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第02講圓的方程及直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系(核心考點(diǎn)精講精練)1.4年真題考點(diǎn)分布4年考情考題示例考點(diǎn)分析關(guān)聯(lián)考點(diǎn)2023年新I卷,第6題,5分圓中切線問(wèn)題已知點(diǎn)到直線距離求參數(shù)切線長(zhǎng)給值求值型問(wèn)題余弦定理解三角形2023年新Ⅱ卷,第15題,5分直線與圓的位置關(guān)系無(wú)2022年新I卷,第14題,5分判斷圓與圓的位置關(guān)系圓的公切線方程2022年新Ⅱ卷,第15題,5分由直線與圓的位置關(guān)系求參數(shù)求點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)直線關(guān)于直線對(duì)稱問(wèn)題2021年新I卷,第11題,5分直線與圓的位置關(guān)系求距離的最值切線長(zhǎng)2021年新Ⅱ卷,第11題,5分點(diǎn)與圓的位置關(guān)系求參數(shù)判斷直線與圓的位置關(guān)系無(wú)2020年新I卷,第9題,5分二元二次方程表示的曲線與圓的關(guān)系判斷方程是否表示橢圓判斷方程是否表示雙曲線2020年新Ⅱ卷,第10題,5分二元二次方程表示的曲線與圓的關(guān)系判斷方程是否表示橢圓判斷方程是否表示雙曲線2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的必考內(nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度較低或中等,分值為5分【備考策略】1.理解、掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程和一般方程,并會(huì)基本量的相關(guān)計(jì)算處理點(diǎn)與圓、直線與圓及圓與圓的位置關(guān)系求解3.能利用圓中關(guān)系進(jìn)行相關(guān)參數(shù)求解決圓中的最值問(wèn)題【命題預(yù)測(cè)】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的必考內(nèi)容,一般考查直線與圓和圓與圓的幾何綜合,需強(qiáng)化練習(xí)知識(shí)講解圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,其中圓心坐標(biāo)為,半徑為圓的一般方程()配方可得:,圓心坐標(biāo)為,半徑為表示圓的充要條件點(diǎn)與圓的位置關(guān)系已知點(diǎn),圓的方程為:若,點(diǎn)在圓內(nèi)若,點(diǎn)在圓上若,點(diǎn)在圓外直線與圓的位置關(guān)系直線,圓代數(shù)關(guān)系,其中為聯(lián)立方程根的個(gè)數(shù),幾何關(guān)系,其中為圓心到直線的距離圓與圓的位置關(guān)系設(shè)圓的半徑為,設(shè)圓的半徑為,兩圓的圓心距為若,兩圓外離,若,兩圓外切,若,兩圓內(nèi)切若,兩圓相交,若,兩圓內(nèi)含,若,同心圓兩圓外離,公切線的條數(shù)為4條;兩圓外切,公切線的條數(shù)為3條;兩圓相交,公切線的條數(shù)為2條;兩圓內(nèi)切,公切線的條數(shù)為1條;兩圓內(nèi)含,公切線的條數(shù)為0條;弦長(zhǎng)公式設(shè),,則或:圓上一點(diǎn)到圓外一點(diǎn)的距離的最值圓上一點(diǎn)到圓上一點(diǎn)的距離的最值圓上一點(diǎn)到直線距離的最值過(guò)圓內(nèi)一點(diǎn)的最長(zhǎng)弦和最短弦最長(zhǎng)弦:直徑;最短弦:垂直于直徑考點(diǎn)一、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程1.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知的頂點(diǎn),,,則其外接圓的方程為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】先設(shè)圓的方程為,根據(jù)題意,列出方程組求解,即可求出結(jié)果.【詳解】設(shè)的外接圓的方程為,因?yàn)榈捻旤c(diǎn),,,所以,解得,因此即為所求圓的方程.故選:A.【點(diǎn)睛】本題主要考查求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,利用待定系數(shù)法求解即可,屬于基礎(chǔ)題型.2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知圓心為的圓與直線相切,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由圓心到切線的距離等于半徑,求出圓的半徑,即可得到本題答案.【詳解】因?yàn)閳A心為的圓與直線相切,所以圓心到直線的距離等于半徑,即,所以該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是.故選:A3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))求過(guò)兩點(diǎn),且圓心在直線上的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】由圓心在直線x﹣2y﹣2=0上,可設(shè)圓心C(2b+2,b),再根據(jù)圓心到兩點(diǎn)A(0,4)、B(4,6)的距離相等,求出b的值,即得圓心和半徑,從而求得圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.【詳解】設(shè)圓心坐標(biāo)為C(2b+2,b),由圓過(guò)兩點(diǎn)A(0,4),B(4,6),可得|AC|=|BC|,即,解得,可得圓心為(4,1),半徑為5,則所求圓的方程為.故選:D.4.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知圓的圓心為,其一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)恰好在兩坐標(biāo)軸上,則這個(gè)圓的方程是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出直徑兩端點(diǎn)的坐標(biāo),然后求出半徑,再求出圓的方程即可.【詳解】設(shè)直徑的兩個(gè)端點(diǎn)分別,圓心C為點(diǎn)由中點(diǎn)坐標(biāo)公式,得,解得∴半徑,∴圓的方程是即故選:A.5.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))經(jīng)過(guò)直線與圓的兩個(gè)交點(diǎn),且面積最小的圓的方程是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】當(dāng)所求圓的直徑就是圓與直線相交的弦時(shí),所求圓的面積最?。缓髮⒔Y(jié)合圖形求解圓心和半徑即可求解;【詳解】
