内容正文:
2.3 圆与圆的位置关系
题型一:判断圆与圆的位置关系
1.(24-25高二上·江苏连云港·阶段练习)圆和圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.外切 D.内含
2.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知圆:,圆:,则圆与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.外切 D.内切
3.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知圆:,:,则两圆的位置关系为( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.内含
4.(24-25高二上·江苏南通·期末)圆与圆的位置关系 .
题型二:求两圆的交点坐标
5.圆与的交点坐标为 .
6.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 .
7.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知圆C的圆心在直线上,并且圆C经过圆与圆的交点,则圆C的圆心是( )
A. B. C. D.
题型三:由圆与圆的位置关系确定圆的方程
8.(24-25高二上·江苏·期中)圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
9.圆关于点对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高二上·上海·课后作业)求与圆内切于点,且半径为1的圆的方程.
题型四:圆的公切线条数
11.(24-25高二上·江苏盐城·期中)已知圆,圆,则两圆的公切线有( )
A.条 B.条 C.条 D.条
12.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)两圆与的公切线有( )条
A.1 B.2 C.3 D.0
13.(24-25高二上·江苏南通·期中)已知圆,圆,则与圆和都相切的直线的条数为( )
A. B. C. D.
14.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知圆和圆,则两圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
15.(24-25高二上·江苏盐城·阶段练习)已知圆,圆,则两圆的公切线有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
题型五:由圆的位置关系确定参数或范围
16.(22-23高二上·江苏苏州·期中)圆与圆内切,则实数的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
17.(24-25高二上·江苏镇江·期中)在平面直角坐标系中,若圆上存在点,且点关于轴的对称点在圆上,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
18.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)圆与圆外切,则实数 .
19.(23-24高二上·江苏常州·期中)在平面直角坐标系中,设命题直线与平行;命题:圆与圆相交.若命题、命题中有且只有一个为真命题,求实数的取值范围.
20.(24-25高二上·江苏常州·期中)已知圆:,圆:(),直线:,:.
(1)若圆与圆相内切,求实数m的值;
(2)若,被圆所截得的弦的长度之比为,求实数的值.
21.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知点,是圆上的一动点,点是线段的中点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)已知、是直线上两个动点,且.若恒为锐角,求线段中点的横坐标取值范围.
22.(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.
题型六:相交圆的公共弦方程
23.已知两圆和相交于两点,则直线的直线方程为( )
A. B. C. D.
24.(22-23高二上·江苏徐州·阶段练习)设两圆与圆的公共弦所在的直线方程是
25.(24-25高二上·江苏泰州·期末)已知圆与圆相交于两点,若直线的倾斜角为,则实数的值为 .
26.(24-25高三上·江苏·阶段练习)已知圆:,过点的直线交圆于,两点.
(1)若,求此时直线的方程;
(2)过,分别作圆的切线,,设直线和的交点为,求证:点在定直线上.
27.(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)已知圆,直线,点在直线上.
(1)求的取值范围;
(2)过点引圆的两条切线,切点为.
(i)求四边形面积的最小值:
(ii)设中点为,是否存在定点使得为定值,若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
28.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知圆,点M是直线上的动点,过点M作圆C的两条切线,切点分别为A、B.
(1)求四边形ACBM面积的最小值;
(2)若PQ是圆C的一条直径,求的最小值;
(3)证明:直线AB恒过定点.
29.(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.
题型七:两圆的公共弦长
30.(23-24高二上·江苏镇江·阶段练习)已知圆,圆,则这两圆的公共弦长为( )
A. B. C.2 D.1
31.(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)圆:与圆:相交于、两点,则 .
32.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知圆C:与圆:.
(1)求C与相交所得公共弦长;
(2)若过点且斜率为k的直线l与圆C交于P,Q两点,其中O为坐标原点,且,求
33.(23-24高二上·江苏·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知四点,,,.
