第8章 微专题 隐圆问题(学用讲义)-【优学精研】2027年高考数学一轮总复习学用Word
2026-10-14
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习学案聚焦隐圆问题专题,系统整合几何关系(定角、定理)与数量关系(阿波罗尼斯圆、向量定值)两大确定路径,通过例题解析与方法总结构建知识网络,以问题链引导学生自主归纳“形”与“数”的转化逻辑,形成层次分明的解题框架。
亮点在于自主诊断与思维进阶设计,开篇设置典型例题引导学生用数学眼光观察轨迹特征,通过听课记录表格梳理“PA⊥PB则P在以AB为直径的圆上”等结论培养数学思维,强化训练题分层设置,学生可通过错题归因自主提升,助力教师精准把握学情,实现因材施教。
内容正文:
微专题 隐圆问题
有这样一类有关圆的题目,条件中没有直接给出有关圆的信息,而是以隐性的形式出现,处理这类题目的关键在于能否把“隐形圆”找出来,一方面可以利用圆的几何性质,从“形”的角度找出来,例如:定义法、定角(动点P对两定点A,B的张角是直角)、定理(四点共圆定理)等;另一方面,可以从“数”的角度找出来,例如:圆的方程、定值法( 已知两定点A,B,动点P满足·是定值、是定值)等.
利用几何关系确定隐圆
(1)(2026·山东齐鲁名校大联考模拟)已知点P(2,t),Q(2,-t)(t>0),若圆C:(x+2)2+(y-3)2=1上存在点M,使得∠PMQ=90°,则实数t的取值范围是( )
A.[4,6]
B.(4,6)
C.(0,4)∪[6,+∞)
D.(0,4)∪(6,+∞)
(2)已知A,B是圆O:x2+y2=1上的动点,|AB|=,P是圆C:(x-2)2+(y-1)2=上的动点,则|+|的取值范围是 .
听课记录
1.对于动点的轨迹问题,可以利用圆锥曲线(圆、椭圆、双曲线、抛物线等)的定义识别动点的轨迹,也可以利用直接法求出方程,通过方程识别轨迹.
2.利用圆的性质,即可得到若PA⊥PB或∠APB=90°,则点P的轨迹是以AB为直径的圆.注意轨迹中要删除不满足条件的点.
利用数量关系确定隐圆
(1)已知点M与两个定点O(0,0),A(3,0)的距离之比为,则点M的轨迹方程为( )
A.(x+1)2+y2=4
B.x2+(y+1)2=4
C.(x+1)2+y2=2
D.x2+(y+1)2=2
(2)在平面直角坐标系xOy中,A(-12,0),B(0,6),点P在圆O:x2+y2=50上,若·≤20,则点P的横坐标的取值范围是 ;
(3)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 .
听课记录
1.两定点A,B,动点P满足·=λ,确定隐圆.特别地,若A,B为定点,且·=0,则点P的轨迹是以AB为直径的圆.
2.两定点A,B,动点P满足|PA|2+|PB|2=λ确定隐圆.
3.两定点A,B,动点P满足=λ(λ>0,λ≠1)确定隐圆(阿波罗尼斯圆).
1.已知平面内一个动点A和两个定点B(0,0),C(5,0)满足△ABC的边AB上的中线长为3,则动点A的轨迹方程为 .
2.在平面直角坐标系xOy中,直线l1:kx-y+2=0与直线l2:x+ky-2=0相交于点P,则当实数k变化时,点P到直线l:x-y-4=0的距离的最大值为 .
3.已知点A(2,3),点B(6,-3),点P在直线3x-4y+3=0上,若满足等式·+2λ=0的点P有两个,则实数λ的取值范围是 .
4.在平面直角坐标系xOy中,已知圆C:(x+1)2+y2=2,点A(2,0),若圆C上存在点M,满足|MA|2+|MO|2≤10,则点M的纵坐标的取值范围是 .
5.已知点P是圆(x-4)2+(y-4)2=8上的动点,A(6,-1),O为坐标原点,则|PO|+2|PA|的最小值为 .
6.已知动点M与两定点A,B的距离之比为λ(λ>0,λ≠1),那么点M的轨迹就是阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,圆O:x2+y2=1,点A( -,0)和点B( 0,),M为圆O上的动点,则2|MA|-|MB|的最大值为 .
答案
微专题 隐圆问题
【例1】 (1)A (2)[2-4,2+4]
解析:(1)由题意知,点P(2,t),Q(2,-t)(t>0),可得以PQ为直径的圆的方程为(x-2)2+y2=t2,则圆心C1(2,0),半径R=t.又由圆C:(x+2)2+(y-3)2=1,可得圆心C(-2,3),半径r=1,两圆的圆心距为|CC1|==5,要使得圆C:(x+2)2+(y-3)2=1上存在点M,使得∠PMQ=90°,即两圆存在公共点,则满足即解得4≤t≤6,所以实数t的取值范围是[4,6].故选A.
(2)取AB的中点D.因为|AB|=,所以|OD|==,从而点D的轨迹方程为x2+y2=,所以点D的轨迹是以原点O为圆心,为半径的圆.因为C(2,1),所以|OC|=.如图,又圆C的半径为,所以-2≤||≤+2,而+=2,所以|+|=2||,从而2-4≤|+|≤2+4.
【例2】 (1)A (2)[-5,1] (3)[0,3]
解析:(1)如图所示,设动点M(x,y),连接MO,MA,有|MA|=2|MO|,即=2,化简得x2+y2+2x-3=0,即(x+1)2+y2=4.
(2)设P(x,y),由·≤20,易得2x-y+5≤0,由可得或由2x-y+5≤0得P点在直线2x-y+5=0所分圆的左边圆弧上,结合限制条件-5≤x≤5,可得点P的横坐标的取值范围为[-5,1].
(3)设M(x,y),由|MA|2+|MO|2=10,可得x2+(y-1)2=4,∴点M在圆x2+(y-1)2=4上,故圆x2+(y-1)2=4和圆(x-a)2+(y-a+2)2=1相交或相切,∴1≤≤3,∴0≤a≤3.
强化训练
1.(x-10)2+y2=36(y≠0) 2.3
3.(-∞,2)
4.[-,] 解析:设M(x,y),因为|MA|2+|MO|2≤10,所以(x-2)2+y2+x2+y2≤10,化简得x2+y2-2x-3≤0,则圆C:x2+y2+2x-1=0与圆C':x2+y2-2x-3=0有公共点,将两圆的方程相减可得两圆公共弦所在直线方程为x=-,代入x2+y2-2x-3≤0可得-≤y≤,所以点M的纵坐标的取值范围是[-,].
5.10 解析:假设A'(m,n),使得|PO|=2|PA'|,设P(x,y),则=2,从而可得3x2-8mx+4m2+3y2-8ny+4n2=0,从而可知圆心坐标为( ,),由题意得圆3x2-8mx+4m2+3y2-8ny+4n2=0与圆(x-4)2+(y-4)2=8是同一个圆,所以=4,=4,解得m=n=3,即A'(3,3).所以|PO|+2|PA|=2(|PA'|+|PA|)≥2|A'A|=2=10,即|PO|+2|PA|的最小值为10.
6. 解析:设M(x,y),令2|MA|=|MC|,则=,由题知圆O:x2+y2=1是关于点A,C的阿波罗尼斯圆,且λ=,设点C(m,n),则==,整理得x2+y2+x+y=,与x2+y2=1比较,可得=0,=0,=1,即m=-2,n=0,点C(-2,0),
当点M位于图中M1的位置时,2|MA|-|MB|=|MC|-|MB|的值最大,最大值为|BC|=.
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