内容正文:
专题02 圆
圆的标准方程
1.(23-24高二上·四川乐山·期末)已知圆C的圆心在x轴上且经过,两点,则圆C的标准方程是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期末)圆关于直线对称后的方程为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·甘肃白银·期末)圆的圆心在直线上,且和轴相切于点,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·河南周口·期末)若曲线上相异两点P、Q关于直线对称,则k的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(23-24高二上·吉林长春·期末)若直线经过点 和圆C:的圆心,并且与直线垂直,则m的值为( )
A.-4 B.4 C.-1 D.1
6.(23-24高二上·安徽黄山·期末)圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·山西太原·期末)圆的圆心坐标和半径分别为( )
A., B., C.,3 D.,3
8.(23-24高二下·河南焦作·期末)平面几何中有定理:已知四边形的对角线与相交于点,且,过点分别作边,,,的垂线,垂足分别为,,,,则,,,在同一个圆上,记该圆为圆.若在此定理中,直线,,的方程分别为,,,点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
9.(23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末)(多选)过四点中的三点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高二上·山西太原·期末)已知圆的一条直径的两个端点坐标分别为,,则圆的方程是 .
11.(23-24高二上·吉林长春·期末)的顶点的垂心(三条高交点)为.
(1)求顶点的坐标;
(2)求的外接圆方程.
12.(23-24高二上·河南南阳·期末)已知直线过定点A.
(1)求点A的坐标;
(2)当时,与的交点为,求以为直径的圆的标准方程.
圆的一般方程
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆,则圆心和半径分别为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)已知圆C经过点和点,且圆心在y轴上,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·四川成都·期末)若方程表示一个圆,则m可取的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.(23-24高二上·广东·期末)已知方程表示一个圆,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)关于的方程对应的曲线不可能是( )
A. B.
C. D.
6.(23-24高二上·湖北荆州·期末)圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·山东青岛·期末)曲线围成图形的面积为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·广西玉林·期末)若直线在轴、轴上的截距相等,且直线将圆的周长平分,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
9.(23-24高二上·河北邢台·期末)(多选)已知曲线,下列结论正确的是( )
A.当时,曲线是一条直线
B.当时,曲线是一个圆
C.当曲线是圆时,它的面积的最小值为
D.当曲线是面积为的圆时,
10.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知圆C的方程为,则圆C的半径为 .
11.(23-24高二上·北京石景山·期末)已知圆的半径为3,则的值为 .
12.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆与圆,则两圆心之间的距离为 .
13.(23-24高二上·河北沧州·期末)在△OAB中,O是坐标原点,,.
(1)求AB边上的高所在直线的方程;
(2)求△OAB的外接圆方程
14.(23-24高二上·湖南·期末)已知四边形的三个顶点,,.
(1)求过A,B,C三点的圆的方程.
(2)设线段上靠近点A的三等分点为E,过E的直线l平分四边形的面积.若四边形为平行四边形,求直线l的方程.
15.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知直线,直线l过点且与垂直.
(1)求直线l的方程;
(2)设l分别与交于点A,B,O为坐标原点,求过三点A,B,O的圆的方程.
16.(23-24高二上·湖北十堰·期末)已知直线,圆.
(1)求与垂直的的直径所在直线的一般式方程;
(2)若圆与关于直线对称,求的标准方程.
判断直线与圆的位置关系
1.(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
2.(23-24高二上·陕西渭南·期末)已知直线和圆,则直线l与圆C( )
A.相切 B.相离
C.相交 D.相交且过圆心
3.(23-24高二上·山东临沂·期末)已知点,直线过点且与线段AB相交,则与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相交或相切 D.相切或相离
4.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知直线,圆,则直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都有可能
5.(23-24高二上·湖北十堰·期末)直线与圆的公共点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.不确定
6.(23-24高二上·广东·期末)直线与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
7.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知k为实数,则直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
8.(23-24高二上·天津·期末)为圆()内异于圆心的一点,则直线与该圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.相切或相离
9.(23-24高二上·云南大理·期末)已知直线,圆,则直线与圆的位置关系为( )
A.无法确定 B.相离 C.相切 D.相交
10.(23-24高二上·四川绵阳·期末)已知两个不相等的实数a,b满足关系式和,则经过,两点的直线l与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.与的取值有关
11.(23-24高二下·云南红河·期末)已知直线l:与圆C:有公共点,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
12.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知点在圆:的外部,若圆上存在点使,则正数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
13.(23-24高二上·山西朔州·期末)直线与曲线有交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
14.(23-24高二上·广东肇庆·期末)(多选)在同一平面直角坐标系中,直线与圆的位置可能为( )
A. B.
C. D.
15.(23-24高二上·上海·期末)点在圆外,则直线与该圆的位置关系为 .
16.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知圆经过,两点,且圆心在直线上,直线.
(1)求圆的方程;
(2)证明:直线与圆相交.
圆的切线方程
1.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知圆,过点作圆的切线,则该切线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·安徽淮北·期末)从原点向圆引两条切线,则两条切线间圆的劣弧长为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·浙江·期末)已知圆与直线,过上任意一点向圆引切线,切点为和,若线段长度的最小值为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·北京平谷·期末)已知半径为1的圆经过点,过点向圆作切线,则切线长的最大值为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·新疆阿克苏·期末)(多选)过点作圆的切线,所得切线方程为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·山东青岛·期末)(多选)已知点为圆的两条切线,切点分别为,则下列说法正确的是( )
A.圆的圆心坐标为,半径为
B.切线
C.直线的方程为
D.
7.(23-24高二上·湖北孝感·期末)(多选)已知点和:,过P点的两条直线分别与相切于A,B两点.则以下命题正确的是( )
A.
B.
C.P、A、Q、B均在圆上
D.A,B所在直线方程为
8.(23-24高二上·广东广州·期末)已知圆:,过点作圆的切线,切点为,则 .
9.(23-24高二上·江苏·期末)①经过点;②与x轴相切,半径为2;③被直线平分.从这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并完成解答.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
已知圆M经过点,点, .
(1)求圆M的方程;
(2)设,P是圆上任意一点,当取得最大值时,求过点P的圆M的切线方程.
10.(23-24高二上·安徽黄山·期末)如图,已知点和圆.
(1)求以为直径的圆N的标准方程;
(2)设圆M与圆N相交于A,B两点,试判断直线是否为圆M的切线.若是,请求出直线和的方程;若不是,请说明理由.
11.(23-24高二上·云南昆明·期末)从以下三个条件中任选一个,补充在下面的问题横线处,并进行解答.①经过点;②圆心在直线上;③以线段为直径.
问题:已知圆经过两点,且__________.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求切线的方程.
注:如选择多个条件分别解答,按第一个条件计分.
12.(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.
13.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知点在圆上,直线平分圆.
(1)求圆的标准方程;
(2)求过点且与圆相切的直线方程.
14.(23-24高二上·山东滨州·期末)已知圆经过两点,且圆心在轴上,一条光线从点射出,经轴反射后,与圆相切.
(1)求圆的方程;
(2)求反射后光线所在直线的方程.
15.(23-24高二上·上海·期末)已知圆经过原点且与轴相切,与轴正半轴交于点.
(1)求圆的方程;
(2)判断点与圆的位置关系,并求经过点的圆的切线方程.
16.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知点和圆Q:,过点P作圆Q的两条切线,切点分别为A、B,
(1)求切线的长;
(2)求直线的方程.
圆的弦长与弦心距
1.(23-24高二上·吉林延边·期末)已知二次函数与轴交于,两点,点,圆过,,三点,存在一条定直线被圆截得的弦长为定值,则该定值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知两点,以线段为直径的圆截直线所得弦长为( )
A. B. C.4 D.2
3.(23-24高二上·湖北孝感·期末)过圆:内一点的2023条弦恰好可以构成一个公差为()的等差数列,则公差的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知圆,直线,若当的值发生变化时,直线被圆所截得的弦长的最小值为,则实数的取值为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·广西玉林·期末)(多选)过点作两条相互垂直的射线与圆分别交于两点,则弦长可能的取值是( )
A. B.4 C.5 D.6
6.(23-24高二上·江苏泰州·期末)直线被圆截得的弦长为
7.(23-24高二上·安徽·期末)过点的直线被圆:所截得的弦长的最小值为 .
8.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知直线与交于,两点,则的面积为 .
9.(23-24高二上·福建南平·期末)已知圆的圆心在直线上且圆与轴相切于点.
(1)求圆的方程;
(2)已知直线与圆相交于两点,求的面积.
10.(23-24高二上·河南郑州·期末)已知圆的圆心为,过直线上一点作圆的切线,且切线段长的最小值为2.
(1)求圆的标准方程;
(2)若圆与圆:相交于,两点,求两圆公共弦的长.
11.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知直线,半径为的圆与相切,圆心在轴的非负半轴上.
(1)求圆的方程;
(2)设过点的直线被圆截得的弦长等于,求直线的方程.
12.(23-24高二上·江西九江·期末)直线与圆交于、两点,、两点的坐标分别为,,且是方程的两根.
(1)求弦的长;
(2)若圆的圆心为,求圆的一般方程.
13.(23-24高二上·福建龙岩·期末)已知圆M的圆心在直线上,并且与直线相切于点.
(1)求圆M的标准方程;
(2)直线与圆M相交于A,B两点,,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,求.
14.(23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末)已知圆关于直线对称,且圆与直线相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点的直线被圆截得的弦长为6,求直线的方程.
15.(23-24高二上·云南临沧·期末)已知圆.
(1)过点作圆的切线,求切线的斜率
(2)直线与圆交于两点,是上的动点,求三角形面积的最大值
16.(23-24高二上·河北保定·期末)已知圆C与圆D:关于直线l:对称.
(1)求圆C的方程;
(2)若圆C与圆D相交于A,B两点,求四边形CADB的面积.
圆与圆的位置关系
1.(23-24高二上·甘肃庆阳·期末)圆:与圆的位置关系为( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.相离
2.(23-24高二上·浙江金华·期末)圆C:与圆的位置关系不可能( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
3.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知圆:,圆:,则两圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
4.(23-24高二上·浙江湖州·期末)已知圆:(,)与圆:,则圆与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.外离 D.与m的取值有关
5.(23-24高二上·福建南平·期末)若圆与圆外切,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·河南洛阳·期末)若圆上总存在两个点到点的距离为,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·江苏泰州·期末)设,若圆与圆有公共点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8.(23-24高二上·山东日照·期末)若两圆:与:外离,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(23-24高二上·江苏·期末)(多选)已知圆与圆交于A,B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.圆与圆的公切线有3条
10.(23-24高二上·河南郑州·期末)(多选)已知两圆:,:,则下列说法正确的是( )
A.点在圆内
B.圆关于直线对称
C.圆与圆外切
D.点在圆上,点在圆上,则的最大值为6
11.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知圆与圆相切,则r的值为 .
