)在(1)的条件下,若直线l过点(2,1),且与圆的相交弦长为,求直线l的方程.
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专题04 圆及其方程
求圆的方程
1.(23-24高二上·天津·期中)圆心为且过原点的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】利用圆的定义计算即可.
【详解】由题意可知原点到圆心的距离即该圆的半径,
由两点距离公式可知,
故该圆的标准方程为:.
故选:A
2.(23-24高二上·天津·期中)“大漠孤烟直,长河落日圆”体现了我国古代劳动人民对于圆的认知.已知,,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】
求出圆心坐标,求出圆的半径,即可求出圆的标准方程.
【详解】因为以、为直径两端点的圆的圆心坐标为,
半径为,所以所求圆的标准方程为,
即以为直径的圆的方程为.
故选:A
3.(23-24高二上·天津·期中)以点为圆心,并与轴相切的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】由题意确定圆的半径,即可求解.
【详解】解:由题意,圆心坐标为点,半径为,
则圆的方程为.
故选:D.
4.((23-24高二上·天津·期中)已知圆经过两点,,且圆心在直线上,则圆的方程为 .
【答案】
【知识点】由斜率判断两条直线垂直、求直线交点坐标、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】先求解的垂直平分线方程,与直线联立得到圆心,又半径,即得解
【详解】由题意,,中点坐标
故的垂直平分线斜率为,方程为:,即
联立,可得圆心
半径
故圆的方程为
故答案为:
5.(23-24高二上·天津·期中)求以,,为顶点的三角形的外接圆的方程,并求这个圆的半径长和圆心坐标.
【答案】,圆的半径长为圆心坐标为.
【知识点】求过已知三点的圆的标准方程、由标准方程确定圆心和半径
【分析】设出圆的一般方程,由三点在圆上即可得到三个方程,解出即可得到圆的方程,再化标准式,即可求出半径长和圆心坐标.
【详解】设圆的方程为,依题意有,
,解得,所以圆的方程为,即,圆的半径长为圆心坐标为.
6.(23-24高二上·天津和平·期中)求适合下列条件的圆的方程.
(1)求过两点,且圆心在直线上的圆的标准方程.
(2)已知的顶点为,,,求外接圆的一般方程.
【答案】(1);
(2).
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、求圆的一般方程
【分析】(1)先设出圆心坐标,根据圆心到圆上点的距离都为半径求出参数,得到半径和圆心,即可写出圆的标准方程;
(2)先设出圆的一般方程,将三点代入求解三元一次方程即可.
【详解】(1)因为圆心在直线上,设圆心为,
因为点,在圆上,所以,
即,解得,
所以圆心,半径,
所以圆的标准方程为;
(2)设的外接圆为,
将,,代入可得:
,解得,
所以的外接圆为.
7.(23-24高二上·天津河西·期中)已知两点为定点,动点到两点的距离比是常数,求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.
【答案】答案见解析.
【知识点】轨迹问题——圆
【分析】建立如图所示的平面直角坐标系,设,设,则求出点轨迹方程,然后由方程确定曲线形状.
【详解】建立如图所示的坐标系,设,设,则
由题意得,所以,
化简得
当时,即,
点的轨迹方程是,其轨迹是直线(轴);
当且时,点的轨迹方程是,点的
轨迹是以为圆心,为半径长的圆.
8.(23-24高二上·天津北辰·期中)已知直线过原点,且与平行.
(1)求直线的方程;
(2)求与间的距离;
(3)若圆经过点,,并且被直线平分,求圆的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】由两条直线平行求方程、求平行线间的距离、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】(1)根据直线平行满足斜率相等,即可求解,
(2)根据平行线间距离公式即可求解,
(3)根据圆心在上,结合,在圆上,由两点距离公式,即可求解.
【详解】(1)根据题意,直线与平行,
则有斜率为, .
又因其过原点,所以方程为.
(2)方程为,
所以与间的距离为. .
(3)设圆心
由于直线平分圆,所以圆心在直线上,即.
又,所以有.
联立,解得.
所以
所以圆的方程为.
根据方程求圆心、半径
1.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,则其圆心和半径分别为 ( ).
A., B., C., D.,
【答案】C
【知识点】由标准方程确定圆心和半径
【分析】结合圆的标准方程的定义可得答案.
【详解】由已知圆的标准方程为,所以圆心的坐标为,半径.
故选:C.
2.(23-24高二上·天津和平·期中)圆的圆心坐标和半径分别是( )
A.,3 B.,3
C.,1 D.,1
【答案】A
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】将圆的方程化为标准方程,即可得解.
【详解】将圆化为标准方程得,
所以圆心坐标为,半径为.
故选:A.
3.(23-24高二上·天津武清·期中)圆 的圆心和半径分别为( )
A.,2 B., C.,2 D.
【答案】B
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化
【分析】将圆的一般方程转化为标准方程即可.
【详解】由可得,,
所以圆心为,半径为,
故选:B.
4.(23-24高二上·天津·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
【知识点】由标准方程确定圆心和半径
【分析】根据圆的标准方程的特点即可求解.
【详解】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.
5.(23-24高二上·天津·期中)已知在圆上,则实数 ,圆的半径 .
【答案】
【知识点】点与圆的位置关系求参数、由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】将点的坐标代入圆的方程,即可求得的值,再由半径公式即求出的值.
【详解】解:因为在圆上,
所以,解得,
所以圆的方程为:,
所以.
故答案为:.
二元二次方程表示圆的条件
1.(23-24高二上·天津·期中)若方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2)∪ B.
C.(-2,0) D.
【答案】D
【知识点】二元二次方程表示的曲线与圆的关系
【解析】整理方程得+(y+a)2=1-a-,解不等式1-a->0即得解.
【详解】由题得方程为+(y+a)2=1-a-
因为方程+(y+a)2=1-a-表示圆,
则1-a->0,解得-2<a<.
故选:D
2.(23-24高二上·天津北辰·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】二元二次方程表示的曲线与圆的关系
【分析】根据圆的一般式的意义列不等式,解不等式.
【详解】由方程表示圆,
得,
解得,
故选:A.
圆过定点问题
1.(23-24高二上·天津南开·期中)点M是直线上的动点,O是坐标原点,则以为直径的圆经过定点( ).
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】D
【知识点】求直线交点坐标、轨迹问题——圆、直线与圆中的定点定值问题
【分析】过点作垂直于直线,根据圆的性质可得以为直径的圆过定点和,得解.
【详解】如图,过点作垂直于直线,垂足为,
则以为直径的圆过定点和,易知直线的方程为,
联立,解得,即.
所以以为直径的圆经过定点和.
故选:D.
直线与圆相切求参数问题
1.(23-24高二上·天津·期中)过点且与圆相切的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】过圆上一点的圆的切线方程
【分析】先判断出点M在圆上,进而求出切线斜率即可得到答案.
【详解】因为,所以点M在圆上,而,则切线斜率为2,
所以切线方程为:.