(1)求过,,三点的圆方程,并判断点与圆的位置关系;
(2)求圆与圆的公共弦长.
34.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)设为实数,圆的方程为.
(1)若圆和圆的公共弦长为,求的值;
(2)若过点的圆与圆相切,切点为,求圆的标准方程.
35.(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)已知圆,圆,,分别为两圆的圆心.
(1)求圆和圆的公共弦长;
(2)过点的直线交圆于,两点,且,求直线的方程.
题型八:圆的公切线方程
36.(22-23高二上·江苏连云港·阶段练习)已知圆与圆,则圆与圆的公切线方程是 .
37.圆与圆,则圆A与圆B的公切线方程为 .
38.(23-24高二上·河南郑州·期末)写出圆:与圆:的一条公切线方程 .
39.(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)已知圆与圆
(1)若圆与圆有两个不同的交点,求的取值范围;
(2)若,且圆与圆有两个不同的交点求线段DE的长;
(3)若r=1,求圆与圆的公切线方程.
一、单选题
1.(24-25高二上·江苏常州·期中)若圆上总存在两点到点的距离等于3,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
2.(24-25高二上·江苏连云港·期中)若点为原点,且圆与圆没有公共点,则圆的半径可以是( )
A.1 B.3 C.8 D.9
3.(23-24高二上·四川雅安·阶段练习)圆与圆的公切线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·江苏泰州·阶段练习)已知圆,圆,(,且,不同时为0)交于不同的两点,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(22-23高二上·江苏南京·开学考试)已知圆C1:与圆C2:,若圆C1与圆C2有且仅有一个公共点,则实数a的值为 .
四、解答题
6.(22-23高二上·江苏常州·期末)已知圆的半径为3,圆心在直线上,点.
(1)若圆心在轴上,过点A作圆的切线,求切线方程;
(2)若在圆上存在点,满足(为坐标原点),求圆心的横坐标的取值范围.
7.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知直线l与圆相交于A,B两点,弦AB的中点为.
(1)求实数a的取值范围以及直线l的方程;
(2)已知,若圆C上存在两个不同的点P,使,求实数a的取值范围.
8.(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)已知圆,直线.
(1)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:过点的圆过定点,并求出所有定点的坐标;
(2)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:直线AB过定点,并求出定点的坐标.
9.(24-25高二上·江苏泰州·期末)已知点的坐标为,且以点为圆心的圆与y轴相切.
(1)过点作圆的切线l,求l的方程;
(2)圆上是否存在点P,使得点P到距离之比为.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
10.(24-25高二上·江苏盐城·期中)在平面直角坐标系中,已知圆及点,.
(1)若直线过点,与圆相交于,两点,且,求直线的方程;
(2)圆上是否存在点,使得成立?若存在,求点的个数;若不存在,请说明理由.
11.(24-25高二上·江苏无锡·期中)已知圆,点.
(1)过的直线截所得的弦长为,求的方程;
(2)经过点和的圆与外切,过作的两条切线,切点分别为,,求直线的方程.
12.(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.
13.(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.
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2.3 圆与圆的位置关系
题型一:判断圆与圆的位置关系
1.(24-25高二上·江苏连云港·阶段练习)圆和圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.外切 D.内含
【答案】C
【详解】圆的圆心为,半径为3,
圆的圆心为,半径为2,
两圆的圆心距为,
即两圆的圆心距等于半径和,所以两圆外切.
故选:C.
2.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知圆:,圆:,则圆与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.外切 D.内切
【答案】D
【详解】由题意知,,
所以,则,
所以两圆内切.
故选:D
3.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知圆:,:,则两圆的位置关系为( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.内含
【答案】A
【详解】圆:的圆心,半径,圆:圆心,半径,
而,所以两圆相交.
故选:A
4.(24-25高二上·江苏南通·期末)圆与圆的位置关系 .
