专题02直线和圆的方程综合九大题型突破讲义-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册

2026-09-11
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摘要:

本高中数学讲义聚焦直线和圆方程核心知识点,系统梳理直线五类方程、平行垂直判定、三大距离公式、圆的方程及弦长公式等基础内容,构建从基础概念到九大题型(求直线/圆方程、动直线定点、位置关系、弦长、切线、面积、轨迹)的学习支架,形成完整知识脉络。 该资料以题型突破为特色,每个题型配套例题与变式练习,通过动直线恒过定点培养抽象能力(数学眼光),轨迹问题强化几何直观与推理运算(数学思维),用方程表达几何关系提升模型意识(数学语言)。课中辅助教师系统授课,课后助力学生通过实例巩固,查漏补缺。

内容正文:

专题02 直线和圆方程九大题型突破 【题型1 求直线方程】 【题型2 动直线恒过定点】 【题型3 求圆的标准方程】 【题型4 判断位置关系(相离 / 相切 / 相交)】 【题型5 弦长计算 & 弦长最值】 【题型6 过圆上一点求切线方程】 【题型7 过圆外一点作圆的切线】 【题型8 三角形面积求值 / 面积最值】 【题型9 运动轨迹】 1. 直线五类方程 点斜式:(斜率存在) 斜截式:(斜率存在) 两点式: 截距式: 一般式: 2. 平行与垂直判定 平行:;垂直: 3. 三大距离公式 两点距离: 点到直线距离: 两平行线距离: 4. 圆的方程与核心公式 标准方程: 圆心,半径 一般方程: 圆心,半径 圆存在条件: 5. 弦长公式 (为圆心到直线距离) 【题型1 求直线方程】 【例1】已知的三个顶点. (1)求边上的中线所在直线的一般式方程; (2)求边上的高所在直线的斜截式方程. 【变式1-1】根据下列条件分别写出直线的方程.并化为一般式方程. (1)求经过点,且与直线平行的直线方程; (2)已知点,.求线段的垂直平分线的方程; 【变式1-2】已知直线l经过点和点. (1)求直线l的截距式方程; (2)求直线l与两坐标轴围成的图形面积. 【题型2 动直线恒过定点】 【例2】不论为何实数,直线恒过一定点,则此定点的坐标为(    ) A. B. C. D. 【变式2-1】已知直线恒过点P,则过点P并与直线垂直的直线方程为(   ) A. B. C. D. 【变式2-2】已知圆与圆的公共弦所在直线恒过定点.若直线过点,则原点到直线的距离的最大值为_________. 【题型3 求圆的标准方程】 【例2】已知直线,,. (1)直线经过两条直线和的交点,且平行于直线,求直线的方程; (2)圆经过,两点,且圆心在直线上,求圆的标准方程. 【变式3-1】已知圆的圆心在轴上,且经过和两点. (1)求圆的方程; (2)直线过点,且圆心到直线的距离为1,求直线的方程. 【题型4 判断位置关系(相离 / 相切 / 相交)】 【例4】已知直线:与圆:,则直线与圆的位置关系是(    ) A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定 【变式4-1】已知圆和圆有公共点,则的取值范围为(   ) A. B. C. D. 【变式4-2】若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( ) A.] B. C. D. 【变式4-3】若直线与圆相离,则点(   ) A.在圆O外 B.在圆O内 C.在圆O上 D.与圆O的位置关系不确定 【题型5 弦长计算 & 弦长最值】 【i5 【例5】已知直线与圆相交于两点,则的最小值为(    ) A. B.2 C. D. 【变式5-1】若直线被圆截得的弦长为,则(   ) A. B. C.2 D. 【变式5-2】直线与圆交于A,B两点,则(    ) A.2 B. C. D. 【题型6 过圆上一点求切线方程】 【例6】已知在中,,,. (1)求的外接圆的标准方程; (2)过点作的外接圆的切线,求该切线方程. 【变式6-1】已知圆经过点,,. (1)求圆的方程; (2)求经过点的圆的切线方程. 【题型7 过圆外一点作圆的切线】 【例7】已知圆,直线. (1)判断直线与圆的位置关系; (2)求经过点的圆的切线方程. 【变式7-1】已知圆C经过,,且圆心C在直线上. (1)求圆C的标准方程; (2)求圆C经过点的切线方程. 【变式7-2】已知圆经过点和,且圆心在直线:上. (1)求圆的标准方程; (2)若过点作圆的切线,求该切线方程. 