内容正文:
2.3-2.4 直线与圆、圆与圆的位置关系BS
目录
考点一 直线与圆的位置的关系 2
考点二 与切线相关 6
考点三 与弦长相关 10
考点四 圆与圆的位置关系 14
考点一 判断直线与圆的位置关系
【例1】若直线与圆相切,则( )
A. B. C. D.
【例2】已知直线,圆,其中若点在圆外,则直线与圆的位置关系是( ).
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
【例3】圆上的点到直线的距离的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.9
【例4】已知圆的方程为,为圆上任意一点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
典例:
1.已知直线,圆,当圆心到直线的距离最小时,圆的周长为( )
A. B. C. D.
2.已知点,点满足,则点到直线的距离的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为
A. B.
C. D.
4.已知点,若直线上存在点M,使则实数k的取值范围是______.
5.若曲线:与曲线:有四个不同的交点,则实数m的取值范围是
A.(,) B.(,0)∪(0,)
C.[,] D.(,)∪(,+)
变式训练:
1.直线与圆x2+y2=1的位置关系为( )
A.相切 B.相离
C.直线过圆心 D.相交但直线不过圆心
2.若直线与圆相切,则直线l与圆的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定
3.若直线与圆相切,则( )
A.1 B. C.或3 D.或1
4.已知圆,直线与圆恰有一个公共点,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.
5.直线与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.无法确定
6. “点在圆内”是“直线与圆相离”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
7.若圆上恰有三点到直线的距离为2,则的值为( )
A. B. C. D.2
8.(多选)由点发出的光线射到轴上,被轴反射,若反射光线所在直线与圆相切,则光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
9.(多选)已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线过定点 B.圆与轴相切
C.若与圆有交点,则的最大值为0 D.若平分圆的周长,则
10.已知是圆上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
11.若直线与曲线相交,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
12、
考点二 与切线相关
【例1】过点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B. C. D.或
【例2】过点作圆的切线,则切线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【例3】已知直线是圆的一条对称轴,过点向圆作切线,切点为,则( )
A. B. C. D.
【例4】 已知P为直线上一点,过点P作圆的一条切线,切点为A,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
典例:
1.过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=r2的切线有且只有一条,则该切线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.2x+y-7=0
C.x-2y-5=0 D.x-2y-7=0
2.过点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
3.(多选)由点发出的光线射到轴上,被轴反射,若反射光线所在直线与圆相切,则光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
4.(2023 新高考一卷)过点与圆相切的两条直线的夹角为,则( )
A.1 B. C. D.
5.已知直线:上存在点A,使得过点A可作两条直线与圆:分别切于点M,N,且,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.已知圆,过圆上一点P作圆O的两条切线,切点为,则四边形面积的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
7.过点作圆的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为( )
A. B. C. D.
变式训练:
1.过点作圆的切线,则切线的方程为( )
A. B.
C. D.
2. 已知直线经过点,且与圆相切,则的方程为( )
A. B. C. D.
3.过圆C:上的点作圆C切线l,则l的倾斜角为 .
4.已知圆和点,则过点的圆的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
5.(多选)下列直线中,与圆相切的有( )
A. B. C. D.
6.一条光线从点射出,经轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
7.已知圆心为的圆与直线相切,则该圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
8.过点引圆切线,则切线长是 .
9.直线平分圆的周长,过点作圆的一条切线,切点为,则( )
A.5 B. C.3 D.
10.经过直线上的点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A.2 B. C.1 D.
11、过点P(-2,4)作圆O:(x-2)2+(y-1)2=25的切线l,直线m:ax-3y=0与直线l平行,则直线l与m间的距离为( )
A.4 B.2 C. D.
12.设是直线上的动点,过作圆的切线,则切线长的最小值为 .
13.已知圆:,直线上点,过点作圆的两条切线,(其中,为切点),则四边形面积的最小值为 .
14.已知圆:,为直线:上的一点,过点作圆的切线,切点分别为,,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
15.已知平面上有两点,和直线.
(1)求过点的圆的切线的方程;
(2)动点在直线上运动,求的最小值.
16.已知圆:,直线:与轴交于点,过上一点作圆C的切线,切点为,若,则实数的取值范围是______________.
考点三 与弦长相关
【例1】直线被圆截得的弦长为( )
A.1 B. C. D.
【例2】已知圆,过点的直线交圆于,两点,且,则直线的方程为 .
【例3】当圆截直线所得的弦长最短时,实数( )
A. B. C. D.1
例4、已知P(1,2)点为圆(x+1)2+y2=9的弦AB的中点,则直线AB的方程为
A.x–y–3=0 B.x+y+3=0
C.x+y–3=0 D.x–y+3=0
典例:
1.(2025 天津高考),与x轴交于点A,与y轴交于点B,与交于C、D两点,,则_________.
2.已知点M为圆与y轴负半轴的交点,直线与圆O交于A,B两点,则面积的最大值为( )
A.3 B. C.4 D.
3.已知点,过点引直线l与曲线相交于A,B两点,当的面积取得最大值时,直线l的斜率等于( )
A. B. C. D.
4.(2024年甲卷)已知直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
5.(多选)已知直线与圆交于点,点中点为,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为4
C.为定值 D.存在定点,使得为定值
6.若直线与曲线恰有两个公共点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.若实数满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.1
变式训练:
1.已知圆过两点,且圆心在直线上。
(1)求圆的方程;
(2)试判断直线:与圆是否相交,如果相交,求直线被圆截得的弦长。
2.直线l:截圆所得的弦长等于( )
A. B. C. D.
3.斜率为1的直线l被圆x2+y2=4x截得的弦长为4,则l的方程为( )
A.y=x﹣3 B.y=x+3 C.y=x﹣2 D.y=x+2
4.若圆心坐标为的圆被直线截得的弦长为,则这个圆的方程是( )
A. B.
C. D.
5.圆心为的圆,在直线x﹣y﹣1=0上截得的弦长为,那么,这个圆的方程为( )
A. B.
C. D.
6.若圆C的圆心为,且被x轴截得弦长为4,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
7、已知直线与圆交于两点,若,则( )
A. B. C. D.
8.已知圆,直线,则直线l被圆C截得的弦长的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
9、已知圆,在所有过点的弦中,最短的弦的长度为( )
A. B. C. D.
10.已知圆:,则过点的最短弦所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
11.已知直线与圆交于两点,则线段的长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
12.点在圆:上,,,则最小时,( )
A. B. C. D.
13.(多选)已知直线过定点,且与圆相交于两点,则( )
A.点的坐标为 B.的最小值是
C.的最大值是0 D.