【答案】相交
【详解】由题意圆的标准方程为,
所以圆的圆心、半径,
由,可知圆的圆心,半径,
所以两圆的圆心距,所以,
所以圆与圆的位置关系是相交.
故答案为:相交.
题型二:求两圆的交点坐标
5.圆与的交点坐标为 .
【答案】和
【详解】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
6.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】
【详解】联立两圆方程,解得或,
即可得这点的坐标为.
故答案为:
7.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知圆C的圆心在直线上,并且圆C经过圆与圆的交点,则圆C的圆心是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设圆与圆的交点为A,B
联立两圆方程,得,解得,或.
不妨记,,
于是的中点为,
从而可得的垂直平分线方程为 ,即,
联立与,得解得,
即圆心坐标为.
故选:D.
题型三:由圆与圆的位置关系确定圆的方程
8.(24-25高二上·江苏·期中)圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】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
9.圆关于点对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】圆的圆心为,半径为,
关于点的对称点为,
所以对称圆的方程为.
故选:A
10.(23-24高二上·上海·课后作业)求与圆内切于点,且半径为1的圆的方程.
【答案】
【详解】设所求圆的圆心为,
圆的的半径为,圆心为坐标原点,
因为圆和圆相内切,
所以,
又因为两圆内切于点,
所以三点共线,因此有,
由可解或,
因为点在第四象限,
所以点也在第四象限,所以,
因此所求圆的方程为.
题型四:圆的公切线条数
11.(24-25高二上·江苏盐城·期中)已知圆,圆,则两圆的公切线有( )
A.条 B.条 C.条 D.条
【答案】C
【详解】由,圆心,半径,
,圆心,半径,
则,
所以两圆外切,有条公切线,
故选:C.
12.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)两圆与的公切线有( )条
A.1 B.2 C.3 D.0
【答案】C
【详解】的圆心为,半径为1,
的圆心为,半径为2,
则圆心距,故两圆外切,
故公切线有3条.
故选:C
13.(24-25高二上·江苏南通·期中)已知圆,圆,则与圆和都相切的直线的条数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意,圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
圆心距为,所以,,
所以,两圆相交,故两圆的公切线条数为.
故选:B.
14.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知圆和圆,则两圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】已知圆,圆心,半径.
圆,即,
圆心,半径.
所以圆心距,,
所以,
所以两圆相交,故公切线的条数为.
故选:B.
15.(24-25高二上·江苏盐城·阶段练习)已知圆,圆,则两圆的公切线有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【答案】A
【详解】圆的圆心坐标为半径为1,圆的圆心坐标为半径为7,
两圆圆心距离为,小于两圆半径之差,
圆与圆的位置关系为内含,没有公切线.
故选:A.
题型五:由圆的位置关系确定参数或范围
16.(22-23高二上·江苏苏州·期中)圆与圆内切,则实数的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【详解】由题知,
所以,
因为圆与圆内切,
所以,即,
因为,
所以,
故选:C.
17.(24-25高二上·江苏镇江·期中)在平面直角坐标系中,若圆上存在点,且点关于轴的对称点在圆上,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意,如需圆上的点关于轴的对称点在圆上,
只需圆关于轴的对称圆与圆有交点即可.
圆和圆的圆心分别为,半径分别为和2,
所以圆心距为,因为两圆有交点,
所以有,
即:,又因为,所以.
故选:A.
18.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)圆与圆外切,则实数 .
【答案】±4
【详解】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
19.(23-24高二上·江苏常州·期中)在平面直角坐标系中,设命题直线与平行;命题:圆与圆相交.若命题、命题中有且只有一个为真命题,求实数的取值范围.
【答案】
【详解】解:命题为真:由题意得,或,检验符合,
命题为真:,圆相交,
所以或,
因为命题、命题中有且只有一个为真命题,
若真假,则:,解得,
若假真,则:,
解得:,
综上:实数的取值范围是.