【题型8 三角形面积求值 / 面积最值】 【例8】在平面直角坐标系中,已知点,圆经过三点,直线的方程为. (1)若直线与圆相切,求的值; (2)若直线与圆相交于两点,求的面积的最大值. 【变式8-1】已知三点,记的外接圆为圆. (1)求圆的方程; (2)若直线与圆交于两点,求的面积. 【变式8-2】已知圆. (1)已知直线,求该直线截得圆C的弦AB的长度; (2)若直线过点且与圆C相交于两点,求的面积的最大值,并求此时直线的方程. 【题型9 运动轨迹】 【例9】已知圆,点. (1)线段的端点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程; (2)若经过点的直线截圆所得弦长为,求直线的方程. 【变式9-1】过原点O的直线l与圆交于A,B两点,且点. (1)过点P作圆C的切线m,求切线m的方程; (2)求弦的中点M的轨迹方程. 【变式9-2】已知圆经过点,且圆心在直线上. (1)求圆的标准方程. (2)设点,为圆上的动点,点满足. (i)求点的轨迹方程; (ii)判断点的轨迹与圆的位置关系. 1.已知直线与圆相交,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 2.直线过点且与以点为端点的线段恒相交,则的斜率取值范围是________. 3.根据下列条件分别写出直线的一般式方程: (1)斜率是,且经过点; (2)与直线垂直,且在轴上的截距为. 4.已知直线经过点,圆. (1)若圆关于直线对称,求直线的方程; (2)若直线平行于直线,求直线关于点的对称直线的方程. 5.已知圆,点. (1)求过点P的圆的切线方程; (2)若直线l过点P且与直线平行,求直线l被圆C所截得的弦长. 6.已知圆:,直线:. (1)若直线与圆相切,求的值; (2)若,过直线上一点作圆的切线,,切点为,,求四边形面积的最小值及此时点的坐标, 7.已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,线段的中点为. (1)求点的轨迹方程; (2)若点的轨迹为曲线,已知直线的方程为,请判断直线与曲线的位置关系,并说明理由. 第 1 页 共 23 页 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $ 专题02 直线和圆方程九大题型突破 【题型1 求直线方程】 【题型2 动直线恒过定点】 【题型3 求圆的标准方程】 【题型4 判断位置关系(相离 / 相切 / 相交)】 【题型5 弦长计算 & 弦长最值】 【题型6 过圆上一点求切线方程】 【题型7 过圆外一点作圆的切线】 【题型8 三角形面积求值 / 面积最值】 【题型9 运动轨迹】 1. 直线五类方程 点斜式:(斜率存在) 斜截式:(斜率存在) 两点式: 截距式: 一般式: 2. 平行与垂直判定 平行:;垂直: 3. 三大距离公式 两点距离: 点到直线距离: 两平行线距离: 4. 圆的方程与核心公式 标准方程: 圆心,半径 一般方程: 圆心,半径 圆存在条件: 5. 弦长公式 (为圆心到直线距离) 【题型1 求直线方程】 【例1】已知的三个顶点. (1)求边上的中线所在直线的一般式方程; (2)求边上的高所在直线的斜截式方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)先求出边的中点,再由点斜式方程求直线方程即得,最后化成一般式方程; (2)利用两直线的垂直斜率之积等于,求得边上的高的斜率,再由点斜式方程求直线方程,最后化成斜截式方程即得. 【详解】(1)设边的中点为,由已知得 ,所以,. 所以边上的中线所在直线的一般式方程为. (2)易得,所以边上的高的斜率,由点斜式可得:, 所以边上的高所在直线的斜截式方程. 【变式1-1】根据下列条件分别写出直线的方程.并化为一般式方程. (1)求经过点,且与直线平行的直线方程; (2)已知点,.求线段的垂直平分线的方程; 【答案】(1) (2) 【分析】(1)设与直线平行的直线方程为,代点即可求解. (2)根据点求中点坐标及其斜率,与线段的垂直的直线的斜率与,点斜式写直线方程即可. 【详解】(1)设与直线平行的直线方程为,过,则,则,所以直线的一般方程为. (2)因为点,,中点为,, 则垂直平分线的斜率,则, 直线方程为,所以直线的一般方程为. 【变式1-2】已知直线l经过点和点. (1)求直线l的截距式方程; (2)求直线l与两坐标轴围成的图形面积. 【答案】(1) (2)16 【分析】(1)根据两点式直线写出直线方程,再转化为截距式; (2)由(1)得出直线在两坐标轴上的截距,然后直接计算三角形面积. 