内容正文:
专题06 圆与圆的位置关系(六大题型,38题)
判断圆与圆的位置关系
1.(23-24高二上·江苏南京·期中)在平面直角坐标系中,已知点,动点满足,则动点的轨迹与圆的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
2.(22-23高二上·江苏连云港·期中)已知,则两圆的位置关系为( )
A.相切 B.相交 C.外离 D.内含
3.(22-23高二上·江苏盐城·期中)圆和的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
4.(22-23高二上·江苏扬州·期中)圆和圆的位置关系是( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.外离
5.(22-23高二上·江苏淮安·期中)圆与圆的位置关系为( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.相离
6.(22-23高二上·江苏连云港·期中)圆与圆的位置关系是 .
7.(22-23高二上·江苏扬州·期中)已知圆:与圆:.
(1)求证:圆与圆相交;
(2)求经过两圆交点,且圆心在直线上的圆的方程.
由圆的位置关系确定参数或范围
8.(23-24高二上·江苏徐州·期中)若圆与圆相交,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
9.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)设集合,,当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(23-24高二上·江苏南京·期中)已知圆和两点、,若圆上存在一点,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
11.(23-24高二上·江苏泰州·期中)已知圆:,圆:,如果这两个圆有公共点,则实数a取值范围是 .
12.(23-24高二上·江苏徐州·期中)在平面直角坐标系中,已知是圆的一条弦,且满足,点是的中点,当弦在圆上运动时,直线上存在两点,使得恒成立,则线段长度的最小值是 .
13.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知圆,点,.
(1)若圆上存在点满足,求半径的取值范围;
(2)对于线段上的任意一点,若在圆上都存在不同的两点,,使得点是线段的中点,求的取值范围.
14.(23-24高二上·江苏无锡·期中)已知点,,圆的半径为1.
(1)若圆的圆心坐标为,过点作圆的切线,求此切线的方程;
(2)若圆的圆心在直线:上,且圆上存在点,使,为坐标原点,求圆圆心的横坐标的取值范围.
15.(22-23高二上·江苏镇江·期中)在平面直角坐标系中,点,直线:,设的半径为1,圆心C在直线上.
(1)若圆心C也在直线上,过点A作的切线,求切线的方程;
(2)若上存在点M,使得,求圆心C的横坐标a的取值范围.
由圆与圆的位置关系确定圆的方程
16.(23-24高二上·江苏连云港·期中)写出一个圆心在上,且与直线和圆都相切的圆的方程: .
17.(23-24高二上·江苏南通·期中)已知圆,点.
(1)过点作直线与圆交于,两点,若,求直线的方程;
(2)若圆经过点,且与圆相切于点,求圆的方程.
18.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知圆,,为坐标原点.
(1)若为圆上的动点,当最大时,求直线的斜率;
(2)若圆过点及点,且与圆外切,求圆的方程.
19.(22-23高二上·江苏无锡·期中)已知以点为圆心的圆与圆相外切,过点的动直线与圆相交于、两点.
(1)求圆的标准方程;
(2)当时,求直线的方程.
20.(22-23高二上·江苏常州·期中)已知圆经过、、三点.
(1)求圆的方程;
(2)已知圆与圆外切于点,且圆心在直线上,求圆的方程.
相交圆的公共弦方程
21.(23-24高二上·江苏泰州·期中)已知圆:,圆:,若圆平分圆的周长,则( )
A.20 B.-20 C.10 D.-10
22.(23-24高二上·江苏南京·期中)已知圆与圆的公共弦所在直线与轴垂直,则实数的值为( )
A.-4 B.-2 C.2 D.4
23.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知圆:与圆:的公共弦所在直线经过定点,且点在直线上,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
24.(22-23高二上·江苏连云港·期中)已知圆C:,P为直线l:上的动点,过点P作圆的切线PA,PB,切点为A,B,当四边形APBC的面积最小时,直线AB的方程为( )
A. B.
C. D.
25.(23-24高二上·江苏常州·期中)(多选)已知圆与圆交于A,两点,则( )
A.线段的中垂线方程为
B.直线的方程为:
C.公共弦的长为
D.所有经过A,两点的圆中,面积最小的圆是圆
26.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知圆:,过点作圆的两条切线,切点分别为,,则直线的方程是 .
