内容正文:
第10讲 直线与圆、圆与圆的位置关系
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识梳理 3
知识点一:直线与圆的位置关系 3
知识点二:圆的切线方程的求法 3
知识点三:求直线被圆截得的弦长的方法 4
知识点四:圆与圆的位置关系 4
03 题型精讲举一反三 6
题型 1:无参直线与圆位置判定 6
题型 2:含参直线与圆位置判定 6
题型 3:由位置关系求参与交点 7
题型 4:切线与切线长计算 7
题型 5:圆的弦长计算 8
题型 6:圆与圆位置关系判定 9
题型 7:由圆位置关系求参 9
题型 8:公共弦与切点弦求解 10
题型 9:公切线问题求解 10
题型 10:圆中范围与最值 11
题型 11:圆系方程应用 12
04 过关测试 13
知识点一:直线与圆的位置关系
1、直线与圆的位置关系:
(1)直线与圆相交,有两个公共点;
(2)直线与圆相切,只有一个公共点;
(3)直线与圆相离,没有公共点.
2、直线与圆的位置关系的判定:
(1)代数法:
判断直线与圆C的方程组成的方程组是否有解.如果有解,直线与圆C有公共点.
有两组实数解时,直线与圆C相交;
有一组实数解时,直线与圆C相切;
无实数解时,直线与圆C相离.
(2)几何法:
由圆C的圆心到直线的距离与圆的半径的关系判断:
当时,直线与圆C相交;
当时,直线与圆C相切;
当时,直线与圆C相离.
知识点诠释:
(1)当直线和圆相切时,求切线方程,一般要用到圆心到直线的距离等于半径,记住常见切线方程,可提高解题速度;求切线长,一般要用到切线长、圆的半径、圆外点与圆心连线构成的直角三角形,由勾股定理解得.
(2)当直线和圆相交时,有关弦长的问题,要用到弦心距、半径和半弦构成的直角三角形,也是通过勾股定理解得,有时还用到垂径定理.
(3)当直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合来解决.
知识点二:圆的切线方程的求法
1、点在圆上,如图.
法一:利用切线的斜率与圆心和该点连线的斜率
的乘积等于,即.
法二:圆心到直线的距离等于半径.
2、点在圆外,则设切线方程:,变成一般式:,因为与圆相切,利用圆心到直线的距离等于半径,解出.
知识点诠释:
因为此时点在圆外,所以切线一定有两条,即方程一般是两个根,若方程只有一个根,则还有一条切线的斜率不存在,务必要把这条切线补上.
常见圆的切线方程:
(1)过圆上一点的切线方程是;
(2)过圆上一点的切线方程是
.
知识点三:求直线被圆截得的弦长的方法
1、应用圆中直角三角形:半径,圆心到直线的距离,弦长具有的关系,这也是求弦长最常用的方法.
2、利用交点坐标:若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间的距离公式计算弦长.
知识点四:圆与圆的位置关系
1、圆与圆的位置关系:
(1)圆与圆相交,有两个公共点;
(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点;
(3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点.
2、圆与圆的位置关系的判定:
(1)代数法:
判断两圆的方程组成的方程组是否有解.
有两组不同的实数解时,两圆相交;
有一组实数解时,两圆相切;
方程组无解时,两圆相离.
(2)几何法:
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
当时,两圆相交;
当时,两圆外切;
当时,两圆外离;
当时,两圆内切;
当时,两圆内含.
知识点诠释:
判定圆与圆的位置关系主要是利用几何法,通过比较两圆的圆心距和两圆的半径的关系来确定,这种方法运算量小.也可利用代数法,但是利用代数法解决时,一是运算量大,二是方程组仅有一解或无解时,两圆的位置关系不明确,还要比较两圆的圆心距和两圆半径的关系来确定.因此,在处理圆与圆的位置关系时,一般不用代数法.
3、两圆公共弦长的求法有两种:
方法一:将两圆的方程联立,解出两交点的坐标,利用两点间的距离公式求其长.
方法二:求出公共弦所在直线的方程,利用勾股定理解直角三角形,求出弦长.
4、两圆公切线的条数
与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,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.
题型 1:无参直线与圆位置判定
例1.(2026·高三·陕西西安·阶段检测)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
例2.(2026·高二·陕西汉中·期中)判断直线与圆的位置关系( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
例3.(2026·高二·湖南衡阳·期末)已知直线,圆,则直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
变式1.(2026·高二·浙江宁波·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.无法确定
变式2.(2026·高二·海南儋州·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交且不过圆心 D.相交且过圆心
题型 2:含参直线与圆位置判定
例4.(2026·高二·内蒙古锡林郭勒·期末)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
例5.(2026·湖南·模拟预测)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不能确定
例6.(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
变式3.(2026·高二·浙江杭州·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.与m,r的取值有关
变式4.(2026·北京海淀·三模)已知圆,直线,则直线与圆的公共点个数为( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.与有关,不能确定
题型 3:由位置关系求参与交点
例7.(2026·高二·安徽马鞍山·阶段检测)已知圆与直线相切,则的值为( )
A.或2 B.6或 C. D.2
例8.(2026·高二·安徽·期末)已知圆:,且圆上到直线的距离为1的点恰有3个,则的值为( )
A. B.或9 C.1或9 D.9
例9.(2026·高二·福建厦门·期末)若直线与圆有公共点,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
变式5.(2026·高三·四川南充·阶段检测)若直线与圆有两个交点,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式6.(2026·高二·江苏镇江·期末)已知直线与曲线有公共点,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式7.(2026·高二·四川成都·阶段检测)已知圆,直线,若圆上恰有两个点到直线的距离等于1,则实数b的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型 4:切线与切线长计算
例10.(2026·江苏南通·三模)圆在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
例11.(2026·高二·广东深圳·期中)过圆上的点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B.
