内容正文:
第04讲 圆
考向一 圆的方程及其判断
【例1-1】(25-26高二上·全国·课堂例题)根据下列条件,求圆的标准方程:
(1)圆心在点,且过点;
(2)过点和点,半径为;
(3)过三点.
【例1-2】(24-25高一下·重庆·期末)下列方程一定表示圆的是( ).
A. B.
C. D.
【例1-3】(24-25高二下·上海嘉定·期中)已知表示圆,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【例1-4】(23-24高二上·湖北荆州·期末)圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(24-25高二上·北京密云·期末)圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·四川眉山)方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·河南周口·期中)已知圆心在轴上的圆过点且与轴相切,则该圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(2025·浙江嘉兴)“”是“圆不经过第三象限”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
考向二 点与圆的位置关系
【例2-1】(24-25高二上·甘肃白银·期中)点在圆的( )
A.外部 B.内部 C.圆周上 D.无法确定
【例2-2】(23-24高二上·广东惠州·期中)点与圆的位置关系为( )
A.点在圆外 B.点在圆内 C.点在圆上 D.与m的值有关
【例2-3】(24-25高二上·安徽·期末)已知点在圆的外部,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(24-25高二上·湖北宜昌)已知点,圆,则( )
A.A,B都在C内 B.A在C外,B在C内
C.A,B都在C外 D.A在C内,B在C外
2.(2024湖北)已知点,与圆O:,则( )
A.点A与点B都在圆O外
B.点A在圆O外,点B在圆O内
C.点A在圆O内,点B在圆O外
D.点A与点B都在圆O内
3.(24-25高二上·福建福州·期中)已知点在圆外,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.∪
考向三 直线与圆的位置关系
【例3-1】(24-25高二下·广东深圳·期末)直线和圆的位置关系为( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.相交且过圆心
【例3-2】(24-25高二下·云南昆明·阶段练习)已知圆,直线,则直线与圆的公共点个数为( )
A.个 B.个 C.个 D.与有关,不能确定
【例3-3(24-25高二下·贵州毕节·期末)若直线与曲线恰有两个公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(24-25高二上·安徽阜阳·期中)已知直线与圆,点,则下列说法正确的是( )
A.点在圆上,直线与圆相切 B.点在圆内,直线与圆相离
C.点在圆外,直线与圆相切 D.点在圆上,直线与圆相交
2.(2025·陕西西安·模拟预测)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定的
3.(24-25云南曲靖)若直线与圆相离,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
考向四 圆与圆的位置关系
【例4-1】(24-25高二下·安徽安庆·期末)已知圆,圆,则两圆的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
【例4-2】(24-25高二下·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
【变式】
1.(24-25高二下·上海·期中)圆与圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
2.(24-25 辽宁·期中)圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(24-25高二下·上海·期中)圆与圆的位置关系不可能为( )
A.相切 B.相交 C.内含 D.外离
考向五 直线与圆的距离问题
【例5-1】(25-26高二上·全国·课后作业)直线被圆截得的弦长为( )
A. B. C. D.
【例5-2】(2025高三·全国·专题练习)已知P是:上的动点,则P到直线l:距离的最小值为( )
A. B. C. D.1
【例5-3】(24-25高二下·浙江衢州·期中)已知直线(其中为常数),圆,则直线被圆截得的弦长最小值为( )
A. B. C. D.
【例5-4】(2025·湖北恩施)直线,圆,则圆上的点到直线的距离等于的点有( )
A.个 B.个
C.个 D.个
【变式】
1.(24-25高二下·安徽滁州)圆上的点到直线距离的最小值是( )
A. B.1 C. D.
2.(24-25高二上·浙江衢州·期末)已知圆C:,直线l:,则直线l被圆C截得的最短弦长为( )
A. B.2 C. D.4
3.(2025·甘肃白银·模拟预测)已知直线:,是圆:上的一动点,则点到直线的距离的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二上·重庆·开学考试)直线的方程为,则圆上到直线距离为1的点的个数为
5.(24-25高二下·上海杨浦·期末)若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值范围是 .
考向六 圆与圆的公共弦长
【例6】(24-25高二上·湖北荆州)(多选)已知圆:与圆:,下列说法正确的是( )
A.与的公切线恰有4条 B.与相交弦的方程为
C.与相交弦的弦长为 D.若,分别是圆,上的动点,则
【变式】
1.(24-25高一上·广东·阶段练习)圆与圆的公共弦长为( )
A. B. C. D.
2.(25-26湖北)(多选)已知圆和圆相交于两点,则下列结论正确的是( )
A.两圆相交 B.直线的方程为
C.两圆有两条公切线 D.线段的长为
3.(25-26海南)(多选)圆和圆的交点为A,B,则有( )
A.公共弦AB所在直线的方程为
B.公共弦AB所在直线的方程为
C.公共弦AB的长为
D.若P为圆上一动点,则P到直线AB的距离的最大值为
考向七 切线方程
【例7-1】(24-25高二下·上海闵行·期末)已知点在圆上,则过点M的圆C的切线方程为 .
【例7-2】(24-25高二上·广东茂名·期末)过点作圆的切线,则直线的方程为 .(写出一条方程即可)
【例7-3】(24-25高二下·河北秦皇岛·期中)(多选)与圆和圆都相切的直线方程可能为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(2025高三·全国·专题练习)圆过点的切线方程为 .
2.(24-25内蒙古包头)过点且与圆相切的一条直线方程为 .
3.(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.
考向八 (公)切线长
【例8-1】(24-25高二下·甘肃甘南·期末)过圆外的点作O的一条切线,切点为A,则( )
A. B. C. D.5
【例8-2】(2025·四川成都·模拟预测)过点作圆的切线,切点为,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.
【例8-3】(24-25高二上·湖南·阶段练习)圆:与圆:的内公切线长为( )
A.3 B.5 C. D.4
【变式】
1.(2025·重庆)过圆O:外的点作O的一条切线,切点为M,则( )
A.2 B. C. D.4
2.(24-25高二上·河南焦作·期末)过直线上一动点作圆的一条切线,切点为,则线段长度的最小值为( )
A.6 B.4 C. D.
3.(24-25高二上·河南郑州·期末)已知是直线 上一动点,过点作圆 的两条切线,切点分别为 ,则四边形周长的最小值为( )
A. B. C. D.8
4.(24-25高二上·广西钦州·期末)(多选)已知圆,点是直线上的点,则( )
A.圆上有两个点到直线的距离为2
B.圆上只有一个点到直线的距离为2
C.从点向圆引切线,切线长的最小值为
D.从点向圆引切线,切线长的最小值是
考向九 切点直线方程及切点弦长
【例9-1】(2023高三·全国·专题练习)过点作圆C:的两条切线,切点分别为A,B,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【例9-2】(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)已知是上一点,过点作圆的两条切线,切点分别为,当直线与平行时,( )
A. B. C. D.4
【变式】
1.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆的圆心为,且经过点,过点作圆的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,则直线AB的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二下·河南漯河·期末)设点P为直线l:上任意一点,过点P作圆O:的切线,切点分别为A,B,则直线AB必过定点( )
A. B. C. D.
3.(2023·全国·模拟预测)已知点是直线上任意一点,过点作圆的两条切线,切点坐标分别为,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
考向十 轨迹方程
【例10】(2025·江苏连云港)已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(25-26高二上·重庆·开学考试)点在圆上运动,它与点所连线段中点为,则点轨迹方程为( )
A. B. C. D.
2.(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.
3.(23-24高二上·北京大兴·期中)已知圆经过点和点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程.
考向十一 直线与圆的几何意义
【例11】(2025广东)点是曲线上的动点,求下列各式的取值范围.
(1);(2);(3);(4).
【变式】
1.(25-26高三上·陕西咸阳·阶段练习)已知实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·全国·单元测试)已知实数x,y满足方程,则的最大值为 ,的取值范围是 .
3.(23-24高二上·黑龙江绥化·阶段练习)已知,是实数,且.
(1)求的最值;
(2)求的取值范围;
(3)求的最值.
考向十二 直线与圆的综合运用
【例12-1】(24-25高二上·湖北黄冈)(多选)已知圆,直线,点P在直线l上运动,直线,分别切圆C于点A,B.则下列说法正确的是( )
A.四边形的面积最小值为
B.M为圆C上一动点,则最小值为
C.最短时,弦直线方程为
D.最短时,弦长为
【例12-2】(24-25高二上·浙江丽水·期末)(多选)已知圆,,则下列说法正确的是( )
A.当时,圆与圆相离
B.当时,是圆与圆的一条公切线
C.当时,圆与圆相交
D.当时,圆与圆的公共弦所在直线方程是
【变式】
1.(23-24高二上·广东佛山·阶段练习)(多选)已知圆:,过直线:上一点作圆的两条切线,切点分别为,,则( )
A.若点,则直线的方程为
B.面积的最小值为
C.直线过定点
D.以线段为直径的圆可能不经过点
2(24-25高二上·广东清远·期中)(多选)已知圆,则下列说法正确的是( )
A.当时,圆与圆相离
B.当时,是圆与圆的一条公切线
C.当时,圆与圆有一条公切线是
D.当时,圆与圆的公共弦所在直线的方程为
3.(23-24高三上·湖南·阶段练习)(多选)若圆:和:()有且仅有一条公切线l,则下列结论正确的是( )
A.圆与圆内切 B.
C.公切线l的方程为 D.公切线l的方程为
题组一 圆的方程及其判断
1.(24-25高二下·甘肃白银·期末)圆心在直线上,且经过点,的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·河南洛阳·期中)已知,,,则的外接圆方程为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二上·全国·课后作业)圆关于原点对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(2025·贵州黔南)“关于,的方程:表示圆”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)已知圆上所有点都在第二象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二下·河南周口·开学考试)已知圆C的圆心在直线上,且圆C经过点,,则圆C的标准方程是 .
8.(24-25高二下·河南商丘·期末)已知圆的圆心在直线上,且圆经过点,则圆的标准方程是 .
9.(2025·河南·模拟预测)已知圆的圆心在直线上,且圆经过点,,则圆的方程是 .
10.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若圆的方程为,则实数的取值范围为 .
11.(2025高三·全国·专题练习)曲线与曲线关于直线对称,则曲线的方程为 .
12.(2024高三·全国·专题练习)当m变化时,圆x2+y2+(m+2)x+y-2=0恒过定点 .
13.(2025上海徐汇·期中)对任意实数,圆恒过定点,则定点坐标为 .
14.(25-26高二上·全国·课后作业)圆关于直线对称,则 .
15.(2025高二·全国·专题练习)已知圆,斜率为1的直线与交于,,以为直径的圆过原点,则直线的方程为 .
