摘要:
**基本信息**
以圆与圆位置关系为核心,通过七类题型系统覆盖从基础判断到综合应用的逻辑链条,强化几何直观与运算推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|判断位置关系|6题|直接运用圆心距与半径关系判定|基于位置关系概念,为后续应用奠基|
|求参数|6题|结合位置关系列方程求参数值|深化对位置关系数量化的理解|
|求交点坐标|6题|联立方程或利用几何性质求交点|体现代数与几何方法的结合|
|公共弦长与方程|9题|求公共弦方程及长度,涉及距离公式|延伸相交位置关系的几何量计算|
|公切线条数|8题|由位置关系判断公切线条数|关联位置关系与切线几何特征|
|公切线方程|7题|求公切线方程,含多圆相切问题|综合运用切线性质与方程思想|
|综合应用|9题|多知识点融合,含证明与探究题|提升知识迁移与问题解决能力|
内容正文:
专题2.3 圆与圆的位置关系
题型一 判断圆与圆的位置关系
题型二 根据圆与圆的位置关系,求参数
题型三 求两圆的交点坐标
题型四 两圆的公共弦长与公共弦方程
题型五 圆的公切线条数
题型六 圆的公切线方程
题型七 综合应用
题型一:判断圆与圆的位置关系
1.(25-26高二下·上海黄浦·期中)圆:与圆:的位置关系为( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.内切
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径
【分析】首先求圆心距,再根据圆与圆的位置关系判断.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆,圆心,半径,
圆心距,所以,
所以两圆相交.
2.(25-26高二上·安徽安庆·期末)已知圆:,圆:,则这两圆的位置关系为( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】判断圆与圆的位置关系、由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】求出两圆圆心和半径,再求出圆心距,判断其与半径之差和半径之和的大小关系即可得到答案.
【详解】化简,则其圆心,半径,
化简,则其圆心,半径,
则,而,
则,故两圆相交.
3.(25-26高二下·浙江·开学考试)圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.相切 D.内含
【答案】A
【难度】0.7
【知识点】求二次函数的值域或最值、判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径
【分析】根据圆心距和两圆半径的关系判断即可.
【详解】圆的圆心为,半径为;
圆的圆心为,半径为.
所以,
即,所以圆与圆外离.
4.(25-26高二上·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
【难度】0.85
【知识点】判断圆与圆的位置关系
【分析】利用配方法,结合圆心距、两圆半径和差之间的关系进行判断即可.
【详解】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
5.(25-26高二上·上海松江·阶段检测)圆与圆的位置关系为_____
【答案】相交
【难度】0.85
【知识点】判断圆与圆的位置关系
【分析】根据圆与圆的位置关系的判断即可.
【详解】圆,圆心,半径,
圆,圆心,半径,
,
所以圆与圆相交.
故答案为:相交.
6.(25-26高二上·贵州安顺·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是_______.
【答案】相交
【难度】0.85
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径
【分析】利用两圆的位置关系判定可得答案.
【详解】对于,配方得:,
圆心为,半径,
对于,配方得:,
圆心为,半径,
两圆心之间的距离,
半径和:,
半径差的绝对值:,
满足 ,即 .
因此,两圆相交.
故答案为:相交
题型二:根据圆与圆的位置关系,求参数
1.(25-26高二下·广东·期末)已知圆和圆,直线与,均相切,切点分别为,,则( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、由圆的位置关系确定参数或范围
【详解】由圆与相切,则圆心到直线l的距离,则或,
若,由圆与相切,则圆心到直线l的距离,不合题意;
若,由圆与相切,则,
由于圆心距(分别为两圆半径),此时两个圆外切,
如图,过点作,则,,
于是.
2.(2026·重庆·三模)已知圆与直线和圆都相切,当圆的半径最小时,其标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】求点到直线的距离、由圆心(或半径)求圆的方程、由直线与圆的位置关系求参数、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】由相切性质可计算出圆的半径的最小值,则可求出点坐标,即可得其标准方程.
【详解】设圆C的半径为,则,即,
则当圆的半径最小时,,
如图1,圆心在过点且与直线垂直的线段上,
即在上,设,
则,解得,
则,又,故其标准方程为.
3.(2026·陕西榆林·三模)已知直线平分圆:的面积,圆与圆:外切,则( )
A. B. C.6 D.7
【答案】C
【难度】0.75
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、由标准方程确定圆心和半径、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】由直线过圆心得出,再根据外切得出圆心间距离即可求解参数.
【详解】由题意知,圆的圆心在直线上,则,解得,
所以圆的标准方程为,圆心为,半径为1.
又圆的标准方程为,圆心为,半径为,
因为圆与外切,所以,解得.
4.(25-26高二下·湖南长沙·阶段检测)已知圆,圆,若圆与圆内切,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.88
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】本题考查两圆内切的位置关系,利用两圆内切的充要条件:圆心距等于两圆半径之差的绝对值,建立等量关系即可求解a的值.