由題可知,當(dāng)所求圓的直徑就是圓與直線相交的弦時(shí),所求圓的面積最小.圓,即圓,所以圓心坐標(biāo)為,半徑為3,弦心距,弦長(zhǎng)為,則所求圓的半徑為2,接下來(lái)求解所求圓的圓心位置P:所以,過(guò)圓的圓心和直線垂直的直線方程為:,即.最小圓的圓心為與直線的交點(diǎn),解方程組可得,所求面積最小的圓方程為.故選:C.1.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若的三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為,,,則外接圓的圓心坐標(biāo)為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】求出線段的中點(diǎn)的坐標(biāo)即得解.【詳解】解:由題得是直角三角形,且.所以的外接圓的圓心就是線段的中點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得.故選:C2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))過(guò),,三點(diǎn)的圓的一般方程是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】設(shè)所求的圓的方程為,代入已知點(diǎn)得方程組,求解可得圓的方程.【詳解】解:設(shè)所求的圓的方程為,因?yàn)?,,三點(diǎn)在圓上,所以解得于是所求圓的一般方程是.故選:D.3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),,且圓心在直線:上,則圓的方程為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】求解的中垂線方程,然后求解圓的圓心坐標(biāo),求解圓的半徑,然后得到圓的方程.【詳解】圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),,可得線段的中點(diǎn)為,又,所以線段的中垂線的方程為,即,由,解得,即,圓的半徑,所以圓的方程為.故選:A.4.(2023·貴州銅仁·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))過(guò)、兩點(diǎn),且與直線相切的圓的方程可以是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】分析可知,圓心在直線上,設(shè)圓心為,根據(jù)圓與直線相切以及圓過(guò)點(diǎn)可得出關(guān)于的等式,解出的值,即可得出所求圓的方程.【詳解】因?yàn)?、,則線段的垂直平分線所在直線的方程為,設(shè)圓心為,則圓的半徑為,又因?yàn)?,所以,,整理可得,解得或,?dāng)時(shí),,此時(shí)圓的方程為;當(dāng)時(shí),,此時(shí)圓的方程為.綜上所述,滿足條件的圓的方程為或.故選:C.5.(2023·寧夏·六盤山高級(jí)中學(xué)校考一模)圓心在直線上,且過(guò)點(diǎn)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.【答案】【分析】先求得點(diǎn)與點(diǎn)確定線段的中垂線,再根據(jù)直線上,兩方程聯(lián)立求得圓心,從而得到圓的半徑即可.【詳解】解:點(diǎn)與點(diǎn)確定直線的斜率為,其中點(diǎn)為,所以線段的中垂線方程為,即,又圓心在直線上,由,解得,所以圓心為,,所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,故答案為:考點(diǎn)二、圓的一般方程1.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若圓:過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),則實(shí)數(shù)的值為(
)A.2或1 B.2或1 C.2 D.1【答案】C【分析】根據(jù)圓的一般方程的定義,結(jié)合過(guò)原點(diǎn)列方程即可求解.【詳解】∵表示圓,∴∴.又圓過(guò)原點(diǎn),∴,∴或(舍去);.故選:C.2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知方程表示圓,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)題意得到,再解不等式即可.【詳解】因?yàn)榉匠瘫硎緢A,所以,解得.故選:D3.(2023·甘肅定西·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))若點(diǎn)在圓的外部,則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】利用表示圓的條件和點(diǎn)和圓的位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)算.【詳解】依題意,方程可以表示圓,則,得;由點(diǎn)在圓的外部可知:,得.故.故選:C1.(2023·貴州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知曲線的方程,則“”是“曲線是圓”的(
)A.必要不充分條件 B.充分不必要條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【分析】根據(jù)二元二次方程表示圓的條件、必要不充分條件的定義可得答案.【詳解】,即,∴曲線是圓,∴“”是“”的必要不充分條件.故選:A.2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若點(diǎn)在圓C:的外部,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】由題意可得,解不等式組即可得實(shí)數(shù)k的取值范圍.【詳解】因?yàn)辄c(diǎn)在圓C:的外部,所以,解得.故實(shí)數(shù)k的取值范圍是.故選:C.3.(2023·江西吉安·寧岡中學(xué)??家荒#┮阎c(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值為(
)A. B. C.6 D.5【答案】A【分析】根據(jù)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,設(shè)x、y的參數(shù)方程,利用輔助角公式及正弦型函數(shù)的性質(zhì)求最值即可.【詳解】由,令,則,所以當(dāng)時(shí),的最大值為.故選:A考點(diǎn)三、直線與圓的位置關(guān)系1.(2021·北京·統(tǒng)考高考真題)已知直線(為常數(shù))與圓交于點(diǎn),當(dāng)變化時(shí),若的最小值為2,則
A. B. C. D.【答案】C【分析】先求得圓心到直線距離,即可表示出弦長(zhǎng),根據(jù)弦長(zhǎng)最小值得出【詳解】由題可得圓心為,半徑為2,則圓心到直線的距離,則弦長(zhǎng)為,則當(dāng)時(shí),取得最小值為,解得.故選:C.2.(2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)若過(guò)點(diǎn)(2,1)的圓與兩坐標(biāo)軸都相切,則圓心到直線的距離為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】由題意可知圓心在第一象限,設(shè)圓心的坐標(biāo)為,可得圓的半徑為,寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,利用點(diǎn)在圓上,求得實(shí)數(shù)的值,利用點(diǎn)到直線的距離公式可求出圓心到直線的距離.【詳解】由于圓上的點(diǎn)在第一象限,若圓心不在第一象限,則圓與至少與一條坐標(biāo)軸相交,不合乎題意,所以圓心必在第一象限,設(shè)圓心的坐標(biāo)為,則圓的半徑為,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.由題意可得,可得,解得或,所以圓心的坐標(biāo)為或,圓心到直線的距離均為;圓心到直線的距離均為圓心到直線的距離均為;所以,圓心到直線的距離為.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查圓心到直線距離的計(jì)算,求出圓的方程是解題的關(guān)鍵,考查計(jì)算能力,屬于中等題.3.(2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)過(guò)點(diǎn)與圓相切的兩條直線的夾角為,則(
)A.1 B. C. D.【答案】B【分析】方法一:根據(jù)切線的性質(zhì)求切線長(zhǎng),結(jié)合倍角公式運(yùn)算求解;方法二:根據(jù)切線的性質(zhì)求切線長(zhǎng),結(jié)合余弦定理運(yùn)算求解;方法三:根據(jù)切線結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式可得,利用韋達(dá)定理結(jié)合夾角公式運(yùn)算求解.【詳解】方法一:因?yàn)椋?,可得圓心,半徑,過(guò)點(diǎn)作圓C的切線,切點(diǎn)為,因?yàn)?,則,可得,則,,即為鈍角,所以;法二:圓的圓心,半徑,過(guò)點(diǎn)作圓C的切線,切點(diǎn)為,連接,可得,則,因?yàn)榍?,則,即,解得,即為鈍角,則,且為銳角,所以;方法三:圓的圓心,半徑,若切線斜率不存在,則切線方程為,則圓心到切點(diǎn)的距離,不合題意;若切線斜率存在,設(shè)切線方程為,即,則,整理得,且設(shè)兩切線斜率分別為,則,可得,所以,即,可得,則,且,則,解得.故選:B.4.(2021·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)(多選)已知直線與圓,點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是(