【详解】(1)由已知得直线l的两点式方程为, 即, 整理得. 所以截距式方程为. (2)由(1)知直线l在两坐标轴上的截距分别为4和8, 所以围成的图形的面积为. 【题型2 动直线恒过定点】 【例2】不论为何实数,直线恒过一定点,则此定点的坐标为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】将方程展开,含的项中将提出,令前面的系数为零,其他项也为零,解方程组即可. 【详解】解:由题知, 化简可得:, 由于不论为何实数, 直线恒过定点, 只需, 解得, 故直线恒过定点. 故选:A 【变式2-1】已知直线恒过点P,则过点P并与直线垂直的直线方程为(   ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】根据恒过定点化简直线方程求出,再根据垂直关系求出所求直线的斜率,列点斜式方程化简即可. 【详解】由,得, 直线恒过点. 因为的斜率为, 所以所求直线的斜率为,其方程为,即, 故选:A. 【变式2-2】已知圆与圆的公共弦所在直线恒过定点.若直线过点,则原点到直线的距离的最大值为_________. 【答案】 【分析】两圆方程相减得到公共弦方程,求出定点的坐标,当时,原点到直线的距离的最大值,最大值为. 【详解】圆与圆相减可得公共弦所在直线为, 令,解得,即, 又直线过点,所以当时,原点到直线的距离的最大值,最大值为. 故答案为: 【题型3 求圆的标准方程】 【例2】已知直线,,. (1)直线经过两条直线和的交点,且平行于直线,求直线的方程; (2)圆经过,两点,且圆心在直线上,求圆的标准方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)由联立得交点,根据两条直线平行可设的方程为:,点代入即可求解. (2)设圆心 ,由解得,根据两点间的距离公式求出半径即可求解. 【详解】(1)由得,所以直线和的交点为,         由可设的方程为:, 过点,所以,解得, 故直线的方程为. (2)因为圆心在直线上,所以设 , 由得 解得. 所以圆心为,半径为, 故圆的标准方程为. 【变式3-1】已知圆的圆心在轴上,且经过和两点. (1)求圆的方程; (2)直线过点,且圆心到直线的距离为1,求直线的方程. 【答案】(1) (2)或 【分析】(1)设圆的方程为,由已知条件列出方程组求解即得. (2)按直线的斜率存在与否分类,利用点到直线的距离公式求解即得. 【详解】(1)设圆的方程为, 由圆的圆心在轴上,且经过和两点, 得,解得, 所以圆的方程为,即. (2)由(1)得圆的圆心为, 当直线的斜率不存在时,直线的方程为,圆心到直线的距离为,符合题意; 当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即, 则,解得, 此时直线的方程为,即, 所以直线的方程为或. 【题型4 判断位置关系(相离 / 相切 / 相交)】 【例4】已知直线:与圆:,则直线与圆的位置关系是(    ) A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定 【答案】C 【分析】根据题意可得直线过定点,判断点在圆内,可判断直线与圆相交. 【详解】由题意可得直线:过定点. 因为,所以点在圆内, 则直线与圆相交. 故选:C. 【变式4-1】已知圆和圆有公共点,则的取值范围为(   ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】由两圆位置关系构造不等式求解即可. 【详解】由题可得, 解得:. 故选:B 【变式4-2】若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是( ) A.] B. C. D. 【答案】A 【分析】画出图形,求出直线过定点,数形结合再由圆心到直线的距离等于半径和斜率的定义求解即可; 【详解】曲线即为半圆:, 其图象如图所示, 曲线与轴的交点为,而直线为过的动直线, 当直线与半圆相切时,有,解得, 当直线过时,有, 因为直线与半圆有两个不同的交点,故, 故选:A. 【变式4-3】若直线与圆相离,则点(   ) A.在圆O外 B.在圆O内 C.在圆O上 D.与圆O的位置关系不确定 【答案】B 【分析】根据已知直线与圆相离,得到圆心到直线的距离大于半径,进行计算求解. 【详解】由题意,圆的圆心为,半径.直线到圆心的距离为,根据相离条件,即,整理得,这表明点到原点的距离的平方小于4,即点在圆内部. 故选:B. 【题型5 弦长计算 & 弦长最值】 【i5 【例5】已知直线与圆相交于两点,则的最小值为(    ) A. B.2 C. D. 