题组二 点与圆的位置关系
1.(24-25高二上·河北唐山·期末)已知圆,则下列各点在圆上的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·陕西铜川·期中)已知点,圆,则( )
A.点在圆上 B.点在圆内
C.点在圆外 D.点与圆的位置关系不确定
3.(2025安徽六安·期中)点P(0,1)与圆位置关系是( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.不确定
题组三 直线与圆的位置关系
1.(25-26高二上·全国·单元测试)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切
C.相交且直线过圆心 D.相交但直线不过圆心
2.(2025·江西景德镇·模拟预测)已知直线与圆,则( )
A.与相离 B.与相切 C.平分 D.与相交但不平分
3.(24-25高二上·广东肇庆·期中)直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切或相离
6.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆,直线,则直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.相交或相切
7.(24-25高二下·湖北荆门·期末)设直线,圆,则与圆C( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都有可能
8.(24-25高二下·湖南娄底·期中)已知直线和圆,则直线与圆的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.相交或相切
9.(2025·陕西·三模)已知圆,直线,则直线与圆的公共点个数为( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.与有关,不能确定
10.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆,直线,则圆上到直线的距离等于1的点的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
11.(25-26湖北)(多选)已知直线,圆,点,则( )
A.若在圆上,则直线与圆相交 B.若在圆内,则直线与圆相离
C.若在圆外,则直线与圆相交 D.若在直线上,则直线与圆相离
12.(24-25高二上·吉林通化)(多选)能使圆:恰有四个点到直线:距离等于1,则的值可能为( )
A.0 B.1 C. D.
题组四 圆与圆的位置关系
1.(24-25高二上·北京密云·期末)已知圆和圆,则它们的位置关系是( )
A.外离 B.相切
C.内含 D.相交
2.(24-25高二下·上海浦东新·期中)圆和与圆的位置关系为( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.外离
3.(25-26河南)圆:与圆的公切线条数是 .
4.(24-25高二下·江苏南京)圆与圆的公切线的条数是 条.
5.(24-25高二下·广西崇左·期末)圆与圆的位置关系是 .
6.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知圆与圆,则两圆的位置关系是 .
题组五 直线与圆的距离
1.(24-25高二下·广西桂林·期末)直线与圆交于,两点,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·天津·期中)已知圆O的方程是,则圆O中过点的最短弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·福建莆田)(多选)已知直线被圆截得的弦为,则( )
A.半径为5 B.圆心
C.圆心C到直线距离为 D.
4.(2025·北京)经过点,半径为2的圆的圆心为A,则点A到直线的距离最大值为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·广东肇庆)设直线与圆相交于两点,且,则为( )
A.2 B. C.3 D.
6.(24-25高二下·河南周口)(多选)已知圆,直线,则下列说法正确的是( )
A.当时,被圆截得的弦长为
B.恒过点
C.当被圆截得的弦长最大时,的斜率为
D.被圆截得的弦长的最小值为
7.(25-26高二上·全国·单元测试)已知点及圆:,若为上动点,则点到直线AB的距离的最大值为 .
8.(24-25高二下·湖南·期末)已知直线,圆,若直线与圆交于M,N两点,则的取值范围为 .
9.(2025·全国·模拟预测)已知圆的方程为,直线的方程为,直线被圆截得的弦中长度为整数的共有 条.
10.(24-25高二下·上海奉贤·期末)已知直线与圆相交于、两点,则 .
11.(25-26高二上·全国·单元测试)已知直线经过点,且与圆相交于两点,若,则直线的方程为 .
题组六 圆与圆的公共弦长
1.(25-26高二上·全国·单元测试)(多选)已知圆,圆.则下列选项正确的是( )
A.直线恒过定点
B.当圆和圆有三条公切线时,若P,Q分别是圆上的动点,则
C.若圆和圆共有2条公切线,则
D.当时,圆与圆相交弦的弦长为
2.(2025·贵州毕节)(多选)已知圆,圆,则( )
A.当时,圆与圆相切
B.当时,圆与圆相交于两点,且直线的方程为
C.当时,圆与圆相交
D.当时,圆与圆相交于两点,且
3.(24-25高二上·黑龙江牡丹江·期末)(多选)已知圆和圆,则( )
A.相交 B.相离
C.公共弦所在的方程式 D.公共弦长是
4.(24-25高二上·江苏镇江·期中)(多选)圆与圆相交于,两点,下列说法正确的是( )
A.的直线方程为 B.公共弦的长为
C.圆与圆的公切线段长为1 D.线段的中垂线方程为
5.(23-24高二上·江苏苏州·期中)(多选)已知圆与直线,点在直线上运动,直线,分别与圆切于点,,则下列说法正确的是( )
A.四边形的面积最小值为
B.最短时,弦长为
C.最短时,弦直线方程为
D.直线过定点
题组七 切线方程
1.(24-25高二上·湖南怀化·期末)过点作圆的切线,则切线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·贵州黔西·期末)过原点且与圆相切的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(2025·河北邯郸)(多选)已知直线过点,且直线与圆相切,则直线的方程可能是( )
A. B. C. D.
4.(25-26 安徽阜阳·开学考试)过点与圆相切的直线方程为 .
5.(24-25上海·阶段练习)已知为圆上一点,过点的圆的切线的方程为 .
6.(2025·甘肃平凉)过点与圆:相切的直线方程为 .
7.(24-25高二下·上海·阶段练习)圆的过点的切线的一般式方程为 .
8.(24-25高二上·湖南·期中)写出与圆和圆都相切的一条直线方程 .
9.(24-25高二上·广东·阶段练习)已知圆,圆,则的公切线方程为 .(写出一条即可)
10.(24-25高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知圆O:与圆C关于直线l:对称,则圆O与圆C的一条公切线方程为 (写出其中一条公切线方程即可).
11.(24-25高二上·福建南平·期中)写出与圆和圆都相切的一条切线方程 .
12.(24-25高二上·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 .
13.(24-25高二上·山西·阶段练习)圆和圆的公切线的方程为 .
题组八 (公)切线长
1.(2025·江西萍乡)过点作圆的切线,记其中一个切点为,则( )
A.16 B.4 C.21 D.
2.(2024海南)经过直线上的点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(2025湖南)已知圆,点是直线上的点,则( )
A.圆上有两个点到直线的距离为2
B.圆上不存在点到直线的距离为2
C.从点向圆引切线,切线长的最小值为
D.从点向圆引切线,切线长的最小值是
4.(2025·山东烟台)若圆与圆交于M,N两点,则四边形的面积为( ).
A.5 B. C. D.10
5.(24-25高二上·广东广州·期中)已知圆,直线,点在直线上运动,直线分别与圆相切于点,则四边形的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
题组九 切点直线方程
1.(24-25高二上·广东肇庆·期末)(多选)已知圆和圆,过圆上任意一点作圆的两条切线,设两切点分别为、,则( )
A.线段的最小值为
B.线段的最大值为
C.当直线与圆相切时,原点到直线的距离为
D.当直线平分圆的周长时,原点到直线的距离为
2.(2024·河南·模拟预测)已知圆,圆,直线分别与圆和圆切于两点,则线段的长度为 .
3.(25-26高二上·全国·单元测试)过点作圆的两条切线,设切点分别为A,B,则 .
4.(24-25高二下·上海松江·阶段练习)过直线上任一点P向圆作两条切线,切点为A,B.则的最小值为 .
5.(25-26高二上·全国·课后作业)如图,圆,点为直线上一动点,过动点作圆的两条切线,切点分别为.则直线的方程为 ,直线所经过的定点的坐标为 .
6.(25-26高二上·全国·课后作业)过点作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为 .
7.(24-25高二上·江苏南京·期中)已知圆,是x轴上动点,分别是圆的切线,切点分别为两点,则直线恒过定点 .
8.(23-24 重庆·阶段练习)过直线上任意一点作圆:的两条切线,则切点分别是,则面积的最大值为 .
9.(23-24高二上·四川南充·阶段练习)已知圆,点为轴上一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,则的最小值为 .
10.(24-25 黑龙江牡丹江)过原点作圆的两条切线,设切点分别为,则直线的方程为 .
题组十 轨迹方程
1.(24-25高二上·青海西宁·期中)已知圆是圆上一动点,点为线段的中点,则动点的轨迹方程为 .
2(2025高二·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知两个定点,,若动点满足,则动点的轨迹为 .
题组十一 直线与圆的几何意义
1.(25-26高三上·浙江温州·阶段练习)在平面直角坐标系中,存在圆,点和点,M为圆O上的动点,则下列说法中正确的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最小值为
2.(25-26 山东泰安 )已知圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·广东揭阳·开学考试)已知点为直线上位于第一象限内的动点,则下列结论正确的是( )
A.ab的最小值为2 B.的最小值为2
C.的最小值为 D.的最小值为
4.(2025·湖南益阳)在中,为的中点,为平面内一点,且,则( )
A.的最大值为 B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最大值为
5.(25-26 河北)若圆:与圆:有且仅有2条公切线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(25-26 安徽合肥 )已知实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(25-26湖南)著名数学家华罗庚曾说:“数形结合百般好,隔裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
8.(2025海南)函数的最小值为( )
A.5 B. C. D.
9.(2025湖北)已知,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
10.(25-26四川绵阳)(多选)已知实数x,y满足,设,则( )
A.的最小值 B.的最大值
C.存在使得 D.对于任意,存在使得
11.(2025·陕西西安)已知,满足,则的最小值为 .
题组十二 直线与圆的综合运用
1.(23-24高二上·山东青岛·期中)(多选)已知圆,圆,则下列说法正确的是( )
A.点在圆内
B.圆上的点到直线的最小距离为1
C.圆和圆的公切线长为2
D.圆和圆的公共弦所在的直线方程为
2.(23-24高二上·江苏镇江·开学考试)(多选)已知圆M:,圆N:,则下列选项正确的是( )
A.直线MN的方程为
B.若P、Q两点分别是圆M和圆N上的动点,则的最大值为5
C.圆M和圆N的一条公切线长为
D.经过点M、N两点的所有圆中面积最小的圆的面积为
3.(2025·江苏徐州)(多选)已知圆,P为圆O上的动点,则( )
A.圆心O关于直线AB的对称点为
B.动点P到直线AB的距离最大值为
C.以AB为直径的圆与圆O有2条公切线
D.分别过A,B两点所作的圆O的切线长相等
4.(24-25高二上·广西贵港·期末)(多选)已知圆与直线,点在圆上,点在直线上,则( )
A.圆上有两个点到直线的距离为2
B.圆上只有一个点到直线的距离为2
C.
