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专题02 圆的方程
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串讲知识:思维导图串讲知识点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
举一反三:核心考点能举一反三,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
知识点1 :圆的定义和圆的方程
1、平面内到定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)叫圆.
2、圆的四种方程
(1)圆的标准方程:,圆心坐标为(a,b),半径为
(2)圆的一般方程:,圆心坐标为,半径
(3)圆的直径式方程:若,则以线段AB为直径的圆的方程是
(4)圆的参数方程:
①的参数方程为(为参数);
②的参数方程为(为参数).
知识点2 : 点与圆的位置关系判断
(1)点与圆的位置关系:
①点P在圆外;
②点P在圆上;
③点P在圆内.
(2)点与圆的位置关系:
①点P在圆外;
②点P在圆上;
③点P在圆内.
知识点3 : 直线与圆的位置关系
1、几何法(圆心到直线的距离和半径关系)
圆心到直线的距离,则:
直线与圆相交,交于两点,;
直线与圆相切;
直线与圆相离
2、代数方法(几何问题转化为代数问题即交点个数问题转化为方程根个数)
由,
消元得到一元二次方程,判别式为,则:
直线与圆相交;
直线与圆相切;
直线与圆相离.
知识点4 : 圆与圆的位置关系
用两圆的圆心距与两圆半径的和差大小关系确定,具体是:
设两圆的半径分别是,(不妨设),且两圆的圆心距为,则:
两圆相交;
两圆外切;
两圆相离
两圆内切;
两圆内含(时两圆为同心圆)
设两个圆的半径分别为,,圆心距为,则两圆的位置关系可用下表来表示:
位置关系
相离
外切
相交
内切
内含
几何特征
代数特征
无实数解
一组实数解
两组实数解
一组实数解
无实数解
公切线条数
4
3
2
1
0
考点一:求圆多种方程的形式
【例1】(2025·高二·贵州遵义·期末)已知圆与轴相切,圆心在直线上,且在直线上截得的弦长为,则圆的方程是( )
A.或
B.或
C.
D.
【变式1-1】(2025·高二·广东·期中)圆关于直线对称的圆的方程是( )
A.
B.
C.
D.
【变式1-2】(2025·高二·贵州遵义·月考)已知直线的倾斜角为,点,圆,若圆与圆关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】(2025·高二·天津·月考)经过三点,,的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
考点二:直线系方程和圆系方程
【例2】(2025·高二·陕西西安·月考)经过两圆和的交点,且圆心在直线上的圆的方程 .
【变式2-1】经过圆与直线的交点,且在轴上的弦长为的圆的方程是 .
【变式2-2】(2025·高二·辽宁·期中)已知点,点B,C是直线与圆的交点,则经过点A,B,C的圆的方程是 .
【变式2-3】圆经过点,且经过两圆和圆的交点,则圆的方程为 .
考点三:与圆有关的轨迹问题
【例3】(2025·高二·福建泉州·期中)已知圆,直线过点.
(1)若直线与圆相切,求直线的方程;
(2)若P为圆C上任意一点,,点Q满足,求点Q的轨迹方程.
【变式3-1】(2025·高二·北京·月考)已知以点为圆心的圆与直线相切,过点的动直线与圆相交于两点.
(1)求圆的方程;
(2)当时,求直线的方程;
(3)若为圆上的动点,求线段的中点的轨迹方程.
【变式3-2】(2025·高二·河北唐山·期中)已知圆P经过点和,且圆心在直线:上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若线段的端点D的坐标是,端点C在圆P上运动,求的中点的轨迹方程,并指出它的轨迹是什么图形.
【变式3-3】(2025·高二·吉林长春·期中)已知圆过,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若点的坐标是,点是圆上的一个动点,点满足,求点的轨迹方程,并说明轨迹的形状.
考点四:用二元二次方程表示圆的一般方程的充要条件
【例4】(2025·高二·广西河池·月考)方程表示一个圆,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2025·高二·浙江·期中)下列方程一定表示圆的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】(2025·高二·福建三明·期中)已知方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式4-3】(2025·高二·广东江门·月考)已知方程表示圆,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点五:点与圆的位置关系判断
【例5】(2025·高二·江苏·期末)已知直线,圆则直线与圆位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定
【变式5-1】(2025·高二·江苏盐城·期中)点与圆的位置关系为( )
A.点在圆内 B.点在圆上
C.点在圆外 D.与的值有关
【变式5-2】(2025·高二·江苏盐城·期中)设,若直线与圆相交,则点与圆的位置关系是( )
A.在圆上 B.在圆外 C.在圆内 D.不能确定
【变式5-3】(2025·高二·山东济宁·期中)“点在圆外部”是“,或”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
考点六:数形结合思想的应用
【例6】(2025·高二·辽宁·期中)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(2025·高二·北京·期中)已知直线与曲线有两个交点,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(2025·高二·辽宁·月考)若直线与曲线恰有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(2025·高二·河南南阳·期中)已知圆O:,直线l:,将圆O在l下方的部分沿着l向上翻折,如图,若直线与折叠后得到的两段弧恰有4个交点,则m的值可以是( )
A. B.2 C. D.3
考点七:与圆有关的对称问题
【例7】圆关于直线对称,则 .
【变式7-1】(2025·高二·山东潍坊·期中)圆关于直线对称,则的最小值是
【变式7-2】若圆关于直线对称,其中,,则的最小值为 .
【变式7-3】(2025·高二·北京·期中)已知圆:与直线:,则圆心的坐标为 ,若圆关于直线对称,则 .
考点八:圆过定点问题
【例8】(2025·高二·湖北武汉·月考)对任意实数,动圆恒过两个定点,请写出一个定点坐标 .
【变式8-1】(2025·高二·河南驻马店·开学考试)若圆恒过两个不同的定点A,B,则 .
【变式8-2】(2025·高二·河北张家口·月考)点是直线上的动点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点
【变式8-3】(2025·高二·河南信阳·期中)圆恒过的定点是 .
