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05
课前自学
课时学案
课后巩固
自助餐
走向高考
0
3
2.5.2
圆
3-3.o
圆的位置关系
素养目标
1.了解圆与圆的位置关系
定方法.(逻辑推理)3.能利用圆
理、数学运算)
(直观想象)2.掌握圆与圆的位置关系的判
与圆的位置关系解决有关问题.(逻辑推
课前自学
书读百遍
要点两圆位置关系的判断
位置关系
图示
d与n1,2的关系
外离
d-r+r2
外切
d=r+r2
相交
n r2<dkri r2
内切
4
d=r1-2
内含
dr r2
第5页
陈入木三分
1.当两圆的方程联立得到的方程组有一解或无解时能否准确判定两
圆的位置关系?
答:不能.若有一解,可能外切,也可能内切,若无解,可能外离,
也可能内含
2.当两圆外离、外切、相交、内切、内含时公切线的条数分别是多
少?
答:公切线的条数分别是4,3,2,1,0
第6页
3.当两圆相交、外切、内切时,连心线有什么性质?
答:当两圆相交时,连心线垂直平分公共弦;当两圆外切时,连心
线垂直于过两圆公共点的公切线;当两圆内切时,连心线垂直于两圆的
公切线.
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课时学案
题型一
两圆位置关系的判断
例1i
已知圆C1:x2+2-2mx+4y十m2
-2my十m2-3=0,则m为何值时:
(1)两圆外离;
【解析】
C1:(x-m)2+0y十2)2=9,r1=
C2:x十1)2+(0y-m)2=4,n=2,C2(-1,
(1)若两圆外离,则(m十1)2十(m十2
2)2>25,m2+3m-10>0,解得m<-5或m>2.
-5=0与圆C2:2+2+2x
3,C1(m,-2),
m).
)2>3+2,(m+1)2+(m+
第9页
(2)两圆外切:
【解析】
(2)若两圆外切,则
1)2+(m+2)2=25,m+3m-10=0,
(3)两圆相交;
【解析】
(3)若两圆相交,则3
解得-5<m<-2或-1<m<2
(4)两圆内含.
【解析】
(4)若两圆内含,则
1)2+(m+2)2<1,m2+3m+2<0,解得
(m+1)2+(m+2)2=3+2,(m+
解得m=-5或m=2.
2<(m+1)2+(m+2)2←3+2,
(m+1)2+(m+2)2<3-2,(m+
-2<m<-1.
第10页
探究1
几何法判断圆与圆的位置关系的步骤
(1)将两圆的方程化为标准方程.
(2)求两圆的圆心坐标和半径r,2
(3)求两圆的圆心距d.
(4)比较与1一2,1十的大小关系,
从而判断两圆的位置关系.
第11页
思考题1两圆C1:2十2=1和C2:(x十4)2
数a的值为
0或±2/5
【解析】
由题意可知两圆圆心坐标分别为
半径n1=1,r2=5.
连接C1C2,当C1与C2内切时,|C1C2=2
即V16+a2=5-1=4,解得a=0;
当C1与C2外切时,CC2=1十2,
即V16+a㎡=5+1=6,解得a=±25.
+(y一)2=25相切,则实
C1(0,0),C2(-4,a),
r13
第12页
题型二
公共弦问题
例2己知圆C1:x2+2+2x-6y+1=0,圆C2:x2十2-4x十2y-
11=0.求两圆的公共弦所在的直线方程及公共弦长
【思路分析】
因为两圆的交点坐标同时满足两个圆的方程,所以
联立方程,消去2项、2项,即得两圆的两个交点所在的直线方程,利用
勾股定理可求出两圆的公共弦长
第13页
【解析】
设两圆交点为A,B,则A,B两点坐标是方程组
x2+y2+2x-6y+1=01①,
x2+2-4x+2y-11=02
的解,①-②得3x-4y十6=0.
A,B两点坐标都满足此方程,
.3x一4y十6=0即为两圆公共弦所在的直线方程.
易知圆C1的圆心为(一1,3),半径r=3.
