专题2.6 圆与圆的位置关系-讲义【知识清单+6大题型+强化训练】-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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内容正文:
专题2.6 圆与圆的位置关系-重难点题型(讲)
知识点01:圆与圆的位置关系及其判定
1、几何法:若两圆的半径分别为,,两圆连心线的长为d
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
图示
交点个数
0
1
2
1
0
d与,的关系
2、代数法:通过两圆方程组成方程组的公共解的个数进行判断.
消元,一元二次方程
【即学即练】
1.(25-26高二上·陕西榆林·期末)圆:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.外离
【答案】B
【分析】求出两圆的圆心和半径,计算两圆心的距离,再通过比较圆心距与两圆半径的大小关系,判断两圆的位置关系.
【详解】圆的圆心为,半径为;
圆的圆心为,半径为;
圆心距;
因为,所以圆与圆外切.
故选:B.
知识点02:两圆的公切线
1、定义:与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,包括外公切线和内公切线;
2、两圆的位置关系与公切线的条数的关系
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
图示
公切线条数
4条
3条
2条
1条
无公切线
3、两圆公切线方程的确定
(1)当公切线的斜率存在时,可设公切线方程为,由公切线的意义(两圆公公的切线)可知,两圆心到直线的距离分别等于两圆的半径,这样得到关于和的方程,解这个方程组得到,的值,即可写出公切线的方程;
(2)当公切线的斜率不存在时,要注意运用数形结合的方法,观察并写出公切线的方程。
【即学即练】
2.(25-26高三上·河北·阶段检测)已知圆,圆,则与的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】分别确定两个圆的圆心坐标与半径,根据圆与圆的位置关系求解圆心距,从而得圆与圆的位置关系,即可得公切线条数.
【详解】由题意可得圆25,圆心,
圆,圆心,
则圆心距,
则,所以两圆相交,故其公切线条数为2.
故选:B.
知识点03:两圆公共弦所在直线方程
圆:,
圆:,
则为两相交圆公共弦方程.
【注意】(1)若与相切,则表示其中一条公切线方程;
(2)若与相离,则表示连心线的中垂线方程.
【即学即练】
3.(25-26高二上·广东广州·期中)两圆与的公共弦的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】两圆方程作差可得其公共弦所在直线的方程,利用点到直线的距离,由几何法求得弦长.
【详解】由,得两圆公共弦所在直线方程为.
圆心到直线的距离为.
所以公共弦长为.
故选:A.
知识点04:利用圆系方程求圆的方程
1、过直线与圆的交点的圆系方程是:
()
2、以为圆心的同心圆系方程是:;
3、与圆同心的圆系方程是;
4、过同一定点的圆系方程是.
【即学即练】
4.(25-26高二上·全国·单元测试)求过圆和圆的交点,且圆心在直线上的圆的方程.
【答案】
【分析】所求的圆过已知圆交点,故可表示为:,求出圆心坐标再代入直线方程即可求解.
【详解】所求的圆过已知圆交点,故可表示为:,
即,①
从而圆心坐标为.
因为圆心在直线上,代入可得,解得.
代入①得,即为所求圆的方程.
题型01 圆与圆的位置关系判断
1.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)两圆:和:的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
【答案】D
【详解】:,即,
圆的圆心坐标为,半径为1,
:,即,
圆的圆心坐标为,半径为3,
,
所以两圆和的位置关系是外切.
2.(25-26高二下·河南·阶段检测)若圆与圆交于M,N两点,则直线MN的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
,圆与圆相交,直线的斜率为,
而,因此直线的斜率为,其倾斜角为.
3.(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
【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
4.(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
【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.
题型02 由圆与圆的位置关系求参
5.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)已知圆经过点和,且圆心在直线上,
(1)求圆的标准方程;
(2)圆,当为何值时,两圆外切?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设圆心,利用圆心到点和距离相等联立关于的方程,进而求解圆的方程;
(2)利用两圆外切时圆心距等于两圆半径之和,建立关于的方程求解.
【详解】(1)设圆心,则圆心到点和距离分别为
,
所以 ,即,
解得,
所以圆的半径,圆心,
故圆的方程为.
(2)由圆,得,
故圆的圆心,设半径为,则.
两圆外切时满足,
又因为,
所以,解得.
