内容正文:
第34讲直线与圆的方程、位置关系
(知识清单+9典例精讲+6方法技巧+分层训练)
近3年考查情况
题型
分值
直线与圆的位置关系、弦长最值计算
单选/多选题
5分/6分
直线与圆的方程、位置关系判定、参数求解
单选/填空/解答题
5分/12分
直线与圆的位置关系、距离最值问题
单选/解答题
5分/12分
直线与圆的位置关系、圆的几何性质应用
单选/解答题
12分
直线的方程、直线的倾斜角与斜率
单选题
5分
圆的标准方程、直线与圆的位置关系
单选/多选/解答题
5分/6分/12分
【知识点01】直线的方向向量
设A,B为直线上的两点,则就是这条直线的方向向量
【例1】求过点,的直线的一个方向向量,并写出该直线斜率对应的标准方向向量。
解:由两点坐标求向量:,该向量即为直线一个方向向量;
计算直线斜率:;
根据斜率写标准方向向量:,也可同乘3化为整数。
【知识点02】直线的倾斜角
(1)定义:当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)范围:直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
【例2】判断下列直线倾斜角大小:①水平直线;②竖直直线;③从左下到右上的直线。
解:①直线平行于x轴,倾斜角;
②直线垂直于x轴,倾斜角;
③从左下到右上的直线,倾斜角为锐角,即。
【知识点03】直线的斜率
(1)定义:把一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan α.(α≠90°)
(2)过两点的直线的斜率公式
如果直线经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),其斜率k=.
【例3】已知直线倾斜角为135°,求直线斜率;直线过,求直线斜率。
解:倾斜角求斜率:;
两点求斜率:。
【知识点04】直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不含直线x=x0
斜截式
y=kx+b
不含垂直于x轴的直线
两点式
(x1≠x2,y1≠y2)
不含直线x=x1和直线y=y1
截距式
=1
不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0(A2+B2≠0)
平面直角坐标系内的直线都适用
【例4】已知直线倾斜角为135°,求直线斜率;直线过,求直线斜率。
解:倾斜角求斜率:;
两点求斜率:。
【知识点05】两条直线的位置关系
直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,l3:A1x+B1y+C1=0,l4:A2x+B2y+C2=0(其中l1与l3是同一条直线,l2与l4是同一条直线)的位置关系如下表:
位置关系
l1,l2满足的条件
l3,l4满足的条件
平行
k1=k2且b1≠b2
A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0)
垂直
k1·k2=-1
A1A2+B1B2=0
相交
k1≠k2
A1B2-A2B1≠0
【例5】判断直线与的位置关系。
解:提取斜率:;
斜率乘积:;
结论:两条直线互相垂直。
【知识点06】三种距离公式
(1)两点间的距离公式
①条件:点P1(x1,y1),P2(x2,y2).
②结论:|P1P2|=.
③特例:点P(x,y)到原点O(0,0)的距离|OP|=.
(2)点到直线的距离
点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两条平行直线间的距离
两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0间的距离d=.
【例6】求点到直线的距离。
解:对应参数:;
代入公式:。
【知识点07】圆的定义和圆的方程
定义
平面上到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆
方程
标准
(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)
圆心C(a,b)
半径为r
一般
x2+y2+Dx+Ey+F=0
(D2+E2-4F>0)
圆心C
半径r=
【例7】求圆的圆心坐标和半径。
解:配方变形:,;
整理标准式:;
得出结果:圆心,半径。
【知识点08】点与圆的位置关系
平面上的一点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2之间存在着下列关系:
(1)|MC|>r⇔M在圆外,即(x0-a)2+(y0-b)2>r2⇔M在圆外;
(2)|MC|=r⇔M在圆上,即(x0-a)2+(y0-b)2=r2⇔M在圆上;
(3)|MC|<r⇔M在圆内,即(x0-a)2+(y0-b)2<r2⇔M在圆内.
【例8】判断点与圆的位置关系。
解:代入点坐标:;
对比半径平方:,;
结论:点在圆内。
【知识点09】直线与圆的位置关系(圆心到直线的距离为d,圆的半径为r)
相离
相切
相交
图形
量化
方程观点
Δ<0
Δ=0
Δ>0
几何观点
d>r
d=r
d<r
【例9】判断直线与圆的位置关系。
解:提取参数:圆心,半径;
求圆心到直线距离:;
大小对比:;
结论:直线与圆相交。
【知识点10】圆与圆的位置关系(☉O1,☉O2的半径分别为r1,r2,d=|O1O2|)
图形
量的关系
外离
d>r1+r2
外切
d=r1+r2
相交
|r1-r2|<d<r1+r2
内切
d=|r1-r2|
内含
d<|r1-r2|
【例10】圆,圆,判断两圆位置关系。
解:提取参数:;;
计算圆心距:;
半径和差:;
对比得:,两圆外切。
【知识点11】直线被圆截得的弦长
(1)几何法:弦心距d、半径r和弦长|AB|的一半构成直角三角形,弦长|AB|=2.
(2)代数法:设直线y=kx+m与圆x2+y2+Dx+Ey+F=0相交于点M,N,代入,消去y,得关于x的一元二次方程,则|MN|=·.
【例11】求直线被圆截得的弦长。
解:基础参数:圆心,半径;
求圆心到直线距离:;
代入弦长公式:;
结论:弦长为4。
【题型一】直线方向向量、倾斜角与斜率综合题
【例1】(2026·宁夏吴忠·二模)已知经过两点的直线的一个方向向量为,那么( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据直线的方向向量与斜率的关系求解.
【详解】直线的斜率为,又因为直线的一个方向向量为,所以该直线的斜率也为,故.
故选:C.
【变式1】(多选)已知直线,则下列选项中正确的有( )
A.直线的倾斜角为 B.直线的斜率为
C.直线不经过第三象限 D.直线的一个方向向量为
【答案】CD
【分析】由直线,可以得到直线的斜率和倾斜角,从而判断A和B的正误;通过计算直线的斜率和截距,从而判断是否经过第三象限,判断C选项的正误;取直线上两点,得到直线的一个方向向量,从而判断D选项的正误.
【详解】因为,可以表示为,所以,倾斜角为,故选项A和B错误;
因为直线,故斜率,纵截距,所以直线不经过第三象限,故选项C正确;
取直线上两点,,所以得到方向向量,得到直线的一个方向向量为,故选项D正确.