27.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知圆,过点作圆的两条切线,,切点分别为,,当点在直线上运动,直线过定点,则点的坐标为 .
28.(23-24高二上·江苏常州·期中)如图,已知圆:,点为直线上一点,过点P作圆的切线,切点分别为M,N.
(1)已知,求切线的方程;
(2)直线是否过定点?若是,求出定点坐标,若不是,请说明理由.
两圆的公共弦长
29.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知,,动点满足,则点的轨迹与圆相交的弦长等于( )
A. B. C. D.
30.(22-23高二上·江苏苏州·期中)在平面直角坐标系中,为直线上的点,,以为直径的(圆心为)与直线交于另一点,若为等腰三角形,则点的横坐标为 ;若与相交于、两点,则公共弦长度最小值为 .
31.(22-23高二上·江苏淮安·期中)已知圆方程:,圆相交点A、B.
(1)求经过点A、B的直线方程.
(2)求的面积.
32.(22-23高二上·江苏常州·期中)已知圆:和圆:.
(1)若直线过点,且被圆截得的弦长为4,求的方程:
(2)求圆与圆的公共弦的长.
33.(21-22高二上·江苏徐州·期中)已知圆与.
(1)过点作直线与圆相切,求的方程;
(2)若圆与圆相交于、两点,求的长.
圆的公切线条数
34.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)圆:与圆:的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
35.(23-24高二上·江苏无锡·期中)若圆与圆有条公切线,则( )
A. B. C.或 D.
36.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)(多选)若圆与圆有且仅有一条公切线,则的值可能为( )
A.1 B.121 C.36 D.126
37.(23-24高二上·江苏淮安·期中)(多选)已知与,以下结论正确的有( )
A.与有且仅有2条公切线
B.若直线与分别切于相异的两点,则
C.若分别是与上的动点,则的最大值为10
D.与的一条公切线斜率为
38.(23-24高二上·江苏盐城·期中)(多选)已知圆,直线,则( )
A.直线恒过定点
B.直线与圆有两个交点
C.当时,圆上恰有四个点到直线的距离等于1
D.若,则圆与圆恰有三条公切线
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专题06 圆与圆的位置关系(六大题型,38题)
判断圆与圆的位置关系
1.(23-24高二上·江苏南京·期中)在平面直角坐标系中,已知点,动点满足,则动点的轨迹与圆的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
【答案】C
【分析】利用已知条件列出方程,化简可得点P的轨迹方程为圆,再判断圆心距和半径的关系即可得解.
【详解】由,得,
则,整理得,
表示圆心为,半径为的圆,
圆的圆心为为圆心,半径,
两圆的圆心距为,满足,
所以两个圆相交.
故选:C.
2.(22-23高二上·江苏连云港·期中)已知,则两圆的位置关系为( )
A.相切 B.相交 C.外离 D.内含
【答案】B
【分析】根据圆的方程确定圆心及半径,由两圆圆心距离与半径的关系判断位置关系.
【详解】由,即,
则圆心,半径为,
,即,
则圆心,半径为,
所以两圆圆心距为,
则,即两圆相交.
故选:B.
3.(22-23高二上·江苏盐城·期中)圆和的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】D
【分析】由圆与圆的位置关系判断,
【详解】圆的圆心为,半径为1,
圆可化为,圆心为,半径为4,
而两圆心的距离为,故两圆外切,
故选:D
4.(22-23高二上·江苏扬州·期中)圆和圆的位置关系是( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.外离
【答案】A
【分析】根据两圆的圆心距离以及半径之和和半径之差的关系,即可判断.
