内容正文:
专题10 圆与圆的位置关系·切线·公共弦问题题型突破(六大题型)
考点01 判断圆与圆的位置关系
考点02 由圆的位置关系确定参数或范围
考点03 由圆与圆的位置关系确定圆的方程
考点04 相交圆的公共弦方程
考点05 圆的公切线条数
考点06 圆的公切线长
考点01 判断圆与圆的位置关系
1.古希腊数学家阿波罗尼奥斯有这样一个结论: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( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.圆,圆,则两圆的一条公切线方程为()
A. B.
C. D.
3.(多选)已知圆,圆,下列说法正确的是( )
A.圆关于点对称的圆的方程为:
B.存在,使得圆与圆内含
C.若圆与圆恰有三条公切线,则其外公切线长度为
D.若圆与圆相交,则公共弦长的最大值为2
4.(多选)已知圆与圆相交于两点,则下列选项正确的是( )
A.圆与圆有四条公切线 B.垂直平分
C.直线的方程为 D.线段的长为
5.圆与圆交点为,,则的面积为________.
6.圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.外离
7.(多选)在平面直角坐标系中,已知点,,动点满足,记动点的轨迹为曲线,直线()与曲线分别交于,两点,点,则下列说法正确的是( )
A.曲线的方程为
B.的最小值为
C.存在点,使得
D.当取得最大值时,
8.圆:与圆:公切线的条数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
9.圆与圆的位置关系为( )
A.相交 B.外离 C.外切 D.内含
10.在平面直角坐标系中,已知点,若动点满足 .
(1)求点的轨迹方程;
(2)若 ,判断是否存在点满足,若存在,请求出点; 若不存在,请说明理由.
考点02 由圆的位置关系确定参数或范围
11.若圆:与圆:有且仅有条公切线,则_____;的最大值为_______.
12.已知圆与圆外切,则a的值为______.
13.在平面直角坐标系中,已知圆经过点,点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)已知点为圆上的动点,求的取值范围;
(3)点,设圆的半径为,,为圆上不同的两点,若对于线段上任意一点,都存在,使,求的取值范围.
14.已知圆:和圆:有条公切线,则______.
15.已知圆的圆心在直线上,圆被轴截得的弦长为8,且与圆:内切,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
16.已知,,,,,,则的最小值为______.
17.若圆上存在点满足,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
18.已知圆:与圆:,则“”是“与有公共点”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
19.已知圆,若圆上存在点使,则正数的取值范围是______.
20.在平面直角坐标系中,已知圆,点,若圆上存在点,满足,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
考点03 由圆与圆的位置关系确定圆的方程
21.已知两圆,圆,过两圆交点,且圆心在直线上的圆的一般方程为____________
22.已知圆与圆(,)交于,两点,若存在实数,使得公共弦长,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
23.已知圆:(为实数).
(1)若直线被圆截得的弦长为,求的值;
(2)若过点的圆与圆相切于点,求圆的标准方程.
24.过原点且圆心在轴上的圆与圆外切,则圆的标准方程为__________.
25.半径相同的圆,交于,两点,若,则圆的标准方程为________.
26.已知圆和圆
(1)求证:圆与圆相交;
(2)求两圆公共弦所在直线的方程;
(3)求经过圆与圆的交点,且面积最小的圆的方程.
27.(多选)已知直线,圆,则正确的结论有( )
A.直线l的纵截距为
B.与圆C关于直线对称的圆的方程为
C.直线l与圆C相交
D.与直线l平行且与圆C相切的直线方程为
28.已知是半径为1的动圆上一点,为圆上一动点,过点作圆的切线,切点分别为,,则当取最大值时,△的外接圆的方程为____________
29.已知圆,试写出一个半径为1,且与轴和圆都相切的圆的标准方程:__________.
30.已知圆,点.
(1)过的直线截所得的弦长为,求的方程;
(2)经过点的圆N与圆M外切于点,求圆N的方程.
考点04 相交圆的公共弦方程
31.(多选)圆和圆的交点为,,则有( )
A.公共弦所在直线方程为
B.线段中垂线方程为
C.公共弦的长为
D.为圆上一动点,则到直线距离的最大值为
32.已知圆 ,圆 .
(1)求两圆公共弦所在直线方程;
(2)求两圆的公共弦长.
33.(多选)下列结论正确的是( )
A.若圆:,圆:,则圆与圆的公共弦所在直线的方程是
B.若圆上有且仅有2个点到直线:的距离等于1,则
C.曲线:与曲线:恰有三条公切线,则
D.已知圆:,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为4
34.(多选)以下四个命题表述正确的是( )
A.直线()恒过定点
B.圆:与圆:恰有三条公切线
C.两圆与的公共弦所在的直线方程为
D.已知圆:,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为2
35.已知圆:与圆:交于,两点,则四边形的面积为( )
A. B.
C. D.
36.(多选)过直线上任意一点P作圆的两条切线,切点分别为,则( )
A.可以是等边三角形 B.直线过定点
C.四边形面积的最小值是 D.的取值范围为
37.已知动点与两个定点,的距离的比为,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程,并说明其形状;
(2)已知,过直线上的动点分别作曲线的两条切线,(,为切点),连接交于点,是否存在点,使的面积最大?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
38.(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
39.(多选)已知:,:,则( )
A.点的坐标为
B.当时,与轴相切
C.当时,与相切
D.当与相交时,两个交点所在直线的方程为
40.在平面直角坐标系中,已知圆:和圆:交于两点,则( )
A. B. C. D.
考点05 圆的公切线条数
41.(多选)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.直线与间的距离是
C.若两条不同直线,的倾斜角分别为,,则“”是“”的必要不充分条件
D.与点和点距离是1的直线有且只有两条
42.圆和圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
43.设为正数,若圆与圆存在三条公切线,则______.