故选:CD
【变式2】(2026·广西柳州·二模)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为_____.
【答案】
【分析】根据方向向量计算出直线的斜率,再由可求倾斜角.
【详解】因为直线的一个方向向量为,
所以斜率 ,
设倾斜角为,则,所以.
故答案为:
【变式3】(2025·上海静安·一模)已知直线与,则直线与的夹角大小是___________.
【答案】/
【分析】先根据直线的斜率求出直线的倾斜角,再利用两条直线倾斜角的大小求出两条直线的夹角.
【详解】直线的斜率为,设直线的倾斜角为,由,可得;
直线的斜率为,设直线的倾斜角为,由,可得;
所以直线与的夹角.
故答案为:.
【题型二】直线方程五种形式
【例2】已知直线过点和,且在轴上的截距是,则实数等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求得直线的方程,代入点的坐标,可求的值.
【详解】因为直线在轴上的截距是1,所以过点,
又直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为:,即直线方程为,
又直线过点,所以,解得.
故选:D.
【变式1】(2026·江西宜春·一模)已知直线的斜率为,,直线在两坐标轴上的截距相等,则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】分析充分性:
已知,设直线的方程为:,
当时,,在轴上的截距为,
当时,,在轴上的截距为,
所以直线在两坐标轴上的截距相等,即充分性成立;
分析必要性:
已知直线在两坐标轴上的截距相等,分两种情况:
(1)截距不为0时,设两截距均为,则直线方程为,即,此时斜率;
(2)截距为0时,直线过原点,此时斜率不一定为.
所以必要性不成立.
【变式2】△ABC中,A(3,-1),AB边上的中线CM所在直线方程为:6x+10y-59=0,∠B的平分线方程BT为:x-4y+10=0,求直线BC的方程.
【答案】.
【详解】试题分析:设则的中点在直线上和点在直线上,得,求得,再根据到角公式,求得,进而求得直线的方程.
试题解析:
设则的中点在直线上,则 ,即…………………①,
又点在直线上,则…………………②联立①②得,,
有直线平分,则由到角公式得,得
的直线方程为:.
【变式3】已知直线.
(1)求经过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线与的交点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程.
(3)若直线交x轴的负半轴于点A,交y轴的正半轴于点B,O为坐标原点,设的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
(3)S的最小值为16,此时直线l的方程为.
【分析】(1)根据直线的斜率可设所求直线方程为,代入点即可求解;
(2)联立直线与的方程可得交点坐标,分截距为0和截距不为0两种情况分别求解;
(3)先求出两点的坐标,进而得到的面积表达式,然后利用基本不等式求出面积的最小值,即可确定直线的方程.
【详解】(1)由直线可得直线的斜率为,
依题意,所求直线斜率为,则其方程可设为,
该直线经过点,则,解得,
故所求直线方程为,即;
(2)联立,解得,即直线与的交点为,
当直线经过原点时,满足题意,设直线方程为,
代入解得,此时;
当直线的截距都不为0时,设直线方程为,
依题意,解得,此时直线方程为,
综上,所求直线方程为或.
(3)由题可知,
在中,令,解得,即得A,
再令,可得,即得,
故,
则
当且仅当,即时取等号,
故S的最小值为16,此时直线l的方程为.
【题型三】两条直线位置关系判定
【例3】(2026·重庆·模拟预测)在平面中,已知直线:(,不同时为零),:(,不同时为零),则是的( )
A.充要条件 B.充分而不必要条件
C.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】是的充要条件.
【变式1】(2026·湖南郴州·模拟预测)以,,,为顶点的四边形是( )
A.矩形 B.菱形 C.直角梯形 D.正方形
【答案】A
【详解】根据斜率公式 ,代入四个点坐标,,,,
则,
所以,,
两组对边分别平行,该四边形是平行四边形,
又因为 ,所以,即邻边垂直,则该平行四边形为矩形,
再根据两点间距离公式可得:
由于邻边长度不相等,排除菱形、正方形,故该四边形是矩形.
【变式2】若a,b为正实数,直线与直线互相垂直,则ab的最大值为______.
【答案】1
【分析】由题得,再利用基本不等式求解.
【详解】解:依题意得,所以,
即,,当且仅当时,等号成立,
故的最大值为1.
故答案为:1
【变式3】“”是“直线和直线平行”的______条件.(填“充分不必要”,“必要不充分”,“充分必要”或“既不充分又不必要”)
【答案】充分不必要
【分析】根据充分条件和必要条件的定义以及直线平行的性质,即可得到结论.
【详解】若“”则直线和直线平行,即充分性成立,
若,直线和直线平行为和直线不平行,
若,若直线和直线平行,则,
即,解得或 ,经检验或均满足,即必要性不成立,
故“”是直线和直线平行的充分不必要条件,
故答案为:充分不必要
【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,利用直线平行的等价条件是解决本题的关键.
【题型四】三类距离公式计算题
【例4】在中,设点,利用二次函数知识可确定出到的3个顶点距离的平方和最小的点为的( )
A.重心 B.垂心 C.外心 D.内心
【答案】A
【分析】设点,根据两点间的距离公式,结合二次函数的性质,即可求解.
【详解】设点,其中,
则
当且时,取得最小值,
此时点为重心.
故选:A.
【变式1】(2026·江苏南通·模拟预测)写一个到直线:,:的距离相等的点的坐标_____.
【答案】
【详解】,,
因为,所以到和距离相等的点在这两条直线的中位线上,
设中位线的方程为,
根据平行线间的距离公式可得到的距离为,到的距离为,
,解得,即,
当时,代入可得,即到直线和的距离相等.
【变式2】(2025·吉林·模拟预测)平面上的整点(横纵坐标都是整数的点)到直线的距离的最小值为_____.
【答案】/0.08
【分析】设整点,由点到线的距离公式,得到是5的倍数,进而可求解.
【详解】设整点,则,
,,,
,是5的倍数,
,,.
故答案为:
【变式3】已知三角形ABC的顶点坐标为A(-1,5)、B(-2,-1)、C(4,3),M是BC边上的中点.
(1)求AB边所在的直线方程;
(2)求中线AM的长
(3)求AB边的高所在直线方程.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)由两点式写出直线方程,整理为一般式即可,也可求出斜率,再由点斜式得直线方程;
(2)由中点坐标公式求得中点坐标,再由两点间距离公式计算可得;
(3)先求直线AB的斜率,由垂直关系可得AB边高线的斜率,可得高线的点斜式方程,化为一般式即可.