【详解】的圆心记为,半径,
将化成标准式为:,故得圆心,半径,
则两圆的圆心的距离,
由于 ,故两圆相交,
故选:A
5.(22-23高二上·江苏淮安·期中)圆与圆的位置关系为( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.相离
【答案】A
【分析】求出两圆圆心距,再判断两圆位置关系作答.
【详解】圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
则,有,
所以圆与圆相交.
故选:A
6.(22-23高二上·江苏连云港·期中)圆与圆的位置关系是 .
【答案】相交
【分析】由圆的方程可确定圆心和半径,根据可确定两圆关系.
【详解】圆可化为,圆心为,半径;
圆,圆心为,半径;
圆心距,,,
易得,两圆相交.
故答案为:相交.
7.(22-23高二上·江苏扬州·期中)已知圆:与圆:.
(1)求证:圆与圆相交;
(2)求经过两圆交点,且圆心在直线上的圆的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)求出圆心距与两圆半径的和、差比较可得;
(2)由出两圆交点坐标,设出圆心坐标,由圆心到这两个交点距离相等求得参数值 ,得圆心坐标,再计算出半径后可得圆方程.
【详解】(1)证明:圆:化为标准方程为,
∴,,∵圆:的圆心坐标为,半径为,
∴,∵.∴两圆相交;
(2)由,解得或
则交点为,,∵圆心在直线上,设圆心为,
则,即,解得,
故圆心,半径,∴所求圆的方程为.
由圆的位置关系确定参数或范围
8.(23-24高二上·江苏徐州·期中)若圆与圆相交,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据两圆相交建立不等式求解.
【详解】由圆的方程可知,,,
所以根据两圆相交可得,即或,
故选:C
9.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)设集合,,当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据集合的意义及集合间的运算结果可得两圆位置关系,进而可得参数范围.
【详解】由已知集合表示以为圆心,为半径的圆及其内部,
集合表示以为圆心,为半径的圆及其内部,
又,
得圆与圆相内切或内含,且圆在内部,
所以,
解得,
又,
所以,
故选:C.
10.(23-24高二上·江苏南京·期中)已知圆和两点、,若圆上存在一点,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】取,则为等边三角形,分析可知,满足条件的点一定在的外接圆上,求出的外接圆的圆心以及圆的半径,由圆与圆有公共点,可得出关于实数的不等式,结合可得出实数的取值范围.
【详解】取,则,同理可得,,
所以,,所以满足条件的点一定在的外接圆上,
的外接圆半径为,
所以,的外接圆圆心为,且,
要使得圆上存在一点,使得,所以圆与圆有公共点,
则,即,
又,解得.
故选:C.
11.(23-24高二上·江苏泰州·期中)已知圆:,圆:,如果这两个圆有公共点,则实数a取值范围是 .
【答案】
【分析】由题意确定两圆的圆心和半径,利用圆与圆的位置关系建立不等式组,解之即可.
【详解】由题意知,,则,
因为圆与圆有公共点,所以,即,
解得,所以实数a取值范围是.
故答案为:.
12.(23-24高二上·江苏徐州·期中)在平面直角坐标系中,已知是圆的一条弦,且满足,点是的中点,当弦在圆上运动时,直线上存在两点,使得恒成立,则线段长度的最小值是 .
【答案】
【分析】先求出圆的圆心、半径,根据已知得出点满足的轨迹方程.由恒成立,可知点始终在圆的内部或圆上,即圆始终在圆的内部或内切于圆.进而求出到直线的距离,根据两圆的位置关系列出不等式,求解即可得出答案.
【详解】由已知可得圆的圆心为,半径.
因为点是弦的中点,所以.
又,所以是等腰直角三角形,
所以,,.
所以,点在以为圆心,1为半径的圆上,
点所在的圆的方程为.
设以为直径的圆心为,半径为R.