考点九:直线与圆的位置关系的判断
【例9】(2025·高二·吉林长春·期中)已知点在圆内,则直线与圆( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上均有可能
【变式9-1】(2025·高二·广东惠州·月考)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.不确定
【变式9-2】(2025·高二·江苏·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与有关
【变式9-3】(2025·高二·广东佛山·月考)已知圆,直线,则直线l与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
考点十:弦长与面积问题
【例10】(2025·高二·辽宁葫芦岛·月考)若直线与圆相交于两点,则( )
A. B.4 C. D.2
【变式10-1】(2025·高二·江苏·期末)已知直线被圆截得的弦长为,则( )
A.或3 B.2 C.或5 D.4
【变式10-2】(2025·高二·河南驻马店·期末)已知点是圆:外一点,以为直径的圆与圆相交于,两点,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【变式10-3】(2025·高二·河南·月考)过坐标原点O作两条互相垂直的直线OA,OB,点A,B(异于点O)均在圆上,则面积的最大值为( )
A.26 B. C.13 D.
考点十一:切线问题、切线长问题
【例11】(2025·高三·湖北·月考)莱莫恩(Lemoine)定理指出:过的三个顶点作它的外接圆的切线,分别和所在直线交于点,则三点在同一条直线上,这条直线被称为三角形的Lemoine线.在平面直角坐标系中,若的三个顶点坐标分别为,则该三角形的Lemoine线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式11-1】(2025·高二·江苏淮安·期中)过圆上一点作圆的切线则的方程为( )
A. B. C. D.
【变式11-2】过坐标原点,且与圆相切的直线方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【变式11-3】(2025·高二·江苏·期末)点P为直线上一动点,过点P作圆的切线,切点为Q,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
考点十二:切点弦问题
【例12】(2025·高二·河北邯郸·期中)若过点向圆引两条切线,切点分别为,,则到直线的距离为( )
A. B.1 C. D.2
【变式12-1】(2025·高二·贵州铜仁·期中)已知,直线,为上的动点,过点作的切线,,切点为,,当最小时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式12-2】(2025·高二·江西九江·月考)过点作圆的两条切线,切点分别为和,则切点弦所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式12-3】(2025·高二·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.
考点十三:圆上的点到直线距离个数问题
【例13】(2025·广东·一模)已知直线与直线相交于点M,若恰有3个不同的点M到直线的距离为1,则( )
A. B. C. D.
【变式13-1】(2025·高二·广东河源·期末)若圆上到直线的距离为的点恰好有3个,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式13-2】(2025·高二·海南·期中)若圆上到直线的距离为的点有且仅有2个,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式13-3】(2025·高二·福建泉州·期中)已知圆上到直线的距离为1的点有且仅有4个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点十四:直线与圆位置关系中的最值(范围)问题
【例14】(多选题)(2025·高二·安徽·月考)已知动点满足,则( )
A.点的轨迹长度为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最小值为
【变式14-1】(多选题)(2025·高二·江苏泰州·月考)已知直线,圆,则下列说法正确的是( ).
A.直线过定点
B.圆心到直线距离的最大值是
C.直线被圆截得的弦长最小值为
D.若点在圆上,则的取值范围为
【变式14-2】(多选题)(2025·高二·山东济南·月考)已知圆,点为直线上任意一点,过点的直线与圆交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.有最小值为2 B.没有最大值
C.有最小值为 D.有最大值
【变式14-3】(多选题)(2025·高二·云南曲靖·期中)设圆,过点的直线l与圆C交于A,B两点,则下列结论正确的为( )
A.P可能为AB中点 B.的最小值为3
C.的面积最小值为 D.的面积最大值为
考点十五:圆与圆的位置关系
【例15】(2025·高二·贵州遵义·月考)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系为( )
A.外离 B.相交 C.外切 D.内含
【变式15-1】(2025·高二·江苏·期末)已知圆,圆,则这两个圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
【变式15-2】(2025·高二·广西·月考)圆D:和圆E:位置关系是( )
A.外切 B.相交
C.外离 D.内含
【变式15-3】(2025·高二·福建厦门·月考)若圆与圆外切,则m=( )
A.14 B.28 C.9 D.
考点十六:两圆的公共弦问题
【例16】(2025·高二·贵州遵义·期中)已知和圆相交,则这两个圆的公共弦长为( )
A. B. C. D.
【变式16-1】(2025·高二·江苏·期末)已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
【变式16-2】(2025·高二·江苏·期末)圆,圆,则圆与( )
A.相离 B.有3条公切线
C.关于直线对称 D.公共弦所在直线方程为
【变式16-3】(2025·高二·河北·期中)已知圆与圆相交于两点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
考点十七:两圆的公切线问题
【例17】(2025·高二·广东·期中)不全为的实数对满足关系式,则这样的实数对共有( )组.
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式17-1】(2025·高二·安徽·月考)圆与圆的公切线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
【变式17-2】(2025·高二·浙江·月考)已知圆与圆的公切线有3条,则实数的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式17-3】(2025·高二·河南南阳·月考)已知圆,圆,则两圆的公切线有( )条
A. B. C. D.
考点十八:阿氏圆
【例18】(2025·高二·北京东城·期中)阿波罗尼斯(约公元前262—190年)证明过这样一个命题:平面内到两定点距离之比为常数(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿氏圆.若平面内两定点,间的距离为,动点与,距离之比为,当,,不共线时,面积的最大值是( )
A. B. C. D.
【变式18-1】(2025·高二·上海·期中)古希腊数学家阿波罗尼斯证明过这样一个命题:平面上到两定点的距离之比为定值的点的轨迹是圆,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,若点是满足的阿氏圆上的动点,点为双曲线右支上的动点,点是它的左焦点,则的最小值为( ).
A.1 B.1
C.1 D.1
【变式18-2】(2025·高二·河南南阳·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:“平面内与两定点距离的比为常数且的点的轨迹是圆”.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知点是圆上任一点,点,,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【变式18-3】(2025·宁夏吴忠·二模)古希腊数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点A,B的距离的比值为定值()的点的轨迹是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.若平面内两定点A,B间的距离为2,动点P满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
1.(2025·高二·辽宁·月考)已知抛物线,圆,为抛物线上一点,为圆上一点,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.4
2.(2025·高二·江苏·期末)已知直线:恒过定点,点为圆上的动点,为坐标原点,则面积的最大值为( )
A.10 B.4 C.6 D.8
3.(2025·高二·江苏·期末)已知圆,点为直线上的动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(2025·高二·江苏·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.