C. D.
例12.(2026·高二·云南·期中)过点作的两条切线,切点分别为,则( )
A. B. C. D.
变式8.(2026·高三·安徽·开学考试)已知过点与圆相切的两条直线的夹角为α,则tanα=( )
A. B. C. D.
变式9.(2026·高二·山东泰安·期中)已知圆,则过点的圆C的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
变式10.(2026·高二·陕西商洛·期末)已知点是圆外一点,过P作圆C的两条切线,切于A,B两点,则切线长( )
A. B. C. D.
题型 5:圆的弦长计算
例13.(2026·高二·广东深圳·阶段检测)直线被圆截得的弦长为( )
A.2 B. C.3 D.4
例14.(2026·北京石景山·一模)直线与圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C.2 D.4
例15.(2026·高二·浙江·期中)设圆,直线,直线与圆相交所得到的弦长为2,则圆的半径为( )
A.3 B.2 C. D.
变式11.(2026·高二·广东江门·阶段检测)已知直线被圆所截得的弦长为4,则( )
A. B. C. D.
变式12.(2026·四川成都·模拟预测)设直线与圆:相交于,两点,若,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
变式13.(2026·高二·山东菏泽·期中)以点为圆心的圆截直线所得弦长为,则该圆的半径为( )
A.2 B. C.4 D.
变式14.(2026·高二·广西南宁·期中)若直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C.2 D.
题型 6:圆与圆位置关系判定
例16.(2026·高二·广东广州·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
例17.(2026·高二·安徽亳州·期末)已知,则圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.外离 C.相切 D.相交
例18.(2026·高二·山东枣庄·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
变式15.(2026·高二·湖南岳阳·期末)已知圆,圆,则这两圆的位置关系为( )
A.相切 B.内含 C.相交 D.外离
变式16.(2026·高二·贵州遵义·期末)圆与圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
题型 7:由圆位置关系求参
例19.(2026·高二·浙江·开学考试)在平面直角坐标系中,圆与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例20.(2026·高二·陕西渭南·期末)已知与圆外切,则的取值为( )
A. B. C. D.3
例21.(2026·高二·广东东莞·期末)已知圆与圆,若圆完全覆盖圆,,则圆的半径的最小值为( )
A.3 B. C.2 D.
变式17.(2026·高二·江苏扬州·期末)若圆与圆相交,则正整数的值为( ).
A.3 B.4 C.5 D.6
变式18.(2026·高二·江苏徐州·期末)若圆与圆有公共点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式19.(2026·高二·陕西渭南·期末)已知圆与圆外切,则( )
A. B. C. D.
题型 8:公共弦与切点弦求解
例22.(2026·高三·河南驻马店·阶段检测)已知圆与,则圆与圆的公共弦长为________.
例23.(2026·天津滨海新区·三模)圆与圆的公共弦长为__________.
例24.(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20.(2026·高二·江苏南京·期末)圆与圆的公共弦所在直线方程是______.
题型 9:公切线问题求解
例25.(2026·高三·天津南开·阶段检测)设直线,圆,若直线与都相切,则方程为__________.
例26.(2026·高二·重庆·期中)写出与圆和都相切的一条直线的方程______.
例27.(2026·江西·模拟预测)写出圆与圆的一条公切线方程______.
变式21.(2026·高二·湖南·期中)写出与圆和圆都相切的一条直线方程________.
题型 10:圆中范围与最值
例28.(多选题)(2026·高二·云南文山·阶段检测)已知圆与直线,点在圆上,点在直线上,则下列选项正确的是( )
A.直线过定点
B.若直线与圆相切,则
C.若,则
D.当时,从点向圆引切线,切线长的最小值是
例29.(多选题)(2026·高二·云南·期中)已知圆:和直线:,点在直线上运动,直线、分别与圆相切于点,,则下列说法正确的是( )
A.圆心到直线的距离为
B.切线长的最小值为3
C.四边形PACB面积的最小值为
D.当最小时,弦所在的直线斜率为1
例30.(多选题)(2026·高二·山东济南·阶段检测)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22.(多选题)(2026·高二·广东梅州·期末)已知点是圆上一点,其中,则( )
A.圆C与轴相交 B. b的最大值是5
C.的最小值是 D.的最小值是
变式23.(多选题)(2026·高二·湖北·阶段检测)已知圆,点是圆上的任意一点,则以下说法错误的是( )
A.的取值范围是
B.的最大值为3
C.的最小值为
D.的最小值为
题型 11:圆系方程应用
例31.若圆与圆相交,我们把经过圆和圆交点的圆称为圆、圆的圆系方程,其方程可设为.根据以上信息,解决如下问题:已知圆与交于两点,则以为直径的圆的一般方程为 .
