内容正文:
第8讲 圆与圆的位置关系
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
知识点一:圆与圆的位置关系
1、圆与圆的位置关系:
(1)圆与圆相交,有两个公共点;
(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点;
(3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点.
2、圆与圆的位置关系的判定:
(1)代数法:
判断两圆的方程组成的方程组是否有解.
有两组不同的实数解时,两圆相交;
有一组实数解时,两圆相切;
方程组无解时,两圆相离.
(2)几何法:
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
当时,两圆相交;
当时,两圆外切;
当时,两圆外离;
当时,两圆内切;
当时,两圆内含.
3、两圆公共弦长的求法有两种:
方法一:将两圆的方程联立,解出两交点的坐标,利用两点间的距离公式求其长.
方法二:求出公共弦所在直线的方程,利用勾股定理解直角三角形,求出弦长.
4、两圆公切线的条数
与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,圆的公切线包括外公切线和内公切线两种.
(1)两圆外离时,有2条外公切线和2条内公切线,共4条;
(2)两圆外切时,有2条外公切线和1条内公切线,共3条;
(3)两圆相交时,只有2条外公切线;
(4)两圆内切时,只有1条外公切线;
(5)两圆内含时,无公切线.
题型一:判断圆与圆的位置关系
【典例1-1】(2025·高二·河南濮阳·期末)已知圆与圆,若圆C完全覆盖圆,,则圆C的半径的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【解析】依题意,圆的圆心,半径,圆的圆心,半径为,
则,故两圆外切,
因圆C覆盖圆,,所以圆半径的最小值为.
故选:A.
【典例1-2】(2025·高二·河南洛阳·期末)已知圆,直线,则下列结论错误的是( )
A.直线l与圆C不可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l的距离等于1
C.恰有三条直线与圆C和圆都相切
D.直线l与直线垂直
【答案】B
【解析】对于A项,整理直线
可得出,
解方程组可得,直线过定点.
圆的圆心为,半径为,
则,
所以点在圆内,即直线过圆内一定点,
所以,直线l与圆C一定相交,不可能相切.故A正确;
对于B项,当时,直线化为.
此时有圆心到直线的距离,且,
因此圆C上只有两个点到直线l的距离等于1.故B错误;
对于C项,圆可化为,
圆心为,半径为.
因为,所以两圆外切,
即恰有三条直线与圆C和圆都相切,故C正确;
对于D项,因为,
所以直线l与直线垂直,故D项正确.
故选:B
【变式1-1】(2025·高二·新疆巴音郭楞·期末)圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.外离 D.相交
【答案】D
【解析】的圆心和半径为,,的圆心和半径为,,
故,,故两圆相交,
故选:D
【变式1-2】(2025·高二·广东广州·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.外离
【答案】B
【解析】对于圆:方程为,其圆心,半径.
对于圆:方程为,其圆心,半径.
根据两点间距离公式,则圆心距.
两圆半径之和.
因为圆心距,恰好等于两圆半径之和.
所以圆与圆的位置关系是外切.
故选:B.
【变式1-3】已知圆.动点在直线上运动,现以点为圆心半径为作圆记为,则圆与圆的位置为( )
A.相离 B.相交 C.内含 D.相交或相切
【答案】A
【解析】由,可得圆心,半径为,
所以圆心到直线的距离,
因为动点在直线上运动,所以,
又圆的半径为,所以,
所以圆与圆的位置为相离.
故选:A.
题型二:求两圆的交点问题
【典例2-1】(2025·高二·广东佛山·期末)已知点关于直线的对称点在圆上,则 .
【答案】/
【解析】设点关于直线的对称点为,
显然在上,
由对称性可知,,故点在以原点为圆心,2为半径的圆上,
即,
联立与得,
故点,显然的中点在上,
即,解得.
故答案为:.
【典例2-2】(2025·高二·上海·期中)已知圆和圆,观察可得它们都经过坐标原点,除此之外,它们还相交于一点,这点的坐标是 .