20.(24-25高二上·江苏常州·期中)已知圆:,圆:(),直线:,:.
(1)若圆与圆相内切,求实数m的值;
(2)若,被圆所截得的弦的长度之比为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题设可得,,
因为圆与圆相内切,故,其中,
解得.
(2)到的距离为,到的距离为,
故,解得.
21.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知点,是圆上的一动点,点是线段的中点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)已知、是直线上两个动点,且.若恒为锐角,求线段中点的横坐标取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围、轨迹问题——圆
【详解】(1)解:设,因为点是线段的中点,则,可得,
因为点在圆上,则,即,
整理可得,
所以点的轨迹方程为.
(2)解:设,则,
当在圆上运动时,恒为锐角,
等价于以中点为圆心,为半径的圆与圆外离.
且圆的圆心坐标为,半径为,
所以,解得或,
所以线段中点的横坐标取值范围为.
22.(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.
题型六:相交圆的公共弦方程
23.已知两圆和相交于两点,则直线的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】把两圆与的方程相减,可得,
此直线的方程既能满足第一个圆的方程、又能满足第二个圆的方程,故必是两个圆的公共弦所在的直线方程.
故选:D.
24.(22-23高二上·江苏徐州·阶段练习)设两圆与圆的公共弦所在的直线方程是
【答案】
【详解】由题意,
因为圆,圆,
由得,,
所以两圆的公共弦所在的直线方程为.
故答案为:.
25.(24-25高二上·江苏泰州·期末)已知圆与圆相交于两点,若直线的倾斜角为,则实数的值为 .
【答案】
【知识点】直线的倾斜角、相交圆的公共弦方程
【分析】两圆方程相减可得公共弦的方程,再利用直线的倾斜角求出斜率即可求解.
【详解】因为圆,即与圆相交于两点,
所以两圆方程相减可得公共弦的方程,即,
因为直线的倾斜角为,
所以直线的斜率,解得,
故答案为:
26.(24-25高三上·江苏·阶段练习)已知圆:,过点的直线交圆于,两点.
(1)若,求此时直线的方程;
(2)过,分别作圆的切线,,设直线和的交点为,求证:点在定直线上.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
【详解】(1)设,,
当直线的斜率不存在时,:,
联立,解得,,则,不符合题意;
当直线的斜率存在时,设:,
由,得,则,
联立,可得,
则,解得,
所以,解得,
故直线的方程为或.
(2)设,圆为,圆心为,
则以线段为直径的圆的方程为,
化简可得,
上述方程与圆的方程相减得,
因为直线过点,则,所以,
所以点在直线上.
27.(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)已知圆,直线,点在直线上.
(1)求的取值范围;
(2)过点引圆的两条切线,切点为.
(i)求四边形面积的最小值:
(ii)设中点为,是否存在定点使得为定值,若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)存在,
【详解】(1)因为点在直线上,直线的方程为,
故可设点的坐标为,
圆的圆心的坐标为,半径为,
所以
所以的取值范围为
(2)(i)因为为圆的两条切线,所以,
又,
所以
圆心到直线的距离为
所以当时,四边形的面积取最小值,最小值为,
(ii)由(i)得四点共圆,且以为直径,
因为,,
所以该圆方程为,
在圆上
又在圆上
两式作差可得直线为,
即,
所以直线过定点,
因为,所以点在以为直径的圆上,
取的中点为,
恒有为定值.
28.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知圆,点M是直线上的动点,过点M作圆C的两条切线,切点分别为A、B.
(1)求四边形ACBM面积的最小值;
(2)若PQ是圆C的一条直径,求的最小值;
(3)证明:直线AB恒过定点.
【答案】(1)
(2)6
(3)证明见解析
【详解】(1)如图,
由圆可知,圆心为,半径为,
由圆的几何性质可知,,,
所以,
四边形面积,
当时,取最小值,且,
则四边形面积的最小值为.
