内容正文:
第八章
隐圆
解析几何
1
有些时候,在题干中没有直接给出圆方面的信息,要通过分析和转化发现圆(或圆的方程),从而最终可以利用圆的知识来求解,我们称这类问题为“隐形圆”问题.
模型
1
|PA|=λ型
1
【解析】
C
变式1 如果圆(x-2a)2+(y-a-3)2=4上总存在两个点到原点的距离为1,则实数
a的取值范围为__________.
【解析】
模型
2
|PA|=λ|PB|型
(2025·茂名一模)已知点A(-4,0),B(-1,0),若直线l:3x+4y+a=0上有且只有一点P满足|PA|=2|PB|,则a=________.
2
【解析】
±10
【解析】
C
模型
3
3
【解析】
(-∞,2)
(2) 已知m,n∈R,m2+n2≠0,记直线nx+my-n=0与直线mx-ny-n=0的交点为P,Q是圆C:(x+2)2+(y-2)2=4上的一点,若PQ与圆C相切,则|PQ|的取值范围是 ( )
【解析】
3
【答案】C
A.-2 B.-1 C.2 D.0
【解析】
BD
模型
4
|PA|2+|PB|2=λ型
在平面直角坐标系xOy中,已知圆C:(x-a)2+(y-a+2)2=1,点A(0,2),若圆C上存在点M,满足|MA|2+|MO|2=10,则实数a的取值范围是__________.
4
【解析】
设M(x,y).由|MA|2+|MO|2=10,得x2+(y-2)2+x2+y2=10,化简得x2+(y-1)2=4,即点M在圆E:x2+(y-1)2=4上.
[0,3]
【解析】
模型
5
向量隐圆
已知平面向量a=(2,0),b=(0,1),且非零向量c满足(a-2c)⊥(b-c),则|c|的最大值是 ( )
5
【解析】
B
变式5 已知a,b是两个单位向量,且|a+b|=|a-b|,若向量c满足|c-a-b|=2,则|c|的最大值为 ( )
【解析】
由a,b是两个单位向量,且|a+b|=|a-b|,得a2+2a·b+b2=a2-2a·b+b2,则a·b=0,即a⊥b.设a,b分别是x轴与y轴正方向上的单位向量,则a=(1,0),b=(0,1),a+b=(1,1),设c=(x,y),则c-a-b=(x-1,y-1).
B
常见的“隐形圆”类型
(1) “定义圆”:在平面内,{M||MA|=r},其中M为动点,A为定点,r>0为定值.
(2) “斜率圆”:在平面内,{M|kMA·kMB=-1},其中M为动点,A,B为定点,且点M的横坐标不等于A,B的横坐标.
(3) “平方圆”:在平面内,{M||MA|2+|MB|2=λ},其中M 为动点,A,B为定点,λ为定值.
配套练习题
一、单项选择题
1.(2025·鹰潭一模)已知直线l1:mx+y+m=0和l2:x-my-3=0相交于点P,则点P的轨迹方程为 ( )
A.(x-1)2+y2=4 B.(x+1)2+y2=4
C.(x-1)2+y2=4(x≠-1) D.(x+1)2+y2=4(x≠1)
【解析】
由m·1+1·(-m)=0,则l1⊥l2.由l1:(x+1)m+y=0,则直线l1过定点A(-1,0),由l2:x-3-my=0,则直线l2过定点B(3,0),易知动点P的轨迹是以AB为直径的圆,圆心(1,0),半径r=2.
由题意易知直线l1的斜率存在,则交点P不能是(-1,0),则动点P的轨迹方程为(x-1)2+y2=4(x≠-1).
C
2.已知圆C:(x-5)2+(y+2)2=r2(r>0),A(-6,0),B(0,8),若圆C上存在点P使得PA⊥PB,则r的取值范围为 ( )
A.(0,5] B.[5,15]
C.[10,15] D.[15,+∞)
【解析】
如图,由PA⊥PB可知点P的轨迹是以AB为直径的圆,设为圆M.因为A(-6,0),B(0,8),所以圆M:(x+3)2+(y-4)2=25.
B
【解析】
D
【解析】
【答案】 A
【解析】
【答案】 B
【解析】
【答案】 BCD
7.(2025·镇江期初) 已知点M在圆x2+y2+2x-3=0上,点P(0,1),Q(1,2),则 ( )
【解析】
【答案】 AD
【解析】
9.已知a,b是单位向量,a·b=0,若向量c满足|c-a+b|=2,则|c|的最大值为_________.
【解析】
由a,b是单位向量,且a·b=0,则可设a=(1,0),b=(0,1),c=(x,y),所以c-a+b=(x-1,y+1),
【解析】
[28,52]
11.已知点A(-5,-5)在动直线mx+ny-m-3n=0上的射影点为B,若点C(5,-1),那么|BC|的最大值为______.
【解析】
又因为|MC|=7>r,所以点C在圆M外,故|BC|的最大值为|MC|+r=12.
12
12.在△ABC中,BC=8,D是BC上的点,AD平分∠BAC,△ABD的面积是△ADC的面积的3倍.当△ABC的面积最大时,cos∠BAC=______.
【解析】
如图,因为Q是圆C上一点,且PQ与圆C相切,所以问题转化为过圆C1上任意一点P作直线与圆C相切,求切线长|PQ|的范围.圆C的半径为R=2,|CC1|==,则|CC1|-≤|PC|≤|CC1|+,即-≤|PC|≤+,即2≤|PC|≤3.当|PC|取得最小值和最大值时,切线长|PQ|取得最小值和最大值,所以≤ |PQ|≤,即2≤|PQ|≤.
$