故选:C.
2.(23-24高二上·天津·期中)已知过点的直线与圆相切,且与直线平行,则( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】C
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数
【分析】先根据垂直关系设切线方程,再根据圆心到切线距离等于半径列式解得结果.
【详解】因为切线与直线平行,所以切线方程可设为
因为切线过点P(2,2),所以
因为与圆相切,所以
故选:C
3.(23-24高二上·天津武清·期中)若直线l与直线x+2y=0垂直,且与圆相切,则l的方程为( )
A.x+2y-8=0 B.x+2y+2=0 C.2x-y-1=0 D.2x-y-10=0
【答案】C
【知识点】由两条直线垂直求方程、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】根据已知条件,结合直线垂直的性质,设出直线l的方程,再结合相切,点到直线的距离等于圆的半径求解即可.
【详解】因为直线l与直线x+2y=0垂直,
所以可设直线l方程为,
因为直线l与相切,
则有,即或,
所以直线方程为或,
故选:C.
4.(23-24高二上·天津·期中2013·天津·高考真题)已知过点P(2,2) 的直线与圆相切, 且与直线垂直, 则( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】C
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数
【详解】试题分析:设过点的直线的斜率为,则直线方程,即,由于和圆相切,故,得,由于直线与直线,因此,解得,故答案为C.
5.(23-24高二上·天津和平·期中)作直线与圆相切且在两轴上的截距相等,这样的直线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
【答案】A
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、由标准方程确定圆心和半径、直线截距式方程及辨析
【分析】根据圆的方程确定圆心和半径,讨论直线截距为零和截距不为零,结合相切关系及点线距离公式分别求出对应切线方程即可.
【详解】化简圆为:,
圆心,半径,
若截距为0,设,则,
解得:或,
若截距不为0,设,则,
综上,共有4条件满足条件的直线l.
故选:A.
6.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,当圆C的面积最小时,直线与圆C相切,则实数a的值为 .
【答案】或
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】将圆的方程化为标准方程,要使圆C的面积最小,则半径要最小,求出半径最小时的值,从而可求得圆的圆心与半径,再根据圆心到直线的距离等于半径即可得解.
【详解】解:由圆,
得,
当时,圆C的半径最小为,即面积最小,
所以当圆C的面积最小时,圆的方程为,
圆心,半径,
因为直线与圆C相切,
所以圆心到直线的距离,
解得或.
故答案为:或.
切线长问题
1.(23-24高二上·天津·期中)由直线上的一点向圆C:引切线,则切线长的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【知识点】切线长、圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)
【分析】切点与圆心的连线垂直切线,利用勾股定理,切线段长转化为直线上点与圆心连线和半径关系,求圆心与直线上点距离的最小值,即可求解.
【详解】在直线上取一点P,过P向圆引切线,设切点为A.连接CA.
在中,.要使最小,则应最小.
又当PC与直线垂直时,最小,其最小值为.
故的最小值为.
故选:A
2.(23-24高二上·天津·期中)已知圆:,过直线:上一点P向圆作切线,切点为Q,则的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】C
【知识点】求点到直线的距离、切线长
【分析】当圆心与点P的距离最小,即距离为圆心到直线的距离时,切线长PQ最小.
【详解】如图所示:
记圆心到直线:的距离为,则.
因为,所以当直线与CP垂直,即时,最小,故.
故选:C
3.(23-24高二上·天津·期中)过点作圆的切线则切线长为 ,过切点A,B的直线方程为 .
【答案】
【知识点】切线长、相交圆的公共弦方程
【分析】利用切线长公式,由求解;先求得以PC为直径的圆的方程,再与 两方程相减求解.
【详解】由题意可得圆,则圆心,半径,
在中,
,,
,.
以为直径的圆的方程,即以为圆心,以为半径的圆的方程为:,
又圆,
两圆方程相减可得:
所以直线的方程为:
故答案为:5;
4.(23-24高二上·天津·期中)已知P是直线上的动点,是圆的两条切线,A,B是切点,C是圆心,那么四边形面积的最小值为 .
【答案】
【知识点】直线与圆的位置关系求距离的最值、切线长
【分析】确定圆心为,半径,将四边形的面积转化为,计算点到直线的距离得到答案.
【详解】,即,圆心为,半径,
,即最小时,面积最小.
,故四边形面积的最小值为.
故答案为:
对称圆、点到直线的距离
1.(23-24高二上·天津·期中)圆的圆心到直线的距离是( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】D
【知识点】求点到直线的距离
【解析】利用点到直线的距离公式即可得出.
【详解】圆的圆心到直线的距离.
故选:D.
2.(23-24高二上·天津河东·期中)若圆关于直线对称,则( )
A.0 B. C.2 D.
【答案】D
【知识点】圆的对称性的应用
【分析】得到圆心在直线上,先求出圆心,代入即可.
【详解】圆关于直线对称,
即圆心在直线上,
由,得圆心,
则,得.
故选:D
3.(23-24高二上·天津·期中)圆关于直线对称,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、基本不等式“1”的妙用求最值、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】先得到圆心在直线上,即,再利用基本不等式“1”的妙用求解最小值.
【详解】圆关于直线对称,
则圆心在直线上,即,
又因为,
所以,
当且仅当时等号成立.
故选:C
4.(23-24高二上·天津·期中)已知圆心在轴上的圆与直线相切,且截直线所得的弦长为,则圆的方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】C
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、圆的弦长与中点弦、直线与圆的实际应用
【分析】由题意设圆的标准方程为,由圆与直线 相切得,在由圆截直线的弦长为得,联立解出即可解决问题.
【详解】由题设所求圆的圆心为 ,半径为,标准方程为
因为圆与直线 相切,所以有圆心到该直线的距离为半径,即:,也即 ①
又圆截直线的弦长 为 ,设圆的圆心为到直线的距离为 ,
所以,由 有 ②
联立①②可得: ,所以所求得圆的标准方程为
故选:C.
5.(23-24高二上·天津武清·期中)若直线是圆 的一条对称轴, 则实数a的值为 .
【答案】
【知识点】由标准方程确定圆心和半径、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】根据直线为圆的对称轴知直线过圆心求解.
【详解】圆 的圆心为,
由题意,直线过圆的圆心,
所以,解得.
故答案为:
6.(23-24高二上·天津·期中)在平面直角坐标系中,为坐标原点,点,若圆上存在动点满足,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】轨迹问题——圆、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】设,根据点到点的位置关系化简可得,再根据圆与圆的位置关系求解即可.
【详解】设,因为动点满足,所以,化简得.
又动点在圆上,所以圆与圆有公共点,所以,解得.
故答案为:
7.(23-24高二上·天津武清·期中)已知直线与 交于A,B两点,写出满足的面积为的实数m的一个值 .
【答案】(任意一个也对)
【知识点】求点到直线的距离、圆的弦长与中点弦、圆内接三角形的面积
【分析】求出圆心和半径,求出圆心到直线距离,根据垂径定理得到弦长,根据面积得到方程,求出或,进而求出实数m的值.