6.(2026高二·全国·专题练习)已知圆:与圆:相切,则实数______.
【答案】或
【分析】两圆相切,有外切与内切两种情况,外切时圆心距等于半径之和,内切时圆心距等于半径之差的绝对值,分类讨论即可求得.
【详解】圆:,圆心,半径为,
圆:即,
圆心,半径为,
,由于两圆相切,
若两圆外切,则,;
若两圆内切,则,解得,或(舍去).
综上,或6.
7.(26-27高二上·河南新乡·阶段检测)已知圆:,圆:.若圆与圆有公共点,则的取值范围是________.
【答案】
【详解】圆:的圆心,半径为;
圆:的圆心,半径为.
.
因为圆与圆有公共点,所以,
即解得.
8.(26-27高二上·重庆石柱·阶段检测)已知圆,圆,若圆与圆内切,则实数a的值是______.
【答案】0或
【详解】已知圆,则圆心,半径.
已知圆,则圆心,半径.
因为圆与圆内切,且,
所以圆在圆内部,且圆心距,
化简可得,解得或.
题型03 两圆的公共弦问题
9.(26-27高二上·陕西榆林·阶段检测)已知圆经过,,并且圆心在轴上.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知圆,判断圆与圆的位置关系;如果相交求公共弦所在直线方程,并求得公共弦长.
【答案】(1)
(2)相交;公共弦所在直线方程为,公共弦长为
【详解】(1)∵圆的圆心在轴上,∴设圆心,
半径为,则,即,
解得,,即圆的标准方程为.
(2)圆可化为
标准方程,即圆心,
半径,∵,
(对分子部分进行平方作差可比较),
∴,又,
即,即两圆相交,
联立,①-②得公共弦方程为,
则圆心到直线的距离为,
弦长.
10.(26-27高二上·天津东丽·阶段检测)已知圆:和圆:,则两圆公共弦所在直线的方程为______;公共弦长为______.
【答案】
【详解】由圆和圆,
两圆的方程,相减可得,即,
即两圆的公共弦所在的直线方程为,
又由圆,可得圆心,半径,
则圆心到直线的距离为,
则公共弦长为.
11.(26-27高二上·吉林四平·期中)已知点和以点为圆心的圆.
(1)求以为直径,点为圆心的圆的方程;
(2)设圆与圆相交于,两点,证明:直线,是圆的切线;
(3)求直线的方程.
【答案】(1)
(2)因为为直径,所以,,即,,
从而,是圆的切线.
(3)
【分析】(1)利用圆的标准方程得出圆心坐标,结合两点距离公式、中点坐标公式计算即可;
(2)根据直径所对的圆周角为直角,及切线的性质判定即可;
(3)直接对两圆的方程作差即可得出公共弦方程.
【详解】(1)因为,,所以,,
所以半径,
所以圆.
(2)略.
(3)分别将圆和圆化为一般型,得圆,
圆,
两式相减得,即,
所以公共弦的方程为.
12.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)(多选)已知圆,,圆与圆相交于点,,,下列结论正确的是( )
A. B.直线的方程是
C.公共弦长 D.四边形的面积是24
【答案】ABD
【分析】化简圆的方程为一般式方程,两方程相减,求得的方程,可判定B正确;联立方程组,求得方程组的解,可判定A正确,利用圆的弦长公式,求得的值,可判定C错误;由四边形的对角线和互相垂直,结合,可判定D正确.
【详解】由圆,即,
圆,即,
且圆心,,半径,,
联立方程组,两式相减,可得,即,
即直线的方程是,所以B正确;
联立方程组,解得或,
因为,所以,所以A正确;
由圆心到直线的距离为,
根据圆的弦长公式,可得,所以C错误;
由圆的性质得,四边形的对角线和互相垂直,
且,,
所以四边形的面积为,所以D正确.
题型04 两圆的公切线条数问题
13.(26-27高二上·天津东丽·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
【分析】先求得两圆的圆心与半径,通过计算圆心距判断两圆位置关系,进而确定公切线的条数.
【详解】圆的标准方程为,故圆心,半径;
将圆的一般方程配方,得,故圆心,半径;
两圆圆心距: ,
由,可知两圆外切,
故两圆公切线的条数为3.