12.(23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末)若圆与圆只有唯一的公共点,则 .
13.(23-24高二上·广西百色·期末)已知圆经过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆方程;
(2)若圆的方程为,判断圆与圆的位置关系.
14.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知圆C方程为.
(1)求实数m的取值范围;
(2)若直线与圆C相切,求实数m的值;
(3)若圆C与圆相切,求实数m的值.
15.(23-24高二上·河南洛阳·期末)已知圆:.
(1)若直线过定点,且与圆相切,求的方程;
(2)若圆的半径为,圆心在直线:上,且与圆外切,求圆的方程.
16.(23-24高二上·山东临沂·期末)已知以点为圆心的圆与圆相外切.
(1)求圆的方程;
(2)若直线与圆相交于,求的最小值及此时的方程.
17.(23-24高二上·四川凉山·期末)如图,已知圆,点.
(1)求圆心在直线上,经过点且与圆相外切的圆的方程;
(2)若过点的直线与圆交于两点,且圆弧恰为圆周长的,求直线的方程.
18.(23-24高二上·上海·期末)已知圆.
(1)求直线被圆截得弦长;
(2)已知为圆C上一点,求与圆C外切于点A,且半径为6的圆的方程.
圆的公共弦
1.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知圆和圆相交于两点,点是圆上任意一点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知圆和圆相交于A,B两点,则弦AB的长为( ).
A. B. C.4 D.2
3.(23-24高二上·福建泉州·期末)(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
4.(23-24高二上·贵州毕节·期末)(多选)已知圆和圆的交点为,则( )
A.公共弦所在直线的方程为
B.线段的中垂线方程为
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
5.(23-24高二上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)(多选)已知圆:与圆:相交于A,B两点,则下列判断正确的是( )
A.两圆的相交弦所在直线方程为
B.两圆的公共弦长为
C.经过A,B两点,且过原点的圆的方程为
D.P为上任意一点,Q为上任意一点,则PQ的最大值为
6.(23-24高二上·重庆·期末)(多选)已知圆和圆,则下列说法正确的是( )
A.圆与圆有四条公切线
B.点为圆上一动点,的最大值为
C.圆与圆的公共弦所在直线方程为
D.圆与圆的公共弦长为
7.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)圆与圆的公共弦长为 .
8.(23-24高二上·天津西青·期末)已知圆:与圆:相交于点A、B.①若,则公共弦所在直线方程为 ;②若弦长,则 .
9.(23-24高二上·福建福州·期末)已知圆,直线过点.
(1)若直线与圆相交,求直线的斜率的取值范围;
(2)以线段为直径的圆与圆相交于两点,求直线的方程及的面积.
10.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆与相交于A、B两点,
(1)求的长;
(2)求圆心在直线上,且经过A,B两点的圆的方程.
11.(23-24高二上·山东聊城·期末)已知x轴平分的一个内角,,,的外接圆为圆M.
(1)求的面积;
(2)证明圆与圆M相交,并求圆N与圆M的公共弦所在直线的方程.
12.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知圆过点,且与直线相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)求圆与圆的公共弦长.
13.(23-24高二上·广东珠海·期末)圆内有一点,过P的直线交圆于A,B两点.
(1)当P为弦AB中点时,求直线AB的方程;
(2)若圆O与圆相交于E,F两点,求EF的长度.
圆的公切线
1.(23-24高二上·安徽滁州·期末)圆与圆公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(23-24高二上·四川成都·期末)平面直角坐标系内,与点的距离为且与圆相切的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
3.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知圆:与圆:,若圆与圆有且仅有一条公切线,则实数的值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·河南·期末)(多选)已知圆和圆,则( )
A.圆与轴相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线
D.两圆的公切线段长为
5.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知直线l同时与圆和圆相切,请写出两条直线l的方程 和 .
6.(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)已知与圆:和圆:都相切的直线有且仅有两条,则实数的取值范围是 .
7.(23-24高二上·河南郑州·期末)写出圆:与圆:的一条公切线方程 .
8.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)已知,,若与有四条公切线,则的取值范围为 .
轨迹问题—圆
1.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知点,点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)已知点为圆:外一动点,过点作圆的两条切线,,切点分别为,,且,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·江西吉安·期末)已知圆:过原点作圆的弦,则的中点的轨迹方程为 .
4.(23-24高二上·浙江金华·期末)已知在平面直角坐标系xOy中,,动点P满足则P点的轨迹Γ为圆 ,过点A的直线交圆Γ于两点C,D,且,则 .
5.(23-24高二上·江苏宿迁·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:平面内到两个定点,的距离之比为定值(且)的点所形成的图形是圆,后来,人们把这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知点到两个定点,的距离之比为2,则的取值范围为 .
6.(23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知圆,两点、.
(1)若,直线过点且被圆所截的弦长为6,求直线的方程;
(2)动点满足,若的轨迹与圆有公共点,求半径的取值范围.
7.(23-24高二上·江苏淮安·期末)已知,为坐标原点,是平面内的一个动点,且.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若圆与只有一个公共点,求的值.
8.(23-24高二上·河南周口·期末)的三个顶点坐标是;
(1)的外接圆方程;
(2)若线段MN的端点N的坐标为,端点M在△ABC的外接圆的圆上运动,求线段MN的中点P的轨迹方程.
9.(23-24高二上·湖北·期末)已知点P为圆C:上的动点,点A的坐标为,若
(1)当时,求B的轨迹方程;
(2)讨论B的轨迹与C的位置关系.
10.(23-24高二上·安徽淮北·期末)已知点和直线,点是点关于直线的对称点.
(1)求点的坐标;
(2)为坐标原点,且点满足.若点的轨迹与直线有公共点,求的取值范围.
11.(23-24高二上·河南驻马店·期末)公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯在《平面轨迹》一书中证明了平面内到两定点距离之比为常数的点的轨迹是圆,这个圆被称为阿波罗尼斯圆.在平面直角坐标系中,,动点Q满足,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线交于两点,若,从中任选一个值,求此时相应的弦长.
12.(23-24高二上·广东·期末)已知动点到两个定点,的距离的比
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点作曲线的切线,求切线的方程.
13.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知圆,
(1)已知直线,设与圆交于两点,求弦中点的轨迹方程;
(2)记(1)中点的轨迹为曲线,点为曲线上一点,点为直线上一点,求的取值范围.
14.(23-24高二上·江西上饶·期末)已知点和圆.
(1)过点的直线被圆截得的弦长为,求直线的方程;
(2)点在圆上运动,满足,求点的轨迹方程.
直线与圆的实际应用
1.(23-24高二上·江苏淮安·期末)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,的方程为,射线绕点从轴正半轴逆时针匀速旋转到轴正半轴,所扫过的内部图形(图中阴影部分)面积可表示为时间的函数,则下列图象中与图象类似的是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·安徽芜湖·期末)“陶辛水韵”于1999年被评为芜湖市新十景之一,每年入夏后,千亩水面莲叶接天,荷花映日,吸引远道游客纷至沓来,坐上游船穿过一座座圆拱桥,可以直达“香湖岛”赏荷.圆拱的水面跨度20米,拱高约5米.现有一船,水面以上高3米,欲通过圆拱桥,船宽最长约为( )
A.12米 B.13米 C.14米 D.15米
3.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)(多选)某市为了改善城市中心环境,计划将市区某工厂向城市外围迁移,需要拆除工厂内一个高塔,施工单位在某平台的北偏东方向处设立观测点,在平台的正西方向处设立观测点,已知经过三点的圆为圆,规定圆及其内部区域为安全预警区.以为坐标原点,的正东方向为轴正方向,建立如图所示的平面直角坐标系.经观测发现,在平台的正南方向的处,有一辆小汽车沿北偏西方向行驶,则( )
A.观测点之间的距离是
B.圆C的方程为
C.小汽车行驶路线所在直线的方程为
D.小汽车不会进入安全预警区
4.(23-24高二上·湖北武汉·期末)为了保证海上平台的生产安全,海事部门在某平台的正东方向设立了观测站,在平台的正北方向设立了观测站,它们到平台的距离分别为12海里和海里,记海平面上到观测站和平台的距离之比为2的点的轨迹为曲线,规定曲线及其内部区域为安全预警区.
(1)如图,以为坐标原点,,为,轴的正方向,建立平面直角坐标系,求曲线的方程;
(2)海平面上有渔船从出发,沿方向直线行驶,为使渔船不进入预警区,求的取值范围.
5.(23-24高二上•吉林•期末)如图,第25届中国机器人及人工智能大赛总决赛中,主办方设计了一个矩形坐标场地 (包含地界和内部), 长为12米,在 边上距离B点5米的E处放置一只机器犬,在距离B点2米的F处放置一个机器人,机器人行走的速度为v,机器犬行走的速度为 ,若机器犬和机器人在场地内沿着直线方向同时到达场地内某点P,则机器犬将被机器人捕获,点P叫成功点.
(1)求在这个矩形场地内成功点P的轨迹方程;
(2)若N为矩形场地边上的一点,若机器犬在线段上都能逃脱,问N点应在何处?
6.(23-24高二上·吉林长春·期末)某市为了改善城市中心环境,计划将市区某工厂向城市外围迁移,需要拆除工厂内一个高塔,施工单位在某平台O的北偏东方向处设立观测点A,在平台O的正西方向240m处设立观测点B,以O为坐标原点,O的正东方向为x轴正方向,建立如图所示的平面直角坐标系.已知经过O,A,B三点的圆为圆C.
(1)求圆C的方程.
(2)规定圆C及其内部区域为安全预警区,经观测发现,在平台O的正南方向200m的P处,有一辆小汽车沿北偏西方向行驶,小汽车会不会进入安全预警区?说明理由.
直线与圆的位置关系求距离的最值
1.(23-24高二上·江西九江·期末)已知点在直线上,过作圆的两条切线,切点为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·北京海淀·期末)已知直线恒过定点A,直线恒过定点B,且直线与交于点P,则点P到点的距离的最大值为( )
A.4 B. C.3 D.2
3.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)已知直线:和圆:,若点在圆上运动,则其到直线的最短距离为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·北京东城·期末)在平面直角坐标系中,M,N分别是x,y轴正半轴上的动点,若以为直径的圆与直线相切,则该圆半径的最小值为( )
A. B.1 C. D.2
5.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线与直线相交于点为直线上一动点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·福建厦门·期末)已知圆和圆,过动点分别作圆,圆的切线,(A,为切点),且,则的最大值为 .