D.从点向圆引切线,切线长的最小值是
5.(24-25高二上·福建漳州·阶段练习)(多选)已知圆,点P是直线上一动点,过点P作圆M的切线,切点分别是A、B,下列说法正确的有( )
A.圆M上恰有一个点到直线l的距离为 B.切线长的最小值为1
C.四边形面积的最小值为1 D.直线恒过定点
6.(24-25高二上·云南丽江·阶段练习)(多选)已知圆O:,点是圆O上的点,直线l:,则( )
A.圆O上恰有3个点到直线l的距离等于1
B.直线l与圆O相交弦长
C.过点P的圆O的切线方程是
D.过点P向圆M:引切线,A为切点.则最小值为
7.(24-25高二上·广东·阶段练习)(多选)已知圆是直线上一动点,过点P作直线PA,PB分别与圆C相切于点A,B,则( )
A.圆C上恰有1个点到直线l的距离为
B.|PA|的最小值是
C.|AB|存在最大值
D.|AB|的最小值是
8.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)(多选)已知点及圆,点是圆上的动点,则( )
A.过原点与点的直线被圆截得的弦长为
B.过点作圆的切线,则切线方程为
C.当点到直线的距离最大时,过点与平行的一条直线的方程为
D.过点作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为
9.(23-24高二上·江西南昌·阶段练习)(多选)对于直线l:与圆C:的以下说法正确的有( )
A.l过定点
B.l被C截得的弦长最长时,
C.l与C相切时,或
D.l与C相切时,记两种情形下的两个切点分别为A、B,则
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第04讲 圆
考向一 圆的方程及其判断
【例1-1】(25-26高二上·全国·课堂例题)根据下列条件,求圆的标准方程:
(1)圆心在点,且过点;
(2)过点和点,半径为;
(3)过三点.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解析】(1)所求圆的半径.又因为圆心为,
所以所求圆的方程为.
(2)设圆心坐标为,则圆的方程为.
因为是圆上的点,所以解得或,
因此,所求圆的方程为或.
(3)设圆的标准方程为,
得,得,
所以圆的标准方程是.
【例1-2】(24-25高一下·重庆·期末)下列方程一定表示圆的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于A,方程表示点,A不是;
对于B,方程化为,此方程表示圆,B是;
对于C,当时,方程表示点,C不是;
对于D,方程化为表示两条平行直线,D不是.
故选:B
【例1-3】(24-25高二下·上海嘉定·期中)已知表示圆,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知,由可得,
所以,即,解得或,
当时,方程为,可化为,不合题意;
当时,方程为,可化为,符合题意,
所以.
故选:.
【例1-4】(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
【解析】圆的方程化为,
由得或,故圆恒过定点.故选:D.
【变式】
1.(24-25高二上·北京密云·期末)圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】圆心为的圆的方程为,又因为原点在圆上,则,
所以.故选:D.
2.(2025·四川眉山)方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若方程表示圆,则,解得,
因此,实数的取值范围是.故选:D.
3.(24-25高二下·河南周口·期中)已知圆心在轴上的圆过点且与轴相切,则该圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设圆心坐标为:由题意可知圆的标准方程为:,由圆过点,
所以,解得:,所以圆的标准方程为,故选:C
4.(2025·浙江嘉兴)“”是“圆不经过第三象限”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】圆整理可得,
可知圆心为,半径,且,
若圆不经过第三象限,
等价于原点不在圆内,则,可得,
且是的真子集,
所以“”是“圆不经过第三象限”的必要不充分条件.
故选:B.
考向二 点与圆的位置关系
【例2-1】(24-25高二上·甘肃白银·期中)点在圆的( )
A.外部 B.内部 C.圆周上 D.无法确定
【答案】A
【解析】因为,所以点在圆的外部.故选:A.
【例2-2】(23-24高二上·广东惠州·期中)点与圆的位置关系为( )
A.点在圆外 B.点在圆内 C.点在圆上 D.与m的值有关
【答案】A
【解析】,在圆外,故选:A.
【例2-3】(24-25高二上·安徽·期末)已知点在圆的外部,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题设,圆,则①,
由点在圆外,则有②,联立①②得:或
所以实数m的取值范围为故选:C
【变式】
1.(24-25高二上·湖北宜昌)已知点,圆,则( )
A.A,B都在C内 B.A在C外,B在C内
C.A,B都在C外 D.A在C内,B在C外
【答案】D
【解析】由题意,,所以A在C内,B在C外.故选:D.
2.(2024湖北)已知点,与圆O:,则( )
A.点A与点B都在圆O外
B.点A在圆O外,点B在圆O内
C.点A在圆O内,点B在圆O外
D.点A与点B都在圆O内
【答案】C
【解析】将代入圆的方程,可得,所以点A在圆O内;将代入圆的方程,可得,所以点B在圆O外.故选:C.
3.(24-25高二上·福建福州·期中)已知点在圆外,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.∪
【答案】B
【解析】圆的方程可化为,则,可得,
又点在圆外,则,可得,所以.故选:B
考向三 直线与圆的位置关系
【例3-1】(24-25高二下·广东深圳·期末)直线和圆的位置关系为( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.相交且过圆心
【答案】A
【解析】的圆心和半径分别为,
则圆心到直线的距离为,故直线与圆相交但不经过圆心,故选:A
【例3-2】(24-25高二下·云南昆明·阶段练习)已知圆,直线,则直线与圆的公共点个数为( )
A.个 B.个 C.个 D.与有关,不能确定
【答案】C
【解析】直线,即,
令,解得,即直线过点,又,
则点在圆内,所以直线与圆相交,有个公共点,故选:C.
【例3-3(24-25高二下·贵州毕节·期末)若直线与曲线恰有两个公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由得,
直线经过定点,如图,
当直线与半圆相切时,,
所以恰有两个公共点时,由图可知,,故选:D.
【变式】
1.(24-25高二上·安徽阜阳·期中)已知直线与圆,点,则下列说法正确的是( )
A.点在圆上,直线与圆相切 B.点在圆内,直线与圆相离
C.点在圆外,直线与圆相切 D.点在圆上,直线与圆相交
【答案】A
【解析】圆心为,半径为,圆心到直线的距离为,所以直线与圆相切,
因为,故点在圆上.故选:A.
2.(2025·陕西西安·模拟预测)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定的
【答案】C
【解析】因直线过定点,
由配方得:,可得圆心为,半径为,
因为,所以点在圆内,故直线与圆相交.
故选:C.
3.(24-25云南曲靖)若直线与圆相离,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆C的圆心为,半径,
到直线的距离,解得,
又,所以.故选:B.
考向四 圆与圆的位置关系
【例4-1】(24-25高二下·安徽安庆·期末)已知圆,圆,则两圆的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
【答案】C
【解析】,圆心,半径,可化简为,
则圆的圆心为,半径,,所以两圆相交.故选:C.
【例4-2】(24-25高二下·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
【变式】
1.(24-25高二下·上海·期中)圆与圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内切
【答案】C
【解析】由题意可知圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
则,,,
由,则两圆相交.
故选:C.
2.(24-25 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
3.(24-25高二下·上海·期中)圆与圆的位置关系不可能为( )
A.相切 B.相交 C.内含 D.外离
【答案】C
【解析】,故的圆心为,半径为,
,故的圆心为,半径为,
故,当且仅当时,等号成立,而,
当时,两圆外离或相交,时,两圆内切,故两圆不可能内含.故选:C
考向五 直线与圆的距离问题
【例5-1】(25-26高二上·全国·课后作业)直线被圆截得的弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径为3,则圆心到直线的距离为,则直线被圆截得的弦长为.故选:B.
【例5-2】(2025高三·全国·专题练习)已知P是:上的动点,则P到直线l:距离的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】圆C的方程可化为,所以,半径,
则C到直线l:的距离为,所以所求距离的最小值为.
故选:C
【例5-3】(24-25高二下·浙江衢州·期中)已知直线(其中为常数),圆,则直线被圆截得的弦长最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】直线,整理可得,
令,解得,故直线过定点,
又圆,则圆心,半径圆,
根据圆的性质,当直线与垂直时,直线被圆截得的弦长最短,
结合,可得直线被圆截得的最短弦长等于.
故选:C.
【例5-4】(2025·湖北恩施)直线,圆,则圆上的点到直线的距离等于的点有( )
A.个 B.个
C.个 D.个
【答案】D
【解析】因为直线,圆,所以,,
由于圆的半径为2,所以恰好有3个对应的点到直线的距离等于.故选:D.
【变式】
1.(24-25高二下·安徽滁州)圆上的点到直线距离的最小值是( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【解析】已知圆的标准方程为:,则其圆心,半径.
直线方程为,根据点到直线的距离公式计算圆心到直线的距离为:.
因为,那么圆与直线相离.
因此,圆上点到直线的最小距离为圆心到直线的距离减去半径,即:
故选:A.
2.(24-25高二上·浙江衢州·期末)已知圆C:,直线l:,则直线l被圆C截得的最短弦长为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【解析】由题意,直线l:过定点,圆心,半径,
因为,所以点P在圆内,
当直线CP与弦垂直时,弦长最短, 且,
所以最短弦长为故选:C
3.(2025·甘肃白银·模拟预测)已知直线:,是圆:上的一动点,则点到直线的距离的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】直线:,可化为,
由,解得,,所以过定点,
又因为点在圆上,且,圆的圆心为,半径,
所以当,且,,三点共线时,点到直线的距离最大,最大为,
此时,所以直线的斜率为1,即,无解,
故直线不存在,所以;
当直线与圆相交或相切时,点到直线的距离最小,最小为0,
故点到直线的距离的取值范围为.故选:B.
4.(25-26高二上·重庆·开学考试)直线的方程为,则圆上到直线距离为1的点的个数为
【答案】3
【解析】,故圆心为,半径为3,
到的距离为,
又,故过点作垂直与圆交于点,在上取点,使得,
过点作⊥,交圆于点,所以圆上到直线距离为1的点的个数为3,分别为.
5.(24-25高二下·上海杨浦·期末)若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】圆心到直线的距离,又圆上的点到直线的距离为1的点有且仅有2个,
所以,即,解得.故答案为:.
考向六 圆与圆的公共弦长
【例6】(24-25高二上·湖北荆州)(多选)已知圆:与圆:,下列说法正确的是( )
A.与的公切线恰有4条 B.与相交弦的方程为
C.与相交弦的弦长为 D.若,分别是圆,上的动点,则
【答案】BD
【解析】对于A,由已知得圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
,,
故两圆相交,所以与的公切线恰有2条,故A错误;
对于B,做差可得与相交弦的方程为,故B正确;
对于C,到相交弦的距离为,
故相交弦的弦长为,故C错误;对于D,若,分别是圆,上的动点,
因为,则,故D正确.故选:BD
【变式】
1.(24-25高一上·广东·阶段练习)圆与圆的公共弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】圆与圆,相减得,
圆心到直线的距离,,则公共弦长为.
故选:C.
2.(25-26湖北)(多选)已知圆和圆相交于两点,则下列结论正确的是( )
A.两圆相交 B.直线的方程为
C.两圆有两条公切线 D.线段的长为
【答案】ACD
【解析】对于AC,圆的圆心是,半径为2;圆的圆心是,半径为1,
圆心距为,所以两圆相交,公切线有两条.故AC正确;
对于B,将两圆方程相减,整理得.故B不正确;
对于D,点到直线的距离为,
所以.故D正确.