【答案】
【解析】联立两圆方程,解得或,
即可得这点的坐标为.
故答案为:
【变式2-1】(2025·高二·重庆·竞赛)若点关于直线对称的点在圆上,则 .
【答案】
【解析】注意点在圆上,且关于直线对称的点必然在圆上,
因为联立两圆方程解得:,
圆与圆仅有唯一公共点,
因此对称点只能是.因为,,
由余弦定理可得:,
所以,因此.
故答案为:.
【变式2-2】(2025·高二·黑龙江齐齐哈尔·期中)圆心在直线上,且经过圆与圆的交点的圆的方程为 .
【答案】(或)
【解析】法一:由,
解得或者,
所以圆与圆的交点分别为,
则线段AB的垂直平分线的方程为.
由,解得,
所以所求圆的圆心坐标为,半径为,
所以所求圆的方程为.
法二:同法一求得,
设所求圆的方程为,
由,解得,
所以所求圆的方程为.
法三:设所求圆的方程为,其中,
化简可得,圆心坐标为.
又圆心在直线上,
所以,解得,
所以所求圆的方程为.
故答案为:(或)
【变式2-3】圆与的交点坐标为 .
【答案】和
【解析】联立,两式相减得,将其代入中得或,进而得或,
所以交点坐标为
故答案为:和
题型三:公共弦问题
【典例3-1】(2025·高二·陕西咸阳·期末)已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆即,圆心,半径;
圆即,圆心,半径,
因为,则,所以两圆相交,
则两圆的公共弦方程为,
则到的距离,
所以.
故选:A
【典例3-2】(2025·高二·安徽合肥·期末)圆与圆的公共弦所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将两个圆的方程化为一般式,分别为和,
作差整理得,即为所求.
故选:B.
【变式3-1】(2025·高二·重庆沙坪坝·期末)圆与圆交于两点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】①,②,.
②−①化简可得,
方程为,
故选:A.
【变式3-2】(2025·高二·山西·期末)已知圆与圆的交点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵,,
∴两圆方程相减得,,化简得.
故选:B.
【变式3-3】(2025·高二·广东深圳·期末)已知圆,圆,两圆的交点为,,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【解析】由得,
所以圆和圆的公共弦所在直线方程为,
圆的圆心为,半径,
到公共弦所在直线的距离为,
所以.
故选:C.
【变式3-4】(2025·高二·山东潍坊·期末)已知圆与圆相交于A,B两点,且两圆在点处的切线互相垂直,则线段AB的长为( )
A. B.3 C. D.
【答案】D
【解析】因为圆的圆心为,半径,
圆的圆心为为,半径,
可知圆与圆均关于x轴对称,则线段AB的关于x轴对称,
若两圆在点处的切线互相垂直,则,
可得,
由的面积可得,
即,解得.
故选:D.
题型四:由圆的位置关系确定参数
【典例4-1】已知圆和圆内切,则 .
【答案】
【解析】圆,圆心,半径为,
圆,圆心,半径,
因为两圆内切,所以,解得(舍去负值).
故答案为:.
【典例4-2】(2025·高二·辽宁锦州·期中)若圆关于直线对称,则 .
【答案】/0.25
【解析】圆的圆心为,
依题意,点在直线上,即,解得,
此时圆,即,符合题意,
所以.
故答案为:
【变式4-1】(2025·高二·江苏南京·开学考试)圆与圆外切,则实数 .
【答案】±4
【解析】两圆的圆心为,,半径为1和4,
因为两圆外切,则,解得.
故答案为:±4
【变式4-2】(2025·高二·河南南阳·期末)已知圆:与圆:()外切,则 .
【答案】1
【解析】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径为,
∵圆与圆外切,∴,解得.
故答案为:.
【变式4-3】已知圆和圆内切,则 .
【答案】7
【解析】由题意可知圆心,半径为2,圆心,半径为r.