考点四 圆与圆的位置关系
【例1】已知圆与圆,则两圆的位置关系为( )
A.内切 B.外切 C.相交 D.外离
【例2】已知圆:与圆:,若圆与圆有且仅有一个公共点,则实数a等于
【例3】圆与圆的公共弦长为( )
A. B. C. D.
【例4】两圆与的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
典例:
1.已知两圆和恰有三条公切线,若,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知圆和两点,,若圆上存在点,使得,则的最大值为
A.7 B.6 C.5 D.4
3.已知点,若圆上存在点,使得为坐标原点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.在平面直角坐标系xOy中,已知圆C的方程为 若直线上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值为( )
A. B. C.1 D.
5.若圆与圆()的公共弦的长为,则______.
6.(2023年新高考一卷)写出与圆和都相切的一条直线的方程________________.
7.已知圆与圆相内切,则与的公切线方程为( )
A. B.
C. D.
8.圆心在直线上,且过两圆,交点的圆的标准方程为_____________.
变式训练:
1.圆x2+y2-2x-3=0与圆x2+y2-4x+2y+3=0的位置关系是( )
A.相离 B.内含 C.相切 D.相交
2.圆与圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.相离
3.两圆外切,则正实数r的值是( )
A. B. C. D.5
4.已知圆,圆,则圆的位置关系为( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.外离
5.若圆与圆外切,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
6.已知圆的面积被直线平分,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
7.(多选)已知圆,圆,则下列结论正确的是( )
A.若和外离,则或
B.若和外切,则
C.当时,有且仅有一条直线与和均相切
D.当时,和内含
8、圆与圆外切,则实数 .
9.若圆与圆外切,则( )
A.9 B.19 C.21 D.﹣11
10.圆与圆的公共弦所在的方程为( )
A.x+2y=0 B.x-2y=0 C.y-2x=0 D.y+2x=0
11.已知圆与圆,求两圆的公共弦所在的直线方程( )
A. B.
C. D.
12.圆与圆的公共弦长为________.
13. ⊙C1:(x-1)2+y2=4与⊙C2:(x+1)2+(y-3)2=9相交弦所在直线为l,则l被⊙O:x2+y2=4截得弦长为( )
A. B.4 C. D.
14.已知圆的半径为3,圆的半径为7,若两圆相交,则两圆的圆心距可能是( )
A.0 B.4 C.8 D.12
15、(多选)已知圆O1的方程为x2+y2=1,圆O2的方程为(x+a)2+y2=4,如果这两个圆有且只有一个公共点,那么a的取值可以是( )
A.-1 B.-3 C.1 D.3
16.(多选)点在圆:上,点在圆:上,则( )
A.的最小值为2 B.的最大值为7
C.两个圆心所在的直线斜率为 D.两个圆相交弦所在直线的方程为
17.(多选)已知,则下述正确的是( )
A.圆C的半径 B.点在圆C的内部
C.圆C与圆 的公共弦所在直线方程为
D.圆与圆C相交
18.(多选)已知圆与圆相交于两点.若,则实数的值可以是( )
A.10 B.2 C. D.
19.(多选)已知圆和圆,则( )
A.两圆的公共弦所在的直线方程为
B.圆上到直线的距离为1的点恰有2个
C.圆的内部与圆的内部的公共部分的周长为
D.若点在圆上,点在圆上,则的最大值为6
20、两圆与的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
21.已知圆 圆则两圆的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
22.已知两圆,,当圆与圆有且仅有两条公切线时,则的取值范围 .
23.若圆与圆恰有一条公切线,则下列直线一定不经过点的是( )
A. B.
C. D.
24.已知圆和,则圆与圆的所有公切线中斜率的最大值为 .
25.已知圆与圆有3条公切线,则的最大值为 .
26.已知圆C的圆心为,且与直线相切.
(1)求圆C的方程;(2)求圆C与圆的公共弦的长.
27.已知,,圆上存在点P,使得,则a的最大值为( )
A. B. C.3 D.4
28.已知圆C:与曲线有交点,则a的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
29.若圆与圆外切,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
30.已知圆,点是圆上的一点,过点作圆的切线与圆相切于点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
31.(多选)已知圆,圆,则下列选项正确的是( )
A.直线的方程为
B.圆和圆共有4条公切线
C.若P,Q分别是圆和圆上的动点,则的最大值为10
D.经过点,的所有圆中面积最小的圆的面积为
32.古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代数学的重要成果,其中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆,已知点,,动点满足,则点的轨迹与圆的公切线的条数为 .
33.已知圆,点是圆上一点,点为直线上的动点,过点作圆的切线,切点为
(1)求过点的圆的切线方程;
(2)以为圆心的圆交圆于两点,问直线是否恒过一定点?若过定点求出定点坐标.
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2.3-2.4 直线与圆、圆与圆的位置关系BS
目录
考点一 直线与圆的位置的关系 2
考点二 与切线相关 11
考点三 与弦长相关 23
考点四 圆与圆的位置关系 36
考点一 判断直线与圆的位置关系
【例1】若直线与圆相切,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题得圆的圆心坐标为(0,0),所以.故选C
【例2】已知直线,圆,其中若点在圆外,则直线与圆的位置关系是( ).