5.(2025·高二·河北承德·月考)若直线与直线交于点,且直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C. D.
6.(2025·高二·安徽·月考)已知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( )
A. B.
C. D.
7.(多选题)(2025·高二·河北承德·月考)已知圆和直线,下列说法正确的是( )
A.圆的圆心坐标为,半径为
B.直线与圆相交,且弦长为
C.若圆与圆关于直线对称,则圆的方程为
D.过点且与圆相切的直线有且仅有条
8.(2025·高二·上海·月考)若直线截圆所得的弦长是8,则 .
9.(2025·高二·福建·月考)若分别为圆,与圆上的动点,为直线上的动点,则的最小值为 .
10.(2025·高二·上海·月考)已知直线和圆.
(1)求过点且与圆C相切的直线方程;
(2)判断直线l与圆C的位置关系.
11.(2025·高二·福建·月考)在平面直角坐标系中,若圆的圆心在轴上,且过两点.
(1)求圆的方程;
(2)设,点为圆上的动点,证明:为定值.
12.(2025·高二·天津滨海新·月考)已知直线和圆,为坐标原点.
(1)直线与圆相切时,求的值;
(2)当时,为直线上的动点,过作圆的切线,切点为,求的最小值;
(3)直线与圆相交于两点,的面积为,求直线的方程.
13.(2025·高二·重庆·月考)已知直线,.
(1)求过直线与的交点,且与直线平行的直线l的方程;
(2)求过点,,且圆心在直线上的圆C的方程.
14.(2025·高二·江苏·期末)一个圆切直线于点,且圆心在直线上.
(1)求该圆的方程;
(2)过直线上一点引圆的两条切线,切点分别为,求四边形面积的最小值.
15.(2025·高二·江苏·期末)已知圆关于直线对称.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相交于、两点,求;
(3)在(2)的前提下,若点是圆上的点,求面积的最大值.
16.(2025·高二·贵州遵义·月考)已知圆,过坐标原点O作圆C的切线,切点分别为,.
(1)求的值;
(2)求直线的一般式方程.
17.(2025·高二·河北承德·月考)在平面直角坐标系中,已知过点且斜率为的直线与圆相交于两点.
(1)求直线的方程;
(2)求弦的长度.
18.(2025·高二·安徽·月考)已知圆经过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点作圆的切线,求切线方程.
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专题02 圆的方程
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知识点1 :圆的定义和圆的方程
1、平面内到定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)叫圆.
2、圆的四种方程
(1)圆的标准方程:,圆心坐标为(a,b),半径为
(2)圆的一般方程:,圆心坐标为,半径
(3)圆的直径式方程:若,则以线段AB为直径的圆的方程是
(4)圆的参数方程:
①的参数方程为(为参数);
②的参数方程为(为参数).
知识点2 : 点与圆的位置关系判断
(1)点与圆的位置关系:
①点P在圆外;
②点P在圆上;
③点P在圆内.
(2)点与圆的位置关系:
①点P在圆外;
②点P在圆上;
③点P在圆内.
知识点3 : 直线与圆的位置关系
1、几何法(圆心到直线的距离和半径关系)
圆心到直线的距离,则:
直线与圆相交,交于两点,;
直线与圆相切;
直线与圆相离
2、代数方法(几何问题转化为代数问题即交点个数问题转化为方程根个数)
由,
消元得到一元二次方程,判别式为,则:
直线与圆相交;
直线与圆相切;
直线与圆相离.
知识点4 : 圆与圆的位置关系
用两圆的圆心距与两圆半径的和差大小关系确定,具体是:
设两圆的半径分别是,(不妨设),且两圆的圆心距为,则:
两圆相交;
两圆外切;
两圆相离
两圆内切;
两圆内含(时两圆为同心圆)
设两个圆的半径分别为,,圆心距为,则两圆的位置关系可用下表来表示:
位置关系
相离
外切
相交
内切
内含
几何特征
代数特征
无实数解
一组实数解
两组实数解
一组实数解
无实数解
公切线条数
4
3
2
1
0
考点一:求圆多种方程的形式
【例1】(2025·高二·贵州遵义·期末)已知圆与轴相切,圆心在直线上,且在直线上截得的弦长为,则圆的方程是( )
A.或
B.或
C.
D.
【答案】A
【解析】由题意可设圆心,且半径为,
又圆心到直线的距离为,
因为直线被圆M截得的弦长为,
所以或,
所以圆心且半径为,或圆心且半径为,
所以圆M的方程为或.
故选:A
【变式1-1】(2025·高二·广东·期中)圆关于直线对称的圆的方程是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径,
设关于直线的对称点为,
则,解得,
所以圆的圆心为,半径为,
所以圆的方程是.
故选:B
【变式1-2】(2025·高二·贵州遵义·月考)已知直线的倾斜角为,点,圆,若圆与圆关于直线对称,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意知,直线的方程为,即,
圆可化为,
故圆心,半径为,
设点关于直线对称的点为,
则,,解得,
因为圆与圆关于直线对称,所以,
又圆的半径为,故圆的标准方程为.
故选:C
【变式1-3】(2025·高二·天津·月考)经过三点,,的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设圆的一般方程为,
将,,代入方程得,
解得,满足,
故圆的方程为,
故选:A
考点二:直线系方程和圆系方程
【例2】(2025·高二·陕西西安·月考)经过两圆和的交点,且圆心在直线上的圆的方程 .
【答案】
【解析】因为所求的圆经过两圆和的交点,
所以设所求的圆的方程为,
即,
配方得,所以其圆心为,
又圆心在直线上,代入得,
解得,故所求圆的方程为.
故答案为:
【变式2-1】经过圆与直线的交点,且在轴上的弦长为的圆的方程是 .
【答案】或
【解析】方法一: 设所求圆的方程为,该圆与轴的交点坐标分别为,.
在圆方程中,令得,则,,则.
联立,解得或则点,在所求圆上,
所以解得或
故所求圆的方程为或.
方法二: 设所求圆的方程为,
且与轴交点的纵坐标为,
令得,化简得,
所以,,
由两边平方得,所以,
化简得,解得或.
检验知两个值都符合题意,
所以所求圆的方程为,
或,
即或.
故答案为:或.
【变式2-2】(2025·高二·辽宁·期中)已知点,点B,C是直线与圆的交点,则经过点A,B,C的圆的方程是 .