【详解】(1)法一:由两点式写方程得,即;
法二:直线的斜率为,
直线的方程为,即;
(2)设的坐标为,则由中点坐标公式可得,故,
所以;
(3)直线AB的斜率为,
所以由垂直关系可得AB边高线的斜率为,
故AB边的高所在直线方程为,化为一般式可得:.
【题型五】圆的方程求解(一般式与标准式互化)
【例5】(2025·山西晋中·三模)已知圆C的一般方程为,则圆C的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由一般方程得到标准方程即可求解.
【详解】由,
得,
可知圆C的圆心坐标为.
故选:C
【变式1】(2025·北京海淀·一模)已知直线经过圆的圆心,则的最小值为( )
A. B.
C.0 D.1
【答案】B
【分析】将圆的一般方程化为标准方程,从而得出圆心坐标,将其代入直线中得出,从而将目标转化为求二次函数的最小值.
【详解】可化为,故圆心为,
因直线经过圆心,则,
则,此二次函数开口朝上,对称轴方程为,
故其最小值为.
故选:B
【变式2】(多选)设O为坐标原点,直线过圆的圆心且交圆于两点,则( )
A. B.
C.的面积为 D.
【答案】BC
【分析】对于A,整理圆的方程为标准方程,明确圆心与半径,可得答案;
对于B,由题意,将圆心代入直线方程,求得参数,可得答案;
对于C,利用点到直线的距离公式求得三角形的高,结合三角形的面积公式,可得答案;
对于D,根据两点求得斜率,利用垂直直线斜率的关系,可得答案.
【详解】由圆的方程,
则,所以圆心,半径,
易知,故A错误;
将代入直线方程,则,解得,故B正确;
将代入直线方程,整理可得直线方程,
原点到直线的距离,且此为底上的高,
所以,故C正确;
由与,则直线的斜率,
由直线方程,则直线斜率,
由,则与不垂直,故D错误.
故选:BC.
【变式3】(2025·上海浦东新·二模)设圆方程为,则圆的半径为____________.
【答案】
【分析】将圆的方程化为标准方程,可得出圆的半径.
【详解】将圆的方程化为标准方程可得,故圆的半径为.
故答案为:.
【题型六】点与圆的位置关系判断
【例6】(2026·吉林·二模)已知圆:,则“点在圆外”是“点在圆外”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据点与圆的位置关系,充分条件、必要条件的概念判断即可.
【详解】若点在圆外,则,所以.
若点在圆外,则,所以.
显然是的真子集,
故“点在圆外”是“点在圆外”的充分不必要条件.
【变式1】(2026·湖北省直辖县级单位·模拟预测)若点在圆外,则实数的取值范围为( )
A. B.(-10,6) C. D.
【答案】B
【分析】先找到圆心坐标及半径,然后根据点到圆心的距离大于半径时点在圆外计算即可.
【详解】点在圆外,即点到圆心的距离大于半径.
将圆方程化为标准形式得,圆心为,点 P 到圆心距离为 4,
故有,解得;
故选:B
【变式2】(多选)(2026·河南·三模)已知点,,为圆:上一点,则( )
A.点在圆外 B.的最大值为6
C. D.的最大值为9
【答案】ABD
【分析】由点与圆的位置关系以及两点间的距离求解即可.
【详解】对于A, ,所以在圆外,A正确;
对于B, ,B正确;
对于C,当时,,,,C错误;
对于D,设,则,故 ,
,所以 ,
当且仅当 时取等,D正确.
【变式3】(2024·广西南宁·二模)若过点可作圆的两条切线,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】由方程表示圆可得,由题意可得点在圆外,可得,可求的取值范围.
【详解】由表示圆,则,所以,
又过点可作圆的两条切线,
所以点在圆外,所以,解得.
所以的取值范围是.
故答案为:.
【题型七】直线与圆位置关系判定
【例7】(2024·河北衡水·模拟预测)直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与m的取值有关
【答案】A
【详解】圆,则圆心,半径,
所以圆心C到直线l的距离,所以直线l与圆C相交.
【变式1】(2026·广东清远·二模)(多选)已知方向向量为的直线与圆相切,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】由题意可得直线的斜率,
设直线方程为,
因为直线与圆相切,所以,
所以直线的方程为或.
【变式2】(2024·新疆乌鲁木齐·一模)已知集合,,则的子集个数为_________.
【答案】4
【分析】根据直线与圆的位置关系求出集合的元素个数,再求解子集个数即可.
【详解】集合表示直线上点的集合,集合表示圆上点的集合.
圆的圆心坐标为,半径为3,
点到直线的距离为,
所以直线与圆相交,
所以共有2个元素,所以的子集个数为.
故答案为:4.
【变式3】已知直线l:,圆C:,写出一个与直线l和圆C都相切且半径为的圆的标准方程______.
【答案】(答案不唯一)
【分析】结合题意,判定该直线与圆相切,找到满足与该直线和该圆外切和内切的圆即可.
【详解】易知圆C:的圆心为,半径为,
所以圆心C到直线l的距离,所以直线l和圆C相切.
易知过圆心C且与l垂直的直线方程为,联立方程得,解得,
所以直线l与圆C的切点的坐标为,
易得点关于圆心的对称点的坐标为,于是符合条件的一个圆的标准方程为;(此时两圆相内切).
点关于点的对称点的坐标为,因此符合条件的另一个圆的标准方程为;(此时两圆外切,且在直线l的两侧).
过点且与直线l:平行的直线方程为,
设所求圆的圆心为,由,解得,
所以圆心为或,
于是得符合条件的圆的标准方程为或.(此时两圆外切,且在直线l的同侧).
故答案为:,或,
或,或.
(答案不唯一,只需写出一个圆的标准方程即可).
【题型八】圆与圆位置关系判定
【例8】(2025·河南·模拟预测)圆与圆的位置关系是( )
A.相切 B.外离 C.内含 D.相交
【答案】B
【分析】将两圆的方程化为标准形式,求出圆心和半径,根据圆心距与半径和差的大小关系判断圆与圆的位置关系即可.
【详解】圆即,圆心为,半径为;
圆即,圆心为,半径为;
圆心距为,因为,所以两个圆外离.