A.相交 B.相切 C.相离 D.相交或相切
【答案】A
【详解】因为点在圆外,所以可得,
圆心到直线的距离,
所以直线与圆相交.
故选:A.
【例3】圆上的点到直线的距离的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.9
【答案】C
【详解】圆的圆心为,半径,
则圆心到直线的距离为,
所以圆上的点到直线的距离的最大值为.
故选:C.
【例4】已知圆的方程为,为圆上任意一点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
典例:
1.已知直线,圆,当圆心到直线的距离最小时,圆的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】圆化为,
所以,故到的距离,
当且仅当,即时等号成立,
故此时圆的半径为,则圆的周长为. 故选:A.
2.已知点,点满足,则点到直线的距离的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】设,又,得,
即点的轨迹为以为圆心,以1为半径的圆,
又过定点,又,所以在圆外,
设点到直线的距离为,点在圆上,直线恒过点,
点到直线的距离的最大值,等于圆心到直线的距离与半径之和的最大值,
圆心到直线的距离的最大值为,
所以点到直线的距离的最大值为. 故选:C.
3.在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】为单位圆上一点,而直线过点,
所以的最大值为,选C.
4.已知点,若直线上存在点M,使则实数k的取值范围是______.
【答案】或
【详解】设点,由,则,
整理得,即点M在以原点为圆心,以2为半径的圆上,
若直线上存在点M,使,则直线与圆有交点,
故圆心到直线的距离小于等于半径;即,
解得:或, 故答案为:或
5.若曲线:与曲线:有四个不同的交点,则实数m的取值范围是
A.(,) B.(,0)∪(0,)
C.[,] D.(,)∪(,+)
【答案】B
【详解】由题易知表示的圆,圆心为,半径为;
表示和两条直线,
易知过定点,
在平面直角坐标系中画出图像如图:
∵直线与相交于和两个点,
∴与圆相交即可.
当与圆相切时,圆心到直线的距离,
∴,, 而时,直线为,不合题;
∴, ∴选择.
变式训练:
1.直线与圆x2+y2=1的位置关系为( )
A.相切 B.相离
C.直线过圆心 D.相交但直线不过圆心
【答案】D
【解析】圆x2+y2=1的圆心坐标为,半径为1,
因为圆心到直线y=x﹣1的距离为:,
所以直线y=x﹣1与圆x2+y2=1相交,
因为,所以直线y=x﹣1与圆x2+y2=1的位置关系为相交但直线不过圆心.
故选:D
2.若直线与圆相切,则直线l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】圆的方程可化为,故圆心为,半径.由于直线:和圆相切,所以,结合解得,所以直线的方程为,即.圆的圆心为,半径为,到直线的距离为,所以直线与圆相交.故选:A
3.若直线与圆相切,则( )
A.1 B. C.或3 D.或1
【答案】D
【解析】由题意,圆心坐标为,半径为,因为直线与圆相切,
所以,圆心到直线的距离等于半径,所以,解得或.故选:D.
4.已知圆,直线与圆恰有一个公共点,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.
【答案】B
【详解】直线与圆恰有一个公共点,
直线与圆相切,
法一,圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离,解得.
法二,由直线过定点,
设直线,定点为,
由在圆上,直线与圆相切,
故点即为切点,故直线,即斜率.
故选:B.
5.直线与圆的位置关系为( )
A.相离 B.相交 C.相切 D.无法确定
【答案】B
【详解】直线恒过定点,将定点代入圆的方程,
发现,则定点在圆内部,
所以直线与圆必相交.
故选:B.
6. “点在圆内”是“直线与圆相离”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】若点在圆内,则
则圆心到直线的距离
则直线与圆相离
反之直线与圆相离,则圆心到直线的距离,即,则点在圆内
所以“点在圆内”是“直线与圆相离”的充分必要条件
故选:C
7.若圆上恰有三点到直线的距离为2,则的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【详解】由得,所以圆心,半径,
因为圆上恰有三点到直线的距离为2,
所以圆心到直线的距离为1,
即,解得,
故选:C.
8.(多选)由点发出的光线射到轴上,被轴反射,若反射光线所在直线与圆相切,则光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】已知圆的标准方程是,
它关于轴的对称圆的方程是,
设光线所在直线的方程是(其中斜率待定)
由题设知对称圆的圆心到这条直线的距离等于1,
即.整理得:,
解得:,或.
故所求的直线方程是,或,
即,或.故选:BC.
9.(多选)已知直线,圆,则下列说法正确的是( )
A.直线过定点 B.圆与轴相切
C.若与圆有交点,则的最大值为0 D.若平分圆的周长,则
【答案】AB
【详解】对于选项A,直线的方程可化为,由,
解得,所以直线过定点,故选项A正确,
对于选项B,圆的方程可化为,所以圆心为,半径为,故选项B正确,
对于选项C,当直线与圆有交点时,直线的斜率存在,不妨设直线方程为,即,
由,整理得到,得到,
又,所以,解得,故选项C错误,
对于选项D,若平分圆的周长,将圆心的坐标代入直线的方程,解得此时,故选项D错误,
故选:AB.
10.已知是圆上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,变形可得,
则的几何意义为直线的斜率,
圆化为,
所以圆的圆心为,半径为.
因为是圆上任意一点,
所以圆与直线有公共点,即圆的圆心到直线的距离不大于圆的半径,
所以,解得,
即的最大为.
故选:D.
11.若直线与曲线相交,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】曲线是圆的上半部分,当直线与曲线相切时,由2,得或(舍去).结合图象可知,又,
所以.
故选:C.
12、
考点二 与切线相关
【例1】过点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B. C. D.或
【答案】C
【解析】点在圆上,设直线方程即可求解。
【例2】过点作圆的切线,则切线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【解析】点在圆外,作图求解。
【例3】已知直线是圆的一条对称轴,过点向圆作切线,切点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【例4】 已知P为直线上一点,过点P作圆的一条切线,切点为A,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【详解】连接,则,
而的最小值为点C到直线l的距离,
所以.