44.已知两圆的方程:,:,则它们的公切线的条数为________.
45.圆,圆,且,分别为两圆半径,圆和圆有且仅有一条公切线,则直线的方程为__________.
46.已知圆与圆至少有三条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
47.若圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
48.(多选)已知两条直线和交于点,则( )
A.直线必过点
B.点在圆上
C.点到直线距离最小值为
D.点的轨迹与圆有三条公切线
49.(多选)圆与圆的公切线的交点坐标可以是( )
A. B. C. D.
50.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________.
考点06 圆的公切线长
51.已知圆经过点,半径小于5,圆心在直线上,直线与相切;圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)求圆与圆的公切线的条数,并求公切线段的长度.
52.(多选)点P在圆:上,点Q在圆:上,则( )
A.两圆的位置关系为外切 B.的最大值为12
C.两圆公切线段长为 D.两圆相交弦所在直线的方程为
53.已知圆和圆,则下列结论中正确的是( )
A.圆与轴相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线
D.两圆的公切线段长为
54.已知圆和圆,则圆与公切线段的长度为__________.
55.已知圆和圆,则( )
A.圆与圆相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.两圆的公切线段长为3
D.有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线
56.若圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)求圆与圆公切线的长度;
(3)过直线上一点作圆的切线,,切点为,,求当四边形面积最小时,的坐标.
57.已知圆心在直线上且过点的圆与直线相切,其半径小于5.若圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)求圆与圆公切线段的长度;
(3)过直线上一点作圆的切线PC,PD,切点为C,D,当四边形面积最小时,求直线CD的方程.
58.若圆与圆(a,)有且仅有一条公切线,则从点到圆的切线长为( )
A.1 B. C. D.2
59.已知圆和圆,则( )
A.圆与圆相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.两圆的公切线段长为3
D.有且仅有一个点P,使得过点P能作两条与两圆都相切的直线
60.已知:圆与圆.
(1)当时,判断两圆是否相交.并说明理由.如果相交,求公共弦所在直线的方程.
(2)当两圆外切时,
①求的值;
②某直线分别与圆和圆相切于相异的两点,求.
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专题10 圆与圆的位置关系·切线·公共弦问题题型突破(六大题型)
考点01 判断圆与圆的位置关系
考点02 由圆的位置关系确定参数或范围
考点03 由圆与圆的位置关系确定圆的方程
考点04 相交圆的公共弦方程
考点05 圆的公切线条数
考点06 圆的公切线长
考点01 判断圆与圆的位置关系
1.古希腊数学家阿波罗尼奥斯有这样一个结论: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( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据阿波罗尼斯圆的定义求出点的轨迹方程,再通过比较两圆的圆心距与半径之和,半径之差的大小关系来确定两圆的位置关系,进而得出公切线条数.
【详解】已知,,,因为动点满足,
又,,则,
则,
化简可得,
所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
已知圆的方程为,则其圆心,半径,
所以,
又因为,即,所以两圆外切,
根据两圆位置关系与公切线条数的对应关系,当两圆外切时,公切线有条.
2.圆,圆,则两圆的一条公切线方程为()
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由两圆方程得圆心和半径,判断两圆外离,求公切线时,利用圆心到直线的距离等于半径这一条件,逐一检验选项:分别计算两圆心到各直线的距离,若都等于半径,则该直线为公切线.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
两圆半径相等,圆心距所以两圆外离,有公切线;
A选项:,圆心到该直线距离,不是切线,A选项错误;
C选项:,圆心到该直线距离,也不是切线,C选项错误;
B选项:,圆心到直线距离,不是切线,B选项错误;
D选项:,圆心到直线距离,圆心到直线距离,
两者都等于半径,所以是两圆的一条公切线,D选项正确.
3.(多选)已知圆,圆,下列说法正确的是( )
A.圆关于点对称的圆的方程为:
B.存在,使得圆与圆内含
C.若圆与圆恰有三条公切线,则其外公切线长度为
D.若圆与圆相交,则公共弦长的最大值为2
【答案】ACD
【分析】通过求对称圆的圆心得出对称圆方程判断A;圆心距判断两圆位置关系判断B;根据公切线条数可得两圆的位置关系求解公切线判断C;结合圆的弦长性质与直线过圆心条件求,验证相交关系判断D.
【详解】圆的圆心为,半径;圆的圆心为,半径.
选项A: 因为关于点的对称点是,所以圆关于点对称的圆的方程为:,即,故A正确;
选项B: 因为圆心距无解,
所以不存在,使得圆与圆内含,B错误.
选项C: 圆与圆恰有三条公切线,对应两圆外切,此时,
所以公切线的长为,C正确;
选项D: 圆的方程展开为,圆的方程展开为,
两式相减得公共弦所在直线方程为,
公共弦长最大时,公共弦为圆的直径(长度为2),此时直线过圆心, 代入得,解得.
验证圆心距,满足,两圆相交,公共弦存在,故公共弦长的最大值为2,D正确.
4.(多选)已知圆与圆相交于两点,则下列选项正确的是( )
A.圆与圆有四条公切线 B.垂直平分
C.直线的方程为 D.线段的长为
【答案】BCD
【分析】由两圆的位置关系判断A;由圆的对称性判断B;联立两圆方程,消去二次项,即可得直线AB的方程,即可判断C;求出两圆的交点坐标,由两点间的距离公式求出的长,即可判断D.
【详解】对于A,因为两圆相交,
所以两圆只有两条公切线,故A错误;
对于B,由图形对称性可知,垂直平分,故B正确;
对于C,联立,
两式相减,得到,
即为直线AB的方程,故C正确;
对于D选项,联立,
可得或,
则,故D正确.