【答案】
【解析】因点B,C是直线与圆的交点,
则设过B,C的圆的方程为:,代入,
则,则过过点A,B,C的圆的方程是:
.
故答案为:
【变式2-3】圆经过点,且经过两圆和圆的交点,则圆的方程为 .
【答案】
【解析】设圆的方程为:,
整理得到:,
因为圆过,代入该点得到:即,
故圆的方程为:即,
故答案为:.
考点三:与圆有关的轨迹问题
【例3】(2025·高二·福建泉州·期中)已知圆,直线过点.
(1)若直线与圆相切,求直线的方程;
(2)若P为圆C上任意一点,,点Q满足,求点Q的轨迹方程.
【解析】(1)因为,所以点A在圆外,
若直线的斜率不存在,则直线的方程为,
此时圆心到直线的距离为2,所以直线与圆相切,符合题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
因为直线与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,
即,解得.
所以直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
(2)设,,则.
因为,所以,即.
又因为点在圆C:上,所以.
将代入可得,
整理得,即点Q的轨迹方程为.
【变式3-1】(2025·高二·北京·月考)已知以点为圆心的圆与直线相切,过点的动直线与圆相交于两点.
(1)求圆的方程;
(2)当时,求直线的方程;
(3)若为圆上的动点,求线段的中点的轨迹方程.
【解析】(1)因为以点为圆心的圆与直线相切,
所以圆的半径为点到直线的距离,即,
所以圆的方程为
(2)设圆心到过点的动直线的距离为,
由(1)知,
因为,故,所以
当直线的斜率不存在时,其方程为,
此时圆心到的距离为,满足题意;
当直线的斜率存在时,设其方程为
此时圆心到直线的距离为,解得,
故直线的方程为.
综上,直线的方程为或
(3)根据题意设,线段的中点,
所以根据中点公式有:,即,
因为,
所以,即
所以线段的中点的轨迹方程为.
【变式3-2】(2025·高二·河北唐山·期中)已知圆P经过点和,且圆心在直线:上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若线段的端点D的坐标是,端点C在圆P上运动,求的中点的轨迹方程,并指出它的轨迹是什么图形.
【解析】(1)设圆心的坐标为,
则有,
整理求得,故圆心为,
半径r满足,
则圆P的方程为.
(2)设线段中点,,
由可知,,
∵点C在圆上运动,∴,
∴的轨迹方程为.
∴的轨迹是以为圆心,1为半径的圆.
【变式3-3】(2025·高二·吉林长春·期中)已知圆过,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若点的坐标是,点是圆上的一个动点,点满足,求点的轨迹方程,并说明轨迹的形状.
【解析】(1)设圆的圆心为,半径为,其标准方程为,
因为圆心在直线上,因此,即,圆心可表示为,
因为圆经过和,则圆心到、的距离相等,由距离公式得:
解得,代入,得,即圆心为,
半径,
因此,圆的方程为;
(2)设,则,
由,其中,则向量关系为:,
即,
解此方程组,用表示:,
代入圆的方程,得:,
化简得:.
所以点的轨迹方程为, 其轨迹为以为圆心,为半径的圆.
考点四:用二元二次方程表示圆的一般方程的充要条件
【例4】(2025·高二·广西河池·月考)方程表示一个圆,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,
得,
解得.即m的取值范围是.
故选:D.
【变式4-1】(2025·高二·浙江·期中)下列方程一定表示圆的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】对于A,因为等价于,表示圆,故A符合题意;
对于B,含项,不表示圆,故B不符合题意;
对于C,,易知时,不表示圆,故C不符合题意;
对于D,,,不表示圆,故D不符合题意.
故选:A.
【变式4-2】(2025·高二·福建三明·期中)已知方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知,,即,解得.
故选:B.
【变式4-3】(2025·高二·广东江门·月考)已知方程表示圆,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】方程,即,
因为方程表示圆,
所以,解得,即实数m的取值范围是.
故选:B.
考点五:点与圆的位置关系判断
【例5】(2025·高二·江苏·期末)已知直线,圆则直线与圆位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.不确定
【答案】B
【解析】由直线:,可知直线过定点,
由圆:,可知圆心,半径为,
则,
所以点在圆的内部,所以直线与圆相交.
故选:B .
【变式5-1】(2025·高二·江苏盐城·期中)点与圆的位置关系为( )
A.点在圆内 B.点在圆上
C.点在圆外 D.与的值有关
【答案】C
【解析】,
在圆外,
故选:C.
【变式5-2】(2025·高二·江苏盐城·期中)设,若直线与圆相交,则点与圆的位置关系是( )
A.在圆上 B.在圆外 C.在圆内 D.不能确定
【答案】B
【解析】因直线与圆相交,
则圆心到的距离,化简得,
即动点的轨迹为以原点为圆心,半径为2的圆的外部(不含圆弧),
故点在圆的外面.
故选:B.
【变式5-3】(2025·高二·山东济宁·期中)“点在圆外部”是“,或”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】因为点在圆外,
所以,解得,
所以或,
所以的取值范围为或,
“点在圆外部”是“,或”的充分不必要条件.
故选:A.
考点六:数形结合思想的应用
【例6】(2025·高二·辽宁·期中)若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由可得,
即直线过定点,
由可得,
即或,
作直线与曲线的图像,
由圆心到直线的距离可得或(舍去),
即切线的斜率,同理可得,
又,所以,,
由图象可知,当或时,直线与曲线有2个交点,
故选:D
【变式6-1】(2025·高二·北京·期中)已知直线与曲线有两个交点,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】,即,圆心为,
直线过定点,
当直线与半圆相切时,圆心到直线的距离,
解得或(舍),
当直线过原点和定点的斜率为1,
结合图像可知k的取值范围为.
故选:A.
【变式6-2】(2025·高二·辽宁·月考)若直线与曲线恰有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,可知直线过定点,
由曲线,两边平方得,
则曲线是以为圆心,1为半径的上半圆(包含轴上的两点),
当直线过点时,直线与曲线有两个不同的交点,
此时,解得,
当直线与曲线相切时,直线和圆有一个交点,
圆心到直线的距离,解得,
要使直线与曲线恰有两个交点,
则直线夹在两条直线之间,因此,
即实数的取值范围为.