故选:A.
典例:
1.过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=r2的切线有且只有一条,则该切线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.2x+y-7=0
C.x-2y-5=0 D.x-2y-7=0
【答案】B
【详解】依题意,点在圆上,且为切点,因为圆心与切点连线的斜率为,所以切线的斜率,故圆的切线方程为,即,故选B.
2.过点作圆的切线,则切线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【详解】由圆心为,半径为2,斜率存在时,设切线为,
则,可得,所以,即;
斜率不存在时,,显然与圆相切,
综上,切线方程为或. 故选:D.
3.(多选)由点发出的光线射到轴上,被轴反射,若反射光线所在直线与圆相切,则光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】解:已知圆的标准方程是,
它关于轴的对称圆的方程是,
设光线所在直线的方程是(其中斜率待定)
由题设知对称圆的圆心到这条直线的距离等于1,
即.整理得:,解得:,或.
故所求的直线方程是,或,
即,或.故选:BC.
4.(2023 新高考一卷)过点与圆相切的两条直线的夹角为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【详解】方法一:因为,即,可得圆心,半径,
过点作圆C的切线,切点为,
因为,则,
可得,
则,
,
即为钝角,
所以;
法二:圆的圆心,半径,
过点作圆C的切线,切点为,连接,
可得,则,
因为
且,则,
即,解得,
即为钝角,则,
且为锐角,所以;
方法三:圆的圆心,半径,
若切线斜率不存在,则切线方程为,则圆心到切点的距离,不合题意;
若切线斜率存在,设切线方程为,即,
则,整理得,且
设两切线斜率分别为,则,
可得,
所以,即,可得,
则,
且,则,解得.
故选:B.
5.已知直线:上存在点A,使得过点A可作两条直线与圆:分别切于点M,N,且,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由可得,
圆心,半径,
过点A可作两条直线与圆:分别切于点M,N,
连接,如图,
由知,,又,所以,
由题意,只需直线上存在与圆心距离为的点即可,
即圆心到直线的距离,解得,故选:C
6.已知圆,过圆上一点P作圆O的两条切线,切点为,则四边形面积的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】B
【详解】如图,,
因为当三点共线时,,
此时,
所以四边形面积的最小值为.
故选:B
7.过点作圆的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】求出以、为直径的圆的方程,将两圆的方程相减可得公共弦的方程.
【详解】圆的圆心为,半径为1,
以、为直径的圆的方程为,
因为过点圆的两条切线切点分别为A,B,
所以,是两圆的公共弦,
将两圆的方程相减可得公共弦的方程, 故选:A.
变式训练:
1.过点作圆的切线,则切线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
2. 已知直线经过点,且与圆相切,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
3.过圆C:上的点作圆C切线l,则l的倾斜角为 .
【答案】150°
【详解】由题意得,直线与直线l垂直,
因为,故l的斜率为,
故l的倾斜角为150°
故答案为:150°
4.已知圆和点,则过点的圆的切线方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
5.(多选)下列直线中,与圆相切的有( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】圆的圆心为,半径.
对于选项A,圆心到直线的距离.所以直线与圆相交;
对于选项B,圆心到直线的距离,所以直线与圆相切;
对于选项C,圆心到直线的距离,所以直线与圆相切;
对于选项D,圆心到直线的距离,所以直线与圆相离.
故选:BC.
6.一条光线从点射出,经轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】D
7.已知圆心为的圆与直线相切,则该圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为圆心为的圆与直线相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即,所以该圆的标准方程是. 故选:A
8.过点引圆切线,则切线长是 .
【答案】3
【详解】把圆的方程化为标准方程得:,
得到圆心坐标为,圆的半径,,
切线长是,故答案为:3
9.直线平分圆的周长,过点作圆的一条切线,切点为,则( )
A.5 B. C.3 D.
【答案】B
10.经过直线上的点作圆的切线,则切线长的最小值为( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】A
11、过点P(-2,4)作圆O:(x-2)2+(y-1)2=25的切线l,直线m:ax-3y=0与直线l平行,则直线l与m间的距离为( )
A.4 B.2 C. D.
【答案】A
【解析】设
因此,因此直线l与m间的距离为,选A.
12.设是直线上的动点,过作圆的切线,则切线长的最小值为 .
【答案】
【详解】,
圆心,半径.
设切点为,
由题意可知,点到圆的切线长最小时,,
圆心到直线的距离,
切线长的最小值为:.
故答案为:.
13.已知圆:,直线上点,过点作圆的两条切线,(其中,为切点),则四边形面积的最小值为 .
【答案】
【详解】
四边形的面积,
当与直线垂直时,此时取最小值,故最小值为,
又半径,所以,则四边形面积的最小值为.
故答案为:
14.已知圆:,为直线:上的一点,过点作圆的切线,切点分别为,,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由圆的知识可知,,,,四点共圆,且,
所以,
又,当时,此时取得最小值,
此时直线的方程为,即,
,解得,即.
所以的中点为,
所以以为直径的圆的方程为,
又圆:,即,
两圆的方程相减可得:,即直线的方程为.
故选:D
15.已知平面上有两点,和直线.
(1)求过点的圆的切线的方程;
(2)动点在直线上运动,求的最小值.
【答案】(1)或 (2)
【详解】(1)方法一:过点且斜率不存在的直线为,
圆的圆心到直线的距离,
即直线与圆相切,故满足题意;
当过点且斜率存在的直线为,
若直线与圆相切,
则,解得,此时满足题意的直线为,
综上所述,所求切线的方程为或.
方法二:所求切线经过点,设其方程为.
则该直线到点的距离为,即.
所以,此即,得.
故或,从而所求切线的方程为或.
(2)方法一:如图所示:
设点关于直线的对称点,显然,
则,解得,所以的坐标为,
设与直线交于点,
则,等号成立当且仅当重合,
所以的最小值为.
方法二:设,则,从而.