7.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知圆,过点的直线与圆交于两点,则的最小值为 .
8.(23-24高二上·天津·期末)已知圆,直线,过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为,则四边形面积的最小值为 .
9.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆.
(1)求的取值范围;
(2)当取最小正整数时,若点为直线上的动点,过作圆的一条切线,切点为,求线段的最小值.
10.(23-24高二上·浙江湖州·期末)已知圆O:,直线.
(1)若直线l与圆O交于不同的两点A,B,当时,求k的值;
(2)若时,点P为直线l上的动点,过点P作圆O的两条切线PC,PD,切点分别为C,D,求四边形的面积的最小值.
11.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知圆.
(1)过点作的切线,求的方程;
(2)若点为直线上的动点,过作圆的切线,记切点为,当取最小值时,求的大小.
12.(23-24高二上·河南郑州·期末)已知直线过点且与直线平行,圆经过点.
(1)求直线的方程;
(2)求圆的标准方程;
(3)点是圆上的动点,求点到直线的距离最大值和最小值.
13.(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.
14.(23-24高二上·山西吕梁·期中)已知圆.
(1)若直线过点且与圆相切,求直线的方程;
(2)设直线与圆相交于,两点,点为圆上异于,的动点,求的面积的最大值.
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专题02 圆
圆的标准方程
1.(23-24高二上·四川乐山·期末)已知圆C的圆心在x轴上且经过,两点,则圆C的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为圆C的圆心在x轴上,故设圆的标准方程,
又经过,两点,
所以,解得,
所以圆的标准方程.
故选:A.
2.(23-24高二上·四川成都·期末)圆关于直线对称后的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为圆,所以圆的圆心为,半径为,
设点关于直线对称的点为,
所以,解得:,
所以所求圆的圆心为,半径为,
故所求圆的方程为:.
故选:A.
3.(23-24高二上·甘肃白银·期末)圆的圆心在直线上,且和轴相切于点,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为圆心在直线上,故设圆心,
又因为圆和轴相切于点,所以,即,则半径,
故圆的标准方程为.
故选:B.
4.(23-24高二上·河南周口·期末)若曲线上相异两点P、Q关于直线对称,则k的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】若曲线上相异两点P、Q关于直线对称,
则圆心在直线上,故代入解得,
故选:D.
5.(23-24高二上·吉林长春·期末)若直线经过点 和圆C:的圆心,并且与直线垂直,则m的值为( )
A.-4 B.4 C.-1 D.1
【答案】C
【详解】解:圆C:的圆心坐标为,
因为直线经过点 和圆C:的圆心,
所以直线的斜率为,
又因为该直线与直线垂直,
所以,解得 ,
故选:C
6.(23-24高二上·安徽黄山·期末)圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】圆的圆心为,半径为,
关于直线的对称点是,
所以圆的圆心是,半径是,
所以圆的方程为.
故选:D
7.(23-24高二上·山西太原·期末)圆的圆心坐标和半径分别为( )
A., B., C.,3 D.,3
【答案】A
【详解】圆的圆心坐标为,半径为.
故选:A
8.(23-24高二下·河南焦作·期末)平面几何中有定理:已知四边形的对角线与相交于点,且,过点分别作边,,,的垂线,垂足分别为,,,,则,,,在同一个圆上,记该圆为圆.若在此定理中,直线,,的方程分别为,,,点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
由得,由得,
由得,
因为,对角线与相交于点,所以,
因为,所以所在直线方程为,
与联立方程组解得,
因为,所以所在直线方程为,
与联立方程组解得,
因为,所以线段的垂直平分线方程为,
线段的垂直平分线方程为,
联立,解得,所以,
又,
所以圆的方程为.
故选:.
9.(23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末)(多选)过四点中的三点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【详解】设圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为.
故选:ABC.
10.(23-24高二上·山西太原·期末)已知圆的一条直径的两个端点坐标分别为,,则圆的方程是 .
【答案】
【详解】根据题意,,即圆心坐标为;
则圆的半径,
故所求圆的方程为:.
故答案为:.
11.(23-24高二上·吉林长春·期末)的顶点的垂心(三条高交点)为.
(1)求顶点的坐标;
(2)求的外接圆方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设,
由题意得,,
所以,解得,
所以顶点的坐标为;
(2)设的外接圆方程为,
则,解得,
所以的外接圆方程为.
12.(23-24高二上·河南南阳·期末)已知直线过定点A.
(1)求点A的坐标;
(2)当时,与的交点为,求以为直径的圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)可化为,
令,得,
所以,直线过定点.
(2)当时,,
联立方程组,解得,
即.
因为,所以线段的中点,即圆心的坐标为,
所以,,
故以为直径的圆的标准方程为.
圆的一般方程
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆,则圆心和半径分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】圆的方程可化为.
所以圆心的坐标为,半径为,
故选:B.
2.(23-24高二上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)已知圆C经过点和点,且圆心在y轴上,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设圆C的方程为,则圆心,
则有,解之得,
则有圆C的方程为,即
故选:C
3.(23-24高二上·四川成都·期末)若方程表示一个圆,则m可取的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【详解】由方程分别对进行配方得:,
依题意它表示一个圆,须使,解得:或,在选项中只有D项满足.
故选:D.
4.(23-24高二上·广东·期末)已知方程表示一个圆,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为方程表示一个圆,
所以,
即,所以或,
故选:C.
5.(23-24高二下·贵州六盘水·期末)关于的方程对应的曲线不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:当时,方程为:,对应的图象为选项A,
当时,方程为:,对应的图象为选项B,
当时,方程为:,
得,对应的图象为选项C,
选项D图形是四条线段,没有方程与之对应,
故选:D
6.(23-24高二上·湖北荆州·期末)圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】圆的方程化为,
由得或,
故圆恒过定点.
故选:D.
7.(23-24高二上·山东青岛·期末)曲线围成图形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
曲线围成图形如下图所示:其中每个象限内半圆的半径为,
所以曲线围成图形的面积为:,
故选:D
8.(23-24高二上·广西玉林·期末)若直线在轴、轴上的截距相等,且直线将圆的周长平分,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【详解】由已知圆,直线将圆平分,则直线经过圆心,
直线方程为,或,将点代入上式,解得
直线的方程为或.
故选:C.
9.(23-24高二上·河北邢台·期末)(多选)已知曲线,下列结论正确的是( )
A.当时,曲线是一条直线
B.当时,曲线是一个圆
C.当曲线是圆时,它的面积的最小值为
D.当曲线是面积为的圆时,
【答案】AB
【详解】对于A选项,当时,曲线的方程为,此时,曲线是一条直线,A对;
对于B选项,当时,曲线的方程可化为,
因为,此时,曲线是一个圆,B对;
对于C选项,当曲线是圆时,其半径为,
当且仅当时,即当时,等号成立,即的最小值为,
因此,当曲线是圆时,它的面积的最小值为,C错;
对于D选项,当曲线是面积为的圆时,其半径为,
即,解得或,D错.
故选:AB.
10.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知圆C的方程为,则圆C的半径为 .
【答案】
【详解】由可得,
所以半径为,
故答案为:
11.(23-24高二上·北京石景山·期末)已知圆的半径为3,则的值为 .
【答案】
【详解】圆的一般方程写成标准方程为,
由圆的半径为可知,,得.
故答案为:
12.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆与圆,则两圆心之间的距离为 .
【答案】5
【详解】由题意可知:两圆心坐标分别为,,
所以两圆心之间的距离为.
故答案为:5.
13.(23-24高二上·河北沧州·期末)在△OAB中,O是坐标原点,,.
(1)求AB边上的高所在直线的方程;
(2)求△OAB的外接圆方程
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)∵直线AB的斜率,
∴AB边上的高所在直线的斜率,
又AB边上的高所在直线过原点O,
∴AB边上的高所在直线的方程为.
(2)设的外接圆的方程为(),
则,解得,
∴的外接圆方程为.
14.(23-24高二上·湖南·期末)已知四边形的三个顶点,,.
(1)求过A,B,C三点的圆的方程.
(2)设线段上靠近点A的三等分点为E,过E的直线l平分四边形的面积.若四边形为平行四边形,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)
方法一:因为,,,
则,,
由,得,
则过A,B,C三点的圆的圆心为线段的中点,
半径,
所以过A,B,C三点的圆的方程为;
方法二:设过A,B,C三点的圆的方程为,
则,解得,
故过A,B,C三点的圆的方程为,即.
(2)
设,
由题意可得:,,
因为线段上靠近点A的三等分点为E,则,
则,解得,即.
方法一:直线l平分四边形的面积,可知直线l过线段的中点,
所以直线l的方程为,整理得;
方法二:设l与相交于点,则,
由直线l平分四边形的面积,可得,
则,解得,即,
所以直线l的方程为,整理得.
15.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知直线,直线l过点且与垂直.
(1)求直线l的方程;
(2)设l分别与交于点A,B,O为坐标原点,求过三点A,B,O的圆的方程.
【答案】(1);
(2)(或);
【详解】(1)由题意可得的斜率为,
可得直线l的斜率为,由点斜式方程可得,
即直线;
(2)联立直线l和方程,解得;
联立直线l和方程,解得;
如下图所示:
设过三点A,B,O的圆的方程为,
将三点坐标代入可得,解得,
可得圆的方程为(或).
16.(23-24高二上·湖北十堰·期末)已知直线,圆.
(1)求与垂直的的直径所在直线的一般式方程;
(2)若圆与关于直线对称,求的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)将的方程转化为,可知的圆心为,半径为4.
因为,所以可设的一般式方程为,
将代入,解得,
故的一般式方程为.
(2)设的圆心为,由与关于直线对称,
可得,解得
所以的标准方程为.
判断直线与圆的位置关系
1.(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
【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.
2.(23-24高二上·陕西渭南·期末)已知直线和圆,则直线l与圆C( )
A.相切 B.相离
C.相交 D.相交且过圆心
【答案】A
【详解】由圆,可得圆心,半径,
则圆心到直线的距离为,即,
所以直线与圆相切.
故选:A.
3.(23-24高二上·山东临沂·期末)已知点,直线过点且与线段AB相交,则与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相交或相切 D.相切或相离
【答案】D
【详解】直线的斜率为,,
直线经过点且与线段相交,
直线的斜率的范围为,,,
直线的方程为,即,
由圆,可得圆心,,可知圆心在直线的右侧,
且圆心的直线的方程的距离为,
直线的方程为,即,
由圆,可得圆心,,
圆心的直线的方程的距离为,
故直线与圆相切或相离.