)A.若點(diǎn)A在圓C上,則直線l與圓C相切 B.若點(diǎn)A在圓C內(nèi),則直線l與圓C相離C.若點(diǎn)A在圓C外,則直線l與圓C相離 D.若點(diǎn)A在直線l上,則直線l與圓C相切【答案】ABD【分析】轉(zhuǎn)化點(diǎn)與圓、點(diǎn)與直線的位置關(guān)系為的大小關(guān)系,結(jié)合點(diǎn)到直線的距離及直線與圓的位置關(guān)系即可得解.【詳解】圓心到直線l的距離,若點(diǎn)在圓C上,則,所以,則直線l與圓C相切,故A正確;若點(diǎn)在圓C內(nèi),則,所以,則直線l與圓C相離,故B正確;若點(diǎn)在圓C外,則,所以,則直線l與圓C相交,故C錯(cuò)誤;若點(diǎn)在直線l上,則即,所以,直線l與圓C相切,故D正確.故選:ABD.5.(2021·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)(多選)已知點(diǎn)在圓上,點(diǎn)、,則(
)A.點(diǎn)到直線的距離小于B.點(diǎn)到直線的距離大于C.當(dāng)最小時(shí),D.當(dāng)最大時(shí),【答案】ACD【分析】計(jì)算出圓心到直線的距離,可得出點(diǎn)到直線的距離的取值范圍,可判斷AB選項(xiàng)的正誤;分析可知,當(dāng)最大或最小時(shí),與圓相切,利用勾股定理可判斷CD選項(xiàng)的正誤.【詳解】圓的圓心為,半徑為,直線的方程為,即,圓心到直線的距離為,所以,點(diǎn)到直線的距離的最小值為,最大值為,A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;如下圖所示:當(dāng)最大或最小時(shí),與圓相切,連接、,可知,,,由勾股定理可得,CD選項(xiàng)正確.故選:ACD.【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:若直線與半徑為的圓相離,圓心到直線的距離為,則圓上一點(diǎn)到直線的距離的取值范圍是.6.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)設(shè)點(diǎn),若直線關(guān)于對(duì)稱的直線與圓有公共點(diǎn),則a的取值范圍是.【答案】【分析】首先求出點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),即可得到直線的方程,根據(jù)圓心到直線的距離小于等于半徑得到不等式,解得即可;【詳解】解:關(guān)于對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,在直線上,所以所在直線即為直線,所以直線為,即;圓,圓心,半徑,依題意圓心到直線的距離,即,解得,即;故答案為:7.(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)設(shè)直線與圓和圓均相切,則;b=.【答案】【分析】由直線與兩圓相切建立關(guān)于k,b的方程組,解方程組即可.【詳解】設(shè),,由題意,到直線的距離等于半徑,即,,所以,所以(舍)或者,解得.故答案為:【點(diǎn)晴】本題主要考查直線與圓的位置關(guān)系,考查學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,是一道基礎(chǔ)題.1.(2023·湖南永州·統(tǒng)考一模)在平面直角坐標(biāo)系中,過(guò)直線上一點(diǎn)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為,則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】由題意圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,如圖,又,所以,又由圓心到直線的距離可求出的最小值,進(jìn)而求解.【詳解】如下圖所示:由題意圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,,又因?yàn)?,所以,所以,又圓心到直線的距離為,所以,所以不妨設(shè),則,又因?yàn)樵趩握{(diào)遞增,所以當(dāng)且僅當(dāng)即,即當(dāng)且僅當(dāng)直線垂直已知直線時(shí),有最大值.故選:A.2.(2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知⊙M:,直線:,為上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作⊙M的切線,切點(diǎn)為,當(dāng)最小時(shí),直線的方程為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由題意可判斷直線與圓相離,根據(jù)圓的知識(shí)可知,四點(diǎn)共圓,且,根據(jù)可知,當(dāng)直線時(shí),最小,求出以為直徑的圓的方程,根據(jù)圓系的知識(shí)即可求出直線的方程.【詳解】圓的方程可化為,點(diǎn)到直線的距離為,所以直線與圓相離.依圓的知識(shí)可知,四點(diǎn)四點(diǎn)共圓,且,所以,而,當(dāng)直線時(shí),,,此時(shí)最?。嗉?,由解得,.所以以為直徑的圓的方程為,即,兩圓的方程相減可得:,即為直線的方程.故選:D.【點(diǎn)睛】本題主要考查直線與圓,圓與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用,以及圓的幾何性質(zhì)的應(yīng)用,意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于中檔題.3.(2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知實(shí)數(shù)滿足,則的最大值是(
)A. B.4 C. D.7【答案】C【分析】法一:令,利用判別式法即可;法二:通過(guò)整理得,利用三角換元法即可,法三:整理出圓的方程,設(shè),利用圓心到直線的距離小于等于半徑即可.【詳解】法一:令,則,代入原式化簡(jiǎn)得,因?yàn)榇嬖趯?shí)數(shù),則,即,化簡(jiǎn)得,解得,故的最大值是,法二:,整理得,令,,其中,則,,所以,則,即時(shí),取得最大值,法三:由可得,設(shè),則圓心到直線的距離,解得故選:C.4.(2023·河北保定·統(tǒng)考二模)(多選)已知直線,圓的圓心坐標(biāo)為,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.直線恒過(guò)點(diǎn)B.C.直線被圓截得的最短弦長(zhǎng)為D.當(dāng)時(shí),圓上存在無(wú)數(shù)對(duì)點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱【答案】ABD【分析】求解直線系結(jié)果的定點(diǎn)判斷A;圓的圓心求解、判斷B;求解直線被圓截的弦長(zhǎng)判斷C,利用圓的圓心到直線的距離判斷D.【詳解】直線,恒過(guò)點(diǎn),所以A正確;圓的圓心坐標(biāo)為,,,所以B正確;圓的圓心坐標(biāo)為,圓的半徑為2.直線,恒過(guò)點(diǎn),圓的圓心到定點(diǎn)的距離為:,直線被圓截得的最短弦長(zhǎng)為,所以C不正確;當(dāng)時(shí),直線方程為:,經(jīng)過(guò)圓的圓心,所以圓上存在無(wú)數(shù)對(duì)點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,所以D正確.故選:ABD.5.(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)已知直線和圓相交于兩點(diǎn).若,則的值為.【答案】5【分析】根據(jù)圓的方程得到圓心坐標(biāo)和半徑,由點(diǎn)到直線的距離公式可求出圓心到直線的距離,進(jìn)而利用弦長(zhǎng)公式,即可求得.