例32.已知圆系方程(,m为参数),这些圆的公切线方程为 .
例33.圆经过点,且经过两圆和圆的交点,则圆的方程为 .
1.(2026·高一·上海青浦·期末)已知是圆内异于圆心的一点,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
2.(2026·辽宁·三模)已知圆,直线与圆相交于,两点,当取最小值时,的值为( )
A. B. C. D.
3.(2026·高三·山西太原·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知圆与圆的两条公切线互相垂直,则( )
A. B. C. D.
4.(2026·河北保定·二模)已知关于直线对称, ,则与的公切线的数量为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(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
6.(2026·陕西榆林·三模)已知两点,若圆上存在点使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(2026·浙江绍兴·模拟预测)已知直线过点且与圆交于A,B两点,若是钝角三角形,则直线的斜率可能为( )
A. B.0 C.1 D.2
8.(多选题)(2026·高二·广东江门·期末)已知圆,直线,则( )
A.直线过定点
B.圆心到直线的距离的最大值为2
C.直线被圆截得的弦长的取值范围是.
D.当直线被圆截得的弦长最短时,直线的方程是
9.(多选题)(2026·高二·湖北·期末)已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线过定点
B.当直线平分圆的周长时,
C.圆心到直线距离的最大值是
D.若点在圆上,则的取值范围为
10.(2026·高二·北京·阶段检测)不全为0的实数对满足关系式,则这样的实数对共有_________组.
11.(2026·高二·江苏常州·期中)已知圆和圆,则圆与公切线段的长度为__________.
12.(2026·高二·云南昆明·阶段检测)过点A作圆C:的两条切线,两切点为D,E,则=__________.
13.(2026·天津西青·三模)已知直线与圆交于A,B两点,且.过点A,B分别作直线的垂线与轴交于C,D两点,则______.
14.(2026·天津河西·三模)若圆M:()被直线所截得的弦长为6,过点作圆M的切线,其中一个切点为A,则的值为_____________.
15.(2026·高二·上海·期中)已知直线,与圆.
(1)证明:圆与直线一定会相交;
(2)求直线被圆截得的线段长度的最小值.
16.(2026·高二·上海·期中)已知圆,直线.
(1)当为何值时,直线与圆相切;
(2)当直线与圆相交于两点,且,求直线的方程.
17.(2026·高二·江西萍乡·期中)已知直线与的交点为,圆的圆心在轴上,且过点和点.
(1)求的标准方程;
(2)若过点的直线与交于两点,且,求的一般方程.
18.(2026·高二·上海·阶段检测)已知直线与直线
(1)若点在直线上,直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程;
(2)若点,点为直线过的定点,点为直线过的定点,圆是以为直径的圆.求过点的直线与圆相交的斜率范围.
19.(2026·高二·上海·阶段检测)如图,已知圆方程为,直线方程为,过点的一条动直线与直线相交于点.
(1)若直线与夹角为,求直线的方程;
(2)若直线与圆相交于两点,是弦中点,求点的轨迹.
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第10讲 直线与圆、圆与圆的位置关系
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识梳理 3
知识点一:直线与圆的位置关系 3
知识点二:圆的切线方程的求法 3
知识点三:求直线被圆截得的弦长的方法 4
知识点四:圆与圆的位置关系 4
03 题型精讲举一反三 6
题型 1:无参直线与圆位置判定 6
题型 2:含参直线与圆位置判定 7
题型 3:由位置关系求参与交点 8
题型 4:切线与切线长计算 11
题型 5:圆的弦长计算 13
题型 6:圆与圆位置关系判定 15
题型 7:由圆位置关系求参 17
题型 8:公共弦与切点弦求解 19
题型 9:公切线问题求解 20
题型 10:圆中范围与最值 23
题型 11:圆系方程应用 27
04 过关测试 29
知识点一:直线与圆的位置关系
1、直线与圆的位置关系:
(1)直线与圆相交,有两个公共点;
(2)直线与圆相切,只有一个公共点;
(3)直线与圆相离,没有公共点.
2、直线与圆的位置关系的判定:
(1)代数法:
判断直线与圆C的方程组成的方程组是否有解.如果有解,直线与圆C有公共点.
有两组实数解时,直线与圆C相交;
有一组实数解时,直线与圆C相切;
无实数解时,直线与圆C相离.
(2)几何法:
由圆C的圆心到直线的距离与圆的半径的关系判断:
当时,直线与圆C相交;
当时,直线与圆C相切;
当时,直线与圆C相离.
知识点诠释:
(1)当直线和圆相切时,求切线方程,一般要用到圆心到直线的距离等于半径,记住常见切线方程,可提高解题速度;求切线长,一般要用到切线长、圆的半径、圆外点与圆心连线构成的直角三角形,由勾股定理解得.
(2)当直线和圆相交时,有关弦长的问题,要用到弦心距、半径和半弦构成的直角三角形,也是通过勾股定理解得,有时还用到垂径定理.
(3)当直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合来解决.
知识点二:圆的切线方程的求法
1、点在圆上,如图.
法一:利用切线的斜率与圆心和该点连线的斜率
的乘积等于,即.
法二:圆心到直线的距离等于半径.
2、点在圆外,则设切线方程:,变成一般式:,因为与圆相切,利用圆心到直线的距离等于半径,解出.