14.(26-27高二上·重庆江北·阶段检测)已知点,直线,圆的圆心为点A关于直线l的对称点,且圆的半径为2,若圆的方程为,则圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】先由对称性得到的圆心,再根据圆与圆的位置关系确定公切线条数即可.
【详解】设点A关于直线l的对称点,
,解得,
则的圆心为,半径为2,
,圆心为,半径为,
圆与圆的圆心距,
又,
所以圆与圆外切,
则圆与圆的公切线条数为.
15.(2026·陕西渭南·一模)(多选)已知圆:,直线:,则( )
A.直线恒过定点
B.直线被圆截得的最短弦长为
C.圆与圆有四条公切线
D.当时,圆上恰有三个点到直线的距离等于1
【答案】AB
【分析】对A,将直线含参部分合并同类项列出方程组求解直线恒过的定点即可;对B,先判断定点与圆的位置关系,弦长最小时即为定点与圆心的连线与已知直线垂直时取得,再运用弦长公式计算即可;对C,利用两个圆心的距离与半径判断两个圆的位置关系;对D,当时直线确定,先求出圆心到直线的距离,再结合半径长度进行判断.
【详解】对于A,直线的方程可变形为,
令,解得,
所以直线恒过定点,故A正确;
对于B,因为直线过定点,且点在圆内,
则经过两点的直线与直线垂直时,直线被圆截得的弦长最小,
此时圆心到直线的距离为,
所以最小弦长为,故B正确;
对于C,圆化成标准方程为,
其圆心为,半径为3,满足,
所以两圆外切,共有三条公切线,故C错误;
对于D,圆,则圆心,半径,
当时,直线的方程为,圆心到直线的距离,
因为,所以圆上只有2个点到直线的距离为1,故D错误.
故选:AB.
16.(25-26高三上·安徽六安·阶段检测)(多选)已知直线,圆,则( )
A.动直线经过定点 B.圆心到直线的最大距离为
C.当直线与圆有两个不同的交点时, D.圆与圆有两条公切线
【答案】BCD
【分析】将直线方程进行变换为,解方程组可判断A;设,
易知当时,圆心到直线的距离最大,再由斜率关系和点斜式可得B;由圆心到直线的距离小于半径可得C;利用两圆心间距离可判断D.
【详解】对于A:将直线方程进行变换可得,
则有,解得. 所以直线经过定点,所以A错误;
对于B:圆的方程变换为,设,
易知当时,圆心到直线的距离最大,最大距离为,
直线斜率为,所以直线的斜率为,此时,所以B正确;
对于C:当直线与圆相交时,圆心到直线的距离,
化简得,解得,C正确;
对于D:两圆心间距离为,由可知圆与圆相交,所以有两条公切线,D正确;
故选:BCD.
题型05 求两圆的公切线方程
17.(25-26高二下·四川成都·开学考试)已知圆M经过,两点,且与x轴相切,圆O:.
(1)求圆M的一般方程;
(2)求圆M与圆O的公切线方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)通过求圆心和半径来求得圆的标准方程,再转化为一般方程.
(2)利用公共切线斜率与圆心连线斜率相等,再利用圆心到直线距离等于半径求解即可.
【详解】(1)由题意设圆心为,
,得,
故圆心为,,
圆M的标准方程为:,
圆M的一般方程为:.
(2)
由于圆M和圆O的半径均为2,
公切线与OM平行,则,设公切线方程为,
则,得或,
故公切线方程为或.
18.(25-26高三下·江苏镇江·开学考试)与圆和圆都相切的直线方程是______.
【答案】
【分析】根据题意,判断两圆的位置关系内切,联立方程组求得公切线方程.
【详解】设圆的圆心为,半径为,则,,
设圆的圆心为,半径为,则,,
所以,所以两圆内切.
联立方程,解得,
所以两圆的公切线方程为.
故答案为:.
19.(25-26高二上·江西赣州·阶段检测)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.
20.(25-26高二上·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
【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.
题型06 圆系方程的应用
21.(25-26高二上·辽宁葫芦岛·阶段检测)圆经过点,且经过两圆和圆的交点,则圆的方程为____________.
【答案】
【分析】利用圆系方程可求圆的方程.
【详解】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:.