【详解】解:由题知:
圆方程可化为:,所以圆心为,半径,
由圆的方程可知,圆心为,半径,
所以圆心距.
因为圆与圆内切,所以圆心距,即,所以或,而,因此.
5.(25-26高二上·陕西咸阳·期末)若圆与圆相切,则实数的一个取值为__________.
【答案】或
【难度】0.85
【知识点】由标准方程确定圆心和半径、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】求出两圆的圆心坐标与半径,从而求出圆心距,再分两圆相外切与两圆相内切两种情况讨论,分别计算可得.
【详解】圆的圆心为,半径;
圆,即,圆心为,半径;
又点与点的距离,
因为两圆相切,
若两圆相外切,则,即,解得;
若两圆相内切,则,即,解得;
综上可得或.
故答案为:或.
6.(25-26高二上·河北沧州·期末)已知圆与圆相交,则的取值范围为__________.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】由两圆相交可得,结合条件即可解得的取值范围.
【详解】由题意得圆的圆心为,半径为,圆的圆心,半径为,
且,
由两圆相交,可得,解得,即的取值范围为,
故答案为:.
题型三:求两圆的交点坐标
1.(25-26高二上·全国·期中)圆和圆的交点坐标是( )
A.和B.和 C.和 D.和
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】相交圆的公共弦方程、求两圆的交点坐标
【分析】先求得公共弦所在直线的方程,联立直线方程与其中一个圆的方程可得交点坐标.
【详解】圆和圆,
两圆方程相减可得公共弦方程为,
联立方程,解得或,
可得两圆的交点坐标为和,
故选:B.
2.(2026·陕西西安·模拟预测)若圆与交于两点,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】两圆的公共弦长、求两圆的交点坐标
【分析】易知,通过联立圆方程得到直线方程,进而计算得到和长度,最终计算四边形面积.
【详解】如图所示,连接交于点,则,
联立,则直线方程为,
,,,
则.
3.(25-26高二上·江苏宿迁·期末)在平面直角坐标系中,圆与圆相交于A,B两点,则四边形OACB的面积为( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】由标准方程确定圆心和半径、求两圆的交点坐标
【分析】联立方程可求解两圆的交点,即可根据对称性求解面积.
【详解】联立可得或,
故,
又,
故四边形OACB的面积为,
故选:B
4.(25-26高二下·陕西咸阳·期末)已知圆:与圆:的交点为,,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】相交圆的公共弦方程
【分析】根据题意可得:两圆方程之差即为直线的方程,运算求解即可.
【详解】已知:,:,
则直线的直线方程为:,
整理得:.
5.已知圆和圆,观察可得它们都经过坐标原点,除此之外,它们还相交于一点,这点的坐标是______.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求两圆的交点坐标
【分析】将两圆方程联立解方程组即可求得该点坐标.
【详解】联立两圆方程,解得或,
即可得这点的坐标为.
故答案为:
6.圆心在直线上,且经过圆与圆的交点的圆的方程为________.
【答案】(或)
【难度】0.85
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、求两圆的交点坐标
【分析】先求出两圆的交点,利用直接法或者待定系数法可求圆的方程,或者利用圆系方程求解.
【详解】法一:由,
解得或者,
所以圆与圆的交点分别为,
则线段AB的垂直平分线的方程为.
由,解得,
所以所求圆的圆心坐标为,半径为,
所以所求圆的方程为.
法二:同法一求得,
设所求圆的方程为,
由,解得,
所以所求圆的方程为.
法三:设所求圆的方程为,其中,
化简可得,圆心坐标为.
又圆心在直线上,
所以,解得,
所以所求圆的方程为.
故答案为:(或)
题型四:两圆的公共弦长与公共弦方程
1.(25-26高三下·陕西西安·阶段检测)圆与圆的公共弦的长为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【难度】0.72
【知识点】相交圆的公共弦方程、两圆的公共弦长
【详解】将圆与圆的方程作差可得,
所以两圆相交弦所在直线的方程为,
圆的圆心为原点,半径为,
原点到直线的距离为,
所以两圆的公共弦长为.
2.(2026·河南洛阳·模拟预测)圆与圆的公共弦长为( )
A.2 B. C. D.4
【答案】D
【难度】0.82
【知识点】相交圆的公共弦方程、两圆的公共弦长、由标准方程确定圆心和半径
【分析】通过两圆方程作差得到公共弦所在直线方程,再利用点到直线距离公式求出圆心到公共弦的距离,最后结合垂径定理与勾股定理计算出公共弦长.
【详解】已知两圆方程:圆,圆心,半径,圆 ,
将两圆方程相减消去二次项,得到公共弦方程,
化简得:.
根据点到直线的距离公式,圆心到公共弦的距离:,
根据垂径定理,公共弦长.
【点睛】本题考查两圆公共弦长的计算,核心方法是两圆方程作差得公共弦方程,结合垂径定理求解弦长,是圆中弦长问题的常规解法.