【詳解】因?yàn)閳A心到直線的距離,由可得,解得.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題主要考查圓的弦長(zhǎng)問(wèn)題,涉及圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和點(diǎn)到直線的距離公式,屬于基礎(chǔ)題.6.(2021·天津·統(tǒng)考高考真題)若斜率為的直線與軸交于點(diǎn),與圓相切于點(diǎn),則.【答案】【分析】設(shè)直線的方程為,則點(diǎn),利用直線與圓相切求出的值,求出,利用勾股定理可求得.【詳解】設(shè)直線的方程為,則點(diǎn),由于直線與圓相切,且圓心為,半徑為,則,解得或,所以,因?yàn)?,?故答案為:.7.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)若直線與圓相交所得的弦長(zhǎng)為,則.【答案】【分析】計(jì)算出圓心到直線的距離,利用勾股定理可得出關(guān)于的等式,即可解得的值.【詳解】圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,圓心到直線的距離為,由勾股定理可得,因?yàn)?,解?故答案為:.考點(diǎn)四、圓與圓的位置關(guān)系1.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知圓與圓,則圓與圓的位置關(guān)系為(
)A.相交 B.外切 C.外離 D.內(nèi)含【答案】B【分析】確定兩圓的圓心和半徑,由圓心間的距離與半徑的關(guān)系即可得解.【詳解】圓化成標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心,半徑為,圓,圓心,半徑為,,圓與圓的位置關(guān)系為外切,故選:B2.(2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知圓和交于A,B兩點(diǎn),則(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】先求得相交弦所在直線方程,然后根據(jù)圓的弦長(zhǎng)的求法求得.【詳解】將和相減得直線,點(diǎn)到直線的距離,所以.故選:B3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))圓:與圓:公切線的條數(shù)為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【分析】首先根據(jù)題意得到兩圓相外切,即可得到答案.【詳解】根據(jù)題意,圓:,即,其圓心為,半徑;圓:,即,其圓心為,半徑,兩圓的圓心距,所以兩圓相外切,其公切線條數(shù)有3條.故選:C.4.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若圓與圓有且僅有3條公切線,則m=(
)A.14 B.28 C.9 D.【答案】A【分析】分別求出兩圓的圓心及半徑,再根據(jù)圓與圓有且僅有3條公切線,可得兩圓外切,則,從而可得答案.【詳解】圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑,因?yàn)閳A與圓有且僅有3條公切線,所以兩圓外切,則,即,解得.故選:A.5.(2023·福建龍巖·統(tǒng)考二模)已知M是圓上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且直線:與直線:(,)相交于點(diǎn)P,則的最小值是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)直線過(guò)定點(diǎn)及垂直關(guān)系確定P軌跡,結(jié)合圓的位置關(guān)系求最值即可.【詳解】
由兩直線方程可知分別過(guò)定點(diǎn),且兩直線互相垂直,設(shè)的中點(diǎn)為,則,如圖所示,則兩直線的交點(diǎn)的軌跡為以為圓心為直徑的圓,,可知兩圓相離,設(shè)直線交圓于E,交圓于D,顯然.故選:D6.(2023·廣西北?!そy(tǒng)考一模)已知圓:與:恰好有4條公切線,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)兩圓有4條公切線,得到兩圓外離,然后根據(jù)外離列不等式,解不等式即可得的取值范圍.【詳解】因?yàn)閳A:與:恰好有4條公切線,所以圓與外離,所以,解得或,即實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:D.1.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知圓:,圓:,則與的位置關(guān)系是(
)A.外切 B.內(nèi)切 C.相交 D.外離【答案】C【分析】算出兩圓圓心的距離,然后與兩圓半徑之和、差比較即可.【詳解】圓的圓心為,圓的圓心為,所以所以圓與的位置關(guān)系是相交.故選:C.2.(2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)寫出與圓和都相切的一條直線的方程.【答案】或或【分析】先判斷兩圓位置關(guān)系,分情況討論即可.【詳解】[方法一]:顯然直線的斜率不為0,不妨設(shè)直線方程為,于是,故①,于是或,再結(jié)合①解得或或,所以直線方程有三條,分別為,,填一條即可[方法二]:設(shè)圓的圓心,半徑為,圓的圓心,半徑,則,因此兩圓外切,由圖像可知,共有三條直線符合條件,顯然符合題意;又由方程和相減可得方程,即為過(guò)兩圓公共切點(diǎn)的切線方程,又易知兩圓圓心所在直線OC的方程為,直線OC與直線的交點(diǎn)為,設(shè)過(guò)該點(diǎn)的直線為,則,解得,從而該切線的方程為填一條即可[方法三]:圓的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為,兩圓圓心距為,等于兩圓半徑之和,故兩圓外切,如圖,當(dāng)切線為l時(shí),因?yàn)椋?,設(shè)方程為O到l的距離,解得,所以l的方程為,當(dāng)切線為m時(shí),設(shè)直線方程為,其中,,由題意,解得,當(dāng)切線為n時(shí),易知切線方程為,故答案為:或或.3.(2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知圓:的圓心到直線的距離為,則圓與圓:的公切線共有(
)A.0條 B.1條 C.2條 D.3條【答案】B【分析】先根據(jù)題意求得,從而得到兩圓的圓心和半徑,進(jìn)而求得圓心距等于兩半徑的差,得知兩圓內(nèi)切,即可知道公切線只有1條.【詳解】圓:的圓心為,半徑為a,所以圓心到直線的距離為,解得或.因?yàn)椋?所以圓:的圓心為,半徑為.圓:的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心坐標(biāo)為,半徑,圓心距,所以兩圓相內(nèi)切.所以兩圓的公切線只有1條.故選:B.4.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知圓與圓交于,兩點(diǎn),點(diǎn)在圓上,則點(diǎn)到直線距離的最大值為(
)A.6 B. C. D.7【答案】B【分析】由兩個(gè)圓的方程相減消去平方項(xiàng)可得直線的方程,根據(jù)直線的方程可得直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),再求出圓心的坐標(biāo)和圓的半徑,求出圓心到直線的距離的最大值可得點(diǎn)到直線距離的最大值.【詳解】因?yàn)?,所以,由和可得直線的方程為,變形得,由,得,所以直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),因?yàn)閳A的圓心為,半徑,所以點(diǎn)到直線的距離的最大值為,所以點(diǎn)到直線距離的最大值為.故選:B5.(2023春·吉林白山·高三統(tǒng)考期中)已知圓與圓外切,直線與圓C相交于A,B兩點(diǎn),則(
)A.4 B.2 C. D.【答案】D【分析】由兩圓外切列方程求,再求圓心到直線的距離,結(jié)合弦長(zhǎng)公式求弦長(zhǎng).【詳解】圓的圓心的坐標(biāo)為,半徑為,圓的圓心的坐標(biāo)為,半徑為,因?yàn)閳AO與圓C外切,所以所以.設(shè)圓心到直線l的距離為d,則,從而.故選:D.6.(2023·安徽滁州·安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知圓與圓相交所得的公共弦長(zhǎng)為,則圓的半徑(