【答案】C 【分析】先求得直线过定点,再分析取得最小值时的情况,利用弦长公式求解即可. 【详解】由直线得: , 由, 则直线过定点, 由圆可得圆心,半径, 所以圆心与定点的距离为: , 由, 所以点在圆内, 所以当圆心与定点的连线垂直于时,取得最小值, 则的最小值为, 故选:C. 【变式5-1】若直线被圆截得的弦长为,则(   ) A. B. C.2 D. 【答案】A 【分析】直接根据圆的弦长公式可得. 【详解】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. 【变式5-2】直线与圆交于A,B两点,则(    ) A.2 B. C. D. 【答案】D 【分析】利用垂径定理,将弦长问题转化为在弦心距与半径,半弦长构成的直角三角形中求解即可. 【详解】圆M的半径,圆心,则圆心M到直线l的距离, 故. 故选:D. 【题型6 过圆上一点求切线方程】 【例6】已知在中,,,. (1)求的外接圆的标准方程; (2)过点作的外接圆的切线,求该切线方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)将三顶点代入圆的标准方程,解出即可; (2)由两直线垂直得到斜率关系,再由点斜式得到直线方程即可; 【详解】(1)设的外接圆的标准方程为, 则 解得 故的外接圆的标准方程为. (2)由(1)得外接圆的圆心为,半径为5. 因为,所以切线的斜率为, 故所求切线方程为,即. 【变式6-1】已知圆经过点,,. (1)求圆的方程; (2)求经过点的圆的切线方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)利用待定系数法将三个点的坐标代入圆的一般方程,解方程组即可; (2)根据圆的切线性质求出切线的斜率,点斜式求得直线方程. 【详解】(1)设圆的方程为, 将三点坐标代入得,, 即,解得, 所以圆的方程为,即. (2)由(1),可得圆心,则, 所以经过点的圆的切线斜率, 所以经过点的圆的切线方程为,即. 【题型7 过圆外一点作圆的切线】 【例7】已知圆,直线. (1)判断直线与圆的位置关系; (2)求经过点的圆的切线方程. 【答案】(1)相离 (2)和 【分析】(1)首先求出圆心坐标与半径,再求出圆心到直线的距离,即可判断; (2)分斜率存在与不存在两种情况讨论,当斜率存在时,设直线方程为,利用圆心到直线的距离等于半径得到方程,求出,即可得解. 【详解】(1)圆的圆心为,半径, 则圆心到直线的距离, 所以直线与圆相离. (2)过点的斜率不存在的直线方程为, 满足圆心到的距离为,符合题意; 当斜率存在时,设直线方程为,即, 则圆心到直线的距离,解得, 所以直线方程为,即, 综上可得过点的圆的切线方程为和. 【变式7-1】已知圆C经过,,且圆心C在直线上. (1)求圆C的标准方程; (2)求圆C经过点的切线方程. 【答案】(1); (2)或. 【分析】(1)求出线段的中垂线方程,求出圆心坐标及半径即可. (2)按切线斜率存在与否,结合点到直线的距离公式求出切线方程. 【详解】(1)线段的中点,直线的斜率, 则线段的中垂线方程为,即, 由,解得,因此圆C的圆心,半径, 所以圆C的标准方程为. (2)点到直线的距离为2,即直线与圆C相切; 当切线斜率存在时,设切线方程为,即, 由,解得,因此方程为, 所以圆C经过点的切线方程为或. 【变式7-2】已知圆经过点和,且圆心在直线:上. (1)求圆的标准方程; (2)若过点作圆的切线,求该切线方程. 【答案】(1) (2)或. 【分析】(1)先设圆的标准方程,再代入点的坐标及圆心在直线上即可求参; (2)设直线方程,利用直线与圆的位置关系计算即可求解. 【详解】(1)设圆的标准方程为, 因为圆经过和点,且圆心在直线上, 所以 ,解得: , 所以圆的标准方程为. (2)当直线的斜率不存在时,,此时圆心到直线的距离为5,等于半径,故满足题意; 当直线的斜率存在时,设,即, 则点到直线的距离为圆的半径, 即,解得,此时. 综上,直线l的方程为或. 【题型8 三角形面积求值 / 面积最值】 【例8】在平面直角坐标系中,已知点,圆经过三点,直线的方程为. (1)若直线与圆相切,求的值; (2)若直线与圆相交于两点,求的面积的最大值. 【答案】(1); (2). 【分析】(1)先由待定系数法求出圆的方程,再根据直线与圆相切可得; (2)先可得三角形一边的长,再计算圆上到这一边的距离的最大值即可得面积的最大值. 