22.(2026高二·全国·专题练习)求过两圆和的交点且面积最小的圆的方程.
【答案】
【分析】根据题意,求得两圆的公共弦的方程为,再设出所求圆的方程,结合题意和圆的性质,求得的值,即可求解.
【详解】由圆和,
两圆的方程相减,可得两圆的公共弦方程为,
过直线与圆的交点的圆,
可设为,即,
要使得所求圆面积最小,只需圆半径最小,则两圆的公共弦必为所求圆的直径,
圆心必在公共弦所在直线上,
即,解得,
代回圆系方程得所求圆方程.
23.(25-26高二下·黑龙江鹤岗·开学考试)圆心在直线上,且经过两圆和的交点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用圆系方程可求圆的方程.
【详解】由题可先设出圆系方程:,
则圆心坐标为; ,
又圆心在直线上,可得,解得,
所以圆的方程为:,故A正确.
故选:A.
24.(25-26高二上·吉林长春·期中)(多选)已知圆:与圆:相交于A,B两点,则下列判断正确的是( )
A.两圆的相交弦所在直线方程为
B.两圆的公共弦长为
C.经过A,B两点,且过原点的圆的方程为
D.P为上任意一点,Q为上任意一点,则的最大值为
【答案】ABD
【分析】对A,联立两圆方程,求出两圆的相交弦所在直线方程判断;对B,求出圆心到直线的距离,进而求得两圆的公共弦长判断;对C,设经过,两点,且过原点的圆的方程为,求出代回求得方程判断;对D,的最大值为,求出判断选项D.
【详解】对于A,由,得,
所以两圆的相交弦所在直线方程为,故A正确;
对于B,圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离为,
则两圆公共弦长为,故B正确;
对于C,经过,两点的圆的方程可设为,
即,因为此圆过原点,
,解得,
所以经过,两点,且过原点的圆的方程为,故C错误;
对于D,圆的圆心为,半径为,所以的最大值为,故D正确.
故选:ABD.
1.(25-26高二上·甘肃白银·期末)圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.外切 D.相交
【答案】C
【分析】计算两圆的圆心距并与两圆半径之和比较,即可得答案.
【详解】由题知圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
所以,所以圆与圆外切.
故选:C.
2.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)圆与圆相交,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求得两圆的圆心与半径,然后根据两圆的位置关系列出不等式,代入计算,即可得到结果.
【详解】因为圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
所以圆心距,
又圆与圆相交,所以,
即,又,所以解得:,
故选:C.
3.(25-26高二上·安徽池州·阶段检测)已知两圆的方程,,则它们的公切线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】C
【分析】将两圆方程化成标准方程,分别求出圆心和半径,由此判断两圆的位置关系,从而得到它们的公切线的条数.
【详解】由,得,所以圆心,半径为;
由,得,所以圆心,半径为.
所以.
因为,所以两圆相交.
所以它们有两条公切线.
故选:C.
4.(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
【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.
5.(25-26高三下·山东·开学考试)圆和圆的公切线方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【分析】先判断两个圆的位置关系,确定公切线的条数,求解出两圆的公共点,然后根据圆心连线与公切线的关系求解出公切线的方程.
【详解】解:,圆心,半径,
,圆心,半径,
因为,
所以两圆相内切,公共切线只有一条,
因为圆心连线与切线相互垂直,,
所以切线斜率为,
由方程组解得,
故圆与圆的切点坐标为,
故公切线方程为,即.
故选:A.
6.(25-26高二上·辽宁大连·期中)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
7.(25-26高二上·福建泉州·期中)已知圆与圆的公共弦所在的直线与直线平行,则的值为( )
A.2 B. C.2或0 D.或0
【答案】B
【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即得.
【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(公共弦方程不成立,舍去)或,
当时,圆,即圆心,半径,
圆的圆心,半径,,符合题意,
所以的值为.
故选:B
8.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)下列结论错误的是( )
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l: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C:,P为直线上一动点,过点P向圆C引一条切线PA,其中A为切点,则PA的最小值为4.
【答案】D
【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,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.
故选:D.