故选:D.
4.(23-24高二上·浙江绍兴·期末)已知直线,圆,则直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都有可能
【答案】C
【详解】因为圆,所以,
半径,因为点到直线的距离,
所以直线与圆的位置关系是相离.
故选:C.
5.(23-24高二上·湖北十堰·期末)直线与圆的公共点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.不确定
【答案】C
【详解】因为直线可化为,
所以直线过定点,
而,所以该定点在圆的内部,故直线与圆有2个公共点.
故选:C.
6.(23-24高二上·广东·期末)直线与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】A
【详解】由题意知,圆心,半径,
所以圆心到直线的距离,故圆与直线相离.
故选:A.
7.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知k为实数,则直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
【答案】A
【详解】易知恒过定点,
且易知点在点内,
所以直线与圆相交;
故选:A
8.(23-24高二上·天津·期末)为圆()内异于圆心的一点,则直线与该圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.相切或相离
【答案】A
【详解】由题意圆心,而圆心到直线的距离,
所以直线与该圆的位置关系为相离.
故选:A.
9.(23-24高二上·云南大理·期末)已知直线,圆,则直线与圆的位置关系为( )
A.无法确定 B.相离 C.相切 D.相交
【答案】D
【详解】将直线整理变形可得,
令,解得,
即直线恒过定点,
显然,即定点在圆内,
可知直线与圆一定相交.
故选:D
10.(23-24高二上·四川绵阳·期末)已知两个不相等的实数a,b满足关系式和,则经过,两点的直线l与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.与的取值有关
【答案】C
【详解】由题意得,点A,B的坐标都满足,
由于两点确定一条直线,所以直线l的方程为,
的半径,圆心到直线l的距离,
所以直线l和圆相切,
故选:C.
11.(23-24高二下·云南红河·期末)已知直线l:与圆C:有公共点,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】圆C:,知,
圆心到直线的距离为:,
解得:.
故选:A
12.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知点在圆:的外部,若圆上存在点使,则正数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】圆:的圆心,半径为2,显然,
令过点的圆的切线与圆相切的切点为,由圆上存在点使,得,
即,则,又,解得,
所以正数的取值范围为.
故选:B
13.(23-24高二上·山西朔州·期末)直线与曲线有交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,所以直线恒过定点,且斜率为;
曲线,整理得,
故该曲线是以为圆心,2为半径的下半圆,
如图所示,令,代入,整理得,解得或;
故,
,所以直线与曲线有交点,只需或即可,
故选:B.
14.(23-24高二上·广东肇庆·期末)(多选)在同一平面直角坐标系中,直线与圆的位置可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】直线过定点,显然点在圆内,
因此直线与圆必相交,C错误;
而直线表示平面内过点的除直线外的任意直线,因此选项ABD都可能.
故选:ABD
15.(23-24高二上·上海·期末)点在圆外,则直线与该圆的位置关系为 .
【答案】相交
【详解】因为点是圆外一点,故有,
则圆心到直线的距离为,
∴直线与该圆的位置关系是相交.
故答案为:相交.
16.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知圆经过,两点,且圆心在直线上,直线.
(1)求圆的方程;
(2)证明:直线与圆相交.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)方法一:设所求圆的标准方程为,
由已知条件得:,解得:,
所以圆的方程为.
方法二:因为点为圆心,点在直线上,
则可设.
所以,即,解得,
所以圆心,半径长,
所以圆的方程为.
方法三:由已知可得线段的中点坐标为,,
所以弦的垂直平分线的斜率为,线段的垂直平分线方程为,
则圆心是直线与的交点.
由得:,
即圆心坐标为,半径长,
所以圆的方程为.
(2)证明:
方法一:因为,即
所以由直线的方程可知:直线恒过定点,
又因为点到圆心的距离为,
所以点在圆内部,即直线与圆相交.
方法二:由直线,
可得圆心到的距离.
因为,
所以,
即,
所以直线与圆相交.
圆的切线方程
1.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知圆,过点作圆的切线,则该切线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为圆的圆心坐标为,且点的坐标满足,
这表明点在圆上,所以直线的斜率为,过点的切线的斜率为,
所以该切线方程为,化为一般式得.
故选:B.
2.(23-24高二上·安徽淮北·期末)从原点向圆引两条切线,则两条切线间圆的劣弧长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
由配方得:,即圆心为,半径为.
如图,设过原点的圆的两条切线与圆切于点,连接.
设切线的方程为:,由圆心到切线的距离为,解得:,
设其中一条切线的倾斜角为,满足,解得:,故,
则两条切线间圆的劣弧长为.
故选:B.
3.(23-24高二上·浙江·期末)已知圆与直线,过上任意一点向圆引切线,切点为和,若线段长度的最小值为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,如下图所示:
由圆的几何性质可知,,
因为,,,所以,,
所以,,则,
设,则为的中点,
由勾股定理可得,
由等面积法可得,
所以,当取最小值时,取最小值,由,可得,
所以,的最小值为,当与直线垂直时,取最小值,
则,因为,解得.
故选:D.
4.(23-24高二上·北京平谷·期末)已知半径为1的圆经过点,过点向圆作切线,则切线长的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设圆的圆心坐标为,
因为圆的半径为,且过点,可得,
即,即圆心的轨迹表示以为圆心,半径为1的圆,
可得,则圆上的点到点的最大距离为,
又由切线长公式,可得切线长的最大值为.
故选:A.
5.(23-24高二上·新疆阿克苏·期末)(多选)过点作圆的切线,所得切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【详解】
由圆心为,半径为1,过点斜率存在时,设切线为,
则,可得,所以,即;
斜率不存在时,,显然与圆相切,
综上,切线方程为:或.
故选:AB.
6.(23-24高二上·山东青岛·期末)(多选)已知点为圆的两条切线,切点分别为,则下列说法正确的是( )
A.圆的圆心坐标为,半径为
B.切线
C.直线的方程为
D.
【答案】AC
【详解】对于A项,由可得:,知圆心为,半径为,
故A项正确;
如图,点为圆的两条切线, 切点分别为.
对于B项,分别连接,在中,,则,故B项错误;
对于C项,设过点的圆的切线方程为:,即:,
由圆心到直线的距离,解得:,
取,则切线方程为代入整理得:,
解得:,代入可得:,即得:,
因,直线的斜率为1,则直线的斜率为,故直线的方程为:,即:,故C项正确;
对于D项,由对称性可知,由上分析知,,则,
于是,.故D项错误.
故选:AC.
7.(23-24高二上·湖北孝感·期末)(多选)已知点和:,过P点的两条直线分别与相切于A,B两点.则以下命题正确的是( )
A.
B.
C.P、A、Q、B均在圆上
D.A,B所在直线方程为
【答案】ACD
【详解】根据题意,圆心,半径为2,
过P点的两条直线分别与相切于A,B两点,如图,
则,所以,,
所以A正确,B错误;
四边形为正方形,中心为
所以P、A、Q、B均在圆上,C正确;
所在直线方程为,D正确.
故选:ACD.
8.(23-24高二上·广东广州·期末)已知圆:,过点作圆的切线,切点为,则 .
【答案】
【详解】点到圆心的距离为,
则切线长为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·江苏·期末)①经过点;②与x轴相切,半径为2;③被直线平分.从这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并完成解答.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
已知圆M经过点,点, .
(1)求圆M的方程;
(2)设,P是圆上任意一点,当取得最大值时,求过点P的圆M的切线方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)选①:设圆M的方程为.
因为圆M经过三点,所以,
解得,所以圆M的方程为,即.
选②:由点,得线段的中垂线方程为,则圆心M在直线上.
设圆M的圆心坐标为.又由圆M与x轴相切,半径为2,可知圆心M在x轴上方,且,所以,
所以圆M的方程为.
选③:由点,得线段的中垂线方程为,则圆心M在直线上.
因为圆M被直线平分,则圆心M也在直线上.
由,解得,所以圆心M的坐标为,半径,所以圆M的方程为.
(2)
过点P作直线的垂线,垂足为H,则,
故当点P为线段与圆M的交点时,取得最大值.
因为,所以的方程为,
故设所求切线方程为.由,解得或,
结合条件可知符合题意,即所求切线方程为.
10.(23-24高二上·安徽黄山·期末)如图,已知点和圆.
(1)求以为直径的圆N的标准方程;
(2)设圆M与圆N相交于A,B两点,试判断直线是否为圆M的切线.若是,请求出直线和的方程;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线是圆M的切线,
【详解】(1)圆即,所以圆心,半径
又,所以中点为,以为直径的圆N的半径,
所以以为直径的圆N的标准方程为.
(2)
由,,,得,
所以,所以为圆的直径,所以,
即直线是否为圆M的切线,
过点且斜率不存在的直线为,
而点到直线的距离满足,满足题意,
故直线的方程为;
设的方程为,
点到直线的距离满足,
解得,所以的方程为,即.
11.(23-24高二上·云南昆明·期末)从以下三个条件中任选一个,补充在下面的问题横线处,并进行解答.①经过点;②圆心在直线上;③以线段为直径.
问题:已知圆经过两点,且__________.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求切线的方程.
注:如选择多个条件分别解答,按第一个条件计分.
【答案】(1)选择见解析;
(2)
【详解】(1)若选①:
依题意,设圆方程为,,,
则,解得,
所以圆方程为,标准方程为.
若选②:
依题意,设圆方程为,,
又圆心在直线上,
所以,解得,
所以圆方程为,标准方程为.
(2)因为点是圆上的一点,故切线只有一条,
又圆的圆心为,半径为,
当切线l的斜率不存在时,其方程为,显然不符合题意;
当切线l的斜率存在时,设切线,即.
则圆心到切线的距离,解得,
所以切线l的方程为,即.
12.(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
【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.
13.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知点在圆上,直线平分圆.
(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
【详解】(1)点在圆上,且直线平分圆,
线段的中垂线过圆心,此中垂线与直线的交点即为圆心,
线段的中点坐标为,斜率,
则线段的中垂线方程为:,即,
由,解得,即圆心坐标为,
圆'C的半径,
所以圆的标准方程为.
(2)过点且与圆相切的直线,
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,
有,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.
14.(23-24高二上·山东滨州·期末)已知圆经过两点,且圆心在轴上,一条光线从点射出,经轴反射后,与圆相切.
(1)求圆的方程;
(2)求反射后光线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)设圆心的坐标为,则,
即,
即,解得,
圆心的坐标为,圆的半径,
所以圆的方程为.