【详解】的圆心为,半径为,
则圆心到的距离为,
则,
故,解得或,
当时,,解得,
当时,,解得,
故或
故答案为:(任意一个也对)
8.(23-24高二上·天津·期中)已知直线与圆相交于、两点,点在圆上,且到直线距离为1,这样的点有 个.
【答案】4
【知识点】直线与圆中的定点定值问题、由标准方程确定圆心和半径、求平行线间的距离、求点到直线的距离
【分析】求出圆的圆心和半径,再求出圆心C到直线AB的距离,作垂直于直线AB的圆C的直径,确定该直径两个端点到直线AB距离即可得解.
【详解】依题意,的圆心C(1,-2),半径r=5,
点C到直线AB:的距离,
过C作直线MN⊥AB于D,交圆C于M,N,如图,
显然MD=2,ND=8,取线段MD的中点F,过F作与直线AB平行的直线,该直线与圆C的两个交点到直线AB距离是1,
在线段CD上取点E,使ED=1,过E作与直线AB平行的直线,该直线与圆C的两个交点到直线AB距离是1,
综上得,圆C上有4个点到直线距离是1.
故答案为:4
9.(23-24高二上·天津·期中)若圆上恰有相异两点到直线的距离等于1,则r的取值范围是
【答案】
【知识点】圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)
【分析】利用圆的性质,结合点到直线的距离公式进行求解即可.
【详解】该圆的圆心到直线的距离为,
因为圆上恰有相异两点到直线的距离等于1,
所以有,
故答案为:
10.(23-24高二上·天津·期中)已知直线过圆的圆心且与直线垂直.则的方程是 .
【答案】
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、由直线与圆的位置关系求参数、直线的点斜式方程及辨析
【分析】根据题意,求出圆的圆心,由直线垂直与斜率的关系可得直线的斜率,由直线的点斜式方程即可得答案.
【详解】根据题意,因为,所以
所以圆的圆心为,
直线与直线垂直,则直线的斜率,
则直线的方程为,变形可得;
故答案为:.
11.(23-24高二上·天津·期中)若圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则直线l的倾斜角的正切值的取值范围为 .
【答案】
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、已知点到直线距离求参数、直线斜率的定义
【分析】
求出圆的圆心和半径,再利用点到直线的距离公式求出直线的斜率范围作答.
【详解】
依题意,圆的圆心,半径,
由圆上至少有三点到直线的距离为,得圆心到直线的距离不大于,
于是,整理得,显然,即,解得,
因此直线的斜率,
所以直线的倾斜角的正切值的取值范围为.
故答案为:
直线与圆相交、弦长问题
1.(23-24高二上·天津·期中)已知圆C:,若直线l:ax-y+1-a=0与圆C相交于A,B两点,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【知识点】圆的弦长与中点弦、直线过定点问题
【分析】求出直线所过定点,当直线与定点和圆心连线垂直时,弦长最小,由此可得结论.
【详解】易知直线,过定点,
圆的标准方程是,圆心为,半径为,
而,所以.
故选:B.
2.(23-24高二上·天津·期中)已知直线与圆交于,两点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由标准方程确定圆心和半径、已知点到直线距离求参数
【分析】利用圆的性质及勾股定理得到圆心到直线的距离,再利用点到直线的距离公式建立方程,解方程即可求得结果.
【详解】设圆心到直线的距离为,则根据题意得,
由点到直线的距离公式得,解得.
故选:C.
3.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的方程为,设该圆过点的最长弦和最短弦分别为和,则四边形的面积为
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】直线与圆相交的性质——韦达定理及应用、圆的几何性质、圆的一般方程、圆的标准方程
【详解】圆的方程可化为,故该圆圆心是(3,4),半径是3,圆心到点(3,5)的距离为1,根据题意,知最短弦和最长弦(即圆的直径)垂直,且,,所以四边形的面积为,
故选A.
4.(23-24高二上·天津·期中)若直线过点,且被圆截得的弦长是8,则这条直线的方程是
A.3x+4y+15=0 B.x=﹣3或
C.x=﹣3 D.x=﹣3或3x+4y+15=0
【答案】D
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数
【分析】根据弦长公式求出弦心距,再根据斜率存在和不存在分类讨论即可解出.
【详解】由圆的方程,得到圆心坐标为(0,0),半径r=5,
又直线被圆截得的弦长为8,设圆心距为,所以,解得.
当所求直线的斜率存在时,设直线的方程为:,即,
所以,解得:,所以所求直线的方程为:3x+4y+15=0;
当所求直线的斜率不存在时,直线的方程为:x=﹣3,,满足题意;
综上,满足题意的直线方程为x=﹣3或3x+4y+15=0.
故选:D
5.(23-24高二上·天津·期中)设直线与圆相交于两点,且弦的长为2,则实数的值是 .
【答案】
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、由标准方程确定圆心和半径
【详解】根据给定条件,利用几何法求弦长列式求解作答.
【点睛】圆的圆心,半径,
圆心到直线的距离,
依题意,,则,解得,
所以实数的值是.
故答案为:
6.(23-24高二上·天津·期中)已知圆:与直线:,当时, 圆被直线截得的弦长最短.
【答案】
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、直线过定点问题、已知直线垂直求参数
【分析】首先求出直线经过定点的坐标,当和直线垂直时,圆被直线截得的弦长最短,再根据两直线垂直斜率之积为,即可求出参数的值.
【详解】解:∵ 直线:,即,令,解得,
∴ 直线经过定点,
又圆:的圆心为,
∴当和直线垂直时,圆被直线截得的弦长最短,此时,,
即,∴.
故答案为:
7.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,则过点的最短弦所在的直线方程是 .
【答案】
【知识点】由两条直线垂直求方程、过圆内定点的弦长最值(范围)
【分析】由题知,弦最短时,圆心与点的连线与直线垂直,进而求解直线方程即可.
【详解】解:根据题意:弦最短时,圆心与点的连线与直线垂直,
因为圆,即,圆心为:,
所以,所以,
所以所求直线方程为:.
故答案为:.
8.(23-24高二上·天津和平·阶段练习)已知过点 的直线l与圆相交的弦长为 ,则直线 的斜率为 .
【答案】
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数
【分析】将圆的方程化为标准方程,可得出圆心的坐标和半径,根据垂径定理及勾股定理,利用点到直线的距离公式列出关于的方程,求出方程的解即可得到的值.
【详解】将圆的方程化为标准方程得:,
可得圆心,半径,
当直线的斜率不存在时,此时直线方程为,此时圆心到直线为0,故截的弦长为直径4,不符合要求,
故直线的斜率存在,设斜率为,又直线过,
故直线方程为,即,
弦长为,半径,
圆心到直线的距离,
即,整理得:,解得:.