【详解】(1)设圆的方程为, 因为圆经过点,所以, 解得,经检验,符合题意, 所以圆的方程为,即, 因为直线与圆相切, 所以圆心到直线的距离为, 所以,解得; (2)可化为,即直线恒过点, 因为点在圆上,故不妨设为, 所以直线,且, 设点到直线的距离为, 所以的面积, 因为点在圆上,所以的最大值等于圆心到直线的距离加上半径, 所以. 所以. 故的面积的最大值为. 【变式8-1】已知三点,记的外接圆为圆. (1)求圆的方程; (2)若直线与圆交于两点,求的面积. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)设圆的一般方程为,将三点代入得到方程组,求出,即可得到圆的方程; (2)先求出圆心到直线的距离,再利用勾股定理求出弦长,即可求出的面积. 【详解】(1)设圆的一般方程为, 将三点代入上式可得,, 解得, 所以圆的一般方程为 将其化为标准方程为; (2)由(1)可知,圆心,半径. 则圆心到直线的距离为, 所以, 故的面积为. 【变式8-2】已知圆. (1)已知直线,求该直线截得圆C的弦AB的长度; (2)若直线过点且与圆C相交于两点,求的面积的最大值,并求此时直线的方程. 【答案】(1) (2)面积最大值为8,直线方程为或 【分析】(1)法1:求出圆心和半径,得到圆心到直线的距离,利用垂径定理得到弦长; 法2:联立直线与圆的方程,得到两根之和,两根之积,利用弦长公式求出答案; 法3:联立直线与圆的方程,求出交点坐标,利用两点间距离公式求出答案; (2)设出直线方程,求出圆心C到直线的距离,利用垂径定理表达出面积,求出最大值,并得到,,得到直线方程. 【详解】(1)法1:圆C的圆心坐标为,半径, 圆心C到直线的距离.    则截得的弦长; 法2:设,联立方程组得, 消得, ; 法3:设,联立方程组得, 消得,解得, 则, . (2)圆C的圆心坐标为,半径, 当直线的斜率不存在时,与圆没有交点,舍去, 设直线的方程为,即, 则圆心C到直线的距离为, 又的面积, 所以当时取最大值8, 由,得, 解得,, 所以直线的方程为或. 【题型9 运动轨迹】 【例9】已知圆,点. (1)线段的端点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程; (2)若经过点的直线截圆所得弦长为,求直线的方程. 【答案】(1) (2)或 【分析】(1)根据相关点法求解出点的轨迹方程; (2)先计算出到的距离,然后根据的斜率是否存在进行分类讨论,由此求解出结果. 【详解】(1)设点,由点是的中点,得, 所以,故点, 因为在圆上运动,所以点的坐标满足圆的方程, 所以,化简得, 故点的轨迹方程是. (2)因为直线截圆所得弦长为, 所以直线到圆心的距离为, ①若直线的斜率不存在,直线的方程为, 此时到的距离为,故直线符合题意; ②若直线的斜率存在,设直线的方程为,即, 则圆心到直线的距离为,解得, 则直线,即为, 综上所述,直线的方程为或. 【变式9-1】过原点O的直线l与圆交于A,B两点,且点. (1)过点P作圆C的切线m,求切线m的方程; (2)求弦的中点M的轨迹方程. 【答案】(1)或 (2) 【分析】(1)根据题意,分直线斜率存在与不存在两种情况讨论,结合点到直线距离公式及相切条件求解即可; (2)设,根据圆的性质,弦的中点与圆心的连线垂直于弦,即,再利用向量垂直的坐标表示即可求解. 【详解】(1)由题知圆心,半径, 当直线斜率不存在时,直线方程为, 此时圆心到直线的距离,直线与圆相离,不符合题意; 当直线斜率存在时,设切线方程为,即, 圆心到直线的距离,即, 整理得,解得或, 所以切线的方程为或. (2)设,圆心, 因为M弦的中点,所以, 又直线l过原点O,所以, , , 整理得, 所以M的轨迹方程为. 【变式9-2】已知圆经过点,且圆心在直线上. (1)求圆的标准方程. (2)设点,为圆上的动点,点满足. (i)求点的轨迹方程; (ii)判断点的轨迹与圆的位置关系. 【答案】(1) (2)(i);(ii)外离 【分析】(1)借助待定系数法计算即可得; (2)(i)设出,则可得关系,再借助点在圆上代入计算即可得;(ii)计算两圆圆心距离与半径之和即可得. 【详解】(1)设圆的标准方程为, 由题可知,解得, 所以圆的标准方程为; (2)(i)设点, 因为,所以, 即,所以, 又因为点在圆上,所以, 化简得, 即点的轨迹方程为; (ii)点的轨迹是以为圆心,为半径的圆, 圆的圆心为,半径为2, 因为, 所以两个圆外离. 1.已知直线与圆相交,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】将圆的一般式方程整理为标准方程,确定其圆心及半径,使圆心到直线的距离小于半径即可. 