则,即点在圆外.
又因为两圆内切,所以,则.
故答案为:7.
题型五:由圆与圆的位置关系确定圆的方程
【典例5-1】已知半径为1的动圆与圆相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A.
B.或
C.
D.或
【答案】D
【解析】由,圆心为,半径为4,
设动圆圆心为,若动圆与已知圆外切,则,
即;
若动圆与已知圆内切,则,
即.
综上所述,动圆圆心的轨迹方程是或.
故选:D.
【典例5-2】(2025·高二·江苏·期中)圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】圆的圆心为,半径为.
所以圆的半径为,设圆心为,
则,解得,
所以圆的方程为.
故选:A
【变式5-1】(2025·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系中,已知圆,圆.若圆心在轴上的圆同时平分圆和圆的圆周,则圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】圆C平分圆C1等价于圆C与圆的公共弦是圆的直径.
同理圆C与圆的公共弦是圆的直径
设圆C的圆心为,半径为,则,
所以,即,解得
所以圆C的方程为.
故选:A
【变式5-2】已知圆,则圆O关于直线对称的圆的方程为()
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设圆心关于直线的对称点为,
则,解得,
所以对称圆的圆心为,
所以对称圆的方程为即.
故选:A.
题型六:公切线问题
【典例6-1】(2025·高二·陕西榆林·期中)如图,半径为1的圆与轴和轴都相切.当圆沿轴向右滚动,圆滚动到与出发位置时的圆相外切时,记此时圆心为;当圆沿轴向上滚动,圆滚动到与出发位置时的圆相外切时,记此时圆心为.若直线与圆和圆都相切,且与圆相离,则直线的方程为 .
【答案】
【解析】依题意,圆,圆,圆,
,即圆和圆相离,它们有4条公切线,两条内公切线分别为和,
直线和都与圆相切,不符合题意;
由圆和圆是等圆,得圆和圆的两条外公切线都与直线平行,
由,得外公切线的斜率,设方程为,
于是,解得或,
当时,切线,点到此直线距离,直线与圆相离,
当时,切线,点到此直线距离,直线与圆相交,
所以直线的方程为.
故答案为:
【典例6-2】(2025·高二·河北张家口·期中)已知圆与圆,则圆和圆的一条公切线的方程为 .
【答案】;;(三个任意一个都算正确)
【解析】由题可知:
所以
两个圆的半径和为
所以两个圆外切,所以有三条公切线,
设公切线为
由圆心到切线的距离等于半径得
解得 或或
所以切线方程为,或
故答案为:;;
【变式6-1】已知圆与圆有且仅有一条公切线,则该公切线方程为 .
【答案】
【解析】因为圆:,则,半径为,
由可得圆心为原点,半径为,
因为圆与圆有且只有一条公切线,所以两圆内切.
所以,又,所以.
所以圆:即.
所以两圆方程相减可得圆与圆的公切线为:即.
故答案为:
【变式6-2】(2025·全国·模拟预测)圆与圆的公切线长为 .
【答案】4
【解析】由题可得,由圆,
则圆心为,半径为,
由圆,
则圆的圆心为,半径为.
则两圆心的距离,
因为,所以圆与圆相交.
如图,设切点为,作于点,
所以圆与圆的公切线长为.
故答案为:.
【变式6-3】圆和圆的公切线的方程为 .
【答案】或或
【解析】圆,圆心坐标,半径,
圆,圆心坐标,半径,
由,则两圆相外切,
由圆心和半径可知,两圆均与直线相切,
直线的方程为,直线与直线的交点为,
设过的另外一条切线为,由点到切线距离为1,故,
解得,或,故另外一条切线为.
因为直线的斜率为,故过两圆切点的切线斜率为,
设过公切点的切线方程为,由点到切线距离为1,则,
所以,故.
故答案为:或或.
