高中数学必修2 直线与圆的位置关系
【一】、圆的定义及其方程.
(1)圆的定义:平面内与定点距离等于定长的点的集合(轨迹)叫做圆,定点叫做圆心,定
长就是半径;(圆心是定位条件,半径是定型条件) (2)圆的标准方程: ;圆心),(b a
圆的一般方程:)04(02
2
2
2
>-+=++++F E D F Ey Dx y x ;圆心 ,半径为 ;
【二】、点与圆的位置关系(仅以标准方程为例,其他形式,则可化为标准式后按同样方法处理)
设),(00y x P 与圆2
2
2
)()(r b y a x =-+-;若P 到圆心之距为d ; ①P 在在圆C 外 ; ②P 在在圆C 内 ; ③P 在在圆C 上 ; 【三】、直线与圆的位置关系:
设直线0:=++C By Ax l 和圆2
2
2
)()(:r b y a x C =-+-,圆心C 到直线l 之距为
d ,由直线l 和圆C 联立方程组消去x (或y )后,所得一元二次方程的判别式为∆,则它
们的位置关系如下:
相离 ;相切 ;相交 ; 注意:这里用d 与r 的关系来判定,称为几何法,只有对圆才实用,也是最简便的方法;
利用∆判定称为代数法,对讨论直线和二次曲线的位置关系都适应。
【四】、两圆的位置关系:
(1)代数法:解两个圆的方程所组成的二元二次方程组;若方程组有两组不同的实数解,
则两圆相交;若方程组有两组相同的实数解,则两圆相切;若无实数解,两圆相离。
(2)几何法:设圆1O 的半径为1r ,圆2O 的半径为2r
①两圆外离 ; ②两圆外切 ; ③两圆相交 ; ④两圆内切 ⑤两圆内含 ;
(五)
已知圆C :(x-a)2+(y-b)2=r 2(r>0),直线L :Ax+By+C=0
1.位置关系的判定:
判定方法1:联立方程组得到关于x(或y)的方程
(1)△>0相交;
(2)△=0相切;
(3)△<0相离。
判定方法2:若圆心(a,b)到直线L的距离为d
(1)d<r相交;
(2)d=r相切;
(3)d>r相离。
例1、判断直线L:(1+m)x+(1-m)y+2m-1=0与圆O:x2+y2=9的位置关系。
例2、求圆x2+y2=1上的点到直线3x+4y=25的距离的最大最小值
1.切线问题:
例3:
(1)已知点P(x
0,y
)是圆C:x2+y2=r2上一点,求过点P的圆C的切线方程;
(x
0x+y
y=r2)
例4、求过下列各点的圆C:x2+y2-2x+4y-4=0的切线方程:
(1);(2) B(4,5)
(2)已知圆O:x2+y2=16,求过点P(4,6)的圆的切线PT的方程。
注:
(1)判断直线与圆的位置关系有两种方法,但利用圆心到直线的距离与半径的关系来判断在计算上更简洁。
(2)过圆外一点向圆引切线,应有两条;过圆上一点作圆的切线,只有一条。
例6、从直线L:2x-y+10=0上一点做圆O:x2+y2=4的切线,切点为A、B,求四边形PAOB面积的最小值。
例7、(切点弦)过圆外一点P(a,b)做圆O:x2+y2=r2的切线,
切点为A、B,求直线AB的方程。
2、弦长问题
例8、
(1)若点P(2,-1)为圆(x-1)2+y2=25的弦AB的中点,求直线AB的方程。
(2)若直线y=2x+b与圆x2+y2=4相交于A、B两点,求弦AB的中点M的轨迹。
(3)经过原点作圆x2+y2+2x-4y+4=0的割线l,交圆于A、B两点,求弦AB 的中点M的轨迹。
精选习题:
1 在直角坐标系中,直线033=-+y x 的倾斜角是( )
A .
6
π B .
3
π C .
6
5π D .
3
2π
2 直线0=++c by ax 同时要经过第一第二 第四象限,则c b a 、、应满足( )
A .0,0<>bc ab
B .0,0<>bc ab
C .0,0>>bc ab
D .0,0<<bc ab 3 直线0943=--y x 与圆42
2=+y x 的位置关系是(
)
A .相交且过圆心
B .相切
C .相离
D .相交但不过圆心
4 过两点)9,3()1,1(和-的直线在x 轴上的截距是(
)
A .2
3
-
B .3
2-
C .
5
2 D .2
5.若直线ax+by=1与圆x 2+y 2=1相交,则点P(a ,b)的位置是____ A.在圆上 B.在圆外 C.在圆内 D.以上皆有可能
6.已知点(1,2),(3,1)A B ,则线段AB 的垂直平分线的方程是( ) A .524=+y x B .524=-y x C .52=+y x D .52=-y x
7.若1(2,3),(3,2),(,)2
A B C m --三点共线 则m 的值为( ) A.21 B.21
- C.2- D.2 8.直线
x a y
b 22
1-=在y 轴上的截距是( ) A .b B .2
b - C .b 2
D .±b
9.直线13kx y k -+=,当k 变动时,所有直线都通过定点( ) A .(0,0) B .(0,1)
C .(3,1)
D .(2,1)
10.直线cos sin 0x y a θθ++=与sin cos 0x y b θθ-+=的位置关系是( ) A .平行
B .垂直
C .斜交
D .与,,a b θ的值有关
11.直线330x y +-=与610x my ++=平行,则它们之间的距离为( )
A .4
B
C D
12、若直线1=x 的倾斜角为α,则=α( )
A 、ο0
B 、ο45
C 、ο90
D 、不存在
13.经过圆2220x x y ++=的圆心C ,且与直线0x y +=垂直的直线方程是( ) A .10x y ++= B .10x y +-= C .10x y -+= D .10x y --=
14(安徽文)直线1x y +=与圆2220(0)x y ay a +-=>没有公共点,则a 的取值范围是 ( )
A .1)
B .1)-
C .(1)
D .1)
15、经过点A (1,2),且在两坐标轴上的截距相等的直线共有( ) A 、1条 B 、2条 C 、3条 D 、4条
16、方程22
40x y -=表示的图形是( ) A 、两条相交而不垂直的直线 B 、一个点 C 、两条垂直直线 D 、两条平行直线
17、下列说法正确的是 A 、 若直线1l 与2l 的斜率相等,则1l ∥2l ; B 、若直线1l ∥2l ,则1l 与2l 的斜率相等;
C 、若一条直线的斜率存在,另一条直线的斜率不存在,则它们一定相交;
D 、若直线1l 与2l 的斜率都不存在,则1l ∥2l
8 动点在圆12
2=+y x 上移动时,它与定点)0,3(B 连线的中点的轨迹方程是(
)
A .4)3(2
2=++y x B .1)3(2
2=+-y x C .14)32(2
2
=+-y x
D .2
1)23(22=++
y x
19.直线l 过点A(0,2)且与半圆C :(x-1)2+y 2=1(y≥0)有两个不同的交点,则直线l 的斜率的范围是____
20已知点(,)M a b 在直线1543=+y x 上,则22b a +的最小值为
21、m 为任意实数时,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5必过定点 。
22.若圆x 2+y 2-4x-5=0上的点到直线3x-4y+k=0距离的最大值是4,求k
23.一个圆经过点P(2,-1)和直线x-y=1相切,且圆心在y=-2x 上,求它的方程。
24.已知点P 是圆x 2+y 2=4上一动点,定点Q(4,0),求线段PQ 中点的轨迹方程。
25.已知过点)3,3(--M 的直线l 被圆021422=-++y y x 所截得的弦长为54,求直线l 的方程.。