知识点诠释:
因为此时点在圆外,所以切线一定有两条,即方程一般是两个根,若方程只有一个根,则还有一条切线的斜率不存在,务必要把这条切线补上.
常见圆的切线方程:
(1)过圆上一点的切线方程是;
(2)过圆上一点的切线方程是
.
知识点三:求直线被圆截得的弦长的方法
1、应用圆中直角三角形:半径,圆心到直线的距离,弦长具有的关系,这也是求弦长最常用的方法.
2、利用交点坐标:若直线与圆的交点坐标易求出,求出交点坐标后,直接用两点间的距离公式计算弦长.
知识点四:圆与圆的位置关系
1、圆与圆的位置关系:
(1)圆与圆相交,有两个公共点;
(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点;
(3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点.
2、圆与圆的位置关系的判定:
(1)代数法:
判断两圆的方程组成的方程组是否有解.
有两组不同的实数解时,两圆相交;
有一组实数解时,两圆相切;
方程组无解时,两圆相离.
(2)几何法:
设的半径为,的半径为,两圆的圆心距为.
当时,两圆相交;
当时,两圆外切;
当时,两圆外离;
当时,两圆内切;
当时,两圆内含.
知识点诠释:
判定圆与圆的位置关系主要是利用几何法,通过比较两圆的圆心距和两圆的半径的关系来确定,这种方法运算量小.也可利用代数法,但是利用代数法解决时,一是运算量大,二是方程组仅有一解或无解时,两圆的位置关系不明确,还要比较两圆的圆心距和两圆半径的关系来确定.因此,在处理圆与圆的位置关系时,一般不用代数法.
3、两圆公共弦长的求法有两种:
方法一:将两圆的方程联立,解出两交点的坐标,利用两点间的距离公式求其长.
方法二:求出公共弦所在直线的方程,利用勾股定理解直角三角形,求出弦长.
4、两圆公切线的条数
与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,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.
题型 1:无参直线与圆位置判定
例1.(2026·高三·陕西西安·阶段检测)直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
【答案】A
【解析】由圆,可得圆心,半径,
则圆心到直线的距离为,
故直线与圆相交.
例2.(2026·高二·陕西汉中·期中)判断直线与圆的位置关系( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
【答案】B
【解析】圆中,圆心坐标为,半径,
直线即,
所以圆心到直线的距离,
故该直线与圆相切.
例3.(2026·高二·湖南衡阳·期末)已知直线,圆,则直线与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相离 C.相切 D.无法确定
【答案】A
【解析】由圆可知:圆心为,半径,
圆心到直线的距离为,由,则直线与圆相交.
故选:A.
变式1.(2026·高二·浙江宁波·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.无法确定
【答案】B
【解析】圆,则圆心,半径,
则圆心到直线的距离为,
故直线与圆的位置关系是相交.
故选:B
变式2.(2026·高二·海南儋州·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交且不过圆心 D.相交且过圆心
【答案】D
【解析】圆的圆心坐标为,圆心在直线上,
所以直线与圆的位置关系是相交且过圆心.
故选:D.
题型 2:含参直线与圆位置判定
例4.(2026·高二·内蒙古锡林郭勒·期末)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
例5.(2026·湖南·模拟预测)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.不能确定
【答案】A
【解析】圆的圆心为,半径为2.
因为圆心到的距离为,所以与圆相离.
例6.(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
【解析】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.
变式3.(2026·高二·浙江杭州·期末)直线与圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.与m,r的取值有关
【答案】C
【解析】由直线,可化为,可得直线恒过定点,
又由圆,可得圆心为,
所以直线过圆心,此时直线与圆一定相交.
故选:C.
变式4.(2026·北京海淀·三模)已知圆,直线,则直线与圆的公共点个数为( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.与有关,不能确定
【答案】C
【解析】由直线恒过定点,而,
所以点在圆内,故直线恒与圆相交,故有两个交点,
故选:C
题型 3:由位置关系求参与交点
例7.(2026·高二·安徽马鞍山·阶段检测)已知圆与直线相切,则的值为( )
A.或2 B.6或 C. D.2
【答案】C
【解析】将圆的方程化成标准方程为,
因为圆与直线相切,
则有,解得.
例8.(2026·高二·安徽·期末)已知圆:,且圆上到直线的距离为1的点恰有3个,则的值为( )
A. B.或9 C.1或9 D.9
【答案】B
【解析】由题意可知,圆的圆心,圆的半径,
∵圆上到直线的距离为1的点恰有3个,如图所示,
∴圆心到直线的距离为1,即解得或.
故选:B.
例9.(2026·高二·福建厦门·期末)若直线与圆有公共点,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为直线与圆有公共点,所以圆心到直线的距离小于等于圆的半径,即,即,解得.
故选:C
变式5.(2026·高三·四川南充·阶段检测)若直线与圆有两个交点,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆即的圆心为,半径为,
若直线与圆有两个交点,
则,即,解得,
所以m的取值范围为.
故选:A
变式6.(2026·高二·江苏镇江·期末)已知直线与曲线有公共点,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由得,表示圆的上半部分,且含端点,
由直线恒过定点,一般方程为,
作出图象:
由图知,当与半圆左上部相切时,
可得且,解得,
结合图知:实数k的取值范围为:.