要使得恒成立,则点始终在圆的内部或圆上,
即圆始终在圆的内部或内切于圆.
又点到直线的距离,
所以,当且仅当与直线垂直时,等号成立.
由圆和圆的关系,
可知,,所以,
当圆内切于圆时,等号成立,半径最小.
所以线段AB长度的最小值是.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:由恒成立,得出点与以为直径的圆为圆的关系,进而得出点的轨迹与圆的位置关系.
13.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知圆,点,.
(1)若圆上存在点满足,求半径的取值范围;
(2)对于线段上的任意一点,若在圆上都存在不同的两点,,使得点是线段的中点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据垂直关系可得以为直径的圆的方程为,即可根据两圆位置关系求解.
(2)根据中点坐标公式得到,,再将两点的坐标代入圆方程,建立方程组,根据方程组有解转化为圆与圆的位置关系进行求解.
【详解】(1)的中点为,所以以为直径的圆的方程为,
由于圆上存在点满足,
则P在以为直径的圆上,故该圆与有交点即可,
所以,解得
(2)由题可知,圆,所以圆心,
直线,
因为为线段上的任意一点,所以设,,,
因为为的中点,
所以,
又因为,都在以点为圆心的圆上,
所以,即,
所以方程组有解,即为圆心为半径的圆与为圆心为半径的圆有公共点,两圆圆心距离为,
所以对恒成立,
因为时,,所以,解得,
又因为在圆外,所以恒成立,所以,,所以,
所以,
14.(23-24高二上·江苏无锡·期中)已知点,,圆的半径为1.
(1)若圆的圆心坐标为,过点作圆的切线,求此切线的方程;
(2)若圆的圆心在直线:上,且圆上存在点,使,为坐标原点,求圆圆心的横坐标的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)确定圆方程,考虑切线斜率不存在和存在两种情况,根据圆心到直线的距离等于半径计算得到答案.
(2)确定圆方程,根据得到的轨迹为圆,确定两圆的位置关系,解得答案.
【详解】(1)圆的圆心坐标为,半径为1,故圆方程为,
当切线斜率不存在时,易知与圆相切;
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
圆心到直线的距离为,解得,切线方程为:;
综上所述:切线方程为或.
(2)圆方程为,
设,,故,
整理得的,故在两圆的交点上,故两圆相切或者相交,
即,解得或,
故.
15.(22-23高二上·江苏镇江·期中)在平面直角坐标系中,点,直线:,设的半径为1,圆心C在直线上.
(1)若圆心C也在直线上,过点A作的切线,求切线的方程;
(2)若上存在点M,使得,求圆心C的横坐标a的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)先求得圆心,再根据半径为1,可得圆的方程.分类讨论斜率不存在和存在时的情况,由圆心到切线的距离等于半径求得切线方程;
(2)可设圆心 ,设点,则由可得,设此圆为圆D,由题意可得,圆C和圆D有交点,故两圆相交,由此有,解之可得的取值范围.
【详解】(1)由题设,知圆心C是直线和的交点,
联立方程,解得,即两直线的交点坐标为,
所以点C的坐标为,圆C的方程为,
当过点的切线的斜率不存在时,切线方程为,不满足条件;
当过点的切线的斜率存在时,设切线方程为,即,
由题意得,解得,
所以切线方程为或;
综上所述:所求切线方程为或.
(2)因为圆心C在直线上,所以设点C的坐标为,
圆C的方程为,
设点,因为,
所以,
化简得,即,
所以点M在以点为圆心,2为半径的圆上.
由题意,点在圆C上,
所以圆C与圆D有公共点,
则,即,解得,
所以圆心C的横坐标的取值范围为.
由圆与圆的位置关系确定圆的方程
16.(23-24高二上·江苏连云港·期中)写出一个圆心在上,且与直线和圆都相切的圆的方程: .