故选:ACD
3.(25-26海南)(多选)圆和圆的交点为A,B,则有( )
A.公共弦AB所在直线的方程为
B.公共弦AB所在直线的方程为
C.公共弦AB的长为
D.若P为圆上一动点,则P到直线AB的距离的最大值为
【答案】AD
【解析】由两圆的方程作差可知公共弦AB所在直线的方程为,即;故A正确,B错误,
由,
易知,半径,
则点到直线的距离,
故弦长;故C正确,
当,并在如图所示位置时,
P到直线AB的距离最大,为;
故选:AD.
考向七 切线方程
【例7-1】(24-25高二下·上海闵行·期末)已知点在圆上,则过点M的圆C的切线方程为 .
【答案】
【解析】由于点在圆上,所以,所以圆,
所以圆心,,所以过点M的圆C的切线的斜率为,
所以过点M的圆C的切线方程为,化简得.故答案为:
【例7-2】(24-25高二上·广东茂名·期末)过点作圆的切线,则直线的方程为 .(写出一条方程即可)
【答案】或(写出一条即可)
【解析】由可知:直线一定有斜率,故设:,
则,化简可得,故或,
当时,切线方程为,当时,切线方程为,
故切线方程为:或,故答案为:或
【例7-3】(24-25高二下·河北秦皇岛·期中)(多选)与圆和圆都相切的直线方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】由题知,两圆半径,
所以,
故圆、外切, 则两圆有三条公切线,如图,
的中点为两圆外切切点,
当公切线过的中点,且与垂直时,
因为,所以公切线的方程为,即;
当公切线与平行,且到公切线的距离为时,
设公切线的方程为,
所以,解得或,
所以公切线的方程为或.
综上所述,公切线的方程为或或.
故选:BCD.
【变式】
1.(2025高三·全国·专题练习)圆过点的切线方程为 .
【答案】
【解析】解法一由知点在圆上,连接,
设切线为,则,如图,,则,
则切线的斜率为,所以切线方程为,
整理得.
故答案为:.
解法二 由知点在圆上,
则所求切线的方程为,
整理得.
故答案为:.
2.(24-25内蒙古包头)过点且与圆相切的一条直线方程为 .
【答案】或
【解析】由知在圆外,
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,设斜率为,所以切线方程为,所以,
所以,所以,所以切线方程为.
综上,切线方程为或.
故答案为:或.
3.(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:.
考向八 (公)切线长
【例8-1】(24-25高二下·甘肃甘南·期末)过圆外的点作O的一条切线,切点为A,则( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【解析】由题意可知:圆O的圆心为,半径,所以,即.故选:B.
【例8-2】(2025·四川成都·模拟预测)过点作圆的切线,切点为,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.
【答案】A
【解析】已知圆的方程为,可得圆心,半径.
因为PQ为圆的切线,所以,在中,根据勾股定理可得.
已知,则. 点,根据两点间距离公式,可得.
因为,当且仅当时,,此时取得最小值,.
因为,当取最小值时,,则.
的最小值为.故选:A.
【例8-3】(24-25高二上·湖南·阶段练习)圆:与圆:的内公切线长为( )
A.3 B.5 C. D.4
【答案】D
【解析】如图:
由图可知圆与圆的内公切线有一条为轴,则公切线的长为,
方法二:,所以内公切线的长为:故选:D
【变式】
1.(2025·重庆)过圆O:外的点作O的一条切线,切点为M,则( )
A.2 B. C. D.4
【答案】B
【解析】由题意有,即.故选:B.
2.(24-25高二上·河南焦作·期末)过直线上一动点作圆的一条切线,切点为,则线段长度的最小值为( )
A.6 B.4 C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径,
由题意可得,则,
则当取得最小值时,线段长度的最小,
则,所以.
故选:B.
3.(24-25高二上·河南郑州·期末)已知是直线 上一动点,过点作圆 的两条切线,切点分别为 ,则四边形周长的最小值为( )
A. B. C. D.8
【答案】B
【解析】圆,即,
由对称性可知,四边形的周长为,
而,的最小值为点到直线的距离为,
所以的最小值为,则四边形的周长的最小值为.故选:B
4.(24-25高二上·广西钦州·期末)(多选)已知圆,点是直线上的点,则( )
A.圆上有两个点到直线的距离为2
B.圆上只有一个点到直线的距离为2
C.从点向圆引切线,切线长的最小值为
D.从点向圆引切线,切线长的最小值是
【答案】BC
【解析】圆的标准方程为,圆心为,半径.
圆心到直线的距离,所以A不正确,B正确.
从点向圆引一条切线,设切点为,连接,
则,则,
当时,取得最小值,此时取得最小值,
即,故C正确,D不正确.故选:BC
考向九 切点直线方程及切点弦长
【例9-1】(2023高三·全国·专题练习)过点作圆C:的两条切线,切点分别为A,B,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意,可知圆的圆心为,半径,
过点作圆的两条切线,设切点分别为、,
而,则,
则以为圆心,为半径为圆为,即圆,
所以为两圆的公共弦所在的直线,则有,
作差变形可得:;即直线的方程为.故选:B.
【例9-2】(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)已知是上一点,过点作圆的两条切线,切点分别为,当直线与平行时,( )
A. B. C. D.4
【答案】C
【解析】连接,由切圆于知,,
因为直线与平行,则,,而圆半径为,
于是,由四边形面积,得,
所以.
故选:C
【变式】
1.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆的圆心为,且经过点,过点作圆的两条切线PA,PB,切点分别为A,B,则直线AB的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意,圆的半径为圆的标准方程为.
当斜率不存在时,过点的直线为,与圆相切于点.
由圆的切线的性质可知,,
直线AB的方程为,即.
故选:A.
2.(24-25高二下·河南漯河·期末)设点P为直线l:上任意一点,过点P作圆O:的切线,切点分别为A,B,则直线AB必过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图,连接,,
根据题意,设为直线上的一点,则,
由于为圆的切线,则有,,
则点、在以为直径的圆上,
以为直径的圆的圆心为,半径,
则其方程为,变形可得,
联立可得直线AB:,
又由,则有AB:,
变形可得,
则有,解可得,故直线恒过定点.
故选:B.
3.(2023·全国·模拟预测)已知点是直线上任意一点,过点作圆的两条切线,切点坐标分别为,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】易知当最小时,不经过点,
此时①,
②,
由①②可得,即,
所以当最小时,最小,
又因为点是直线上任意一点,
所以当时,取得最小值,且,
所以.
故选:B.
考向十 轨迹方程
【例10】(2025·江苏连云港)已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设,,由为的中点,则,即,
由点在圆上,则,即,化简可得.
故选:D.
【变式】
1.(25-26高二上·重庆·开学考试)点在圆上运动,它与点所连线段中点为,则点轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设点,,因为为的中点,所以,则,即,
又因为动点在圆上,所以,则,即,
则点轨迹方程为.故选:A.
2.(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
【解析】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.
3.(23-24高二上·北京大兴·期中)已知圆经过点和点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)解:设圆的方程为,
故圆心为,
由题意得,解得,所以圆的方程为;
(2)设点的坐标是,点的坐标是.
因为点的坐标是,且是线段的中点,所以.故. ①
因为点在圆上运动,所以点的坐标满足圆的方程,即. ②
把①代入②,得,整理,得.
考向十一 直线与圆的几何意义
【例11】(2025广东)点是曲线上的动点,求下列各式的取值范围.
(1);(2);(3);(4).
【答案】(1)(2)(3)(4)
【解析】(1)点在以为圆心,为半径的半圆上,记,
表示点到点的距离平方减1,如图1.
因为,
,所以.
(2)设直线,为直线在轴上的截距,如图2.
圆心到直线的距离为,解得.
当过点时,有,结合图象可知.
(3)令,表示过点和的直线斜率,
将点代入,得.
又由,得.
圆心到直线的距离为1,即,即,
化简并整理得.
解得.
由图3可知,取,故.
(4)如图4,令,化简得,即.
表示过点和的直线斜率加2,
由得.
令,即,
由得,
化简并整理得,解得.
由图4可知,故.
【变式】
1.(25-26高三上·陕西咸阳·阶段练习)已知实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,问题可转化为直线与圆有公共点.
由,得,所以的取值范围为,故选:A
2.(25-26高二上·全国·单元测试)已知实数x,y满足方程,则的最大值为 ,的取值范围是 .
【答案】
【解析】方法一 可化为,此方程表示圆心为,半径为1的圆.
设,则直线与圆有公共点(将所求问题转化为直线与圆有公共点进行求解是解题的关键),
所以,解得,所以的最大值为.
表示圆上的点到直线的距离,
因为圆心到直线的距离为,
所以,即.
方法二 可化为,此方程表示圆心为,半径为1的圆,
所以可以看作是圆:上一点与原点连线的斜率,
如图所示,OA,OB与圆分别相切于A,B,所以,连接MA,OM,
所以,所以,
所以圆上一点与原点连线的斜率的最大值为.设
所以
且,
所以.
故答案为:,.
3.(23-24高二上·黑龙江绥化·阶段练习)已知,是实数,且.
(1)求的最值;
(2)求的取值范围;
(3)求的最值.
【答案】(1)21
(2)
(3)最小值为,最大值为
【解析】(1)设,化为,
可知直线与圆有交点,圆心,半径为2,
有,解得,
可得的最小值为1,最大值为21;
(2)设,化为,
可知直线与圆有交点,
有,解得或,
故的取值范围为;
(3)的几何意义为坐标原点到圆上任意一点的距离,
圆的圆心到坐标原点的距离为,
故的最小值为,最大值为.
考向十二 直线与圆的综合运用
【例12-1】(24-25高二上·湖北黄冈)(多选)已知圆,直线,点P在直线l上运动,直线,分别切圆C于点A,B.则下列说法正确的是( )
A.四边形的面积最小值为
B.M为圆C上一动点,则最小值为
C.最短时,弦直线方程为
D.最短时,弦长为
【答案】ACD
【解析】对于A,由切线长定理可得,又因为,所以,
所以四边形的面积,
因为,当时,取最小值,且,
所以四边形的面积的最小值为,故A正确;
对于B,因为,所以最小值为,故B错误;
对于C,由题意可知点,,在以为直径的圆上,设,
其圆的方程为:,
化简为,与方程相减可得:,
则直线的方程为,当最短时,,则,
解得,故直线的方程为,故C正确;
对于D,当最短时,圆心C到直线的距离,
所以弦长为,故D正确.
故选:ACD.