故选:D.
变式7.(2026·高二·四川成都·阶段检测)已知圆,直线,若圆上恰有两个点到直线的距离等于1,则实数b的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为圆的方程为 ,因此圆心为 ,半径 ,
因为直线 可化为 ,
所以圆心 到直线的距离为,
又因为圆上恰有两个点到直线的距离为1,
所以,代入 ,
得,
即,整理得,
解得.
故选:D.
题型 4:切线与切线长计算
例10.(2026·江苏南通·三模)圆在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆的标准方程是,圆心坐标是,
过点的半径所在直线的斜率,
所以所求切线斜率为,切线方程为,即.
例11.(2026·高二·广东深圳·期中)过圆上的点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由点满足圆的方程,所以点在圆上,
又由圆,即,可得圆心,
设过点的切线为,则,
因为,所以 ,所以直线的方程为,
即,所以切线方程为.
故选:A.
例12.(2026·高二·云南·期中)过点作的两条切线,切点分别为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由可得,
因为平分,且,,
所以,
故选:D.
变式8.(2026·高三·安徽·开学考试)已知过点与圆相切的两条直线的夹角为α,则tanα=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】变形为,
故圆心为,半径为2,所以点到圆心的距离为,
则切线长为,所以,则.
故选:D.
变式9.(2026·高二·山东泰安·期中)已知圆,则过点的圆C的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【解析】,则圆心坐标为,半径为2,
由于,可知点在圆外,
当切线斜率不存在时,此时切线方程为,符合题意,
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
则,解得,此时直线方程为,即.
综上所述,切线方程为:或.
故选:D.
变式10.(2026·高二·陕西商洛·期末)已知点是圆外一点,过P作圆C的两条切线,切于A,B两点,则切线长( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意知,,半径,
则.
故选:A
题型 5:圆的弦长计算
例13.(2026·高二·广东深圳·阶段检测)直线被圆截得的弦长为( )
A.2 B. C.3 D.4
【答案】D
【解析】圆可化为,得圆心,半径
用点到直线的距离公式,直线,圆心到直线的距离:
弦长
例14.(2026·北京石景山·一模)直线与圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【解析】由,可得标准方程:,
则圆心坐标为,圆的半径.
由直线的方程为,得圆心到直线的距离:,
所以.
例15.(2026·高二·浙江·期中)设圆,直线,直线与圆相交所得到的弦长为2,则圆的半径为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】将圆方程化为标准方程,,所以圆心坐标,半径,
圆心到直线的距离为,所以弦长为,
所以,解得,所以圆的半径为.
变式11.(2026·高二·广东江门·阶段检测)已知直线被圆所截得的弦长为4,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】圆可化为,
圆心坐标为,半径为.
圆心到直线的距离为.
由弦心距公式可知,,即,解得.
变式12.(2026·四川成都·模拟预测)设直线与圆:相交于,两点,若,则圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】:的圆心为,半径为,
到直线的距离为,
,,,,
圆的面积为.
故选:A.
变式13.(2026·高二·山东菏泽·期中)以点为圆心的圆截直线所得弦长为,则该圆的半径为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】B
【解析】由题意可知:圆心到直线的距离,
所以圆的半径为.
故选:B
变式14.(2026·高二·广西南宁·期中)若直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】由圆,圆心,半径.
则圆心到直线的距离,
又因为截得的弦长为,所以,化简得,解得.
故选:A.
题型 6:圆与圆位置关系判定
例16.(2026·高二·广东广州·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】B
【解析】化简,则其圆心,半径,
化简,则其圆心,半径,
则,而,
则,故两圆相交.
故选:B.
例17.(2026·高二·安徽亳州·期末)已知,则圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.外离 C.相切 D.相交
【答案】D
【解析】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
则,因,
即两圆相交,
故选:D.
例18.(2026·高二·山东枣庄·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】C
【解析】圆的半径为.
圆,
所以该圆的半径为,圆心坐标为.
因为,
所以两圆相外切.
故选:C
变式15.(2026·高二·湖南岳阳·期末)已知圆,圆,则这两圆的位置关系为( )
A.相切 B.内含 C.相交 D.外离
【答案】A
【解析】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
圆心距为,故,故两圆外切.
故选:A.
变式16.(2026·高二·贵州遵义·期末)圆与圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】B
【解析】由圆可知,则圆心坐标为,设半径为,
圆可知圆心坐标为,设半径为,
所以两圆圆心距,
又因为,
所以两圆相交,
故选:B.
题型 7:由圆位置关系求参
例19.(2026·高二·浙江·开学考试)在平面直角坐标系中,圆与圆有公共点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】依题意,两圆有公共点,则,
即,解得.
例20.(2026·高二·陕西渭南·期末)已知与圆外切,则的取值为( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【解析】由题意可知,,半径;,半径,
因为两圆外切,所以,得.
故选:B
例21.(2026·高二·广东东莞·期末)已知圆与圆,若圆完全覆盖圆,,则圆的半径的最小值为( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】依题意,圆的圆心,半径,圆的圆心,半径为,
则,故两圆相交,
因圆覆盖圆,,所以圆半径的最小值为.
故选:B
变式17.(2026·高二·江苏扬州·期末)若圆与圆相交,则正整数的值为( ).