)A. B. C.或1 D.【答案】D【分析】?jī)蓤A方程相減可得公共弦所在直線方程,后由垂徑定理結(jié)合圓圓心與半徑表達(dá)式可得答案.【詳解】與兩式相減得,即公共弦所在直線方程.圓方程可化為,可得圓心,半徑.則圓心到的距離為,半弦長(zhǎng)為,則有,解得或(舍),此時(shí)故選:.考點(diǎn)五、圓中的最值問(wèn)題綜合1.(2023·湖北武漢·華中師大一附中??寄M預(yù)測(cè))已知直線上的兩點(diǎn),且,點(diǎn)為圓上任一點(diǎn),則的面積的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】找到圓上的點(diǎn)到直線距離的最大值作為的高,再由面積公式求解即可.【詳解】把圓變形為,則圓心,半徑,圓心到直線的距離,則圓上的點(diǎn)到直線的距離的最大值為,又,∴的面積的最大值為.故選:A.2.(2023·福建寧德·??家荒#┮阎獔A與直線,P,Q分別是圓C和直線l上的點(diǎn)且直線PQ與圓C恰有1個(gè)公共點(diǎn),則的最小值是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】,的最小值為圓心到直線的距離,可求的最小值.【詳解】圓化為標(biāo)準(zhǔn)方程為,則圓C的圓心為,半徑,則,直線PQ與圓C相切,有,因?yàn)辄c(diǎn)Q在直線l上,所以,則.即的最小值是.故選:A3.(2023·河北邯鄲·統(tǒng)考三模)在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),已知,,動(dòng)點(diǎn)滿足,則()的最小值是(
)A. B.2 C.4 D.16【答案】C【分析】由題意求出點(diǎn)P的軌跡方程,則可以看成圓上動(dòng)點(diǎn)與定直線上動(dòng)點(diǎn)的距離,求得其最小值,即可求得答案.【詳解】因?yàn)?,,?dòng)點(diǎn)滿足,則,整理得,可以看成圓上動(dòng)點(diǎn)與定直線上動(dòng)點(diǎn)的距離,其最小值為圓心到直線的距離減去圓的半徑2,即,因此,的最小值是,故選:C.4.(2023·山東·模擬預(yù)測(cè))已知?jiǎng)狱c(diǎn)的軌跡方程為,定點(diǎn),則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】取,連接,,確定,變換得到,計(jì)算得到答案.【詳解】如圖所示:取,連接,,則,故,故,,當(dāng)三點(diǎn)共線且在線段上時(shí)等號(hào)成立,故選:C5.(2023·四川·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn),,,若點(diǎn)是的外接圓上一點(diǎn),則點(diǎn)到直線:的距離的最大值為(
)A. B. C. D.14【答案】C【分析】設(shè)所求圓的方程為,根據(jù)的三個(gè)頂點(diǎn)分別為,,,代入求得方程,再判斷直線與圓的位置關(guān)系,然后轉(zhuǎn)化為點(diǎn)與圓的位置關(guān)系求解.【詳解】解:設(shè)所求圓的方程為,因?yàn)榈娜齻€(gè)頂點(diǎn)分別為,,,則,解得,所以外接圓的一般方程為,其圓心為,半徑為5,因?yàn)橹本€,即,所以點(diǎn)到直線的距離為,所以直線與的外接圓相離,所以點(diǎn)到直線的距離的最大值為.故選:.6.(2023·安徽·合肥一中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))(多選)已知正三角形ABC的邊長(zhǎng)為2,點(diǎn)D為邊BC內(nèi)一動(dòng)點(diǎn)M滿足.則下列說(shuō)法中正確的有(
)A.線段BM長(zhǎng)度的最大為 B.的最大值為C.面積的最小值為 D.的最小值為【答案】BD【分析】以點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,再根據(jù)圓上得點(diǎn)到定點(diǎn)和定直線的距離的最值問(wèn)題即可判斷AC;由即可判斷B;取最小值時(shí),取最大值,也即與圓相切時(shí),即可判斷D.【詳解】如圖,以點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,則,設(shè),由,得,化簡(jiǎn)得,故動(dòng)點(diǎn)的軌跡是一個(gè)以圓心為,半徑的圓不含原點(diǎn),A項(xiàng):,所以,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):,故B正確;C項(xiàng):直線,即,圓心到直線的距離為,則點(diǎn)到直線的距離的最小值為,所以面積的最小值為,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):由題意得為銳角,則取最小值時(shí),取最大值,也即與圓相切時(shí),此時(shí),故,故D正確.故選:BD.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:以點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,是解決本題的關(guān)鍵.7.(2023·海南省直轄縣級(jí)單位·文昌中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))(多選)已知圓和圓的交點(diǎn)為,直線:與圓交于兩點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是(
)A.直線的方程為B.圓上存在兩點(diǎn)和,使得C.圓上的點(diǎn)到直線的最大距離為D.若,則或【答案】CD【分析】將兩圓方程化為標(biāo)準(zhǔn)式,即可得到圓心坐標(biāo)與半徑,從而判斷兩圓相交,將兩圓方程作差得到公共弦方程,即可判斷A,再利用弦長(zhǎng)公式判斷B,求出到的距離,即可判斷C,圓心到直線的距離為,即可得到方程,判斷D.【詳解】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心為,半徑為,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心為,半徑為,所以,所以兩圓相交,所以將兩圓的方程作差可得,即直線的方程為,故A錯(cuò)誤;圓心到直線的距離為,所以,對(duì)于圓上的任意兩點(diǎn),,故B錯(cuò)誤;圓上的點(diǎn)到直線的距離的最大值為,故C正確;因?yàn)?,所以圓心到直線的距離為,所以,故或,故D正確.故選:CD1.(2023·甘肅酒泉·統(tǒng)考三模)若直線分別與軸,軸交于,兩點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)在圓上,則面積的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先求得點(diǎn)A、點(diǎn)B的坐標(biāo),進(jìn)而求得,再求出圓上的點(diǎn)P到直線距離的最值,代入三角形面積公式即可求得結(jié)果.【詳解】如圖所示,因?yàn)橹本€與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),,則,圓的圓心C為,半徑為,則圓心到直線的距離為,所以圓上的點(diǎn)P到直線的距離的最小值為,最大距離為,所以面積的最小值為,最大值為,即面積的取值范圍為.故選:C.2.(2023·浙江嘉興·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知點(diǎn)是直線:和:的交點(diǎn),點(diǎn)是圓:上的動(dòng)點(diǎn),則的最大值是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)題意分析可知點(diǎn)的軌跡是以的中點(diǎn),半徑的圓,結(jié)合圓的性質(zhì)運(yùn)算求解.【詳解】因?yàn)橹本€:,即,令,解得,可知直線過(guò)定點(diǎn),同理可知:直線過(guò)定點(diǎn),又因?yàn)椋芍?,所以直線與直線的交點(diǎn)的軌跡是以的中點(diǎn),半徑的圓,因?yàn)閳A的圓心,半徑,所以的最大值是.故選:B.3.(2023·福建泉州·泉州五中??寄M預(yù)測(cè))已知復(fù)數(shù)滿足,則的最大值為(