1.已知圆直线,,则下列说法错误的是( )
A.直线恒过定点
B.直线与圆一定有公共点
C.当时,圆上恰有两个点到直线的距离等于1
D.圆与圆只有一条公切线
【答案】D
【解析】对于A,直线的方程为,由,得,
直线过定点,故A正确:
对于B,,又,
即定点在圆C内,则直线与圆C相交,有两个交点,故B正确;
对于C,当时,直线,圆心到直线l的距离为,
而圆C半径为2,且,因此恰有2个点到直线的距离等于1,故C正确:
对于D,圆化为,
圆的圆心为,半径为4,
两圆圆心距为,所以两圆相交,
因此它们有两条公切线,故D错误.
故选:D
2.(2025·湖北·三模)已知直线与相交于点P,点Q在圆上,则( ).
A.有最大值 B.有最大值
C.有最小值 D.有最小值
【答案】D
【解析】对于直线,可变形为.
令,解得,所以直线恒过定点.
对于直线,可变形为.
令,解得,所以直线恒过定点.
因为,当时,,两直线不平行,又因为两直线相交于点,且的斜率,的斜率,,所以,已知,,则中点坐标为.
,所以半径.
则点的轨迹是以AB为直径的圆.故点P的轨迹为,
已知圆的圆心,半径,则圆心与点轨迹圆的圆心的距离为.
的最小值为圆心距减去两圆半径,即.
由于轨迹不包含点,故不存在最大值.
故选:D.
3.(2025·高三·辽宁·期中)圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】圆的方程等价于,
所以圆是以为圆心,为半径的圆,
圆 是以为圆心,为半径的圆,
所以圆,圆的圆心距为,
圆,圆半径之和为,
即圆心距等于两半径之和,因此两圆外切,
所以圆,圆有3条公切线.
故选:C
4.(2025·高二·广东·期中)已知点在圆上,直线与两坐标轴分别交于,两点,若存在点使得,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆,由题意可知直线与两坐标轴的交点为,
不妨设,则,根据直径所对的圆周角为直角,
故以为直径的圆与圆有交点,
而,由两圆相交得,
解得.
故选:B.
5.(2025·高二·江西景德镇·期中)已知圆,直线,则下列错误的是( )
A.直线l与圆C不可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l距离等于1
C.直线l与直线垂直
D.若圆C与圆恰有三条公切线,则
【答案】B
【解析】对于A项,整理直线
可得出,
解方程组可得,直线过定点.
圆的圆心为,半径为,
则,
所以点在圆内,即直线过圆内一定点,
所以,直线l与圆C一定相交,不可能相切.故A正确;
对于B项,当时,直线化为.
此时有圆心到直线的距离,且,
因此圆C上只有两个点到直线l的距离等于1.故B错误;
对于C项,因为,
所以直线l与直线垂直.故C正确;
对于D项,要使圆C与圆恰有三条公切线,则应满足两圆外切.
圆可化为,
圆心为,半径为.
因为两圆外切,所以有,
即,
整理可得,化简可得,解得.故D项正确.
故选:B
6.(2025·高二·湖南娄底·期中)圆与圆的公切线有且仅有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
【答案】A
【解析】圆:,所以,.
圆:,所以,.
因为,,所以.
所以圆与圆相离.所以两圆有4条公切线.
故选:A
7.(2025·高二·上海静安·期中)若半径分别为3和7的两圆相交,则它们的圆心距可能是( )
A.0 B.4 C.8 D.12
【答案】C
【解析】设圆心距为,由于两圆相交,故,即,
所以ABD错误,C正确.
故选:C
8.(2025·山东泰安·二模)已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为
所以两个圆内切,因此与两圆均相切的直线为两个圆的公共弦所在的直线方程,
所以
整理得,
故选:.