5.圆与圆交点为,,则的面积为________.
【答案】
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
,则圆与圆相交,且,
因此是正三角形,其面积为.
6.圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.外离
【答案】B
【分析】根据两圆圆心距与半径之间的数量关系即可判断两圆的位置关系.
【详解】圆的圆心为,半径,圆的圆心为,半径.
因为,即,
所以圆与圆的位置关系是相交.
7.(多选)在平面直角坐标系中,已知点,,动点满足,记动点的轨迹为曲线,直线()与曲线分别交于,两点,点,则下列说法正确的是( )
A.曲线的方程为
B.的最小值为
C.存在点,使得
D.当取得最大值时,
【答案】ACD
【分析】根据直接法求轨迹方程,可判定A正确;根据直线过定点,结合圆的性质,可判B错误;求得以为直径的圆与曲线是否相交,得到是否存在点,使得,可判定C正确;找到与曲线相切时,分别求得和,结合两角和的正切公式,可判定D正确.
【详解】对于A,设,由,可得,
所以,整理得,
所以曲线的方程为,所以A正确;
对于B,直线恒过定点,且曲线的圆心为,
当时,取得最小值,所以B错误;
对于C,由点,,
以为直径的圆的方程为,可得圆心为,半径为,
则,
因为,所以圆与圆相交,
当点为两圆的交点时,,所以C正确;
对于D,如图所示,当与曲线相切,且切点在第二象限时,取得最大值,
此时,则,所以,
因为,所以,所以D正确.
8.圆:与圆:公切线的条数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【答案】C
【详解】由圆:,所以圆心,半径,
又由圆:得,所以圆心,半径,
所以,,
所以,
所以圆与圆外切,所以圆与圆有3条公切线,
9.圆与圆的位置关系为( )
A.相交 B.外离 C.外切 D.内含
【答案】B
【详解】圆的圆心为,半径为;
圆的圆心为,半径为,
则,,得,
所以两个圆的位置关系是外离.
10.在平面直角坐标系中,已知点,若动点满足 .
(1)求点的轨迹方程;
(2)若 ,判断是否存在点满足,若存在,请求出点; 若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在.
【分析】(1)由数量积公式求解即可;
(2)假设存在点满足,得,再联立两个圆的方程判断是否相交即可.
【详解】(1),
由,得,得,
故点的轨迹方程为:.
(2)假设存在点满足,
则,
得,
联立两方程,两式相减,得,
将代入,得,
判别式,
则不存在满足条件的点.
考点02 由圆的位置关系确定参数或范围
11.若圆:与圆:有且仅有条公切线,则_____;的最大值为_______.
【答案】 16 25
【分析】使用两圆外切的几何条件计算,令,使用的几何意义求解.
【详解】由题意知两圆外切,则圆心距等于,即,故,
则点是圆上的点,圆心是原点,半径为,
设,则,
的几何意义为过点的直线在轴的截距的倍,
当直线与圆相切时,截距的绝对值取最值,
此时,解得或,
则的最大值是,故的最大值为.
12.已知圆与圆外切,则a的值为______.
【答案】9
【详解】圆的圆心为,半径为;圆的圆心为,半径为;
两圆的圆心距,
而两圆外切,故,解得.
13.在平面直角坐标系中,已知圆经过点,点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)已知点为圆上的动点,求的取值范围;
(3)点,设圆的半径为,,为圆上不同的两点,若对于线段上任意一点,都存在,使,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由圆上两点坐标,以及圆心在弦的中垂线上,可确定圆心所在直线方程,再通过联立方程组即可求出圆心,然后通过两点间的距离公式求出半径,即可求解;
(2)设,可理解为直线,由于点为圆上的动点,即可转化为该直线与圆的位置关系进行处理;
(3)设点,点,通过表示出点坐标,再根据,为圆上不同的两点,构造出方程组,由方程的几何意义出发,转化为圆与圆的位置关系,从而再转化不等式恒成立问题,即可求解.
【详解】(1)已知圆经过点,,则圆心在线段的中垂线上.
又有圆心在直线上,将代入,可得,
则圆心,半径,
故圆的方程为.
(2)设,则,即这是斜率为,截距为的直线.
已知点为圆上的动点,则该直线与圆有公共点.
圆心到直线的距离,
化简得,即,则,
故的取值范围为.
(3)已知点,点,则,直线的方程为.
设点,则.
设点,且,则.
又有,都在半径为的圆上,
所以,即.
因为关于,的方程组有解,
即以为圆心,为半径的圆与以为圆心,为半径的圆有公共点,
所以.
又因为,所以对成立.
而在上的值域为,
所以且,即.
当时,线段与圆切于点,不满足题意,所以,
故圆的半径的取值范围为.
14.已知圆:和圆:有条公切线,则______.
【答案】
【详解】两圆有3条公切线说明两圆外切,圆,圆心,半径为,
圆,化为标准方程,
圆心,半径为,圆心距为,
由外切性质可知,,即,解得.
15.已知圆的圆心在直线上,圆被轴截得的弦长为8,且与圆:内切,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据弦长公式和两点间距离公式列出方程式求解参数,从而求解半径.
【详解】设圆心,圆的半径为,圆心到轴距离,
根据弦长公式可知:,
圆:,圆心,半径,两圆内切可知,
同时,则,
代入得,令,
则,
解得,则
16.已知,,,,,,则的最小值为______.
【答案】25
【分析】将所求问题转换成与的距离问题,再结合两圆位置关系即可求解.