故答案为:
9.(23-24高二上·天津·期中)直线l过点且被圆C:截得的弦长最短,则直线l的方程为 .
【答案】
【知识点】由标准方程确定圆心和半径、过圆内定点的弦长最值(范围)
【分析】当圆被直线截得的弦最短时,圆心到弦的距离最大,此时圆心与定点的连线垂直于弦,利用直线的点斜式方程即可得解.
【详解】由圆的方程知圆心,半径为,
当圆被直线截得的弦最短时,圆心与的连线垂直于弦,
由圆心与的连线斜率为,所以直线l的斜率为1,
直线l的方程为即.
故答案为:.
10.(23-24高二上·天津·期中)若过点的直线和圆交于两点,若弦长,则直线的方程为 .
【答案】或
【知识点】已知点到直线距离求参数、已知圆的弦长求方程或参数、由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】
根据题意结合垂径定理求得,再利用点到直线的距离公式运算求解,注意讨论直线的斜率是否存在.
【详解】由题意可知:圆的圆心,半径,
设圆心到直线的距离为,
若弦长,则,可得,
当直线的斜率不存在时,即直线为,故圆心到直线的距离为,符合题意;
当直线的斜率存在时,设为,则直线为,即,
故圆心到直线的距离为,解得
此时直线为;
综上所述:直线为或.
故答案为:或.
直线与半圆位置关系问题
1.(23-24高二上·天津·期中)若直线与曲线有两个交点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数
【分析】根据题意,将曲线C的方程变形可得,分析可得其表示圆心为,半径为2的圆的左半部分,而直线恒过点,由直线与圆的位置关系分析可得的取值范围
【详解】解:曲线的方程变形可得,表示圆心为,半径为2的圆的左半部分,设,
直线恒过点,
若直线与曲线有两个交点,则由图可得,
而,
所以,
所以的取值范围是,
故选:D
2.(23-24高二上·天津·期中题)若直线y=x+b与曲线有公共点,则b的取值范围是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数
【详解】试题分析:如图所示:曲线即 (x-2)2+(y-3)2=4(-1≤y≤3),
表示以A(2,3)为圆心,以2为半径的一个半圆,
直线与圆相切时,圆心到直线y=x+b的距离等于半径2,可得=2,
∴b=1+2,b=1-2
当直线过点(4,3)时,直线与曲线有两个公共点,此时b=-1
结合图象可得≤b≤3
故答案为C
3.(23-24高二上·天津·期中)若曲线与直线仅有一个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】直线过定点问题、由标准方程确定圆心和半径、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】对变形,再结合直线过定点,作出图形,数形结合即可得解.
【详解】由可得,
所以曲线是以为圆心,半径为1的圆在x轴上方(包含与x轴的交点)的部分,
直线过定点,
在同一坐标系中作出曲线与直线,如图,
当时,直线,直线与圆相切,符合题意;
当时,若直线过点时,,
若直线过点时,,
数形结合可得若曲线与直线仅有一个交点,
则;
综上,.
故选:D.
4.(23-24高二上·天津·期中)若直线与曲线有两个交点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】直线过定点问题、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】先求出直线所过定点,再将曲线转化为,可知其为半圆,结合图像,即可求出的取值范围.
【详解】由题意得,直线的方程可化为,所以直线恒过定点,
又曲线可化为,其表示以为圆心,半径为2的圆的上半部分,如图.
当与该曲线相切时,点到直线的距离,解得,
设,则,
由图可得,若要使直线与曲线有两个交点,须得,即.
故答案为:.
5.(23-24高二上·天津·期中)直线与曲线有两个公共点,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数
【分析】首先确定直线和曲线的图形特征,然后考查临界值即可确定实数的取值范围.
【详解】解:如图所示,是一个以原点为圆心,长度为半径的半圆,
是一个斜率为的直线,
要使两图有两个交点,连接和,直线必在以上的半圆内平移,直到直线与半圆相切,则可求出两个临界位置直线的值,
当直线与重合时,;
当直线与半圆相切时,
圆心到的距离,
即,解得:或(舍去).
所以的取值范围是.
故答案为:
6.(23-24高二上·天津·期中)已知点是函数的图象上的动点,则的最小值为 .
【答案】20
【知识点】直线与圆的位置关系求距离的最值、用两点间的距离公式求函数最值
【分析】整理可得为半圆,再将转化为到直线的距离的5倍,进而根据到直线的距离的最小值求解即可.
【详解】由整理得,
可知其图象是半圆,圆心为,半径为.
又,其几何意义为点到直线距离的5倍,
故分析点到直线距离的最小值即可.
如图,作直线,点C到直线的距离,
所以到直线的距离的最小值为,即的最小值为4,
所以的最小值为.
故答案为:20
7.(23-24高二上·天津·期中)直线l:与有两个不同交点,则m的取值范围 .
【答案】
【知识点】直线过定点问题、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】根据题意作出直线与半圆的图象,考虑临界位置:直线经过、直线与半圆相切,结合图象求解出的取值范围.
【详解】即为,表示圆心在原点半径为的圆位于轴右侧的部分,
直线即为,过定点,
在平面直角坐标系中作出直线和半圆的图象如下图所示:
圆与坐标轴交于,且直线的斜率为,
当直线经过时,此时,解得,
当直线与圆相切时,,解得或(舍),
根据图象可知,若直线与半圆有两个不同交点,则,
故答案为:.
两圆位置关系的判断
1.(23-24高二上·天津·期中)圆:与圆:的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
【答案】B
【知识点】判断圆与圆的位置关系
【分析】根据两圆的圆心距与两圆半径和差的比较即可判断两圆位置关系.
【详解】因为圆:的圆心,半径为,
圆:的圆心,半径为,
所以两个圆的圆心距,又两个圆的半径差为,
所以圆与圆的位置关系是内切.
故选:B.
2.(23-24高二上·天津·期中)已知,,那么它们的位置关系是( )
A.外离 B.相切 C.相交 D.内含
【答案】C
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、判断圆与圆的位置关系
【分析】将和方程化为标准方程,求得圆心和半径,进而求出,即可求得答案.
【详解】方程可化为,得,,
方程可化为,得,,
,
,
故两圆相交.
故选:C.
根据两圆相切求参数
1.(23-24高二上·天津·期中)若圆:与圆:外切,则 ( )
A.22 B.18 C.26 D.
【答案】C
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围
【解析】若两圆相外切,则圆心距等于半径之和,即可求解.
【详解】由得圆心,,
由得,
圆心,,
因为两圆向外切,所以,
即,可得,解得:,
故选:C
2.(23-24高二上·天津·期中)若圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2-6x-8y+m=0外切,则实数m的值为 .
【答案】9
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】由圆心距等于半径之和求解.
【详解】解析:圆C2的标准方程为(x3)2+(y4)2=25-m.圆C1:x2+y2=1,∴|C1C2|=5.
又∵两圆外切,∴5=1+,解得m=9.
故答案为:9.