【例12-2】(24-25高二上·浙江丽水·期末)(多选)已知圆,,则下列说法正确的是( )
A.当时,圆与圆相离
B.当时,是圆与圆的一条公切线
C.当时,圆与圆相交
D.当时,圆与圆的公共弦所在直线方程是
【答案】ABD
【解析】圆的圆心坐标为,半径;圆的圆心坐标为,半径为.
则两圆的圆心距.
对于A,当时,.,知圆与圆相离,A正确;
对于B,当时,,由可得两圆相离.
因圆心到的距离为;圆心到的距离为,
故是圆与圆的一条公切线,B正确;
对于C,当时,,因为,两圆相离,C错误;
对于D,当时,将两圆方程相减得:,
整理得,即圆与圆的公共弦所在直线方程是,D正确.
故选:ABD.
【变式】
1.(23-24高二上·广东佛山·阶段练习)(多选)已知圆:,过直线:上一点作圆的两条切线,切点分别为,,则( )
A.若点,则直线的方程为
B.面积的最小值为
C.直线过定点
D.以线段为直径的圆可能不经过点
【答案】BCD
【解析】】A选项,若,则直线的方程为,,以P为圆心,4为半径的圆的方程为,即,
由,两式相减得,,故A错误;
B选项,到直线:的距离为,
而,所以的最小值为,
所以面积的最小值为,故B正确;
C选项,设,,
线段的中点坐标为,
所以以为直径的圆的方程为,
化简得:,
由,两式相减得,
即,
由,解得,
所以直线过定点,故C正确;
D选项,由A选项,由,
解得或,
即,,,
即此时以线段为直径的圆不经过点,故D正确.
故选:BCD.
2(24-25高二上·广东清远·期中)(多选)已知圆,则下列说法正确的是( )
A.当时,圆与圆相离
B.当时,是圆与圆的一条公切线
C.当时,圆与圆有一条公切线是
D.当时,圆与圆的公共弦所在直线的方程为
【答案】ACD
【解析】由可知圆心为,半径为1,
由可知圆心为,
半径为,两圆圆心距为,
对于A,当时,,圆与圆相离,故A正确;
对于B,当时,与圆相切,圆心到的距离为3,
即与圆不相切,所以不是圆与圆的一条公切线,故B错误;
对于C,当时,,圆与圆外切,公切线有三种情况:
①易知公切线的方程为.
②另一条公切线与公切线关于过两圆圆心的直线对称.
易知过两圆圆心的直线的方程为,由,得,
由对称性可知公切线过点,
设公切线的方程为,则点到的距离为1,
所以,解得,所以公切线的方程为,
即.
③还有一条公切线与直线垂直,设公切线的方程为,
易知,则点到的距离为1,
所以,解得或(舍去),
所以公切线的方程为,即.
综上,所求直线方程为或或,故C正确;
对于D,当时,,此时两圆相交,
圆的一般方程为,
与圆的方程相减可得,故D正确.
故选:ACD.
3.(23-24高三上·湖南·阶段练习)(多选)若圆:和:()有且仅有一条公切线l,则下列结论正确的是( )
A.圆与圆内切 B.
C.公切线l的方程为 D.公切线l的方程为
【答案】ABD
【解析】圆与圆有且仅有一条公切线l,两圆相切.
圆:的圆心为,半径为,
圆:(),
即,圆心,半径为.
A项,将代入方程左边得,
则圆心在圆内,故两圆不可能外切,所以与内切,故A正确;
B项,圆,
由圆与内切,所以,
由,即,解得,故B正确;
CD项, ,得,则公切线斜率为,
法一:联立方程和,解得,
所以切点的坐标为,
故所求公切线的方程为,即.
法二: ①;②,
两圆方程作差得,即.
设两圆切点,则点的坐标适合方程①②,则也适合方程,
又直线斜率为,即与两圆圆心连线垂直,
故直线是过点且垂直于的直线,即为两圆公切线.
故C错误,D正确.故选:ABD.
题组一 圆的方程及其判断
1.(24-25高二下·甘肃白银·期末)圆心在直线上,且经过点,的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设所求圆的方程为,因为该圆过点,,所以解得,所以该圆的方程为.故选:A.
2.(24-25高二上·河南洛阳·期中)已知,,,则的外接圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设的外接圆方程为,因为,,,
所以,解得,所以的外接圆方程为.
故选:D.
3.(25-26高二上·全国·课后作业)圆关于原点对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径.
圆心关于原点的对称点为,即所求圆的圆心为,半径为5,
所以所求圆的方程为.故选:B.
4.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为方程可变形为,
由题知,得到,故选:C.
5.(2025·贵州黔南)“关于,的方程:表示圆”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】若关于,的方程:表示圆,则,解得或,
因为真包含于,
所以“关于,的方程:表示圆”是“”的必要不充分条件.
故选:B
6.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)已知圆上所有点都在第二象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,在圆中,,∴圆心坐标为,半径为3.
∵圆上所有点都在第二象限,
∴,解得.故选:C.
7.(24-25高二下·河南周口·开学考试)已知圆C的圆心在直线上,且圆C经过点,,则圆C的标准方程是 .
【答案】
【解析】因圆心在直线上,设圆心坐标为,
圆标准方程为:,
则,解得:,
所以圆C的标准方程为.
故答案为:
8.(24-25高二下·河南商丘·期末)已知圆的圆心在直线上,且圆经过点,则圆的标准方程是 .
【答案】
【解析】设圆的标准方程为,
则,解得,
所以圆的标准方程为.
故答案为:
9.(2025·河南·模拟预测)已知圆的圆心在直线上,且圆经过点,,则圆的方程是 .
【答案】
【解析】点和点的中点为,
点和点的斜率为,
则点和点的垂直平分线的斜率为,
可得点和点的垂直平分线的方程为
设圆心为,由题意联立方程:
解得,,半径,圆方程为.
故答案为:.
10.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若圆的方程为,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为圆的方程为,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
11.(2025高三·全国·专题练习)曲线与曲线关于直线对称,则曲线的方程为 .
【答案】
【解析】在曲线上任取一点,则点关于直线的对称点为,
因为点在曲线上,则有,
即为.
故曲线的方程为.
故答案为:.
12.(2024高三·全国·专题练习)当m变化时,圆x2+y2+(m+2)x+y-2=0恒过定点 .
【答案】(0,-2)和(0,1)
【解析】方程x2+y2+(m+2)x+y-2=0可化为(x2+y2+2x+y-2)+mx=0.由得所以定点坐标是(0,-2)和(0,1).
13.(2025上海徐汇·期中)对任意实数,圆恒过定点,则定点坐标为 .
【答案】或
【解析】,即,
令,解得,,或,,
所以定点的坐标是或.
故答案为:或.
14.(25-26高二上·全国·课后作业)圆关于直线对称,则 .
【答案】3
【解析】由题意得直线过圆心,代入直线方程有,
解得,
故答案为:3.
15.(2025高二·全国·专题练习)已知圆,斜率为1的直线与交于,,以为直径的圆过原点,则直线的方程为 .
【答案】或
【解析】直线的斜率为1,设直线的方程为,联立,得,
设,,则,,
又直线与圆有两个交点,判别式,解得,
以为直径的圆过原点,,,即,
,即,解得或,
符合题意的直线有两条,其方程分别为或.
故答案为:或.
题组二 点与圆的位置关系
1.(24-25高二上·河北唐山·期末)已知圆,则下列各点在圆上的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将选项中的各点代入方程,显然ABD均不满足该方程,只有C选项满足该方程.
故选:C
2.(24-25高二上·陕西铜川·期中)已知点,圆,则( )
A.点在圆上 B.点在圆内
C.点在圆外 D.点与圆的位置关系不确定
【答案】C
【解析】因为,所以点在圆外.故选:C.
3.(2025安徽六安·期中)点P(0,1)与圆位置关系是( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.不确定
【答案】B
【解析】将点代入圆方程可得,故点在圆上.故选:B.
题组三 直线与圆的位置关系
1.(25-26高二上·全国·单元测试)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切
C.相交且直线过圆心 D.相交但直线不过圆心
【答案】C
【解析】圆的圆心为,圆心到直线的距离为:, 所以直线过圆心,所以直线与圆相交且过圆心.
故选:C.
2.(2025·江西景德镇·模拟预测)已知直线与圆,则( )
A.与相离 B.与相切 C.平分 D.与相交但不平分
【答案】C
【解析】因为圆的圆心为,
直线过点,所以直线平分,
故选:C.
3.(24-25高二上·广东肇庆·期中)直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切或相离
【答案】D
【解析】直线方程可变形为,恒过点.圆,是以为圆心,半径为1的圆.
,故P在圆外,直线与圆的位置关系示意如下:
设圆心到直线:的距离为d,则.
当时,,,解得:,
即当时,直线与圆相切.
当时,即时,直线与圆相交.
当时,即时,直线与圆相离.
综上,随着的变化,直线和圆可能相交、相切或相离.
故选:D.
6.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆,直线,则直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.相交或相切
【答案】D
【解析】由可得,
直线的方程整理为,
则直线恒过点,又点在圆上,
故直线与圆相交或相切.
故选:D
7.(24-25高二下·湖北荆门·期末)设直线,圆,则与圆C( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上都有可能
【答案】C
【解析】圆的圆心为,半径,
则圆心C到直线l的距离,
故直线与圆C相离.
故选:C.
8.(24-25高二下·湖南娄底·期中)已知直线和圆,则直线与圆的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.相交或相切
【答案】D
【解析】由题意,直线可化为:,
直线过定点,代入圆中,
易知该点为圆上一点,所以直线1与圆相交或相切.
故选:D.
9.(2025·陕西·三模)已知圆,直线,则直线与圆的公共点个数为( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.与有关,不能确定
【答案】C
【解析】直线,
令,得,即直线恒过定点.
由知,点A在圆内,故直线恒与圆相交,
所以直线与圆的公共点个数为2个.
故选:C.
10.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆,直线,则圆上到直线的距离等于1的点的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】易知圆的圆心为,半径为2,
圆心到的距离,
所以直线与圆相交,结合圆半径为2,到直线的距离为1的直线有两条,
可得一条与圆相切,一条与圆相交,
因此圆上有且仅有3个点到直线的距离等于1.
故选:C.
11.(25-26湖北)(多选)已知直线,圆,点,则( )
A.若在圆上,则直线与圆相交 B.若在圆内,则直线与圆相离
C.若在圆外,则直线与圆相交 D.若在直线上,则直线与圆相离
【答案】BC
【解析】由圆,得圆心,半径.
对于A,若在圆上,则,
圆心到直线的距离,则直线与圆相切,故A错误.
对于B,若在圆内,则,
圆心到直线的距离,则直线与圆相离,故B正确.
对于C,若在圆外,则,
圆心到直线的距离,则直线与圆相交,故C正确.
对于D,若在直线上,则,
圆心到直线的距离,则直线与圆相切,故D错误.
故选:BC.