【详解】
设点,由可知:
点在以为圆心、半径的圆上,
设点,由可知:
点在以为圆心、半径的圆上,
,
它表示点与点的距离的平方,
因为,两点关于原点对称,
所以的轨迹是以为圆心、半径仍为的圆,
,
又,说明小圆完全内含于大圆,
内含两圆上点的最小距离为,
因此的最小值为.
17.若圆上存在点满足,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设点,由得到,从而两圆有公共点,利用圆心距和两圆半径的关系可得不等式,求出答案
【详解】设点,由得,
因为圆上存在点满足,
故圆与圆有公共点,
其中的圆心为,半径为2,
所以,
两边平方得,,故恒成立,
两边平方得,解得,
所以a的取值范围是.
18.已知圆:与圆:,则“”是“与有公共点”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】B
【分析】根据“与有公共点”可求得,由此可判断和的推理关系,即可得出答案.
【详解】圆的标准方程为,圆:,
故,
若圆与圆有公共点,则有,
即,解得,能推出,
当时,推不出,
故“”是“圆与圆有公共点”的必要不充分条件.
19.已知圆,若圆上存在点使,则正数的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为,,
所以点的轨迹是以A、B为直径端点,圆心为原点O的圆,则点P的轨迹方程为,
又点P在圆C上,所以圆与 圆有交点,
因为,且,所以,
又,解得.
当时,两圆外切,,满足条件;
当时,两圆内切,,满足条件.
所以.
20.在平面直角坐标系中,已知圆,点,若圆上存在点,满足,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】设点坐标,然后表示出和,建立方程后得到点的轨迹方程,由两个圆存在公共点,得到圆与圆的位置关系,从而得到圆心距和半径的关系,求出的取值范围.
【详解】设,则,.
因为,所以,即.
所以点的轨迹是以为圆心,以1为半径的圆.
又因为点在圆上,所以圆与圆有公共点,所以.
即,解得.
考点03 由圆与圆的位置关系确定圆的方程
21.已知两圆,圆,过两圆交点,且圆心在直线上的圆的一般方程为____________
【答案】
【分析】根据题意,设所求圆的方程为,得到圆心坐标,代入直线方程,求得的值,即可求解.
【详解】由圆和圆,
设所求圆的方程为,
即,可得所求圆的圆心为,
因为圆心在直线上,可得,解得,
所以所求圆的方程为,
所以所求圆的方程为.
22.已知圆与圆(,)交于,两点,若存在实数,使得公共弦长,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由和的标准方程可知,的圆心为,圆心在y轴上,半径,
的圆心为,圆心在x轴上,半径.公共弦长,
说明是的直径.连接,则,
,由垂径定理可知,连接,.
则,即,
结合下图可知,b增大时,a缩小,b缩小时,a增大,b取0时,
即的圆心为时,a取最大或最小值3或, 即a的取值范围是.
23.已知圆:(为实数).
(1)若直线被圆截得的弦长为,求的值;
(2)若过点的圆与圆相切于点,求圆的标准方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据圆的方程得到圆心坐标,然后利用距离公式得到圆心到直线的距离,再利用勾股定理得到半径,最后列方程求即可;
(2)根据相切得到圆心在直线上,在的中垂线上,然后联立方程得到圆心坐标,再计算半径,写标准方程即可.
【详解】(1)由题意得圆:(为实数).
圆的圆心,
则到直线的距离,
所以圆的半径,
则,
解得.
(2)因为圆与圆相切,
所以圆的圆心在直线上,
又因为,,
所以,
所以直线的方程为,
即为①,
因为圆与圆相切于点,
所以为圆上的点,又圆过点,
所以圆圆心在的中垂线上, ,中点坐标为,
所以的中垂线方程为②,
联立① ②得 ,
所以圆圆心为,半径,
所以圆的标准方程为.
24.过原点且圆心在轴上的圆与圆外切,则圆的标准方程为__________.
【答案】
【详解】因为圆的圆心在轴上,
所以设圆C的圆心C坐标为,半径设为r,
因为圆过原点,所以有,即.
因为圆与圆外切,所以有,
所以有,
两边同时平方得:,
即,
当时,,即,不成立,舍去.
当时,,即,
则,
所以圆的标准方程为.
25.半径相同的圆,交于,两点,若,则圆的标准方程为________.
【答案】
【分析】由题意得到,根据两点间距离公式列方程组求出圆半径,代入圆的标准方程求解即可.
【详解】半径相同的圆,交于,两点,若,
则圆的半径.
设圆的圆心坐标为,
则,解得(舍去,此时与圆重合)或.
所以圆的圆心坐标为.
故圆的标准方程为.
26.已知圆和圆
(1)求证:圆与圆相交;
(2)求两圆公共弦所在直线的方程;
(3)求经过圆与圆的交点,且面积最小的圆的方程.
【答案】(1)
证明:圆,圆心,半径,
圆,圆心,半径,
圆心距,因为,故两圆相交.
(2)
(3)
【分析】(1)根据几何法证明两圆相交;
(2)根据两圆相减计算得到公共弦所在直线的方程;
(3)根据经过两圆交点的圆中,面积最小者是以两交点为直径的圆,计算圆心和半径即可得到结果;
【详解】(1)略
(2)将两圆方程相减得,
化简得,即,
所以两圆公共弦所在直线的方程.
(3)经过两圆交点的圆中,面积最小者是以两交点为直径的圆
联立两圆方程,由公共弦方程得,
代入圆方程:,解得交点,
中点(圆心)坐标为,
半径为,
故圆方程为:
27.(多选)已知直线,圆,则正确的结论有( )
A.直线l的纵截距为
B.与圆C关于直线对称的圆的方程为
C.直线l与圆C相交
D.与直线l平行且与圆C相切的直线方程为
【答案】ABC
【分析】由已知可得圆心,半径,将直线化为斜截式即可求得纵截距判断A;先求圆心关于直线的对称点,可得对称后圆的方程即可判断B;根据圆心在直线上即可判断C;设平行于l且与圆C相切的直线方程为,根据圆心到直线的距离为半径,即可判断D.