【详解】圆的方程可整理为:, 因此圆心,半径. 因为直线与圆相交,故圆心到直线的距离, 得,即. 故选:C. 2.直线过点且与以点为端点的线段恒相交,则的斜率取值范围是________. 【答案】 【分析】根据图象得到当直线在和之间旋转时,直线与线段恒相交,然后根据直线和的斜率求范围即可. 【详解】 由题意得当直线在和之间旋转时,直线与线段恒相交, ,,所以. 故答案为:. 3.根据下列条件分别写出直线的一般式方程: (1)斜率是,且经过点; (2)与直线垂直,且在轴上的截距为. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)求出所求直线的点斜式方程,化为一般式方程即可; (2)根据两直线垂直得出所求直线的斜率,可得出所求直线的斜截式方程,再化为一般式方程即可. 【详解】(1)由点斜式,该直线的方程为,即, 故该直线的一般式方程为. (2)直线的斜率为,因为所求直线与它垂直,所以所求直线斜率为, 因此所求直线方程为,化为一般式方程可得, 故所求直线的一般式方程为. 4.已知直线经过点,圆. (1)若圆关于直线对称,求直线的方程; (2)若直线平行于直线,求直线关于点的对称直线的方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)由圆的对称性可知,直线l过圆心,结合直线的斜率公式及点斜式方程即可求得结果. (2)由两直线平行可得直线l的方程,求出点关于点对称的点,由直线l与直线关于点对称可得,再结合直线的点斜式方程求解即可. 【详解】(1)由可得圆的圆心,半径, 因为圆关于直线l对称,所以直线l过圆心, 又直线l过点,所以直线l斜率为, 由点斜式方程可得,即. 故直线l方程为. (2)由题意知,直线l斜率为,则由点斜式方程可得,即, 因为直线l与直线关于点对称,所以, 又因为点关于点对称的点,直线过点, 则由点斜式方程可得,即. 故直线方程为. 5.已知圆,点. (1)求过点P的圆的切线方程; (2)若直线l过点P且与直线平行,求直线l被圆C所截得的弦长. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)首先判断点与圆的位置关系,再根据切线的性质,求圆的切线方程; (2)首先求直线的方程,再代入弦长公式,即可求解. 【详解】(1)圆,圆心为,点在圆上, ,故切线所在直线斜率为, 所求切线方程为,即, (2)直线l的斜率为1, 过点,它的直线方程为, 圆心C到直线的距离为, 所以直线l被圆C所截得的半弦长为, 即直线l被圆C所截得的弦长为. 6.已知圆:,直线:. (1)若直线与圆相切,求的值; (2)若,过直线上一点作圆的切线,,切点为,,求四边形面积的最小值及此时点的坐标, 【答案】(1)或 (2), 【分析】(1)由圆心到直线的距离等于半径列方程求解即可, (2)当时,直线的方程为,而四边形的面积,由圆的性质可得当最小时,切线长最短,此时,求出直线的方程,联立两直线方程可得点的坐标. 【详解】(1)由已知,圆心到直线:的距离等于半径, 即. 解得:或. (2)当时,直线的方程为,四边形的面积 ∵为直角三角形, 当最小时,切线长最短,显然当时, ∴ 四边形的面积最小值为. 此时,,, ∴直线:,即. 由,解得,即. 7.已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,线段的中点为. (1)求点的轨迹方程; (2)若点的轨迹为曲线,已知直线的方程为,请判断直线与曲线的位置关系,并说明理由. 【答案】(1); (2)相离,理由如下: 由(1)知圆心,且半径, 所以圆心到的距离, 所以直线与曲线相离. 【分析】(1)设,根据已知得,又在圆上运动,代入求轨迹方程; (2)写出圆的圆心和半径,利用点线距离公式求圆心与直线距离并判断其与半径大小,即可判断位置关系. 【详解】(1)令为线段的中点,又,则, 又在圆上运动,故, 所以,故点的轨迹方程为. (2)略 第 1 页 共 23 页 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $

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专题02直线和圆的方程综合九大题型突破讲义-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
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