12.(24-25高二上·吉林通化)(多选)能使圆:恰有四个点到直线:距离等于1,则的值可能为( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】AB
【解析】因为圆的方程为:,所以圆心,半径.
若圆上恰有4个点到直线的距离为1,则圆心到直线的距离等于.
即,解得.显然0和1在该区间内.故选:AB.
题组四 圆与圆的位置关系
1.(24-25高二上·北京密云·期末)已知圆和圆,则它们的位置关系是( )
A.外离 B.相切
C.内含 D.相交
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径为,
圆化简为标准方程为,故其圆心为,半径为,
故,故圆与圆的位置关系为相切.故选:B.
2.(24-25高二下·上海浦东新·期中)圆和与圆的位置关系为( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】B
【解析】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,
因为,所以,
故圆与圆相交.故选:B.
3.(25-26河南)圆:与圆的公切线条数是 .
【答案】3
【解析】圆的圆心,半径,圆的圆心,半径.
因为,所以两圆外切,
所以圆与圆的公切线有3条.
4.(24-25高二下·江苏南京)圆与圆的公切线的条数是 条.
【答案】3
【解析】圆的圆心,半径;圆的圆心,半径,
而,因此圆与圆外切,
所以两圆的公切线条数是3.故答案为:3
5.(24-25高二下·广西崇左·期末)圆与圆的位置关系是 .
【答案】相交
【解析】由题设,且对应半径为,且对应半径为,
所以,故,即两圆相交.
故答案为:相交
6.(24-25高二下·上海·阶段练习)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.
题组五 直线与圆的距离
1.(24-25高二下·广西桂林·期末)直线与圆交于,两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知圆,圆心为,半径所以圆心到直线的距离
所以故选:
2.(24-25高二上·天津·期中)已知圆O的方程是,则圆O中过点的最短弦所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】,圆心为,圆心与连线所在直线斜率为:,
因为,所以点在圆内,
所以当过点的直线与过点的直径垂直时,与圆相交所得的弦长最短.
所以,最短弦所在的直线斜率满足:,所以,
由点斜式方程得,最短弦所在的直线为:,整理得:
故选:B
3.(24-25高二上·福建莆田)(多选)已知直线被圆截得的弦为,则( )
A.半径为5 B.圆心
C.圆心C到直线距离为 D.
【答案】BD
【解析】将圆的方程化为标准方程得,
所以,半径,A选项错误,B选项正确;
所以圆心到直线的距离,C选项错误;
弦的长,D选项正确;
故选:BD.
4.(2025·北京)经过点,半径为2的圆的圆心为A,则点A到直线的距离最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】已知圆经过点,半径为,设圆心的坐标为,
可得圆心到点的距离为,
即,化简可得,
所以圆心的轨迹是以原点为圆心,为半径的圆.
可得原点到直线的距离为:,
所以点到直线的距离最大值为原点到直线的距离加上圆的半径,即.
故选:B.
5.(24-25高二上·广东肇庆)设直线与圆相交于两点,且,则为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【解析】由题意,
在中,
在中,,半径为,
直线与圆相交于两点,且,
设中点为C,连接,,
由几何知识得,,,
在Rt中,,
由勾股定理得,,即,解得,
故选:B.
6.(24-25高二下·河南周口)(多选)已知圆,直线,则下列说法正确的是( )
A.当时,被圆截得的弦长为
B.恒过点
C.当被圆截得的弦长最大时,的斜率为
D.被圆截得的弦长的最小值为
【答案】BCD
【解析】对于A选项,圆的圆心为,半径为,
当时,直线的方程为,则圆心到直线的距离为,
此时,被圆截得的弦长为,A错;
对于B选项,将直线的方程可化为,
由,解得,因此,恒过点,B对;
对于C选项,当被圆截得的弦长最大时,直线过圆心,
则,解得,
此时,直线的方程为,即,即直线的斜率为,C对;
对于D选项,记点,则,
当时,且直线的斜率为,此时,即当时,
圆心到直线距离取最大值,被圆截得的弦长取最小值,且
因为,弦长的最小值为,D对.
故选:BCD.
7.(25-26高二上·全国·单元测试)已知点及圆:,若为上动点,则点到直线AB的距离的最大值为 .
【答案】
【解析】由得直线AB的方程为,即.
圆化为标准形式为,
圆心的坐标为,半径,圆心到直线AB的距离,
所以直线AB与圆相离,所以点到直线AB的距离的最大值为.
故答案为:
8.(24-25高二下·湖南·期末)已知直线,圆,若直线与圆交于M,N两点,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】依题意,圆,圆心,半径为,
直线过定点,,故点在圆内,
当直线过圆心时,弦长最大,为直径,
当直线与垂直时,弦长最小,
此时的最小值为,故的取值范围为.
故答案为:.
9.(2025·全国·模拟预测)已知圆的方程为,直线的方程为,直线被圆截得的弦中长度为整数的共有 条.
【答案】8
【解析】方法一:直线可化为,
由可得,即直线过定点,
因为,所以点在圆内,
当点为直线被圆截得的弦的中点时,弦长最短,点到圆心的距离,
所以直线被圆截得的最短弦长为,
最长的弦为直径,长度为10,所以弦长的取值范围是.
由圆的对称性可知弦长为7,8,9的直线各两条,
弦长为6,10的直线各一条,
所以截得的弦中长度为整数的直线共有8条.
方法二:方程法.
圆的圆心到直线的距离,
故弦长为,
要使弦长为整数,令(为平方数),
整理得,令,
整理得(*),
,
解得,即,
则,即,
当或100时,,方程(*)各有一解,
当时,,方程(*)各有两个不同的解,
即方程(*)共有8个不同的解,因此符合题意的直线有8条.
故答案为:8.
10.(24-25高二下·上海奉贤·期末)已知直线与圆相交于、两点,则 .
【答案】
【解析】圆的圆心为,半径,则圆心到直线的距离,
所以.故答案为:
11.(25-26高二上·全国·单元测试)已知直线经过点,且与圆相交于两点,若,则直线的方程为 .
【答案】或
【解析】圆的圆心,半径,圆心到直线的距离为3,
此直线与圆相切,因此直线的斜率存在.
设直线的方程为,即,
由,得圆心到直线的距离,
于是,解得或,所以直线的方程为或.
故答案为:或.
题组六 圆与圆的公共弦长
1.(25-26高二上·全国·单元测试)(多选)已知圆,圆.则下列选项正确的是( )
A.直线恒过定点
B.当圆和圆有三条公切线时,若P,Q分别是圆上的动点,则
C.若圆和圆共有2条公切线,则
D.当时,圆与圆相交弦的弦长为
【答案】ABD
【解析】对于A,由圆,,
可知,故直线的方程为,
即,即得直线恒过定点,A正确;
对于B,即,
当圆和圆有三条公切线时,圆和圆外切,则,
解得,
当时,如图示,当共线时,;
同理求得当时,,B正确;
对于C,若圆和圆共有2条公切线,则两圆相交,
则,即,解得,C错误
对于D,当时,两圆相交,
,,
将两方程相减可得公共弦方程,
则到的距离为,
则圆与圆相交弦的弦长为,D正确,
故选:ABD.
2.(2025·贵州毕节)(多选)已知圆,圆,则( )
A.当时,圆与圆相切
B.当时,圆与圆相交于两点,且直线的方程为
C.当时,圆与圆相交
D.当时,圆与圆相交于两点,且
【答案】AB
【解析】圆,则,
圆的圆心,半径为;圆的圆心,半径为,
则,,,
对于A,当时, ,,则,故两圆内切,故A正确;
对于B, 当时,,,则,故两圆相交,又圆,故直线的方程为,故B正确;
对于D,由选项B可知,此时圆心到直线的距离为,则,故D错误;
对于C,两圆相交,则,即,解得,故C错误.
故选:AB.
3.(24-25高二上·黑龙江牡丹江·期末)(多选)已知圆和圆,则( )
A.相交 B.相离
C.公共弦所在的方程式 D.公共弦长是
【答案】ACD
【解析】圆即,圆心,半径,
圆即,圆心,半径,
圆心距,又因为,,
所以,所以两圆相交,故A正确,B错误;
两圆相减得:,故两圆的公共弦所在直线方程为,C正确;
圆心到的距离为,
由垂径定理得:两圆的公共弦长为,D正确.
故选:ACD.
4.(24-25高二上·江苏镇江·期中)(多选)圆与圆相交于,两点,下列说法正确的是( )
A.的直线方程为 B.公共弦的长为
C.圆与圆的公切线段长为1 D.线段的中垂线方程为
【答案】AC
【解析】由,得,则,半径,
由,得,则,半径,
对于A,公共弦所在的直线方程为,
即,所以A正确,
对于B,到直线的距离,
所以公共弦的长为,所以B错误,
对于C,因为,,,
所以圆与圆的公切线长为,所以C正确,
对于D,根据题意可知线段的中垂线就是直线,因为,
所以直线为,即,所以D错误,
故选:AC.
5.(23-24高二上·江苏苏州·期中)(多选)已知圆与直线,点在直线上运动,直线,分别与圆切于点,,则下列说法正确的是( )
A.四边形的面积最小值为
B.最短时,弦长为
C.最短时,弦直线方程为
D.直线过定点
【答案】ACD
【解析】
由题意得四边形PAMB的面积,,
因为,,所以当长度最小时,四边形的面积最小,
最小为点到直线的距离,所以,
所以四边形的面积最小值为,故A正确;
由圆的性质得,
由A选项可得,最短时,四边形的面积最小,,
所以,故B错;
由题意得,,所以为以为直径的圆上的点,
所以直线为两圆公共弦所在的直线,
,直线:,即,
联立得,所以最短时,,中点坐标为,
此时以为直径的圆的方程为,
联立得,所以弦所在直线的方程为,故C正确;
设,则,即,
以为直径的圆的方程为,
联立得,
所以直线的方程为,
将代入得,
令,解得,
所以直线过定点,故D正确.
故选:ACD.
题组七 切线方程
1.(24-25高二上·湖南怀化·期末)过点作圆的切线,则切线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,可知该圆是以为圆心,3为半径的圆,
当过点的直线斜率不存在,即为时,与圆显然不相切;
设过点的圆的切线为,即,
故圆心到切线的距离,解得,
故选:C
2.(24-25高二下·贵州黔西·期末)过原点且与圆相切的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】原点在圆上,而圆心,
直线斜率为,因此切线的斜率为,方程为,即.
故选:A
3.(2025·河北邯郸)(多选)已知直线过点,且直线与圆相切,则直线的方程可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】圆的圆心,半径,
当直线的斜率不存在时,直线方程为,点到直线的距离为1,不符合题意,
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:,解得或,
所以直线的方程为:或.
故选:AC
4.(25-26 安徽阜阳·开学考试)过点与圆相切的直线方程为 .