又C到直线AB的距离为d=1×34×3+69
/32+42
40=27-=27-24
5
24
即两圆的公共弦长为5:
第14页
探究2
两圆的公共弦问题
(1)若圆C:x2+2+Dx+Ey十F=0与圆C2:2+2+D2x十Ey十F
=0相交,则两圆公共弦所在的直线方程为(D,一D2)x十(E1一E2y十F一F
=0.
(2)公共弦长的求法:
①代数法:搿两圆的方程联立,解出交点坐标,利用两点间的距离
公式求出弦长
②几何法:求出公共弦所在直线的方程,利用圆的半径、弦长的一
半、弦心距构成的直角三角形,根据勾股定理求解
第15页
思考题2
若圆x2+y
22,则a=(
2
C.2
=4与圆x2+y2+
B.±4
D.4
2x+ay-8=0的公共弦长为
第16页
【解析】x2+y2+2x十y一8=0与x2+y2=4两式相减,
整理得公共弦所在直线方程为2x十y一4=0,
又圆x2十y2=4的圆心为(0,0),半径为2,公共弦长为22,
4
则固心0,0到直线2x+w-4=0的距离=+42-(2)3,
化简得2(a2+4)=16,解得a=±2,
验证知符合题意.故选A,
第17页
题型三
圆与圆相切问题
例3已知圆O1:x2+y2-8V2x-8V2y+48=0,圆O2过点A(0,
4),若圆O2与圆O1相切于点B(22,22),求圆O2的方程
【解析】圆O1的方程化为(x-42)2+(0y-42)2=16,所以圆心
O1(4V2,4V2),
因为圆O2与圆O1相切于点B(22,2V2),
所以圆O2的圆心在直线y=x上,不妨设为(a,a),
因为圆O2过点A(0,一4),所以圆O2与圆O1外切,
又圆O2过B(22,22),所以a2+(a十4)2=2(a-22)2,所以a=0,
所以圆O2的方程为x2+y=16.
第18页
探究3
解决两圆相切问题的两个步聚
(1)定型,即必须准确把握是内切还是外切,若只是告诉相切,则必
须分两圆内切还是外切两种情况讨论.
(2)转化,即将两圆相切的问题转化为两圆的圆心距等于两圆半径之
差的绝对值(内切时)或两圆半径之和(外切时)
第19页
思考题3求与圆C:x2+y2-2x=0外切且与直线x+V3y=0相切于
点M3,-3)的圆的方程
【解析】圆C的方程化为标准方程为(x-1)2+y=1,
则圆心C(1,0),半径为1,
设所求圆的方程为(x-a)2+(0y-b)2=2(>0),
V(a-1)2+b2=r+1,
山脑什{-1,
a=4,
a=0,
解得b=0,或b=-43,
lat)36i-r,
r三2
r=6,
2
所以所求圆的方程为(x-4)2+y2=4或x2+0y十43)2=36.
第20页
题型四
公切线问题
例4(1)圆C:
的公切线有且仅有(
A.1条
C.3条
2+2+2.x+2y-2
)
DD.
=0与C2:x2+2-4x-2y+1=0
2条
4条
第21页
(2)求两圆O1:2+y2+2.x+6y+9=0和O2:x2+y2-6x+2y+1=0的
公切线方程.
【思路分析】
要确定公切线的条数,应先判断两圆的位置关系.
【解析】圆O1的圆心O(-1,一3),半径r1=1,圆O2的圆心O2(3,
-1),半径=3.连接O1O2,O02=25>4=1十2..两圆外离,公切
线有四条.
当公切线斜率存在时,设公切线方程为y=x十b,即x一y十b=0
-k+3+b
V2+1
二1,
公切线和两圆都相切,.
3k+1+b
2+1
第22页
b2-6k-2bk+6b+8=0①,
即6+6k+6bk+2-8=02
12得4-3X-2bM+b=0,易知≠)
4+b
k=3+2b
将③代入②并化简得b(2b+5)(b+4)=0,
5
∴.b1=0,b2=-4,b3=-
2
:k-k=0,=
4
∴.公切线方程为4x-3y=0,y=-4,3x十4y
当公切线斜率不存在时,易知其方程为x=0.
10=0.
第23页
探究4
两圆的公切线包括外公切线和内公切线两种!
(1)两圆外离时,有2条外公切线和2条内公切线,共4条!