3.(25-26高二上·湖南岳阳·期末)已知圆与圆相交,则公共弦所在直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】相交圆的公共弦方程
【详解】两圆方程相减得公共弦所在直线方程:
;
两式相减可得公共弦方程:.
即.
4.(25-26高二上·重庆·期中)已知圆 与圆 的公共弦所在的直线与直线 平行,则两平行线间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】相交圆的公共弦方程、已知直线平行求参数、求平行线间的距离
【分析】求出圆与圆的公共弦所在直线方程,再由平行关系求出并验证,最后利用平行线距离公式即可得到答案.
【详解】圆与圆的方程相减得,即为圆与圆的公共弦所在直线方程,
由直线与直线平行,得,解得,
当时,两直线方程均为,此时两直线重合,故舍去;
当时,公共弦所在直线方程为,即,
直线,两直线平行,
此时圆,即,即圆心,半径,
圆的圆心,半径,,符合题意,
所以的值为,此时两直线距离为.
故选:C
5.(25-26高二上·贵州遵义·期末)(多选)已知圆:与圆相交于,两点,直线,点为直线上一动点,过作圆的切线,,(,为切点),则说法正确的是( )
A.直线的方程为 B.线段的长为
C.直线过定点 D.的最小值是
【答案】BC
【难度】0.55
【知识点】直线过定点问题、相交圆的公共弦方程、切线长、圆的弦长与中点弦
【分析】利用两圆方程相减即可得到公共弦所在直线方程来判断选项A;联立两圆方程,求出公共点坐标,即可求出线段的长,判断选项B;设,,可得直线方程和直线的方程,用点坐标表示出直线的方程,即可求出定点坐标判断选项C;当最小时,最小,利用点到直线距离公式和勾股定理求解即可判断选项D.
【详解】对于A选项,联立两式相减,得到即为直线的方程,
故A错误;
对于B选项,联立,可得联立或,
则,故B正确;
对于C选项,设,,因为,为圆的切点,
所以直线的方程为,
直线的方程为,设,则,
所以直线的方程为,
又因为,所以,
由,得到,
即直线过定点,故C正确;
对于D选项,因为,所以当最小时,最小,
且的最小值为,此时,故D错误.
6.(25-26高三下·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】
【难度】0.72
【知识点】相交圆的公共弦方程、两圆的公共弦长
【分析】将两圆方程作差得到公共弦所在直线的方程,再利用点到直线距离公式和勾股定理求弦长即可.
【详解】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.
7.已知圆,圆,则圆和圆的公共弦长为________.
【答案】
【难度】0.75
【知识点】相交圆的公共弦方程、两圆的公共弦长、判断圆与圆的位置关系、圆的弦长与中点弦
【分析】先用两圆方程相减得到公共弦方程,再用点到直线的距离公式求出圆心到公共弦的距离,最后用勾股定理即可求解.
【详解】圆 ,圆心为,半径为;
圆 ,圆心为,半径为;
圆心距,
因为,所以两圆相交.
两圆方程相减得公共弦方程为:,即,
故圆心到公共弦的距离,
公共弦长为:.
8.(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)两圆及的公共弦所在直线方程为____________,以该公共弦为直径的圆的标准方程为___________________________.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】相交圆的公共弦方程、圆的一般方程与标准方程之间的互化、两圆的公共弦长、由圆心(或半径)求圆的方程
【详解】根据题意,圆及圆,
则联立方程组,消去二次项,变形可得:,
即两圆的公共弦所在的直线方程为;
联立方程组,
解得交点坐标为,
所以公共弦的中点为,
以公共弦为直径的圆的半径,
所以以公共弦为直径的圆的标准方程为.
9.(25-26高二上·山东淄博·阶段检测)已知圆,过点作圆的切线,切点为,则直线的方程为___________线段AB的长度为___________
【答案】
【难度】0.65
【知识点】相交圆的公共弦方程、两圆的公共弦长
【分析】由题意在以为圆心,的长为半径的圆,求得圆的方程,与圆方程相减可得直线的方程,进而求得点到直线的距离,进而利用弦长公式可求得.
【详解】因为过点作圆的切线,切点为,
所以在以为圆心,的长为半径的圆,
由圆,得,
所以圆心,半径为,又,
所以,所以以为圆心,
以为半径的圆的方程为,即,
两圆方程相减得直线的方程为,即,
所以点到直线的距离为,
所以.
故答案为:①;②.
题型五:圆的公切线条数
1.(2026·山西太原·二模)已知圆与圆有且仅有三条公切线,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【难度】0.76
【知识点】圆的公切线条数、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】根据公切线条数判断两圆的位置关系,再根据圆心距列式求解.
【详解】∵圆的标准方程为,∴圆的圆心为,半径为.
又圆的圆心为,半径为.
∴两圆的圆心距为.
∵两圆有且仅有三条公切线,∴两圆外切,
,解得.