【答案】或.
【解析】圆的标准方程为,圆心坐标为,半径,
过点,斜率不存在的直线方程为,圆心到直线的距离为2,该直线为圆的切线;
过点的直线斜率存在时,设直线方程为,即,
当直线与圆相切时圆心到直线的距离等于半径,即,
解得,此时切线方程为.
故答案为:或.
5.(24-25上海·阶段练习)已知为圆上一点,过点的圆的切线的方程为 .
【答案】
【解析】由圆,可得圆心坐标为,则,
则过点的圆的切线的斜率为,且
所以过点的圆的切线的切线方程为,
即,即.
故答案为:.
6.(2025·甘肃平凉)过点与圆:相切的直线方程为 .
【答案】
【解析】易知点在圆上,故所求切线与直线垂直,
又,所以所求切线斜率,
故所求切线方程为,即.
故答案为:.
7.(24-25高二下·上海·阶段练习)圆的过点的切线的一般式方程为 .
【答案】
【解析】根据题意,圆的圆心为,半径,点在圆上,则,
则切线的斜率,则切线的方程为,变形可得;
故答案为:
8.(24-25高二上·湖南·期中)写出与圆和圆都相切的一条直线方程 .
【答案】(或或,任写一条即可,答案不唯一)
【解析】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
两圆心距为,故两圆外切,
两圆圆心所在直线的方程为,即,中点为,
切线垂直于直线,且经过中点,所以切线的方程为;
切线平行于直线,且到直线的距离为,
设平行于直线切线方程为,
则或,
所以切线的方程分别为.
故答案为:(或或,任写一条即可,答案不唯一).
9.(24-25高二上·广东·阶段练习)已知圆,圆,则的公切线方程为 .(写出一条即可)
【答案】,,(三个方程写出一个即给满分)
【解析】因为,的半径均为1,则外切,结合图像可知,的公切线方程为,,.
故答案为:,,
10.(24-25高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知圆O:与圆C关于直线l:对称,则圆O与圆C的一条公切线方程为 (写出其中一条公切线方程即可).
【答案】或或或(写出其中一个即可)
【解析】如图:任意圆与圆关于直线对称,为圆与圆的一条公切线,
∵圆与圆关于直线对称,∴,
∵为圆与圆的公切线,∴,∴,
由圆与圆关于直线对称,∴圆与圆的半径相等,即,
∴,且到的距离为,
∵,∴,,∴,
设其中一条公切线,则,即,
故圆与圆的公切线.
∵圆心到直线的距离,∴圆与圆相离,
∴圆与圆有4条公切线,由对称性可知公切线与交于一点,
设与圆相切与点,则,
∵,,∴,
∵,∴轴,轴,
∴故圆与圆的公切线或.
故答案为:或或或(写出其中一个即可).
11.(24-25高二上·福建南平·期中)写出与圆和圆都相切的一条切线方程 .
【答案】(答案不唯一,或均可以)
【解析】圆的圆心为,半径为;圆的圆心为,半径为,
圆心距为,所以两圆外切,如图,有三条切线,
易得切线的方程为,
因为,且,所以,设,即,
则到的距离,解得(舍去)或,所以,
又和关于对称,联立,解得,且在上,
在上任取一点,设其关于的对称点为,
则,解得,
则,所以直线,即,
综上,切线方程为或或.
故答案为:(答案不唯一,或均可以).
12.(24-25高二上·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:;;
13.(24-25高二上·山西·阶段练习)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.
题组八 (公)切线长
1.(2025·江西萍乡)过点作圆的切线,记其中一个切点为,则( )
A.16 B.4 C.21 D.
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径,则,
所以.故选:B
2.(2024海南)经过直线上的点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】直线上任取一点作圆的切线,
设切点为,由圆,得,圆心,半径为,
由圆的几何性质可得,所以切线长为.
当与直线垂直时,取最小值,
因为,所以切线长的最小值为.
故选:A.
3.(2025湖南)已知圆,点是直线上的点,则( )
A.圆上有两个点到直线的距离为2
B.圆上不存在点到直线的距离为2
C.从点向圆引切线,切线长的最小值为
D.从点向圆引切线,切线长的最小值是
【答案】C
【解析】圆的标准方程为,圆心为,半径.
圆心到直线的距离,所以A不正确,B不正确.
从点向圆引一条切线,设切点为,连接,
则,则,
当时,取得最小值,此时取得最小值,
即,故C正确,D不正确.
故选:C.
4.(2025·山东烟台)若圆与圆交于M,N两点,则四边形的面积为( ).
A.5 B. C. D.10
【答案】A
【解析】,,,
由,解得,或,
则,
因为,所以四边形的面积为.
故选:A.
5.(24-25高二上·广东广州·期中)已知圆,直线,点在直线上运动,直线分别与圆相切于点,则四边形的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由圆的方程知:圆心,半径,
四边形的面积,则当最小时,四边形的面积最小,
点到直线的距离,,此时.故选:A
题组九 切点直线方程
1.(24-25高二上·广东肇庆·期末)(多选)已知圆和圆,过圆上任意一点作圆的两条切线,设两切点分别为、,则( )
A.线段的最小值为
B.线段的最大值为
C.当直线与圆相切时,原点到直线的距离为
D.当直线平分圆的周长时,原点到直线的距离为
【答案】AD
【解析】如图示:、,
根据直角三角形的等面积方法可得,,
因为,,即,
故,故A正确,B错误;
当直线与圆相切时,由题意可知的斜率存在,
故设的方程为,则有 ,即,
即或,
设原点到直线的距离为,则,
当时, ;当时,,故C错误;
当直线平分圆的周长时,即直线过点,
则直线斜率存在,设直线方程为,即 ,
则 ,即,则,
故原点到直线的距离为,则 ,故D正确.
故选:AD.
2.(2024·河南·模拟预测)已知圆,圆,直线分别与圆和圆切于两点,则线段的长度为 .
【答案】
【解析】圆,圆心,半径,
圆,圆心,半径,
圆心距,由,
所以两圆相交,则.
故答案为:
3.(25-26高二上·全国·单元测试)过点作圆的两条切线,设切点分别为A,B,则 .
【答案】/
【解析】,即,故圆心为,半径为.
如图,连接,因为,所以,
故切线长.
连接,由(等面积法),
解得.
故答案为:.
4.(24-25高二下·上海松江·阶段练习)过直线上任一点P向圆作两条切线,切点为A,B.则的最小值为 .
【答案】
【解析】设圆的圆心为,半径为1,
由切线长定理可得,
又因为,,则,所以,
所以,则四边形面积为,
所以,
当的长最小时,弦长最小,
而的最小值为圆心到直线的距离,
所以,所以.
故答案为:.
5.(25-26高二上·全国·课后作业)如图,圆,点为直线上一动点,过动点作圆的两条切线,切点分别为.则直线的方程为 ,直线所经过的定点的坐标为 .
【答案】
【解析】如图,连接,
方法一 :因为都是圆的切线,所以,,所以四点共圆,
且为直径,所以切点弦实际上是以为直径的圆与圆的公共弦,
则以为直径的圆的圆心为,半径为,
故以为直径的圆的方程为,
两圆方程相减得直线的方程为,
令,则,所以直线过定点.
方法二:实际上是以为圆心,为半径的圆与圆的相交弦.
,,所以,
在中,,
所以以为圆心,为半径的圆的方程为,
两圆方程相减,可得圆和圆的公共弦所在直线的方程为,
即,令,则,所以直线过定点.
方法三:直线的方程为,即,
令,得,所以直线过定点.
故答案为:;
6.(25-26高二上·全国·课后作业)过点作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为 .
【答案】
【解析】 方法一:直接在一般式方程里用“留一代一”:需注意“Ey”要代成“”,切点弦所在直线方程为,整理得.
方法二:将方程化为标准形式得,根据“留一代一”可知,所求切点弦所在直线方程为,即.
方法三:将方程化为标准形式得,观察圆的方程和点坐标可知,
过点且与圆相切的两条直线中,有一条斜率不存在,此时切线方程为,
将代入圆的方程中得,故此直线与圆相切于点.
由圆的切线的性质可知,,.
又直线过点,直线的方程为,即.
故答案为:.
7.(24-25高二上·江苏南京·期中)已知圆,是x轴上动点,分别是圆的切线,切点分别为两点,则直线恒过定点 .
【答案】
【解析】设,,易知
由平面向量数量积的几何意义可知,
所以有
所以点在直线上
故直线的方程为,过定点
故答案为:
8.(23-24 重庆·阶段练习)过直线上任意一点作圆:的两条切线,则切点分别是,则面积的最大值为 .
【答案】/
【解析】
如图,设点,因,故点在以为直径的圆上,
因圆心,半径为,故圆的方程为:,
又圆:,将两式左右分别相减,整理得直线的方程为:,
于是,点到直线的距离为:,,
故的面积为:,
不妨设则,且,故,
因在上单调递增,故,此时,
即时,点时,面积的最大值为.
故答案为:.
9.(23-24高二上·四川南充·阶段练习)已知圆,点为轴上一个动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,则的最小值为 .
【答案】
【解析】易知圆的圆心为,半径为,如图所示:
易知,设,则
由图可得,又,
可得,因为,
所以当时,的最小值为.
故答案为:
10.(24-25 黑龙江牡丹江)过原点作圆的两条切线,设切点分别为,则直线的方程为 .
【答案】
【解析】圆配方可得,其圆心为,半径,
过原点作圆的两条切线,切点分别为,
则,又点在圆上,
则直线为圆与圆的公共弦所在的直线,
两圆方程相减可得,即直线的方程为.故答案为:.
题组十 轨迹方程
1.(24-25高二上·青海西宁·期中)已知圆是圆上一动点,点为线段的中点,则动点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设,M为线段的中点,,
而A是圆C上一动点,故,整理得:,
即,故动点M的轨迹方程为.故答案为:
2(2025高二·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知两个定点,,若动点满足,则动点的轨迹为 .
【答案】以为圆心、4为半径的圆
【解析】解法1:设点,则由得,整理得,
即,故动点的轨迹是以为圆心、4为半径的圆.
解法2:由题意设上有一点满足,可得,
在的延迟线上有一点,满足,可得,
所以根据阿氏圆的几何性质可知动点的轨迹为以为圆心、4为半径的圆,证明如下:
阿氏圆定义:平面内到两定点的距离之比为常数且的点的轨迹是一个圆,这个圆就叫做阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.
证明:设上有一点满足,在的延长线上有一点,满足,
设,,则,,解得,
以中点为圆心,为直径画圆,
可得,,,
在圆上任取一点,连接,
则,,所以,
又,所以,
所以.