(2)两圆外切时,有2条外公切线和1条内公切线,共3条
(3)两圆相交时,只有2条外公切线
(4)两圆内切时,只有1条外公切线
(⑤)两圆内含时,无公切线!
第24页
思考题4(1)圆C:x2十2-4x十3=0与
恰有三条公切线,则实数a的值是(
)
A.4
B.6
V16
D.36
圆C2:(x+1)2+0-4)2=a
第25页
(2)到点A(-1,2),
条.
(3,一1)的距离分别为3和
1的直线有
4
第26页
题型五
圆系问题
例5求圆心在直线x一y一4=0上且经过两圆x2+2-4x-6=0和x2
十2-4y一6=0的交点的圆的方程.
冲化
x=3,
【解析】
·.两圆x2十y2一4x一6=0和x2+y2-4y-6=0的交点分别为A(-1,一
1),B(3,3).连接AB,易得线段AB的垂直平分线方程为y-1=一(x一1)
y-1=-(x-1),
的
x=3,
x-y-4=0,
y=-1.
.所求圆的圆心为(3,-1),半径为(3-3)2+(3十1)2=4,
.所求圆的方程为(x-3)2+(0y+1)2=16
第27页
方法二:设经过已知两圆的交点的圆的
y2-4y-6)=0(≠-1),
222
则其圆心坐标为1十1十
.所求圆的圆心在直线x一y一4=0上,
2
2λ
1十λ1+2
4=0,=一号
所求园的方程为+y2-4x-6-5
6x+2y-6=0
方程为x2+y2-4x-6+(x2+
+y2-4y-6)=0,即x2+y2
第28页
探究5
:
(1)常用圆系类型
过两圆C:2+2+Dx+Ey十F=0和C2:x2+2十D2x十E十F=
0的公共点的圆系方程为x2+2十Dx十Ey十F十(x2+2+D2x十Ey十F)
=0(为参数,且片一1).
特别提示:
①该圆系方程不包括圆C,的方程
;
②当参数=一1时,该方程为过两圆公共点的一条直线方程(D
D2)x+(E1-Ey+(F-F)=0(*);
③若两圆相交,则方程(*)是它们的公共弦所在直线的方程;若两圆
相切,则方程(*)就是它们的公切线方程,
(2)同心圆系:
设圆C的一般方程为x2+2+Dx十乃y十F=0,则与圆C同心的圆系方
程为x2+2+Dx+y十1=0.
第29页
思考题5
求过直线2x十y十4=0与圆x2+
且分别满足下列条件的圆的方程.
(1)过原点;
【解析】
设所求圆的方程为x2十y十2x
即x2+y+2(1+)x+(2-4)y+1+42=0
()此圆过原点,1+4=0,1=-
成所京风的方程为++》-平=0
17
2+2x-4y+1=0的交点,
4y+1+(2x+y+4)=0,
第30页
(2)面积最小.
【解析】
(2)当圆心在直线2x十y十4=0上时,
写求行N心标-1+),一2
2.-4
代入直线方程,得-2(1+2)一2
十4=0,
解得入=5
8
当入=5时,此圆面积最小,满足条件的圆的方
37
y十
=0
圆的面积最小.
程为十y+9-号
26
12
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课后巩固
1.圆O1:x2+2-2x=0与圆O2:x2+2-4=0的位置关系是(
)
A.外离
B相交
C.外切
D.内切
解析
圆O1:x2+y2-2x=0与圆O2:x2+y2-4y=0的圆心坐标与半
径分别为O1(1,0),O2(0,2),1=1,2=2,连接O1O2,则O1O2=V5,
2一r1=1,r1十2=3,1</5<3,所以两圆相交.
第33页
2.已知圆的圆心坐标为(2,0),圆M与圆O:x2十2=1外切,则圆
M的方程为(
A.(x-2)2+2=2
B/r-22+2=1
C.x2+y-1)2=1
D.2+(y-2)2=1
解析
两圆圆心距为2,圆的半径为2一1=1,所以圆M的方程为(x
-2)2+2=1.
第34页
3.已知圆x2十2
所在直线的方程为4x一
解析
先将圆2x2+
减,消去二次项得
可得=4,a=8.