故选:B
【变式1】(2024·山西阳泉·三模)(多选)已知圆,若圆上仅存在一点使,则正实数的取值可以是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】BD
【分析】由题意可得以为直径的圆与圆相内切或外切,得出该圆圆心与半径后,结合圆与圆的位置关系计算即可得.
【详解】若圆上仅存在一点使,则以为直径的圆与圆相内切或外切,
由,则以为直径的圆的圆心为,半径为,
则有或,
分别解得或,故或,
故B、D正确,A、C错误.
故选:BD.
【变式2】已知圆的圆心在直线上,点与都在圆上,圆,则与的位置关系是___________.
【答案】相交
【分析】利用待定系数法求得圆的标准方程,求出圆心距,与两圆的半径和、差比较即可得出结论.
【详解】设圆的标准方程为,
因为圆心在直线上,且该圆经过与两点,
列方程组,解得,
即圆的标准方程为,圆心,半径,
又圆,圆心,半径,
∴,又,,而,
∴与的位置关系是相交.
故答案为:相交.
【变式3】已知圆,点,.
(1)若圆上存在点满足,求半径的取值范围;
(2)对于线段上的任意一点,若在圆上都存在不同的两点,,使得点是线段的中点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据垂直关系可得以为直径的圆的方程为,即可根据两圆位置关系求解.
(2)根据中点坐标公式得到,,再将两点的坐标代入圆方程,建立方程组,根据方程组有解转化为圆与圆的位置关系进行求解.
【详解】(1)的中点为,所以以为直径的圆的方程为,
由于圆上存在点满足,
则P在以为直径的圆上,故该圆与有交点即可,
所以,解得
(2)由题可知,圆,所以圆心,
直线,
因为为线段上的任意一点,所以设,,,
因为为的中点,
所以,
又因为,都在以点为圆心的圆上,
所以,即,
所以方程组有解,即为圆心为半径的圆与为圆心为半径的圆有公共点,两圆圆心距离为,
所以对恒成立,
因为时,,所以,解得,
又因为在圆外,所以恒成立,所以,,所以,
所以,
【题型九】直线截圆弦长计算
【例9】(2026·重庆·模拟预测)设圆 与圆 交于 两点,则线段 的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】圆,圆.
展开圆:,即.
两圆方程相减得公共弦:.
圆心到直线的距离:.
圆半径,弦长.
【变式1】(2026·天津滨海新区·三模)圆与圆的公共弦长为__________.
【答案】
【分析】两圆的方程相减,求得公共弦所在的直线方程为,结合点到直线的距离公式和圆的弦长公式,即可求解.
【详解】由圆与圆,
两圆的方程相减,可得,即,
即圆与的公共弦所在的直线方程为,
又由圆,可得圆心,半径为,
则圆心到直线的距离为,
所以两圆的公共弦长为.
【变式2】(2026·陕西榆林·三模)已知圆与圆相交于两点,则直线的方程为___________.
【答案】
【详解】因为两点坐标同时满足圆与圆的方程,
所以将圆与圆两式相减,可得直线的方程为
【变式3】已知圆:和:
(1)求证:圆和圆相交;
(2)求圆和圆的公共弦所在直线的方程和公共弦长.
【答案】(1)证明见解析
(2),
【分析】(1)由圆心距与两圆半径的和、差比较可得;
(2)两圆方程相减可得公共弦所在直线方程,由勾股定理求弦长.
【详解】(1)标准方程是,,,
标准方程是,,,
,显然,
所以两圆相交.
(2)两圆方程相减得,即为公共弦所在直线方程,
到直线的距离为,
所以公共弦长.
【解题大招01】斜率快速解题法(直线倾斜角、位置关系通用)
倾斜角与斜率对应关系:,斜率为正且单调递增;,斜率为正且单调递增;斜率不存在。
两直线垂直速判:斜率存在时;一条斜率为0、一条斜率不存在,两直线直接垂直。
避坑关键:所有直线题型,优先讨论斜率不存在的特殊情况,避免漏解。
【例题01】求过点,且与直线垂直的直线方程。
解:已知直线斜率,所求直线与它垂直,故所求直线斜率;
直线斜率存在,代入点斜式:;
整理为一般式:;
【解题大招02】直线方程巧设技巧(减少计算量)
过定点:常设,务必单独验证x=x₀这条竖直线;
与已知直线平行:直接设;
与已知直线垂直:直接设,无需算斜率。
【例题02】求与直线平行,且过点的直线方程。
解:平行直线直接设方程:;
代入点坐标:,解得;
直线方程:。
【解题大招03】三类距离公式速算技巧
点到直线距离:永远带绝对值,分母恒为根号下x、y系数平方和;
两平行线距离硬性前提:必须先将两条直线x、y系数化为完全一致,再代入公式;
选择填空口算技巧:结果必须分母有理化,不可保留根号在分母。
【例题03】求两条平行线,之间的距离。
解:统一系数:将同乘2,变为;
代入平行线距离公式:;
【解题大招04】圆的方程快速求法(待定系数法+配方法)
已知圆心、半径:优先用标准方程;
已知圆上三点:优先用一般方程;
一般式转标准式:分组配方,x、y分别配方,常数移到右侧。
【例题04】求圆的圆心与半径。
解:分组:;
配方:;
整理标准式:;
结果:圆心,半径。
【解题大招05】位置关系几何判定法(首选,秒杀代数联立)
方法核心(考试万能优先级:几何法>代数法)
点与圆:直接代点,比较点到圆心距离d和半径r;
直线与圆:算圆心到直线距离d,相离,相切,相交;
圆与圆:算圆心距d,对比两圆半径和、半径差。
【例题05】判断直线与圆的位置关系。
解:提取参数:圆心,半径;
求圆心到直线距离:;
对比大小:,即,直线与圆相交。
【解题大招06】垂径定理求弦长(必考核心方法)
直角三角形模型:圆心、弦中点、弦端点构成直角三角形,半径为斜边
弦长万能公式:(d为圆心到直线距离,r为圆半径)
【例题06】直线截圆,求所得弦长。
解:基础参数:圆心,半径;
求距离:,直线过圆心,为直径;
代入公式:;
【基础过关】(共8题)
一、单选题
1.(2026·江苏·三模)已知点在圆外,则直线与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
【答案】C
【分析】先根据点与圆的位置关系得出,再根据点到直线距离公式判断出直线与圆的位置关系.