)A. B.2 C. D.3【答案】C【分析】設(shè),得出的關(guān)系,結(jié)合其幾何意義求解最值.【詳解】設(shè),因?yàn)?,所以,因?yàn)椋韵喈?dāng)于圓上的點(diǎn)到點(diǎn)距離,所以的最大值為圓心到點(diǎn)距離與圓的半徑的和,即.故選:C.4.(2023·云南昭通·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知,,點(diǎn)為圓上任意一點(diǎn),則面積的最大值為(
)A.5 B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)給定條件,求出直線的方程,再求出點(diǎn)P到直線距離的最大值作答.【詳解】圓的圓心,半徑,直線的方程為:,于是點(diǎn)到直線:的距離,而點(diǎn)在圓上,因此點(diǎn)到直線距離的最大值為,又,所以面積的最大值為.故選:D5.(2023·海南省直轄縣級(jí)單位·嘉積中學(xué)??既#┮阎菆A:上的兩個(gè)不同的點(diǎn),若,則的取值范圍為.【答案】【分析】為和到直線距離之和的倍,是的中點(diǎn)到直線距離的倍,利用點(diǎn)軌跡,求取值范圍.【詳解】由題知,圓的圓心坐標(biāo),半徑為2,因?yàn)椋裕O(shè)為的中點(diǎn),所以,所以點(diǎn)的軌跡方程為.點(diǎn)的軌跡是以為圓心半徑為的圓.設(shè)點(diǎn),,到直線的距離分別為,,,所以,,,所以.因?yàn)辄c(diǎn)到直線的距離為,所以,即,所以.所以的取值范圍為.故答案為:【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:利用的幾何意義,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為為和到直線距離之和,再轉(zhuǎn)化為的中點(diǎn)到直線距離,由點(diǎn)軌跡是圓,可求取值范圍.6.(2023·遼寧撫順·校考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,該曲線W是由4個(gè)圓:,,,的一部分所構(gòu)成,則下列敘述正確的是(
)A.曲線W圍成的封閉圖形面積為4+2πB.若圓與曲線W有8個(gè)交點(diǎn),則C.與的公切線方程為D.曲線W上的點(diǎn)到直線的距離的最小值為4【答案】ACD【分析】A選項(xiàng)可將曲線W圍成的封閉圖形可分割為一個(gè)邊長(zhǎng)為2的正方形和四個(gè)半徑為1的相同的半圓,即可判斷;B選項(xiàng)可直接由圖討論判斷對(duì)錯(cuò);C選項(xiàng)可由圓心到直線的距離等于半徑,求出公切線;D選項(xiàng)可先找到,的公切線方程為,曲線W上的點(diǎn)到直線的距離的最小值即為平行線間的距離.【詳解】曲線W圍成的封閉圖形可分割為一個(gè)邊長(zhǎng)為2的正方形和四個(gè)半徑為1的相同的半圓,所以其面積為,故A選項(xiàng)正確.當(dāng)時(shí),交點(diǎn)為B,D,F(xiàn),H;當(dāng)時(shí),交點(diǎn)為A,C,E,G;當(dāng)或時(shí),沒(méi)有交點(diǎn);當(dāng)時(shí),交點(diǎn)個(gè)數(shù)為8,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.設(shè)與的公切線方程為,由直線和圓相切的條件可得,解得,(舍去),則其公切線方程為,即,故C選項(xiàng)正確.同理可得,的公切線方程為,則兩平行線的距離,故D選項(xiàng)正確.故選:ACD.7.(2023·吉林長(zhǎng)春·東北師大附中??寄M預(yù)測(cè))(多選)已知圓的圓心在直線上,且與相切于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作圓的兩條互相垂直的弦,記線段的中點(diǎn)分別為,則下列結(jié)論正確的是(
)A.圓的方程為 B.四邊形面積的最大值為C.弦的長(zhǎng)度的取值范圍為 D.直線恒過(guò)定點(diǎn)【答案】ACD【分析】利用待定系數(shù)法求出圓E的方程,判斷A;根據(jù)圓的幾何性質(zhì)表示出四邊形面積,結(jié)合二次函數(shù)知識(shí)求得其最大值,判斷B;利用圓的幾何性質(zhì)可求得弦的長(zhǎng)度的取值范圍,判斷C;結(jié)合四邊形為矩形,可判斷D.【詳解】由題意可設(shè)圓心為,半徑為,故,解得,則,故圓的方程為,A正確;連接,則,設(shè),則,則,故,所以,當(dāng)時(shí),四邊形面積取到最大值,B錯(cuò)誤;當(dāng)弦過(guò)圓心時(shí)最長(zhǎng),最大值為4;當(dāng)弦時(shí)最短,最小值為,即弦的長(zhǎng)度的取值范圍為,C正確;由題意知,,故四邊形為矩形,則為矩形的對(duì)角線,二者互相平分,而,故過(guò)的中點(diǎn),D正確,故選:ACD【基礎(chǔ)過(guò)關(guān)】一、單選題1.(2023·北京海淀·??既#┤糁本€是圓的一條對(duì)稱軸,則(
)A. B.1 C. D.【答案】A【分析】首先得到圓心坐標(biāo),即可得到圓心在直線上,從而求出參數(shù)的值.【詳解】圓的圓心為,因?yàn)橹本€是圓的一條對(duì)稱軸,所以圓心在直線上,所以,解得.故選:A2.(2023·北京通州·統(tǒng)考三模)過(guò)直線上的一點(diǎn)作圓的兩條切線,,切點(diǎn)分別為,當(dāng)直線,關(guān)于對(duì)稱時(shí),線段的長(zhǎng)為(
)A.4 B. C. D.2【答案】C【分析】根據(jù)題意畫出圖形,觀察圖形可知圓心與點(diǎn)的連線垂直于直線,利用這一關(guān)系即可得到切線的長(zhǎng).【詳解】如圖所示,圓心為,連接,因?yàn)橹本€,關(guān)于對(duì)稱,所以垂直于直線,故,而,所以.故選:C3.(2023·新疆喀什·??寄M預(yù)測(cè))已知圓,直線,則圓C與直線l(
)A.相交 B.相切 C.相離 D.相交且直線過(guò)圓C的圓心【答案】B【分析】根據(jù)題意只需判斷圓心到直線的距離與半徑比較大小即可判斷.【詳解】由可得,故圓心,半徑,則圓心到直線的距離,故直線與圓C相切.故選:B4.(2023·山東濟(jì)寧·嘉祥縣第一中學(xué)統(tǒng)考三模)若直線與圓:相交于,兩點(diǎn),則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】求出直線過(guò)的定點(diǎn)并判斷與圓的位置關(guān)系,再求出垂直于經(jīng)過(guò)該定點(diǎn)的圓的直徑的弦長(zhǎng)作答.【詳解】直線,即恒過(guò)定點(diǎn),而,即點(diǎn)在圓內(nèi),因此當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),最小,而圓的圓心,半徑,,所以.故選:B5.(2023·河北·校聯(lián)考一模)直線與圓相切,則的最大值為(
)A.16 B.25 C.49 D.81【答案】C【分析】利用圓與直線的位置關(guān)系得出的方程,根據(jù)方程分析利用表示的幾何意義求解即可.【詳解】由直線與圓相切可得:圓心到直線的距離等于圓的半徑,即,故,即點(diǎn)在圓O上,的幾何意義為圓上的點(diǎn)與點(diǎn)之間距離的平方,由圓心為,因?yàn)?,所以點(diǎn)在圓外,所以點(diǎn)到點(diǎn)的距離的最大值為圓心到的距離與圓半徑之和,即,所以的最大值為.故選:C.二、填空題6.(2023·廣東深圳·校考二模)過(guò)點(diǎn)且被圓所截得的弦長(zhǎng)為的直線的方程為.【答案】【分析】首先將圓的方程配成標(biāo)準(zhǔn)式,即可得到圓心坐標(biāo)與半徑,由弦長(zhǎng)求出圓心到直線的距離,分析可得直線的斜率存在,設(shè)直線方程為,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出,即可得解.【詳解】圓,即,圓心為,半徑,若弦長(zhǎng),則圓心到直線的距離,顯然直線的斜率存在,設(shè)直線方程為,即,所以,解得,所以直線方程為.故答案為:7.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知圓和圓,則過(guò)點(diǎn)且與都相切的直線方程為.