【详解】因为圆,所以圆心,半径,
对于A,直线,即,所以直线l的纵截距为,故A正确;
对于B,因为圆心关于直线对称点为,
所以与圆C关于直线对称的圆的方程为,故B正确;
对于C,因为圆心在直线上,所以直线l与圆C相交,故C正确;
对于D,平行于l且与圆C相切的直线方程为,
所以,解得或,
所以与直线l平行且与圆C相切的直线方程为和,故D错误.
故选:ABC.
28.已知是半径为1的动圆上一点,为圆上一动点,过点作圆的切线,切点分别为,,则当取最大值时,△的外接圆的方程为____________
【答案】
【分析】由题设,确定的轨迹方程,结合已知可得,再根据切线的性质、勾股定理及面积法得到关于的关系式且△的外接圆以线段为直径,结合两圆的位置关系及其动点距离最值情况,写出外接圆的方程.
【详解】由,则动圆心的轨迹方程为.
为圆上的动点,又,
∴,
∵,,,
∴,
∴当最小时,最小,当最大时,最大.
当时,取最大值,△的外接圆以线段为直径,而中点,即中点为,
∴外接圆方程为,即.
故答案为:.
29.已知圆,试写出一个半径为1,且与轴和圆都相切的圆的标准方程:__________.
【答案】(答案不唯一)
【分析】与轴相切需要满足圆心横坐标的绝对值为1,再数形结合考虑圆与圆外切或内切的情况即可得解.
【详解】由图可知,满足题意的圆共有四个:
设与圆内切的圆,故有:,解得,
故圆的标准方程为:;
设与圆外切的圆,故有:,解得,
故圆的标准方程为:;
现计算圆心横坐标为且与圆外切的两个圆的方程.
设圆心,则有:,
整理得:,解得.
由对称性可知,的两解即的纵坐标.
因此,满足题意的圆共有四个:,,,,选择其中一个即可.
故答案为:(答案不唯一)
30.已知圆,点.
(1)过的直线截所得的弦长为,求的方程;
(2)经过点的圆N与圆M外切于点,求圆N的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)设过点A直线为:,利用过的直线截所得的弦长为,可得直线到圆心距离为1,据此可得答案;
(2)由题设所求方程为:,代入可得答案.
【详解】(1)由题,圆M的半径为,圆心为.
设过点A直线为:,因为过的直线截所得的弦长为,
则直线到圆心距离为:,则到距离为1,
即或,
则直线方程为:或,即或;
(2)因为所求圆与圆M外切,且切点为,
则设所求方程为:,
代入,得,
则所求方程为:
即.
考点04 相交圆的公共弦方程
31.(多选)圆和圆的交点为,,则有( )
A.公共弦所在直线方程为
B.线段中垂线方程为
C.公共弦的长为
D.为圆上一动点,则到直线距离的最大值为
【答案】BD
【分析】A选项,两圆相减得到公共弦所在直线方程;B选项,由对称性可知线段中垂线方程即所在直线方程,从而得到中垂线方程;C选项,求出圆心到直线的距离,根据垂径定理可得的长;D选项,到直线的距离加上半径即为所求.
【详解】A选项,与相减,
化简得,故公共弦所在直线方程为,A错误;
B选项,的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
由对称性可知线段中垂线方程即所在直线方程,
即,化简得,B正确;
C选项,圆心到直线的距离为,
故公共弦的长为,C错误;
D选项,为圆上一动点,则到直线距离的最大值为到直线的距离加上半径,
即,D正确.
32.已知圆 ,圆 .
(1)求两圆公共弦所在直线方程;
(2)求两圆的公共弦长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)两圆方程相减得到公共弦直线: ,
整理得: ,两边除以得:.
(2)对配方得:,则圆心,半径,
圆心到公共弦距离
设弦长为,弦长公式,
故.
33.(多选)下列结论正确的是( )
A.若圆:,圆:,则圆与圆的公共弦所在直线的方程是
B.若圆上有且仅有2个点到直线:的距离等于1,则
C.曲线:与曲线:恰有三条公切线,则
D.已知圆:,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为4
【答案】ABC
【分析】对于A,利用两圆方程相减即得公共弦方程;对于B,结合直线与圆的位置关系分析需满足,计算即得;对于C,由条件判断两圆外切,可得,计算即得答案;对于D,由切线长定理推得,依题需使最小,即当与直线垂直时,由点到直线的距离公式计算即可.
【详解】对于A,圆的圆心的坐标为,半径 ,
圆的圆心的坐标为,半径 ,
因为,所以圆与圆相交,
将圆与圆的方程左右分别相减,可得,
即为圆与圆的公共弦所在直线的方程,故A正确;
对于B,依题意,需使圆心到直线的距离满足,
解得,故B正确;
对于C, 圆与圆有三条公切线,等价于两圆外切,
由可得,知圆心为,半径为1,
由可得,
知圆心为,半径为,且,
依题意,,解得 ,故C正确;
对于D,如图,由切线长定理,可得,要使最小,需使最小,
因P为直线上一动点,故当与直线垂直时,取得最小值,
此时即圆心到直线的距离为,
故,故D错误.