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】圆的圆心,半径为,圆,所以,
所以圆心,半径为,
所以,
由圆与圆相交,所以,
即,解得,又,所以,
故选:B.
变式18.(2026·高二·江苏徐州·期末)若圆与圆有公共点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对于圆,其圆心坐标为,半径,
对于圆,其圆心坐标为,半径为.
两圆的圆心距,
因为两圆有公共点,所以,即,
解得,因此的取值范围为.
故选:D
变式19.(2026·高二·陕西渭南·期末)已知圆与圆外切,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】圆的圆心,半径,
由圆,得,
所以圆的圆心,半径,
由圆与圆外切,得,则,
所以.
故选:D.
题型 8:公共弦与切点弦求解
例22.(2026·高三·河南驻马店·阶段检测)已知圆与,则圆与圆的公共弦长为________.
【答案】
【解析】将两圆方程作差得公共弦所在直线的方程,
圆,其圆心,半径,
则圆心到直线的距离为,则两圆的公共弦长为.
例23.(2026·天津滨海新区·三模)圆与圆的公共弦长为__________.
【答案】
【解析】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.
例24.(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】
【解析】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20.(2026·高二·江苏南京·期末)圆与圆的公共弦所在直线方程是______.
【答案】
【解析】由,得,即,
又,两圆方程相减得,即,
所以两圆的公共弦所在直线方程是.
故答案为:.
题型 9:公切线问题求解
例25.(2026·高三·天津南开·阶段检测)设直线,圆,若直线与都相切,则方程为__________.
【答案】
【解析】因为的圆心为,半径为,
的圆心为,半径为,
又直线与均相切,
所以①,②,由①②得到,即有,
两边平方得,即,
又,所以,即,
代入①式得到,解得,
所以方程为.
例26.(2026·高二·重庆·期中)写出与圆和都相切的一条直线的方程______.
【答案】,,,(写一条即可)
【解析】圆的圆心为,,
圆的圆心为,,
圆心距,
两圆外离,因此存在四条公切线.
设所求直线的方程为 ,化为一般式为:,
依题意得:,
解得:或或或,
故公切线方程为:,,,.
故答案为:,,,(写一条即可).
例27.(2026·江西·模拟预测)写出圆与圆的一条公切线方程______.
【答案】(答案不唯一)
【解析】由题设,圆心、,则,即两圆外切,
设切点为,,得,所以,
又过与垂直的直线为两圆的内公切线,斜率为,
该公切线方程为,整理得.
设两圆的一条外公切线与两圆的切点分别为,
连接,作,垂足为(如图),
则,
所以,
所以直线,即直线的斜率为,
设直线为,则,
所以,故为.
由图易知,另一条外公切线的方程为.
故两圆的公切线方程为或或(填其中之一即可).
故答案为:(答案不唯一)
变式21.(2026·高二·湖南·期中)写出与圆和圆都相切的一条直线方程________.
【答案】(或或,任写一条即可,答案不唯一)
【解析】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
两圆心距为,故两圆外切,
两圆圆心所在直线的方程为,即,中点为,
切线垂直于直线,且经过中点,所以切线的方程为;
切线平行于直线,且到直线的距离为,
设平行于直线切线方程为,
则或,
所以切线的方程分别为.
故答案为:(或或,任写一条即可,答案不唯一).
题型 10:圆中范围与最值
例28.(多选题)(2026·高二·云南文山·阶段检测)已知圆与直线,点在圆上,点在直线上,则下列选项正确的是( )
A.直线过定点
B.若直线与圆相切,则
C.若,则
D.当时,从点向圆引切线,切线长的最小值是
【答案】ABD
【解析】整理圆方程可得,因此圆心,半径.
选项A,整理直线的方程可得:,
令,解得,即直线恒过定点, A正确.
选项B,由直线与圆相切,可得圆心到直线的距离:
,
解得:,B正确.
选项C,如图所示,当时,直线,
则圆心到直线的距离为:.
,C错误.
选项D,如图所示,从点向圆引切线,设一个切点为,连接、,则,
切线长,
因此当且仅当最小时最小,,
代入得:,D正确.
例29.(多选题)(2026·高二·云南·期中)已知圆:和直线:,点在直线上运动,直线、分别与圆相切于点,,则下列说法正确的是( )
A.圆心到直线的距离为
B.切线长的最小值为3
C.四边形PACB面积的最小值为
D.当最小时,弦所在的直线斜率为1
【答案】ACD
【解析】
对于A,如图,圆:的圆心为,半径为2,
由题意可得,,
所以,
圆心到直线的距离为,A正确;
对于B,,B错误;
对于C,,
所以四边形面积的最小值为,C正确;
对于D,当最小时,,为以为直径的圆与圆的交线,,即平行于直线,所以斜率为1,D正确.
例30.(多选题)(2026·高二·山东济南·阶段检测)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22.(多选题)(2026·高二·广东梅州·期末)已知点是圆上一点,其中,则( )
A.圆C与轴相交 B. b的最大值是5
C.的最小值是 D.的最小值是
【答案】BD
【解析】圆,可化为,故圆心,半径,
对于A,圆心到轴的距离,则圆C与轴相离,故A错误;
对于B,点在圆上,则,
,解得,即b的最大值是5,故B正确;
对于C,令,即,又点在圆上,
所以,解得,则的最小值是,故C错误;
对于D,因为圆心到原点的距离为,
所以的最小值是,故D正确.