【详解】由题知,圆的圆心为,半径为,
因为点在圆外,
所以,则,
到直线的距离,
所以直线与圆相交.
2.(2026·湖南·二模)过点且倾斜角为的直线l交圆于、两点,则弦的长为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【详解】过点且倾斜角为的直线,即.
∵圆,即,
∴圆心坐标为,圆心到直线l的距离,
∴直线被圆截得的弦长.
3.(2026·福建泉州·模拟预测)已知点,向量,若与直线垂直,则到直线的距离等于( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【分析】根据直线的方向向量与垂直求出,再由点到直线的距离求解.
【详解】因为直线的一个方向向量为,
又与直线垂直,所以,
解得,所以直线,
所以到直线的距离为.
二、多选题
4.(2026·江苏南京·模拟预测)已知圆:与圆:,则( )
A.圆的圆心坐标为 B.圆心距
C.圆与圆相交 D.圆与圆的公共弦的长为
【答案】BCD
【详解】由得,所以圆的圆心坐标为,半径为,故A错误;
由圆:得圆心,半径,所以,故B正确;
又,所以,所以圆与圆相交,故C正确;
由,两式相减得:,
由圆心到直线的距离为:,
所以圆与圆的公共弦的长为,故D正确.
三、填空题
5.(2026·江西·模拟预测)直线的倾斜角为________.
【答案】
【分析】根据给定方程,求出该直线斜率,结合诱导公式求出倾斜角.
【详解】设直线的倾斜角为,则,
而,所以.
故答案为:
6.(2026·上海·三模)若是直线的一个法向量,则直线的倾斜角大小为__________.
【答案】
【分析】先由直线的法向量推导直线的斜率,再结合倾斜角的取值范围,根据斜率与倾斜角的对应关系求解倾斜角.
【详解】已知是直线的一个法向量,可设直线的一般式方程为(为常数),
将其化为斜截式即,因此直线的斜率,
设直线的倾斜角为,其中,由斜率的定义可得,
因为,故,因此.
四、解答题
7.已知圆C的方程为
(1)若直线l经过圆C的圆心,且倾斜角为,求直线l的方程;
(2)若直线与圆C交于A,B两点,求弦AB的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先求出圆的标准方程,则圆心坐标可求,再由点斜式方程求解即可得答案;
(2)利用点到直线的距离公式结合勾股定理知识可求解.
【详解】(1)由题意得圆C的标准方程为:,
所以圆心坐标为,
由直线的点斜式方程可得直线方程为,
即;
(2)圆心到直线的距离为,
所以弦AB的长为.
8.已知圆.
(1)若直线l经过点,且与圆C相切,求直线l的方程;
(2)若圆与圆C相切,求实数m的值.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)首先设出过定点直线,利用圆心到直线的距离等于半径,即可求直线,不要忘记讨论斜率不存在的情况;
(2)分内切和外切,结合公式,列式求值.
【详解】(1)若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为,与圆C相切,符合题意.
若直线l的斜率存在,设直线l的方程为,即,
则,解得,所以直线l的方程为.
综上,直线l的方程为或.
(2)圆的方程可化为.
若圆与圆C外切,则,解得.
若圆与圆C内切,则,解得.
综上,或.
【拔高选练】(共6题)
一、单选题
1.(2026·重庆渝中·模拟预测)已知直线:与直线:平行,则实数的值为( )
A.-1 B.0 C.3 D.-1或3
【答案】A
【详解】当时,直线:与直线:,显然直线与不平行;
当时,因为直线:与直线:平行,
所以,解得,检验符合.
2.(2026·河南开封·模拟预测)过点的直线与曲线()有两个交点,则直线斜率的最大值为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【详解】由题意易知直线的斜率存在且不为0,设直线,
曲线是以为圆心,1为半径的半圆(如图所示),
设曲线的下端点为,要使与曲线有两个交点,
则应位于直线和切线之间,所以,
所以斜率的最大值为
3.(2026·山东·模拟预测)已知过原点的直线与圆:交于两点,当面积取得最大值时,直线的斜率为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【分析】先由圆方程得圆心与半径,借助垂径定理用圆心到直线距离表示弦长,进而写出的面积解析式;利用基本不等式得到面积最大时,设过原点直线斜截式方程,代入点到直线距离公式列方程,求解得到直线斜率.
【详解】由题意得圆的圆心为,半径,
设圆心到直线的距离,
因为,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
若的斜率不存在,则的方程为,,
若的斜率存在,设的方程为,即,
所以,即,
整理得,解得,,
综上,直线的斜率为或.
二、多选题
4.(2026·山西忻州·模拟预测)在平面直角坐标系中,圆,.直线与两个圆均有公共点.记直线被,截得的弦长分别为,.则下列说法正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.若,则或 D.存在直线,使得
【答案】ABCD
【分析】由题意可将,到直线的距离分别表示出来,从而得到弦长,,再逐一分析四个选项即可.
【详解】圆的圆心为,圆的圆心为.直线化为.
两个圆心到直线的距离分别为,.
两圆的半径均为1,故弦长满足.
对于A,当时,,所以.故A正确;
对于B,当时,,所以.故B正确;
对于C,若,则,即,化简得.
所以或.故C正确;
对于D,若取直线,则该直线经过两个圆的圆心,此时,
故.故D正确.
三、填空题
5.(2026·四川资阳·模拟预测)已知平面直角坐标系xOy中,直线过定点A,以原点为圆心的圆O过点A,不与x轴垂直的直线与圆O交于B,C两点,若,则直线的纵截距为________.
【答案】
【分析】求出点坐标,再由正三角形性质求出弦中点坐标并求出直线的方程即可.
【详解】直线,即,则,
由,得是圆的内接正三角形,连接并延长交于,
则,即点,直线的斜率为,且,
因此直线的斜率为,方程为,即,
所以直线的纵截距为.
四、解答题
6.已知圆.
(1)若圆的切线在轴和轴上的截距相等,且截距不为零,求此切线的方程;
(2)从圆外一点向该圆引一条切线,切点为,且有(为坐标原点),求的最小值.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)由圆的方程可确定圆心和半径,设切线方程为,利用圆心到直线距离等于半径可构造方程求得的值,由此可得切线方程;
(2)设,根据,利用勾股定理和两点间距离公式可构造方程求得点轨迹为,则可确定所求最小值即为点到直线的距离,由此可得结果.