两圆公切线问题
1.(23-24高二上·天津·期中)圆和圆的公切线的条数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】判断圆与圆的位置关系、圆的公切线条数、由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】根据圆的一般式判断圆心与半径,利用几何法判断两圆位置关系,进而确定公切线的数量.
【详解】两个圆与,
圆圆心为,半径为,圆圆心为,半径为,
两圆圆心距为,
,
两圆相交,有条公切线.
故选:B.
2.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆有三条公切线,则半径
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】根据公切线条数可知两圆外切,可知圆心距等于两圆半径之和,从而构造出方程求得结果.
【详解】两圆公切线有且仅有三条 两圆外切
由圆的方程可知,两圆圆心分别为:,;半径分别为:和
两圆圆心距,解得:
本题正确选项:
两圆相交、公共弦问题
1.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆的公共弦所在直线恒过点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】直线过定点问题、相交圆的公共弦方程
【分析】根据两个圆的方程求出公共弦的直线方程,然后利用直线方程求解定点即可.
【详解】圆与圆,
两圆的方程相减得:,即公共弦所在的直线方程.
且,即,
故直线恒过点.
故选:A
2.(23-24高二上·天津北辰·阶段练习)圆与圆的公共弦所在的直线与两坐标轴所围成的三角形面积为2,则的值为( )
A. B. C.3 D.3或
【答案】D
【知识点】相交圆的公共弦方程
【分析】根据题意,联立两个圆的方程,可得两圆的公共弦所在的直线的方程,由直线的方程可得该直线与,轴交点的坐标,进而可得,解可得的值,即可得答案.
【详解】根据题意,圆与圆,
即,两式相减可得:,
即两圆的公共弦所在的直线的方程为,
该直线与轴的交点为,与轴的交点为,
若公共弦所在的直线和两坐标轴所围成图形的面积为2,则有,
变形可得:,
解可得:或;
故选:D
3.(23-24高二上·天津南开·期中)已知圆与圆,则两圆的公共弦所在直线方程为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】相交圆的公共弦方程
【分析】两圆相减得到公共弦所在直线方程.
【详解】圆与圆相减得
,化简为,
两圆的公共弦所在直线方程为.
故选:B
4.(23-24高二上·天津·期中)若圆x2+y2=4与圆x2+y2+2ay-6=0(a>0)的公共弦长为,则a= .
【答案】1
【知识点】两圆的公共弦长、相交圆的公共弦方程、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】先求得相交弦所在直线方程,然后利用勾股定理列方程,解方程求得的值.
【详解】将两圆的方程相减,得相交弦所在的直线方程为.
圆的圆心为,半径为.
到直线的距离为:
,解得.
故答案为:
5.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆的公共弦的长为 .
【答案】
【知识点】两圆的公共弦长
【分析】将两圆方程作差可得出相交弦所在直线的方程,求出圆的圆心到相交弦所在直线的距离,利用勾股定理可求得相交弦长.
【详解】将圆与圆相减可得,
即两圆的公共弦所在的直线方程为,
又圆圆心到直线的距离,
圆的半径为,所以公共弦长为.
故答案为:.
6.(23-24高二上·天津·期中)圆与圆的公共弦所在的直线方程为 .
【答案】
【知识点】相交圆的公共弦方程
【分析】两式相减,即可得到两圆公共弦所在的直线方程.
【详解】联立,两式相减得.
故答案为:
7.(23-24高二上·天津·期中)已知点(,)在圆:和圆:的公共弦上,则的最小值为 .
【答案】8
【知识点】相交圆的公共弦方程、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】两圆方程相减得公共弦所在直线方程,代入已知点坐标得关系式,然后由基本不等式求得最小值,并验证等号成立时,点在公共弦上.
【详解】两圆方程相减得,即,
所以,,
,当且仅当,即时等号成立,
点为,,,点在两圆公共弦上,满足题意,
故答案为:8.
8.(23-24高二上·天津·期中)在平面直角坐标系中,已知圆的方程为,圆的方程为,则圆与公共弦长为
【答案】
【知识点】两圆的公共弦长
【分析】求出公共弦的方程,再求出公共弦所在直线截圆所得弦长即可.
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,
圆的标准方程为,圆心为,半径为,
圆心距为,所以,,
所以,两圆相交,将两圆方程作差可得相交弦所在直线方程为,
圆心到直线的距离为,
故两圆相交弦长为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·天津河西·期中)两相交圆与的公共弦所在的直线方程为 ,以公共弦为直径的圆的方程为 .
【答案】
【知识点】求圆的一般方程、由圆与圆的位置关系确定圆的方程、相交圆的公共弦方程
【分析】将两圆的方程相减即可得公共弦所在的直线方程;设所求圆的方程为:,得圆心,代入直线,求解即可.
【详解】解:将与的方程相减,得,
即两圆的公共弦所在直线方程为:;
因为不在直线上,
所以设所求圆的方程为:,
即:,
其圆心,
因为圆心在直线上,
所以,解得,
故所求方程为,
即.
故答案为:;
圆中最值(范围)问题
1.(23-24高二上·天津·期中)已知点,,点C为圆上一点,则的面积的最大值为( )
A.12 B. C. D.6
【答案】D
【知识点】圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)
【分析】先求解出直线的方程,然后将圆心到直线的距离再加上半径作为的高的最大值,由此求解出的面积的最大值.
【详解】因为,,所以,
又因为圆的方程为,所以圆心为,半径为,
所以圆上点到直线的最大距离为,
所以的面积的最大值为,
故选:D.
2.(23-24高二上·天津武清·期中)在平面直角坐标系xOy中,若圆 (r>0)上存在点P,且点P关于直线的对称点Q在圆 上,则r的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞) C.(2,8) D.[2,8]
【答案】D
【知识点】求点关于直线的对称点、由标准方程确定圆心和半径、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】求出圆关于对称的圆的方程,转化为此圆与有交点,再由圆心距与半径的关系列不等式组求解.
【详解】圆心坐标,
设关于直线的对称点为,
由,可得,
所以圆关于直线对称圆的方程为,
则条件等价为:与有交点即可,
两圆圆心为,,半径分别为,3,
则圆心距,
则有,
由得,由得,
综上:,
所以r的取值范围是,
故选:D.
3.(23-24高二上·天津·期中)若圆上有两个动点A,B,满足,点M在直线上动,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】求点到直线的距离、轨迹问题——圆、已知圆的弦长求方程或参数
【分析】根据弦长,找到中点的轨迹方程,把转换为圆上点到直线的距离最小值问题
【详解】
如图,设中点为,,
因为,设圆心到弦距离为,
则,解得,
所以,此时点的轨迹方程为,即是以为圆心,半径为圆上一点,
此时圆心到的距离为,、
又因为点M在直线上动,
所以
又因为,
所以,
故选:B.