2.(25-26高二下·安徽马鞍山·期中)若圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】圆的公切线条数、判断圆与圆的位置关系
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
而,因此圆与圆外切,
所以圆与圆的公切线条数为3.
3.(25-26高二上·安徽六安·期末)圆与圆的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】圆的公切线条数
【分析】判断两圆的位置关系即可.
【详解】圆,圆,
则,半径为;,半径为,
则,
则两圆相离,故公切线条数为.
故选:A
4.(25-26高二上·黑龙江·期末)已知圆,圆,则这两圆的公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】圆的公切线条数、判断圆与圆的位置关系
【分析】判断两圆的位置关系即可求解.
【详解】由题意知,圆的圆心为,半径,圆的圆心为,半径,
所以两圆的圆心距,
所以两圆相外切,
所以这两圆的公切线的条数为3条.
故选:C.
5.(25-26高二上·安徽·阶段检测)圆与圆的公切线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、圆的公切线条数、判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径
【分析】根据圆心距与半径的关系,判断两圆的位置关系,以确定两圆公切线的条数.
【详解】圆,圆心,半径.
圆16,圆心,半径.
所以,
则,
则两个圆相交,所以两圆的公切线有2条.
故选:C.
6.(25-26高三上·河南·阶段检测)圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】圆的公切线条数、判断圆与圆的位置关系
【分析】判断两圆的位置关系即可得解.
【详解】由题意可得圆与圆的圆心分别为,半径分别为,
因为,所以,
所以两圆相交,其公切线条数为2,
故选:B.
7.(25-26高二上·天津津南·阶段检测)已知圆:,圆:,则两圆公切线的条数为( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】圆的公切线条数、判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径
【分析】首先根据两圆的圆心距与半径之间的关系判断两圆的位置关系,进而可知公切线的条数.
【详解】由圆:,可知其圆心为,半径为;
由圆:,即,可知其圆心为,半径为.
所以两圆的圆心距为,
所以,所以两圆外切,所以公切线的条数为3.
故选:C.
8.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知,若两圆和恰有三条公切线,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】圆的公切线条数、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】先求得两圆的圆心和半径,根据两圆有三条公切线可得两圆外切,即可求得,令,代入上式,化简整理可得关于的一元二次方程,根据结合判别式,即可得答案.
【详解】把圆化为标准方程为,
其圆心为,半径为,
把圆化为标准方程为,
其圆心为,半径为,
若两圆恰有三条公切线,则两圆外切,
故两圆圆心距离等于两圆半径和,
即,化简可得,
令,则代入得
,
因为,所以,
解得,
则的最大值为.
故选:B.
题型六:圆的公切线方程
1.(25-26高二上·广东广州·期末)已知圆与圆相内切,则与的公切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围、圆的公切线方程
【分析】根据两圆内切求出圆的半径,分析可知公切线与直线垂直,据此可设公切线的方程为,即,利用直线与圆相切可得出关于的方程组,求出的值,即可得出所求公切线的方程.
【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.
2.(2025·山东泰安·二模)已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】圆的公切线方程
【分析】通过计算可知两个圆内切,故两圆相减得到的方程即为所求.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为
所以两个圆内切,因此与两圆均相切的直线为两个圆的公共弦所在的直线方程,
所以
整理得,
故选:.
3.(25-26高二下·安徽芜湖·期末)(多选题)已知圆:,圆:,,则( )
A.若圆过点,则圆过原点
B.当时,两圆有三条公切线
C.若两圆相交,相交弦所在直线过点,则
D.P为平面内一动点,若以P,,为顶点的三角形为等腰三角形,则P到点距离的最小值为
【答案】AD
【难度】0.38
【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、相交圆的公共弦方程、点与圆的位置关系求参数、圆的公切线条数
【分析】求出判断A;确定两圆位置判断B;求出公共弦所在直线方程判断C;分类求出点的轨迹求解判断D.
【详解】圆圆心,半径,圆圆心,半径,,
对于A,由圆过点,得,圆:过原点,A正确;
对于B,当时,,圆内切于圆,两圆有一条公切线,B错误;
对于C,当圆与圆相交时,,即,两圆公共弦所在直线方程为,
由相交弦所在直线过点,得,解得,C错误;
对于D,由以P,,为顶点的三角形为等腰三角形,得或或,
当时,点的轨迹为,P到点距离的最小值为1,
当时,点的轨迹为,P到点距离的最小值为,
当时,点的轨迹为,P到点距离的最小值为,
因此P到点距离的最小值为,D正确.
4.(2025·江苏·模拟预测)写出与圆和都相切的一条直线的方程______.
【答案】(或,)
【难度】0.65
【知识点】判断圆与圆的位置关系、圆的公切线方程
【分析】由题知两圆位置关系为外切,有三条公切线,进而作出图象,结合图象可设公切线方程为,再根据相切关系建立方程,,两式作比得,再分类求解即可.
【详解】由题知的圆心为,半径为,
的圆心为,半径为,
所以,故两圆位置关系为外切,有三条公切线.