9.(多选题)(2025·重庆·二模)已知直线,圆,下列结论正确的是( )
A.直线与圆总有公共点
B.点到直线的距离的最大值为
C.若圆与圆有交点,则的取值范围是
D.当变化时,若过直线上任意一点总能作圆的切线,则实数的取值范围为
【答案】BC
【解析】对于A:圆 的圆心到直线的距离为
,
故当时,直线与圆没有公共点,故A错误;
对于B:直线恒过定点,
则圆心到直线的最大值为,故B正确;
对于C:圆的圆心为,半径为,
圆,圆心,半径为,
,由圆与圆有交点,
所以,即,所以,
即r的取值范围是,故C正确;
对于D:当变化时,若过直线上任意一点总能作圆的切线,则直线和圆相离或相切,
所以圆心到直线的距离为,
解得,所以实数k的取值范围为,故D错误.
故 选:BC.
10.(多选题)(2025·高二·浙江·期中)如图,数学中有许多形状优美,寓意美好的曲线,爱心曲线就是其中之一,下列结论正确的是( )
A.曲线上的点的横坐标取值范围是
B.曲线上的点到原点的距离最大值为
C.曲线恰好经过6个整数点(即横坐标、纵坐标均为整数)
D.曲线所围成的“心形”区域面积大于3
【答案】BCD
【解析】对于A,根据题意,曲线,
当时,曲线的方程为,
移项可得,
关于的一元二次方程的判别式,
解得,又因为,所以,
当时,曲线的方程为,
则曲线关于轴对称,
所以曲线上的点的横坐标取值范围是,故A错误;
对于B,当时,曲线的方程为,
则有,变形可得,当且仅当时等号成立,
又由曲线关于轴对称,则曲线上任意一点都满足,
曲线上的点到原点的距离最大值为,故B正确;
对于C,曲线,
当时,,所以,即曲线经过,;
当时,方程为,有,
解得,所以只能取整数1,
当时,有,解得或,即曲线经过,,
根据对称性可得曲线还经过,,所以曲线一共经过6个整点,C正确;
对于D,因为在轴上方,曲线围成图形的面积大于四点,,
,围成的矩形面积,
在轴下方,图形面积大于三点,,
围成的等腰直角三角形的面积,
故曲线所围成的“心形”区域的面积大于3,D正确;
故选:BCD
11.(多选题)(2025·宁夏银川·二模)已知圆,直线,则( )
A.直线l与圆C可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l的距离等于1
C.直线l与直线垂直
D.若圆C与圆恰有三条公切线,则
【答案】CD
【解析】对于A项,整理直线
可得出,
解方程组可得,直线过定点.
圆的圆心为,半径为,
则,
所以点在圆内,即直线过圆内一定点,
所以,直线l与圆C一定相交.故A错误;
对于B项,当时,直线化为.
此时有圆心到直线的距离,且,
因此圆C上只有两个点到直线l的距离等于1.故B错误;
对于C项,因为,
所以直线l与直线垂直.故C正确;
对于D项,要使圆C与圆恰有三条公切线,则应满足两圆外切.
圆可化为,
圆心为,半径为.
因为两圆外切,所以有,
即,
整理可得,化简可得,
解得.故D项正确.
故选:CD.
12.写出一个半径为,且与圆:及直线:都相切的圆的方程
只需写出符合条件的一个方程即可
【答案】(答案不唯一)
【解析】设圆心,由已知圆与直线:相切,圆与圆:相切,
可得,解得或或,
圆的方程为或或.(写其中一个即可)
故答案为:(答案不唯一)
13.已知圆与圆,则两圆的位置关系是 .
【答案】内切
【解析】因为圆,圆,
所以圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
所以,所以两圆的位置关系为内切.
故答案为:内切.
14.已知圆和圆相切,则
【答案】或或
【解析】由圆可知圆心,半径,
由圆可知圆心,半径,
所以当两圆相内切时,圆心距,解得;
当两圆相外切时,圆心距,解得或,
所以的值为或或.