1=0与圆2x2十22一ax=0相交,且两圆的公共弦
1=0,则a=
8
2y2-ax=0化为x2+y2-3=0,然后两圆方程相
=0,结合两圆公共弦所在直线的方程为4x一1=0
第35页
4.已知以C(4,一3)为圆心的圆与圆O:x2+2=1相切,则圆C的方
程是(x-4)2+(y+3)2=16或(x-4)2+(+3)2=36
第36页
5.写出一个同时满足下列条件①②的圆的方程:
(x一3)2十(y一4)2=16(答案不唯一)
①与圆x2十2=1相切;②与x轴相切.
解析设圆的方程为(x一a)2+(y一b)2=2,由题意可令a2+2=(1十
b02,整理可得a2=2b+1,可令b=4,a=3,即(x-3)2+(y一4)2=16.
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自助餐
“隐圆问题
求解与圆有关的问题时,题设中没有明确给出圆的相关信息,而是隐
含在题目的条件中,要通过分析、转化、发现圆(或圆的方程),从而利用
圆的知识来求解,我们称这类问题为“隐圆”问题
解决此类问题的方法在于准确把握圆的知识与其他数学知识之间的
联系,准确找出“隐圆”.常见解题策略如下:
(1)利用圆的定义(到定点的距离等于定长的点的轨迹)确定隐形圆;
(2)动点P与两定点A,B连线的张角是90(kp4kg=-1或P·P乃=
0)确定隐形圆;
第39页
(3)两定点A,B
(4)两定点A,B
(5)两定点A,B
书2.4.2).
与动点P满足应=水1确定隐形圆:
与动点P满足P12+P=AH2)确定隐形圆
与动点P满足PB
PA
=(≠1)确定隐形圆(此类问题见本
第40页
例在平面直角坐标系xO中,己知圆C:(x
点A(0,2),若圆C上存在点M,满足MA2+MO2
范围是0≤3
【解析】
设Mx,y),.MA2+MO2=10
=10,
∴.x2+(0y-1)2=4
.圆C上存在点M,满足MA2十MO=10,
∴.两圆相交或相切,∴.1≤a十(a-3)2≤3,
a)2+(0y-a+2)2=1,
=10,则实数a的取值
.x2+0y-2)2+x2+y2
∴.0≤a≤3
思考题(1)如果圆(x-)2+y-a)2=8上总存在两个点到原点的距离
为2,则实数a的取值范围是()
A.(-3,3)
B.(-1,1)
C.(-3,1)
/(-3,-1)U(1,3)
【解析】
(1)问题可转化为圆(x-a)2+y-a)2=8和圆x2+y2=2相
交,两圆圆心距d=V(a-0)2+(a-0)2=21al,则2V2-V2<2
1a<2V2+V2,解得1<a<3,即a∈(-3,-1)U(1,3).
第42页
(2)已知点A(-1,0),B(3,0),若圆(x-m-1)2+y-m+2)2=1上存
在点P满足PAP方=5则实数m的取值范围是1-V7,0U[2,1+V7刀
【解析】(2)由题意可知圆(x一m一1)2+(y-m+2)2=1的圆心为N(m
+1,m-2),半径1=1.
设P(x,y),则PA=(-1-x,-y),P乃=(3-x,-y),
因为PAP房=x2十y2-2x-3=5,整理可得(x-1)2+y2=9,
即点P在以M(1,0)为圆心,半径2=3的圆上,
第43页
故两圆有公共点,连接
2≤m2+(m-2)2<4,
[m2-2m≥0,
整理可得
m2-2m-6≤0,
解得
所以实数m的取值范围是[1一
NM,
则In1-2sNM≤n1+n,即
1-V7≤m0或2≤m≤1+V7,
7,0]U[2,1+7].
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课时作业(二
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走向高考
1.(2025·全国1卷)已知圆x2+Gy+2)2=2(>0)上到直线y=3x+2
的距离为1的点有且仅有两个,则r“的取值范围是(
A.(0,1)
B/(1,3)
C.(3,+0)
D.(0,+0)
解析由题知圆心为C(0,一2),半径为r,圆心C到直线的距离d
10-(-2)+2
V(3)+(-1)7=2,所以要使圆C上到直线y=3x十2的距离为
1的点有且仅有两个,则1<心3.故选B.