如图,由图可知,公切线方程斜率存在,故设方程为,
则由直线与相切得:,即,
由直线与相切得:,即,
所以,即,
所以,
当时,,代入整理得,解得或,
此时公切线方程为()或,
当时,,代入整理得,解得,此时公切线方程为(),
综上,所求的公切线方程为,或
故答案为:(或,)
5.(24-25高二上·山东潍坊·阶段检测)已知圆与圆有且仅有一条公切线,则该公切线方程为______.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆与圆的位置关系确定圆的方程、圆的公切线条数、判断圆与圆的位置关系、圆的公切线方程
【分析】根据两圆公切线的条数确定两圆的位置关系,从而求出的值,进一步可求公切线方程.
【详解】因为圆:,则,半径为,
由可得圆心为原点,半径为,
因为圆与圆有且只有一条公切线,所以两圆内切.
所以,又,所以.
所以圆:即.
所以两圆方程相减可得圆与圆的公切线为:即.
故答案为:
6.写出圆:与圆:的一条公切线方程________.
【答案】(答案不唯一)
【难度】0.85
【知识点】判断圆与圆的位置关系、圆的公切线方程
【分析】求出圆与圆外切,两圆相减求出两圆内公切线方程,再设两圆的外公切线所在直线方程,根据点到直线距离公式列出方程,求出答案.
【详解】圆的圆心,半径为,圆的圆心为,半径为,
故,故圆与圆外切,
将与相减得,
即两圆内公切线方程为,
两圆圆心所在直线方程为,即,
由于两圆半径相等,故两圆的外公切线所在直线方程与平行,
设为,圆心到的距离为,解得,
故两圆的外公切线所在直线方程为和.
故答案为:(或之一也可以)
7.(23-24高二上·广东深圳·期末)写出与圆和都相切的一条直线的方程______.
【答案】或(写一条即可)
【难度】0.65
【知识点】圆的公切线方程
【分析】结合图形可得其中一条公切线方程,然后利用过两圆心的直线可求出另一条公切线所过点P,设出切线方程,根据圆心到切线距离等于半径即可求解.
【详解】圆的圆心为,半径,
化为标准方程得,圆心为,半径,
如图,易知两圆的公切线有两条,其中一条为,
直线的斜率为,直线方程为,
联立解得,
易知另一条公切线的斜率存在,设方程为,即,
则,解得,
则公切线的方程为,即.
故答案为:或(写一条即可)
题型七:综合应用
1.已知圆:,圆:,则下列说法正确的是( )
A.圆与圆公共弦所在直线的方程为
B.圆与圆有两条公切线
C.是圆与圆的一条公切线
D.圆与圆上均恰有两点到直线的距离为2
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】相交圆的公共弦方程、圆的公切线条数、圆的公切线方程
【分析】根据两圆圆心距离等于半径和即可得两圆外切判断AB,根据直线与两圆都相切判断C,根据圆心到直线距离等于半径判断D.
【详解】由条件可得:圆:的圆心为,半径;
圆:的圆心为,半径.
因为,所以圆与圆外切,选项A,B错误;
对于选项C,圆心到直线的距离;
圆心为到直线的距离,
所以是圆与圆的一条公切线,选项C正确;
对于选项D,圆心到直线的距离,
所以圆:上有且仅有一点到直线的距离为2,选项D错误.
故选:C
2.(多选题)已知为正整数,的方程为,则下列结论正确的有( )
A.对任意正整数,直线平分的面积
B.对任意正整数,直线与相切
C.存在正整数,使得直线与相交
D.对任意正整数与相交
【答案】ABD
【难度】0.68
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、判断圆与圆的位置关系、判断直线与圆的位置关系、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】根据圆的方程、圆心距、圆与圆的位置关系逐项计算判断即可.
【详解】对于A,将的方程化简得,所以圆心坐标为.
可知直线经过的圆心,所以对任意正整数,直线平分的面积,A正确;
将的方程化简得,
可知圆心到直线的距离为,与轴相切,
故直线关于直线的对称直线也与相切,所以B正确;
结合B选项可知圆心到直线的距离,所以直线与相离,所以C错误;
将的方程化简得,其圆心坐标为,半径为.
的方程为,化简为,其圆心坐标为,半径为.
所以与的圆心距始终为,而对任意正整数与的半径之和,
对任意正整数有,半径之差,所以对任意正整数与相交,D正确.
3.(2026·江苏南京·模拟预测)(多选题)在平面直角坐标系中有与轴分别交于两点,为上的动点,以为直径的的位置随点位置的变化而变化,当点逆时针转过一周时,扫过的区域记作,则下列说法正确的是( )
A.若,则与轴公共点坐标为和
B.若以为圆心的圆可以完全覆盖区域,则该圆的面积的最小值为
C.内的点到轴距离的最大值为
D.与轴的公共部分上的点到轴距离平方的最大值为
【答案】ACD
【难度】0.28
【知识点】求两圆的交点坐标、圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)
【分析】A选项利用直径的性质进行计算;B选项设,用表示,再利用三角函数求最值即可,C选项,将用表示,再利用二次函数即可求出最大值; D选项利用点到直线的距离即可求解.