【答案】(答案不唯一)
【分析】
由题设,设圆心为,则半径,讨论所求圆与圆外切、内切,分别求出对应m即可得结果.
【详解】设圆心为,则半径,
假设与圆外切,则,
所以,故,则,
若,则,则圆心为,半径为,故;
若,则,不满足前提;
假设与圆内切,又与的距离为,
此时,圆内切于所求圆,则,
所以,故,则,
若,则,则圆心为,半径为,故;
若,则,不满足前提;
综上,或.
故答案为:(答案不唯一)
17.(23-24高二上·江苏南通·期中)已知圆,点.
(1)过点作直线与圆交于,两点,若,求直线的方程;
(2)若圆经过点,且与圆相切于点,求圆的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】
(1)首先将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标与半径,分直线的斜率存在与不存在两种情况讨论,若直线的斜率存在,设的方程为,利用圆心到直线的距离为,求出,即可得解;
(2)设圆的方程为,依题意圆心在直线上,从而得到方程组,解得即可.
【详解】(1)圆即,
圆心为,半径,
若直线的斜率不存在,则的方程为,
将代入圆的方程,解得或,
所以,符合条件;
若直线的斜率存在,设的方程为,
即.
因为,所以圆心到直线的距离为,
所以, 解得,所以直线的方程为,
综上,直线的方程为或.
(2)设圆的方程为.
因为圆经过点,且与圆相切于点,
所以圆心在直线上,
所以,解得,
所以圆的方程为.
18.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知圆,,为坐标原点.
(1)若为圆上的动点,当最大时,求直线的斜率;
(2)若圆过点及点,且与圆外切,求圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出点的位置,即可得出直线的斜率;
(2)设出点坐标,利用圆与圆外切和圆到原点的距离即可得出圆的方程.
【详解】(1)在圆中,
,圆心,半径,
当最大时,与圆相切,,
此时点为的中点,
点恰好是以为圆心,为直径的圆与的交点,
此时,
∴,
(2)由题意及(1)得,
在圆中,
圆心,半径,
圆过点及点,
∴圆的圆心在直线上,
设,半径为,
因为圆与圆外切,
所以,即,
又,即,
∴联立解得:或(舍),
所以,
故所求圆的标准方程为:.
19.(22-23高二上·江苏无锡·期中)已知以点为圆心的圆与圆相外切,过点的动直线与圆相交于、两点.
(1)求圆的标准方程;
(2)当时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据两圆外切建立方程即可求解;
(2)先由弦长,可得圆心到直线的距离,接着再分类讨论设出直线的方程,再通过建立方程即可求解.
【详解】(1)圆方程可化为:,
圆心,半径,
又圆心为,设圆的半径为,
又圆与圆相外切,,
,,
圆的标准方程为;
(2)弦长,又圆的半径,
圆心到直线的距离,
①当过点的直线与轴垂直时,
的方程为,满足;
②当过点的直线与轴不垂直时,
设的方程为,即,
,解得,
直线的方程为,即,
综合可得直线的方程为或.
20.(22-23高二上·江苏常州·期中)已知圆经过、、三点.
(1)求圆的方程;
(2)已知圆与圆外切于点,且圆心在直线上,求圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设圆的方程为,将、、三点的坐标代入圆的方程,求出、、的值,即可得出圆的方程;
(2)分析可知圆心直线上,求出直线的方程,将直线的方程与直线的方程联立,求出圆心的坐标,以及圆的半径,进而可得出圆的方程.
【详解】(1)解:设圆的方程为.
将、、三点坐标代入圆的方程可得,解得.
所以圆的方程为,即.
(2)解:因为圆与圆外切于点,所以圆心直线上,圆心的坐标为,
直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
又点在直线上,联立,解得,即点,
所以,圆的半径为,
所以圆的方程为.