34.(多选)以下四个命题表述正确的是( )
A.直线()恒过定点
B.圆:与圆:恰有三条公切线
C.两圆与的公共弦所在的直线方程为
D.已知圆:,为直线上一动点,过点向圆引一条切线,其中为切点,则的最小值为2
【答案】ABD
【分析】A.求解含参数直线的定点,可通过赋值消去参数,令参数对应变量为0,代入直线方程即可求出恒过定点;B.判断两圆位置关系,需先配方得出圆心与半径,通过计算圆心距和半径和、差的大小关系,确定公切线条数;C.求两圆公共弦直线方程,直接将两圆一般方程作差消去二次项,化简后即可得到对应直线解析式;D.求圆外点切线长最小值,依据切线长公式,转化为求圆心到定直线的最短距离,再结合勾股定理计算.
【详解】A 选项,直线:,令,得,即无论取何值,直线恒过定点, A 正确;
B 选项,圆,即,故圆心,半径,
圆,即,故圆心,半径,
圆心距,,圆心距等于半径和,两圆外切,外切恰有 3 条公切线,B 正确;
C 选项,两圆:① ,② ,
两式相减,得公共弦所在的直线方程为,C 错误;
D 选项,圆,圆心,半径,是切线,由勾股定理,要最小,只需最小,
是原点到直线的距离,, D 正确.
35.已知圆:与圆:交于,两点,则四边形的面积为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】将两圆方程作差求相交弦方程,再应用弦心距、半径与弦长关系,利用两点间距离公式,进而求得四边形的面积.
【详解】圆的方程配方得,因此圆心,半径; 圆的方程配方得,因此圆心,半径.
由两点间距离公式得.
将两圆方程相减,消去二次项得到公共弦所在直线方程,即.
点到直线的距离,因此弦长的一半为,
即.
四边形可拆分为以为公共底的两个三角形和,
点到直线的距离,
因此总面积.
36.(多选)过直线上任意一点P作圆的两条切线,切点分别为,则( )
A.可以是等边三角形 B.直线过定点
C.四边形面积的最小值是 D.的取值范围为
【答案】ABD
【分析】结合圆的切点弦、切线性质、向量的数量积逐个分析选项:A选项利用特殊角进行反推验证;B选项根据切点弦方程判断定点;C选项四边形面积转化成切线长进行求解;D选项利用二倍角公式结合范围求解.
【详解】由题知圆O的圆心为,半径.
不妨取点,则,故,从而,
所以可以是等边三角形,故A正确;
设点,则,以为直径的圆的方程为,
又圆,两式作差可得直线的方程为,
又,代入可得
,令解得故直线过定点,故B正确;
四边形的面积为,故当最小时,四边形的面积最小,
又的最小值为圆心到直线的距离,且,
因此四边形面积的最小值为,故C错误;
,
在四边形中,,所以,
又,所以,
则,故的取值范围为,故D正确.
37.已知动点与两个定点,的距离的比为,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程,并说明其形状;
(2)已知,过直线上的动点分别作曲线的两条切线,(,为切点),连接交于点,是否存在点,使的面积最大?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),以为圆心,半径为2的圆
(2)存在,
【分析】(1)根据两点间的距离公式及圆的标准方程求解.
(2)根据四点共圆及作差法求出公共弦的方程及恒过的点,结合三角形面积公式、点到直线的距离及圆的性质求解即可.
【详解】(1)设,则,即,
所以,
整理得,即为以为圆心,半径为2的圆.
(2)存在,,理由如下:
由题设,易知,,,四点共圆,即,在以为直径的圆上,
而,的中点坐标为,,
以为直径的圆为,
又,在上,即为两圆的公共弦,
两圆方程作差,得直线为,
显然该直线恒过定点.
由题设,易知在以为直径的圆(除去点)上,即以为圆心、半径为的圆(除去点)上,且轴,
则,且到直线的距离为,
故到直线的最大距离为,
所以,当与重合时,面积最大,此时.
38.(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
【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.
39.(多选)已知:,:,则( )
A.点的坐标为
B.当时,与轴相切
C.当时,与相切
D.当与相交时,两个交点所在直线的方程为
【答案】BC
【分析】对于A,求出的圆心坐标即可判断;
对于B,利用圆心到的距离即可判断;
对于C,求出两个圆的圆心距与半径之差,半径之和比较即可判断;
对于D,将两个圆的方程相减化简即可求解.
【详解】由:,化简可得,
所以,的圆心,半径,故A错误;
对于B,由,得的半径,所以圆心到轴的距离,即与轴相切,故B正确;
对于C,由,得的半径,由于的圆心为,半径,所以,则与内切,故C正确;
对于D,由,化简得:,
所以与两个交点所在直线的方程为,故D错误.
40.在平面直角坐标系中,已知圆:和圆:交于两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】联立方程组求出公共直线的方程,计算原点到直线的距离,根据圆心角与弦心距、半径的关系求出的大小.
【详解】
联立方程组,可得直线的方程,
原点到直线的距离为,
在中,过作的垂线,垂足为,则为的中点,
,
在中,,
所以,
所以.
考点05 圆的公切线条数
41.(多选)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.直线与间的距离是
C.若两条不同直线,的倾斜角分别为,,则“”是“”的必要不充分条件
D.与点和点距离是1的直线有且只有两条
【答案】BC
【详解】对于A,直线方程整理为,则斜率.
直线倾斜角的范围是,且需满足.
例如,则,此时倾斜角,与不相等,
故直线的倾斜角不一定为,故A错误;
对于B,两条直线的方程为和,
先将系数化为一致,即变为.
故两条直线的距离为,故B正确;
对于C,若,则倾斜角,且倾斜角范围.
当时,和无意义,则不成立,故充分性不成立;
若,且,则,故,故必要性成立;
故“”是“”的必要不充分条件,故C正确;
对于D,设点和点,则.