故选:D.
【变式6-3】(2025·高二·河南南阳·期中)已知圆O:,直线l:,将圆O在l下方的部分沿着l向上翻折,如图,若直线与折叠后得到的两段弧恰有4个交点,则m的值可以是( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【解析】由题意知圆O与l交于B,C两点,且,,
当直线过点时,得,
由对称性可知,折叠后的弧BC对应的圆的方程为,
当与劣弧BC相切时,有,所以,其中舍去,
结合图形可知,当时,直线与两段弧恰有4个交点.结合选项知B符合题意.
故选:B.
考点七:与圆有关的对称问题
【例7】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.
【变式7-1】(2025·高二·山东潍坊·期中)圆关于直线对称,则的最小值是
【答案】
【解析】由可得标准方程为9,即圆心为,
因为该圆关于直线对称,则直线经过圆心,
即,整理得,
则,
当且仅当即时,等号成立,所以的最小值是.
故答案为:
【变式7-2】若圆关于直线对称,其中,,则的最小值为 .
【答案】4
【解析】由,得,其圆心为,
因为该圆关于直线对称,
所以直线过圆心,即,
所以,
由,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,
故的最小值为.
故答案为:
【变式7-3】(2025·高二·北京·期中)已知圆:与直线:,则圆心的坐标为 ,若圆关于直线对称,则 .
【答案】
【解析】圆:,即,
所以圆心为,
若圆关于直线对称,则点在直线上,即,解得
故答案为:;
考点八:圆过定点问题
【例8】(2025·高二·湖北武汉·月考)对任意实数,动圆恒过两个定点,请写出一个定点坐标 .
【答案】或
【解析】将原方程整理为:
因为对于任意,该方程恒成立,所以的系数和常数项都必须为,即:
由第一个方程,代入第二个方程得:
将代入,得.
所以,定点坐标为或.
故答案为:或
【变式8-1】(2025·高二·河南驻马店·开学考试)若圆恒过两个不同的定点A,B,则 .
【答案】3
【解析】变形得到,
令,解得或,
不妨设,,
所以.
故答案为:3
【变式8-2】(2025·高二·河北张家口·月考)点是直线上的动点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点
【答案】和
【解析】如图,过点作垂直于直线,垂足为,
则以为直径的圆过定点和,
因为直线的斜率为,所以直线的方程为,
联立,解得,即.
所以以为直径的圆经过定点和.
故答案为:和
【变式8-3】(2025·高二·河南信阳·期中)圆恒过的定点是 .
【答案】
【解析】圆方程化为,
由解得故圆恒过点.
故答案为:
考点九:直线与圆的位置关系的判断
【例9】(2025·高二·吉林长春·期中)已知点在圆内,则直线与圆( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.以上均有可能
【答案】C
【解析】因点在圆内,则,
则点到直线的距离,
则直线与圆相离.
故选:C
【变式9-1】(2025·高二·广东惠州·月考)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.不确定
【答案】A
【解析】因为直线:,
所以直线经过定点.
因为,所以点在圆:内,
所以直线与圆:相交.
故选:A
【变式9-2】(2025·高二·江苏·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与有关
【答案】A
【解析】由题可得,圆心为,又点满足直线方程,
即直线经过圆心,
所以直线与圆相交.
故选:A.
【变式9-3】(2025·高二·广东佛山·月考)已知圆,直线,则直线l与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【答案】B
【解析】由圆,可得圆心为,半径为,
则圆心到直线的距离为,
可得,所以直线与圆相切.
故选:B.
考点十:弦长与面积问题
【例10】(2025·高二·辽宁葫芦岛·月考)若直线与圆相交于两点,则( )
A. B.4 C. D.2
【答案】A
【解析】由,得,
则圆的圆心到直线的距离为,
则.
故选:A
【变式10-1】(2025·高二·江苏·期末)已知直线被圆截得的弦长为,则( )
A.或3 B.2 C.或5 D.4
【答案】C
【解析】将圆变为标准方程可得,
圆心坐标为,半径为,
设圆心到直线的距离为d,则,
又直线被圆截得的弦长为,
所以,解得,
所以,解得或.
故选:C
【变式10-2】(2025·高二·河南驻马店·期末)已知点是圆:外一点,以为直径的圆与圆相交于,两点,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】圆:,
因为,所以,,,
因为以为直径的圆与圆相交于,两点,
所以,,
又,,
所以,
所以.
故选:C.
【变式10-3】(2025·高二·河南·月考)过坐标原点O作两条互相垂直的直线OA,OB,点A,B(异于点O)均在圆上,则面积的最大值为( )
A.26 B. C.13 D.
【答案】C
【解析】圆化成标准方程为,
圆C的半径为,O在圆C上,因为,所以AB是圆C的一条直径.
当时,面积取得最大值,
则最大值为.
故选:C.
考点十一:切线问题、切线长问题
【例11】(2025·高三·湖北·月考)莱莫恩(Lemoine)定理指出:过的三个顶点作它的外接圆的切线,分别和所在直线交于点,则三点在同一条直线上,这条直线被称为三角形的Lemoine线.在平面直角坐标系中,若的三个顶点坐标分别为,则该三角形的Lemoine线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】的外接圆方程设为,
,
解得,
外接圆方程为,即,
故外接圆的圆心坐标为,半径,
故外接圆在处切线方程为,
又,令得,,∴,
∴在处切线方程为,
又,令,得,∴,
∴直线,即.
由题意可知点三点在同一条直线上,
∴三角形的Lemoine线的方程为.
故选:B
【变式11-1】(2025·高二·江苏淮安·期中)过圆上一点作圆的切线则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得:圆心,所以,且,解得.
所以直线的方程为:,化简得:.
故选:C
【变式11-2】过坐标原点,且与圆相切的直线方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】A
【解析】圆的圆心为,半径,
由,即原点在圆外,而圆心到轴距离,
因此过原点与此圆相切的直线斜率存在,设切线方程为,
由,解得或,则或,
所以所求切线方程或.
故选:A
【变式11-3】(2025·高二·江苏·期末)点P为直线上一动点,过点P作圆的切线,切点为Q,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【解析】设点的坐标为,,圆的圆心坐标为,半径,
则
由圆的几何性质可得,
又,
当且仅当时取等号,所以的最小值为.