相交圆的公共弦方程
21.(23-24高二上·江苏泰州·期中)已知圆:,圆:,若圆平分圆的周长,则( )
A.20 B.-20 C.10 D.-10
【答案】B
【分析】求出两圆的相交弦所在直线的方程,将圆的圆心坐标代入相交弦所在直线的方程,即可判断结果.
【详解】圆:,
所以圆心为,半径为,
若圆平分圆的周长,则圆的圆心在圆与圆的公共弦上,
将圆:与圆:作差,
得两圆公共弦所在直线方程,
代入得.
故选:B
22.(23-24高二上·江苏南京·期中)已知圆与圆的公共弦所在直线与轴垂直,则实数的值为( )
A.-4 B.-2 C.2 D.4
【答案】D
【分析】两个圆方程相减,可得所在直线方程,翻译条件解出值即可.
【详解】,
两方程相减得到公共弦所在直线方程为
公共弦所在直线方程与轴垂直,,解得
故选:D
23.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知圆:与圆:的公共弦所在直线经过定点,且点在直线上,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先将两个圆直接作差即可求出公共弦所在直线方程,然后求出定点的坐标,代入直线方程中,最后根据二次函数进行求解取值范围即可.
【详解】已知,,
将两圆作差得:,
即两圆公共弦所在直线方程为:,
易知直线恒过,即点坐标为,
将点坐标代入中得:,
,
故的取值范围是.
故选:A
24.(22-23高二上·江苏连云港·期中)已知圆C:,P为直线l:上的动点,过点P作圆的切线PA,PB,切点为A,B,当四边形APBC的面积最小时,直线AB的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据圆的几何性质判断出直线时,四边形APBC的面积最小,利用圆与圆相交弦所在直线方程的求法求得正确答案.
【详解】点C到直线l的距离为,
所以直线l与圆C相离,
由圆的知识可知,
四点A,P,B,C四点共圆,且,
所以四边形APBC的面积,
而,当直线时,
,此时四边形APBC的面积最小,
所以CP:,即,由,
解得,即.
所以以CP为直径的圆的方程为,即,两圆的方程相减可得:,即为直线AB的方程.
故选:C
25.(23-24高二上·江苏常州·期中)(多选)已知圆与圆交于A,两点,则( )
A.线段的中垂线方程为
B.直线的方程为:
C.公共弦的长为
D.所有经过A,两点的圆中,面积最小的圆是圆
【答案】BCD
【分析】根据线段的中垂线过两圆圆心可判断A;两圆方程消去二次项即可判断B;由弦长公式计算可判断C;判断是否为圆的直径即可判断D.
【详解】将两圆化为标准方程得,,
圆心分别为,半径分别为,
由圆的性质可知,线段的中垂线过圆心,斜率为,
由点斜式方程得,即,A错误;
由得直线的方程为,B正确;
圆心到直线的距离,
所以,C正确;
易知经过A,两点的圆中,以为直径的圆的面积最小,
因为,所以圆即是以为直径的圆,故D正确.
故选:BCD.
26.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知圆:,过点作圆的两条切线,切点分别为,,则直线的方程是 .
【答案】
【分析】设,根据题意确定出四点共圆并求解出圆的方程,然后根据两圆相交弦所在直线方程的求法求解出结果.
【详解】设,如下图,
因为为圆的切线,
所以,所以,
所以四点共圆,且为圆的直径,记的中点为,
因为,所以,
所以经过四点的圆的方程为,
显然与的相交弦为,
所以所在直线的方程为,
即为,
故答案为:.
27.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知圆,过点作圆的两条切线,,切点分别为,,当点在直线上运动,直线过定点,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】设,在以PC为直径的圆上,求出圆的方程,与已知圆相减得直线AB的方程,从而可求定点.
【详解】圆,∴圆心,半径,
点在直线上运动,设,
由题意知在以PC为直径的圆上,
圆的方程为,
化简得:,
与圆相减,得直线AB的方程:,
即,由,解得,
所以直线过定点.
故答案为:.