4.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,点为直线上的一个动点,是圆的两条切线,,是切点,当四边形(点为坐标原点)面积最小时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】相交圆的公共弦方程、直线与圆的位置关系求距离的最值
【分析】先判断出四边形的面积最小时点的位置,再由两圆公共弦所在直线方程的求法即可求解.
【详解】由题意可得,,,
所以四边形的面积
,
所以当最小时,四边形的面积最小,此时直线与直线垂直,
的斜率为,则直线的斜率为1,所以此时直线的方程为,
由得,即得点的坐标为,
则,,
以为圆心,为半径的圆方程为,
即,与方程两式相减,并化简得,
即直线的方程为.
故选:A.
5.(23-24高二上·天津·期中)已知直线l1:与l2:相交于点M,线段AB是圆C:的一条动弦,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、数量积的坐标表示、垂直关系的向量表示、数量积的运算律
【分析】根据直线所过定点和知,由此得轨迹是以为圆心,为半径的圆(不含点),由垂径定理和圆上点到定点距离最小值的求法求得,结合向量数量积的运算律求得最小值.
【详解】由圆的方程知:圆心,半径;
由得:,恒过定点;
由得:,恒过定点;
由直线方程可知:,,即,
设,则,,
,整理得:,
即点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,又直线斜率存在,
点轨迹不包含;
若点为弦的中点,则,位置关系如图:
连接,由知:,
则,
(当在处取等号),
即的最小值为.
故选:A.
6.(23-24高二上·天津和平·期中)从圆外一点向圆作切线,为切点,且(为原点),求的最小值以及此刻点的坐标.
【答案】,.
【知识点】求点到直线的距离、由标准方程确定圆心和半径、切线长
【分析】根据给定条件,结合圆的切线性质求出的关系,再借助二次函数求解即可.
【详解】圆:的圆心,半径,
如图,连结、,则,
由,得,整理得,即,
显然点到直线的距离,即点在圆外,
因此,当且仅当时取等号,
所以的最小值为,此时点的坐标是.
直线与圆的综合问题
7.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的圆心为原点,且与直线相切,直线过点.
(1)若直线与圆相切,求直线的方程;
(2)若直线被圆所截得的弦长为,求直线的方程.
【答案】(1)或
(2)或
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、过圆外一点的圆的切线方程、求点到直线的距离
【分析】(1)首先根据圆与直线相切的几何特征求解圆的方程,再分别讨论斜率存在与斜率不存在两种情况,采用待定系数法,根据圆心到直线的距离等于半径求解切线方程即可;
(2)首先根据弦长求出圆心到直线的距离,再分别讨论斜率存在与斜率不存在两种情况,采用待定系数法,根据圆心到直线的距离求解直线方程即可.
【详解】(1)圆心到直线的距离,
圆的半径为2,所以圆的方程为;
当直线斜率不存在时,圆心到直线的距离为,不相切.
直线斜率存在,设直线,
由,得或
所以切线方程为,或.
(2)设圆心到直线的距离为,则,由,解得.
当直线斜率不存在时,直线方程为,
圆心到直线的距离,即直线被圆所截得的弦长为,符合题意;
当直线斜率存在时,设直线,
则,解得:,
故的方程是,即,
综上所述,直线的方程为或.
8.(23-24高二上·天津北辰·期中)已知圆的圆心在轴上,且过点和
(1)求圆的方程;
(2)直线和圆C交于A、B两点求弦长;
(3)若实数满足圆的方程,求的最大值
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】求点到直线的距离、由圆心(或半径)求圆的方程、由直线与圆的位置关系求参数、圆的弦长与中点弦
【分析】(1)利用圆心到圆上点的距离等于半径可得答案;
(2)利用弦长公式的几何方法可得答案;
(3)设点在圆上,设,即转化为,当直线与圆相切时可取最大值,再利用圆心到直线的距离等于半径可得答案.
【详解】(1)设圆心,所以,
解得,
所以圆心的方程为;
(2)圆心到直线的距离是,
所以;
(3)设点在圆上,,
即,所以,
易知当直线与圆相切时可取最大最小值,
所以,整理得,解得,
所以的最大值为.
9.(23-24高二上·天津·期中)在直角中,是直角,顶点,的坐标分别为,,圆是的外接圆.
(1)求圆的方程;
(2)求过点且与圆相切的直线的方程.
【答案】(1)(2)或.
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、过圆外一点的圆的切线方程
【分析】(1)由是直径可得圆心坐标和半径
(2)一是考虑斜率不存在的直线是否为切线,斜率存在时设切线方程为,由圆心到切线距离等于半径求得,得切线方程中.
【详解】解:(1)∵在直角中,是直角,顶点,的坐标分别为,,
∴是直径,则的中点,即圆心,
半径,
则圆的方程为.
(2)∵,
∴点在圆外,
当切线斜率不存在时,此时切线方程为,到圆心的距离.此时满足直线和圆相切,
当直线斜率存在时,设为,则切线方程为,
即,
则圆心到直线的距离,
即,平方得,
即,
则,此时切线方程为,
综上求过点且与圆相切的直线的方程为或.
10.(23-24高二上·天津·期中)已知圆过两点,,且圆心P在直线上.
(1)求圆P的方程;
(2)过点的直线交圆于两点,当时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、点与圆的位置关系求参数、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】(1)依题意可设圆P的方程为,圆P过两点,,可列方程组求解未知数,从而可得圆P的方程;
(2)由弦长,可得圆心到直线的距离为1,当直线的斜率不存在时验证即可,当直线的斜率存在时,设出直线的方程,由点到直线的距离公式列出方程可求解.
【详解】(1)依题意圆心P在直线上,可设圆P的方程为,
因为圆P过两点,,
所以,解得,
所以圆P的方程为.
(2)由(1)可知,圆心,半径,
当直线的斜率不存在时,其方程为,圆心到直线的距离为1,
此时满足题意;
当直线的斜率存在时,
设直线的方程为,即,
当时,圆心到直线的距离,
即有,解得,
此时直线的方程为,即为.
综上,直线的方程为或.
11.(22-23高二上·天津滨海新·期中)已知点,圆的圆心在直线上且与
轴切于点,
(1)求圆的方程;
(2)若直线过点且被圆截得的弦长为,求直线的方程;
(3)设点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)或
(3).
【知识点】轨迹问题——圆、由圆心(或半径)求圆的方程、已知圆的弦长求方程或参数
【分析】(1)先设出圆心,再根据圆的圆心在直线上且与轴切于点建立方程即可求解.
(2)先讨论斜率存在,设出直线方程,根据弦长公式建立方程,求出斜率;再讨论斜率不存在时,求出直线方程,验证是否存在即可.
(3)先设点的坐标为,根据相关点法即可求出的轨迹方程.
【详解】(1)圆的圆心在直线上且与轴切于点,
设圆心坐标为,则,
解得,,
圆心,半径,
故圆的方程为.
(2)点,直线过点,
设直线的斜率为存在)则方程为,
又圆的圆心为,半径,弦长为,
故弦心距,
故,解得,
所以直线方程为,
即,
当的斜率不存在时,的方程为,经验证也满足条件,
故的方程为或.