9.(26-27高二上·河南·阶段检测)(多选)已知圆:,圆:,则( )
A.两圆的圆心距为
B.两圆的公共弦所在直线的方程为
C.两圆的公共弦长为
D.直线是两圆的一条公切线
【答案】BC
【分析】对A,根据圆心坐标和两点距离公式求解判断;对B,两圆方程作差求解判断;对C,结合公共弦所在直线方程,用弦长的几何求法求解判断;对D,由直线与圆相切列式验证判断.
【详解】对于A:圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
则两圆的圆心距,A错误;
对于B:圆即①,圆即②,
①②化简得,B正确;
对于C:圆心到直线的距离,
所以公共弦长为,C正确;
对于D:圆心到直线的距离,
圆心到直线的距离
所以直线与圆相切,与圆不相切,D错误.
10.(25-26高二上·福建三明·期中)(多选)已知圆:与圆:,下列说法正确的是( )
A.与的公切线恰有条
B.与相交弦的方程为
C.与相交弦的弦长为
D.若,分别是圆,上的动点,则
【答案】ABD
【详解】由已知,圆的圆心为,半径为,圆的圆心为,半径为,
对于A,所以,故两圆相交,
则与的公切线恰有条,故A正确;
对于B,,,两式作差得,故B正确;
对于C,到的距离为,
所以与相交弦的弦长为,故C错误;
对于D,,故D正确.
11.(25-26高二下·安徽·期中)(多选)已知点P在圆上运动,过点P作圆的两条切线,切点分别为A,B,则( )
A.圆与圆外切
B.当直线与圆相切时,的面积为
C.的最小值为
D.的最小值为
【答案】BC
【分析】根据圆与圆的位置关系即可判断A;直线与圆的位置关系和三角形的面积公式计算即可判断B;如图,确定当取最小值时取得最小值,结合点与圆的位置关系计算即可判断C;设,根据平面向量数量积的定义,由选项C可得,结合换元法和基本不等式计算即可判断D.
【详解】对于A,因为圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
且,所以圆与圆外离,故A错误;
对于B,当与圆相切时,,
所以的面积为,故B正确.
对于C,连接,则,
当取最小值时取得最小值,
又,所以,故C正确;
对于D,设,则,
在中,,则,
由对C的分析,知,
所以,
令,则,,
当且仅当时等号成立,故D错误.
12.(26-27高二上·江苏·阶段检测)圆:与圆:相交于A、B两点,则公共弦的长________.
【答案】
【详解】由圆:与圆:,
两圆相减得公共弦所在直线方程为:,
由圆:,可得,所以圆心,半径,
所以圆心到直线的距离,
所以.
13.(2026高三下·四川成都·专题练习)已知圆,圆,则圆和圆的公共弦长为________.
【答案】
【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:.
14.(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】
【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.
15.(26-27高二上·北京顺义·阶段检测)已知圆经过,两点,并且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)求直线:被圆所截得的弦长;
(3)已知点,以为圆心的圆与圆相切,求圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
(3) 或
【分析】(1)圆心是的中垂线与已知直线的交点,定出圆心后再用两点距离求半径;
(2)先算圆心到直线的距离,再由半径、弦心距、半弦长的勾股关系求弦长;
(3)先算圆心距,再按外切、内切两类方程分别求圆的半径.
【详解】(1)的中点为,直线的斜率,
故的中垂线为,即.
圆心既在中垂线上,又在上,联立解得,
半径,
故圆的标准方程为.
(2)圆心到直线的距离,
由垂径定理得所得弦长为.
(3),设圆的半径为.
若两圆外切,则,;
若两圆内切,则,得或(舍去).
故圆的标准方程为或.
16.(26-27高二上·广西桂林·阶段检测)圆是平面上到定点的距离等于定长的点的集合.例如,在平面直角坐标系中,(表示以为圆心的圆)的圆心的坐标为,半径,根据两点间的距离公式有,两边平方得到的方程为.已知在平面直角坐标系中,的圆心为原点,半径为5,的方程为.
(1)求的方程;
(2)求的圆心坐标和半径;
(3)判断与是否相交,若相交,请求出相交弦长.
【答案】(1)
(2)圆心坐标为,半径为5
(3)相交,
【分析】(1)由两点间的距离公式得到的方程;
(2)由圆的定义及两点间的距离公式判断的圆心坐标和半径;
(3)两圆联立方程组,利用交点判断位置关系并求弦长.