与、距离均为1的直线,需满足到两点的距离均为1,
即直线为两圆(为圆心、1为半径;为圆心、1为半径)的公切线.
两圆半径均为1,圆心距,
故两圆外离,外离的两圆有4条公切线,故符合条件的直线有4条,不是2条,D错误.
42.圆和圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】圆即,表示以为圆心,半径为1的圆.
圆即,表示以为圆心,半径为4的圆.
两圆的圆心距为,等于两半径之和,所以两圆外切,
所以两圆的公切线条数为3.
43.设为正数,若圆与圆存在三条公切线,则______.
【答案】
【详解】圆的圆心为,半径;
圆的圆心为,半径;
若两圆存在三条公切线,则两圆外切,则,
即,且,解得.
44.已知两圆的方程:,:,则它们的公切线的条数为________.
【答案】
【分析】先把两圆一般方程配方求出圆心、半径,计算圆心距,对比圆心距与两半径和、差的大小,判断两圆位置为相交,再利用位置关系对应公切线数量的结论,得到公切线有条.
【详解】圆的圆心坐标为,半径,
圆的圆心坐标为,半径,
圆心距,
,,
因为,所以圆和圆相交,
根据两圆位置关系与公切线条数的对应规则,相交的两圆共有条公切线.
45.圆,圆,且,分别为两圆半径,圆和圆有且仅有一条公切线,则直线的方程为__________.
【答案】或
【分析】联立两圆方程,由条件,可得两圆的位置关系,即可得的关系,代入求解,即可得答案.
【详解】联立,①-②得,
由,得,
因为圆和圆有且仅有一条公切线:,
所以圆和圆相内切,故,
即或,
代入公切线方程得,
则直线的方程为或
46.已知圆与圆至少有三条公切线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出圆心和半径,再结合公切线的条数得到两个圆的位置关系,进而建立不等式,求解参数范围即可.
【详解】由题意得圆心,半径,,,
因为两圆至少有三条公切线,所以两圆位置关系为外切或外离,
,,
即,解得,
则的取值范围为.
47.若圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【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.
48.(多选)已知两条直线和交于点,则( )
A.直线必过点
B.点在圆上
C.点到直线距离最小值为
D.点的轨迹与圆有三条公切线
【答案】ABD
【分析】将代入直线计算可得A;结合两直线位置关系及所过定点计算可得B;利用圆的性质及点到直线距离公式计算可得C;求出两圆圆心距离及半径之和可得两圆位置关系,即可得D.
【详解】对A:将代入,可得,
故直线必过点,故A正确;
对B:对,令,则,故过点,
又,故与垂直,
结合直线过点,可得点在以为直径的圆上,
圆心为,半径,
故点在圆上,故B正确;
对C:由B知,点在圆上,
由斜率存在,故的轨迹不过点,
故点的轨迹方程为,且不过点,
的轨迹所在圆的圆心为,半径,
到直线距离,
则点到直线距离最小值为,
由图可得,此时点不为,故C错误;
对D:圆的圆心为,半径,
则,,
故圆与圆相外切,
即有三条公切线,故D正确.
49.(多选)圆与圆的公切线的交点坐标可以是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】首先求出两圆的圆心与半径,再利用公切线方程求解交点坐标即可.
【详解】如图,作出符合题意的图形,
由题意得,圆心,半径.
将整理得,圆心,半径.
圆心距,两圆外切,
所以共有三条公切线,两两相交可得三个交点.
外公切线交点在连心线延长线上,由位似性质得交点为,
由图可得一条外公切线为,
设另一条外公切线方程为,
由圆心到切线距离等于半径得,
解得,所以;
两圆联立且内公切线的切点在连心线上,
所以切点坐标为,内公切线斜率为 ,方程为;
此时两两交点,对应选项A;
,对应选项B;,对应选项C;
故选项D不是公切线交点.
50.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】
【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:.
考点06 圆的公切线长
51.已知圆经过点,半径小于5,圆心在直线上,直线与相切;圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)求圆与圆的公切线的条数,并求公切线段的长度.
【答案】(1)
(2)条,
【分析】(1)设圆心坐标,根据圆心到切线的距离等于半径,圆上点到圆心的距离也等于半径,列出方程,得出圆心坐标及半径,再根据对称得出答案;
(2)先确定两圆的位置关系,再利用公切线长度公式即可求得答案.
【详解】(1)设圆的圆心为,由题意可列方程:,解得或(舍).
所以圆的圆心为,半径.圆的圆心关于直线对称点为.
因此,圆的方程为:
(2)圆心距,因为,所以两圆相交,有2条公切线.
对于半径相等的两圆,外公切线段长度公式为:,代入得,
故有2条公切线,且公切线段长度为.
52.(多选)点P在圆:上,点Q在圆:上,则( )
A.两圆的位置关系为外切 B.的最大值为12
C.两圆公切线段长为 D.两圆相交弦所在直线的方程为
【答案】BCD
【分析】对于A,由圆的方程明确圆心与半径,利用圆心距与半径差和的大小关系,可得其正误;对于B,根据圆的性质,可得圆上点的位置,可得其正误;对于C,根据圆切线的性质,结合直角梯形的性质以及勾股定理,可得其正误;对于D,联立两圆的方程,作差化简,可得其正误.
【详解】对于A,由圆可知圆心与半径,
圆可知圆心与半径,
因为,且,即,所以两圆相交,故A错误;
对于B,由圆的性质可知,故B正确;
对于C,由过圆心的半径垂直于切线,则公切线的长度为,故C正确;
对于D,联立方程可得,即,
两式相减可得,则相交弦所在直线的方程为,故D正确.
故选:BCD.