(2)因为PQ是圆C的一条直径,所以C为的中点,,
由,得的最小值为6.
(3)设点,则,
线段的中点为,
所以,以为直径的圆E的方程为,
即圆E的方程为,
将圆E的方程与圆C的方程作差可得,
即,
故直线的方程为,
变形可得,
由,可得,所以直线恒过定点.
29.(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
【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.
题型七:两圆的公共弦长
30.(23-24高二上·江苏镇江·阶段练习)已知圆,圆,则这两圆的公共弦长为( )
A. B. C.2 D.1
【答案】C
【详解】由圆,圆,
两式相减得相交弦所在直线方程:.
由圆可得圆,
所以圆心、半径.
所以圆心到直线的距离,
所以相交弦长为.
故选:C
31.(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)圆:与圆:相交于、两点,则 .
【答案】4
【详解】由圆:与圆:,
两圆相减得公共弦所在直线方程为:,
有圆:,可得圆心,半径,
所以圆心到直线的距离,
所以.
故答案为:4.
32.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知圆C:与圆:.
(1)求C与相交所得公共弦长;
(2)若过点且斜率为k的直线l与圆C交于P,Q两点,其中O为坐标原点,且,求
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意知,两圆的公共弦所在直线方程为
整理得,
圆心到直线的距离,
所以所求弦长为;
(2)由题设可知直线l的方程为,
设,,
将代入方程,
整理得,
所以,,
,
因为,
解得,经检验,直线与圆有交点,
所以直线l的方程为,
故圆心C在直线l上,所以
33.(23-24高二上·江苏·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知四点,,,.
(1)求过,,三点的圆方程,并判断点与圆的位置关系;
(2)求圆与圆的公共弦长.
【答案】(1),在圆上
(2).
【详解】(1)设圆方程为,
把,,三点坐标代入可得:,
解得,,,所以圆方程是;
把点坐标代入可得:,故在圆上.
(2)两圆方程相减得两圆公共弦所在的直线方程为:,
又圆的圆心,半径为2,则圆心到直线的距离为,
所以公共弦长为.
34.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)设为实数,圆的方程为.
(1)若圆和圆的公共弦长为,求的值;
(2)若过点的圆与圆相切,切点为,求圆的标准方程.
【答案】(1)1或
(2)
【详解】(1)由题知两圆相交,
将圆与圆相减可得,
即两圆公共弦所在直线方程,
圆心到直线的距离为,
所以,解得或,
所以实数的值为或.
(2)将点代入圆,可得,
所以圆的方程为,即,
所以圆的圆心为,半径为,
设圆的标准方程为,
因为圆与圆相切于点,所以、、三点共线,
所以直线的方程为,即,
将点代入得①,又点在圆上,
则,即②,
由①②两式解得,,,
所以圆的标准方程为.
35.(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)已知圆,圆,,分别为两圆的圆心.
(1)求圆和圆的公共弦长;
(2)过点的直线交圆于,两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)
如图所示,
联立圆与,
即,得,
即直线的方程为,
由,可化为,
则,
圆心到直线的距离,
弦长;
(2)
如图所示,
将化为,
可得,半径,
设为中点,易知,
则,
解得,
即,得,
过作直线,当直线斜率不存在时,直线方程为,此时到直线距离为不成立;
当直线斜率存在时,设直线方程为,即,
此时点到直线的距离,
解得或,
即直线方程为或.
题型八:圆的公切线方程
36.(22-23高二上·江苏连云港·阶段练习)已知圆与圆,则圆与圆的公切线方程是 .
【答案】
【详解】圆,即,圆心为,半径.
圆,即,圆心为,半径.
圆心角,所以两圆相内切.
由解得,
所以两圆切点的坐标为,
,所以公切线的斜率为,
所以公切线的方程为.
故答案为:
37.圆与圆,则圆A与圆B的公切线方程为 .