(2)点关于轴的对称点为,反射光线经过点,
当反射光线所在直线的斜率不存在时,直线与圆不相切,不符合题意,
当反射光线所在直线的斜率存在时,设方程为:,
即,
设圆心到直线的距离为,
因为反射光线所在直线与圆相切,
所以,所以,
即,解得或,
所以反射后光线所在直线的方程为或.
15.(23-24高二上·上海·期末)已知圆经过原点且与轴相切,与轴正半轴交于点.
(1)求圆的方程;
(2)判断点与圆的位置关系,并求经过点的圆的切线方程.
【答案】(1)
(2)点在圆外,切线方程为或
【详解】(1)圆经过原点且与轴相切,则切点为原点,圆心在轴上,
又圆与轴正半轴交于点,则圆心,圆的半径为2,
所以圆的方程为.
(2),则点在圆外,
过点的直线若斜率不存在,则直线方程为,此时直线与圆相切;
过点的直线若斜率存在,设直线方程为,即,
当直线与圆相切时,圆心到直线距离等于半径,即,解得,
此时直线方程为.
所以经过点的圆的切线方程为或.
16.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知点和圆Q:,过点P作圆Q的两条切线,切点分别为A、B,
(1)求切线的长;
(2)求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)圆的圆心为,半径,,
因为
故
所以,的长都是.
(2)因为,,所以A、B都在以为直径的圆上,
圆心为的中点,半径长为,
所以圆的方程为,即,
由得,故直线的方程为.
圆的弦长与弦心距
1.(23-24高二上·吉林延边·期末)已知二次函数与轴交于,两点,点,圆过,,三点,存在一条定直线被圆截得的弦长为定值,则该定值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设圆的方程为,因为圆过,两点,
且,两点的横坐标满足方程,
所以,,
所以圆的方程为,
又在圆上,
所以,解得,
所以圆的方程为,
即,
令,解得或,
即圆恒过点和,又,所以该定值为.
故选:B.
2.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知两点,以线段为直径的圆截直线所得弦长为( )
A. B. C.4 D.2
【答案】A
【详解】依题意,以线段为直径的圆的圆心为:,半径为,
由点到直线的距离为,
则该圆截直线所得弦长为.
故选:A.
3.(23-24高二上·湖北孝感·期末)过圆:内一点的2023条弦恰好可以构成一个公差为()的等差数列,则公差的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因经过圆:内一点的最长的弦为圆的直径,长度为10,
最短弦长为以点为中点且与垂直的弦,其长度为.(理由如下)
如图,过点且与垂直,过点另作弦,过点作于点,
在中,显然,而,
因,则得,即为过点的最短弦长.
要使公差d最大,则这2023条弦构成的等差数列应以最短弦长为首项,以最长弦长为末项.
即,解得:,故公差的最大值为.
故选:B.
4.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知圆,直线,若当的值发生变化时,直线被圆所截得的弦长的最小值为,则实数的取值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,圆的圆心为原点,半径为,
直线交轴于点,当直线与垂直时,
此时,,原点到直线的距离取最大值,即,
因为直线被圆所截得的弦长的最小值为,即,解得.
故选:C.
5.(23-24高二上·广西玉林·期末)(多选)过点作两条相互垂直的射线与圆分别交于两点,则弦长可能的取值是( )
A. B.4 C.5 D.6
【答案】ABC
【详解】如图,圆的圆心,半径为3,圆的直径为6,若直径的端点为,
不存在的情况,否则在圆上,所以排除选项D.
当轴时,,
当与正方向成角时,
,
,解得,
此时,
同理当与正方向成角时,可得,故ABC均可能取到.
故选:ABC.
6.(23-24高二上·江苏泰州·期末)直线被圆截得的弦长为
【答案】
【详解】由圆,可得圆心为,半径为,
又由圆心到直线,可得,
所以直线截圆所得的弦长为.
故答案为:.
7.(23-24高二上·安徽·期末)过点的直线被圆:所截得的弦长的最小值为 .
【答案】
【详解】根据题意:直线过定点,
判断可知点在圆内,
而圆,
若直线斜率存在时,设,
圆心到直线的距离为,
所以,若,则,
若,则,解得或,
直线斜率存在时,,此时,
若直线斜率不存在时,即,圆心到直线的距离为,
综上所述,圆心到直线的距离最大值为,
所以所截的弦长的最小值为.
故答案为:.
8.(23-24高二下·陕西西安·期末)已知直线与交于,两点,则的面积为 .
【答案】
【详解】的圆心坐标为,半径,
圆心到直线的距离,
直线被圆截得的弦长为.
面积为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·福建南平·期末)已知圆的圆心在直线上且圆与轴相切于点.
(1)求圆的方程;
(2)已知直线与圆相交于两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设圆心坐标为,
由于圆的圆心在直线上且圆与轴相切于点,
可得,解得,即圆心坐标为,
由于圆与轴相切于点,则半径.
所以圆的方程为.
(2)依题意,圆心到直线的距离,
因为直线与圆相交于两点,
所以弦长,
所以.
10.(23-24高二上·河南郑州·期末)已知圆的圆心为,过直线上一点作圆的切线,且切线段长的最小值为2.
(1)求圆的标准方程;
(2)若圆与圆:相交于,两点,求两圆公共弦的长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设圆的半径为,过向圆所作切线的一个切点为,
由知,当最小时,切线段的长度有最小值,自圆心向直线引垂线段,此时有最小值.
圆心到直线的距离.即.
.
圆的方程为.
(2)由圆:和圆:,
由于两圆的圆心距为,
故两圆相交,
两圆方程相减得,公共弦所在直线方程为.
圆心到直线的距离为.
弦长.
11.(23-24高二上·河北邢台·期末)已知直线,半径为的圆与相切,圆心在轴的非负半轴上.
(1)求圆的方程;
(2)设过点的直线被圆截得的弦长等于,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)解:由题意,设圆心的坐标为,
因为直线,半径为的圆与相切,
则,因为,解得,因此,圆的方程为.
(2)解:由勾股定理可知,圆心到直线的距离为.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,此时圆心到直线的距离为,
合乎题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
则,解得,此时,直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
12.(23-24高二上·江西九江·期末)直线与圆交于、两点,、两点的坐标分别为,,且是方程的两根.
(1)求弦的长;
(2)若圆的圆心为,求圆的一般方程.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)依题意,,,,
则,
所以弦的长为.
(2)圆心到直线的距离,
设圆的半径为,则,因此圆的半径长为,
所以圆的方程是,即.
13.(23-24高二上·福建龙岩·期末)已知圆M的圆心在直线上,并且与直线相切于点.
(1)求圆M的标准方程;
(2)直线与圆M相交于A,B两点,,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设与直线垂直的直线方程为,
代入点可得,解得,
可知圆M的圆心在直线上,
联立方程,解得,
即圆M的圆心,半径,
所以圆M的标准方程为.
(2)设,
联立方程,消去y得,
则,
因为,解得,
此时,即符合题意,
设的倾斜角为,则,故,
所以.
14.(23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末)已知圆关于直线对称,且圆与直线相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点的直线被圆截得的弦长为6,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)因为圆与直线相切于点
所以过点与直线垂直的直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
由,解得圆心.所以半径.
故圆的标准方程为:;
(2)①若斜率存在,设过点的直线斜率为,则直线方程为:,
即,所以圆心到直线的距离,
又因为,,所以,解得.
此时直线的方程为.
②若斜率不存在,直线方程为,弦心距为2,半径,
弦长为,符合题意.
综上,直线的方程为或.
15.(23-24高二上·云南临沧·期末)已知圆.
(1)过点作圆的切线,求切线的斜率
(2)直线与圆交于两点,是上的动点,求三角形面积的最大值
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)显然当切线的斜率不存在时,此时直线方程为,圆心到该直线的距离为7,不等于半径,则此时不相切,
则切线的斜率存在,设切线方程为,即,
则圆心到直线的距离,
解得;
(2)圆心到直线的距离,
,
∴三角形面积的最大值为:.
16.(23-24高二上·河北保定·期末)已知圆C与圆D:关于直线l:对称.
(1)求圆C的方程;
(2)若圆C与圆D相交于A,B两点,求四边形CADB的面积.
【答案】(1)
(2)4
【详解】(1)易知圆D的圆心为,设圆C的圆心,
因为圆心C与圆心D关于直线l:对称,
所以,解得,
所以圆C的方程为;
(2)设点D到直线l的距离为d,则,
所以,
所以四边形CADB的面积.
圆与圆的位置关系
1.(23-24高二上·甘肃庆阳·期末)圆:与圆的位置关系为( )
A.相交 B.内切 C.外切 D.相离
【答案】A
【详解】圆的圆心为,半径为;,
则圆的圆心为,半径为.
两圆心之间的距离,
且满足,可知两圆相交.
故选:A.
2.(23-24高二上·浙江金华·期末)圆C:与圆的位置关系不可能( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
【答案】D
【详解】由题可得圆C: ,则其圆心,半径为;
圆,则其圆心为,半径为.
则两圆圆心距为,
故两圆可能内含,内切,相交,不可能外切,外离.
故选:D
3.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知圆:,圆:,则两圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】B
【详解】由题意圆:即圆:的圆心,半径分别为,
圆:即圆:的圆心,半径分别为,
所以两圆的圆心距满足,
所以两圆的位置关系为相交.
故选:B.
4.(23-24高二上·浙江湖州·期末)已知圆:(,)与圆:,则圆与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.外离 D.与m的取值有关
【答案】C
【详解】圆:,
即,圆心,半径,
圆:,
即,圆心,半径,
所以当时,
所以圆与圆的位置关系是外离.
故选:C.
5.(23-24高二上·福建南平·期末)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.
6.(23-24高二上·河南洛阳·期末)若圆上总存在两个点到点的距离为,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为圆上总存在两个点到点的距离为,
所以圆与以为圆心,为半径的圆有个公共点,
则圆与圆相交,
所以,即,
解得:且,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
7.(23-24高二上·江苏泰州·期末)设,若圆与圆有公共点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】圆,圆心为,半径为,
圆,圆心为,半径为,
若圆与圆有公共点,
则,又,所以.
故选:D
8.(23-24高二上·山东日照·期末)若两圆:与:外离,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意:即:,它的圆心半径分别为,
:即:,它的圆心半径分别为,
所以圆心距满足,解得,
所以.
故选:D.