故
.
从而
.
当,时,有,.
所以的最小值是.
16.已知圆:,直线:与轴交于点,过上一点作圆C的切线,切点为,若,则实数的取值范围是______________.
【答案】
【详解】求出P点的轨迹,得出为圆,即直线与圆相交即可得出结果。
考点三 与弦长相关
【例1】直线被圆截得的弦长为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解析】圆心到直线的距离为,所求弦长为.故选:C.
【例2】已知圆,过点的直线交圆于,两点,且,则直线的方程为 .
【答案】或
【详解】当直线的斜率不存在时,设的方程为,
由,可得,或,
所以,符合题意;
当直线的斜率存在时,设的方程为,
因为,所以圆心到直线的距离,
由,得,
所以直线的方程为,
则直线的方程为或.
故答案为:或.
【例3】当圆截直线所得的弦长最短时,实数( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】将直线的方程变形为,由,可得,
所以,直线经过定点,
圆的标准方程为,圆心为,
因为,即点在圆内,
故当时,圆心到直线的距离取最大值,此时,直线截圆所得弦长最短,
,直线的斜率为,所以,,解得.
故选:B.
例4、已知P(1,2)点为圆(x+1)2+y2=9的弦AB的中点,则直线AB的方程为
A.x–y–3=0 B.x+y+3=0
C.x+y–3=0 D.x–y+3=0
【答案】C
【详解】圆(x+1)2+y2=9的圆心坐标为C(–1,0),又P(1,2),∴,
则直线AB的斜率为–1,又∵直线AB过点P,
∴以P为中点的弦AB所在直线方程为y–2=–1(x–1),即x+y–3=0.故选C.
典例:
1.(2025 天津高考),与x轴交于点A,与y轴交于点B,与交于C、D两点,,则_________.
【答案】2
【详解】因为直线与轴交于,与轴交于,所以,所以,
圆的半径为,圆心到直线的距离为,
故,解得;
故答案为:2.
2.已知点M为圆与y轴负半轴的交点,直线与圆O交于A,B两点,则面积的最大值为( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】B
【详解】注意到直线过点C,将直线方程与联立,
可得,其判别式为,
设,则.又,,
则
,
当且仅当时取等号.
故选:B
3.已知点,过点引直线l与曲线相交于A,B两点,当的面积取得最大值时,直线l的斜率等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】曲线,得,则,
所以曲线表示圆心为,半径为的半圆(x轴及以上部分).
由于,
故当时的面积取得最大值,
此时圆心到直线l:的距离为,
即,如图,只有才可能满足题意,得.
故选:D.
4.(2024年甲卷)已知直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】C
【详解】因为直线,即,令,
则,所以直线过定点,设,
将圆化为标准式为,
所以圆心,半径, 当时,的最小,
此时. 故选:C
5.已知直线与圆交于点,点中点为,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为4
C.为定值 D.存在定点,使得为定值
【答案】ACD
【详解】直线,即,
故直线过定点,且圆的圆心为,半径为2,
,故在圆内,
对于A,当和直线垂直时,圆心到直线的距离最大,距离,
此时最小,,故A正确;
对于B,当时,为圆的直径,此时直线过圆心,
方程无解,故直线不可能过圆心,故B错误;
对于C,设,则,
当直线斜率不存在时,,联立圆得,,
此时
当直线斜率存在时,设直线,联立圆,
得,即,
,
,,
,
带入得:,
故为定值,故C正确;
对于D,中点为,故,且在上,
所以,故是直角三角形,
当为中点时,为定值,故D正确.
故选:ACD
6.若直线与曲线恰有两个公共点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据题意得:为恒过定点的直线,
由曲线,可得,
所以曲线表示圆心为,半径为1的上半圆,如图所示,
当直线与圆相切时,有,解得:(舍去)或,把代入,得,
的取值范围是,.故选:D.
7.若实数满足,则的最大值为
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】由题意知点在半圆上,设过点(-1,0)的直线,当直线与半圆相切时,即时,.
故选B.
变式训练:
1.已知圆过两点,且圆心在直线上。
(1)求圆的方程;
(2)试判断直线:与圆是否相交,如果相交,求直线被圆截得的弦长。
【答案】(1) (2)
2.直线l:截圆所得的弦长等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】圆的圆心,半径,
点到直线的距离,
所以所求弦长为.故选:C
3.斜率为1的直线l被圆x2+y2=4x截得的弦长为4,则l的方程为( )
A.y=x﹣3 B.y=x+3 C.y=x﹣2 D.y=x+2
【答案】C
【解析】由题设知圆心的坐标为(2,0),半径r=2,又弦长为4=2r,所以直线l过圆心(2,0),且斜率为1,∴直线l的方程为y=x﹣2.故选:C.
4.若圆心坐标为的圆被直线截得的弦长为,则这个圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意得这个设圆的方程为: ,圆心到弦的距离为.
因为圆心到直线的距离、半径、半弦长满足勾股定理.
所以.所以圆的方程为:故选:C
5.圆心为的圆,在直线x﹣y﹣1=0上截得的弦长为,那么,这个圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】圆心到直线x﹣y﹣1=0的距离弦长为,设圆半径为r,
则故r=2则圆的标准方程为故选:A
6.若圆C的圆心为,且被x轴截得弦长为4,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
如图,过点作于,依题意,,因,故,
从而,圆的半径为:,
故所求圆的方程为:,即.
故选:A.
7、已知直线与圆交于两点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】圆的圆心,
所以圆心到直线的距离为,则,
而,所以,解得:.
故选:A.
8.已知圆,直线,则直线l被圆C截得的弦长的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【解析】圆的圆心坐标为,半径为5,
由直线,得,
联立,解得,∴直线l过定点,
点在圆内部,则当直线l与线段PC垂直时,直线l被圆C截得的弦长最小,
此时,
∴直线l被圆C截得的弦长的最小值为.
故选:B.