【答案】,,或
【详解】,圆心,半径;
,圆心,半径,
因为两圆的圆心距,
所以两圆相离,即圆A与圆B的公切线有条,
当直线的斜率不存在时,与两圆均相切;
当直线的斜率存在时,设,即,
所以,解得 ,或,
所以圆A与圆B的公切线方程有, 或
,
故答案为:,,或
38.(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)
39.(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)已知圆与圆
(1)若圆与圆有两个不同的交点,求的取值范围;
(2)若,且圆与圆有两个不同的交点求线段DE的长;
(3)若r=1,求圆与圆的公切线方程.
【答案】(1);
(2);
(3),,.
【详解】(1)圆的圆心,半径为,
圆的圆心,半径为4,
由圆与圆有两个不同的交点,得,而,
因此,解得,
所以的取值范围是.
(2)当时,圆,此时圆与圆相交,两圆方程相减得直线方程,
点到直线的距离,
所以.
(3)当时,,即圆与圆外切,圆与圆有1条内公切线,2条外公切线,
显然切线的斜率存在,设方程为,则,
整理得或,解,得
解,得或,
因此内公切线的方程为,即;
外公切线的方程为,的方程为,即,
所以圆与圆的公切线方程为,,.
一、单选题
1.(24-25高二上·江苏常州·期中)若圆上总存在两点到点的距离等于3,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【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:或,
所以实数的取值范围是.
故选:A.
二、多选题
2.(24-25高二上·江苏连云港·期中)若点为原点,且圆与圆没有公共点,则圆的半径可以是( )
A.1 B.3 C.8 D.9
【答案】AD
【详解】由得的圆心,半径,
又,显然点O在圆C外,
由于圆O与圆C无公共点,则圆O与圆C可以外离,也可以内含,且圆C在圆O内,
设圆O的半径为R,于是或,即或,
解得或,所以圆O的半径可以是1或9,即AD满足,BC不满足.
故选:AD
3.(23-24高二上·四川雅安·阶段练习)圆与圆的公切线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径,
由题意得,圆与圆的半径之和为,半径之差为0,
因为,所以圆与圆的位置关系为相交.
由题意得,因为圆与圆的半径相等,所以公切线的斜率为2.
设公切线的方程为,即,由,得,
所以公切线的方程为或.
故选:CD
4.(23-24高二上·江苏泰州·阶段练习)已知圆,圆,(,且,不同时为0)交于不同的两点,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【详解】圆和圆交于不同的两点,,
∴两圆方程相减可得直线的方程为:,
即,分别把点,两点坐标代入
得:,,
上面两式相减得:,
即,所以选项A正确;
由上得:,所以选项B正确;
∵两圆的半径相等,∴由圆的性质可知,线段与线段互相平分,
则有,,
变形可得,,故C正确,D错误.
故选:ABC
三、填空题
5.(22-23高二上·江苏南京·开学考试)已知圆C1:与圆C2:,若圆C1与圆C2有且仅有一个公共点,则实数a的值为 .
【答案】6或
【详解】C1:的圆心为,半径为,圆C2:的圆心为,半径为,由于两圆只有一个公共点,则两圆外切或者内切,因此或,解得或,
故答案为:6或
四、解答题
6.(22-23高二上·江苏常州·期末)已知圆的半径为3,圆心在直线上,点.
(1)若圆心在轴上,过点A作圆的切线,求切线方程;
(2)若在圆上存在点,满足(为坐标原点),求圆心的横坐标的取值范围.
【答案】(1)或
(2)或
【详解】(1)联立可得圆心,
所以,圆的方程为.
当切线斜率不存在时,切线方程为,
此时圆心到的距离,满足题意;
当切线斜率存在时,设切线斜率为,
切线方程为,即.
因为与圆相切,
所以有到的距离,
即,整理可得,解得,
所以,切线方程为,整理可得.
综上所述,切线方程为或.