9.(23-24高二上·江苏·期末)(多选)已知圆与圆交于A,B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.圆与圆的公切线有3条
【答案】BC
【详解】根据题意可知圆,则,半径,
圆,则,半径,
易知线段的中垂线为直线,显然两圆心都不在上,故A错误;
由两圆方程相减可得直线的方程为,故B正确;
圆心到直线的距离为,所以,故C正确;
因为,所以圆与圆相交,所以有两条公切线,故D错误.
故选:BC
10.(23-24高二上·河南郑州·期末)(多选)已知两圆:,:,则下列说法正确的是( )
A.点在圆内
B.圆关于直线对称
C.圆与圆外切
D.点在圆上,点在圆上,则的最大值为6
【答案】BD
【详解】圆:,整理得,圆心为,半径为
对于A选项,由于点到圆圆心的距离为,故点在圆外,故A错误;
对于B选项,由于满足,故圆关于直线对称,故B正确;
对于C选项,由于圆:,圆心,半径为3,两圆圆心距为,
所以圆与圆内切,故C错误;
对于D选项,点在圆上,点在圆上,因为圆与圆内切,
所以的最大值为圆的直径6,故D正确,
故选:BD.
11.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知圆与圆相切,则r的值为 .
【答案】6或2
【详解】圆的圆心为,半径为2;
圆的圆心为,半径为;
由题意可得:或,
且,解得或.
故答案为:6或2.
12.(23-24高二上·河南省直辖县级单位·期末)若圆与圆只有唯一的公共点,则 .
【答案】或
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的标准方程为,其中,
圆的圆心为,半径为,
由题意可知,两圆外切或内切,且,
若两圆外切,则,即,解得;
若两圆内切,则,即,解得.
综上所述,或.
故答案为:或.
13.(23-24高二上·广西百色·期末)已知圆经过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆方程;
(2)若圆的方程为,判断圆与圆的位置关系.
【答案】(1)
(2)相交
【详解】(1)已知圆经过点和,则线段的垂直平分线过圆心,
又圆心在直线上,由,解得,即圆心,
圆的半径.
所以圆的标准方程为.
(2)圆的方程为,则圆心,半径.
圆与圆的圆心距,,
所以圆与圆相交.
14.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知圆C方程为.
(1)求实数m的取值范围;
(2)若直线与圆C相切,求实数m的值;
(3)若圆C与圆相切,求实数m的值.
【答案】(1)
(2)
(3)或.
【详解】(1),
可化为,
所以;
(2)由(1)知,圆心C(1,2),半径,
因为圆和直线相切,
所以有,
所以.
(3)因为与圆C相切,
所以或,
解得或,
故实数m的值是或.
15.(23-24高二上·河南洛阳·期末)已知圆:.
(1)若直线过定点,且与圆相切,求的方程;
(2)若圆的半径为,圆心在直线:上,且与圆外切,求圆的方程.
【答案】(1)或
(2)或
【详解】(1)由圆:得圆心,半径,
当直线斜率存在时,设:,即,
所以,解得,
所以切线为,即,
当直线斜率不存在时,直线为,易知也是圆的切线,
所以直线的方程为:或;
(2)设,则,
解得,;或,,
故所求圆的方程为或.
16.(23-24高二上·山东临沂·期末)已知以点为圆心的圆与圆相外切.
(1)求圆的方程;
(2)若直线与圆相交于,求的最小值及此时的方程.
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)由已知得圆的圆心坐标为,半径,
圆的半径,
圆的方程为;
(2)由已知得直线过定点,
,
在圆内,
由圆的几何性质可知,当时,弦最小,
此时,
又,,
当最小时,,
,
直线的方程为,即.
17.(23-24高二上·四川凉山·期末)如图,已知圆,点.
(1)求圆心在直线上,经过点且与圆相外切的圆的方程;
(2)若过点的直线与圆交于两点,且圆弧恰为圆周长的,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【详解】(1)解:由,化为标准方程得
所以圆的圆心坐标为,
又因为圆的圆心在直线上,所以当两圆外切时,切点为,
设圆的圆心坐标为,因为在圆上,可得,
则有
解得,所以圆的圆心坐标为,半径,
故圆的方程为.
(2)解:因为圆弧恰为圆周长的,
根据圆的性质,可得,所以点到直线的距离为,
①当直线的斜率不存在时,点到轴的距离为,直线即为轴,
此时直线的方程为.
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即.
可得,即,解得,
所以直线的方程,即,
故所求直线的方程为或.
18.(23-24高二上·上海·期末)已知圆.
(1)求直线被圆截得弦长;
(2)已知为圆C上一点,求与圆C外切于点A,且半径为6的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)的圆心为,半径,
圆心到直线的距离为,
故弦长为,
(2)由题意可知在直线上,由于,,
所以直线方程为,
设,则,
化简可得,解得或,
由于两圆外切,且点为切点,所以不符合,舍去,
故,圆心为则圆的方程为
圆的公共弦
1.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知圆和圆相交于两点,点是圆上任意一点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】圆,即,其圆心,半径,
圆,即,其圆心,半径,
取线段的中点,连接,
则,
将圆与圆的方程做差可得公共弦的方程为,
则,
则,
所以.
故选:B.
2.(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知圆和圆相交于A,B两点,则弦AB的长为( ).
A. B. C.4 D.2
【答案】A
【详解】由题意知圆,即圆,
圆心为,半径,
圆,即圆,
圆心为,半径,
则,即两圆相交,
将圆和圆的方程相减,
可得直线的方程为,
则到直线的距离为,
故弦的长为,
故选:A
3.(23-24高二上·福建泉州·期末)(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.
4.(23-24高二上·贵州毕节·期末)(多选)已知圆和圆的交点为,则( )
A.公共弦所在直线的方程为
B.线段的中垂线方程为
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】ABC
【详解】对于,因为圆,两式作差可得公共弦所在直线的方程为,即,故A正确;
对于,圆的圆心为,,
则线段中垂线的斜率为,即线段中垂线方程为,
整理可得,故B正确;
对于,圆心到的距离为,
又圆的半径,所以,故C正确;
对于为圆上一动点,圆心到的距离为,
又圆的半径,所以到直线距离的最大值为,故D错误,
故选:ABC.
5.(23-24高二上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)(多选)已知圆:与圆:相交于A,B两点,则下列判断正确的是( )
A.两圆的相交弦所在直线方程为
B.两圆的公共弦长为
C.经过A,B两点,且过原点的圆的方程为
D.P为上任意一点,Q为上任意一点,则PQ的最大值为
【答案】ACD
【详解】选项A:由两圆与的方程相减可得,即,
则两圆的相交弦所在直线方程为.判断正确;
选项B::的圆心,半径为5,
到直线的距离为,
则两圆的公共弦长为.判断错误;
选项C:经过A,B两点的圆的方程可设为
,
又此圆过原点,则有,解之得,
则,
则经过A,B两点,且过原点的圆的方程为.判断正确;
选项D::的圆心,半径为5,
圆:的圆心,半径为,
P为上任意一点,Q为上任意一点,
则PQ的最大值为.判断正确.
故选:ACD
6.(23-24高二上·重庆·期末)(多选)已知圆和圆,则下列说法正确的是( )
A.圆与圆有四条公切线
B.点为圆上一动点,的最大值为
C.圆与圆的公共弦所在直线方程为
D.圆与圆的公共弦长为
【答案】BCD
【详解】对于A:由题知,,,,,则,
又,即,
所以圆与圆相交,有两条公切线,A错;
对于B:点为圆上一动点,则的最大值为,故B正确;
对于C:联立得,
故圆与圆的公共弦所在直线方程为,C正确;
对于D:点到的距离为,
所以圆与圆的公共弦长为,D正确.
故选:BCD
7.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)圆与圆的公共弦长为 .
【答案】
【详解】联立方程组,,
两式相减,得,为公共弦长所在直线的方程,
又圆的圆心为,,
圆心到直线的距离为,
所以两圆公共弦长.
故答案为:.
8.(23-24高二上·天津西青·期末)已知圆:与圆:相交于点A、B.①若,则公共弦所在直线方程为 ;②若弦长,则 .
【答案】
【详解】①若,则圆:,圆:,
两个方程相减得,
化简并整理得公共弦所在直线方程为,
②若弦长,即公共弦所在直线通过圆心 ,
而两圆方程相减得,化简并整理得公共弦所在直线方程为,
所以,解得.
故答案为:.
9.(23-24高二上·福建福州·期末)已知圆,直线过点.
(1)若直线与圆相交,求直线的斜率的取值范围;
(2)以线段为直径的圆与圆相交于两点,求直线的方程及的面积.
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)法一:由已知可得圆,直线即,
∵直线与圆相交,∴圆心到直线的距离小于半径,
即,解得,故直线的斜率的取值范围为.
法二:设直线的方程,
联立方程得,
故,解得.
故直线的斜率的取值范围.
(2)
以为直径的圆,且半径,
圆的方程为,
由圆和圆:可得:
的方程为:,
整理得直线的方程为.
法一:因为圆心到直线的距离即,
,,
所以的面积.
法二:联立方程,得,
解得或,
所以的面积.
10.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆与相交于A、B两点,
(1)求的长;
(2)求圆心在直线上,且经过A,B两点的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)两圆方程相减得即,
圆的圆心为,半径为2,圆心到直线的距离为,由垂径定理得.
(2)由得或,不妨设,,
的垂直平分线为,由得圆心坐标为,半径长为,
所以圆的方程为.
11.(23-24高二上·山东聊城·期末)已知x轴平分的一个内角,,,的外接圆为圆M.
(1)求的面积;
(2)证明圆与圆M相交,并求圆N与圆M的公共弦所在直线的方程.
【答案】(1)3
(2)证明见解析,.
【详解】(1)
由题意知x轴平分,所以,
设,则,解得,所以,
所以,所以为直角三角形,
因为,,所以.
即的面积为3.
(2)
由(1)知,所以M为AB的中点,半径长为,
所以圆M的方程为,半径.
将圆N的方程化为标准方程,得,
所以圆心,半径.
所以.
又,,所以,
故圆N与圆M相交.
因为,圆M的方程可化为,
两方程作差,得.
所以圆N与圆M的公共弦所在直线的方程为.
12.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知圆过点,且与直线相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)求圆与圆的公共弦长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意设圆的圆心为,已知圆过点,且与直线相切于点,
所以圆心在直线即直线上,
所以,
又,
所以解得,
所以圆的标准方程.
(2)由(1)得圆的标准方程.
又圆,两圆方程相减得公共弦方程为,
所以圆心到公共弦的距离为,
而圆的半径为,
所以圆与圆的公共弦长为.
13.(23-24高二上·广东珠海·期末)圆内有一点,过P的直线交圆于A,B两点.