9、已知圆,在所有过点的弦中,最短的弦的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径为
由于,,所以在圆内.
在所有过点的弦中,最短的弦是垂直于的弦,
,
所以最短弦长为.故选:B/
10.已知圆:,则过点的最短弦所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
由于,故点在圆内,
化为标准方程:.
如图,设,垂足为,设直线和圆的交点是,
根据垂径定理,,
为使得最小,必须最大,显然,
重合的时候取得等号,此时,由于,
所以直线的斜率为,故直线的方程为,
即.故选:C
11.已知直线与圆交于两点,则线段的长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】圆可得圆心,半径,
因为直线,恒过直线和的交点,
即,解得:,,即直线恒过定点,
因为,所以定点在圆内,
设圆心到直线的距离为,则弦长,
当时,弦长最大,这时过的最长弦长为圆的直径,
当最大时,这时,
所以弦长的最小值为,
所以弦长的范围为,
故选:B.
12.点在圆:上,,,则最小时,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
如图所示,由题意圆:的圆心,半径,
当直线与圆相切时,即为切点时,最小,
此时与轴平行,,.故选:C
13.(多选)已知直线过定点,且与圆相交于两点,则( )
A.点的坐标为 B.的最小值是
C.的最大值是0 D.
【答案】ACD
【详解】根据题意,圆的圆心为,半径.
对于A,直线,可化为,
所以直线经过点,斜率为,
因此直线过定点,A项正确;
对于B,当时,直线到圆心的距离达到最大值,
此时,可知的最小值是,故B项不正确;
对于C,,由于的最小值是,此时取最大值,故最大值为0,故C项正确;
对于D,设的中点为,连接,则,
可得
,故D项正确.
故选:ACD.
考点四 圆与圆的位置关系
【例1】已知圆与圆,则两圆的位置关系为( )
A.内切 B.外切 C.相交 D.外离
【答案】B
【解析】因为圆的圆心为,半径为;
圆的圆心为,半径为,因此圆心距为,
所以两圆外切.故选:B.
【例2】已知圆:与圆:,若圆与圆有且仅有一个公共点,则实数a等于
【答案】或
【详解】圆:圆心为,半径为1,
圆:,圆心为,半径为;
又因为圆与圆有且仅有一个公共点,所以两圆相切,
又由两圆的圆心距,则有或,
解得或.
故答案为:或.
【例3】圆与圆的公共弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
x2+y2=50与x2+y2-12x-6y+40=0作差,得两圆公共弦所在直线的方程为2x+y-15=0,圆x2+y2=50的圆心(0,0)到2x+y-15=0的距离,因此,公共弦长为.选C
【例4】两圆与的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】圆的圆心为,半径为
圆的圆心为,半径为
两圆心的距离为.
所以两圆相交,则其公切线有2条.故选:B
典例:
1.已知两圆和恰有三条公切线,若,,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意可得,两圆的标准方程为和,
圆心为和,半径分别为2,1,若两圆恰有三条公切线,
则等价为两圆外切,则满足圆心距,
即则,
则
,当且仅当,即,取等号. 故选:B
2.已知圆和两点,,若圆上存在点,使得,则的最大值为
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】B
【详解】由题意知,点P在以原点(0,0)为圆心,以m为半径的圆上,又因为点P在已知圆上,所以只要两圆有交点即可,所以,故选B.
3.已知点,若圆上存在点,使得为坐标原点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设点,又,由,
所以,化简得,
所以点在以为圆心,半径为的圆上,
又点在圆上,
所以圆与圆有公共点,
所以,即,
所以,即,
又,,所以的解集为,
由,所以,故选:B.
4.在平面直角坐标系xOy中,已知圆C的方程为 若直线上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【详解】圆的标准方程为,半径,
当圆心到直线的距离时,满足题意,圆心在直线上的射影点即满足题意,
故有,解得,即的最大值为,
故选:D.
5.若圆与圆()的公共弦的长为,则______.
【答案】
【详解】已知两个圆的方程分别为与,
将两个圆作差可得相交弦的直线方程为,
所以可得:圆心到直线的距离,
由此可得:,又,解得:. 故答案为:
6.(2023年新高考一卷)写出与圆和都相切的一条直线的方程________________.
【答案】或或
【详解】[方法一]:
显然直线的斜率不为0,不妨设直线方程为,
于是,
故①,于是或,
再结合①解得或或,
所以直线方程有三条,分别为,,
填一条即可
[方法二]:
设圆的圆心,半径为,
圆的圆心,半径,
则,因此两圆外切,
由图像可知,共有三条直线符合条件,显然符合题意;
又由方程和相减可得方程,
即为过两圆公共切点的切线方程,
又易知两圆圆心所在直线OC的方程为,
直线OC与直线的交点为,
设过该点的直线为,则,解得,
从而该切线的方程为填一条即可
[方法三]:
圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
两圆圆心距为,等于两圆半径之和,故两圆外切,
如图,
当切线为l时,因为,所以,设方程为
O到l的距离,解得,所以l的方程为,
当切线为m时,设直线方程为,其中,,
由题意,解得,
当切线为n时,易知切线方程为,
故答案为:或或.
7.已知圆与圆相内切,则与的公切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的标准方程为,则,可得,
其圆心为,半径为,
因为,即圆心在圆外,故圆内切于圆,
故,
易知公切线与直线垂直,且,故公切线的斜率为,
设公切线的方程为,即,
所以,解得,所以两圆公切线方程为.
故选:D.
8.圆心在直线上,且过两圆,交点的圆的标准方程为_____________.
【答案】
【详解】由解得交点坐标分别为,
设圆心坐标为,半径为,则,
解得,
所以该圆的标准方程为,
故答案为:
变式训练:
1.圆x2+y2-2x-3=0与圆x2+y2-4x+2y+3=0的位置关系是( )
A.相离 B.内含 C.相切 D.相交
【答案】D
【解析】由于圆x2+y2﹣2x﹣3=0的圆心为(1,0),半径等于2,
而圆x2+y2﹣4x+2y+3=0即(x﹣2)2+(y+1)2=2,表示以(2,﹣1)为圆心,半径等于的圆.