【详解】(1)由圆的方程可知:圆心,半径,
由题意可设圆的切线为:,即,
圆心到直线的距离,解得:或,
所求切线方程为:或.
(2)设,
切线与半径垂直,,
又,,
整理可得:,则点在直线上,
的最小值即为点到直线的距离,
.
【错题复盘】(共5题)
一、单选题
1.(2026·内蒙古赤峰·三模)过原点且倾斜角为的直线被圆所截得的弦长为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【详解】过原点且倾斜角为的直线方程为,即.
由,得,其圆心为,半径.
故圆心到直线的距离为,
则弦长为.
2.(2026·浙江绍兴·模拟预测)已知是的等差中项,若圆上到直线的距离为1的点有且仅有3个,则直线的斜率为( )
A.或 B.或 C.2或-2 D.或
【答案】D
【分析】先根据等差中项性质得到的关系,再由圆上点到直线距离为1的点的个数确定圆心到直线距离,最后结合点到直线距离公式求出直线斜率.
【详解】 因为是的等差中项,所以,即,
由题意可得圆的圆心为,半径,
若圆上到直线距离为的点恰好有个,
则圆心到直线的距离,
根据点到直线的距离公式,圆心到的距离:
,又因为,
所以,整理得,即,,
所以 直线的斜率,因此,即.
二、多选题
3.(2026·安徽合肥·模拟预测)记圆,圆,点,已知圆和圆相内切,且圆的半径大于圆的半径,是圆上两点,直线与圆相切,设与圆的另一个交点分别为,则( )
A. B.
C.当且仅当 D.
【答案】BCD
【分析】对A直接由两圆相内切得,所以A错误;对B由圆的弦长公式及三角形的中位线定理可得;对D由圆心角与圆周角的关系可得;对C由正弦定理并结合BD选项解析可得.
【详解】对于A,圆,圆心,半径,
整理圆,
圆心,半径.
两圆相内切且半径大于半径,圆心距,得,
因此,解得,故选项A 错误;
对于B,由A选项分析知时,圆方程为,点在圆上,
若直线的斜率存在,设直线的方程为,
则圆到直线的距离,所以,
则圆到直线的距离,,
所以,即为的中点,
同理得为的中点,得,所以.
若直线的斜率不存在,则,点仍为的中点,
同理得为的中点,得,所以.
综上所述,,所以B正确;
对于D,根据圆周角与圆心角的关系,且(当直线过圆心时,),
所以,故D正确;
对于C,当时,由B选项解析知,
在中,由正弦定理得,
得或,
由D选项解析可知,所以.
当时,在中由正弦定理|,
得,故,故C正确.
三、填空题
4.(2026·河北沧州·一模)已知过原点的直线与圆交于两点,弦的中点为,则点的轨迹长度为___________.
【答案】
【分析】先求得圆的圆心和半径,然后求得弦中点的轨迹,进而求得轨迹的长度.
【详解】圆,即,
所以圆心,半径,
设,,
由,得,
,
所以点的轨迹是以为圆心,半径为的圆,在圆内部的部分,
,所以圆与圆相交,
由两式相减并化简得,
所以点的轨迹是以为圆心,半径为的半圆(右半圆),
所以轨迹长度为.
故答案为:
四、解答题
5.已知圆心为的圆经过,两点,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程.
(2)过直线:上的点作圆的切线,,切点分别为,.
①求四边形面积的最小值;
②当四边形的面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)设圆心和半径得出标准方程,再利用已知两点在圆上及圆心所在直线列方程组,求出圆心坐标及半径,进而求出圆的方程;
(2)利用圆的几何性质,结合点到直线的距离公式及直线与圆的位置关系求出面积最小值;当四边形面积最小是,求出所在直线方程,进而求出点坐标,从而求出为直径的圆的方程,联立两圆方程求出交点所在直线方程.
【详解】(1)设圆的圆心为,半径为,则圆的标准方程为(),
圆心为的圆经过,两点,且圆心在直线上,
,解得
圆的标准方程为.
(2)
①圆心到直线的距离,
由(1)可知圆的半径,则,
四边形的面积,
四边形面积的最小值为;
②当四边形的面积最小时,直线的方程为,
由,得,即的坐标为,
,, ,在以为直径的圆上,
,,
设为直径的圆的圆心为,半径为,则标准方程为,
,
为直径的圆的方程为,
,在圆上,
直线的方程为,即.
1
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$
第34讲直线与圆的方程、位置关系
(知识清单+9典例精讲+6方法技巧+分层训练)
近3年考查情况
题型
分值
直线与圆的位置关系、弦长最值计算
单选/多选题
5分/6分
直线与圆的方程、位置关系判定、参数求解
单选/填空/解答题
5分/12分
直线与圆的位置关系、距离最值问题
单选/解答题
5分/12分
直线与圆的位置关系、圆的几何性质应用
单选/解答题
12分
直线的方程、直线的倾斜角与斜率
单选题
5分
圆的标准方程、直线与圆的位置关系
单选/多选/解答题
5分/6分/12分
【知识点01】直线的方向向量
设A,B为直线上的两点,则就是这条直线的方向向量
【例1】求过点,的直线的一个方向向量,并写出该直线斜率对应的标准方向向量。
【知识点02】直线的倾斜角
(1)定义:当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)范围:直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
【例2】判断下列直线倾斜角大小:①水平直线;②竖直直线;③从左下到右上的直线。
【知识点03】直线的斜率
(1)定义:把一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan α.(α≠90°)
(2)过两点的直线的斜率公式
如果直线经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),其斜率k=.
【例3】已知直线倾斜角为135°,求直线斜率;直线过,求直线斜率。
【知识点04】直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不含直线x=x0
斜截式
y=kx+b
不含垂直于x轴的直线
两点式
(x1≠x2,y1≠y2)
不含直线x=x1和直线y=y1
截距式
=1
不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0(A2+B2≠0)
平面直角坐标系内的直线都适用
【例4】已知直线倾斜角为135°,求直线斜率;直线过,求直线斜率。
【知识点05】两条直线的位置关系
直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,l3:A1x+B1y+C1=0,l4:A2x+B2y+C2=0(其中l1与l3是同一条直线,l2与l4是同一条直线)的位置关系如下表:
位置关系
l1,l2满足的条件
l3,l4满足的条件
平行
k1=k2且b1≠b2
A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0)
垂直
k1·k2=-1
A1A2+B1B2=0
相交
k1≠k2
A1B2-A2B1≠0
【例5】判断直线与的位置关系。
【知识点06】三种距离公式
(1)两点间的距离公式
①条件:点P1(x1,y1),P2(x2,y2).
