内容正文:
22.1直线和圆的位置关系
(30分提至70分使用)
义
览
概
讲
课
索
探
新
一、相离
直线和圆没有公共点,此时圆心到直线的距离大于圆的半径。
二、相切
直线和圆有且只有一个公共点,这个公共点叫做切点,此时圆心到直线的距离等于圆的半径,这条直线叫做圆的切线。
三、相交
直线和圆有两个公共点,这两个公共点叫做交点,此时圆心到直线的距离小于圆的半径,这条直线叫做圆的割线。
型
习
练
题
判断直线和圆的位置关系
1.已知的半径为5,圆心到一直线上的一点距离等于5,则直线与关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交或相离 D.相交或相切
【答案】D
【分析】本题主要考查了直线与圆的位置关系,根据垂线段最短,圆心到直线上一点的距离为5,则圆心到直线的距离,结合半径,判断直线与圆的位置关系为相交或相切.
【详解】解:∵ 圆心O到直线上一点P的距离,
且圆心到直线的距离d为垂线段的长,
∴(垂线段最短)。
∴ ,
∵ 圆的半径,
∴ 当时,直线与圆相交;当时,直线与圆相切,
∴ 直线与圆相交或相切,
故选D.
2.如图,在中,,,以点为圆心,以的长为半径作圆,则与的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
【答案】C
【分析】本题考查了直线与圆的关系,30度角的直角三角形的性质,先点C作,根据30度角的直角三角形的性质,得,再结合以点为圆心,以的长为半径作圆,进行分析,即可作答.
【详解】解:过点C作,如图所示:
∵,,
∴在中,,
∵以点为圆心,以的长为半径作圆,且,
∴与的位置关系是相交,
故选:C.
3.如图,,为上一点,且.以点为圆心,2为半径的与的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不能确定
【答案】C
【分析】本题考查直线与圆的位置关系,掌握通过作垂线求圆心到直线的距离,结合半径判断位置关系是解题的关键.
作点到的垂线,求出垂线段的长度,再与圆的半径比较,判断圆与直线的位置关系.
【详解】解:过点作于点.
在中,,则,
的半径为2,且等于半径,
与相切.
故选:C.
4.已知的半径为3,P为所在平面内某直线l上一点,,则过点P的直线与的公共点个数为( )
A.1或2 B.2 C.0 D.1
【答案】A
【分析】本题考查了直线与圆的位置关系.根据圆心到直线的距离d与半径R的关系判断直线与圆的位置关系,由于P在直线l上且,故,从而直线l与圆相切或相交,公共点个数为1或2,据此进行分析,即可作答.
【详解】解:∵P在直线l上且,
∴ 圆心O到直线l的距离,
∵的半径,
∴,
∴ 直线l与相切或相交,
∴公共点个数为1或2,
故选:A
5.已知的半径为5,圆心O到直线l上一点的距离为5,则直线l和的位置关系可能是( )
①相交;②相切;③相离
A.①②③ B.② C.①③ D.①②
【答案】D
【分析】本题主要考查直线与圆的位置关系,利用圆心到直线的距离和半径之间的关系即可解决.
【详解】设圆心O到直线l的距离为d,
根据题意,在直线l上存在一点P,使得,
因为垂线段最短,所以圆心O到直线l的距离,即,
又因为圆的半径,所以,
当时,直线l与相切;
当时,直线l与相交,
故直线l和的位置关系可能是相切或相交
故选:D.
求半径的取值
6.在中,,若以点C为圆心,r为半径的与直线相切,则r的值为( )
A.2.4 B.3 C.4.8 D.5
【答案】C
【分析】此题考查了切线的性质,勾股定理,以及三角形面积求法, 熟练掌握切线的性质是解本题的关键.
过点C作,在中,利用勾股定理求出的长,利用面积法求出的长,即为所求的r.
【详解】解:如图,过点C作,
∵在中,,,,
∴,
,
,
解得:,
∵以点C为圆心,r为半径的与直线相切,
∴,
故选:C.