(1)当P为弦AB中点时,求直线AB的方程;
(2)若圆O与圆相交于E,F两点,求EF的长度.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)圆的圆心,半径,
由P为圆的弦AB中点,得,而直线的斜率为2,
因此直线的斜率为,方程为,即,
所以直线的方程为.
(2)圆的圆心,半径,而,
即圆与圆相交,两圆方程相减得直线的方程:,
点到直线的距离,
所以弦的长.
圆的公切线
1.(23-24高二上·安徽滁州·期末)圆与圆公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】根据题意:
圆,,
其圆心为,半径;
圆,,
其圆心为,半径;
两圆的圆心距,所以两圆外离,
所以公切线条数有4条.
故选:D.
2.(23-24高二上·四川成都·期末)平面直角坐标系内,与点的距离为且与圆相切的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【详解】根据题意可知与点的距离为的直线始终与以点为圆心,为半径的圆相切,
而此直线又与圆相切,因此该直线是圆与圆的公切线,
又两圆圆心距离等于两圆半径和,
所以两圆外切,它们有3条公切线,即所求切线条数为3,
故选:C
3.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知圆:与圆:,若圆与圆有且仅有一条公切线,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意知,,因为圆与圆有且仅有一条公切线,
所以两圆内切,故,即,
解得.
故选:C.
4.(23-24高二上·河南·期末)(多选)已知圆和圆,则( )
A.圆与轴相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线
D.两圆的公切线段长为
【答案】ACD
【详解】
圆的圆心为,半径,圆的圆心为,半径.
对于A,显然圆与轴相切,故A正确;
对于B,易知两圆相交,将方程与相减,得公共弦所在直线的方程为,故B错误;
对于C,两圆相交,所以两圆的公切线只有两条,又因为两圆半径不相等,所以公切线交于一点,即过点可以作出两条与两圆都相切的直线,故C正确;
对于,因为,所以公切线段长为,故D正确.
故选:ACD
5.(23-24高二上·浙江杭州·期末)已知直线l同时与圆和圆相切,请写出两条直线l的方程 和 .
【答案】 (答案不唯一) (答案不唯一)
【详解】由,设圆心为,半径为,
由,设圆心为,半径为1,
设直线l不存在斜率,此时方程设为:,
因为直线l同时与圆和圆相切,
所以有,此时直线l的方程为,
当直线l存在斜率,此时方程设为:,
因为直线l同时与圆和圆相切,
所以或,
所以此时切线方程为,或,即
,或,
故答案为: ;
6.(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)已知与圆:和圆:都相切的直线有且仅有两条,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】圆:的圆心,半径,
圆:的圆心,半径,
因为与圆:和圆:都相切的直线有且仅有两条,
所以两圆相交,则,
即,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
7.(23-24高二上·河南郑州·期末)写出圆:与圆:的一条公切线方程 .
【答案】(答案不唯一)
【详解】圆的圆心,半径为,圆的圆心为,半径为,
故,故圆与圆外切,
将与相减得,
即两圆内公切线方程为,
两圆圆心所在直线方程为,即,
由于两圆半径相等,故两圆的外公切线所在直线方程与平行,
设为,圆心到的距离为,解得,
故两圆的外公切线所在直线方程为和.
故答案为:(或之一也可以)
8.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)已知,,若与有四条公切线,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】由于与有四条公切线,所以两圆为外离关系,
由于,,,
所以,故,解得,
故答案为:
轨迹问题—圆
1.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知点,点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设,
由题意可知,所以,
又因为,
所以,
化简可得,
所以的轨迹方程为,
故选:A.
2.(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)已知点为圆:外一动点,过点作圆的两条切线,,切点分别为,,且,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设,
因为,与圆相切,
所以,,,,
又,
所以四边形为正方形,
所以,则,
即动点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
所以动点的轨迹方程为.
故选:A.
3.(23-24高二上·江西吉安·期末)已知圆:过原点作圆的弦,则的中点的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】设则代入圆:
可得即
点的轨迹方程为
故答案为:
4.(23-24高二上·浙江金华·期末)已知在平面直角坐标系xOy中,,动点P满足则P点的轨迹Γ为圆 ,过点A的直线交圆Γ于两点C,D,且,则 .
【答案】
【详解】设,则,整理得到,
即.
因为,故为的中点,过圆心作的垂线,垂足为,
则为的中点,则,故,
解得,
故答案为:,.
5.(23-24高二上·江苏宿迁·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:平面内到两个定点,的距离之比为定值(且)的点所形成的图形是圆,后来,人们把这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知点到两个定点,的距离之比为2,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意可知,,
,整理为,
所以点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆,
表示圆上的点与定点连线的斜率,
设,即,如图可知,直线与圆有交点,
则,解得:.
故答案为:
6.(23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知圆,两点、.
(1)若,直线过点且被圆所截的弦长为6,求直线的方程;
(2)动点满足,若的轨迹与圆有公共点,求半径的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)若时,圆,可得圆心,
因为直线被圆截得的弦长为,则圆心到直线的距离为,
当直线的斜率不存在时,此时直线的方程为,不满足题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
则,解得,所以直线方程为或,
综上可得,所求直线的方程为或.
(2)因为动点满足,、,
所以,化简得,
所以动点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆,
因为的轨迹与圆有公共点,所以,
即,解得,所以半径的取值范围.
7.(23-24高二上·江苏淮安·期末)已知,为坐标原点,是平面内的一个动点,且.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若圆与只有一个公共点,求的值.
【答案】(1)
(2)或3
【详解】(1)设,则,,
则,
整理得动点的轨迹方程为;
(2)圆与只有一个公共点
则圆与圆内切或外切,
又圆的圆心在圆内,
所以圆与圆内切,
所以,
解得或3.
8.(23-24高二上·河南周口·期末)的三个顶点坐标是;
(1)的外接圆方程;
(2)若线段MN的端点N的坐标为,端点M在△ABC的外接圆的圆上运动,求线段MN的中点P的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设△ABC的外接圆方程为 .
把A(0,1),B(2,1),C(3,4)代入圆的方程得:
解此方程组,得.
∴△ABC的外接圆方程是
(2)设点,,
∵点P是MN的中点,∴.
∵点M在上运动,∴.
即,整理得:.
所以,点P的轨迹是以为圆心,以为半径的圆.
9.(23-24高二上·湖北·期末)已知点P为圆C:上的动点,点A的坐标为,若
(1)当时,求B的轨迹方程;
(2)讨论B的轨迹与C的位置关系.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【详解】(1)设,,,,
由,可得,,,
又因为,可得B的轨迹方程为:
(2)由,可得,,,
代入,可得B的轨迹方程为:,
所以B的轨迹是以为圆心设为,为半径的圆,
所以当时,,两圆外离;
当时,,两圆外切;
当时,,两圆相交.
10.(23-24高二上·安徽淮北·期末)已知点和直线,点是点关于直线的对称点.
(1)求点的坐标;
(2)为坐标原点,且点满足.若点的轨迹与直线有公共点,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设,,因为点与点关于直线的对称,则有
线段的中点在直线上,即①,
又直线直线,且直线的斜率为,则①,
联立①①式子解得,
故点的坐标
(2)设,由,则,
故,化简得,
所以点的轨迹是圆,其方程为,圆心坐标,半径.
又因为直线与圆由公共点,
利用圆心到直线的距离小于等于半径,则,
解得.
故的取值范围为.
11.(23-24高二上·河南驻马店·期末)公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯在《平面轨迹》一书中证明了平面内到两定点距离之比为常数的点的轨迹是圆,这个圆被称为阿波罗尼斯圆.在平面直角坐标系中,,动点Q满足,设动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)直线与曲线交于两点,若,从中任选一个值,求此时相应的弦长.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【详解】(1)设,
由,得,
整理得,
即曲线的方程为.
(2)①如果选,此时直线的方程为
而圆的半径,圆心到直线的距离为,
故弦长,
②如果选,此时直线的方程为,
由,解得或,
则直线与圆的两个交点坐标为,,
故弦长.
③如果选,此时直线的方程为,
可知直线经过圆心,圆的半径,
所以弦长.
12.(23-24高二上·广东·期末)已知动点到两个定点,的距离的比
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点作曲线的切线,求切线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)设,由题意得,即,化简得,
所以动点的轨迹的方程为.
(2)由(1)知化简为标准方程为,圆心为,半径,
设直线的斜率为,即直线方程为,因为直线与圆相切,
所以,解得或,
所以直线的方程为或.
13.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知圆,
(1)已知直线,设与圆交于两点,求弦中点的轨迹方程;
(2)记(1)中点的轨迹为曲线,点为曲线上一点,点为直线上一点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)圆的圆心为,半径,
直线过定点,
则可知弦中点应在以为直径的圆上,
的中点为,,设,
则点的轨迹方程为,
由于直线不能表示直线,
则点的轨迹方程应为.
(2)记点为点,则点到直线的距离为,
可知.
14.(23-24高二上·江西上饶·期末)已知点和圆.
(1)过点的直线被圆截得的弦长为,求直线的方程;
(2)点在圆上运动,满足,求点的轨迹方程.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)解:因为圆,所以,圆的圆心为,半径,
因为直线过点,且被圆截得的弦长为,
所以,圆心到直线的距离为,
①当直线的斜率存在时,设其方程为,
即,则,解得,
故直线的方程为,即;
②当直线的斜率不存在时,因为直线过点,则直线的方程为,
圆心到直线的距离为,符合题意.
综上所述,直线的方程为或.
(2)解:设点,因为,则点为线段的中点,
设点,由中点坐标公式可得,可得,即点,
因为点在圆上运动,则,可得,
故点的轨迹方程为.
直线与圆的实际应用
1.(23-24高二上·江苏淮安·期末)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,的方程为,射线绕点从轴正半轴逆时针匀速旋转到轴正半轴,所扫过的内部图形(图中阴影部分)面积可表示为时间的函数,则下列图象中与图象类似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当射线绕点从轴正半轴逆时针匀速旋转射线时,
所扫过的内部图形面积在变大,而且根据图象显示,变化量也在变大,
当射线从射线逆时针匀速旋转到轴正半轴时,
所扫过的内部图形面积在变大,而且根据图象显示,变化量在变小,
综合选项可得,选线A符合,
故选:A.