②结论:|P1P2|=.
③特例:点P(x,y)到原点O(0,0)的距离|OP|=.
(2)点到直线的距离
点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两条平行直线间的距离
两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0间的距离d=.
【例6】求点到直线的距离。
【知识点07】圆的定义和圆的方程
定义
平面上到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆
方程
标准
(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)
圆心C(a,b)
半径为r
一般
x2+y2+Dx+Ey+F=0
(D2+E2-4F>0)
圆心C
半径r=
【例7】求圆的圆心坐标和半径。
【知识点08】点与圆的位置关系
平面上的一点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2之间存在着下列关系:
(1)|MC|>r⇔M在圆外,即(x0-a)2+(y0-b)2>r2⇔M在圆外;
(2)|MC|=r⇔M在圆上,即(x0-a)2+(y0-b)2=r2⇔M在圆上;
(3)|MC|<r⇔M在圆内,即(x0-a)2+(y0-b)2<r2⇔M在圆内.
【例8】判断点与圆的位置关系。
【知识点09】直线与圆的位置关系(圆心到直线的距离为d,圆的半径为r)
相离
相切
相交
图形
量化
方程观点
Δ<0
Δ=0
Δ>0
几何观点
d>r
d=r
d<r
【例9】判断直线与圆的位置关系。
【知识点10】圆与圆的位置关系(☉O1,☉O2的半径分别为r1,r2,d=|O1O2|)
图形
量的关系
外离
d>r1+r2
外切
d=r1+r2
相交
|r1-r2|<d<r1+r2
内切
d=|r1-r2|
内含
d<|r1-r2|
【例10】圆,圆,判断两圆位置关系。
【知识点11】直线被圆截得的弦长
(1)几何法:弦心距d、半径r和弦长|AB|的一半构成直角三角形,弦长|AB|=2.
(2)代数法:设直线y=kx+m与圆x2+y2+Dx+Ey+F=0相交于点M,N,代入,消去y,得关于x的一元二次方程,则|MN|=·.
【例11】求直线被圆截得的弦长。
【题型一】直线方向向量、倾斜角与斜率综合题
【例1】(2026·宁夏吴忠·二模)已知经过两点的直线的一个方向向量为,那么( )
A. B. C.1 D.2
【变式1】(多选)已知直线,则下列选项中正确的有( )
A.直线的倾斜角为 B.直线的斜率为
C.直线不经过第三象限 D.直线的一个方向向量为
【变式2】(2026·广西柳州·二模)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为_____.
【变式3】(2025·上海静安·一模)已知直线与,则直线与的夹角大小是___________.
【题型二】直线方程五种形式
【例2】已知直线过点和,且在轴上的截距是,则实数等于( )
A. B. C. D.
【变式1】(2026·江西宜春·一模)已知直线的斜率为,,直线在两坐标轴上的截距相等,则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式2】△ABC中,A(3,-1),AB边上的中线CM所在直线方程为:6x+10y-59=0,∠B的平分线方程BT为:x-4y+10=0,求直线BC的方程.
【变式3】已知直线.
(1)求经过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线与的交点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程.
(3)若直线交x轴的负半轴于点A,交y轴的正半轴于点B,O为坐标原点,设的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【题型三】两条直线位置关系判定
【例3】(2026·重庆·模拟预测)在平面中,已知直线:(,不同时为零),:(,不同时为零),则是的( )
A.充要条件 B.充分而不必要条件
C.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1】(2026·湖南郴州·模拟预测)以,,,为顶点的四边形是( )
A.矩形 B.菱形 C.直角梯形 D.正方形
【变式2】若a,b为正实数,直线与直线互相垂直,则ab的最大值为______.
【变式3】“”是“直线和直线平行”的______条件.(填“充分不必要”,“必要不充分”,“充分必要”或“既不充分又不必要”)
【题型四】三类距离公式计算题
【例4】在中,设点,利用二次函数知识可确定出到的3个顶点距离的平方和最小的点为的( )
A.重心 B.垂心 C.外心 D.内心
【变式1】(2026·江苏南通·模拟预测)写一个到直线:,:的距离相等的点的坐标_____.
【变式2】(2025·吉林·模拟预测)平面上的整点(横纵坐标都是整数的点)到直线的距离的最小值为_____.
【变式3】已知三角形ABC的顶点坐标为A(-1,5)、B(-2,-1)、C(4,3),M是BC边上的中点.
(1)求AB边所在的直线方程;
(2)求中线AM的长
(3)求AB边的高所在直线方程.
【题型五】圆的方程求解(一般式与标准式互化)
【例5】(2025·山西晋中·三模)已知圆C的一般方程为,则圆C的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【变式1】(2025·北京海淀·一模)已知直线经过圆的圆心,则的最小值为( )
A. B.
C.0 D.1
【变式2】(多选)设O为坐标原点,直线过圆的圆心且交圆于两点,则( )
A. B.
C.的面积为 D.
【变式3】(2025·上海浦东新·二模)设圆方程为,则圆的半径为____________.
【题型六】点与圆的位置关系判断
【例6】(2026·吉林·二模)已知圆:,则“点在圆外”是“点在圆外”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1】(2026·湖北省直辖县级单位·模拟预测)若点在圆外,则实数的取值范围为( )
A. B.(-10,6) C. D.
【变式2】(多选)(2026·河南·三模)已知点,,为圆:上一点,则( )
A.点在圆外 B.的最大值为6
C. D.的最大值为9
【变式3】(2024·广西南宁·二模)若过点可作圆的两条切线,则的取值范围是______.
【题型七】直线与圆位置关系判定
【例7】(2024·河北衡水·模拟预测)直线与圆的位置关系为( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.与m的取值有关
【变式1】(2026·广东清远·二模)(多选)已知方向向量为的直线与圆相切,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(2024·新疆乌鲁木齐·一模)已知集合,,则的子集个数为_________.
【变式3】已知直线l:,圆C:,写出一个与直线l和圆C都相切且半径为的圆的标准方程______.