故选:C
考点十二:切点弦问题
【例12】(2025·高二·河北邯郸·期中)若过点向圆引两条切线,切点分别为,,则到直线的距离为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】设,易知直线的斜率存在,所以直线的方程为,
因为点在直线上,所以,即,
又因为点在圆上,所以,所以可化为,
同理,,
所以直线的方程为,
则到直线的距离.
故选:B.
【变式12-1】(2025·高二·贵州铜仁·期中)已知,直线,为上的动点,过点作的切线,,切点为,,当最小时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题设,点到直线的距离,
所以直线与圆相离,
又为圆的切线,为切点,则四点共圆,且,
所以,而,
当直线时, ,此时最小,
而,则,故,即,
由,解得,此时,
以为直径的圆的圆心为,半径为,所以,即,
两圆的方程相减可得,即为直线的方程.
故选:A
【变式12-2】(2025·高二·江西九江·月考)过点作圆的两条切线,切点分别为和,则切点弦所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
如图所示,连接,
由平面几何知,,,点P,A,C,B共圆,且为直径.
因为,,所以所求圆的圆心为中点,
即,半径为,
所以所求圆的方程为,即.
又直线为这两个圆的公共弦所在直线,
由与相减,
可得的方程为.
故选:A
【变式12-3】(2025·高二·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.
考点十三:圆上的点到直线距离个数问题
【例13】(2025·广东·一模)已知直线与直线相交于点M,若恰有3个不同的点M到直线的距离为1,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由可得,
即过定点,
由可得,
即过定点,
又,所以的轨迹是以为直径的圆(不含点),
其中圆心为,半径为,
所以圆上恰有3个不同的点M到直线的距离为1,
只需圆心到直线的距离等于1,即,解得,
此时 到直线的距离不为1,故符合.
故选:B
【变式13-1】(2025·高二·广东河源·期末)若圆上到直线的距离为的点恰好有3个,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】由圆,可得圆心,
则圆心到直线的距离为,
要使得圆到直线的为的点恰好有3个,则,可得.
故选:A.
【变式13-2】(2025·高二·海南·期中)若圆上到直线的距离为的点有且仅有2个,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,圆心到直线的距离为,
因圆上到直线的距离为的点有且仅有2个,
故需,解得.
故选:B.
【变式13-3】(2025·高二·福建泉州·期中)已知圆上到直线的距离为1的点有且仅有4个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径,直线即,
由圆上到直线的距离为1的点有且仅有4个,
如图:
得圆心到直线的距离,解得,
所以的取值范围为.
故选:B
考点十四:直线与圆位置关系中的最值(范围)问题
【例14】(多选题)(2025·高二·安徽·月考)已知动点满足,则( )
A.点的轨迹长度为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最小值为
【答案】ACD
【解析】可整理为,设,故点的轨迹为以为圆心,半径的圆.
对于A:点的轨迹长度即为圆的周长,,故A正确;
对于B:的几何意义为动点(即圆上一点)到点的距离.
易知,当点位于点与点的连线与圆的交点时,此时点到点的距离最短,最短距离,
即的最小值为,故的最小值为,故B错误;
对于C:的几何意义为动点(即圆上一点)与连线所在直线的斜率.
设,易知,当直线过点且与圆相切于轴上方时,动点与连线所在直线的斜率最大,即最大,
易知此时,又由相切可知,,
故,故,,
因此的最大值为,故C正确;
对于D:的几何意义是动点(即圆上一点)到直线的距离.
易知,动点到直线距离的最小值为圆心到直线的距离,再减半径,即,
因此的最小值为,故的最小值为,故D正确.
故选:ACD.
【变式14-1】(多选题)(2025·高二·江苏泰州·月考)已知直线,圆,则下列说法正确的是( ).
A.直线过定点
B.圆心到直线距离的最大值是
C.直线被圆截得的弦长最小值为
D.若点在圆上,则的取值范围为
【答案】ACD
【解析】对于A选项,直线的方程可化为,由可得,
所以直线过定点,A对;
对于B选项,设圆心到直线的距离为,记点,
当时,此时取最大值,即,
故圆心到直线距离的最大值是,B错;
对于C选项,设直线被圆截得的弦长为,则,
当取最大值,取最小值,则,
故直线被圆截得的弦长最小值为,C对;
对于D选项,如下图所示:
由题意可知,圆的圆心为,且该圆的半径为,
由圆的几何性质可得,,
即,故,D对.
故选:ACD.
【变式14-2】(多选题)(2025·高二·山东济南·月考)已知圆,点为直线上任意一点,过点的直线与圆交于,两点,则下列说法正确的是( )
A.有最小值为2 B.没有最大值
C.有最小值为 D.有最大值
【答案】AB
【解析】过点作圆的切线,为切点,
则由切割线定理知,
又原点到直线的距离为,故,
故的最小值为;
又没有最大值,则没有最大值,故选项A,B正确.
故选:AB
【变式14-3】(多选题)(2025·高二·云南曲靖·期中)设圆,过点的直线l与圆C交于A,B两点,则下列结论正确的为( )
A.P可能为AB中点 B.的最小值为3
C.的面积最小值为 D.的面积最大值为
【答案】AD
【解析】由,故在圆内,则P可能为AB中点,A对,
由的圆心,半径,
所以,要使最小,只需,
此时,B错,
在中,而,
所以,且,显然可以取到,
,C错,D对.
故选:AD
考点十五:圆与圆的位置关系
【例15】(2025·高二·贵州遵义·月考)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系为( )
A.外离 B.相交 C.外切 D.内含
【答案】B
【解析】圆的圆心为半径为 ,圆的圆心为半径为 ,
则 ,,
因为 ,所以圆与圆相交.
故选:B.
【变式15-1】(2025·高二·江苏·期末)已知圆,圆,则这两个圆的位置关系为( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
【答案】C
【解析】由题可得:,,,,
所以,
所以,故这两个圆的位置关系为相交;
故选:C.
【变式15-2】(2025·高二·广西·月考)圆D:和圆E:位置关系是( )
A.外切 B.相交
C.外离 D.内含
【答案】A
【解析】两圆的圆心分别为,,,,
.
故选:A.
【变式15-3】(2025·高二·福建厦门·月考)若圆与圆外切,则m=( )
A.14 B.28 C.9 D.