故答案为:或或
15.(2025·高二·云南临沧·期中)以下四种表述正确的是 填写正确表述的序号
①点在圆的内部,则的取值范围是
②圆上有且仅有个点到直线的距离都等于
③曲线与曲线恰有三条公切线,则
④直线恒过定点
【答案】①②③
【解析】对于,因为点在圆的内部,
所以,解得:,即的取值范围是,故正确;
对于,圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离,
又因为,所以圆上有且仅有个点到直线的距离都等于,故正确;
对于,曲线即,
则圆心,半径为,曲线即,
则圆心,半径为,两圆的圆心距为,
因为圆:与圆:有三条公切线,
则两圆属于外切的位置关系,所以,解得,故正确;
对于,直线即,
由,解得
所以直线过定点,故错误.
故答案为:.
16.(2025·高二·宁夏吴忠·期中)若圆与圆有且仅有三条公切线, .
【答案】
【解析】易知圆的圆心为,半径为,
由,得到,
则,即,圆的圆心为,半径为,
因为圆与圆有且仅有三条公切线,所以圆与圆外切,
则,即,解得,
故答案为:.
17.已知圆C:,圆是以圆上任意一点为圆心,半径为1的圆.圆C与圆交于A,B两点,则当最大时, .
【答案】2
【解析】易知圆心,半径,
又因为都在圆上,可知,如图所示:
当公共弦长最大时,最大,此时弦为圆的直径,
在中,,
所以.
故答案为:2
18.(2025·高二·上海杨浦·期中)已知圆与圆内切,则实数 .
【答案】
【解析】,故圆心为,半径为1,
的圆心为,半径为2,
因为两圆内切,所以两圆圆心距离为两半径之差,故,解得.
故答案为:
19.已知圆的圆心坐标为,且被直线截得的弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)若动圆与圆相外切,又与轴相切,求动圆圆心的轨迹方程;
【解析】(1)设圆的方程为,,
由圆心到直线的距离为,
由弦长公式可得,解得,
故圆的方程为;
(2)
设点,则动圆的半径为,因动圆与圆相外切,则,
即,两边取平方,化简得:,
故当时,,当时,,当时,点在圆上,不合题意.
故动圆圆心的轨迹方程为;.
20.判断圆与圆的位置关系并说明理由.若有公共点,则求出公共点坐标.
【解析】,
圆心为,半径为,
,
圆心为,半径为,
所以,
所以两圆内含,故两圆无公共点.
21.(2025·高二·四川广安·开学考试)已知圆,直线过点且与圆相切.
(1)求直线的方程;
(2)设圆与圆关于直线对称,求出圆的方程;
【解析】(1)如图:
由题可得圆心,,
因为,所以点在圆上,即点为切点,
因,故直线的斜率为,
故直线的直线方程为,即.
(2)因为圆与圆关于直线对称,所以点恰为的中点,
故得,又圆的半径为,故.
22.(2025·高二·辽宁大连·期末)已知圆:(),点,圆与直线相切.
(1)若圆与圆相交,求的取值范围;
(2)若圆与圆公共弦的长度为,求的值.
【解析】(1)因为圆与直线相切,
所以圆心到直线的距离是圆的半径.
所以圆的方程为.
(或者).
因为圆:()的圆心为,
半径为,且两个圆相交,所以,
即,解得.
(2)圆与圆交点满足方程组,
所以两圆公共弦所在的直线方程为,
圆心到公共弦所在直线的距离为,
因为两圆的公共弦长为,所以,
整理得,解得或,
由(1)可知,或均符合题意.
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第8讲 圆与圆的位置关系
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
知识点一:圆与圆的位置关系
1、圆与圆的位置关系:
(1)圆与圆相交,有两个公共点;
(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点;
(3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点.
2、圆与圆的位置关系的判定:
(1)代数法:
判断两圆的方程组成的方程组是否有解.
有两组不同的实数解时,两圆相交;
有一组实数解时,两圆相切;
方程组无解时,两圆相离.