(2)设圆心,,
则,.
由可得,,
整理可得,,即,
所以,点在以为圆心,为半径的圆上.
由已知可得,圆与圆有公共点,
所以,,即,
平方整理可得,,解得或.
7.(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知直线l与圆相交于A,B两点,弦AB的中点为.
(1)求实数a的取值范围以及直线l的方程;
(2)已知,若圆C上存在两个不同的点P,使,求实数a的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)由圆可得,则圆心,半径.
因为直线l与圆相交于A,B两点,弦AB的中点为.
所以点在圆内,则,即,解得
故实数a的取值范围为.
因为弦AB的中点为,所以
由圆的性质可得,则,所以直线l的方程为:,即.
(2)设点P坐标为
由,,可得,即.
所以点P的轨迹是以为圆心,为半径的圆
因为圆C上存在两个不同的点P
所以两圆相交,则,解得
故实数a的取值范围为:.
8.(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)已知圆,直线.
(1)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:过点的圆过定点,并求出所有定点的坐标;
(2)若点P在直线l上运动,过点P作圆O的两条切线,切点分别为,求证:直线AB过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1)证明见解析;和
(2)证明见解析;
【详解】(1)是圆O的切线切点为
所以.
所以点在以为直径的圆上,
点P在直线l上运动,所以设点,
则以为直径的圆方程为:,
即:,
令,解得或
所以圆过定点和
(2)由(1)知,过的圆方程为:,
同时点在圆上,
所以直线AB即两个圆的公共弦方程所在的直线方程,
两个圆的方程相减得:,即两个圆的公共弦方程所在的直线方程;
令,解得.
故直线过定点
9.(24-25高二上·江苏泰州·期末)已知点的坐标为,且以点为圆心的圆与y轴相切.
(1)过点作圆的切线l,求l的方程;
(2)圆上是否存在点P,使得点P到距离之比为.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或;
(2)不存在点P,理由见解析.
【详解】(1)因为,且以点为圆心的圆与y轴相切,
所以圆的方程为.
因为,
当直线l的斜率不存在时,l的方程为,
设l的方程为,则到l的距离为,
所以,故,所以l的方程为,
综上,l的方程为或.
(2)设,由点P到距离之比为,
得,即,
所以点P的轨迹为以为圆心,为半径的圆N,
由,则圆内含于圆N,
所以不存在点P,使得点P到距离之比为.
10.(24-25高二上·江苏盐城·期中)在平面直角坐标系中,已知圆及点,.
(1)若直线过点,与圆相交于,两点,且,求直线的方程;
(2)圆上是否存在点,使得成立?若存在,求点的个数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或
(2)存在,点有2个,理由见解析
【详解】(1)圆可化为,圆心为,,
若的斜率不存在时,,此时符合要求.
当的斜率存在时,设的斜率为,则令,
因为,由垂径定理可得,圆心到直线的距离,
,
直线的方程为,
所以直线的方程为或.
(2)假设圆上存在点,设,
则,,
即,即,其圆心坐标为,半径为,
因为圆圆心为,,则圆心距为,
则,
与相交,则点有两个.
11.(24-25高二上·江苏无锡·期中)已知圆,点.
(1)过的直线截所得的弦长为,求的方程;
(2)经过点和的圆与外切,过作的两条切线,切点分别为,,求直线的方程.
【答案】(1)或者.
(2)
【详解】(1)
易知知直线斜率存在,设的方程为:,
因为截圆所得的弦长为,所以到的距离为,
所以,解得或者,
所以的方程为或者.
(2)因为圆经过点和,所以设,又圆与圆外切于点,
所以,,与点共线,则,得,
则圆半径为,圆方程为,
又,与圆相切,所以四点在以为直径的圆上,
圆的方程为,即,
直线为圆与圆的公共点所在的直线,则由,
两式相减得直线的方程为.
12.(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)
【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.
13.(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)
【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:.
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