【答案】A
【解析】圆的圆心为,半径,圆的圆心为,半径为,
因为两圆外切,所以,
所以,解得.
故选:A
考点十六:两圆的公共弦问题
【例16】(2025·高二·贵州遵义·期中)已知和圆相交,则这两个圆的公共弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题,圆,圆心,圆的半径为,
圆和圆的公共弦方程为
,化简得.
又圆圆心到弦的距离为.
故弦长为.
故选:A.
【变式16-1】(2025·高二·江苏·期末)已知圆与圆交于、两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆,即的圆心,半径;
圆,即的圆心,半径,
而,,则两圆相交,其公共弦所在方程为,
点到的距离,
所以.
故选:A
【变式16-2】(2025·高二·江苏·期末)圆,圆,则圆与( )
A.相离 B.有3条公切线
C.关于直线对称 D.公共弦所在直线方程为
【答案】C
【解析】由题意有:圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,,
圆与圆相交,有2条公切线,故AB错误;
对于D,两圆方程相减得公共弦所在直线方程,故D错误;
对于C,线段的中垂线的斜率为,过线段的中点,该中垂线方程为,
又圆与圆是等圆,它们关于线段的中垂线对称,故C正确.
故选:C.
【变式16-3】(2025·高二·河北·期中)已知圆与圆相交于两点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】即①,②,
①-②化简可得直线的方程为.
故选:A.
考点十七:两圆的公切线问题
【例17】(2025·高二·广东·期中)不全为的实数对满足关系式,则这样的实数对共有( )组.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】由可得,
即点与点到直线的距离都为,
分别以、为圆心,作半径为的圆、圆,
由,故两圆外离,则两圆共四条公切线,
由图可得,两圆公切线都不过原点,故有对这样的实数对,
使得点与点到直线的距离都为.
故选:D.
【变式17-1】(2025·高二·安徽·月考)圆与圆的公切线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
【答案】C
【解析】圆,圆心,半径.
圆16,圆心,半径.
所以,
则,
则两个圆相交,所以两圆的公切线有2条.
故选:C.
【变式17-2】(2025·高二·浙江·月考)已知圆与圆的公切线有3条,则实数的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】圆圆心坐标为,半径为2;
圆圆心坐标为,半径为.
因为圆与圆有3条公切线,所以两圆外切,所以.
故选:C.
【变式17-3】(2025·高二·河南南阳·月考)已知圆,圆,则两圆的公切线有( )条
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将圆化为标准式,得圆心,半径;
圆化为标准式,得圆心,半径.
圆心距,
因为,即,
故两圆相交,则这两圆的公切线有条.
故选:B.
考点十八:阿氏圆
【例18】(2025·高二·北京东城·期中)阿波罗尼斯(约公元前262—190年)证明过这样一个命题:平面内到两定点距离之比为常数(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿氏圆.若平面内两定点,间的距离为,动点与,距离之比为,当,,不共线时,面积的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
如图所示,以中点为坐标原点,方向为轴建立如图所示平面直角坐标系,
则,,
设,则,,
由动点与,距离之比为,
则,
化简可得,即点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
所以当,,不共线时,点到直线的距离,
则,
即面积的最大值为,
故选:D.
【变式18-1】(2025·高二·上海·期中)古希腊数学家阿波罗尼斯证明过这样一个命题:平面上到两定点的距离之比为定值的点的轨迹是圆,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,若点是满足的阿氏圆上的动点,点为双曲线右支上的动点,点是它的左焦点,则的最小值为( ).
A.1 B.1
C.1 D.1
【答案】B
【解析】设,
则,化简整理得,
所以点的轨迹为以为圆心2为半径的圆,
双曲线的左焦点,右焦点为,
则
,
当且仅当(两点在两点中间)四点共线时取等号,
所以的最小值为.
故选:B.
【变式18-2】(2025·高二·河南南阳·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:“平面内与两定点距离的比为常数且的点的轨迹是圆”.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知点是圆上任一点,点,,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解析】设,不妨取,使得,
则,
整理得,
此方程与相同,
所以有,解得,
所以,
所以,当且仅当在线段上时,取等号.
因为,所以在圆内;
,所以在圆外;
所以线段与圆必有交点(记为),
当重合时,,为其最小值,
故选:C.
【变式18-3】(2025·宁夏吴忠·二模)古希腊数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点A,B的距离的比值为定值()的点的轨迹是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.若平面内两定点A,B间的距离为2,动点P满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】以的中点为原点,所在直线为x轴建立平面直角坐标系,不妨取,.
设,则,整理得,
所以点的轨迹方程为.
则
可看作圆上的点到原点的距离的平方,
所以,所以,
即的最大值为,
故选:A.
1.(2025·高二·辽宁·月考)已知抛物线,圆,为抛物线上一点,为圆上一点,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【解析】设,由题意得,,
则
.
当且点为线段与圆的交点时等号成立,
所以的最小值为
故选:A.
2.(2025·高二·江苏·期末)已知直线:恒过定点,点为圆上的动点,为坐标原点,则面积的最大值为( )
A.10 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】由,整理为,
令,解得,所以直线恒过定点,
圆:的圆心,半径,
如图,,直线的方程为,
则圆心到直线的距离,
则点到直线距离的最大值为圆心到直线的距离,
所以面积的最大值为.
故选:D.
3.(2025·高二·江苏·期末)已知圆,点为直线上的动点,过点作圆的两条切线,切点分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】求出圆心和半径,根据四边形面积得到,要想最小,只需最小,求出最小值,进而得到答案.
【解答过程】已知的圆心为,半径为2,
则圆心到直线的距离为,
故直线与圆相离,
由题意得,且与全等,
则四边形的面积为,
又由垂径定理可知:⊥,则四边形的面积为,
所以,其中,
即,
要使得最小,只需要最小,
显然当⊥直线时,最小,即最小值为,
此时.
故选:C.
4.(2025·高二·江苏·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
【解析】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,所以,
所以.
故选:C.
5.(2025·高二·河北承德·月考)若直线与直线交于点,且直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆的圆心坐标,半径为,
则圆心到直线的距离为.
因为截得的弦长为,所以根据勾股定理得,解得,
因为,所以,
所以,,联立解得,
所以.