题组十一 直线与圆的几何意义
1.(25-26高三上·浙江温州·阶段练习)在平面直角坐标系中,存在圆,点和点,M为圆O上的动点,则下列说法中正确的是( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最小值为
【答案】C
【解析】设点,由圆,点和点,
可得,
其中,点在圆外,点在圆内,
如图所示,可得,
当且仅当为的延长线与圆的交点时,取得等号,
所以的最大值为;
又由,
当且仅当为与圆的交点 时,取得等号,
所以的最小值为.
故选:C.
2.(25-26 山东泰安 )已知圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意:圆心坐标为,半径为,要求圆上至少有三个不同的点到直线的距离为,则圆心到直线的距离应小于等于,
所以 , ,解得
故选:A
3.(25-26高三上·广东揭阳·开学考试)已知点为直线上位于第一象限内的动点,则下列结论正确的是( )
A.ab的最小值为2 B.的最小值为2
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】C
【解析】由题知,即,且,
对于A,,当,即时取等,
所以ab的最大值为2,故A错误;
对于B,,又,所以,故B错误;
对于C,,
当时取等,所以的最小值为,故C正确;
对于D,,
当时,即时取等,所以的最小值为,故D错误.
故选:C.
4.(2025·湖南益阳)在中,为的中点,为平面内一点,且,则( )
A.的最大值为 B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】A
【解析】
以为坐标原点,,所在直线为轴,建立平面直角坐标系,
所以,设,
所以,
因为,
所以,即,即,
所以为以为圆心,半径为圆上一点,
对于A,,所以,几何意义为到原点的距离,
所以的最大值为到原点的距离的最大值,
最大值为原点到圆心距离加上半径,即,故A正确;
对于B,,,几何意义为到的距离,
所以的最大值为到的距离的最大值,
最大值为到圆心距离加上半径,即,故B错误;
对于C,,令,即,
即,当与圆相切时有最值,即,
解得,所以的最大值为,即的最大值为5,故C错误;
对于D,,因为为以为圆心,半径为圆上一点,
所以的最大值为,所以的最大值为,故D错误,
故选:A.
5.(25-26 河北)若圆:与圆:有且仅有2条公切线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题可知圆,半径,圆,半径.
∵圆与圆有且仅有2条公切线,∴圆与圆相交,∴,
∴点在以原点为圆心,半径分别为2和4的圆所夹的圆环内部(不含边界).
又,∴代表点到直线的距离的5倍.
∵圆心到直线的距离为1,
∴圆环内的点到直线的距离,
∴的取值范围为.
故选:C.
6.(25-26 安徽合肥 )已知实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,依题意,直线与圆有公共点,
而圆的圆心为,半径为,则,解得,
所以的取值范围为.
故选:A
7.(25-26湖南)著名数学家华罗庚曾说:“数形结合百般好,隔裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】由所求的式子的形式想到距离之差,
,
可转化成轴上一点到点的距离与到点的距离之差,
则(当且仅当三点共线时取等号),
所以的最大值为.
故选:B.
8.(2025海南)函数的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】B
【解析】由题可得的定义域为,又,所以可以看作是x轴上的动点分别与两点,的距离之和,如图,点关于x轴对称的点为,则当与,三点共线时,距离之和最小,则.
故选:B
9.(2025湖北)已知,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【解析】因为,
所以问题可转化为求直线上的点到点的距离的最小值,
故求点到直线的距离即可,因为距离,
所以.
故选:D.
10.(25-26四川绵阳)(多选)已知实数x,y满足,设,则( )
A.的最小值 B.的最大值
C.存在使得 D.对于任意,存在使得
【答案】AC
【解析】令,
则由直线与圆有公共点,
可得,解得,
又,可得,
所以,其中,
所以当时,,当时,,故A正确,B错误;
因为,故存在使得,故C正确;
因为,故当,不存在使得,故D错误.
故选:AC
11.(2025·陕西西安)已知,满足,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,
所以.
所以表示圆上的点到与到的距离和.
如图:
所以(当为线段与圆的交点时取等号).
故答案为:
题组十二 直线与圆的综合运用
1.(23-24高二上·山东青岛·期中)(多选)已知圆,圆,则下列说法正确的是( )
A.点在圆内
B.圆上的点到直线的最小距离为1
C.圆和圆的公切线长为2
D.圆和圆的公共弦所在的直线方程为
【答案】BCD
【解析】圆的圆心和半径分别为,圆的圆心和半径为,
对于A,由于,故点在圆外,故A错误,
对于B,到的距离为,所以圆上的点到直线的最小距离为,B正确,
对于D,由于,故两圆相交,
两圆方程相减可得公共弦所在直线方程为:,故D正确,
对于C,由于两圆相交,所以外公切线的长度为,C正确,
故选:BCD
2.(23-24高二上·江苏镇江·开学考试)(多选)已知圆M:,圆N:,则下列选项正确的是( )
A.直线MN的方程为
B.若P、Q两点分别是圆M和圆N上的动点,则的最大值为5
C.圆M和圆N的一条公切线长为
D.经过点M、N两点的所有圆中面积最小的圆的面积为
【答案】AD
【解析】由题意可知:圆M:的圆心,半径,
圆N:,的圆心,半径,
对于选项A:直线MN的方程为,即,故A正确;
对于选项B:因为,
所以的最大值为,故B错误;
对于选项C:因为,可知圆M与圆N外切,
如图,直线为两圆的公切线,为切点坐标,过A作,交NB于,
则为平行四边形,可得,
所以公切线长为,故C错误;
对于选项D:当为直径的圆时,经过点M、N两点的所有圆中面积最小,
此时圆的面积为,故D正确;
故选:AD.
3.(2025·江苏徐州)(多选)已知圆,P为圆O上的动点,则( )
A.圆心O关于直线AB的对称点为
B.动点P到直线AB的距离最大值为
C.以AB为直径的圆与圆O有2条公切线
D.分别过A,B两点所作的圆O的切线长相等
【答案】AC
【解析】直线的斜率,直线的方程为,
对于A,设圆心关于直线对称点为,则,解得,A正确;
对于B,圆心到直线的距离,因此动点P到直线AB的距离最大值为,B错误;
对于C,,线段中点,则,以AB为直径的圆半径为,
而圆半径为,且,即以AB为直径的圆与圆O相交,有2条公切线,C正确;
对于D,过点作圆的切线长为,过点作圆的切线长为,D错误.
故选:AC
4.(24-25高二上·广西贵港·期末)(多选)已知圆与直线,点在圆上,点在直线上,则( )
A.圆上有两个点到直线的距离为2
B.圆上只有一个点到直线的距离为2
C.
D.从点向圆引切线,切线长的最小值是
【答案】BC
【解析】圆的标准方程为,圆心为,半径,
对于AB,圆心到直线的距离,
则,故A错误,B正确;
对于C,,C正确;
对于D,由切线的性质,得切线长为,D错误.
故选:BC
5.(24-25高二上·福建漳州·阶段练习)(多选)已知圆,点P是直线上一动点,过点P作圆M的切线,切点分别是A、B,下列说法正确的有( )
A.圆M上恰有一个点到直线l的距离为 B.切线长的最小值为1
C.四边形面积的最小值为1 D.直线恒过定点
【答案】BCD
【解析】对于A,由圆,可知圆心,半径,
所以圆心到直线的距离为,
圆上的点到直线的最小和最大距离分别为和,
由于,圆上有两个点到直线的距离距离为,故A错误;
对于B,由圆的性质可得切线长,
所以当最小时,有最小值,又,
,故B正确;
对于C,因为四边形面积为,
所以四边形面积的最小值为1,故C正确;
对于D,设,由题可知点,,在以为直径的圆上,又,
所以,即,
又圆,即,
两式子相减得:直线的方程为:,即,
由,得,即直线恒过定点,故D正确.
故选:BCD.
6.(24-25高二上·云南丽江·阶段练习)(多选)已知圆O:,点是圆O上的点,直线l:,则( )
A.圆O上恰有3个点到直线l的距离等于1
B.直线l与圆O相交弦长
C.过点P的圆O的切线方程是
D.过点P向圆M:引切线,A为切点.则最小值为
【答案】ABD
【解析】A选项:如图所示,由已知圆,则圆心,半径,
圆心到直线的距离,
则,,所以圆上恰有个点到直线的距离等于,A选项正确;
B选项:由A知弦长为,B选项正确;
C选项:当直线的斜率存在且不为0时,此时斜率为,
则切线斜率为,此时切线方程为,
即,即,
当直线的斜率不存在或为0时,切线方程适合上式,
故过点P的圆O的切线方程是,故C错误;
D选项:由圆可知圆心,半径,
由切线长可知,
所以当取得最小值时,取最小值,
又,即的最小值为,
当三点共线,且P在O,M之间时取等号,
所以的最小值为,D选项正确;
故选:ABD.
7.(24-25高二上·广东·阶段练习)(多选)已知圆是直线上一动点,过点P作直线PA,PB分别与圆C相切于点A,B,则( )
A.圆C上恰有1个点到直线l的距离为
B.|PA|的最小值是
C.|AB|存在最大值
D.|AB|的最小值是
【答案】ABD
【解析】圆的圆心,半径,
对于A,点到直线的距离,点到直线的距离的最小值为,
因此圆C上恰有1个点到直线l的距离为 ,A正确;
对于B,,当且仅当时取等号,B正确;
对于CD,由垂直平分得,,
则,当且仅当时取等号,D正确,C错误.
故选:ABD
8.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)(多选)已知点及圆,点是圆上的动点,则( )
A.过原点与点的直线被圆截得的弦长为
B.过点作圆的切线,则切线方程为
C.当点到直线的距离最大时,过点与平行的一条直线的方程为
D.过点作圆的两条切线,切点分别为,则直线的方程为
【答案】ACD
【解析】圆的标准方程为,圆的半径.
对于,如图,直线的方程为0,过点作于点,
则点到直线的距离为,
故直线被圆截得的弦长为故A正确;
对于B,如图,圆的过点的切线斜率存在时,设其方程为,
即,由,解得,此时切线方程为,另一条切线是斜率不存在的直线故B错误;
对于C,如图,当点到直线的距离最大时,过点与平行的一条直线,
即为与直线距离为2的圆的切线.
因直线的斜率为2,可设该切线方程为,又直线的直线方程为,
则可得解得故C正确;
对于D,如图,连接,易得过点的切线所在直线方程为,故,
又由圆的对称性可知,因,则,
故直线的方程为,即,故D正确.
故选:ACD.
9.(23-24高二上·江西南昌·阶段练习)(多选)对于直线l:与圆C:的以下说法正确的有( )
A.l过定点
B.l被C截得的弦长最长时,
C.l与C相切时,或
D.l与C相切时,记两种情形下的两个切点分别为A、B,则
【答案】AD
【解析】由 ,即直线恒过定点,A对;
要使C被l截得的弦长最长,只需直线过圆心,即,B错;
l与C相切时,则,可得或,C错;
如图,,,则,故,
故,D对.
故选:AD
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