7.已知直线l与相交,圆心O到直线l的距离为4,则的半径可能是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】本题考查了直线和圆的位置关系,熟知判断直线和圆的位置关系:设的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,直线l和相交;直线l和相切;直线l和相离是解题的关键.根据,圆和直线相交即可求解,
【详解】解:直线l与相交,圆心O到直线l的距离为4,
的半径大于4,
故选:.
8.已知点O到直线l的距离为,以点O为圆心的与直线l有两个交点,则的半径可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了直线与圆的位置关系,根据圆心到直线的距离d与半径r的大小关系解答.若,则直线与圆相交;若,则直线于圆相切;若,则直线与圆相离.据此作答即可.
【详解】解:∵点O到直线l的距离为,以点O为圆心的与直线l有两个交点,
∴的半径.
∴的半径可能为.
故选:D.
9.如图,已知点到直线的距离为5,如果在以点为圆心的圆上有且只有两个点到直线的距离为2,那么这个圆的半径长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题主要考查了圆与直线的位置关系.要掌握直线与圆的三种位置关系中各自的特点,并根据特殊的位置关系求出相对应的半径的长度是解题的关键.已知点O到直线l的距离为5,要使圆上有且只有两个点到直线l的距离为2.过点O作直线l的垂线,垂足为A.当圆与直线l的位置关系满足: 以O为圆心的圆与直线l相交,且在直线l两侧到直线l距离为2的点中,只有两个在圆上.从距离角度看,圆的半径r要满足:,即,得出答案.
【详解】解:已知点O到直线l的距离为5,要使圆上有且只有两个点到直线l的距离为2.
过点O作直线l的垂线,垂足为A.
当圆与直线l的位置关系满足: 以O为圆心的圆与直线l相交,且在直线l两侧到直线l距离为2的点中,只有两个在圆上.
从距离角度看,圆的半径r要满足:,即.
故选:D
10.如图所示,在中,,,,以为圆心,为半径的圆与边有公共点,则的取值范围为( )
A. B.或
C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了直线与圆的位置关系、勾股定理以及直角三角形的性质,作于,由勾股定理求出,由三角形的面积求出,由可得以为圆心,或为半径所作的圆与斜边只有一个公共点;若与斜边有公共点,即可得出的取值范围,掌握相关知识是解题的关键.
【详解】解:作于,如图:
,
的面积
即圆心到的距离
∴以为圆心,或为半径所作的圆与斜边只有一个公共点,
∴若与斜边有公共点,则的取值范围是:,
故选:D.
求圆心到直线的距离
11.设的半径为4,点O到直线a的距离为d,若与直线a至多只有一个公共点,则d的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题主要考查了直线与圆的位置关系.根据题意可得与直线a相离或相切,即可求解.
【详解】解:∵与直线a至多只有一个公共点,
∴与直线a相离或相切,
∵的半径为4,
∴.
故答案为:
12.如图,直线与,轴分别交于A,B两点,C是以D(2,0)为圆心,为半径的圆上一动点,连接AC,BC,则△ABC的面积的最大值是 平方单位.
【答案】6
【分析】先根据一次函数的解析式可求出点A、B的坐标,从而可得AB的长,再根据直线与圆的位置关系可得出AB边上高的最大值,然后根据三角形的面积公式即可得.
【详解】令得,解得,即点A的坐标为
令得,即点B的坐标为
,
如图,连接BD,且BD的延长线交圆D于点
,即
由直线与圆的位置关系可知,当点C处于点位置时,边AB上的高最大,最大值为
则此时的面积最大,最大值为
故答案为:6.
【点睛】本题考查了一次函数的几何应用、直线与圆的位置关系等知识点,正确找出AB边上高的最大值是解题关键.
13.已知直角坐标内,半径为2的圆心坐标为(3,-4),当该圆向上平移m个单位长度时,若要此圆与x轴没有交点,则m的取值范围是 .
【答案】m<2或m>6
【详解】圆心向上平移m个单位长度后坐标为(3,m-4),
∵圆与x轴没有交点,
∴所以圆心到x轴的距离>2,
即m-4>2或m-4<-2,
∴m>6或m<2.