故选:A.
6.(2025·高二·安徽·月考)已知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( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意,圆的圆心为,半径,
圆心到直线,即的距离,
由圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,
得,即,
解得或.
故选:C.
7.(多选题)(2025·高二·河北承德·月考)已知圆和直线,下列说法正确的是( )
A.圆的圆心坐标为,半径为
B.直线与圆相交,且弦长为
C.若圆与圆关于直线对称,则圆的方程为
D.过点且与圆相切的直线有且仅有条
【答案】ABD
【解析】对于选项A,由圆的方程,可知圆心坐标为,半径为4,故A正确;
对于选项B,由题意,圆的圆心到直线的距离为,
因为,所以直线与圆相交,
所以弦长为,故B正确;
对于选项C,设圆心关于直线的对称点,
由直线,得其斜率为,故,
又对称点的中点在直线上,所以,
化简得,即.
又由得,即,整理为;
联立,解得:.
因此,圆的圆心为,方程为16,故C错误;
对于选项D,点到圆心的距离:,所以点在圆外.
所以,过点且与圆相切的直线有且仅有条,故D正确.
故选:ABD
8.(2025·高二·上海·月考)若直线截圆所得的弦长是8,则 .
【答案】或
【解析】因为直线截圆所得的弦长是8,
而圆的半径为5,那么根据勾股定理,圆心到直线的距离为.
圆心到直线的距离为,化简得,
解得或.
故答案为:10或-68
9.(2025·高二·福建·月考)若分别为圆,与圆上的动点,为直线上的动点,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】由圆,可得圆心,半径为,
又由,可得圆心,半径为,
设圆心关于直线的对称点为,可得,
因为关于,则,
则,
因为,所以,
当且仅当三点共线时,取等号,所以的最小值为.
故答案为:.
10.(2025·高二·上海·月考)已知直线和圆.
(1)求过点且与圆C相切的直线方程;
(2)判断直线l与圆C的位置关系.
【解析】(1)圆的方程变成标准方程为.
当过点且与圆C相切的直线斜率不存在时,直线方程为.
此时圆心到直线的距离为,等于半径,所以该直线与圆相切,符合题意;
当过点且与圆C相切的直线斜率存在时,直线方程为,即.
则有圆心到直线的距离为,即.
解得,所以此时直线方程为.
综上,符合题意的直线方程为或.
(2)直线,变形得,该直线过定点.
圆心到该直线的距离为,所以直线与圆相交或相切.
11.(2025·高二·福建·月考)在平面直角坐标系中,若圆的圆心在轴上,且过两点.
(1)求圆的方程;
(2)设,点为圆上的动点,证明:为定值.
【解析】(1)由题可设,由得,解得.
所以圆心,半径.
所以圆的方程为.
(2)设,则.
.
即为定值.
12.(2025·高二·天津滨海新·月考)已知直线和圆,为坐标原点.
(1)直线与圆相切时,求的值;
(2)当时,为直线上的动点,过作圆的切线,切点为,求的最小值;
(3)直线与圆相交于两点,的面积为,求直线的方程.
【解析】(1)圆的圆心为,半径,
因为直线与圆相切,
所以,解得;
(2)由题意可知,,
所以,
当取最小值时,也最小,
当时,直线,
此时,所以;
(3)因为,
所以,即或,
当时,为等边三角形,
此时圆心到直线的距离为,
则,解得,
此时直线;
当时,此时为等腰三角形,且,
此时圆心到直线的距离为,
则,解得,
此时直线;
综上:直线的方程为,.
13.(2025·高二·重庆·月考)已知直线,.
(1)求过直线与的交点,且与直线平行的直线l的方程;
(2)求过点,,且圆心在直线上的圆C的方程.
【解析】(1)由解得,,即直线与的交点为,
直线的斜率为,直线的斜率,
直线的方程为,即:.
(2)设圆的方程为,
则由题意有,解得,,
所以,圆的方程为
14.(2025·高二·江苏·期末)一个圆切直线于点,且圆心在直线上.
(1)求该圆的方程;
(2)过直线上一点引圆的两条切线,切点分别为,求四边形面积的最小值.
【解析】(1)设圆心坐标为,
则设过点的半径所在的直线为,代入,可得,
由解得所以.
所以,
所以圆的方程为.
(2)因为到直线的距离为,
所以直线与圆相离,
由题意四边形面积为,
可得,当与直线垂直时,最小,四边形面积最小.
由 .所以四边形面积的最小值为.
15.(2025·高二·江苏·期末)已知圆关于直线对称.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相交于、两点,求;
(3)在(2)的前提下,若点是圆上的点,求面积的最大值.
【解析】(1)圆的方程可化为,圆心为,
因为圆关于直线对称,
则直线过圆心,所以,得.
所以圆的标准方程为.
(2)由(1)得圆心为,半径,
又直线的方程为,
则圆心到直线的距离,直线与圆相交,
所以.
(3)圆的圆心为,半径长为,
则点到直线的距离为,
所以点到直线距离的最大值为,
所以面积的最大值为.
16.(2025·高二·贵州遵义·月考)已知圆,过坐标原点O作圆C的切线,切点分别为,.
(1)求的值;
(2)求直线的一般式方程.
【解析】(1)圆的圆心,半径,,
连接,由切圆于,得,
,所以.
(2)依题意,点共圆,其直径为,该圆方程,
即,而圆的方程化为,
两圆方程相减得直线方程:.
17.(2025·高二·河北承德·月考)在平面直角坐标系中,已知过点且斜率为的直线与圆相交于两点.
(1)求直线的方程;
(2)求弦的长度.
【解析】(1)由点斜式方程得,即.
(2)圆的圆心为,半径.
圆心到直线的距离.
因为弦长公式,
所以代入条件可知:,
所以弦的长度为.
18.(2025·高二·安徽·月考)已知圆经过点和,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点作圆的切线,求切线方程.
【解析】(1)因为圆心在直线上,所以设圆心.
因为圆经过点和,所以,
所以,
解得,所以圆心为,半径,
所以圆的标准方程为.
(2)因为,所以点在圆外.
设过点的直线为,
当斜率不存在时,直线方程为,
圆心到直线的距离为,所以不是圆的切线;
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
所以,整理得.
解得或,
所以切线方程为或.
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