故选:BD.
变式23.(多选题)(2026·高二·湖北·阶段检测)已知圆,点是圆上的任意一点,则以下说法错误的是( )
A.的取值范围是
B.的最大值为3
C.的最小值为
D.的最小值为
【答案】BC
【解析】由题可知圆的圆心为,半径为1,
设,则,又点是圆C上的任意一点,
所以,解得,
所以的最大值为,最小值为,故A正确;
设,,
则,
当时,取最大值,故B错误;
表示点P到点的距离,
因为圆心到点的距离为,
故的最大值为,最小值为,故C错误;
,表示点P到直线距离的倍,
因为圆心到直线的距离为,
故点P到直线距离的最小值为,
故的最小值为,故D正确.
故选:BC
题型 11:圆系方程应用
例31.若圆与圆相交,我们把经过圆和圆交点的圆称为圆、圆的圆系方程,其方程可设为.根据以上信息,解决如下问题:已知圆与交于两点,则以为直径的圆的一般方程为 .
【答案】
【解析】由题意可设经过点的圆的方程为,
整理得,则圆心为.
圆①,圆②,
由①-②得,,即直线的方程为.
因为为直径,圆心在直线上,所以,解得,
故以为直径的圆的方程为.
故答案为:.
例32.已知圆系方程(,m为参数),这些圆的公切线方程为 .
【答案】
【解析】圆心坐标为,所以圆心在直线上,
设圆的切线为,即,
所以两直线间的距离为圆的半径,,所以直线方程为.
故答案为: .
例33.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:.
1.(2026·高一·上海青浦·期末)已知是圆内异于圆心的一点,则直线与圆C的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不能确定
【答案】C
【解析】显然圆圆心为,半径为,直线到圆心距离为:,
因在圆内部,则,从而,则直线与圆相离.
2.(2026·辽宁·三模)已知圆,直线与圆相交于,两点,当取最小值时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】直线,由,得,
显然无论取什么实数,直线都过点,
将化为标准形式,
因为,所以点在圆内,
而圆的圆心,由圆的性质知,当时,弦AB的长取最小值,
又直线的斜率,所以.
3.(2026·高三·山西太原·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知圆与圆的两条公切线互相垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】圆C的圆心为,半径,圆O的圆心为,
因为,所以在圆C内部,
因为两圆有两条公切线,且垂直,所以两圆相交,
设圆C与两切线分别交于点A、B,圆O与两切线分别交于点D、E,两切线交于点F,
连接CA、CB、OD、OE、OC,过O作,如图所示,
则四边形与四边形均为正方形,
则四边形为矩形,且,,
在中,,所以,
则,即,解得或(舍),
4.(2026·河北保定·二模)已知关于直线对称, ,则与的公切线的数量为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】,则,半径,
因为关于直线对称,
所以在上,则有,解得,则,
,则,半径,
,,,故与相交,
则与的公切线的数量为,故选项B正确.
5.(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
【解析】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.
6.(2026·陕西榆林·三模)已知两点,若圆上存在点使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以点在以为直径的圆上,
又因为点在圆上,所以,
即,
所以,解得.
7.(2026·浙江绍兴·模拟预测)已知直线过点且与圆交于A,B两点,若是钝角三角形,则直线的斜率可能为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【解析】的圆心为,半径为2,
当直线的斜率不存在时,此时直线方程为,
圆心到直线的距离为,
故直线与圆无交点,不合要求,舍去;
设直线,要使得是钝角三角形,则需为钝角,
则圆心到直线的距离,
其中,即,故,
解得,其中,解得,只有B满足要求.
8.(多选题)(2026·高二·广东江门·期末)已知圆,直线,则( )
A.直线过定点
B.圆心到直线的距离的最大值为2
C.直线被圆截得的弦长的取值范围是.
D.当直线被圆截得的弦长最短时,直线的方程是
【答案】BCD
【解析】对于A,将直线化为,
联立方程组,解得,所以直线过定点,所以A错误;
对于B,由圆,可得圆心为,半径,
因为直线过定点,当时,圆心到直线的距离取得最大值,
又因为,所以圆心到直线的距离的最大值为,所以B正确;
对于C,由B项知,圆心到直线的距离的取值范围为,
由圆的弦长公式,当,可得;
当,可得,
所以直线被圆截得的弦长的取值范围是,所以C正确;
对于D,当直线被圆截得的弦长最短时,即时,
因为,所以,
则直线的方程为,即,所以D正确.
故选:BCD.
9.(多选题)(2026·高二·湖北·期末)已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线过定点
B.当直线平分圆的周长时,
C.圆心到直线距离的最大值是
D.若点在圆上,则的取值范围为
【答案】AB
【解析】已知圆,得圆心,半径,
直线整理得,
选项A,由直线方程可知,无论取何值,时恒有,因此直线恒过定点,A正确;
选项B,直线平分圆周长,说明直线过圆心,将代入直线方程得:,解得,B正确;
选项C,直线恒过定点,圆心到直线的距离满足,
,即的最大值为,C错误;
选项D,是点到原点的距离平方,原点到圆心的距离,
因此点到原点的距离范围是,故,D错误.
