高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)總教案：8.5　直線與圓的綜合應(yīng)用_20210103224755

1、8.5直線與圓的綜合應(yīng)用典例精析題型一直線和圓的位置關(guān)系的應(yīng)用【例1】已知圓c：(x1)2(y2)225及直線l：(2m1)x(m1)y7m4 (mr).來(lái)源:來(lái)源:數(shù)理化網(wǎng)(1)求證：不論m為何值，直線l恒過(guò)定點(diǎn)；(2)判斷直線l與圓c的位置關(guān)系；(3)求直線l被圓截得的弦長(zhǎng)最短時(shí)的弦長(zhǎng)及此時(shí)直線的方程.【解析】(1)證明：直線方程可寫(xiě)作xy4m(2xy7)0，由方程組可得來(lái)源:所以不論m取何值，直線l恒過(guò)定點(diǎn)(3,1).(2)由5，故點(diǎn)(3,1)在圓內(nèi)，即不論m取何值，直線l總與圓c相交.(3)由平面幾何知識(shí)可知，當(dāng)直線與過(guò)點(diǎn)m(3,1)的直徑垂直時(shí)，弦|ab|最短. |ab|224，此時(shí)

2、 k，即2，解得m，代入原直線方程，得l的方程為2xy50.【點(diǎn)撥】解決弦長(zhǎng)問(wèn)題時(shí)，可利用弦長(zhǎng)的幾何意義求解.【變式訓(xùn)練1】若函數(shù)f(x)eax的圖象在x0處的切線l與圓c：x2y21相離，則p(a，b)與圓c的位置關(guān)系是()a.在圓外b.在圓內(nèi)c.在圓上d.不能確定【解析】選b.f(x)eaxf(x)eaxf(0).又f(0)，所以切線l的方程為y(x0)，即axby10，由l與圓c：x2y21相離得11，即點(diǎn)p(a，b)在圓內(nèi)，故選b. 題型二和圓有關(guān)的對(duì)稱問(wèn)題【例2】設(shè)o為坐標(biāo)原點(diǎn)，曲線x2y22x6y10上有兩點(diǎn)p、q關(guān)于直線xmy40對(duì)稱，又滿足·0.(1)求m的值；(2)

3、求直線pq的方程.來(lái)源:【解析】(1)曲線方程可化為(x1)2(y3)29，是圓心為(1,3)，半徑為3的圓.因?yàn)辄c(diǎn)p，q在圓上且關(guān)于直線xmy40對(duì)稱，所以圓心(1,3)在直線xmy40上，代入得m1.(2)因?yàn)橹本€pq與直線yx4垂直，所以設(shè) p(x1，y1)，q(x2，y2)，則直線pq的方程為yxb.將直線yxb代入圓的方程，得2x22(4b)xb26b10，4(4b)24×2(b26b1)0，解得23b23.x1x2b4，x1x2，y1y2(x1b)(x2b)b2b(x1x2)x1x2，因?yàn)?#183;0，所以x1x2y1y20，即0，得b1.故所求的直線方程為yx1.【點(diǎn)

4、撥】平面向量與圓的交匯是平面解析幾何的一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容，解題時(shí)，一方面要能夠正確地分析用向量表達(dá)式給出的題目的條件，將它們轉(zhuǎn)化為圖形中相應(yīng)的位置關(guān)系，另一方面還要善于運(yùn)用向量的運(yùn)算解決問(wèn)題.【變式訓(xùn)練2】若曲線x2y2x6y30上兩點(diǎn)p、q滿足關(guān)于直線kxy40對(duì)稱；opoq，則直線pq的方程為.【解析】由知直線kxy40過(guò)圓心(，3)，所以k2，故kpq.設(shè)直線pq的方程為yxt，與圓的方程聯(lián)立消去y，得x2(4t)xt26t30.(*)設(shè)p(x1，y1)，q(x2，y2)，由于opoq，所以x1x2y1y20，來(lái)源:即x1x2(x1t)(x2t)0，所以(x1x2)(t)x1x2t20.由(*

5、)知，x1x2，x1x2，代入上式，解得t或t.此時(shí)方程(*)的判別式0. 從而直線的方程為yx或yx，即x2y30或2x4y50為所求直線方程.題型三與圓有關(guān)的最值問(wèn)題【例3】求與直線xy20和曲線x2y212x12y540都相切的半徑最小的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.【解析】曲線x2y212x12y540可化為(x6)2(y6)218，它表示圓心為(6,6)，半徑為3的圓.作出直線xy20與圓(x6)2(y6)218，來(lái)源:由圖形可知，當(dāng)所求圓的圓心在直線yx上時(shí)，半徑最小.設(shè)其半徑為r，點(diǎn)(6,6)到直線xy2的距離為5，所以2r35，即r，點(diǎn)(0,0)到直線xy2的距離為，所求圓的圓心為(2cos

6、45°，2sin 45°)，即(2,2)，故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x2)2(y2)22.【點(diǎn)撥】解決與圓有關(guān)的最值問(wèn)題時(shí)，要借助圖形的幾何性質(zhì)，利用數(shù)形結(jié)合求解【變式訓(xùn)練3】由直線yx1上的點(diǎn)向圓c：(x3)2(y2)21引切線，則切線長(zhǎng)的最小值為()a.b.3c.d.2【解析】選a.設(shè)m為直線yx1上任意一點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)m的切線長(zhǎng)為l，則l，當(dāng)|mc|2最小時(shí)，l最小，此時(shí)mc與直線yx1垂直，即|mc|()218，故l的最小值為.總結(jié)提高1.解決直線與圓的綜合問(wèn)題時(shí)，一方面，我們要注意運(yùn)用解析幾何的基本思想方法(即幾何問(wèn)題代數(shù)化)，把它轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題，通過(guò)代數(shù)的計(jì)算，使問(wèn)題得到解決；另一方面，由于直線與圓和平面幾何聯(lián)系得非常緊密，因此，我們要勤動(dòng)手，準(zhǔn)確地作出圖形，并充分挖掘幾何圖形中所隱含的條件，利用幾何知識(shí)使問(wèn)題較為簡(jiǎn)捷地得到解決，即注