【详解】(1)因为以原点为圆心,5为半径,
根据两点间的距离公式有,两边平方得的方程为.
(2)因为的方程为,
圆上的点到定点的距离等于定长5,所以的圆心坐标为,半径为5.
(3)将两圆方程联立得,解方程组得或,
即两圆相交于点,,
进而两圆的相交弦长为.
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专题2.6 圆与圆的位置关系-重难点题型(讲)
知识点01:圆与圆的位置关系及其判定
1、几何法:若两圆的半径分别为,,两圆连心线的长为d
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
图示
交点个数
0
1
2
1
0
d与,的关系
2、代数法:通过两圆方程组成方程组的公共解的个数进行判断.
消元,一元二次方程
【即学即练】
1.(25-26高二上·陕西榆林·期末)圆:与圆:的位置关系是( )
A.相交 B.外切 C.内切 D.外离
知识点02:两圆的公切线
1、定义:与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,包括外公切线和内公切线;
2、两圆的位置关系与公切线的条数的关系
位置关系
外离
外切
相交
内切
内含
图示
公切线条数
4条
3条
2条
1条
无公切线
3、两圆公切线方程的确定
(1)当公切线的斜率存在时,可设公切线方程为,由公切线的意义(两圆公公的切线)可知,两圆心到直线的距离分别等于两圆的半径,这样得到关于和的方程,解这个方程组得到,的值,即可写出公切线的方程;
(2)当公切线的斜率不存在时,要注意运用数形结合的方法,观察并写出公切线的方程。
【即学即练】
2.(25-26高三上·河北·阶段检测)已知圆,圆,则与的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
知识点03:两圆公共弦所在直线方程
圆:,
圆:,
则为两相交圆公共弦方程.
【注意】(1)若与相切,则表示其中一条公切线方程;
(2)若与相离,则表示连心线的中垂线方程.
【即学即练】
3.(25-26高二上·广东广州·期中)两圆与的公共弦的长为( )
A. B. C. D.
知识点04:利用圆系方程求圆的方程
1、过直线与圆的交点的圆系方程是:
()
2、以为圆心的同心圆系方程是:;
3、与圆同心的圆系方程是;
4、过同一定点的圆系方程是.
【即学即练】
4.(25-26高二上·全国·单元测试)求过圆和圆的交点,且圆心在直线上的圆的方程.
题型01 圆与圆的位置关系判断
1.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)两圆:和:的位置关系是( )
A.外离 B.相交 C.内切 D.外切
2.(25-26高二下·河南·阶段检测)若圆与圆交于M,N两点,则直线MN的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(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
4.(25-26高二上·上海松江·阶段检测)圆与圆的位置关系为_____
题型02 由圆与圆的位置关系求参
5.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)已知圆经过点和,且圆心在直线上,
(1)求圆的标准方程;
(2)圆,当为何值时,两圆外切?
6.(2026高二·全国·专题练习)已知圆:与圆:相切,则实数______.
7.(26-27高二上·河南新乡·阶段检测)已知圆:,圆:.若圆与圆有公共点,则的取值范围是________.
8.(26-27高二上·重庆石柱·阶段检测)已知圆,圆,若圆与圆内切,则实数a的值是______.
题型03 两圆的公共弦问题
9.(26-27高二上·陕西榆林·阶段检测)已知圆经过,,并且圆心在轴上.
(1)求圆的标准方程;
(2)已知圆,判断圆与圆的位置关系;如果相交求公共弦所在直线方程,并求得公共弦长.
10.(26-27高二上·天津东丽·阶段检测)已知圆:和圆:,则两圆公共弦所在直线的方程为______;公共弦长为______.
11.(26-27高二上·吉林四平·期中)已知点和以点为圆心的圆.
(1)求以为直径,点为圆心的圆的方程;
(2)设圆与圆相交于,两点,证明:直线,是圆的切线;
(3)求直线的方程.