【详解】对于A选项,设与轴交于、,连接 ,,
因为为的直径,所以轴,
由题意可知,所以,
所以,则,所以公共点的坐标为和,故A正确;
对于B选项,如图:
连接并延长交于,
由垂径定理:,就是上到原点距离最远的点,
下面我们求的最大值:
设,则,
因为,则,
当时,取得最大值,即该圆的半径最小为,面积最小值为,故B错误;
对于C选项,如图:过作轴于,另交于,过作轴于,
因为,所以,所以,
则,
所以,令 ,
则,
所以 ,即内的点到轴距离的最大值为,故C正确;
对于D选项,如图:
设与轴交于点(图中为上方的点),则,反面想,
对于轴正半轴上一点作,若与有公共点即为点,
当离轴最远时,与有且仅有一个公共点.
设,则,,
原点到的距离:,解得,
故与轴的公共部分上的点到轴距离的最大值为,
即与轴的公共部分上的点到轴距离平方的最大值为,故D正确.
4.(2026·广东广州·二模)已知圆,若直线上至少存在一点,使得圆上恰有两个点与点的距离都为2,则实数的取值范围是____________.
【答案】
【难度】0.66
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】求出圆的圆心和半径,由已知可得以点为圆心,2为半径的圆与圆相交,并求出的范围,再结合圆的性质建立不等式求解.
【详解】圆的圆心,半径,
由圆上恰有两个点与点的距离都为2,得以点为圆心,2为半径的圆与圆相交,
则,即,令圆心到直线的距离为,
于是直线上任意点到圆心距离都不小于,又直线上至少存在一点,
使得圆上恰有两个点与点的距离都为2,因此,即,解得,
所以实数的取值范围是.
5.(2026·浙江温州·二模)已知圆与圆,则圆,的公切线最多有________条;该情况下,若这些公切线交点中的三个落在y轴上,则另外三个交点围成的三角形面积是________.
【答案】
【难度】0.42
【知识点】圆的公切线条数、由直线与圆的位置关系求参数、判断圆与圆的位置关系
【详解】由圆,得圆心,半径,
又由圆,得,半径,
圆心距,当两圆外离时公切线最多,共有4条,
所以满足,
即存在这样的,故第一空答案为;
由3个公切线交点在轴上,注意到到的距离为1,恰好是的切线,
若也是的公切线,则到的距离为,得,符合外离条件,
此时是一条公切线,它和另外三条公切线的交点都在轴上,满足题意,
设斜率存在的公切线为,由公切线条件可得:
,作商可得:,
可得或,
整理得:或,
当时,代入,
当时,代入,
所以当时,,
当时,,
从而可得三条公切线方程分别为:
由,联立解得:,即得,
又由,联立解得:,即得,
又由,联立解得:,即得,
则,点到直线的距离为,
所以另外三个交点围成的三角形面积为:.
6.(25-26高二下·上海浦东新·期中)已知两圆和. 求:
(1)取何值时两圆外切?
(2)当时,两圆相交于两点,求公共弦所在的直线方程及.
【答案】(1)57
(2),
【难度】0.74
【知识点】相交圆的公共弦方程、两圆的公共弦长、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】(1)求出两圆的标准方程得到圆心和半径,利用两圆外切的性质进行求解即可;
(2)利用两圆的方程作差求出公共弦所在直线的方程,然后利用弦长公式求解即可.
【详解】(1)由圆,即,
则圆心为,半径为,
圆,即,
则圆心为,半径为,,
因为两圆外切,所以两圆圆心距为,
即,解得.
(2)当时,两圆方程相减得:,即,
所以两圆的公共弦所在直线的方程为,
圆心到直线的距离为,
所以公共弦长为.
7.(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)已知圆:与圆:.
(1)求证:圆与圆相交;
(2)设两圆的交点为A,B,求
(i)过点A,B,且圆心在直线上的圆的方程;
(ii)求圆在点A或点B处的切线方程(任选一条求之即可).
【答案】(1)证明见解析
(2)(i);(ii)过点A的切线方程为(过点B的切线方程为)
【难度】0.65
【知识点】过圆上一点的圆的切线方程、由圆心(或半径)求圆的方程、判断圆与圆的位置关系
【分析】(1)确定两圆的圆心和半径,求出圆心距与两圆半径的和、差比较可得;
(2)(i)求出两圆交点坐标,设出圆心坐标,由圆心到这两个交点距离相等求得参数值 ,得圆心坐标,再计算出半径后可得圆方程.(ii)求出切线斜率,利用直线的点斜式方程可求得答案.