28.(23-24高二上·江苏常州·期中)如图,已知圆:,点为直线上一点,过点P作圆的切线,切点分别为M,N.
(1)已知,求切线的方程;
(2)直线是否过定点?若是,求出定点坐标,若不是,请说明理由.
【答案】(1)或
(2)直线MN恒过定点,定点坐标为
【分析】(1)易知当切线斜率不存在时其方程为;当切线斜率存在时设其方程为,两圆直线与圆位置关系建立方程,解之即可求解;
(2)如图,易知四点共圆,由题意求出其圆心坐标和半径,进而可得圆的标准方程,连接,则为两圆的公共弦.利用两圆的方程相减即可求解.
【详解】(1)由题意知,当切线斜率不存在时,切线方程为,满足题意;
当切线斜率存在时,设切线方程为,
即,由圆心到切线的距离等于半径,
得,解得,则切线方程为.
综上,切线方程为或.
(2)连接,则,连接,
则四点共圆,为圆的直径,设为圆,
连接,则为两圆的公共弦.
又,半径为,
所以,又,
两圆的方程相减,得,
即直线MN的方程为,即,
所以直线MN恒过定点.
两圆的公共弦长
29.(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知,,动点满足,则点的轨迹与圆相交的弦长等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,根据题设整理可得点P的轨迹方程为圆,由两圆方程消去二次项可得公共弦所在直线方程,然后由点到直线的距离公式和圆的弦长公式可得.
【详解】设,则,
整理得,
联立消去二次项得公共弦所在直线方程,
圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离为1,
所以公共弦长为.
故选:A
30.(22-23高二上·江苏苏州·期中)在平面直角坐标系中,为直线上的点,,以为直径的(圆心为)与直线交于另一点,若为等腰三角形,则点的横坐标为 ;若与相交于、两点,则公共弦长度最小值为 .
【答案】 或
【分析】根据直径所对的圆周角为直角得到为等腰直角三角形,求出过点且与直线垂直的直线,两直线的交点即为点坐标,再求出,依题意,设,即可得到方程,解得点的横坐标,再设,即可表示出圆的方程,两圆方程作差得到公共弦方程,求出公共弦过定点,再由弦长公式求出公共弦的最小值.
【详解】解:依题意为直径,所以,又为等腰三角形,所以为等腰直角三角形,
过点与直线垂直的直线方程为,
由,解得,即,又,
则,设,所以,解得或,
设,则、的中点,,
所以圆的方程为,
又,所以公共弦的方程为,
即,即,
令,解得,即直线恒过定点,
的圆心,半径,
所以,所以公共弦的最小值为;
故答案为:或;
31.(22-23高二上·江苏淮安·期中)已知圆方程:,圆相交点A、B.
(1)求经过点A、B的直线方程.
(2)求的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)判断两圆相交,再将两圆方程相减即可作答.
(2)由(1)的结论,求出点到直线的距离,进而求出弦长,求出三角形面积作答.
【详解】(1)圆:的圆心,半径,圆的圆心,半径,
显然,且有,则圆与圆相交,
由消去二次项得,
所以直线的方程为.
(2)由(1)知,点到直线:的距离,
于是,
所以的面积.
32.(22-23高二上·江苏常州·期中)已知圆:和圆:.
(1)若直线过点,且被圆截得的弦长为4,求的方程:
(2)求圆与圆的公共弦的长.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)先求得圆的标准方程,由此求得,再分类讨论直线斜率存在的情况,利用点线距离公式即可求得直线的方程;
(2)先由圆心距判断得两圆相交,再由圆的一般方程相减得到公共弦方程,由此利用弦长公式即可求得公共弦长.
【详解】(1)由得,故圆的圆心为,半径为,
设圆心到直线的距离为,由弦长公式得,故,
若直线斜率不存在,则,此时圆心到直线的距离为,符合题意;
若直线斜率存在,设直线方程为,即,
故,解得,则直线方程为,
所以直线得方程为或.