12.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)(多选)已知圆,,圆与圆相交于点,,,下列结论正确的是( )
A. B.直线的方程是
C.公共弦长 D.四边形的面积是24
题型04 两圆的公切线条数问题
13.(26-27高二上·天津东丽·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
14.(26-27高二上·重庆江北·阶段检测)已知点,直线,圆的圆心为点A关于直线l的对称点,且圆的半径为2,若圆的方程为,则圆与圆的公切线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
15.(2026·陕西渭南·一模)(多选)已知圆:,直线:,则( )
A.直线恒过定点
B.直线被圆截得的最短弦长为
C.圆与圆有四条公切线
D.当时,圆上恰有三个点到直线的距离等于1
16.(25-26高三上·安徽六安·阶段检测)(多选)已知直线,圆,则( )
A.动直线经过定点 B.圆心到直线的最大距离为
C.当直线与圆有两个不同的交点时, D.圆与圆有两条公切线
题型05 求两圆的公切线方程
17.(25-26高二下·四川成都·开学考试)已知圆M经过,两点,且与x轴相切,圆O:.
(1)求圆M的一般方程;
(2)求圆M与圆O的公切线方程.
18.(25-26高三下·江苏镇江·开学考试)与圆和圆都相切的直线方程是______.
19.(25-26高二上·江西赣州·阶段检测)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.
20.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知圆和圆,则圆与公切线段的长度为__________.
题型06 圆系方程的应用
21.(25-26高二上·辽宁葫芦岛·阶段检测)圆经过点,且经过两圆和圆的交点,则圆的方程为____________.
22.(2026高二·全国·专题练习)求过两圆和的交点且面积最小的圆的方程.
23.(25-26高二下·黑龙江鹤岗·开学考试)圆心在直线上,且经过两圆和的交点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
24.(25-26高二上·吉林长春·期中)(多选)已知圆:与圆:相交于A,B两点,则下列判断正确的是( )
A.两圆的相交弦所在直线方程为
B.两圆的公共弦长为
C.经过A,B两点,且过原点的圆的方程为
D.P为上任意一点,Q为上任意一点,则的最大值为
1.(25-26高二上·甘肃白银·期末)圆与圆的位置关系是( )
A.内含 B.内切 C.外切 D.相交
2.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)圆与圆相交,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二上·安徽池州·阶段检测)已知两圆的方程,,则它们的公切线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
4.(2026·河南洛阳·模拟预测)圆与圆的公共弦长为( )
A.2 B. C. D.4
5.(25-26高三下·山东·开学考试)圆和圆的公切线方程是( )
A. B.或
C. D.或
6.(25-26高二上·辽宁大连·期中)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
7.(25-26高二上·福建泉州·期中)已知圆与圆的公共弦所在的直线与直线平行,则的值为( )
A.2 B. C.2或0 D.或0
8.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)下列结论错误的是( )
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l: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C:,P为直线上一动点,过点P向圆C引一条切线PA,其中A为切点,则PA的最小值为4.
9.(26-27高二上·河南·阶段检测)(多选)已知圆:,圆:,则( )
A.两圆的圆心距为
B.两圆的公共弦所在直线的方程为
C.两圆的公共弦长为
D.直线是两圆的一条公切线
10.(25-26高二上·福建三明·期中)(多选)已知圆:与圆:,下列说法正确的是( )
A.与的公切线恰有条
B.与相交弦的方程为
C.与相交弦的弦长为
D.若,分别是圆,上的动点,则
11.(25-26高二下·安徽·期中)(多选)已知点P在圆上运动,过点P作圆的两条切线,切点分别为A,B,则( )
A.圆与圆外切
B.当直线与圆相切时,的面积为
C.的最小值为
D.的最小值为
12.(26-27高二上·江苏·阶段检测)圆:与圆:相交于A、B两点,则公共弦的长________.
13.(2026高三下·四川成都·专题练习)已知圆,圆,则圆和圆的公共弦长为________.
14.(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___________________________.
15.(26-27高二上·北京顺义·阶段检测)已知圆经过,两点,并且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)求直线:被圆所截得的弦长;
(3)已知点,以为圆心的圆与圆相切,求圆的标准方程.
16.(26-27高二上·广西桂林·阶段检测)圆是平面上到定点的距离等于定长的点的集合.例如,在平面直角坐标系中,(表示以为圆心的圆)的圆心的坐标为,半径,根据两点间的距离公式有,两边平方得到的方程为.已知在平面直角坐标系中,的圆心为原点,半径为5,的方程为.
(1)求的方程;
(2)求的圆心坐标和半径;
(3)判断与是否相交,若相交,请求出相交弦长.
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