53.已知圆和圆,则下列结论中正确的是( )
A.圆与轴相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线
D.两圆的公切线段长为
【答案】C
【分析】先求出两圆的圆心坐标和半径,然后根据圆与圆之间的位置关系、勾股定理等知识逐项计算即可.
【详解】将圆和圆化成标准方程为:
圆和圆,
所以两个圆的圆心坐标和半径分别为.
因为与轴的距离为1,小于该圆的半径2,所以圆与轴不相切,A错误;
因为,所以两圆相交,
所以两圆的公共弦所在直线方程为两个圆的方程相减,得到方程,
即,所以B错误;
因为两圆的位置关系是相交,所以有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线,C正确;
根据勾股定理可得,公切线段长为,D错误;
故选:C.
54.已知圆和圆,则圆与公切线段的长度为__________.
【答案】2
【分析】由圆和圆的圆心和半径确定两圆位置关系,从而得到轴为与的一条公切线,确定与轴相切的点坐标,即可得公切线段的长度.
【详解】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.
55.已知圆和圆,则( )
A.圆与圆相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.两圆的公切线段长为3
D.有且仅有一个点,使得过点能作两条与两圆都相切的直线
【答案】D
【分析】首先将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标与半径,求出圆心距,即可判断A,两圆方程作差即可判断B,求出即可判断C,根据公切线的性质判断D.
【详解】由题可得圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径.
对于A,显然,圆与圆相交,故A错误;
对于B,易知两圆相交,将方程与相减,
得公共弦所在直线的方程为,故B错误;
对于C,因为,,
所以公切线段长为,故C错误;
对于D,因为两圆相交,所以两圆的公切线只有两条,
又因为两圆半径不相等,所以公切线交于一点,
即过点可以作出两条与两圆都相切的直线,故D正确;
故选:D
56.若圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)求圆与圆公切线的长度;
(3)过直线上一点作圆的切线,,切点为,,求当四边形面积最小时,的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设,根据题意列出关于的方程,求得即可得出圆的方程;
(2)首先得两圆相交,进一步得所求为;
(3)首先得四边形面积最小时的条件,再结合求出点的坐标.
【详解】(1)由题意,设,关于直线对称.
,且,
,圆心为,半径为,圆的方程.
(2)由(1)知圆,圆心为,半径为,
圆,圆心为,半径为,
两圆相交,有两条公切线.
又公切线的长度等于.
(3)圆的半径,
则四边形的面积.
设,
,
当时,,此时四边形的面积最小,为.
当四边形面积最小时,的坐标为.
57.已知圆心在直线上且过点的圆与直线相切,其半径小于5.若圆与圆关于直线对称.
(1)求圆的方程;
(2)求圆与圆公切线段的长度;
(3)过直线上一点作圆的切线PC,PD,切点为C,D,当四边形面积最小时,求直线CD的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设,根据题意列出关于的方程,求得即可;
(2)首先得两圆相交,进一步得所求为;
(3)首先得四边形面积最小时,点的坐标,进一步即可求解.
【详解】(1)由题意,设.
圆过点,且与直线相切,
,.
圆的半径小于5,
,此时圆的半径为3,圆心为,故方程为.
圆与圆关于直线对称,圆的方程为.
(2)由(1)知圆,圆心为,半径为,
圆,圆心为,半径为,两圆相交,有两条公切线.
又公切线段的长度等于.
(3)圆的半径,
则四边形的面积.
设,
,
当时,,此时四边形的面积最小,为.
在以为直径的圆上,圆的方程为,
又圆的方程为,
两个方程相减,可得直线CD的方程为.
58.若圆与圆(a,)有且仅有一条公切线,则从点到圆的切线长为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【分析】两圆只有一条公切线可得两圆内切,,再利用圆的切线长的公式可解.
【详解】由题,圆与圆内切,所以,即,所以点,
又圆的半径为1,所以切线长为,
故选:C.
59.已知圆和圆,则( )
A.圆与圆相切
B.两圆公共弦所在直线的方程为
C.两圆的公切线段长为3
D.有且仅有一个点P,使得过点P能作两条与两圆都相切的直线
【答案】D
【分析】利用之间的数量关系确定判断圆与圆的位置关系可判断A;通过两圆的方程相减得公共弦所在直线的方程即判断B;由结合勾股定理求解可判断C;根据两圆位置关系结合半径大小可知公切线,由此判断D.
【详解】解:由题可得圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径
对于A,显然,圆与圆相交,故A错误;
对于B,易知两圆相交,将方程与相减,
得公共弦所在直线的方程为,故B错误;
对于C,因为,,
所以公切线段长为,故C错误;
对于D,因为两圆相交,所以两圆的公切线只有两条,
又因为两圆半径不相等,所以公切线交于一点P,
即过点P可以作出两条与两圆都相切的直线,故D正确;
故选:D.
60.已知:圆与圆.
(1)当时,判断两圆是否相交.并说明理由.如果相交,求公共弦所在直线的方程.
(2)当两圆外切时,
①求的值;
②某直线分别与圆和圆相切于相异的两点,求.
【答案】(1)两圆相交,理由为:
由圆与圆,
可知两圆圆心分别为,半径,则,
当时,,则,,
所以,故两圆相交.
两圆方程相减得,即两圆公共弦所在直线的方程为.
(2)①,②4.
【分析】(1)根据两圆的方程得出圆心坐标和半径,计算出圆心距,比较圆心距与半径之和,半径之差的绝对值的大小,进而判断两圆位置关系;相交时,将两圆的方程相减,即得公共弦所在直线的方程;
(2)①利用两圆外切的条件得出关于参数的方程,即可求出的值,②利用外公切线的计算公式计算即可.
【详解】(1)略
(2)①若两圆外切,则,即,解得.
②因为,所以.
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