第47页
2.(2024北京)圆x2+y2-2x+6y=0的圆心到x-y+2=0的距离为
()
A.2
B.2
C.3
32
解析圆x2十y2-2x十6y=0的标准方程为x-1)2+y+3)2=10,圆
11+3+2
心坐标为(1,一3),因此圆心到直线x一y十2=0的距离d=
V12+(-1)2
=32,故选D.
第48页
3.(2024·全国甲卷)已知直线ax十by-a十2b=0与圆C:x2+2+4y
1=0交于A,B两点,则AB的最小值为(
A.2
B.3
D.6
解析直线ax十by-a十2b=0,即a(x-1)十b(y十2)=0,所以直线恒
过点M(1,-2),圆C:x2+y2+4y-1=0,即x2+(0y+2)2=5,圆心为C(0,
-2),半径r=5,连接MC,则MC=1.当AB最小时,点(0,一2)到直
线的距离应最大,即当MC⊥AB时,AB最小,AB1mim=2V2-12=4.故选
C.
第49页
4.(2023·新高考1卷)过点(0,
直线的夹角为a,则sinu=(
)
A.1
c
-2)与圆x2+y2
y
DS
4x-1=0相切的两条
第50页
解析圆x2+y2-4x-1=0可化为(x-一2)2+y2=5,则圆心C(2,0),
半径为r=5.
设P(0,-2),连接PC,则PC=V2+22=22,
所以m分得,气有
0ewg1及g
所以m收=2sm分0s分=2×22方
、5315
第51页
5.【多选题】(2021·新高考IⅡ卷)已知直线
x2十2=2,点4(a,),测下列说法正确的是(
若点A在圆C上,则直线与圆C相切
B
若点A在圆C内,则直线与圆C相离
C.若点A在圆C外,则直线与圆C相离
以
若点A在直线1上,则直线与圆C相切
ax十y-2=0与圆C:
第52页
2
解析圆心C(0,0)到直线1的距离d=
2
若底4a,间c上,划d+6户,所以da+6=小则直线
1与圆C相切,故A正确;
3
若点a,在回C为,则a+c所以=a十M,则直线1
与圆C相离,故B正确;
若点A(a,b)在圆C外,则a2+b2>2,
2
所以d-a+1,则直线1与园C准交,核C备误:
若点A(a,b)在直线1上,则a2+b2-2=0,即a2+b2=2,所以d=
2
a+=M,直线1与圆C相切,枚D正确,故远ABD
第53页
6.(2020·课标全国I,理)己知⊙M:x2十2-2.x-2y-2=0,直线
2x十y+2=0,P为1上的动点.过点P作⊙M的切线PA,PB,切点为A,B
,当PMAB最小时,直线AB的方程为()
A.2x-y-1=0
B.2x+y-1=0
C.2.x-y十1=0
D/2r++1=0
第54页
解析
方法-:由⊙M:x2+y2-2x-2y-2=0①,N
3
得⊙M:(x-1)2+(y-1)2=4,所以圆心M(1,1),半径r
=2,作出⊙M与直线1,如图,连接AM,BM,易知四-2ó12乃
-2
边形PAMB的面积为PMAB,欲使PMAB最小,只
需四边形PAB的面积最小,即只需△PAM的面积最小.因为AM=2,
所以只需PA最小.又PA=VPI2-A2=VPM2-4,所以只需直线2x
十叶2=0上的时点P到M的距离最小,其发小值为2十2-5,贴时
5
第55页
PM⊥1,易求出直线PM的方程为x一2y十1=0.由
3
2x++2=0.有=1,
x-2y+1=0,y=0,
所以P(-1,0).易知P,A,
M,B四点共圆,且PM为该圆直径,所以该圆的方程为
r+--2,那+y-y-1=02,后1-2
得直线AB的方程为2x十y十1=0.故选D.
第56页
方法二:因为⊙M:x-1)2+(y-1)2=4,所以圆心M1,1).
连接AM,BM,易知四边形PAMB的面积为)PMAB,欲使PMAB
最小,只需四边形PAMB的面积最小,即只需△PAM的面积最小.因为AM
=2,所以只需PA最小.