2.(23-24高二上·安徽芜湖·期末)“陶辛水韵”于1999年被评为芜湖市新十景之一,每年入夏后,千亩水面莲叶接天,荷花映日,吸引远道游客纷至沓来,坐上游船穿过一座座圆拱桥,可以直达“香湖岛”赏荷.圆拱的水面跨度20米,拱高约5米.现有一船,水面以上高3米,欲通过圆拱桥,船宽最长约为( )
A.12米 B.13米 C.14米 D.15米
【答案】B
【详解】
如图,拱形桥,
以所在的直线为轴,以线段的垂直平分线为轴,如图建立平面直角坐标系,
则,,,圆心在轴上,设为,
则有,即,
整理可得,解得,
所以,圆心为,半径为,
所以,圆的方程为.
设,则有,解得.
所以,要使小船通过圆拱桥,船宽最长为.
因为,所以.
故选:B.
3.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)(多选)某市为了改善城市中心环境,计划将市区某工厂向城市外围迁移,需要拆除工厂内一个高塔,施工单位在某平台的北偏东方向处设立观测点,在平台的正西方向处设立观测点,已知经过三点的圆为圆,规定圆及其内部区域为安全预警区.以为坐标原点,的正东方向为轴正方向,建立如图所示的平面直角坐标系.经观测发现,在平台的正南方向的处,有一辆小汽车沿北偏西方向行驶,则( )
A.观测点之间的距离是
B.圆C的方程为
C.小汽车行驶路线所在直线的方程为
D.小汽车不会进入安全预警区
【答案】BC
【详解】由题意,得,,所以,
即观测点之间的距离是,故A错误;
设圆C的方程为,
因为圆C经过O,A,B三点,
所以,解得,
所以圆C的方程为,故B正确;
小汽车行驶路线所在直线的斜率为,又点的坐标是,
所以小汽车行驶路线所在直线的方程为,故C正确;
圆C化成标准方程为,
圆心为,半径,
圆心C到直线的距离,
所以直线与圆C相交,即小汽车会进入安全预警区,故D错误.
故选:BC.
4.(23-24高二上·湖北武汉·期末)为了保证海上平台的生产安全,海事部门在某平台的正东方向设立了观测站,在平台的正北方向设立了观测站,它们到平台的距离分别为12海里和海里,记海平面上到观测站和平台的距离之比为2的点的轨迹为曲线,规定曲线及其内部区域为安全预警区.
(1)如图,以为坐标原点,,为,轴的正方向,建立平面直角坐标系,求曲线的方程;
(2)海平面上有渔船从出发,沿方向直线行驶,为使渔船不进入预警区,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据已知条件设且,,
由,有,
,
,
,
整理有,它是以为圆心,8为半径的圆.
所以曲线的方程为:.
(2)
,过的直线不过坐标原点且不与坐标轴垂直,
所以直线截距式方程为,
化为一般式方程为,
根据题意,且,解得,
所以综上可知的取值范围为.
5.(23-24高二上·吉林·期末)如图,第25届中国机器人及人工智能大赛总决赛中,主办方设计了一个矩形坐标场地(包含地界和内部),长为12米,在边上距离B点5米的E处放置一只机器犬,在距离B点2米的F处放置一个机器人,机器人行走的速度为v,机器犬行走的速度为,若机器犬和机器人在场地内沿着直线方向同时到达场地内某点P,则机器犬将被机器人捕获,点P叫成功点.
(1)求在这个矩形场地内成功点P的轨迹方程;
(2)若N为矩形场地边上的一点,若机器犬在线段上都能逃脱,问N点应在何处?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)如图,分别以,所在直线为x,y轴,建立平面直角坐标系,则,,
设成功点,可得,即,
化简得.
因为点P需在矩形场地内,所以,
故所求轨迹方程为.
(2)当线段与(1)中的圆相切时,,
所以,所以.
若机器犬在线段上都能逃脱,则N点横坐标的取值范围是.
6.(23-24高二上·吉林长春·期末)某市为了改善城市中心环境,计划将市区某工厂向城市外围迁移,需要拆除工厂内一个高塔,施工单位在某平台O的北偏东方向处设立观测点A,在平台O的正西方向240m处设立观测点B,以O为坐标原点,O的正东方向为x轴正方向,建立如图所示的平面直角坐标系.已知经过O,A,B三点的圆为圆C.
(1)求圆C的方程.
(2)规定圆C及其内部区域为安全预警区,经观测发现,在平台O的正南方向200m的P处,有一辆小汽车沿北偏西方向行驶,小汽车会不会进入安全预警区?说明理由.
【答案】(1);(或)
(2)小次车会进入安全预警区,理由见解析
【详解】(1)由题意得,,
设圆C的方程为,因为圆C经过O,A,B三点,
所以解得
所以圆C的方程为;(或)
(2)圆C化成标准方程为,圆心为C,半径,
因圆C到直线的距离.
所以直线与圆C相交,即小次车会进入安全预警区.
直线与圆的位置关系求距离的最值
1.(23-24高二上·江西九江·期末)已知点在直线上,过作圆的两条切线,切点为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径,
圆心到直线的距离为,即l与圆相离,
由于,故,
故当时,最小,此时最大,则也取最大值,
此时,,
故选:C.
2.(23-24高二上·北京海淀·期末)已知直线恒过定点A,直线恒过定点B,且直线与交于点P,则点P到点的距离的最大值为( )
A.4 B. C.3 D.2
【答案】A
【详解】设
由直线,可得
由直线,可得,
因为直线与直线满足,
所以,
所以点P在以AB为直径的圆上,所以点P到点的距离的最大值等于点P到圆心的距离与半径之和即点P到线段AB中点距离与半径之和,
由,,得AB中点为,半径为1,
所以点P到点的距离的最大值为,
故选:A
3.(23-24高二上·贵州铜仁·期末)已知直线:和圆:,若点在圆上运动,则其到直线的最短距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】圆:的圆心,
所以点到直线:的距离为,
所以点在圆上运动,则其到直线的最短距离为:.
故选:A.
4.(23-24高二上·北京东城·期末)在平面直角坐标系中,M,N分别是x,y轴正半轴上的动点,若以为直径的圆与直线相切,则该圆半径的最小值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【详解】因为是直径,,
所以原点在圆上,
过作垂直直线,垂足为点,
因为圆与直线相切,
所以要使圆的半径最小,此时为圆的直径,
点到直线的距离
所以圆的半径的最小值为1.
故选:B
5.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线与直线相交于点为直线上一动点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】直线恒过定点,直线恒过定点,
由两直线的方程可知:两直线相互垂直.
所以点的轨迹方程为(且),圆心为,
圆心到直线的距离,
所以且与直线相离,
所以线段长度的最小值为.
故选:A.
6.(23-24高二上·福建厦门·期末)已知圆和圆,过动点分别作圆,圆的切线,(A,为切点),且,则的最大值为 .
【答案】
【详解】
如图,连接,因为,与圆相切,
所以,
设,所以,
整理得,所以在以为圆心,3为半径的圆上运动,
,当且仅当在时等号成立,
所以答案为:.
7.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知圆,过点的直线与圆交于两点,则的最小值为 .
【答案】4
【详解】由题可得:,
所以表示,两点到直线距离之和的倍,
根据题意作出图形如下:
如图,设,的中点为,
且,,在直线的投影分别为,,,
圆心到直线的距离,
所以直线与圆相离,易得,即,
所以点在以为直径的圆上,其圆心为,半径为,
由图可得:
由于到直线的距离,
所以,
即的最小值为.
故答案为:4
8.(23-24高二上·天津·期末)已知圆,直线,过直线上一点作圆的两条切线,切点分别为,则四边形面积的最小值为 .
【答案】
【详解】如图所示,由圆,可得圆心,半径为,
则四边形面积,
要使得四边形面积的最小值,只需最小,
由圆心到直线的距离为,
所以四边形面积的最小值为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆.
(1)求的取值范围;
(2)当取最小正整数时,若点为直线上的动点,过作圆的一条切线,切点为,求线段的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由方程表示圆,则满足,
即,解得或,
所以的取值范围是.
(2)由(1),因为取最小正整数,所以,
所以圆,可得圆心,半径为,
又因为,
所以取最小值时取最小值,而取最小值,
即为圆心到直线的距离,可得,
所以.
10.(23-24高二上·浙江湖州·期末)已知圆O:,直线.
(1)若直线l与圆O交于不同的两点A,B,当时,求k的值;
(2)若时,点P为直线l上的动点,过点P作圆O的两条切线PC,PD,切点分别为C,D,求四边形的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当时,由垂径定理得圆心到直线的距离为,
则,
解得;
(2)当时,直线,即
由已知得
又,
所以的最小值为,
又因为四边形的面积的为,所以其最小值为
11.(23-24高二上·广东深圳·期末)已知圆.
(1)过点作的切线,求的方程;
(2)若点为直线上的动点,过作圆的切线,记切点为,当取最小值时,求的大小.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)因为圆的圆心为,半径为,
当的斜率不存在时,满足条件.
当的斜率存在时,不妨设其方程为,
即,
圆心到的距离为,解得,
可得的方程为,
综上所述,的方程为或.
.
(2),
当最短时,即时,取得最小值,
此时,
,又,
.
12.(23-24高二上·河南郑州·期末)已知直线过点且与直线平行,圆经过点.
(1)求直线的方程;
(2)求圆的标准方程;
(3)点是圆上的动点,求点到直线的距离最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)最大值,最小值.
【详解】(1)法一:由,得,
所以直线的斜率为,
因为直线与直线平行,
所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
法二:依题意可设直线的方程为,
由于直线过点,所以,所以
所以直线的方程为
(2)法一:由题意知,作出图形如图所示,
圆过,所以中点为,
直线垂直平分线记为,由得,
所以直线的方程为即,
又圆心在轴上,即上,
联立,解得,
所以圆心坐标为,
半径
所以圆的标准方程为.
法二:设圆的一般方程为,圆过,
所以,解得,
所以圆的一般方程为,
即.
所以圆的标准方程为.
(3)由(2)知,圆心,半径为,作出图形如图所示,
所以圆心到直线的距离为,
所以点到直线的距离最大值为;
点到直线的距离最小值为.
13.(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
【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.
14.(23-24高二上·山西吕梁·期中)已知圆.
(1)若直线过点且与圆相切,求直线的方程;
(2)设直线与圆相交于,两点,点为圆上异于,的动点,求的面积的最大值.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)圆:,圆心的坐标为,半径.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
圆心到的距离,与圆相切;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
由直线与圆相切,得,解得,
所以直线的方程为.
综上所述:直线的方程为或.
(2)圆心到直线的距离,所以,
因为为圆上异于,的动点,所以点到直线的距离,
所以的面积,
当且,在圆心的两侧时,等号成立,
所以的面积的最大值为.
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