(2)几何法:
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
当时,两圆相交;
当时,两圆外切;
当时,两圆外离;
当时,两圆内切;
当时,两圆内含.
3、两圆公共弦长的求法有两种:
方法一:将两圆的方程联立,解出两交点的坐标,利用两点间的距离公式求其长.
方法二:求出公共弦所在直线的方程,利用勾股定理解直角三角形,求出弦长.
4、两圆公切线的条数
与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,圆的公切线包括外公切线和内公切线两种.
(1)两圆外离时,有2条外公切线和2条内公切线,共4条;
(2)两圆外切时,有2条外公切线和1条内公切线,共3条;
(3)两圆相交时,只有2条外公切线;
(4)两圆内切时,只有1条外公切线;
(5)两圆内含时,无公切线.
题型一:判断圆与圆的位置关系
【典例1-1】(2025·高二·河南濮阳·期末)已知圆与圆,若圆C完全覆盖圆,,则圆C的半径的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【典例1-2】(2025·高二·河南洛阳·期末)已知圆,直线,则下列结论错误的是( )
A.直线l与圆C不可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l的距离等于1
C.恰有三条直线与圆C和圆都相切
D.直线l与直线垂直
【变式1-1】(2025·高二·新疆巴音郭楞·期末)圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.外离 D.相交
【变式1-2】(2025·高二·广东广州·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.外离
【变式1-3】已知圆.动点在直线上运动,现以点为圆心半径为作圆记为,则圆与圆的位置为( )
A.相离 B.相交 C.内含 D.相交或相切
题型二:求两圆的交点问题
【典例2-1】(2025·高二·广东佛山·期末)已知点关于直线的对称点在圆上,则 .
【典例2-2】(2025·高二·上海·期中)已知圆和圆,观察可得它们都经过坐标原点,除此之外,它们还相交于一点,这点的坐标是 .
【变式2-1】(2025·高二·重庆·竞赛)若点关于直线对称的点在圆上,则 .
【变式2-2】(2025·高二·黑龙江齐齐哈尔·期中)圆心在直线上,且经过圆与圆的交点的圆的方程为 .
【变式2-3】圆与的交点坐标为 .
题型三:公共弦问题
【典例3-1】(2025·高二·陕西咸阳·期末)已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
【典例3-2】(2025·高二·安徽合肥·期末)圆与圆的公共弦所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(2025·高二·重庆沙坪坝·期末)圆与圆交于两点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(2025·高二·山西·期末)已知圆与圆的交点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(2025·高二·广东深圳·期末)已知圆,圆,两圆的交点为,,则( )
A. B.1 C. D.2
【变式3-4】(2025·高二·山东潍坊·期末)已知圆与圆相交于A,B两点,且两圆在点处的切线互相垂直,则线段AB的长为( )
A. B.3 C. D.
题型四:由圆的位置关系确定参数
【典例4-1】已知圆和圆内切,则 .
【典例4-2】(2025·高二·辽宁锦州·期中)若圆关于直线对称,则 .
【变式4-1】(2025·高二·江苏南京·开学考试)圆与圆外切,则实数 .
【变式4-2】(2025·高二·河南南阳·期末)已知圆:与圆:()外切,则 .
【变式4-3】已知圆和圆内切,则 .
题型五:由圆与圆的位置关系确定圆的方程
【典例5-1】已知半径为1的动圆与圆相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A.
B.或
C.
D.或
【典例5-2】(2025·高二·江苏·期中)圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(2025·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系中,已知圆,圆.若圆心在轴上的圆同时平分圆和圆的圆周,则圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】已知圆,则圆O关于直线对称的圆的方程为()
A. B.
C. D.
题型六:公切线问题
【典例6-1】(2025·高二·陕西榆林·期中)如图,半径为1的圆与轴和轴都相切.当圆沿轴向右滚动,圆滚动到与出发位置时的圆相外切时,记此时圆心为;当圆沿轴向上滚动,圆滚动到与出发位置时的圆相外切时,记此时圆心为.若直线与圆和圆都相切,且与圆相离,则直线的方程为 .