又PA=VPM-A=VPM-4,所以只需1PM最小,此时PML
1.因为PM⊥AB,所以I∥AB,所以k4B=一2,排除A、C
第57页
易求出直线PM的方程为x-2y+1=0
x=-1,
y=0,
所以P(一1,0).因为点M到直线x=
线x=一1过点P且与⊙M相切,所以A(一1,1)
线AB上,故排除B.故选D
2x+y+2=0,
x-2y+1=0,
得
1的距离为2,所以直
因为点A(-1,1)在直
第58页
7.(2020·课标全国‖,理)若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆
心到直线2x-y-3=0的距离为(
/5
4/5
D
解析因为圆与两坐标轴都相切,点(2,1)在该圆上,所以可设该圆
的方程为(x-a2+y-a)2=a2(a>0),所以(2-a)2+(1-a}=a2,即a2-6a
十5=0,解得a=1或a=5,所以圆心的坐标为(1,1)或(5,5),所以圆心
到直线2x-y-3=0的距离为
12×5-5-3_25
22+(-1)2-5
故选B.
第59页
8.(2025·天津)1:x一y十6=0与x轴交于点A,与轴交于点B,与圆
(十1)2十y-3)2=2(>0)交于C,D两点,AB=3引CD,则r=2
解析对于直线11:x-y十6=0,令x=0,得y=6,令y=0,得x
=-6,所以A(-6,0),B(0,6),所以AB=6V2.因为AB=3CD,所以
1CD=2V2.圆(x+1)2十(0y-3)2=2的圆心为(-1,3),圆心到直线11的距离
=-1+-2.所以=+2-2+2=2
v2
第60页
9.(2022·全国甲卷,文)设点M在直线2x十y-1=0上,点(3,0)和(
0,1)均在⊙M上,则⊙M的方程为(x-1)2+(y+1)2=5
解析方法一:设⊙M的方程为(x-a)2十y一b)2=2,则
2a+b-1=0,
a=1,
(3-a)2+b2=2,解得{b=-1,
a2+(1-b)2=2,
2=5.
.⊙M的方程为(x-1)2+y十1)2=5.
第61页
方法二:设⊙M的方程为x2+
E
2
29+公-1-o.
9十3D十F=0,
1+E十F=0,
D=-2,
解得E=2,
.⊙M的方程
F=-3,
+1)2=5,
y+Dx+y+F=0(D2+2-4F0),则
为x2+y2-2x+2y-3=0,即(x-1)2+0
第62页
1-0
方法三:设4A(3,0),B0,1),⊙M的半径为,连接AB,则k一0-3
骨的中点标为小仍的¥虚分线方根为号3x
3x-y-4=0,
即3x-y-4=0.联立
解得M1,一1),连接MA,则2=MA
2x+y-1=0,
=(3-1)2+[0-(-1)]=5,∴.⊙M的方程为(x-1)2+y+1)2=5.
第63页
10.(2022·全国乙卷,理)过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)
中的三点的一个圆的方程为(x-2)2+0y-3)2=13
或(x-2)+(-12-5或-P+--g2-2-
解析
设圆的-般方程为x2+y2+Dx十y十F=0(D2+2-4P0).
若圆过(0,0),(4,0),(-1,1)三点,分别将三点的坐标代入,可得
F=0,
16+4D+F=0,
2-D+E十F=0,
第64页
D=-4,
解得E=-6,易得D2+E2
F=0,
+y2-4x-6y=0,即(x-2)2+(0y
若圆过(0,0),(4,0),(4,
F=0,
16+4D十F=0,
20十4D+2E+F=0,
-4P>0,所以过这
-3)2=13.
2)三点,分别将三
三点的圆的方程为x2
点的坐标代入,可得
第65页
D=-4,
解得E=一2,易得D2十2一4F>0,所以过这三点的圆的方程为x2
F=0,
+y2-4x-2y=0,即(x-2)2+0y-1)2=5.