【题型八】圆与圆位置关系判定
【例8】(2025·河南·模拟预测)圆与圆的位置关系是( )
A.相切 B.外离 C.内含 D.相交
【变式1】(2024·山西阳泉·三模)(多选)已知圆,若圆上仅存在一点使,则正实数的取值可以是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式2】已知圆的圆心在直线上,点与都在圆上,圆,则与的位置关系是___________.
【变式3】已知圆,点,.
(1)若圆上存在点满足,求半径的取值范围;
(2)对于线段上的任意一点,若在圆上都存在不同的两点,,使得点是线段的中点,求的取值范围.
【题型九】直线截圆弦长计算
【例9】(2026·重庆·模拟预测)设圆 与圆 交于 两点,则线段 的长度为( )
A. B. C. D.
【变式1】(2026·天津滨海新区·三模)圆与圆的公共弦长为__________.
【变式2】(2026·陕西榆林·三模)已知圆与圆相交于两点,则直线的方程为___________.
【变式3】已知圆:和:
(1)求证:圆和圆相交;
(2)求圆和圆的公共弦所在直线的方程和公共弦长.
【解题大招01】斜率快速解题法(直线倾斜角、位置关系通用)
倾斜角与斜率对应关系:,斜率为正且单调递增;,斜率为正且单调递增;斜率不存在。
两直线垂直速判:斜率存在时;一条斜率为0、一条斜率不存在,两直线直接垂直。
避坑关键:所有直线题型,优先讨论斜率不存在的特殊情况,避免漏解。
【例题01】求过点,且与直线垂直的直线方程。
【解题大招02】直线方程巧设技巧(减少计算量)
过定点:常设,务必单独验证x=x₀这条竖直线;
与已知直线平行:直接设;
与已知直线垂直:直接设,无需算斜率。
【例题02】求与直线平行,且过点的直线方程。
【解题大招03】三类距离公式速算技巧
点到直线距离:永远带绝对值,分母恒为根号下x、y系数平方和;
两平行线距离硬性前提:必须先将两条直线x、y系数化为完全一致,再代入公式;
选择填空口算技巧:结果必须分母有理化,不可保留根号在分母。
【例题03】求两条平行线,之间的距离。
【解题大招04】圆的方程快速求法(待定系数法+配方法)
已知圆心、半径:优先用标准方程;
已知圆上三点:优先用一般方程;
一般式转标准式:分组配方,x、y分别配方,常数移到右侧。
【例题04】求圆的圆心与半径。
【解题大招05】位置关系几何判定法(首选,秒杀代数联立)
方法核心(考试万能优先级:几何法>代数法)
点与圆:直接代点,比较点到圆心距离d和半径r;
直线与圆:算圆心到直线距离d,相离,相切,相交;
圆与圆:算圆心距d,对比两圆半径和、半径差。
【例题05】判断直线与圆的位置关系。
【解题大招06】垂径定理求弦长(必考核心方法)
直角三角形模型:圆心、弦中点、弦端点构成直角三角形,半径为斜边
弦长万能公式:(d为圆心到直线距离,r为圆半径)
【例题06】直线截圆,求所得弦长。
【基础过关】(共8题)
一、单选题
1.(2026·江苏·三模)已知点在圆外,则直线与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
2.(2026·湖南·二模)过点且倾斜角为的直线l交圆于、两点,则弦的长为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
3.(2026·福建泉州·模拟预测)已知点,向量,若与直线垂直,则到直线的距离等于( )
A.1 B. C.2 D.
二、多选题
4.(2026·江苏南京·模拟预测)已知圆:与圆:,则( )
A.圆的圆心坐标为 B.圆心距
C.圆与圆相交 D.圆与圆的公共弦的长为
三、填空题
5.(2026·江西·模拟预测)直线的倾斜角为________.
6.(2026·上海·三模)若是直线的一个法向量,则直线的倾斜角大小为__________.
四、解答题
7.已知圆C的方程为
(1)若直线l经过圆C的圆心,且倾斜角为,求直线l的方程;
(2)若直线与圆C交于A,B两点,求弦AB的长.
8.已知圆.
(1)若直线l经过点,且与圆C相切,求直线l的方程;
(2)若圆与圆C相切,求实数m的值.
【拔高选练】(共6题)
一、单选题
1.(2026·重庆渝中·模拟预测)已知直线:与直线:平行,则实数的值为( )
A.-1 B.0 C.3 D.-1或3
2.(2026·河南开封·模拟预测)过点的直线与曲线()有两个交点,则直线斜率的最大值为( )
A. B.2 C. D.4
3.(2026·山东·模拟预测)已知过原点的直线与圆:交于两点,当面积取得最大值时,直线的斜率为( )
A. B. C.或 D.或
二、多选题
4.(2026·山西忻州·模拟预测)在平面直角坐标系中,圆,.直线与两个圆均有公共点.记直线被,截得的弦长分别为,.则下列说法正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.若,则或 D.存在直线,使得
三、填空题
5.(2026·四川资阳·模拟预测)已知平面直角坐标系xOy中,直线过定点A,以原点为圆心的圆O过点A,不与x轴垂直的直线与圆O交于B,C两点,若,则直线的纵截距为________.
四、解答题
6.已知圆.
(1)若圆的切线在轴和轴上的截距相等,且截距不为零,求此切线的方程;
(2)从圆外一点向该圆引一条切线,切点为,且有(为坐标原点),求的最小值.
【错题复盘】(共5题)
一、单选题
1.(2026·内蒙古赤峰·三模)过原点且倾斜角为的直线被圆所截得的弦长为( )
A. B. C.1 D.
2.(2026·浙江绍兴·模拟预测)已知是的等差中项,若圆上到直线的距离为1的点有且仅有3个,则直线的斜率为( )
A.或 B.或 C.2或-2 D.或
二、多选题
3.(2026·安徽合肥·模拟预测)记圆,圆,点,已知圆和圆相内切,且圆的半径大于圆的半径,是圆上两点,直线与圆相切,设与圆的另一个交点分别为,则( )
A. B.
C.当且仅当 D.
三、填空题
4.(2026·河北沧州·一模)已知过原点的直线与圆交于两点,弦的中点为,则点的轨迹长度为___________.
四、解答题
5.已知圆心为的圆经过,两点,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程.
(2)过直线:上的点作圆的切线,,切点分别为,.
①求四边形面积的最小值;
②当四边形的面积最小时,求直线的方程.
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