【典例6-2】(2025·高二·河北张家口·期中)已知圆与圆,则圆和圆的一条公切线的方程为 .
【变式6-1】已知圆与圆有且仅有一条公切线,则该公切线方程为 .
【变式6-2】(2025·全国·模拟预测)圆与圆的公切线长为 .
【变式6-3】圆和圆的公切线的方程为 .
1.已知圆直线,,则下列说法错误的是( )
A.直线恒过定点
B.直线与圆一定有公共点
C.当时,圆上恰有两个点到直线的距离等于1
D.圆与圆只有一条公切线
2.(2025·湖北·三模)已知直线与相交于点P,点Q在圆上,则( ).
A.有最大值 B.有最大值
C.有最小值 D.有最小值
3.(2025·高三·辽宁·期中)圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2025·高二·广东·期中)已知点在圆上,直线与两坐标轴分别交于,两点,若存在点使得,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2025·高二·江西景德镇·期中)已知圆,直线,则下列错误的是( )
A.直线l与圆C不可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l距离等于1
C.直线l与直线垂直
D.若圆C与圆恰有三条公切线,则
6.(2025·高二·湖南娄底·期中)圆与圆的公切线有且仅有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
7.(2025·高二·上海静安·期中)若半径分别为3和7的两圆相交,则它们的圆心距可能是( )
A.0 B.4 C.8 D.12
8.(2025·山东泰安·二模)已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
9.(多选题)(2025·重庆·二模)已知直线,圆,下列结论正确的是( )
A.直线与圆总有公共点
B.点到直线的距离的最大值为
C.若圆与圆有交点,则的取值范围是
D.当变化时,若过直线上任意一点总能作圆的切线,则实数的取值范围为
10.(多选题)(2025·高二·浙江·期中)如图,数学中有许多形状优美,寓意美好的曲线,爱心曲线就是其中之一,下列结论正确的是( )
A.曲线上的点的横坐标取值范围是
B.曲线上的点到原点的距离最大值为
C.曲线恰好经过6个整数点(即横坐标、纵坐标均为整数)
D.曲线所围成的“心形”区域面积大于3
11.(多选题)(2025·宁夏银川·二模)已知圆,直线,则( )
A.直线l与圆C可能相切
B.当时,圆C上恰有三个点到直线l的距离等于1
C.直线l与直线垂直
D.若圆C与圆恰有三条公切线,则
12.写出一个半径为,且与圆:及直线:都相切的圆的方程
只需写出符合条件的一个方程即可
13.已知圆与圆,则两圆的位置关系是 .
14.已知圆和圆相切,则
15.(2025·高二·云南临沧·期中)以下四种表述正确的是 填写正确表述的序号
①点在圆的内部,则的取值范围是
②圆上有且仅有个点到直线的距离都等于
③曲线与曲线恰有三条公切线,则
④直线恒过定点
16.(2025·高二·宁夏吴忠·期中)若圆与圆有且仅有三条公切线, .
17.已知圆C:,圆是以圆上任意一点为圆心,半径为1的圆.圆C与圆交于A,B两点,则当最大时, .
18.(2025·高二·上海杨浦·期中)已知圆与圆内切,则实数 .
19.已知圆的圆心坐标为,且被直线截得的弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)若动圆与圆相外切,又与轴相切,求动圆圆心的轨迹方程;
20.判断圆与圆的位置关系并说明理由.若有公共点,则求出公共点坐标.
21.(2025·高二·四川广安·开学考试)已知圆,直线过点且与圆相切.
(1)求直线的方程;
(2)设圆与圆关于直线对称,求出圆的方程;
22.(2025·高二·辽宁大连·期末)已知圆:(),点,圆与直线相切.
(1)若圆与圆相交,求的取值范围;
(2)若圆与圆公共弦的长度为,求的值.
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