若圆过(0,0),(-1,1),(4,2)三点,分别将三点的坐标代入,可得
8
D=-
F=0,
3
2-D十E十F=0,
解得
E=
14易得D2+2-4P>0,所以过这三
20十4D十2E十F=0,
31
F=0,
点的圆的方程为+2分-14
3x-3y=0,
第66页
P+y那-9
若圆过(4,0),(-1,1),(4,2)三点,分别将三
16
16+4D+F=0,
D一
5,
2一D十E十F=0,
解得E=一2,
易得D+E
20十4D+2E+F=0,
16
F-
5,
点的阅的方春方2一2一台-0,即:2
点的坐标代入,可得
4>0,所以过这三
+--
169
25·
第67页
11.(2022·新高考I卷)写出与圆x2+y2=1和(x
相切的一条直线的方程x=一1(或7x一24y一25=0或
解析
如图,因为圆x2十2=1的圆心为O(
0,0),半径=1,圆(x一3)2+(y-4)2=16的圆心
为A(3,4),半径=4,连接OA,所以OA=5,
1+乃2=5,所以OA=1十乃2,所以两圆外切,公切
线有三种情况:①易知公切线1,的方程为x=一
1.②另一条公切线,与公切线1关于过两圆圆心的
直线1
-3)2+(0y-4)2=16都
3x+4y-5=0).
765432
-1O2<34567
第68页
4
对称.易知过两圆圆心的直线1的方程为y=3,由
x=-1,
x=-1,
5
4
得
4由对称性可知公切线12的斜率存
y=3
y=
3
3
在且过点
-2-102<34567x
〔1,泛会切线飞的方程为y叶+1
7
则点O(0,0)到12的距离为1,所以1=
/2+1’
解得k=
24
所以公切线
6的方根为y叶2+1少职x一-24-25-0③还有一条公线4与豆
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4
3
线:-3垂直,设公切线人的方程为y=一十
t,易知>0,则点O(0,0)到13的距离为1,所以1
好解傅一4或1=一会去),
听以会切线的军为)=+
即3x+4y-5
=0.综上,所求直线方程为x=一1或7x一24y一25
1
N
1
65
---
4
32
-2-0234567x
3
=0或3x+4y-5=0
第70页
12.(2022·新高考IⅡ卷)设点A(-2,3)B(0,),若直线AB关于y=
a对称的直线与圆(x十3)2+(y十2)2=1有公共点,则a的取值范围是
解析
由题意知点A(一2,3)关于直线y=a的对称点为A'(一2,2a一
3-a
3-a
3),连接A'B,则kn=2,所以直线A'B的方程为y=2x十a,即(3
-a)x-2y+2a=0
由题意知直线A'B与圆(x十3)2十(y十2)2=1有公共点,而圆心为(一3,
-2),半径为1,所以-3(3-a)-2×(-2)+2a
1,整理得6a2-1la
V(3-a)2+(-2)2
十30,解得号m3
所以实毅a的取位范围,引
第71页
13.(2021·天津)若斜率为3的直线与y轴交于点A,与圆x+y-1)2
=1相切于点B,则AB=V3
思路分析
本题考查直线与圆的位置关系,考查数形结合思想,画
出图形,利用已知条件,用解三角形的方法,计算求得AB.
解析设圆心为M,连接MB.由直线的斜率为3知此切线的倾斜角为
60°,又切线与y轴交于点A,所以∠MAB=30°,又∠ABM=90°,且MB
=1,所以AB-an30=3
第72页
14.(2020·浙江)已知直线y=x十b(仑0)与圆x2+2=1和圆(x一4)2十
V3
2V3
2=1均相切,则=3,乃=-3
解析方法一:
因为直线y=x十b(公0)与圆x2+y2=1,圆(x-4)2十
=1都相切,所以计1+
b
5=1,得=3
4k+b
2V3
3’b=2
方法二:因为直线y=x十b(>0)与圆x2+y2=1,圆(x-4)2十y2=1都
相切,所以直线y=x十b必过两圆圆心连线的中点(2,0),所以2k十b=
0.设直线y=x+b的倾斜角为6,则sn0=,又k0,所以9=石,所以k
=n6,6=一2%=-23
3
第73页
15.(2016·课标全国|)设直线y=x+2a与圆C:x2+y2-2ay-2=0
相交于A,B两点,若AB=23,则圆C的面积为
4π
解析
圆C的方程可化为x2+0y-a)2=a2+2,则圆心的坐标为C(0,
),半径r=2+2,所以圆心到直线x-y十2a=0的距离为
|-a+2a4_la4
V2
/2
所以22+(G+2,解得d-2,所以圆C的半径为2,所以厦
C的面积为4兀.
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