(2)因为圆:,所以圆的圆心为,,
所以,,
故,即圆与圆相交,
联立,两式相减得公共弦方程为,
所以圆心到公共弦的距离为,
又因为,所以公共弦长为.
33.(21-22高二上·江苏徐州·期中)已知圆与.
(1)过点作直线与圆相切,求的方程;
(2)若圆与圆相交于、两点,求的长.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据已知可得圆心与半径,再利用几何法可得切线方程;
(2)联立两圆方程可得公共弦方程,进而可得弦长.
【详解】(1)解:圆的方程可化为:,即:圆的圆心为,半径为.
若直线的斜率不存在,方程为:,与圆相切,满足条件.
若直线的斜率存在,设斜率为,方程为:,即:
由与圆相切可得:,解得:
所以的方程为:,即:
综上可得的方程为:或.
(2)联立两圆方程得:,
消去二次项得所在直线的方程:,
圆的圆心到的距离,
所以.
圆的公切线条数
34.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)圆:与圆:的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据两圆的标准方程,判断出两圆的位置关系,即可得出结果.
【详解】因为圆:的圆心为,,
圆:的圆心为,,
所以,可得,故圆与圆相交,
所以圆与圆的公切线条数为2条,
故选:B.
35.(23-24高二上·江苏无锡·期中)若圆与圆有条公切线,则( )
A. B. C.或 D.
【答案】C
【分析】分析可知两圆外切,可得出关于实数的等式,解之即可.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
因为两圆有条公切线,则两圆外切,则,即,
解得.
故选:C.
36.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)(多选)若圆与圆有且仅有一条公切线,则的值可能为( )
A.1 B.121 C.36 D.126
【答案】AB
【分析】由与圆相内切,结合圆与圆的位置关系,求解即可.
【详解】由圆与圆,
则圆,
可得,且,则,
若圆与圆有且仅有一条公切线,则与圆内切,
则满足,即,解得或,
故选:AB.
37.(23-24高二上·江苏淮安·期中)(多选)已知与,以下结论正确的有( )
A.与有且仅有2条公切线
B.若直线与分别切于相异的两点,则
C.若分别是与上的动点,则的最大值为10
D.与的一条公切线斜率为
【答案】BCD
【分析】分别求两圆的圆心和半径,对于C:根据圆的性质分析求解;对于A:根据两圆位置关系分析求解;对于BD:根据公切线的性质结合图形分析求解.
【详解】由题意可知:的圆心,半径,的圆心,半径,
对于选项C:因为,
当且仅当四点共线时,等号成立,
所以的最大值为10,故C正确;
对于选项A:因为,则与外切,
所以与有且仅有3条公切线,故A错误;
对于选项B、D:若直线与分别切于相异的两点,显然直线的斜率存在且不为0,
根据对称性,不妨设直线的与x轴交点为,斜率为,如图所示,
连接,过作,垂足为,
可知四边形为矩形,且,
在中,可得,
所以,直线的斜率,故B、D正确;
故选:BCD.
38.(23-24高二上·江苏盐城·期中)(多选)已知圆,直线,则( )
A.直线恒过定点
B.直线与圆有两个交点
C.当时,圆上恰有四个点到直线的距离等于1
D.若,则圆与圆恰有三条公切线
【答案】BD
【分析】求出直线过的定点判断A;判断定点与圆的位置关系判断B;求出圆心到直线距离判断C;判断圆与圆的位置关系判断D.
【详解】直线的方程为,由,得,直线过定点,A错误;
又,即定点在圆内,则直线与圆相交,有两个交点,B正确;
当时,直线:,圆心到直线的距离为,
而圆半径为2,因此只有2个点到直线的距离等于1,C错误;
当时,圆的方程化为,
其圆心为,半径为3,两圆圆心距为,
两圆外切,因此它们有三条公切线,D正确.
故选:BD
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