【详解】(1)圆:的圆心为,半径为,
圆:即,圆心为,半径为,
则,可知,
故圆与圆相交;
(2)(i)联立,解得或,
则不妨取,
设圆心在直线上的圆的圆心为,
则,即,解得,
则圆心为,半径为,
故所求圆的方程为;
(ii)圆:,求其在处的切线方程,
而,则切线斜率为,则切线方程为,即;
同理可求得在点B处的切线方程为.
8.(25-26高二上·贵州铜仁·阶段检测)已知圆,圆,求:
(1)圆的标准方程,以及圆心的坐标和半径;
(2)圆与圆的位置关系.
【答案】(1),圆心为,半径为.
(2)两圆外切
【难度】0.85
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、判断圆与圆的位置关系、由标准方程确定圆心和半径
【分析】(1)将圆的一般方程化为标准方程,然后可得圆心和半径.
(2)先求解两圆的圆心距,利用两圆的位置关系的公式,即可判断.
【详解】(1)由圆可得,
圆的标准方程为,
其圆心为,半径为.
(2)圆,圆心为,半径,
圆,圆心为,半径,
因为圆心距,
所以两圆外切.
9.(25-26高二上·江西抚州·期中)在平面直角坐标系xOy中,已知圆及圆内一点,Q是圆O上的动点.以Q为圆心,QP为半径的圆Q,与圆O相交于E,F两点,
(1)证明:点P到直线EF的距离为定值,并求出此定值.
(2)若圆Q与圆恒有公共点,求r的取值范围;
【答案】(1)证明:设,圆Q的半径,
则圆Q方程为,
整理得,
又圆,
两圆方程相减,整理得相交直线EF的方程为,
所以P到直线EF的距离,
因为Q在圆O上,所以,
所以P到直线EF的距离,
即点P到直线EF的距离为定值;
(2)
【难度】0.4
【知识点】求点到直线的距离、由圆心(或半径)求圆的方程、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】(1)利用圆与圆的相交,求相交直线的方程,再利用点到直线的距离公式求解即可证明.
(2)首先确定圆的半径的范围,再利用圆与圆恒有公共点,得,列不等式组求解出r的取值范围;
【详解】(1)略
(2)解:因为,,所以圆Q的半径,
又圆Q与圆恒有公共点,且圆心之间的距离为,
所以对任意恒成立,
所以,解得:,
所以r的取值范围为.
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专题2.3 圆与圆的位置关系
题型一 判断圆与圆的位置关系
题型二 根据圆与圆的位置关系,求参数
题型三 求两圆的交点坐标
题型四 两圆的公共弦长与公共弦方程
题型五 圆的公切线条数
题型六 圆的公切线方程
题型七 综合应用
题型一:判断圆与圆的位置关系
1.(25-26高二下·上海黄浦·期中)圆:与圆:的位置关系为( )
A.内含 B.外切 C.相交 D.内切
2.(25-26高二上·安徽安庆·期末)已知圆:,圆:,则这两圆的位置关系为( )
A.内含 B.内切 C.相交 D.外切
3.(25-26高二下·浙江·开学考试)圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.相切 D.内含
4.(25-26高二上·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
5.(25-26高二上·上海松江·阶段检测)圆与圆的位置关系为_____
6.(25-26高二上·贵州安顺·期末)已知圆,圆,则圆与圆的位置关系是_______.
题型二:根据圆与圆的位置关系,求参数
1.(25-26高二下·广东·期末)已知圆和圆,直线与,均相切,切点分别为,,则( )
A.3 B. C.4 D.
2.(2026·重庆·三模)已知圆与直线和圆都相切,当圆的半径最小时,其标准方程为( )
A. B.
C. D.
3.(2026·陕西榆林·三模)已知直线平分圆:的面积,圆与圆:外切,则( )
A. B. C.6 D.7
4.(25-26高二下·湖南长沙·阶段检测)已知圆,圆,若圆与圆内切,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·陕西咸阳·期末)若圆与圆相切,则实数的一个取值为__________.
6.(25-26高二上·河北沧州·期末)已知圆与圆相交,则的取值范围为__________.
题型三:求两圆的交点坐标
1.(25-26高二上·全国·期中)圆和圆的交点坐标是( )
A.和B.和 C.和 D.和
2.(2026·陕西西安·模拟预测)若圆与交于两点,则四边形的面积为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·江苏宿迁·期末)在平面直角坐标系中,圆与圆相交于A,B两点,则四边形OACB的面积为( )
A. B. C.1 D.
4.(25-26高二下·陕西咸阳·期末)已知圆:与圆:的交点为,,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
5.已知圆和圆,观察可得它们都经过坐标原点,除此之外,它们还相交于一点,这点的坐标是______.
6.圆心在直线上,且经过圆与圆的交点的圆的方程为________.
题型四:两圆的公共弦长与公共弦方程
1.(25-26高三下·陕西西安·阶段检测)圆与圆的公共弦的长为( )
A.2 B. C.4 D.