(3)设点的坐标为,点的坐标为,.
由于,且为的中点,
,
于是有①,
在圆上运动,
,
将①代入上式得,
即点的轨迹方程为.
12.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的圆心在轴上,且经过点.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点的直线与圆相交于两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)(2)或
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】(1)根据题意,设的中点为,求出的坐标,求出直线的斜率,由直线的点斜式方程分析可得答案,设圆的标准方程为,由圆心的位置分析可得的值,进而计算可得的值,据此分析可得答案;
(2)设为的中点,结合直线与圆的位置关系,分直线的斜率是否存在两种情况讨论,综合即可得答案.
【详解】解:(1)设的中点为,则,
由圆的性质得,
所以,得,
所以线段的垂直平分线方程是,
设圆的标准方程为,其中,半径为,
由圆的性质,圆心在直线上,化简得,
所以圆心,,
所以圆的标准方程为;
(2)由(1)设为中点,则,得,
圆心到直线的距离,
当直线的斜率不存在时,的方程,此时,符合题意;
当直线的斜率存在时,设的方程,即,
由题意得,解得;
故直线的方程为,
即;
综上直线的方程为或.
13.(22-23高二上·天津滨海新·期末)已知圆经过和两点,且圆心在轴正半轴上.
(1)求圆的方程.
(2)从点向圆作切线,求切线方程.
【答案】(1);
(2)或.
【知识点】求过已知三点的圆的标准方程、过圆外一点的圆的切线方程
【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;
(2)根据圆的切线性质,结合点到直线距离公式进行求解即可.
【详解】(1)因为圆的圆心在轴正半轴上,
所以设圆的标准方程为,
因为圆经过和两点,
所以;
(2)设过点的直线为,
由(1)可知:圆的圆心为,半径为1,
当直线不存在斜率时,方程为,圆心到直线的距离为1等于半径,
所以直线是该圆的切线;
当直线存在斜率时,设为,方程为,
因为直线是该圆的切线,所以,
即直线的方程为:,
综上所述:切线方程为或.
14.(23-24高二上·天津·期中)已知点在圆上.
(1)求该圆的圆心坐标及半径长;
(2)过点,斜率为的直线与圆相交于两点,求弦的长.
【答案】(1)圆心坐标为,半径长为
(2)
【知识点】点与圆的位置关系求参数、圆的弦长与中点弦、由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】(1)先根据点在圆上求出参数,再将圆的方程化为标准方程,即可得出圆心及半径;
(2)先写出直线方程,求出圆心到直线的距离,再根据圆的弦长公式即可得解.
【详解】(1)因为点在圆上,
所以,解得,
所以该圆的标准方程为,
所以该圆的圆心坐标为,半径长为;
(2)直线的方程为,即,
则圆心到直线的距离,
所以.
15.(23-24高二上·天津·期中)已知直线和圆.
(1)判断直线与圆的位置关系;若相交,求直线被圆截得的弦长;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
【答案】(1)相交,截得的弦长为2.
(2)或.
【知识点】判断直线与圆的位置关系、过圆外一点的圆的切线方程
【分析】(1)利用点到直线的距离公式以及直线与圆的位置关系求解;
(2)利用直线与圆相切与点到直线的距离公式的关系求解.
【详解】(1)由圆可得,圆心,半径,
圆心到直线的距离为,
所以直线与圆相交,
直线被圆截得的弦长为.
(2)若过点的直线斜率不出在,则方程为,
此时圆心到直线的距离为,满足题意;
若过点且与圆相切的直线斜率存在,
则设切线方程为,即,
则圆心到直线的距离为,解得,
所以切线方程为,即,
综上,过点且与圆相切的直线方程为或.
16.(23-24高二上·天津武清·期中)已知圆C过点A(8,-1),且与直线 相切于点B(3, 4).
(1)求圆C的方程;
(2)过点P(-3,0)的直线与圆C交于M,N两点, 若为直角三角形,求的方程.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】(1)根据题意中设圆心,分别求出过圆心与切点的直线斜率,且圆过点,利用,从而求解.
(2)根据题意设出过点的直线,然后利用圆心到直线的距离建立等式,从而求解.
【详解】(1)设圆心坐标为,又直线与圆相切,所以:,
设分别代表直线,的斜率,所以有:,
由题意得:,所以有:,
结合,并联立得:,
解之得:,
所以:圆的半径,
所以:圆的方程为:.
(2)因为为直角三角形且,所以,
圆心到直线的距离:,
易知直线的斜率存在,记为,又直线过点,
设直线方程的方程为:,
即:,
因为圆心到直线的距离为:,
整理得:,解之得:或,
所以直线方程的方程为:或.
17.(23-24高二上·天津·期中)已知圆心为的圆经过点和,且圆心在直线上,求:
(1)求圆心为的圆的标准方程;
(2)设点在圆上,点在直线上,求的最小值;
(3)若过点作圆的切线,求该切线方程.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【知识点】求点到直线的距离、由圆心(或半径)求圆的方程、圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)、过圆外一点的圆的切线方程
【分析】(1)先设圆的标准方程,再代入点的坐标及圆心在直线上即可求参;
(2)应用点到直线距离求圆上点到直线距离的最值;
(3)应用圆心到直线距离为半径求出直线方程.
【详解】(1)设圆的标准方程为,因为圆经过和点,且圆心在直线上,
所以 解得:
所以圆的标准方程为.
(2)
因为圆心到直线的距离为
,
所以直线与圆相离,
所以的最小值为.
(3)
易知斜率存在,由条件可知,圆心到直线的距离为5
根据点到直线的距离公式得:,解得.
所以直线方程为.
18.(23-24高二上·天津·期中)已知圆,直线
(1)证明:不论取什么实数时,直线与圆恒交于两点;
(2)求直线被圆截得的线段的最短长度以及此时直线的方程.
【答案】(1)见解析
(2);
【知识点】判断直线与圆的位置关系、圆的弦长与中点弦
【分析】(1)证明直线过的定点在圆内即可;
(2)利用圆心到直线距离最大时即截得的线段的最短时即可.
【详解】(1)圆,即,
所以,圆的半径.
直线即,
,解得:,故直线过定点.
所以,
故点在圆内,且直线过定点.
所以不论取什么实数时,直线与圆恒交于两点.
(2)直线被圆截得的线段的最短长度时,即圆心到直线的距离最大时,
且直线过定点,
所以圆心到直线的最大距离为,此时弦长为.
且此时垂直直线,设直线的斜率为,直线的斜率:,
则,.
故直线的方程为:,即.
直线被圆截得的线段的最短长度为,此时直线的方程为.
19.(23-24高二上·天津·期中)已知圆.
(1)过点作圆的切线,求的方程;
(2)若直线方程为与圆相交于两点,求.