(寫出一條即可)【答案】或(寫出一條即可)【分析】由直線與圓的位置關(guān)系通過(guò)幾何法計(jì)算即可.【詳解】若過(guò)M的切線斜率不存在,即為,此時(shí)顯然與兩圓都相切;若過(guò)M的切線斜率存在,不妨設(shè)為,則到的距離分別為,即.綜上過(guò)M與兩圓都相切的直線為:或故答案為:或(寫出一個(gè)即可)8.(2023·上海普陀·曹楊二中??寄M預(yù)測(cè))拋物線的準(zhǔn)線與圓相交于A、B兩點(diǎn),則.【答案】2【分析】首先求拋物線的準(zhǔn)線方程,再根據(jù)直線與圓相交的弦長(zhǎng)公式,即可求解.【詳解】的準(zhǔn)線方程為,圓心到直線的距離為,所以弦長(zhǎng).故答案為:29.(2023·安徽合肥·合肥市第六中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))圓心在直線上,且與直線相切于點(diǎn)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.【答案】【分析】設(shè)圓心坐標(biāo)為,利用點(diǎn)到直線距離公式和兩點(diǎn)距離公式求解即可.【詳解】設(shè)圓心坐標(biāo)為,因?yàn)閳A與直線相切于點(diǎn),所以,可得:,解得,所以所求圓的圓心為,半徑,所以所求圓的方程為.故答案為:.10.(2023·陜西安康·陜西省安康中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))圓心在直線上,且與直線相切的一個(gè)圓的方程為.【答案】(答案不唯一)【分析】依題意可得直線與直線平行,則兩平行線之間的距離即為圓的半徑,再取一個(gè)點(diǎn)確定圓心,即可得到圓的方程.【詳解】因?yàn)橹本€與直線平行,設(shè)圓心坐標(biāo)為,因?yàn)閳A心到直線的距離等于圓的半徑r,所以,取,則圓的方程為.故答案為:(答案不唯一)【能力提升】一、單選題1.(2023·山東泰安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知直線與圓,過(guò)直線上的任意一點(diǎn)向圓引切線,設(shè)切點(diǎn)為,若線段長(zhǎng)度的最小值為,則實(shí)數(shù)的值是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】設(shè),則,可得,而的最小值是圓心到直線的距離,然后列方程可求出實(shí)數(shù)m的值.【詳解】圓,設(shè),則,則,,則,所以圓心到直線的距離是,,得,.故選:A.2.(2023·廣東廣州·華南師大附中??既#┰谄矫嬷苯亲鴺?biāo)系中,若拋物線的準(zhǔn)線與圓相切于點(diǎn),直線與拋物線切于點(diǎn),點(diǎn)在圓上,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)拋物線的準(zhǔn)線與圓相切可求得的值,可得出拋物線的方程,求出點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)出直線的方程,將直線的方程與拋物線的方程聯(lián)立,求出點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,利用平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算結(jié)合三角恒等變換可求得的取值范圍.【詳解】拋物線的準(zhǔn)線方程為,圓的圓心為,半徑為,直線與圓相切,則,因?yàn)?,解得,所以,拋物線的方程為,故拋物線的準(zhǔn)線與圓相切于點(diǎn),若直線與軸重合,則直線與拋物線不相切,不合乎題意,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立可得,則,解得,不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限,則,則有,解得,此時(shí),即點(diǎn),所以,,因?yàn)辄c(diǎn)在圓上,設(shè)點(diǎn),則,所以,.故選:C.3.(2023·廣東珠?!ぶ楹J械谝恢袑W(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知圓,點(diǎn),若圓M上存在兩點(diǎn)B,C,使得是等邊三角形,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】條件可轉(zhuǎn)化為存在點(diǎn)B使得,然后過(guò)點(diǎn)A作圓M的切線,切點(diǎn)為T,連接MT,則,然后可求出的范圍,然后可得答案.【詳解】由題知,圓M和正組成的圖形關(guān)于直線AM對(duì)稱,若存在點(diǎn)B,C滿足題意等價(jià)于存在點(diǎn)B使得,過(guò)點(diǎn)A作圓M的切線,切點(diǎn)為T,連接MT,則,又,所以,則,解得.故選:D4.(2023·浙江·模擬預(yù)測(cè))已知圓和點(diǎn),由圓外一點(diǎn)向圓引切線,切點(diǎn)分別為,若,則的最小值是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】設(shè),利用可得,再由利用配方法可得答案.【詳解】設(shè),連接,則,可得,所以,即,可得,所以,當(dāng)時(shí),.故選:C.二、多選題5.(2023·山東煙臺(tái)·統(tǒng)考三模)已知點(diǎn)為直線與軸交點(diǎn),為圓上的一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn),則(
)A.取得最小值時(shí), B.與圓相切時(shí),C.當(dāng)時(shí), D.的最大值為【答案】ABD【分析】A:取得最小值時(shí)位于即軸上,根據(jù)三角形面積公式可得.B:直接在直角三角形利用勾股定理可得.C:運(yùn)用向量的坐標(biāo)表示和對(duì)于坐標(biāo)運(yùn)算可得.D:根據(jù)正弦定理,將求的最大值轉(zhuǎn)化為求外接圓半徑最小,此時(shí),外接圓與圓相內(nèi)切,根據(jù)內(nèi)切半徑差等于圓心距可得外接圓半徑,進(jìn)而可得.【詳解】因,令,得,故,,圓心,半徑選項(xiàng)A:如圖,根據(jù)圓的性質(zhì)當(dāng)位于軸上時(shí),取得最小值,此時(shí),故A正確;選項(xiàng)B:當(dāng)與圓相切時(shí),,故B正確;選項(xiàng)C:設(shè),則,,當(dāng)時(shí),,故,又,得,,,若,則,又得,,,此時(shí),這與點(diǎn)在圓上矛盾,故C錯(cuò)誤;選項(xiàng)D:設(shè)外接圓圓心為,半徑為由題意可得在中垂線上,可設(shè)其坐標(biāo)為,則,,由正弦定理知,所以,當(dāng)最小,即外接圓與圓相內(nèi)切時(shí),的最大值,此時(shí)圓心距等于兩圓半徑之差,則,兩邊同時(shí)平方可得,,故D正確.故選:ABD.6.(2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知直線:,:,圓C:,下列說(shuō)法正確的是(
)A.若經(jīng)過(guò)圓心C,則B.直線與圓C相離C.若,且它們之間的距離為,則D.若,與圓C相交于M,N,則【答案】AC【分析】將圓心代入直線的方程,求得k,判斷A;求得直線過(guò)圓內(nèi)一定點(diǎn),判斷B;利用平行線間的距離公式可判斷C;根據(jù)圓的幾何性質(zhì)可求得,判斷D.【詳解】對(duì)于A,因?yàn)閳A心在直線上,所以,解得,A正確;對(duì)于B,因?yàn)橹本€恒過(guò)點(diǎn),且,即點(diǎn)在圓C內(nèi),所以與圓C相交,B錯(cuò)誤;對(duì)于C,因?yàn)?,則,故與之間的距離,所以,C正確;對(duì)于D,時(shí),直線:,即,因?yàn)閳A心到直線的距離,所以,D錯(cuò)誤,故選:AC.7.(2023·遼寧沈陽(yáng)·沈陽(yáng)二中校考模擬預(yù)測(cè))已知,過(guò)點(diǎn)作圓的切線,切點(diǎn)分別為,則下列命題中真命題是(