故选:AB.
10.(2026·高二·北京·阶段检测)不全为0的实数对满足关系式,则这样的实数对共有_________组.
【答案】
【解析】由,得,
根据点到直线的距离公式,可知点与点到直线的距离都为,
分别以,为圆心,半径作圆、圆,
,,所以两圆外离,
根据圆的位置关系,外离的两圆有条公切线
结合图形,可知这条公切线对应的直线都满足点、到直线的距离为,且每条公切线对应一组实数对,
因此,满足条件的实数对共有对.
11.(2026·高二·江苏常州·期中)已知圆和圆,则圆与公切线段的长度为__________.
【答案】2
【解析】圆的圆心为,半径,
则轴为的切线,切点为,
圆的圆心,半径,
则轴为的切线,切点为,
如图所示:
又,
则,故两圆相交,则轴为圆与的一条公切线,
公切线段的长度为.
故答案为:2.
12.(2026·高二·云南昆明·阶段检测)过点A作圆C:的两条切线,两切点为D,E,则=__________.
【答案】
【解析】设,圆的圆心为,半径,两切点为,
如下图所示,则,
易知,
,
即.
cos ,=2
13.(2026·天津西青·三模)已知直线与圆交于A,B两点,且.过点A,B分别作直线的垂线与轴交于C,D两点,则______.
【答案】4
【解析】圆 的圆心为 ,半径 ,
根据弦长公式 (其中 为圆心到直线的距离),,
得,解得,
圆心 到直线 的距离公式为
两边平方并化简得,
所以直线方程是,即,
联立直线 与圆的方程,解得或
则,
因为直线 的垂线斜率为 ,
过 的垂线方程:,令 ,得 ,
过 的垂线方程:,令 ,得 ,
所以.
14.(2026·天津河西·三模)若圆M:()被直线所截得的弦长为6,过点作圆M的切线,其中一个切点为A,则的值为_____________.
【答案】
【解析】求圆心到直线的距离:由圆M:()知圆M的半径,
已知直线截圆所得弦长为6,由垂径定理可得,圆心到直线的距离满足:,代入,解得.
求:根据点到直线的距离公式得,化简得,解得或,
又,所以,即圆心.
计算切线长: 如图,因为是圆的切线,故,为直角三角形,
其中,,
由勾股定理得.
15.(2026·高二·上海·期中)已知直线,与圆.
(1)证明:圆与直线一定会相交;
(2)求直线被圆截得的线段长度的最小值.
【解析】(1)变形为,
令 ,解得,即直线恒过定点,
圆的圆心为,半径,点到圆心的距离平方:,
故点在圆内部,因此圆与直线恒相交.
(2)因为直线过圆内定点,圆心到直线的距离,
当直线与垂直时,直线被圆截得的弦长最小,
,由垂径定理可得最短弦长为 .
16.(2026·高二·上海·期中)已知圆,直线.
(1)当为何值时,直线与圆相切;
(2)当直线与圆相交于两点,且,求直线的方程.
【解析】(1)圆,即,
则圆心,半径,又直线与圆相切,
所以圆心到直线的距离,
解得;
(2),
解得,则,
解得或,
则直线的方程为或.
17.(2026·高二·江西萍乡·期中)已知直线与的交点为,圆的圆心在轴上,且过点和点.
(1)求的标准方程;
(2)若过点的直线与交于两点,且,求的一般方程.
【解析】(1)联立与,解得交点,
由圆心在轴上,则设圆心,则,
所以,解得,
则,半径,
所以圆的标准方程为
(2)因为,半径,设圆心到直线的距离为,
则,解得,
当直线垂直轴时,方程为,此时圆心到直线的距离为2,符合题意;
当直线不垂直轴时,设斜率为,则直线的方程为,
即,
则圆心到直线的距离,解得,
则的方程为,即,
综上,直线的一般方程为或.
18.(2026·高二·上海·阶段检测)已知直线与直线
(1)若点在直线上,直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程;
(2)若点,点为直线过的定点,点为直线过的定点,圆是以为直径的圆.求过点的直线与圆相交的斜率范围.
【解析】(1)将代入,
得,故.
当直线过原点时,设方程为,代入得,方程为.
当直线不过原点时,设方程为,代入,
得,所以直线的方程为.
综上所述,直线的方程为或.
(2)对,整理为,
令,故定点.
对,令得,故定点.
圆以为直径,圆心为,半径,方程为.
设过的直线为,即.
由相交条件得,,
两边平方并化简得,
解得或,
所以斜率范围是.
19.(2026·高二·上海·阶段检测)如图,已知圆方程为,直线方程为,过点的一条动直线与直线相交于点.
(1)若直线与夹角为,求直线的方程;
(2)若直线与圆相交于两点,是弦中点,求点的轨迹.
【解析】(1)圆可化为,圆心坐标为,半径为.
直线:,斜率为.
设直线的斜率为,则,即,
解得或.
当时,直线方程为,即;
当时,直线方程为,即;
所以直线方程为或.
(2)
设,因为是弦中点,所以,所以.
又,,
所以,即,
整理得.
因为直线与圆相交于两点,所以点应在圆的内部.
所以点的轨迹为以为圆心,以为半径的圆且在圆内的部分.
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