由于两个圆的圆心距为:,2,故两个圆相交,故选D.
2.圆与圆的位置关系为( )
A.内切 B.相交 C.外切 D.相离
【答案】B
【解析】两圆的圆心距为,半径分别为,,所以两圆相交 .故选B.
3.两圆外切,则正实数r的值是( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【详解】圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,两圆外切,则两圆心距离等于两圆的半径之和,即,解得。
4.已知圆,圆,则圆的位置关系为( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.外离
【答案】C
【详解】圆,化为,圆心为,半径为;
圆,化为,圆心为,半径为.
则两圆心距离为,
因为,所以圆与圆相交.
故选:C.
5.若圆与圆外切,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【详解】由圆与圆知,
圆心分别为,半径为1,,
因为两圆外切,
所以,解得.
故选:C
6.已知圆的面积被直线平分,圆,则圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】D
【详解】由圆的面积被直线平分,
得圆的圆心在直线上,即,解得,
因此圆的圆心,半径,
而圆的圆心,半径,
显然,所以圆与圆外切.
故选:D
7.(多选)已知圆,圆,则下列结论正确的是( )
A.若和外离,则或
B.若和外切,则
C.当时,有且仅有一条直线与和均相切
D.当时,和内含
【答案】ABC
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
所以,
若和外离,则,解得或,故A正确;
若和外切,则,解得,故B正确;
当时,,则和内切,故仅有一条公切线,故C正确;
当时,,则和相交,故D错误.
故选:ABC.
8、圆与圆外切,则实数 .
【答案】±4
【详解】两圆的圆心为,,半径为1和4,
因为两圆外切,则,解得.
故答案为:±4
9.若圆与圆外切,则( )
A.9 B.19 C.21 D.﹣11
【答案】A
【解析】由题意可知圆的圆心为,半径为,圆的半径为,半径为,则
,解得.故选:A.
10.圆与圆的公共弦所在的方程为( )
A.x+2y=0 B.x-2y=0 C.y-2x=0 D.y+2x=0
【答案】A
【解析】设两圆交点,
圆①,圆②,
①②得:
因为,,
即A,B点在直线上,
而过A,B点的直线有且只有一条,
所以公共弦所在的方程为,故选:A
11.已知圆与圆,求两圆的公共弦所在的直线方程( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】将两个圆的方程相减,得3x-4y+6=0.故选:D.
12.圆与圆的公共弦长为________.
【答案】
【解析】两圆方程相减得,即,
原点到此直线距离为,圆半径为,
所以所求公共弦长为.故答案为:.
13. ⊙C1:(x-1)2+y2=4与⊙C2:(x+1)2+(y-3)2=9相交弦所在直线为l,则l被⊙O:x2+y2=4截得弦长为( )
A. B.4 C. D.
【答案】D
【解析】由⊙C1与⊙C2的方程相减得l:2x-3y+2=0.
圆心O(0,0)到l的距离,⊙O的半径R=2,∴截得弦长为.故选:D
14.已知圆的半径为3,圆的半径为7,若两圆相交,则两圆的圆心距可能是( )
A.0 B.4 C.8 D.12
【答案】C
【详解】因为两圆相交,所以两圆的圆心距即,仅有C满足,故选:C
15、(多选)已知圆O1的方程为x2+y2=1,圆O2的方程为(x+a)2+y2=4,如果这两个圆有且只有一个公共点,那么a的取值可以是( )
A.-1 B.-3 C.1 D.3
【答案】ABCD
【详解】由题意得两圆的圆心距d=|a|=2+1=3或d=|a|=2-1=1,
解得a=3或a=-3或a=1或a=-1,所以a的所有取值构成的集合是{1,-1,3,-3}.
故选:ABCD
16.(多选)点在圆:上,点在圆:上,则( )
A.的最小值为2 B.的最大值为7
C.两个圆心所在的直线斜率为 D.两个圆相交弦所在直线的方程为
【答案】BC
【详解】对于A、B选项:由题意得:,半径为1,
:,,半径为1,
圆心距为,又点在圆上,点在圆上,
,,故A错误,B正确;
对于C选项:两个圆心所在直线斜率为,C正确;
对于D选项:圆心距,所以无公共弦,D错误;
故选:BC.
17.(多选)已知,则下述正确的是( )
A.圆C的半径 B.点在圆C的内部
C.圆C与圆 的公共弦所在直线方程为
D.圆与圆C相交
【答案】ACD
【详解】对于A,圆的标准方程为,所以半径,故A正确;
对于B,将点代入圆的标准方程中得,
所以点在圆的外部,故B错误;
对于C,由两圆方程相减得,
则公共弦所在直线方程为,故C正确;
对于D,圆的圆心为,半径为,所以两圆与的圆心距为,小于两圆半径之和且大于两圆半径只差,即,故两圆相交,故D正确.
故选:ACD.
18.(多选)已知圆与圆相交于两点.若,则实数的值可以是( )
A.10 B.2 C. D.
【答案】BD
【详解】由题意可得弦所在的直线方程为,
因为圆,圆心,
圆,圆心,
设圆心与圆心到直线的距离分别为,
因为,即,
所以,又,
即,化简可得,
即,解得或.
故选:BD
19.(多选)已知圆和圆,则( )
A.两圆的公共弦所在的直线方程为
B.圆上到直线的距离为1的点恰有2个
C.圆的内部与圆的内部的公共部分的周长为
D.若点在圆上,点在圆上,则的最大值为6
【答案】AD
【详解】由题意可知:圆的圆心为,半径;
圆的圆心为,半径;
可得,即,可知两圆相交.