)A.B.直線的方程為C.圓與共有4條公切線D.若過(guò)點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),則當(dāng)面積最大時(shí),.【答案】ABD【分析】由圓的方程確定圓心坐標(biāo)和半徑,結(jié)合切線性質(zhì)求,判斷A,求過(guò)點(diǎn)的圓的方程,再求其與圓的公共弦可得直線的方程,判斷B,判斷圓與圓的位置關(guān)系,判斷C,結(jié)合三角形面積公式求的面積的最大值,求,判斷D,【詳解】因?yàn)閳A的方程為,所以圓心的坐標(biāo)為,半徑為,所以,又,所以,由已知,所以,A正確,因?yàn)椋渣c(diǎn)四點(diǎn)共圓,且圓心為的中點(diǎn),線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以圓的方程為,即,因?yàn)椋詧A與圓相交,又圓的方程可化為所以圓與圓的公共弦方程為,故直線的方程為,B正確,圓的圓心的坐標(biāo)為,半徑為,因?yàn)椋?,所以圓與圓相交,故兩圓只有2條公切線,C錯(cuò)誤;設(shè),則,的面積,所以當(dāng)時(shí),的面積取最大值,最大值為,此時(shí),D正確.故選:ABD.8.(2023·遼寧·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知點(diǎn)M,N在圓O:上運(yùn)動(dòng),點(diǎn),且,Q為線段M,N的中點(diǎn),則(
)A.過(guò)點(diǎn)P有且只有一條直線與圓O相切B.C.點(diǎn)Q在直線上運(yùn)動(dòng)D.的最大值為【答案】BD【分析】首先判斷與圓的位置關(guān)系,數(shù)形結(jié)合判斷A、B;再應(yīng)用兩點(diǎn)距離、中點(diǎn)公式及已知求得在直線上判斷C;由幾何法求得,結(jié)合點(diǎn)線距離求的最大值.【詳解】由,故在圓外,故過(guò)點(diǎn)P有兩條直線與圓O相切,A錯(cuò);由為線段的中點(diǎn),為圓的弦,故,B對(duì);由,又都在圓上,所以,即,而,,所以,即點(diǎn)在直線上,C錯(cuò);由,當(dāng)最小時(shí),最大,而最小值為到的距離為,此時(shí)Q在圓的內(nèi)部,所以,D對(duì).故選:BD9.(2023·廣東廣州·廣州市從化區(qū)從化中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))設(shè),過(guò)定點(diǎn)的直線與過(guò)定點(diǎn)的直線相交于點(diǎn),線段是圓的一條動(dòng)弦,且,給出下列四個(gè)結(jié)論:其中所有正確結(jié)論的序號(hào)是(
)A.一定垂直B.的最大值為4C.點(diǎn)的軌跡方程為D.的最小值為【答案】AB【分析】A選項(xiàng),根據(jù)兩直線垂直滿足的關(guān)系式進(jìn)行判斷;B選項(xiàng),求出和,由⊥,得到,再結(jié)合基本不等式得到答案;C選項(xiàng),分析得到,點(diǎn)的軌跡為以為直徑的圓,求出軌跡方程;D選項(xiàng),設(shè)的中點(diǎn)為,求出,得到點(diǎn)軌跡方程,進(jìn)而得到的最小值為圓心距減去兩半徑,結(jié)合求出答案.【詳解】A選項(xiàng),因?yàn)?,所以一定垂直,A正確;B選項(xiàng),變形得到,從而,變形得到,從而,由⊥,由勾股定理得,由基本不等式可得,故,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,故B正確;C選項(xiàng),由B可知,點(diǎn)的軌跡為以為直徑的圓,其中線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,半徑為,故軌跡方程為(不包含點(diǎn)),C錯(cuò)誤;D選項(xiàng),的圓心為,半徑為2,設(shè)的中點(diǎn)為,由垂徑定理得,故點(diǎn)的軌跡方程為,因?yàn)辄c(diǎn)軌跡方程為,則的最小值為圓心距減去兩半徑,即,其中,所以的最小值為,D錯(cuò)誤.故選:AB三、填空題10.(2023·江蘇·金陵中學(xué)校聯(lián)考三模)已知拋物線:,圓:,點(diǎn)M的坐標(biāo)為,分別為、上的動(dòng)點(diǎn),且滿足,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)的取值范圍是.【答案】【分析】利用拋物線的定義和圓的性質(zhì)得到,轉(zhuǎn)化為,即可解得.【詳解】因?yàn)閽佄锞€:的焦點(diǎn),準(zhǔn)線:,所以圓心即為拋物線的焦點(diǎn)F,設(shè),∴,∴.∵,∴,,∴,∴.故答案為:【真題感知】一、單選題1.(山東·統(tǒng)考高考真題)已知圓心為的圓與軸相切,則該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】圓的圓心為,半徑為,得到圓方程.【詳解】根據(jù)題意知圓心為,半徑為,故圓方程為:.故選:B.2.(北京·統(tǒng)考高考真題)已知半徑為1的圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),則其圓心到原點(diǎn)的距離的最小值為(
).A.4 B.5 C.6 D.7【答案】A【分析】求出圓心的軌跡方程后,根據(jù)圓心到原點(diǎn)的距離減去半徑1可得答案.【詳解】設(shè)圓心,則,化簡(jiǎn)得,所以圓心的軌跡是以為圓心,1為半徑的圓,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng)在線段上時(shí)取得等號(hào),故選:A.【點(diǎn)睛】本題考查了圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,屬于基礎(chǔ)題.3.(2022·北京·統(tǒng)考高考真題)若直線是圓的一條對(duì)稱軸,則(
)A. B. C.1 D.【答案】A【分析】若直線是圓的對(duì)稱軸,則直線過(guò)圓心,將圓心代入直線計(jì)算求解.【詳解】由題可知圓心為,因?yàn)橹本€是圓的對(duì)稱軸,所以圓心在直線上,即,解得.故選:A.4.(全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知⊙M:,直線:,為上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作⊙M的切線,切點(diǎn)為,當(dāng)最小時(shí),直線的方程為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由題意可判斷直線與圓相離,根據(jù)圓的知識(shí)可知,四點(diǎn)共圓,且,根據(jù)可知,當(dāng)直線時(shí),最小,求出以為直徑的圓的方程,根據(jù)圓系的知識(shí)即可求出直線的方程.【詳解】圓的方程可化為,點(diǎn)到直線的距離為,所以直線與圓相離.依圓的知識(shí)可知,四點(diǎn)四點(diǎn)共圓,且,所以,而,當(dāng)直線時(shí),,,此時(shí)最?。嗉矗山獾?,.所以以為直徑的圓的方程為,即,兩圓的方程相減可得:,即為直線的方程.故選:D.【點(diǎn)睛】本題主要考查直線與圓,圓與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用,以及圓的幾何性質(zhì)的應(yīng)用,意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于中檔題.5.(全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)已知圓,過(guò)點(diǎn)(1,2)的直線被該圓所截得的弦的長(zhǎng)度的最小值為(
)A.1 B.2C.3 D.4【答案】B【分析】當(dāng)直線和圓心與點(diǎn)的連線垂直時(shí),所求的弦長(zhǎng)最短,即可得出結(jié)論.【詳解】圓化為,所以圓心坐標(biāo)為,半徑為,設(shè),當(dāng)過(guò)點(diǎn)的直線和直線垂直時(shí),圓心到過(guò)點(diǎn)的直線的距離最大,所求的弦長(zhǎng)最短,此時(shí)根據(jù)弦長(zhǎng)公式得最小值為.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查圓的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì),以及幾何法求弦長(zhǎng),屬于基礎(chǔ)題.6.(全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)若直線l與曲線y=和x2+y
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