2.(2026·河南洛阳·模拟预测)圆与圆的公共弦长为( )
A.2 B. C. D.4
3.(25-26高二上·湖南岳阳·期末)已知圆与圆相交,则公共弦所在直线方程为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二上·重庆·期中)已知圆 与圆 的公共弦所在的直线与直线 平行,则两平行线间的距离为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·贵州遵义·期末)(多选)已知圆:与圆相交于,两点,直线,点为直线上一动点,过作圆的切线,,(,为切点),则说法正确的是( )
A.直线的方程为 B.线段的长为
C.直线过定点 D.的最小值是
6.(25-26高三下·河南驻马店·阶段检测)已知圆与,则圆与圆的公共弦长为________.
7.已知圆,圆,则圆和圆的公共弦长为________.
8.(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)两圆及的公共弦所在直线方程为____________,以该公共弦为直径的圆的标准方程为___________________________.
9.(25-26高二上·山东淄博·阶段检测)已知圆,过点作圆的切线,切点为,则直线的方程为___________线段AB的长度为___________
题型五:圆的公切线条数
1.(2026·山西太原·二模)已知圆与圆有且仅有三条公切线,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(25-26高二下·安徽马鞍山·期中)若圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(25-26高二上·安徽六安·期末)圆与圆的公切线条数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
4.(25-26高二上·黑龙江·期末)已知圆,圆,则这两圆的公切线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(25-26高二上·安徽·阶段检测)圆与圆的公切线有( )
A.4条 B.3条 C.2条 D.1条
6.(25-26高三上·河南·阶段检测)圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.(25-26高二上·天津津南·阶段检测)已知圆:,圆:,则两圆公切线的条数为( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
8.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知,若两圆和恰有三条公切线,则的最大值为( )
A. B. C. D.
题型六:圆的公切线方程
1.(25-26高二上·广东广州·期末)已知圆与圆相内切,则与的公切线方程为( )
A. B.
C. D.
2.(2025·山东泰安·二模)已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
3.(25-26高二下·安徽芜湖·期末)(多选题)已知圆:,圆:,,则( )
A.若圆过点,则圆过原点
B.当时,两圆有三条公切线
C.若两圆相交,相交弦所在直线过点,则
D.P为平面内一动点,若以P,,为顶点的三角形为等腰三角形,则P到点距离的最小值为
4.(2025·江苏·模拟预测)写出与圆和都相切的一条直线的方程______.
5.(24-25高二上·山东潍坊·阶段检测)已知圆与圆有且仅有一条公切线,则该公切线方程为______.
6.写出圆:与圆:的一条公切线方程________.
7.(23-24高二上·广东深圳·期末)写出与圆和都相切的一条直线的方程______.
题型七:综合应用
1.已知圆:,圆:,则下列说法正确的是( )
A.圆与圆公共弦所在直线的方程为
B.圆与圆有两条公切线
C.是圆与圆的一条公切线
D.圆与圆上均恰有两点到直线的距离为2
2.(多选题)已知为正整数,的方程为,则下列结论正确的有( )
A.对任意正整数,直线平分的面积
B.对任意正整数,直线与相切
C.存在正整数,使得直线与相交
D.对任意正整数与相交
3.(2026·江苏南京·模拟预测)(多选题)在平面直角坐标系中有与轴分别交于两点,为上的动点,以为直径的的位置随点位置的变化而变化,当点逆时针转过一周时,扫过的区域记作,则下列说法正确的是( )
A.若,则与轴公共点坐标为和
B.若以为圆心的圆可以完全覆盖区域,则该圆的面积的最小值为
C.内的点到轴距离的最大值为
D.与轴的公共部分上的点到轴距离平方的最大值为
4.(2026·广东广州·二模)已知圆,若直线上至少存在一点,使得圆上恰有两个点与点的距离都为2,则实数的取值范围是____________.
5.(2026·浙江温州·二模)已知圆与圆,则圆,的公切线最多有________条;该情况下,若这些公切线交点中的三个落在y轴上,则另外三个交点围成的三角形面积是________.
6.(25-26高二下·上海浦东新·期中)已知两圆和. 求:
(1)取何值时两圆外切?
(2)当时,两圆相交于两点,求公共弦所在的直线方程及.
7.(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)已知圆:与圆:.
(1)求证:圆与圆相交;
(2)设两圆的交点为A,B,求
(i)过点A,B,且圆心在直线上的圆的方程;
(ii)求圆在点A或点B处的切线方程(任选一条求之即可).
8.(25-26高二上·贵州铜仁·阶段检测)已知圆,圆,求:
(1)圆的标准方程,以及圆心的坐标和半径;
(2)圆与圆的位置关系.
9.(25-26高二上·江西抚州·期中)在平面直角坐标系xOy中,已知圆及圆内一点,Q是圆O上的动点.以Q为圆心,QP为半径的圆Q,与圆O相交于E,F两点,
(1)证明:点P到直线EF的距离为定值,并求出此定值.
(2)若圆Q与圆恒有公共点,求r的取值范围;
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