对于选项A:两圆的公共弦所在的直线方程为:,即,故A正确;
对于选项B:因为圆心到直线的距离,
且圆半径为2,可知圆与直线相交,而垂直且到距离为,
由知轴与圆相切,故是圆被所截劣弧上唯一到距离为1的点;
过作直线的平行线,则和轴是平面上到距离为1的所有点的集合,
而和圆相交于点和点;如下图示,
所以共3点符合题意,故B错误;
对于选项C:直线与轴交于点,交两圆于S,T,
在中,则,可得,即,
可得弓形TOS的周长为,故所求公共部分周长为,故C错误;
对于选项D:由圆的性质可知:当M,N和两圆圆心共线,且在两圆心的两侧时,最大,
所以最大值为圆心距和两个半径的和,故D正确.
故选:AD.
20、两圆与的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】由题意,圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为;
所以,且,所以,
所以两圆外切,此时两圆有且仅有3条公切线.故选:C.
21.已知圆 圆则两圆的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】圆标准方程为,
则已知两圆圆心分别为,半径分别为,
圆心距为,
因此两圆外切,它们有三条公切线,
故选:B.
22.已知两圆,,当圆与圆有且仅有两条公切线时,则的取值范围 .
【答案】
【详解】若圆与圆有且仅有两条公切线时,则两圆相交,
圆心,半径R=1,圆,半径r,则,
若两圆相交,则满足,即,
得,故答案为:
23.若圆与圆恰有一条公切线,则下列直线一定不经过点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
若圆与圆恰有一条公切线,则两圆内切,
所以,即,所以点的轨迹为圆,
对于A,圆心到直线的距离为,则该直线过点,故A不符合;
对于B,圆心到直线的距离为,则该直线过点,故B不符合;
对于C,圆心到直线的距离为,则该直线过点,故C不符合;
对于D,圆心到直线的距离为,则该直线不过点,故D符合;
故选:D.
24.已知圆和,则圆与圆的所有公切线中斜率的最大值为 .
【答案】
【详解】的圆心和半径分别为,的圆心和半径分别为,
由于,因此两圆外切,有3条公切线,
作出两圆的位置关系图如下:
由图可知:外公切线一条平行于轴,斜率为0,一条斜率为负,
而内公切线的斜率为正,故斜率最大,
由于,故内公切线的斜率为,
故答案为:
25.已知圆与圆有3条公切线,则的最大值为 .
【答案】
【详解】由圆,可得圆心,半径为,
圆,可得圆心,半径为,
因为有3条公切线,则两圆外切,则,
即
根据基本不等式可得,解得,
当且仅当时,等号成立,所以的最大值为.
故答案为:.
26.已知圆C的圆心为,且与直线相切.
(1)求圆C的方程;(2)求圆C与圆的公共弦的长.
【答案】(1) (2)
(2)将两圆方程相减,求出两圆的公共弦方程,根据弦长、弦心距以及圆的半径之间的关系即可求得答案.
【详解】(1)由题意得圆C的半径为,
故圆C的方程为;
(2)圆和的圆心距为,
而,即两圆相交,
将和相减得,
圆的圆心到的距离为,
故两圆的公共弦长为.
27.已知,,圆上存在点P,使得,则a的最大值为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】B
【详解】设,,,若,
则,
即,即点的轨迹是以点为圆心,2为半径的圆,
由条件可知,圆与圆有交点,
则,解得:,
所以的最大值为.
故选:B
28.已知圆C:与曲线有交点,则a的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】由,整理得到,
圆C可化为标准方程C:,
由题意可得圆与圆C:有交点,
又因为的圆心为,半径为,圆C的圆心为,半径为,
所以,
解得,所以a得最小值为1.
故选:A.
29.若圆与圆外切,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】两圆的方程分别为和,故外切条件等价于和之间的距离为,即.
记,,则点在轨迹上,所求的即为的取值范围.
由于,故,
且
,
同时,上面的上界和下界分别在和时取到.
而是在一个连续的圆弧上,故上的值都可以取到,所以取值范围是.
故选:D.
30.已知圆,点是圆上的一点,过点作圆的切线与圆相切于点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为的圆心为,
圆的圆心为,
因为直线为圆的切线,所以,,
又因为,所以,
可得,又,
所以,且平分,
所以,
则,
则最小值即的最小值,
即圆心到的距离,
所以,
所以的最小值为,
故选:B.
31.(多选)已知圆,圆,则下列选项正确的是( )
A.直线的方程为
B.圆和圆共有4条公切线
C.若P,Q分别是圆和圆上的动点,则的最大值为10
D.经过点,的所有圆中面积最小的圆的面积为
【答案】ACD
【详解】由题意得,圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
对于A,直线的方程为,即,所以A正确;
对于B,因为且,可得,
所以圆与圆外切,所以两圆的公切线共有3条,所以B错误;
对于C,因为,所以的最大值为,所以C正确;
对于D,当为圆的直径时,该圆在经过点,的所有圆中面积最小,
此时圆的面积为,所以D正确.
故选:ACD.
32.古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代数学的重要成果,其中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆,已知点,,动点满足,则点的轨迹与圆的公切线的条数为 .
【答案】2
【详解】由题意设,
易知,即可得,
整理得点的轨迹方程为,
其轨迹是以为圆心,以2为半径的圆,
而圆的圆心坐标为,半径为1,
可得两圆的圆心距为2,大于,小于,
则动点的轨迹与圆的位置关系是相交.
故公切线的条数为2.
故答案为:2
33.已知圆,点是圆上一点,点为直线上的动点,过点作圆的切线,切点为
(1)求过点的圆的切线方程;
(2)以为圆心的圆交圆于两点,问直线是否恒过一定点?若过定点求出定点坐标.
【答案】(1).
(2)直线是否恒过定点,定点坐标为.
【详解】(1)由圆的方程可得圆心的坐标为,则 ,即,即过点的圆的切线方程为,即.
(2)设,则过两点且以为圆心的圆的方程为,又圆,
两式作差可得:,
此方程变形可得 ,令 ,可得,
即直线恒过定点.
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