【答案】(1)或
(2)
【知识点】过圆外一点的圆的切线方程、圆的弦长与中点弦
【分析】(1)讨论切线l斜率是否存在设方程,利用相切时圆心到直线的距离等于半径列关系计算即得结果;
(2)计算到直线AB的距离d,再利用弦三角形的勾股定理,即得弦长.
【详解】(1)圆方程可化为,则圆心,半径为1,
由,可得点在圆外,
当过点的直线斜率存在时,设l的方程为,
即,
则圆心到直线l的距离为,解得,
的方程为,即,
当过点的直线斜率不存在时,的方程为,此时与圆相切,
的方程为或;
(2)直线方程为,
则圆心到直线的距离,直线与圆相交,
20.(23-24高二上·天津·期中)已知圆心为C的圆经过点和,且圆心C在直线上,
(1)求圆C的标准方程.
(2)过点作圆的切线,求切线方程
(3)求x轴被圆所截得的弦长
【答案】(1)
(2)或
(3)
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、过圆外一点的圆的切线方程、圆的弦长与中点弦
【分析】(1)设出圆心坐标,根据求解出圆心和半径,由此求得圆的标准方程;
(2)分别考虑切线的斜率存在和不存在,斜率不存在时直接分析,斜率存在时根据圆心到直线的距离等于半径完成计算;
(3)先计算出圆心到轴的距离,然后根据半径、、半弦长之间的关系求解出轴被圆所截得的弦长即可.
【详解】(1)设圆心,则,
所以,
解得,所以圆心为,半径,
所以圆的标准方程为;
(2)当切线斜率不存在时,切线方程为,圆心到直线的距离为,满足条件;
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
所以,解得,所以直线方程为,
所以切线方程为或;
(3)因为圆心到轴()的距离为,且,
所以,
所以轴被圆所截得的弦长为.
21.(23-24高二上·天津·期中)已知圆的圆心坐标,直线被圆截得弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)从圆外一点向圆引切线,求切线方程.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、过圆外一点的圆的切线方程、已知圆的弦长求方程或参数
【分析】(1)计算出圆心到直线的距离,利用勾股定理求出圆的半径,由此可得出圆的方程;
(2)对切线的斜率是否存在进行分类讨论,在第一种情况下,写出切线方程,直接验证即可;在第二种情况下,设出切线方程为,利用圆心到切线的距离等于圆的半径,由此可得出所求切线的方程.
【详解】(1)解:圆心到直线的距离为,
所以,圆的半径为,
因此,圆的方程为.
(2)解:当切线的斜率不存在时,则切线的方程为,且直线与圆相切,合乎题意;
当切线的斜率存在时,设切线方程为,即,
由题意可得,解得,此时,切线的方程为.
综上所述,所求切线的方程为或.
22.(23-24高二上·天津·期中)已知圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)直线与圆交于两点,为坐标原点,设直线的斜率分别为,当时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求点关于直线的对称点、由圆心(或半径)求圆的方程、由直线与圆的位置关系求参数、直线与圆相交的性质——韦达定理及应用
【分析】(1)设圆的圆心坐标为,根据题意,列出方程组,求得的值,即可求得圆的方程;
(2)联立方程组,得到,根据,求得,由,化简得到,结合韦达定理,求得,结合,求得,再代入不等式,求得或,进而求得的取值范围.
【详解】(1)由圆与圆关于直线对称.
设圆的圆心坐标为,
则,解得,
所以圆的方程为.
(2)由直线的方程为,
联立方程组,整理得,
根据题意,可得,解得,
设,则,
因为直线的斜率分别为,且,可得,即,
即,即,
所以,可得,
因为,可得,解得,
将代入中,可得,解得或,
综上可得,实数的取值范围为.
23.(23-24高二上·天津·期中)圆经过坐标原点和点,且圆心在轴上.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知直线l:与圆相交于两点,求弦长的值;
(3)过点引圆的切线,求切线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)和
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、直线与圆相交的性质——韦达定理及应用、过圆外一点的圆的切线方程
【分析】(1)求出圆心和半径,写出圆的方程;
(2)求出圆心到直线距离,进而求出弦长.
(3)当斜率不存在时,符合题意,当斜率存在时,设出直线方程,根据,求出斜率,写出方程.
【详解】(1)由题意可得,圆心为,半径为2,
则圆的方程为;
(2)由(1)可知:圆的半径,
设圆心到的距离为,则,
所以.
(3)当斜率不存在时,为过点的圆C的切线.
当斜率存在时,设切线方程为,即
,解得
综上所述:切线的方程为和.
直线、圆与圆的综合问题
24.(23-24高二上·天津·期中)已知圆C:,其中.
(1)已知圆C与圆:外切,求m的值;
(2)如果直线与C相交所得的弦长为,求m的值.
【答案】(1);
(2).
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】(1)解方程即得解;
(2)解方程即得解.
【详解】(1)解:由圆,可得,
则圆心,半径,
由圆,可得圆心,半径,
因为两圆外切,
则,
解得.
(2)解:圆的圆心坐标为,半径为.
圆心到直线的距离,
又直线与圆相交所得的弦长为,
,解得.
的值为.
25.(23-24高二上·天津红桥·期中)已知两圆和.
(1)分析两圆位置关系并确定公切线数量;
(2)求公切线所在直线方程.
【答案】(1)两圆内切,只有一条公切线
(2)
【知识点】求平面两点间的距离、判断圆与圆的位置关系、圆的公切线条数、圆的公切线方程
【分析】(1)通过两个圆的圆心距与两圆半径之间的关系判断两个圆的位置关系,进而判断两个圆的公切线条数
(2)由(1)可知两个圆是内切关系,进而将两个圆直接作差即可得到两个圆的公切线
【详解】(1),圆心,半径;
,圆心,半径,
,
所以两圆内切,只有一条公切线.
(2)与 ,
两圆方程相减得:,化简即为:,
所以两圆公切线直线方程:.
26.(23-24高二上·天津·期中)已知圆:与圆:.
(1)若圆与圆外切,求实数m的值;
(2)在(1)的条件下,若直线l过点(2,1),且与圆的相交弦长为,求直线l的方程.
【答案】(1)m=5
(2)或
【知识点】已知圆的弦长求方程或参数、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】(1)根据两圆外切,两圆心之间的距离等于两圆半径之和可得;
(2)先根据弦长求出圆心到直线的距离,然后分斜率存在和不存在两种情况讨论,利用点到直线的距离公式可得.
【详解】(1)圆:,则,半径r1=1,
由圆:,得,
则 ,半径.∵圆与圆外切,
∴,∴,解得m=5.
(2)由(1)得m=5,圆的方程为,
则,r2=2.由题意可得圆心到直线l的距离,
当直线l斜率不存在时,直线方程为x=2,符合题意;
当直线l斜率为k时,则直线方程为,
化为一般形式为,则圆心(3,0)到直线l的距离,
解得k=0,得直线方程为y=1.
综上,直线l的方程为或.
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