故答案为m>6或m<2.
点睛:(1)掌握平面坐标系中,点经过平移后,对应的坐标的表示方法;
(2)将圆与x轴的交点问题转化为圆心到x 轴的距离问题.
14.已知的半径是,点在上.是所在平面内一点,且,过点作直线,使.
(1)点到直线距离的最大值为 ;
(2)若,是直线与的公共点,则当线段的长度最大时,的长为 .
【答案】
【分析】本题考查直线与圆的位置关系,勾股定理,
(1)如图1,当点在圆外且,,三点共线时,点到直线距离的最大,可得结论;
(2)如图2,根据已知条件得到线段是的直径,根据勾股定理即可得到结论;
正确作出图形是解题的关键.
【详解】解:(1)如图1,
∵,的半径是,,
∴当点在圆外且,,三点共线时,点到直线距离的最大,
最大值为:,
故答案为:;
(2)如图2,
∵,是直线与的公共点,线段的长度最大,
∴线段是的直径,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴的长为,
故答案为:.
15.已知的半径为5,直线与相切,圆心到直线距离等于 .
【答案】5
【分析】本题考查直线与圆的位置关系,根据圆心到直线的距离等于半径时,直线和圆相切,即可得出结果.
【详解】解:∵的半径为5,直线与相切,
∴圆心到直线距离等于5;
故答案为:5.
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22.1直线和圆的位置关系
(30分提至70分使用)
义
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概
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课
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一、相离
直线和圆没有公共点,此时圆心到直线的距离大于圆的半径。
二、相切
直线和圆有且只有一个公共点,这个公共点叫做切点,此时圆心到直线的距离等于圆的半径,这条直线叫做圆的切线。
三、相交
直线和圆有两个公共点,这两个公共点叫做交点,此时圆心到直线的距离小于圆的半径,这条直线叫做圆的割线。
型
习
练
题
判断直线和圆的位置关系
1.已知的半径为5,圆心到一直线上的一点距离等于5,则直线与关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交或相离 D.相交或相切
2.如图,在中,,,以点为圆心,以的长为半径作圆,则与的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
3.如图,,为上一点,且.以点为圆心,2为半径的与的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不能确定
4.已知的半径为3,P为所在平面内某直线l上一点,,则过点P的直线与的公共点个数为( )
A.1或2 B.2 C.0 D.1
5.已知的半径为5,圆心O到直线l上一点的距离为5,则直线l和的位置关系可能是( )
①相交;②相切;③相离
A.①②③ B.② C.①③ D.①②
求半径的取值
6.在中,,若以点C为圆心,r为半径的与直线相切,则r的值为( )
A.2.4 B.3 C.4.8 D.5
7.已知直线l与相交,圆心O到直线l的距离为4,则的半径可能是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
8.已知点O到直线l的距离为,以点O为圆心的与直线l有两个交点,则的半径可能为( )
A. B. C. D.
9.如图,已知点到直线的距离为5,如果在以点为圆心的圆上有且只有两个点到直线的距离为2,那么这个圆的半径长的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,在中,,,,以为圆心,为半径的圆与边有公共点,则的取值范围为( )
A. B.或
C. D.
求圆心到直线的距离
11.设的半径为4,点O到直线a的距离为d,若与直线a至多只有一个公共点,则d的取值范围是 .
12.如图,直线与,轴分别交于A,B两点,C是以D(2,0)为圆心,为半径的圆上一动点,连接AC,BC,则△ABC的面积的最大值是 平方单位.
13.已知直角坐标内,半径为2的圆心坐标为(3,-4),当该圆向上平移m个单位长度时,若要此圆与x轴没有交点,则m的取值范围是 .
14.已知的半径是,点在上.是所在平面内一点,且,过点作直线,使.
(1)点到直线距离的最大值为 ;
(2)若,是直线与的公共点,则当线段的长度最大时,的长为 .
15.已知的半径为5,直线与相切,圆心到直线距离等于 .
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